JP2008037699A - 水素発生装置及び燃料電池設備及び水素発生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反応器2に格納されたワーク3が溶液容器4内の促進剤水溶液5を供給されることにより化学反応を起こす。化学反応で発生した水素と反応生成物が送液管13を通り移動し、溶液容器4の促進剤水溶液5と接触することにより泡や金属含有物等の生成物が分離される。発生した水素は水素導管14を通り圧力室7に送られる。発生した水素は溶液容器4内を加圧し大気圧以上になると、定圧閉止弁9は開き、圧力制御弁11は閉鎖し、水素が排出部17に排出される。水素排出により、溶液容器4内は減圧して大気圧を下回る時、定圧閉止弁9は閉じ、圧力制御弁11は開くので、圧力室7の水素が排出される。圧力室7の水素排出により、弾性膜6が上方に変形移動して収容室8は減圧する。収容室8が減圧することによって、促進剤水溶液5が反応器2に移動し、ワーク3と化学反応を起こし水素を発生する。
【選択図】図1
Description
図1乃至図5に基づいて第1実施形態例を説明する。
図6乃至図9に基づいて第2実施形態例を説明する。尚、図1に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
図10に基づいて第3実施形態例を説明する。
図11には本発明の第1実施形態に係る燃料電池設備の概略構成を示してある。図11に基づいて本発明の第1実施形態に係る燃料電池設備を説明する。
図12に示すように本発明の第2実施形態に係る燃料電池設備57は、図6に示した第2実施形態例における水素発生装置34を燃料電池54に接続した設備である。即ち、燃料電池54にはアノードチャンバー55が備えられ、アノードチャンバー55は燃料電池セル56のアノード室に接する空間を構成している。アノード室は、アノードで消費する水素を一時的に保持する空間である。
図13には本発明の第3実施形態に係る燃料電池設備の概略構成を示してある。図13に基づいて本発明の第3実施形態に係る燃料電池設備を説明する。
2 反応器
3 ワーク
4 溶液容器
5 促進剤水溶液
6 弾性膜
7 圧力室
8 収容室
9 定圧閉止弁
10、51、52 逆止弁
11 圧力制御弁
12 レギュレータ
13、49、50 送液管
14 水素導管
15 溶液容器側排出路(第1水素排出路)
16 圧力室側排出路(第2水素排出路)
17 排出部
18 固定部
19 ばね
20、33、44 弁体
21 配管
22、38 基体
23、36 貫通部
24 第1圧力変形部
25 第2圧力変形部
26 仕切部材
27 第1流路
28 第2流路
29 貫通孔
30、46 連通路
31、42 弁部材
32、43 弁棒
35 三方弁
37 可撓性の膜
39 圧力室側の水素導管
40 溶液容器側の水素導管
41 ストッパー
45 圧力室側の貫通孔
47 溶液容器側の貫通孔
53、57、58 燃料電池設備
54 燃料電池
55 アノードチャンバー
56 燃料電池セル
Claims (16)
- 固体反応物を収容し、内部で水素を発生させる反応器と、
前記反応器内にあって前記固体反応物を収容する収容室と、
前記反応器の前記収容室に前記収容室の体積を可変とする流体室と、
前記固体反応物との接触により水素を発生させる促進剤水溶液を収容する溶液貯蔵器と、
前記反応器と前記溶液貯蔵器とを連絡し、前記反応器からの水素を前記溶液貯蔵器に送出する、前記溶液貯蔵器側の端部が前記促進剤水溶液に接触する流体流路と、
前記溶液貯蔵器と前記流体室とを連絡し、前記溶液貯蔵器からの水素を前記反応器の前記流体室に送出する水素流路と、
前記溶液貯蔵器に設けられ、前記溶液貯蔵器に送出された水素を排出する第1水素排出路と、
前記流体室に設けられ、前記流体室に送出された水素を排出する第2水素排出路と、
水素の発生と排出による前記流体室を介しての前記収容室内の減圧により、前記流体流路の促進剤水溶液の流通と、前記水素流路及び前記第1水素排出路及び前記第2水素排出路の水素の流通を制御すると共に、水素を前記流体流路に流通させて反応生成物を促進剤水溶液に接触させる制御手段と、
を備えることを特徴とする水素発生装置。 - 固体反応物を収容し、内部で水素を発生させる反応器と、
前記反応器内にあって前記固体反応物を収容する収容室と、
前記反応器の前記収容室に前記収容室の体積を可変とする流体室と、
前記固体反応物との接触により水素を発生させる促進剤水溶液を収容する溶液貯蔵器と、
前記反応器の前記収容室と前記溶液貯蔵器とを連絡し、前記溶液貯蔵器からの促進剤水溶液を前記収容室の前記固体反応物に供給する第1流体流路と、
前記反応器の前記収容室と前記溶液貯蔵器とを連絡し、前記反応器で発生した反応生成物を前記溶液貯蔵器の促進剤水溶液に接触させる第2流体流路と、
前記溶液貯蔵器と前記反応器の前記流体室とを連絡し、前記溶液貯蔵器からの水素を前記流体室に送る水素流路と、
水素の発生と排出による前記流体室を介しての前記収容室内の減圧により、前記第1流体流路の前記促進剤水溶液の流通と、前記水素流路及び前記第1水素排出路及び前記第2水素排出路の水素の流通を制御すると共に、水素を前記第2流体流路に流通させて前記反応生成物を前記促進剤水溶液に接触させる制御手段と、
を備えることを特徴とする水素発生装置。 - 前記第2水素排出路の途中部に前記水素流路が接続され、接続部を挟んで前記流体室の反対側の前記第2水素排出路に前記第1水素排出路が接続され、
前記制御手段は、
前記水素流路に設けられ水素の前記溶液貯蔵器から前記流体室への流通のみを許容する逆止弁と、
前記第2水素排出路に設けられ所定圧力以上で閉じる圧力制御弁と、
前記第1水素排出路に設けられ前記圧力制御弁が閉じる時の前記所定圧力を下回ると閉じる弁体を有する定圧閉止弁を備えた
ことを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の水素発生装置。 - 前記第2水素排出路の途中部に前記水素流路が接続され、前記接続部を挟んで前記流体室の反対側の前記第2水素排出路に前記第1水素排出路が接続され、
前記制御手段は、
前記水素流路に設けられ水素の前記溶液貯蔵器から前記流体室への流通のみを許容する前記逆止弁と、
前記第1水素排出路と前記第2水素排出路の前記接続部に設けられ
所定圧以上の時に前記第1水素排出路が流通し、所定圧を下回った時に前記第2水素排出路が流通する三方弁を備えた
ことを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の水素発生装置。 - 前記定圧閉止弁の所定圧を制御するのはばねである
ことを特徴とする請求項3に記載の水素発生装置。 - 前記圧力制御弁の設定圧力は、前記溶液貯蔵器の内圧を基準として開弁圧が設定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の水素発生装置。 - 前記三方弁の設定圧力は、前記溶液貯蔵器の内圧を基準として開弁圧が設定されている
ことを特徴とする請求項4に記載の水素発生装置。 - 前記流体流路の前記溶液貯蔵器への開口端が前記促進剤水溶液の中に配されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の水素発生装置。 - 前記反応器の前記流体室と前記収容室とを仕切り、併せて前記流体室と前記収容室の体積を可変にする手段は変形許容部材である
ことを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載の水素発生装置。 - 前記反応器の前記流体室と前記収容室とを仕切り、併せて前記流体室と前記収容室の体積を可変にする手段である前記変形許容部材は可撓性の膜である
ことを特徴とする請求項9に記載の水素発生装置。 - 前記促進剤水溶液が移動する前記流体流路の配管口にフィルターを取り付けた
ことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の水素発生装置。 - 請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の水素発生装置の排出路が燃料電池の燃料極に接続され、発生した水素が負極室に供給されることを特徴とする燃料電池設備。
- 水素発生反応の促進剤の水溶液である促進剤水溶液を水素発生反応の固体反応物に接触させることで水素を発生させるに際し、水素の発生により加圧力を発生させて発生加圧力とし、発生した加圧力と水素排出により固体反応物を収容する反応器内の仕切られた部屋が減圧することで、促進剤水溶液を移動させる一方、水素と共に発生した生成物を促進剤水溶液に接触させて生成物を除去することを特徴とする水素発生方法。
- 水素発生反応の促進剤の水溶液である促進剤水溶液を水素発生反応の固体反応物に接触させることで水素を発生させるに際し、水素の発生により加圧力を発生させて発生加圧力とし、発生した加圧力と水素排出により固体反応物を収容する反応器内の仕切られた部屋が減圧することで、促進剤水溶液を移動させることを特徴とする水素発生方法。
- 水素発生反応の促進剤の水溶液である促進剤水溶液を水素発生反応の固体反応物に接触させることで水素を発生させるに際し、水素と共に発生した生成物を促進剤水溶液に接触させて生成物を除去することを特徴とする水素発生方法。
- 前記反応生成物が除去された水素を発生加圧力により排出する
ことを特徴とする請求項13もしくは請求項14に記載の水素発生方法。
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