JP2002012404A - Reforming apparatus and reforming method - Google Patents

Reforming apparatus and reforming method

Info

Publication number
JP2002012404A
JP2002012404A JP2000193120A JP2000193120A JP2002012404A JP 2002012404 A JP2002012404 A JP 2002012404A JP 2000193120 A JP2000193120 A JP 2000193120A JP 2000193120 A JP2000193120 A JP 2000193120A JP 2002012404 A JP2002012404 A JP 2002012404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
raw fuel
reformer
mixed
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000193120A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Numata
耕一 沼田
Satoru Iguchi
哲 井口
Susumu Yamaguchi
進 山口
Kazuhisa Kunitake
和久 國武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2000193120A priority Critical patent/JP2002012404A/en
Publication of JP2002012404A publication Critical patent/JP2002012404A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
    • B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
    • B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a desired uniform mixture of a raw fuel and water at a certain ratio in conducting steam reforming reaction by using hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel. SOLUTION: Gasoline stored in a gasoline tank 20 and water stored in a water tank 24 are supplied each through a certain flow passage to an agitator 30, mixed uniformly there, evaporated in an evaporator 32, and then reacted for reforming in a reformer 34. Before agitation, ethanol stored in an ethanol tank 22 is added to gasoline supplied to the agitator 30. Since gasoline and water are mixed together with ethanol, the mixture is kept under a fully uniform condition during evaporation in the evaporator 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、改質装置および改
質方法に関し、詳しくは、炭化水素系原燃料を水蒸気改
質法を利用して改質し、水素リッチガスを生成する改質
装置および改質方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reforming apparatus and a reforming method, and more particularly, to a reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based raw fuel using a steam reforming method to produce a hydrogen-rich gas and a reforming apparatus. It relates to a reforming method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、原燃料として炭化水素あるいは炭
化水素系化合物を用いて、水蒸気改質反応によって水素
リッチガスの生成が行なわれてきた。水素リッチガスを
生成するための原燃料としては、メタンを主成分とする
天然ガスや、メタノールなどのアルコールや、ガソリン
など、種々のものが用いられており、改質反応により水
素リッチガスを生成する際には、用いる原燃料に応じ
て、改質反応の際に利用する改質触媒や改質反応温度を
適宜選択する。このような改質触媒を用いて水素リッチ
ガスを生成する際には、原燃料と水とを所定の割合で混
合し、この混合した原燃料と水とが気化した状態で、改
質触媒を備える所定の改質器に対して供給する。例え
ば、特開平１１−７９７０３号公報には、原燃料として
ガソリンを用い、改質器内で水蒸気改質反応と共に部分
酸化反応を進行させて水素リッチガスを生成する技術が
記載されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a hydrogen-rich gas has been produced by a steam reforming reaction using a hydrocarbon or a hydrocarbon compound as a raw fuel. Various fuels such as natural gas containing methane as a main component, alcohol such as methanol, and gasoline are used as raw fuels for producing hydrogen-rich gas. For this, a reforming catalyst and a reforming reaction temperature used in the reforming reaction are appropriately selected according to the raw fuel used. When generating a hydrogen-rich gas using such a reforming catalyst, a raw fuel and water are mixed at a predetermined ratio, and the mixed raw fuel and water are vaporized, and a reforming catalyst is provided. It is supplied to a predetermined reformer. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-79703 describes a technique in which gasoline is used as a raw fuel and a partial oxidation reaction is allowed to proceed together with a steam reforming reaction in a reformer to generate a hydrogen-rich gas.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原燃料
としてガソリンなどの液体炭化水素を用いる場合には、
原燃料と水とを気化した上で改質器に供給するが、原燃
料が上記ガソリンのように疎水性の液体であると、改質
器に供給する原燃料と水とから成る混合気体において、
原燃料と水との混合割合が不均一となって不都合を生じ
るおそれがあった。すなわち、疎水性の液体炭化水素
は、一旦は水と均一に混合しても直ちに分離を始めると
いう性質を有しており、気化に先立って両者を所望の割
合で均一に混合しても、実際に両者が気化するときまで
両者の混合状態の均一性を充分に維持することは困難で
ある。両者が気化する際に、その混合状態が不均一であ
れば、気化によって得られる混合気体における原燃料と
水（水蒸気）との混合割合も不均一となり、改質反応に
供される混合気体において、原燃料と水との混合割合
が、所望の割合からばらついてしまうことになる。However, when a liquid hydrocarbon such as gasoline is used as a raw fuel,
The raw fuel and water are vaporized and then supplied to the reformer. If the raw fuel is a hydrophobic liquid such as the gasoline described above, the raw fuel and water mixed gas supplied to the reformer may be mixed. ,
The mixing ratio of the raw fuel and water may be non-uniform, which may cause inconvenience. In other words, hydrophobic liquid hydrocarbons have the property of immediately separating once evenly mixed with water, and even if they are uniformly mixed at a desired ratio prior to vaporization, However, it is difficult to sufficiently maintain the uniformity of the mixed state of both until the time when both are vaporized. If the mixed state is not uniform when both are vaporized, the mixing ratio of the raw fuel and water (steam) in the mixed gas obtained by vaporization also becomes non-uniform, and the mixed gas supplied to the reforming reaction In addition, the mixing ratio of the raw fuel and water varies from a desired ratio.

【０００４】気化の際に原燃料と水との混合状態が不均
一となることに起因して、改質器内に供給された上記混
合気体において、部分的に所望の割合よりも水の割合が
低くなると、改質器で進行する水蒸気改質反応の活性が
部分的に不十分となったり、改質器内で煤の生成が増大
するおそれがある。また、上記混合気体において部分的
に水の割合が高くなると、生成した水素リッチガス中の
水蒸気分圧が部分的に非所望の程度にまで高くなった
り、あるいは、改質器内において水蒸気改質反応と共に
部分酸化反応も進行させる場合には、原燃料の量が所望
量よりも少なくなることで酸素量が相対的に過剰とな
り、部分酸化反応ではなく完全酸化反応が進行して改質
触媒が非所望の温度にまで昇温してしまうおそれがあ
る。[0004] Due to the non-uniform mixing state of the raw fuel and water during vaporization, the ratio of water in the mixed gas supplied into the reformer is partially higher than a desired ratio. When the water content is low, the activity of the steam reforming reaction that proceeds in the reformer may be partially insufficient, or the generation of soot in the reformer may increase. Further, when the proportion of water in the mixed gas is partially increased, the partial pressure of steam in the generated hydrogen-rich gas is partially increased to an undesired level, or the steam reforming reaction in the reformer is performed. In addition, when the partial oxidation reaction also proceeds, the amount of raw fuel becomes smaller than the desired amount, so that the oxygen amount becomes relatively excessive, and the complete oxidation reaction proceeds instead of the partial oxidation reaction, and the reforming catalyst becomes non-reactive. There is a possibility that the temperature may rise to a desired temperature.

【０００５】本発明の改質装置および改質方法は、こう
した問題を解決し、疎水性の液体炭化水素を原燃料とし
て用いて水蒸気改質反応を行なう際に、原燃料と水との
混合割合を所望の均一状態にすることを目的としてなさ
れ、次の構成を採った。[0005] The reformer and the reforming method of the present invention solve these problems, and when performing a steam reforming reaction using a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel, the mixing ratio of the raw fuel and water is increased. For the purpose of achieving a desired uniform state, and the following configuration was adopted.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の第１の改質装置は、疎水性の液体炭化水素を原燃
料として用い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から
水素リッチガスを生成する改質装置であって、前記水蒸
気改質反応を促進する改質触媒を備え、前記水蒸気改質
反応を進行して前記原燃料および水から前記水素リッチ
ガスを生成する改質器と、前記原燃料および水を前記改
質器に供給する供給手段とを備え、前記供給手段は、前
記原燃料および水を、所定の割合で均一に混合する混合
手段と、前記混合手段によって均一に混合された原燃料
および水を、前記改質器への供給に先立って気化させる
気化手段とを備え、前記混合手段は、前記原燃料および
水を混合する際に、該混合手段で混合された前記原燃料
および水が前記気化手段で気化されるまでの間、前記原
燃料および水の混合状態の均一性を確保することが可能
な混合状態安定化物質を、併せて混合することを要旨と
する。The first reformer according to the present invention uses a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel, and generates a hydrogen-rich gas from the raw fuel by a steam reforming reaction. A reformer that includes a reforming catalyst that promotes the steam reforming reaction, and that progresses the steam reforming reaction to generate the hydrogen-rich gas from the raw fuel and water; Supply means for supplying fuel and water to the reformer, wherein the supply means uniformly mixes the raw fuel and water at a predetermined ratio with the mixing means, and Vaporizing means for vaporizing raw fuel and water prior to supply to the reformer, wherein the mixing means mixes the raw fuel and water with the mixing means when mixing the raw fuel and water And the water is Until it is vaporized by means of the mixed state stabilizing substance capable of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water, and summarized in that the mixing together.

【０００７】以上のように構成された本発明の第１の改
質装置は、疎水性の液体炭化水素である原燃料および水
を混合手段において混合する際に、混合手段で混合され
た前記原燃料および水が気化手段で気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、併せて混合する。
混合手段において、混合状態安定化物質と共に、所定の
割合で均一に混合された原燃料と水は、気化手段で気化
された後、改質器に供給される。改質器は、水蒸気改質
反応を促進する改質触媒を備え、水蒸気改質反応を進行
して、原燃料および水から水素リッチガスを生成する。In the first reformer of the present invention having the above-described structure, when the raw fuel and water, which are hydrophobic liquid hydrocarbons, are mixed by the mixing means, the raw fuel mixed by the mixing means is mixed. Until the fuel and water are vaporized by the vaporizing means, the mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is also mixed.
In the mixing means, the raw fuel and water uniformly mixed at a predetermined ratio together with the mixed state stabilizing substance are vaporized by the vaporization means and then supplied to the reformer. The reformer includes a reforming catalyst that promotes a steam reforming reaction, and proceeds with the steam reforming reaction to generate a hydrogen-rich gas from raw fuel and water.

【０００８】また、本発明の第１の改質方法は、疎水性
の液体炭化水素を原燃料として用い、水蒸気改質反応に
よって前記原燃料から水素リッチガスを生成する改質方
法であって、（ａ）前記原燃料および水を、所定の割合
で均一に混合する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で均一
に混合された原燃料および水を気化させる工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程で気化した前記原燃料および水
を、前記水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備える改
質器に供給する工程と、（ｄ）前記改質器において、前
記気化した原燃料および水を利用して前記水蒸気改質反
応を進行し、前記水素リッチガスを生成する工程とを備
え、前記（ａ）工程は、混合された前記原燃料および水
が前記（ｂ）工程で気化されるまでの間、前記原燃料お
よび水の混合状態の均一性を確保することが可能な混合
状態安定化物質を、前記原燃料および水を混合する際に
併せて混合する工程であることを要旨とする。[0008] A first reforming method of the present invention is a reforming method in which a hydrophobic liquid hydrocarbon is used as a raw fuel, and a hydrogen-rich gas is produced from the raw fuel by a steam reforming reaction. a) a step of uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio; and (b) a step of vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed in the step (a).
(C) supplying the raw fuel and water vaporized in the step (b) to a reformer having a reforming catalyst for promoting the steam reforming reaction; and (d) in the reformer, A step of advancing the steam reforming reaction using the vaporized raw fuel and water to generate the hydrogen-rich gas, wherein the (a) step comprises mixing the raw fuel and water with the (b) In the step of mixing the raw fuel and water, the mixed state stabilizing substance capable of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is mixed until the raw fuel and water are mixed. The gist is that there is.

【０００９】このような本発明の第１の改質装置および
改質方法によれば、水蒸気改質反応に供するのに先立っ
て均一に混合された原燃料および水が気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、前記原燃料および
水を混合する際に併せて混合するため、気化の際に原燃
料と水との混合状態を均一に保つことができ、原燃料と
水（水蒸気）との混合状態が充分に均一な気体を気化に
よって得て、水蒸気改質反応に供することができる。し
たがって、改質器内で水蒸気改質反応が進行する際に、
部分的に水が不足したり水が過剰となったりすることが
ない。すなわち、部分的に水が不足することに起因し
て、改質器内で非所望量の煤が生じたり、水蒸気改質反
応が充分に進行しなくなることがない。また、部分的に
水が過剰となる（原燃料が相対的に不足する）ことに起
因して、生成した水素リッチガス中の水蒸気分圧が部分
的に非所望の程度にまで高くなったり、あるいは、改質
器内において水蒸気改質反応と共に部分酸化反応も進行
させる場合には、酸素量が相対的に過剰となることによ
り、部分酸化反応ではなく完全酸化反応が進行して改質
触媒が非所望の温度にまで昇温してしまうことがない。According to the first reforming apparatus and the first reforming method of the present invention, the raw fuel and water uniformly mixed before being subjected to the steam reforming reaction are vaporized. The mixed state stabilizing substance capable of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is mixed together when mixing the raw fuel and water. Can be kept uniform, and a gas in which the mixing state of the raw fuel and water (steam) is sufficiently uniform can be obtained by vaporization and supplied to the steam reforming reaction. Therefore, when the steam reforming reaction proceeds in the reformer,
There is no partial lack of water or excess water. That is, an undesired amount of soot is not generated in the reformer or the steam reforming reaction does not sufficiently proceed due to a partial shortage of water. In addition, due to a partial excess of water (relative shortage of raw fuel), the partial pressure of water vapor in the generated hydrogen-rich gas partially increases to an undesired level, or However, when the partial oxidation reaction is allowed to proceed together with the steam reforming reaction in the reformer, the oxygen amount becomes relatively excessive, so that not the partial oxidation reaction but the complete oxidation reaction proceeds, and the reforming catalyst becomes non-reactive. The temperature does not rise to the desired temperature.

【００１０】本発明の第２の改質装置は、疎水性の液体
炭化水素を原燃料として用い、水蒸気改質反応によって
前記原燃料から水素リッチガスを生成する改質装置であ
って、前記水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備え、
前記水蒸気改質反応を進行して前記原燃料および水から
前記水素リッチガスを生成する改質器と、前記原燃料お
よび水を前記改質器に供給する供給手段とを備え、前記
供給手段は、前記原燃料および水を、所定の割合で均一
に混合する混合手段と、前記混合手段によって均一に混
合された原燃料および水を、前記改質器への供給に先立
って気化させる気化手段と、前記混合手段で混合された
前記原燃料および水が前記気化手段で気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、前記原燃料および
水を前記混合手段で混合する際に、前記原燃料および水
のうちの少なくとも一方に添加する添加手段とを備える
ことを要旨とする。[0010] A second reformer of the present invention is a reformer which uses a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel and generates a hydrogen-rich gas from the raw fuel by a steam reforming reaction. Equipped with a reforming catalyst that promotes
A reformer that progresses the steam reforming reaction to generate the hydrogen-rich gas from the raw fuel and water, and a supply unit that supplies the raw fuel and water to the reformer, the supply unit includes: A mixing unit for uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio, and a vaporizing unit for vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed by the mixing unit prior to supply to the reformer, Until the raw fuel and water mixed by the mixing means are vaporized by the vaporizing means, a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water, When the raw fuel and the water are mixed by the mixing means, an adding means for adding to at least one of the raw fuel and the water is provided.

【００１１】以上のように構成された本発明の第２の改
質装置は、疎水性の液体炭化水素である原燃料および水
を混合手段において混合する際に、混合手段で混合され
た前記原燃料および水が気化手段で気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、原燃料および水の
うちの少なくとも一方に添加する。混合手段において、
混合状態安定化物質と共に、所定の割合で均一に混合さ
れた原燃料と水は、気化手段で気化された後、改質器に
供給される。改質器は、水蒸気改質反応を促進する改質
触媒を備え、水蒸気改質反応を進行して、原燃料および
水から水素リッチガスを生成する。In the second reformer of the present invention having the above-described structure, when mixing the raw fuel and water, which are hydrophobic liquid hydrocarbons, with the mixing means, the raw fuel mixed with the mixing means is used. Until the fuel and water are vaporized by the vaporization means, a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is added to at least one of the raw fuel and water. I do. In the mixing means,
The raw fuel and water uniformly mixed at a predetermined ratio together with the mixed state stabilizing substance are vaporized by vaporizing means and then supplied to the reformer. The reformer includes a reforming catalyst that promotes a steam reforming reaction, and proceeds with the steam reforming reaction to generate a hydrogen-rich gas from raw fuel and water.

【００１２】なお、本発明の第２の改質装置において、
前記原燃料および水を前記混合手段で混合する際に混合
状態安定化物質を添加する動作は、原燃料および水を混
合手段に供給するのに先立って、原燃料および水のうち
の少なくとも一方に混合状態安定化物質を添加すること
としても良いし、原燃料および水とは別に、混合手段に
混合状態安定化物質を供給し、混合手段で混合されつつ
ある原燃料および水に対して混合状態安定化物質を添加
することとしても良い。混合手段における混合の動作に
連動して添加手段によって添加が行なわれ、添加された
混合状態安定化物質が、混合手段において原燃料および
水と共に混合されればよい。In the second reformer of the present invention,
The operation of adding the mixed state stabilizing substance when mixing the raw fuel and water with the mixing means, prior to supplying the raw fuel and water to the mixing means, to at least one of the raw fuel and water. The mixed state stabilizing substance may be added, or the mixed state stabilizing substance is supplied to the mixing means separately from the raw fuel and water, and the mixed state stabilizing substance is mixed with the raw fuel and water being mixed by the mixing means. A stabilizing substance may be added. The addition is performed by the adding means in conjunction with the mixing operation in the mixing means, and the added mixed state stabilizing substance may be mixed with the raw fuel and water in the mixing means.

【００１３】本発明の第２の改質方法は、疎水性の液体
炭化水素を原燃料として用い、水蒸気改質反応によって
前記原燃料から水素リッチガスを生成する改質方法であ
って、（ａ）前記原燃料および水を、所定の割合で均一
に混合する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で均一に混合
された原燃料および水を気化させる工程と、（ｃ）前記
（ｂ）工程で気化した前記原燃料および水を、前記水蒸
気改質反応を促進する改質触媒を備える改質器に供給す
る工程と、（ｄ）前記改質器において、前記気化した原
燃料および水を利用して前記水蒸気改質反応を進行し、
前記水素リッチガスを生成する工程とを備え、前記
（ａ）工程は、（ａ−１）混合された前記原燃料および
水が前記（ｂ）工程で気化されるまでの間、前記原燃料
および水の混合状態の均一性を確保することが可能な混
合状態安定化物質を、前記原燃料および水を混合する際
に、前記原燃料および水のうちの少なくとも一方に添加
する工程を備えることを要旨とする。[0013] A second reforming method of the present invention is a reforming method in which a hydrophobic liquid hydrocarbon is used as a raw fuel, and a hydrogen-rich gas is produced from the raw fuel by a steam reforming reaction. A step of uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio; (b) a step of vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed in the step (a); and (c) a step (b). Supplying the raw fuel and water vaporized in the above to a reformer provided with a reforming catalyst for promoting the steam reforming reaction; and (d) using the vaporized raw fuel and water in the reformer. And proceed with the steam reforming reaction,
Generating the hydrogen-rich gas, wherein the (a) step comprises: (a-1) mixing the raw fuel and water until the mixed raw fuel and water are vaporized in the (b) step. A step of adding a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state to at least one of the raw fuel and water when mixing the raw fuel and water. And

【００１４】このような本発明の第２の改質装置および
改質方法によれば、水蒸気改質反応に供するのに先立っ
て均一に混合された原燃料および水が気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、前記原燃料および
水を混合する際に、前記原燃料および水のうちの少なく
とも一方に添加するため、気化の際に原燃料と水との混
合状態を均一に保つことができ、原燃料と水（水蒸気）
との混合状態が充分に均一な気体を気化によって得て、
水蒸気改質反応に供することができる。したがって、改
質器内で水蒸気改質反応が進行する際に、部分的に水が
不足したり水が過剰となったりすることに起因する既述
した不都合を生じることがない。According to the second reformer and the second reforming method of the present invention, the raw fuel and water uniformly mixed before being subjected to the steam reforming reaction are vaporized. When mixing the raw fuel and water, a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is added to at least one of the raw fuel and water. In the case of vaporization, the mixed state of raw fuel and water can be kept uniform, and raw fuel and water (steam)
Gas is obtained by vaporization with a sufficiently homogeneous mixture with
It can be subjected to a steam reforming reaction. Therefore, when the steam reforming reaction proceeds in the reformer, the above-described inconvenience caused by a partial shortage of water or an excess of water does not occur.

【００１５】本発明の第３の改質装置は、疎水性の液体
炭化水素を原燃料として用い、水蒸気改質反応によって
前記原燃料から水素リッチガスを生成する改質装置であ
って、前記水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備え、
前記水蒸気改質反応を進行して前記原燃料および水から
前記水素リッチガスを生成する改質器と、前記原燃料お
よび水を前記改質器に供給する供給手段とを備え、前記
供給手段は、前記原燃料および水を、所定の割合で均一
に混合する混合手段と、前記混合手段によって均一に混
合された原燃料および水を、前記改質器への供給に先立
って気化させる気化手段とを備え、前記混合手段で混合
される前記原燃料および水のうちの少なくとも一方は、
前記混合手段で混合された前記原燃料および水が前記気
化手段で気化されるまでの間、前記原燃料および水の混
合状態の均一性を確保することが可能な混合状態安定化
物質を、予め混合していることを要旨とする。[0015] A third reformer of the present invention is a reformer which uses a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel and generates a hydrogen-rich gas from the raw fuel by a steam reforming reaction. Equipped with a reforming catalyst that promotes
A reformer that progresses the steam reforming reaction to generate the hydrogen-rich gas from the raw fuel and water, and a supply unit that supplies the raw fuel and water to the reformer, the supply unit includes: Mixing means for uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio, and vaporizing means for vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed by the mixing means prior to supply to the reformer. Provided, at least one of the raw fuel and water mixed by the mixing means,
Until the raw fuel and water mixed by the mixing means are vaporized by the vaporizing means, a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is prepared in advance. The point is that they are mixed.

【００１６】以上のように構成された本発明の第３の改
質装置は、混合手段で混合される疎水性の液体炭化水素
である原燃料および水のうちの少なくとも一方は、混合
手段で混合された前記原燃料および水が気化手段で気化
されるまでの間、前記原燃料および水の混合状態の均一
性を確保することが可能な混合状態安定化物質を、予め
混合している。混合手段において、混合状態安定化物質
と共に、所定の割合で均一に混合された原燃料と水は、
気化手段で気化された後、改質器に供給される。改質器
は、水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備え、水蒸気
改質反応を進行して、原燃料および水から水素リッチガ
スを生成する。In the third reformer of the present invention having the above structure, at least one of the raw fuel and water, which are hydrophobic liquid hydrocarbons mixed by the mixing means, is mixed by the mixing means. A mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water until the raw fuel and water is vaporized by the vaporizing means. In the mixing means, the raw fuel and water uniformly mixed at a predetermined ratio together with the mixed state stabilizing substance,
After being vaporized by the vaporizing means, it is supplied to the reformer. The reformer includes a reforming catalyst that promotes a steam reforming reaction, and proceeds with the steam reforming reaction to generate a hydrogen-rich gas from raw fuel and water.

【００１７】本発明の第３の改質方法は、疎水性の液体
炭化水素を原燃料として用い、水蒸気改質反応によって
前記原燃料から水素リッチガスを生成する改質方法であ
って、（ａ）前記原燃料および水を、所定の割合で均一
に混合する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で均一に混合
された原燃料および水を気化させる工程と、（ｃ）前記
（ｂ）工程で気化した前記原燃料および水を、前記水蒸
気改質反応を促進する改質触媒を備える改質器に供給す
る工程と、（ｄ）前記改質器において、前記気化した原
燃料および水を利用して前記水蒸気改質反応を進行し、
前記水素リッチガスを生成する工程とを備え、前記
（ａ）工程において混合される前記原燃料および水のう
ちの少なくとも一方は、前記（ａ）工程で混合された前
記原燃料および水が前記（ｂ）工程で気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、予め混合している
ことを要旨とする。A third reforming method according to the present invention is a reforming method in which a hydrophobic liquid hydrocarbon is used as a raw fuel, and a hydrogen-rich gas is produced from the raw fuel by a steam reforming reaction. A step of uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio; (b) a step of vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed in the step (a); and (c) a step (b). Supplying the raw fuel and water vaporized in the above to a reformer provided with a reforming catalyst for promoting the steam reforming reaction; and (d) using the vaporized raw fuel and water in the reformer. And proceed with the steam reforming reaction,
Generating the hydrogen-rich gas, wherein at least one of the raw fuel and water mixed in the step (a) is the raw fuel and water mixed in the step (a). The gist is that the mixed state stabilizing substance capable of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and the water before the vaporization in the step) is preliminarily mixed.

【００１８】このような本発明の第３の改質装置および
改質方法によれば、水蒸気改質反応に供するのに先立っ
て均一に混合された原燃料および水が気化されるまでの
間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保する
ことが可能な混合状態安定化物質を、混合される原燃料
および水のうちの少なくとも一方が予め混合しているた
め、気化の際に原燃料と水との混合状態を均一に保つこ
とができ、原燃料と水（水蒸気）との混合状態が充分に
均一な気体を気化によって得て、水蒸気改質反応に供す
ることができる。したがって、改質器内で水蒸気改質反
応が進行する際に、部分的に水が不足したり水が過剰と
なったりすることに起因する既述した不都合を生じるこ
とがない。According to the third reformer and the third reforming method of the present invention, the raw fuel and water uniformly mixed before being subjected to the steam reforming reaction are vaporized. A mixed state stabilizing substance capable of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is mixed with at least one of the raw fuel and water to be mixed in advance. The mixed state of the fuel and water can be kept uniform, and a gas in which the mixed state of the raw fuel and water (steam) is sufficiently uniform can be obtained by vaporization, and can be used for the steam reforming reaction. Therefore, when the steam reforming reaction proceeds in the reformer, the above-described inconvenience caused by a partial shortage of water or an excess of water does not occur.

【００１９】本発明の第３の改質装置において、前記水
を貯蔵する水貯蔵手段をさらに備え、前記水貯蔵手段に
貯蔵された水は、前記混合状態安定化物質を予め混合し
ていることとしてもよい。The third reformer of the present invention may further comprise a water storage means for storing the water, wherein the water stored in the water storage means is obtained by previously mixing the mixed state stabilizing substance. It may be.

【００２０】このような構成とすれば、混合状態安定化
物質を予め水に混合することにより、貯蔵手段に貯蔵す
る水の凝固点を下げ、寒冷地において改質装置を使用す
る場合にも、貯蔵手段内や貯蔵手段に接続する流路内に
おいて水が凍結してしまうのを防止することが可能とな
る。With such a configuration, the freezing point of the water stored in the storage means is lowered by previously mixing the mixed state stabilizing substance with the water, so that even when the reformer is used in a cold region, the storage state can be reduced. It is possible to prevent water from freezing in the means and the flow path connected to the storage means.

【００２１】本発明の第１ないし第３の改質装置、ある
いは、本発明の第１ないし第３の改質方法において、前
記混合状態安定化物質は、極性の高い液体有機化合物で
あることとしても良い。このような化合物は、疎水性の
液体炭化水素とも水とも親和力が強く、上記混合状態安
定化物質として有効に働く。In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the mixed state stabilizing substance is a liquid organic compound having a high polarity. Is also good. Such a compound has a strong affinity for both hydrophobic liquid hydrocarbons and water, and effectively functions as the mixed state stabilizing substance.

【００２２】このような本発明の第１ないし第３の改質
装置、あるいは、本発明の第１ないし第３の改質方法に
おいて、前記極性の高い液体有機化合物は、有機溶媒と
して用いられる液体であることとしてもよい。有機溶媒
として用いられるような簡単な組成の液体を混合状態安
定化物質として用いれば、改質反応を行なう際に改質触
媒の活性を低下させたり、改質反応時に煤を生じるおそ
れが少ない。また、比較的安価に本発明を実施すること
が可能となる。In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the highly polar liquid organic compound is a liquid used as an organic solvent. It is good also as being. If a liquid having a simple composition such as that used as an organic solvent is used as the mixed state stabilizing substance, the activity of the reforming catalyst during the reforming reaction is less likely to be reduced, and soot is less likely to be generated during the reforming reaction. Further, the present invention can be implemented relatively inexpensively.

【００２３】また、上記本発明の第１ないし第３の改質
装置、あるいは、本発明の第１ないし第３の改質方法に
おいて、前記液体有機化合物を構成する分子は、親水基
と疎水基とを備え、前記疎水基を構成する炭素数が５以
下であることとしても良い。親水基と疎水基（親油基）
とを備えることで、疎水性の液体炭化水素とも水とも充
分に混じり合い、両者の親和性を高めて上記混合状態安
定化物質として有効に働く。また、疎水基を構成する炭
素数が５以下であることにより、疎水基の疎水性が強く
成りすぎず、混合状態安定化物質を構成する分子全体
で、親水性と疎水性のバランスがとれ、混合状態安定化
物質として良好に働くことができる。さらに、親水基の
多くは酸素分子を含有しており、そのような親水基を備
える混合状態安定化物質を用いれば、改質反応の際に煤
の生成を抑える効果を得ることができる。In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the molecules constituting the liquid organic compound may have a hydrophilic group and a hydrophobic group. And the number of carbon atoms constituting the hydrophobic group may be 5 or less. Hydrophilic and hydrophobic groups (lipophilic groups)
By being provided, both the hydrophobic liquid hydrocarbon and the water are sufficiently mixed with each other, the affinity between the two is increased, and the compound effectively functions as the mixed state stabilizing substance. Further, since the number of carbon atoms constituting the hydrophobic group is 5 or less, the hydrophobicity of the hydrophobic group does not become too strong, and the entire molecule constituting the mixed state stabilizing substance balances hydrophilicity and hydrophobicity, It can work well as a mixed state stabilizing substance. Furthermore, many of the hydrophilic groups contain oxygen molecules, and if a mixed state stabilizing substance having such a hydrophilic group is used, an effect of suppressing the generation of soot during the reforming reaction can be obtained.

【００２４】本発明の第３の改質装置において、前記原
燃料を貯蔵する原燃料貯蔵手段をさらに備え、前記混合
状態安定化物質は、極性の高い液体有機化合物であっ
て、前記原燃料貯蔵手段に貯蔵された原燃料は、前記混
合状態安定化物質を、１％以上の含有量となるよう予め
混合していることとしてもよい。The third reformer according to the present invention may further comprise a raw fuel storage means for storing the raw fuel, wherein the mixed state stabilizing substance is a highly polar liquid organic compound, The raw fuel stored in the means may be previously mixed with the mixed state stabilizing substance so as to have a content of 1% or more.

【００２５】また、本発明の第３の改質方法において、
前記混合状態安定化物質は、極性の高い液体有機化合物
であって、前記（ａ）工程において混合される前記原燃
料は、前記混合状態安定化物質を、１％以上の含有量と
なるよう予め混合していることとしてもよい。Further, in the third reforming method of the present invention,
The mixed state stabilizing substance is a liquid organic compound having a high polarity, and the raw fuel mixed in the step (a) is prepared in advance so that the content of the mixed state stabilizing substance is 1% or more. They may be mixed.

【００２６】上記原燃料としては、主として疎水性の液
体炭化水素からなり、さらに他種の化合物を含有するも
のを用いることとしてもよいが、その際には、予め原燃
料が混合する混合状態安定化物質である極性の高い液体
有機化合物は、単に微量成分として含まれていればよい
のではなく、原燃料と水とを混合してから気化するまで
の間、その混合状態を充分に安定化することができる量
が含有されるよう構成する。As the above-mentioned raw fuel, a fuel mainly composed of a hydrophobic liquid hydrocarbon and further containing another kind of compound may be used. The high-polarity liquid organic compound, which is a chemical substance, does not have to be simply contained as a trace component, but sufficiently stabilizes the mixed state from mixing of the raw fuel and water until vaporization. It is constituted so that the amount which can be contained is contained.

【００２７】本発明の第１ないし第３の改質装置、ある
いは、本発明の第１ないし第３の改質方法において、前
記混合状態安定化物質は、前記改質反応を阻害する物質
の含有量が充分に少ないこととしても良い。[0027] In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the mixed state stabilizing substance contains a substance that inhibits the reforming reaction. The quantity may be sufficiently small.

【００２８】このような構成とすれば、混合状態安定化
物質を用いて原燃料と水との混合状態の均一性を確保す
ることによって、改質反応が阻害されてしまうのを防止
することができる。したがって、原燃料と水との混合状
態の均一性を確保することによる効果を充分に得ること
ができる。With such a configuration, it is possible to prevent the reforming reaction from being hindered by securing the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water by using the mixed state stabilizing substance. it can. Therefore, it is possible to sufficiently obtain the effect of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water.

【００２９】このような本発明の第１ないし第３の改質
装置、あるいは、本発明の第１ないし第３の改質方法に
おいて、前記改質反応を阻害する物質は、硫黄、リンの
うちの少なくとも一方の物質であることとしても良い。In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the substance that inhibits the reforming reaction is sulfur or phosphorus. May be at least one of the above substances.

【００３０】また、本発明の第１ないし第３の改質装
置、あるいは、本発明の第１ないし第３の改質方法にお
いて、前記混合状態安定化物質は、前記改質器におい
て、前記水蒸気改質反応によって水素を生成する物質で
あることとしてもよい。[0030] In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the mixed state stabilizing substance is supplied to the reformer in the reformer. The substance may generate hydrogen by a reforming reaction.

【００３１】このような構成とすれば、原燃料と水との
混合状態の均一性を確保するために用いる混合状態安定
化物質もまた、原燃料と同様に、水蒸気改質反応による
水素の生成に寄与することができ、改質反応で得られる
水素リッチガス中に、混合状態安定化物質が残留してし
まうのを抑えることができる。With such a structure, the mixed state stabilizing substance used to ensure the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is also similar to the raw fuel in that the generation of hydrogen by the steam reforming reaction is also performed. And the mixed state stabilizing substance can be prevented from remaining in the hydrogen-rich gas obtained by the reforming reaction.

【００３２】また、本発明の第１ないし第３の改質装
置、あるいは、本発明の第１ないし第３の改質方法にお
いて、前記原燃料はガソリンであり、前記混合状態安定
化物質はエタノールであることとしても良い。In the first to third reforming apparatuses of the present invention or the first to third reforming methods of the present invention, the raw fuel is gasoline, and the mixed state stabilizing substance is ethanol. It is good also as being.

【００３３】本発明の燃料電池装置は、水素を含有する
燃料ガスと酸素を含有する酸化ガスの供給を受けて電気
化学反応により起電力を得る燃料電池を備える燃料電池
装置であって、請求項１ないし１２いずれか記載の改質
装置を備え、前記改質装置が生成する前記水素リッチガ
スを、前記燃料ガスとして利用することを要旨とする。The fuel cell device according to the present invention is a fuel cell device provided with a fuel cell which receives a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen to obtain an electromotive force by an electrochemical reaction. 13. A gist comprising the reformer according to any one of 1 to 12, wherein the hydrogen-rich gas generated by the reformer is used as the fuel gas.

【００３４】以上のように構成された本発明の燃料電池
装置は、請求項１ないし１２いずれか記載の改質装置を
備え、この前記改質装置が生成する水素リッチガスを燃
料ガスとして利用すると共に、さらに酸素を含有する酸
化ガスの供給を受けて、電気化学反応により起電力を得
る。A fuel cell apparatus according to the present invention having the above-described structure includes the reformer according to any one of claims 1 to 12, and uses the hydrogen-rich gas generated by the reformer as a fuel gas. Further, an oxidizing gas containing oxygen is supplied, and an electromotive force is obtained by an electrochemical reaction.

【００３５】このように、本発明の第１ないし第３の改
質装置が生成する水素リッチガスを燃料ガスとして用い
ることにより、水素などの成分の割合が常に安定した燃
料ガスを用いて発電を行なうことができ、燃料電池から
の出力を安定化し、燃料電池の性能を充分に確保するこ
とができる。As described above, by using the hydrogen-rich gas generated by the first to third reformers of the present invention as a fuel gas, power generation is performed using a fuel gas in which the proportion of components such as hydrogen is always stable. As a result, the output from the fuel cell can be stabilized, and the performance of the fuel cell can be sufficiently ensured.

【００３６】[0036]

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態
を、実施例に基づいて以下の順序で説明する。 １．第１実施例の燃料電池装置１０の全体構成 ２．エマルジョン安定化剤について ３．燃料電池装置の他の構成についてDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, embodiments of the present invention will be described below in the following order based on examples. 1. 1. Overall configuration of fuel cell device 10 of first embodiment 2. About emulsion stabilizer Other configurations of the fuel cell device

【００３７】（１）第１実施例の燃料電池装置１０の全
体構成：図１は、本発明の好適な一実施例である燃料電
池装置１０の構成の概略を表わす説明図である。燃料電
池装置１０は、ガソリンを貯蔵するガソリンタンク２
０、エタノールを貯蔵するエタノールタンク２２、水を
貯蔵する水タンク２４、ガソリンと水との攪拌を行なう
攪拌部３０、燃焼ガスを発生するバーナ５８、空気の圧
縮を行なう圧縮機５６、バーナ５８と圧縮機５６とを併
設した蒸発器３２、改質反応により燃料ガスを生成する
改質器３４、燃料ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度を低
減するＣＯ低減部３６、ガソリンや水素リッチガスの脱
硫を行なう脱硫器３１，３５，３７、電気化学反応によ
り起電力を得る燃料電池３８を主な構成要素とする。こ
れらの各部の動作は、制御部６０により制御される。(1) Overall Configuration of Fuel Cell Device 10 of First Embodiment: FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the configuration of a fuel cell device 10 according to a preferred embodiment of the present invention. The fuel cell device 10 includes a gasoline tank 2 for storing gasoline.
0, an ethanol tank 22 for storing ethanol, a water tank 24 for storing water, a stirring unit 30 for stirring gasoline and water, a burner 58 for generating combustion gas, a compressor 56 for compressing air, and a burner 58. An evaporator 32 provided with a compressor 56, a reformer 34 for generating a fuel gas by a reforming reaction, a CO reduction unit 36 for reducing the concentration of carbon monoxide (CO) in the fuel gas, a desulfurization of gasoline and a hydrogen-rich gas. The main components are desulfurizers 31, 35, and 37 for performing the reaction and a fuel cell 38 for obtaining an electromotive force by an electrochemical reaction. The operations of these units are controlled by the control unit 60.

【００３８】燃料電池３８は、固体高分子電解質型の燃
料電池であり、電解質膜、アノード、カソード、および
セパレータとを備える単セルを複数積層して構成されて
いる。電解質膜は、例えばフッ素系樹脂などの固体高分
子材料で形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であ
る。アノードおよびカソードは、共に炭素繊維を織成し
たカーボンクロスにより形成されている。セパレータ
は、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボ
ンなど、ガス不透過性を有する導電性部材により形成さ
れている。また、このセパレータは、上記アノードおよ
びカソードとの間に、燃料ガスおよび酸化ガスの流路を
形成する。燃料電池３８は、水素リッチガスである燃料
ガスと圧縮空気である酸化ガスの供給を受けて、電気化
学反応を進行することで起電力を発生する。The fuel cell 38 is a solid polymer electrolyte type fuel cell, and is configured by stacking a plurality of unit cells each having an electrolyte membrane, an anode, a cathode, and a separator. The electrolyte membrane is, for example, a proton-conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material such as a fluorine-based resin. The anode and the cathode are both formed of carbon cloth woven from carbon fibers. The separator is formed of a gas-impermeable conductive member such as dense carbon which is made gas-impermeable by compressing carbon. The separator forms a flow path for the fuel gas and the oxidizing gas between the anode and the cathode. The fuel cell 38 receives the supply of the fuel gas, which is a hydrogen-rich gas, and the oxidizing gas, which is compressed air, and generates an electromotive force by advancing an electrochemical reaction.

【００３９】燃料電池装置１０の各構成要素は次の通り
接続されている。ガソリンタンク２０は流路７０によっ
て脱硫器３１に接続されている。脱硫器３１は、ガソリ
ンタンク２０から供給されるガソリンに含まれる硫黄分
の除去を行なう。硫黄分は、改質器３４が備える触媒の
活性を低下させて改質反応を阻害してしまうため、燃料
電池装置１０においては、改質器３４に先だって脱硫器
３１を設けて、吸着によってガソリン中の硫黄分の除去
を行なう。脱硫器３１は、流路７１によって攪拌部３０
に接続されている。ガソリンタンク２０と脱硫器３１と
を接続する流路７０の途中に設けられたポンプ４０（図
中のＰ１）は、原燃料であるガソリンの流量を調整し
て、所望量のガソリンを、脱硫器３１を介して攪拌部３
０に供給する。ポンプ４０は、制御部６０に接続してお
り、制御部６０によってその駆動状態が制御される。The components of the fuel cell device 10 are connected as follows. The gasoline tank 20 is connected to the desulfurizer 31 by a flow path 70. The desulfurizer 31 removes sulfur contained in gasoline supplied from the gasoline tank 20. Since the sulfur content lowers the activity of the catalyst provided in the reformer 34 and hinders the reforming reaction, in the fuel cell device 10, the desulfurizer 31 is provided before the reformer 34, and the gasoline is adsorbed by the adsorption. Removal of sulfur content. The desulfurizer 31 includes a stirrer 30
It is connected to the. A pump 40 (P1 in the figure) provided in the middle of a flow path 70 connecting the gasoline tank 20 and the desulfurizer 31 adjusts the flow rate of gasoline as a raw fuel to supply a desired amount of gasoline to the desulfurizer. Stirrer 3 via 31
Supply 0. The pump 40 is connected to the control unit 60, and the driving state of the pump 40 is controlled by the control unit 60.

【００４０】上記脱硫器３１と攪拌部３０とを接続する
流路７１には、ポンプ４４（Ｐ３）を備える流路７４に
よって、エタノールタンク２２がさらに接続されてい
る。ポンプ４４がエタノールの流量を調整することで、
攪拌部３０に供給されるガソリンに所望量のエタノール
が混合される。水タンク２４も同様に流路７２によって
攪拌部３０に接続されている。この流路７２の途中に設
けられたポンプ４２（Ｐ２）は、水の流量を調整して、
所望量の水を攪拌部３０に供給する。これらポンプ４
４，４２は、制御部６０に接続しており、制御部６０に
よってその駆動状態が制御される。The ethanol tank 22 is further connected to a flow path 71 connecting the desulfurizer 31 and the stirring section 30 by a flow path 74 having a pump 44 (P3). By adjusting the flow rate of ethanol by the pump 44,
A desired amount of ethanol is mixed with gasoline supplied to the stirring section 30. The water tank 24 is similarly connected to the stirring unit 30 by the flow path 72. The pump 42 (P2) provided in the middle of this flow path 72 adjusts the flow rate of water,
A desired amount of water is supplied to the stirring unit 30. These pumps 4
4 and 42 are connected to the control unit 60, and the control unit 60 controls the driving state.

【００４１】エタノールが混合されたガソリン（以下、
エタノール添加ガソリンと呼ぶ）が通過する流路７１
と、水が通過する流路７２とは、攪拌部３０において一
つに合流する。攪拌部３０は、回転式のプロペラからな
る撹拌装置を設けた攪拌漕を備えており、攪拌部３０に
供給されたエタノール添加ガソリンと水とは、上記攪拌
漕内で上記撹拌装置によって攪拌され、両者が均一に混
合された混合液（エマルジョン）となる。攪拌部３０は
蒸発器３２に接続されており、攪拌部３０で均一に攪拌
されたエタノール添加ガソリンと水との混合液は、所定
の流路によって蒸発器３２に導かれる。攪拌部３０は制
御部６０に接続しており、制御部６０によって、上記回
転式のプロペラの回転状態、すなわち攪拌部３０で実行
される攪拌の動作が制御される。Gasoline mixed with ethanol (hereinafter referred to as gasoline)
Flow path 71 through which ethanol-added gasoline passes)
And the flow path 72 through which water passes merge into one in the stirring section 30. The stirring unit 30 includes a stirring tank provided with a stirring device including a rotary propeller. The ethanol-added gasoline and water supplied to the stirring unit 30 are stirred by the stirring device in the stirring tank. A mixture (emulsion) in which both are uniformly mixed is obtained. The stirring section 30 is connected to the evaporator 32, and the mixed liquid of ethanol-added gasoline and water uniformly stirred in the stirring section 30 is guided to the evaporator 32 through a predetermined flow path. The stirring unit 30 is connected to the control unit 60, and the control unit 60 controls the rotation state of the rotary propeller, that is, the stirring operation performed by the stirring unit 30.

【００４２】蒸発器３２は、上記エタノール添加ガソリ
ンと水との混合液を気化させる。蒸発器３２には、バー
ナ５８と圧縮機５６とが併設されている。蒸発器３２
は、バーナ５８から供給される燃焼ガスによって、エタ
ノール添加ガソリンと水とを沸騰、気化させる。ここ
で、ガソリンタンク２０と脱硫器３１とを接続する上記
流路７０は途中で分岐しており、分岐して成る流路７６
は、バーナ５８に接続している。この分岐した流路７６
には、ポンプ４６（Ｐ４）が設けられており、これによ
ってバーナ５８に供給するガソリン量を調節している。
ポンプ４６は、制御部６０に接続しており、制御部６０
によってその駆動状態が制御される。バーナ５８には、
燃焼の燃料として、上記ガソリンに加えて、燃料電池３
８での電気化学反応で消費されずに残った燃料排ガスも
供給される。バーナ５８は、ガソリンと燃料排ガスのう
ち、後者を主として燃焼させるが、燃料排ガスだけでは
不足する場合や燃料電池装置１０の起動時などには、ガ
ソリンを用いた燃焼も行なう。バーナ５８には温度セン
サ５０が設けられており、バーナ５８の燃焼温度は、こ
の温度センサ５０の出力に基づいて所望の温度範囲とな
るよう制御される。すなわち、温度センサ５０は制御部
６０に対して検出信号を出力し、制御部６０はその情報
に基づいてポンプ４６などに駆動信号を出力する。バー
ナ５８の燃焼ガスは、蒸発器３２に移送される際に圧縮
機５６が備えるタービンを回転させ、圧縮機５６を駆動
する。圧縮機５６は、燃料電池装置１０の外部から空気
を取り込んでこれを圧縮し、この圧縮空気を、既述した
酸化ガスとして燃料電池３８のカソード側に供給する。The evaporator 32 vaporizes the mixed liquid of the ethanol-added gasoline and water. The evaporator 32 is provided with a burner 58 and a compressor 56. Evaporator 32
Boil and vaporize the ethanol-added gasoline and water by the combustion gas supplied from the burner 58. Here, the flow path 70 connecting the gasoline tank 20 and the desulfurizer 31 is branched in the middle, and the branched flow path 76 is formed.
Are connected to a burner 58. This branched channel 76
Is provided with a pump 46 (P4), which regulates the amount of gasoline supplied to the burner 58.
The pump 46 is connected to the control unit 60,
Controls the driving state. Burner 58
As fuel for combustion, in addition to the gasoline, a fuel cell 3
The fuel exhaust gas remaining without being consumed by the electrochemical reaction in 8 is also supplied. The burner 58 mainly burns the latter of gasoline and fuel exhaust gas, but also performs combustion using gasoline when the fuel exhaust gas alone is insufficient or when the fuel cell device 10 is started. The burner 58 is provided with a temperature sensor 50, and the combustion temperature of the burner 58 is controlled based on the output of the temperature sensor 50 so as to be in a desired temperature range. That is, the temperature sensor 50 outputs a detection signal to the control unit 60, and the control unit 60 outputs a drive signal to the pump 46 or the like based on the information. When the combustion gas from the burner 58 is transferred to the evaporator 32, the combustion gas rotates the turbine of the compressor 56 and drives the compressor 56. The compressor 56 takes in air from outside the fuel cell device 10, compresses the air, and supplies the compressed air to the cathode side of the fuel cell 38 as the oxidizing gas described above.

【００４３】蒸発器３２と改質器３４とは所定の流路で
接続されており、蒸発器３２で得られた原燃料ガス、即
ちエタノール添加ガソリンと水蒸気との混合ガスは、こ
の流路を介して改質器３４に供給される。改質器３４
は、内部に改質触媒を備えており、供給されたエタノー
ル添加ガソリンと水とからなる原燃料ガスを改質して水
素リッチな燃料ガスを生成する。改質触媒としては、白
金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属、あるいはこれ
らの合金を用いることができる。蒸発器３２で気化した
上記混合ガスは、所定の高温に昇温しているため、改質
器３４では、混合ガスが蒸発器３２から持ち込んだ熱を
利用して水蒸気改質反応が行なわれる。なお、本実施例
の改質器３４では、水素リッチガスを生成する際に、水
蒸気改質反応に加えて、水素の生成を伴う部分酸化反応
も同時に進行する。部分酸化反応は、発熱反応であるた
め、水蒸気改質反応が進行する際には、上記混合ガスが
蒸発器３２から持ち込んだ熱に加えて、部分酸化反応で
生じた熱も利用される。この部分酸化反応に必要な酸素
を供給するために、改質器３４には外部から空気を供給
するためのブロワ５４が併設されている。ブロワ５４
は、制御部６０に接続しており、制御部６０によってそ
の駆動状態が制御される。The evaporator 32 and the reformer 34 are connected through a predetermined flow path, and the raw fuel gas obtained in the evaporator 32, that is, the mixed gas of ethanol-added gasoline and steam, flows through this flow path. Is supplied to the reformer 34 via the Reformer 34
Has a reforming catalyst inside and reforms a supplied raw fuel gas composed of ethanol-added gasoline and water to generate a hydrogen-rich fuel gas. As the reforming catalyst, a noble metal such as platinum, palladium, and rhodium, or an alloy thereof can be used. Since the temperature of the mixed gas vaporized in the evaporator 32 has been raised to a predetermined high temperature, the reformer 34 performs a steam reforming reaction using the heat brought from the evaporator 32 by the mixed gas. In the reformer 34 of the present embodiment, when generating the hydrogen-rich gas, in addition to the steam reforming reaction, the partial oxidation reaction accompanied by the generation of hydrogen also proceeds. Since the partial oxidation reaction is an exothermic reaction, when the steam reforming reaction proceeds, the heat generated by the partial oxidation reaction is used in addition to the heat brought by the mixed gas from the evaporator 32. In order to supply oxygen required for the partial oxidation reaction, a blower 54 for supplying air from outside is provided in the reformer 34. Blower 54
Is connected to the control unit 60, and the control unit 60 controls its driving state.

【００４４】改質器３４は、脱硫器３５に接続されてい
る。この脱硫器３５は、改質器３４で生成された水素リ
ッチな燃料ガス中の硫黄分の除去を行なう装置である。
既述した脱硫器３１によってガソリン中の脱硫が行なわ
れるが、改質ガス中には微量の硫黄分が残留している。
改質触媒だけでなく、電気化学反応を促進する燃料電池
３８中の触媒もまた、硫黄分によって反応が阻害される
ため、このように脱硫器３５を設けることで、燃料ガス
中の硫黄分のさらなる低減を図っている。The reformer 34 is connected to a desulfurizer 35. The desulfurizer 35 is a device that removes sulfur content in the hydrogen-rich fuel gas generated in the reformer 34.
Desulfurization in gasoline is performed by the desulfurizer 31 described above, but a small amount of sulfur remains in the reformed gas.
Since not only the reforming catalyst but also the catalyst in the fuel cell 38 that promotes the electrochemical reaction is hindered by the sulfur content, by providing the desulfurizer 35 in this manner, the sulfur content in the fuel gas is reduced. Further reduction is planned.

【００４５】脱硫器３５とＣＯ低減部３６とは所定の流
路によって接続されており、脱硫器３５で硫黄分が低減
された水素リッチな燃料ガスは、ＣＯ低減部３６に供給
される。既述した改質触媒を用いて主として水蒸気改質
反応によって水素リッチガスを生成する改質器３４から
排出される燃料ガス中には、通常は一定量の一酸化炭素
（ＣＯ）が含まれる。ＣＯ低減部３６は、この燃料ガス
中の一酸化炭素濃度を低減させる。固体高分子型の燃料
電池では、燃料ガス中に含まれる一酸化炭素が燃料電池
の備える触媒上に吸着し、アノードにおける反応を阻害
して燃料電池の性能を低下させてしまう性質を有するた
め、このような構成を設けている。ＣＯ低減部３６とし
ては、シフト反応により一酸化炭素濃度を低減する一酸
化炭素変成部や、一酸化炭素の選択酸化反応により一酸
化炭素濃度を低減する一酸化炭素選択酸化部によって構
成することができる。シフト反応を以下に（１）式とし
て、一酸化炭素の酸化反応を以下に（２）式として示
す。The desulfurizer 35 and the CO reducing unit 36 are connected by a predetermined flow path, and the hydrogen-rich fuel gas whose sulfur content has been reduced by the desulfurizer 35 is supplied to the CO reducing unit 36. Usually, a certain amount of carbon monoxide (CO) is contained in the fuel gas discharged from the reformer 34 that generates a hydrogen-rich gas mainly by a steam reforming reaction using the above-described reforming catalyst. The CO reduction unit 36 reduces the concentration of carbon monoxide in the fuel gas. In the polymer electrolyte fuel cell, carbon monoxide contained in the fuel gas is adsorbed on the catalyst of the fuel cell, and has a property of inhibiting the reaction at the anode and deteriorating the performance of the fuel cell. Such a configuration is provided. The CO reduction unit 36 may be constituted by a carbon monoxide shift unit that reduces the concentration of carbon monoxide by a shift reaction or a selective oxidation unit that reduces the concentration of carbon monoxide by a selective oxidation reaction of carbon monoxide. it can. The shift reaction is shown below as equation (1), and the oxidation reaction of carbon monoxide is shown below as equation (2).

【００４６】 ＣＯ ＋ Ｈ2Ｏ → ＣＯ2＋Ｈ2 …（１） ＣＯ ＋（１／２）Ｏ2 → ２ＣＯ2 …（２）CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (1) CO + (１ ／) O 2 → 2CO 2 (2)

【００４７】ＣＯ低減部３６は、所定の流路によって脱
硫器３７に接続されており、ＣＯ低減部３６で一酸化炭
素濃度が低減された燃料ガスは、脱硫器３７において再
び硫黄分の除去が行なわれる。脱硫器３７と、既述した
脱硫器３５は、脱硫器３１と同様に吸着によって硫黄分
の除去を行なっても良く、また、触媒反応によって硫黄
分の除去を行なってもよい。また、脱硫器３５および３
７は、必ずしも必要なわけではなく、改質器３４から排
出される燃料ガス中の硫黄分の濃度や、燃料電池３８が
燃料ガス中に許容する硫黄分の濃度に応じて、適宜設け
ることとすればよい。The CO reducing unit 36 is connected to the desulfurizer 37 through a predetermined flow path. The fuel gas whose carbon monoxide concentration has been reduced by the CO reducing unit 36 is removed again in the desulfurizer 37 by the sulfur content. Done. The desulfurizer 37 and the desulfurizer 35 described above may remove the sulfur content by adsorption similarly to the desulfurizer 31, or may remove the sulfur content by a catalytic reaction. In addition, desulfurizers 35 and 3
7 is not always necessary, and may be appropriately provided depending on the concentration of sulfur in the fuel gas discharged from the reformer 34 and the concentration of sulfur allowed by the fuel cell 38 in the fuel gas. do it.

【００４８】脱硫器３７と燃料電池３８とは所定の流路
によって接続されており、一酸化炭素濃度および硫黄分
が低減された水素リッチな燃料ガスは、この流路を介し
て燃料電池３８のアノード側に供給され、電気化学反応
に利用される。また、先に説明した通り、燃料電池３８
のカソード側には、圧縮機５６で圧縮された空気が供給
されている。この圧縮空気は、酸化ガスとして燃料電池
３８のカソード側で電気化学反応に利用される。以下
に、燃料電池３８で進行する電気化学反応を示す。
（３）式はアノード側における反応、（４）式はカソー
ド側における反応を示し、電池全体では（５）式に示す
反応が進行する。The desulfurizer 37 and the fuel cell 38 are connected by a predetermined flow path, and a hydrogen-rich fuel gas having a reduced carbon monoxide concentration and sulfur content is supplied to the fuel cell 38 through the flow path. It is supplied to the anode side and used for an electrochemical reaction. Also, as described above, the fuel cell 38
Is supplied with air compressed by the compressor 56. This compressed air is used for an electrochemical reaction on the cathode side of the fuel cell 38 as an oxidizing gas. Hereinafter, an electrochemical reaction that proceeds in the fuel cell 38 will be described.
Equation (3) shows the reaction on the anode side, and equation (4) shows the reaction on the cathode side. The reaction shown in equation (5) proceeds in the whole battery.

【００４９】 Ｈ2 → ２Ｈ+＋２ｅ- …（３） （１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ- → Ｈ2Ｏ …（４） Ｈ2＋（１／２）Ｏ2 → Ｈ2Ｏ …（５）H 2 → 2H + + 2e − (3) (1/2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O (4) H 2 + (1/2) O 2 → H 2 O (5) )

【００５０】以上の構成を有する燃料電池装置１０は、
エタノール添加ガソリンと水を原燃料として水素リッチ
ガスを生成し、この水素リッチガスを燃料ガスとして用
いて電気化学反応によって電力を供給することができ
る。なお、図１では図示を省略しているが、燃料電池３
８は、その内部に冷却水を循環させる冷却装置を備えて
いる。燃料電池３８内で上記した電気化学反応が進行す
る際には発熱を伴うが、この冷却装置によって、燃料電
池３８の運転温度を所定の温度範囲内に保っている。The fuel cell device 10 having the above configuration is
Hydrogen-rich gas is generated using ethanol-added gasoline and water as raw fuels, and power can be supplied by an electrochemical reaction using the hydrogen-rich gas as a fuel gas. Although not shown in FIG. 1, the fuel cell 3
8 is provided with a cooling device for circulating cooling water therein. When the above-mentioned electrochemical reaction proceeds in the fuel cell 38, heat is generated. However, the cooling device keeps the operating temperature of the fuel cell 38 within a predetermined temperature range.

【００５１】また、図１に示した燃料電池装置１０の蒸
発器３２では、熱源としてバーナ５８を併設することと
したが、原燃料や水を気化させるための熱源は、ヒータ
など他種の熱源を用いることとしても良い。さらに、攪
拌部３０の構成は、ガソリンと水とを均一に混合する
（エマルジョン化する）ことができれば、他の構成であ
っても構わない。Further, in the evaporator 32 of the fuel cell device 10 shown in FIG. 1, a burner 58 is provided as a heat source. However, a heat source for vaporizing raw fuel and water is another type of heat source such as a heater. May be used. Further, the configuration of the stirring unit 30 may be another configuration as long as gasoline and water can be uniformly mixed (emulsified).

【００５２】制御部６０は、マイクロコンピュータを中
心とした論理回路として構成され、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ
６４、ＲＡＭ６６および入出力ポート６８などからな
る。ここで、ＣＰＵは、予め設定された制御プログラム
に従って所定の演算などを実行し、ＲＯＭは、ＣＰＵで
各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制
御データなどが予め格納されており、ＲＡＭは、同じく
ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な各種データ
が一時的に読み書きされ、入出力ポートは、種々のセン
サなどからの信号を入力すると共に、ＣＰＵでの演算結
果に応じて、燃料電池３８の運転に関わる各部に駆動信
号を出力するものであり、制御部６０によって燃料電池
装置１０を構成する各部の駆動状態が制御される。The control unit 60 is configured as a logic circuit centered on a microcomputer, and includes a CPU 62, a ROM
64, a RAM 66, an input / output port 68, and the like. Here, the CPU executes predetermined calculations according to a preset control program, and the ROM stores control programs, control data, and the like necessary for executing various calculation processes by the CPU in advance. In the same manner, various data necessary for executing various arithmetic processing by the CPU are temporarily read and written, and the input / output ports receive signals from various sensors and the like, and, according to the arithmetic result in the CPU, The controller 60 outputs a drive signal to each unit related to the operation of the fuel cell 38, and the control unit 60 controls the drive state of each unit constituting the fuel cell device 10.

【００５３】燃料電池３８による発電を行なう際には、
上記制御部６０に対して、図示しない所定の入力部から
要求動力（燃料電池３８から出力すべき電力量）に関す
る指示が入力される。制御部６０は、この入力された指
示信号に基づいて、既述したポンプ４０，４２，４４等
に駆動信号を出力する。これによって、所定量のガソリ
ンやエタノールおよび水が、脱硫器３１や攪拌部３０お
よび蒸発器３２を経由して改質器３４における改質反応
に供され、改質器３４で生成された所定量の水素リッチ
ガスが、一酸化炭素濃度および硫黄分が低減された後に
燃料電池３８に供給されることで、燃料電池３８から所
望量の電力が得られる。When power is generated by the fuel cell 38,
An instruction regarding the required power (the amount of power to be output from the fuel cell 38) is input to the control unit 60 from a predetermined input unit (not shown). The control unit 60 outputs a drive signal to the pumps 40, 42, 44, and the like based on the input instruction signal. As a result, a predetermined amount of gasoline, ethanol, and water is supplied to the reforming reaction in the reformer 34 via the desulfurizer 31, the stirrer 30, and the evaporator 32, and the predetermined amount generated in the reformer 34. Is supplied to the fuel cell 38 after the carbon monoxide concentration and the sulfur content are reduced, whereby a desired amount of power is obtained from the fuel cell 38.

【００５４】図１に示した燃料電池装置１０を電気自動
車などの移動体に搭載すれば、燃料電池装置１０が備え
る燃料電池３８を、移動体の駆動エネルギ源として用い
ることができる。例えば燃料電池装置１０を電気自動車
に搭載する場合には、燃料電池３８が発生する電気エネ
ルギを、電気自動車の駆動軸を駆動するモータに供給す
ればよい。このような電気自動車では、制御部６０は、
要求動力に関する指示信号としてアクセル開度を入力
し、これに基づいて既述した各ポンプの駆動量を調節
し、改質反応に供する原燃料と水の量を決定する。これ
により、所望の電気エネルギを発生するのに要する水素
を生成するのに必要な量のガソリンと、このガソリンを
改質するのに必要な量の水とが、蒸発器３２等を経由し
て改質器３４に供給されて、所望量の水素が生成される
と共に、この水素を供給される燃料電池装置１０におい
て所望量の電気エネルギが発生する。なお、本実施例で
は、所望の電気エネルギを発生するのに要する水素を生
成するために、ガソリンの量と共にエタノールの量も調
節される。すなわち、攪拌部３０よりも上流側でガソリ
ンに混合されるエタノール量は、ガソリンタンク２０か
ら供給されるガソリン量に対して所定の割合となるよう
に制御される。エタノールの添加に関する構成は、本発
明の要部に対応するものであり、後に詳しく説明する。When the fuel cell device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a moving object such as an electric vehicle, the fuel cell 38 provided in the fuel cell device 10 can be used as a driving energy source for the moving object. For example, when the fuel cell device 10 is mounted on an electric vehicle, the electric energy generated by the fuel cell 38 may be supplied to a motor that drives a drive shaft of the electric vehicle. In such an electric vehicle, the control unit 60
The accelerator opening is input as an instruction signal related to the required power, and the driving amounts of the respective pumps described above are adjusted based on the input signals to determine the amounts of raw fuel and water to be used for the reforming reaction. As a result, an amount of gasoline required to generate hydrogen required to generate desired electric energy and an amount of water required to reform the gasoline are supplied via the evaporator 32 and the like. The hydrogen is supplied to the reformer 34 to generate a desired amount of hydrogen, and a desired amount of electric energy is generated in the fuel cell device 10 to which the hydrogen is supplied. In this embodiment, the amount of ethanol is adjusted together with the amount of gasoline in order to generate hydrogen required to generate desired electric energy. That is, the amount of ethanol mixed with gasoline upstream of the agitating section 30 is controlled to be a predetermined ratio with respect to the amount of gasoline supplied from the gasoline tank 20. The configuration relating to the addition of ethanol corresponds to the main part of the present invention, and will be described later in detail.

【００５５】（２）エマルジョン安定化剤について：本
実施例の燃料電池装置１０では、改質反応の原燃料であ
るガソリンと水とを攪拌部３０において攪拌し、攪拌に
よってガソリンと水とが均一に混合された状態にして、
これを蒸発器３２に供給している。ここで、ガソリンと
水とを攪拌部３０で攪拌するのに先立って、ガソリンに
対して所定の割合でエタノールを混合することにより、
蒸発器３２で気化する際のガソリンと水との混合状態の
均一性を充分に確保している。疎水性のガソリンと水と
は互いに溶解することがなく、両者を攪拌によって均一
化する場合には、溶液ではなく乳濁液（エマルジョン）
を形成する。しかしながら、疎水性のガソリンと水と
は、一旦均一に混合してエマルジョンを形成しても容易
に分離してしまうため、両者を単に攪拌するだけでは、
攪拌部３０と蒸発器３２とを接続する流路を通過する間
に両者の分離が進行し、蒸発器３２でこれらを気化させ
る際には、両者の混合状態が充分に均一ではなくなって
しまうおそれがある。本実施例では、ガソリンにエタノ
ールを混合することによって、攪拌部３０で攪拌されて
から蒸発器３２で気化するまでの間、ガソリンと水とか
らなるエマルジョンの状態を安定化し、両者の混合状態
の均一性を確保している。(2) Regarding the emulsion stabilizer: In the fuel cell device 10 of this embodiment, gasoline and water, which are raw fuels for the reforming reaction, are stirred in the stirring section 30, and the gasoline and water are made uniform by stirring. In a mixed state,
This is supplied to the evaporator 32. Here, prior to stirring the gasoline and water with the stirring unit 30, ethanol is mixed with the gasoline at a predetermined ratio,
The uniformity of the mixed state of gasoline and water when vaporizing in the evaporator 32 is sufficiently ensured. When hydrophobic gasoline and water do not dissolve in each other and are homogenized by stirring, not a solution but an emulsion
To form However, hydrophobic gasoline and water are easily separated even if they are mixed once to form an emulsion.
The separation of the two proceeds while passing through the flow path connecting the agitator 30 and the evaporator 32, and when the two are vaporized by the evaporator 32, the mixed state of the two may not be sufficiently uniform. There is. In the present embodiment, by mixing ethanol with gasoline, the state of the emulsion composed of gasoline and water is stabilized from the time of stirring in the stirring section 30 to the time of vaporization in the evaporator 32, and Ensures uniformity.

【００５６】エタノールは、極性の高い液体有機化合物
であり、エタノール分子は、疎水基であるアルキル基
（−ＣnＨ2n+1） の一つエチル基と、親水基であるヒド
ロキシ基（−ＯＨ）とからなる。このように疎水基と親
水基とを有するエタノールは、水にも、疎水性のガソリ
ンにも、容易に溶解する。したがって、攪拌に先立って
ガソリンに添加したエタノールは、ガソリンと水との間
の親和性を高め、攪拌部３０で両者を攪拌してエマルジ
ョンを形成したときに、エマルジョンの状態をより安定
化させる働きを有する。Ethanol is a highly polar liquid organic compound. Ethanol molecules have one ethyl group of a hydrophobic alkyl group (—C n H 2n + 1 ) and a hydroxyl group (—OH) of a hydrophilic group. ). As described above, ethanol having a hydrophobic group and a hydrophilic group easily dissolves in both water and hydrophobic gasoline. Therefore, ethanol added to gasoline prior to stirring enhances the affinity between gasoline and water, and when the two are stirred by the stirring section 30 to form an emulsion, the state of the emulsion is more stabilized. Having.

【００５７】ガソリンと水とのエマルジョンを安定化さ
せるというエタノール添加の効果について調べた結果を
以下に示す。図２は、ガソリンと水とのエマルジョンの
安定化について調べるために行なったモデル実験の結果
を表わす。ここでは、ガソリンの成分の一つであって、
疎水性の液体炭化水素であるイソオクタンと、水とのエ
マルジョンの安定化に対するエタノールの影響を調べた
結果を示す。なお、ガソリンは、多種類の炭化水素系化
合物を含有しており、ガソリンを構成する各分子の分子
量も一様ではないが、イソオクタンは、ガソリンに含ま
れるアルカンの中の代表的な炭化水素であり、実験的に
はイソオクタンを用いることで、ガソリンのおよその性
質を知ることができる。The results obtained by examining the effect of adding ethanol to stabilize the emulsion of gasoline and water are shown below. FIG. 2 shows the results of a model experiment performed to investigate the stabilization of an emulsion of gasoline and water. Here, one of the components of gasoline,
The result of having investigated the effect of ethanol on the stabilization of the emulsion of water and isooctane which is a hydrophobic liquid hydrocarbon is shown. Gasoline contains many kinds of hydrocarbon compounds, and the molecular weight of each molecule constituting gasoline is not uniform, but isooctane is a typical hydrocarbon among alkanes contained in gasoline. Yes, it is possible to know the approximate properties of gasoline experimentally by using isooctane.

【００５８】図２において、実験Ａは、イソオクタンと
水にさらにエタノールを加えて形成されるエマルジョン
に関する結果を、実験Ｂは、対象系として、エタノール
を加えずイソオクタンと水だけから形成するエマルジョ
ンに関する結果を表わす。すなわち、実験Ａでは、１０
０ｍｌ容量のバイアル瓶（密閉式ガラス容器）に５ｍｌ
のイソオクタンと０．５ｍｌのエタノールを加えて一旦
混合し、その後２０ｍｌの蒸留水を加えた。また、実験
Ｂでは、同じく１００ｍｌ容量のバイアル瓶に５ｍｌの
イソオクタンと２０ｍｌの蒸留水とを加えた。両方のバ
イアル瓶を５秒間激しく（手動で）振盪して、内部の液
体をエマルジョン化した後に静置し、静置後所定の経過
時間（１０秒、２０秒、３０秒、６０秒、１２０秒）ご
とに各バイアル瓶中のエマルジョンにおける油相−水相
の分離状態を目視によって観察した。In FIG. 2, Experiment A shows the results for an emulsion formed by further adding ethanol to isooctane and water, and Experiment B shows the results for an emulsion formed only from isooctane and water without adding ethanol as a target system. Represents That is, in Experiment A, 10
5ml in 0ml vial (closed glass container)
Of isooctane and 0.5 ml of ethanol were added and mixed once, and then 20 ml of distilled water was added. In Experiment B, 5 ml of isooctane and 20 ml of distilled water were added to a vial having a capacity of 100 ml. Both vials were shaken vigorously (manually) for 5 seconds to emulsify the liquid inside, and then allowed to stand. After standing, a predetermined elapsed time (10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, 60 seconds, 120 seconds) In each case, the state of separation of the oil phase and the aqueous phase in the emulsion in each vial was visually observed.

【００５９】イソオクタンと水とからなるエマルジョン
を静置すると、次第に液体表面に油相（イソオクタンの
層）が形成され、やがて完全に油相と水相とが分離す
る。図２に示した実験Ａのように、エマルジョンの形成
に先立ってエタノールを添加すると、エマルジョン中の
イソオクタンと水とが分離するのをエタノールが抑え、
エマルジョンが油相−水相に分離するのを遅らせること
ができる。すなわち、実験Ａでは、振盪後３０秒までは
エマルジョンの状態に変化が見られず、振盪後６０秒を
経過すると液体表面に変化が生じ（イソオクタンと水と
の分離が始まることで、エマルジョン上層の白濁相が濃
くなる）、振盪後１２０秒を経過すると油相が分離を始
めて、エマルジョンの表層部に相厚１ｍｍの油相が形成
される。これに対し実験Ｂでは、振盪後１０秒を経過し
た時点ですでに相厚１ｍｍの油相が形成され、振盪後２
０秒では油相の相厚が３ｍｍに達し、振盪後３０秒で油
相の相厚が５ｍｍとなってほぼ完全に油相と水相とが分
離する。When the emulsion comprising isooctane and water is allowed to stand, an oil phase (isooctane layer) is gradually formed on the surface of the liquid, and the oil phase and the aqueous phase are completely separated. As in Experiment A shown in FIG. 2, when ethanol is added prior to the formation of the emulsion, the ethanol suppresses separation of isooctane and water in the emulsion,
The separation of the emulsion into an oil-water phase can be delayed. That is, in Experiment A, no change was observed in the state of the emulsion until 30 seconds after the shaking, and a change occurred on the liquid surface after 60 seconds from the shaking (separation of isooctane and water started, whereby the upper layer of the emulsion was formed). The oil phase starts to separate 120 seconds after shaking, and an oil phase having a thickness of 1 mm is formed on the surface layer of the emulsion. On the other hand, in Experiment B, an oil phase having a phase thickness of 1 mm was already formed 10 seconds after the shaking, and 2 hours after the shaking.
At 0 seconds, the phase thickness of the oil phase reaches 3 mm, and at 30 seconds after shaking, the phase thickness of the oil phase becomes 5 mm, and the oil phase and the aqueous phase are almost completely separated.

【００６０】このように、疎水性の液体炭化水素である
イソオクタンと水とをエマルジョン化する際にエタノー
ルを添加することで、エマルジョンの安定性を向上させ
ることができる。本実施例の燃料電池装置１０において
も、ガソリンにエタノール（例えば、図２に示した実験
と同様に、ガソリン量に対して容量％で１０％にあたる
量のエタノール）を添加することで、ガソリンと水とを
混合して成るエマルジョンの安定性を、同様に向上させ
ることができる。As described above, the stability of the emulsion can be improved by adding ethanol when emulsifying isooctane, which is a hydrophobic liquid hydrocarbon, and water. Also in the fuel cell device 10 of the present embodiment, by adding ethanol (for example, ethanol equivalent to 10% by volume% with respect to the gasoline amount) to gasoline, The stability of emulsions mixed with water can likewise be improved.

【００６１】以上のように構成した本実施例の燃料電池
装置１０によれば、攪拌部３０に供給するのに先立って
ガソリンにエタノールが添加されるため、蒸発器３２に
供給するエマルジョンにおいてガソリンと水とが充分に
均一に混合された状態を保つことができ、ガソリンと水
とが所望の割合で混合された気体を蒸発器３２で生成
し、改質反応に供することができる。したがって、改質
器３４で改質反応が進行する際に、供給される水が不足
することによって、改質器３４における煤の生成量が増
大したり、水蒸気改質反応の活性が不十分となって、水
蒸気改質反応が充分に行なわれないガスが改質器３４か
ら排出されたりすることがない。また、改質器３４で改
質反応が進行する際に、供給される水が過剰となること
によって（ガソリンが不足することによって）、非所望
の完全酸化反応が進行して改質触媒が非所望の高温にま
で昇温したり（これによって改質触媒の劣化が促進され
たり）、改質器３４から排出される水素リッチガス中に
非所望量の水蒸気が含有されることがない。したがっ
て、改質器３４内における改質反応の進行状態を安定化
すると共に、改質反応によって得られる水素リッチガス
中の成分割合を、所望の割合で安定化することが可能と
なる。また、改質器３４から排出される水素リッチガス
中の成分割合を所望の割合で安定化することにより、こ
の水素リッチガスを燃料ガスとして用いる燃料電池３８
の性能を、安定な状態で充分に確保することができ、燃
料電池装置１０全体のエネルギ効率を高めることができ
る。According to the fuel cell device 10 of the present embodiment configured as described above, since ethanol is added to gasoline before the gas is supplied to the agitator 30, the gasoline contained in the emulsion supplied to the evaporator 32 is A state in which water and water are sufficiently uniformly mixed can be maintained, and a gas in which gasoline and water are mixed at a desired ratio is generated in the evaporator 32 and can be used for the reforming reaction. Therefore, when the reforming reaction proceeds in the reformer 34, the amount of soot generated in the reformer 34 is increased due to a shortage of supplied water, or the activity of the steam reforming reaction is insufficient. As a result, a gas in which the steam reforming reaction is not sufficiently performed is not discharged from the reformer 34. Further, when the reforming reaction proceeds in the reformer 34, the supplied water becomes excessive (due to lack of gasoline), so that an undesired complete oxidation reaction proceeds and the reforming catalyst becomes non-reactive. The temperature does not rise to a desired high temperature (this promotes the deterioration of the reforming catalyst), and an undesired amount of water vapor is not contained in the hydrogen-rich gas discharged from the reformer 34. Therefore, it is possible to stabilize the progress of the reforming reaction in the reformer 34 and to stabilize the component ratio in the hydrogen-rich gas obtained by the reforming reaction at a desired ratio. Further, by stabilizing the component ratio in the hydrogen-rich gas discharged from the reformer 34 at a desired ratio, a fuel cell 38 using this hydrogen-rich gas as a fuel gas
Can be sufficiently secured in a stable state, and the energy efficiency of the entire fuel cell device 10 can be improved.

【００６２】なお、本実施例のように疎水性の液体炭化
水素であるガソリンにエタノールを添加する構成は、ガ
ソリンと水とを混合して成るエマルジョンを長期にわた
って（例えば、エマルジョンの状態で貯蔵できるほど長
期間）安定化するものではない。例えば、図２に示した
実験結果においても、振盪（エマルジョン形成）した後
６０秒から１２０秒後にはイソオクタンと水との分離が
開始される。しかしながら、エタノールを添加すること
によりエマルジョンの安定状態が保たれるこのような時
間は、攪拌部３０でガソリンと水とが攪拌されてから蒸
発器３２でこれらが気化されるまでの間（攪拌部３０と
蒸発器３２とを接続する流路を通過する間）、均一な混
合状態を保つのに充分な時間である。したがって、攪拌
部３０での攪拌に先立ってガソリンにエタノールを添加
することによって、蒸発器３２で気化して成るガス中の
ガソリンと水との混合状態を充分均一にし、改質器３４
に供給されるガスにおけるガソリンと水との混合割合を
所望の値に保つことができる。In the structure of adding ethanol to gasoline, which is a hydrophobic liquid hydrocarbon, as in this embodiment, an emulsion formed by mixing gasoline and water can be stored for a long period of time (for example, it can be stored in an emulsion state). Not as stable). For example, in the experimental results shown in FIG. 2, separation of isooctane and water starts 60 to 120 seconds after shaking (formation of an emulsion). However, such a time during which the emulsion is maintained in a stable state by adding ethanol is a time period between the time when gasoline and water are stirred in the stirring section 30 and the time when they are vaporized in the evaporator 32 (the stirring section). During the passage through the flow path connecting the evaporator 30 and the evaporator 32), the time is sufficient to maintain a uniform mixing state. Therefore, by adding ethanol to gasoline prior to stirring in the stirring section 30, the mixing state of gasoline and water in the gas vaporized in the evaporator 32 is sufficiently uniform, and the reformer 34 is added.
The mixing ratio of gasoline and water in the gas supplied to the tank can be maintained at a desired value.

【００６３】ここで、改質器３４が備える既述した改質
触媒は、ガソリンだけでなく種々の炭化水素や炭化水素
化合物を改質する活性を有している。したがって、改質
反応に先立って原燃料に混合されたエタノールは、改質
器３４においてガソリンと同様に改質反応に供され、ガ
ソリンだけでなくこのエタノールからも水素が生成され
る。そのため、ガソリンと水とのエマルジョンを安定化
させる安定化剤としてエタノールを混合しても、改質器
３４から排出される水素リッチガス中にエマルジョン安
定化剤がそのまま残留することによって、改質器３４よ
りも下流側の反応（ＣＯ低減部３６における一酸化炭素
選択酸化反応や燃料電池装置１０における電気化学反
応）においてエマルジョン安定化剤が不都合を引き起こ
すことがない。Here, the reforming catalyst provided in the reformer 34 has an activity of reforming not only gasoline but also various hydrocarbons and hydrocarbon compounds. Therefore, the ethanol mixed with the raw fuel prior to the reforming reaction is subjected to the reforming reaction in the reformer 34 in the same manner as gasoline, and hydrogen is generated not only from gasoline but also from this ethanol. Therefore, even when ethanol is mixed as a stabilizer for stabilizing an emulsion of gasoline and water, the emulsion stabilizer remains in the hydrogen-rich gas discharged from the reformer 34 as it is. The emulsion stabilizer does not cause any inconvenience in reactions downstream of the reaction (the selective oxidation reaction of carbon monoxide in the CO reduction unit 36 and the electrochemical reaction in the fuel cell device 10).

【００６４】このように、エマルジョン安定化剤として
加えるエタノールも改質反応によって水素を生成するた
め、燃料電池装置１０の運転状態の制御においては、既
述した動力要求に従って供給ガソリン量を制御する際
に、ガソリンに対して所定の割合で加えるエタノールか
らも水素が生じることを考慮して、供給ガソリン量を決
定すればよい。すなわち、動力要求に従って改質器３４
に供給すべきガソリンを決定する際に、例えばガソリン
量の１０％のエタノールをガソリンに混合する場合に
は、このエタノールからも所定量の水素が改質反応によ
って生成されることを考慮して、全体として所望量の水
素が生成されるように、改質反応に供するガソリン量お
よびエタノール量を決定する。As described above, since the ethanol added as the emulsion stabilizer also generates hydrogen by the reforming reaction, the control of the operating state of the fuel cell device 10 requires the control of the supplied gasoline amount in accordance with the above-described power demand. In addition, the amount of gasoline to be supplied may be determined in consideration of the fact that hydrogen is also generated from ethanol added at a predetermined ratio to gasoline. That is, the reformer 34 according to the power demand
When determining the gasoline to be supplied to the gasoline, for example, when mixing 10% of the gasoline amount of ethanol into the gasoline, taking into consideration that a predetermined amount of hydrogen is also generated from the ethanol by the reforming reaction, The amounts of gasoline and ethanol to be subjected to the reforming reaction are determined so that a desired amount of hydrogen is generated as a whole.

【００６５】なお、疎水性の液体と水とを混合して成る
エマルジョンを安定化させる物質としては、従来から種
々の界面活性剤が知られており、これら通常知られる界
面活性剤を上記実施例におけるエタノールの代わりに用
いても、ガソリンと水とから成るエマルジョンの混合状
態を安定化し、ガソリンと水とが所望の割合で混合され
た気体を改質器３４に供給するという同様の効果を得る
ことができるとともに、適当な界面活性剤を選択すれ
ば、エタノールを用いる場合よりも上記エマルジョンを
安定化する効果を高めることが可能となる。しかしなが
ら、本実施例のエタノールのように、有機溶媒として用
いられるような簡単な組成の液体をエマルジョン安定化
剤として用いれば、通常界面活性剤として知られる物質
を用いる場合に比べて、改質反応に不都合を生じるおそ
れがなく、改質器内で煤が生じるのを抑え、エマルジョ
ン安定化を安価に実現することができる。すなわち、一
般に界面活性剤は分子量が大きく構造が複雑であるた
め、改質器３４などが備える触媒の活性を低下させてし
まうおそれがあるとともに、改質器において容易に煤を
生じてしまう。また、界面活性剤は、エタノールに比べ
て一般に高価である。エタノールは、改質器３４で触媒
活性に不都合を引き起こすことなく改質反応によって水
素を生成することが可能であると共に、その分子は酸素
を含有しているため、改質器３４において煤を生じにく
いという性質を有している。さらに、エタノールのよう
に酸素を含有する分子を原燃料にさらに加えることで、
改質器３４で生成される煤の総量を抑える効果を得るこ
とができる。As a substance for stabilizing an emulsion formed by mixing a hydrophobic liquid and water, various surfactants have been conventionally known, and these commonly known surfactants are used in the above Examples. Can be used instead of ethanol to stabilize the mixing state of an emulsion composed of gasoline and water, and obtain the same effect of supplying a gas in which gasoline and water are mixed at a desired ratio to the reformer 34. If an appropriate surfactant is selected, the effect of stabilizing the emulsion can be enhanced as compared with the case where ethanol is used. However, when a liquid having a simple composition such as that used as an organic solvent is used as an emulsion stabilizer, as in the ethanol of this example, the modification reaction can be reduced as compared with the case where a substance generally known as a surfactant is used. Therefore, the generation of soot in the reformer can be suppressed, and the emulsion can be stabilized at low cost. That is, since the surfactant generally has a large molecular weight and a complicated structure, the activity of the catalyst included in the reformer 34 or the like may be reduced, and soot is easily generated in the reformer. Also, surfactants are generally more expensive than ethanol. Ethanol can generate hydrogen by the reforming reaction without causing any inconvenience to the catalytic activity in the reformer 34, and since the molecules contain oxygen, soot is generated in the reformer 34. It has the property of being difficult. In addition, by adding more oxygen-containing molecules, such as ethanol, to the raw fuel,
The effect of suppressing the total amount of soot generated in the reformer 34 can be obtained.

【００６６】また、上記実施例のようにエタノールのよ
うなエマルジョン安定化剤を添加してガソリンと水との
親和性を高め、両者を混合してエマルジョン化すると、
エマルジョン中の粒子（水中に分散する油滴）の大きさ
を、より小さくすることができる。ガソリンと水との混
合液を気化させる際には、沸点の低いガソリンが先に気
化し、その後、より沸点の高い水が気化するが、上記混
合液において両者が均一に混ざり合ってエマルジョンを
形成していると、両者が分離している場合とは異なり、
低沸点のガソリンが気化する際に高沸点の水の気化も促
進するという性質を示す。本実施例のように、エタノー
ルを添加してガソリンと水との親和性を高め、エマルジ
ョン中の粒子をより微小化すると、水の気化を促進する
効果を高め、気化に要するエネルギを削減する効果を得
ることができる。Further, as in the above embodiment, the affinity between gasoline and water is increased by adding an emulsion stabilizer such as ethanol, and both are mixed to form an emulsion.
The size of the particles (oil droplets dispersed in water) in the emulsion can be made smaller. When evaporating a mixture of gasoline and water, gasoline with a low boiling point evaporates first, and then water with a higher boiling point evaporates, but in the above mixture, the two are uniformly mixed to form an emulsion. Is different from when both are separated,
It shows the property that when low-boiling gasoline evaporates, high-boiling water is also vaporized. As in the present embodiment, when ethanol is added to increase the affinity between gasoline and water and the particles in the emulsion are made finer, the effect of promoting the vaporization of water is increased, and the effect of reducing the energy required for vaporization is reduced. Can be obtained.

【００６７】さらに、エタノールのようなエマルジョン
安定化剤を加えてガソリンと水との親和性を高めること
によって、両者の攪拌によって形成されるエマルジョン
が安定化するだけでなく、攪拌の動作の際にエマルジョ
ンを形成しやすく（均一に混合しやすく）なる。したが
って、攪拌部３０において攪拌のために消費するエネル
ギを削減することができ、燃料電池装置１０全体のエネ
ルギ効率をより高めることができる。Further, by adding an emulsion stabilizer such as ethanol to increase the affinity between gasoline and water, not only the emulsion formed by stirring the two can be stabilized, but also the stirring operation can be improved. An emulsion is easily formed (uniformly mixed). Therefore, the energy consumed for stirring in the stirring section 30 can be reduced, and the energy efficiency of the entire fuel cell device 10 can be further improved.

【００６８】なお、上記した説明では、疎水性の液体炭
化水素量の１０％に相当するエタノールを加えることと
したが、エマルジョンの安定化のために加えるエタノー
ル量は、これに限るものではない。原燃料の改質を行な
う際に、攪拌により液体炭化水素と水とを均一なエマル
ジョンにした後、気化を行なうまでの間、原燃料と水と
の混合状態を充分に均一に保つことができればよい。In the above description, ethanol corresponding to 10% of the amount of hydrophobic liquid hydrocarbon is added. However, the amount of ethanol added for stabilizing the emulsion is not limited to this. When the raw fuel is reformed, after mixing the liquid hydrocarbon and water into a uniform emulsion by agitation, the mixing state of the raw fuel and water can be kept sufficiently uniform until vaporization is performed. Good.

【００６９】ここで、ガソリンにエタノールを加える際
に、加えるエタノール量が多いほど両者の親和性を高め
る効果が得られると考えられるため、加えるエタノール
の割合をより大きくする構成も考えられる。ただし、ガ
ソリンとエタノールとは、改質反応の最適条件（改質触
媒の種類や改質温度）が完全に一致するわけではない。
したがって、本実施例のように原燃料としてガソリンを
主として用いて、ガソリンを改質する効率ができるだけ
高くなるように改質触媒の種類を選択すると共に改質反
応の温度を設定する場合には、エタノールの添加量は、
上記エマルジョンの安定化の効果が充分に得られる範囲
で、充分に抑えることが望ましい。これにより、最適条
件ではない条件でエタノールの改質反応を行なうことで
生じる不都合を抑えることができる。Here, when adding ethanol to gasoline, it is considered that the effect of increasing the affinity between the two is obtained as the amount of ethanol added increases, so that a configuration in which the ratio of ethanol to be added is increased may be considered. However, the optimum conditions (type of reforming catalyst and reforming temperature) of the reforming reaction do not completely match between gasoline and ethanol.
Therefore, when gasoline is mainly used as the raw fuel as in the present embodiment, and the type of the reforming catalyst is selected and the temperature of the reforming reaction is set so that the efficiency of reforming the gasoline is as high as possible, The amount of ethanol added
It is desirable to sufficiently suppress the emulsion within the range where the effect of stabilizing the emulsion can be sufficiently obtained. Thereby, the inconvenience caused by performing the ethanol reforming reaction under non-optimal conditions can be suppressed.

【００７０】なお、上記実施例では、エマルジョン安定
化剤としてエタノールを用いる場合について説明した
が、疎水性の液体炭化水素と水とを混合して成るエマル
ジョンの混合状態を安定化することができる物質であれ
ば他種のものを用いることとしても良い。エマルジョン
安定化剤として用いることができるものとしては、極性
の高い液体有機化合物が考えられるが、その中でも、エ
タノールと同様に有機溶媒として用いられるような比較
的簡単な組成の液体を用いれば、改質器３４における煤
の形成を抑えたり、本発明を安価に実施することが可能
となる。また、エマルジョン安定化剤として用いる極性
の高い液体有機化合物としては、親水基と疎水基とを有
し、親水性と疎水性（親油性）という両方の性質のバラ
ンスがとれている化合物を、たとえば、他種のアルコー
ルやエーテル、エステル、カルボン酸、カルボニル化合
物などの液体有機化合物の中から適宜選択すればよい。
すなわち、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、カルボキシル基
（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（＞ＣＯ）等の親水基
と、所定の疎水基とを備える液体有機化合物であって、
親水基に起因する親水性と疎水基に起因する疎水性との
バランスがとれており、疎水性の液体炭化水素とも水と
も充分に親和性の高いものであれば、充分な効果を得る
ことが可能である。ここで、疎水基であるアルキル基
（−ＣnＨ2n+1） と親水基であるヒドロキシ基（−Ｏ
Ｈ）とからなるアルコールを用いる場合には、疎水性と
親水性とのバランスを考慮して、例えばアルキル基の有
する炭素数が５以下のものを選択するのが望ましい。ま
た、これらはいずれもその分子中に酸素原子（Ｏ）を含
有しているため、これらを原燃料に混合することによっ
て、既述したように改質器３４内での煤の発生を抑える
効果を得ることができる。In the above embodiment, the case where ethanol is used as the emulsion stabilizer has been described. However, a substance capable of stabilizing the mixed state of an emulsion formed by mixing a hydrophobic liquid hydrocarbon and water. If so, another type may be used. As a substance that can be used as the emulsion stabilizer, a liquid organic compound having a high polarity can be considered. Among them, a liquid having a relatively simple composition such as that used as an organic solvent like ethanol can be modified. The formation of soot in the porcelain 34 can be suppressed, and the present invention can be implemented at low cost. In addition, as a highly polar liquid organic compound used as an emulsion stabilizer, a compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group and balancing both properties of hydrophilicity and hydrophobicity (lipophilicity), for example, And other liquid organic compounds such as alcohols, ethers, esters, carboxylic acids, and carbonyl compounds.
That is, a liquid organic compound having a hydrophilic group such as a hydroxy group (—OH), a carboxyl group (—COOH), and a carbonyl group (> CO), and a predetermined hydrophobic group,
A sufficient effect can be obtained as long as the hydrophilicity due to the hydrophilic group and the hydrophobicity due to the hydrophobic group are well-balanced and have a sufficiently high affinity for both the hydrophobic liquid hydrocarbon and water. It is possible. Here, an alkyl group (—C n H 2n + 1 ) that is a hydrophobic group and a hydroxy group (—O
In the case where an alcohol consisting of H) is used, it is desirable to select, for example, those having an alkyl group having 5 or less carbon atoms in consideration of the balance between hydrophobicity and hydrophilicity. Further, since these all contain oxygen atoms (O) in their molecules, by mixing them with the raw fuel, the effect of suppressing the generation of soot in the reformer 34 as described above. Can be obtained.

【００７１】ここで、本実施例で改質反応の原燃料とし
て用いたガソリンは、非常に多種類の化合物を含有して
おり、実際には、上記極性の高い液体有機化合物に相当
する化合物を含有している。しかしながら、その含有量
は微量であって、エマルジョンを安定化させ、蒸発器３
２で気化する際のガソリンと水との混合状態の均一性を
充分に確保することはできない。本発明は、疎水性の液
体原燃料と水とを混合した後、これらを気化させるまで
の間、両者の混合状態の均一性を充分に確保できる程度
に、極性の高い液体有機化合物を両者の混合に先立って
加えることに特徴がある。疎水性の液体炭化水素と水と
の親和性を向上させるには、少なくとも、液体炭化水素
の１％以上の量の上記極性の高い液体有機化合物を混合
することが望ましい。Here, the gasoline used as the raw fuel for the reforming reaction in the present embodiment contains a very large number of compounds, and in fact, a compound corresponding to the highly polar liquid organic compound is used. Contains. However, its content is very small and stabilizes the emulsion and the evaporator 3
The uniformity of the mixed state of gasoline and water when vaporizing in step 2 cannot be sufficiently ensured. The present invention provides a liquid organic compound having a high polarity so that the uniformity of the mixed state of both can be sufficiently ensured after mixing the hydrophobic liquid raw fuel and water and before they are vaporized. It is characterized in that it is added prior to mixing. In order to improve the affinity between the hydrophobic liquid hydrocarbon and water, it is desirable to mix the highly polar liquid organic compound in an amount of at least 1% of the liquid hydrocarbon.

【００７２】さらに、エマルジョン安定化剤として用い
る液体有機化合物は、改質反応を阻害するおそれのある
物質を含有しないことが望ましい。改質反応を阻害する
おそれがある物質としては、例えば、改質触媒に吸着し
て触媒作用を阻害する硫黄やリンなどを挙げることがで
きる。したがって、硫黄やリンを含有するスルホン酸や
リン酸、アミン等の含有量が充分に低い物質をエマルジ
ョン安定化剤として用いるならば、これらの物質に起因
して改質反応が非所望の程度に阻害されてしまうのを防
止することができる。Further, it is desirable that the liquid organic compound used as the emulsion stabilizer does not contain a substance which may inhibit the reforming reaction. Examples of the substance which may inhibit the reforming reaction include sulfur and phosphorus which are adsorbed on the reforming catalyst and inhibit the catalytic action. Therefore, if substances having a sufficiently low content of sulfonic acid, phosphoric acid, and amine containing sulfur or phosphorus are used as the emulsion stabilizer, the reforming reaction due to these substances may become undesired. It can be prevented from being hindered.

【００７３】既述した実施例では、改質反応に供する原
燃料としてガソリンを用いたが、原燃料はガソリンの
他、改質反応によって水素リッチガスを生成可能な疎水
性の液体炭化水素であれば、灯油や軽油など他種のもの
を用いる場合にも本発明は適用可能である。原燃料と水
とを均一に混合してから気化するまでの間、両者の混合
状態の均一性を確保できるエマルジョン安定化剤を加え
ることにより、既述した効果を得ることができる。In the above-described embodiment, gasoline is used as a raw fuel for the reforming reaction. However, the raw fuel may be any gasoline or a hydrophobic liquid hydrocarbon capable of producing a hydrogen-rich gas by the reforming reaction. The present invention is also applicable to a case where another kind such as kerosene or light oil is used. The effect described above can be obtained by adding an emulsion stabilizer that can ensure the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water from the time when the raw fuel and water are uniformly mixed until the vaporization.

【００７４】また、図１に示したように、既述した実施
例では、エマルジョン安定化剤であるエタノールをガソ
リンに加えた後に、さらに水を加えて攪拌によりエマル
ジョン化しているが、攪拌に先立ってエマルジョン安定
化剤を混合する際に、ガソリンにではなく水に混合する
こととしても良い。このような場合には、図１におい
て、エタノールタンク２２に連通してポンプ４４を備え
る流路７４は、脱硫器３１と攪拌部３０とを結ぶ流路７
１に接続させる代わりに、水タンク２４と攪拌部３０と
を結ぶ流路７２に接続することとすればよい。あるい
は、上記エタノールタンク２２に連通してポンプ４４を
備える流路７４を、直接に攪拌部３０に接続し、攪拌時
に攪拌部３０内に所定量のエタノールを供給することと
しても良い。Further, as shown in FIG. 1, in the above-described embodiment, after adding ethanol as an emulsion stabilizer to gasoline, water is further added and emulsified by stirring. When mixing the emulsion stabilizer, water may be mixed instead of gasoline. In such a case, in FIG. 1, the flow path 74 provided with the pump 44 in communication with the ethanol tank 22 is the flow path 7 connecting the desulfurizer 31 and the stirring unit 30.
Instead of being connected to 1, it may be connected to a flow path 72 connecting the water tank 24 and the stirring unit 30. Alternatively, a flow path 74 provided with the pump 44 in communication with the ethanol tank 22 may be directly connected to the stirring unit 30 to supply a predetermined amount of ethanol into the stirring unit 30 during stirring.

【００７５】さらに、上記実施例において、改質器３４
では、水蒸気改質反応と共に部分酸化反応を進行させる
こととしたが、水蒸気改質反応だけによって水素を生成
することとしても良い。この場合には、改質器３４に酸
素（空気）を供給する必要はなく、改質器３４にヒータ
など所定の加熱装置を設け、水蒸気改質反応で要する熱
を供給することとすればよい。少なくとも水蒸気改質反
応を行ない、改質反応に先立って液体炭化水素原燃料に
水を混合するならば、本発明を適用することで既述した
効果を得ることができる。Further, in the above embodiment, the reformer 34
In the above, the partial oxidation reaction is allowed to proceed together with the steam reforming reaction, but hydrogen may be generated only by the steam reforming reaction. In this case, it is not necessary to supply oxygen (air) to the reformer 34, and a predetermined heating device such as a heater may be provided in the reformer 34 to supply heat required for the steam reforming reaction. . If at least the steam reforming reaction is performed and water is mixed with the liquid hydrocarbon raw fuel prior to the reforming reaction, the effects described above can be obtained by applying the present invention.

【００７６】なお、燃料電池装置１０の始動時などに
は、原燃料に加える水の量を定常運転時よりも削減し
て、あるいは原燃料に水を加えることなく、改質器３４
において酸化反応を活発に進行させて改質器３４の暖機
運転を行なう場合が考えられる。このような場合には、
原燃料と水との混合状態の均一性を定常運転時のように
考慮する必要がない。したがって、このようなときに
は、ガソリンに対するエタノールの添加を行なわないこ
ととしてもよい。When the fuel cell device 10 is started, the amount of water to be added to the raw fuel is reduced from that during the normal operation, or the reformer 34 is added without adding water to the raw fuel.
In this case, it is conceivable that the oxidation reaction is actively advanced and the reformer 34 is warmed up. In such a case,
There is no need to consider the uniformity of the mixed state of raw fuel and water as in the case of steady operation. Therefore, in such a case, the addition of ethanol to gasoline may not be performed.

【００７７】（３）燃料電池装置の他の構成について：
上記第１実施例の燃料電池装置１０では、エタノールタ
ンク２２を備え、ガソリンタンク２０から攪拌部３０を
介して蒸発器３２に供給されるガソリン量に応じて、所
定量のエタノールをガソリンに加えることとしたが、原
燃料あるいは水をタンクに貯蔵する際に、予め極性の高
い液体有機化合物を所定の割合で混合しておくこととし
てもよい。図３は、予めエタノールを混合したガソリン
を貯蔵するタンクを備える第２実施例の燃料電池装置１
１０の構成を表わす説明図である。燃料電池装置１１０
は、第１実施例の燃料電池装置１０とほぼ同様の構成を
有しているため、共通する部材には同じ番号を付し、詳
しい説明は省略する。(3) Other configurations of the fuel cell device:
The fuel cell device 10 of the first embodiment includes the ethanol tank 22 and adds a predetermined amount of ethanol to gasoline according to the gasoline amount supplied from the gasoline tank 20 to the evaporator 32 via the stirring unit 30. However, when storing the raw fuel or water in the tank, a liquid organic compound having a high polarity may be previously mixed at a predetermined ratio. FIG. 3 shows a fuel cell device 1 according to a second embodiment including a tank for storing gasoline mixed with ethanol in advance.
It is explanatory drawing showing the structure of FIG. Fuel cell device 110
Has substantially the same configuration as the fuel cell device 10 of the first embodiment, the same reference numerals are given to common members, and detailed description is omitted.

【００７８】燃料電池装置１１０は、燃料電池装置１０
におけるガソリンタンク２０に代えて、原燃料タンク１
２０を備えており、エタノールタンク２２は有していな
い。原燃料タンク１２０は、ガソリンに対して所定の割
合（例えば１０％）のエタノールを予め混合した原燃料
を貯蔵するタンクである。例えば、燃料電池装置１１０
を電気自動車に搭載し、燃料電池３８を車両の駆動エネ
ルギ源として用いる場合には、車両に燃料（ガソリン）
を補給する際に、予めエタノールを混合したガソリンを
原燃料タンク１２０に補給する、あるいは、所定量のエ
タノールを混合しつつガソリンを原燃料タンク１２０に
補給することとすればよい。The fuel cell device 110 includes the fuel cell device 10
Fuel tank 1 instead of the gasoline tank 20 in
20 and no ethanol tank 22. The raw fuel tank 120 is a tank for storing raw fuel in which a predetermined ratio (for example, 10%) of ethanol is previously mixed with gasoline. For example, the fuel cell device 110
Is mounted on an electric vehicle and the fuel cell 38 is used as a driving energy source for the vehicle, the fuel (gasoline)
When replenishing the fuel, gasoline mixed with ethanol in advance may be supplied to the raw fuel tank 120, or gasoline may be supplied to the raw fuel tank 120 while mixing a predetermined amount of ethanol.

【００７９】このような燃料電池装置１１０によれば、
予めエタノールを混合したガソリンを用いるため、攪拌
部３０においてガソリンと水とをエマルジョン化して蒸
発器３２に供給する際に、エマルジョンを充分に安定に
保つことができる量のエタノールを常に混合しておくこ
とができ、蒸発器３２で気化して成る原燃料ガスにおい
て、ガソリンと水との混合状態を安定して均一な状態に
保つことができるため、第１実施例と同様の効果を奏す
ることができる。また、第２実施例の燃料電池装置１１
０によれば、予め所定の割合のエタノールをガソリンに
対して混合した上で貯蔵しているため、動力要求、すな
わち燃料電池３８が必要とする燃料ガス量が変動する場
合にも、ガソリンに加えるエタノール量を調節する必要
がなく、常に所望の割合のエタノールを含むガソリンを
攪拌部３０に供給することが容易となる。According to such a fuel cell device 110,
Since gasoline mixed with ethanol in advance is used, when the gasoline and water are emulsified in the stirring section 30 and supplied to the evaporator 32, ethanol is always mixed in such an amount that the emulsion can be kept sufficiently stable. In the raw fuel gas vaporized by the evaporator 32, the mixed state of gasoline and water can be maintained in a stable and uniform state, so that the same effects as in the first embodiment can be obtained. it can. Further, the fuel cell device 11 of the second embodiment
According to 0, since a predetermined ratio of ethanol is previously mixed with gasoline and stored, it is added to gasoline even when the power demand, that is, the amount of fuel gas required by the fuel cell 38 fluctuates. It is not necessary to adjust the amount of ethanol, and it becomes easy to always supply gasoline containing a desired ratio of ethanol to the stirring unit 30.

【００８０】なお、上記した説明では、図３に示した燃
料電池１１０において、エマルジョン安定化剤であるエ
タノールは予めガソリンに混合し、このエタノール添加
ガソリンを原燃料タンク１２０に貯蔵することとした
が、エタノールを予め水に混合して水タンク２４に貯蔵
することも可能である。このような場合にも、攪拌部３
０で形成したエマルジョンを蒸発器３２で気化させるま
でのあいだ安定化するという上記した効果を得ることが
できる。さらに、エタノールなどのエマルジョン安定化
剤を水に混合して貯蔵する場合には、エマルジョン安定
化剤を加えることで水タンク２４に貯蔵する水の凝固点
を低下させることができる。従って、寒冷地において燃
料電池装置１１０を使用する場合にも、その運転休止中
に水タンク２４およびこれに接続する水の流路内で水が
凍結して不都合を生じるのを防止することができる。In the above description, in the fuel cell 110 shown in FIG. 3, ethanol as an emulsion stabilizer was mixed with gasoline in advance, and this ethanol-added gasoline was stored in the raw fuel tank 120. It is also possible to mix ethanol with water in advance and store it in the water tank 24. Even in such a case, the stirring unit 3
The above-described effect of stabilizing the emulsion formed at 0 until it is vaporized by the evaporator 32 can be obtained. Further, when an emulsion stabilizer such as ethanol is mixed with water and stored, the freezing point of water stored in the water tank 24 can be lowered by adding the emulsion stabilizer. Therefore, even when the fuel cell device 110 is used in a cold region, it is possible to prevent the water from being frozen in the water tank 24 and the flow path of the water connected thereto while the operation of the fuel cell device 110 is stopped, thereby causing inconvenience. .

【００８１】図３に示した燃料電池装置１１０において
は、液体炭化水素の原燃料としてはガソリンを、極性の
高い液体有機化合物としてはエタノールを用いることと
したが、第１実施例と同様に、種々の液体炭化水素およ
びエマルジョン安定化剤（液体有機化合物）を選択する
ことができる。添加するエマルジョン安定化剤の量は、
エマルジョンを形成してからこれを気化するまでの間、
エマルジョンにおける混合状態を充分に均一に保つこと
ができれば、原燃料の量に対して任意の混合割合を設定
することができる。In the fuel cell device 110 shown in FIG. 3, gasoline is used as the raw fuel for the liquid hydrocarbon, and ethanol is used as the highly polar liquid organic compound. Various liquid hydrocarbons and emulsion stabilizers (liquid organic compounds) can be selected. The amount of the emulsion stabilizer to be added is
From the time an emulsion is formed until it evaporates,
If the mixing state in the emulsion can be kept sufficiently uniform, an arbitrary mixing ratio can be set with respect to the amount of the raw fuel.

【００８２】上記第２実施例では、原燃料タンク１２０
に原燃料を補給する際、あるいは補給する以前に、原燃
料に対してエマルジョン安定化剤を混合することとした
が、極性の高い液体有機化合物を本発明とは異なる目的
で予め混合した液体炭化水素燃料がすでに知られてお
り、このようなものを本発明に適用することも可能であ
る。In the second embodiment, the raw fuel tank 120
The emulsion stabilizer was mixed with the raw fuel when or before the raw fuel was replenished, but the liquid carbon was previously mixed with a highly polar liquid organic compound for a purpose different from the present invention. Hydrogen fuel is already known, and such a fuel can be applied to the present invention.

【００８３】例えば、オクタン価向上剤としてＭＴＢＥ
（Methyl Tertiary Butyl Ether）を数％混合したガソ
リンが知られているが、このようなガソリンを燃料電池
装置１１０の原燃料タンク１２０に貯蔵して用いれば、
上記ＭＴＢＥをエマルジョン安定化剤として働かせ、既
述した効果を得ることが可能である。すなわち、既述し
たように通常のガソリンは、極性の高い液体有機化合物
の含有量が不十分であるため、上記第１および第２実施
例ではエタノールなどを加えることとしたが、エマルジ
ョン形成から気化までの間、エマルジョンを充分に安定
化し得るだけの量の液体有機化合物を含有している炭化
水素系燃料を、図３に示した燃料電池装置１１０に適用
する場合には、別途液体有機化合物を添加することな
く、既述した効果を得ることができる。For example, MTBE as an octane improver
(Methyl Tertiary Butyl Ether) mixed gasoline is known, but if such gasoline is stored in the raw fuel tank 120 of the fuel cell device 110 and used,
By using the MTBE as an emulsion stabilizer, it is possible to obtain the effects described above. That is, as described above, normal gasoline has insufficient content of a highly polar liquid organic compound. Therefore, in the above-described first and second embodiments, ethanol or the like is added. In the case where a hydrocarbon-based fuel containing an amount of a liquid organic compound sufficient to stabilize the emulsion is applied to the fuel cell device 110 shown in FIG. The effect described above can be obtained without adding.

【００８４】なお、既述した実施例では、改質器により
生成した水素リッチガスを燃料ガスとして供給する燃料
電池は、固体高分子型燃料電池であることとしたが、異
なる種類の燃料電池に対して水素リッチガスを供給する
こととしても良い。また、既述した実施例では、改質器
により生成した水素リッチガスを、一酸化炭素濃度の低
減や脱硫などの処理を経て、そのまま燃料電池に燃料ガ
スとして供給する燃料電池装置を示したが、異なる構成
とすることも可能である。例えば、エマルジョン安定化
剤を原燃料に加える構成を備える改質装置において、水
蒸気改質反応を利用して原燃料から水素リッチガスを生
成した後、生成した水素リッチガスを所定の貯蔵部に一
旦貯蔵し、必要に応じて取り出すこととしたり、周知の
水素分離膜などを用いて水素リッチガスにおける水素純
度を高めたり、生成した水素リッチガスを、燃料電池で
発電に利用する燃料ガス以外の用途に用いることとして
も良い。疎水性の液体炭化水素から水蒸気改質法により
水素を生成する装置であれば、異なる構成のものに対し
ても適用可能であって、改質器において原燃料と水との
混合状態を所望の割合で安定化することによる既述した
効果を得ることができる。In the above-described embodiment, the fuel cell that supplies the hydrogen-rich gas generated by the reformer as a fuel gas is a polymer electrolyte fuel cell. To supply a hydrogen-rich gas. Further, in the above-described embodiment, the fuel cell device that supplies the hydrogen-rich gas generated by the reformer as it is to the fuel cell as a fuel gas through a process such as a reduction in carbon monoxide concentration or desulfurization has been described. Different configurations are possible. For example, in a reformer having a configuration in which an emulsion stabilizer is added to a raw fuel, a hydrogen-rich gas is generated from the raw fuel using a steam reforming reaction, and then the generated hydrogen-rich gas is temporarily stored in a predetermined storage unit. As necessary, to increase the purity of hydrogen in a hydrogen-rich gas using a known hydrogen separation membrane, or to use the generated hydrogen-rich gas for applications other than fuel gas used for power generation in fuel cells. Is also good. As long as the apparatus generates hydrogen from a hydrophobic liquid hydrocarbon by a steam reforming method, the apparatus can be applied to those having different configurations. The above-mentioned effect of stabilizing at the ratio can be obtained.

【００８５】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる
様態で実施し得ることは勿論である。The embodiments of the present invention have been described above.
The present invention is not limited to such embodiments at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の好適な一実施例である燃料電池装置１
０の構成の概略を表わす説明図である。FIG. 1 shows a fuel cell device 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a zero.

【図２】イソオクタンと水とのエマルジョンの安定化に
対するエタノールの影響を調べた結果を表わす。FIG. 2 shows the results of examining the effect of ethanol on the stabilization of an emulsion of isooctane and water.

【図３】第２実施例の燃料電池装置１１０の構成の概略
を表わす説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a fuel cell device 110 according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０，１１０…燃料電池装置２０…ガソリンタンク ２２…エタノールタンク ２４…水タンク ３０…攪拌部 ３１，３５，３７…脱硫器 ３２…蒸発器 ３４…改質器 ３６…ＣＯ低減部 ３８…燃料電池 ４０，４２，４４，４６…ポンプ ５０…温度センサ ５４…ブロワ ５６…圧縮機 ５８…バーナ ６０…制御部 ６２…ＣＰＵ ６４…ＲＯＭ ６６…ＲＡＭ ６８…入出力ポート ７０，７１，７２，７４，７６…流路 １２０…原燃料タンク 10, 110 ... fuel cell device 20 ... gasoline tank 22 ... ethanol tank 24 ... water tank 30 ... stirring unit 31, 35, 37 ... desulfurizer 32 ... evaporator 34 ... reformer 36 ... CO reduction unit 38 ... fuel cell 40 , 42, 44, 46 pump 50 temperature sensor 54 blower 56 compressor 58 burner 60 control unit 62 CPU 64 ROM 66 RAM 68 input / output port 70, 71, 72, 74, 76 Channel 120: Raw fuel tank

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 進 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 國武 和久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 4G040 EA03 EA06 EB03 EB32 5H026 AA06 HH05 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 BA19 BA20 BC12 CC06 KK42 MM08 MM13 MM14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Susumu Yamaguchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Kazuhisa Kunitake 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F term (reference) 4G040 EA03 EA06 EB03 EB32 5H026 AA06 HH05 5H027 AA06 BA01 BA16 BA17 BA19 BA20 BC12 CC06 KK42 MM08 MM13 MM14

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 疎水性の液体炭化水素を原燃料として用
い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から水素リッチ
ガスを生成する改質装置であって、 前記水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備え、前記水
蒸気改質反応を進行して前記原燃料および水から前記水
素リッチガスを生成する改質器と、 前記原燃料および水を前記改質器に供給する供給手段と
を備え、 前記供給手段は、 前記原燃料および水を、所定の割合で均一に混合する混
合手段と、 前記混合手段によって均一に混合された原燃料および水
を、前記改質器への供給に先立って気化させる気化手段
とを備え、 前記混合手段は、前記原燃料および水を混合する際に、
該混合手段で混合された前記原燃料および水が前記気化
手段で気化されるまでの間、前記原燃料および水の混合
状態の均一性を確保することが可能な混合状態安定化物
質を、併せて混合することを特徴とする改質装置。1. A reformer that uses a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel to generate a hydrogen-rich gas from the raw fuel by a steam reforming reaction, comprising a reforming catalyst that promotes the steam reforming reaction. A reformer that progresses the steam reforming reaction to generate the hydrogen-rich gas from the raw fuel and water; and a supply unit that supplies the raw fuel and water to the reformer. Mixing means for uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio; and vaporizing means for vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed by the mixing means prior to supply to the reformer. The mixing means, when mixing the raw fuel and water,
Until the raw fuel and water mixed by the mixing means are vaporized by the vaporization means, a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is combined. A reformer characterized by mixing by mixing. 【請求項２】 疎水性の液体炭化水素を原燃料として用
い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から水素リッチ
ガスを生成する改質装置であって、 前記水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備え、前記水
蒸気改質反応を進行して前記原燃料および水から前記水
素リッチガスを生成する改質器と、 前記原燃料および水を前記改質器に供給する供給手段と
を備え、 前記供給手段は、 前記原燃料および水を、所定の割合で均一に混合する混
合手段と、 前記混合手段によって均一に混合された原燃料および水
を、前記改質器への供給に先立って気化させる気化手段
と、 前記混合手段で混合された前記原燃料および水が前記気
化手段で気化されるまでの間、前記原燃料および水の混
合状態の均一性を確保することが可能な混合状態安定化
物質を、前記原燃料および水を前記混合手段で混合する
際に、前記原燃料および水のうちの少なくとも一方に添
加する添加手段とを備えることを特徴とする改質装置。2. A reformer for generating a hydrogen-rich gas from a raw fuel by a steam reforming reaction using a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel, comprising a reforming catalyst for promoting the steam reforming reaction. A reformer that progresses the steam reforming reaction to generate the hydrogen-rich gas from the raw fuel and water; and a supply unit that supplies the raw fuel and water to the reformer. Mixing means for uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio; and vaporizing means for vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed by the mixing means prior to supply to the reformer. And a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water until the raw fuel and water mixed by the mixing unit are vaporized by the vaporizing unit. And said When the raw fuel and the water are mixed by the mixing means, an adding means for adding to at least one of the raw fuel and the water is provided. 【請求項３】 疎水性の液体炭化水素を原燃料として用
い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から水素リッチ
ガスを生成する改質装置であって、 前記水蒸気改質反応を促進する改質触媒を備え、前記水
蒸気改質反応を進行して前記原燃料および水から前記水
素リッチガスを生成する改質器と、 前記原燃料および水を前記改質器に供給する供給手段と
を備え、 前記供給手段は、 前記原燃料および水を、所定の割合で均一に混合する混
合手段と、 前記混合手段によって均一に混合された原燃料および水
を、前記改質器への供給に先立って気化させる気化手段
とを備え、 前記混合手段で混合される前記原燃料および水のうちの
少なくとも一方は、前記混合手段で混合された前記原燃
料および水が前記気化手段で気化されるまでの間、前記
原燃料および水の混合状態の均一性を確保することが可
能な混合状態安定化物質を、予め混合していることを特
徴とする改質装置。3. A reformer that uses a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel to generate a hydrogen-rich gas from the raw fuel by a steam reforming reaction, comprising a reforming catalyst that promotes the steam reforming reaction. A reformer that progresses the steam reforming reaction to generate the hydrogen-rich gas from the raw fuel and water; and a supply unit that supplies the raw fuel and water to the reformer. Mixing means for uniformly mixing the raw fuel and water at a predetermined ratio; and vaporizing means for vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed by the mixing means prior to supply to the reformer. Wherein at least one of the raw fuel and water mixed by the mixing means is the raw fuel and water until the raw fuel and water mixed by the mixing means are vaporized by the vaporization means. And a mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of water and water. 【請求項４】 請求項３記載の改質装置であって、 前記水を貯蔵する水貯蔵手段をさらに備え、 前記水貯蔵手段に貯蔵された水は、前記混合状態安定化
物質を予め混合していることを特徴とする改質装置。4. The reformer according to claim 3, further comprising a water storage means for storing the water, wherein the water stored in the water storage means is obtained by mixing the mixed state stabilizing substance in advance. A reforming apparatus characterized in that: 【請求項５】 前記混合状態安定化物質は、極性の高い
液体有機化合物であることを特徴とする請求項１ないし
４いずれか記載の改質装置。5. The reformer according to claim 1, wherein the mixed state stabilizing substance is a liquid organic compound having a high polarity. 【請求項６】 前記極性の高い液体有機化合物は、有機
溶媒として用いられる液体であることを特徴とする請求
項５記載の改質装置。6. The reformer according to claim 5, wherein the liquid organic compound having a high polarity is a liquid used as an organic solvent. 【請求項７】 前記液体有機化合物を構成する分子は、
親水基と疎水基とを備え、前記疎水基を構成する炭素数
が５以下であることを特徴とする請求項５記載の改質装
置。7. A molecule constituting the liquid organic compound,
The reforming apparatus according to claim 5, comprising a hydrophilic group and a hydrophobic group, wherein the number of carbon atoms constituting the hydrophobic group is 5 or less. 【請求項８】 請求項３記載の改質装置であって、 前記原燃料を貯蔵する原燃料貯蔵手段をさらに備え、 前記混合状態安定化物質は、極性の高い液体有機化合物
であって、 前記原燃料貯蔵手段に貯蔵された原燃料は、前記混合状
態安定化物質を、１％以上の含有量となるよう予め混合
していることを特徴とする改質装置。8. The reformer according to claim 3, further comprising raw fuel storage means for storing the raw fuel, wherein the mixed state stabilizing substance is a liquid organic compound having a high polarity, A reformer characterized in that the raw fuel stored in the raw fuel storage means is preliminarily mixed with the mixed state stabilizing substance so as to have a content of 1% or more. 【請求項９】 前記混合状態安定化物質は、前記改質反
応を阻害する物質の含有量が充分に少ない請求項１ない
し８いずれか記載の改質装置。9. The reforming apparatus according to claim 1, wherein the mixed state stabilizing substance has a sufficiently low content of a substance that inhibits the reforming reaction. 【請求項１０】 前記改質反応を阻害する物質は、硫
黄、リンのうちの少なくとも一方の物質である請求項９
記載の改質装置。10. The substance that inhibits the reforming reaction is at least one of sulfur and phosphorus.
The reforming apparatus according to claim 1. 【請求項１１】 前記混合状態安定化物質は、前記改質
器において、前記水蒸気改質反応によって水素を生成す
る物質である請求項１ないし１０いずれか記載の改質装
置。11. The reformer according to claim 1, wherein the mixed state stabilizing substance is a substance that generates hydrogen by the steam reforming reaction in the reformer. 【請求項１２】 前記原燃料はガソリンであり、前記混
合状態安定化物質はエタノールである請求項１ないし１
１いずれか記載の改質装置。12. The fuel according to claim 1, wherein the raw fuel is gasoline, and the mixed state stabilizing substance is ethanol.
The reformer according to any one of claims 1 to 7. 【請求項１３】 疎水性の液体炭化水素を原燃料として
用い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から水素リッ
チガスを生成する改質方法であって、（ａ）前記原燃料
および水を、所定の割合で均一に混合する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程で均一に混合された原燃料および
水を気化させる工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で気化し
た前記原燃料および水を、前記水蒸気改質反応を促進す
る改質触媒を備える改質器に供給する工程と、（ｄ）前
記改質器において、前記気化した原燃料および水を利用
して前記水蒸気改質反応を進行し、前記水素リッチガス
を生成する工程とを備え、 前記（ａ）工程は、混合された前記原燃料および水が前
記（ｂ）工程で気化されるまでの間、前記原燃料および
水の混合状態の均一性を確保することが可能な混合状態
安定化物質を、前記原燃料および水を混合する際に併せ
て混合する工程であることを特徴とする改質方法。13. A reforming method in which a hydrophobic liquid hydrocarbon is used as a raw fuel, and a hydrogen-rich gas is generated from the raw fuel by a steam reforming reaction. Mixing uniformly in proportions,
(B) a step of vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed in the step (a); and (c) a step of promoting the steam reforming reaction of the raw fuel and water vaporized in the step (b). Supplying to a reformer having a reforming catalyst; and (d) generating the hydrogen-rich gas in the reformer by using the vaporized raw fuel and water to advance the steam reforming reaction. The step (a) can ensure the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water until the mixed raw fuel and water are vaporized in the step (b). A step of mixing a mixed state stabilizing substance when mixing the raw fuel and water. 【請求項１４】 疎水性の液体炭化水素を原燃料として
用い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から水素リッ
チガスを生成する改質方法であって、（ａ）前記原燃料
および水を、所定の割合で均一に混合する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程で均一に混合された原燃料および
水を気化させる工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で気化し
た前記原燃料および水を、前記水蒸気改質反応を促進す
る改質触媒を備える改質器に供給する工程と、（ｄ）前
記改質器において、前記気化した原燃料および水を利用
して前記水蒸気改質反応を進行し、前記水素リッチガス
を生成する工程とを備え、 前記（ａ）工程は、 （ａ−１）混合された前記原燃料および水が前記（ｂ）
工程で気化されるまでの間、前記原燃料および水の混合
状態の均一性を確保することが可能な混合状態安定化物
質を、前記原燃料および水を混合する際に、前記原燃料
および水のうちの少なくとも一方に添加する工程を備え
る改質方法。14. A reforming method in which a hydrophobic liquid hydrocarbon is used as a raw fuel, and a hydrogen-rich gas is produced from the raw fuel by a steam reforming reaction. Mixing uniformly in proportions,
(B) a step of vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed in the step (a); and (c) a step of promoting the steam reforming reaction of the raw fuel and water vaporized in the step (b). Supplying to a reformer having a reforming catalyst; and (d) generating the hydrogen-rich gas in the reformer by using the vaporized raw fuel and water to advance the steam reforming reaction. Wherein the (a) step comprises: (a-1) mixing the mixed raw fuel and water with the (b)
Until the raw fuel and water are mixed in the raw fuel and water, a mixed state stabilizing substance capable of ensuring the uniformity of the mixed state of the raw fuel and water until the gas is vaporized in the process. A reforming method comprising the step of adding to at least one of the above. 【請求項１５】 疎水性の液体炭化水素を原燃料として
用い、水蒸気改質反応によって前記原燃料から水素リッ
チガスを生成する改質方法であって、（ａ）前記原燃料
および水を、所定の割合で均一に混合する工程と、
（ｂ）前記（ａ）工程で均一に混合された原燃料および
水を気化させる工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程で気化し
た前記原燃料および水を、前記水蒸気改質反応を促進す
る改質触媒を備える改質器に供給する工程と、（ｄ）前
記改質器において、前記気化した原燃料および水を利用
して前記水蒸気改質反応を進行し、前記水素リッチガス
を生成する工程とを備え、 前記（ａ）工程において混合される前記原燃料および水
のうちの少なくとも一方は、前記（ａ）工程で混合され
た前記原燃料および水が前記（ｂ）工程で気化されるま
での間、前記原燃料および水の混合状態の均一性を確保
することが可能な混合状態安定化物質を、予め混合して
いることを特徴とする改質方法。15. A reforming method for producing a hydrogen-rich gas from a raw fuel by a steam reforming reaction using a hydrophobic liquid hydrocarbon as a raw fuel, wherein (a) the raw fuel and water Mixing uniformly in proportions,
(B) a step of vaporizing the raw fuel and water uniformly mixed in the step (a); and (c) a step of promoting the steam reforming reaction of the raw fuel and water vaporized in the step (b). Supplying to a reformer having a reforming catalyst; and (d) generating the hydrogen-rich gas in the reformer by using the vaporized raw fuel and water to advance the steam reforming reaction. Wherein at least one of the raw fuel and water mixed in the step (a) is used until the raw fuel and water mixed in the step (a) are vaporized in the step (b). Wherein the mixed state stabilizing substance capable of ensuring uniformity of the mixed state of the raw fuel and water is previously mixed. 【請求項１６】 前記混合状態安定化物質は、極性の高
い液体有機化合物であることを特徴とする請求項１３な
いし１５いずれか記載の改質方法。16. The reforming method according to claim 13, wherein the mixed state stabilizing substance is a liquid organic compound having a high polarity. 【請求項１７】 前記極性の高い液体有機化合物は、有
機溶媒として用いられる液体であることを特徴とする請
求項１６記載の改質方法。17. The reforming method according to claim 16, wherein the highly polar liquid organic compound is a liquid used as an organic solvent. 【請求項１８】 前記液体有機化合物を構成する分子
は、親水基と疎水基とを備え、前記疎水基を構成する炭
素数が５以下であることを特徴とする請求項１６記載の
改質方法。18. The method according to claim 16, wherein the molecules constituting the liquid organic compound have a hydrophilic group and a hydrophobic group, and the number of carbon atoms constituting the hydrophobic group is 5 or less. . 【請求項１９】 請求項１５記載の改質方法であって、 前記混合状態安定化物質は、極性の高い液体有機化合物
であって、 前記（ａ）工程において混合される前記原燃料は、前記
混合状態安定化物質を、１％以上の含有量となるよう予
め混合していることを特徴とする改質方法。19. The reforming method according to claim 15, wherein the mixed state stabilizing substance is a highly polar liquid organic compound, and the raw fuel mixed in the step (a) is A reforming method, wherein a mixed state stabilizing substance is previously mixed so as to have a content of 1% or more. 【請求項２０】 前記混合状態安定化物質は、前記改質
反応を阻害する物質の含有量が充分に少ない請求項１３
ないし１９いずれか記載の改質方法。20. The mixed state stabilizing substance has a sufficiently low content of a substance that inhibits the reforming reaction.
20. The reforming method according to any one of claims 19 to 19. 【請求項２１】 前記改質反応を阻害する物質は、硫
黄、リンのうちの少なくとも一方の物質である請求項２
０記載の改質方法。21. The substance that inhibits the reforming reaction is at least one of sulfur and phosphorus.
0. The method according to item 0. 【請求項２２】 前記混合状態安定化物質は、前記改質
器において、前記水蒸気改質反応によって水素を生成す
る物質である請求項１３ないし２１いずれか記載の改質
方法。22. The reforming method according to claim 13, wherein the mixed state stabilizing substance is a substance that generates hydrogen by the steam reforming reaction in the reformer. 【請求項２３】 前記原燃料はガソリンであり、前記混
合状態安定化物質はエタノールである請求項１３ないし
２２いずれか記載の改質方法。23. The reforming method according to claim 13, wherein the raw fuel is gasoline, and the mixed state stabilizing substance is ethanol. 【請求項２４】 水素を含有する燃料ガスと酸素を含有
する酸化ガスの供給を受けて電気化学反応により起電力
を得る燃料電池を備える燃料電池装置であって、 請求項１ないし１２いずれか記載の改質装置を備え、 前記改質装置が生成する前記水素リッチガスを、前記燃
料ガスとして利用する燃料電池装置。24. A fuel cell apparatus comprising a fuel cell which receives a supply of a fuel gas containing hydrogen and an oxidizing gas containing oxygen to obtain an electromotive force by an electrochemical reaction. A fuel cell device comprising: the reformer described above, wherein the hydrogen-rich gas generated by the reformer is used as the fuel gas.
JP2000193120A 2000-06-27 2000-06-27 Reforming apparatus and reforming method Withdrawn JP2002012404A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000193120A JP2002012404A (en) 2000-06-27 2000-06-27 Reforming apparatus and reforming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000193120A JP2002012404A (en) 2000-06-27 2000-06-27 Reforming apparatus and reforming method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002012404A true JP2002012404A (en) 2002-01-15

Family

ID=18692163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000193120A Withdrawn JP2002012404A (en) 2000-06-27 2000-06-27 Reforming apparatus and reforming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002012404A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093450A (en) * 2000-09-13 2002-03-29 Corona Corp Vaporization method for water-insoluble liquid fuel used for fuel cell system
JP2011088779A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Jx Nippon Oil & Energy Corp Hydrogen production apparatus and fuel cell system
JP2011088780A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Jx Nippon Oil & Energy Corp Hydrogen production apparatus and fuel cell system
US9447352B2 (en) 2005-06-21 2016-09-20 She Blends Holding B.V. Motor fuel based on gasoline and ethanol

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093450A (en) * 2000-09-13 2002-03-29 Corona Corp Vaporization method for water-insoluble liquid fuel used for fuel cell system
US9447352B2 (en) 2005-06-21 2016-09-20 She Blends Holding B.V. Motor fuel based on gasoline and ethanol
US9816042B2 (en) 2005-06-21 2017-11-14 She Blends Holding B.V. Motor fuel based on gasoline and ethanol
JP2011088779A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Jx Nippon Oil & Energy Corp Hydrogen production apparatus and fuel cell system
JP2011088780A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Jx Nippon Oil & Energy Corp Hydrogen production apparatus and fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4713758B2 (en) Fuel cell power generation system and operation method thereof
US20060110637A1 (en) Fuel cell system using emulsified fuel
JP5373256B2 (en) Power supply system, control method for power supply system, and electronic device including power supply system
JP2002124282A (en) Fuel cell system
JP2002012404A (en) Reforming apparatus and reforming method
JP4259203B2 (en) Fuel reformer and fuel cell system
WO2003065479A2 (en) Alkoxylated alkyl ester and alcohol emulsion compositions for fuel cell reformer start-up
EP2335313B1 (en) Electrode compartment for an electrochemical cell, a refreshing system for it and an emulsion to be used therefore
JP2004339007A (en) Fuel reforming system
CA2471575A1 (en) Ethoxylated alkyl amine emulsion compositions for fuel cell reformer start-up
KR20050103273A (en) Complex oil-water-in-oil(o/w/o)emulsion compositions for fuel cell reformer start-up
JP4556305B2 (en) Fuel reformer and hydrogen production method
JP2000123846A (en) Fuel cell system
JP2002121003A (en) Control of raw material feed quantity in reformer
JP2007165062A (en) Fuel-cell power generation system
JP2005200246A (en) Fuel reforming apparatus and fuel cell system
JP2001206701A (en) Fuel reforming device and starting-up method
JP2006511925A (en) Composite water-in-oil-in-water (W / O / W) emulsion composition for starting fuel cell reformer
US6730138B2 (en) Alkyl polyglycerol emulsion compositions for fuel cell reformer start-up
JP4305619B2 (en) Fuel reforming system and fuel cell system including the same
JP2003163022A (en) Gas liquid separator
JP2005015318A (en) Fuel reforming apparatus
JP2004342479A (en) Fuel cell system
KR20040077747A (en) Alkyl sorbitan emulsion compositions for fuel cell reformer start-up
JP2002154806A (en) Fuel reforming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070420

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20081224