JP2002289211A - Fuel filling part, power generation module and power supply system - Google Patents

Fuel filling part, power generation module and power supply system

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JP2002289211A
JP2002289211A JP2001280356A JP2001280356A JP2002289211A JP 2002289211 A JP2002289211 A JP 2002289211A JP 2001280356 A JP2001280356 A JP 2001280356A JP 2001280356 A JP2001280356 A JP 2001280356A JP 2002289211 A JP2002289211 A JP 2002289211A
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JP
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power generation
power
power supply
supply system
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JP2001280356A
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Japanese (ja)
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Masaharu Shiotani
雅治 塩谷
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply system capable of restraining environmental destruction and damaged appearance by waste disposed after use, in a power supply system usable as a replacement for a portable power supply or a chemical battery. SOLUTION: This power supply system 1 is provided with: a fuel pack 20A filled with a power generating fuel FL; a power generation module 10A for generating power for driving a predetermined load based on the fuel FL supplied from the fuel pack 20A; and an I/F part 30A for physically connecting the generation module 10A with the fuel pack 20A. The fuel pack 20A has a structure attachable to and detachable from the generation module 10A. The whole structure of the system 1 has a structure arbitrarily connectable to and separable from a device DVC (load LD) driven by power supplied from the generation module 10A.

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、燃料封入部、発電
モジュール及び電源システムに関し、特に、既存の化学
電池との互換性が高く、かつ、使用後の廃棄処理やリサ
イクル処理の問題を改善した燃料封入部、発電モジュー
ル及び電源システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel filling section, a power generation module, and a power supply system. The present invention relates to a fuel filling section, a power generation module, and a power supply system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、民生用や産業用のあらゆる分野に
おいて、様々な化学電池が使用されている。例えば、ア
ルカリ乾電池やマンガン乾電池等の一次電池は、時計や
カメラ、玩具、携帯型の音響機器等に多用されており、
我が国に限らず、世界的な観点からも最も生産数量が多
く、安価かつ入手が容易という特徴を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of chemical batteries have been used in all fields of consumer and industrial use. For example, primary batteries such as alkaline batteries and manganese batteries are widely used in watches, cameras, toys, portable audio equipment, and the like.
Not only in Japan, but also from a global perspective, it has the largest production volume, is inexpensive and easily available.

【0003】一方、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッ
ケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池等の二次電池
は、近年普及が著しい携帯電話や携帯情報端末(PD
A)、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等
の携帯機器に多用されており、繰り返し充放電ができる
ことから経済性に優れた特徴を有している。また、二次
電池のうち、鉛蓄電池は、車両や船舶の起動用電源、あ
るいは、産業設備や医療設備における非常用電源等とし
て利用されている。
[0003] On the other hand, secondary batteries such as nickel-cadmium storage batteries, nickel-metal hydride storage batteries, and lithium-ion batteries have been widely used in recent years.
A), which is widely used in portable devices such as digital video cameras and digital still cameras, and has features of being economical because it can be repeatedly charged and discharged. Among secondary batteries, a lead storage battery is used as a power supply for starting a vehicle or a ship, or as an emergency power supply in industrial equipment or medical equipment.

【0004】ところで、近年、環境問題やエネルギー問
題への関心の高まりに伴い、上述したような化学電池の
使用後の廃棄に関する問題やエネルギー資源の有効利用
の問題がクローズアップされている。特に、一次電池に
おいては、上述したように、製品価格が安価で入手が容
易なうえ、電源として利用する機器も多く、しかも、基
本的に一度放電されると電池容量を回復することができ
ない、一回限りの利用(いわゆる、使い捨て)しかでき
ないため、年間の廃棄量が数百万トンに上っている。こ
こで、化学電池全体では、リサイクルにより回収される
比率は、概ね20%程度に過ぎず、残りの80%程度が
自然界に投棄、又は、埋め立て処理されている、とする
統計資料もあり、このような未回収の電池に含まれる水
銀やインジウム等の重金属による環境破壊や、自然環境
の美観の悪化が懸念されている。
[0004] In recent years, with the growing interest in environmental issues and energy issues, problems relating to disposal of chemical batteries after use and problems of effective use of energy resources as described above have been highlighted. In particular, in the primary battery, as described above, the product price is inexpensive and easily available, and there are many devices used as a power source, and the battery capacity cannot be recovered basically once discharged. Since it can be used only once (so-called disposable), annual waste amounts to several million tons. Here, there is statistical data indicating that the ratio of the entire chemical battery recovered by recycling is only about 20%, and the remaining 80% is dumped or landfilled in the natural world. There is a concern that such uncollected batteries may cause environmental destruction due to heavy metals such as mercury and indium, and deteriorate the beauty of the natural environment.

【0005】また、エネルギー資源の利用効率の観点か
ら上記化学電池を検証すると、一次電池においては、放
電可能エネルギーの概ね300倍のエネルギーを使用し
て生産されているため、エネルギー利用効率が1%にも
満たない。これに対して、繰り返し充放電が可能で経済
性に優れた二次電池であっても、家庭用電源(コンセン
ト)等から充電を行う場合、発電所における発電効率や
送電損失等により、エネルギー利用効率が概ね12%程
度にまで低下してしまうため、必ずしもエネルギー資源
の有効利用が図られているとは言えなかった。
When the above-mentioned chemical battery is examined from the viewpoint of energy resource utilization efficiency, the primary battery is produced using approximately 300 times the energy of the dischargeable energy, so that the energy utilization efficiency is 1%. Even less. On the other hand, even if a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged and has excellent economic efficiency is charged from a household power supply (outlet) or the like, energy is not used due to power generation efficiency and power transmission loss at the power plant. Since the efficiency is reduced to about 12%, it cannot be said that the effective use of energy resources is necessarily achieved.

【0006】そこで、近年、環境への影響(負担)が少
なく、かつ、例えば、30〜40%程度の極めて高いエ
ネルギー利用効率を実現することができる燃料電池をは
じめとする各種の新たな電源システムや発電システム
(以下、「電源システム」と総称する)が注目され、車
両用の駆動電源や事業用の電源システム、家庭用のコジ
ェネレーションシステム等への適用を目的として、ある
いは、上述したような化学電池の代替えを目的として、
実用化のための研究、開発が盛んに行われている。な
お、燃料電池をはじめとする各種の電源システムの具体
的な構成等については、発明の詳細な説明において詳述
する。
Therefore, in recent years, various new power supply systems including a fuel cell which have a small influence on the environment (burden) and can realize an extremely high energy use efficiency of, for example, about 30 to 40%. And power generation systems (hereinafter collectively referred to as "power supply systems"), which are used for application to driving power supplies for vehicles, power supply systems for business use, cogeneration systems for home use, or as described above. To replace chemical batteries,
Research and development for practical use are actively conducted. The specific configuration and the like of various power supply systems including the fuel cell will be described in detail in the detailed description of the invention.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後、
燃料電池等のエネルギー利用効率が高い電源システムを
小型軽量化して、可搬型又は携帯型のポータブル電源と
して、あるいは、上述したような化学電池の代替え(互
換品)として適用するようになった場合であっても、発
電用燃料を使い切った後や耐用年数を経過した後の電源
システム、又は、その構成部品(例えば、燃料タンク
等)が廃棄物として排出される問題は避けられず、上述
した化学電池と同様の環境破壊や自然環境の美観の悪化
等の問題が生じる可能性を有している。
[Problems to be solved by the invention] However,
A power supply system with high energy utilization efficiency such as a fuel cell is reduced in size and weight, and is applied as a portable or portable power supply or as an alternative (compatible product) to the above-described chemical battery. Even so, the problem of the power system or its components (for example, fuel tanks etc.) being exhausted as waste after the power generation fuel has been used up or at the end of its useful life is inevitable. There is a possibility that problems such as environmental destruction and deterioration of the aesthetic appearance of the natural environment, which are similar to those of batteries, may occur.

【0008】また、例えば、既存の化学電池において
は、基本的に正極及び負極の端子を負荷に接続するだけ
で、所定の電圧及び電流が供給されて負荷を駆動するこ
とができるのに対して、近年注目されている燃料電池等
のエネルギー利用効率が高い電源システムにおいては、
燃料の化学エネルギーを直接的又は間接的に電力に変換
する発電器としての機能を有しているので、化学電池の
互換品として上記電源システムを適用する場合にあって
は、電力の発生状態(発電状態)を自立的に調整制御す
る必要があるという問題を有していた。
For example, in an existing chemical battery, a predetermined voltage and current can be supplied to drive a load, simply by simply connecting the positive and negative terminals to the load. However, in power supply systems with high energy use efficiency, such as fuel cells, which have attracted attention in recent years,
Since it has a function as a power generator that directly or indirectly converts chemical energy of fuel into electric power, when the above-mentioned power supply system is applied as a compatible product of a chemical battery, the power generation state ( The power generation state) needs to be adjusted and controlled autonomously.

【0009】そこで、本発明は、上述した問題点に鑑
み、ポータブル電源や化学電池の代替えとして利用が可
能な電源システムや、電源システムの一部として利用で
きる燃料封入部及び発電モジュールにおいて、使用後に
排出される廃棄物による環境破壊や美観の悪化を抑制す
ることができることを目的とする。
In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a power supply system that can be used as a substitute for a portable power supply or a chemical battery, and a fuel filling unit and a power generation module that can be used as a part of a power supply system. An object of the present invention is to be able to suppress environmental destruction and deterioration of aesthetic appearance due to discharged waste.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電源システ
ムは、発電用燃料が封入された燃料封入部と、該燃料封
入部から供給される発電用燃料を用いて電力を発生する
発電モジュールと、を備え、発電モジュール及び燃料封
入部が、互いに着脱可能に構成されていることを特徴と
している。すなわち、燃料封入部及び発電モジュールを
有する電源システムは、発電モジュールから供給される
電力により駆動する外部デバイスに対して着脱可能に構
成されている。
According to the present invention, there is provided a power supply system comprising: a fuel filling section in which a fuel for power generation is filled; , And the power generation module and the fuel filling portion are configured to be detachable from each other. That is, the power supply system having the fuel filling section and the power generation module is configured to be detachable from an external device driven by the power supplied from the power generation module.

【0011】そして、本発明に係る燃料封入部は、発電
した電力を外部デバイスに供給するとともに、該外部デ
バイスに対して装着自在である発電モジュールに、発電
用燃料を供給するための燃料封入部であって、前記発電
モジュールに着脱可能であることを特徴としている。本
発明に係る発電モジュールは、燃料封入部から供給され
る発電用燃料により発電した電力を外部デバイスに供給
する発電モジュールであって、前記外部デバイス並びに
前記燃料封入部のそれぞれに対して着脱自在であること
を特徴としている。
The fuel filling section according to the present invention supplies the generated power to an external device and supplies the fuel for power generation to a power generating module that is attachable to the external device. And is detachable from the power generation module. The power generation module according to the present invention is a power generation module that supplies power generated by the power generation fuel supplied from the fuel filling unit to an external device, and is detachably attached to each of the external device and the fuel filling unit. It is characterized by having.

【0012】また、本発明に係る電源システムは、前記
燃料封入部及び前記電源モジュールからなる物理的外形
形状が、各種汎用の化学電池のうちの1種と同等の形状
及び寸法を有して構成されていてもよく、日本工業規格
の規格に則った前記各種汎用の化学電池のうちの1種と
同等の形状及び寸法を有して構成されていてもよい。こ
れによれば、外形形状において、汎用の化学電池との互
換性を有することになるので、環境への影響が低減さ
れ、かつ、エネルギー変換効率の高い電源システムを、
既存の化学電池の市場に支障なく普及させることができ
る。
Further, the power supply system according to the present invention is configured such that a physical outer shape comprising the fuel filling section and the power supply module has a shape and a size equivalent to one of various general-purpose chemical cells. It may be configured to have the same shape and dimensions as one of the various general-purpose chemical batteries according to the Japanese Industrial Standards. According to this, since the external shape has compatibility with a general-purpose chemical battery, a power supply system with reduced impact on the environment and high energy conversion efficiency is provided.
It can be widely used in existing chemical battery markets.

【0013】また、これによれば、燃料封入部に封入さ
れた発電用燃料がなくなったときや少なくなったとき
に、燃料封入部を発電モジュール又は負荷から取り外し
て新たな燃料封入部に交換、あるいは、燃料封入部に発
電用燃料を注入して補充することができるので、発電モ
ジュールを継続的に利用することができるとともに、電
源システム全体又は燃料封入部をあたかも汎用の化学電
池のように簡便に使用することができる。さらに、燃料
封入部の交換や回収が可能となるので、電源システム自
体の廃棄量を削減することができる。
[0013] According to this, when the power generation fuel filled in the fuel filling portion runs out or becomes low, the fuel filling portion is removed from the power generation module or the load and replaced with a new fuel filling portion. Alternatively, the fuel for power generation can be injected into the fuel filling section to replenish it, so that the power generation module can be used continuously and the entire power supply system or the fuel filling section can be made as simple as a general-purpose chemical battery. Can be used for Further, since the replacement and collection of the fuel filling portion can be performed, the amount of disposal of the power supply system itself can be reduced.

【0014】ここで、燃料封入部は、自然界の土壌を構
成する1乃至複数の物質へ変換可能な分解性の材料によ
り構成されており、特に、少なくとも自然環境下におい
て分解可能な材料、例えば、微生物により分解可能な生
分解性プラスチックにより構成されていることが好まし
い。すなわち、燃料封入部が、自然環境下や人為的な処
理により、自然界の土壌を構成する1又は複数の単体や
物質に変換される材質、例えば、微生物や酵素等による
生分解性や光による光分解性、水分による加水分解性等
の分解性を備えた材料により構成されている。
Here, the fuel filling portion is made of a decomposable material that can be converted into one or a plurality of substances constituting the soil in the natural world. In particular, a material that can be decomposed at least under a natural environment, for example, It is preferable to be made of a biodegradable plastic that can be decomposed by microorganisms. That is, the fuel enclosing part is made of one or more substances or materials that are converted into substances constituting the soil in the natural environment by natural processing or artificial processing, such as biodegradability by microorganisms or enzymes, or light by light. It is made of a material having decomposability such as decomposability and hydrolysis by moisture.

【0015】これにより、発電用燃料を使い切ることに
より廃棄物となる燃料封入部が、土壌中の微生物や酵
素、太陽光線等により、例えば、水と二酸化炭素等に分
解される。また、人為的な薬品処理や焼却処理等により
自然界に無害な物質に変換される。したがって、燃料封
入部を仮に自然界に投棄又は埋め立て処理した場合や焼
却炉により消却した場合であっても、自然界に有害な物
質を排出することなく、また、長期にわたって、自然環
境の美観を損ねることもないので、環境への負担を大幅
に軽減することができる電源システムを提供することが
できる。
[0015] As a result, the fuel filling portion, which becomes waste when the fuel for power generation is used up, is decomposed into, for example, water and carbon dioxide by microorganisms, enzymes, sunlight and the like in the soil. In addition, it is converted into a substance harmless to the natural world by artificial chemical treatment or incineration treatment. Therefore, even if the fuel-filled part is dumped or landfilled in the natural world or destroyed by an incinerator, it does not emit harmful substances to the natural world, and it does not impair the beauty of the natural environment for a long time. Therefore, it is possible to provide a power supply system that can significantly reduce the burden on the environment.

【0016】また、上記電源システムは、燃料封入部及
び発電モジュールを結合したときに、燃料封入部に封入
された発電用燃料が、発電モジュールに供給されるよう
に構成され、これにより、発電モジュールは、燃料封入
部から供給された発電用燃料を用いて、負荷を駆動する
ために必要な所定の電力を自立的に発生する。すなわ
ち、発電モジュールに燃料封入部が結合されたときにの
み、燃料封入部の封密や燃料の漏出を防止するための制
御弁等による閉止状態が解除されて、内部に封入されて
いた発電用燃料が発電モジュールに供給されて発電動作
が自立的に開始され、この電源システムを負荷に接続す
ることにより、負荷を駆動するための電力が供給され
る。
Further, the power supply system is configured such that when the fuel filling portion and the power generation module are connected, the power generation fuel sealed in the fuel filling portion is supplied to the power generation module. Generates autonomously a predetermined electric power required to drive a load using the power generation fuel supplied from the fuel filling section. That is, only when the fuel filling part is connected to the power generation module, the closed state by the control valve or the like for preventing the fuel filling part from being hermetically sealed or leaking out of the fuel is released, and the power generation part sealed inside is The fuel is supplied to the power generation module and the power generation operation is started autonomously, and by connecting this power supply system to the load, power for driving the load is supplied.

【0017】したがって、電源システムの外部から燃料
等の供給を受けることなく、発電モジュールに燃料封入
部を結合する簡易な操作のみで、負荷に供給するための
電力を自立的に生成することができるとともに、燃料封
入部が発電モジュールに結合していない状態では、内部
に封入された発電用燃料が漏出しないように構成されて
いるので、安全かつ簡易な燃料供給及び発電動作を行う
ことができる電源システムを提供することができる。
[0017] Therefore, the electric power to be supplied to the load can be independently generated by only a simple operation of connecting the fuel filling portion to the power generation module without receiving the supply of the fuel or the like from the outside of the power supply system. In addition, when the fuel filling portion is not connected to the power generation module, the power generation fuel sealed inside is configured not to leak, so that a power supply that can perform safe and simple fuel supply and power generation operation A system can be provided.

【0018】また、上記燃料封入部は、封入された発電
用燃料の残量に応じて、発電モジュール又は負荷から取
り外して、発電用燃料を注入、充填して繰り返し補充可
能に構成されているものであってもよい。これにより、
燃料封入部に封入された発電用燃料がなくなったときや
少なくなったときに、発電用燃料を再注入して充填する
ことができるので、燃料封入部自体を再利用(リサイク
ル)することができ、廃棄物の発生量を削減して、環境
への負担を一層軽減することができる。
Further, the fuel filling portion is configured so that it can be removed from the power generation module or load, and injected and filled with the fuel for power generation repeatedly in accordance with the remaining amount of the fuel for power generation, so that the fuel can be replenished repeatedly. It may be. This allows
When the fuel for power generation filled in the fuel filling part runs out or becomes low, the fuel for power generation can be re-injected and filled, so the fuel filling part itself can be reused (recycled). In addition, the amount of waste generated can be reduced, and the burden on the environment can be further reduced.

【0019】上記電源システムにおいては、発電モジュ
ールの具体的な構成として、燃料封入部から供給される
発電用燃料を用いた電気化学反応により、電力を発生す
る燃料電池を備えた構成を適用することができる。これ
により、汎用の化学電池に比較して、極めてエネルギー
利用効率の高い燃料電池を用いて、電力を生成すること
ができるので、エネルギーの有効利用を図ることができ
るとともに、既存の化学電池と同等の電気的特性を得る
ために必要となる電源システム(発電モジュール及び燃
料封入部)の規模を小型化することができる。
In the power supply system, as a specific configuration of the power generation module, a configuration including a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction using fuel for power generation supplied from a fuel filling portion is applied. Can be. As a result, electric power can be generated using a fuel cell having extremely high energy use efficiency as compared with a general-purpose chemical battery, so that energy can be effectively used and at the same time as an existing chemical battery. The power supply system (the power generation module and the fuel filling portion) required to obtain the electrical characteristics of the above can be reduced in size.

【0020】この場合、発電モジュールに適用される燃
料電池は、発電用燃料を改質して、特定の成分を抽出す
る燃料改質器と、該特定の成分が供給される燃料極と、
空気中の酸素が供給される空気極と、を備えた燃料改質
型の燃料電池であることが好ましい。このような燃料改
質型の燃料電池を適用した構成によれば、比較的取り扱
いや入手が容易な発電用燃料を用いて、燃料電池に供給
される該発電用燃料の量を制御することにより、発電モ
ジュールにより生成される電力の量を簡易に制御するこ
とができるとともに、発電用燃料の有する化学エネルギ
ーから極めて高いエネルギー変換効率で電力を生成して
負荷に供給することができるので、化石燃料等のエネル
ギー資源の消費量を削減して有効な利用を図ることがで
きる。
In this case, the fuel cell applied to the power generation module comprises: a fuel reformer for reforming the fuel for power generation to extract a specific component; a fuel electrode to which the specific component is supplied;
Preferably, the fuel cell is a fuel reforming type fuel cell including an air electrode to which oxygen in the air is supplied. According to the configuration using such a fuel reforming type fuel cell, by using a power generation fuel that is relatively easy to handle and obtain, the amount of the power generation fuel supplied to the fuel cell is controlled. Since it is possible to easily control the amount of electric power generated by the power generation module and to generate electric power with extremely high energy conversion efficiency from the chemical energy of the fuel for electric power generation and supply it to the load, fossil fuel It is possible to reduce the consumption of energy resources such as the above and achieve effective use.

【0021】なお、上記電源システムにおいて、発電モ
ジュールに適用可能な構成としては、上記燃料電池の他
に、燃料封入部から供給される発電用燃料の燃焼エネル
ギーに基づいて、電力を発生する発電装置(ガス燃焼タ
ービン、ロータリーエンジン、スターリングエンジン、
パルス燃焼エンジン等と、電磁誘導や圧電変換の原理を
用いた発電器との組み合わせ)や、発電用燃料を用いた
燃焼反応により生じる熱エネルギーによる高温と電源シ
ステム内外の他の領域における定温との温度差に基づい
て、熱電変換により電力を発生する発電装置(温度差発
電器)、発電用燃料を用いた熱音響効果による外力発生
効果に基づいて、電力を発生する発電装置(熱音響効果
発電器)、発電用燃料を用いた電磁流体発電により電力
を発生する発電装置(電磁流体力学発電器)等であって
もよい。
In the above-mentioned power supply system, a configuration applicable to the power generation module includes, in addition to the fuel cell, a power generation device that generates electric power based on the combustion energy of the power generation fuel supplied from the fuel filling section. (Gas combustion turbines, rotary engines, Stirling engines,
Combination of a pulse combustion engine, etc., and a generator using the principles of electromagnetic induction and piezoelectric conversion) and the high temperature caused by the heat energy generated by the combustion reaction using the fuel for power generation and the constant temperature in other areas inside and outside the power supply system A power generator (thermo-acoustic power generator) that generates electric power by thermoelectric conversion based on a temperature difference, and a power generator (thermo-acoustic power generator) that generates electric power based on an external force generating effect by thermoacoustic effect using fuel for power generation Device), a power generation device (magnetohydrodynamic power generator) that generates electric power by magnetohydrodynamic power generation using a fuel for power generation, or the like.

【0022】したがって、本発明に係る電源システムに
おいては、発電モジュールとして、発電用燃料を用いて
高いエネルギー変換効率で所定の電力を生成することが
でき、かつ、小型化や微細化が可能な構成を有する各種
の発電装置の中から、電源システムの外形形状や電気的
特性等に応じて任意の構成を有するものを適宜選択して
適用することができる。
Therefore, in the power supply system according to the present invention, the power generation module can generate predetermined power with high energy conversion efficiency using the fuel for power generation, and can be downsized and miniaturized. Among the various types of power generating devices having the above, a device having an arbitrary configuration can be appropriately selected and applied according to the external shape and electric characteristics of the power supply system.

【0023】なお、上記電源システムに適用される発電
用燃料は、少なくとも、水素を主成分とする、又は、水
素からなる液体燃料、液化燃料、及び気体燃料のいずれ
か、具体的には、メタノールやエタノール、ブタノール
等のアルコール系の液体燃料や、ジメチルエーテルやイ
ソブタン、天然ガス等の炭化水素からなる液化燃料、あ
るいは、水素ガス等の気体燃料であって、特に、燃料封
入部から発電モジュールに供給される際の常温、常圧等
の所定の環境条件の下で気体状態にあるものを良好に適
用することができる。これにより、発電モジュールにお
ける発電動作において、高いエネルギー変換効率で電力
を生成することができるとともに、この発電動作に伴っ
て電力以外に生成される副生成物を比較的簡易な処理で
無毒化や難燃化することができ、自然環境等への影響を
大幅に抑制することができる。
The fuel for power generation applied to the power supply system is at least one of a liquid fuel, a liquefied fuel, and a gaseous fuel containing hydrogen as a main component or hydrogen, specifically, methanol. Or liquid fuels of alcohols such as ethanol, butanol, etc., liquefied fuels consisting of hydrocarbons such as dimethyl ether, isobutane, natural gas, or gaseous fuels such as hydrogen gas. Those which are in a gaseous state under predetermined environmental conditions, such as normal temperature and normal pressure, can be applied favorably. As a result, in the power generation operation of the power generation module, power can be generated with high energy conversion efficiency, and by-products generated in addition to the power due to the power generation operation can be detoxified and difficult to perform by relatively simple processing. It can be burned, and the effect on the natural environment and the like can be greatly suppressed.

【0024】また、上記電源システムにおいては、燃料
封入部に封入された発電用燃料の残量を検出する残量検
出手段を備えた構成を適用することもできる。これによ
れば、発電用燃料の残量を常時又は定期的に監視して、
残量が少なくなった場合には、事前に電源システムによ
り駆動する機器等の使用者に対して、その旨を通知する
ことができる。また、燃料封入部を透明又は半透明の材
料により構成することにより、燃料封入部に封入された
発電用燃料の残量を使用者が視認することができるの
で、電源システムの電池残量や発電用燃料の充填時期を
概略的に把握することもできる。加えて、残量検出手段
により検出される発電用燃料の残量に応じて、発電モジ
ュールにおける電力の発生状態を制御することにより、
汎用の化学電池と同等の出力電圧特性を有する電力を負
荷に供給することができる。
Further, in the above-mentioned power supply system, a configuration having a remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the fuel for power generation sealed in the fuel filling portion can be applied. According to this, the remaining amount of fuel for power generation is constantly or periodically monitored,
When the remaining amount becomes low, it is possible to notify a user of a device or the like driven by the power supply system of the fact in advance. In addition, since the fuel filling portion is made of a transparent or translucent material, the user can visually check the remaining amount of the fuel for power generation sealed in the fuel filling portion. It is also possible to roughly grasp the charging time of the fuel for use. In addition, by controlling the state of power generation in the power generation module according to the remaining amount of power generation fuel detected by the remaining amount detection unit,
Electric power having an output voltage characteristic equivalent to that of a general-purpose chemical battery can be supplied to a load.

【0025】また、上記電源システムにおいては、上記
発電用燃料を用いた発電モジュールにおける発電動作の
際に生成される副生成物、例えば、二酸化炭素(C
)、水(HO)、窒素酸化物(NO)、硫黄酸
化物(SO)、酸素(O)等のうち、全部又は一部
の成分を回収して保持する副生成物回収手段を備えた構
成を適用することもできる。これによれば、副生成物が
電源システム内外へ排出又は漏出されることにより、電
源システムにより駆動する機器等の動作不良や劣化等の
発生、自然環境の汚染等を防止することができる。ここ
で、上記副生成物を燃料封入部に回収、保持する構成を
適用することにより、発電用燃料の残量の減少に伴い、
新たな燃料封入部に交換する際に、使用済みの燃料封入
部を回収して、副生成物を自然環境に負担を与えない方
法で適切に処理することができるので、副生成物による
自然環境の汚染や地球温暖化等を防止することができ
る。
Further, in the power supply system, a by-product such as carbon dioxide (C) is generated during a power generation operation in the power generation module using the fuel for power generation.
O 2 ), water (H 2 O), nitrogen oxides (NO X ), sulfur oxides (SO X ), oxygen (O 2 ), and other by-products that collect and retain all or some of the components It is also possible to apply a configuration provided with a material recovery unit. According to this, by-products are discharged or leaked into and out of the power supply system, so that it is possible to prevent malfunction or deterioration of devices and the like driven by the power supply system, and to prevent pollution of the natural environment. Here, by applying a configuration in which the by-product is collected and held in the fuel filling portion, the remaining amount of the fuel for power generation decreases,
When replacing a new fuel filling section, the used fuel filling section can be collected and the by-products can be appropriately processed in a manner that does not burden the natural environment. Pollution and global warming can be prevented.

【0026】さらに、上記電源システムにおいては、燃
料封入部に封入された発電用燃料の封入状態(温度、圧
力等の条件)を安定化させる燃料安定化手段を備えた構
成を適用することもできる。これによれば、燃料封入部
内の温度や圧力等が異常に上昇するような状態が発生し
た場合に、該異常状態を検知して、発電モジュールへの
発電用燃料の供給停止や、封入圧力の開放等の動作を実
行して発電用燃料の封入状態を安定化状態に移行させる
ことができるので、燃焼性や可燃性を有する発電用燃料
を用いた電源システムにおける安全性や信頼性を良好に
確保することができる。
Further, in the above-mentioned power supply system, a configuration having a fuel stabilizing means for stabilizing a state (temperature, pressure, etc.) of the fuel for power generation sealed in the fuel filling section can be applied. . According to this, when a state in which the temperature, pressure, etc. in the fuel filling section abnormally rises is detected, the abnormal state is detected, supply of the fuel for power generation to the power generation module is stopped, and the pressure of the filling pressure is reduced. By performing operations such as opening, the sealed state of the fuel for power generation can be shifted to the stabilized state, so that the safety and reliability of the power supply system using flammable and flammable power generation fuel can be improved. Can be secured.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電源システム
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明に係る電源システムが適用される全体の概
要について、図面を参照して説明する。図1は、本発明
に係る電源システムの適用形態を示す概念図である。
Embodiments of a power supply system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, an overall outline to which a power supply system according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an application form of a power supply system according to the present invention.

【0028】本発明に係る電源システム1は、例えば、
図1(a)、(b)に示すように、特定の電気・電子機
器のほか、汎用の一次電池や二次電池により動作する既
存の電気・電子機器(図1では、情報携帯端末を示す:
以下、「デバイス」と総称する)DVCに対して、その
全体もしくは一部が任意に装着及び取り外し(矢印P1
参照)が可能であるとともに、該電源システム1の全体
もしくはその一部が単独で携帯が可能なように構成さ
れ、かつ、電源システム1の所定の位置(例えば、後述
するように、汎用の一次電池や二次電池と同等の位置)
にプラス(+)極及びマイナス(−)極からなる電極が
設けられた構成を有している。
The power supply system 1 according to the present invention includes, for example,
As shown in FIGS. 1A and 1B, in addition to a specific electric / electronic device, an existing electric / electronic device operated by a general-purpose primary battery or a secondary battery (in FIG. 1, an information portable terminal is shown. :
Hereinafter, the whole or a part of the DVC will be arbitrarily attached and detached (arrow P1).
The power supply system 1 is configured such that the whole or a part of the power supply system 1 can be carried independently, and a predetermined position of the power supply system 1 (for example, a general-purpose primary (Position equivalent to batteries and secondary batteries)
And an electrode composed of a plus (+) pole and a minus (-) pole.

【0029】次に、本発明に係る電源システムの基本構
成について説明する。図2は、本発明に係る電源システ
ムの基本構成を示すブロック図である。本発明に係る電
源システム1は、図2(a)に示すように、大別して、
液体燃料又は液化燃料又は気体燃料からなる発電用燃料
FLが封入された燃料パック(燃料封入部)20と、少
なくとも、該燃料パック20から供給される発電用燃料
FLに基づいて、上記デバイスDVCの駆動状態(負荷
状態)に対応した電力EGを発生(発電)する発電モジ
ュール10と、燃料パック20及び発電モジュール10
相互を物理的に結合するとともに、燃料パック20に封
入された発電用燃料FLを発電モジュール10に供給す
る燃料送出経路等を備えたインターフェース部(以下、
「I/F部」と略記する)30と、を有し、各構成が相
互に、もしくは、任意の形態で結合、分離(着脱)可能
に構成されている。
Next, the basic configuration of the power supply system according to the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of the power supply system according to the present invention. The power supply system 1 according to the present invention is roughly classified as shown in FIG.
Based on the fuel pack (fuel filling portion) 20 in which the power generation fuel FL made of a liquid fuel, a liquefied fuel, or a gaseous fuel is filled, and at least the power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20, the device DVC A power generation module 10 that generates (generates) electric power EG corresponding to a driving state (load state), a fuel pack 20 and a power generation module 10
An interface unit (hereinafter, referred to as an interface unit) having a fuel delivery path and the like that physically couples each other and supplies the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20 to the power generation module 10.
30), and the respective components are configured to be connected or separated (detachable) from each other or in an arbitrary form.

【0030】ここで、I/F部30は、図2(a)に示
したように、上記燃料パック20及び発電モジュール1
0と独立した構成を有し、燃料パック20及び発電モジ
ュール10各々に対して着脱可能な構成を有しているも
のであってもよいし、図2(b)、(c)に示すよう
に、上記燃料パック20又は発電モジュール10のいず
れかと一体的に構成され、発電モジュール10もしくは
燃料パック20に対して着脱可能に構成されているもの
であってもよい。また、図2に示した各構成において、
発電モジュール10(図2(a)、(b)の場合)、も
しくは、発電モジュール10及びI/F部30(図2
(c)の場合)がデバイスDVCに一体的に内蔵された
構成を有し、少なくとも、燃料パック20がデバイスD
VCに対して着脱可能に構成されているものであっても
よい。
Here, as shown in FIG. 2 (a), the I / F section 30 includes the fuel pack 20 and the power generation module 1 as described above.
0 and may be configured to be detachable from each of the fuel pack 20 and the power generation module 10, or as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c). The fuel pack 20 or the power generation module 10 may be configured integrally with the power generation module 10 or the fuel pack 20 so as to be detachable. In each configuration shown in FIG.
The power generation module 10 (FIGS. 2A and 2B) or the power generation module 10 and the I / F unit 30 (FIG.
(Case (c)) has a configuration that is integrated into the device DVC, and at least the fuel pack 20 is
It may be configured to be detachable from the VC.

【0031】以下、各ブロック構成について、具体的に
説明する。 [第1の実施形態] (A)発電モジュール 図3は、本発明に係る電源システムに適用される発電モ
ジュールの第1の実施形態を示すブロック図である。
Hereinafter, each block configuration will be specifically described. First Embodiment (A) Power Generation Module FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【0032】図3に示すように、本実施形態に係る発電
モジュール10Aは、大別して、I/F部30Aを介し
て燃料パック20Aから供給される発電用燃料を用い
て、所定の電力を、常時、自立的に発生して、少なくと
も、電源システム1に接続されるデバイスDVCに内蔵
され、負荷LD(デバイスDVCの各種機能を有する素
子又はモジュール)の駆動状態を制御するコントローラ
CNTの駆動電力(以下、「コントローラ電力」と記
す)、及び、発電モジュール10A内に設けられた後述
する動作制御部13の動作電力として出力する副電源部
11と、副電源部11から供給される電力により動作
し、電源システム1全体の動作状態を制御する動作制御
部13と、I/F部30Aを介して燃料パック20Aか
ら供給される発電用燃料又は該発電用燃料から抽出され
た特定の燃料成分を用いて、所定の電力(電気エネルギ
ー)を発生して、少なくとも、電源システム1に接続さ
れるデバイスDVCの各種機能(負荷LD)を駆動する
負荷駆動電力として出力する主発電部12と、動作制御
部13からの動作制御信号に基づいて、少なくとも、主
発電部12への発電用燃料の供給量を制御する出力制御
部14と、動作制御部13からの動作制御信号に基づい
て、少なくとも、主発電部12を待機状態から発電可能
な動作状態に移行(起動)するように制御する起動制御
部15と、を有して構成されている。すなわち、本実施
形態に係る電源システム1は、システムの外部(発電モ
ジュール10A、燃料パック20A及びI/F部30A
以外)からの燃料供給や制御に依存することなく、電源
システム1に接続されるデバイスDVCに対して、所定
の電力(負荷駆動電力)を出力可能なように構成されて
いる。
As shown in FIG. 3, the power generation module 10A according to the present embodiment is roughly divided into a predetermined power by using a power generation fuel supplied from the fuel pack 20A via the I / F unit 30A. The power generated by the controller CNT that is generated independently at all times and is at least built in the device DVC connected to the power supply system 1 and controls the driving state of the load LD (element or module having various functions of the device DVC). Hereinafter, referred to as “controller power”), and a sub-power supply unit 11 that is output as operation power of an operation control unit 13 described later provided in the power generation module 10A, and operates by power supplied from the sub-power supply unit 11. , An operation control unit 13 for controlling the operation state of the entire power supply system 1, and a fuel for power generation supplied from a fuel pack 20A via an I / F unit 30A Generates predetermined electric power (electric energy) by using a specific fuel component extracted from the fuel for power generation, and drives at least various functions (load LD) of the device DVC connected to the power supply system 1. A main power generation unit 12 that outputs as load drive power, an output control unit 14 that controls at least a supply amount of power generation fuel to the main power generation unit 12 based on an operation control signal from the operation control unit 13, and an operation control A start control unit 15 that controls at least the main power generation unit 12 to transition (start) from a standby state to an operation state capable of generating power based on an operation control signal from the unit 13. . That is, the power supply system 1 according to the present embodiment is provided outside the system (the power generation module 10A, the fuel pack 20A, and the I / F unit 30A).
) Can output a predetermined electric power (load driving electric power) to the device DVC connected to the power supply system 1 without depending on the fuel supply and control from the power supply system 1.

【0033】<副電源部11>本実施形態に係る発電モ
ジュールに適用される副電源部11は、図3に示したよ
うに、燃料パック20Aから供給される発電用燃料FL
が有する物理的又は化学的エネルギー等を用いて、電源
システム1の起動動作に必要な所定の電力を、常時、自
立的に発生する構成を有している。そして、この電力
は、大別して、デバイスDVCへのコントローラ電力、
及び、発電モジュール10A全体の動作状態を制御する
動作制御部13の動作電力として常時供給される電力E
1と、発電モジュール10Aの起動時に、少なくとも、
出力制御部14(構成によっては、主発電部12を含
む)及び起動制御部15に対して、起動電力として供給
される電力E2からなる。
<Sub-power unit 11> The sub-power unit 11 applied to the power generation module according to the present embodiment includes a power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20A as shown in FIG.
The power supply system 1 is configured to always and independently generate predetermined electric power required for the starting operation of the power supply system 1 using physical or chemical energy or the like of the power supply system 1. This power is roughly divided into controller power to the device DVC,
In addition, the power E constantly supplied as the operation power of the operation control unit 13 that controls the operation state of the entire power generation module 10A.
1 and at the time of activation of the power generation module 10A, at least
The electric power E2 is supplied to the output control unit 14 (including the main power generation unit 12 depending on the configuration) and the start control unit 15 as start electric power.

【0034】副電源部11の具体的な構成としては、例
えば、燃料パック20Aから供給される発電用燃料FL
を用いた電気化学反応によるもの(燃料電池)や触媒燃
焼反応等に伴う熱エネルギーによるもの(温度差発電)
を良好に適用することができるほか、燃料パック20A
に封入された発電用燃料FLの封入圧力や燃料の気化に
よって生じるガス圧力を用いて発電器を回転させて電力
を発生する力学的なエネルギー変換作用等によるもの
(ガスタービン発電等)、また、発電用燃料FLを栄養
源とする微生物等による代謝(光合成、呼吸等)により
生じる電子を捕獲し、直接電力へと変換するもの(生物
化学発電)、上記封入圧力やガス圧力に基づく発電用燃
料FLの流体エネルギーにより生じる振動エネルギーを
電磁誘導の原理を利用して電力に変換するもの(振動発
電)、二次電池(充電池)やコンデンサ等の電力蓄積手
段単体からの放電によるもの、さらには、上述した発電
を行う各構成により生成された電力を、電力蓄積手段
(二次電池やコンデンサ等)に蓄積して放出(放電)さ
せるようにしたもの等を適用することができる。
The specific configuration of the sub power supply unit 11 is, for example, the power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20A.
By electrochemical reaction using fuel (fuel cell) or by thermal energy due to catalytic combustion reaction (temperature difference power generation)
In addition to the fuel pack 20A.
By a dynamic energy conversion function of generating electric power by rotating a power generator using the filling pressure of the power generation fuel FL filled in the gas or gas pressure generated by vaporization of the fuel (gas turbine power generation, etc.) A fuel that captures electrons generated by metabolism (photosynthesis, respiration, etc.) by microorganisms or the like that use the fuel FL for power generation as a nutrient, and directly converts it into electric power (biochemical power generation). One that converts vibration energy generated by FL fluid energy into electric power using the principle of electromagnetic induction (vibration power generation), one that is discharged from a single power storage means such as a secondary battery (rechargeable battery) or a capacitor, The power generated by each of the above-described power generating components is stored in a power storage means (such as a secondary battery or a capacitor) and released (discharged). It is possible to apply.

【0035】以下に、各々の具体例について、図面を参
照して簡単に説明する。 (副電源部の第1の構成例)図4は、本実施形態に係る
電源モジュールに適用可能な副電源部の第1の構成例を
示す概略構成図である。ここでは、上述した電源システ
ムの構成(図3)を適宜参照しながら説明する。第1の
構成例においては、副電源部の具体例として、燃料パッ
ク20Aから直接供給される発電用燃料FLを用い、電
気化学反応により電力(上記電力E1、E2)を発生す
る燃料直接供給方式を採用した固体高分子型の燃料電池
の構成を有している。
Hereinafter, each specific example will be briefly described with reference to the drawings. (First Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a first configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. Here, description will be made with reference to the configuration of the power supply system (FIG. 3) as appropriate. In the first configuration example, as a specific example of the auxiliary power supply unit, a fuel direct supply system that generates electric power (the above-described electric power E1 and E2) by an electrochemical reaction using power generation fuel FL directly supplied from the fuel pack 20A. Has a configuration of a polymer electrolyte fuel cell employing the above.

【0036】図4に示すように、本構成例に係る副電源
部11Aは、概略、白金やパラジウムや白金・ルテニウ
ム等の所定の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる燃
料極(カソード)111と、白金等の所定の触媒微粒子
が付着した炭素電極からなる空気極(アノード)112
と、燃料極111と空気極112の間に介装されたフィ
ルム状のイオン導電膜(交換膜)113と、を有して構
成されている。ここで、燃料極111には、燃料パック
20Aに封入された発電用燃料(例えば、メタノール等
のアルコール類及び水)が直接供給され、一方、空気極
112には大気中の酸素ガス(O)が供給される。
As shown in FIG. 4, the auxiliary power supply unit 11A according to this configuration example includes a fuel electrode (cathode) 111 composed of a carbon electrode to which predetermined catalyst particles such as platinum, palladium, and platinum / ruthenium are adhered. Electrode (anode) 112 composed of a carbon electrode to which predetermined catalyst particles such as platinum and platinum are attached
And a film-like ion conductive film (exchange membrane) 113 interposed between the fuel electrode 111 and the air electrode 112. Here, the fuel for power generation (for example, alcohols such as methanol and water) sealed in the fuel pack 20A is directly supplied to the fuel electrode 111, while the oxygen gas (O 2) in the atmosphere is supplied to the air electrode 112. ) Is supplied.

【0037】この副電源部(燃料電池)11Aにおける
電気化学反応の一例は、具体的には、メタノール(CH
OH)及び水(HO)が燃料極111に直接供給さ
れると、次の化学反応式(1)に示すように、触媒反応
により電子(e)が分離して水素イオン(プロトン;
)が発生し、イオン導電膜113を介して空気極1
12側に通過するとともに、燃料極111を構成する炭
素電極により電子(e )が取り出されて負荷114
(電源システム内外の所定の構成;ここでは、デバイス
DVCのコントローラCNT、動作制御部13、主発電
部12、出力制御部14等)に供給される。なお、この
触媒反応により生成される水素イオン以外の微量の二酸
化炭素(CO)は、例えば、燃料極111側から大気
中に排出される。 CHOH+HO → 6H+6e+CO ・・・(1)
In the sub power supply unit (fuel cell) 11A,
An example of the electrochemical reaction is, specifically, methanol (CH
3OH) and water (H2O) is directly supplied to the anode 111.
As shown in the following chemical reaction formula (1), the catalytic reaction
The electron (e) Is separated into hydrogen ions (protons;
H+) Is generated, and the air electrode 1 is
12 and the fuel constituting the fuel electrode 111.
The electrons (e ) Is taken out and the load 114
(Predetermined configuration inside and outside the power supply system; here, device
DVC controller CNT, operation control unit 13, main power generation
Unit 12, output control unit 14, etc.). Note that this
Trace amount of diacid other than hydrogen ion generated by catalytic reaction
Carbonized (CO2) Is, for example, the atmosphere from the fuel electrode 111 side.
Is discharged inside. CH3OH + H2O → 6H++ 6e+ CO2 ... (1)

【0038】一方、空気極112に空気(酸素O)が
供給されると、次の化学反応式(2)に示すように、触
媒反応により負荷114を経由した電子(e)とイオ
ン導電膜113を通過した水素イオン(H)と空気中
の酸素ガス(O)が反応して水(HO)が生成され
る。 6H+(3/2)O+6e → 3HO ・・・(2)
On the other hand, when air (oxygen O 2 ) is supplied to the air electrode 112, as shown in the following chemical reaction formula (2), electrons (e ) and ionic conduction via the load 114 are caused by a catalytic reaction. The hydrogen ions (H + ) that have passed through the membrane 113 react with oxygen gas (O 2 ) in the air to generate water (H 2 O). 6H + + (3/2) O 2 + 6e → 3H 2 O (2)

【0039】このような一連の電気化学反応(化学反応
式(1)及び(2))は、概ね室温程度の比較的低温の
環境下で進行する。ここで、空気極112で発生する副
生成物である水(HO)を回収し、燃料極111側に
必要量を供給することにより、上記化学反応式(1)に
示した触媒反応の原料物質として再利用することができ
るとともに、燃料パック20Aに予め備蓄(封入)され
る水(HO)の量を大幅に減らすことができるので、
燃料パック20Aの容積を大幅に縮小しつつ、副電源部
11を長時間、継続的に動作させて、所定の電力を供給
することが可能となる。なお、空気極112で発生する
水(HO)等の副生成物を回収、再利用する副生成物
回収手段の構成については、主発電部12における同様
の構成と併せて後述する。
Such a series of electrochemical reactions (chemical reaction formulas (1) and (2)) proceed in a relatively low-temperature environment of about room temperature. Here, water (H 2 O), which is a by-product generated at the air electrode 112, is collected and supplied to the fuel electrode 111 side in a required amount, whereby the catalyst reaction represented by the chemical reaction formula (1) is performed. Since it can be reused as a raw material and the amount of water (H 2 O) stored (enclosed) in the fuel pack 20A in advance can be greatly reduced,
While the volume of the fuel pack 20A is significantly reduced, the sub power supply unit 11 can be operated continuously for a long time to supply a predetermined power. The configuration of the by-product recovery means for recovering and reusing by-products such as water (H 2 O) generated at the air electrode 112 will be described later together with the same configuration in the main power generation unit 12.

【0040】このような構成を有する燃料電池を副電源
部に適用することにより、他の方式(例えば、後述する
燃料改質型の燃料電池)に比較して周辺構成を省略する
ことができるので、副電源部11Aの構成を簡素化かつ
小型化することができるとともに、例えば、発電モジュ
ール10Aに対して燃料パック20Aを結合する極めて
簡易な操作のみで、I/F部30Aに設けられた燃料輸
送管を介して毛細管現象により所定量の発電用燃料が副
電源部11A(燃料極111)に自動的に送入されて、
上記化学反応式(1)及び(2)に基づく、発電動作を
開始、継続することができる。
By applying the fuel cell having such a configuration to the auxiliary power supply unit, the peripheral configuration can be omitted as compared with other systems (for example, a fuel reforming type fuel cell described later). The configuration of the sub-power supply unit 11A can be simplified and downsized, and the fuel provided in the I / F unit 30A can be formed only by a very simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generation module 10A. A predetermined amount of fuel for power generation is automatically fed into the sub power supply unit 11A (fuel electrode 111) by a capillary phenomenon via the transport pipe,
The power generation operation based on the chemical reaction formulas (1) and (2) can be started and continued.

【0041】したがって、燃料パック20Aからの発電
用燃料の供給が継続する限り、副電源部11Aにより所
定の電力を常時、自立的に生成して、デバイスDVCの
コントローラ電力及び動作制御部13の動作電力、さら
には、主発電部12又は出力制御部14に対する起動電
力として供給することができる。また、上述したような
燃料電池においては、発電用燃料から電気化学反応を利
用して直接電力を発生しているので、極めて高い発電効
率を実現することができ、エネルギー資源の有効利用や
副電源部を含む発電モジュールの小型化を図ることがで
きるとともに、振動や騒音がないので、汎用の一次電池
や二次電池と同様に、広範な機器への利用が可能とな
る。
Therefore, as long as the fuel for power generation from the fuel pack 20A continues to be supplied, the auxiliary power unit 11A constantly and independently generates predetermined electric power, thereby controlling the controller power of the device DVC and the operation of the operation control unit 13. The power can be supplied as starting power to the main power generation unit 12 or the output control unit 14. Further, in the above-described fuel cell, since power is directly generated from the fuel for power generation by utilizing an electrochemical reaction, extremely high power generation efficiency can be realized, and effective use of energy resources and auxiliary power supply can be achieved. Since the power generation module including the unit can be reduced in size and does not have vibration or noise, it can be used for a wide range of devices like general-purpose primary batteries and secondary batteries.

【0042】なお、本構成例における燃料電池において
は、燃料パック20Aから供給される発電用燃料として
メタノールを適用した場合についてのみ示したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、少なくとも、水素
を主成分とする、又は、水素からなる液体燃料、液化燃
料、及び気体燃料のいずれかであればよい。具体的に
は、上述したメタノールやエタノール、ブタノール等の
アルコール系の液体燃料や、ジメチルエーテルやイソブ
タン、天然ガス(CNG)等の炭化水素からなる液化燃
料、あるいは、水素ガス等の気体燃料であって、特に、
燃料パック20Aから副電源部11Aに供給される際の
常温、常圧等の所定の環境条件の下で気体状態にあるも
のを良好に適用することができる。
In the fuel cell of this configuration example, only the case where methanol is applied as the fuel for power generation supplied from the fuel pack 20A is shown. However, the present invention is not limited to this, and at least Any of a liquid fuel, a liquefied fuel, and a gaseous fuel containing hydrogen as a main component or made of hydrogen may be used. Specifically, it is an alcohol-based liquid fuel such as methanol, ethanol, or butanol described above, a liquefied fuel composed of a hydrocarbon such as dimethyl ether, isobutane, or natural gas (CNG), or a gaseous fuel such as hydrogen gas. ,In particular,
Those which are in a gaseous state under predetermined environmental conditions such as normal temperature and normal pressure when supplied from the fuel pack 20A to the sub-power supply unit 11A can be applied favorably.

【0043】(副電源部の第2の構成例)図5は、本実
施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の第
2の構成例を示す概略構成図である。第2の構成例にお
いては、副電源部の具体例として、燃料パック20Aに
封入された発電用燃料が有する圧力エネルギー(封入圧
力やガス圧力)により圧力駆動機関(ガスタービン)を
駆動し、その駆動エネルギーを電力に変換する発電装置
としての構成を有している。
(Second Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the second configuration example, as a specific example of the sub-power supply unit, a pressure driving engine (gas turbine) is driven by pressure energy (filled pressure or gas pressure) of the fuel for power generation sealed in the fuel pack 20A. It has a configuration as a power generation device that converts drive energy into electric power.

【0044】図5(a)、(b)に示すように、本構成
例に係る副電源部11Bは、概略、複数の羽根が円周の
所定の方向に沿って湾曲しつつ、略放射状に配列され、
かつ、自在に回転が可能なように構成された可動羽根1
22aと、可動羽根122aの回転中心に直結され、周
知の電磁誘導あるいは圧電変換の原理に基づいて、可動
羽根122aの回転エネルギーを電力に変換する発電器
125と、複数の羽根が可動羽根122aの外周側に沿
って、可動羽根122aとは逆方向に湾曲しつつ、略放
射状に配列され、かつ、可動羽根122aに対して相対
的に固定された固定羽根122bと、可動羽根122a
と固定羽根122bとからなるガスタービン122への
気化された発電用燃料(燃料ガス)の供給を制御する吸
気制御部123と、ガスタービン122通過後の発電用
燃料の排出を制御する排気制御部124と、を有して構
成されている。ここで、ガスタービン122、吸気制御
部123及び排気制御部124からなる副電源部11B
の構成は、半導体製造技術等の分野において蓄積された
微細加工技術をはじめとする、いわゆる、マイクロマシ
ン製造技術を適用することにより、例えば、単一のシリ
コンチップ121上の微小空間に集積化して形成するこ
とができる。なお、図5(a)においては、ガスタービ
ン122の構成を明確にするために、可動羽根122a
及び固定羽根122bが便宜的に露出するように示し
た。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the sub power supply section 11B according to the present configuration example has a plurality of blades that are curved along a predetermined circumferential direction while being substantially radially formed. Arrayed,
And a movable blade 1 configured to be freely rotatable.
22a, a generator 125 that is directly connected to the center of rotation of the movable blade 122a, and converts the rotational energy of the movable blade 122a into electric power based on the well-known principle of electromagnetic induction or piezoelectric conversion, and a plurality of blades of the movable blade 122a. A fixed blade 122b that is arranged in a substantially radial shape while being curved in a direction opposite to the movable blade 122a along the outer peripheral side, and that is fixed relatively to the movable blade 122a;
An intake control unit 123 that controls the supply of vaporized power generation fuel (fuel gas) to a gas turbine 122 that includes a gas turbine 122 and an exhaust control unit that controls discharge of the power generation fuel after passing through the gas turbine 122. 124. Here, the sub power supply unit 11B including the gas turbine 122, the intake control unit 123, and the exhaust control unit 124
Is formed by applying so-called micro-machine manufacturing technology including micro-fabrication technology accumulated in the field of semiconductor manufacturing technology, for example, by integrating in a minute space on a single silicon chip 121. can do. In FIG. 5A, in order to clarify the configuration of the gas turbine 122, the movable blade 122a
In addition, it is shown that the fixed blade 122b is exposed for convenience.

【0045】このような副電源部11Bにおいて、例え
ば、図5(b)に示すように、吸気制御部123を介し
てガスタービン122の固定羽根122b側から可動羽
根122a側に、燃料パック20内に封入された液体燃
料が気化した高圧の燃料ガスを吸入(矢印P2参照)す
ることにより、固定羽根122bの湾曲方向に沿って燃
料ガスの渦流が生じ、該渦流によって、可動羽根122
aが所定の方向に回転して、発電器125を駆動する。
これにより、燃料ガスが有する圧力エネルギーがガスタ
ービン122及び発電器125を介して電力に変換され
る。
In the auxiliary power supply unit 11B, for example, as shown in FIG. 5B, the fuel pack 20 is moved from the fixed blade 122b side of the gas turbine 122 to the movable blade 122a side via the intake control unit 123. The high-pressure fuel gas in which the liquid fuel enclosed in the fuel gas is vaporized is sucked (see arrow P2), thereby generating a vortex flow of the fuel gas along the curved direction of the fixed blade 122b.
a rotates in a predetermined direction to drive the generator 125.
Thereby, the pressure energy of the fuel gas is converted into electric power via the gas turbine 122 and the generator 125.

【0046】すなわち、本構成例に係る副電源部11B
に適用される発電用燃料は、少なくとも、吸気制御部1
23が開放されてガスタービン122に吸入される際に
高圧気体の状態で吸入され、また、排気制御部124が
開放されてガスタービン122内の気体が、気圧の低い
方、例えば、常圧である外気に向けて排出されることに
伴って生じる圧力差に基づく気体の流動により、可動羽
根122aを所定の方向に所定の回転速度(又は、回転
数)で回転させ、発電器125において所定の電力を発
生する。
That is, the sub power supply section 11B according to this configuration example
The power generation fuel applied to at least the intake control unit 1
When the gas is blown into the gas turbine 122 when the gas is blown into the gas turbine 122, the gas in the gas turbine 122 is blown at a lower pressure, for example, at normal pressure. The movable blade 122a is rotated at a predetermined rotation speed (or rotation speed) in a predetermined direction by a gas flow based on a pressure difference caused by being discharged toward a certain outside air. Generate power.

【0047】そして、可動羽根122aの回転に寄与
し、圧力が低下した(圧力エネルギーが消費された)燃
料ガスは、排気制御部124を介して副電源部11Bの
外部に排出される。なお、図3に示した発電モジュール
10Aにおいては、副電源部11から排出された燃料ガ
ス(排出ガス)をそのまま電源システム1の外部に排出
する構成を示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、後述する実施形態に示すように、主発電部12
における発電用燃料として再度利用する構成を有するも
のであってもよい。
The fuel gas which has contributed to the rotation of the movable blade 122a and reduced in pressure (consumption of pressure energy) is discharged to the outside of the sub power supply section 11B via the exhaust control section 124. In the power generation module 10A shown in FIG. 3, the configuration has been described in which the fuel gas (exhaust gas) discharged from the sub power supply unit 11 is directly discharged to the outside of the power supply system 1, but the present invention is not limited to this. However, as shown in an embodiment described later, the main power generation unit 12
May be configured to be reused as a fuel for power generation.

【0048】したがって、本構成例に係る副電源部11
Bにおいては、燃料パック20Aから供給される発電用
燃料(燃料ガス)FLは、必ずしも燃焼性(あるいは、
可燃性)を有している必要はなく、特に、電力の生成に
利用された燃料ガスを、そのまま電源システム1の外部
に排出する構成にあっては、発電用燃料FLを排出ガス
として排出することを考慮すれば、不燃性又は難燃性を
有し、さらに、毒性がない方が望ましい。なお、発電用
燃料が燃焼性又は毒性がある成分を含む物質からなる場
合は、排出ガスを外部に排出する前に難燃化や無毒化す
る処理が必要となることはいうまでもない。
Therefore, the sub-power supply unit 11 according to this configuration example
In B, the power generation fuel (fuel gas) FL supplied from the fuel pack 20A is not necessarily flammable (or
In particular, in a configuration in which the fuel gas used for generating the electric power is directly discharged to the outside of the power supply system 1, the fuel FL for power generation is discharged as the discharge gas. In consideration of this, it is desirable that the material has nonflammability or flame retardancy and has no toxicity. When the fuel for power generation is composed of a substance containing a combustible or toxic component, it is needless to say that a process for making the fuel inflammable or detoxifying is required before the exhaust gas is discharged to the outside.

【0049】なお、本構成例に係る副電源部11Bのよ
うに、燃料ガスの圧力エネルギーに基づいて、電力を発
生する構成においては、燃料ガスが副電源部11B(ガ
スタービン122)内を通過するのみで、上述した燃料
電池における電気化学反応のように、副生成物(水等)
が発生することがないので、発電用燃料として不燃性又
は難燃性であって、毒性がない物質を適用する場合や、
燃焼性又は毒性を有する物質であっても、電源システム
1の外部に排出する前に難燃化や無毒化する処理を行う
構成を有している場合には、排出ガスを回収する手段を
備える必要はない。
In a configuration in which electric power is generated based on the pressure energy of the fuel gas, as in the sub power supply section 11B according to this configuration example, the fuel gas passes through the sub power supply section 11B (gas turbine 122). By-products (water, etc.) like the electrochemical reaction in the fuel cell described above
When non-flammable or non-flammable, non-toxic substances are used as fuel for power generation,
Even if a substance having flammability or toxicity is included, if it has a configuration for performing a process of making it flame-retardant or detoxifying before discharging it to the outside of the power supply system 1, a means for collecting exhaust gas is provided. No need.

【0050】このような構成を有する発電装置を副電源
部に適用することにより、上述した第1の構成例と同様
に、発電モジュール10Aに対して燃料パック20Aを
結合する極めて簡易な操作のみで、I/F部30Aを介
して高圧の発電用燃料(燃料ガス)FLが副電源部11
B(ガスタービン122)に自動的に送入されて、上記
発電動作を開始、継続することができ、さらに、発電用
燃料FLの供給が継続する限り、副電源部11Bにより
所定の電力を常時、自立的に生成して、電源システム1
内外の所定の構成に供給することができる。
By applying the power generator having such a configuration to the sub-power supply section, as in the first configuration example described above, only a very simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generation module 10A is performed. , The high-pressure power generation fuel (fuel gas) FL via the I / F unit 30A
B (gas turbine 122), the power generation operation can be started and continued, and as long as the supply of the power generation fuel FL continues, predetermined power is constantly supplied by the sub power supply unit 11B. , Autonomously generated power system 1
It can be supplied to a predetermined configuration inside and outside.

【0051】(副電源部の第3の構成例)図6は、本実
施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の第
3の構成例を示す概略構成図である。第3の構成例にお
いては、副電源部の具体例として、燃料パック20Aに
封入された発電用燃料FLが有する圧力エネルギー(封
入圧力やガス圧力)により圧力駆動機関(ロータリーエ
ンジン)を駆動し、その駆動エネルギーを電力に変換す
る発電装置としての構成を有している。
(Third Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a third configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the third configuration example, as a specific example of the auxiliary power supply unit, a pressure driving engine (rotary engine) is driven by pressure energy (enclosed pressure or gas pressure) of the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A, It has a configuration as a power generation device that converts the driving energy into electric power.

【0052】図6に示すように、第3の構成例に係る副
電源部11Cは、外周が概略、楕円型の作動空間131
aを有するハウジング131と、作動空間131aの内
壁に沿って中心軸133の周囲を回転する略三角形状の
断面を有するローター132と、中心軸133に直結さ
れた発電器(図示を省略)と、を有して構成されてい
る。ここで、副電源部11Cの構成は、上述した各構成
例と同様に、マイクロマシン製造技術を適用することに
より、例えば、ミリメートルオーダーの微小空間に集積
化して形成することができる。
As shown in FIG. 6, the auxiliary power supply 11C according to the third configuration example has an elliptical working space 131 whose outer periphery is roughly elliptical.
a, a rotor 132 having a substantially triangular cross section that rotates around the central axis 133 along the inner wall of the working space 131a, and a generator (not shown) directly connected to the central axis 133; Is configured. Here, the configuration of the sub-power supply unit 11C can be formed by, for example, being integrated in a minute space on the order of millimeters by applying a micromachine manufacturing technique, similarly to the above-described respective configuration examples.

【0053】このような構成を有する副電源部11Cに
おいて、作動空間131aはほぼ常温に保たれており、
液体の状態で吸気口134aから作動空間131aに燃
料を封入すると、気化膨張するとともに、排気口134
b側を低圧、例えば、常圧に制御することにより、作動
空間131aの内壁とローター132により形成される
各作動室間に気圧差が生じ、図6(a)〜(c)に示す
ように、気化した燃料ガスが吸入口134aから排気口
134b方向に流動することにより、燃料ガスの圧力に
よりローター132がその内周を中心軸133の外周に
沿うように回転する(矢印P3)。これにより、燃料ガ
スが有する圧力エネルギーが中心軸133の回転エネル
ギーに変換されて、該中心軸133に接続された発電器
により電力に変換される。
In the sub-power supply section 11C having such a configuration, the working space 131a is maintained at almost normal temperature.
When the fuel is filled in the working space 131a from the intake port 134a in a liquid state, the fuel vaporizes and expands and the exhaust port 134a
By controlling the b side to a low pressure, for example, normal pressure, a pressure difference is generated between the inner wall of the working space 131a and each working chamber formed by the rotor 132, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). When the vaporized fuel gas flows from the intake port 134a to the exhaust port 134b, the rotor 132 rotates along the outer circumference of the central shaft 133 due to the pressure of the fuel gas (arrow P3). As a result, the pressure energy of the fuel gas is converted into rotational energy of the central shaft 133 and is converted into electric power by a generator connected to the central shaft 133.

【0054】ここで、本構成例に適用される発電器は、
上述した第2の構成例と同様に、電磁誘導や圧電変換等
の周知の原理を用いた発電器を良好に適用することがで
きる。また、本構成例においても、燃料ガスの圧力エネ
ルギーに基づいて、電力を発生する構成を有しているの
で、燃料ガスは副電源部11C(ハウジング131内の
作動空間131a)内を通過するのみで、電力が生成さ
れるので、発電用燃料として必ずしも燃焼性(あるい
は、可燃性)を有している必要はなく、少なくとも、副
電源部11Cに供給される際の常温、常圧等の所定の環
境条件の下で、気化して所定の体積に膨張されるような
高圧の燃料ガスとなる物質であれば良好に適用すること
ができる。
Here, the generator applied to this configuration example is
As in the second configuration example described above, a power generator using a known principle such as electromagnetic induction or piezoelectric conversion can be favorably applied. In addition, this configuration example also has a configuration in which electric power is generated based on the pressure energy of the fuel gas, so that the fuel gas only passes through the sub power supply unit 11C (the working space 131a in the housing 131). Since power is generated, it is not always necessary to have combustibility (or flammability) as a fuel for power generation, and at least a predetermined temperature such as normal temperature and normal pressure when supplied to the sub-power supply unit 11C. Under such environmental conditions, any substance that can be a high-pressure fuel gas that is vaporized and expanded to a predetermined volume can be applied favorably.

【0055】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、上述した各構成
例と同様に、発電モジュール10Aに対して燃料パック
20Aを結合する極めて簡易な操作のみで、I/F部3
0Aを介して高圧の発電用燃料(燃料ガス)FLが副電
源部11C(作動空間131a)に自動的に送入され
て、上記発電動作を開始、継続することができ、さら
に、発電用燃料FLの供給が継続する限り、副電源部1
1Cにより所定の電力を常時、自立的に生成して、電源
システム1内外の所定の構成に供給することができる。
Therefore, by applying the power generator having such a configuration to the sub power supply unit, as in each of the above-described configuration examples, only a very simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generation module 10A is performed. , I / F section 3
0A, the high-pressure power generation fuel (fuel gas) FL is automatically sent to the sub-power supply unit 11C (working space 131a) to start and continue the power generation operation. As long as the supply of FL continues,
The predetermined power can always be generated independently by the 1C and supplied to a predetermined configuration inside and outside the power supply system 1.

【0056】(副電源部の第4の構成例)図7は、本実
施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の第
4の構成例を示す概略構成図である。第4の構成例にお
いては、副電源部の具体例として、燃料パック20Aに
封入された発電用燃料FLの触媒燃焼反応に基づいて熱
エネルギーを発生することにより生じる温度差を利用し
た熱電変換発電により電力を発生する発電装置としての
構成を有している。
(Fourth Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a fourth configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the fourth configuration example, as a specific example of the sub power supply unit, thermoelectric conversion power generation utilizing a temperature difference generated by generating thermal energy based on a catalytic combustion reaction of the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A. As a power generating device that generates electric power.

【0057】図7(a)に示すように、第4の構成例に
係る副電源部11Dは、概略、発電用燃料FLを触媒燃
焼させて熱エネルギーを発生させる触媒燃焼部141
と、概ね一定の温度を保持する定温部142と、触媒燃
焼部141を第1の温度端、定温部142を第2の温度
端として、該第1及び第2の温度端間に接続された熱電
変換素子143と、を備えた温度差発電器の構成を有し
ている。ここで、熱電変換素子143は、図7(b)に
示すように、2種類の半導体又は金属(以下、便宜的に
「金属等」という)MA、MBの端部相互が接合(例え
ば、金属等MAの両端部に、各々金属等MBが接合)さ
れ、各接合部N1、N2が上記触媒燃焼部141(第1
の温度端)及び定温部142(第2の温度端)に各々接
続された構成を有している。また、定温部142は、例
えば、電源システム1が装着されるデバイスDVCに設
けられた開口部等を介して、常時外気に晒され、略一定
の温度を保持するように構成されている。なお、図7に
示した温度差発電器からなる副電源部11Dの構成は、
上述した各構成例と同様に、マイクロマシン製造技術を
適用することにより、微小空間に集積化して形成するこ
とができる。
As shown in FIG. 7A, a sub-power supply 11D according to the fourth configuration example generally includes a catalytic combustion section 141 for catalytically combusting the power generation fuel FL to generate thermal energy.
A constant temperature section 142 for maintaining a substantially constant temperature; a catalytic combustion section 141 as a first temperature end; and a constant temperature section 142 as a second temperature end, which are connected between the first and second temperature ends. And a thermoelectric conversion element 143. Here, as shown in FIG. 7B, the ends of two types of semiconductors or metals (hereinafter, referred to as “metals or the like”) MA and MB are joined (for example, metal). The metal etc. MB is joined to both ends of the same MA, respectively, and the respective joints N1 and N2 are connected to the catalytic combustion section 141 (first
(The temperature end) and the constant temperature part 142 (the second temperature end). Further, the constant temperature section 142 is configured to be constantly exposed to the outside air, for example, through an opening provided in a device DVC to which the power supply system 1 is mounted, and to maintain a substantially constant temperature. The configuration of the sub power supply unit 11D including the temperature difference generator shown in FIG.
In the same manner as in each of the above-described configuration examples, by applying the micromachine manufacturing technology, the semiconductor device can be formed in an integrated manner in a minute space.

【0058】このような構成を有する副電源部11Dに
おいて、図7(c)に示すように、燃料パック20Aに
封入された発電用燃料(燃焼ガス)FLがI/F部30
Aを介して、触媒燃焼部141に供給されると、触媒燃
焼反応により発熱して、触媒燃焼部141(第1の温度
端)の温度が上昇する。一方、定温部142の温度は、
ほぼ一定に保持されるように構成されているので、触媒
燃焼部141と定温部142との間には温度差が発生す
る。そして、この温度差に基づいて、熱電変換素子14
3におけるゼーベック効果により、所定の起電力が発生
して電力が生成される。
As shown in FIG. 7C, in the sub-power supply section 11D having such a configuration, the power generation fuel (combustion gas) FL sealed in the fuel pack 20A is supplied to the I / F section 30.
When supplied to the catalytic combustion unit 141 via A, heat is generated by the catalytic combustion reaction, and the temperature of the catalytic combustion unit 141 (first temperature end) increases. On the other hand, the temperature of the constant temperature part 142 is
Since it is configured to be kept substantially constant, a temperature difference occurs between the catalytic combustion unit 141 and the constant temperature unit 142. Then, based on the temperature difference, the thermoelectric conversion element 14
By the Seebeck effect in No. 3, a predetermined electromotive force is generated to generate power.

【0059】具体的には、第1の温度端(接合部N1)
における温度をTa、第2の温度端(接合部N2)にお
ける温度をTb(<Ta)と規定した場合、該温度T
a、Tb間の差が微小である場合には、図7(b)に示
した出力端子Oa、Ob間に、Vab=Sab×(Ta−T
b)の電圧が生じる。ここで、Sabは、金属等MA、M
Bの相対ゼーベック係数である。
More specifically, the first temperature end (joint N1)
Is defined as Ta, and the temperature at the second temperature end (joint N2) is defined as Tb (<Ta).
When the difference between a and Tb is small, Vab = Sab × (Ta−T) between the output terminals Oa and Ob shown in FIG.
The voltage of b) results. Here, Sab is MA or M
B is the relative Seebeck coefficient.

【0060】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、上述した各構成
例と同様に、発電モジュール10Aに対して燃料パック
20Aを結合する極めて簡易な操作のみで、I/F部3
0Aを介して発電用燃料(液体燃料又は液化燃料又は気
体燃料)が副電源部11D(触媒燃焼部141)に自動
的に送入されて、触媒燃焼反応に伴う熱エネルギーが発
生し、上記温度差発電器による発電動作を開始、継続す
ることができ、さらに、発電用燃料FLの供給が継続す
る限り、副電源部11Dにより所定の電力を常時、自立
的に生成して、電源システム1内外の所定の構成に供給
することができる。
Therefore, by applying the power generating device having such a configuration to the sub power supply unit, as in the above-described respective configuration examples, only a very simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generating module 10A is performed. , I / F section 3
The fuel for power generation (liquid fuel or liquefied fuel or gaseous fuel) is automatically sent to the sub-power supply unit 11D (catalyst combustion unit 141) via 0A to generate thermal energy associated with the catalytic combustion reaction, and the above temperature The power generation operation by the difference power generator can be started and continued, and as long as the supply of the power generation fuel FL continues, predetermined power is constantly and independently generated by the sub power supply unit 11D, and the power supply system 1 is internally and externally powered. To a predetermined configuration.

【0061】なお、本構成例においては、触媒燃焼部1
41と定温部142における温度差に基づいて、ゼーベ
ック効果により電力を発生する温度差発電器について説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
金属の加熱により金属表面から自由電子が放出される熱
電子放出現象に基づいて、電力を発生する構成を有する
ものであってもよい。
In this embodiment, the catalytic combustion unit 1
Although the temperature difference generator that generates electric power by the Seebeck effect based on the temperature difference between the temperature control unit 41 and the constant temperature unit 142 has been described, the present invention is not limited to this.
A configuration may be employed in which power is generated based on a thermoelectron emission phenomenon in which free electrons are emitted from the metal surface by heating the metal.

【0062】(副電源部の第5の構成例)図8は、本実
施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の第
5の構成例を示す概略構成図である。第5の構成例にお
いては、副電源部の具体例として、燃料パック20Aに
封入された発電用燃料(液体燃料)FLが気化反応に基
づいて熱エネルギーを吸収することにより生じる温度差
を利用した熱電変換発電により電力を発生する発電装置
としての構成を有している。
(Fifth Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a fifth configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the fifth configuration example, as a specific example of the sub-power supply unit, a temperature difference generated by the thermal power (liquid fuel) FL enclosed in the fuel pack 20A absorbing heat energy based on a vaporization reaction is used. It has a configuration as a power generation device that generates electric power by thermoelectric conversion power generation.

【0063】図8(a)に示すように、第5の構成例に
係る副電源部11Eは、概略、発電用燃料(特に、液化
燃料)FLを気化させた場合に熱エネルギーを吸収する
ことにより実現される冷熱を保持する冷熱保持部151
と、概ね一定の温度を保持する定温部152と、冷熱保
持部151を第1の温度端、定温部152を第2の温度
端として、第1及び第2の温度端間に接続された熱電変
換素子153と、を備えた温度差発電器の構成を有して
いる。ここで、熱電変換素子153は、上述した第4の
構成例(図7(b)参照)に示したものと同等の構成を
有している。また、定温部152は、電源システム1内
外の他の領域に接触又は晒されることにより、略一定の
温度を保持するように構成されている。なお、図8に示
した温度差発電器からなる副電源部11Eの構成も、上
述した各構成例と同様に、微小空間に集積化して形成さ
れる。
As shown in FIG. 8A, the sub power supply section 11E according to the fifth configuration example absorbs thermal energy when the fuel for power generation (particularly, liquefied fuel) FL is vaporized. Heat holding unit 151 that holds cold heat realized by
A constant-temperature section 152 for maintaining a substantially constant temperature; a thermoelectric element connected between the first and second temperature ends, with the cold-heat holding section 151 as a first temperature end and the constant-temperature section 152 as a second temperature end. And a conversion element 153. Here, the thermoelectric conversion element 153 has the same configuration as that shown in the above-described fourth configuration example (see FIG. 7B). The constant temperature section 152 is configured to maintain a substantially constant temperature by contacting or being exposed to other areas inside and outside the power supply system 1. The configuration of the sub power supply unit 11E composed of the temperature difference generator shown in FIG. 8 is also integrated and formed in a minute space, similarly to the above-described respective configuration examples.

【0064】このような構成を有する副電源部11Eに
おいて、図8(b)に示すように、例えば、燃料パック
20Aに所定の圧力条件で封入された発電用燃料(液化
燃料)FLがI/F部30Aを介して、副電源部11E
に供給され、常温、常圧等の所定の環境条件に移行する
ことにより、発電用燃料FLが気化し、その際、周囲か
ら熱エネルギーを吸収して、冷熱保持部151の温度が
低下する。一方、定温部152の温度は、ほぼ一定に保
持されるように構成されているので、冷熱保持部151
と定温部152との間には温度差が発生する。そして、
この温度差に基づいて、熱電変換素子153におけるゼ
ーベック効果により、上述した第4の構成例に示したも
のと同様に、所定の起電力が発生して電力が生成され
る。
As shown in FIG. 8B, in the sub-power supply unit 11E having such a configuration, for example, the power generation fuel (liquefied fuel) FL sealed under predetermined pressure conditions in the fuel pack 20A is subjected to I / O. The sub power supply unit 11E via the F unit 30A
The fuel cell FL is vaporized by shifting to a predetermined environmental condition such as normal temperature and normal pressure, and at this time, heat energy is absorbed from the surroundings, and the temperature of the cold storage unit 151 decreases. On the other hand, since the temperature of the constant temperature section 152 is configured to be kept substantially constant,
A temperature difference occurs between the temperature and the constant temperature section 152. And
Based on this temperature difference, a predetermined electromotive force is generated by the Seebeck effect of the thermoelectric conversion element 153, as in the fourth configuration example described above, and power is generated.

【0065】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、上述した各構成
例と同様に、発電モジュール10Aに対して燃料パック
20Aを結合する極めて簡易な操作のみで、I/F部3
0Aを介して発電用燃料(液化燃料)FLが副電源部1
1Eに自動的に送入されて、気化反応により熱エネルギ
ーが吸収されて冷熱が生じ、上記温度差発電器による発
電動作を開始、継続することができ、さらに、発電用燃
料FLの供給が継続する限り、副電源部11Eにより所
定の電力を常時、自立的に生成して、電源システム1内
外の所定の構成に供給することができる。なお、本構成
例においては、冷熱保持部151と定温部152におけ
る温度差に基づいて、ゼーベック効果により電力を発生
する温度差発電器について説明したが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、熱電子放出現象に基づい
て、電力を発生する構成を有するものであってもよい。
Therefore, by applying the power generation device having such a configuration to the sub power supply unit, as in the above-described respective configuration examples, only a very simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generation module 10A is performed. , I / F section 3
0A, the power generation fuel (liquefied fuel) FL is supplied to the sub power supply unit 1
1E, the thermal energy is absorbed by the vaporization reaction to generate cold heat, the power generation operation by the temperature difference generator can be started and continued, and the supply of the power generation fuel FL is continued. As long as the power is supplied, the sub power supply unit 11E can always and independently generate predetermined power and supply the power to a predetermined configuration inside and outside the power supply system 1. In the present configuration example, the temperature difference generator that generates electric power by the Seebeck effect based on the temperature difference between the cold heat holding unit 151 and the constant temperature unit 152 has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, a configuration may be employed in which power is generated based on the thermoelectron emission phenomenon.

【0066】(副電源部の第6の構成例)図9は、本実
施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の第
6の構成例を示す概略構成図である。第6の構成例にお
いては、副電源部の具体例として、燃料パック20Aに
封入された発電用燃料に対する生物化学的な反応を利用
して電力を発生する発電装置としての構成を有してい
る。
(Sixth Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a sixth configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the sixth configuration example, as a specific example of the sub-power supply unit, there is a configuration as a power generation device that generates electric power using a biochemical reaction with respect to the fuel for power generation sealed in the fuel pack 20A. .

【0067】図9に示すように、第6の構成例に係る副
電源部11Fは、概略、発電用燃料を栄養源として成育
する微生物や生体触媒(以下、便宜的に「微生物等」と
いう)BIOが貯蔵された生体培養槽161と、該生体
培養槽161内に設けられた陽極側電極161a及び陰
極側電極161bと、を備えた構成を有している。この
ような構成において、燃料パック20AからI/F部3
0Aを介して発電用燃料FLを供給することにより、上
記生体培養槽161内で微生物等BIOによる呼吸等の
代謝等(生物化学的反応)が生じて電子(e)が生成
される。そして、この電子を陽極側電極161aにより
捕獲することにより、出力端子Oa、Obから所定の電
力が得られる。
As shown in FIG. 9, the sub-power supply section 11F according to the sixth configuration example is generally composed of microorganisms and biocatalysts (hereinafter referred to as "microorganisms" for convenience) that grow using fuel for power generation as a nutrient source. The living body culture tank 161 in which BIO is stored, and an anode electrode 161a and a cathode electrode 161b provided in the living body culture tank 161 are provided. In such a configuration, the I / F unit 3 is connected to the fuel pack 20A.
When the fuel FL for power generation is supplied via OA, metabolism (biochemical reaction) such as respiration by microorganisms such as BIO occurs in the living body culture tank 161 to generate electrons (e ). Then, by capturing the electrons by the anode-side electrode 161a, predetermined power is obtained from the output terminals Oa and Ob.

【0068】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、上述した各構成
例と同様に、発電モジュール10Aに対して燃料パック
20Aを結合する極めて簡易な操作のみで、I/F部3
0Aを介して微生物等BIOの栄養源となる発電用燃料
FLが副電源部11F(生体培養槽161)に自動的に
送入されて、微生物等BIOの生物化学的な反応による
発電動作が開始され、さらに、発電用燃料の供給が継続
する限り、所定の電力を常時、自立的に生成して、電源
システム1内外の所定の構成に供給することができる。
Therefore, by applying the power generator having such a configuration to the sub-power supply section, as in each of the above-described configuration examples, only a very simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generation module 10A is performed. , I / F section 3
The fuel for power generation FL, which is a nutrient source of BIO such as microorganisms, is automatically sent to the sub power supply unit 11F (living culture tank 161) via OA, and the power generation operation by the biochemical reaction of BIO such as microorganisms starts. Furthermore, as long as the supply of the fuel for power generation is continued, the predetermined power can be constantly generated independently and supplied to a predetermined configuration inside and outside the power supply system 1.

【0069】なお、上記生物化学的反応において、微生
物等BIOによる光合成を利用して電力の生成を行う場
合にあっては、例えば、電源システム1が装着されるデ
バイスDVCに予め設けられた開口部や、透明又は半透
明の材料により構成されたデバイスDVCの筐体等を介
して、外光が入射するように構成することにより、所定
の電力を常時自立的に生成して供給することができる。
In the above-mentioned biochemical reaction, when power is generated using photosynthesis by BIO such as a microorganism, for example, an opening provided in advance in a device DVC to which the power supply system 1 is mounted is provided. Also, by configuring the external light to enter through a device DVC housing or the like made of a transparent or translucent material, predetermined power can always be generated and supplied autonomously. .

【0070】(副電源部の第7の構成例)図10は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の
第7の構成例を示す概略構成図である。第7の構成例に
おいては、副電源部の具体例として、燃料パック20A
から供給される発電用燃料の流体移動により生じる振動
エネルギーを電力に変換する発電装置としての構成を有
している。
(Seventh Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a seventh configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the seventh configuration example, as a specific example of the sub power supply unit, the fuel pack 20A
As a power generation device that converts vibration energy generated by fluid movement of the power generation fuel supplied from the power supply into electric power.

【0071】図10(a)に示すように、第7の構成例
に係る副電源部11Gは、概略、液体又は気体からなる
発電用燃料が所定方向に移動することにより、少なくと
も一端側が振動可能なように構成され、その振動端17
1aに電磁コイル173が設けられた振動子171と、
電磁コイル173に対向して永久磁石174が設けら
れ、発電用燃料の移動に対して振動を生じない固定子1
72と、を備えた振動発電器としての構成を有してい
る。このような構成において、図10(b)に示すよう
に、燃料パック20AからI/F部30Aを介して発電
用燃料FLを供給することにより、発電用燃料FLの流
動方向に対して概ね直交する方向(図中、矢印P4)
に、固定子172に対して振動子171(振動端171
a)が所定の振動数で振動を生じる。この振動により永
久磁石174と電磁コイル173間の相対位置に変化が
生じることにより、電磁誘導が発生して、電磁コイル1
73を通じて所定の電力が得られる。
As shown in FIG. 10A, at least one end of the sub-power supply section 11G according to the seventh configuration can vibrate when the power generation fuel composed of liquid or gas moves in a predetermined direction. The vibration end 17
A vibrator 171 provided with an electromagnetic coil 173 in 1a;
A permanent magnet 174 is provided opposite to the electromagnetic coil 173, and does not generate vibration with respect to the movement of the fuel for power generation.
72 as a vibration power generator. In such a configuration, as shown in FIG. 10B, by supplying the power generation fuel FL from the fuel pack 20A via the I / F unit 30A, the flow direction of the power generation fuel FL is substantially orthogonal. Direction (arrow P4 in the figure)
Next, the vibrator 171 (the vibrating end 171) is
a) generates vibration at a predetermined frequency. This vibration causes a change in the relative position between the permanent magnet 174 and the electromagnetic coil 173, thereby causing electromagnetic induction and causing the electromagnetic coil 1
Predetermined power is obtained through 73.

【0072】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、上述した各構成
例と同様に、発電モジュール10Aに対して燃料パック
20Aを結合する極めて簡易な操作のみで、I/F部3
0Aを介して流体としての発電用燃料FLが副電源部1
1Gに自動的に送入されて、流体移動に伴う振動子17
1の振動エネルギーの変換による発電動作が開始され、
さらに、発電用燃料FLの供給が継続する限り、所定の
電力を常時、自立的に生成して、電源システム1内外の
所定の構成に供給することができる。
Therefore, by applying the power generating device having such a configuration to the sub power supply unit, as in the above-described respective configuration examples, only an extremely simple operation of connecting the fuel pack 20A to the power generating module 10A is performed. , I / F section 3
0A, the fuel FL for power generation as a fluid is
1G is automatically sent to the 1G
The power generation operation by the conversion of vibration energy of 1 is started,
Furthermore, as long as the supply of the power generation fuel FL is continued, predetermined power can be constantly generated independently and supplied to a predetermined configuration inside and outside the power supply system 1.

【0073】なお、上述した各構成例は、発電モジュー
ル10Aに適用される副電源部11の一例を示したに過
ぎず、本発明に係る電源システムの構成を何ら限定する
ものではない。要するに、本発明に適用される副電源部
11は、燃料パック20Aに封入された液体燃料又は液
化燃料又は気体燃料が直接的に供給されることにより、
副電源部11内部で電気化学反応や電磁誘導、発熱、吸
熱反応に伴う温度差等、エネルギーの変換作用に基づい
て電力を発生することができるものであれば、他の構成
を有するものであってもよく、例えば、ガスタービンや
ロータリーエンジン以外のガス圧力駆動エンジンと電磁
誘導や圧電変換による発電器とを組み合わせたものであ
ってもよいし、次に示すように、上述した各副電源部1
1と同等の発電装置に付加して、電力蓄積手段(蓄電装
置)を備え、副電源部11により発電された電力の一部
を蓄電した後、電源システム1(主発電部12)の起動
時に、主発電部12又は出力制御部14に対して起動電
力として供給するように構成したものを適用することも
できる。
Note that each of the above configuration examples is merely an example of the sub power supply section 11 applied to the power generation module 10A, and does not limit the configuration of the power supply system according to the present invention. In short, the sub power supply unit 11 applied to the present invention is configured such that the liquid fuel, the liquefied fuel, or the gaseous fuel sealed in the fuel pack 20A is directly supplied,
Any other components can be used as long as they can generate power based on an energy conversion action, such as a temperature difference caused by an electrochemical reaction, electromagnetic induction, heat generation, and endothermic reaction inside the sub-power supply unit 11. For example, it may be a combination of a gas pressure driven engine other than a gas turbine or a rotary engine and a generator by electromagnetic induction or piezoelectric conversion, or as described below, 1
In addition to the power generation device equivalent to the first power generation device 1, a power storage unit (power storage device) is provided, and after a part of the power generated by the sub power supply unit 11 is stored, the power supply system 1 (main power generation unit 12) is activated. Alternatively, a configuration in which the main power generation unit 12 or the output control unit 14 is supplied as starting power may be applied.

【0074】(副電源部の第8の構成例)図11は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の
第8の構成例を示す概略構成図である。図11に示すよ
うに、第8の構成例に係る副電源部11Hは、概略、燃
料パック20Aに封入された発電用燃料(液体燃料又は
液化燃料又は気体燃料)FLがI/F部30に設けられ
燃料輸送管を介して毛細管現象により直接的に供給され
ることにより、コントローラ電力、動作電力及び起動電
力となる電力を自立的に発生することができる発電装置
(例えば、上述した各構成例に示した副電源部)181
と、該発電装置181により生成された電力の一部を蓄
積する2次電池又はコンデンサ等からなる電荷蓄積部1
82と、動作制御部13からの動作制御信号に基づい
て、電荷蓄積部182への電力の蓄積、放出を切り換え
設定するスイッチ183と、を備えた構成を有してい
る。
(Eighth Configuration Example of Sub-Power Supply Unit) FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an eighth configuration example of the sub-power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, in the sub power supply unit 11H according to the eighth configuration example, the power generation fuel (liquid fuel or liquefied fuel or gaseous fuel) FL sealed in the fuel pack 20A is generally supplied to the I / F unit 30. A power generation device capable of autonomously generating electric power serving as controller electric power, operating electric power, and starting electric power by being directly supplied by a capillary phenomenon via a provided fuel transport pipe (for example, each of the above-described configuration examples) 181)
And a charge storage unit 1 including a secondary battery or a capacitor for storing a part of the electric power generated by the power generation device 181.
82, and a switch 183 that switches between accumulation and release of electric power to and from the electric charge accumulation unit 182 based on an operation control signal from the operation control unit 13.

【0075】このような構成において、燃料パックから
の発電用燃料の供給が持続している間、常時駆動してい
る発電装置181により生成された電力は、デバイスD
VCのコントローラ電力及び動作制御部13の動作電力
として出力されるとともに、その一部がスイッチ183
を介して電荷蓄積部182に蓄積される。そして、例え
ば、動作制御部13が、デバイスDVCのコントローラ
CNTから出力される、負荷LDがオフ状態から起動し
てオン状態に切り替わる負荷駆動情報を端子部184を
介して受け取り、デバイスDVC(負荷LD)の駆動を
検出した場合には、動作制御部13から出力される動作
制御信号に基づいて、スイッチ183の接続状態が切り
替わり、電荷蓄積部182に蓄積されていた電力が主発
電部12又は出力制御部14に対して起動電力として供
給される。
In such a configuration, while the supply of the fuel for power generation from the fuel pack is continued, the electric power generated by the power generator 181 which is always driven is supplied to the device D.
It is output as the controller power of the VC and the operation power of the operation control unit 13, and a part of the power is output from the switch 183.
Is stored in the charge storage unit 182 via the. Then, for example, the operation control unit 13 receives, via the terminal unit 184, load drive information output from the controller CNT of the device DVC, which activates the load LD from the off state and switches the load LD to the on state, and receives the device DVC (load LD ) Is detected, the connection state of the switch 183 is switched based on the operation control signal output from the operation control unit 13, and the power stored in the charge storage unit 182 is changed to the main power generation unit 12 or the output. It is supplied to the control unit 14 as starting power.

【0076】したがって、このような構成を有する副電
源部によれば、発電装置181により単位時間当たりに
生成される電力を駆動電力特性の低いもの(微弱な電
力)に設定した場合であっても、電荷蓄積部182に蓄
積された電力を瞬時に放出することにより、主発電部1
2又は出力制御部14に対して、十分に駆動電力特性が
高い電力を供給することができる。よって、発電装置1
81の発電能力を十分小さいものに設定することができ
るので、副電源部11の構成を小型化することができ
る。
Therefore, according to the auxiliary power supply unit having such a configuration, even when the power generated by the power generation device 181 per unit time is set to a low drive power characteristic (weak power). , By instantaneously releasing the power stored in the charge storage unit 182,
2 or the output control unit 14 can be supplied with power having sufficiently high driving power characteristics. Therefore, the power generator 1
Since the power generation capacity of the power supply 81 can be set to a sufficiently small value, the configuration of the sub power supply unit 11 can be reduced in size.

【0077】なお、本構成例においては、コントローラ
電力、動作電力及び起動電力となる電力を自立的に発生
する発電装置と、この電力を蓄積、放出する電荷蓄積部
とを備えた構成について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、例えば、予め電荷が蓄積された
2次電池又はコンデンサ等からなる電荷蓄積部のみを備
え、常時コントローラ電力、動作電力及び起動電力とな
る所定の電力に相当する電荷を放出するものであっても
よい。ここで、電荷蓄積部は、上記電力に相当する電荷
を放出する放電動作のみではなく、例えば、後述する主
発電部12から負荷駆動電力として出力される電力の一
部を蓄積する充電動作を行うように構成してもよい。こ
の場合、電荷蓄積部の具体的な構成としては、例えば、
周知の電気二重層コンデンサを良好に適用することがで
きる。
In this configuration example, a configuration has been described which includes a power generation device that independently generates power serving as controller power, operating power, and starting power, and a charge storage unit that stores and discharges this power. However, the present invention is not limited to this. It may emit electric charges corresponding to electric power. Here, the charge accumulating unit performs not only a discharging operation of discharging electric charges corresponding to the power but also a charging operation of accumulating a part of electric power output as load driving electric power from the main power generation unit 12 described later. It may be configured as follows. In this case, as a specific configuration of the charge storage unit, for example,
A well-known electric double layer capacitor can be applied favorably.

【0078】<主発電部12>本実施形態に係る発電モ
ジュールに適用される主発電部12は、図3に示したよ
うに、動作制御部13による起動制御に基づいて、燃料
パック20Aから供給される発電用燃料FLが有する物
理的又は化学的エネルギー等を用いて、デバイスDVC
(負荷LD)を駆動するために必要な所定の電力(負荷
駆動電力となる電力)を発生する構成を有している。主
発電部12の具体的な構成としては、例えば、燃料パッ
ク20Aから供給される発電用燃料FLを用いた電気化
学反応によるもの(燃料電池)や、燃焼反応に伴う熱エ
ネルギーによるもの(温度差発電)、燃焼反応等に伴う
圧力エネルギーを用いて発電器を回転させて電力を発生
する力学的なエネルギー変換作用等によるもの(内燃、
外燃機関発電)、また、発電用燃料FLの流体エネルギ
ーや熱エネルギーを電磁誘導の原理等を利用して電力に
変換するもの(電磁流体力学発電、熱音響効果発電等)
等、種々の形態を適用することができる。
<Main Power Generation Unit 12> The main power generation unit 12 applied to the power generation module according to the present embodiment is supplied from the fuel pack 20A based on the start control by the operation control unit 13, as shown in FIG. Device DVC using physical or chemical energy of the generated power generation fuel FL
(Load LD) is configured to generate a predetermined power (power serving as load driving power) required to drive the (load LD). Specific configurations of the main power generation unit 12 include, for example, a configuration based on an electrochemical reaction (fuel cell) using the power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20A, and a configuration based on thermal energy accompanying a combustion reaction (temperature difference). Power generation), a mechanical energy conversion function that generates electric power by rotating a generator using pressure energy associated with combustion reactions (internal combustion,
(External combustion engine power generation), and those that convert fluid energy or heat energy of power generation fuel FL into electric power using the principle of electromagnetic induction (magnetohydrodynamic power generation, thermoacoustic power generation, etc.)
For example, various modes can be applied.

【0079】ここで、主発電器12により生成される電
力は、デバイスDVC全体の各種機能(負荷LD)の駆
動を行う主電力であるため、駆動電力特性が高く設定さ
れる。したがって、上述した副電源部11により生成さ
れ、デバイスDVCのコントローラ電力や動作制御部1
3の動作電力等となる電力とはその性質を異にする。
Here, since the power generated by the main generator 12 is the main power for driving various functions (load LD) of the entire device DVC, the driving power characteristic is set high. Therefore, the controller power of the device DVC generated by the sub power supply unit 11 and the operation control unit 1
The characteristic is different from the power used as the operation power of No. 3 and the like.

【0080】以下に、各々の具体例について、図面を参
照して簡単に説明する。 (主発電部の第1の構成例)図12は、本実施形態に係
る電源モジュールに適用可能な主発電部の第1の構成例
を示す概略構成図であり、図13は、本構成例に係る主
発電部に適用される燃料改質部における水素生成過程を
示す概念図である。ここでは、上述した電源システムの
構成(図3)を適宜参照しながら説明する。第1の構成
例においては、主発電部の具体例として、燃料パック2
0Aから出力制御部14を介して供給される発電用燃料
FLを用い、電気化学反応により電力を発生する燃料改
質方式を採用した固体高分子型の燃料電池の構成を有し
ている。
Hereinafter, each specific example will be briefly described with reference to the drawings. (First Configuration Example of Main Power Generation Unit) FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a first configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a hydrogen generation process in a fuel reforming section applied to a main power generation section according to the first embodiment. Here, description will be made with reference to the configuration of the power supply system (FIG. 3) as appropriate. In the first configuration example, as a specific example of the main power generation unit, the fuel pack 2
It has a configuration of a polymer electrolyte fuel cell adopting a fuel reforming method of generating power by an electrochemical reaction using power generation fuel FL supplied from 0A via an output control unit 14.

【0081】図12に示すように、主発電部12Aは、
大別して、燃料パック20Aから供給される発電用燃料
FLに対して所定の改質反応を利用して、発電用燃料F
Lに含有される所定の燃料成分(水素)を抽出する燃料
改質部(燃料改質器)210aと、燃料改質部210a
により抽出された燃料成分を利用して電気化学反応によ
り、負荷214(デバイスDVCの負荷LD)を駆動す
るための所定の電力を発生する燃料電池本体210b
と、を有して構成されている。
As shown in FIG. 12, the main power generation unit 12A
Broadly, the power generation fuel FL is supplied from the fuel pack 20A by utilizing a predetermined reforming reaction with the power generation fuel FL.
A fuel reformer (fuel reformer) 210a for extracting a predetermined fuel component (hydrogen) contained in L, a fuel reformer 210a
Cell body 210b that generates predetermined power for driving load 214 (load LD of device DVC) by an electrochemical reaction using the fuel component extracted by
And is configured.

【0082】燃料改質部210aは、図13(a)に示
すように、概略、燃料パック20Aから出力制御部14
を介して供給される発電用燃料FLに対して、蒸発及び
水蒸気改質反応からなる各過程を介して、燃料成分を抽
出し、燃料電池本体210bに供給する。例えば、メタ
ノール(CHOH)及び水(HO)を発電用燃料F
Lとして、水素ガス(H)を生成する場合にあって
は、まず、蒸発過程において、液体燃料であるメタノー
ル及び水に対してヒータで概ね100℃の温度条件の雰
囲気に設定することにより、41.7kJ/molの熱エネル
ギーを吸熱してメタノール(CHOH)及び水(H
O)を気化させる。
As shown in FIG. 13 (a), the fuel reforming section 210a generally comprises a fuel pack 20A and an output control section 14a.
The fuel component is extracted from the power generation fuel FL supplied through the fuel cell through each process including the evaporation and the steam reforming reaction, and is supplied to the fuel cell main body 210b. For example, methanol (CH 3 OH) and water (H 2 O) are converted into fuel F for power generation.
In the case of generating hydrogen gas (H 2 ) as L, first, in a vaporization process, an atmosphere of a temperature condition of approximately 100 ° C. is set with respect to methanol and water as liquid fuels by using a heater. By absorbing heat energy of 41.7 kJ / mol, methanol (CH 3 OH) and water (H 2
O) is vaporized.

【0083】次いで、水蒸気改質反応過程においては、
上記気化したメタノール(CHOH)及び水(H
O)に対してヒータで概ね300℃の温度条件の雰囲
気に設定することにより、49.4kJ/molの熱エネルギ
ーを吸熱して、次の化学反応式(3)に示すように、水
素(H)と微量の二酸化炭素(CO)が生成され
る。なお、この水蒸気改質反応においては、水素
(H)と二酸化炭素(CO)以外に副生成物として
微量の一酸化炭素(CO)が生成される場合がある。 CHOH+HO → 3H+CO ・・・(3)
Next, in the steam reforming reaction process,
The vaporized methanol (CH 3 OH) and water (H
By setting the atmosphere of a temperature of approximately 300 ° C. by the heater against 2 O), and absorbs the heat energy of 49.4kJ / mol, as shown in the following chemical equation (3), hydrogen ( H 2 ) and a trace amount of carbon dioxide (CO 2 ) are produced. In this steam reforming reaction, a small amount of carbon monoxide (CO) may be generated as a by-product other than hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ). CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (3)

【0084】ここで、図13(b)に示すように、水蒸
気改質反応において副生成物として生成される一酸化炭
素(CO)を除去するための選択酸化触媒部210cを
燃料改質部210aの後段に付設して、水性シフト反応
及び選択酸化反応からなる各過程を介して、一酸化炭素
(CO)を二酸化炭素(CO)及び水素(H)に変
換して、有害物質の排出を抑止するように構成してもよ
い。具体的には、水性シフト反応過程において、一酸化
炭素(CO)に対して水(水蒸気;HO)を反応させ
ることにより40.2kJ/molの熱エネルギーを発熱し
て、次の化学反応式(4)に示すように、二酸化炭素
(CO)と水素(H)が生成される。 CO+HO →CO+H ・・・(4)
Here, as shown in FIG. 13B, a selective oxidation catalyst section 210c for removing carbon monoxide (CO) generated as a by-product in the steam reforming reaction is replaced with a fuel reforming section 210a. Is provided at the subsequent stage to convert carbon monoxide (CO) into carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) through respective processes including an aqueous shift reaction and a selective oxidation reaction, thereby discharging harmful substances. May be suppressed. More specifically, in the aqueous shift reaction process, carbon monoxide (CO) is reacted with water (steam; H 2 O) to generate heat energy of 40.2 kJ / mol to generate the next chemical reaction. As shown in equation (4), carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) are generated. CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (4)

【0085】さらに、選択酸化反応過程において、水性
シフト反応により二酸化炭素(CO )と水素(H
に変換されなかった一酸化炭素(CO)に対して酸素
(O)を反応させることにより283.5kJ/molの熱
エネルギーを発熱して、次の化学反応式(5)に示すよ
うに、二酸化炭素(CO)が生成される。 CO+(1/2)O →CO ・・・(5)
Further, in the selective oxidation reaction process, aqueous
Carbon dioxide (CO 2) And hydrogen (H2)
Oxygen to carbon monoxide (CO) not converted to
(O2) To give a heat of 283.5 kJ / mol
Generates energy and is shown in the following chemical reaction formula (5).
Sea urethane, carbon dioxide (CO2) Is generated. CO + (1/2) O2 → CO2 ... (5)

【0086】上記一連の燃料改質反応により生成される
水素以外の微量の生成物(主に、二酸化炭素)は、発電
モジュール10Aに設けられた排出孔(図示を省略;具
体構成例において後述する)を介して、大気中に排出さ
れる。なお、このような機能を有する燃料改質部の具体
的な構成については、他の構成とともに、後述する具体
構成例において詳しく説明する。
A small amount of products other than hydrogen (mainly, carbon dioxide) generated by the above-described series of fuel reforming reactions are discharged to the discharge holes (not shown in the power generation module 10A; specific configuration examples will be described later). ) And is released to the atmosphere. The specific configuration of the fuel reforming section having such a function will be described in detail in a specific configuration example described later, together with other configurations.

【0087】燃料電池本体210bは、図12に示すよ
うに、上述した副電源部11に適用される燃料直接供給
方式の燃料電池と同様に、概略、例えば、白金やパラジ
ウム、さらには白金・ルテニウム等の触媒微粒子が付着
した炭素電極からなる燃料極(カソード)211と、白
金等の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる空気極
(アノード)212と、燃料極211と空気極212の
間に介装されたフィルム状のイオン導電膜(交換膜)2
13と、を有して構成されている。ここで、燃料極21
1には、後述する出力制御部14により供給量が制御さ
れた発電用燃料FLから、上記燃料改質部210aによ
り抽出された水素ガス(H)が供給され、一方、空気
極212には大気中の酸素ガス(O)が供給される。
これにより、以下に示す電気化学反応により発電が行わ
れ、負荷214(デバイスDVCの負荷LD)に対して
所定の駆動電力(電圧・電流)となる電力が供給され
る。
As shown in FIG. 12, the fuel cell main body 210b is substantially similar to the fuel cell of the direct fuel supply system applied to the sub-power supply section 11 described above, for example, platinum, palladium, and platinum / ruthenium. A fuel electrode (cathode) 211 made of a carbon electrode to which catalyst fine particles such as platinum are adhered, an air electrode (anode) 212 made of a carbon electrode to which catalyst fine particles such as platinum are adhered, and a fuel electrode 211 and an air electrode 212 Loaded ion conductive film (exchange membrane) 2
13 are provided. Here, the fuel electrode 21
1 is supplied with hydrogen gas (H 2 ) extracted by the fuel reforming unit 210 a from a power generation fuel FL whose supply amount is controlled by an output control unit 14 described later. Atmospheric oxygen gas (O 2 ) is supplied.
As a result, power is generated by the electrochemical reaction described below, and power that is a predetermined driving power (voltage / current) is supplied to the load 214 (the load LD of the device DVC).

【0088】本構成例に係る主発電部12における電気
化学反応の一例は、具体的には、燃料極211に水素ガ
ス(H)が供給されると、次の化学反応式(6)に示
すように、燃料極211における触媒反応により電子
(e)が分離して水素イオン(プロトン;H)が発
生し、イオン導電膜213を介して空気極212側に通
過するとともに、燃料極211を構成する炭素電極によ
り電子(e)が取り出されて負荷214に供給され
る。 3H → 6H+6e ・・・(6)
An example of the electrochemical reaction in the main power generation unit 12 according to this configuration example is as follows. Specifically, when hydrogen gas (H 2 ) is supplied to the fuel electrode 211, the following chemical reaction formula (6) is obtained. As shown, electrons (e ) are separated by a catalytic reaction at the fuel electrode 211 to generate hydrogen ions (protons; H + ), which pass through the ion conductive film 213 to the air electrode 212 side, and Electrons (e ) are extracted by the carbon electrode constituting 211 and supplied to the load 214. 3H 2 → 6H + + 6e - ··· (6)

【0089】一方、空気極212に空気が供給される
と、次の化学反応式(7)に示すように、空気極212
における触媒反応により負荷214を経由した電子(e
)とイオン導電膜213を通過した水素イオン
(H)と空気中の酸素ガス(O)が反応して水(H
O)が生成される。 6H+(3/2)O+6e → 3HO ・・・(7)
On the other hand, when air is supplied to the air electrode 212, as shown in the following chemical reaction formula (7),
(E) via the load 214 due to the catalytic reaction at
) Reacts with hydrogen ions (H + ) passing through the ion conductive film 213 and oxygen gas (O 2 ) in the air to form water (H 2 + ).
2 O) is produced. 6H + + (3/2) O 2 + 6e → 3H 2 O (7)

【0090】このような一連の電気化学反応(化学反応
式(6)及び(7))は、概ね60〜80℃の比較的低
温の環境下で進行し、電力(負荷駆動電力)以外の副生
成物は、基本的に水(HO)のみとなる。ここで、空
気極212において生成される副生成物である水(H
O)を回収し、上述した燃料改質部210aに必要量を
供給することにより、発電用燃料FLの燃料改質反応や
水性シフト反応に再利用することができるとともに、燃
料改質反応のために燃料パック20Aに予め備蓄(封
入)される水(HO)の量を大幅に減らすことがで
き、さらには、燃料パック20内に設けられた副生成物
を回収する副生成物回収手段への回収量を大幅に減らす
ことができる。なお、空気極212で発生する水(H
O)等の副生成物を回収、再利用する副生成物回収手段
の構成については、上述した副電源部11における副生
成物回収手段とともに併せて後述する。
Such a series of electrochemical reactions (chemical reaction formulas (6) and (7)) proceed under a relatively low temperature environment of approximately 60 to 80 ° C. The product is basically only water (H 2 O). Here, water (H 2 ) which is a by-product generated in the air electrode 212 is used.
O) is recovered and supplied to the above-described fuel reforming section 210a in a required amount, so that the fuel can be reused for the fuel reforming reaction and the water shift reaction of the power generation fuel FL, and for the fuel reforming reaction. The amount of water (H 2 O) stored (enclosed) in the fuel pack 20A in advance can be significantly reduced, and further, a by-product collecting means provided in the fuel pack 20 for collecting by-products The amount of waste collected can be greatly reduced. Note that water (H 2
The configuration of the by-product collecting means for collecting and reusing by-products such as O) will be described later together with the by-product collecting means in the above-described sub-power supply unit 11.

【0091】なお、上述したような電気化学反応により
生成され、負荷214に供給される電力は、主発電部1
2A(燃料電池本体210bの燃料極211)に供給さ
れる水素ガス(H)の量に依存する。したがって、出
力制御部14を介して主発電部12に供給される発電用
燃料(実質的には水素ガス)FLの量を制御することに
より、デバイスDVCに供給される電力を任意に調整す
ることができ、例えば、汎用の化学電池のうちの1種と
同等になるように設定することができる。
The electric power generated by the above-described electrochemical reaction and supplied to the load 214 is supplied to the main power generation unit 1.
It depends on the amount of hydrogen gas (H 2 ) supplied to 2A (the fuel electrode 211 of the fuel cell body 210b). Therefore, by controlling the amount of the power generation fuel (substantially hydrogen gas) FL supplied to the main power generation unit 12 via the output control unit 14, the power supplied to the device DVC can be arbitrarily adjusted. For example, it can be set to be equivalent to one of general-purpose chemical batteries.

【0092】このような構成を有する燃料改質方式の燃
料電池を主発電部に適用することにより、出力制御部1
4により発電用燃料FLの供給量を制御することによ
り、より効果的に任意の電力を発生することができるの
で、負荷駆動情報に基づいて、デバイスDVC(負荷L
D)の駆動状態に応じた適切な発電動作を実現すること
ができる。また、燃料電池としての構成を適用すること
により、電気化学反応により発電用燃料FLから直接電
力を発生することができるので、極めて高い発電効率を
実現することができ、発電用燃料FLの効率的な消費や
主発電部12を含む発電モジュール10Aの小型化を図
ることができる。
By applying the fuel cell of the fuel reforming system having such a configuration to the main power generation unit, the output control unit 1
By controlling the supply amount of the power generation fuel FL by using the control unit 4, any electric power can be generated more effectively. Therefore, based on the load drive information, the device DVC (load L
An appropriate power generation operation according to the driving state of D) can be realized. In addition, by applying a configuration as a fuel cell, electric power can be directly generated from the fuel FL for power generation by an electrochemical reaction, so that extremely high power generation efficiency can be realized, and the efficiency of the fuel FL for power generation can be improved. Power consumption and the size of the power generation module 10A including the main power generation unit 12 can be reduced.

【0093】なお、上述した副電源部(第1の構成例参
照)11と同様に、発電用燃料FLとしてメタノールを
適用した場合についてのみ示したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、少なくとも、水素を主成分とす
る、又は、水素からなる液体燃料、液化燃料、及び気体
燃料のいずれかであればよい。したがって、メタノール
やエタノール、ブタノール等のアルコール系の液体燃料
や、ジメチルエーテルやイソブタン、天然ガス等の常温
常圧で気化される炭化水素からなる液化燃料、あるい
は、水素ガス等の気体燃料等を良好に適用することがで
きる。
Note that, as in the case of the sub power supply section (see the first configuration example) 11 described above, only the case where methanol is applied as the fuel FL for power generation is shown, but the present invention is not limited to this. At least one of a liquid fuel, a liquefied fuel, and a gaseous fuel containing hydrogen as a main component or composed of hydrogen may be used. Therefore, alcohol-based liquid fuels such as methanol, ethanol and butanol, liquefied fuels such as dimethyl ether, isobutane, natural gas and other hydrocarbons vaporized at normal temperature and pressure, and gaseous fuels such as hydrogen gas can be favorably used. Can be applied.

【0094】ここで、発電用燃料FLとして、液化され
た水素や水素ガスをそのまま利用する場合にあっては、
本構成例に示したような燃料改質部210aを必要とす
ることなく、出力制御部14により供給量のみを制御し
た発電用燃料FLを、燃料電池本体210bに直接供給
する構成を適用することができる。また、主発電部12
の構成として、燃料改質方式の燃料電池のみを示した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した
副電源部(第1の構成例参照)11と同様に、電力発生
効率は低いが燃料直接供給方式の燃料電池を適用して、
上記液体燃料や液化燃料、気体燃料等を用いて電力を発
生するものであってもよい。
Here, when liquefied hydrogen or hydrogen gas is used as it is as the power generation fuel FL,
Applying a configuration in which the power generation fuel FL whose supply amount is controlled only by the output control unit 14 is directly supplied to the fuel cell main body 210b without requiring the fuel reforming unit 210a as shown in the present configuration example. Can be. The main power generation unit 12
Although only the fuel cell of the fuel reforming system is shown as a configuration of the present invention, the present invention is not limited to this, and the power generation efficiency is similar to that of the above-described sub power supply unit (see the first configuration example) 11. Is low, but by applying a fuel cell with a direct fuel supply system,
Electric power may be generated using the liquid fuel, liquefied fuel, gaseous fuel, or the like.

【0095】(主発電部の第2の構成例)図14は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な主発電部の
第2の構成例を示す概略構成図である。第2の構成例に
おいては、主発電部の具体例として、燃料パック20A
から出力制御部14を介して供給される発電用燃料FL
を用い、燃焼反応に伴う圧力エネルギーによりガス燃焼
タービン(内燃機関)を駆動し、その駆動エネルギーを
電力に変換する発電装置としての構成を有している。
(Second Configuration Example of Main Power Generation Unit) FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a second configuration example of the main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the second configuration example, as a specific example of the main power generation unit, the fuel pack 20A
For power generation FL supplied from the power control unit 14 via the output control unit 14
And has a configuration as a power generation device that drives a gas combustion turbine (internal combustion engine) with pressure energy accompanying a combustion reaction and converts the driving energy into electric power.

【0096】図14(a)、(b)に示すように、本構
成例に係る主発電部12Bは、概略、複数の羽根が円周
の所定の方向に沿って湾曲しつつ、略放射状に配列され
た吸気羽根222in及び排気羽根222outが連結し
て、自在に回転が可能なように構成された可動羽根22
2と、複数の羽根が可動羽根222(吸気羽根222in
及び排気羽根222out)の外周側に沿って、可動羽根
222とは逆方向に湾曲しつつ、略放射状に配列され、
かつ、可動羽根222に対して相対的に固定された吸気
羽根223in及び排気羽根223outからなる固定羽根
223と、可動羽根222により吸入された発電用燃料
(燃料ガス)FLを所定のタイミングで燃焼する燃焼室
224と、燃焼室224に吸入された燃料ガスに点火す
る点火部225と、可動羽根222の回転中心に直結さ
れ、周知の電磁誘導あるいは圧電変換の原理に基づい
て、可動羽根222の回転エネルギーを電力に変換する
発電器228と、可動羽根222と固定羽根223から
なるガス燃焼タービンへの気化された燃料ガスの供給
(吸入)を制御する吸気制御部226と、ガス燃焼ター
ビンにおける燃焼後の燃料ガス(排出ガス)の排出を制
御する排気制御部227と、を有して構成されている。
ここで、ガス燃焼タービン、吸気制御部226及び排気
制御部227を備えた主発電部12Bの構成は、上述し
た副電源部11と同様に、マイクロマシン製造技術を適
用することにより、例えば、シリコンチップ221上の
ミリメートルオーダーの微小空間に集積化して形成する
ことができる。なお、図14(a)においては、ガス燃
焼タービンの構成を明確にするために、吸気羽根222
in、223inが便宜的に露出するように示した。
As shown in FIGS. 14A and 14B, the main power generation unit 12B according to this configuration example has a plurality of blades that are curved along a predetermined circumferential direction while being substantially radially formed. The movable blade 22 configured such that the arranged intake blades 222in and the exhaust blades 222out are connected to be freely rotatable.
2 and the plurality of blades are movable blades 222 (intake blades 222 in
Along the outer periphery of the exhaust blade 222out), the movable blade 222 is arranged in a substantially radial manner while being curved in the opposite direction to the movable blade 222,
In addition, the fixed blade 223 composed of the intake blade 223in and the exhaust blade 223out fixed relative to the movable blade 222, and the fuel for power generation (fuel gas) FL sucked by the movable blade 222 are burned at a predetermined timing. The combustion chamber 224, an ignition unit 225 for igniting the fuel gas sucked into the combustion chamber 224, and the rotation of the movable blade 222, which is directly connected to the center of rotation of the movable blade 222 based on the well-known principle of electromagnetic induction or piezoelectric conversion. A generator 228 that converts energy into electric power, an intake control unit 226 that controls the supply (suction) of vaporized fuel gas to a gas combustion turbine including the movable blades 222 and the fixed blades 223, and a post-combustion process in the gas combustion turbine. And an exhaust control unit 227 that controls the discharge of the fuel gas (exhaust gas).
Here, the configuration of the main power generation unit 12B including the gas combustion turbine, the intake control unit 226, and the exhaust control unit 227 is similar to that of the sub power supply unit 11 described above, for example, by applying a micromachine manufacturing technique to a silicon chip. 221 can be integrated and formed in a minute space on the order of millimeters. In FIG. 14A, in order to clarify the configuration of the gas combustion turbine, the intake blade 222
in and 223 in are shown for convenience.

【0097】このような主発電部12Bにおいて、例え
ば、図14(b)に示すように、吸気制御部226を介
してガス燃焼タービンの吸気羽根222in、223in側
から吸入した燃料ガスを、燃焼室224において所定の
タイミングで点火部225で点火、燃焼し、排気羽根2
22out、223out側から排出することにより(矢印P
5)、可動羽根222及び固定羽根223の湾曲方向に
沿って燃料ガスの渦流が生じ、該渦流によって、燃料ガ
スの吸入、排出が自動的に行われて、可動羽根222が
所定の方向に連続的に回転し、発電器228を駆動す
る。これにより、燃料ガスによる燃料エネルギーがガス
燃焼タービン及び発電器228を介して電力に変換され
る。
In such a main power generation unit 12B, for example, as shown in FIG. 14B, the fuel gas sucked from the intake blades 222in and 223in side of the gas combustion turbine via the intake control unit 226 is supplied to the combustion chamber. At a predetermined timing in 224, the ignition unit 225 ignites and burns, and the exhaust blade 2
By discharging from the 22out and 223out sides (arrow P
5) The vortex of the fuel gas is generated along the curved direction of the movable blade 222 and the fixed blade 223, and the vortex automatically sucks and discharges the fuel gas, so that the movable blade 222 is continuous in a predetermined direction. , And drives the generator 228. Thereby, the fuel energy by the fuel gas is converted into electric power via the gas combustion turbine and the generator 228.

【0098】したがって、本構成例に係る主発電部12
Bにおいては、燃料ガスの燃焼エネルギーを用いて電力
を発生する構成を有しているので、燃料パック20Aか
ら供給される発電用燃料(燃料ガス)FLは、少なくと
も、発火性又は燃焼性を有することが要であり、例え
ば、メタノールやエタノールブタノール等のアルコール
系の液体燃料やジメチルエーテルやイソブタン、天然ガ
ス等の常温常圧で気化される炭化水素からなる液化燃
料、水素ガス等の気体燃料を良好に適用することができ
る。なお、燃焼後の燃料ガス(排出ガス)を電源システ
ム1の外部にそのまま排出する構成を適用する場合にあ
っては、排出ガスが燃焼性又は毒性がある成分を含む場
合は、排出ガスを外部に排出する前に難燃化や無毒化す
る処理を行うか、該排出ガスを回収する手段を備える必
要があることはいうまでもない。
Therefore, the main power generation unit 12 according to this configuration example
In B, since power is generated using the combustion energy of the fuel gas, the power generation fuel (fuel gas) FL supplied from the fuel pack 20A has at least ignitability or combustibility. It is important to use, for example, alcohol-based liquid fuels such as methanol and ethanol butanol, dimethyl ether, isobutane, liquefied fuels composed of hydrocarbons vaporized at normal temperature and normal pressure such as natural gas, and gaseous fuels such as hydrogen gas. Can be applied to In the case where a configuration in which the fuel gas (exhaust gas) after combustion is directly discharged to the outside of the power supply system 1 is applied, if the exhaust gas contains a combustible or toxic component, the exhaust gas is discharged to the outside. It is needless to say that it is necessary to perform a treatment for making it flame-retardant or detoxifying before exhausting the exhaust gas or to provide a means for collecting the exhaust gas.

【0099】このような構成を有するガス燃焼タービン
を主発電部に適用することにより、上述した第1の構成
例と同様に、発電用燃料FLの供給量を調整する簡易な
制御方法により、任意の電力を発生することができるの
で、デバイスDVCの駆動状態に応じた適切な発電動作
を実現することができる。また、微細化したガス燃焼タ
ービンとしての構成を適用することにより、比較的高い
エネルギー変換効率で電力を発生して、発電用燃料FL
の有効利用を図りつつ、主発電部12を含む発電モジュ
ール10Aの小型化を図ることができる。
By applying the gas combustion turbine having such a configuration to the main power generation section, a simple control method for adjusting the supply amount of the fuel FL for power generation can be performed as in the first configuration example described above. , It is possible to realize an appropriate power generation operation according to the driving state of the device DVC. Further, by applying a configuration as a miniaturized gas combustion turbine, electric power is generated with relatively high energy conversion efficiency, and the power generation fuel FL is generated.
The size of the power generation module 10A including the main power generation unit 12 can be reduced while effectively utilizing the power generation.

【0100】(主発電部の第3の構成例)図15は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な主発電部の
第3の構成例を示す概略構成図である。第3の構成例に
おいては、主発電部の具体例として、燃料パック20A
から出力制御部14を介して供給される発電用燃料FL
を用い、燃焼反応による圧力エネルギーによりロータリ
ーエンジン(内燃機関)を駆動し、その駆動エネルギー
を電力に変換する発電装置としての構成を有している。
(Third Configuration Example of Main Power Generation Unit) FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a third configuration example of the main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the third configuration example, as a specific example of the main power generation unit, the fuel pack 20A
For power generation FL supplied from the power control unit 14 via the output control unit 14
And has a configuration as a power generator that drives a rotary engine (internal combustion engine) by pressure energy due to a combustion reaction and converts the driving energy into electric power.

【0101】図15に示すように、第3の構成例に係る
主発電部12Cは、外周が概略、楕円型の作動空間23
1aを有するハウジング231、及び、作動空間231
aの内壁に沿って偏心しながら回転する略三角形状の断
面を有するローター232、圧縮された燃料ガスを点
火、燃焼させる点火部234を備えた周知のロータリー
エンジンと、中心軸233に直結された発電器(図示を
省略)と、を有して構成されている。ここで、ロータリ
ーエンジンからなる主発電部12Cの構成は、上述した
各構成例と同様に、マイクロマシン製造技術を適用する
ことにより、微小空間に集積化して形成することができ
る。
As shown in FIG. 15, the main power generation section 12C according to the third configuration example has a substantially elliptical working space 23 having an outer periphery.
Housing 231 having 1a and working space 231
a known rotary engine having a rotor 232 having a substantially triangular cross section that rotates eccentrically along the inner wall of FIG. And a power generator (not shown). Here, the configuration of the main power generation unit 12C composed of a rotary engine can be formed by being integrated in a minute space by applying a micromachine manufacturing technique, similarly to the above-described respective configuration examples.

【0102】このような構成を有する主発電部12Cに
おいて、ローター232が回転することによる吸気、圧
縮、燃焼(爆発)、排気の各行程を繰り返すことによ
り、燃料ガスの燃焼により生じる圧力エネルギーを回転
エネルギーに変換して発電器に伝達する。すなわち、吸
気行程においては、図15(a)に示すように、吸気口
235aから燃料ガスが吸入されて、作動空間231a
の内壁とローター232により形成される所定の作動室
ASに充填され、次いで、圧縮行程において、図15
(b)に示すように、作動室AS内の燃料ガスが高い圧
力に圧縮された後、燃焼行程において、図15(c)に
示すように、所定のタイミングで点火部234により燃
料ガスを点火、燃焼(爆発)させ、排気行程において、
図15(d)に示すように、燃焼後の排出ガスが作動室
ASから排気口235bを介して排出される。この一連
の駆動行程において、燃焼行程における燃料ガスの爆
発、燃焼に伴う圧力エネルギーにより、ローター232
の所定方向(矢印P6)への回転が維持されて、中心軸
233への回転エネルギーの伝達が継続される。これに
より、燃料ガスによる燃焼エネルギーが中心軸233の
回転エネルギーに変換されて、該中心軸233に接続さ
れた発電器(図示を省略)により電力に変換される。
In the main power generation section 12C having such a configuration, by repeating the steps of intake, compression, combustion (explosion), and exhaust by rotating the rotor 232, the pressure energy generated by the combustion of the fuel gas is rotated. It is converted to energy and transmitted to the generator. That is, in the intake stroke, as shown in FIG. 15A, the fuel gas is sucked from the intake port 235a and the working space 231a
Is filled in a predetermined working chamber AS formed by the inner wall of the rotor and the rotor 232, and then, in the compression stroke, FIG.
As shown in FIG. 15B, after the fuel gas in the working chamber AS is compressed to a high pressure, in the combustion stroke, the fuel gas is ignited by the ignition unit 234 at a predetermined timing as shown in FIG. , Combustion (explosion), during the exhaust stroke,
As shown in FIG. 15D, the exhaust gas after combustion is exhausted from the working chamber AS via the exhaust port 235b. In this series of drive strokes, the explosion of the fuel gas in the combustion stroke and the pressure energy accompanying the combustion cause the rotor 232 to rotate.
Is maintained in the predetermined direction (arrow P6), and the transmission of rotational energy to the central shaft 233 is continued. As a result, the combustion energy of the fuel gas is converted into rotational energy of the central shaft 233, and is converted into electric power by a power generator (not shown) connected to the central shaft 233.

【0103】ここで、発電器の構成は、上述した第2の
構成例と同様に、電磁誘導や圧電変換による周知の発電
器を適用することができる。また、本構成例において
も、燃料ガスの燃焼エネルギーに基づいて、電力を発生
する構成を有しているので、発電用燃料(燃料ガス)F
Lは、少なくとも、発火性又は燃焼性を有することを必
要とする。また、燃焼後の燃料ガス(排出ガス)を電源
システム1の外部にそのまま排出する構成を適用する場
合にあっては、排出ガスが燃焼性又は毒性がある成分を
含む場合は、排出ガスを外部に排出する前に難燃化や無
毒化する処理を行うか、該排出ガスを回収する手段を備
える必要があることはいうまでもない。
Here, as the configuration of the power generator, a well-known power generator using electromagnetic induction or piezoelectric conversion can be applied as in the second configuration example described above. In addition, this configuration example also has a configuration in which electric power is generated based on the combustion energy of the fuel gas, so that the power generation fuel (fuel gas) F
L needs to have at least ignitability or flammability. Further, in a case where a configuration in which the fuel gas (exhaust gas) after combustion is directly discharged to the outside of the power supply system 1, when the exhaust gas contains a combustible or toxic component, the exhaust gas is discharged to the outside. Needless to say, it is necessary to carry out a process for making it flame-retardant or detoxifying before exhausting the waste gas, or to provide a means for collecting the exhaust gas.

【0104】このような構成を有するロータリーエンジ
ンを主発電部に適用することにより、上述した各構成例
と同様に、発電用燃料FLの供給量を調整する簡易な制
御方法により、任意の電力を発生することができるの
で、デバイスの駆動状態に応じた適切な発電動作を実現
することができる。また、微細化したロータリーエンジ
ンとしての構成を適用することにより、比較的簡易な構
成、かつ、振動の少ない動作により電力を発生しつつ、
主発電部12を含む発電モジュール10Aの小型化を図
ることができる。
By applying the rotary engine having such a configuration to the main power generation section, arbitrary power can be supplied by a simple control method for adjusting the supply amount of the fuel FL for power generation, similarly to the above-described respective configuration examples. Since it can be generated, an appropriate power generation operation according to the driving state of the device can be realized. In addition, by applying the configuration as a miniaturized rotary engine, while generating power by a relatively simple configuration and operation with less vibration,
The size of the power generation module 10A including the main power generation unit 12 can be reduced.

【0105】(主発電部の第4の構成例)図16は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な主発電部の
第4の構成例を示す概略構成図である。ここでは、第4
の構成例に適用される周知のスターリングエンジンの基
本構造(2ピストン形、ディスプレーサ形)のみを示
し、その動作を簡単に説明する。第4の構成例において
は、主発電部の具体例として、燃料パック20Aから出
力制御部14を介して供給される発電用燃料FLを用
い、燃焼反応による熱エネルギーによりスターリングエ
ンジン(外燃機関)を駆動し、その駆動エネルギーを電
力に変換する発電装置としての構成を有している。
(Fourth Configuration Example of Main Power Generation Unit) FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a fourth configuration example of the main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. Here, the fourth
Only the basic structure (two-piston type, displacer type) of a well-known Stirling engine applied to the above configuration example is shown, and its operation will be briefly described. In the fourth configuration example, a Stirling engine (external combustion engine) is used as a specific example of the main power generation unit by using power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20A via the output control unit 14 and using heat energy generated by a combustion reaction. And a configuration as a power generation device that converts the driving energy into electric power.

【0106】第4の構成例に係る主発電部12Dにおい
て、2ピストン形スターリングエンジンは、図16
(a)に示すように、概略、互いに作動ガスが往復可能
に構成された高温(膨張)側のシリンダ241a及び低
温(圧縮)側のシリンダ242a、これらのシリンダ2
41a、242a内にあって、互いに90°の位相差を
有して往復運動するようにクランク軸243に接続され
た高温側ピストン241b及び低温側ピストン242
b、高温側のシリンダ241aを加熱する加熱器24
4、低温側のシリンダ242aを冷却する冷却器24
5、クランク軸243の軸芯に接続されたフライホイー
ル246を備えた周知のスターリングエンジンと、クラ
ンク軸243に直結された発電器(図示を省略)と、を
有して構成されている。
In the main power generation section 12D according to the fourth configuration example, the two-piston Stirling engine is the same as that shown in FIG.
As shown in (a), the cylinder 241a on the high temperature (expansion) side and the cylinder 242a on the low temperature (compression) side, which are configured so that the working gas can reciprocate with each other.
41a and 242a, which are connected to the crankshaft 243 so as to reciprocate with a phase difference of 90 ° with respect to each other.
b, heater 24 for heating high temperature side cylinder 241a
4. Cooler 24 that cools cylinder 242a on the low temperature side
5, a well-known Stirling engine having a flywheel 246 connected to the axis of the crankshaft 243, and a generator (not shown) directly connected to the crankshaft 243.

【0107】このような構成を有する主発電部12Dに
おいては、高温側のシリンダ241aを燃料ガスの燃焼
に伴う熱エネルギーにより常時加熱し、低温側のシリン
ダ242aを外気等、電源システム1内外の他の領域に
接触又は晒されることにより常時冷却した状態に保持
し、等容加熱、等温膨張、等容冷却、等温圧縮の各行程
を繰り返すことにより、高温側ピストン241b及び低
温側ピストン242bを往復運動させる運動エネルギー
を、クランク軸243の回転エネルギーに変換して発電
器に伝達する。
In the main power generation section 12D having such a configuration, the high-temperature side cylinder 241a is constantly heated by the heat energy accompanying the combustion of the fuel gas, and the low-temperature side cylinder 242a is heated by the outside air or the like. Is kept in a constantly cooled state by contacting or being exposed to the region of the above, and the reciprocating motion of the high-temperature side piston 241b and the low-temperature side piston 242b is performed by repeating the steps of equal volume heating, isothermal expansion, equal volume cooling, and isothermal compression. The generated kinetic energy is converted into rotational energy of the crankshaft 243 and transmitted to the generator.

【0108】すなわち、等容加熱行程においては、作動
ガスの熱膨張を開始して高温側ピストン241bが下降
し始めると、高温側シリンダ241aと連続した空間で
ある小さい容積の低温側のシリンダ242aは、高温側
ピストン241bの急下降に伴う減圧で低温側ピストン
242bが上昇し、低温側シリンダ242aの冷却した
作動ガスが高温側シリンダ241aに流入する。次い
で、等温膨張行程においては、高温側シリンダ241a
内に流入された冷却された作動ガスは十分熱膨張して高
温側シリンダ241a及び低温側のシリンダ242a内
の空間の圧力を上昇し、高温側ピストン241b及び低
温側ピストン242bがともに下降する。次いで、等容
冷却行程においては、低温側ピストン242bの下降に
より低温側シリンダ242a内の空間が増大され、それ
に伴い高温側シリンダ241a内の空間が収縮して高温
側ピストン241bが上昇し、高温側シリンダ241a
の作動ガスが低温側シリンダ242aに流入して冷却さ
れる。そして、等温圧縮行程においては、低温側シリン
ダ242a内の空間を満たす冷却された作動ガスは収縮
し、連続した低温側シリンダ242a及び高温側シリン
ダ241a内の空間はともに減圧され、高温側ピストン
241b及び低温側ピストン242bがともに上昇す
る。この一連の駆動行程において、燃料ガスの加熱、冷
却に伴うピストンの往復運動により、クランク軸243
の所定方向(矢印P7)への回転が維持される。これに
より、作動ガスの圧力エネルギーがクランク軸243の
回転エネルギーに変換されて、該クランク軸243に接
続された発電器(図示を省略)により電力に変換され
る。
That is, in the equal volume heating process, when the thermal expansion of the working gas starts and the high temperature side piston 241b starts to descend, the small volume low temperature side cylinder 242a, which is a space continuous with the high temperature side cylinder 241a, Then, the low-temperature side piston 242b rises due to the pressure reduction caused by the sudden lowering of the high-temperature side piston 241b, and the working gas cooled in the low-temperature side cylinder 242a flows into the high-temperature side cylinder 241a. Next, in the isothermal expansion stroke, the high temperature side cylinder 241a
The cooled working gas that has flowed therein sufficiently expands the heat to increase the pressure in the space inside the high-temperature side cylinder 241a and the low-temperature side cylinder 242a, and both the high-temperature side piston 241b and the low-temperature side piston 242b fall. Next, in the equal volume cooling process, the space in the low temperature side cylinder 242a is increased by the lowering of the low temperature side piston 242b, and accordingly, the space in the high temperature side cylinder 241a is contracted, and the high temperature side piston 241b is raised, and the high temperature side piston 241b is raised. Cylinder 241a
Of working gas flows into the low temperature side cylinder 242a and is cooled. In the isothermal compression stroke, the cooled working gas that fills the space in the low-temperature side cylinder 242a contracts, the continuous space in the low-temperature side cylinder 242a and the space in the high-temperature side cylinder 241a are both depressurized, and the high-temperature side piston 241b and Both of the low temperature side pistons 242b rise. In this series of driving strokes, the reciprocating motion of the piston accompanying heating and cooling of the fuel gas causes the crankshaft 243 to rotate.
In the predetermined direction (arrow P7) is maintained. As a result, the pressure energy of the working gas is converted into rotational energy of the crankshaft 243, and is converted into electric power by a generator (not shown) connected to the crankshaft 243.

【0109】一方、第4の構成例に係る主発電部12D
において、ディスプレーサ形スターリングエンジンは、
図16(b)に示すように、概略、ディスプレーサピス
トン241dにより隔壁され、互いに作動ガスが往復可
能な高温空間と低温空間を有するシリンダ241c、こ
のシリンダ241c内にあって、往復運動可能に構成さ
れたディスプレーサピストン241d、シリンダ241
c内の圧力変化に応じて往復運動するパワーピストン2
42d、ディスプレーサピストン241d及びパワーピ
ストン242dが互いに90°の位相差を有するように
接続されたクランク軸243、シリンダ241cの一端
側(高温空間側)を加熱する加熱器244、シリンダ2
41cの他端側(低温空間側)を冷却する冷却器24
5、クランク軸243の軸芯に接続されたフライホイー
ル246を備えた周知のスターリングエンジンと、クラ
ンク軸243に直結された発電器(図示を省略)と、を
有して構成されている。
On the other hand, the main power generation section 12D according to the fourth configuration example
In the displacer type Stirling engine,
As shown in FIG. 16 (b), a cylinder 241c is generally partitioned by a displacer piston 241d and has a high-temperature space and a low-temperature space in which a working gas can reciprocate. Displacer piston 241d, cylinder 241
Power piston 2 reciprocating according to pressure change in c
42d, a crankshaft 243 connected so that the displacer piston 241d and the power piston 242d have a phase difference of 90 ° from each other, a heater 244 for heating one end side (high-temperature space side) of the cylinder 241c, and a cylinder 2
Cooler 24 for cooling the other end side (low temperature space side) of 41c
5, a well-known Stirling engine having a flywheel 246 connected to the axis of the crankshaft 243, and a generator (not shown) directly connected to the crankshaft 243.

【0110】このような構成を有する主発電部12Dに
おいては、シリンダ241cの高温空間側を燃料ガスの
燃焼に伴う熱エネルギーにより常時加熱し、低温空間側
を常時冷却した状態に保持し、等容加熱、等温膨張、等
容冷却、等温圧縮の各行程を繰り返すことにより、ディ
スプレーサピストン241d及びパワーピストン242
dを所定の位相差で往復運動させる運動エネルギーを、
クランク軸243の回転エネルギーに変換して発電器に
伝達する。
In the main power generation section 12D having such a configuration, the high-temperature space side of the cylinder 241c is constantly heated by the heat energy accompanying the combustion of the fuel gas, and the low-temperature space side is always kept in a cooled state. By repeating the steps of heating, isothermal expansion, isovolume cooling, and isothermal compression, the displacer piston 241d and the power piston 242 are repeated.
The kinetic energy that causes d to reciprocate with a predetermined phase difference,
It is converted into rotational energy of the crankshaft 243 and transmitted to the generator.

【0111】すなわち、等容加熱行程においては、ディ
スプレーサピストン241dが加熱器244による作動
ガスの熱膨張が開始し上昇し始めると、低温空間側の作
動ガスが高温空間側に流入して加熱される。次いで、等
温膨張行程においては、増量した高温空間側の作動ガス
が熱膨張して圧力が上昇することにより、パワーピスト
ン242dが上昇する。次いで、等容冷却行程において
は、加熱器244による熱膨張した作動ガスの低温空間
側への流入によりディスプレーサピストン241dが下
降すると、熱膨張して流入した作動ガスが冷却器245
により冷却される。そして、等温圧縮行程においては、
低温空間側のシリンダ241c内で冷却された作動ガス
が収縮して低温空間側のシリンダ241c内を減圧しパ
ワーピストン242dが下降する。この一連の駆動行程
において、作動ガスの加熱、冷却に伴うピストンの往復
運動により、クランク軸243の所定方向(矢印P7)
への回転が維持される。これにより、作動ガスの圧力エ
ネルギーがクランク軸243の回転エネルギーに変換さ
れて、該クランク軸243に接続された発電器(図示を
省略)により電力に変換される。
That is, in the equal-volume heating process, when the displacer piston 241d starts to rise in thermal expansion of the working gas by the heater 244 and starts to rise, the working gas in the low-temperature space flows into the high-temperature space and is heated. . Next, in the isothermal expansion stroke, the power piston 242d rises because the working gas in the increased high-temperature space side thermally expands to increase the pressure. Next, in the equal volume cooling process, when the displacer piston 241d descends due to the flow of the working gas thermally expanded by the heater 244 to the low temperature space side, the working gas that has been thermally expanded and flows in is cooled by the cooler 245.
Cooled by. And in the isothermal compression stroke,
The working gas cooled in the low-temperature space side cylinder 241c contracts, depressurizing the low-temperature space side cylinder 241c, and the power piston 242d descends. In this series of drive strokes, the reciprocating motion of the piston accompanying the heating and cooling of the working gas causes the crankshaft 243 to move in a predetermined direction (arrow P7).
The rotation to is maintained. As a result, the pressure energy of the working gas is converted into rotational energy of the crankshaft 243, and is converted into electric power by a generator (not shown) connected to the crankshaft 243.

【0112】ここで、発電器の構成は、上述した第2、
第3の構成例と同様に、電磁誘導や圧電変換による周知
の発電器を適用することができる。また、図16に示し
たスターリングエンジンを備えた主発電部12Dの構成
も、上述した各構成例と同様に、微小空間に集積化して
形成される。さらに、本構成例においても、燃料ガスの
燃焼に伴う熱エネルギーに基づいて、電力を発生する構
成を有しているので、発電用燃料(燃料ガス)は、少な
くとも、発火性又は燃焼性を有している必要がある。
Here, the configuration of the power generator is the second,
As in the third configuration example, a known generator using electromagnetic induction or piezoelectric conversion can be applied. Further, the configuration of the main power generation unit 12D including the Stirling engine shown in FIG. 16 is also formed by being integrated in a minute space, similarly to the above-described respective configuration examples. Furthermore, since this configuration example also has a configuration in which electric power is generated based on thermal energy accompanying combustion of the fuel gas, the power generation fuel (fuel gas) has at least ignitability or combustibility. Need to be.

【0113】このような構成を有するスターリングエン
ジンを主発電部に適用することにより、上述した第3の
構成例と同様に、発電用燃料FLの供給量を調整する簡
易な制御方法により、任意の電力を発生することができ
るので、デバイスDVC(負荷LD)の駆動状態に応じ
た適切な発電動作を実現することができる。また、微細
化したスターリングエンジンとしての構成を適用するこ
とにより、比較的簡易な構成、かつ、振動の少ない動作
により電力を発生しつつ、主発電部12を含む発電モジ
ュール10Aの小型化を図ることができる。
By applying the Stirling engine having such a configuration to the main power generation section, an arbitrary control method for adjusting the supply amount of the fuel FL for power generation can be achieved by a simple control method as in the third configuration example described above. Since power can be generated, an appropriate power generation operation according to the driving state of the device DVC (load LD) can be realized. Further, by applying the configuration as a miniaturized Stirling engine, it is possible to reduce the size of the power generation module 10A including the main power generation unit 12 while generating power with a relatively simple configuration and operation with less vibration. Can be.

【0114】なお、上述した第2乃至第4の構成例にお
いては、発電用燃料FLの燃焼反応に基づくガス圧力の
変化を回転エネルギーを介して電力に変換する発電装置
として、ガス燃焼タービン、ロータリーエンジン及びス
ターリングエンジンを備えたものを示したが、本発明は
これに限定されるものではなく、パルス燃焼エンジン等
の各種の内燃機関又は外燃機関と、周知の電磁誘導ある
いは圧電変換の原理を利用した発電器とを組み合わせた
ものを適用できることはいうまでもない。
In the above-described second to fourth configuration examples, the gas combustion turbine, the rotary, and the like are used as power generating devices that convert a change in gas pressure based on the combustion reaction of the power generation fuel FL into electric power through rotational energy. Although an engine and a Stirling engine are shown, the present invention is not limited to this, and various internal combustion engines or external combustion engines such as a pulse combustion engine and a well-known principle of electromagnetic induction or piezoelectric conversion are used. It goes without saying that a combination with the used generator can be applied.

【0115】(主発電部の第5の構成例)図17は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な主発電部の
第5の構成例を示す概略構成図である。第5の構成例に
おいては、主発電部の具体例として、燃料パック20A
から出力制御部14を介して供給される発電用燃料FL
を用い、燃焼反応(酸化反応)に基づいて熱エネルギー
を発生することにより生じる温度差を利用した熱電変換
発電により電力を発生する発電装置としての構成を有し
ている。
(Fifth Configuration Example of Main Power Generation Unit) FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a fifth configuration example of the main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the fifth configuration example, as a specific example of the main power generation unit, the fuel pack 20A
For power generation FL supplied from the power control unit 14 via the output control unit 14
And has a configuration as a power generation device that generates electric power by thermoelectric conversion power generation using a temperature difference generated by generating thermal energy based on a combustion reaction (oxidation reaction).

【0116】図17(a)に示すように、第5の構成例
に係る主発電部12Eは、概略、発電用燃料FLを燃焼
反応(酸化反応)させて熱エネルギーを発生させる燃焼
加熱器251と、概ね一定の温度を保持する定温部25
2と、燃焼加熱器251を第1の温度端、定温部252
を第2の温度端として、第1及び第2の温度端間に接続
された熱電変換素子253と、を備えた温度差発電器の
構成を有している。ここで、熱電変換素子253は、図
7(b)に示したものと同等の構成を有している。ま
た、燃焼加熱器251は、発電用燃料FLが供給される
ことにより、燃焼反応を継続的に維持して高温を保持
し、一方、定温部252は、電源システム1内外の他の
領域に接触又は晒されることにより、略一定の温度(例
えば、常温又は低温)を保持するように構成されてい
る。なお、図17に示した温度差発電器からなる主発電
部12Eの構成も、上述した各構成例と同様に、微小空
間に集積化して形成される。
As shown in FIG. 17A, the main power generation section 12E according to the fifth configuration example is a combustion heater 251 for generating a thermal energy by causing a combustion reaction (oxidation reaction) of the fuel FL for power generation. And a constant temperature section 25 for maintaining a substantially constant temperature.
2 and a combustion heater 251 at a first temperature end, a constant temperature section 252.
As a second temperature end, and a thermoelectric conversion element 253 connected between the first and second temperature ends. Here, the thermoelectric conversion element 253 has the same configuration as that shown in FIG. Further, the combustion heater 251 is supplied with the power generation fuel FL to continuously maintain the combustion reaction to maintain a high temperature, while the constant temperature section 252 contacts other regions inside and outside the power supply system 1. Or, it is configured to maintain a substantially constant temperature (for example, normal temperature or low temperature) by being exposed. In addition, the configuration of the main power generation unit 12E including the temperature difference power generator illustrated in FIG.

【0117】このような構成を有する主発電部12Eに
おいて、図17(b)に示すように、燃料パック20A
に封入された発電用燃料が出力制御部14を介して、燃
焼加熱器251に供給されると、発電用燃料の供給量に
応じて燃焼(酸化)反応が進行して発熱し、燃焼加熱器
251の温度が上昇する。一方、定温部252の温度
は、ほぼ一定に設定されるように構成されているので、
燃焼加熱器251と定温部252との間には温度差が発
生する。そして、この温度差に基づいて、熱電変換素子
253におけるゼーベック効果により、所定の起電力が
発生して電力が生成される。
In the main power generation section 12E having such a configuration, as shown in FIG.
Is supplied to the combustion heater 251 via the output control unit 14, the combustion (oxidation) reaction proceeds in accordance with the supply amount of the power generation fuel, and heat is generated. The temperature of 251 increases. On the other hand, since the temperature of the constant temperature section 252 is set to be substantially constant,
A temperature difference occurs between the combustion heater 251 and the constant temperature section 252. Then, based on the temperature difference, a predetermined electromotive force is generated by the Seebeck effect in the thermoelectric conversion element 253 to generate power.

【0118】このような構成を有する温度差発電器を主
発電部に適用することにより、上述した各構成例と同様
に、発電用燃料FLの供給量を調整する簡易な制御方法
により、任意の電力を発生することができるので、デバ
イスDVC(負荷LD)の駆動状態に応じた適切な発電
動作を実現することができる。また、微細化した温度差
発電器としての構成を適用することにより、比較的簡易
な構成、かつ、振動のない動作により電力を発生しつ
つ、主発電部12を含む発電モジュール10Aの小型化
を図ることができる。なお、本構成例においては、燃焼
加熱器251と定温部252における温度差に基づい
て、ゼーベック効果により電力を発生する温度差発電器
について説明したが、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、熱電子放出現象に基づいて、電力を発生する
構成を有するものであってもよい。
By applying the temperature difference power generator having such a configuration to the main power generation section, an arbitrary control method for adjusting the supply amount of the fuel FL for power generation can be achieved by a simple control method similar to the above-described respective configuration examples. Since power can be generated, an appropriate power generation operation according to the driving state of the device DVC (load LD) can be realized. Further, by applying a configuration as a miniaturized temperature difference power generator, it is possible to reduce the size of the power generation module 10A including the main power generation unit 12 while generating power by a relatively simple configuration and vibration-free operation. Can be planned. In this configuration example, the temperature difference generator that generates electric power by the Seebeck effect based on the temperature difference between the combustion heater 251 and the constant temperature section 252 has been described. However, the present invention is not limited to this. Instead, a configuration may be employed in which power is generated based on the thermoelectron emission phenomenon.

【0119】(主発電部の第6の構成例)図18は、本
実施形態に係る電源モジュールに適用可能な主発電部の
第6の構成例を示す概略構成図である。第6の構成例に
おいては、主発電部の具体例として、燃料パック20A
から出力制御部14を介して供給される発電用燃料FL
を用い、電磁流体力学の原理により電力(起電力)を発
生する発電装置としての構成を有している。
(Sixth Configuration Example of Main Power Generation Unit) FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a sixth configuration example of the main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the sixth configuration example, as a specific example of the main power generation unit, the fuel pack 20A
For power generation FL supplied from the power control unit 14 via the output control unit 14
And has a configuration as a power generation device that generates electric power (electromotive force) based on the principle of magnetohydrodynamics.

【0120】図18(a)に示すように、第6の構成例
に係る主発電部12Fは、概略、導電性流体からなる発
電用燃料FLが所定の流束で通過する流路の側壁を構成
し、相互に対向する一対の電極ELa、ELbと、電極
ELa、ELbの対向方向及び発電用燃料FLの流路方
向のいずれにも垂直な方向に所定の強さの磁界を発生す
るNd−Fe−B系のネオジム永久磁石からなる磁界発
生手段MGと、各電極ELa、ELbに個別に接続され
た出力端子Oc、Odと、を備えたMHD(Magneto-Hy
dro-Dynamics;電磁流体力学)発電器の構成を有してい
る。ここで、発電用燃料FLは、プラズマや液体金属、
導電性物質を含有する液体又は気体等の導電性流体(作
動流体)であって、電極ELa、ELbに平行な方向
(矢印P8)に流動するように流路が形成されている。
なお、本構成例に係る主発電部12Fにおいても、上述
した各構成例と同様に、マイクロマシン製造技術を適用
して、微小空間に集積化して形成される。
As shown in FIG. 18 (a), the main power generation section 12F according to the sixth configuration example generally has a side wall of a flow path through which a power generation fuel FL made of a conductive fluid passes at a predetermined flux. A pair of electrodes ELa and ELb opposed to each other, and Nd- that generates a magnetic field of a predetermined strength in a direction perpendicular to both the facing direction of the electrodes ELa and ELb and the flow direction of the fuel FL for power generation. An MHD (Magneto-Hy) including a magnetic field generating means MG made of a Fe-B neodymium permanent magnet and output terminals Oc and Od individually connected to the electrodes ELa and ELb.
dro-Dynamics (magnetohydrodynamic) has a generator configuration. Here, the power generation fuel FL may be plasma, liquid metal,
It is a conductive fluid (working fluid) such as a liquid or a gas containing a conductive substance, and has a flow path formed so as to flow in a direction (arrow P8) parallel to the electrodes ELa and ELb.
Note that the main power generation unit 12F according to this configuration example is also formed by being integrated in a minute space by applying the micromachine manufacturing technology, similarly to the above-described configuration examples.

【0121】このような構成を有する主発電部12Fに
おいて、図18(b)に示すように、磁界発生手段MG
により発電用燃料の流路方向に垂直に磁界Bを発生さ
せ、流束uで発電用燃料(導電性流体)FLを流路方向
に移動させることにより、ファラデーの電磁誘導の法則
に基づいて、発電用燃料FLが磁界を横切るときに起電
力u×Bが誘導され、発電用燃料FLが有するエンタル
ピーが電力に変換され、出力端子Oc、Od間に接続さ
れた負荷(図示を省略)に電流が流れる。これにより、
発電用燃料FLが有する熱エネルギーが直接電力に変換
される。
In the main power generation section 12F having such a configuration, as shown in FIG.
Generates a magnetic field B perpendicular to the flow direction of the fuel for power generation, and moves the fuel for generation (conductive fluid) FL with the flux u in the flow direction, based on Faraday's law of electromagnetic induction. When the power generation fuel FL crosses the magnetic field, an electromotive force u × B is induced, the enthalpy of the power generation fuel FL is converted into electric power, and a current is supplied to a load (not shown) connected between the output terminals Oc and Od. Flows. This allows
Thermal energy of the power generation fuel FL is directly converted to electric power.

【0122】なお、MHD発電器の流路通過後の発電用
燃料(導電性流体)FLを電源システム1の外部にその
まま排出する構成を適用する場合にあっては、発電用燃
料FLが燃焼性又は毒性がある成分を含む場合は、発電
用燃料FLを外部に排出する前に難燃化や無毒化する処
理を行うか、該発電用燃料FLを回収する手段を備える
必要があることはいうまでもない。
When the configuration in which the fuel (electrically conductive fluid) FL for power generation after passing through the flow path of the MHD power generator is directly discharged to the outside of the power supply system 1 is applied, the fuel FL for power generation has a flammable property. Or, when a toxic component is contained, it is necessary to perform a process for making the power generation fuel FL flame-retardant or detoxifying before discharging it to the outside, or to provide a means for collecting the power generation fuel FL. Not even.

【0123】このような構成を有するMHD発電器を主
発電部に適用することにより、流路を移動する発電用燃
料FLの速度を調整する簡易な制御方法により、任意の
電力を発生することができるので、デバイスDVCの駆
動状態に応じた適切な発電動作を実現することができ
る。また、微細化したMHD発電器としての構成を適用
することにより、駆動部品を必要としない極めて簡易な
構成により電力を発生しつつ、主発電部12を含む発電
モジュール10Aの小型化を図ることができる。
By applying the MHD generator having such a configuration to the main power generation section, it is possible to generate arbitrary power by a simple control method for adjusting the speed of the power generation fuel FL moving in the flow path. Therefore, an appropriate power generation operation according to the driving state of the device DVC can be realized. In addition, by applying a configuration as a miniaturized MHD power generator, it is possible to reduce the size of the power generation module 10A including the main power generation unit 12 while generating power with an extremely simple configuration that does not require a driving component. it can.

【0124】なお、上述した各構成例は、発電モジュー
ル10Aに適用される主発電部12の一例を示したに過
ぎず、本発明に係る電源システムの構成を何ら限定する
ものではない。要するに、本発明に適用される主発電部
12は、燃料パック20Aに封入された液体燃料又は液
化燃料又は気体燃料が直接的又は間接的に供給されるこ
とにより、主発電部12内部で電気化学反応や発熱、吸
熱反応に伴う温度差、圧力エネルギーや熱エネルギーの
変換作用、電磁誘導等に基づいて電力を発生することが
できるものであれば、他の構成を有するものであっても
よく、例えば、熱音響効果による外力発生手段と電磁誘
導や圧電変換による発電器とを組み合わせたもの等を良
好に適用することができる。
[0124] Each of the above configuration examples is merely an example of the main power generation unit 12 applied to the power generation module 10A, and does not limit the configuration of the power supply system according to the present invention. In short, the main power generation unit 12 applied to the present invention is configured such that the liquid fuel, the liquefied fuel, or the gaseous fuel sealed in the fuel pack 20A is supplied directly or indirectly to the main power generation unit 12. Reaction or heat generation, a temperature difference associated with an endothermic reaction, pressure energy or heat energy conversion action, as long as it can generate electric power based on electromagnetic induction or the like, may have another configuration, For example, a combination of an external force generating means based on a thermoacoustic effect and a generator based on electromagnetic induction or piezoelectric conversion can be suitably applied.

【0125】また、上述した各構成例のうち、第2乃至
第5の構成例を適用した主発電部12においては、主発
電部12に供給された発電用燃料FLを燃焼反応等させ
て熱エネルギーを取り出す際の点火動作のために、図3
に示したように、上述した副発電部11から供給される
電力を起動電力として用いるように構成されている。
In the main power generation section 12 to which the second to fifth configuration examples are applied among the above-described configuration examples, the fuel FL for power generation supplied to the main power generation section 12 is subjected to a combustion reaction or the like to perform heat generation. For the ignition operation when extracting energy, FIG.
As shown in (1), the power supplied from the sub power generation unit 11 is used as the starting power.

【0126】<動作制御部13>本実施形態に係る発電
モジュールに適用される動作制御部13は、図3に示す
ように、上述した副発電部11から供給される動作電力
により動作し、本実施形態に係る電源システム1内外の
各種情報、すなわち、電源システム1に接続されるデバ
イスDVC(負荷LD)の駆動状態に関する情報(負荷
駆動情報)や、燃料パック20Aに封入された発電用燃
料FLの残量等の電源システム1の動作状態に関する情
報に基づいて、動作制御信号を生成、出力し、後述する
主発電部12における動作状態を制御する。ここで、負
荷駆動情報とは、デバイスDVCにおいて、コントロー
ラCNTにより負荷LDを駆動制御する際に出力される
特定の信号情報や、負荷LDの駆動状態(起動/負荷変
動等)に応じて変動する負荷駆動電力の電圧変化等をい
う。
<Operation Control Unit 13> The operation control unit 13 applied to the power generation module according to the present embodiment operates with the operation power supplied from the sub power generation unit 11 described above, as shown in FIG. Various kinds of information inside and outside the power supply system 1 according to the embodiment, that is, information on the drive state of the device DVC (load LD) connected to the power supply system 1 (load drive information) and the power generation fuel FL enclosed in the fuel pack 20A An operation control signal is generated and output based on information about the operation state of the power supply system 1 such as the remaining amount of the power supply system, and the operation state of the main power generation unit 12 described later is controlled. Here, the load drive information fluctuates according to specific signal information output when the controller CNT drives and controls the load LD in the device DVC, and the drive state of the load LD (eg, startup / load fluctuation). This refers to a change in the voltage of the load driving power.

【0127】すなわち、動作制御部13は、具体的に
は、主発電部12が動作していない状態で、例えば、デ
バイスDVC(負荷LD)の起動に伴って、コントロー
ラCNTから出力された負荷駆動情報を検出した場合に
は、後述する起動制御部15に対して、出力制御部14
及び主発電部12を起動させるための動作制御信号を出
力し(起動制御)、また、主発電部12が動作している
状態で、例えば、デバイスDVC(負荷LD)の駆動状
態の変動に伴って、負荷駆動電力の電圧変化に関連した
負荷駆動情報を検出した場合には、出力制御部14に対
して、主発電部12から負荷LDに供給される負荷駆動
電力が、負荷LDの駆動状態に対応した適切な値となる
ように、主発電部12における電力の発生量(発電量)
を調整するための動作制御信号を出力する(フィードバ
ック制御)。
That is, the operation control unit 13, specifically, when the main power generation unit 12 is not operating, for example, when the device DVC (load LD) is activated, the load drive output from the controller CNT is output. When the information is detected, the output control unit 14
And outputs an operation control signal for activating the main power generation unit 12 (startup control). Further, in a state where the main power generation unit 12 is operating, for example, with a change in the drive state of the device DVC (load LD), When the load drive information related to the voltage change of the load drive power is detected, the load drive power supplied from the main power generation unit 12 to the load LD is output to the output control unit 14. Power generation amount (power generation amount) in the main power generation unit 12 so as to have an appropriate value corresponding to
Output an operation control signal for adjusting (feedback control).

【0128】一方、動作制御部13は、主発電部12が
動作している状態で、例えば、上記フィードバック制御
を実行しているにも関わらず、デバイスDVC(負荷L
D)に供給されている負荷駆動電力が過剰となる状態に
関連した負荷駆動情報を所定の時間継続して検出した場
合や、デバイスDVCからの負荷停止に関する負荷駆動
情報を検出した場合には、起動制御部15に対して、出
力制御部14及び主発電部12の動作を停止させるため
の動作制御信号を出力する(停止制御)。
On the other hand, while the main power generation unit 12 is operating, the operation control unit 13 performs, for example, the device DVC (load L) in spite of executing the feedback control.
In the case where load drive information related to a state where the load drive power supplied to D) becomes excessive is continuously detected for a predetermined period of time, or when load drive information regarding load stop from the device DVC is detected, An operation control signal for stopping the operations of the output control unit 14 and the main power generation unit 12 is output to the activation control unit 15 (stop control).

【0129】なお、電源システム1の外形形状として、
後述するように、汎用の化学電池のように正極と負極の
端子電極のみによりデバイスDVC(負荷LD)と電気
的に接続された構成を適用する場合にあっては、正極及
び負極を介して、デバイスDVCに対して上記コントロ
ーラ電力や負荷駆動電力となる電力を供給するととも
に、その変動を動作制御部13により常時監視すること
により、負荷LDの駆動状態を検出するように構成する
ことができる。
The external shape of the power supply system 1 is as follows.
As will be described later, in a case where a configuration in which a device DVC (load LD) is electrically connected only by the terminal electrodes of the positive electrode and the negative electrode as in a general-purpose chemical battery is applied, via the positive electrode and the negative electrode, The drive state of the load LD can be detected by supplying the controller D or the power serving as the load drive power to the device DVC, and constantly monitoring the fluctuation by the operation control unit 13.

【0130】<出力制御部14>図19は、本発明に係
る電源システムに適用される発電モジュールの一実施形
態の他の例の要部構成を示すブロック図である。本実施
形態に係る発電モジュールに適用される出力制御部14
は、図3に示すように、直接又は起動制御部15を介し
て、動作制御部13から出力される動作制御信号に基づ
いて、上述した副発電部11から供給される電力(起動
電力)により動作し、主発電部12における動作状態
(起動動作、定常動作、停止動作、電力の発生量(発電
量))を制御する。
<Output Control Unit 14> FIG. 19 is a block diagram showing a main configuration of another example of an embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention. Output control unit 14 applied to the power generation module according to the present embodiment
As shown in FIG. 3, based on the operation control signal output from the operation control unit 13 directly or via the start control unit 15, power is supplied from the above-described auxiliary power generation unit 11 (starting power). It operates and controls the operation state (start-up operation, steady operation, stop operation, amount of generated power (power generation amount)) in the main power generation unit 12.

【0131】具体的には、例えば、発電用燃料の流量や
吐出量を調整する流量調整手段等を備え、上述した各構
成例に示した主発電部12において、所定の電力からな
る負荷駆動電力を生成、出力するために必要な量の発電
用燃料(液体燃料、液化燃料又は気体燃料)が供給され
るように、動作制御信号に基づいて流量調整手段を制御
する。
Specifically, for example, a flow control means for adjusting the flow rate and discharge rate of the fuel for power generation is provided. The flow control means is controlled based on the operation control signal so that the power generation fuel (liquid fuel, liquefied fuel or gaseous fuel) required to generate and output the power is supplied.

【0132】なお、本実施形態において、主発電部12
として上述した第1の構成例(図12参照)に示した燃
料改質方式の燃料電池の構成を適用した場合にあって
は、図19に示すように、出力制御部14の構成とし
て、動作制御部13からの動作制御信号に基づいて、主
発電部12Aに供給される発電用燃料(燃料電池本体2
10bに供給する水素ガス)の量を制御する燃料制御部
14aと、主発電部12Aに供給される空気(燃料電池
本体210bに供給される酸素ガス)の量を制御する空
気制御部14bと、を備えるようにしてもよい。
In this embodiment, the main power generation unit 12
When the configuration of the fuel cell of the fuel reforming system shown in the first configuration example (see FIG. 12) described above is applied, as shown in FIG. Based on the operation control signal from the control unit 13, the fuel for power generation (the fuel cell main body 2) supplied to the main power generation unit 12 </ b> A
A fuel control unit 14a for controlling the amount of hydrogen gas supplied to the fuel cell 10b; an air control unit 14b for controlling the amount of air (oxygen gas supplied to the fuel cell body 210b) supplied to the main power generation unit 12A; May be provided.

【0133】この場合、燃料制御部14aは、動作制御
部13から出力される動作制御信号に基づいて、燃料電
池本体210bにおいて、所定の電力を発生するために
必要な量の水素ガス(H)となる分の発電用燃料や水
等を、燃料パック20Aから取り込んで燃料改質部21
0aに供給する制御を行い、また、空気制御部14b
は、上記水素ガスを用いた電気化学反応(化学反応式
(6)及び(7)参照)に応じた必要な量の酸素ガス
(O)を、大気中から取り込んで燃料電池本体210
bの空気極212に供給する制御を行う。このような燃
料制御部14a及び空気制御部14bにより主発電部1
2への水素ガス(H)及び酸素ガス(O)の供給量
を調整することにより、主発電部12(燃料電池本体2
10b)における電気化学反応の進行状態が制御され、
負荷駆動電力となる電力の発生量(発電量)が制御され
る。
In this case, based on the operation control signal output from the operation control unit 13, the fuel control unit 14a supplies the fuel cell body 210b with an amount of hydrogen gas (H 2 ) Is taken from the fuel pack 20A and the fuel reforming section 21
0a, and the air control unit 14b
Takes a required amount of oxygen gas (O 2 ) according to the electrochemical reaction using hydrogen gas (see chemical reaction formulas (6) and (7)) from the atmosphere to obtain a fuel cell main body 210.
Control to supply the air electrode 212 of b is performed. The main power generation unit 1 is controlled by the fuel control unit 14a and the air control unit 14b.
By adjusting the supply amounts of hydrogen gas (H 2 ) and oxygen gas (O 2 ) to the main power generation unit 12 (the fuel cell body 2
The progress of the electrochemical reaction in 10b) is controlled,
The amount of power (the amount of power generation) serving as load driving power is controlled.

【0134】ここで、空気制御部14bは、主発電部1
2における単位時間当たりの酸素の最大消費量に相当す
る空気を供給することができるものであれば、主発電部
12の空気極212に供給する酸素ガスの量を制御する
ことなく、主発電部12の動作時に常に供給するように
設定されていてもよい。すなわち、図19に示した発電
モジュール10Aの構成においては、出力制御部14
は、電気化学反応の進行状態を燃料制御部14aのみで
制御し、空気制御部14bの代わりに後述するような通
気孔(スリット)を設け、主発電部12における電気化
学反応に用いられる最低限以上の量の空気(酸素)が該
通気孔を介して、常時供給されるように構成されている
ものであってもよい。
Here, the air control section 14b is connected to the main power generation section 1
2 can supply air corresponding to the maximum consumption amount of oxygen per unit time in the main power generation unit 12 without controlling the amount of oxygen gas supplied to the air electrode 212 of the main power generation unit 12. It may be set so that it is always supplied at the time of operation 12. That is, in the configuration of the power generation module 10A shown in FIG.
Controls the progress of the electrochemical reaction only by the fuel control unit 14a, provides a vent hole (slit) as described later in place of the air control unit 14b, and The air (oxygen) in the above amount may be configured to be constantly supplied through the ventilation hole.

【0135】<起動制御部15>本実施形態に係る発電
モジュールに適用される起動制御部15は、図3に示し
たように、上述した副発電部11から供給される電力に
より動作し、動作制御部13から出力される動作制御信
号に基づいて、少なくとも、出力制御部14(構成によ
っては、主発電部12を含む)に対して電力(起動電
力)を供給して、主発電部12を待機状態から発電可能
な動作状態に移行する起動制御を行う。
<Start-up control unit 15> The start-up control unit 15 applied to the power generation module according to the present embodiment is operated by the electric power supplied from the sub power generation unit 11 as shown in FIG. Based on the operation control signal output from the control unit 13, at least power (starting power) is supplied to the output control unit 14 (including the main power generation unit 12 depending on the configuration), and the main power generation unit 12 is controlled. Start-up control for shifting from a standby state to an operation state in which power can be generated is performed.

【0136】具体的には、図19に示した構成にあって
は、起動制御部15は、主発電部12A(燃料電池本体
210b)が動作していない状態で、動作制御部13か
ら主発電部12Aを起動させるための動作制御信号を受
け取ると、燃料制御部14a、空気制御部14b及び主
発電部12A(燃料改質部210a)に対して、副電源
部11から出力される起動電力を供給して動作状態に制
御し、燃料電池本体210bの燃料極211に水素ガス
(H)を、また、空気極212に酸素ガス(O)を
供給することにより、燃料電池本体210bを起動させ
て、所定の電力を発生する動作状態(定常状態)に移行
させる。
More specifically, in the configuration shown in FIG. 19, the start control unit 15 sends the main power from the operation control unit 13 while the main power generation unit 12A (the fuel cell main body 210b) is not operating. Upon receiving an operation control signal for activating the unit 12A, the starting power output from the sub power supply unit 11 is supplied to the fuel control unit 14a, the air control unit 14b, and the main power generation unit 12A (fuel reforming unit 210a). The fuel cell body 210b is activated by supplying hydrogen gas (H 2 ) to the fuel electrode 211 of the fuel cell body 210b and oxygen gas (O 2 ) to the air electrode 212. Then, the operation state is shifted to an operation state (steady state) in which predetermined power is generated.

【0137】また、起動制御部15は、主発電部12A
が駆動している状態で、動作制御部13から主発電部1
2A(燃料電池本体210b)を停止させるための動作
制御信号を受け取ると、少なくとも、燃料制御部14a
及び空気制御部14bを制御して、燃料電池本体210
bへの水素ガス(H)及び酸素ガス(O)の供給を
停止することにより、燃料電池本体210bにおける電
力の生成(発電)を停止させて、副発電部11、及び、
該副発電部11からの電力(動作電力、コントローラ電
力)により動作制御部13及びデバイスDVCのコント
ローラCNTのみが動作している待機状態に移行させ
る。
[0137] The start control unit 15 is connected to the main power generation unit 12A.
Is operating, the operation control unit 13 sends the main power generation unit 1
When the operation control signal for stopping the fuel cell 2A (the fuel cell main body 210b) is received, at least the fuel control unit 14a
And the air controller 14b to control the fuel cell main body 210
By stopping the supply of the hydrogen gas (H 2 ) and the oxygen gas (O 2 ) to b, the generation (power generation) of the electric power in the fuel cell main body 210b is stopped, and the sub power generation unit 11 and
The power (operation power, controller power) from the sub power generation unit 11 is shifted to a standby state in which only the operation control unit 13 and the controller CNT of the device DVC are operating.

【0138】なお、ここでは、主発電部12として、燃
料改質方式の燃料電池を適用し、起動制御部15により
出力制御部14(燃料制御部14a及び空気制御部14
b)及び主発電部12Aへの起動電力の供給を制御し
て、主発電部12Aへの発電用燃料及び空気の供給、遮
断を制御することにより、主発電部12Aの動作状態
(起動動作、停止動作)を制御する場合について説明し
たが、上述した他の構成例(例えば、内燃機関や外燃機
関等を備えた発電装置)を主発電部12に適用する場合
であっても、略同等の制御により、主発電部12の動作
状態が制御される。また、主発電部12として、燃料直
接供給方式の燃料電池を適用する場合等、主発電部12
において起動電力を必要とすることなく、発電用燃料の
供給、遮断を制御するだけで、起動制御部15により出
力制御部14(燃料制御部14a)に対してのみ起動電
力の供給を制御するものであってもよい。
Here, a fuel cell of a fuel reforming system is applied as the main power generation unit 12, and the output control unit 14 (the fuel control unit 14 a and the air control unit 14
b) and controlling the supply of the starting power to the main power generation unit 12A to control the supply and cutoff of the fuel and air for power generation to the main power generation unit 12A, thereby controlling the operation state of the main power generation unit 12A (start-up operation, Although the case where the stop operation is controlled has been described, even when the above-described other configuration example (for example, a power generation device having an internal combustion engine, an external combustion engine, or the like) is applied to the main power generation unit 12, the configuration is substantially the same. Controls the operation state of the main power generation unit 12. When a fuel cell of a direct fuel supply system is used as the main power generation unit 12, the main power generation unit 12 may be used.
In this method, the start-up control unit 15 controls the supply of the start-up electric power only to the output control unit 14 (fuel control unit 14a) without controlling the start-up electric power and merely controlling the supply and cutoff of the fuel for power generation. It may be.

【0139】さらに、図3に示した構成においては、起
動制御部15及び出力制御部14(図19に示した構成
においては、燃料制御部14a)には、副発電部11か
らの電力が動作電力又は起動電力として供給されるが、
主発電部12の定常動作時に出力制御部14等で消費す
る電力が副発電部11から供給される電力のみでは十分
でない場合には、副発電部11からの電力に加えて、主
発電部12で生成される電力の一部を出力制御部14等
に出力することにより維持することができる(図3、図
19中、点線矢印参照)。
Further, in the configuration shown in FIG. 3, the activation control unit 15 and the output control unit 14 (in the configuration shown in FIG. 19, the fuel control unit 14a) receive the electric power from the sub power generation unit 11. It is supplied as power or starting power,
When the power consumed by the output control unit 14 or the like during the steady operation of the main power generation unit 12 is not sufficient only by the power supplied from the sub power generation unit 11, in addition to the power from the sub power generation unit 11, Can be maintained by outputting a part of the electric power generated in (1) to the output control unit 14 and the like (see the dotted arrow in FIGS. 3 and 19).

【0140】このとき、電源システムとして、デバイス
に駆動電力として供給される電力が損なわれないよう
に、出力制御部14は、出力制御部14自体で消費され
る電力の上積み分に相当する発電用燃料及びデバイスに
供給される電力分に相当する発電用燃料の総量を、主発
電部12に供給するように制御する。なお、図18に示
した構成にあっては、燃料制御部14aにより、上記発
電用燃料の総量を燃料改質部210aを介して燃料電池
本体210bの燃料極211に供給するとともに、空気
制御部14bにより、燃料電池本体210bにおいて十
分な電力を発生(発電)するために必要な酸素量を満た
す空気を燃料電池本体210bの空気極212に供給す
るように制御する。
At this time, as a power supply system, the output control unit 14 controls the power generation corresponding to the additional power consumed by the output control unit 14 so that the power supplied as drive power to the device is not impaired. Control is performed such that the total amount of fuel for power generation corresponding to the fuel and the power supplied to the device is supplied to the main power generation unit 12. In the configuration shown in FIG. 18, the fuel control unit 14a supplies the total amount of the power generation fuel to the fuel electrode 211 of the fuel cell main body 210b via the fuel reforming unit 210a, and the air control unit 14a. By 14b, control is performed so that air that satisfies the amount of oxygen necessary to generate (generate) sufficient electric power in the fuel cell main body 210b is supplied to the air electrode 212 of the fuel cell main body 210b.

【0141】(B)燃料パック 本発明に係る電源システムに適用される燃料パック20
Aは、例えば、その組成成分に水素を含有する液体燃料
や液化燃料、又は、気体燃料からなる発電用燃料FL
が、充填、封入された密閉性の高い燃料貯蔵容器であっ
て、図3に示したように、発電モジュール10Aに対し
て、I/F部30Aを介して着脱可能に結合された構成
を有している。ここで、燃料パック20Aに封入された
発電用燃料FLは、後述するI/F部30Aに設けられ
た燃料送出経路を介して発電モジュール10Aに取り込
まれ、上述した出力制御部14により、デバイスDVC
の駆動状態(負荷状態)に応じた負荷駆動電力となる所
定の電力を発生するために必要な供給量の発電用燃料F
Lが、主発電部12に随時供給される。
(B) Fuel Pack The fuel pack 20 applied to the power supply system according to the present invention
A is, for example, a power generation fuel FL composed of a liquid fuel, a liquefied fuel, or a gaseous fuel containing hydrogen in its composition component.
Is a highly sealed fuel storage container that is filled and sealed, and has a configuration detachably connected to the power generation module 10A via the I / F unit 30A as shown in FIG. are doing. Here, the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A is taken into the power generation module 10A via a fuel delivery path provided in the I / F unit 30A, which will be described later.
The amount of power generation fuel F required to generate the predetermined power that is the load driving power according to the driving state (load state)
L is supplied to the main power generation unit 12 as needed.

【0142】また、副発電部11として、上述したよう
に、燃料パック20Aに封入された発電用燃料FLの一
部を用い、電気化学反応や触媒燃焼反応、力学的なエネ
ルギー変換作用等を利用して、電力を発生する構成を適
用する場合には、少なくとも、デバイスDVCのコント
ローラ電力及び動作制御部13等の動作電力となる電力
を発生するために必要な最低限の供給量の発電用燃料F
Lが、I/F部30Aを介して副発電部11に常時供給
される。
As described above, a part of the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A is used as the sub power generation unit 11, and an electrochemical reaction, a catalytic combustion reaction, a dynamic energy conversion action, or the like is used. When the configuration for generating electric power is applied, at least the minimum supply amount of the fuel for power generation necessary to generate electric power to be used as operation electric power of the controller D of the device DVC and the operation control unit 13 and the like is applied. F
L is constantly supplied to the sub power generation unit 11 via the I / F unit 30A.

【0143】ここで、本実施形態に係る電源システム1
においては、発電モジュール10Aと燃料パック20A
が着脱可能な構成を有しているので、燃料パック20A
が発電モジュール10Aに結合された状態でのみ、発電
モジュール10Aに発電用燃料FLを供給するように構
成されている。すなわち、燃料パック20Aは、発電モ
ジュール10Aに結合されていない状態では、内部に封
入された発電用燃料FLが燃料パック20A外部に漏出
しないように、例えば、燃料パック20A内部の燃料封
入圧力やバネ等の物理的な圧力等により、燃料送出経路
を常時閉止する方向に制御する制御弁等からなる燃料漏
出防止手段を備え、I/F部30Aを介して発電モジュ
ール10Aに結合されることにより、例えば、I/F部
30A(又は、発電モジュール10A)に設けられ、燃
料漏出防止手段による漏出防止機能を解除する手段(漏
出防止解除手段)が接触又は押圧することによって、上
記制御弁の閉止状態を解除して、燃料パック20Aに封
入された発電用燃料FLをI/F部30Aを介して発電
モジュール10Aに供給する。
Here, the power supply system 1 according to the present embodiment
, The power generation module 10A and the fuel pack 20A
Has a detachable configuration, so that the fuel pack 20A
Is configured to supply the fuel FL for power generation to the power generation module 10A only when the power generation module 10A is coupled to the power generation module 10A. In other words, when the fuel pack 20A is not connected to the power generation module 10A, the power generation fuel FL sealed therein does not leak out of the fuel pack 20A. By providing a fuel leakage prevention means including a control valve or the like that controls the fuel delivery path in such a direction that the fuel delivery path is always closed by physical pressure or the like, and coupled to the power generation module 10A via the I / F unit 30A, For example, the control valve is closed when the means (leakage prevention canceling means) provided in the I / F unit 30A (or the power generation module 10A) for canceling the leakage prevention function of the fuel leakage prevention means contacts or presses. Is released, and the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A is supplied to the power generation module 10A via the I / F unit 30A.

【0144】なお、このような構成を有する燃料パック
20Aにおいては、燃料パック20Aに封入された発電
用燃料FLがなくなる前に、発電モジュール10Aから
燃料パック20Aが分離された場合には、上記燃料漏出
防止手段の漏出防止機能が再び作動することにより(例
えば、漏出防止解除手段が非接触状態となることによ
り、上記制御弁が再び閉止状態になって)、発電用燃料
FLの漏出が防止され、燃料パック20A単独での持ち
運びが可能となる。
In the fuel pack 20A having such a configuration, if the fuel pack 20A is separated from the power generation module 10A before the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A is exhausted, the fuel When the leakage prevention function of the leakage prevention means is operated again (for example, the control valve is closed again due to the non-contact state of the leakage prevention release means), the leakage of the power generation fuel FL is prevented. Thus, the fuel pack 20A can be carried alone.

【0145】また、このような構成を有する燃料パック
20Aにおいて、発電モジュール10Aから分離した状
態で、燃料漏出防止手段の漏出防止機能を強制的に解除
することができるように構成されていてもよい。これに
よれば、例えば、燃料パック20Aに封入された発電用
燃料FLがなくなったときや少なくなったときには、燃
料パック20Aを発電モジュール10Aから分離して、
燃料漏出防止手段の漏出防止機能を一時的に解除し、燃
料パック20A内部に発電用燃料FLを繰り返し注入、
充填することにより、燃料パック20A自体を再利用
(リサイクル)することができるので、廃棄物の発生量
を削減して、環境への負担を軽減することができる。
Further, the fuel pack 20A having such a configuration may be configured so that the leakage prevention function of the fuel leakage prevention means can be forcibly released while being separated from the power generation module 10A. . According to this, for example, when the fuel FL for power generation sealed in the fuel pack 20A runs out or runs out, the fuel pack 20A is separated from the power generation module 10A,
The leakage prevention function of the fuel leakage prevention means is temporarily released, and the fuel FL for power generation is repeatedly injected into the fuel pack 20A,
By filling, the fuel pack 20A itself can be reused (recycled), so that the amount of waste generated can be reduced and the burden on the environment can be reduced.

【0146】また、燃料パック20Aの構成としては、
上述したような可逆的な機能を有する制御弁等からなる
燃料漏出防止手段を備えた構成のほかに、一旦漏出防止
機能を解除すると発電用燃料の送出を一方的に開始、継
続する不可逆的な機能を有する封密部等からなる燃料漏
出防止手段を備えたものを適用することもできる。この
場合にあっては、燃料パック20Aを発電モジュール1
0Aに一旦結合した場合、燃料パック20A内に封入さ
れた発電用燃料FLがなくなるまで使い切った後に、燃
料パック20Aを分離するような使用形態に良好に適用
することができる。このような構成においても、燃料パ
ック20Aを発電モジュール10Aに結合する前の状態
においては、発電用燃料FLの漏出を防止することがで
き、安全性の高い電源システムを実現することができ
る。
The structure of the fuel pack 20A is as follows.
In addition to the configuration provided with the fuel leakage prevention means including a control valve having a reversible function as described above, once the leakage prevention function is released, the delivery of the fuel for power generation starts unilaterally and continues irreversibly. It is also possible to apply a device provided with a fuel leakage prevention means including a sealed portion having a function. In this case, the fuel pack 20A is connected to the power generation module 1
When the fuel pack 20A is once connected to the fuel pack 20A, it can be satisfactorily applied to a usage form in which the fuel pack 20A is separated after the fuel for power generation FL sealed in the fuel pack 20A is used up. Even in such a configuration, before the fuel pack 20A is coupled to the power generation module 10A, leakage of the power generation fuel FL can be prevented, and a highly safe power supply system can be realized.

【0147】ここで、燃料パック20Aは、上述したよ
うな燃料貯蔵容器としての機能を有しつつ、特定の環境
条件下において、元来自然界に存在し、かつ、自然を構
成する物質、又は、環境汚染等の発生を生じない物質へ
の変換が可能な材料により構成されている。すなわち、
燃料パック20Aは、例えば、自然界に投棄又は埋め立
て処理された場合であっても、土壌中の微生物や酵素等
の働き、あるいは、太陽光線の照射、雨水や大気等によ
り、自然界に無害な物質(元来自然界に存在し、かつ、
自然を構成する物質、例えば、水と二酸化炭素等)に変
換される各種の分解反応からなる特性、例えば、生分解
性や光分解性、加水分解性、酸化分解性等の分解特性を
有する高分子材料(プラスチック)等により構成するこ
とができる。
Here, the fuel pack 20A has a function as a fuel storage container as described above, and originally exists in the natural world under a specific environmental condition and is a substance constituting nature. It is made of a material that can be converted into a substance that does not cause environmental pollution or the like. That is,
For example, even when the fuel pack 20A is dumped or landfilled in the natural world, it is harmless to the natural world due to the action of microorganisms and enzymes in the soil, the irradiation of sunlight, rainwater, the atmosphere, and the like. Originally exists in the natural world, and
Highly degrading properties such as biodegradability, photodegradability, hydrolyzability, oxidative degradability, etc. It can be composed of a molecular material (plastic) or the like.

【0148】また、燃料パック20Aは、人為的な加熱
・焼却処理や薬品・化学処理等を行った場合であって
も、有機塩素化合物(ダイオキシン類;ポリ塩化ジベン
ゾパラジオキシン、ポリ塩化ジベンゾフラン)や塩化水
素ガス、重金属等の有害物質もしくは環境汚染物質を発
生しない、又は、発生が抑制された材料により構成され
ているものであってもよい。ここで、燃料パック20A
を構成する材料(例えば、上記高分子材料)は、封入さ
れる発電用燃料FLとの接触により、少なくとも短期間
で分解されるおそれがなく、また、封入される発電用燃
料FLを、少なくとも短期間で燃料としての利用が不可
能となるほど変質させるものではないことはいうまでも
なく、さらに、該高分子材料により構成された燃料パッ
ク20Aが、外的な物理的応力に対して十分な強度を有
しているものであることもいうまでもない。
The fuel pack 20A can be treated with an organic chlorine compound (dioxins; polychlorinated dibenzoparadioxin, polychlorinated dibenzofuran) even if it is subjected to artificial heating, incineration, chemical or chemical treatment, or the like. It may be made of a material that does not generate harmful substances such as hydrogen chloride gas and heavy metals or environmental pollutants or whose generation is suppressed. Here, the fuel pack 20A
(For example, the polymer material) is not likely to be decomposed at least in a short period of time by contact with the encapsulated power generation fuel FL. Needless to say, the fuel pack 20A made of the polymer material has sufficient strength against external physical stress, as a matter of course. Needless to say, it has the following.

【0149】以下に、本実施形態に係る燃料パックに適
用可能な構成材料について、その代表例を示す。生分解
性プラスチックとしては、具体的には、石油系原料から
合成される化学合成系の有機化合物を含む高分子材料
(ポリ乳酸、脂肪族ポリエステル、共重合ポリエステル)
や、微生物産生系のバイオポリエステル、トウモロコシ
やサトウキビ等の植物系原料から抽出されるでんぷんや
セルロース、キチン、キトサン等からなる天然物利用系
の高分子材料等を良好に適用することができる。このよ
うな生分解性プラスチックにおける代表的な分解反応
は、土壌中の微生物や酵素による加水分解→酵素分解→
体内吸収といった一連の活動により、水と二酸化炭素が
排出されるものである。
Hereinafter, representative examples of constituent materials applicable to the fuel pack according to the present embodiment will be described. As biodegradable plastics, specifically, polymer materials containing organic compounds of chemically synthesized systems synthesized from petroleum-based raw materials
(Polylactic acid, aliphatic polyester, copolymerized polyester)
In addition, a bio-polyester of a microorganism-producing system, a polymer material of a natural product utilizing starch, cellulose, chitin, chitosan or the like extracted from a plant-based material such as corn or sugarcane can be favorably applied. A typical decomposition reaction of such biodegradable plastic is hydrolysis by microorganisms and enzymes in soil → enzymatic decomposition →
Water and carbon dioxide are released by a series of activities such as absorption into the body.

【0150】光分解性プラスチックとしては、具体的に
は、光エネルギーを取り込んで高分子の分解(光化学反
応)を生じる官能基等を、分子の結合鎖中に導入したエ
チレン−一酸化炭素共重合体やビニルケトン−ビニルモ
ノマー共重合体等の感光性官能基導入型の高分子材料
や、光化学反応を生じる試薬、例えば、芳香族ケトン
(ベンゾフェノン、アセトフェノン等)等を添加した官
能性試薬添加型の高分子材料等を良好に適用することが
できる。このような光分解性プラスチックにおける分解
反応は、太陽光線(特に、紫外線)に長時間照射される
ことにより、光化学反応や光酸化反応が生じてプラスチ
ックを構成する長い分子が切れて、より低分子構造の物
質へと変化するものである。
As the photodegradable plastic, specifically, a functional group or the like which causes the decomposition of a polymer (photochemical reaction) by taking in light energy is introduced into an ethylene-carbon monoxide copolymer in which a molecular bonding chain is introduced. Photosensitive functional group-introduced polymer materials such as coalescables and vinyl ketone-vinyl monomer copolymers, and reagents that generate photochemical reactions, such as functional ketones added with aromatic ketones (benzophenone, acetophenone, etc.) A polymer material or the like can be applied favorably. The decomposition reaction in such a photodegradable plastic is such that long exposure to sunlight (especially ultraviolet rays) causes a photochemical reaction or photooxidation reaction to cause long molecules constituting the plastic to be cut off, resulting in lower molecular weight. It changes into a structural substance.

【0151】また、焼却処理を行った場合であっても、
有機塩素化合物(ダイオキシン類)や塩化水素ガス等の
有害物質の発生を抑制することができる材料としては、
具体的には、ハロゲン及びハロゲン化合物、特に、塩素
を含まないポリプロピレン(PP)やポリエチレン(P
E)、ポリスチレン(PS)等の高分子材料を良好に適
用することができる。このような塩素を含まない高分子
材料における分解反応は、人為的な焼却処理により、最
終的に二酸化炭素と水に分解される。
Further, even when the incineration process is performed,
Materials that can suppress the generation of harmful substances such as organic chlorine compounds (dioxins) and hydrogen chloride gas include:
Specifically, halogens and halogen compounds, particularly chlorine-free polypropylene (PP) and polyethylene (P
E) or a polymer material such as polystyrene (PS) can be applied favorably. Such a decomposition reaction in a polymer material containing no chlorine is finally decomposed into carbon dioxide and water by artificial incineration.

【0152】なお、上述した構成材料の代表例は、燃料
パックを自然界に投棄又は埋め立て処理した場合や一般
焼却ゴミとして焼却処理した場合のような自然環境への
影響が最も懸念される場合に対応した材質又は材料につ
いて説明したが、本発明は、これに限定されるものでは
なく、リサイクル性に優れた(リサイクルした際のエネ
ルギーの使用量が低減される)材料、例えば、アルミニ
ウム等の金属類であってもよい。このような材料を燃料
パックに適用することができる使用形態としては、一般
消費者による使用のほかに、例えば、企業や事業所、研
究所、学校教育施設等の比較的閉ざされた流通環境内で
の特殊な使用形態であって、燃料パックの回収が略10
0%可能な場合に良好に適用することができる。ここ
で、上述したように、化学電池のリサイクルによる回収
率は、僅か20%程度に過ぎず、残りの80%程度が自
然界に投棄、又は、埋め立て処理されている現状を鑑み
ると、燃料パック20Aの材料としては、分解特性を有
する材料、特に、生分解性プラスチックを適用すること
が望ましい。
The representative examples of the constituent materials described above correspond to the case where the influence on the natural environment is most concerned, such as when the fuel pack is dumped or landfilled in the natural world or when it is incinerated as general incineration garbage. However, the present invention is not limited to this, and materials having excellent recyclability (reduction in the amount of energy used during recycling), for example, metals such as aluminum It may be. Such materials can be used for fuel packs in addition to use by general consumers, for example, in relatively closed distribution environments such as companies, offices, laboratories, and school educational facilities. The fuel pack is collected in approximately 10
It can be applied well when 0% is possible. Here, as described above, the recovery rate due to the recycling of the chemical battery is only about 20%, and in view of the current situation where the remaining about 80% is dumped or landfilled in nature, the fuel pack 20A It is desirable to apply a material having a degrading property, in particular, a biodegradable plastic.

【0153】また、燃料パック20Aを構成する材料と
しては、上述したような環境への負担の軽減という特性
(以下、便宜的に「環境適応性」という)のほかに、上
記燃料貯蔵容器としての基本的な機能を有していること
を必要とすることはいうまでもない。すなわち、本実施
形態に係る電源システムを可搬型又は携帯型のポータブ
ル電源として利用する場合にあっては、上記の環境適応
性に加え、軽量高剛性や発電用燃料との親和性(燃料に
対する耐腐食性が高く、かつ、燃料の変質性が低い特
性)、燃料密閉性等の諸特性を有している必要がある。
これによれば、後述するように、気体からなる発電用燃
料に高圧力を印加して液化し、密封する場合に良好に適
用することができる。なお、発電用燃料との親和性に劣
る材質であっても、燃料パックの内壁に、上述したよう
な親和性を有する材料をコーティング等することによ
り、良好に適用することもできる。
The material constituting the fuel pack 20A has the above-mentioned characteristic of reducing the burden on the environment (hereinafter referred to as “environmental adaptability” for convenience) and the fuel storage container. Needless to say, it is necessary to have basic functions. That is, in the case where the power supply system according to the present embodiment is used as a portable or portable power supply, in addition to the above-described environmental adaptability, it has a low weight and high rigidity and an affinity with the fuel for power generation (resistance to fuel). It is necessary to have various characteristics such as high corrosiveness and low fuel alteration) and fuel tightness.
According to this, as will be described later, the present invention can be suitably applied to a case where a high pressure is applied to a gaseous power generation fuel to liquefy it and seal it. In addition, even if the material is inferior in affinity with the fuel for power generation, it can be applied favorably by coating the inner wall of the fuel pack with a material having the above-mentioned affinity.

【0154】さらに、燃料パック20Aが透明又は半透
明の材質又は材料により構成されていれば、発電用燃料
(液体燃料)の残量を視認することができるので、その
残量に基づいて、電源システムの利用可能な残り時間を
把握したり、あるいは、発電用燃料の補充の準備や新た
な燃料パックの購入を促すことができ、本発明に係る電
源システムの利便性を向上することができる。
Further, if the fuel pack 20A is made of a transparent or translucent material or material, the remaining amount of the fuel for power generation (liquid fuel) can be visually recognized. The remaining time that the system can be used can be ascertained, or preparation for replenishment of fuel for power generation or purchase of a new fuel pack can be encouraged, and the convenience of the power supply system according to the present invention can be improved.

【0155】また、本実施形態に係る電源システム1に
用いられる発電用燃料FLとしては、少なくとも、発電
用燃料FLが封入された上記燃料パック20Aが、自然
界に投棄、又は、埋め立て処理されて、大気中や土壌
中、水中に漏れ出した場合であっても、自然環境に対し
て汚染物質とならないこと、上述した発電モジュール1
0Aの主発電部12において、高いエネルギー変換効率
で電力を発生することができること、所定の封入条件
(圧力、温度等)の下で安定した液体状態又は気体状態
を保持し、好ましくは、常温、常圧下で気化して気体の
状態で発電モジュール10Aに供給される燃料物質であ
ること、さらに、当該発電用燃料FLの製造(生成)や
市場への供給が比較的容易かつ経済性に優れ、その取り
扱い上の安全性が高いこと等の特徴を有していることが
好ましく、具体的には、上述したメタノールやエタノー
ル、ブタノール等のアルコール系の液体燃料や、常温、
常圧下で気体であるジメチルエーテルやイソブタン、天
然ガス等の炭化水素からなる液化燃料、もしくは、水素
ガス等の気体燃料を良好に適用することができる。な
お、安全性等にやや劣るような燃料物質であっても、例
えば、後述するように、燃料パック20内の発電用燃料
FLの封入状態を安定化させるための燃料安定化手段等
の構成を設けることにより、電源システムの安全性を確
保することができ、発電用燃料として良好に適用するこ
とができる。
As the power generation fuel FL used in the power supply system 1 according to this embodiment, at least the fuel pack 20A in which the power generation fuel FL is sealed is dumped or landfilled in the natural world. Even if it leaks into the air, soil, or water, it does not become a pollutant to the natural environment.
In the main power generation unit 12 of 0 A, power can be generated with high energy conversion efficiency, and a stable liquid state or gas state is maintained under predetermined sealing conditions (pressure, temperature, etc.). A fuel substance that is vaporized under normal pressure and supplied to the power generation module 10A in a gaseous state, and furthermore, the production (generation) of the power generation fuel FL and the supply to the market are relatively easy and excellent in economic efficiency; It is preferable to have features such as high safety in handling, specifically, the above-described alcohol-based liquid fuel such as methanol, ethanol, and butanol, and normal temperature,
A liquefied fuel composed of a hydrocarbon such as dimethyl ether, isobutane, or natural gas which is a gas under normal pressure, or a gaseous fuel such as hydrogen gas can be favorably applied. It should be noted that, even if the fuel substance is somewhat inferior in safety or the like, for example, as described later, the configuration of a fuel stabilizing unit or the like for stabilizing the state of enclosing the fuel FL for power generation in the fuel pack 20 will be described. By providing the fuel cell, the safety of the power supply system can be ensured, and the fuel cell can be favorably applied as a fuel for power generation.

【0156】したがって、このような構成を有する燃料
パック20A及び発電用燃料FLによれば、本実施形態
に係る電源システム1の全部又は一部(燃料パック20
Aや発電用燃料FL等)が、仮に自然界に投棄された場
合や、人為的に埋め立て処理、焼却処分、薬品処理等さ
れた場合であっても、自然環境に対して大気や土壌、水
質の汚染、あるいは、環境ホルモンの生成等を大幅に抑
制することができ、環境破壊の防止や自然環境の美観悪
化の抑制、人体に対する悪影響の防止に寄与することが
できる。
Therefore, according to the fuel pack 20A and the power generation fuel FL having such a configuration, all or a part of the power supply system 1 (the fuel pack 20) according to the present embodiment is provided.
A or fuel FL for power generation), if it is dumped in the natural world, or if it is artificially landfilled, incinerated, treated with chemicals, etc., the air, soil, and water quality are affected by the natural environment. Pollution, production of environmental hormones, and the like can be significantly suppressed, which can contribute to prevention of environmental destruction, suppression of deterioration of the aesthetic appearance of the natural environment, and prevention of adverse effects on the human body.

【0157】また、燃料パック20Aへの発電用燃料F
Lの補充や燃料パック20Aの交換、再利用(リサイク
ル)を行うことができるので、燃料パック20Aや発電
モジュール10Aの廃棄量を大幅に削減することができ
るリサイクルシステムの構築に寄与することができる。
この場合、単一の発電モジュール10Aに対して、新た
な燃料パック20Aを交換して取り付け、デバイスDV
Cに装着して利用することができるので、汎用の化学電
池と略同様に、簡便な使用形態の電源システムを提供す
ることができる。
The fuel F for power generation is supplied to the fuel pack 20A.
Since replenishment of L, replacement and reuse (recycling) of the fuel pack 20A can be performed, it is possible to contribute to the construction of a recycling system capable of greatly reducing the amount of disposal of the fuel pack 20A and the power generation module 10A. .
In this case, a new fuel pack 20A is replaced and attached to the single power generation module 10A, and the device DV
Since the power supply system can be used by being attached to C, it is possible to provide a power supply system in a simple usage form almost in the same manner as a general-purpose chemical battery.

【0158】なお、発電モジュール10Aの副電源部1
1及び主発電部12における電力の発生に際し、電力以
外に副生成物が生じる場合であって、該副生成物が周辺
環境に悪影響を及ぼす場合や、デバイスDVCに対して
動作不良等の機能上の影響を及ぼす可能性がある場合等
には、後述する副生成物回収手段により回収された該副
生成物を保持する手段を、燃料パック20A内部に設け
た構成を適用することができる。この場合、燃料パック
20Aは、発電モジュール10Aから取り外された状態
では、燃料パック20A内(回収保持手段)に一旦回収
保持された副生成物が燃料パック20A外部に漏出しな
いように、例えば、副生成物を吸収、吸着固定、定着等
することができる吸収ポリマーや、バネ等の物理的な圧
力等により閉止する制御弁等を備えた構成を適用するこ
とができる。副生成物の回収保持手段の構成について
は、上記副生成物回収手段とともに併せて後述する。
The sub power supply unit 1 of the power generation module 10A
1 and the generation of electric power by the main power generation unit 12 when by-products are generated in addition to the electric power, the by-products adversely affect the surrounding environment, and the device DVC is not functionally operable. In such a case, there is a possibility that the means for holding the by-product recovered by the by-product recovery means described later is provided inside the fuel pack 20A. In this case, when the fuel pack 20A is detached from the power generation module 10A, for example, the by-product once collected and held in the fuel pack 20A (collection and holding means) does not leak to the outside of the fuel pack 20A, for example. A configuration including an absorbing polymer capable of absorbing, adsorbing, fixing, and fixing a product, a control valve that closes by a physical pressure such as a spring, or the like can be applied. The configuration of the by-product collection and holding unit will be described later together with the by-product collection unit.

【0159】(C)I/F部 本発明に係る電源システムに適用されるI/F部30A
は、図2に示したように、少なくとも、発電モジュール
10Aと燃料パック20Aを物理的に着脱(結合、離
脱)するとともに、燃料パック20Aに封入された発電
用燃料FLを、燃料送出経路を介して、所定の状態で発
電モジュール10Aに供給する機能を備えている。ここ
で、上述したように、I/F部30Aは、燃料パック2
0A又は発電モジュール10Aのいずれか一方に一体的
に、あるいは、双方に分割して設けられるものであって
もよいし、燃料パック20A及び発電モジュール10A
とは別個独立して設けられるものであってもよい。ま
た、I/F部30Aは、上記燃料送出経路に加え、燃料
パック20Aに設けられた燃料漏出防止手段の漏出防止
機能を解除する漏出防止解除手段を備えたものであって
もよく、さらに、後述するように、発電モジュール10
Aの副電源部11及び主発電部12において生成される
副生成物を回収する副生成物回収手段をも備えた構成を
適用する場合にあっては、該副生成物を燃料パック20
A内に送出するための副生成物回収経路を備えたもので
あってもよい。
(C) I / F section I / F section 30A applied to the power supply system according to the present invention
As shown in FIG. 2, at least the power generation module 10A and the fuel pack 20A are physically attached / detached (coupled / removed), and the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A is supplied via a fuel delivery path. And a function of supplying the power to the power generation module 10A in a predetermined state. Here, as described above, the I / F unit 30A is connected to the fuel pack 2.
0A or the power generation module 10A. The fuel pack 20A and the power generation module 10A may be provided integrally with each other or divided into both.
May be provided separately and independently. In addition, the I / F unit 30A may include a leakage prevention release unit that releases the leakage prevention function of the fuel leakage prevention unit provided in the fuel pack 20A, in addition to the fuel delivery path. As described later, the power generation module 10
In the case where a configuration including a by-product recovery means for recovering by-products generated in the sub-power supply unit 11 and the main power generation unit 12 of FIG.
It may be provided with a by-product recovery path for sending it into A.

【0160】また、I/F部30Aは、発電モジュール
10A及び燃料パック20Aが相互に結合されている状
態でのみ、燃料送出経路を介して、燃料パック20Aに
所定の条件(温度、圧力等)の下で封入された発電用燃
料FLを液体燃料として、あるいは、気化して気体燃料
(燃料ガス)として発電モジュール10A(副電源部1
1及び主発電部12)に供給する。具体的には、I/F
部30Aを介して、燃料パック20Aが発電モジュール
10Aに結合されることにより、燃料パック20Aに設
けられた燃料漏出防止手段の漏出防止機能が漏出防止解
除手段により解除され、燃料送出経路を介して、発電モ
ジュール10Aに発電用燃料FLが供給可能な状態とな
る。
The I / F unit 30A applies a predetermined condition (temperature, pressure, etc.) to the fuel pack 20A via the fuel delivery path only when the power generation module 10A and the fuel pack 20A are connected to each other. The power generation module 10A (the sub-power supply unit 1) uses the power generation fuel FL sealed under
1 and the main power generation unit 12). Specifically, I / F
By coupling the fuel pack 20A to the power generation module 10A via the portion 30A, the leakage prevention function of the fuel leakage prevention means provided on the fuel pack 20A is released by the leakage prevention release means, and the fuel is supplied via the fuel delivery path. Then, the power generation module 10A can be supplied with the power generation fuel FL.

【0161】したがって、I/F部30Aを介して、発
電モジュール10A及び燃料パック20Aを結合した状
態でのみ、燃料パック20Aから発電モジュール10A
に発電用燃料FLが供給されるので、燃料パック20A
を単独で持ち運ぶ場合であっても、発電用燃料FLの漏
出を防止することができ、安全性の高い電源システムを
実現することができる。
Therefore, only when the power generation module 10A and the fuel pack 20A are connected via the I / F unit 30A, the fuel pack 20A is disconnected from the power generation module 10A.
Is supplied with fuel FL for power generation, so that the fuel pack 20A
Can be prevented from leaking even if it is carried alone, and a highly safe power supply system can be realized.

【0162】なお、上述したように、I/F部30A
は、燃料パック20Aに一体的に設けられるものであっ
てもよいが、この場合、I/F部30Aは、上述した燃
料パック20Aと同様に、少なくとも自然環境下におい
て、分解性を示す生分解性プラスチック等の高分子材料
により構成されていることが望ましい。これにより、I
/F部30Aが一体的に設けられた燃料パック20Aが
自然界に投棄又は埋め立て処理等された場合であって
も、自然環境に対する大気や土壌、水質の汚染、美観の
悪化、あるいは、人体に対する環境ホルモンの生成等に
よる悪影響を抑制することができる。
As described above, the I / F unit 30A
May be provided integrally with the fuel pack 20A. In this case, the I / F unit 30A has a biodegradable property showing degradability at least under a natural environment, similarly to the fuel pack 20A described above. It is desirable to be made of a polymer material such as a conductive plastic. This allows I
Even if the fuel pack 20A integrally provided with the / F unit 30A is dumped or landfilled in the natural world, the air, soil, and water quality pollute the natural environment, the aesthetic appearance deteriorates, or the environment for the human body. Adverse effects due to hormone production and the like can be suppressed.

【0163】<全体動作>次に、上述した構成を有する
電源システムの全体動作について、図面を参照して説明
する。図20は、電源システムの概略動作を示すフロー
チャートである。ここでは、上述した電源システムの構
成(図3)を適宜参照して説明する。
<Overall Operation> Next, the overall operation of the power supply system having the above-described configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 20 is a flowchart showing a schematic operation of the power supply system. Here, a description will be given with reference to the configuration of the power supply system (FIG. 3) as appropriate.

【0164】上述した構成を有する電源システム1は、
図20に示すように、大別して、燃料パック20Aに封
入された発電用燃料FLを発電モジュール10Aに供給
して、副電源部11において上記動作電力及びコントロ
ーラ電力となる電力を常時継続的に生成して出力する初
期動作(ステップS101、S102)と、デバイスD
VCにおける負荷LDの駆動に基づいて、燃料パック2
0Aに封入された発電用燃料FLを主発電部12に供給
して、負荷駆動電力となる電力を発生して出力する起動
動作(ステップS103〜S106)と、上記負荷LD
の駆動状態の変化に基づいて、主発電部12に供給され
る発電用燃料FLの量を調整して、負荷の駆動状態に応
じた電力を発生して出力するフィードバック制御を行う
定常動作(ステップS107〜S110)と、上記負荷
LDの停止に基づいて、主発電部12への発電用燃料F
Lの供給を遮断して、電力の生成を停止する停止動作
(ステップS111〜S114)と、を実行するように
制御される。これにより、既存のデバイスDVCにおい
ても適用可能な電源システムが実現される。
The power supply system 1 having the configuration described above
As shown in FIG. 20, roughly, the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20A is supplied to the power generation module 10A, and the sub power supply unit 11 constantly and continuously generates the power serving as the operation power and the controller power. Operation (steps S101 and S102) for outputting
Based on the driving of the load LD in the VC, the fuel pack 2
The starting operation (steps S103 to S106) of supplying the power generation fuel FL sealed in 0A to the main power generation unit 12 to generate and output power serving as load driving power (steps S103 to S106);
A steady operation (step S) in which the amount of the power generation fuel FL supplied to the main power generation unit 12 is adjusted based on the change in the driving state of the power generation section and feedback control for generating and outputting power according to the driving state of the load is performed. S107 to S110) and, based on the stop of the load LD, the fuel F for power generation to the main power generation unit 12.
And a stop operation (steps S111 to S114) of stopping the supply of L and stopping the generation of electric power. As a result, a power supply system applicable to existing devices DVC is realized.

【0165】(A)初期動作 まず、初期動作においては、燃料パック20AをI/F
部30Aを介して発電モジュール10Aに結合すること
により、燃料パック20Aに設けられた燃料漏出防止手
段の漏出防止機能が解除され、燃料送出経路の毛細管現
象により燃料パック20Aに封入された発電用燃料が燃
料送出経路内を移動して、発電モジュール10Aの副電
源部11に自動的に供給され(ステップS101)、副
電源部11において、少なくとも、上記動作制御部13
等の動作電力、及び、デバイスDVCのコントローラ電
力となる電力が自立的に生成され、常時継続的に出力さ
れる(電源システムがデバイスに接続されるまでは、動
作制御部13等の動作電力となる電力のみが出力され
る)(ステップS102)。
(A) Initial Operation First, in the initial operation, the fuel pack 20A is connected to the I / F
By coupling to the power generation module 10A via the portion 30A, the leakage prevention function of the fuel leakage prevention means provided in the fuel pack 20A is released, and the fuel for power generation sealed in the fuel pack 20A due to the capillary phenomenon in the fuel delivery path. Moves in the fuel delivery path and is automatically supplied to the sub-power supply unit 11 of the power generation module 10A (step S101). In the sub-power supply unit 11, at least the operation control unit 13
, And the power serving as the controller power of the device DVC are generated autonomously, and are constantly output continuously (until the power supply system is connected to the device, the operation power of the operation control unit 13 and the like). Is output (step S102).

【0166】これにより、発電モジュール10Aの動作
制御部13が動作状態になって、デバイスDVCからの
負荷駆動情報を監視する。また、電源システムがデバイ
スDVCに接続されることにより、副電源部11により
生成される電力の一部がコントローラ電力としてデバイ
スDVCに内蔵されたコントローラCNTに供給され
て、コントローラCNTが駆動状態になって、デバイス
DVCの負荷LDの駆動を制御するとともに、該駆動状
態を電源システム1(発電モジュール10A)の動作制
御部13に負荷駆動情報として通知する。
As a result, the operation control unit 13 of the power generation module 10A is activated, and monitors the load drive information from the device DVC. When the power supply system is connected to the device DVC, part of the power generated by the sub power supply unit 11 is supplied as controller power to the controller CNT built in the device DVC, and the controller CNT enters a driving state. Then, while controlling the drive of the load LD of the device DVC, the drive state is notified to the operation control unit 13 of the power supply system 1 (the power generation module 10A) as load drive information.

【0167】(B)起動動作 次いで、起動動作においては、デバイスDVCの使用者
等が負荷LDを駆動するための操作を行うと、コントロ
ーラCNTから発電モジュール10Aの動作制御部13
に対して負荷駆動電力となる電力の供給を要求する電力
供給要求信号が負荷駆動情報として出力される。動作制
御部13は、電源システム1の端子部184を介して入
力される電圧変位からなる該負荷駆動情報を受け取ると
(ステップS103)、起動制御部15に対して主発電
部における発電動作を開始(起動)するための動作制御
信号を出力する(ステップS104)。
(B) Starting Operation Next, in the starting operation, when the user of the device DVC performs an operation for driving the load LD, the controller CNT sends the operation control unit 13 of the power generation module 10A.
A power supply request signal for requesting the supply of power to be the load drive power is output as load drive information. When the operation control unit 13 receives the load drive information including the voltage displacement input via the terminal unit 184 of the power supply system 1 (step S103), the operation control unit 13 starts the power generation operation of the main power generation unit with respect to the activation control unit 15. An operation control signal for starting (starting) is output (step S104).

【0168】起動制御部15は、動作制御部13からの
動作制御信号に基づいて、出力制御部14及び主発電部
12に対して、副電源部11により生成される電力の一
部を起動電力として供給することにより(ステップS1
05)、燃料パック20Aに封入された発電用燃料FL
を、出力制御部14を介して主発電部12に供給して、
負荷駆動電力となる電力を発生させてデバイスDVC
(負荷LD)に出力する動作を行う(ステップS10
6)。これにより、デバイスDVCにおける負荷LDの
駆動に対して、主発電部12が自動的に起動し、所定の
出力電圧からなる負荷駆動電力が供給されるので、汎用
の化学電池と略同等の電気的特性を実現しつつ、負荷L
Dを良好に駆動することができる。
The start control unit 15 supplies a part of the electric power generated by the sub power supply unit 11 to the output control unit 14 and the main power generation unit 12 based on the operation control signal from the operation control unit 13. (Step S1)
05), power generation fuel FL sealed in fuel pack 20A
Is supplied to the main power generation unit 12 via the output control unit 14,
Device DVC that generates power to be load drive power
(Output to load LD) (Step S10)
6). Thereby, the main power generation unit 12 is automatically started in response to the driving of the load LD in the device DVC, and the load driving power having a predetermined output voltage is supplied, so that the electric power substantially equal to that of a general-purpose chemical battery is obtained. Load L while realizing the characteristics
D can be driven favorably.

【0169】なお、この起動動作において、動作制御部
13は、主発電部12により生成され、デバイスDVC
に供給される電力(負荷駆動電力)の電圧変化を負荷駆
動情報の一つとして監視し、該電圧データそのもの、も
しくは、所定の電圧に到達したことを示す起動終了信号
を、デバイスDVCのコントローラCNTに出力するよ
うに構成されているものであってもよい。これにより、
負荷駆動電力の電圧値に基づいて、負荷LDの駆動状態
を制御する構成を有するデバイスDVCに対しても、電
源として良好に適用することができる。
In this start-up operation, the operation control unit 13 generates the device DVC
Is monitored as one of the load drive information, and the voltage data itself or an activation end signal indicating that a predetermined voltage has been reached is transmitted to the controller CNT of the device DVC. May be output. This allows
The present invention can be favorably applied as a power supply to a device DVC having a configuration for controlling the drive state of the load LD based on the voltage value of the load drive power.

【0170】(C)定常動作 次いで、定常動作においては、動作制御部13は、主発
電部12により生成され、デバイスDVCに供給される
負荷駆動電力の出力電圧の変化を負荷駆動情報として常
時監視し(ステップS107)、該負荷駆動電力の出力
電圧が所定の電圧範囲(例えば、汎用の化学電池におけ
る出力電圧の変動範囲)内に設定されるように、主発電
部12において生成される電力の量(発電量)を増減制
御するための動作制御信号を出力制御部14に出力する
(ステップS108)。
(C) Normal Operation Next, in the normal operation, the operation control unit 13 constantly monitors a change in the output voltage of the load driving power generated by the main power generation unit 12 and supplied to the device DVC as load driving information. (Step S107), and the power generated in the main power generation unit 12 is set so that the output voltage of the load driving power is set within a predetermined voltage range (for example, a fluctuation range of the output voltage in a general-purpose chemical battery). An operation control signal for increasing / decreasing the amount (power generation amount) is output to the output control unit 14 (step S108).

【0171】出力制御部14は、動作制御部13からの
動作制御信号に基づいて、主発電部12に供給する発電
用燃料FLの量を調整して(ステップS109)、デバ
イスDVCに供給される負荷駆動電力の出力電圧が上記
電圧範囲に設定されるようにフィードバック制御を行う
(ステップS110)。これにより、デバイスDVC側
の負荷LDの駆動状態(負荷状態)の変化により、負荷
駆動電力に電圧変化が生じた場合であっても、該負荷L
Dの駆動に伴って変化するデバイスDVCの消費電力に
対応した電力を供給することができる。
The output control unit 14 adjusts the amount of the fuel FL for power generation to be supplied to the main power generation unit 12 based on the operation control signal from the operation control unit 13 (step S109), and is supplied to the device DVC. Feedback control is performed so that the output voltage of the load driving power is set in the above voltage range (step S110). Thus, even when a change in the drive state (load state) of the load LD on the device DVC side causes a voltage change in the load drive power, the load L is not changed.
The power corresponding to the power consumption of the device DVC, which changes with the driving of D, can be supplied.

【0172】また、デバイスDVCのコントローラCN
Tにより、負荷LDの駆動状態が把握され、該駆動状態
に応じた電力の供給を電源システム側に要求する機能を
備えている場合にあっては、動作制御部13は、コント
ローラCNTからの電力変更要求信号を負荷駆動情報と
して受け取り(ステップS107)、主発電部12にお
いて生成される電力を上記要求に応じた出力電圧に設定
するための動作制御信号を出力制御部14に出力する
(ステップS108)。
The controller CN of the device DVC
In the case where the drive state of the load LD is grasped by T and a function of requesting the power supply system side to supply power according to the drive state is provided, the operation control unit 13 controls the power supply from the controller CNT. A change request signal is received as load drive information (step S107), and an operation control signal for setting the power generated in the main power generation unit 12 to an output voltage according to the request is output to the output control unit 14 (step S108). ).

【0173】出力制御部14は、動作制御部13からの
動作制御信号に基づいて、主発電部12に供給する発電
用燃料FLの量を調整して(ステップS109)、デバ
イスDVCに供給される負荷駆動電力の出力電圧が上記
要求に応じた電圧に設定されるように制御する(ステッ
プS110)。これにより、デバイスDVC側の負荷L
Dの駆動状態(負荷状態)に応じて適切な電力が供給さ
れるので、負荷LDの駆動状態の変化に伴う負荷駆動電
力の電圧変化が大幅に抑制され、デバイスDVCにおけ
る動作異常の発生を抑制することができる。
The output control unit 14 adjusts the amount of the fuel FL for power generation to be supplied to the main power generation unit 12 based on the operation control signal from the operation control unit 13 (step S109), and is supplied to the device DVC. Control is performed so that the output voltage of the load driving power is set to a voltage according to the request (step S110). Thereby, the load L on the device DVC side is obtained.
Since appropriate power is supplied in accordance with the drive state (load state) of D, the voltage change of the load drive power due to the change in the drive state of the load LD is greatly suppressed, and the occurrence of operation abnormality in the device DVC is suppressed. can do.

【0174】(D)停止動作 次いで、上述した定常動作においてフィードバック制御
中に、デバイスDVCがオン状態からオフ状態に移行す
る場合、或いは何らかの理由によりデバイスDVCや電
源システム1が異常動作を引き起こした場合には、デバ
イスDVCに供給される負荷駆動電力の出力電圧が所定
の電圧範囲を逸脱する状態が所定時間に達するまで継続
されるので、この電圧範囲及び継続時間の条件を満たし
たと動作制御部13が判定すると、この判定結果を負荷
駆動情報として扱い(ステップS111)、主発電部1
2における電力の生成を停止するための動作制御信号を
出力制御部14に出力する(ステップS112)。
(D) Stop operation Next, when the device DVC shifts from the ON state to the OFF state during the feedback control in the above-described steady operation, or when the device DVC or the power supply system 1 causes an abnormal operation for some reason. Since the state in which the output voltage of the load driving power supplied to the device DVC deviates from the predetermined voltage range is continued until the predetermined time is reached, it is determined that the conditions of this voltage range and the duration are satisfied. Is determined, this determination result is treated as load drive information (step S111), and the main power generation unit 1
Then, an operation control signal for stopping the generation of the power in Step 2 is output to the output control unit 14 (Step S112).

【0175】出力制御部14は、動作制御部13からの
動作制御信号に基づいて、主発電部12への発電用燃料
FLの供給を遮断するとともに、水素生成のための吸熱
反応を促進するためのヒータの加熱を停止して(ステッ
プS113)、主発電部12の動作を停止し(ステップ
S114)、デバイスDVCへの負荷駆動電力の供給を
停止する。すなわち、デバイスDVCの使用者等が負荷
LDを停止する操作を行うことにより、あるいは、電源
システム1がデバイスDVCから取り外されること等に
より、負荷がなくなると、上述した定常動作において、
負荷駆動電力の出力電圧を所定の電圧範囲に設定するフ
ィードバック制御を行った場合であっても、予め設定し
た負荷駆動電力の電圧範囲を大きく逸脱するため、動作
制御部13により、このような状態が一定時間以上継続
して検出された場合には、デバイスDVCの負荷LDが
停止または無くなったと判断して主発電部12における
発電動作を停止する。
The output control unit 14 cuts off the supply of the power generation fuel FL to the main power generation unit 12 based on the operation control signal from the operation control unit 13 and promotes an endothermic reaction for hydrogen generation. Is stopped (step S113), the operation of the main power generation unit 12 is stopped (step S114), and the supply of the load driving power to the device DVC is stopped. That is, when the load disappears due to the operation of stopping the load LD by the user of the device DVC or the like, or the power supply system 1 is removed from the device DVC, in the above-described steady operation,
Even when the feedback control for setting the output voltage of the load driving power to a predetermined voltage range is performed, the operation control unit 13 greatly deviates from the preset voltage range of the load driving power. Is detected continuously for a certain period of time or longer, it is determined that the load LD of the device DVC has stopped or disappeared, and the power generation operation in the main power generation unit 12 is stopped.

【0176】また、デバイスDVCのコントローラCN
Tにより、負荷LDの停止状態が把握され、電力の供給
停止を電源システム側に要求する機能を備えている場合
にあっては、動作制御部13は、コントローラCNTか
らの電力停止要求信号を負荷駆動情報として受け取り
(ステップS111)、主発電部12における電力の生
成を停止するための動作制御信号を出力制御部14に出
力する(ステップS112)。
Further, the controller CN of the device DVC
In the case where the stop state of the load LD is grasped by T and a function of requesting the power supply system to stop the power supply is provided, the operation control unit 13 outputs the power stop request signal from the controller CNT to the load. It is received as drive information (Step S111), and outputs an operation control signal for stopping generation of power in the main power generation unit 12 to the output control unit 14 (Step S112).

【0177】出力制御部14は、動作制御部13からの
動作制御信号に基づいて、主発電部12への発電用燃料
FLの供給を遮断するとともに、水素生成のための吸熱
反応を促進するためのヒータの加熱を停止して(ステッ
プS113)、主発電部12の動作を停止し(ステップ
S114)、デバイスDVCへの負荷駆動電力の供給を
停止する。これにより、デバイスDVCにおける負荷L
Dの停止等に対して、発電用燃料の供給が遮断されて主
発電部12が自動的に停止するので、発電用燃料FLの
効率的な消費を図りつつ、汎用の化学電池と略同等の電
気的特性を実現することができる。
The output control section 14 cuts off the supply of the power generation fuel FL to the main power generation section 12 based on the operation control signal from the operation control section 13 and promotes an endothermic reaction for hydrogen generation. Is stopped (step S113), the operation of the main power generation unit 12 is stopped (step S114), and the supply of the load driving power to the device DVC is stopped. Thereby, the load L in the device DVC is
In response to the stop of D or the like, the supply of the fuel for power generation is shut off and the main power generation unit 12 automatically stops. Electrical characteristics can be realized.

【0178】このように、本実施形態に係る電源システ
ムによれば、電源システムの外部から燃料等の供給を受
けることなく、電源システムに接続される負荷LD(機
器等)の駆動状態(負荷駆動情報)に応じて、所定の駆
動電力となる電力の供給、停止制御、及び、電力の発生
量の調整制御を行うことができるので、発電用燃料を効
率的に消費することができる。したがって、汎用の化学
電池と略同等の電気的特性を実現しつつ、環境への負担
が小さく、かつ、エネルギーの利用効率が極めて高い電
源システムを提供することができる。
As described above, according to the power supply system according to the present embodiment, the drive state (load drive) of the load LD (equipment or the like) connected to the power supply system without receiving supply of fuel or the like from outside the power supply system. According to the information, it is possible to perform the supply and stop control of the power as the predetermined drive power and the adjustment control of the amount of generated power, so that the fuel for power generation can be efficiently consumed. Therefore, it is possible to provide a power supply system that realizes substantially the same electrical characteristics as a general-purpose chemical battery, has a small burden on the environment, and has extremely high energy use efficiency.

【0179】また、本実施形態に係る電源システムにお
いては、後述するように、発電モジュールを、マイクロ
マシン製造技術を適用して微小空間に集積化して形成す
ることにより小型軽量化し、単3型等のように日本工業
規格(JIS)等の規格に則った汎用の化学電池と同等
の形状になるように構成することにより、外形形状及び
電気的特性(電圧・電流特性)のいずれにおいても汎用
の化学電池との高い互換性を実現することができ、既存
の電池市場における普及を一層容易なものとすることが
できる。これにより、環境問題やエネルギー利用効率等
の点で課題が多い既存の化学電池に替えて、燃料電池等
の有害物質の排出が大幅に抑制され、かつ、高いエネル
ギー利用効率を実現することができる発電装置を適用し
た電源システムを容易に普及させることができるので、
環境への影響を抑制しつつ、エネルギー資源の利用効率
を図ることができる。
In the power supply system according to the present embodiment, as described later, the power generation module is integrated and formed in a minute space by applying a micro-machine manufacturing technique, so that the power generation module is reduced in size and weight. In this way, by configuring the battery to have the same shape as a general-purpose chemical battery conforming to the standards such as the Japanese Industrial Standards (JIS), general-purpose chemical batteries can be used in both the external shape and electrical characteristics (voltage / current characteristics). High compatibility with batteries can be achieved, and spread in the existing battery market can be further facilitated. As a result, emission of harmful substances such as fuel cells can be significantly suppressed, and high energy use efficiency can be realized, in place of existing chemical cells that have many problems in terms of environmental problems and energy use efficiency. Since the power supply system using the power generator can be easily spread,
The use efficiency of energy resources can be improved while suppressing the influence on the environment.

【0180】[第2の実施形態]次に、本発明に係る電
源システムに適用される発電モジュールの第2の実施形
態について、図面を参照して説明する。図21は、本発
明に係る電源システムに適用される発電モジュールの第
2の実施形態を示すブロック図である。ここで、上述し
た第1の実施形態と同等の構成については、同一の符号
を付して、その説明を簡略化又は省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 21 is a block diagram showing a second embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0181】上述した第1の実施形態に係る発電モジュ
ール10Aにおいては、副電源部11において利用され
た発電用燃料FLを排出ガスとして電源システム1の外
部にそのまま排出するか、あるいは、後述する副生成物
回収手段により回収する構成について言及したが、本実
施形態に係る発電モジュール10Bにおいては、副電源
部11における発電動作が発電用燃料FLの成分変化を
伴わない場合、もしくは、成分変化を伴った場合であっ
ても特定の燃料成分が含まれている場合には、副電源部
11において利用された発電用燃料FLを、主発電部1
2における発電用燃料として、そのまま、もしくは、特
定の燃料成分を抽出して再度利用する構成を有してい
る。
In the power generation module 10A according to the first embodiment described above, the power generation fuel FL used in the sub power supply section 11 is discharged as it is to the outside of the power supply system 1 as exhaust gas, or Although the configuration for recovery by the product recovery means has been described, in the power generation module 10B according to the present embodiment, when the power generation operation in the sub power supply unit 11 does not involve a change in the component of the power generation fuel FL, or with a change in the component. Even in the case where a specific fuel component is contained, the power generation fuel FL used in the sub power supply
2 as a power generation fuel, or a specific fuel component is extracted and reused.

【0182】具体的には、図21に示すように、本実施
形態に係る発電モジュール10Bは、上述した第1の実
施形態(図3参照)と同様の構成及び機能を有する副電
源部11と、主発電部12と、動作制御部13と、出力
制御部14と、起動制御部15とを備え、特に、副電源
部11において電力の生成に利用された後の発電用燃料
(排出ガス)の全部又はその一部が、発電モジュール1
0Bの外部に排出されることなく、出力制御部14を介
して、主発電部12に供給されるように構成されてい
る。
More specifically, as shown in FIG. 21, the power generation module 10B according to the present embodiment includes a sub power supply unit 11 having the same configuration and function as the first embodiment (see FIG. 3). , A power generation unit 12, an operation control unit 13, an output control unit 14, and a start-up control unit 15, and in particular, power generation fuel (exhaust gas) after being used for generating power in the sub power supply unit 11. All or part of the power generation module 1
It is configured to be supplied to the main power generation unit 12 via the output control unit 14 without being discharged to the outside of OB.

【0183】すなわち、本実施形態に適用される副電源
部11は、燃料パック20からI/F部30を介して供
給される発電用燃料FLの燃料成分を消費、変換するこ
となく、所定の電力を発生、出力することができる構成
(例えば、上述した第1の実施形態における第2、第
3、第5又は第7の構成例に示した発電装置)、もしく
は、発電用燃料FLの燃料成分を消費、変換する場合で
あっても、主発電部12における発電動作に利用可能な
燃料成分を含む排出ガスを生成する構成(例えば、上述
した第1の実施形態における第4又は第6の構成例に示
した発電装置)を有している。
That is, the sub-power supply unit 11 applied to the present embodiment does not consume or convert the fuel component of the power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20 via the I / F unit 30, but performs a predetermined operation. A configuration that can generate and output electric power (for example, the power generation device described in the second, third, fifth, or seventh configuration example in the first embodiment described above), or the fuel of the power generation fuel FL Even when the components are consumed and converted, a configuration for generating exhaust gas containing a fuel component that can be used for the power generation operation in the main power generation unit 12 (for example, the fourth or sixth embodiment in the first embodiment described above) (The power generation device shown in the configuration example).

【0184】また、主発電部12として、上述した第1
の実施形態における第1乃至第6の構成例に示した発電
装置を適用する場合にあっては、燃料パック20に封入
される発電用燃料FLとして、発火性又は燃焼性を有す
る燃料物質、例えば、メタノールやエタノール、ブタノ
ール等のアルコール系の液体燃料やジメチルエーテルや
イソブタン、天然ガス等の炭化水素からなる液化燃料、
水素ガス等の気体燃料が適用される。
As the main power generation section 12, the first power generation section
In the case where the power generation devices shown in the first to sixth configuration examples in the embodiment are applied, as the power generation fuel FL enclosed in the fuel pack 20, a fuel substance having ignitability or combustibility, for example, , Liquefied fuels consisting of alcoholic liquid fuels such as methanol, ethanol and butanol, and hydrocarbons such as dimethyl ether, isobutane and natural gas;
A gaseous fuel such as hydrogen gas is applied.

【0185】すなわち、上記液体燃料や液化燃料は、所
定の封入条件(温度、圧力等)で燃料パック20に封入
された状態では液体であり、副電源部11に供給される
際の常温、常圧等の所定の環境条件に移行することによ
り、気化して高圧の燃料ガスとなり、また、気体燃料
は、所定の圧力で圧縮した状態で燃料パック20に封入
され、副電源部11に供給される際に、封入圧力に応じ
た高圧の燃料ガスとなるので、このような発電用燃料F
Lにより、例えば、副電源部11において燃料ガスの圧
力エネルギーを用いて、コントローラ電力や動作電力と
なる電力を発生した後、主発電部12において副電源部
11の排出ガスを用いた電気化学反応や燃焼反応等によ
り、負荷駆動電力となる電力を発生することができる。
That is, the liquid fuel and the liquefied fuel are liquid when sealed in the fuel pack 20 under predetermined filling conditions (temperature, pressure, etc.). By shifting to a predetermined environmental condition such as pressure, the fuel gas is vaporized to become a high-pressure fuel gas, and the gaseous fuel is sealed in the fuel pack 20 in a state of being compressed at a predetermined pressure and supplied to the sub-power supply unit 11. When this occurs, the fuel gas becomes a high-pressure fuel gas corresponding to the filling pressure.
L, for example, using the pressure energy of the fuel gas in the sub-power supply unit 11 to generate controller power or operating power, and then performing an electrochemical reaction using the exhaust gas of the sub-power supply unit 11 in the main power generation unit 12 Electric power to be the load driving electric power can be generated by the combustion reaction or the combustion reaction.

【0186】[第3の実施形態]次に、本発明に係る電
源システムに適用される発電モジュールの第3の実施形
態について、図面を参照して説明する。図22は、本発
明に係る電源システムに適用される発電モジュールの第
3の実施形態を示すブロック図である。ここで、上述し
た第1の実施形態と同等の構成については、同一の符号
を付して、その説明を簡略化又は省略する。
[Third Embodiment] Next, a third embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is a block diagram showing a third embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0187】上述した第1及び第2の実施形態に係る発
電モジュール10A、10Bにおいては、副電源部11
として、燃料パック20から供給される発電用燃料FL
を用いて、所定の電力を常時、自立的に発生する構成を
適用した場合について説明したが、本実施形態に係る発
電モジュールにおいては、副電源部が燃料パック20に
封入された発電用燃料FLを用いることなく、所定の電
力を常時、自立的に発生する構成を有している。
In the power generation modules 10A and 10B according to the first and second embodiments described above, the sub power supply 11
As the power generation fuel FL supplied from the fuel pack 20
In the power generation module according to the present embodiment, the sub-power supply unit is configured such that the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20 is used. , And has a configuration in which a predetermined power is always generated independently and autonomously.

【0188】具体的には、図22に示すように、本実施
形態に係る発電モジュール10Cは、上述した第1の実
施形態(図3参照)と同様の構成及び機能を有する主発
電部12と、動作制御部13と、出力制御部14と、起
動制御部15とを備えるとともに、燃料パック20に封
入された発電用燃料FLを用いることなく、所定の電力
を常時、自立的に発生する副電源部11を備えた構成を
有している。副電源部11の具体的な構成としては、例
えば、電源システム1の周辺環境における温度差に基づ
く熱電変換によるもの(温度差発電)のほか、電源シス
テム1の外部から入射する光エネルギーに基づく光電変
換によるもの(太陽光発電)等を良好に適用することが
できる。
More specifically, as shown in FIG. 22, the power generation module 10C according to the present embodiment includes a main power generation unit 12 having the same configuration and function as the first embodiment (see FIG. 3). , An operation control unit 13, an output control unit 14, and a start-up control unit 15, and a sub-controller that constantly and independently generates a predetermined electric power without using the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20. It has a configuration including a power supply unit 11. Specific configurations of the sub power supply unit 11 include, for example, thermoelectric conversion based on a temperature difference in the surrounding environment of the power supply system 1 (temperature difference power generation), and photoelectric conversion based on light energy incident from outside the power supply system 1. Conversion (photovoltaic power generation) and the like can be applied favorably.

【0189】以下に、本実施形態に係る副電源部の具体
例を図面を参照して簡単に説明する。 (非燃料型副電源部の第1の構成例)図23は、本実施
形態に係る電源モジュールに適用可能な副電源部の第1
の構成例を示す概略構成図である。第1の構成例におい
ては、副電源部の具体例として、電源システム1内外の
周辺環境における温度差を利用した熱電変換発電により
電力を発生する発電装置としての構成を有している。
Hereinafter, a specific example of the sub power supply unit according to the present embodiment will be briefly described with reference to the drawings. (First Configuration Example of Non-Fuel-Type Sub-Power Supply Unit) FIG.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of FIG. In the first configuration example, as a specific example of the sub power supply unit, there is a configuration as a power generation device that generates power by thermoelectric conversion power generation using a temperature difference in the surrounding environment inside and outside the power supply system 1.

【0190】図23(a)に示すように、第1の構成例
に係る副電源部11Sは、例えば、電源システム1の一
端側に設けられた第1の温度保持部311と、電源シス
テム1の他端側に設けられた第2の温度保持部312
と、第1の温度保持部311側に一端側が接続されると
ともに、第2の温度保持部312側に他端側が接続され
た熱電変換素子313と、を備えた温度差発電器の構成
を有している。ここで、第1及び第2の温度保持部31
1、312は、電源システム1内外の周辺環境の温度状
態に応じて、その保持する熱量が随時変化するように構
成されているとともに、第1及び第2の温度保持部31
1、312における温度が相互に異なるように、配置位
置が設定されている。
As shown in FIG. 23A, a sub power supply 11S according to the first configuration example includes, for example, a first temperature holding section 311 provided at one end of the power supply system 1 and a power supply system 1S. Temperature holding section 312 provided on the other end side of the
And a thermoelectric conversion element 313 having one end connected to the first temperature holding unit 311 and the other end connected to the second temperature holding unit 312. are doing. Here, the first and second temperature holding units 31
The first and second temperature holding units 31 and 312 are configured so that the amount of heat to be held changes as needed according to the temperature state of the surrounding environment inside and outside the power supply system 1.
The arrangement positions are set so that the temperatures at 1 and 312 are different from each other.

【0191】具体的には、例えば、第1及び第2の温度
保持部311、312のいずれか一方が、電源システム
1が装着されるデバイスDVCに設けられた開口部等
(図示を省略)を介して、常時外気に晒され、定温に保
持されるようにした構成を適用することができる。ま
た、熱電変換素子313は、上述した第1の実施形態に
おける第4の構成例(図7(b)参照)に示したものと
同等の構成を有している。なお、本構成例においても、
温度差発電器からなる副電源部11Sの構成は、上述し
た実施形態に示した構成と同様に、マイクロマシン製造
技術を適用することにより、微小空間に集積化して形成
することができる。
Specifically, for example, one of the first and second temperature holding units 311 and 312 is provided with an opening (not shown) provided in a device DVC to which the power supply system 1 is mounted. Through this, it is possible to apply a configuration that is always exposed to the outside air and maintained at a constant temperature. Further, the thermoelectric conversion element 313 has the same configuration as that shown in the fourth configuration example (see FIG. 7B) in the first embodiment described above. In this configuration example,
The configuration of the sub power supply unit 11S composed of the temperature difference generator can be formed in a minute space by applying a micromachine manufacturing technique, similarly to the configuration described in the above-described embodiment.

【0192】このような構成を有する副電源部11Sに
おいて、図23(b)に示すように、電源システム1の
周辺環境における温度分布の偏りに伴って、第1及び第
2の温度保持部311、312間に温度勾配が生じるこ
とにより、熱電変換素子313におけるゼーベック効果
により、該温度勾配による熱エネルギーに応じた起電力
が発生して電力が生成される。
In the sub power supply section 11S having such a configuration, as shown in FIG. 23 (b), the first and second temperature holding sections 311 are provided in accordance with the bias of the temperature distribution in the peripheral environment of the power supply system 1. , 312, an electromotive force corresponding to the thermal energy due to the temperature gradient is generated by the Seebeck effect in the thermoelectric conversion element 313, and power is generated.

【0193】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、電源システム1
の周辺環境において温度分布の偏りが存在する限り、副
電源部11Sにより所定の電力が常時、自立的に生成さ
れ、電源システム1内外の各構成に供給することができ
る。また、この構成によれば、燃料パック20に封入さ
れた発電用燃料FLの全てを主発電部12における電力
の生成に利用することができるので、発電用燃料の有効
利用を図ることができるとともに、負荷駆動電力として
の電力を長期にわたってデバイスDVCに供給すること
ができる。
Therefore, by applying the power generator having such a configuration to the sub power supply unit, the power supply system 1
As long as there is a bias in the temperature distribution in the surrounding environment, predetermined power is constantly and independently generated by the sub power supply unit 11S, and can be supplied to each component inside and outside the power supply system 1. Further, according to this configuration, all of the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20 can be used for generation of power in the main power generation unit 12, so that the power generation fuel can be effectively used. In addition, power as load driving power can be supplied to the device DVC for a long time.

【0194】なお、本構成例においては、周辺環境にお
ける温度分布の偏りに対して、ゼーベック効果により電
力を発生する温度差発電器について説明したが、本発明
は、これに限定されるものではなく、金属の加熱により
金属表面から自由電子が放出される熱電子放出現象に基
づいて、電力を発生する構成を有するものであってもよ
い。
In the present embodiment, the description has been given of the temperature difference generator which generates electric power by the Seebeck effect with respect to the deviation of the temperature distribution in the surrounding environment. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, a configuration may be employed in which power is generated based on a thermoelectron emission phenomenon in which free electrons are emitted from a metal surface due to heating of the metal.

【0195】(非燃料型副電源部の第2の構成例)図2
4は、本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な副
電源部の第2の構成例を示す概略構成図である。第2の
構成例においては、副電源部の具体例として、電源シス
テム1の外部から入射する光エネルギーを利用した光電
変換発電により電力を発生する発電装置としての構成を
有している。
(Second Configuration Example of Non-fuel Type Sub-Power Supply Unit) FIG.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a second configuration example of the sub power supply unit applicable to the power supply module according to the present embodiment. In the second configuration example, as a specific example of the sub-power supply unit, there is a configuration as a power generation device that generates power by photoelectric conversion power generation using light energy incident from the outside of the power supply system 1.

【0196】図24(a)に示すように、第1の構成例
に係る副電源部11Tは、例えば、p型半導体321と
n型半導体322を接合させた周知の光電変換セル(太
陽電池)を備えた構成を有している。このような光電変
換セルに所定の波長の光(光エネルギー)LTが照射さ
れると、光起電力効果によりp−n接合部323付近に
おいて電子−正孔対が発生し、光電変換セル内の電界に
よって分極した電子(−)がn型半導体322に、ま
た、正孔(+)がp型半導体321に拡散(ドリフト)
してp型半導体321及びn型半導体322の各々に設
けられた電極間(出力端子Oe、Of間)に起電力が発
生して電力が生成される。
As shown in FIG. 24A, the sub power supply section 11T according to the first configuration example is, for example, a well-known photoelectric conversion cell (solar cell) in which a p-type semiconductor 321 and an n-type semiconductor 322 are joined. Is provided. When such a photoelectric conversion cell is irradiated with light (light energy) LT having a predetermined wavelength, electron-hole pairs are generated in the vicinity of the pn junction 323 due to a photovoltaic effect, and the inside of the photoelectric conversion cell is generated. Electrons (-) polarized by the electric field diffuse into the n-type semiconductor 322 and holes (+) diffuse into the p-type semiconductor 321 (drift).
Then, an electromotive force is generated between the electrodes provided between the p-type semiconductor 321 and the n-type semiconductor 322 (between the output terminals Oe and Of) to generate power.

【0197】ここで、一般に、既存のデバイスにおける
電池(又は、電源ユニット)の収納スペースは、デバイ
スの背面側等の光エネルギー(具体的には、太陽光や照
明光)が入射しにくい位置に配置されていたり、デバイ
ス内部に完全に収納する構成を有していたりするため、
副電源部に対して光が十分に入射しない可能性がある。
そこで、本構成例に係る副電源部11Tを適用した電源
システム1を、デバイスDVCに装着する場合にあって
は、図24(b)に示すように、少なくとも、副電源部
11T又は発電モジュール10C部分に外光LTの入射
が可能なように、デバイスDVCに予め開口部(又は、
光透過部)HLを設けた構成や、デバイスDVCの筐体
を透明もしくは半透明の光透過性の部材により構成する
ことにより、副電源部11Tにおいて所定の電力を発生
するために必要な最低限の光エネルギー(所定の波長の
光)が入射するような構成を適用する必要がある。
Here, generally, the storage space for the battery (or power supply unit) in the existing device is located at a position such as the back side of the device where light energy (specifically, sunlight or illumination light) is difficult to enter. Because it is arranged or has a configuration that is completely stored inside the device,
There is a possibility that light does not sufficiently enter the sub power supply unit.
Therefore, when the power supply system 1 to which the sub power supply unit 11T according to the present configuration example is applied is mounted on the device DVC, at least the sub power supply unit 11T or the power generation module 10C as shown in FIG. The device DVC has an opening (or
Light transmission portion) By providing a configuration having an HL or a housing of the device DVC made of a transparent or translucent light transmissive member, the minimum necessary for generating predetermined power in the sub power supply portion 11T is provided. It is necessary to apply a configuration in which light energy (light of a predetermined wavelength) is incident.

【0198】したがって、このような構成を有する発電
装置を副電源部に適用することにより、デバイスDVC
を屋外や屋内等の所定の光エネルギーが入射する環境の
下で使用する限り、副電源部11Tにより所定の電力が
常時、自立的に生成され、電源システム1内外の各構成
に供給することができる。また、この構成によれば、燃
料パック20に封入された発電用燃料FLの全てを主発
電部12における電力の生成に利用することができるの
で、発電用燃料FLの効率的な消費を実現することがで
きる。なお、本構成例においては、図24(a)におい
て、光電変換セル(太陽電池)の最も基本的な構成のみ
を示したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、より発電効率の高い他の構成や原理に基づくものを
適用するものであってもよい。
Therefore, by applying the power generator having such a configuration to the sub power supply, the device DVC
As long as is used in an environment where predetermined light energy is incident, such as outdoors or indoors, predetermined power is constantly and independently generated by the sub power supply unit 11T, and can be supplied to each component inside and outside the power supply system 1. it can. Further, according to this configuration, all of the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20 can be used for generating power in the main power generation unit 12, so that efficient consumption of the power generation fuel FL is realized. be able to. In this configuration example, only the most basic configuration of the photoelectric conversion cell (solar cell) is shown in FIG. 24A, but the present invention is not limited to this, and the power generation efficiency is further improved. Alternatively, a configuration based on another configuration or principle having a high level may be applied.

【0199】<副生成物回収手段>次に、上述した各実
施形態に係る電源システムに適用可能な副生成物回収手
段について、図面を参照して説明する。図25は、本発
明に係る電源システムに適用可能な副生成物回収手段の
一実施例を示すブロック図である。ここで、上述した各
実施形態と同等の構成については、同一の符号を付し
て、その説明を簡略化又は省略する。
<By-product Recovery Means> Next, by-product recovery means applicable to the power supply systems according to the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 25 is a block diagram showing one embodiment of a by-product recovery means applicable to the power supply system according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0200】上述した各実施形態において、主発電部1
2や副電源部11として、燃料パック20に封入された
発電用燃料FLを用いて、電気化学反応や燃焼反応等に
より所定の電力を発生する構成(上記各構成例に示した
主発電部や副電源部)を適用した場合にあっては、電力
以外に副生成物が排出される場合がある。このような副
生成物の中には、自然界に排出されることにより環境汚
染の原因となる物質や、電源システムが装着されている
デバイスの動作不良の原因となる物質を含む場合もある
ため、このような副生成物の排出を極力抑制する必要性
から、以下に示すような副生成物回収手段を備えた構成
を適用することが好ましい。
In each of the above embodiments, the main power generation unit 1
A configuration for generating a predetermined power by an electrochemical reaction, a combustion reaction, or the like using the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20 as the second power supply unit 11 or the sub power supply unit 11 (the main power generation unit shown in each of the above configuration examples) In the case where the (auxiliary power supply unit) is applied, by-products may be discharged in addition to the electric power. Some of these by-products include substances that cause environmental pollution by being discharged to the natural world and substances that cause malfunctions of devices to which the power supply system is mounted, In view of the necessity of minimizing the discharge of such by-products, it is preferable to apply a configuration provided with a by-product collecting means as described below.

【0201】本発明に係る電源システムに適用可能な副
生成物回収手段は、図25に示すように、上述した各実
施形態と同等の構成及び機能を有する発電モジュール1
0D、燃料パック20D及びI/F部30Dにおいて、
例えば、発電モジュール10D内に、主発電部12にお
ける電力の発生に際して生成される副生成物の全部又は
その一部の成分を回収する分離回収部16が設けられて
いるとともに、燃料パック20D内に、上記回収された
副生成物を固定的に保持する回収保持部21が設けられ
た構成を有している。なお、ここでは、主発電部12に
おいて生成される副生成物を回収する場合についてのみ
詳しく説明するが、副電源部11に対しても同様に適用
が可能であることはいうまでもない。
The by-product recovery means applicable to the power supply system according to the present invention is, as shown in FIG.
0D, the fuel pack 20D and the I / F unit 30D,
For example, in the power generation module 10D, a separation / recovery unit 16 that recovers all or a part of by-products generated when power is generated in the main power generation unit 12 is provided. And a recovery holding section 21 for fixedly holding the recovered by-product. Here, only the case where the by-product generated in the main power generation unit 12 is collected will be described in detail, but it goes without saying that the same can be applied to the sub power supply unit 11 as well.

【0202】分離回収部16は、上述した各構成例に示
した構成を有し、燃料パック20Dから供給される発電
用燃料FLを用いた電気化学反応や燃焼反応等により、
少なくとも、電源システム1が装着されたデバイスDV
Cに対して、負荷駆動電力(電圧・電流)となる電力を
発生する主発電部12(副電源部11を含むものであっ
てもよい)において、該電力の発生の際に生成される副
生成物、もしくは、該副生成物のうち特定の成分を分離
して、I/F部30Dに設けられた副生成物回収経路を
介して、燃料パック20D内に設けられた回収保持部2
1に送出する。
The separation / recovery section 16 has the configuration shown in each of the above-described configuration examples.
At least the device DV to which the power supply system 1 is attached
With respect to C, in a main power generation unit 12 (which may include the sub power supply unit 11) that generates power to be load driving power (voltage / current), a sub power generated when the power is generated is generated. A product or a specific component of the by-product is separated, and the recovery holding unit 2 provided in the fuel pack 20D via a by-product recovery path provided in the I / F unit 30D.
Send to 1.

【0203】なお、上述した各構成例を適用した主発電
部12(副電源部11を含むものであってもよい)にお
いて、電力を発生する際に生成される副生成物として
は、水(HO)や窒素酸化物(NO)、硫黄酸化物
(SO)等があり、これらの全て、又は、その一部、
もしくは、特定の成分のみが分離回収部16により回収
されて副生成物回収経路に送出される。なお、回収され
た副生成物が液体状態の場合には、例えば、副生成物回
収経路の内径を連続的に変化するように形成することに
より、毛細管現象を利用して分離回収部16から回収保
持部21へ副生成物を自動的に送出することができる。
In the main power generation section 12 (which may include the sub power supply section 11) to which each of the above configuration examples is applied, water ( H 2 O), nitrogen oxides (NO X ), sulfur oxides (SO X ), etc., all or some of them,
Alternatively, only specific components are collected by the separation and collection unit 16 and sent out to the by-product collection path. When the collected by-product is in a liquid state, for example, by forming the inner diameter of the by-product collection path so as to change continuously, the by-product is collected from the separation / collection unit 16 by utilizing the capillary phenomenon. By-products can be automatically sent to the holding unit 21.

【0204】また、回収保持部21は、燃料パック20
Dの内部、又は、その一部に設けられ、燃料パック20
Dが発電モジュール10Dに結合された状態においての
み、上記分離回収部16により回収された副生成物の送
入、保持が可能となるように構成されている。すなわ
ち、燃料パック20Dが発電モジュール10Dに対して
着脱可能に構成された電源システムにおいては、燃料パ
ック20Dが発電モジュール10Dから分離された状態
で、回収、保持された副生成物又は特定の成分が燃料パ
ック20Dの外部に漏出もしくは排出されないように、
回収保持部21に固定的又は不可逆的に保持されるよう
に構成されている。
[0204] The collection and holding section 21 is provided with the fuel pack 20.
D, or a part of the fuel pack 20.
Only in a state where D is connected to the power generation module 10D, the by-product recovered by the separation and recovery unit 16 can be sent and held. That is, in a power supply system in which the fuel pack 20D is configured to be detachable from the power generation module 10D, by-products or specific components collected and held in a state where the fuel pack 20D is separated from the power generation module 10D are removed. To prevent leakage or discharge to the outside of the fuel pack 20D,
The collection and holding unit 21 is configured to be fixedly or irreversibly held.

【0205】ここで、上述したように、主発電部12に
おける電力の生成により、水(HO)や窒素酸化物
(NO)、硫黄酸化物(SO)が副生成物として生
成される場合にあっては、水(HO)は常温常圧下で
液体状態であるので、副生成物回収経路を介して、回収
保持部21に良好に送出されるが、窒素酸化物(N
)や硫黄酸化物(SO)等のように、気化点が常
圧で概ね常温未満であり、気体状態にある副生成物の場
合には、体積が膨大になり、予め設定された回収保持部
21の容積を超過する可能性があるので、分離回収部1
6内及び回収保持部21内の気圧を高くすることによ
り、回収された副生成物を液化して当該体積を縮小して
回収保持部21に保持されるように構成してもよい。
Here, as described above, water (H 2 O), nitrogen oxides (NO X ), and sulfur oxides (SO X ) are generated as by-products by the generation of power in the main power generation section 12. In such a case, since water (H 2 O) is in a liquid state at normal temperature and normal pressure, the water (H 2 O) is satisfactorily sent to the recovery holding unit 21 through the by-product recovery path, but the nitrogen oxide (N 2 O)
O X) and sulfur oxides (such as SO X) or the like, the point of vaporization is generally less than the normal temperature at normal pressure, in the case of by-products in the gaseous state, the volume becomes huge, a preset Since there is a possibility that the volume of the collection and holding unit 21 may be exceeded, the separation and collection unit 1
By increasing the pressure in the inside 6 and the inside of the collecting and holding unit 21, the collected by-product may be liquefied to reduce the volume and be held in the collecting and holding unit 21.

【0206】したがって、回収保持部21の具体的な構
成としては、上記回収された副生成物や特定の成分を不
可逆的に吸収、吸着固定、定着等することができる構
成、例えば、回収保持部21内に吸収ポリマーが充填さ
れた構成や、上述した燃料パック20に備えられた燃料
漏出防止手段と同様に、回収保持部21の内部圧力やバ
ネ等の物理的な圧力等により閉止する制御弁等の回収物
漏出防止手段を備えた構成を良好に適用することができ
る。
Therefore, a specific configuration of the collection and holding unit 21 is a configuration that can irreversibly absorb, adsorb and fix, fix, and the like the collected by-products and specific components. A control valve that is closed by the internal pressure of the recovery holding unit 21 or the physical pressure of a spring or the like, similarly to the configuration in which the absorbing polymer is filled in the inside 21 or the fuel leakage preventing means provided in the fuel pack 20 described above. And the like, and a configuration provided with a collected material leakage prevention means can be satisfactorily applied.

【0207】そして、このような構成を有する副生成物
回収手段を備えた電源システムにおいて、図12に示し
たような燃料改質方式の燃料電池を主発電部12Aに適
用した場合にあっては、燃料改質部210aにおける水
蒸気改質反応、水性シフト反応及び選択酸化反応(化学
反応式(1)〜(3))に伴って、水素ガス(H)と
ともに生成される二酸化炭素(CO)、及び、燃料電
池本体210bにおける電気化学反応(化学反応式
(6)、(7))に伴って、電力の発生とともに生成さ
れる水(HO)が、副生成物として主発電部12から
排出されることになるが、二酸化炭素(CO)の排出
量は極めて微量であり、デバイスへの影響もほとんどな
いため、非回収物質として電源システム外に排出され、
一方、水(H O)等が分離回収部16により回収され
て、例えば、毛細管現象等を利用して副生成物回収経路
を介して、燃料パック20D内の回収保持部21に送出
され、不可逆的に保持される。
The by-product having such a structure is
FIG. 12 shows a power supply system having a collecting means.
Such a fuel reforming type fuel cell is suitable for the main power generation section 12A.
If used, the water in the fuel reformer 210a
Steam reforming reaction, aqueous shift reaction and selective oxidation reaction (chemical
According to the reaction formulas (1) to (3)), hydrogen gas (H2)When
Carbon dioxide produced together (CO2) And fuel electricity
Electrochemical reaction (chemical reaction formula) in the pond main body 210b
(6), (7)), the electric power is generated and
Water (H2O) as a by-product from the main power generation unit 12
Emissions, but carbon dioxide (CO2) Discharge
The amount is extremely small and has almost no effect on the device.
Is discharged outside the power system as non-recoverable substances,
On the other hand, water (H 2O) etc. are collected by the separation and collection unit 16
For example, by-product recovery path utilizing capillary phenomenon
To the collection and holding unit 21 in the fuel pack 20D via the
And are irreversibly retained.

【0208】ここで、主発電部12(燃料電池本体)に
おける電気化学反応(化学反応式(2)、(3))は、
概ね60〜80℃程度で進行するため、主発電部12に
おいて生成される水(HO)は、ほぼ水蒸気(気体)
の状態で排出される。そこで、分離回収部16は、例え
ば、主発電部12から排出される水蒸気を冷却すること
により、あるいは、圧力を加えることにより、水(H
O)の成分のみを液化して、他の気体成分から分離する
ことにより回収する。
Here, the electrochemical reaction (chemical reaction formulas (2) and (3)) in the main power generation unit 12 (fuel cell main body) is as follows:
The water (H 2 O) generated in the main power generation unit 12 is almost water vapor (gas) because the heat generation proceeds at about 60 to 80 ° C.
It is discharged in the state of. Therefore, the separation and recovery unit 16 cools the steam (H 2) discharged from the main power generation unit 12 or applies pressure to the water (H 2
Only the component O) is liquefied and recovered by separation from other gas components.

【0209】なお、本実施例においては、少なくとも、
主発電部12の構成として燃料改質方式の燃料電池を適
用し、発電用燃料としてメタノール(CHOH)を適
用した場合を示したため、電力の発生に伴う副生成物の
大半が水(HO)であって、その他、微量の二酸化炭
素(CO)を電源システム外に排出することにより、
分離回収部16における特定の成分(すなわち、水)の
分離、回収を比較的簡易に実現することができるが、発
電用燃料としてメタノール以外の物質を適用した場合
や、主発電部12として燃料電池以外の構成を適用した
場合には、水(H O)とともに、例えば、比較的大量
の二酸化炭素(CO)や窒素酸化物(NO)、硫黄
酸化物(SO)等が生成される場合もある。このよう
な場合には、分離回収部16において上述した分離方法
により、例えば、液体である水と、その他の大量に生成
される特定の気体成分(二酸化炭素等)を分離した後、
燃料パック20D内に設けられた単一又は複数の回収保
持部21に、合一又は個別に保持するようにしてもよ
い。
In the present embodiment, at least
A fuel cell of a fuel reforming system is suitable for the configuration of the main power generation unit 12.
Methanol (CH) as a fuel for power generation3OH)
Is shown, so that by-products
Mostly water (H2O) and other small amounts of carbon dioxide
Element (CO2) Outside the power system,
Of a specific component (ie, water) in the separation / recovery section 16
Separation and recovery can be realized relatively easily.
When a substance other than methanol is applied as fuel for electricity
Also, a configuration other than the fuel cell was applied as the main power generation unit 12.
If water (H 2O), for example, relatively large
Carbon dioxide (CO2) And nitrogen oxides (NOX),sulfur
Oxide (SOX) May be generated. like this
In such a case, the separation method
Produces, for example, water, which is liquid, and other large quantities
After separating the specific gas components (such as carbon dioxide)
Single or multiple collection tanks provided in fuel pack 20D
The holding unit 21 may hold them together or individually.
No.

【0210】このように、本実施例に係る副生成物回収
手段を適用した電源システムによれば、発電モジュール
10Dにより電力を発生する際に生成される副生成物の
うち、少なくとも1成分が燃料パック20D内に設けら
れた回収保持部21に不可逆的に保持されることによ
り、電源システム外部への排出又は漏出が抑制されるの
で、副生成物(例えば、水)によるデバイスの動作不良
や劣化等の発生を防止することができるとともに、副生
成物を保持した燃料パック20Dを回収することによ
り、該副生成物を自然環境に負担を与えない方法で適切
に処理して、副生成物(例えば、二酸化炭素)による自
然環境の汚染や地球温暖化等を防止することができる。
As described above, according to the power supply system to which the by-product recovery means according to the present embodiment is applied, at least one component of the by-products generated when the power is generated by the power generation module 10D is fuel. By being irreversibly held by the collection holding unit 21 provided in the pack 20D, discharge or leakage to the outside of the power supply system is suppressed, so that device malfunction or deterioration due to by-products (for example, water). Can be prevented, and by collecting the fuel pack 20D holding the by-products, the by-products can be appropriately processed by a method that does not burden the natural environment, and the by-products ( For example, pollution of the natural environment and global warming due to carbon dioxide) can be prevented.

【0211】なお、上述したような分離回収方法により
回収された副生成物は、以下に示すような保持動作によ
り回収保持部内に不可逆的に保持される。図26は、本
実施例に係る副生成物回収手段による副生成物の保持動
作を示す概略図である。ここで、上述した各実施形態と
同等の構成については、同一の符号を付して、その説明
を簡略化又は省略する。
The by-products recovered by the separation and recovery method described above are irreversibly held in the recovery and holding section by the following holding operation. FIG. 26 is a schematic diagram illustrating an operation of holding the by-product by the by-product recovery unit according to the present embodiment. Here, the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0212】図26(a)に示すように、本実施例に係
る燃料パック20Dは、一定の容積を有し、例えば、メ
タノール等の発電用燃料FLが封入、充填された燃料封
入空間22Aと、分離回収部16から送出される水等の
副生成物が保持される回収保持空間22Bと、後述する
ように、回収保持空間22Bの容積を相対的に可変し、
回収保持空間22Bを燃料封入空間22Aから隔絶する
回収袋23と、燃料封入空間22Aに封入された発電用
燃料FLを出力制御部14に供給する燃料供給弁24A
と、分離回収部16から送出される副生成物を回収保持
空間22Bに取り込むための副生成物取込弁24Bと、
を有して構成されている。
As shown in FIG. 26 (a), a fuel pack 20D according to this embodiment has a fixed volume, and has a fuel-filled space 22A filled with a power generation fuel FL such as methanol, for example. The volume of the collection and holding space 22B, in which by-products such as water sent from the separation and collection unit 16 are held, and the volume of the collection and holding space 22B are relatively varied as described below,
A collection bag 23 that separates the collection holding space 22B from the fuel filling space 22A, and a fuel supply valve 24A that supplies the power generation fuel FL filled in the fuel filling space 22A to the output control unit 14.
A by-product intake valve 24B for taking into the by-products sent from the separation and collection unit 16 into the collection and holding space 22B;
Is configured.

【0213】ここで、燃料供給弁24A及び副生成物取
込弁24Bは、上述したように、いずれも、燃料パック
20DがI/F部30Dを介して発電モジュール10D
に結合された状態でのみ、発電用燃料FLの供給や副生
成物の取り込みが可能となるように、例えば、燃料パッ
ク20D内部の発電用燃料FLや副生成物の圧力やバネ
等の物理的な圧力等により閉止する制御弁の機能を備え
た構成を有している。なお、上述したように、副生成物
取込弁24Bに制御弁の機能を設ける替わりに、回収保
持空間22Bに吸収(吸水)ポリマー等を充填した構成
を有するものであってもよい。
Here, as described above, both the fuel supply valve 24A and the by-product intake valve 24B allow the fuel pack 20D to be connected to the power generation module 10D via the I / F unit 30D.
For example, the supply of the power generation fuel FL and the incorporation of by-products can be performed only in the state where the power generation fuel FL and the by-products are taken into the fuel pack 20D. It has a configuration provided with a function of a control valve that closes due to an appropriate pressure or the like. As described above, instead of providing the by-product intake valve 24B with the function of a control valve, the recovery holding space 22B may be configured to be filled with an absorbing (water absorbing) polymer or the like.

【0214】このような構成を有する燃料パック20D
において、図26(a)に示すように、燃料封入空間2
2Aに封入された発電用燃料が燃料供給弁24Aを介し
て発電モジュール10D(主発電部12、副電源部1
1)に供給されることにより、所定の電力を発生する動
作が実行されるとともに、上記分離回収部16により電
力の発生に伴って生成された副生成物のうち、特定の成
分(例えば、水)のみが分離、回収されて、副生成物回
収経路及び副生成物取込弁24Bを介して回収保持空間
22Bに取込、保持される。
The fuel pack 20D having such a configuration
In FIG. 26A, as shown in FIG.
The fuel for power generation sealed in 2A is supplied to the power generation module 10D (the main power generation unit 12, the sub power supply unit 1) via the fuel supply valve 24A.
1), an operation of generating a predetermined electric power is performed, and a specific component (for example, water) of the by-product generated by the separation and recovery unit 16 with the generation of the electric power. ) Is separated and collected, and is taken into and held in the collection holding space 22B via the by-product collection path and the by-product intake valve 24B.

【0215】これにより、図26(b)、(c)に示す
ように、燃料封入空間22Aに封入された発電用燃料F
Lの容積が減少するとともに、相対的に、回収保持空間
22Bに保持される特定の成分又は物質の容積が増大す
る。このとき、回収保持空間22Bに吸収ポリマー等を
充填した構成を適用することにより、回収され、取り込
まれた副生成物の実質的な容積に比較して、より大きな
容積を有するように回収保持空間22Bの容積を制御す
ることができる。
As a result, as shown in FIGS. 26B and 26C, the fuel F for power generation sealed in the fuel sealing space 22A is formed.
As the volume of L decreases, the volume of a specific component or substance held in the collection holding space 22B relatively increases. At this time, by applying a configuration in which the collecting and holding space 22B is filled with an absorbing polymer or the like, the collecting and holding space has a larger volume than the substantial volume of the by-product collected and taken in. The volume of 22B can be controlled.

【0216】したがって、燃料封入空間22Aと22B
の関係は、発電モジュール10Dにおける電力の発生
(発電)動作に伴って、単に、相対的に増減するだけで
なく、回収保持空間22Bに保持された副生成物の量に
応じて、図26(b)に示すように、所定の圧力で回収
袋23を外方に押圧することにより、燃料封入空間22
Aに封入された発電用燃料FLに圧力が印加されること
になるので、発電モジュール10Dへの発電用燃料FL
の供給を適切に行うことができ、図26(c)に示すよ
うに、回収保持空間22Bに保持される副生成物によ
り、燃料封入空間22Aに封入された発電用燃料FLを
ほぼ完全になくなるまで供給することができる。
Therefore, the fuel filling spaces 22A and 22B
26 is not only increased or decreased relatively with the power generation (power generation) operation in the power generation module 10D, but also according to the amount of by-products held in the recovery holding space 22B, as shown in FIG. As shown in b), by pressing the collection bag 23 outward at a predetermined pressure, the fuel filled space 22 is pressed.
A pressure is applied to the power generation fuel FL enclosed in the power generation module 10D.
26C, and as shown in FIG. 26C, the by-product held in the recovery holding space 22B almost completely eliminates the power generation fuel FL sealed in the fuel sealing space 22A. Can be supplied up to.

【0217】なお、本実施例においては、発電モジュー
ル10Dに付設された分離回収部16により分離、回収
した副生成物の全て又は一部を回収して燃料パック20
D内に保持するとともに、非回収物質を電源システム1
外に排出する場合について説明したが、回収された副生
成物(例えば、水)の全部又は一部を発電モジュール1
0D(特に、主発電部12、副電源部11)における電
力の発生の際の燃料成分として再利用する構成を有する
ものであってもよい。
In this embodiment, all or a part of the by-products separated and recovered by the separation and recovery unit 16 attached to the power generation module 10D is recovered and the fuel pack 20 is recovered.
D and the non-recovered substances
Although the case of discharging to the outside has been described, all or a part of the collected by-product (for example, water) is
A configuration may be used in which the power is reused as a fuel component when power is generated in the 0D (particularly, the main power generation unit 12 and the sub power supply unit 11).

【0218】具体的には、主発電部12(副電源部11
を含むものであってもよい)として、燃料電池からなる
発電装置を適用した構成にあっては、水が副生成物の一
部として生成されるが、上述したように、燃料改質方式
の燃料電池においては、発電用燃料の水蒸気改質反応等
において水を必要とするので、図25中、点線矢印で示
すように、回収された副生成物のうち、水の一部を主発
電部12に供給して、これらの反応に再利用するように
構成することができる。これによれば、水蒸気改質反応
等のために発電用燃料FLとともに燃料パック20Dに
予め封入しておく水の量、また、回収保持部21に保持
される副生成物(水)の量を削減することができるの
で、一定の容量の燃料パック20Dに対してより多くの
発電用燃料FLを封入することができ、電源システムと
しての電力供給能力の向上を図ることができる。
Specifically, the main power generation section 12 (the sub power supply section 11
As a part of the fuel reforming system, the water is generated as a part of the by-product. In a fuel cell, water is required for a steam reforming reaction of a fuel for power generation or the like. Therefore, as shown by a dotted arrow in FIG. 12 to be recycled for these reactions. According to this, the amount of water previously sealed in the fuel pack 20D together with the power generation fuel FL for the steam reforming reaction and the like, and the amount of by-products (water) Since the amount of fuel can be reduced, more fuel FL for power generation can be sealed in the fuel pack 20D having a fixed capacity, and the power supply capacity as a power supply system can be improved.

【0219】<残量検出手段>次に、上述した各実施形
態に係る電源システムに適用可能な発電用燃料の残量検
出手段について、図面を参照して説明する。図27は、
本発明に係る電源システムに適用可能な残量検出手段の
一実施例を示すブロック図である。ここで、上述した各
実施形態と同等の構成については、同一の符号を付し
て、その説明を簡略化又は省略する。
<Remaining Amount Detecting Means> Next, the remaining amount detecting means for the power generation fuel applicable to the power supply system according to each of the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a remaining amount detecting unit applicable to the power supply system according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0220】本発明に係る電源システムに適用可能な燃
料残量検出手段は、図27に示すように、上述した各実
施形態と同等の構成及び機能を有する発電モジュール1
0E、燃料パック20E及びI/F部30Eにおいて、
発電モジュール10E内又はI/F部30E内もしくは
燃料パック20E内のいずれか(ここでは、発電モジュ
ール10E内)に、燃料パック20Eに残存する発電用
燃料FLの量(残量)を検出し、その残量検出信号を動
作制御部13に出力する残量検出部17が設けられた構
成を有している。
As shown in FIG. 27, the fuel remaining amount detecting means applicable to the power supply system according to the present invention is a power generation module 1 having the same configuration and function as those of the above-described embodiments.
0E, the fuel pack 20E and the I / F unit 30E
The amount (remaining amount) of the power generation fuel FL remaining in the fuel pack 20E is detected in any of the power generation module 10E, the I / F unit 30E, and the fuel pack 20E (here, the power generation module 10E), It has a configuration in which a remaining amount detection unit 17 that outputs the remaining amount detection signal to the operation control unit 13 is provided.

【0221】残量検出部17は、例えば、上述した副発
電部11から供給される電力により動作し、燃料パック
20E内に残存する発電用燃料FLの量を検出するもの
であって、例えば、燃料パック20E内に発電用燃料F
Lが液体の状態で封入されている場合には、光学センサ
等により燃料の液面を計測する手法や燃料を透過した光
の減衰(減光率)等の変化を計測する手法等を採用する
ことにより、発電用燃料FLの残量を検出する。
The remaining amount detecting section 17 is operated by, for example, the electric power supplied from the sub power generating section 11 described above, and detects the amount of the power generating fuel FL remaining in the fuel pack 20E. Fuel F for power generation in fuel pack 20E
When L is sealed in a liquid state, a method of measuring the level of the fuel using an optical sensor or the like, a method of measuring a change in attenuation (dimming rate) of light transmitted through the fuel, or the like is employed. Thus, the remaining amount of the power generation fuel FL is detected.

【0222】そして、残量検出部17により検出された
発電用燃料FLの残量は、残量検出信号として動作制御
部13に出力され、動作制御部13は、該残量検出信号
に基づいて、主発電部12における動作状態を制御する
ための動作制御信号を出力制御部14に対して出力する
とともに、電源システム1の端子部184を介してデバ
イスDVCに内蔵されたコントローラCNTに対して、
該発電用燃料の残量に関する情報(燃料残量情報)を出
力する。
The remaining amount of the power generation fuel FL detected by the remaining amount detection unit 17 is output to the operation control unit 13 as a remaining amount detection signal, and the operation control unit 13 performs the operation based on the remaining amount detection signal. An operation control signal for controlling the operation state of the main power generation unit 12 is output to the output control unit 14, and the controller CNT built in the device DVC is connected to the power supply system 1 via the terminal unit 184.
The information about the remaining amount of the fuel for power generation (fuel remaining amount information) is output.

【0223】具体的には、上述した電源システムの全体
動作(図20参照)において、電源システムを起動動作
する場合に、動作制御部13は事前に残量検出部17か
らの残量検出信号を参照し、起動動作を正常に実行可能
な量の発電用燃料FLが残存しているか否かを判断した
後、当該動作を実行する。ここで、発電用燃料FLの残
量に異常が検出された場合(例えば、残量が急激に減少
した場合)には、動作制御部13は、端子部184を介
してデバイスDVCに内蔵されたコントローラCNTに
対して、残量異常に関する情報を出力して、デバイスD
VCの使用者に通知する。
Specifically, in the above-described overall operation of the power supply system (see FIG. 20), when starting up the power supply system, the operation control unit 13 sends the remaining amount detection signal from the remaining amount detection unit 17 in advance. After referring to and determining whether or not the amount of power generation fuel FL that can normally execute the start-up operation remains, the operation is executed. Here, when an abnormality is detected in the remaining amount of the fuel FL for power generation (for example, when the remaining amount sharply decreases), the operation control unit 13 is built in the device DVC via the terminal unit 184. Outputs information on remaining amount abnormality to the controller CNT, and outputs the device D
Notify the VC user.

【0224】また、上述した電源システムの全体動作
(図20参照)において、電源システムの定常動作(フ
ィードバック制御)を継続する場合に、動作制御部13
は残量検出部17からの残量検出信号を逐次参照し、発
電用燃料FLの残量に応じて、主発電部12における電
力の発生量を所定の相関関係に基づいて制御するための
動作制御信号を出力制御部14に対して出力し、例え
ば、発電用燃料FLの残量が減少するにしたがって、主
発電部12により生成される電力(特に、出力電圧)を
経時的に徐々に変化(低下)するように制御するための
動作制御信号を出力制御部14に出力するとともに、端
子部184を介してデバイスDVCに内蔵されたコント
ローラCNTに対して、実際の残量データ自体や残量比
率もしくは電力を出力することが可能な推定残り時間等
を燃料残量情報として出力する。これにより、既存のデ
バイスに標準的に搭載されている、電源からの出力電圧
や電池残量データ等に基づいて、デバイスDVCの使用
者に電池残量を通知する機能を良好に動作させることが
できる。
In the above-described overall operation of the power supply system (see FIG. 20), when the normal operation (feedback control) of the power supply system is continued, the operation control unit 13
Is an operation for sequentially referring to the remaining amount detection signal from the remaining amount detecting unit 17 and controlling the amount of electric power generated in the main power generating unit 12 based on a predetermined correlation according to the remaining amount of the fuel FL for power generation. A control signal is output to the output control unit 14. For example, as the remaining amount of the power generation fuel FL decreases, the power (particularly, the output voltage) generated by the main power generation unit 12 gradually changes over time. An operation control signal for performing control to decrease (decrease) is output to the output control unit 14, and the actual remaining amount data itself and the remaining amount are transmitted to the controller CNT incorporated in the device DVC via the terminal unit 184. A ratio or estimated remaining time at which power can be output is output as remaining fuel information. As a result, the function of notifying the user of the device DVC of the remaining battery level based on the output voltage from the power supply, the remaining battery level data, and the like, which is standardly mounted on the existing device, can be operated well. it can.

【0225】さらに、この場合、残量検出部17により
発電用燃料FLの残量の急激な減少等の残量異常が検出
された場合には、動作制御部13は該残量異常に関する
検出信号に基づいて、主発電部12における電力の生成
を停止(具体的には、主発電部12への発電用燃料FL
の供給遮断)するための動作制御信号を出力制御部14
に対して出力して、主発電部12の発電動作を停止する
とともに、端子部184を介して残量異常に関する情報
をデバイスDVCに内蔵されたコントローラCNTに対
して出力して、デバイスDVCの使用者に通知する。こ
れにより、燃料パック20Eから電源システム1外部へ
の発電用燃料FLの異常な漏出の発生等を迅速に検出し
て、デバイスDVCの使用者に対して、適切な対処を講
じるように報知することができる。
Further, in this case, when the remaining amount detecting unit 17 detects a remaining amount abnormality such as a sudden decrease in the remaining amount of the power generation fuel FL, the operation control unit 13 sends a detection signal regarding the remaining amount abnormality. Of the power generation in the main power generation unit 12 (specifically, the power generation fuel FL to the main power generation unit 12)
Output control unit 14 for shutting off the supply of
To stop the power generation operation of the main power generation unit 12 and output information about the remaining amount abnormality to the controller CNT built in the device DVC via the terminal unit 184, thereby using the device DVC. Notify others. Thereby, the occurrence of abnormal leakage of the fuel FL for power generation from the fuel pack 20E to the outside of the power supply system 1 is quickly detected, and the user of the device DVC is notified to take appropriate measures. Can be.

【0226】<燃料安定化手段>次に、上述した各実施
形態に係る電源システムに適用可能な燃料安定化手段に
ついて、図面を参照して説明する。図28は、本発明に
係る電源システムに適用可能な燃料安定化手段の一実施
例を示すブロック図である。ここで、上述した各実施形
態と同等の構成については、同一の符号を付して、その
説明を簡略化又は省略する。
<Fuel Stabilizing Means> Next, fuel stabilizing means applicable to the power supply system according to each of the above-described embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 28 is a block diagram showing one embodiment of the fuel stabilizing means applicable to the power supply system according to the present invention. Here, the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0227】本発明に係る電源システムに適用可能な燃
料安定化手段は、図28に示すように、上述した各実施
形態と同等の構成及び機能を有する発電モジュール10
F、燃料パック20F及びI/F部30Fにおいて、I
/F部30F又は燃料パック20Fのいずれか(ここで
は、燃料パック20F)に、燃料パック20Fに封入さ
れた発電用燃料FLの封入状態(温度、圧力等)を検知
して、該封入状態が所定のしきい値を超過した場合に、
燃料パック20Fから発電モジュール10F(副電源部
11、主発電部12)への発電用燃料FLの供給を停止
する供給制御弁25と、燃料パック20F内の発電用燃
料FLの封入状態(温度、圧力等)を検知して、該封入
状態を所定の安定化状態に制御する圧力制御弁26が設
けられた構成を有している。
The fuel stabilizing means applicable to the power supply system according to the present invention is, as shown in FIG. 28, a power generation module 10 having the same configuration and function as those of the above embodiments.
F, the fuel pack 20F and the I / F 30F,
Either the / F section 30F or the fuel pack 20F (here, the fuel pack 20F) detects the state (temperature, pressure, etc.) of the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20F. If a certain threshold is exceeded,
A supply control valve 25 for stopping the supply of the power generation fuel FL from the fuel pack 20F to the power generation module 10F (the sub power supply unit 11 and the main power generation unit 12), and a state in which the power generation fuel FL in the fuel pack 20F is charged (temperature, Pressure, etc.) and a pressure control valve 26 for controlling the sealed state to a predetermined stabilized state is provided.

【0228】供給制御弁25は、燃料パック20Fに封
入された発電用燃料FLの温度が所定のしきい値を超過
して上昇することにより自動的に作動して、燃料送出経
路への発電用燃料FLの送出を遮断する。具体的には、
発電用燃料FLの温度の上昇に伴って燃料パック20F
内の圧力が上昇することにより、弁が閉じる制御弁を良
好に適用することができる。
The supply control valve 25 is automatically operated when the temperature of the fuel FL for power generation sealed in the fuel pack 20F rises above a predetermined threshold value, so that the fuel for power generation to the fuel delivery path is generated. The delivery of the fuel FL is shut off. In particular,
As the temperature of the power generation fuel FL rises, the fuel pack 20F
By increasing the internal pressure, a control valve in which the valve closes can be applied well.

【0229】また、圧力制御弁26は、燃料パック20
Fに封入された発電用燃料FLの温度の上昇に伴って、
燃料パック20F内の圧力が所定のしきい値を超過して
上昇することにより自動的に作動して、燃料パック20
F内の圧力を低下させる。具体的には、燃料パック20
F内の圧力が上昇することにより、弁が開く圧力開放弁
(リリース弁)を良好に適用することができる。
Further, the pressure control valve 26 is
As the temperature of the power generation fuel FL enclosed in F increases,
When the pressure in the fuel pack 20F rises above a predetermined threshold value, the fuel pack 20F is automatically activated, and
Decrease the pressure in F. Specifically, the fuel pack 20
When the pressure in F increases, a pressure release valve (release valve) that opens can be applied favorably.

【0230】これにより、例えば、電源システムをデバ
イスDVCに装着した状態で、発電モジュール10Fに
おける電力の生成やデバイスの負荷の駆動に伴う発熱等
により、燃料パック20F内の温度や圧力が上昇した場
合には、自動的に発電用燃料FLの供給停止動作、圧力
開放動作が行われるので、発電用燃料FLの封入状態を
安定化することができる。
Thus, for example, when the temperature or pressure in the fuel pack 20F rises due to the generation of power in the power generation module 10F or the heat generated by driving the load of the device while the power supply system is mounted on the device DVC. In this case, the operation of automatically stopping the supply of the fuel for power generation FL and the operation of releasing the pressure are performed, so that the sealed state of the fuel for power generation FL can be stabilized.

【0231】そして、上述した電源システムの全体動作
(図20参照)において、電源システムを起動動作する
場合に、動作制御部13は事前に供給制御弁25の動作
状態、すなわち、燃料パック20Fからの発電用燃料F
Lの供給状態を参照し、発電用燃料FLが正常に供給さ
れているか否かを判断した後、当該動作を実行する。こ
こで、図示を省略したが、上述した燃料安定化手段(特
に、圧力制御弁26)による発電用燃料FLの封入状態
の安定化動作にも関わらず、発電用燃料FLの供給遮断
が検出された場合には、動作制御部13は、電源システ
ム1の端子部184を介してデバイスDVCに内蔵され
たコントローラCNTに対して、発電用燃料FLの封入
異常に関する情報を出力して、デバイスDVCの使用者
に通知する。
In the above-described overall operation of the power supply system (see FIG. 20), when the power supply system is activated, the operation control unit 13 preliminarily sets the operation state of the supply control valve 25, that is, the operation from the fuel pack 20F. Fuel F for power generation
After referring to the supply state of L and determining whether or not the power generation fuel FL is normally supplied, the operation is executed. Although not shown in the drawings, the supply cutoff of the power generation fuel FL is detected despite the operation of stabilizing the state of the power generation fuel FL being filled by the fuel stabilizing means (particularly, the pressure control valve 26). In such a case, the operation control unit 13 outputs information on the charging abnormality of the power generation fuel FL to the controller CNT incorporated in the device DVC via the terminal unit 184 of the power supply system 1 and outputs the information of the device DVC. Notify the user.

【0232】また、上述した電源システムの全体動作
(図20参照)において、電源システムの定常動作(フ
ィードバック制御)を継続する場合に、動作制御部13
は、供給制御弁25の動作状態、すなわち、燃料パック
20Fからの発電用燃料FLの供給状態を逐次参照し、
燃料安定化手段(特に、圧力制御弁26)による安定化
動作にも関わらず、発電用燃料FLの供給遮断が検出さ
れた場合、もしくは、デバイスDVCへの負荷駆動電力
の急激な低下を負荷駆動情報として受け取った場合に
は、動作制御部13は、端子部184を介して発電用燃
料FLの封入異常に関する情報をデバイスDVCに内蔵
されたコントローラCNTに対して出力して(図示を省
略)、デバイスDVCの使用者に通知する。
In the above-described overall operation of the power supply system (see FIG. 20), when the normal operation (feedback control) of the power supply system is continued, the operation control unit 13
Sequentially refers to the operation state of the supply control valve 25, that is, the supply state of the power generation fuel FL from the fuel pack 20F,
Despite the stabilization operation by the fuel stabilizing means (in particular, the pressure control valve 26), when the supply cutoff of the power generation fuel FL is detected or when the load driving power to the device DVC suddenly decreases, the load driving is performed. When the operation control unit 13 receives the information as information, the operation control unit 13 outputs information regarding the abnormality in the enclosing of the power generation fuel FL to the controller CNT built in the device DVC via the terminal unit 184 (not shown), and Notify the user of the device DVC.

【0233】これにより、燃料パック20F内の発電用
燃料FLの封入条件(温度、圧力等)の異常に起因する
発電用燃料FLの変質や発電モジュール10Fにおける
動作異常(例えば、出力電圧不良)、燃料パック20F
から電源システム1外部への発電用燃料FLの漏出等の
発生を迅速に検出して、燃焼性を有する発電用燃料FL
の安全性を確保した信頼性の高い電源システムを提供す
ることができる。
As a result, alteration of the power generation fuel FL due to abnormal filling conditions (temperature, pressure, etc.) of the power generation fuel FL in the fuel pack 20F, abnormal operation of the power generation module 10F (for example, output voltage defect), Fuel pack 20F
Such as leakage of the fuel FL for power generation from the power supply system 1 to the outside of the power supply system 1 is quickly detected, and the fuel FL for combustion having combustibility is detected.
And a highly reliable power supply system ensuring the safety of the power supply can be provided.

【0234】<外形形状>次に、本発明に係る電源シス
テムに適用可能な外形形状について、図面を参照して説
明する。図29は、本発明に係る電源システムに適用可
能な外形形状の具体例を示す概略構成図であり、図30
は、本発明に係る電源システムに適用される外形形状
と、汎用の化学電池の外形形状との対応関係を示す概念
図である。
<Outer Shape> Next, an outer shape applicable to the power supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 29 is a schematic configuration diagram showing a specific example of an outer shape applicable to the power supply system according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a correspondence relationship between an outer shape applied to the power supply system according to the present invention and an outer shape of a general-purpose chemical battery.

【0235】上述したような構成を有する電源システム
において、燃料パック20をI/F部30を介して発電
モジュール10に結合した状態、又は、これらを一体的
に構成した状態における外形形状は、例えば、図29に
示すように、JIS規格に則った汎用の化学電池に多用
されている円形電池41、42、43や、特殊形状の電
池(非円形電池)44、45、46の規格に則って、こ
れらのいずれかと同等の外形形状及び寸法を有するよう
に形成されているとともに、上述した発電モジュール1
0の副電源部11又は主発電部12により生成される電
力が、図29に示す各電池形状の正極(+)及び負極
(−)の電極端子を介して出力されるように構成されて
いる。ここで、発電モジュール10には上部に正極の端
子が付属し、燃料パック20には負極の端子が付属して
おり、図示しないが、負極の端子は発電モジュール10
に配線を介して接続されている。そして、図30に示す
ように、例えば、発電モジュール10の側部に帯状に周
回する端子部184が設けられ、デバイスDVCに電源
システム1が収容されると、自動的に内部のコントロー
ラCNTと端子部184とが電気的に接続され、負荷駆
動情報を受信することが可能となる。なお、端子部18
4が正極及び負極と絶縁されていることはいうまでもな
い。
In the power supply system having the above-described configuration, the external shape in a state in which the fuel pack 20 is coupled to the power generation module 10 via the I / F section 30 or in a state in which these are integrated is, for example, As shown in FIG. 29, according to the standards of circular batteries 41, 42, 43 widely used for general-purpose chemical batteries conforming to the JIS standard and batteries (non-circular batteries) 44, 45, 46 of a special shape. The power generation module 1 is formed so as to have the same external shape and dimensions as any of these, and
The power generated by the 0 sub power supply unit 11 or the main power generation unit 12 is output via the positive (+) and negative (−) electrode terminals of each battery shape shown in FIG. . Here, a positive terminal is attached to the upper part of the power generating module 10, and a negative terminal is attached to the fuel pack 20. Although not shown, the negative terminal is connected to the power generating module 10.
Are connected via wiring. Then, as shown in FIG. 30, for example, a terminal portion 184 that circulates in a band shape is provided on the side of the power generation module 10, and when the power supply system 1 is accommodated in the device DVC, the internal controller CNT and the terminal are automatically connected. The section 184 is electrically connected, and can receive load drive information. The terminal 18
4 is insulated from the positive electrode and the negative electrode.

【0236】具体的には、燃料パック20と発電モジュ
ール10が結合した状態で、例えば、燃料電池を適用し
た主発電部(図12参照)においては、燃料電池本体2
10bの燃料極211が負極端子に、また、空気極21
2が正極端子に電気的に接続された構成を有している。
また、ガス燃焼エンジンやロータリーエンジン等の内
燃、外燃機関と電磁誘導等を利用した発電器(図14乃
至図16参照)とを組み合わせた構成や、温度差発電器
やMHD発電器を適用した主発電部(図17、図18参
照)においては、各々の発電器の出力端子が正極端子及
び負極端子に電気的に接続された構成を有している。
Specifically, in a state where the fuel pack 20 and the power generation module 10 are connected, for example, in the main power generation section (see FIG. 12) to which the fuel cell is applied, the fuel cell main body 2 is connected.
The fuel electrode 211 of 10b is connected to the negative electrode terminal,
2 has a configuration electrically connected to the positive electrode terminal.
Further, a configuration in which an internal combustion such as a gas combustion engine or a rotary engine, an external combustion engine, and a generator using electromagnetic induction or the like (see FIGS. 14 to 16) are combined, or a temperature difference generator or an MHD generator is applied. The main power generation section (see FIGS. 17 and 18) has a configuration in which the output terminal of each power generator is electrically connected to the positive terminal and the negative terminal.

【0237】ここで、円形電池41、42、43は、具
体的には、市販のマンガン乾電池やアルカリ乾電池、ニ
ッケル・カドミウム電池、リチウム電池等に最も多用さ
れ、対応する機器も多いシリンダ型(円柱型:図29
(a))や、腕時計等に利用されるボタン型(図29
(b))、カメラや電子手帳等に利用されるコイン型
(図29(c))等の外形形状を有している。
The circular batteries 41, 42, and 43 are most commonly used for commercially available manganese dry batteries, alkaline dry batteries, nickel-cadmium batteries, lithium batteries, and the like. Type: Fig. 29
(A)) and a button type used in a wristwatch or the like (FIG. 29)
(B)), and has an external shape such as a coin type (FIG. 29 (c)) used for a camera or an electronic organizer.

【0238】一方、非円形電池44、45、46は、具
体的には、コンパクトカメラやデジタルスチルカメラ
等、使用する機器の形状等に対応して個別に設計(カス
タマイズ)された特殊形状型(図29(d))や、携帯
音響機器や携帯電話等の小型薄型化に対応した角形(図
29(e))、平型(図29(f))等の外形形状を有
している。
On the other hand, the non-circular batteries 44, 45, and 46 are specially shaped (customized) individually designed (customized) according to the shape of equipment to be used, such as a compact camera or a digital still camera. FIG. 29 (d)) and a rectangular (FIG. 29 (e)) and flat (FIG. 29 (f)) external shapes corresponding to miniaturization of portable audio equipment and mobile phones.

【0239】なお、上述したように、本発明に係る電源
システムに搭載される発電モジュール10の各構成は、
既存のマイクロマシン製造技術を適用することにより、
例えば、ミリメートルオーダー乃至ミクロンオーダーに
マイクロチップ化、あるいは、マイクロプラント化する
ことができる。また、発電モジュール10の主発電部1
2として、例えば、高いエネルギー利用効率を実現する
ことができる燃料電池やガス燃料タービン等を適用する
ことにより、既存の化学電池と同等(又は、それ以上)
の電池容量を実現するために必要となる発電用燃料の量
を比較的少量に抑制することができる。
As described above, each configuration of the power generation module 10 mounted on the power supply system according to the present invention is as follows.
By applying existing micromachine manufacturing technology,
For example, a microchip or a microplant can be formed on the order of millimeter to micron. The main power generation unit 1 of the power generation module 10
2. For example, by applying a fuel cell, a gas fuel turbine, or the like that can realize high energy use efficiency, the same as an existing chemical cell (or more).
The amount of fuel for power generation required to realize the above battery capacity can be suppressed to a relatively small amount.

【0240】したがって、本実施形態に係る電源システ
ムにおいて、図29に示した既存の電池形状を良好に実
現することができ、例えば、図30(a)、(b)に示
すように、燃料パック20を発電モジュール10に結合
した状態、又は、両者を一体的に構成した状態における
外形寸法(例えば、長さLa、直径Da)が、図30
(c)に示すような汎用の化学電池47の外形寸法(例
えば、長さLp、直径Dp)と略同等になるように構成
することができる。
Therefore, in the power supply system according to the present embodiment, the existing battery shape shown in FIG. 29 can be satisfactorily realized. For example, as shown in FIGS. The external dimensions (for example, the length La, the diameter Da) in a state in which the power generation module 20 is coupled to the power generation module 10 or in a state in which both are integrally formed are shown in FIG.
The configuration can be made so that the external dimensions (for example, length Lp, diameter Dp) of the general-purpose chemical battery 47 as shown in FIG.

【0241】なお、図30においては、本発明に係る電
源システムの着脱構造(結合関係)と外観形状との関係
を概念的に示したものにすぎず、具体的な電極構造等を
考慮したものではない。本発明に係る電源システムに各
電池形状を適用した場合の、発電モジュール10及び燃
料パック20の着脱構造と、電極構造との関係について
は、後述する実施例において詳しく説明する。
FIG. 30 is a conceptual diagram only showing the relationship between the detachable structure (coupling relationship) of the power supply system according to the present invention and the external shape, and takes into account the specific electrode structure and the like. is not. The relationship between the electrode structure and the attachment / detachment structure of the power generation module 10 and the fuel pack 20 in the case where each battery shape is applied to the power supply system according to the present invention will be described in detail in examples described later.

【0242】また、図29に示した外形形状はいずれ
も、日本国内の規格に則って市販、又は、デバイスに付
属して流通、販売されている化学電池の一例であって、
本発明の適用が可能な構成例のごく一部を示したものに
過ぎない。すなわち、本発明に係る電源システムに適用
可能な外形形状は、上記具体例以外であってもよく、例
えば、世界各国で流通、販売されている化学電池、ある
いは、将来実用化が予定されている化学電池の形状に合
致し、さらには、電気的特性をも合致するように設計す
ることができることはいうまでもない。
Each of the external shapes shown in FIG. 29 is an example of a chemical battery which is commercially available in accordance with Japanese standards or distributed and sold as an accessory with a device.
It is only a part of a configuration example to which the present invention can be applied. That is, the outer shape applicable to the power supply system according to the present invention may be other than the above specific examples. For example, chemical batteries distributed and sold in countries around the world, or commercialization in the future, are planned. Needless to say, it can be designed so as to match the shape of the chemical battery and also to match the electrical characteristics.

【0243】次いで、本発明に係る電源システムに上述
した各電池形状を適用した場合の発電モジュール10及
び燃料パック20の着脱構造と、電極構造との関係につ
いて、図面を参照して詳しく説明する。 (着脱構造の第1の実施例)図31(a)〜図31
(d)及び図31(e)〜図31(h)は、それぞれ本
発明の第1の実施例に係る電源システムの燃料パック及
びホルダー部を上方向、前方向、横方向、後方向から見
た外形形状を示す概略構成図であり、図32は、本実施
例に係る電源システムにおける発電モジュール及び燃料
パックの着脱構造を示す概略図である。ここで、上述し
た各実施形態と同等の構成については、その説明を簡略
化又は省略する。
Next, the relationship between the electrode structure and the detachable structure of the power generation module 10 and the fuel pack 20 when the above-described battery shapes are applied to the power supply system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment of Detachable Structure) FIGS. 31 (a) to 31
(D) and FIGS. 31 (e) to 31 (h) show the fuel pack and holder of the power supply system according to the first embodiment of the present invention viewed from above, front, side, and rear, respectively. FIG. 32 is a schematic diagram showing a detachable structure of a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the present embodiment. Here, the description of the same configuration as each of the above embodiments will be simplified or omitted.

【0244】図31(a)〜図31(d)及び図31
(e)〜図31(h)に示すように、本実施例に係る電
源システムは、発電用燃料が所定の条件で封入された燃
料パック51と、該燃料パックが着脱可能に構成された
ホルダー部52と、を備えて構成されている。ここで、
燃料パック51は、上述した各実施形態と同等の構成及
び機能を有しているので、その説明を省略する。
FIGS. 31 (a) to 31 (d) and FIG.
As shown in (e) to FIG. 31 (h), the power supply system according to the present embodiment includes a fuel pack 51 in which fuel for power generation is sealed under predetermined conditions, and a holder in which the fuel pack is detachably configured. And a unit 52. here,
The fuel pack 51 has a configuration and a function equivalent to those of the above-described embodiments, and a description thereof will be omitted.

【0245】ホルダー部52は、大別して、上述した各
実施形態と同等の構成を有する発電モジュール10X及
びI/F部が収納され、正極端子EL(+)が設けられ
た発電部52aと、負極端子EL(−)が設けられた対
向部52bと、発電部52aと対向部52bを連結する
とともに、発電部52aと負極端子EL(−)を電気的
に接続する一対の連結部52cと、を有して構成されて
いる。ここで、発電部52a、対向部52b及び連結部
52cにより囲まれた貫通した空間SP1が、上記燃料
パック51を結合した際の収納位置となる。
The holder unit 52 is roughly divided into a power generation module 10X and an I / F unit having the same configuration as those of the above embodiments, and a power generation unit 52a provided with a positive electrode terminal EL (+), An opposing portion 52b provided with a terminal EL (-), and a pair of connecting portions 52c for connecting the power generating portion 52a and the opposing portion 52b and electrically connecting the power generating portion 52a to the negative electrode terminal EL (-). It is configured to have. Here, the penetrated space SP1 surrounded by the power generation unit 52a, the facing unit 52b, and the connection unit 52c is a storage position when the fuel pack 51 is connected.

【0246】このような構成を有する電源システムにお
いて、図32(a)に示すように、発電部52a、対向
部52b及び連結部52cにより構成される空間SP1
に対して、燃料パック51の燃料送出口(一端側)51
aを発電部52a側の燃料送出経路(I/F部;図示を
省略)に当接させて支点とし、燃料パック51の他端側
51bを旋回させて押し込むことにより(図中、矢印P
9)、図32(b)に示すように、該燃料パック51の
他端側51bが対向部52bに当接して、燃料パック5
1が空間SP1に収納されるとともに、燃料パック51
の漏出防止機能が解除されて、燃料パック51に封入さ
れた発電用燃料FLが燃料送出経路を介して、発電部5
2aに内蔵された発電モジュール10Xに供給される。
In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 32 (a), a space SP1 composed of a power generation section 52a, an opposing section 52b and a connecting section 52c.
, The fuel outlet (one end side) 51 of the fuel pack 51
a is brought into contact with a fuel delivery path (I / F section; not shown) on the side of the power generation section 52a as a fulcrum, and the other end 51b of the fuel pack 51 is turned and pushed in (in FIG.
9), as shown in FIG. 32 (b), the other end 51b of the fuel pack 51 comes into contact with the facing portion 52b, and
1 is stored in the space SP1 and the fuel pack 51
Is released, and the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 51 is supplied to the power generation unit 5 via the fuel delivery path.
The power is supplied to the power generation module 10X built in 2a.

【0247】ここで、電源システムは、燃料パック51
が空間SP1に収納され、ホルダー部52に結合された
状態において、例えば、上述した円柱形状の汎用の化学
電池(図29(a)、図30(c)参照)と略同等の外
形形状及び寸法を有するように構成されている。また、
このとき、燃料パック51が空間SP1に正常に収納さ
れた状態で、燃料パック51の燃料送出口51aが発電
部52a側の燃料送出経路に良好に当接して接続するよ
うに、燃料パック51の他端側51bを適当な力で押圧
するとともに、燃料パック51がホルダー部52から不
用意に脱落することを防止するために、燃料パック51
の他端側51bと対向部52bの当接部分が適当な押圧
力で係合するように構成されていることが望ましい。具
体的には、図32(a)、(b)に示すように、例え
ば、燃料パック51の他端側51bに凹部51cが形成
され、対向部52bの当接部分にバネ材等の弾性を有す
る凸部51dを備えた係合機構を適用することができ
る。
Here, the power supply system is a fuel pack 51
Are housed in the space SP1 and coupled to the holder 52, for example, the outer shape and dimensions are substantially the same as those of the above-described columnar general-purpose chemical battery (see FIGS. 29A and 30C). It is comprised so that it may have. Also,
At this time, in a state where the fuel pack 51 is normally housed in the space SP1, the fuel delivery port 51a of the fuel pack 51 is properly brought into contact with and connected to the fuel delivery path on the power generation unit 52a side. In order to press the other end 51b with an appropriate force and to prevent the fuel pack 51 from accidentally falling off the holder 52, the fuel pack 51 is pressed.
It is preferable that the contact portion between the other end 51b and the opposing portion 52b be configured to engage with an appropriate pressing force. Specifically, as shown in FIGS. 32 (a) and 32 (b), for example, a concave portion 51c is formed in the other end 51b of the fuel pack 51, and the abutting portion of the facing portion 52b has elasticity such as a spring material. An engagement mechanism provided with the convex portion 51d can be applied.

【0248】これにより、上述した全体動作(図20参
照)において説明したように、副電源部11において、
自立的に電力が生成されて、少なくとも、発電モジュー
ル10内の動作制御部13に動作電力が供給される。ま
た、本実施形態に係る電源システムが所定のデバイスD
VCに装着されることにより、副電源部11により生成
された電力の一部が発電部52aに設けられた正極端子
EL(+)及び対向部52bに設けられた負極端子EL
(−)を介して、デバイスDVCに内蔵されたコントロ
ーラCNTに駆動電力として供給される(初期動作)。
Thus, as described in the above-described overall operation (see FIG. 20),
The power is generated autonomously, and at least the operation power is supplied to the operation control unit 13 in the power generation module 10. Further, the power supply system according to the present embodiment is provided with a predetermined device D
By being mounted on the VC, part of the electric power generated by the sub power supply unit 11 is supplied to the positive terminal EL (+) provided on the power generation unit 52a and the negative terminal EL provided on the facing unit 52b.
Via (-), the power is supplied as drive power to the controller CNT incorporated in the device DVC (initial operation).

【0249】したがって、汎用の化学電池と同様に簡易
に取り扱うことができ、汎用の化学電池と同一又は同等
の外形形状及び寸法(ここでは、円柱形状)を有すると
ともに、同一又は同等の電気的特性を有する電力を供給
することができる完全互換の電源システムを実現するこ
とができるので、既存の携帯機器等のデバイスに対し
て、燃料パック51及びホルダー部52からなる電源シ
ステムの全体構成を、汎用の化学電池と全く同様に、動
作電力として適用することができる。
Therefore, the battery can be easily handled in the same manner as a general-purpose chemical battery, has the same outer shape and dimensions (in this case, a cylindrical shape) as the general-purpose chemical battery, and has the same or equivalent electrical characteristics. It is possible to realize a completely compatible power supply system capable of supplying electric power having the following features. It can be applied as operating power just like the chemical battery of No.

【0250】特に、本実施例に係る電源システムにおい
て、発電モジュールとして燃料電池を備えた構成を適用
し、かつ、発電部52a(発電モジュール10X)に対
して着脱可能に構成された燃料パック51として、上述
した分解性プラスチック等の材料を適用することによ
り、環境への影響(負担)を抑制しつつ、高いエネルギ
ー利用効率を実現することができるので、既存の化学電
池の投棄や埋め立て処理による環境問題やエネルギー資
源の有効利用の問題等を良好に解決することができる。
また、本実施例に係る電源システムによれば、燃料パッ
ク51が収納されるホルダー部52側の空間SP1が、
貫通形状を有しているので、燃料パック51の対向する
側面部を把持しながらホルダー部52に着脱することに
より、燃料パック51の着脱を簡易かつ確実に行うこと
ができる。
In particular, in the power supply system according to the present embodiment, a configuration including a fuel cell as the power generation module is applied, and the fuel pack 51 is configured to be detachable from the power generation unit 52a (power generation module 10X). By applying the above-mentioned materials such as decomposable plastics, it is possible to realize high energy use efficiency while suppressing the impact (burden) on the environment. Problems and the problem of effective use of energy resources can be solved satisfactorily.
Further, according to the power supply system according to the present embodiment, the space SP1 on the holder section 52 side where the fuel pack 51 is stored is:
Since the fuel pack 51 has the penetrating shape, the fuel pack 51 can be easily and reliably attached and detached by attaching and detaching the fuel pack 51 to and from the holder 52 while gripping the opposing side surfaces.

【0251】(着脱構造の第2の実施例)図33(a)
〜図33(c)は、それぞれ本発明の第2の実施例に係
る電源システムの燃料パックを前方向、横方向、後方向
から見た外形形状を示す概略構成図であり、図33
(d)〜図31(g)は、それぞれ本発明に係る電源シ
ステムのホルダー部を上方向、前方向、横方向、後方向
から見た外形形状を示す概略構成図であり、図34は、
本実施例に係る電源システムにおける発電モジュール及
び燃料パックの着脱構造を示す概略図である。ここで、
上述した各実施形態と同等の構成については、その説明
を簡略化又は省略する。
(Second Embodiment of Detachable Structure) FIG. 33 (a)
FIG. 33 to FIG. 33 (c) are schematic configuration diagrams showing the external shapes of the fuel pack of the power supply system according to the second embodiment of the present invention viewed from the front, side, and rear, respectively.
(D) to FIG. 31 (g) are schematic configuration diagrams showing the external shape of the holder portion of the power supply system according to the present invention when viewed from above, front, side, and rear, respectively.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure for attaching and detaching a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the embodiment. here,
The description of the same configuration as that of each of the above embodiments will be simplified or omitted.

【0252】図33(a)〜図33(g)に示すよう
に、本実施例に係る電源システムは、発電用燃料が所定
の条件で封入された燃料パック61と、該燃料パック6
1が着脱可能に構成されたホルダー部62と、を備えて
構成されている。ここで、燃料パック61は、上述した
各実施形態と同等の構成及び機能を有しているので、そ
の説明を省略する。
As shown in FIGS. 33 (a) to 33 (g), the power supply system according to the present embodiment comprises a fuel pack 61 in which fuel for power generation is sealed under predetermined conditions,
1 is provided with a detachable holder portion 62. Here, since the fuel pack 61 has the same configuration and function as those of the above-described embodiments, the description thereof will be omitted.

【0253】ホルダー部62は、大別して、発電モジュ
ール10Xが収納され、正極端子EL(+)が設けられ
た発電部62aと、負極端子EL(−)が設けられた対
向部62bと、発電部62aと対向部62bを連結する
とともに、発電部62aと負極端子EL(−)を電気的
に接続する連結部62cと、を有して構成されている。
ここで、発電部62a、対向部62b及び連結部62c
により囲まれた凹状の空間SP2が、上記燃料パック6
1を結合した際の収納位置となる。
The holder section 62 is roughly divided into a power generation section 62a in which the power generation module 10X is housed and provided with the positive terminal EL (+), an opposing section 62b provided with the negative terminal EL (-), and a power generation section. It is configured to include a connecting portion 62c that connects the power generating portion 62a and the negative electrode terminal EL (-) while connecting the 62a and the facing portion 62b.
Here, the power generation part 62a, the facing part 62b, and the connecting part 62c
The concave space SP2 surrounded by the fuel pack 6
This is the storage position when 1 is combined.

【0254】このような構成を有する電源システムにお
いて、図34(a)に示すように、発電部62a、対向
部62b及び連結部62cにより構成される空間SP2
に対して、燃料パック61の燃料送出口61aを発電部
62a側の燃料送出経路に当接させつつ、燃料パック6
1を嵌合させることにより(図中、矢印P10)、図3
4(b)に示すように、燃料パック61が空間SP2に
収納されるとともに、燃料パック61の漏出防止機能が
解除されて、燃料パック61に封入された発電用燃料F
Lが燃料送出経路を介して、発電部62aに内蔵された
発電モジュール10Xに供給される。
In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 34A, a space SP2 composed of a power generation section 62a, an opposing section 62b, and a connecting section 62c.
With respect to the fuel pack 6, the fuel delivery port 61 a of the fuel pack 61 is brought into contact with the fuel delivery path on the power generation section 62 a side.
3 (arrow P10 in the figure) by fitting
As shown in FIG. 4 (b), the fuel pack 61 is housed in the space SP2, and the leakage prevention function of the fuel pack 61 is released, so that the power generation fuel F sealed in the fuel pack 61 is released.
L is supplied to the power generation module 10X built in the power generation unit 62a via the fuel delivery path.

【0255】ここで、電源システムは、上述した第1の
実施例と同様に、燃料パック61が空間SP2に収納さ
れ、ホルダー部62に結合された状態において、例え
ば、上述した円柱形状の汎用の化学電池(図29
(a)、図30(c)参照)と略同等の形状及び寸法を
有するように構成されている。また、このとき、燃料パ
ック61が空間SP2に正常に収納された状態で、燃料
パック61がホルダー部62から不用意に脱落すること
を防止するために、燃料パック61の外形形状がホルダ
ー部62の空間SP2の内部形状に係合する構成を有す
ることが望ましい。
Here, as in the case of the above-described first embodiment, in the state where the fuel pack 61 is housed in the space SP2 and connected to the holder portion 62, for example, the above-mentioned general-purpose columnar shape is used. Chemical battery (Fig. 29
(A), and FIG. 30 (c)). At this time, in order to prevent the fuel pack 61 from being accidentally dropped from the holder part 62 in a state where the fuel pack 61 is normally stored in the space SP2, the outer shape of the fuel pack 61 is changed to the holder part 62. It is desirable to have a configuration that engages with the internal shape of the space SP2.

【0256】これにより、上述した第1の実施例と同様
に、汎用の化学電池と同様に簡易に取り扱うことがで
き、かつ、汎用の化学電池と同一又は同等の外形形状及
び電気的特性を有する完全互換型のポータブル型の電源
システムを実現することができる。また、発電モジュー
ルに適用する発電装置の構成や着脱可能な燃料パックの
構成材料を適切に選択することにより、環境への影響を
大幅に抑制して、既存の化学電池の投棄や埋め立て処理
による環境問題やエネルギー資源の有効利用の問題等を
良好に解決することができる。
As a result, similarly to the first embodiment described above, it can be handled easily as a general-purpose chemical battery, and has the same or equivalent outer shape and electrical characteristics as a general-purpose chemical battery. A fully compatible portable power supply system can be realized. In addition, by appropriately selecting the configuration of the power generation device applied to the power generation module and the constituent materials of the detachable fuel pack, the impact on the environment can be significantly reduced, and the environmental impact of the disposal and disposal of existing chemical batteries can be reduced. It is possible to satisfactorily solve problems and problems of effective use of energy resources.

【0257】(着脱構造の第3の実施例)図35(a)
〜図35(c)は、それぞれ本発明の第3の実施例に係
る電源システムの燃料パックを前方向、横方向、後方向
から見た外形形状を示す概略構成図であり、図35
(d)〜図35(f)は、それぞれ本発明に係る電源シ
ステムのホルダー部を前方向、横方向、後方向から見た
外形形状を示す概略構成図であり、図36は、本実施例
に係る電源システムにおける発電モジュール及び燃料パ
ックの着脱構造を示す概略図である。ここで、上述した
各実施形態と同等の構成については、その説明を簡略化
又は省略する。
(Third Embodiment of Removable Structure) FIG. 35 (a)
FIGS. 35 to 35C are schematic configuration diagrams showing the external shape of the fuel pack of the power supply system according to the third embodiment of the present invention as viewed from the front, side, and rear, respectively.
(D) to FIG. 35 (f) are schematic configuration diagrams showing the external shape of the holder portion of the power supply system according to the present invention as viewed from the front, side, and rear, respectively, and FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure for attaching and detaching a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the first embodiment. Here, the description of the same configuration as each of the above embodiments will be simplified or omitted.

【0258】図35(a)〜図35(f)に示すよう
に、本実施例に係る電源システムは、発電用燃料が所定
の条件で封入された燃料パック71と、該燃料パック7
1が複数本収納可能に構成されたホルダー部72と、を
備えて構成されている。ここで、燃料パック71は、上
述した各実施形態と同等の構成及び機能を有しているの
で、その説明を省略する。
As shown in FIGS. 35 (a) to 35 (f), the power supply system according to this embodiment comprises a fuel pack 71 in which fuel for power generation is sealed under predetermined conditions,
And a holder 72 configured to be able to store a plurality thereof. Here, the fuel pack 71 has a configuration and a function equivalent to those of the above-described embodiments, and a description thereof will be omitted.

【0259】ホルダー部72は、大別して、発電モジュ
ール10Xが収納され、同一端面に正極端子EL(+)
及び負極端子EL(−)が設けられた発電部72aと、
発電部72aとの間に空間SP3を有するように設けら
れた上部カバー72bと、空間SP3への燃料パック7
1の収納、取り出しを可能とするとともに、空間SP3
内に収納された燃料パック71を押圧固定する開閉カバ
ー72cと、を有して構成されている。
The holder section 72 roughly includes the power generation module 10X, and has a positive terminal EL (+) on the same end surface.
And a power generation unit 72a provided with a negative electrode terminal EL (-);
An upper cover 72b provided to have a space SP3 between the power generation unit 72a and the fuel pack 7 to the space SP3;
1 can be stored and taken out, and the space SP3
And an opening / closing cover 72c for pressing and fixing the fuel pack 71 accommodated therein.

【0260】このような構成を有する電源システムにお
いて、図36(a)に示すように、ホルダー部72の開
閉カバー72cを開状態として空間SP3の一面側を開
放状態として、複数本(ここでは、2本)の燃料パック
71を同一の向きに挿入した後、図36(b)、(c)
に示すように、開閉カバー72cを閉状態とすることに
より、燃料パック71が空間SP3に収納されるととも
に、開閉カバー72cが燃料パック71の他端側71b
を押圧して、燃料パック71の燃料送出口71aを発電
部72a側の燃料送出経路(I/F部;図示を省略)に
当接させることにより、燃料パック71の漏出防止機能
が解除されて、燃料パック71に封入された発電用燃料
FLが燃料送出経路を介して、発電部72aに内蔵され
た発電モジュール10Xに供給される。
In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 36 (a), the open / close cover 72c of the holder portion 72 is opened, and one surface of the space SP3 is opened, and a plurality (here, After the (two) fuel packs 71 are inserted in the same direction, FIGS.
As shown in the figure, by closing the open / close cover 72c, the fuel pack 71 is stored in the space SP3, and the open / close cover 72c is connected to the other end 71b of the fuel pack 71.
Is pressed to bring the fuel delivery port 71a of the fuel pack 71 into contact with the fuel delivery path (I / F section; not shown) on the power generation section 72a side, so that the leakage prevention function of the fuel pack 71 is released. The power generation fuel FL sealed in the fuel pack 71 is supplied to the power generation module 10X built in the power generation unit 72a via the fuel delivery path.

【0261】ここで、本実施例に係る電源システムは、
燃料パック71が空間SP3に収納され、ホルダー部7
2に結合された状態において、例えば、上述した特殊形
状の化学電池(図29(d)参照)と略同等の外形形状
及び寸法を有するように構成されている。また、燃料パ
ック71は、ホルダー部72に結合されていない単体の
状態において、例えば、上述した円柱形状の汎用の化学
電池(図29(a)、図30(c)参照)と略同等の形
状及び寸法を有するように構成されている。
Here, the power supply system according to the present embodiment
The fuel pack 71 is stored in the space SP3,
In the state of being connected to 2, for example, it is configured to have an outer shape and dimensions substantially equivalent to those of the above-mentioned specially shaped chemical battery (see FIG. 29 (d)). Further, the fuel pack 71 in a unitary state that is not coupled to the holder portion 72 has, for example, a shape substantially equivalent to that of the above-described cylindrical general-purpose chemical battery (see FIGS. 29A and 30C). And dimensions.

【0262】これにより、上述した各実施例と同様に、
燃料パック71及びホルダー部72からなる電源システ
ムの全体構成を、既存の化学電池と同一又は同等の外形
形状及び電気的特性を有する完全互換型のポータブル型
の電源システムを実現することができるとともに、発電
モジュールに適用する発電装置の構成や着脱可能な燃料
パックの構成材料を適切に選択することにより、環境へ
の影響を大幅に抑制して、既存の化学電池の投棄や埋め
立て処理による環境問題やエネルギー利用効率の問題等
を良好に解決することができる。また、本実施例におい
ては、ホルダー部72を予め所定のデバイスDVCの電
源ユニットに内蔵して構成することにより、燃料パック
51のみを、デバイスDVC(ホルダー部72)に着脱
することにより、あたかも円柱形状の汎用の化学電池と
同様に、簡便な使用形態の電源システムを提供すること
ができる。
Thus, similar to the above-described embodiments,
The overall configuration of the power supply system including the fuel pack 71 and the holder 72 can be realized as a fully compatible portable power supply system having the same external shape and electrical characteristics as existing chemical cells, and By appropriately selecting the configuration of the power generation device applied to the power generation module and the constituent materials of the removable fuel pack, the impact on the environment can be greatly reduced, and environmental problems caused by dumping and landfilling of existing chemical batteries can be reduced. The problem of energy use efficiency can be solved well. In this embodiment, the holder 72 is built in the power supply unit of the predetermined device DVC in advance, so that only the fuel pack 51 is attached to and detached from the device DVC (holder 72), so that it is as if a cylinder. As in the case of a general-purpose chemical battery having a shape, a power supply system in a simple use form can be provided.

【0263】(着脱構造の第4の実施例)図37(a)
〜図37(c)は、それぞれ本発明の第4の実施例に係
る電源システムの燃料パックを前方向、横方向、後方向
から見た外形形状を示す概略構成図であり、図37
(d)〜図31(f)は、それぞれ本発明に係る電源シ
ステムのホルダー部を上方向、前方向、横方向から見た
外形形状を示す概略構成図であり、図38は、本実施例
に係る電源システムにおける発電モジュール及び燃料パ
ックの着脱構造を示す概略図である。ここで、上述した
各実施形態と同等の構成については、その説明を簡略化
又は省略する。
(Fourth Embodiment of Removable Structure) FIG. 37 (a)
FIGS. 37 to 37C are schematic configuration diagrams showing external shapes of the fuel pack of the power supply system according to the fourth embodiment of the present invention as viewed from the front, side, and rear, respectively.
(D) to FIG. 31 (f) are schematic configuration diagrams showing the external shape of the holder portion of the power supply system according to the present invention when viewed from above, front, and side, respectively. FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure for attaching and detaching a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the first embodiment. Here, the description of the same configuration as each of the above embodiments will be simplified or omitted.

【0264】図37(a)〜図37(f)に示すよう
に、本実施例に係る電源システムは、発電用燃料が所定
の条件で封入された燃料パック81と、該燃料パック8
1が複数本収納可能に構成されたホルダー部82と、を
備えて構成されている。ここで、燃料パック81は、上
述した各実施形態と同等の構成及び機能を有しているの
で、その説明を省略する。
As shown in FIGS. 37 (a) to 37 (f), the power supply system according to the present embodiment comprises a fuel pack 81 in which fuel for power generation is sealed under predetermined conditions,
And a holder portion 82 in which a plurality of pieces 1 can be stored. Here, the fuel pack 81 has the same configuration and function as those of the above-described embodiments, and thus the description thereof will be omitted.

【0265】ホルダー部82は、大別して、発電モジュ
ール10Xが収納され、同一端面に正極端子EL(+)
及び負極端子EL(−)が設けられた発電部82aと、
発電部82aと対向する面を有する対向部82bと、発
電部82aと対向部82bを連結するベース部82c
と、を有して構成されている。ここで、発電部82a、
対向部82b及びベース部82cにより囲まれた凹状の
空間SP4が、上記燃料パック81を結合した際の収納
位置となる。
The holder portion 82 roughly includes the power generation module 10X, and has a positive electrode terminal EL (+) on the same end surface.
And a power generation unit 82a provided with a negative electrode terminal EL (-);
A facing portion 82b having a surface facing the power generating portion 82a, and a base portion 82c connecting the power generating portion 82a and the facing portion 82b
And is configured. Here, the power generation unit 82a,
The concave space SP4 surrounded by the facing portion 82b and the base portion 82c is a storage position when the fuel pack 81 is combined.

【0266】このような構成を有する電源システムにお
いて、図38(a)に示すように、発電部82a、対向
部82b及びベース部82cにより構成される空間SP
4に対して、燃料パック81の燃料送出口(一端側)8
1aを発電部82a側の燃料送出経路(I/F部;図示
を省略)に当接させて支点とし、燃料パック81の他端
側81bを旋回させて押し込むことにより(図中、矢印
P11)、図38(b)に示すように、該燃料パック8
1の他端側81bが対向部82bに当接して固定され、
複数本(ここでは、2本)の燃料パック81が空間SP
4に同一の向きに収納される。このとき、燃料パック8
1の漏出防止機能が解除されて、燃料パック81に封入
された発電用燃料FLが燃料送出経路を介して、発電部
82aに内蔵された発電モジュール10Xに供給され
る。
In the power supply system having such a configuration, as shown in FIG. 38 (a), a space SP composed of a power generation section 82a, an opposing section 82b and a base section 82c.
4, the fuel delivery port (one end side) 8 of the fuel pack 81
1a is brought into contact with a fuel delivery path (I / F section; not shown) on the power generation section 82a side to serve as a fulcrum, and the other end 81b of the fuel pack 81 is turned and pushed in (arrow P11 in the figure). As shown in FIG. 38 (b), the fuel pack 8
1, the other end 81b abuts on the facing portion 82b and is fixed.
A plurality (two in this case) of fuel packs 81 are placed in the space SP.
4 are stored in the same direction. At this time, fuel pack 8
1 is released, and the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 81 is supplied to the power generation module 10X incorporated in the power generation unit 82a via the fuel delivery path.

【0267】ここで、電源システムは、燃料パック81
が空間SP4に収納され、ホルダー部82に結合された
状態において、例えば、上述した特殊形状の化学電池
(図29(d)参照)と略同等の外形形状及び寸法を有
するように構成されている。また、燃料パック81は、
ホルダー部82に結合されていない単体の状態におい
て、例えば、上述した円柱形状の汎用の化学電池(図2
9(a)、図30(c)参照)と略同等の形状及び寸法
を有するように構成されている。このとき、燃料パック
81が空間SP4に正常に収納された状態で、燃料パッ
ク81の燃料送出口81aが発電部82a側の燃料送出
経路に良好に当接して接続するとともに、燃料パック8
1がホルダー部82から不用意に脱落することを防止す
るために、上述した第1の実施例と同様に、図38
(a)、(b)に示すように、燃料パック81の他端側
81bと対向部82bの当接部分が適当な押圧力で係合
するように構成されている。これにより、上述した各実
施例と同様の作用効果を有する電源システムを実現する
ことができる。
Here, the power supply system is a fuel pack 81
Are housed in the space SP4 and coupled to the holder portion 82, for example, are configured to have substantially the same outer shape and dimensions as the above-described specially shaped chemical battery (see FIG. 29D). . Also, the fuel pack 81
In the state of a single unit not connected to the holder unit 82, for example, the above-mentioned general-purpose column-shaped general-purpose battery (FIG. 2)
9 (a) and FIG. 30 (c)). At this time, with the fuel pack 81 normally housed in the space SP4, the fuel delivery port 81a of the fuel pack 81 satisfactorily contacts and connects to the fuel delivery path on the side of the power generation unit 82a, and the fuel pack 8
38 in order to prevent the holder 1 from dropping out of the holder part 82 carelessly, as in the first embodiment described above.
As shown in (a) and (b), the contact portion between the other end 81b of the fuel pack 81 and the facing portion 82b is configured to engage with an appropriate pressing force. As a result, a power supply system having the same functions and effects as those of the above-described embodiments can be realized.

【0268】(具体構成例)次に、上述した各実施形態
(各構成例を含む)のいずれかを適用した電源システム
全体の具体構成例について、図面を参照して説明する。
図39は、本発明に係る電源システム全体の具体構成例
を示す概略構成図である。また、図40は、本具体構成
例に適用される燃料改質部の一構成例を示す概略図であ
り、図41は、本具体構成例に適用される燃料改質部の
他の構成例を示す概略図である。ここでは、発電モジュ
ールに設けられる副電源部11として燃料直接供給方式
の燃料電池が適用され、主発電部12として燃料改質方
式の燃料電池が適用されているものとする。また、上述
した各実施形態及び各構成例を適宜参照し、同等の構成
については、同一の符号を付して、その説明を簡略化す
る。
(Specific Configuration Example) Next, a specific configuration example of the entire power supply system to which any of the above-described embodiments (including each configuration example) is applied will be described with reference to the drawings.
FIG. 39 is a schematic configuration diagram showing a specific configuration example of the entire power supply system according to the present invention. FIG. 40 is a schematic diagram showing a configuration example of a fuel reforming section applied to this specific configuration example, and FIG. 41 is another configuration example of a fuel reforming section applied to this specific configuration example. FIG. Here, it is assumed that a fuel cell of a direct fuel supply system is applied as the sub power supply unit 11 provided in the power generation module, and a fuel cell of a fuel reforming system is applied as the main power generation unit 12. Further, the above-described embodiments and configuration examples are appropriately referred to, and the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified.

【0269】図39に示すように、本具体構成例に係る
電源システム1Aは、図2に示したように、発電モジュ
ール10と燃料パック20がI/F部30を介して着脱
可能に構成され、全体として図29(a)又は図30に
示したように円柱形状からなる外形形状を有している。
また、これらの構成(特に、発電モジュール10)が、
マイクロマシン製造技術等を用いて微小空間に構成さ
れ、汎用の化学電池と同等の外形寸法を有するように構
成されている。
As shown in FIG. 39, the power supply system 1A according to this specific configuration example is configured such that the power generation module 10 and the fuel pack 20 are detachable via the I / F unit 30, as shown in FIG. , As a whole, as shown in FIG. 29A or FIG.
In addition, these configurations (particularly, the power generation module 10)
It is formed in a minute space using a micromachine manufacturing technique or the like, and is configured to have the same outer dimensions as a general-purpose chemical battery.

【0270】発電モジュール10は、概略、円柱形状の
円周側面に沿って延在し、相互に分離して積層形成され
た燃料電池からなる副電源部11及び主発電部12と、
円柱状の発電モジュール10内部に、深さ及び幅がそれ
ぞれ500μm以下の燃料流路が接続されるように積層
形成された水蒸気改質反応ユニット210A(燃料改質
部210a)と選択酸化反応ユニット210Cと、発電
モジュール10内部にマイクロチップ化されて収納され
た動作制御部13及び起動制御部15等を搭載したコン
トロールチップ90と、発電モジュール10の円柱側面
から上記副電源部11及び主発電部12の空気極11
2、212まで貫通し、外部の空気を取り入れる複数の
通気孔(スリット)14cと、上記空気極112、21
2側において生成される副生成物(水等)を液化(凝
縮)して分離回収する分離回収部16と、回収した副生
成物の一部を水蒸気改質反応ユニット210Aに供給す
る副生成物供給経路16aと、円柱上面から上記主発電
部12の空気極まで貫通し、少なくとも、主発電部の燃
料極側や水蒸気改質反応ユニット210A、選択酸化反
応ユニット210Cにおいて生成され、非回収物質であ
る副生成物(二酸化炭素等)を発電モジュールの外部に
排出する排出孔14dと、を備えて構成されている。
The power generation module 10 includes a sub power supply unit 11 and a main power generation unit 12 which extend substantially along the circumferential side surface of a columnar shape and are composed of fuel cells which are separately formed and stacked.
A steam reforming reaction unit 210A (fuel reforming unit 210a) and a selective oxidation reaction unit 210C, which are stacked and formed such that fuel flow channels each having a depth and a width of 500 μm or less are connected inside the cylindrical power generation module 10. A control chip 90 mounted with an operation control unit 13 and an activation control unit 15 which are housed in a microchip inside the power generation module 10, and the sub power supply unit 11 and the main power generation unit 12 from the side of the column of the power generation module 10. Air electrode 11
A plurality of air holes (slits) 14c penetrating to the air electrodes 2 and 212 and taking in external air;
A separation / recovery section 16 for liquefying (condensing) by-products (such as water) generated on the second side and separating and recovering the by-products; and a by-product for supplying a part of the recovered by-products to the steam reforming reaction unit 210A The gas passes through the supply path 16a and the upper surface of the cylinder to the air electrode of the main power generation unit 12, and is generated at least in the fuel electrode side of the main power generation unit, the steam reforming reaction unit 210A, and the selective oxidation reaction unit 210C, and is a non-recovered substance. And a discharge hole 14d for discharging a certain by-product (such as carbon dioxide) to the outside of the power generation module.

【0271】燃料パック20は、概略、図26に示した
構成と同様に、副電源部11及び主発電部12に供給さ
れる発電用燃料FLが充填、封入される燃料封入空間2
2Aと、上記分離回収部16により回収された副生成物
(水)を固定的に保持する回収保持空間22B(回収保
持部21)と、発電モジュール10との境界にあって、
発電用燃料FLの漏出を防止する燃料供給弁24A(燃
料漏出防止手段)と、回収保持された副生成物(回収
物)の漏出を防止する副生成物取込弁24B(回収物漏
出防止手段)と、を有して構成されている。ここで、燃
料パック20は、上述したような分解性プラスチックに
より形成されている。
The fuel pack 20 has a fuel-filled space 2 in which the fuel FL for power generation supplied to the sub-power supply unit 11 and the main power generation unit 12 is filled and filled, similarly to the configuration shown in FIG.
2A, a collection holding space 22B (collection holding unit 21) for fixedly holding the by-product (water) collected by the separation and collection unit 16, and a boundary between the power generation module 10,
Fuel supply valve 24A (fuel leakage prevention means) for preventing leakage of power generation fuel FL, and by-product intake valve 24B (recovery substance leakage prevention means) for preventing leakage of collected and held by-products (collected matter) ). Here, the fuel pack 20 is formed of the degradable plastic as described above.

【0272】また、I/F部30は、燃料パック20に
封入された発電用燃料FLを副電源部11及び主発電部
12に供給する燃料送出経路31と、上記副電源部11
及び主発電部12において生成され、分離回収部16に
より回収された副生成物(水)の全部又は一部を、燃料
パック20に送出する副生成物回収経路32と、を有し
て構成されている。なお、図示を省略したが、発電モジ
ュール10又は燃料パック20もしくはI/F部30に
は、図27、図28に示したように、燃料パック20の
燃料封入空間22Aに封入された発電用燃料FLの残量
を検出する残量検出手段(残量検出部17)や、発電用
燃料FLの封入状態を安定化させる燃料安定化手段(供
給制御弁25、圧力制御弁26等)が設けられた構成を
有していてもよい。
The I / F section 30 includes a fuel delivery path 31 for supplying the power generation fuel FL sealed in the fuel pack 20 to the sub power supply section 11 and the main power generation section 12, and the sub power supply section 11.
And a by-product recovery path 32 for sending all or a part of the by-product (water) generated in the main power generation unit 12 and recovered by the separation and recovery unit 16 to the fuel pack 20. ing. Although not shown, the power generation module 10 or the fuel pack 20 or the I / F unit 30 has the fuel for power generation sealed in the fuel charging space 22A of the fuel pack 20 as shown in FIGS. There are provided a remaining amount detecting unit (remaining amount detecting unit 17) for detecting the remaining amount of FL, and a fuel stabilizing unit (supply control valve 25, pressure control valve 26, etc.) for stabilizing the state of filling of the power generation fuel FL. May have a different configuration.

【0273】ここで、本具体構成例に係る電源システム
に適用される水蒸気改質反応ユニット210Aの構成
は、例えば、図40に示すように、シリコン等の微小基
板201の一面側に、半導体製造技術等の微細加工技術
を用いて、所定の溝形状及び所定の平面パターンを有す
るように設けられた燃料吐出部202a、水吐出部20
2b、燃料気化部203a、水気化部203b、混合部
203c、改質反応流路204、水素ガス排気部205
と、上記改質反応流路204の形成領域に対応する領域
であって、例えば、微小基板201の他面側に設けられ
た薄膜ヒータ206と、を備えて構成されている。
Here, the configuration of the steam reforming reaction unit 210A applied to the power supply system according to this specific configuration example is, for example, as shown in FIG. Discharging section 202a and water discharging section 20 provided to have a predetermined groove shape and a predetermined planar pattern by using a fine processing technique such as a technique.
2b, fuel vaporization section 203a, water vaporization section 203b, mixing section 203c, reforming reaction channel 204, hydrogen gas exhaust section 205
And a region corresponding to the formation region of the reforming reaction channel 204, for example, a thin film heater 206 provided on the other surface side of the micro substrate 201.

【0274】燃料吐出部202a及び水吐出部202b
は、上述したような水蒸気改質反応における原料物質と
なる発電用燃料及び水を、例えば、所定の単位量ごとに
液状粒として流路内に吐出する流体吐出機構を有してい
る。したがって、燃料吐出部202a及び水吐出部20
2bにおける発電用燃料又は水の吐出量に基づいて、例
えば、上記化学反応式(3)式に示した水蒸気改質反応
の進行状態が制御されることになるため(詳しくは、後
述する薄膜ヒータ206からの熱量も密接に関連す
る)、燃料吐出部202a及び水吐出部202bは、上
述した出力制御部14(燃料制御部14a)における燃
料供給量の調整機能の一部を担う構成を有している。
The fuel discharge section 202a and the water discharge section 202b
Has a fluid discharge mechanism that discharges power generation fuel and water, which are raw materials in the above-described steam reforming reaction, as liquid particles, for example, in predetermined unit amounts into a flow path. Therefore, the fuel discharge unit 202a and the water discharge unit 20
For example, the progress state of the steam reforming reaction shown in the above chemical reaction formula (3) is controlled based on the discharge amount of the fuel or water for power generation in 2b (for details, a thin film heater described later) The fuel discharge unit 202a and the water discharge unit 202b have a configuration that plays a part of the function of adjusting the fuel supply amount in the output control unit 14 (fuel control unit 14a) described above. ing.

【0275】燃料気化部203a及び水気化部203b
は、それぞれ発電用燃料及び水の沸点等の揮発条件に応
じて加熱されるヒータであって、燃料吐出部202a及
び水吐出部202bから液状粒として吐出された発電用
燃料又は水を、加熱処理あるいは減圧処理等することに
より、図13(a)に示した蒸発過程を実行して気化
し、混合部203cにおいて、燃料ガスと水蒸気の混合
ガスを生成する。改質反応流路204及び薄膜ヒータ2
06は、上記混合部203cにおいて生成された混合ガ
スを改質反応流路204に導入し、改質反応流路204
の内壁面に付着形成された銅-錫(Cu-Zn)系の触媒
(図示を省略)、及び、改質反応流路204の形成領域
に対応して設けられた薄膜ヒータ206から、改質反応
流路204に供給される所定の熱エネルギーに基づい
て、図13(a)及び上記化学反応式(3)に示した水
蒸気改質反応を生じさせて、水素ガス(H)を生成す
る(水蒸気改質反応過程)。
The fuel vaporizing section 203a and the water vaporizing section 203b
Are heaters which are heated in accordance with the volatilization conditions such as the boiling point of the fuel for power generation and water, respectively. Alternatively, by performing a decompression process or the like, the evaporating process shown in FIG. 13A is performed to vaporize, and a mixed gas of fuel gas and water vapor is generated in the mixing unit 203c. Reforming reaction channel 204 and thin film heater 2
06 introduces the mixed gas generated in the mixing section 203c into the reforming reaction channel 204,
A copper-tin (Cu-Zn) -based catalyst (not shown) adhered to the inner wall surface of the substrate and a thin film heater 206 provided corresponding to a region where the reforming reaction channel 204 is formed are reformed. Based on the predetermined thermal energy supplied to the reaction channel 204, the steam reforming reaction shown in FIG. 13A and the chemical reaction formula (3) is caused to generate hydrogen gas (H 2 ). (Steam reforming reaction process).

【0276】水素ガス排気部205は、改質反応流路2
04において生成された水素ガスを排出して、選択酸化
反応ユニット210Cにおける水性シフト反応過程及び
選択酸化反応過程を介して、一酸化炭素(CO)を除去
した後、主発電部12を構成する燃料電池の燃料極に供
給する。これにより、主発電部12において、上記化学
反応式(6)及び(7)に基づく一連の電気化学反応が
生じて、所定の電力が生成される。
The hydrogen gas exhaust unit 205 is connected to the reforming reaction channel 2
After the hydrogen gas generated in step 04 is discharged to remove carbon monoxide (CO) through the aqueous shift reaction process and the selective oxidation reaction process in the selective oxidation reaction unit 210C, the fuel constituting the main power generation unit 12 is removed. Supply to the fuel electrode of the battery. As a result, a series of electrochemical reactions based on the chemical reaction formulas (6) and (7) occur in the main power generation unit 12, and predetermined power is generated.

【0277】このような構成を有する電源システムにお
いて、上述した全体動作(初期動作、起動動作、定常動
作、停止動作)に則して、例えば、I/F部30を介し
て発電モジュール10に燃料パック20が結合される
と、燃料供給弁24A(燃料漏出防止手段)による漏出
防止機能が解除されて、燃料パック20の燃料封入空間
22Aに封入された発電用燃料(例えば、メタノール)
FLが、燃料送出経路31を介して直接副電源部11を
構成する燃料電池の燃料極に供給されて、電力が生成さ
れる。この電力は、コントロールチップ90に搭載され
た動作制御部13に動作電力として供給されるととも
に、電源システム1Aが図示を省略した正極端子及び負
極端子を介して電気的に接続されたデバイスDVC(図
示を省略)に内蔵されたコントローラCNTに駆動電力
として供給される。
In the power supply system having such a configuration, for example, fuel is supplied to the power generation module 10 via the I / F unit 30 in accordance with the above-described overall operations (initial operation, start operation, steady operation, and stop operation). When the pack 20 is connected, the leakage prevention function of the fuel supply valve 24A (fuel leakage prevention means) is released, and the fuel for power generation (for example, methanol) enclosed in the fuel enclosure 22A of the fuel pack 20 is released.
The FL is directly supplied to the fuel electrode of the fuel cell constituting the sub power supply unit 11 via the fuel delivery path 31 to generate electric power. This power is supplied as operation power to the operation control unit 13 mounted on the control chip 90, and the power supply system 1A is electrically connected to a device DVC (not shown) via a positive terminal and a negative terminal (not shown). ) Is supplied as drive power to the controller CNT incorporated therein.

【0278】そして、動作制御部13が上記コントロー
ラCNTからデバイスDVCの負荷LDの駆動状態に関
する情報を受け取ると、起動制御部15に動作制御信号
を出力して、副電源部11により生成される電力の一部
を用いて、水蒸気改質反応ユニット210Aの薄膜ヒー
タ206を加熱するとともに、所定量の発電用燃料及び
水を水蒸気改質反応ユニット210Aの改質反応流路2
04に吐出する。これにより、上述した化学反応式
(3)〜(5)に示した水蒸気改質反応及び選択酸化反
応により、水素ガス(H)及び二酸化炭素(CO
が生成され、水素ガス(H)は、主発電部12を構成
する燃料電池の燃料極に供給されて電力が生成され、デ
バイスDVCの負荷LDに負荷駆動電力として供給され
るとともに、二酸化炭素(CO)は、例えば、発電モ
ジュール10の上面に設けられた排出孔14dを介して
発電モジュール10(電源システム1A)の外部に排出
される。
When the operation control section 13 receives the information on the drive state of the load LD of the device DVC from the controller CNT, it outputs an operation control signal to the activation control section 15 and the power generated by the sub power supply section 11 is output. Is used to heat the thin-film heater 206 of the steam reforming reaction unit 210A, and to discharge a predetermined amount of fuel for power generation and water to the reforming reaction channel 2 of the steam reforming reaction unit 210A.
Discharge to 04. Thereby, the hydrogen gas (H 2 ) and the carbon dioxide (CO 2 ) are formed by the steam reforming reaction and the selective oxidation reaction shown in the chemical reaction formulas (3) to (5) described above.
Is generated, and the hydrogen gas (H 2 ) is supplied to the fuel electrode of the fuel cell constituting the main power generation unit 12 to generate electric power. The electric power is supplied to the load LD of the device DVC as load driving electric power, and carbon dioxide is also supplied. The (CO 2 ) is discharged to the outside of the power generation module 10 (power supply system 1A), for example, through a discharge hole 14d provided on the upper surface of the power generation module 10.

【0279】また、主発電部12における発電動作に際
して生成される副生成物(水蒸気等の気体)は、分離回
収部16において、冷却されて液化されることにより、
水とそれ以外の気体成分とに分離し、水のみを回収して
一部を副生成物供給経路16aを介して、上記水蒸気改
質反応ユニット210Aに供給するとともに、それ以外
の水を副生成物回収経路32を介して、燃料パック20
内の回収保持空間22Bに不可逆的に保持される。
[0279] By-products (gas such as water vapor) generated in the power generation operation of the main power generation unit 12 are cooled and liquefied in the separation and recovery unit 16, whereby
The water is separated into water and other gas components, and only water is recovered and a part of the water is supplied to the steam reforming reaction unit 210A via the by-product supply path 16a. The fuel pack 20 is passed through the material collection path 32.
Irreversibly held in the collection holding space 22B.

【0280】したがって、本具体構成例に係る電源シス
テム1Aによれば、電源システム1Aの外部から燃料の
補給を受けることなく、駆動される負荷(デバイスDV
C)の駆動状態に応じた適切な電力を自立的に出力する
ことができるので、汎用の化学電池と同等の電気的特性
及び簡易な取り扱いを実現しつつ、高いエネルギー変換
効率で発電動作を行うことができるとともに、少なくと
も燃料パック20の自然界への投棄、埋め立て等に対し
て、環境への負担が少ないポータブル型の電源システム
を実現することができる。
Therefore, according to the power supply system 1A according to this specific configuration example, the load (device DV) driven without receiving fuel supply from outside the power supply system 1A.
Since it is possible to independently output appropriate power according to the driving state of C), power generation operation is performed with high energy conversion efficiency while realizing the same electrical characteristics and simple handling as a general-purpose chemical battery. In addition, it is possible to realize a portable power supply system that does not burden the environment at least with respect to dumping of the fuel pack 20 into the natural world, landfilling, and the like.

【0281】なお、本具体構成例においては、主発電部
12や水蒸気改質反応ユニット210A等において生成
され、回収された副生成物(水)の一部を水蒸気改質反
応ユニット210Aに供給して再利用する構成を示した
が、このような構成を適用しない電源システムにおいて
は、燃料パック20に発電用燃料(メタノール等)とと
もに封入された水を利用して、水蒸気改質反応ユニット
210Aにおける水蒸気改質反応を実行する。
In this specific configuration example, a part of the by-product (water) generated and recovered in the main power generation unit 12, the steam reforming reaction unit 210A, and the like is supplied to the steam reforming reaction unit 210A. A power supply system that does not employ such a configuration has been described. However, in a power supply system to which such a configuration is not applied, water enclosed in a fuel pack 20 together with a fuel for power generation (such as methanol) is used to generate water in a steam reforming reaction unit 210A. Perform steam reforming reaction.

【0282】したがって、このように予め水が混合して
封入された発電用燃料を用いて発電動作を行う場合にあ
っては、図41に示すように、水蒸気改質反応ユニット
210Aの構成として、微小基板201の一面側に、燃
料吐出部202、燃料気化部203、改質反応流路20
4及び水素ガス排気部205のみからなる単一の流路が
形成された構成を適用することができる。
Therefore, in the case where the power generation operation is performed using the power generation fuel in which water is previously mixed and sealed, as shown in FIG. 41, the configuration of the steam reforming reaction unit 210A is as follows. On one side of the micro-substrate 201, a fuel discharge unit 202, a fuel vaporization unit 203, a reforming reaction channel 20
4 and a configuration in which a single flow path including only the hydrogen gas exhaust unit 205 is formed.

【0283】本発明に係る電源システムは、上述した各
構成例の部材、各実施形態の発電モジュール、並びに各
実施例の着脱構造を任意に組合せてなるものであり、場
合によっては副電源部や主発電部の少なくとも一方を複
数個を並列に設けたり、複数種を並列に設けてもよく、
このような構成によりデバイスの起動状態に応じて主発
電部の駆動が制御されるので発電用燃料の浪費を抑制し
て、エネルギー資源の利用効率を向上することができ、
リムーバルの汎用電池を電源として用いていた携帯電話
や携帯情報端末(PDA)、ノート型パーソナルコンピ
ュータ、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ
等の携帯機器に広く利用することができる。
The power supply system according to the present invention is obtained by arbitrarily combining the above-described members of each configuration example, the power generation module of each embodiment, and the detachable structure of each embodiment. A plurality of at least one of the main power generation units may be provided in parallel, or a plurality of types may be provided in parallel,
With such a configuration, the drive of the main power generation unit is controlled in accordance with the activation state of the device, so that it is possible to suppress waste of fuel for power generation and improve the efficiency of use of energy resources.
It can be widely used in portable devices such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), notebook personal computers, digital video cameras, and digital still cameras that use a removable general-purpose battery as a power source.

【0284】[0284]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料封入部(燃料パック)に充填、封入された液体又は
気体からなる発電用燃料、又は、該発電用燃料から供給
される特定の成分(例えば、水素)を用いて発電を行う
発電モジュール(発電器)を備えたポータブル型の電源
システムにおいて、燃料封入部が、発電モジュールに対
して結合、離脱可能な構成を有し、さらに、燃料封入部
及び発電モジュールからなる電源システム全体が、発電
モジュールから供給される電力により駆動する負荷(デ
バイス)に対して任意に接続、分離可能な構成、もしく
は、発電モジュールと負荷が一体的に構成され、燃料封
入部のみが、負荷(発電モジュール)に対して結合、離
脱可能な構成を有している。
As described above, according to the present invention,
A power generation module (power generation) that generates power by using a liquid or gas fuel for power generation or a specific component (for example, hydrogen) supplied from the fuel for power generation that is filled and sealed in a fuel sealed portion (fuel pack). In a portable power supply system including a fuel cell, the fuel filling section has a structure that can be connected to and detached from the power generation module, and the entire power supply system including the fuel filling section and the power generation module is A structure that can be arbitrarily connected to and separated from a load (device) driven by the supplied electric power, or the power generation module and the load are integrally configured, and only the fuel filling unit is connected to the load (power generation module). It has a structure that can be connected and detached.

【0285】これにより、燃料封入部に封入された発電
用燃料がなくなったときや少なくなったときに、燃料封
入部を発電モジュール又は負荷から取り外して新たな燃
料封入部に交換、あるいは、燃料封入部に発電用燃料を
注入して補充することができるので、発電モジュールを
継続的に利用することができるとともに、電源システム
全体又は燃料封入部をあたかも汎用の化学電池のように
簡便に使用することができる。また、燃料封入部の交換
や回収が可能となるので、電源システム自体の廃棄量を
削減することができる。
Thus, when the fuel for power generation filled in the fuel filling part is exhausted or becomes low, the fuel filling part is removed from the power generation module or the load and replaced with a new fuel filling part, or the fuel filling part is filled. Since the fuel for power generation can be refilled by injecting the fuel into the power generation module, the power generation module can be continuously used, and the entire power supply system or the fuel filling part can be used as easily as a general-purpose chemical battery. Can be. In addition, since the fuel filling portion can be replaced or collected, the amount of disposal of the power supply system itself can be reduced.

【0286】ここで、燃料封入部は、自然環境下や人為
的な処理により、自然界の土壌を構成する1又は複数の
単体や物質に変換される材質、例えば、微生物や酵素等
による生分解性や光による光分解性、水分による加水分
解性等の分解性を備えた材料により構成されていること
により、発電用燃料を使い切ることにより廃棄物となる
燃料封入部が、土壌中の微生物や酵素、太陽光線等によ
り、例えば、水と二酸化炭素等に分解され、もしくは、
人為的な薬品処理や焼却処理等により自然界に無害な物
質に変換される。したがって、燃料封入部を仮に自然界
の土壌に投棄又は埋め立て処理した場合や焼却炉により
消却した場合であっても、自然界に有害な物質を排出す
ることなく、また、長期にわたって、自然環境の美観を
損ねることもないので、環境への負担を大幅に軽減する
ことができる電源システムを提供することができる。
Here, the fuel filling portion is made of a material which is converted into one or a plurality of simple substances or substances constituting the soil in the natural environment by natural environment or artificial treatment, for example, biodegradable by microorganisms or enzymes. Is composed of a material that has degradability such as photodegradability by light and light, and hydrolyticity by moisture. , By sunlight, etc., for example, decomposed into water and carbon dioxide, or
It is converted into a substance harmless to nature by artificial chemical treatment or incineration. Therefore, even if the fuel filling section is dumped or landfilled in the soil of the natural world, or if it is destroyed by an incinerator, it does not emit any harmful substances to the natural world, and the beauty of the natural environment can be maintained for a long time. Since the power supply system is not damaged, it is possible to provide a power supply system capable of greatly reducing the burden on the environment.

【0287】また、上記電源システムは、発電モジュー
ルに燃料封入部が結合されたときにのみ、燃料封入部内
部に封入されていた発電用燃料が発電モジュールに供給
されて発電動作が自立的に開始され、この電源システム
を負荷に接続することにより、負荷を駆動するための電
力が供給されるように構成されているので、電源システ
ムの外部から燃料等の供給を受けることなく、発電モジ
ュールに燃料封入部を結合する簡易な操作のみで、負荷
に供給するための電力を自立的に生成することができる
とともに、燃料封入部が発電モジュールに結合していな
い状態では、内部に封入された発電用燃料の漏出を防止
することができる。したがって、安全かつ簡易な燃料供
給及び発電動作を行うことができる電源システムを提供
することができる。
Further, in the above power supply system, only when the fuel filler is connected to the power generation module, the fuel for power generation sealed inside the fuel filler is supplied to the power generation module and the power generation operation starts independently. When the power supply system is connected to a load, power for driving the load is configured to be supplied.Therefore, the fuel is supplied to the power generation module without receiving supply of fuel or the like from outside the power supply system. The power to supply the load can be generated autonomously by only a simple operation of connecting the filling section, and when the fuel filling section is not connected to the power generation module, Fuel leakage can be prevented. Therefore, it is possible to provide a power supply system capable of performing safe and simple fuel supply and power generation operations.

【0288】また、上記燃料封入部は、封入された発電
用燃料の残量に応じて、発電モジュール又は負荷から取
り外して、発電用燃料を注入、充填して繰り返し補充可
能に構成されているものであってもよく、これによれ
ば、燃料封入部に封入された発電用燃料がなくなったと
きや少なくなったときに、発電用燃料を再注入して充填
することができるので、燃料封入部自体を再利用(リサ
イクル)することができ、廃棄物の発生量を削減して、
環境への負担を一層軽減することができる。
The fuel filling section is configured so that it can be detached from the power generation module or the load, and injected and filled with the fuel for power generation in accordance with the remaining amount of the fuel for power generation, so that it can be replenished repeatedly. According to this, when the fuel for power generation filled in the fuel filling portion runs out or runs out, the fuel for power generation can be re-injected and filled, so that the fuel filling portion It can be reused (recycled), reducing the amount of waste generated,
The burden on the environment can be further reduced.

【0289】上記電源システムにおいては、発電モジュ
ールの具体的な構成として、燃料封入部から供給される
発電用燃料を用いた電気化学反応により、電力を発生す
る燃料電池を備えた構成を適用することができ、これに
よれば、汎用の化学電池に比較して、極めてエネルギー
利用効率の高い燃料電池を用いて、電力を生成すること
ができるので、エネルギーの有効利用を図ることができ
るとともに、既存の化学電池と同等の電気的特性を得る
ために必要となる電源システム(発電モジュール及び燃
料封入部)の規模を小型化することができる。
In the power supply system, as a specific configuration of the power generation module, a configuration including a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction using power generation fuel supplied from a fuel filling section is applied. According to this, electric power can be generated using a fuel cell having extremely high energy use efficiency as compared with a general-purpose chemical cell, so that energy can be effectively used and existing fuel cells can be used. It is possible to reduce the size of the power supply system (the power generation module and the fuel filling portion) required to obtain the same electrical characteristics as the chemical battery of the above.

【0290】この場合、発電モジュールに適用される燃
料電池は、発電用燃料を改質して、特定の成分を抽出す
る燃料改質器と、該特定の成分が供給される燃料極と、
空気中の酸素が供給される空気極と、を備えた燃料改質
型の燃料電池であることが好ましい。このような燃料改
質型の燃料電池を適用した構成によれば、比較的取り扱
いや入手が容易な発電用燃料を用いて、燃料電池に供給
される該発電用燃料の量を制御することにより、発電モ
ジュールにより生成される電力の量を簡易に制御するこ
とができるとともに、発電用燃料の有する化学エネルギ
ーから極めて高いエネルギー変換効率で電力を生成して
負荷に供給することができるので、化石燃料等のエネル
ギー資源の消費量を削減して有効な利用を図ることがで
きる。
In this case, the fuel cell applied to the power generation module comprises: a fuel reformer for reforming the fuel for power generation to extract a specific component; a fuel electrode to which the specific component is supplied;
Preferably, the fuel cell is a fuel reforming type fuel cell including an air electrode to which oxygen in the air is supplied. According to the configuration using such a fuel reforming type fuel cell, by using a power generation fuel that is relatively easy to handle and obtain, the amount of the power generation fuel supplied to the fuel cell is controlled. Since it is possible to easily control the amount of electric power generated by the power generation module and to generate electric power with extremely high energy conversion efficiency from the chemical energy of the fuel for electric power generation and supply it to the load, fossil fuel It is possible to reduce the consumption of energy resources such as the above and achieve effective use.

【0291】なお、上記電源システムにおいて、発電モ
ジュールに適用可能な構成としては、上述した燃料電池
の他、発電用燃料を用いて高いエネルギー変換効率で電
力を生成することができ、かつ、小型化や微細化が可能
な構成を有する種々の発電装置の中から、電源システム
の外形形状や電気的特性等に応じて任意の構成を有する
ものを適宜選択して適用することができる。
In the above-described power supply system, as a configuration applicable to the power generation module, in addition to the above-described fuel cell, power can be generated with high energy conversion efficiency by using fuel for power generation, and the size can be reduced. A power generator having an arbitrary configuration can be appropriately selected from various power generators having a configuration that can be miniaturized and applied in accordance with the external shape, electric characteristics, and the like of the power supply system.

【0292】なお、上記電源システムに適用される発電
用燃料は、少なくとも、水素を主成分とする、又は、水
素からなる液体燃料、液化燃料、及び気体燃料のいずれ
か、具体的には、メタノールやエタノール、ブタノール
等のアルコール系の液体燃料や、ジメチルエーテルやイ
ソブタン、天然ガス等の炭化水素からなる液化燃料、あ
るいは、水素ガス等の気体燃料であって、特に、燃料封
入部から発電モジュールに供給される際の常温、常圧等
の所定の環境条件の下で気体状態にあるものを良好に適
用することができるので、発電モジュールにおける発電
動作において、高いエネルギー変換効率で電力を生成す
ることができるとともに、この発電動作に伴って電力以
外に生成される副生成物を比較的簡易な処理で無毒化や
難燃化することができ、自然環境等への影響を大幅に抑
制することができる。
The fuel for power generation applied to the power supply system is at least one of a liquid fuel, a liquefied fuel, and a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, or hydrogen, specifically, methanol. Or liquid fuels of alcohols such as ethanol, butanol, etc., liquefied fuels consisting of hydrocarbons such as dimethyl ether, isobutane, natural gas, or gaseous fuels such as hydrogen gas. It is possible to satisfactorily apply a gas that is in a gaseous state under predetermined environmental conditions, such as normal temperature and normal pressure, so that power can be generated with high energy conversion efficiency in the power generation operation of the power generation module. It is possible to make the by-products other than electric power generated by this power generation operation detoxifying or flame-retardant by relatively simple processing. Come, it is possible to significantly reduce the impact on the natural environment and the like.

【0293】また、上記電源システムにおいては、燃料
封入部に封入された発電用燃料の残量を検出する残量検
出手段を備えた構成を適用することもでき、これによれ
ば、発電用燃料の残量を常時又は定期的に監視して、残
量が少なくなった場合には、事前に電源システムにより
駆動する機器等の使用者に対して、その旨を通知するこ
とができる。加えて、残量検出手段により検出される発
電用燃料の残量に応じて、発電モジュールにおける電力
の発生状態を制御することにより、汎用の化学電池と同
等の出力電圧特性を有する電力を負荷に供給することが
できる。
Further, in the above-mentioned power supply system, it is also possible to apply a configuration provided with a remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of the fuel for power generation sealed in the fuel filling portion. The remaining amount of the power supply can be monitored constantly or periodically, and when the remaining amount is low, a user of a device or the like driven by the power supply system can be notified in advance to that effect. In addition, by controlling the state of power generation in the power generation module according to the remaining amount of fuel for power generation detected by the remaining amount detection means, power having the same output voltage characteristics as a general-purpose chemical battery is applied to the load. Can be supplied.

【0294】また、上記電源システムにおいては、上記
発電用燃料を用いた発電モジュールにおける発電動作の
際に生成される副生成物のうち、全部又は一部の成分を
回収して保持する副生成物回収手段を備えた構成を適用
することもでき、これによれば、副生成物が電源システ
ム内外へ排出又は漏出されることにより、電源システム
により駆動する機器等の動作不良や劣化等の発生、自然
環境の汚染等を防止することができる。ここで、使用済
みの燃料封入部を回収することにより、副生成物を自然
環境に負担を与えない方法で適切に処理することができ
るので、副生成物による自然環境の汚染や地球温暖化等
を防止することができる。
In the power supply system, among the by-products generated during the power generation operation in the power generation module using the fuel for power generation, all or some of the by-products are recovered and retained. It is also possible to apply a configuration provided with a recovery means, and according to this, by-products are discharged or leaked into and out of the power supply system, thereby causing malfunction or deterioration of devices and the like driven by the power supply system, Pollution of the natural environment can be prevented. Here, by collecting the used fuel filling part, the by-products can be appropriately treated in a manner that does not impose a burden on the natural environment. Can be prevented.

【0295】さらに、上記電源システムにおいては、燃
料封入部に封入された発電用燃料の封入状態を安定化さ
せる燃料安定化手段を備えた構成を適用することもで
き、これによれば、燃料封入部内の封入条件に異常が生
じた場合に、発電モジュールへの発電用燃料の供給停止
や、封入圧力の開放等の動作を実行して発電用燃料の封
入状態を安定化状態に移行させることができるので、燃
焼性や可燃性を有する発電用燃料を用いた電源システム
における安全性や信頼性を良好に確保することができ
る。
Further, in the above-mentioned power supply system, a configuration having a fuel stabilizing means for stabilizing the state of the fuel for power generation sealed in the fuel sealing portion can be applied. If an abnormality occurs in the filling conditions in the unit, it is possible to shift the state of charging the power generation fuel to the stabilized state by performing operations such as stopping the supply of fuel for power generation to the power generation module or releasing the charging pressure. Therefore, safety and reliability in a power supply system using a fuel for power generation having flammability or combustibility can be satisfactorily ensured.

【0296】そして、上記電源システムは、燃料封入部
及び電源モジュールを組み合わせた物理的外形形状、又
は、燃料封入部単独の物理的外形形状が、汎用の化学電
池のうちの任意の1種と同等の形状及び寸法を有するよ
うに構成されているものであってもよく、これによれ
ば、外形形状において、汎用の化学電池との互換性を有
することになるので、環境への影響が低減され、かつ、
エネルギー変換効率の高い電源システムを、既存の化学
電池の市場に支障なく普及させることができる。
In the above power supply system, the physical outer shape of the combination of the fuel filler and the power supply module or the physical outer shape of the fuel filler alone is equivalent to any one of the general-purpose chemical batteries. It may be configured to have the shape and dimensions of, and according to this, the outer shape is compatible with a general-purpose chemical battery, so that the effect on the environment is reduced. ,And,
A power supply system with high energy conversion efficiency can be widely spread in the existing chemical battery market.

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

【図1】本発明に係る電源システムの適用形態を示す概
念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an application form of a power supply system according to the present invention.

【図2】本発明に係る電源システムの基本構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of a power supply system according to the present invention.

【図3】本発明に係る電源システムに適用される発電モ
ジュールの第1の実施形態を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図4】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な
副電源部の第1の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a first configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment;

【図5】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な
副電源部の第2の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図6】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な
副電源部の第3の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a third configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図7】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な
副電源部の第4の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a fourth configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図8】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な
副電源部の第5の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating a fifth configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図9】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能な
副電源部の第6の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a sixth configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図10】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な副電源部の第7の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating a seventh configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図11】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な副電源部の第8の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an eighth configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図12】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な主発電部の第1の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating a first configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図13】本構成例に係る主発電部に適用される燃料改
質部における水素生成過程を示す概念図である。
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a hydrogen generation process in a fuel reforming unit applied to a main power generation unit according to this configuration example.

【図14】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な主発電部の第2の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating a second configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment.

【図15】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な主発電部の第3の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a third configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図16】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な主発電部の第4の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a fourth configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment.

【図17】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な主発電部の第5の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram illustrating a fifth configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図18】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な主発電部の第6の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 18 is a schematic configuration diagram illustrating a sixth configuration example of a main power generation unit applicable to the power supply module according to the present embodiment.

【図19】本発明に係る電源システムに適用される発電
モジュールの一実施形態の他の例の要部構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a main part configuration of another example of the embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図20】電源システムの概略動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 20 is a flowchart showing a schematic operation of the power supply system.

【図21】本発明に係る電源システムに適用される発電
モジュールの第2の実施形態を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram showing a second embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図22】本発明に係る電源システムに適用される発電
モジュールの第3の実施形態を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a third embodiment of the power generation module applied to the power supply system according to the present invention.

【図23】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な副電源部の第1の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing a first configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図24】本実施形態に係る電源モジュールに適用可能
な副電源部の第2の構成例を示す概略構成図である。
FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing a second configuration example of a sub power supply unit applicable to the power supply module according to the embodiment.

【図25】本発明に係る電源システムに適用可能な副生
成物回収手段の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing one embodiment of a by-product recovery means applicable to the power supply system according to the present invention.

【図26】本実施例に係る副生成物回収手段による副生
成物の保持動作を示す概略図である。
FIG. 26 is a schematic diagram showing a by-product holding operation by the by-product recovery means according to the present embodiment.

【図27】本発明に係る電源システムに適用可能な残量
検出手段の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing an embodiment of a remaining amount detecting means applicable to the power supply system according to the present invention.

【図28】本発明に係る電源システムに適用可能な燃料
安定化手段の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 28 is a block diagram showing one embodiment of a fuel stabilizing means applicable to the power supply system according to the present invention.

【図29】本発明に係る電源システムに適用可能な外形
形状の具体例を示す概略構成図である。
FIG. 29 is a schematic configuration diagram showing a specific example of an outer shape applicable to the power supply system according to the present invention.

【図30】本発明に係る電源システムに適用される外形
形状と、汎用の化学電池の外形形状との対応関係を示す
概念図である。
FIG. 30 is a conceptual diagram showing a correspondence relationship between an outer shape applied to the power supply system according to the present invention and an outer shape of a general-purpose chemical battery.

【図31】本発明に係る電源システムに既存の化学電池
の外形形状を適用した場合の第1の実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 31 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment when the external shape of an existing chemical battery is applied to the power supply system according to the present invention.

【図32】本実施例に係る電源システムにおける発電モ
ジュール及び燃料パックの着脱構造を示す概略図であ
る。
FIG. 32 is a schematic view showing a structure for attaching and detaching a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the present embodiment.

【図33】本発明に係る電源システムに既存の化学電池
の外形形状を適用した場合の第2の実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 33 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment when the external shape of an existing chemical battery is applied to the power supply system according to the present invention.

【図34】本実施例に係る電源システムにおける発電モ
ジュール及び燃料パックの着脱構造を示す概略図であ
る。
FIG. 34 is a schematic view showing a structure for attaching and detaching a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the embodiment.

【図35】本発明に係る電源システムに既存の化学電池
の外形形状を適用した場合の第3の実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 35 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment when the external shape of an existing chemical battery is applied to the power supply system according to the present invention.

【図36】本実施例に係る電源システムにおける発電モ
ジュール及び燃料パックの着脱構造を示す概略図であ
る。
FIG. 36 is a schematic diagram showing a detachable structure of a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the present embodiment.

【図37】本発明に係る電源システムに既存の化学電池
の外形形状を適用した場合の第4の実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 37 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment when the external shape of an existing chemical battery is applied to the power supply system according to the present invention.

【図38】本実施例に係る電源システムにおける発電モ
ジュール及び燃料パックの着脱構造を示す概略図であ
る。
FIG. 38 is a schematic diagram showing a detachable structure of a power generation module and a fuel pack in the power supply system according to the present embodiment.

【図39】本発明に係る電源システム全体の具体構成例
を示す概略構成図である。
FIG. 39 is a schematic configuration diagram showing a specific configuration example of the entire power supply system according to the present invention.

【図40】本具体構成例に適用される燃料改質部の一構
成例を示す概略図である。
FIG. 40 is a schematic diagram showing one configuration example of a fuel reforming section applied to this specific configuration example.

【図41】本具体構成例に適用される燃料改質部の他の
構成例を示す概略図である。
FIG. 41 is a schematic diagram showing another configuration example of the fuel reforming section applied to this specific configuration example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1A 電源システム 10、10A〜10F 発電モジュール 11、11A〜11H 副電源部 12、12A〜12F 主発電部 13 動作制御部 14 出力制御部 15 起動制御部 16 分離回収部 17 残量検出部 20、20A、20D〜20F 燃料パック 21 回収保持部 25 供給制御弁 26 圧力制御弁 30、30D〜30F I/F部 DVC デバイス LD 負荷 CNT コントローラ 1, 1A power supply system 10, 10A to 10F power generation module 11, 11A to 11H sub power supply unit 12, 12A to 12F main power generation unit 13 operation control unit 14 output control unit 15 startup control unit 16 separation and collection unit 17 remaining amount detection unit 20 , 20A, 20D to 20F Fuel pack 21 Collection and holding unit 25 Supply control valve 26 Pressure control valve 30, 30D to 30F I / F unit DVC device LD Load CNT controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/10 H01M 8/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01M 8/10 H01M 8/10

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部デバイスに電力を供給するとともに
該外部デバイスに対して着脱自在な発電システムであっ
て、 発電用燃料が封入された燃料封入部と、 該燃料封入部から供給される前記発電用燃料を用いて前
記電力を発生する発電モジュールと、を備え、 前記燃料封入部及び前記発電モジュールは、互いに着脱
可能に構成されていることを特徴とする電源システム。
1. A power generation system for supplying power to an external device and detachably attached to the external device, comprising: a fuel filling section in which fuel for power generation is filled; and the power generation supplied from the fuel filling section. A power generation module that generates the electric power by using fuel for use, wherein the fuel filling section and the power generation module are configured to be detachable from each other.
【請求項2】 前記電源システムは、前記燃料封入部及
び前記電源モジュールからなる物理的外形形状が、各種
汎用の化学電池のうちの1種と同等の形状及び寸法を有
して構成されていることを特徴とする請求項1記載の電
源システム。
2. The power supply system is configured such that a physical outer shape including the fuel filling portion and the power supply module has a shape and a size equivalent to one of various general-purpose chemical cells. The power supply system according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記電源システムは、前記燃料封入部及
び前記電源モジュールからなる物理的外形形状が、日本
工業規格の規格に則った前記各種汎用の化学電池のうち
の1種と同等の形状及び寸法を有して構成されているこ
とを特徴とする請求項2記載の電源システム。
3. The power supply system according to claim 1, wherein a physical outer shape of the fuel filling section and the power supply module has the same shape and shape as one of the various general-purpose chemical batteries conforming to Japanese Industrial Standards. 3. The power supply system according to claim 2, wherein the power supply system has dimensions.
【請求項4】 前記燃料封入部は、自然界の土壌を構成
する1乃至複数の物質へ変換可能な分解性の材料により
構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいず
れかに記載の電源システム。
4. The fuel filling part according to claim 1, wherein the fuel filling part is made of a decomposable material that can be converted into one or more substances constituting soil in the natural world. Power system.
【請求項5】 前記燃料封入部は、少なくとも自然環境
下において分解可能な材料により構成されていることを
特徴とする請求項4記載の電源システム。
5. The power supply system according to claim 4, wherein the fuel filling portion is made of a material that can be decomposed at least under a natural environment.
【請求項6】 前記燃料封入部は、微生物により分解可
能な生分解性プラスチックにより構成されていることを
特徴とする請求項4又は5記載の電源システム。
6. The power supply system according to claim 4, wherein the fuel filling section is made of a biodegradable plastic that can be decomposed by microorganisms.
【請求項7】 前記電源システムは、前記燃料封入部及
び前記発電モジュールを結合したときに、前記燃料封入
部に封入された前記発電用燃料が、前記発電モジュール
に供給されるように構成されていることを特徴とする請
求項1乃至6のいずれかに記載の電源システム。
7. The power supply system is configured such that when the fuel filling section and the power generation module are coupled, the power generation fuel sealed in the fuel filling section is supplied to the power generation module. The power supply system according to any one of claims 1 to 6, wherein
【請求項8】 前記発電モジュールは、前記燃料封入部
が結合されることにより、前記電力を自立的に発生する
ように構成されていることを特徴とする請求項7記載の
電源システム。
8. The power supply system according to claim 7, wherein the power generation module is configured to independently generate the electric power by coupling the fuel filling portion.
【請求項9】 前記燃料封入部は、前記発電用燃料を繰
り返し充填、封入可能に構成されていることを特徴とす
る請求項1乃至8のいずれかに記載の電源システム。
9. The power supply system according to claim 1, wherein the fuel filling section is configured to be capable of repeatedly filling and filling the fuel for power generation.
【請求項10】 前記発電モジュールは、前記燃料封入
部から供給される前記発電用燃料を用いた電気化学反応
により、前記電力を発生する燃料電池を備えていること
を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電源シ
ステム。
10. The power generation module according to claim 1, wherein the power generation module includes a fuel cell that generates the electric power by an electrochemical reaction using the fuel for power generation supplied from the fuel filling portion. 10. The power supply system according to any one of 9 above.
【請求項11】 前記燃料電池は、前記発電用燃料を改
質して、特定の成分を抽出する燃料改質器と、該特定の
成分が供給される燃料極と、空気中の酸素が供給される
空気極と、を備えた燃料改質型の燃料電池であることを
特徴とする請求項10記載の電源システム。
11. The fuel cell, comprising: a fuel reformer for reforming the fuel for power generation to extract a specific component; a fuel electrode to which the specific component is supplied; and a supply of oxygen in air. The power supply system according to claim 10, wherein the power supply system is a fuel reforming type fuel cell including:
【請求項12】 前記発電モジュールは、前記燃料封入
部から供給される前記発電用燃料の燃焼反応により生じ
る圧力エネルギーに基づいて、前記電力を発生する発電
装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至9のい
ずれかに記載の電源システム。
12. The power generation module according to claim 1, further comprising: a power generation device that generates the electric power based on pressure energy generated by a combustion reaction of the power generation fuel supplied from the fuel filling section. Item 10. The power supply system according to any one of Items 1 to 9.
【請求項13】 前記発電モジュールは、前記燃料封入
部から供給される前記発電用燃料を用いた燃焼反応によ
り生じる熱エネルギーによる高温と前記電源システム内
外の他の領域における定温との温度差に基づいて、熱電
変換により前記電力を発生する発電装置を備えているこ
とを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電
源システム。
13. The power generation module according to claim 1, wherein a temperature difference between a high temperature caused by thermal energy generated by a combustion reaction using the fuel for power generation supplied from the fuel filling portion and a constant temperature in another region inside and outside the power supply system. The power supply system according to any one of claims 1 to 10, further comprising a power generation device that generates the electric power by thermoelectric conversion.
【請求項14】 前記発電モジュールは、前記燃料封入
部から供給される前記発電用燃料を用いた熱音響効果に
よる外力発生効果に基づいて、前記電力を発生する発電
装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至9のい
ずれかに記載の電源システム。
14. The power generation module includes a power generation device that generates the electric power based on an external force generation effect by a thermoacoustic effect using the fuel for power generation supplied from the fuel filling portion. The power supply system according to any one of claims 1 to 9, wherein
【請求項15】 前記発電モジュールは、前記燃料封入
部から供給される前記発電用燃料を用いた電磁流体発電
により前記電力を発生する発電装置を備えていることを
特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電源シス
テム。
15. The power generation module according to claim 1, wherein the power generation module includes a power generation device that generates the electric power by magnetohydrodynamic power generation using the fuel for power generation supplied from the fuel filling portion. The power supply system according to any one of the above.
【請求項16】 前記発電用燃料は、少なくとも、水素
を主成分として含む、又は、水素からなる液体燃料、液
化燃料、及び気体燃料のいずれかであることを特徴とす
る請求項1乃至15のいずれかに記載の電源システム。
16. The fuel according to claim 1, wherein the fuel for power generation is at least one of a liquid fuel, a liquefied fuel, and a gaseous fuel containing hydrogen as a main component or made of hydrogen. The power supply system according to any one of the above.
【請求項17】 前記発電用燃料は、アルコール系の液
体燃料であって、所定の環境条件下で気化することを特
徴とする請求項16記載の電源システム。
17. The power supply system according to claim 16, wherein the power generation fuel is an alcohol-based liquid fuel, and is vaporized under predetermined environmental conditions.
【請求項18】 前記発電用燃料は、炭化水素からなる
液化燃料であって、所定の環境条件下で気化することを
特徴とする請求項16記載の電源システム。
18. The power supply system according to claim 16, wherein the fuel for power generation is a liquefied fuel made of hydrocarbon and is vaporized under predetermined environmental conditions.
【請求項19】 前記電源システムは、前記燃料封入部
に封入された前記発電用燃料の残量を検出する残量検出
手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至18の
いずれかに記載の電源システム。
19. The power supply system according to claim 1, further comprising a remaining amount detecting unit for detecting a remaining amount of the fuel for power generation sealed in the fuel filling unit. Power supply system as described.
【請求項20】 前記電源システムは、前記発電モジュ
ールにおける前記電力の発生の際に生成される副生成物
のうち、少なくとも一部の成分を回収する副生成物回収
手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至19の
いずれかに記載の電源システム。
20. The power supply system includes a by-product recovery unit that recovers at least a part of components of a by-product generated when the power is generated in the power generation module. The power supply system according to any one of claims 1 to 19, wherein
【請求項21】 前記電源システムは、前記燃料封入部
に封入された前記発電用燃料の封入状態を安定化させる
燃料安定化手段を備えていることを特徴とする請求項1
乃至19のいずれかに記載の電源システム。
21. The power supply system according to claim 1, further comprising fuel stabilizing means for stabilizing the state of the fuel for power generation sealed in the fuel sealing portion.
20. The power supply system according to any one of claims 19 to 19.
【請求項22】 前記電源システムは、前記燃料封入部
の物理的外形形状が、前記各種汎用の化学電池のうちの
1種と同等の形状及び寸法を有して構成されていること
を特徴とする請求項1乃至21のいずれかに記載の電源
システム。
22. The power supply system, wherein a physical outer shape of the fuel filling portion has a shape and a size equivalent to one of the various general-purpose chemical cells. The power supply system according to any one of claims 1 to 21.
【請求項23】 発電した電力を外部デバイスに供給す
るとともに、該外部デバイスに対して装着自在である発
電モジュールに、発電用燃料を供給するための燃料封入
部であって、 前記発電モジュールに着脱可能であることを特徴とする
燃料封入部。
23. A fuel filling section for supplying generated power to an external device and supplying fuel for power generation to a power generation module attachable to the external device. A fuel filling part characterized in that it is possible.
【請求項24】 燃料封入部から供給される発電用燃料
により発電した電力を外部デバイスに供給する発電モジ
ュールであって、 前記外部デバイス並びに前記燃料封入部のそれぞれに対
して着脱自在であることを特徴とする発電モジュール。
24. A power generation module for supplying electric power generated by power generation fuel supplied from a fuel filling section to an external device, wherein the power generating module is detachable from each of the external device and the fuel filling section. Characteristic power generation module.
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