JP2002343404A - Fuel supply system - Google Patents

Fuel supply system

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JP2002343404A
JP2002343404A JP2001148908A JP2001148908A JP2002343404A JP 2002343404 A JP2002343404 A JP 2002343404A JP 2001148908 A JP2001148908 A JP 2001148908A JP 2001148908 A JP2001148908 A JP 2001148908A JP 2002343404 A JP2002343404 A JP 2002343404A
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JP
Japan
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fuel
hydrogen gas
supply system
water
waste
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Application number
JP2001148908A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasukazu Iwasaki
靖和 岩崎
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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 fuel supply system capable of improving consumption efficiency of the fuel. SOLUTION: This fuel supply system comprises a fuel tank 1 for storing liquid fuel, a means 2 for extracting hydrogen gas containing steam from the liquid fuel, and a waste fuel tank 6 for storing the waste fuel, left after extraction of hydrogen gas; and has a gas-liquid separator 3 for separating the hydrogen gas from the waste fuel, while keeping steam in the hydrogen gas at a temperature which will not cause condensation thereof is arranged between the hydrogen gas extracting means 2 and the waste fuel tank 6.

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、燃料電池用の燃料
供給システムの改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a fuel supply system for a fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両用の燃料電池システムの燃料として
種々の燃料が検討されている。
2. Description of the Related Art Various fuels have been studied as fuels for fuel cell systems for vehicles.

【0003】しかしながら、燃料として水素を用いた場
合には、水素を貯留する高圧ボンベの形状が球形で車両
搭載性が悪く、さらに水素の貯留量が少なく、1回の水
素補給当たりの航続距離が短いという問題がある。
However, when hydrogen is used as a fuel, the high-pressure cylinder for storing hydrogen has a spherical shape, so that it is difficult to mount on a vehicle. Further, the amount of stored hydrogen is small, and the cruising distance per hydrogen supply is short. There is a problem that it is short.

【0004】またガソリンやメタノールのような液体燃
料を用いた場合には、燃料を改質して水素を得る、いわ
ゆる改質型燃料電池システムとなり、この場合には、燃
料改質器の大きさ、重量やコストを低減する必要がある
と共に、改質器の起動性や応答性を向上する必要があ
る。
[0004] When a liquid fuel such as gasoline or methanol is used, a so-called reformed fuel cell system is obtained in which the fuel is reformed to obtain hydrogen. In this case, the size of the fuel reformer is increased. In addition, it is necessary to reduce the weight and cost, and it is necessary to improve the startability and responsiveness of the reformer.

【0005】さらに水素化ホウ素ナトリウムを用いた燃
料電池システムも研究されており、このシステムを図4
を用いて説明する(出典:“A novel Safe
Method for Storing/Gener
ating Hydrogen Gas uses A
queous NaBH4 Solution and
Supported Ru Catalysis”,
p.265−267,2000 Fuel Semin
aor,October 30‐November
2,2000,Portland,Oregon,U.
S.A.)。
Further, a fuel cell system using sodium borohydride has been studied, and this system is shown in FIG.
(Source: “A novel Safe
Method for Storing / Gener
ating Hydrogen Gas uses A
queous NaBH4 Solution and
Supported Ru Catalyst ”,
p. 265-267, 2000 Fuel Semin
aor, October 30-November
2, 2000, Portland, Oregon, U.S.A.
S. A. ).

【0006】このシステムは水素化ホウ素ナトリウム水
溶液を貯留する主燃料タンク100と、水素化ホウ素ナ
トリウム水溶液を水蒸気を含む水素ガスとホウ酸ナトリ
ウム水溶液に分解する触媒200と、水素とホウ酸ナト
リウム水溶液を所定温度に調節するコンデンサ300
と、ホウ酸ナトリウム水溶液を貯留する廃燃料タンク4
00とから構成される。水素化ホウ素ナトリウム水溶液
を水蒸気を含む水素ガスとホウ酸ナトリウム水溶液に分
解する反応式は以下の化学式で示される発熱反応であ
る。
[0006] This system comprises a main fuel tank 100 for storing an aqueous sodium borohydride solution, a catalyst 200 for decomposing the aqueous sodium borohydride solution into a hydrogen gas containing water vapor and an aqueous sodium borate solution, and hydrogen and an aqueous sodium borate solution. Capacitor 300 for adjusting to a predetermined temperature
And waste fuel tank 4 for storing sodium borate aqueous solution
00. The reaction formula for decomposing the aqueous sodium borohydride solution into hydrogen gas containing water vapor and the aqueous sodium borate solution is an exothermic reaction represented by the following chemical formula.

【0007】[0007]

【数1】 主燃料タンク100から供給された水素化ホウ素ナトリ
ウム水溶液は触媒200で水蒸気を含む水素ガスとホウ
酸ナトリウム水溶液に分解される。水蒸気を含む水素ガ
スとホウ酸ナトリウム水溶液は、コンデンサ300で冷
媒によって所定温度に冷却され、水蒸気を含む水素ガス
は図示しない燃料電池に供給されて発電に供され、冷却
されて凝縮して生じた水とホウ酸ナトリウム水溶液は廃
燃料タンク400に回収される。回収された水とホウ酸
ナトリウム水溶液は再生されて再び水素化ホウ素ナトリ
ウム水溶液として供給される。
(Equation 1) The aqueous sodium borohydride solution supplied from the main fuel tank 100 is decomposed by the catalyst 200 into a hydrogen gas containing water vapor and an aqueous sodium borate solution. The hydrogen gas containing water vapor and the aqueous sodium borate solution are cooled to a predetermined temperature by a refrigerant in the condenser 300, and the hydrogen gas containing water vapor is supplied to a fuel cell (not shown) for power generation, cooled and condensed. The water and the aqueous sodium borate solution are collected in the waste fuel tank 400. The recovered water and the aqueous sodium borate solution are regenerated and supplied again as an aqueous sodium borohydride solution.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水素化ホウ素ナトリウム水溶液を用いた燃料供給シ
ステムにおいては、主燃料タンクのほかに廃燃料タンク
を備える必要があり、主燃料タンクの容量が制限される
という問題がある。またホウ酸ナトリウム水溶液を回収
して再生工場に運搬するためのコストが掛かり、整った
インフラを用いることのできる他の燃料に比して割高に
なる。
However, in such a fuel supply system using an aqueous sodium borohydride solution, it is necessary to provide a waste fuel tank in addition to the main fuel tank, and the capacity of the main fuel tank is limited. There is a problem that is. Also, the cost of collecting and transporting the aqueous sodium borate solution to a recycle plant is expensive and expensive compared to other fuels that can use well-structured infrastructure.

【0009】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
する燃料供給システムを提供することである。
It is an object of the present invention to provide a fuel supply system which solves the above problems.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、液体燃料
を貯留する燃料タンクと、液体燃料から水蒸気を含んだ
水素ガスを抽出する手段と、水素ガス抽出後に残留した
廃燃料を貯留する廃燃料タンクとからなる燃料供給シス
テムにおいて、前記水素ガス抽出手段と前記廃燃料タン
クとの間に配置され、水素ガス中の水蒸気を凝縮しない
温度に維持して水素ガスと廃燃料を分離する気液分離器
を備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel tank for storing a liquid fuel, a means for extracting hydrogen gas containing water vapor from the liquid fuel, and storing waste fuel remaining after extracting the hydrogen gas. In a fuel supply system comprising a waste fuel tank, a gas is disposed between the hydrogen gas extracting means and the waste fuel tank and separates hydrogen gas and waste fuel by maintaining a temperature at which water vapor in the hydrogen gas is not condensed. A liquid separator is provided.

【0011】第2の発明は、第1の発明において、前記
気液分離器から水蒸気を含んだ水素ガスが流入し、水蒸
気から水を凝縮する凝縮器と、この凝縮器からの凝縮水
を貯留する水タンクとを備える。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a condenser in which a hydrogen gas containing steam flows in from the gas-liquid separator to condense water from the steam, and stores condensed water from the condenser And a water tank.

【0012】第3の発明は、第1または2の発明におい
て、前記気液分離器を前記所定温度に保持するための熱
として、前記水素ガス抽出手段が水素ガスを抽出する時
に発生する熱を用いる。
[0012] In a third aspect based on the first or second aspect, the heat generated when the hydrogen gas extracting means extracts hydrogen gas is used as heat for maintaining the gas-liquid separator at the predetermined temperature. Used.

【0013】第4の発明は、第1から3のいずれか一つ
の発明において、前記気液分離器の運転条件を燃料供給
システムの運転環境に応じて制御する。
In a fourth aspect based on any one of the first to third aspects, the operating conditions of the gas-liquid separator are controlled in accordance with the operating environment of the fuel supply system.

【0014】第5の発明は、第1から3のいずれか一つ
の発明において、前記廃燃料タンクと前記水タンクとを
連通する流路を備え、前記流路の途中に、水タンク内の
水を廃燃料タンクに供給するポンプを設置し、ポンプの
運転条件を燃料供給システムの運転環境に応じて制御す
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a flow path communicating the waste fuel tank and the water tank is provided, and the water in the water tank is provided in the middle of the flow path. A pump for supplying the fuel to the waste fuel tank is installed, and the operating conditions of the pump are controlled according to the operating environment of the fuel supply system.

【0015】[0015]

【発明の効果】第1の発明では、水素抽出手段によって
抽出された高温の水蒸気を含む水素ガスは、その下流に
設置された気液分離器に供給され、水素ガス中の水蒸気
を凝縮しない温度に維持された気液分離器で水素ガスと
廃燃料が分離され、廃燃料は廃燃料タンクに貯留される
ので、消費された液体燃料あたりの廃燃料の量は凝縮水
分を含有していないため従来例に比して少なくすること
ができる。したがって排燃料タンクを小さくできるほ
か、廃燃料の量が減って、回収に掛かる費用を低価格化
することができる。
According to the first aspect of the present invention, the hydrogen gas containing the high-temperature steam extracted by the hydrogen extraction means is supplied to a gas-liquid separator installed downstream of the hydrogen gas, and the temperature is such that the steam in the hydrogen gas does not condense. The hydrogen gas and the waste fuel are separated by the gas-liquid separator maintained in the tank, and the waste fuel is stored in the waste fuel tank.The amount of waste fuel per consumed liquid fuel does not contain condensed water. The number can be reduced as compared with the conventional example. Therefore, the size of the waste fuel tank can be reduced, and the amount of waste fuel can be reduced, so that the cost for recovery can be reduced.

【0016】第2の発明では、前記気液分離器から水蒸
気を含んだ水素ガスが流入し、水蒸気から水を凝縮する
凝縮器と、この凝縮器からの凝縮水を貯留する水タンク
とを備えたので、水タンクに貯留した水を燃料電池の高
分子膜を加湿するために用いることができ、燃料電池シ
ステムとしての水収支を向上することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a condenser into which hydrogen gas containing water vapor flows from the gas-liquid separator to condense water from the water vapor, and a water tank for storing condensed water from the condenser. Therefore, the water stored in the water tank can be used to humidify the polymer membrane of the fuel cell, and the water balance of the fuel cell system can be improved.

【0017】第3の発明では、前記気液分離器を前記所
定温度に保持するための熱として、前記水素ガス抽出手
段が水素ガスを抽出する時に発生する熱を用いるので、
システムとしての効率の低下を防止することができる。
In the third invention, since the heat generated when the hydrogen gas extracting means extracts hydrogen gas is used as the heat for maintaining the gas-liquid separator at the predetermined temperature,
It is possible to prevent the efficiency of the system from lowering.

【0018】第4の発明では、前記気液分離器の運転条
件を燃料供給システムの運転環境に応じて制御すること
で、廃燃料の濃度を制御し、廃燃料タンク内での結晶析
出を防止できる。
In the fourth invention, the operating conditions of the gas-liquid separator are controlled in accordance with the operating environment of the fuel supply system, thereby controlling the concentration of the waste fuel and preventing crystal deposition in the waste fuel tank. it can.

【0019】第5の発明では、前記廃燃料タンクと前記
水タンクとを連通する流路の途中に、水タンク内の水を
廃燃料タンクに供給するポンプを設置し、ポンプの運転
条件を燃料供給システムの運転環境に応じて制御するこ
とで、簡潔な構成及び制御で廃燃料タンク内での結晶析
出を防止できる。
In the fifth aspect of the present invention, a pump for supplying water in the water tank to the waste fuel tank is provided in the middle of the flow path connecting the waste fuel tank and the water tank, and the operating condition of the pump is controlled by the fuel. By controlling according to the operating environment of the supply system, it is possible to prevent crystal precipitation in the waste fuel tank with a simple configuration and control.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の燃料供給システム
の構成を添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of a fuel supply system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0021】図1は本発明の第1実施形態の構成を説明
する図である。本システムの構成は液体燃料、例えば水
素化ホウ素ナトリウム水溶液を貯留する燃料タンク1
と、水素化ホウ素ナトリウム水溶液を水蒸気を含んだ水
素ガスとホウ酸ナトリウム水溶液に分解する触媒2と、
高温の水蒸気を含んだ水素ガスとホウ酸ナトリウム水溶
液とを高温のまま気液分離する第1気液分離器3と、高
温の水蒸気を含んだ水素ガスを冷却し、水蒸気を含んだ
水素ガスと水に分離する第1コンデンサ4と、ホウ酸ナ
トリウム水溶液を冷却する熱交換器5と、ホウ酸ナトリ
ウム水溶液を貯留する廃燃料タンク6と、第1コンデン
サ4が分離した水を貯留する水タンク7と、水蒸気を含
んだ水素ガスが供給され、発電する燃料電池8とから構
成される。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. This system has a fuel tank 1 for storing a liquid fuel, for example, an aqueous solution of sodium borohydride.
And a catalyst 2 for decomposing the aqueous sodium borohydride solution into a hydrogen gas containing water vapor and an aqueous sodium borate solution;
A first gas-liquid separator 3 for gas-liquid separation of a hydrogen gas containing high-temperature steam and an aqueous sodium borate solution at a high temperature, and a hydrogen gas containing high-temperature steam and cooling the hydrogen gas containing water vapor. A first condenser 4 for separating water, a heat exchanger 5 for cooling an aqueous sodium borate solution, a waste fuel tank 6 for storing an aqueous sodium borate solution, and a water tank 7 for storing water separated by the first condenser 4 And a fuel cell 8 to which hydrogen gas containing water vapor is supplied to generate power.

【0022】さらに燃料タンク1の燃料を触媒2に供給
するためのポンプ9と、廃燃料タンクに回収される廃燃
料(ホウ酸ナトリウム水溶液)の流量を制御するバルブ
10と、水タンク8に回収される水の流量を制御するバ
ルブ11とが備えられる。
Further, a pump 9 for supplying the fuel in the fuel tank 1 to the catalyst 2, a valve 10 for controlling the flow rate of the waste fuel (aqueous sodium borate solution) recovered in the waste fuel tank, and a recovery in the water tank 8 And a valve 11 for controlling the flow rate of the water to be supplied.

【0023】燃料タンク1から供給された水素化ホウ素
ナトリウム水溶液は、触媒2で前述の発熱反応を生じ、
高温の水蒸気を含んだ水素ガスとホウ酸ナトリウム水溶
液に分解されて、第1気液分離器3に送られる。第1気
液分離器3では気相の水蒸気を含んだ水素ガスと液相の
ホウ酸ナトリウム水溶液に分離され、水蒸気を含んだ水
素ガスは第1コンデンサ4に送られるとともに、ホウ酸
ナトリウム水溶液は熱交換器5に送られる。気液分離器
を用いた気体と液体との2相分離は高温状態で行うこと
で、廃燃料(ホウ酸ナトリウム溶液)を高濃度の状態
(従来例の水素ガスに含まれた水蒸気が凝縮した水を含
まない状態)で回収することができ、廃燃料タンクの容
量を減少することができる。
The aqueous sodium borohydride solution supplied from the fuel tank 1 causes the above-mentioned exothermic reaction at the catalyst 2,
It is decomposed into hydrogen gas containing high-temperature steam and an aqueous sodium borate solution, and sent to the first gas-liquid separator 3. In the first gas-liquid separator 3, the hydrogen gas containing water vapor in a gas phase and the aqueous sodium borate solution in a liquid phase are separated. The hydrogen gas containing the water vapor is sent to the first condenser 4, and the aqueous sodium borate solution is It is sent to the heat exchanger 5. The two-phase separation of gas and liquid using the gas-liquid separator is performed in a high temperature state, so that the waste fuel (sodium borate solution) is in a high concentration state (water vapor contained in hydrogen gas of the conventional example is condensed). Water-free state), and the capacity of the waste fuel tank can be reduced.

【0024】なお、第1気液分離器3を高温に保持する
ための熱源は、触媒2での発熱反応による熱を用いるよ
うに構成することで、システムの効率の低下を防止する
ことができる。
The heat source for maintaining the first gas-liquid separator 3 at a high temperature uses heat generated by the exothermic reaction of the catalyst 2 to prevent a decrease in system efficiency. .

【0025】第1コンデンサ4で高温の水蒸気を含んだ
水素ガスは冷媒によって冷却され、凝縮水と水蒸気を含
んだ水素ガスに分離される。水はバルブ11を介して水
タンク7に回収され、水蒸気を含んだ水素ガスは圧力調
整弁12を介してエゼクタ13に送られ、さらに燃料電
池8の燃料極に供給される。
In the first condenser 4, the hydrogen gas containing high-temperature steam is cooled by the refrigerant and separated into condensed water and hydrogen gas containing steam. Water is collected in the water tank 7 via the valve 11, and hydrogen gas containing water vapor is sent to the ejector 13 via the pressure regulating valve 12 and further supplied to the fuel electrode of the fuel cell 8.

【0026】熱交換器5に送られたホウ酸ナトリウム水
溶液は冷媒によって冷却されてバルブ10を介して廃燃
料タンク6に回収される。回収されたホウ酸ナトリウム
水溶液は高濃度廃燃料であり、再生工場などで再び水素
化ホウ素ナトリウム水溶液に再生される。
The aqueous sodium borate solution sent to the heat exchanger 5 is cooled by a refrigerant and collected in a waste fuel tank 6 via a valve 10. The recovered sodium borate aqueous solution is a high-concentration waste fuel, and is regenerated again into a sodium borohydride aqueous solution at a regeneration plant or the like.

【0027】燃料電池8の空気極には空気供給源14か
ら送られた空気が加湿器15で所定湿度に加湿されて供
給される。水タンク7に回収された水はポンプ16によ
って加湿器15に供給され、燃料電池8の高分子膜の乾
燥を防ぐために用いられ、燃料電池システムとしての水
収支を向上することができる。
The air sent from the air supply source 14 is humidified to a predetermined humidity by a humidifier 15 and supplied to the air electrode of the fuel cell 8. The water recovered in the water tank 7 is supplied to the humidifier 15 by the pump 16 and is used to prevent the polymer membrane of the fuel cell 8 from drying, thereby improving the water balance of the fuel cell system.

【0028】燃料電池8では燃料極に供給された水素ガ
スと空気極に供給された空気とによって発電が行われ、
発電後の排水素は第2気液分離器17に送られて水と水
素に分離され、水は水タンク7に、水素はエゼクタ13
に供給されて再び燃料電池8に供給される。
In the fuel cell 8, power is generated by the hydrogen gas supplied to the fuel electrode and the air supplied to the air electrode.
Exhaust hydrogen after power generation is sent to a second gas-liquid separator 17 where it is separated into water and hydrogen.
And supplied to the fuel cell 8 again.

【0029】発電後の排空気は第2コンデンサ18に送
られて、排空気中の水分が冷媒によって凝縮し、凝縮水
は水タンク7に回収されて、排空気は外部に放出され
る。
The exhaust air after the power generation is sent to the second condenser 18, the water in the exhaust air is condensed by the refrigerant, the condensed water is collected in the water tank 7, and the exhaust air is discharged to the outside.

【0030】本システムにおいて燃料タンク1の水素化
ホウ素ナトリウム水溶液が消費されるにつれて、燃料タ
ンク1の水素化ホウ素ナトリウム水溶液は減少し、廃燃
料タンク6のホウ酸ナトリウム水溶液が増加する。しか
しながら消費された液体燃料(水素化ホウ素ナトリウム
水溶液)あたりの廃燃料(ホウ酸ナトリウム水溶液)の
量は凝縮水分を含有していないため従来例に比して少な
くすることができる。したがって廃燃料タンク容量が従
来例と同じ場合には、廃燃料を回収する回数が減って、
回収に掛かる費用の抑制、ひいては再生した液体燃料の
価格を低価格化することができる。さらに液体燃料の容
量当たりの価格にて燃料を購入し、廃燃料の容量当たり
の価格で引き取ってもらう燃料電池車両のユーザーは、
ランニングコストの低減を期待できる。
As the aqueous sodium borohydride solution in the fuel tank 1 is consumed in the present system, the aqueous sodium borohydride solution in the fuel tank 1 decreases and the aqueous sodium borate solution in the waste fuel tank 6 increases. However, the amount of waste fuel (aqueous sodium borate solution) per consumed liquid fuel (aqueous sodium borohydride solution) does not contain condensed water, and thus can be reduced as compared with the conventional example. Therefore, when the waste fuel tank capacity is the same as the conventional example, the number of times of collecting the waste fuel decreases,
The cost for recovery can be reduced, and the price of the regenerated liquid fuel can be reduced. In addition, users of fuel cell vehicles who purchase fuel at the price per volume of liquid fuel and have them pick up at the price per volume of waste fuel,
A reduction in running costs can be expected.

【0031】また、廃燃料の量を減少できることで、廃
燃料タンクのサイズを小さくして、その分、燃料タンク
の容量を大きくすることができるので、1回あたりの燃
料補給での航続距離を延長することができる。もしくは
システム中の総液体量(液体燃料、廃燃料と水の量)を
減少でき、したがって重量が軽くなり、車両に搭載した
場合には軽量化することができた分、燃費の向上を図れ
る。
Further, since the amount of waste fuel can be reduced, the size of the waste fuel tank can be reduced, and the capacity of the fuel tank can be increased accordingly. Can be extended. Alternatively, the total amount of liquid in the system (the amount of liquid fuel, waste fuel and water) can be reduced, so that the weight is reduced, and when mounted on a vehicle, the weight can be reduced, thereby improving fuel efficiency.

【0032】なお、従来例の構成において1つであった
コンデンサ300が、本システムではそのコンデンサ3
00に相当する構成が熱交換器5と第1コンデンサ4と
の2つに増加しているが、燃料電池8に供給する水素を
適正温度に冷却するための熱量は同じであり、本システ
ムの熱交換器5と第1コンデンサ4とをあわせた大きさ
が従来例のコンデンサより大きくなるわけではない。
In the system of the prior art, one capacitor 300 is used.
Although the configuration corresponding to 00 is increased to two, that is, the heat exchanger 5 and the first condenser 4, the amount of heat for cooling the hydrogen supplied to the fuel cell 8 to an appropriate temperature is the same. The combined size of the heat exchanger 5 and the first condenser 4 is not necessarily larger than the conventional condenser.

【0033】図2は第2の実施形態を示しており、これ
は、第1の実施形態に対して触媒2と第1気液分離器3
との間に熱交換器19が設置され、熱交換器19には触
媒2から排出された水蒸気を含んだ水素ガスとホウ酸ナ
トリウム水溶液に熱を伝える媒体が流量調整バルブ20
を介して供給される。さらに第1気液分離器3の温度を
検出する温度センサ21と圧力を検出する圧力センサ2
2とが第1気液分離器3に設置される。また第1気液分
離器3から排出される水蒸気を含んだ水素ガスの圧力を
調整するバルブ23が設置される。これらセンサ21、
22の出力はコントローラ30に送られ、外気温度セン
サ24からの信号とあわせて、システムの運転環境(例
えば、運転場所、外気温度、季節等)に応じて、コント
ローラ30が第1気液分離器3の運転条件(温度や圧力
等)を設定し、その設定値となるようにバルブ20、2
3を制御することで、廃燃料の濃度または結晶析出温度
を制御することができる。したがって、寒冷地等におい
ても廃燃料タンク6内で廃燃料が析出することを防止す
ることができる。
FIG. 2 shows a second embodiment, which is different from the first embodiment in that the catalyst 2 and the first gas-liquid separator 3 are used.
A heat exchanger 19 is provided between the heat exchanger 19 and the medium for transmitting heat to the hydrogen gas containing water vapor discharged from the catalyst 2 and the aqueous sodium borate solution.
Is supplied via Further, a temperature sensor 21 for detecting the temperature of the first gas-liquid separator 3 and a pressure sensor 2 for detecting the pressure
2 is installed in the first gas-liquid separator 3. Further, a valve 23 for adjusting the pressure of the hydrogen gas containing water vapor discharged from the first gas-liquid separator 3 is provided. These sensors 21,
The output of the controller 22 is sent to the controller 30, and in conjunction with the signal from the outside air temperature sensor 24, the controller 30 controls the first gas-liquid separator according to the operating environment of the system (eg, operating location, outside air temperature, season, etc.) The operating conditions (temperature, pressure, etc.) of 3 are set, and the valves 20 and 2 are set to the set values.
By controlling 3, the concentration of the waste fuel or the crystallization temperature can be controlled. Therefore, it is possible to prevent the waste fuel from being deposited in the waste fuel tank 6 even in a cold region or the like.

【0034】図3に示す第3の実施形態は、第1の実施
形態に対して、廃燃料タンク6と水タンク7とを連通す
る流路を設けて、その途中にポンプ25を設置したもの
である。ポンプ25は外気温度センサ24から外気温度
信号が入力されるコントローラ30によって制御され
て、廃燃料タンク内の廃燃料が結晶析出する外気温度の
ときにポンプ25が作動し、水が廃燃料タンク6に供給
されて結晶の析出を防止するものである。ポンプ25の
作動は外気温のみならず、季節や運転場所等によって制
御されるようにしてもよい。
The third embodiment shown in FIG. 3 is different from the first embodiment in that a flow path communicating the waste fuel tank 6 and the water tank 7 is provided, and a pump 25 is provided in the middle of the flow path. It is. The pump 25 is controlled by a controller 30 to which an outside air temperature signal is input from the outside air temperature sensor 24. When the outside air temperature at which the waste fuel in the waste fuel tank is crystallized, the pump 25 operates, and the water is discharged from the waste fuel tank 6. To prevent the precipitation of crystals. The operation of the pump 25 may be controlled not only by the outside air temperature but also by the season, the operation place, and the like.

【0035】また、燃料電池8の高分子膜が水による膨
潤を必要としない材料で構成されている場合、あるいは
空気極側で生成する水を逆拡散させる構成を有する場合
の自己加湿型の燃料電池で、システム上、水を必要とし
ない場合には、水タンク7を廃止し、燃料タンク1と廃
燃料タンク6のみとして、第1コンデンサ4で回収され
た水は外部に排出するように構成することで、システム
の構成をより簡潔にすることができる。
A self-humidifying type fuel in which the polymer membrane of the fuel cell 8 is made of a material that does not require swelling with water, or has a structure in which water generated on the air electrode side is reverse-diffused. When the system does not require water in the battery, the water tank 7 is abolished, and only the fuel tank 1 and the waste fuel tank 6 are used, and the water collected by the first condenser 4 is discharged to the outside. By doing so, the configuration of the system can be simplified.

【0036】なお本発明は、燃料電池を用いた実施例で
説明してきたが、水素ガスエンジンシステムなどの水素
供給システムにも適用可能である。供給する燃料として
水素に限定されるものではなく、液体燃料をメタン等の
気体燃料と廃燃料に分離する燃料供給システムに適用す
ることも可能である。さらには液体燃料から触媒を用い
て水素を取り出す例を説明したが、触媒に限られず、通
電や加熱等の他の手段を用いて水素を取り出す液体燃料
であっても、濃縮可能な廃燃料を生成する場合であれ
ば、適用可能である。
Although the present invention has been described with the embodiment using a fuel cell, the present invention is also applicable to a hydrogen supply system such as a hydrogen gas engine system. The fuel to be supplied is not limited to hydrogen, but may be applied to a fuel supply system that separates liquid fuel into gaseous fuel such as methane and waste fuel. Furthermore, an example has been described in which hydrogen is extracted from a liquid fuel using a catalyst.However, the present invention is not limited to a catalyst. If it is generated, it is applicable.

【0037】また、水素を抽出するための液体燃料とし
ては、水素ホウ化ナトリウムの代わりにLiBH4、K
BH4、CsBH4等の水溶液を適用してもよい。
The liquid fuel for extracting hydrogen is LiBH 4 , K instead of sodium borohydride.
An aqueous solution such as BH 4 or CsBH 4 may be applied.

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

【図1】本発明の第1実施形態を説明する燃料供給シス
テム概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel supply system illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】第2実施形態を説明する燃料供給システム概要
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a fuel supply system illustrating a second embodiment.

【図3】第3実施形態を説明する燃料供給システム概要
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a fuel supply system illustrating a third embodiment.

【図4】従来技術の燃料供給システム概要図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional fuel supply system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料タンク 2 触媒 3 第1気液分離器 4 第1コンデンサ 5 熱交換器 6 廃燃料タンク 7 水タンク 8 燃料電池 30 コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel tank 2 Catalyst 3 First gas-liquid separator 4 First condenser 5 Heat exchanger 6 Waste fuel tank 7 Water tank 8 Fuel cell 30 Controller

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液体燃料を貯留する燃料タンクと、 液体燃料から水蒸気を含んだ水素ガスを抽出する手段
と、 水素ガス抽出後に残留した廃燃料を貯留する廃燃料タン
クとからなる燃料供給システムにおいて、 前記水素ガス抽出手段と前記廃燃料タンクとの間に配置
され、水素ガス中の水蒸気を凝縮しない温度に維持して
水素ガスと廃燃料を分離する気液分離器を備えたことを
特徴とする燃料供給システム。
1. A fuel supply system comprising: a fuel tank for storing liquid fuel; means for extracting hydrogen gas containing water vapor from the liquid fuel; and a waste fuel tank for storing waste fuel remaining after hydrogen gas extraction. A gas-liquid separator disposed between the hydrogen gas extracting means and the waste fuel tank and separating the hydrogen gas and the waste fuel while maintaining a temperature at which water vapor in the hydrogen gas is not condensed. Fuel supply system.
【請求項2】前記気液分離器から水蒸気を含んだ水素ガ
スが流入し、水蒸気から水を凝縮する凝縮器と、 この凝縮器からの凝縮水を貯留する水タンクとを備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料供給システム。
2. A condenser for flowing hydrogen gas containing water vapor from the gas-liquid separator and condensing water from the water vapor, and a water tank for storing condensed water from the condenser. The fuel supply system according to claim 1, wherein
【請求項3】前記気液分離器を前記所定温度に保持する
ための熱として、前記水素ガス抽出手段が水素ガスを抽
出する時に発生する熱を用いることを特徴とする請求項
1または2に記載の燃料供給システム。
3. The apparatus according to claim 1, wherein heat generated when said hydrogen gas extracting means extracts hydrogen gas is used as heat for maintaining said gas-liquid separator at said predetermined temperature. A fuel supply system as described.
【請求項4】前記気液分離器の運転条件を燃料供給シス
テムの運転環境に応じて制御することを特徴とする請求
項1から3のいずれか一つに記載の燃料供給システム。
4. The fuel supply system according to claim 1, wherein operating conditions of the gas-liquid separator are controlled according to an operating environment of the fuel supply system.
【請求項5】前記廃燃料タンクと前記水タンクとを連通
する流路を備え、前記流路の途中に、水タンク内の水を
廃燃料タンクに供給するポンプを設置し、ポンプの運転
条件を燃料供給システムの運転環境に応じて制御するこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の
燃料供給システム。
5. A pump having a flow path communicating the waste fuel tank and the water tank, and a pump for supplying water in the water tank to the waste fuel tank is provided in the middle of the flow path. The fuel supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel supply system is controlled according to an operating environment of the fuel supply system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007505804A (en) * 2003-09-16 2007-03-15 プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム Method for maintaining an aqueous solution of sodium borate in liquid form at room temperature

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JP2007505804A (en) * 2003-09-16 2007-03-15 プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム Method for maintaining an aqueous solution of sodium borate in liquid form at room temperature

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