DE102005006133B4 - Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und Brennstoffreformiervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12, 12A, 12B, 12C, 12D), der umfasst:
ein Grundelement (1), das eine Oberfläche besitzt, die einen konkaven Abschnitt zur Unterbringung eines Brennstoffreformers (9) zum Erzeugen von Wasserstoffgas enthaltendem reformiertem Gas aus Brennstoff aufweist;
einen an einer Oberfläche des Grundelements (1) angebrachten Deckel (4), um mit diesem den konkaven Abschnitt abzudecken;
ein Zuflussrohr (5a), das dem Brennstoffreformer (9) Brennstoff zuführt, wobei das Zuflussrohr (5a) durch das Grundelement (1) und/oder durch den Deckel (4) verläuft, derart, dass, wenn der Brennstoffreformer (9) untergebracht wird, ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer (9) angefügt wird, um den Brennstoffreformer (9) in einem Raum zwischen dem Deckel (4) und einer unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts zu halten; und
ein Abflussrohr (5b), das das reformierte Gas abführt, wobei das Abflussrohr (5b) durch das Grundelement (1) und/oder durch den Deckel (4) verläuft, derart, dass, wenn der Brennstoffreformer (9) untergebracht wird, ein vorderes...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter zum Bilden einer Brennstoffreformiervorrichtung unter Verwendung eines Brennstoffreformers, der beispielsweise in einem Brennstoffzellensystem aus allen Brennstoffsorten durch Anwendung einer Dampfreformierungsreaktion, die eine endothermische katalytische Reaktion ist, Wasserstoffgas erzeugt, und außerdem auf die Brennstoffreformiervorrichtung.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • In den letzten Jahren ist im Mittelpunkt des Interesses ein Brennstoffzellensystem als Energiequellensystem der nächsten Generation gestanden, das elektrische Energie wirkungsvoll und sauber erzeugt, wobei auf dem Automobilmarkt und dem Markt der kombinierten Energieerzeugungssysteme, für die ein allgemein bekanntes Brennstoffzellen-Energieerzeugungssystem typisch ist, Feldversuche zur Umsetzung in die Praxis, die auf eine Kostenreduzierung abzielen, bereits nachdrücklich durchgeführt worden sind.
  • Außerdem ist jüngst eine Miniaturisierung des Brennstoffzellensystems und die Verwendung als Energiequelle für eine bewegliche Einrichtung wie etwa ein Mobiltelefon, ein PDA (Persönlicher Digitaler Assistent), ein Notebook-Computer, eine digitale Videokamera und eine digitale feststehende Kamera untersucht worden.
  • Im Allgemeinen wird in einer Brennstoffzelle Kohlenwasserstoffgas wie etwa Methan und Erdgas (Druck-Erdgas) oder Alkohol wie etwa Methanol und Ethanol als Kraftstoff verwendet, wobei die Energieerzeugung durch Reformieren zu Wasserstoffgas und einem weiteren Gas in einer Dampfreformierungsreaktion in einer Brennstoffreformiervorrichtung unter Verwendung eines Brennstoffreformers durchgeführt wird und das Wasserstoffgas danach einer Energieerzeugungsvorrichtung, die als Energieerzeugungszelle bezeichnet wird, zugeführt wird.
  • In diesem Fall ist das Reformieren von Brennstoff durch den Brennstoffreformer ein Prozess, in dem reformierbarer Brennstoff an Dampf gebunden wird und in einer katalytischen Reaktion Wasserstoffgas erzeugt wird.
  • Beispielsweise ist dies im Fall der Verwendung von Methanol als Brennstoff ein Prozess, in dem in einer Dampfreformierungsreaktion, die durch die folgende chemische Gleichung (1) ausgedrückt wird (einer Reaktion, bei der Dampf an Methanol gebunden wird und dadurch nach Gleichung (1) Methanol in Wasserstoff und Kohlendioxid gespaltet wird), Wasserstoffgas (H2) erzeugt wird. Eine geringfügige Menge des erzeugten Gases (hauptsächlich CO2), das sich von Wasserstoff, der durch die Reformierungsreaktion erzeugt wird, unterscheidet, wird gewöhnlich an die Luft abgegeben. CH3OH + H2O → 3H2 + CO2 (1)
  • Ferner ist es aufgrund dessen, dass die Dampfreformierungsreaktion eine endothermische Reaktion ist, erforderlich, den Brennstoff mit einem Heizelement oder dergleichen von außen zu erwärmen und eine Reaktionstemperatur aufrechtzuerhalten. Daher sind zum Reformieren von Brennstoff im Brennstoffreformer beispielsweise Temperaturen von etwa 200 bis 500°C erforderlich, falls Methanol als Brennstoff verwendet wird, und Temperaturen von etwa 300 bis 800°C, falls Methangas verwendet wird, um ein Absinken der Dampfreformierungsaktivität eines Katalysators zu verhindern und die Dichte des erzeugten Wasserstoffgases hoch zu halten. Als verwandte Technik gibt es die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift JP-A 2003-2602 .
  • In der US 2003/0039601 A1 wird ein Reaktionskessel zur Produktion von Synthesegas, der in der Form von vier Baugruppen einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher, keramische Membranen und ein Katalysatorbett aufweist, beschrieben. Die vier Baugruppen sind so konfiguriert, dass sie unabhängig voneinander expandieren oder kontrahieren können.
  • In der US 6245309 B1 wird ein Plasmareformer zur Produktion von Wasserstoff für PEM-Brennstoffzellen beschrieben.
  • In den letzten Jahren ist vorgeschlagen worden, das Brennstoffzellensystem an einer kleinen beweglichen Einrichtung anzubringen. Zur Umsetzung des Vorschlags ist es erforderlich, dass die Brennstoffzellenvorrichtung eine kleine Größe und eine niedrige Höhe besitzt.
  • Ferner wird im Fall, dass das Brennstoffzellensystem an einer kleinen beweglichen Einrichtung angebracht ist, die im Brennstoffreformer erzeugte Wärme zum Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter geleitet, wodurch die Temperatur der Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters ansteigt, so dass die Gefahr besteht, dass die Wärme andere Komponenten in der beweglichen Einrichtung bricht.
  • Ferner ist es aufgrund dessen, dass die durch die chemische Gleichung (1) ausgedrückte Dampfreformierungsreaktion eine endothermische Reaktion ist, zum Reformieren von Brennstoff im Brennstoffreformer erforderlich, den Brennstoffreformer mit einem Heizelement oder dergleichen zu erwärmen, um dadurch die Reaktionstemperatur auf einer festgelegten Temperatur zu halten. Jedoch wird die im Brennstoffreformer erzeugte Wärme zum Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter geleitet, wodurch die Temperatur des Brennstoffreformers sinkt. Dann ist es zum Aufrechterhalten der Reaktionstemperatur erforderlich, die Energieerzeugungsmenge des Heizelements zu steigern. Falls die Energieerzeugungsmenge des Heizelements gesteigert wird, entsteht das Problem, dass die zum Aufheizen des Heizelements verbrauchte elektrische Leistung, die einen Teil der gesamten elektrischen Leistung, die in der Energieerzeugungszelle der Brennstoffzelle erzeugt wird, in Anspruch nimmt, zunimmt und sich im Ergebnis der Energieerzeugungsverlust im gesamten Brennstoffzellensystem erhöht.
  • Als Verfahren, das verhindert, dass die im Brennstoffreformer erzeugte Wärme zum Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter geleitet wird, wird ein Verfahren betrachtet, bei dem ein Hauptkörper des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters aus einem Glasmaterial mit einer geringen Wärmeleitung zusammengesetzt ist, jedoch besitzen Glasmaterialien im Allgemeinen eine geringe Stärke, weshalb das Glasmaterial zerspringt, wenn ein Zuflussrohr zum Zuführen von Brennstoff oder ein Abflussrohr zum Abführen des reformierten Gases daran angefügt ist. Folglich entsteht das Problem, dass die Luftundurchlässigkeit an Verbindungsstellen zum Zuflussrohr und zum Abflussrohr schwer zu gewährleisten ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist in Anbetracht der Probleme in der verwandten Technik vollendet worden, wobei eine Aufgabe von ihr ist, einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung zu schaffen, die geeignet sind, vorteilhaft dem Brennstoffreformer Brennstoff zuzuführen und reformiertes Gas wie etwa Wasserstoffgas, das durch Reformieren im Brennstoffreformer erhalten wird, vom Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter sicher nach außen abzuführen, bei denen der Wirkungsgrad der Energieerzeugung hoch ist, indem verhindert wird, dass die im Brennstoffreformer erzeugte Wärme an den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter abgeleitet wird, und die an einer kleinen beweglichen Vorrichtung angebracht werden können.
  • Die Erfindung schafft einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1 und eine Brennstoffreformiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
  • Der Hohlraum besitzt in einer Richtung, die zu den Wänden an der Innenseite und der Außenseite des Grundelements und/oder des Deckels, die den Hohlraum definieren, senkrecht ist, vorzugsweise eine Abmessung von 0,5 mm bis 5 mm.
  • Die innen befindliche Wand und die außen befindliche Wand des Grundelements und/oder des Deckels, die den Hohlraum definieren, besitzen vorzugsweise jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm.
  • Der Deckel besteht vorzugsweise aus mehreren Deckelabschnitten, die in der Weise an der einen Oberfläche des Grundelements angebracht sind, dass sie Schichten bilden und zwischen sich einen Spalt aufweisen, wobei Deckelabschnitte, die sich weiter innen befinden, an einem weiter innen liegenden Umfang der einen Oberfläche des Grundelements angebracht sind.
  • Bei der Erfindung ist die eine Oberfläche des Grundelements mit Ausnahme des konkaven Abschnitts vorzugsweise zu einer Stufe geformt, wobei die mehreren Deckelabschnitte jeweils an verschiedenen Oberflächen der Stufe angebracht sind.
  • Der Abstand des Spalts beträgt vorzugsweise 0,5 mm bis 5 mm.
  • Die Dicke der Deckelabschnitte beträgt vorzugsweise mindestens 0,1 mm.
  • Der Hohlraum, der in dem Grundelement und/oder dem Deckel gebildet ist, weist vorzugsweise einen Druck auf, der so weit reduziert ist, dass er kleiner als der atmosphärische Druck ist, wobei das Grundelement und/oder der Deckel einen Gasansauganschluss zur Druckabsenkung des Hohlraums enthalten, der in einem Abschnitt des Grundelements und/oder des Deckels auf der Seite des Brennstoffreformers vorgesehen ist.
  • Der Hohlraum besitzt in einer Richtung, die zu den Wänden an der Innenseite und der Außenseite des Grundelements und/oder des Deckels, die den Hohlraum definieren, senkrecht ist, vorzugsweise eine Abmessung von 0,5 mm bis 5 mm.
  • Die innen befindliche Wand und die außen befindliche Wand des Grundelements und/oder des Deckels, die den Hohlraum definieren, besitzen vorzugsweise jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm.
  • Der Hohlraum des Grundelements und/oder des Deckels weist vorzugsweise einen Druck auf, der so weit reduziert ist, dass er kleiner als der atmosphärische Druck ist, wobei in der außen liegenden Wand des Grundelements und/oder des Deckels ein erstes Gasansaugrohr zur Druckabsenkung des Hohlraums ausgebildet ist und in der innen liegenden Wand des Grundelements und/oder des Deckels ein zweites Gasansaugrohr zur Druckabsenkung im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter ausgebildet ist, derart, dass es von der innen liegenden Wand durch die Innenseite hindurch zu einer Öffnung des ersten Gasansaugrohrs vorsteht.
  • Das zweite Gasansaugrohr steht vorzugsweise außerhalb von der Öffnung des ersten Gasansaugrohrs vor.
  • Der Hohlraum weist vorzugsweise einen Innendruck von höchstens 10 Pa auf.
  • Die Erfindung schafft zudem eine Brennstoffreformiervorrichtung, die den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter der oben dargelegten Erfindung und einen in dem konkaven Abschnitt installierten Brennstoffreformer umfasst, der aus Brennstoff reformiertes Gas erzeugt, das Wasserstoffgas enthält.
  • Der konkave Abschnitt weist einen Innendruck von höchstens 10 Pa auf.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter ein Grundelement mit einer Oberfläche, die einen konkaven Abschnitt zur Unterbringung eines Brennstoffreformers, der aus Brennstoff reformiertes Gas, das Wasserstoffgas enthält, erzeugt, einen Deckel, der an der einen Oberfläche des Grundelements befestigt ist, um mit diesem den konkaven Abschnitt abzudecken, ein Zuflussrohr, das dem Brennstoffreformer Brennstoff zuführt, wobei das Zuflussrohr durch das Grundelement und/oder durch den Deckel verläuft, derart, dass ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer angefügt ist, und der Brennstoffreformer in einem Raum zwischen dem Deckel und einer unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts gehalten ist, und einem Abflussrohr, das das reformierte Gas abführt, wobei das Abflussrohr durch das Grundelement und/oder durch den Deckel verläuft, derart, dass ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer angefügt ist, und der Brennstoffreformer in einem Raum zwischen dem Deckel und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts gehalten ist. Das Grundelement und/oder der Deckel enthalten einen darin ausgebildeten Hohlraum. Daher ist es nicht erforderlich, die gesamte rückwärtige Oberfläche des Brennstoffreformers direkt an die Innenseite des Grundelements und des Deckels durch Oberflächenverbindung anzufügen, und möglich, wirksam zu verhindern, dass die Wärme des Brennstoffreformers zum Grundelement und zum Deckel geleitet wird. Im Ergebnis ist es möglich, den Brennstoffreformer thermisch zu isolieren und ein Absinken der Temperatur des Brennstoffreformers zu verhindern, es ist nicht erforderlich, weiterhin einem Heizelement zur Aufrecherhaltung der zu einem vorteilhaften Betrieb des Brennstoffreformers erforderlichen Temperatur eine große Menge an elektrischer Energie zuzuführen, und möglich, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung außerordentlich zu erhöhen.
  • Ferner ist es möglich, durch den in dem Grundelement und/oder dem Deckel gebildeten Hohlraum die Wärme wirksam zu isolieren und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer zur außen liegenden Oberfläche des Grundelements und/oder des Deckels stark zu verringern. Daher wird es möglich, ein Ansteigen der Temperatur an einer außen liegenden Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters wirksam zu verhindern. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Gemäß der Erfindung besitzt der Hohlraum in einer Richtung, die zu den innen befindlichen und den außen befindlichen Wanden des Grundelements und/oder des Deckels, die den Hohlraum definieren, senkrecht ist, eine Abmessung von 0,5 mm bis 5 mm. Daher kann ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter verwirklicht werden, der eine kleine Größe besitzt und kaum Wärme nach außen leitet, wobei es ferner möglich ist, durch den Hohlraum einen mechanischen Stoß vorteilhaft zu absorbieren und einen Stoß, der unmittelbar in den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter führt, weitgehend abzuschwächen. Im Ergebnis ist es möglich, die Betriebssicherheit des im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter untergebrachten Brennstoffreformers zu erhöhen.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass die innen befindliche Wand und die außen befindliche Wand des Grundelements und/oder des Deckels, die den Hohlraum definieren, jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm besitzen, möglich, die vom Brennstoffreformer zur Außenseite des Grundelements und des Deckels abgestrahlte Wärme wirksamer zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, ein Absinken der Temperatur des Brennstoffreformers und ein Ansteigen der Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters wirksamer zu verhindern sowie den Energieerzeugungsverlust stärker zu beschränken.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass der Deckel aus mehreren Deckelabschnitten besteht, die in der Weise an einer Oberfläche des Grundelements angebracht sind, dass sie Schichten bilden und zwischen sich einen Spalt aufweisen, möglich, durch den zwischen den Deckelabschnitten eingerichteten Spalt, d. h. den Hohlraum, die Wärme wirksam zu isolieren und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer zu den am weitesten außen liegenden Wänden des Deckels stark zu verringern. Dadurch wird es möglich, ein Ansteigen der Temperatur einer außen liegenden Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters wirksam zu verhindern. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Ferner sind Deckelabschnitte, die sich weiter innen befinden, an einem weiter innen liegenden Umfang der einen Oberfläche des Grundelements angebracht. Daher wird auch dann, wenn an einer Verbindungsstelle zwischen einem Deckelabschnitt und dem Grundelement ein Abdichtproblem auftritt, vorteilhafterweise die Verbindung zwischen anderen Deckelabschnitten und dem Grundelement aufrechterhalten. Folglich kann die Luftundurchlässigkeit innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters aufrechterhalten werden und ist es möglich, wirksam zu verhindern, dass die Wärme im Brennstoffreformer zu der am weitesten außen liegenden Oberfläche des Deckels geleitet wird.
  • Gemäß der Erfindung ist die eine Oberfläche des Grundelements mit Ausnahme des konkaven Abschnitts zu einer Stufe geformt, wobei die mehreren Deckelabschnitte jeweils an verschiedenen Oberflächen der Stufe angebracht sind. Daher sind im Fall, dass die Deckelabschnitte mittels eines Lötmaterials an die eine Oberfläche des Grundelements angefügt sind, benachbarte Deckelabschnitte durch Einbringen des Lötmaterials in flüssigem Zustand zwischen die Deckelabschnitte miteinander verbunden, wodurch die Haftfläche des Lötmaterials und der einen Oberfläche des Grundelements größer wird, so dass eine Zunahme der Spannung an der Haftfläche wirksam verhindert wird. Ferner ist es im Fall, dass der Deckelabschnitt an der einen Oberfläche des Grundelements angeschweißt ist, nach dem Anschweißen eines Deckelabschnitts möglich, das Leiten der Wärme zur Verbindungsstelle des bereits angeschweißten Deckelabschnitts mit dem Grundelement beim Anschweißen eines weiteren Deckelabschnitts zu erschweren und somit eine Zunahme der Spannung an der Verbindungsstelle wirksam zu verhindern.
  • Folglich sind die mehreren Deckelabschnitte auch dann, wenn der Raum zum Anfügen an der einen Oberfläche des Grundelements durch Verkleinern der Abmessungen des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters klein wird, mit sehr hoher Sicherheit an das Grundelement angefügt.
  • Vor allem dann, wenn eine höhere Oberfläche der Stufe näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements angeordnet ist, wird es einfach, den Deckelabschnitt über eine Naht an der Innenseite anzuschweißen, wenn der Deckelabschnitt durch Nahtschweißung an der einen Oberfläche des Grundelements angebracht wird. Mit anderen Worten, eine Elektrodenwalze zur Nahtschweißung ist in einem Winkel angeordnet, um den Widerstandswert beim Schweißen zu erhöhen, jedoch ist die höhere Oberfläche der Stufe näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements angeordnet, wodurch wirksam verhindert werden kann, dass das Schweißen, wenn der innen liegende Deckelabschnitt verschweißt wird, in Kontakt mit der einen Oberfläche des Grundelements erfolgt.
  • Gemäß der Erfindung kann der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter aufgrund dessen, dass der Abstand eines Spalts zwischen mehreren Deckelabschnitten 0,5 mm bis 5 mm beträgt, eine kleine Größe besitzen und leitet kaum Wärme nach außen, wobei es möglich ist, durch den Spalt einen mechanischen Stoß vorteilhaft zu absorbieren und einen Stoß, der unmittelbar in den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter führt, weitgehend abzuschwächen. Im Ergebnis ist es möglich, die Betriebssicherheit des im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter untergebrachten Brennstoffreformers zu erhöhen.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass die Deckelabschnitte vorzugsweise eine Dicke von mindestens 0,1 mm aufweisen, möglich, die vom Brennstoffreformer zu den Außenseiten der Deckelabschnitte abgestrahlte Wärme wirksamer zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, ein Absinken der Temperatur des Brennstoffre formers und ein Ansteigen der Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters wirksamer zu verhindern sowie den Energieerzeugungsverlust stärker zu beschränken.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass das Grundelement und/oder der Deckel einen Hohlraum enthalten, der einen Druck aufweist, der so weit reduziert ist, dass er kleiner als der atmosphärische Druck ist, möglich, durch den Hohlraum, der in dem Grundelement/dem Deckel gebildet ist, die Wärme wirksam zu isolieren und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer zu den außen liegenden Wanden des Grundelements und des Deckels weitgehend zu reduzieren. Daher wird es möglich, ein Ansteigen der Temperatur einer außen liegenden Wand des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters wirksam zu verhindern. Im Ergebnis ist es möglich ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Ferner stehen aufgrund dessen, dass sämtliche Gasansauganschlüsse zur Druckabsenkung in dem an dem Grundelement und/oder dem Deckel ausgebildeten Hohlraum innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters ausgebildet sind, die Gasansauganschlüsse nicht an einer außen liegenden Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters vor, wobei es möglich ist, den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter in der Höhe zu verkleinern. Im Ergebnis ist es möglich, einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung zu schaffen, die an einer kleinen beweglichen Vorrichtung angebracht werden können.
  • Ferner wird aufgrund dessen, dass es keinen Gasansauganschluss an einer außen liegenden Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters gibt, die Wärme vom Gasansauganschluss nach außen abgestrahlt, wobei es möglich ist, ein Absinken der Temperatur des Brennstoffreformers wirksam zu verhindern.
  • Ferner kann dann, wenn der Innendruck innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters auf den gleichen Druck wie innerhalb des Hohlraums abgesenkt ist, selbst dann, wenn ein Gasansauganschluss gebrochen und offen ist, aufgrund dessen, dass der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und der Hohlraum den gleichen Innendruck besitzen, die Luftundurchlässigkeit des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters und des Hohlraums aufrechterhalten werden, wobei es möglich ist, die Beschränkung der Wärmeleitung vom Brennstoffreformer zu einer außen liegenden Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters vorteilhaft aufrechtzuerhalten.
  • Gemäß der Erfindung weisen das Grundelement und/oder der Deckel einen Hohlraum, ein erstes Gasansaugrohr und ein zweites Gasansaugrohr, die darin ausgebildet sind, auf, wobei der Hohlraum einen Druck besitzt, der so weit reduziert ist, dass er kleiner als der atmosphärische Druck ist, sich das erste Gasansaugrohr zum Absenken des Drucks an einer außen liegenden Wand befindet und das zweite Gasansaugrohr dazu da ist, den Druck im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter abzusenken, und von der innen liegenden Wand durch die Innenseite hindurch zur Öffnung des ersten Gasansaugrohrs vorsteht. Daher ist es möglich, durch den an dem Grundelement und/oder dem Deckel gebildeten Hohlraum die Wärme wirksam zu isolieren und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer zu den außen liegenden Wanden des Grundelements und des Deckels stark zu verringern. Daher wird es möglich, ein Ansteigen der Temperatur einer außen liegenden Wand des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters wirksam zu begrenzen. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Ferner ist innerhalb von einem ersten Gasansaugrohr zur Druckabsenkung in dem Hohlraum, der an dem Grundelement und/oder am Deckel ausgebildet ist, ein zweites Gasansaugrohr zur Druckabsenkung in einem Raum zwischen dem Deckel und einer unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts, der die Brennstoffreformiervorrichtung festhält, ausgebildet. Daher werden das erste und das zweite Gasansaugrohr nach dem Absenken des Drucks innerhalb des Hohlraums des Grundelements, innerhalb des Hohlraums des Deckels und innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters druckgeschweißt, wodurch es möglich ist, mehrere Saugrohre gleichzeitig abzudichten und den Fertigungsprozess wesentlich zu vereinfachen.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass das zweite Gasansaugrohr außerhalb von der Öffnung des ersten Gasansaugrohr vorsteht, möglich, das erste und das zweite Gasansaugrohr getrennt abzusaugen, und zwar so, dass ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem sich der Innendruck des Hohlraums des Grundelements/des Hohlraums des Deckels von jenem des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters unterscheidet. Mit anderen Worten, beim Aufbauen eines Vakuums in einem Zustand, in dem der Innendruck des Hohlraums des Grundelements/des Hohlraums des Deckels kleiner als jener des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters ist, wird, nachdem zuerst der Innendruck des Hohlraums des Grundelements und des Hohlraums des Deckels auf einen gewünschten Druck gebracht worden ist, der Innendruck des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters auf einen gewünschten Wert gebracht, wodurch der Luftdruckunterschied beim Erzeugen des Vakuums sehr groß wird und es möglich ist, ein Nachgeben des Grundelements und des Deckels zu verhindern, und die Luftundurchlässigkeit des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters vorzüglich werden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass der Hohlraum einen Innendruck von höchstens 10 Pa besitzt, möglich, die molekulare Dichte der Luft innerhalb des Hohlraums zu senken und durch den Hohlraum das Ausmaß der Wärmeleitung zwischen der innen befindlichen Oberfläche und der außen befindlichen Oberfläche des Grundelements wirksam zu verkleinern. Im Ergebnis ist es möglich, die vom Brennstoffreformer zum Grundelement und zum Deckel geleitete Wärme wirksamer zu reduzieren, wobei der Energieerzeugungsverlust durch Verhindern, dass die Temperatur des Brennstoffreformers abnimmt, stärker verkleinert werden kann und wirksamer verhindert werden kann, dass die Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters ansteigt.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Brennstoffreformiervorrichtung den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter der oben dargelegten Erfindung und den im konkaven Abschnitt installierten Brennstoffreformer, der aus Brennstoff reformiertes Gas, das Wasserstoffgas enthält, erzeugt. Daher entsteht eine Brennstoffreformiervorrichtung, die mit Merkmalen des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters der oben dargelegten Erfindung versehen und geeignet ist, Gas wie etwa Wasserstoffgas, das durch Reformierung erhalten wird, in sicherer Weise vom Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter nach außen abzuführen und den Energieerzeugungsverlust klein zu halten.
  • Gemäß der Erfindung ist es aufgrund dessen, dass der Hohlraum einen Innendruck von höchstens 10 Pa aufweist, möglich, den Isolationswirksamkeitsgrad innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters zu steigern und die vom Brennstoffreformer zum Grundelement und zum Deckel geleitete Wärme wirksam zu reduzieren. Daher ist es nicht erforderlich, weiterhin einem Heizelement zur Aufrecherhaltung der zu einem vorteilhaften Betrieb des Brennstoffreformers erforderlichen Temperatur eine große Menge an elektrischer Energie zuzuführen, und möglich, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung außerordentlich zu erhöhen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung deutlich, wenn sie unter Bezugnahme auf die Zeichnung aufgenommen wird, worin:
  • 1 eine Querschnittsansicht ist, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 eine Querschnittsansicht ist, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3 eine Querschnittsansicht ist, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 4 eine Querschnittsansicht ist, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 5 eine Querschnittsansicht ist, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Eine Brennstoffreformiervorrichtung umfasst ein Grundelement 1, einen Zuleitungsanschluss 2, der als Draht dient, einen Verbindungsdraht 3, einen Deckel 4, ein Zuflussrohr 5a, das als Versorgungskanal zum Zuführen von Brennstoff dient, ein Abflussrohr 5b, das als Förderkanal zum Abführen von reformiertem Gas dient, eine Elektrode 7, ein Isolations-Abdichtelement 8 zum Abdichten und Fixieren des Zuleitungsanschlusses 2 in einem Durchgangsloch des Grundelements 1 in einem isolierten Zustand und einen Brennstoffreformer 9. Ein Brennstoffreformer- Unterbringungsbehälter 12 zur Unterbringung des Brennstoffreformers 9 ist hauptsächlich aus dem Grundelement 1, dem Deckel 4, dem Zuflussrohr 5a und dem Abflussrohr 5b zusammengesetzt. Daher umfasst die Brennstoffreformiervorrichtung den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 und den Brennstoffreformer 9.
  • Der Brennstoffreformer 9 erzeugt aus Brennstoff reformiertes Gas, das Wasserstoff enthält. Das Grundelement 1 besitzt eine obere Oberfläche als eine Oberfläche, die einen konkaven Abschnitt zur Unterbringung des Brennstoffreformers 9 umfasst. Der Deckel 4 ist an der oberen Oberfläche des Grundelements 1 angebracht, um den konkaven Abschnitt abzudecken. Das Zuflussrohr 5a dient dazu, dem Brennstoffreformer 9 Brennstoff zuzuführen. Das Zuflussrohr 5a verläuft durch das Grundelement 1 und/oder den Deckel 4 (in der Ausführungsform durch das Grundelement 1), derart, dass ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer 9 angefügt ist. Ferner hält das Zuflussrohr 5a den Brennstoffreformer 9 in einem Raum zwischen dem Deckel 4 und einer unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts. Das Abflussrohr 5b dient dazu, das reformierte Gas abzuführen. Das Abflussrohr 5b verläuft durch das Grundelement 1 und/oder den Deckel 4 (in der Ausführungsform durch das Grundelement 1), derart, dass ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer 9 angefügt ist. Ferner hält das Abflussrohr 5b den Brennstoffreformer 9 in einem Raum zwischen dem Deckel 4 und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts. Das heißt, dass das Zuflussrohr 5a und das Abflussrohr 5b so vorgesehen sind dass ihre vorderen Enden von der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts des Grundelements 1 vorstehen und den Brennstoffreformer 9 in dem Raum zwischen dem Deckel 4 und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts in einem Zustand, in dem der Brennstoffreformer 9 von der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts des Grundelements 1 beabstandet ist und eine Oberfläche des Deckels 4 dem konkaven Abschnitt zugewandt ist, anordnen.
  • Sowohl das Grundelement 1 als auch der Deckel 4 besitzen bei der Erfindung die Funktion eines Behälters, der den Brennstoffreformer 9 aufnimmt. Sie sind beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff wie etwa einer Fe-Legierung, sauerstofffreiem Kupfer und Edelstahl, einem keramischen Werkstoff wie etwa einem Aluminiumoxid-(Al2O3)-Sinterkörper, einem Mullit-(3Al2O3·2SiO2)-Sinterkörper, einem Siliciumcarbid-(SiC)-Sinterkörper, einem Aluminiumnitrid-(AlN)-Sinterkörper oder Siliciumnitrid-(Si3N4)-Sinterkörper oder aus Glaskeramik gefertigt.
  • Falls das Grundelement 1 und der Deckel 4 aus Glaskeramik zusammengesetzt sind, wird als Glaskeramik, die für das Grundelement 1 und den Deckel 4 verwendbar ist, beispielsweise eine genommen, die eine Glaskomponente und eine Füllkomponente umfasst. Die Glaskomponente ist beispielsweise SiO2-B2O3, SiO2-B2O3-Al2O3, SiO2-B2O3-Al2O3-MO (wobei M Ca, Sr, Mg, Ba oder Zn repräsentiert), SiO2-Al2O3-M1O-M2O (wobei M1 und M2 gleich oder verschieden sind und Ca, Sr, Mg, Ba oder Zn repräsentieren), SiO2-B2O3-Al2O3-M 1O-M2O (wobei M1 und M2 wie oben beschrieben sind), SiO2-B2O3-M3 2O (wobei M3 Li, Na oder K repräsentiert), SiO2-B2O3-Al2O3-M3 2O (wobei M3 wie oben beschrieben ist), Pb-Glas oder Bi-Glas.
  • Ferner ist die Füllkomponente beispielsweise ein zusammengesetztes Oxid aus Al2O3, SiO2, ZrO2 und einem Erdalkalimetalloxid, ein zusammengesetztes Oxid aus TiO2 und einem Erdalkalimetalloxid oder ein zusammengesetztes Oxid (beispielsweise Spinell, Mullit und Cordierit), das wenigstens ein aus der aus Al2O3 und SiO2 bestehenden Gruppe Gewähltes enthält.
  • Das Grundelement 1 und/oder der Deckel 4 der Erfindung (in der Ausführungsform das Grundelement 1 und der Deckel 4) weisen einen darin ausgebildeten Hohlraum S auf. Dadurch ist es möglich, die Wärme wirksam zu isolieren, und da es möglich ist, die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 stark zu reduzieren, wird es möglich, ein Ansteigen der Temperatur einer außen befindlichen Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 wirksam einzuschränken. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Falls das Grundelement 1 und der Deckel 4 aus einem kompakten Aluminiumoxid-Sinterkörper gefertigt sind, dessen relative Dichte mindestens 95% beträgt, werden das Grundelement 1 und der Deckel 4 wie folgt gefertigt. Beispielsweise wird zuerst ein Sinterhilfsmittel wie etwa Seltenerdoxidpulver und Aluminiumoxidpulver hinzugegeben und in das Aluminiumoxidpulver gemischt, womit ein Pulver aus dem Rohmaterial eines Aluminiumoxid-Sinterkörpers vorbereitet ist. Als Nächstes werden ein organisches Bindemittel und ein Dispersionsmittel hinzugegeben und in das Pulver aus dem Rohmaterial gemischt, das in dieser Weise zu einer Paste wird, die in einem Streichverfahren verarbeitet wird, oder das organische Bindemittel wird in das Pulver aus dem Rohmaterial gegeben und deren Mischung durch Pressformen, Walzformen oder dergleichen verarbeitet, wodurch eine Rohplatte vorgegebener Dicke erzeugt wird. Danach wird in einer spezifischen Rohplatte ein Durchgangsloch geschaffen, um einen Hohlraum S zu ergeben, eine vorgegebene Anzahl von tafelförmigen Produkten ausgerichtet, laminiert und durch Druck verbunden und anschließend das laminierte Produkt, beispielsweise bei maximalen Brenntemperaturen von 1200 bis 1500°C, in einer oxidationsfreien Atmosphäre gebrannt. In dieser Weise werden wie beabsichtigt das Grundelement 1 und der Deckel 4, die aus Keramik gefertigt sind, erhalten. Das Grundelement 1 und der Deckel 4 können in einem Pulver-Pressformverfahren gebildet werden. Ferner wird eine keramische gebrannte Substanz mit einem konkaven Abschnitt gebildet. Anschließend können das Grundelement 1 und der Deckel 4 mit dem Hohlraum S durch Zusammenfügung mit einer weiteren keramischen gebrannten Substanz, um den konkaven Abschnitt abzudecken, gebildet werden.
  • Ferner werden im Fall, dass das Grundelement 1 und der Deckel 4 aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sind, die Enden zweier Presslinge, die in einem Schneidverfahren, einem Pressverfahren, einem MIM-Verfahren (Metall-Spritzgussverfahren) oder dergleichen zu vorgegebenen Formen ausgebildet worden sind, in einem Schweißverfahren durch Lötmaterial zusammengefügt, wodurch das Grundelement 1 und der Deckel 4 mit dem Hohlraum S darin erhalten werden.
  • Ferner sollten zur Verhinderung von Korrosion die Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 beispielsweise einer Behandlung durch Galvanisierung mit Au oder Ni oder einer Behandlung durch Beschichtung mit einer Harzschicht mit Polyimid oder dergleichen unterzogen werden. Beispielsweise sollte im Fall der Behandlung durch Au-Galvanisierung die Dicke etwa 0,1 bis 5 μm betragen. Ferner ist es durch Überziehen wenigstens einer innen befindlichen Oberfläche des aus dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 zusammengesetzten Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 mit einer Galvanisierungsbehandlungsschicht aus Au oder Al möglich, die von dem aufgenommenen Brennstoffreformer 9 abgegebene Strahlungswärme wirksam zu verhindern, und wird es möglich, den Anstieg der Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 zu begrenzen.
  • In dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 weist der Hohlraum S vorzugsweise einen Innendruck von höchstens 10 Pa auf. Dadurch ist es möglich, die molekulare Dichte der Luft innerhalb des Hohlraums S zu senken und durch den Hohlraum S das Ausmaß der Wärmeleitung zwischen der innen befindlichen Oberfläche und der außen befindlichen Oberfläche des Grundelements 1 wirksam zu verkleinern. Im Ergebnis ist es möglich, die vom Brennstoffreformer 9 zum Grundelement 1 und zum Deckel 4 geleitete Wärme wirksamer zu reduzieren, wobei der Energieerzeugungsverlust durch Verhindern, dass die Temperatur des Brennstoffreformers abnimmt, stärker verkleinert werden kann und wirksamer verhindert werden kann, dass die Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 ansteigt.
  • Dementsprechend beträgt der Innendruck im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12, d. h. in einem Raum zwischen dem Deckel 4 und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts des Grundelements 1, vorzugsweise höchstens 10 Pa.
  • Somit ist es als Verfahren zum Absenken des Innendrucks des Hohlraums S beispielsweise im Fall, dass der Hohlraum S durch Zusammenfügung zweier Werkstoffe gebildet ist, wenn die zwei Werkstoffe zusammengefügt werden, möglich, unter Versiegeln durch ein Lötmaterial in einem Vakuumofen ein Nahtschweißungsverfahren in einer Vakuumkammer oder dergleichen durchzuführen. Alternativ kann es auch durchgeführt werden, indem in dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 mit dem Hohlraum S ein Durchgangsloch vorgesehen wird, um den Hohlraum S mit der Außenseite zu verbinden, der Druck innerhalb des Hohlraums S durch Absaugen aus dem Durchgangsloch abgesenkt wird und das Durchgangsloch anschließend abgedeckt wird.
  • Ferner ist es als Verfahren zum Absenken des Innendrucks des Hohlraums S beispielsweise im Fall, dass der Deckel 4 an das Grundelement 1 angefügt ist, möglich, unter Versiegeln durch ein Lötmaterial in einem Vakuumofen ein Nahtschweißungsverfahren in einer Vakuumkammer oder dergleichen durchzuführen. Alternativ kann es auch durchgeführt werden, indem in dem Deckel 4 ein Durchgangsloch vorgesehen wird, der Druck innerhalb des konkaven Abschnitts des Grundelements 1 durch Absaugen aus dem Durchgangsloch abgesenkt wird und das Durchgangsloch anschließend abgedeckt wird.
  • Ferner besitzt der Hohlraum S in einer Richtung, die zu den innen liegenden und den außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 senkrecht ist, vorzugsweise eine Abmessung von 0,5 mm bis 5 mm. Daher kann ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 eine kleine Größe besitzen und leitet kaum Wärme nach außen, wobei es möglich ist, durch den Hohlraum S einen mechanischen Stoß vorteilhaft zu absorbieren und einen Stoß, der unmittelbar in den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 führt, weitgehend abzuschwächen. Im Ergebnis ist es möglich, die Betriebssicherheit des im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 untergebrachten Brennstoffreformers 9 zu erhöhen. Ferner ist es im Fall, dass der Isolationswirksamkeitsgrad gesteigert wird, indem der Druck des Hohlraums S in die Nähe eines Vakuums abgesenkt wird, möglich, den Kontakt der innen liegenden und außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 selbst dann, wenn sich das Grundelement 1 und der Deckel 4 bis zu einem gewissen Maße verformt haben, zu verhindern und eine stabile Struktur beizubehalten. Daher kann die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zur außen liegenden Oberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 vorteilhafterweise weiterhin verhindert werden.
  • Ferner besitzen die innen liegenden Wände und die außen liegenden Wände des Grundelements 1 und des Deckels 4 jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm. Dadurch ist es möglich, die vom Brennstoffreformer 9 zur Außenseite des Grundelements 1 und des Deckels 4 abgestrahlte Wärme wirksamer zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, ein Absinken der Temperatur des Brennstoffreformers 9 und ein Ansteigen der Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 wirksamer zu verhindern sowie den Energieerzeugungsverlust stärker zu beschränken. Ferner kann aufgrund dessen, dass es möglich ist, die mechanische Festigkeit des Grundelements 1 und des Deckels 4 zu erhöhen, der Hohlraum S auf einem konstanten Volumen gehalten werden. Im Ergebnis kann die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den am weitesten außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 vorteilhafterweise weiterhin verhindert werden, wobei es möglich ist, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung über eine lange Zeitperiode konstant und hoch zu halten.
  • Der Hohlraum S des Grundelements 1 kann an einem Teil des Grundelements 1 ausgebildet und außerdem so gestaltet sein, dass er die gesamte Umgebung der konkaven Abschnitte überdeckt. Beispielsweise kann er am Boden oder an der Seite ausgebildet sein, derart, dass er zu der innen liegenden und der außen liegenden Wand des Grundelements 1 parallel ist, oder am Boden oder an der Seite des Grundelements 1 in einer Reihe und parallel zu der innen liegenden und der außen liegenden Wand ausgebildet sein, als hätte er eine duale Struktur.
  • Als Nächstes ist der Zuleitungsanschluss 2 der Erfindung aus einem Metall gefertigt, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient gleich oder annähernd gleich jenem des Grundelements 1 und des Deckels 4 ist. Wenn der Zuleitungsanschluss 2 beispielsweise aus einer Fe-Ni-Legierung oder einer Fe-Ni-Co-Legierung gefertigt ist, kann er im praktischen Einsatz das Auftreten von Wärmespannung bei einer Temperaturänderung verhindern. Außerdem kann er die vorteilhaften Eigenschaften einer abdichtenden Haftung zwischen dem Zuleitungsanschluss und dem Grundelement 1 und einer ausgezeichneten Bindung aufweisen, so dass die erforderliche Festigkeit zur Anbringung sowie eine vorteilhafte Eignung zum Löten und Schweißen gewährleistet sind.
  • Ferner ist das Isolations-Abdichtelement 8 der Erfindung beispiels weise aus Borsilikatglas, Alkaliglas oder Isolationsglas, dessen Hauptbestandteil Blei ist, gefertigt, wobei das Grundelement 1 und der Zuleitungsanschluss 2 durch das Isolations-Abdichtelement 8 in einem in dem Grundelement 1 ausgebildeten Durchgangsloch elektrisch voneinander isoliert sind und der Zuleitungsanschluss 2 abgedichtet und fixiert ist. Das in dem Grundelement 1 ausgebildete Durchgangsloch, in das der Zuleitungsanschluss 2 eingeführt ist, muss eine solche Größe besitzen, dass das Grundelement 1 und der Zuleitungsanschluss 2 nicht miteinander in Kontakt kommen und elektrisch leitend werden. Genauer muss es einen solchen Innendurchmesser besitzen, dass ein Zwischenraum von mindestens 0,1 mm zwischen dem Zuleitungsanschluss 2 und dem Grundelement 1 sichergestellt werden kann.
  • Das Isolations-Abdichtelement 8 kann beispielsweise aus einem Isolationselement aus Keramik wie etwa einem Aluminiumoxid-Sinterkörper oder aus Glas gefertigt sein. In diesem Fall ist es beispielsweise durch Einführen des rohförmigen Isolations-Abdichtelements 8 in das in dem Grundelement 1 ausgebildete Durchgangsloch sowie durch Einführen des Zuleitungsanschlusses 2 in das Isolations-Abdichtelement 8 möglich, das Grundelement 1 und den Zuleitungsanschluss 2 elektrisch voneinander zu isolieren. Wenn das Isolations-Abdichtelement 8 an das Grundelement 1 angefügt und mit dem Zuleitungsanschluss 2 verbunden ist, ist es möglich, ein Lötmaterial wie etwa eine Au-Ge-Legierung und eine Ag-Cu-Legierung zu verwenden.
  • Danach werden die Elektrode 7 am Brennstoffreformer 9 und der Zuleitungsanschluss 2 über den Verbindungsdraht 3 elektrisch miteinander verbunden. Ferner wird ein konkaver Abschnitt des Grundelements 1 mittels des Deckels 4 abgedichtet, wodurch eine Brennstoffreformiervorrichtung gebildet ist, bei der der Brennstoffreformer 9, der in dem konkaven Abschnitt des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 aufgenommen ist, hermetisch verschlossen ist.
  • Ferner wird der im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 der Erfindung aufgenommene Brennstoffreformer 9 wie folgt gebildet. Durch Anwenden einer Halbleiterfertigungstechnik wird ein Flüssigfluidkanal geschaffen, indem beispielsweise an einem aus einem anorganischen Werkstoff aus einem Halbleiter wie etwa Silicium, Siliciumdioxid, Glas und Keramik mittels eines Schneidverfahrens, eines Ätzverfahrens, eines Strahlverfahrens oder dergleichen eine dünne Rille ausgebildet wird. Durch anodisches Lötverbinden oder dergleichen wird zum Zweck der Verhinderung der Verdampfung eines Fluids während des Betriebs eine Abdeckung wie etwa eine Glasplatte fest an einer Hauptoberfläche des Substrats, in dem der Flüssigfluidkanal erzeugt worden ist, angebracht. In diesem Zustand wird der Brennstoffreformer 9 als kleine chemische Vorrichtung verwendet.
  • Innerhalb des Brennstoffreformers 9 wird ein Temperatureinstellmechanismus wie etwa ein Dünnfilmheizelement (nicht gezeigt) gebildet, das durch eine Widerstandsschicht oder dergleichen gebildet ist, wobei an der Oberfläche die Elektrode 7 als Anschluss ausgebildet wird, der dem Dünnfilmheizelement elektrische Energie zuführt. Mit dem Temperatureinstellmechanismus wird die Temperatur des Brennstoffreformers 9 auf etwa 200 bis 800°C, einen Temperaturzustand, der einem Brennstoffreformierungszustand entspricht, eingestellt. Folglich ist es möglich, die Reformierungsreaktion des Bindens von Brennstoff, der aus einer Brennstoffzuflussöffnung, mit der das Zuflussrohr 5a verbunden ist, zugeführt wird, vorteilhaft zu beschleunigen, um Wasserstoffgas aus dem Abflussrohr 5b, das mit einer Öffnung zum Abführen von reformiertem Gas verbunden ist, zu verdampfen und zu erzeugen.
  • Der Brennstoffreformer 9 wird innerhalb des konkaven Abschnitts des Grundelements 1 untergebracht und im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 aufgenommen, indem der Deckel 4 an der oberen Oberfläche des Grundelements 1 angebracht wird, um den konkaven Abschnitt durch Verbindung mit einem metallischen Lötmaterial wie etwa einer Au-Legierung, einer Ag-Legierung und einer Al-Legierung oder einem Glasmaterial in einem Nahtschweißverfahren oder dergleichen abzudecken.
  • Beispielsweise wird das Verbinden des Deckels 4 mit dem Grundelement 1 mit einem Au-Sn-Lötmaterial wie folgt ausgeführt. Das heißt, dass das Au-Sn-Lötmaterial im Voraus auf den Deckel 4 geschweißt wird oder das Au-Sn-Lötmaterial, das durch Stanzarbeit oder dergleichen zu einer Rahmenform ausgebildet worden ist, unter Verwendung eines Stempels oder dergleichen zwischen das Grundelement 1 und den Deckel 4 platziert wird und der Deckel 4 anschließend in einem Versiegelungsofen oder einer Nahtschweißvorrichtung an das Grundelement 1 angefügt wird. Folglich ist es möglich, den Brennstoffreformer 9 in dem Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12 zu versiegeln.
  • Ferner wird der Brennstoffreformer 9 in der Weise gebildet, dass die Elektrode 7 am Brennstoffreformer 9 mit dem an dem Grundelement 1 angeordneten Zuleitungsanschluss 2 über den Verbindungsdraht 3 elektrisch verbunden wird. Folglich ist es möglich, das am Brennstoffreformer 9 gebildete Heizelement über die Elektrode 7 aufzuheizen. Im Ergebnis wird es möglich, eine Reaktionstemperatur im Brennstoffreformer 9 aufrechtzuerhalten, wodurch die Reformierungsreaktion von Brennstoff stabilisiert werden kann.
  • Das Zuflussrohr 5a und das Abflussrohr 5b sind ein Versorgungskanal für Rohmaterial und Brennstoffgasfluid bzw. ein Förderkanal für Wasserstoff enthaltendes reformiertes Gas. Sie sind beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff wie etwa einer Fe-Ni-Legierung, einer Fe-Ni-Co-Legierung und Edelstahl, aus einem keramischen Werkstoff wie etwa einem Al2O3-Sinterkörper, einem 3Al2O3·2SiO2-Sinterkörper, einem SiC-Sinterkörper, einem AlN-Sinterkörper, einem Si3N4-Sinterkörper und einem Glaskeramik-Sinterkörper, aus einem Harzwerkstoff mit einer hohen Wärmefestigkeit, wie z. B. Polyimid, oder aus Glas gefertigt.
  • Vorzugsweise sind sie aus einem Werkstoff gefertigt, der durch den im reformierten Gas enthaltenen Wasserstoff schwerlich spröde gemacht wird. Ein solcher Werkstoff ist eine Fe-Legierung, Keramik und Glas.
  • Das Zuflussrohr 5a und das Abflussrohr 5b werden durch ein anodisches Verbindungsverfahren, ein Schweißverfahren, ein Lötverfahren oder dergleichen an den Brennstoffreformer 9 angefügt.
  • Ferner ist der Durchlassquerschnitt des Abflussrohrs 5b vorzugsweise größer als der Durchlassquerschnitt eines Abflusslochs des Brennstoffreformers 9. Folglich ist es möglich, den Widerstand der Stroms von reformiertem Gas vom Brennstoffreformer 9 zum Abfluss rohr 5b klein zu halten, die Förderung von reformiertem Gas aus dem Brennstoffreformer 9 stoßfrei zu halten und den Wirkungsgrad der Brennstoffreformierung stark zu erhöhen.
  • Zum Anfügen des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b an das Grundelement 1 oder den Deckel 4 sind je nach Werkstoffen, die das Zuflussrohr 5a, das Abflussrohr 5b, das Grundelement 1 und den Deckel 4 bilden, verschiedenartige Verfahren geeignet, die das Zusammenfügen durch Ultraschall, Schweißen durch Wärme, Verbinden durch Druck, Kleben mittels eines Kunstharzklebstoffs, Verbinden mittels eines Lötmaterials wie etwa Au-Si und Ag-Cu, Verbinden mit Glas wie etwa Borsilikatglas und das gleichzeitige Sintern umfassen.
  • Das Zuflussrohr 5a und das Abflussrohr 5b werden durch das in dem Grundelement 1 oder dem Deckel 4 ausgebildete Durchgangsloch eingeführt und können daran angefügt werden. Alternativ kann das Durchgangsloch auch in dem Grundelement 1 oder dem Deckel 4 ausgebildet sein und zwei Zuflussrohre 5a jeweils an Öffnungskanten der innen liegenden und der außen liegenden Wand des Grundelements 1 oder des Deckels 4 angefügt werden, derart, dass das Durchgangsloch und die zwei Zuflussrohre 5a miteinander in Verbindung stehen. Dementsprechend kann das Durchgangsloch auch in dem Grundelement 1 oder dem Deckel 4 ausgebildet sein und können auch zwei Abflussrohre 5b jeweils an Öffnungskanten der innen liegenden und der außen liegenden Wand des Grundelements 1 oder des Deckels 4 in der Weise angefügt werden, dass das Durchgangsloch und die zwei Abflussrohre 5b miteinander in Verbindung stehen.
  • Ferner besitzen das Zuflussrohr 5a und das Abflussrohr 5b vorzugsweise einen Innendurchmesser von mindestens 0,1 mm, um den Druckverlust eines Fluids zu begrenzen, jedoch von höchstens 0,5 mm, um eine kleine Größe und eine niedrige Höhe aufzuweisen.
  • Die Querschnitte des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b sind normalerweise kreisförmig, jedoch nicht darauf begrenzt. Mit anderen Worten, sie können oval oder polygonal sein, so dass ihre Seiten mit der Fließrichtung eines Fluids ausgerichtet werden können, oder anders als kreisförmig, beispielsweise quadratisch oder rechteckig sein. Überdies muss ihre Wandstärke dick genug sein, um eine durch die Zufuhr von Rohmaterial und Förderung von Reaktionsgas bedingte Verformung durch Druck zu verhindern. Falls das Zuflussrohr und das Abflussrohr aus einem metallischen Werkstoff wie etwa einer Fe-Ni-Legierung, einer Fe-Ni-Co-Legierung und Edelstahl gefertigt sind, ist bei der Verwendung in einer beweglichen Einrichtung oder dergleichen eine Dicke von mindestens 0,1 mm normalerweise ausreichend. Ferner ist es umso günstiger für das Erschweren des Leitens der im Brennstoffreformer 9 erzeugten Wärme zu einer Energieerzeugungszelle, je größer die Länge in Fließrichtung ist, jedoch sollte die Länge die Größe des gesamten Brennstoffzellensystems berücksichtigen.
  • Ferner weisen das Zuflussrohr 5a und das Abflussrohr 5b vorzugsweise mehrere zur Achsenrichtung parallele Rillen oder mehrere zur Achsenrichtung senkrechte Rillen auf, die an den außen liegenden Wänden in Bereichen innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12 ausgebildet sind. Folglich ist es möglich, die Wärmeleitung des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b zu reduzieren und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zum Grundelement 1 und zum Deckel 4 stärker zu beschränken und die Verformung des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b gering zu halten. Im Ergebnis ist es möglich, durch die geringe Verformung des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b die Spannung aufzuheben und die Verbindung der Verbindungsstellen des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b mit dem Brennstoffreformer 9 und die Verbindung der Verbindungsstellen des Zuflussrohrs 5a und des Abflussrohrs 5b mit dem Grundelement 1 oder dem Deckel 4 vorteilhaft aufrechtzuerhalten.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung gemäß der Ausführungsform sind ähnlich wie der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung strukturiert. Die entsprechende Komponente ist mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Beschreibung entfällt.
  • Eine Brennstoffreformiervorrichtung umfasst ein Grundelement 1, einen Zuleitungsanschluss 2, der als Draht dient, einen Verbindungsdraht 3, einen Deckel 4, ein Zuflussrohr 5a, das als Versorgungskanal zum Zuführen von Brennstoff dient, ein Abflussrohr 5b, das als Förderkanal zum Abführen von reformiertem Gas dient, eine Elektrode 7, ein Isolations-Abdichtelement 8 zum Abdichten und Fixieren des Zuleitungsanschlusses 2 in einem Durchgangsloch des Grundelements 1 in einem isolierten Zustand und einen Brennstoffreformer 9. Ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12A zur Unterbringung des Brennstoffreformers 9 ist hauptsächlich aus dem Grundelement 1, dem Deckel 4, dem Zuflussrohr 5a und dem Abflussrohr 5b zusammengesetzt. Daher umfasst die Brennstoffreformiervorrichtung den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12A und den Brennstoffreformer 9.
  • In dieser Ausführungsform besteht der Deckel 4 aus mehreren Deckelabschnitten 4a und 4b (2 in der Ausführungsform), die an der oberen Oberfläche des Grundelements 1 in der Weise angebracht sind, dass sie Schichten bilden und zwischen sich einen Spalt aufweisen, wobei jene Deckelabschnitte 4a und 4b, die sich weiter innen befinden, an einem weiter innen liegenden Umfang der oberen Oberfläche des Grundelements 1 angebracht sind. Daher ist es möglich, durch den Spalt, d. h. den Hohlraum S, die Wärme wirksam zu isolieren, und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den am weitesten außen liegenden Wänden des Grundelements 1 und des Deckels 4 stark zu verringern. Daher wird es möglich, das Ansteigen der Temperatur einer außen befindlichen Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12A wirksam zu beschränken. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Ferner sind jene Deckelabschnitte 4a und 4b, die sich weiter innen befinden, an einem weiter innen liegenden Umfang der oberen Oberfläche des Grundelements 1 angebracht. Daher wird auch dann, wenn an einer Verbindungsstelle zwischen einem Deckelabschnitt 4a oder 4b und dem Grundelement 1 ein Abdichtproblem auftritt, vorteilhafterweise die Verbindung zwischen anderen Deckelabschnitten 4a oder 4b und dem Grundelement 1 aufrechterhalten. Folglich kann die Luftundurchlässigkeit innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12A aufrechterhalten werden, wobei ist möglich ist, wirksam zu verhindern, dass die Wärme im Brennstoffreformer 9 zu der am weitesten außen hegenden Oberfläche des Deckels 4 geleitet wird.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung gemäß der Ausführungsform sind ähnlich wie der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung strukturiert. Die entsprechende Komponente ist mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Beschreibung entfällt.
  • Ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12B ist wie der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12A der zweiten Ausführungsform der Erfindung hauptsächlich aus dem Grundelement 1, dem Deckel 4, dem Zuflussrohr 5a und dem Abflussrohr 5b zusammengesetzt. Daher umfasst die Brennstoffreformiervorrichtung den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12B und den Brennstoffreformer 9.
  • In der Ausführungsform, wie sie in 3 gezeigt ist, ist eine obere Oberfläche des Grundelements 1 mit Ausnahme des konkaven Abschnitts zu einer Stufe 1a geformt (in der Ausführungsform ist eine höhere Oberfläche der Stufe 1a näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements 1 angeordnet), wobei die mehreren Deckelabschnitte 4a, 4b jeweils an verschiedenen Oberflächen der Stufe 1a angebracht sind. Daher sind im Fall, dass die Deckelabschnitte 4a, 4b mittels eines Lötmaterials an die obere Oberfläche des Grundelements angefügt sind, die benachbarten Deckelabschnitte 4a und 4b durch Einbringen des Lötmaterials in flüssigem Zustand zwischen die Deckelabschnitte 4a, 4b miteinander verbunden, wodurch die Haftfläche des Lötmaterials mit der oberen Oberfläche des Grundelements größer wird, so dass eine Zunahme der Spannung an der Haftfläche wirksam verhindert wird. Ferner ist es im Fall, dass die Deckelabschnitte 4a, 4b an der oberen Oberfläche des Grundelements 1 angeschweißt sind, nach dem Anschweißen eines Deckelabschnitts 4a möglich, das Leiten der Wärme zur Verbindungsstelle des bereits angeschweißten Deckelabschnitts 4a mit dem Grundelement 1 beim Anschweißen eines weiteren Deckelabschnitts 4b zu erschweren und somit eine Zunahme der Spannung an der Verbindungsstelle wirksam zu verhindern.
  • Folglich sind die mehreren Deckelabschnitte 4a, 4b auch dann, wenn der Raum zum Anfügen an der oberen Oberfläche des Grundelements 1 durch Verkleinern der Abmessungen des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12B klein wird, mit sehr hoher Sicherheit an das Grundelement 1 angefügt.
  • Vor allem dann, wenn die höhere Oberfläche der Stufe 1a näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements 1 angeordnet ist, wird es einfach, den innen liegenden Deckelabschnitt 4a über eine Naht anzuschweißen, wenn der Deckelabschnitt 4a, 4b durch Nahtschweißung an der oberen Oberfläche des Grundelements angebracht wird. Mit anderen Worten, eine Elektrodenwalze zur Nahtschweißung ist in einem Winkel angeordnet, um den Widerstandswert beim Schweißen zu erhöhen, jedoch ist die höhere Oberfläche der Stufe 1a näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements 1 angeordnet, wodurch wirksam verhindert werden kann, dass das Schweißen, wenn der innen liegende Deckelabschnitt 4a angeschweißt wird, in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Grundelements 1 erfolgt.
  • Im Übrigen ist in 3 die höhere Oberfläche der Stufe 1a näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements 1 angeordnet, jedoch kann auch eine tiefere Oberfläche der Stufe 1a näher zum konkaven Abschnitt als zur Außenseite des Grundelements 1 angeordnet sein.
  • Ferner weist in der zweiten und der dritten Ausführungsform der Spalt zwischen den mehreren Deckelabschnitten 4a und 4b einen Innendruck von höchstens 10 Pa auf. Daher ist es aufgrund dessen, dass es möglich ist, die molekulare Dichte der Luft innerhalb des Spalts, d. h. des Hohlraums S, zu senken und durch den Spalt das Ausmaß der Wärmeleitung von der innen befindlichen Oberfläche des am weitesten außen liegenden Deckelabschnitts 4a zur außen befindlichen Oberfläche des am meisten außen liegenden Deckelabschnitts 4b wirksam zu verkleinern. Im Ergebnis ist es möglich, die über den Deckel 4 vom Brennstoffreformer 9 nach außen abgestrahlte Wärme wirksamer zu reduzieren, wobei der Energieerzeugungsverlust durch Verhindern, dass die Temperatur des Brennstoffreformers 9 abnimmt, stärker verkleinert werden kann und wirksamer verhindert werden kann, dass die Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12A, 12B ansteigt.
  • Dementsprechend beträgt der Innendruck im Brennstoffreformer-Un terbringungsbehälter 12A, 12B, d. h. in einem Raum zwischen dem am weitesten innen liegenden Deckelabschnitt 4a und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts des Grundelements 1, vorzugsweise höchstens 10 Pa.
  • Somit ist es als Verfahren zum Absenken des Innendrucks zwischen den mehreren Deckelabschnitten 4a und 4a und zwischen dem am weitesten innen liegenden Deckelabschnitt 4a und dem Grundelement 1 beispielsweise dann, wenn die Deckelabschnitte 4a, 4b zusammengefügt sind, möglich, unter Versiegeln durch ein Lötmaterial in einem Vakuumofen ein Nahtschweißungsverfahren in einer Vakuumkammer oder dergleichen durchzuführen. Alternativ kann es auch durchgeführt werden, indem ein Durchgangsloch in den Deckelabschnitten 4a, 4b vorgesehen wird, der Druck zwischen den Deckelabschnitten 4a, 4b und innerhalb des konkaven Abschnitts des Grundelements 1 durch Absaugen aus dem Durchgangsloch abgesenkt wird und das Durchgangsloch anschließend abgedeckt wird.
  • Ferner beträgt der Abstand des Spalts zwischen den mehreren Deckelabschnitten 4a und 4b 0,5 mm bis 5 mm. Daher kann ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12A, 12B eine kleine Größe besitzen und leitet kaum Wärme nach außen, wobei es möglich ist, durch den Spalt einen mechanischen Stoß vorteilhaft zu absorbieren und einen Stoß, der unmittelbar in den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12A, 12B führt, weitgehend abzuschwächen. Im Ergebnis ist es möglich, die Betriebssicherheit des im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12A, 12B untergebrachten Brennstoffreformers 9 zu erhöhen.
  • Ferner beträgt die Dicke des Deckelabschnitts 4 vorzugsweise mindestens 0,1 mm. Daher ist es möglich, die vom Reformer 9 zur Außenseite des Deckels 4 abgestrahlte Wärme wirksamer zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, ein Absinken der Temperatur des Brennstoffreformers 9 und ein Ansteigen der Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12A, 12B wirksamer zu verhindern sowie den Energieerzeugungsverlust stärker zu beschränken. Ferner ist es möglich, die mechanische Festigkeit des Grundelements 1 und des Deckels 4 zu erhöhen, wobei im Ergebnis die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den am weitesten außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 vorteilhafterweise weiterhin verhindert werden kann und es möglich ist, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung über eine lange Zeitperiode konstant und hoch zu halten.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung gemäß der Ausführungsform sind ähnlich wie der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung strukturiert. Die entsprechende Komponente ist mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Beschreibung entfällt.
  • Eine Brennstoffreformiervorrichtung umfasst ein Grundelement 1, einen Zuleitungsanschluss 2, der als Draht dient, einen Verbindungsdraht 3, einen Deckel 4, ein Zuflussrohr 5a, das als Versorgungskanal zum Zuführen von Brennstoff dient, ein Abflussrohr 5b, das als Förderkanal zum Abführen von reformiertem Gas dient, eine Elektrode 7, ein Isolations-Abdichtelement 8 zum Abdichten und Fixieren des Zuleitungsanschlusses 2 in einem Durchgangsloch des Grundelements 1 in einem isolierten Zustand, einen Brennstoffreformer 9 und einen Gasansauganschluss 10. Ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C zur Unterbringung des Brennstoffreformers 9 ist hauptsächlich aus dem Grundelement 1, dem Deckel 4, dem Zuflussrohr 5a, dem Abflussrohr 5b und dem Gasansauganschluss 10 zusammengesetzt. Daher umfasst die Brennstoffreformiervorrichtung den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C und den Brennstoffreformer 9.
  • In der Ausführungsform weisen ähnlich wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung das Grundelement und/oder der Deckel (in der Ausführungsform das Grundelement 1 und der Deckel 4) einen darin ausgebildeten Hohlraum S auf. Dadurch ist es möglich, die Wärme wirksam zu isolieren und die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 stark zu reduzieren. Daher wird es möglich, ein Ansteigen der Temperatur einer außen befindlichen Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C wirksam einzuschränken. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Vorzugsweise weist der Hohlraum S in dem Grundelement 1 und im Deckel 4 einen Innendruck von höchstens 10 Pa auf. Dadurch ist es möglich, die molekulare Dichte der Luft innerhalb des Hohlraums S zu senken und durch den Hohlraum S das Ausmaß der Wärmeleitung zwischen einer innen befindlichen Oberfläche und einer außen befindlichen Oberfläche des Grundelements 1 wirksam zu verkleinern. Im Ergebnis ist es möglich, die vom Brennstoffreformer 9 zum Grundelement 1 und zum Deckel 4 geleitete Wärme wirksamer zu reduzieren, wobei der Energieerzeugungsverlust durch Verhindern, dass die Temperatur des Brennstoffreformers abnimmt, stärker verkleinert werden kann und wirksamer verhindert werden kann, dass die Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C ansteigt.
  • Dementsprechend beträgt der Innendruck im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C, d. h. in einem Raum zwischen dem Deckel 4 und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts des Grundelements 1, vorzugsweise höchstens 10 Pa.
  • Ferner besitzt wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung der Hohlraum S in einer Richtung, die zu den innen liegenden und außen liegenden Wänden des Grundelements 1 und des Deckels 4 senkrecht ist, vorzugsweise eine Abmessung von 0,5 mm bis 5 mm. Daher kann ein Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C eine kleine Größe besitzen und leitet kaum Wärme nach außen, wobei es möglich ist, durch den Hohlraum S einen mechanischen Stoß vorteilhaft zu absorbieren und einen Stoß, der unmittelbar in den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C führt, weitgehend abzuschwächen. Im Ergebnis ist es möglich, die Betriebssicherheit des im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C untergebrachten Brennstoffreformers 9 zu erhöhen. Ferner ist es im Fall, dass der Isolationswirksamkeitsgrad gesteigert wird, indem der Druck des Hohlraums S in die Nähe eines Vakuums abgesenkt wird, möglich, den Kontakt der innen liegenden und außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 selbst dann, wenn sich das Grundelement 1 und der Deckel 4 bis zu einem gewissen Maße verformt haben, zu verhindern und eine stabile Struktur beizubehalten. Daher kann die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zur außen liegenden Oberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 vorteilhafterweise weiterhin verhindert werden.
  • Ferner besitzen wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung die innen liegenden Wände und die außen liegenden Wände des Grundelements 1 und des Deckels 4 vorzugsweise jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm. Dadurch ist es möglich, die vom Brennstoffreformer 9 zur Außenseite des Grundelements 1 und des Deckels 4 abgestrahlte Wärme wirksamer zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, ein Absinken der Temperatur des Brennstoffreformers 9 und ein Ansteigen der Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C wirksamer zu verhindern und dadurch den Energieerzeugungsverlust stärker zu beschränken. Ferner kann aufgrund dessen, dass es möglich ist, die mechanische Festigkeit des Grundelements 1 und des Deckels 4 zu erhöhen, der Hohlraum S auf einem konstanten Volumen gehalten werden. Im Ergebnis kann die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den am weitesten außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 vorteilhafterweise weiterhin verhindert werden, wobei es möglich ist, den Wirkungsgrad der Energieerzeugung über eine lange Zeitperiode konstant und hoch zu halten.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform kann der Hohlraum S des Grundelements 1 an einem Teil des Grundelements 1 ausgebildet und außerdem so gestaltet sein, dass er die gesamte Umgebung der konkaven Abschnitte überdeckt. Beispielsweise kann er am Boden oder an der Seite ausgebildet sein, derart, dass er zu der innen liegenden und der außen liegenden Oberfläche des Grundelements 1 parallel ist, oder am Boden oder an der Seite des Grundelements 1 in einer Reihe und parallel zu der innen liegenden und der außen liegenden Oberfläche ausgebildet sein, als hätte er eine duale Struktur.
  • In der Ausführungsform ist ein Abschnitt des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 als Gasansauganschluss 10 zum Absenken des Drucks innerhalb des Hohlraums S ausgebildet. Der Gasansauganschluss 10 kann die Luftundurchlässigkeit innerhalb des Hohlraums S aufrechterhalten, indem der nach dem Absaugen von Gas aus dem Hohlraum S des Grundelements 1 und des Deckels 4, damit der Innendruck den gewünschten Wert erreicht, verschlossen wird.
  • Der Gasansauganschluss 10 ist ein zylindrisches Element, das an eine Öffnungskante eines Durchgangslochs 11, das mit einem mit dem Durchgangsloch 11 kommunizierenden Hohlraum S an einer Hauptoberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 verbunden ist, angefügt ist oder durch Einbauen in das Durchgangsloch 11 angefügt ist. Ein Ende auf der Seite des Brennstoffreformers 9 steht von der Hauptoberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 vor. Ein solcher Gasansauganschluss 10 ist beispielsweise aus einem Metall wie etwa Cu und Al oder einer Legierung wie etwa einer Fe-Ni-Legierung und einer Fe-Ni-Co-Legierung oder aus Edelstahl gefertigt. Vorzugsweise wird das weiche Material wie etwa Cu und Al verwendet. Falls der Gasansauganschluss 10 aus Weichmetall wie etwa Cu oder Al gefertigt ist, verformt er sich selbst dann, wenn zwischen dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 infolge eines unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten eine Spannung entsteht, wenig, weshalb wirksam verhindert werden kann, dass das Grundelement 1 und der Deckel 4 durch einen Riss oder dergleichen beschädigt werden.
  • Ein Verfahren zum Anfügen des Gasansauganschlusses 10 an das Grundelement 1 und den Deckel 4 umfasst beispielsweise ein Verfahren, in dem im Fall, dass das Grundelement 1 und der Deckel 4 aus einem Metall- oder Legierungswerkstoff gefertigt sind, ein rohrförmiger Gasansauganschluss 10 mit einer Länge von 100 mm an die Öffnungskante des Durchgangslochs 11 in der Hauptoberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 durch Schweißen oder Löten angefügt wird. In diesem Fall muss das zusammen mit dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 vorgesehene Durchgangsloch 11 so auf der Seite des Brennstoffreformers 9 angebracht sein, dass es sich innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C befindet.
  • Als Nächstes wird das Ende des Gasansauganschlusses 10 mit einer Vakuumpumpe verbunden und die Gaskomponente innerhalb des zusammen mit dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 vorgesehenen Hohlraums S abgezogen, wodurch der gewünschte Innendruck durch Absenken des Drucks innerhalb des Hohlraums S erreicht wird.
  • Nachdem der Druckwert innerhalb des Hohlraums S den gewünschten Wert erreicht hat, wird ein Abschnitt nahe der Mitte des Gasansauganschlusses 10 (ein Abschnitt, der von der Hauptoberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 vorspringt) mit Druck verschweißt und dadurch der Hohlraum S und die Außenseite versperrt. Nach Bedarf kann ein unerwünschter Teil, der von einem druckgeschweißten Teil des Gasansauganschlusses 10 vorsteht, abgeschnitten werden. Ferner ist es auch möglich, die Luftundurchlässigkeit zu verstärken, indem der Querschnitt mit einem Lötmaterial oder dergleichen abgedeckt wird.
  • Im Übrigen kann als Verfahren zum Verschließen des Gasansauganschlusses 10 ebenso gut wie das oben erwähnte Schweißen mit Druck ein Lötmaterial oder ein Kunstharzklebstoff verwendet werden.
  • Ferner beträgt der Innendurchmesser des Gasansauganschlusses 10 mindestens 0,1 mm. Falls der Innendurchmesser kleiner als 0,1 mm ist, verlängert sich die Zeit zum Absenken des Drucks innerhalb des Hohlraums S und besteht die Gefahr einer Beeinträchtigung der Produktivität.
  • Ferner ist der Abschnitt, der durch Verschweißen mit Druck von Abschnitten, die von der Hauptoberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 vorstehen, vorzugsweise sehr klein gegenüber dem Gesamtumfang. Dadurch wird das Schweißen mit Druck einfach und wird die Verformung des Gasansauganschlusses 10 durch das Schweißen mit Druck geringer, weshalb es möglich ist, das Erzeugen einer Spannungsbeanspruchung durch Verformung wirksam zu verhindern. Folglich ist es auch dann, wenn der Gasansauganschluss 10 infolge der Wärme durch den Betrieb des Brennstoffreformers 9 eine hohe Temperatur besitzt, möglich, ein Ablösen des druckgeschweißten Teils infolge der Spannung an diesem Teil wirksam zu verhindern.
  • Ferner wird der Druck innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C auf den gleichen Innendruck wie innerhalb des Hohlraums abgesenkt. Dadurch kann selbst dann wenn der Gasansauganschluss 10 gebrochen und offen ist, aufgrund dessen, dass der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12C und der Hohlraum S den gleichen Innendruck besitzen, die Luftundurchlässigkeit des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C und des Hohlraums S aufrechterhalten werden, wobei es möglich ist, vorteilhafterweise die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu einer außen befindlichen Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12C weiterhin zu verhindern.
  • Als Verfahren zum Absenken des Innendrucks zwischen dem Deckel 4 und dem Grundelement 1, beispielsweise dann, wenn der Deckel angefügt ist, ist es möglich, unter Versiegeln durch ein Lötmaterial in einem Vakuumofen ein Nahtschweißungsverfahren in einer Vakuumkammer oder dergleichen durchzuführen.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und eine Brennstoffreformiervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. Der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung gemäß der Ausführungsform sind ähnlich wie der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter und die Brennstoffreformiervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung strukturiert. Die entsprechende Komponente ist mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren Beschreibung entfällt.
  • Die Brennstoffreformiervorrichtung umfasst ein Grundelement 1, einen Zuleitungsanschluss 2, der als Draht dient, einen Verbindungsdraht 3, einen Deckel 4, ein Zuflussrohr 5a, das als Versorgungskanal zum Zuführen von Brennstoff dient, ein Abflussrohr 5b, das als Förderkanal zum Abführen von reformiertem Gas dient, eine Elektrode 7, ein Isolations-Abdichtelement 8 zum Abdichten und Fixieren des Zuleitungsanschlusses 2 in einem Durchgangsloch des Grundelements 1 in einem isolierten Zustand, einen Brennstoffreformer 9, ein erstes Gasansaugrohr 13 und ein zweites Gasansaugrohr 14. Der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D zur Unterbringung des Brennstoffreformers 9 ist hauptsächlich aus dem Grundelement 1, dem Deckel 4, dem Zuflussrohr 5a, dem Abflussrohr 5b, dem ersten Gasansaugrohr 13 und dem zweiten Gasansaugrohr 14 zusammengesetzt. Daher umfasst die Brennstoffreformiervorrichtung den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D und den Brennstoffreformer 9.
  • In der Ausführungsform weisen ähnlich wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung das Grundelement und/oder der Deckel (in der Ausführungsform das Grundelement 1 und der Deckel 4) einen darin ausgebildeten Hohlraum S auf. Dadurch ist es möglich, die Wärme wirksam zu isolieren, wobei es aufgrund dessen, dass es möglich ist, die Wärmeleitung vom Brennstoffreformer 9 zu den außen liegenden Oberflächen des Grundelements 1 und des Deckels 4 stark zu reduzieren, möglich wird, ein Ansteigen der Temperatur einer außen befindlichen Oberfläche des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D wirksam einzuschränken. Im Ergebnis ist es möglich, ein Brechen anderer Komponenten in einer beweglichen Vorrichtung wirksam zu verhindern.
  • Vorzugsweise weist der Hohlraum S in dem Grundelement 1 und im Deckel 4 einen Innendruck von höchstens 10 Pa auf. Dadurch ist es möglich, die molekulare Dichte der Luft innerhalb des Hohlraums S zu senken und durch den Hohlraum S das Ausmaß der Wärmeleitung zwischen der innen befindlichen Oberfläche und der außen befindlichen Oberfläche des Grundelements 1 wirksam zu verkleinern. Im Ergebnis ist es möglich, die vom Brennstoffreformer 9 zum Grundelement 1 und zum Deckel 4 geleitete Wärme wirksamer zu reduzieren, wobei der Energieerzeugungsverlust durch Verhindern, dass die Temperatur des Brennstoffreformers 9 abnimmt, stärker verkleinert werden kann und wirksamer verhindert werden kann, dass die Temperatur des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D ansteigt.
  • Dementsprechend beträgt der Innendruck im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D, d. h. in einem Raum zwischen dem Deckel 4 und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts des Grundelements 1, vorzugsweise höchstens 10 Pa.
  • In der Ausführungsform ist in dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 ein erstes Gasansaugrohr 13 zur Druckabsenkung im Hohlraum S ausgebildet. Das erste Gasansaugrohr 13 kann die Luftundurchlässigkeit innerhalb des Hohlraums S aufrechterhalten, indem es nach dem Absaugen von Gas aus dem Hohlraum S des Grundelements 1 und des Deckels 4, damit der Innendruck einen gewünschten Wert erreicht, verschlossen wird.
  • Ferner ist im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D inner halb vom ersten Gasansaugrohr 13 ein zweites Gasansaugrohr 14 zur Druckabsenkung im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D ausgebildet. Das zweite Gasansaugrohr 14 kann die Luftundurchlässigkeit innerhalb des Raums aufrechterhalten, indem es verschlossen wird, nachdem der Innendruck im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D einen gewünschten Wert erreicht hat.
  • Das erste Gasansaugrohr 13 ist ein zylindrisches Element, das an eine Öffnungskante eines Durchgangslochs, das mit einem mit dem Durchgangsloch kommunizierenden Hohlraum S an dem Grundelement 1 und am Deckel 4 verbunden ist, angefügt ist oder durch Einbauen in das Durchgangsloch angefügt ist. Ein solches Gasansaugrohr 13 ist beispielsweise aus einem Metall wie etwa Cu und Al oder einer Legierung wie etwa einer Fe-Ni-Legierung und einer Fe-Ni-Co-Legierung oder aus Edelstahl gefertigt. Vorzugsweise wird ein weiches Material wie etwa Cu oder Al verwendet. Falls das erste Gasansaugrohr 13 aus einem weichen Material wie etwa Cu und Al gefertigt ist, verformt sich das erste Gasansaugrohr 13 selbst dann, wenn zwischen dem Grundelement 1 oder dem Deckel 4 und dem ersten Gasansaugrohr 13 infolge eines unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten eine Spannung entsteht, wenig, weshalb wirksam verhindert werden kann, dass das Grundelement 1 und der Deckel 4 durch einen Riss oder dergleichen beschädigt werden.
  • Das zweite Gasansaugrohr 14 ist ein zylindrisches Element, das mit der Innenseite des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D verbunden und innerhalb vom ersten Gasansaugrohr 13 ausgebildet ist. Ferner ist das Gasansaugrohr 14 wie das erste Gasansaugrohr 13 beispielsweise aus einem Metall wie etwa Cu und Al oder einer Legierung wie etwa einer Fe-Ni-Legierung und einer Fe-Ni-Co-Legierung oder aus Edelstahl gefertigt. Vorzugsweise wird ein weiches Material wie etwa Cu und Al verwendet.
  • Nach einem Verfahren zum Anfügen des ersten Gasansaugrohrs 13 und des zweiten Gasansaugrohrs 14 an das Grundelement 1 und den Deckel 4, beispielsweise im Fall, dass das Grundelement 1 und der Deckel 4 eine duale Struktur besitzen, bei der ein innen befindliches Element, das aus Metall- oder Legierungswerkstoffen gefertigt ist, und ein außen befindliches Element, das aus Metall- oder Legierungswerkstoffen gefertigt ist, so zusammengefügt sind, dass sie den Hohlraum S bilden, werden sie wie folgt geschaffen. Zuerst wird das zweite Gasansaugrohr 14, das aus einem rohrförmigen Element mit einer Länge von etwa 100 mm gefertigt ist, an eine Öffnungskante eines Durchgangslochs jedes innen befindlichen Elements des Grundelements 1 und des Deckels 4 durch Schweißen oder Löten angefügt. Als Nächstes werden das Grundelement 1 und der Deckel 4 durch Anfügen jedes außen befindlichen Elements des Grundelements 1 und des Deckels 4 an einen Umfangsabschnitt des innen befindlichen Elements gebildet. Danach wird wie das zweite Gasansaugrohr 14 das erste Gasansaugrohr 13, das aus einem rohrförmigen Element mit einer Länge von etwa 100 mm gefertigt ist, an ein Durchgangsloch des außen befindlichen Elements des Grundelements 1 und des Deckels 4 angefügt.
  • Vorzugsweise steht das zweite Gasansaugrohr 14 außerhalb von der Öffnung des ersten Gasansaugrohrs 13 vor. Dadurch ist es möglich, das erste Gasansaugrohr 13 und das zweite Gasansaugrohr 14 getrennt abzusaugen, und zwar so, dass ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem sich der Innendruck des Hohlraums S des Grundelements 1 und des Hohlraums S des Deckels 4 von jenem des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D unterscheidet. Mit anderen Worten, beim Aufbauen eines Vakuums in einem Zustand, in dem der Innendruck des Hohlraums S des Grundelements 1 und des Hohlraums S des Deckels 4 kleiner als jener des Brennstoffreformer-Unterbring-ungsbehälters 12D ist, wird, nachdem zuerst der Innendruck des Hohlraums S des Grundelements 1 und des Hohlraums S des Deckels 4 auf einen gewünschten Druck gebracht worden ist, der Innendruck des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D auf einen gewünschten Wert gebracht. Dadurch wird der Luftdruckunterschied sehr groß, wobei es möglich ist, ein Nachgeben des Grundelements 1 und des Deckels 4 wirksam zu verhindern, und kann die Luftundurchlässig-keit des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters vorzüglich werden.
  • Nach einem Verfahren zur Druckabsenkung im Hohlraum S und im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D werden Enden des ersten Gasansaugrohrs 13 und des zweiten Gasansaugrohrs 14 mit einer Vakuumpumpe verbunden und die Gaskomponente innerhalb des zusammen mit dem Grundelement 1 und dem Deckel 4 vorgesehenen Hohlraums S und innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D abgezogen, wodurch der gewünschte Innendruck durch Absenken des Drucks darin erreicht wird.
  • Nachdem der Druckwert innerhalb des Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälters 12D den gewünschten Wert erreicht hat, wird ein Abschnitt nahe der Mitte des Gasansaugrohrs 13 (ein Abschnitt, der von der Hauptoberfläche des Grundelements 1 und des Deckels 4 auf der Seite des Brennstoffreformers 9 vorspringt) mit Druck verschweißt, wobei gleichzeitig das zweite Gasansaugrohr 14 mit Druck verschweißt wird, wodurch der Hohlraum S und der Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter 12D sowie die Außenseite versperrt werden können. Nach Bedarf kann ein unerwünschter Teil, der von einem druckgeschweißten Teil des ersten Gasansaugrohrs 13 und dem zweiten Gasansaugrohrs 14 vorsteht, abgeschnitten werden. Ferner ist es auch möglich, die Luftundurchlässigkeit zu verstärken, in dem der Querschnitt mit einem Lötmaterial abgedeckt wird.
  • Im Übrigen kann als Verfahren zum Verschließen des ersten Gasansaugrohrs 13 und des zweiten Gasansaugrohrs 14 ebenso gut wie das oben erwähnte Schweißen mit Druck ein Lötmaterial oder ein Kunstharzklebstoff verwendet werden.
  • Wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung kann der Hohlraum S des Grundelements 1 an einem Teil des Grundelements 1 ausgebildet und außerdem so gestaltet sein, dass er die gesamte Umgebung der konkaven Abschnitte überdeckt. Beispielsweise kann er am Boden oder an der Seite ausgebildet sein, derart, dass er zu der innen liegenden und der außen liegenden Oberfläche des Grundelements 1 parallel ist, oder am Boden oder an der Seite des Grundelements 1 in einer Reihe und parallel zu der innen liegenden und der außen liegenden Oberfläche ausgebildet sein, als hätte er eine duale Struktur.
  • Die obige Ausführungsform schränkt die Erfindung nicht ein und kann im Umfang der Erfindung auf verschiedene Art und Weise verändert werden. Beispielsweise sind in der in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung das Zuflussrohr 5a und Abflussrohr 5b an der unteren Oberfläche des Brennstoffreformers 9 angefügt, jedoch können sie je nach Spezifikation des Brennstoffre formers 9 auch an der oberen Oberfläche des Brennstoffreformers 9 angefügt sein. Darüber hinaus können mehrere Zuflussrohre 5a und Abflussrohre 5b ausgebildet sein.
  • Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt sein, ohne von ihrem Leitgedanken oder ihren Hauptmerkmalen abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche, jedoch nicht durch die vorangegangene Beschreibung angegeben ist, weshalb alle Änderungen, die in den Auslegungsumfang und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, als darin eingeschlossen betrachtet werden.

Claims (15)

  1. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12, 12A, 12B, 12C, 12D), der umfasst: ein Grundelement (1), das eine Oberfläche besitzt, die einen konkaven Abschnitt zur Unterbringung eines Brennstoffreformers (9) zum Erzeugen von Wasserstoffgas enthaltendem reformiertem Gas aus Brennstoff aufweist; einen an einer Oberfläche des Grundelements (1) angebrachten Deckel (4), um mit diesem den konkaven Abschnitt abzudecken; ein Zuflussrohr (5a), das dem Brennstoffreformer (9) Brennstoff zuführt, wobei das Zuflussrohr (5a) durch das Grundelement (1) und/oder durch den Deckel (4) verläuft, derart, dass, wenn der Brennstoffreformer (9) untergebracht wird, ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer (9) angefügt wird, um den Brennstoffreformer (9) in einem Raum zwischen dem Deckel (4) und einer unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts zu halten; und ein Abflussrohr (5b), das das reformierte Gas abführt, wobei das Abflussrohr (5b) durch das Grundelement (1) und/oder durch den Deckel (4) verläuft, derart, dass, wenn der Brennstoffreformer (9) untergebracht wird, ein vorderes Ende von ihm an den Brennstoffreformer (9) angefügt wird, um den Brennstoffreformer (9) in einem Raum zwischen dem Deckel und der unteren Oberfläche des konkaven Abschnitts zu halten, wobei das Grundelement (1) und/oder der Deckel (4) einen darin ausgebildeten Hohlraum (S) enthalten.
  2. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12, 12C) nach Anspruch 1, bei dem der Hohlraum (S) in einer Richtung, die zu den Wänden an der Innenseite und der Außenseite des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4), die den Hohlraum (S) definieren, senkrecht ist, eine Größe von 0,5 mm bis 5 mm besitzt.
  3. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12, 12C) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die innen befindliche Wand und die außen befindliche Wand des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4), die den Hohlraum definieren, jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm besitzen.
  4. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12A, 12B) nach Anspruch 1, bei dem der Deckel (4) aus mehreren Deckelabschnitten (4a, 4b) besteht, die in der Weise an der einen Oberfläche des Grundelements (1) angebracht sind, dass sie Schichten bilden und zwischen sich einen Spalt zur Ausbildung des Hohlraums aufweisen, wobei Deckelabschnitte (4a, 4b), die sich weiter innen befinden, an einem weiter innen liegenden Umfang der einen Oberfläche des Grundelements (1) angebracht sind.
  5. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12B) nach Anspruch 4, bei dem die eine Oberfläche des Grundelements (1) mit Ausnahme des konkaven Abschnitts zu einer Stufe (1a) geformt ist, wobei die mehreren Deckelabschnitte (4a, 4b) jeweils an verschiedenen Oberflächen der Stufe (1a) angebracht sind.
  6. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12A, 12B) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Abstand zwischen den mehreren Deckelabschnitten 0,5 mm bis 5 mm beträgt.
  7. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12A, 12B) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Dicke der Deckelabschnitte (4a, 4b) mindestens 0,1 mm beträgt.
  8. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12C) nach Anspruch 1, bei dem der Hohlraum (S), der in dem Grundelement (1) und/oder dem Deckel (4) gebildet ist, einen Druck aufweist, der so weit reduziert ist, dass er kleiner als der atmosphärische Druck ist, wobei das Grundelement (1) und/oder der Deckel (4) einen Gasansauganschluss (10) zur Druckabsenkung des Hohlraums (S) enthalten, der in einem Abschnitt des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4) auf der Seite des konkaven Abschnitts vorgesehen ist.
  9. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12C) nach Anspruch 8, bei dem der Hohlraum (S) in einer Richtung, die zu den Wanden an der Innenseite und der Außenseite des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4), die den Hohlraum (S) definieren, senkrecht ist, eine Größe von 0,5 mm bis 5 mm besitzt.
  10. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12C) nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die innen befindliche Wand und die außen befindliche Wand des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4), die den Hohlraum (S) definieren, jeweils eine Dicke von mindestens 0,1 mm besitzen.
  11. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12D) nach Anspruch 1, bei dem der Hohlraum (S) des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4) einen Druck aufweist, der so weit reduziert ist, dass er kleiner als der atmosphärische Druck ist, wobei in der außen liegenden Wand des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4) ein erstes Gasansaugrohr (13) zur Druckabsenkung des Hohlraums ausgebildet ist und in der innen liegenden Wand des Grundelements (1) und/oder des Deckels (4) ein zweites Gasansaugrohr (14) zur Druckabsenkung im Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (9) ausgebildet ist, derart, dass es von der innen liegenden Wand durch die Innenseite hindurch zu einer Öffnung des ersten Gasansaugrohrs (13) vorsteht.
  12. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12D) nach Anspruch 11, bei dem das zweite Gasansaugrohr (14) außerhalb von der Öffnung des ersten Gasansaugrohrs (13) vorsteht.
  13. Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12, 12A, 12B, 12C, 12D) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Hohlraum (S) einen Innendruck von höchstens 10 Pa aufweist.
  14. Brennstoffreformiervorrichtung, die umfasst: den Brennstoffreformer-Unterbringungsbehälter (12, 12A, 12B, 12C, 12D) nach einem der Ansprüche 1 bis 13; und einen im konkaven Abschnitt installierten Brennstoffreformer (9) zum Erzeugen von Wasserstoffgas enthaltendem reformierten Gas aus Brennstoff.
  15. Brennstoffreformiervorrichtung nach Anspruch 14, bei der der konkave Abschnitt einen Innendruck von höchstens 10 Pa besitzt.
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