JP2009076312A

JP2009076312A - Recovery device, power generation system, and electronic equipment

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Publication number: JP2009076312A
Application number: JP2007244086A
Authority: JP
Inventors: Naotada Ogura; 直嗣小椋
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recovery device, a power generation system, and an electronic equipment, wherein an introducing port of gas introduced into the recovery device cannot be immersed in water when inclination against the gravity direction changes. SOLUTION: A water recovery unit 8 is equipped with the recovery unit main body 80 to recover exhausted material formed by a power generation cell 3 which generates power when a fuel is supplied, and a first and a second introducing ports 82, 83 into which the exhausted material is introduced. Then, the first and the second introducing ports 82, 83 are installed for example at mutually opposing faces 80a, 80b of the recovery unit main body 80, and arranged at a position of the diagonal relationship in the recovery unit main body 80 when seen from the parallel direction against these opposing faces 80a, 80b. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料が供給されることにより発電する発電部で生成される副生成物を回収する回収装置、この回収装置を備えた発電システム及びこの発電システムを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a recovery device that recovers a by-product generated in a power generation unit that generates power when fuel is supplied, a power generation system including the recovery device, and an electronic device including the power generation system.

近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池又はニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。今日では、一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギー利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んに行われている。 In recent years, small electronic devices such as mobile phones, notebook personal computers, digital cameras, watches, PDAs (Personal Digital Assistance), and electronic notebooks have made remarkable progress and development. As power sources for electronic devices, primary batteries such as alkaline dry batteries and manganese dry batteries, or secondary batteries such as nickel-cadmium storage batteries, nickel-hydrogen storage batteries, and lithium ion batteries are used. Today, research and development of fuel cells capable of realizing high energy use efficiency are actively conducted for replacement of primary batteries and secondary batteries.

燃料電池は、燃料と大気中の酸素とを電気化学的に反応させて化学エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、燃料の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する電気化学反応を利用しており、この反応の際に水素と酸素から水が生成される。その他、二酸化炭素や未反応の水素や空気等も排出され、このような排気ガスに含まれて生成水が排出される。
重力方向が一定であり傾いたりすることがない大型の装置においては、生成水を回収するために排気ガスは熱交換器などで冷却され、液化した生成水は容器にためられて、気体は容器の上部から大気に排気されることが検討されている。
例えば、特許文献１の携帯機器用の小型燃料電池においては、燃料カートリッジ内に吸着剤を設けて燃料電池から排出された生成水を回収している。
特開２００５−２３５５７５号公報 A fuel cell is one that converts chemical energy into electrical energy by electrochemically reacting fuel and oxygen in the atmosphere, and uses an electrochemical reaction that directly converts the chemical energy of the fuel into electrical energy. During this reaction, water is produced from hydrogen and oxygen. In addition, carbon dioxide, unreacted hydrogen, air, and the like are also discharged, and the produced water is discharged in such exhaust gas.
In a large-scale device where the direction of gravity is constant and does not tilt, the exhaust gas is cooled by a heat exchanger or the like to collect the generated water, the liquefied generated water is stored in a container, and the gas is stored in the container. Exhaust into the atmosphere from above is under consideration.
For example, in a small fuel cell for a portable device disclosed in Patent Document 1, an adsorbent is provided in a fuel cartridge to collect generated water discharged from the fuel cell.
JP 2005-235575 A

比較的大型の装置においては、重力方向が一定であり傾いたりすることがないので、ガスの排気経路を確保することができる。一方、携帯機器のように重力のかかる方向が一定でない場合には、傾きによってはガスの排気経路が容易に塞がれてしまう可能性がある。また、特に携帯機器に搭載される水を回収するための容器は水が漏れ出ないように気液分離膜を備えるものがあり、上述のようにガスの排出経路が塞がれた場合には、気液分離膜に必要以上の圧力が印加され、そこから水が漏れ出るおそれがあるという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、重力方向に対する傾きが変化したときに、回収装置に導入される気体の導入口が水に浸されないようにすることのできる回収装置、発電システム及び電子機器を提供することを目的としている。 In a relatively large apparatus, since the direction of gravity is constant and does not tilt, a gas exhaust path can be secured. On the other hand, when the direction in which gravity is applied is not constant as in a portable device, the gas exhaust path may be easily blocked depending on the inclination. In particular, containers for collecting water mounted on portable devices include gas-liquid separation membranes so that water does not leak out, and when the gas discharge path is blocked as described above There is a problem that an excessive pressure is applied to the gas-liquid separation membrane, and water may leak from the pressure.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a recovery device and a power generation system that can prevent a gas inlet introduced into the recovery device from being immersed in water when the inclination with respect to the direction of gravity changes. And to provide electronic equipment.

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、気体が導入されるとともに液体を回収する回収器本体と、
前記液体が流通して前記回収器本体に回収される導入口と、を備え、
前記導入口は前記回収器内において前記液体によって覆われないことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 includes a collector main body that recovers a liquid while introducing a gas;
An inlet through which the liquid flows and is collected in the collector body,
The introduction port is not covered with the liquid in the collector.

請求項２の発明は、請求項１に記載の回収装置において、
前記導入口を複数備えるとともに前記複数の導入口のうち少なくとも一つは前記液体によって覆われないことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の回収装置において、
前記回収器本体は液体を通さないで気体を通す気液分離膜を備え、
前記気体が前記気液分離膜から排出されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の回収装置において、
前記気液分離膜は前記回収器内において前記液体によって全面が覆われないことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３に記載の回収装置において、
前記気液分離膜を複数備えるとともに前記複数の気液分離膜のうち少なくとも一つは前記回収器内において前記液体によって全面が覆われないことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の回収装置において、
前記導入口の上流側に設けられて前記導入口に前記液体を供給する又は前記液体の供給を停止する導入口開閉手段と、
前記回収器本体の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段によって検出した傾きに応じて前記導入口から前記液体を導入するよう前記導入口開閉手段の開閉を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の回収装置において、
前記複数の導入口の上流側に設けられて前記複数の導入口にそれぞれ前記液体を供給する又は前記液体の供給を停止する導入口開閉手段と、
前記回収器本体の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段によって検出した傾きに応じて前記複数の導入口のうち前記回収器本体の重力方向に対して上側に位置する導入口から前記液体を導入するよう前記複数の導入口開閉手段の開閉を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の回収装置において、
前記回収器本体に設けられて前記回収器本体に供給された前記気体及び液体のうち前記気液分離膜によって分離された液体を排出する排出口を更に備えることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８に記載の回収装置において、
前記排出口を複数備え、
前記複数の排出口の下流側に設けられて前記複数の排出口からそれぞれ前記液体を排出する又は前記液体の排出を停止する排出口開閉手段と、
前記回収器本体の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段によって検出した傾きに応じて前記複数の排出口のうち前記回収器本体の重力方向に対して下側に位置する排出口から前記液体を排出するよう前記複数の排出口開閉手段の開閉を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の回収装置において、
前記気体及び液体は、燃料が供給されることにより発電する発電部で生成される副生成物であることを特徴とする。
請求項１１の発明は、発電システムにおいて、
燃料を貯留する燃料容器と、
前記燃料容器に対して着脱自在に設けられ、前記燃料容器から燃料が供給されることにより発電する発電部と、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回収装置と、を備えることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の発電システムにおいて、
前記回収装置は前記燃料容器の一部に設けられていることを特徴とする。
請求項１３の発明は、電子機器において、
請求項１２に記載の発電システムと、前記発電システムにおいて生成された電力が供給される電子機器本体とを備えることを特徴とする。 The invention of claim 2 is the recovery apparatus according to claim 1,
A plurality of the introduction ports are provided, and at least one of the plurality of introduction ports is not covered with the liquid.
Invention of Claim 3 is the collection | recovery apparatus of Claim 1 or 2,
The collector main body includes a gas-liquid separation membrane that allows gas to pass without passing liquid,
The gas is discharged from the gas-liquid separation membrane.
Invention of Claim 4 is the collection | recovery apparatus of Claim 3,
The gas-liquid separation membrane is characterized in that the entire surface is not covered with the liquid in the recovery unit.
The invention of claim 5 is the recovery device according to claim 3,
A plurality of the gas-liquid separation membranes are provided, and at least one of the plurality of gas-liquid separation membranes is not covered with the liquid in the recovery unit.
Invention of Claim 6 is the collection | recovery apparatus as described in any one of Claims 1-5,
An inlet opening / closing means provided on the upstream side of the inlet for supplying the liquid to the inlet or stopping the supply of the liquid;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the collector body;
A control unit that controls opening and closing of the inlet opening / closing means so as to introduce the liquid from the inlet according to the inclination detected by the inclination detecting means;
It is characterized by providing.
Invention of Claim 7 is the collection | recovery apparatus as described in any one of Claims 2-5,
An inlet opening / closing means that is provided on the upstream side of the plurality of inlets and supplies the liquid to the inlets or stops the supply of the liquid;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the collector body;
Opening and closing of the plurality of inlet opening / closing means so as to introduce the liquid from the inlet located above the gravity direction of the collector main body among the plurality of inlets according to the inclination detected by the inclination detecting means. A control unit for controlling
It is characterized by providing.
Invention of Claim 8 is the collection | recovery apparatus as described in any one of Claims 1-5,
It further comprises a discharge port for discharging the liquid separated by the gas-liquid separation membrane from the gas and liquid provided in the collector main body and supplied to the collector main body.
The invention of claim 9 is the recovery apparatus according to claim 8,
A plurality of the outlets are provided,
A discharge port opening / closing means provided on the downstream side of the plurality of discharge ports to discharge the liquid from the plurality of discharge ports or stop the discharge of the liquid;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the collector body;
The plurality of outlet opening / closing means for discharging the liquid from the outlet located below the gravity direction of the collector main body among the plurality of outlets according to the inclination detected by the inclination detecting means. A control unit for controlling opening and closing;
It is characterized by providing.
Invention of Claim 10 is the collection | recovery apparatus as described in any one of Claims 1-9,
The gas and liquid are by-products generated by a power generation unit that generates power when fuel is supplied.
The invention of claim 11 is the power generation system,
A fuel container for storing fuel;
A power generation unit that is detachably attached to the fuel container and generates power when fuel is supplied from the fuel container;
A recovery device according to any one of claims 1 to 10.
The invention of claim 12 is the power generation system according to claim 11,
The recovery device is provided in a part of the fuel container.
The invention of claim 13 is an electronic apparatus,
A power generation system according to claim 12, and an electronic device main body to which power generated in the power generation system is supplied.

本発明によれば、重力方向に対する傾きが変化したときに、回収装置に導入される気体の導入口が水に浸されないようにすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the inclination with respect to the direction of gravity changes, it can prevent that the inlet of the gas introduced into a collection | recovery apparatus is immersed in water.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
[第一の実施の形態]
図１は、発電システム１００の概略構成を示したブロック図である。
発電システム１００は、燃料容器１と、燃料容器１から供給された発電用燃料と、後述の発電セル３から排出された水とから水素を生成する反応装置２と、水素の電気化学反応により電気エネルギーを生成する発電セル（発電部）３と、を備えている。また、発電システム１００は、反応装置２で生成された水素ガスを加湿して発電セル３のアノードに供給する第一の加湿器４、発電セル３のカソードに供給する空気を加湿する第二の加湿器５を備えている。
発電システム１００は、発電セル３のアノードで未反応の水素がアノードオフガス（副生成物）として排出される。発電システム１００は、さらに、排出された水素を含むアノードオフガスのうちの一部（後述の反応装置２の熱供給用燃焼器２３に供給された後の余剰分のアノードオフガス）を燃焼させる排ガス用燃焼器６と、排ガス用燃焼器６後に排出される排出ガス（水蒸気）から反応装置２又は発電セル３で再利用するための水を凝縮する熱交換器７、熱交換器７によって凝縮された水及び凝縮されなかった水蒸気を回収するとともに、余剰の排出ガスを排出する水回収器（回収装置）８と、を備えている。
さらに、発電システム１００は、発電セル３により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０に接続される２次電池１１と、発電システム１００全体を制御する制御部１２等を備えている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the power generation system 100.
The power generation system 100 includes a reactor 2 that generates hydrogen from a fuel container 1, a fuel for power generation supplied from the fuel container 1, and water discharged from a power generation cell 3 described later, and electricity generated by an electrochemical reaction of hydrogen. And a power generation cell (power generation unit) 3 that generates energy. In addition, the power generation system 100 humidifies the hydrogen gas generated in the reactor 2 and supplies it to the anode of the power generation cell 3, and the second humidifier humidifies the air supplied to the cathode of the power generation cell 3. A humidifier 5 is provided.
In the power generation system 100, unreacted hydrogen is discharged as anode off-gas (by-product) at the anode of the power generation cell 3. Further, the power generation system 100 is for exhaust gas that burns a part of the anode offgas containing discharged hydrogen (the surplus anode offgas after being supplied to the heat supply combustor 23 of the reactor 2 described later). Condensed by the combustor 6, the heat exchanger 7 for condensing water for reuse in the reactor 2 or the power generation cell 3 from the exhaust gas (water vapor) discharged after the exhaust gas combustor 6, and the heat exchanger 7. A water recovery device (recovery device) 8 that recovers water and uncondensed water vapor and discharges excess exhaust gas is provided.
Furthermore, the power generation system 100 includes a DC / DC converter 10 that converts electric energy generated by the power generation cell 3 into an appropriate voltage, a secondary battery 11 connected to the DC / DC converter 10, and the entire power generation system 100. The control part 12 etc. which control are provided.

燃料容器１には、発電用燃料が収容されており、発電用燃料としては、化学燃料単体、あるいは化学燃料と水との混合物であり、化学燃料としては、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類やジメチルエーテル等のエーテル類、ガソリンといった水素原子を含む化合物を使用することができる。本実施の形態では、メタノール等の化学燃料を用いるものとする。なお、化学燃料と水との混合物としては、例えばメタノールと水とが均一に混合した混合物が化学反応材料として用いられる。 The fuel container 1 contains fuel for power generation. The power generation fuel is a chemical fuel alone or a mixture of chemical fuel and water. Examples of the chemical fuel include alcohols such as methanol and ethanol, Compounds containing hydrogen atoms such as ethers such as dimethyl ether and gasoline can be used. In this embodiment, chemical fuel such as methanol is used. In addition, as a mixture of chemical fuel and water, for example, a mixture in which methanol and water are uniformly mixed is used as the chemical reaction material.

反応装置２は、燃料容器１から供給された燃料と水を気化させて燃料ガス（気化された燃料と水蒸気の混合気）を生成する気化器２１と、化学反応式（１）に示すように気化器２１から供給された燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器２２と、改質器２２を加熱して化学反応式（１）の反応を良好に行うために必要な温度に設定する熱供給用燃焼器２３と、化学反応式（１）についで逐次的に起こる化学反応式（２）によって微量に副成される一酸化炭素ＣＯを、化学反応式（３）に示すように、空気用ポンプＰ１から供給された空気によって酸化させて除去する一酸化炭素除去器２４と、を備えている。また、熱供給用燃焼器２３は、空気用ポンプＰ２によって外部から空気が供給されている。なお、気化器２１、熱供給用燃焼器２３及び一酸化炭素除去器２４を加熱する電気ヒータとして機能するとともにこれらの温度を測定する温度計としても機能するヒータ兼温度計（図示しない）とを備えている。また、改質器２２、一酸化炭素除去器２４及び熱供給用燃焼器２３は、真空（例えば、１０Ｐａ以下より好ましくは１Ｐａ以下）にされた断熱容器２５内に収容されることで断熱されている。
ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ→３Ｈ_２＋ＣＯ_２・・・（１）
Ｈ_２＋ＣＯ_２→Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ・・・（２）
２ＣＯ＋Ｏ_２→２ＣＯ_２・・・（３） The reaction apparatus 2 includes a vaporizer 21 that vaporizes the fuel and water supplied from the fuel container 1 to generate fuel gas (a mixture of vaporized fuel and water vapor), and a chemical reaction formula (1). It is necessary for reforming the fuel gas supplied from the vaporizer 21 to generate a reformed gas, and for heating the reformer 22 to perform the reaction of the chemical reaction formula (1) satisfactorily. The carbon monoxide CO, which is by-produced in a small amount by the chemical reaction equation (2) that occurs sequentially after the chemical reaction equation (1), and the heat supply combustor 23 that sets the temperature, is expressed in the chemical reaction equation (3). As shown, a carbon monoxide remover 24 that oxidizes and removes with air supplied from the air pump P1 is provided. The heat supply combustor 23 is supplied with air from the outside by an air pump P2. A heater and thermometer (not shown) that functions as an electric heater that heats the vaporizer 21, the heat supply combustor 23, and the carbon monoxide remover 24 and that also functions as a thermometer that measures these temperatures. I have. Further, the reformer 22, the carbon monoxide remover 24, and the heat supply combustor 23 are insulated by being accommodated in a heat insulating container 25 that is evacuated (for example, 10 Pa or less, more preferably 1 Pa or less). Yes.
CH ₃ OH + H ₂ O → 3H ₂ + CO ₂ (1)
H ₂ + CO ₂ → H ₂ O + CO (2)
2CO + O ₂ → 2CO ₂ (3)

第一の加湿器４は、一酸化炭素除去器２４で一酸化炭素が除去された改質ガスを、水用ポンプＰ４から供給された水によって加湿して発電セル３のアノードに供給する。
第二の加湿器５は、空気用ポンプＰ３から供給された空気を、水用ポンプＰ４から供給された水によって加湿して、発電セル３のカソードに供給する。 The first humidifier 4 humidifies the reformed gas from which the carbon monoxide has been removed by the carbon monoxide remover 24 with water supplied from the water pump P4 and supplies it to the anode of the power generation cell 3.
The second humidifier 5 humidifies the air supplied from the air pump P3 with the water supplied from the water pump P4 and supplies it to the cathode of the power generation cell 3.

発電セル３は、触媒微粒子を担持したアノードと、触媒微粒子を担持したカソードと、アノードとカソードとの間に介在されたフィルム状の固体高分子電解質膜とを備えている。発電セル３のアノードには、一酸化炭素除去器２４を通った改質ガスが第一の加湿器４で加湿されて供給され、発電セル３のカソードには、第二の加湿器５で加湿された空気が供給される。アノードにおいては、改質ガス中の水素が、電気化学反応式（４）に示すように、アノードの触媒微粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じてカソードに伝導し、電子はアノードにより電気エネルギー（発電電力）として取り出される。カソードにおいては、電気化学反応式（５）に示すように、カソードに移動した電子と、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンとが反応して水が生成される。そして、アノードで未反応の水素を含むアノードオフガス（副生成物）は熱供給用触媒燃焼器２３に送られ、熱供給用触媒燃焼器２３でさらに排出されたアノードオフガスは排ガス用燃焼器６に送られる。カソードで生成された水や未反応の空気を含むカソードオフガス（副生成物）は、排ガス用燃焼器６に供給されて、熱供給用触媒燃焼器２３から排出されたアノードオフガスと混合するようになっている。
Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻・・・（４）
２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ・・・（５） The power generation cell 3 includes an anode supporting catalyst fine particles, a cathode supporting catalyst fine particles, and a film-like solid polymer electrolyte membrane interposed between the anode and the cathode. The reformed gas that has passed through the carbon monoxide remover 24 is supplied to the anode of the power generation cell 3 by being humidified by the first humidifier 4. The cathode of the power generation cell 3 is humidified by the second humidifier 5. Supplied air is supplied. At the anode, as shown in the electrochemical reaction formula (4), hydrogen in the reformed gas is separated into hydrogen ions and electrons under the action of the catalyst fine particles of the anode. Hydrogen ions are conducted to the cathode through the solid polymer electrolyte membrane, and electrons are taken out as electric energy (generated power) by the anode. At the cathode, as shown in the electrochemical reaction equation (5), electrons moved to the cathode, oxygen in the air, and hydrogen ions that have passed through the solid polymer electrolyte membrane react to generate water. The anode offgas (by-product) containing unreacted hydrogen at the anode is sent to the heat supply catalytic combustor 23, and the anode offgas further discharged from the heat supply catalyst combustor 23 is sent to the exhaust gas combustor 6. Sent. Cathode off-gas (by-product) including water and unreacted air generated at the cathode is supplied to the exhaust gas combustor 6 and mixed with the anode off-gas discharged from the heat supply catalytic combustor 23. It has become.
H ₂ → 2H ⁺ + 2e ⁻ (4)
2H ⁺ + 1 / 2O ₂ + 2e ⁻ → H ₂ O (5)

排ガス用燃焼器６は、発電セル３のアノードで未反応の水素を含むアノードオフガスのうちの熱供給用燃焼器２３に供給された後の余剰分のアノードオフガスが供給され、酸化剤として発電セル３のカソードオフガスに含まれる未反応の酸素が供給されて、完全燃焼する。排ガス用燃焼器６後の排出物には、発電セル３のカソードで生成された水や、熱供給用燃焼器２３及び排ガス用燃焼器６での水素燃焼により発生した水、空気用ポンプＰ３で供給した空気に含まれる水が含まれる。この排出物に含まれる水は、排ガス用燃焼器６から排出されたときに水蒸気として排出される。そして、排出された水蒸気を含む排出物は、熱交換器７に供給される。 The exhaust gas combustor 6 is supplied with surplus anode off gas after being supplied to the heat supply combustor 23 of the anode off gas containing unreacted hydrogen at the anode of the power generation cell 3, and the power generation cell as an oxidant. The unreacted oxygen contained in the cathode offgas 3 is supplied and completely burned. Exhaust gas after the exhaust gas combustor 6 includes water generated at the cathode of the power generation cell 3, water generated by hydrogen combustion in the heat supply combustor 23 and the exhaust gas combustor 6, and air pump P3. Water contained in the supplied air is included. The water contained in this discharge is discharged as water vapor when discharged from the exhaust gas combustor 6. Then, the discharged matter including the discharged water vapor is supplied to the heat exchanger 7.

熱交換器７は、上述したように排ガス用燃焼器６から供給される排出物から、第一及び第二の加湿器４，５又は燃料容器１から供給される燃料に混合して再利用するための水を凝縮させて、凝縮させた水及び凝縮されなかった水蒸気を含む排出物を水回収器８に送る。 The heat exchanger 7 is reused after being mixed with the fuel supplied from the first and second humidifiers 4 and 5 or the fuel container 1 from the exhaust gas supplied from the exhaust gas combustor 6 as described above. The water for the purpose is condensed, and the discharged water containing the condensed water and uncondensed water vapor is sent to the water collector 8.

図２は、水平に載置した平常状態における水回収器８の概略構成を示した斜視図である。
水回収器８は、熱交換器７から送られた排出物のうち、液体である水を回収する回収空間８１を有する回収器本体８０と、回収器本体８０に設けられて熱交換器７から回収空間８１に排出物を導入する第一及び第二の導入口８２，８３と、各導入口８２，８３にそれぞれ連結された第一及び第二の導入バルブ（導入口開閉手段）Ｖ１，Ｖ２と、回収空間８１に回収された水を回収空間８１の外部に排出する第一〜第四の排出口８４〜８７と、各排出口８４〜８７にそれぞれ連結された第一〜第四の排出バルブ（排出口開閉手段）Ｖ１１〜Ｖ１４と、回収器本体８０に設けられて液体を透過しないで気体のみを透過する第一及び第二の気液分離膜（気体排出口）８８，８９と、を備えている。 FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the water recovery device 8 in a normal state placed horizontally.
The water recovery unit 8 includes a recovery unit main body 80 having a recovery space 81 for recovering water that is liquid out of the discharges sent from the heat exchanger 7, and the recovery unit main unit 80 is provided with the recovery unit main unit 80. First and second introduction ports 82 and 83 for introducing discharged substances into the recovery space 81, and first and second introduction valves (introduction port opening / closing means) V1 and V2 connected to the introduction ports 82 and 83, respectively. And the first to fourth discharge ports 84 to 87 for discharging the water recovered in the recovery space 81 to the outside of the recovery space 81, and the first to fourth discharges connected to the discharge ports 84 to 87, respectively. Valves (discharge port opening / closing means) V11 to V14, first and second gas-liquid separation membranes (gas discharge ports) 88, 89 provided in the collector main body 80 and transmitting only gas without transmitting liquid; It has.

回収器本体８０は、略直方体状をなした筐体であって、内部に回収空間８１を有する。回収器本体８０の側面のうち互いに対向する面８０a，８０bに二つの略長方形状の開口部（図示しない）が形成されている。一方の開口部は、一方の側面８０aのうちの長手方向中央部よりも左側に形成され、他方の開口部は、他方の側面８０bのうちの長手方向中央部よりも右側に形成され、これら各開口部に第一の気液分離膜８８及び第二の気液分離膜８９が貼り付けられている。
第一の気液分離膜８８と第二の気液分離膜８９とは、それぞれの貼り付けられた面８０a，８０bに対して垂直方向から見た場合（側面８０a側から見た場合）に少なくとも一部が重ならないように配置され、かつ、面８０a，８０bに対して平行方向から見た場合（上面側から見た場合）に回収器本体８０において対角関係となるように配置されている。ここで、回収器に含まれる水がこの回収器の容積の半分以下である場合には、回収器本体８０がいかなる状態に傾いた場合であっても、回収空間８１に回収された水によって第一及び第二の気液分離膜８８，８９の全面が覆われないように、第一及び第二の気液分離膜８８，８９の位置及び大きさが設定されている。 The recovery device main body 80 is a substantially rectangular parallelepiped housing and has a recovery space 81 inside. Two substantially rectangular openings (not shown) are formed on opposite surfaces 80a and 80b of the side surface of the collector main body 80. One opening is formed on the left side of the longitudinal center of one side 80a, and the other opening is formed on the right of the longitudinal center of the other side 80b. A first gas-liquid separation film 88 and a second gas-liquid separation film 89 are attached to the opening.
The first gas-liquid separation film 88 and the second gas-liquid separation film 89 are at least when viewed from the direction perpendicular to the attached surfaces 80a and 80b (when viewed from the side surface 80a). It arrange | positions so that a part may not overlap, and when it sees from the parallel direction with respect to the surfaces 80a and 80b (when it sees from an upper surface side), it arrange | positions so that it may become diagonal relationship in the collector main body 80. . Here, when the water contained in the collecting device is less than half of the volume of the collecting device, the water collected in the collecting space 81 is not affected by the water collected in the collecting space 81 regardless of the state of the collecting device main body 80. The positions and sizes of the first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89 are set so that the entire surfaces of the first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89 are not covered.

第一及び第二の気液分離膜８８，８９は、その膜の表面に接触される液体はその膜の厚み方向に透過させないが、その膜の表面に接触される気体はその膜の厚み方向へ透過させる。第一及び第二の気液分離膜８８，８９としては、疎水性多孔質膜が好適であり具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートやセルローストリアセテートなどのセルロース系樹脂、ポリエーテルスルホンやポリスルホンなどのポリスルホン系樹脂等からなるものが挙げられる。
そして、回収器本体８０の各側面のうち、第一の気液分離膜８８が形成されている面８０aには、第一の導入口８２及び第一の排出口８４が形成され、回収器本体８０の各側面のうち、第二の気液分離膜８９が形成されている面８０bには、第二の導入口８３及び第二の排出口８５が形成されている。 The first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89 do not allow the liquid in contact with the membrane surface to permeate in the thickness direction of the membrane, but the gas in contact with the membrane surface in the thickness direction of the membrane. To penetrate. As the first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89, hydrophobic porous membranes are preferable, and specifically, cellulose-based materials such as polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, cellulose acetate and cellulose triacetate. Examples thereof include resins and those made of polysulfone resins such as polyethersulfone and polysulfone.
The first inlet 82 and the first outlet 84 are formed on the surface 80a of the side surface of the collector main body 80 where the first gas-liquid separation film 88 is formed. Among the side surfaces of 80, a second introduction port 83 and a second discharge port 85 are formed on the surface 80b on which the second gas-liquid separation film 89 is formed.

第一の導入口８２は、図中左上側のコーナー部８０cに対して第一の気液分離膜８８よりも近傍に形成され、第一の排出口８４は、図中左下側のコーナー部８０dに対して第一の気液分離膜８８よりも近傍に形成されている。
第二の導入口８３は、図中右下側のコーナー部８０eに対して第二の気液分離膜８９よりも近傍に形成され、第二の排出口８５は、図中右上側のコーナー部８０fに対して第二の気液分離膜８９よりも近傍に形成されている。
そして、第一の導入口８２と第二の導入口８３とは、回収器本体８０において互いに対角関係の位置にあり、第一の排出口８４と第二の排出口８５も、回収器本体８０において互いに対角関係の位置にある。ここで、回収器に含まれる水がこの回収器の容積の半分以下である場合には、回収器本体８０がいかなる状態に傾いた場合であっても、回収空間８１に回収された水によって、少なくとも一方の導入口が回収器本体８０内の気体中に臨んで、水に浸されないように、第一及び第二の導入口８２，８３の位置が設定されている。
さらに、第一の気液分離膜８８が設けられた面８０aにおいて、第一の導入口８２と第一の排出口８４との間で、かつ、前記二つのコーナー部８０c，８０dと反対側の二つのコーナー部８０g，８０h側には、第三の排出口８６が形成されている。同様にして、第二の気液分離膜８９が設けられた面８０bにおいて、第二の導入口８３と第二の排出口８５との間で、かつ、前記二つのコーナー部８０e，８０fと反対側の二つのコーナー部８０i，８０j側には、第四の排出口８７が形成されている。
第一及び第二の導入口８２，８３には、熱交換器７と水回収器８とを繋ぐ第一及び第二の導入管８２１，８３１がそれぞれ接続されており、これら各導入管８２１，８３１には導入バルブＶ１，Ｖ２が設けられている。また、第一〜第四の排出口８４〜８７には、水回収器８の回収空間８１から外部に水を排出するための第一〜第四の排出管８４１，８５１，８６１，８７１がそれぞれ接続されており、これら各排出管８４１，８５１，８６１，８７１には排出バルブＶ１１〜Ｖ１４が設けられている。
なお、第一の導入管８２１と第二の導入管８３１とは、上流側で一本の導入本管８２２に繋がっており、その導入本管８２２の各導入管８２１，８３１への分岐部分にそれぞれの導入バルブＶ１，Ｖ２が設けられている。また、第一〜第四の排出管８４１，８５１，８６１，８７１は、下流側で一本の排出本管８４２に繋がっており、その排出本管８４２の各排出管８４１，８５１，８６１，８７１への分岐部分にそれぞれの排出バルブＶ１１〜Ｖ１４が設けられている。これら導入バルブＶ１，Ｖ２、排出バルブＶ１１〜Ｖ１４は、後述の制御部１２によってその開閉動作が制御されている。 The first inlet 82 is formed closer to the upper left corner portion 80c in the drawing than the first gas-liquid separation film 88, and the first outlet 84 is formed in the lower left corner portion 80d in the drawing. On the other hand, it is formed in the vicinity of the first gas-liquid separation film 88.
The second inlet 83 is formed closer to the lower right corner 80e in the figure than the second gas-liquid separation film 89, and the second outlet 85 is the upper right corner in the figure. It is formed closer to the second gas-liquid separation membrane 89 with respect to 80f.
And the 1st inlet 82 and the 2nd inlet 83 are in the mutually diagonal position in the recovery device main body 80, and the 1st discharge port 84 and the 2nd discharge port 85 are also the recovery device main bodies. At 80, the positions are diagonal to each other. Here, when the water contained in the collection device is less than half of the volume of the collection device, the water collected in the collection space 81 can be used regardless of the state of the collection device main body 80. The positions of the first and second introduction ports 82 and 83 are set so that at least one of the introduction ports faces the gas in the collector main body 80 and is not immersed in water.
Furthermore, on the surface 80a on which the first gas-liquid separation membrane 88 is provided, between the first inlet 82 and the first outlet 84 and on the opposite side to the two corner portions 80c and 80d. A third discharge port 86 is formed on the two corner portions 80g and 80h side. Similarly, on the surface 80b provided with the second gas-liquid separation membrane 89, between the second inlet 83 and the second outlet 85 and opposite to the two corners 80e, 80f. A fourth discharge port 87 is formed on the two corners 80i and 80j side.
The first and second introduction ports 82 and 83 are connected to first and second introduction pipes 821 and 831 that connect the heat exchanger 7 and the water recovery unit 8, respectively. 831 is provided with introduction valves V1 and V2. The first to fourth discharge ports 84 to 87 have first to fourth discharge pipes 841, 851, 861 and 871 for discharging water from the recovery space 81 of the water recovery device 8 to the outside. These exhaust pipes 841, 851, 861, and 871 are provided with exhaust valves V11 to V14.
The first introduction pipe 821 and the second introduction pipe 831 are connected to one introduction main pipe 822 on the upstream side, and the introduction main pipe 822 is branched to the introduction pipes 821 and 831. Respective introduction valves V1, V2 are provided. The first to fourth discharge pipes 841, 851, 861, 871 are connected to one discharge main pipe 842 on the downstream side, and the discharge pipes 841, 851, 861, 871 of the discharge main pipe 842 are connected. Each discharge valve V11-V14 is provided in the branching part. The opening and closing operations of the introduction valves V1 and V2 and the discharge valves V11 to V14 are controlled by the control unit 12 described later.

また、図１に示すように、水回収器８には、水回収器８が傾いた状態のときの傾きを検出する角度センサ（傾き検出手段）９が設けられている。角度センサ９は、梁に固定された小型の錘が変形した量を計測する加速度センサが好ましく、特に微細加工技術により微小サイズに構成できるピエゾ抵抗型が好ましい。 As shown in FIG. 1, the water recovery device 8 is provided with an angle sensor (tilt detection means) 9 that detects an inclination when the water recovery device 8 is tilted. The angle sensor 9 is preferably an acceleration sensor that measures the amount of deformation of a small weight fixed to the beam, and is particularly preferably a piezoresistive type that can be configured in a minute size by a fine processing technique.

制御部１２は、気化器２１、改質器２２、一酸化炭素除去器２４、熱供給用燃焼器２３、第一及び第二の加湿器４，５、発電セル３、排ガス用燃焼器６、水回収器８を運転するために必要な燃料用ポンプＰ６、水用ポンプＰ４〜Ｐ５、空気用ポンプＰ１〜Ｐ３、バルブ類（図示しない）、そして、ヒータ類、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０等を制御し、安定して電気エネルギーが供給されるような制御を行う。
また、制御部１２は、角度センサ９によって検出された水回収器８の傾きに基づいて、第一及び第二の導入管８２，８３の導入バルブＶ１，Ｖ２、第一〜第四の排出管８４〜８７の排出バルブＶ１１〜Ｖ１４の開閉を制御している。具体的には、角度センサ９によって検出した回収器本体８０の傾き状態に応じて、回収器本体８０の重力方向に対して上側にあり、回収器本体８０内の気体中に臨む導入バルブＶ１（又はＶ２）を開放し、重力方向に対して下側にあり、回収器本体８０内の液体中に臨む導入バルブＶ２（又はＶ１）を閉鎖するように制御する。その後、排出バルブＶ１１〜Ｖ１４のうち、回収器本体８０の重力方向に対して下側にあり、回収器本体８０内の液体中に臨む排出バルブを開放し、その他の排出バルブを閉鎖するように制御する。 The control unit 12 includes a vaporizer 21, a reformer 22, a carbon monoxide remover 24, a heat supply combustor 23, first and second humidifiers 4 and 5, a power generation cell 3, an exhaust gas combustor 6, Controls fuel pump P6, water pumps P4 to P5, air pumps P1 to P3, valves (not shown), heaters, DC / DC converter 10 and the like necessary for operating the water recovery unit 8 Then, control is performed so that electric energy is stably supplied.
Further, the controller 12 introduces the introduction valves V1 and V2 of the first and second introduction pipes 82 and 83, and the first to fourth discharge pipes based on the inclination of the water recovery unit 8 detected by the angle sensor 9. The opening and closing of the discharge valves V11 to V14 of 84 to 87 are controlled. Specifically, according to the inclination state of the collector main body 80 detected by the angle sensor 9, the introduction valve V 1 (upward with respect to the gravity direction of the collector main body 80 and facing the gas in the collector main body 80 ( Alternatively, V2) is opened, and the introduction valve V2 (or V1) that is below the direction of gravity and faces the liquid in the collector main body 80 is controlled to be closed. After that, among the discharge valves V11 to V14, the discharge valve located on the lower side with respect to the gravity direction of the collector main body 80 and facing the liquid in the collector main body 80 is opened, and the other discharge valves are closed. Control.

次に、発電システム１００の動作とともに、制御部１２が行う第一及び第二の導入管８２，８３の導入バルブＶ１，Ｖ２、第一〜第四の排出管８４〜８７の排出バルブＶ１１〜Ｖ１４の開閉動作について説明する。図３は、回収器本体８０のコーナー部８０dが下に頂点となるように傾いた状態の側面図であり、ここでは図３のように傾いた場合を例に挙げて説明する。
まず、外部電子機器１０２から通信用端子、通信用電極を介して制御部１２に作動信号が入力されることによって発電システム１００が作動する。これにより制御部１２が、空気用ポンプＰ１，Ｐ２を作動させるとともに、気化器２１、改質器２２、熱供給用燃焼器２３及び一酸化炭素除去器２４の各ヒータを発熱させて所定温度となるように温度制御する。
そして、制御部１２は、燃料用ポンプＰ６の作動及びバルブ（図示しない）の開閉動作を行い、これによって燃料及び水を気化器２１に供給する。気化器２１に供給された燃料及び水は加熱されて気化（蒸発）し、燃料ガス及び水蒸気の混合ガスとなって改質器２２に供給される。
改質器２２では、気化器２１から供給された混合ガス中のメタノールと水蒸気が触媒により反応して二酸化炭素及び水素が生成される（上記化学反応式（１）参照））。また、改質器２２では、化学反応式（１）についで逐次的に一酸化炭素が生成される（上記化学反応式（２）参照）。そして、改質器２２で生成された一酸化炭素、二酸化炭素及び水素等からなる混合気が一酸化炭素除去器２４に供給される。 Next, along with the operation of the power generation system 100, the control valve 12 performs the introduction valves V1, V2 of the first and second introduction pipes 82, 83, and the discharge valves V11-V14 of the first to fourth discharge pipes 84-87. The opening / closing operation will be described. FIG. 3 is a side view of the state in which the corner portion 80d of the collector main body 80 is inclined so as to be the apex, and here, a case where it is inclined as shown in FIG. 3 will be described as an example.
First, the power generation system 100 operates when an operation signal is input from the external electronic device 102 to the control unit 12 via a communication terminal and a communication electrode. As a result, the control unit 12 operates the air pumps P1 and P2, and causes the heaters of the carburetor 21, the reformer 22, the heat supply combustor 23, and the carbon monoxide remover 24 to generate heat to reach a predetermined temperature. Control the temperature so that
Then, the control unit 12 operates the fuel pump P6 and opens / closes a valve (not shown), thereby supplying fuel and water to the vaporizer 21. The fuel and water supplied to the vaporizer 21 are heated and vaporized (evaporated), and supplied to the reformer 22 as a mixed gas of fuel gas and water vapor.
In the reformer 22, methanol and water vapor in the mixed gas supplied from the vaporizer 21 react with each other by a catalyst to generate carbon dioxide and hydrogen (see the above chemical reaction formula (1)). In the reformer 22, carbon monoxide is sequentially generated following the chemical reaction formula (1) (see the chemical reaction formula (2)). Then, an air-fuel mixture composed of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and the like generated in the reformer 22 is supplied to the carbon monoxide remover 24.

一酸化炭素除去器２４では、改質器２２から供給された混合気中の一酸化炭素と水蒸気から二酸化炭素及び水素が生成され、また、混合気中の一酸化炭素と、空気用ポンプＰ１から供給された空気に含まれる酸素とが反応して二酸化炭素が生成され（上記化学反応式（３）参照）て、混合気中の一酸化炭素が除かれる。 In the carbon monoxide remover 24, carbon dioxide and hydrogen are produced from the carbon monoxide and water vapor in the gas mixture supplied from the reformer 22, and the carbon monoxide in the gas mixture and the air pump P1. Oxygen contained in the supplied air reacts to generate carbon dioxide (see the above chemical reaction formula (3)), and carbon monoxide in the air-fuel mixture is removed.

このように気化器２１、改質器２２及び一酸化炭素除去器２４を経て二酸化炭素と水素が生成される。生成された改質ガス（二酸化炭素及び水素等）は、第一の加湿器４により加湿され、発電セル３の燃料極に供給される。
発電セル３では、燃料極に供給された水素ガスと、第二の加湿器５により加湿された酸素極に供給された空気とを基に発電する。 Thus, carbon dioxide and hydrogen are generated through the vaporizer 21, the reformer 22, and the carbon monoxide remover 24. The generated reformed gas (carbon dioxide, hydrogen, etc.) is humidified by the first humidifier 4 and supplied to the fuel electrode of the power generation cell 3.
The power generation cell 3 generates power based on the hydrogen gas supplied to the fuel electrode and the air supplied to the oxygen electrode humidified by the second humidifier 5.

発電セル３から排出されたアノードオフガスの一部は熱供給用燃焼器２３に送られて反応に利用され、熱供給用燃焼器２３においてさらに排出された余剰のアノードオフガスは排ガス用燃焼器６に供給され、発電セル３から排ガス用燃焼器６に供給されたカソードオフガスと酸化反応に用いられる。また、排ガス用燃焼器６から排出された排出物が熱交換器７に送られて、熱交換器７において、反応装置２又は発電セル３で再利用する必要な水量のみを凝縮する。
そして、角度センサ９による検出結果に基づいて、水回収器８の重力方向に対して上側にあり、気体中に臨む第二の導入口８３の導入バルブＶ２を開放して、重力方向に対して下側にあり、液体中に臨む第一の導入口８２の導入バルブＶ１を閉鎖する。これによって開放された導入バルブＶ２の第二の導入口８２を介して、熱交換器７で凝縮された水及び排出ガスを含む排出物が回収空間８１内に導入される。そして、水回収器８の重力方向に対して下側にあり、液体中に臨む第一の排出口８４の排出バルブＶ１１を開放して、その他の第二〜第四の排出口８５〜８７の排出バルブＶ１２〜Ｖ１４を閉鎖する。これによって開放された排出バルブＶ１１の第一の排出口８４を介して回収空間８１外へと水が排出される。第一の排出口８４から排出された水は、改質器２２や発電セル３の第一及び第二の加湿器４，５に送られて再利用される。また、このとき、排出物中の排出ガスは、第一及び第二の気液分離膜８８，８９を透過して水回収器８の外部へと排出される。 Part of the anode off-gas discharged from the power generation cell 3 is sent to the heat supply combustor 23 and used for the reaction, and the surplus anode off-gas further discharged in the heat supply combustor 23 is sent to the exhaust gas combustor 6. The cathode offgas supplied from the power generation cell 3 to the exhaust gas combustor 6 is used for the oxidation reaction. In addition, the exhaust discharged from the exhaust gas combustor 6 is sent to the heat exchanger 7, and the heat exchanger 7 condenses only the amount of water necessary to be reused in the reactor 2 or the power generation cell 3.
And based on the detection result by the angle sensor 9, the introduction valve V2 of the second introduction port 83 which is on the upper side with respect to the gravity direction of the water recovery device 8 and faces the gas is opened, and the gravity direction is changed. The introduction valve V1 of the first introduction port 82 located on the lower side and facing the liquid is closed. Through the second inlet 82 of the introduction valve V 2 opened in this way, the discharged matter containing water and exhaust gas condensed in the heat exchanger 7 is introduced into the recovery space 81. And the discharge valve V11 of the 1st discharge port 84 which is on the lower side with respect to the gravity direction of the water recovery device 8 and faces the liquid is opened, and the other second to fourth discharge ports 85 to 87 are opened. The discharge valves V12 to V14 are closed. Thus, water is discharged out of the collection space 81 via the first discharge port 84 of the discharge valve V11 opened thereby. The water discharged from the first discharge port 84 is sent to the reformer 22 and the first and second humidifiers 4 and 5 of the power generation cell 3 and reused. At this time, the exhaust gas in the discharge passes through the first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89 and is discharged to the outside of the water recovery unit 8.

図４は、回収器本体８０のコーナー部８０iが下に頂点となるように傾いた状態の平面図であり、図４に示すように傾いた場合の動作について説明する。
この場合には、角度センサ９による検出結果に基づいて、水回収器８の重力方向に対して上側にあり、気体中に臨む第二の導入口８３の導入バルブＶ２を開放して、重力方向に対して下側にあり、液体中に臨む第一の導入口８２の導入バルブＶ１を閉鎖する。これによって開放された導入バルブＶ２の第二の導入口８２を介して、熱交換器７で凝縮された水及び排出ガスを含む排出物が回収空間８１内に導入される。そして、水回収器８の重力方向に対して下側にあり、液体中に臨む第四の排出口８７の排出バルブＶ１４を開放して、その他の第一、第二、第三の排出口８３，８４，８５の排出バルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３を閉鎖する。これによって開放された排出バルブＶ１４の第四の排出口８７を介して回収空間８１外へと水が排出される。第四の排出口８７から排出された水は、上述と同様に改質器２２や発電セル３の第一及び第二の加湿器４，５に送られて再利用され、排出物中の排出ガスは、第一及び第二の気液分離膜８８，８９を透過して水回収器８の外部へと排出される。 FIG. 4 is a plan view of a state in which the corner portion 80i of the collector main body 80 is inclined so as to be the apex, and the operation when it is inclined as shown in FIG. 4 will be described.
In this case, based on the detection result by the angle sensor 9, the inlet valve V2 of the second inlet 83 that is above the gravity direction of the water recovery device 8 and faces the gas is opened, and the gravity direction And the introduction valve V1 of the first introduction port 82 facing the liquid is closed. Through the second inlet 82 of the introduction valve V 2 opened in this way, the discharged matter containing water and exhaust gas condensed in the heat exchanger 7 is introduced into the recovery space 81. And the discharge valve V14 of the 4th discharge port 87 which exists below the direction of gravity of the water recovery device 8 and faces the liquid is opened, and the other first, second and third discharge ports 83 are opened. , 84, 85, the discharge valves V11, V12, V13 are closed. Thus, water is discharged out of the collection space 81 via the fourth discharge port 87 of the discharge valve V14 opened thereby. The water discharged from the fourth discharge port 87 is sent to the reformer 22 and the first and second humidifiers 4 and 5 of the power generation cell 3 and reused in the same manner as described above, and discharged in the discharged matter. The gas passes through the first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89 and is discharged to the outside of the water recovery unit 8.

以上のような発電システム１００は、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機、遊技機、家庭用電気機器、その他の電子機器１０２に用いられる。電子機器１０２は電子機器本体１０１及び燃料電池システム１００を備え、燃料電池システム１００において生成された電力が供給されることにより動作する。この場合、反応装置２は電子機器本体１０１に搭載されており、燃料容器１は電子機器本体１０１を介して反応装置２に装着された場合、燃料容器１から気化器２１に混合液が供給されるようになっている。そして、発電セル３により生成された電気エネルギーは電子機器本体１０１を駆動するために用いられる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０は発電セル３により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器本体１０１に供給する機能の他に、発電セル３により生成された電気エネルギーを２次電池１１に充電し、発電セル３側が運転されていない時に、電子機器本体１０１に２次電池１１側から電気エネルギーを供給する機能も果たせるようになっている。 The power generation system 100 as described above is used for a mobile phone, a personal computer, a PDA, an electronic notebook, a wristwatch, a digital still camera, a digital video camera, a game machine, a game machine, a household electric device, and other electronic devices 102. The electronic device 102 includes an electronic device main body 101 and a fuel cell system 100, and operates when supplied with electric power generated in the fuel cell system 100. In this case, when the reaction device 2 is mounted on the electronic device main body 101 and the fuel container 1 is attached to the reaction device 2 via the electronic device main body 101, the mixed liquid is supplied from the fuel container 1 to the vaporizer 21. It has become so. The electric energy generated by the power generation cell 3 is used to drive the electronic device main body 101. The DC / DC converter 10 converts the electric energy generated by the power generation cell 3 into an appropriate voltage and then supplies the electric energy generated by the power generation cell 3 to the secondary voltage in addition to the function of supplying the electric energy to the electronic device main body 101. When the battery 11 is charged and the power generation cell 3 side is not operated, a function of supplying electric energy from the secondary battery 11 side to the electronic device main body 101 can also be performed.

以上のように、水回収器８は、回収器本体８０と、回収器本体８０の互いに対向する対向面８０a，８０bにそれぞれ設けられて熱交換器７から送られた排出物のうち気体と液体とを分離する第一及び第二の気液分離膜８８，８９と、を備え、一方の対向面８０aに対して垂直方向から見た際に、第一及び第二の気液分離膜８８，８９は少なくとも一部が互いに重ならないように配置され、また、第一の気液分離膜８８と第二の気液分離膜８９とは、両対向面８０a，８０bに対して平行方向から見た際に、回収器本体８０における対角関係となる位置に配置されているので、回収器本体８０がどのような向きに傾いた場合であっても、回収した水によって第一及び第二の気液分離膜８８，８９の膜面が全て覆われることがなく、排出物中の排出ガスの排出経路を確実に確保することができる。
回収器本体８０に、排出物を導入する第一及び第二の導入口８２，８３が設けられ、回収器に含まれる水がこの回収器の容積の半分以下である場合には、回収器本体８０がどのように傾いた場合でも、少なくとも一つの導入口が回収器本体８０内の気体中に臨むように配置されており、少なくとも一つの導入口が排出物を、液体である水中に導入しないようになっている。すなわち、回収器本体８０の傾きを検出する角度センサ９を備え、角度センサ９で検出した回収器本体８０の傾きに応じて、第一又は第二の導入口８２，８３のうち重力方向に対して上側にあり、気体中に臨む導入口から排出物を導入するように導入バルブＶ１，Ｖ２の開閉を制御するため、水中に排出物が導入されることがなく、水がバブリングすることもない。その結果、第一又は第二の気液分離膜８８，８９から水が漏れることを防止できる。また、騒がしいバブリングの発生音も防止できる。
回収器本体８０に、回収された水を排出する第一〜第四の排出口８４〜８７が設けられ、角度センサ９で検出した回収器本体８０の傾きに応じて、第一〜第四の排出口８４〜８７のうち重力方向に対して下側にあり、液体中に臨む排出口から水を排出するように排出バルブＶ１１〜Ｖ１４の開閉を制御するため、確実に水を排出することができ、さらには回収した水を再利用することができる。
なお、本実施の形態では、回収器に含まれる水がこの回収器の容積の半分以下である場合に、回収器本体８０の傾きにかかわらず、第一及び第二の気液分離膜８８，８９の全面及び第一及び第二の導入口８２，８３が、回収空間８１に回収された水によって覆われないように設置されているとしたが、回収器に含まれる水がこの回収器の容積の半分以上であっても、気液分離膜及び導入口の個数や設置位置を適宜変更することにより、気液分離膜及び導入口のうちそれぞれ少なくとも一つが、回収空間に回収された水によって覆われないように設置することができる。従って、重力方向に対する傾きが変化したときに、回収器に導入される気体の導入口が水に浸されないようにすることができる。 As described above, the water recovery unit 8 is provided with the recovery unit main body 80 and the opposing surfaces 80a and 80b of the recovery unit main unit 80 facing each other. And first and second gas-liquid separation membranes 88, 89, and when viewed from a direction perpendicular to one of the opposing surfaces 80a, the first and second gas-liquid separation membranes 88, 89 are provided. 89 is arranged so that at least a part thereof does not overlap with each other, and the first gas-liquid separation film 88 and the second gas-liquid separation film 89 are viewed from the parallel direction with respect to both opposing surfaces 80a and 80b. At this time, since the collector body 80 is disposed at a diagonal position, the first and second air are collected by the collected water regardless of the direction in which the collector body 80 is inclined. The membrane surfaces of the liquid separation membranes 88 and 89 are not completely covered, and the exhaust gas in the discharge is not covered. Discharge path can be reliably ensured.
When the collector main body 80 is provided with first and second inlets 82 and 83 for introducing the discharge, and the water contained in the collector is less than half of the volume of the collector, the collector main body Regardless of the inclination of 80, at least one inlet is disposed so as to face the gas in the collector body 80, and at least one inlet does not introduce the discharge into the liquid water. It is like that. In other words, an angle sensor 9 that detects the inclination of the collector main body 80 is provided, and the first or second inlet 82 or 83 has a direction of gravity relative to the direction of gravity according to the inclination of the collector main body 80 detected by the angle sensor 9. In order to control the opening and closing of the introduction valves V1 and V2 so as to introduce the effluent from the introduction port facing the gas, the effluent is not introduced into the water and the water does not bubble. . As a result, it is possible to prevent water from leaking from the first or second gas-liquid separation membranes 88 and 89. Also, noisy bubbling noise can be prevented.
The collector main body 80 is provided with first to fourth outlets 84 to 87 for discharging the recovered water, and the first to fourth outlets 84 to 87 are provided according to the inclination of the collector main body 80 detected by the angle sensor 9. In order to control the opening and closing of the discharge valves V11 to V14 so that water is discharged from the discharge ports 84 to 87 that are located below the gravity direction and face the liquid, the water can be discharged reliably. In addition, the recovered water can be reused.
In the present embodiment, when the water contained in the collector is less than half of the volume of the collector, the first and second gas-liquid separation membranes 88, regardless of the inclination of the collector main body 80, It is assumed that the entire surface 89 and the first and second inlets 82 and 83 are installed so as not to be covered with the water recovered in the recovery space 81, but the water contained in the recovery device Even if the volume is more than half of the volume, at least one of the gas-liquid separation membrane and the introduction port is made of water collected in the collection space by appropriately changing the number of gas-liquid separation membranes and the introduction port and the installation position. It can be installed so that it is not covered. Therefore, when the inclination with respect to the direction of gravity changes, the inlet of the gas introduced into the recovery device can be prevented from being immersed in water.

[第二の実施の形態]
図５は、図３と同様に回収器本体８０Ａのコーナー部８０dが下に頂点となるように傾いた状態の水回収器８Ａの側面図である。
第二の実施の形態における水回収器８Ａは、第一の実施の形態の水回収器８における第一及び第二の導入口８２，８３の代わりに、回収器本体８０Ａの下面から回収空間８１Ａに向けて導入管８００が挿入されている。すなわち、導入管８００の先端部分である開口部８０１が回収器本体８０Ａの重心位置となるように、回収器本体８０Ａの下面に形成された挿入穴８０２に挿入されて回収空間８１内に導入管８００が配置されている。導入管８００の長さは、開口部８０１が、回収器に含まれる水がこの回収器の容積の半分以下である場合には、回収した回収水に達しないように設定されている。このように開口部８０１が回収器本体８０Ａ内の気体中に臨んでおり、水没しないことから、水中に排出物が導入されることがなく、水がバブリングすることもない。その結果、第一又は第二の気液分離膜８８，８９から水が漏れることを防止できる。また、騒がしいバブリングの発生音も防止できる。しかも、導入経路を切り替えるために、第一の実施の形態のような導入バルブＶ１，Ｖ２等を設ける必要がなくなる。
なお、図５において、第一及び第二の気液分離膜８８，８９、第一及び第二の導入口８２，８３、第一〜第四の排出口８４〜８７、導入バルブＶ１，Ｖ２、排出バルブＶ１１〜Ｖ１４等は、第一の実施の形態と同様の構成であるので、同様の数字を付してその説明を省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 5 is a side view of the water recovery device 8A in a state in which the corner portion 80d of the recovery device main body 80A is tilted downward so as to be the top as in FIG.
The water recovery device 8A in the second embodiment is a recovery space 81A from the lower surface of the recovery device main body 80A, instead of the first and second inlets 82 and 83 in the water recovery device 8 of the first embodiment. An introduction tube 800 is inserted toward the end. That is, the introduction pipe 800 is inserted into the collection space 81 by being inserted into the insertion hole 802 formed in the lower surface of the collection device main body 80A so that the opening 801 which is the tip portion of the introduction pipe 800 is located at the center of gravity of the collection device main body 80A. 800 is arranged. The length of the introduction pipe 800 is set so that the opening 801 does not reach the recovered water when the water contained in the recovery device is less than half of the volume of the recovery device. As described above, the opening 801 faces the gas in the collector main body 80A and does not submerge, so that no discharge is introduced into the water and water does not bubble. As a result, it is possible to prevent water from leaking from the first or second gas-liquid separation membranes 88 and 89. Also, noisy bubbling noise can be prevented. Moreover, in order to switch the introduction route, it is not necessary to provide the introduction valves V1, V2, etc. as in the first embodiment.
In FIG. 5, first and second gas-liquid separation membranes 88 and 89, first and second inlets 82 and 83, first to fourth outlets 84 to 87, inlet valves V1 and V2, Since the discharge valves V11 to V14 and the like have the same configuration as in the first embodiment, the same numerals are given and the description thereof is omitted.

また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記角度センサ９としてピエゾ抵抗型のものを用いたが、静電容量や熱検知型、ジャイロセンサを用いても良い。
また、上記第一の実施の形態では、第一の導入口８２は第一の気液分離膜８８が設けられた面８０aに形成し、第二の導入口８３は第二の気液分離膜８９が設けられた面８０bに形成するとしたが、これに限らず、上記二つの面８０a，８０bに挟まれる各対向面８０k，８０mにそれぞれ形成しても構わない。
さらに、上記第一及び第二の実施の形態では、第一〜第四の排出口８４〜８７を設けたが、これら第一〜第四の排出口８４〜８７を設けずに、燃料容器１の一部に水回収器８，８Ａを構成しても良い。このように燃料容器１の一部に水回収器８，８Ａを構成することで、燃料容器１の着脱によって水回収器８，８Ａに回収された水を排水することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.
For example, although the piezoresistive type is used as the angle sensor 9, a capacitance, a heat detection type, or a gyro sensor may be used.
In the first embodiment, the first inlet 82 is formed on the surface 80a provided with the first gas-liquid separation membrane 88, and the second inlet 83 is the second gas-liquid separation membrane. Although it is formed on the surface 80b provided with 89, it is not limited to this, and it may be formed on each of the opposing surfaces 80k and 80m sandwiched between the two surfaces 80a and 80b.
Further, in the first and second embodiments, the first to fourth discharge ports 84 to 87 are provided, but the fuel container 1 is not provided without providing the first to fourth discharge ports 84 to 87. You may comprise the water recovery devices 8 and 8A in a part. By configuring the water recovery units 8 and 8A in a part of the fuel container 1 in this way, the water recovered in the water recovery units 8 and 8A by attaching and detaching the fuel container 1 can be drained.

発電システム１００の概略構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power generation system 100. FIG. 水平に載置した状態の水回収器８の概略構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed schematic structure of the water collection | recovery device 8 of the state mounted horizontally. 回収器本体８０のコーナー部８０dが下に頂点となるように傾いた状態の側面図である。It is a side view of the state which inclined so that the corner part 80d of the collection device main body 80 might become the top. 回収器本体８０のコーナー部８０iが下に頂点となるように傾いた状態の平面図である。It is a top view of the state which inclined so that the corner part 80i of the collection device main body 80 might become the top. 回収器本体８０Ａのコーナー部８０dが下に頂点となるように傾いた状態の側面図である。It is a side view of the state which inclined so that the corner part 80d of the collection | recovery body 80A might become the top.

Explanation of symbols

１燃料容器
３発電セル（発電部）
８水回収器（回収装置）
９角度センサ（傾き検出手段）
１２制御部
８０回収器本体
８０a，８０b 対向面
８２第一の導入口
８３第二の導入口
８４第一の排出口
８５第二の排出口
８６第三の排出口
８７第四の排出口
８８第一の気液分離膜
８９第二の気液分離膜
１００発電システム
１０１電子機器本体
１０２電子機器
Ｖ１，Ｖ２導入バルブ（導入口開閉手段）
Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４排出バルブ（排出口開閉手段） 1 Fuel container 3 Power generation cell (power generation section)
8 Water recovery device (recovery device)
9 Angle sensor (tilt detection means)
12 Control part 80 Collector main body 80a, 80b Opposite surface 82 1st introduction port 83 2nd introduction port 84 1st discharge port 85 2nd discharge port 86 3rd discharge port 87 4th discharge port 88 1st One gas-liquid separation membrane 89 Second gas-liquid separation membrane 100 Power generation system 101 Electronic device main body 102 Electronic devices V1, V2 Introducing valve (introducing port opening / closing means)
V11, V12, V13, V14 Discharge valve (Discharge port opening / closing means)

Claims

A collector body that collects liquid as gas is introduced;
An inlet through which the liquid flows and is collected in the collector body,
The collection device characterized in that the introduction port is not covered with the liquid in the collection device.

The recovery device according to claim 1, wherein a plurality of the inlets are provided and at least one of the plurality of inlets is not covered with the liquid.

The collector main body includes a gas-liquid separation membrane that allows gas to pass without passing liquid,
The recovery apparatus according to claim 1, wherein the gas is discharged from the gas-liquid separation membrane.

The recovery device according to claim 3, wherein the gas-liquid separation membrane is not entirely covered with the liquid in the recovery device.

4. The recovery apparatus according to claim 3, wherein a plurality of the gas-liquid separation membranes are provided, and at least one of the plurality of gas-liquid separation membranes is not covered with the liquid in the recovery unit.

An inlet opening / closing means provided on the upstream side of the inlet for supplying the liquid to the inlet or stopping the supply of the liquid;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the collector body;
A control unit that controls opening and closing of the inlet opening / closing means so as to introduce the liquid from the inlet according to the inclination detected by the inclination detecting means;
The recovery device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:

An inlet opening / closing means that is provided on the upstream side of the plurality of inlets and supplies the liquid to the inlets or stops the supply of the liquid;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the collector body;
Opening and closing of the plurality of inlet opening / closing means so as to introduce the liquid from the inlet located above the gravity direction of the collector main body among the plurality of inlets according to the inclination detected by the inclination detecting means. A control unit for controlling
The recovery device according to any one of claims 2 to 5, comprising:

6. The apparatus according to claim 1, further comprising a discharge port that discharges the liquid separated by the gas-liquid separation membrane from the gas and liquid provided in the collector main body and supplied to the collector main body. The collection device according to any one of the above.

A plurality of the outlets are provided,
A discharge port opening / closing means provided on the downstream side of the plurality of discharge ports to discharge the liquid from the plurality of discharge ports or stop the discharge of the liquid;
An inclination detecting means for detecting the inclination of the collector body;
The plurality of outlet opening / closing means for discharging the liquid from the outlet located below the gravity direction of the collector main body among the plurality of outlets according to the inclination detected by the inclination detecting means. A control unit for controlling opening and closing;
The recovery apparatus according to claim 8, comprising:

The said gas and liquid are by-products produced | generated by the electric power generation part which generate | occur | produces by supplying fuel, The collection | recovery apparatus as described in any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned.

A fuel container for storing fuel;
A power generation unit that is detachably attached to the fuel container and generates power when fuel is supplied from the fuel container;
A power generation system comprising: the recovery device according to claim 1.

The power generation system according to claim 11, wherein the recovery device is provided in a part of the fuel container.

An electronic device comprising: the power generation system according to claim 12; and an electronic device main body to which electric power generated in the power generation system is supplied.