JP2009082810A - Insulating device and fuel cell system, and cooling method for insulated container - Google Patents

Insulating device and fuel cell system, and cooling method for insulated container Download PDF

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Tetsushi Ishikawa
哲史 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a time in an overheat state when an insulated container is overheated. <P>SOLUTION: A fuel cell system 50 comprises a reformer 71 reforming fuel into hydrogen, a catalytic combustor 73 heating the reformer 71, a fuel cell 59 generating electric power by the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen generated in the reformer 71, the insulated container 3 accommodating the reformer 71 and the catalytic combustor 73, a second container 4 coming into contact with the insulated container 3, a water feeder 7 supplying water to the second container 4, a temperature sensor 11 detecting the temperature of the insulated container 3, and a control circuit 12 letting the water feeder 7 supply water when the temperature detected by the temperature sensor 11 becomes equal to or more than a predetermined threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、断熱装置及び燃料電池システム並びに断熱容器の冷却方法に関し、特に燃料電池の周辺機器として用いられる断熱装置、燃料電池を用いた燃料電池システム、それらに用いられる断熱容器を冷却する冷却方法に関する。   The present invention relates to a heat insulating device, a fuel cell system, and a cooling method for a heat insulating container, and in particular, a heat insulating device used as a peripheral device of a fuel cell, a fuel cell system using the fuel cell, and a cooling method for cooling the heat insulating container used for them. About.

近年、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として燃料電池が注目されるようになり、燃料電池自動車や電化住宅などへの実用化が進められてきている。また、携帯電話機やノート型パソコンといった携帯型電子機器においても、燃料電池を電源として用いる研究・開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, fuel cells have attracted attention as clean power sources with high energy conversion efficiency, and are being put to practical use in fuel cell vehicles and electrified houses. In addition, research and development using a fuel cell as a power source is also underway in portable electronic devices such as mobile phones and laptop computers (see, for example, Patent Document 1).

燃料電池は水素と酸素の電気化学反応により発電する装置である。燃料電池に供給する水素はメタノールといった燃料から生成されるので、燃料と水から水素を生成する改質器等が燃料電池に接続されている。改質器において燃料が効率よく水素に改質するために、改質器を電気ヒータや燃焼器で加熱することが行われており、その熱源とともに改質器が断熱容器に収容されている(例えば、特許文献2参照)。改質器等が断熱容器に収容されることで、熱エネルギーの利用効率が高まる。
特開2005−103399号公報 特開2004−319467号公報
A fuel cell is a device that generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Since hydrogen supplied to the fuel cell is generated from fuel such as methanol, a reformer or the like that generates hydrogen from fuel and water is connected to the fuel cell. In order to efficiently reform the fuel into hydrogen in the reformer, the reformer is heated with an electric heater or a combustor, and the reformer is housed in a heat insulating container together with its heat source ( For example, see Patent Document 2). The utilization efficiency of thermal energy is increased by accommodating the reformer or the like in the heat insulating container.
JP 2005-103399 A JP 2004-319467 A

ところで、何らかの原因により断熱容器が過熱する虞がある。
そこで、本発明は、断熱容器の過熱したものとしても、そのような過熱状態の時間を短縮できるようにすることを課題とする。
By the way, there exists a possibility that a heat insulation container may be overheated for some reason.
Therefore, an object of the present invention is to make it possible to shorten the time of such an overheated state even if the heat insulating container is overheated.

以上の課題を解決するために、請求項1に係る発明によれば、
発熱する熱源を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置された第2容器と、
前記第2容器に収容され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、
前記第2容器に水を供給する水供給器と、
前記断熱容器の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出温度が所定閾値以上となった場合に、前記水供給器に水供給を行わせる制御部と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする断熱装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to the invention according to claim 1,
An insulated container containing a heat source that generates heat;
A second container arranged to be able to conduct heat from the heat insulating container;
An endothermic agent contained in the second container and reacting with water to absorb heat;
A water supply for supplying water to the second container;
A temperature detector for detecting the temperature of the insulated container;
A control unit that causes the water supply unit to supply water when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold; and
A heat insulating device is provided that conducts heat from the heat insulating container to the second container when the heat absorbing agent absorbs heat.

請求項2に係る発明によれば、
前記吸熱剤は、熱溶融又は熱昇華するカプセルに封入されていることを特徴とする請求項1に記載の断熱装置が提供される。
According to the invention of claim 2,
The heat-insulating device according to claim 1, wherein the endothermic agent is enclosed in a capsule that is thermally melted or thermally sublimated.

請求項3に係る発明によれば、
発熱する熱源を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置され、水を収容する第2容器と、
前記第2容器に収容され、熱溶融又は熱昇華するカプセルと、
前記カプセルに封入され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする断熱装置が提供される。
According to the invention of claim 3,
An insulated container containing a heat source that generates heat;
A second container that is disposed so as to be capable of conducting heat from the heat insulating container and that contains water;
A capsule contained in the second container and thermally melted or sublimated;
An endothermic agent encapsulated in the capsule and reacts with water to absorb heat; and
A heat insulating device is provided that conducts heat from the heat insulating container to the second container when the heat absorbing agent absorbs heat.

請求項4に係る発明によれば、
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の断熱装置が提供される。
According to the invention of claim 4,
The said heat insulation container and a said 2nd container contact | abut, The heat insulation apparatus as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.

請求項5に係る発明によれば、
燃料を水素に改質する改質器と、
熱を発して前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器で生成された水素と酸素の電気化学反応により発電し、水を生成する燃料電池と、
前記改質器及び前記加熱器を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置された第2容器と、
前記第2容器に収容され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、
前記第2容器に水を供給する水供給器と、
前記断熱容器の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出温度が所定閾値以上となった場合に、前記水供給器に水供給を行わせる制御部と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 5,
A reformer that reforms the fuel into hydrogen;
A heater that emits heat to heat the reformer;
A fuel cell that generates water by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen generated in the reformer and generates water;
An insulated container containing the reformer and the heater;
A second container arranged to be able to conduct heat from the heat insulating container;
An endothermic agent contained in the second container and reacting with water to absorb heat;
A water supply for supplying water to the second container;
A temperature detector for detecting the temperature of the insulated container;
A control unit that causes the water supply unit to supply water when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold; and
A fuel cell system is provided that conducts heat from the heat insulating container to the second container when the heat absorbing agent absorbs heat.

請求項6に係る発明によれば、
前記吸熱剤は、熱溶融又は熱昇華するカプセルに封入されていることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 6,
6. The fuel cell system according to claim 5, wherein the endothermic agent is enclosed in a capsule that is thermally melted or thermally sublimated.

請求項7に係る発明によれば、
水を収容する水容器を更に備え、
前記水供給器が前記水容器内の水を前記第2容器に供給することを特徴とする請求項5又は6に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 7,
A water container for storing water;
The fuel cell system according to claim 5 or 6, wherein the water supply device supplies water in the water container to the second container.

請求項8に係る発明によれば、
前記燃料電池のオフガスに含まれる水が前記水容器に収容されることを特徴とする請求項7に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 8,
8. The fuel cell system according to claim 7, wherein water contained in the off-gas of the fuel cell is accommodated in the water container.

請求項9に係る発明によれば、
前記加熱器が、前記燃料電池のオフガスを燃焼させる燃焼器であり、
前記燃焼器から送出されたガスに含まれる水が前記水容器に収容されることを特徴とする請求項7又は8に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 9,
The heater is a combustor that burns off-gas of the fuel cell;
The fuel cell system according to claim 7 or 8, wherein water contained in the gas delivered from the combustor is stored in the water container.

請求項10に係る発明によれば、
前記燃料電池のオフガスに含まれる水が前記第2容器に送られることを特徴とする請求項7〜9の何れか一項に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 10,
The fuel cell system according to any one of claims 7 to 9, wherein water contained in the off gas of the fuel cell is sent to the second container.

請求項11に係る発明によれば、
前記加熱器が、前記燃料電池のオフガスを燃焼させる燃焼器であり、
前記燃焼器から送出されたガスに含まれる水が前記第2容器に送られることを特徴とする請求項7、8又は10に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 11,
The heater is a combustor that burns off-gas of the fuel cell;
11. The fuel cell system according to claim 7, wherein water contained in the gas sent from the combustor is sent to the second container.

請求項12に係る発明によれば、
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項5〜11のいずれか一項に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 12,
The fuel cell system according to any one of claims 5 to 11, wherein the heat insulating container and the second container are in contact with each other.

請求項13に係る発明によれば、
燃料を水素に改質する改質器と、
熱を発して前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器で生成された水素と酸素の電気化学反応により発電し、水を生成する燃料電池と、
前記改質器及び前記加熱器を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置され、水を収容する第2容器と、
前記第2容器に収容され、熱溶融又は熱昇華するカプセルと、
前記カプセルに封入され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 13,
A reformer that reforms the fuel into hydrogen;
A heater that emits heat to heat the reformer;
A fuel cell that generates water by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen generated in the reformer and generates water;
An insulated container containing the reformer and the heater;
A second container that is disposed so as to be capable of conducting heat from the heat insulating container and that contains water;
A capsule contained in the second container and thermally melted or sublimated;
An endothermic agent encapsulated in the capsule and reacts with water to absorb heat; and
A fuel cell system is provided that conducts heat from the heat insulating container to the second container when the heat absorbing agent absorbs heat.

請求項14に係る発明によれば、
前記加熱器が、前記燃料電池のオフガスを燃焼させる燃焼器であり、
前記第2容器に供給される水が、前記オフガスに含まれるか又は前記オフガスの燃焼により生成されたものであることを特徴とする請求項13に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 14,
The heater is a combustor that burns off-gas of the fuel cell;
14. The fuel cell system according to claim 13, wherein water supplied to the second container is contained in the off gas or generated by combustion of the off gas.

請求項15に係る発明によれば、
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項13又は14に記載の燃料電池システムが提供される。
According to the invention of claim 15,
The fuel cell system according to claim 13 or 14, wherein the heat insulating container and the second container are in contact with each other.

請求項16に係る発明によれば、
発熱する熱源を収容した断熱容器が過熱したら、前記断熱容器から熱伝導可能に配置された第2容器内で吸熱剤と水の吸熱反応を起こして、前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする断熱容器の冷却方法が提供される。
According to the invention of claim 16,
When the heat insulating container containing the heat source that generates heat is overheated, an endothermic reaction between the heat absorbing agent and water is caused in the second container arranged to be able to conduct heat from the heat insulating container, and heat is transferred from the heat insulating container to the second container. There is provided a method for cooling a heat insulating container.

請求項17に係る発明によれば、
前記断熱容器が過熱したら、前記第2容器内に水を供給して、その水と前記吸熱剤の吸熱反応を起こすことを特徴とする請求項16に記載の断熱容器の冷却方法が提供される。
According to the invention of claim 17,
The method for cooling a heat insulation container according to claim 16, wherein when the heat insulation container overheats, water is supplied into the second container to cause an endothermic reaction between the water and the endothermic agent. .

請求項18に係る発明によれば、
前記断熱容器が過熱したら、前記吸熱剤が封入されているとともに熱溶融又は熱昇華するカプセルをその熱により溶融又は昇華させて、前記吸熱剤と水の吸熱反応を起こすことを特徴とする請求項16又は17に記載の断熱容器の冷却方法が提供される。
According to the invention of claim 18,
When the heat insulating container is overheated, the endothermic agent is enclosed and the capsule that is thermally melted or sublimated is melted or sublimated by the heat to cause an endothermic reaction of the endothermic agent and water. The cooling method of the heat insulation container of 16 or 17 is provided.

請求項19に係る発明によれば、
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項16〜18のいずれか一項に記載の断熱容器の冷却方法が提供される。
According to the invention of claim 19,
The method for cooling a heat insulation container according to any one of claims 16 to 18, wherein the heat insulation container and the second container are in contact with each other.

本発明によれば、断熱容器が過熱して、その温度が所定温度以上になると、水が第2容器に供給される。そうすると、第2容器内に収容された吸熱剤が水と反応して吸熱し、断熱容器から第2容器に熱伝導することによって、第2容器に接した断熱容器が冷却される。そのため、断熱容器が過熱した状態の時間を必要最小限に抑えることができる。   According to the present invention, when the heat insulating container is overheated and its temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature, water is supplied to the second container. Then, the heat absorbing agent accommodated in the second container reacts with water and absorbs heat, and heat conduction from the heat insulating container to the second container causes the heat insulating container in contact with the second container to be cooled. Therefore, the time for which the heat insulating container is overheated can be minimized.

また、本発明によれば、断熱容器が過熱して、その温度が所定温度以上になると、第2容器内のカプセルが溶融する。カプセルに封入された吸熱剤が第2容器内の水と反応して吸熱し、断熱容器から第2容器に熱伝導することによって、第2容器に接した断熱容器が冷却される。そのため、断熱容器が過熱した状態の時間を必要最小限に抑えることができる。   Further, according to the present invention, when the heat insulating container is overheated and its temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the capsule in the second container is melted. The heat absorbing agent enclosed in the capsule reacts with the water in the second container to absorb heat and conducts heat from the heat insulating container to the second container, whereby the heat insulating container in contact with the second container is cooled. Therefore, the time for which the heat insulating container is overheated can be minimized.

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、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。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described 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.

<第1の実施の形態>
図1は、断熱装置1をマイクロリアクタ2とともに示した概略断面図である。図2は、この断熱装置1及びマイクロリアクタ2を用いた燃料電池システム50の構成を示したブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the heat insulating device 1 together with the microreactor 2. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system 50 using the heat insulating device 1 and the microreactor 2.

断熱装置1は、マイクロリアクタ2を収容した断熱容器3と、断熱容器3に接した第2容器4と、第2容器4内に収容された吸熱剤5と、水を貯留する水容器6と、第2容器4に水を供給する水供給器7と、断熱容器3の温度を検出して、検出温度を電気信号に変換する温度センサ11と、温度センサ11の検出温度を入力するとともに水供給器7を制御する制御回路12と、を備える。   The heat insulating device 1 includes a heat insulating container 3 containing the microreactor 2, a second container 4 in contact with the heat insulating container 3, a heat absorbing agent 5 housed in the second container 4, a water container 6 for storing water, A water supply device 7 for supplying water to the second container 4, a temperature sensor 11 for detecting the temperature of the heat insulating container 3, converting the detected temperature into an electrical signal, and inputting the detected temperature of the temperature sensor 11 and supplying water And a control circuit 12 for controlling the device 7.

断熱容器3はガラス又は金属からなる剛性容器である。断熱容器3内の空間13が排気された状態であって真空圧(例えば、10Pa以下であり、好ましくは1Pa以下)となっており、これにより内部空間13が真空断熱層となっている。断熱容器3の内面には、金といった輻射シールド膜が成膜されており、これにより断熱容器3の輻射率が低く抑えられ、断熱容器3の外側への放熱が小さく抑えられる。なお、キセノン等の希ガスといった低熱伝導率の断熱ガスが内部空間13に充填されることで、内部空間13が断熱層となってもよい。   The heat insulating container 3 is a rigid container made of glass or metal. The space 13 in the heat insulating container 3 is evacuated and has a vacuum pressure (for example, 10 Pa or less, preferably 1 Pa or less), whereby the internal space 13 becomes a vacuum heat insulating layer. A radiation shield film such as gold is formed on the inner surface of the heat insulating container 3, whereby the radiation rate of the heat insulating container 3 is suppressed low, and heat radiation to the outside of the heat insulating container 3 is suppressed small. Note that the internal space 13 may be a heat insulating layer by filling the internal space 13 with a heat insulating gas having a low thermal conductivity such as a rare gas such as xenon.

断熱容器3の外面には温度センサ11が取り付けられている。なお、断熱容器3の内面に温度センサ11が取り付けられてもよいが、温度測定精度の観点から、また、配線の観点から、温度センサ11は断熱容器3の外側に設けられていることが好ましい。   A temperature sensor 11 is attached to the outer surface of the heat insulating container 3. Although the temperature sensor 11 may be attached to the inner surface of the heat insulating container 3, it is preferable that the temperature sensor 11 is provided outside the heat insulating container 3 from the viewpoint of temperature measurement accuracy and from the viewpoint of wiring. .

断熱容器3内には、発熱する機器であるマイクロリアクタ(熱源)2が収容されている。マイクロリアクタ2は、燃料を水素に改質する改質器71と、改質器71において生成された水素に混じった一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器72と、一酸化炭素除去器72や改質器71を燃焼熱により加熱する触媒燃焼器73と、温度依存性抵抗ヒータ74〜76と、を有する。ここで、触媒燃焼器73が改質器71を加熱する加熱器であり、温度依存性抵抗ヒータ74も改質器71を加熱する加熱器である。   A microreactor (heat source) 2, which is a device that generates heat, is accommodated in the heat insulating container 3. The microreactor 2 includes a reformer 71 that reforms fuel into hydrogen, a carbon monoxide remover 72 that removes carbon monoxide mixed in the hydrogen generated in the reformer 71, a carbon monoxide remover 72, It has a catalytic combustor 73 that heats the reformer 71 with combustion heat, and temperature-dependent resistance heaters 74 to 76. Here, the catalytic combustor 73 is a heater that heats the reformer 71, and the temperature-dependent resistance heater 74 is also a heater that heats the reformer 71.

改質器71は、気化した水と燃料から水素ガス等を触媒反応により生成し、更に微量ながら一酸化炭素ガスを生成する。即ち、改質器71の内部には流路が形成され、その流路の壁面に改質触媒(例えば、Cu/ZnO系触媒)が担持されており、燃料と水の混合気は改質器71の流路を流れて、改質触媒により反応を起こす。燃料がメタノールの場合には、次式(1)、(2)のような化学反応が改質器71で起こる。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 …(1)
2+CO2→H2O+CO …(2)
The reformer 71 generates hydrogen gas or the like from the vaporized water and fuel by a catalytic reaction, and further generates a carbon monoxide gas with a trace amount. That is, a flow path is formed inside the reformer 71, and a reforming catalyst (for example, a Cu / ZnO-based catalyst) is supported on the wall surface of the flow path. It flows through the flow path 71 and causes a reaction by the reforming catalyst. When the fuel is methanol, chemical reactions such as the following formulas (1) and (2) occur in the reformer 71.
CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)
H 2 + CO 2 → H 2 O + CO (2)

改質器71で生成された水素ガス等は一酸化炭素除去器72に送出され、更に外部の空気が一酸化炭素除去器72に送られる。一酸化炭素除去器72は、一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させることで、一酸化炭素を選択的に除去する。即ち、一酸化炭素除去器72の内部には流路が形成され、その流路の壁面に選択酸化触媒(例えば、白金)が担持され、改質器71から一酸化炭素除去器72に送られた水素ガス等が空気と混合して一酸化炭素除去器72の流路を流れ、水素ガスに混じった一酸化炭素が選択酸化触媒により次式(3)のように優先的に酸化される。これにより二酸化炭素が生成され、一酸化炭素が除去される。なお、一酸化炭素が酸化する反応は発熱反応であるので、一酸化炭素除去器72は発熱する機器(熱源)である。
2CO+O2→2CO2 …(3)
Hydrogen gas or the like generated by the reformer 71 is sent to the carbon monoxide remover 72, and external air is further sent to the carbon monoxide remover 72. The carbon monoxide remover 72 selectively removes carbon monoxide by preferentially oxidizing carbon monoxide with a catalyst. That is, a flow path is formed inside the carbon monoxide remover 72, and a selective oxidation catalyst (for example, platinum) is supported on the wall surface of the flow path, and is sent from the reformer 71 to the carbon monoxide remover 72. The hydrogen gas or the like mixed with air flows through the flow path of the carbon monoxide remover 72, and the carbon monoxide mixed with the hydrogen gas is preferentially oxidized by the selective oxidation catalyst as shown in the following formula (3). This produces carbon dioxide and removes carbon monoxide. Since the reaction of oxidizing carbon monoxide is an exothermic reaction, the carbon monoxide remover 72 is a device (heat source) that generates heat.
2CO + O 2 → 2CO 2 (3)

触媒燃焼器73には、水素ガス等が空気と混合された状態で供給される。触媒燃焼器73は、触媒により水素を燃焼させる。即ち、触媒燃焼器73の内部には流路が形成され、その流路の壁面に燃焼触媒(例えば、白金)が担持され、水素ガス等が空気と混合された状態で触媒燃焼器73の流路を流れ、水素が燃焼触媒により燃焼し、これにより燃焼熱が発する。触媒燃焼器73も発熱する機器(熱源)である。   The catalytic combustor 73 is supplied with hydrogen gas or the like mixed with air. The catalytic combustor 73 burns hydrogen with a catalyst. That is, a flow path is formed inside the catalytic combustor 73, a combustion catalyst (for example, platinum) is supported on the wall surface of the flow path, and the flow of the catalytic combustor 73 is mixed with hydrogen gas or the like. The hydrogen flows through the passage and is burned by the combustion catalyst, thereby generating combustion heat. The catalytic combustor 73 is also a device (heat source) that generates heat.

改質器71において改質反応が起こる温度は280〜400℃であり、一酸化炭素除去器72で選択酸化反応が起こる温度は100〜180℃である。そのような適切な温度範囲に保つべく、改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73の設置位置、形状、大きさ等が設計されている。更には、触媒燃焼器73への燃焼ガス(詳細には、水素)の供給流量、改質器71への燃料と水の供給流量等が調整される。改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73には、温度依存性抵抗ヒータ74〜76が設けられ、温度依存性抵抗ヒータ74〜76の電熱によって改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73が加熱され、温度依存性抵抗ヒータ74〜76の出力電力が調整される。これにより、改質器71、一酸化炭素除去器72の温度が適切な温度範囲に保たれる。温度依存性抵抗ヒータ74〜76はその電気抵抗値が温度に依存する電熱材からなり、温度依存性抵抗ヒータ74〜76は電気抵抗値から温度を読み取る温度センサとしても機能する。温度依存性抵抗ヒータ74〜76による検出温度は、改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73の温度を閉ループ制御するために用いられる。なお、温度依存性抵抗ヒータ74〜76のようにヒータと温度センサを兼ねたものを用いずに、ヒータ(例えば、電熱線、セラミックヒータ)と温度センサ(例えば、熱電対、サーミスタ)の両方を改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73に設けてもよい。   The temperature at which the reforming reaction occurs in the reformer 71 is 280 to 400 ° C., and the temperature at which the selective oxidation reaction occurs in the carbon monoxide remover 72 is 100 to 180 ° C. In order to maintain such an appropriate temperature range, the installation position, shape, size, and the like of the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 are designed. Furthermore, the supply flow rate of combustion gas (specifically hydrogen) to the catalytic combustor 73, the supply flow rate of fuel and water to the reformer 71, and the like are adjusted. The reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 are provided with temperature dependent resistance heaters 74 to 76, and the reformer 71, carbon monoxide is heated by the electric heat of the temperature dependent resistance heaters 74 to 76. The remover 72 and the catalytic combustor 73 are heated, and the output power of the temperature dependent resistance heaters 74 to 76 is adjusted. Thereby, the temperature of the reformer 71 and the carbon monoxide remover 72 is maintained in an appropriate temperature range. The temperature-dependent resistance heaters 74 to 76 are made of an electric heating material whose electric resistance value depends on the temperature, and the temperature-dependent resistance heaters 74 to 76 also function as temperature sensors that read the temperature from the electric resistance value. The temperatures detected by the temperature-dependent resistance heaters 74 to 76 are used for closed-loop control of the temperatures of the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73. It should be noted that both heaters (for example, heating wires and ceramic heaters) and temperature sensors (for example, thermocouples and thermistors) are used without using the heaters and temperature sensors that are temperature-dependent resistance heaters 74 to 76. You may provide in the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73.

改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73は断熱容器3の内面から離れている。具体的には、反応物や生成物を通すパイプ77〜81が断熱容器3を貫通し、それらパイプ77〜81によって改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73が支持されることで、改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73が断熱容器3の内面から離れている。なお、支持部材をパイプ77〜81とは別に、又は、パイプ77〜81と併用して、その支持部材を改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73と断熱容器3の間に挟み込んで、改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73が断熱容器3の内面から離れるよう支持されてもよい。   The reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 are separated from the inner surface of the heat insulating container 3. Specifically, pipes 77 to 81 for passing reactants and products pass through the heat insulating container 3, and the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 are supported by the pipes 77 to 81. Thus, the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 are separated from the inner surface of the heat insulating container 3. In addition, a support member is used separately from the pipes 77 to 81 or in combination with the pipes 77 to 81, and the support member is provided between the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, the catalytic combustor 73 and the heat insulating container 3. The reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 may be supported so as to be separated from the inner surface of the heat insulating container 3.

パイプ77は水と燃料の混合気を改質器71に送るためのものであり、パイプ79は空気を一酸化炭素除去器72に送るためのものであり、パイプ78は一酸化炭素除去器72を経た生成物を一酸化炭素除去器72から送出するものであり、パイプ80は空気と水素等の混合気を触媒燃焼器73に送るためのものであり、パイプ81は触媒燃焼器73を経た生成物を触媒燃焼器73から送出するものである。   The pipe 77 is for sending a mixture of water and fuel to the reformer 71, the pipe 79 is for sending air to the carbon monoxide remover 72, and the pipe 78 is for the carbon monoxide remover 72. The product having undergone the above is sent from the carbon monoxide remover 72, the pipe 80 is for sending a mixture of air and hydrogen etc. to the catalytic combustor 73, and the pipe 81 is passed through the catalytic combustor 73. The product is delivered from the catalytic combustor 73.

断熱容器3の外側において、第2容器4が断熱容器3に接している。第2容器4は剛性容器であってもよいし、可撓性容器であってもよい。図1では、断熱容器3の外面が第2容器4の内部空間14に面していないが、第2容器4が開口を有し、その開口が断熱容器3によって塞がれ、断熱容器3の外面の一部が第2容器4の内部空間14に面してもよい。また、第2容器4は、複数の基板を積層したものであって、その積層体に内部空間14を形成したものでもよい。なお、第2容器4が断熱容器3に接着されて又は密着されて、第2容器4と断熱容器3との間で熱伝導し得るようにしてもよいし、第2容器4と断熱容器3との間に金属材料を挟持して、第2容器4と断熱容器3との間で熱伝導し得るようにしてもよい。   The second container 4 is in contact with the heat insulating container 3 outside the heat insulating container 3. The second container 4 may be a rigid container or a flexible container. In FIG. 1, the outer surface of the heat insulating container 3 does not face the inner space 14 of the second container 4, but the second container 4 has an opening, and the opening is closed by the heat insulating container 3. A part of the outer surface may face the inner space 14 of the second container 4. Further, the second container 4 may be a laminate of a plurality of substrates, and the laminate may be formed with an internal space 14. Note that the second container 4 may be bonded to or in close contact with the heat insulating container 3 so as to be able to conduct heat between the second container 4 and the heat insulating container 3, or the second container 4 and the heat insulating container 3. A metal material may be sandwiched between the second container 4 and the heat insulating container 3 so as to be able to conduct heat.

第2容器4内には、吸熱剤5が収容されている。吸熱剤5は、水と反応することで吸熱するものである。吸熱剤5はアンモニウム塩(例えば、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、臭化アンモニウム)、アルカリ金属塩(例えば、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム)若しくは尿素又はこれらの混合物であり、好ましくは硝酸アンモニウムと尿素の混合物である。硝酸アンモニウムと尿素の混合物である場合、硝酸アンモニウムの混合比の範囲が50〜90重量%であり、尿素の混合比の範囲が残りの10〜50重量%であることが好ましい。図1においては、吸熱剤5が粉末状であるが、粉末状、ペースト状、粒状、繊維状の何れであってもよい。   An endothermic agent 5 is accommodated in the second container 4. The endothermic agent 5 absorbs heat by reacting with water. The endothermic agent 5 is an ammonium salt (eg, ammonium sulfate, ammonium nitrate, ammonium bromide), an alkali metal salt (eg, sodium sulfate, sodium nitrate, potassium nitrate) or urea or a mixture thereof, preferably a mixture of ammonium nitrate and urea. . In the case of a mixture of ammonium nitrate and urea, the mixing ratio of ammonium nitrate is preferably 50 to 90% by weight, and the mixing ratio of urea is preferably 10 to 50% by weight. In FIG. 1, the endothermic agent 5 is in a powder form, but may be any of a powder form, a paste form, a granular form, and a fibrous form.

水容器6には水15が液体の状態で貯留されている。水容器6と第2容器4はパイプ18によって連結され、そのパイプ18にはポンプ19とバルブ20が設けられている。バルブ20は電気駆動式の開閉バルブであり、ポンプ19は電気駆動式のポンプであり、バルブ20及びポンプ19が制御回路12によって制御される。水供給器7はこれらポンプ19及びバルブ20を有するものであり、バルブ20が開いた状態でポンプ19が作動すると、水容器6内の水が第2容器4に供給される。なお、ポンプ19とバルブ20の何れか一方がパイプ18に設けられてもよい。バルブ20が設けられず、ポンプ19が設けられている場合、ポンプ19が停止していれば、水容器6内の水15が第2容器4に送られず、ポンプ19が作動していれば、水容器6内の水15が第2容器4に送られる。一方、ポンプ19が設けられず、バルブ20が設けられている場合、バルブ20が閉じていると、水容器6内の水が第2容器4に送られず、バルブ20が開いていると、水容器6内の水がその自重や毛細管現象により第2容器4に送られる。   Water 15 is stored in the water container 6 in a liquid state. The water container 6 and the second container 4 are connected by a pipe 18, and a pump 19 and a valve 20 are provided on the pipe 18. The valve 20 is an electrically driven open / close valve, the pump 19 is an electrically driven pump, and the valve 20 and the pump 19 are controlled by the control circuit 12. The water supply device 7 includes the pump 19 and the valve 20. When the pump 19 is operated with the valve 20 opened, the water in the water container 6 is supplied to the second container 4. Note that either the pump 19 or the valve 20 may be provided in the pipe 18. When the valve 20 is not provided and the pump 19 is provided, if the pump 19 is stopped, the water 15 in the water container 6 is not sent to the second container 4 and the pump 19 is operating. The water 15 in the water container 6 is sent to the second container 4. On the other hand, if the pump 19 is not provided and the valve 20 is provided, if the valve 20 is closed, the water in the water container 6 is not sent to the second container 4 and the valve 20 is open. Water in the water container 6 is sent to the second container 4 due to its own weight or capillary action.

水15は、予め水容器6に貯留されたものでもよいし、図2に示された燃料電池システム50の各部で生成されて液化したものであってもよい。水15が生成される過程について図2を用いて詳細に説明する。   The water 15 may be stored in the water container 6 in advance, or may be generated and liquefied in each part of the fuel cell system 50 shown in FIG. A process in which the water 15 is generated will be described in detail with reference to FIG.

図2に示すように、この燃料電池システム50は、マイクロリアクタ2及び断熱装置1のほかに、燃料カートリッジ51、気化器53及び燃料電池59等も具備する。制御回路12は、断熱装置1の制御を司るほか、燃料電池システム50の制御も司る。   As shown in FIG. 2, the fuel cell system 50 includes a fuel cartridge 51, a vaporizer 53, a fuel cell 59 and the like in addition to the microreactor 2 and the heat insulating device 1. The control circuit 12 controls the heat insulating device 1 and also controls the fuel cell system 50.

この燃料電池システム50はノート型パーソナルコンピュータ、PDA、電子手帳、デジタルカメラ、携帯電話機、腕時計、レジスタ及びプロジェクタ等といった電子機器に搭載されている。図2に示された構成要素のうち燃料カートリッジ51が電子機器本体に対して着脱可能とされ、他の構成要素は電子機器本体に内蔵され、燃料カートリッジ51が電子機器本体に装着されると燃料カートリッジ51と燃料ポンプ52が接続される。   The fuel cell system 50 is mounted on electronic devices such as notebook personal computers, PDAs, electronic notebooks, digital cameras, mobile phones, watches, registers, projectors, and the like. Among the components shown in FIG. 2, the fuel cartridge 51 can be attached to and detached from the electronic device body, the other components are built in the electronic device body, and the fuel cartridge 51 is attached to the electronic device body. The cartridge 51 and the fuel pump 52 are connected.

燃料カートリッジ51には、液体燃料(例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル)が貯留されている。なお、燃料カートリッジ51には、液体燃料と水の混合液が貯留されていてもよい。   The fuel cartridge 51 stores liquid fuel (for example, methanol, ethanol, dimethyl ether). The fuel cartridge 51 may store a liquid mixture of liquid fuel and water.

燃料ポンプ52は、燃料カートリッジ51から液体燃料を吸い上げ、吸い上げた液体燃料を気化器53へ送り出すものである。燃料ポンプ52は電気駆動式ポンプであり、燃料ポンプ52の作動・停止・速度は制御回路12によって制御される。   The fuel pump 52 sucks liquid fuel from the fuel cartridge 51 and sends the sucked liquid fuel to the vaporizer 53. The fuel pump 52 is an electrically driven pump, and the operation / stop / speed of the fuel pump 52 is controlled by the control circuit 12.

また、燃料ポンプ52から送り出された液体燃料は水と混合されて、気化器53に送られる。液体燃料と混合される水は、水容器6内の水である。つまり、水容器6内の水がポンプ60によって吸い上げられ、気化器53へ送られる。なお、燃料カートリッジ51内の液体燃料が水と混合されたものであるのなら、ポンプ60は無くてもよい。水容器6内の水を用いるのではなく、別の水容器内の水をポンプ60によって気化器53へ送るようにしてもよいし、その別の水容器が燃料カートリッジ51と同様に電子機器本体に対して着脱可能であってもよい。   The liquid fuel sent out from the fuel pump 52 is mixed with water and sent to the vaporizer 53. The water mixed with the liquid fuel is water in the water container 6. That is, the water in the water container 6 is sucked up by the pump 60 and sent to the vaporizer 53. If the liquid fuel in the fuel cartridge 51 is mixed with water, the pump 60 may be omitted. Instead of using the water in the water container 6, the water in another water container may be sent to the vaporizer 53 by the pump 60, and the other water container is similar to the fuel cartridge 51 in the electronic device main body. May be removable.

ポンプ60は電気駆動式ポンプであり、ポンプ60の作動・停止・速度は制御回路12によって制御される。   The pump 60 is an electrically driven pump, and the operation / stop / speed of the pump 60 is controlled by the control circuit 12.

気化器53は、燃料と水の混合液を気化させるものである。気化器53には、電熱材からなる電気ヒータが設けられ、気化器53に送られた混合液は電気ヒータの熱により蒸発される。気化器53で気化した混合気は改質器71へ送出される。   The vaporizer 53 vaporizes a mixed liquid of fuel and water. The vaporizer 53 is provided with an electric heater made of an electric heating material, and the liquid mixture sent to the vaporizer 53 is evaporated by the heat of the electric heater. The air-fuel mixture vaporized by the vaporizer 53 is sent to the reformer 71.

改質器71、一酸化炭素除去器72を経て生成された水素ガス等は燃料電池59に送られる。燃料電池59は、アノード58と、カソード56と、アノード58とカソード56の間に挟まれた電解質膜57とを有する。一酸化炭素除去器72から送出された水素ガス等はアノード58に送られ、更に外部の空気がカソード56に送られる。アノード58に供給された水素が、電解質膜57を介して、カソード56に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、アノード58とカソード56との間で電力が生じる。   Hydrogen gas or the like generated through the reformer 71 and the carbon monoxide remover 72 is sent to the fuel cell 59. The fuel cell 59 includes an anode 58, a cathode 56, and an electrolyte membrane 57 sandwiched between the anode 58 and the cathode 56. Hydrogen gas or the like sent from the carbon monoxide remover 72 is sent to the anode 58, and external air is sent to the cathode 56. The hydrogen supplied to the anode 58 undergoes an electrochemical reaction with oxygen in the air supplied to the cathode 56 via the electrolyte membrane 57, thereby generating electric power between the anode 58 and the cathode 56.

電解質膜57が水素イオン透過性の電解質膜(例えば、固体高分子電解質膜)の場合には、アノード58で生成された水素イオンが電解質膜57を透過し、カソード56では次式(5)のような反応が起こる。
2→2H++2e- …(4)
2H++1/2O2+2e-→H2O …(5)
When the electrolyte membrane 57 is a hydrogen ion permeable electrolyte membrane (for example, a solid polymer electrolyte membrane), hydrogen ions generated at the anode 58 permeate the electrolyte membrane 57, and at the cathode 56, the following formula (5) is satisfied. Such a reaction occurs.
H 2 → 2H + + 2e (4)
2H + + 1 / 2O 2 + 2e → H 2 O (5)

一方、電解質膜57が酸素イオン透過性の電解質膜(例えば、固体酸化物電解質膜)の場合には、カソード56では次式(6)のような反応が起き、カソード56で生成された酸素イオンが電解質膜57を透過し、アノード58では次式(7)のような反応が起こる。
1/2O2+2e-→2O2-・・・(6)
2+2O2-→H2O+2e-・・・(7)
なお、電解質膜57が固体酸化物電解質膜である場合、一酸化炭素除去器72が無くともよく、その場合、改質器71で生成された水素ガス等がそのままアノード58に送られ、燃料電池59全体が改質器71とともに断熱容器3に収容されている。
On the other hand, when the electrolyte membrane 57 is an oxygen ion permeable electrolyte membrane (for example, a solid oxide electrolyte membrane), a reaction of the following formula (6) occurs at the cathode 56, and oxygen ions generated at the cathode 56 are generated. Passes through the electrolyte membrane 57, and the anode 58 undergoes a reaction of the following formula (7).
1 / 2O 2 + 2e → 2O 2− (6)
H 2 + 2O 2− → H 2 O + 2e (7)
In the case where the electrolyte membrane 57 is a solid oxide electrolyte membrane, the carbon monoxide remover 72 may not be provided. In this case, the hydrogen gas generated by the reformer 71 is sent to the anode 58 as it is, and the fuel cell. 59 is accommodated in the heat insulating container 3 together with the reformer 71.

燃料電池59のアノード58とカソード56との間で生じた電力は、蓄電部62に蓄電される。蓄電部62は例えば二次電池である。発生した電力は、蓄電部62に蓄電されるほか、図2に示された各種アクチュエータ、ヒータ、回路にも供給され、更には電子機器本体にも供給される。   Electric power generated between the anode 58 and the cathode 56 of the fuel cell 59 is stored in the power storage unit 62. The power storage unit 62 is, for example, a secondary battery. The generated electric power is stored in the power storage unit 62, supplied to the various actuators, heaters, and circuits shown in FIG. 2, and further supplied to the electronic device main body.

アノード58で電気化学反応せずに残った水素ガス等(オフガス)が触媒燃焼器73に送られる。更に、外部の空気が未反応の水素ガスと混合されて触媒燃焼器73に送られる。そして、上述したように、触媒燃焼器73において、水素が触媒により燃焼し、水が生成される。   Hydrogen gas or the like (off gas) remaining without an electrochemical reaction at the anode 58 is sent to the catalytic combustor 73. Further, external air is mixed with unreacted hydrogen gas and sent to the catalytic combustor 73. As described above, in the catalytic combustor 73, hydrogen is burned by the catalyst, and water is generated.

一酸化炭素除去器72、カソード56及び触媒燃焼器73に空気を供給するべく、エアポンプ54及び流量制御バルブ55が設けられている。エアポンプ54は外部の空気を一酸化炭素除去器72、カソード56及び触媒燃焼器73に送るものであり、流量制御バルブ55はエアポンプ54によって送られる空気の流量を制御するものである。エアポンプ54及び流量制御バルブ55は電気駆動式であり、エアポンプ54及び流量制御バルブ55は制御回路12によって制御される。なお、エアポンプ54の代わりに、ブロワを用いてもよい。   In order to supply air to the carbon monoxide remover 72, the cathode 56 and the catalytic combustor 73, an air pump 54 and a flow control valve 55 are provided. The air pump 54 sends external air to the carbon monoxide remover 72, the cathode 56, and the catalytic combustor 73, and the flow rate control valve 55 controls the flow rate of air sent by the air pump 54. The air pump 54 and the flow rate control valve 55 are electrically driven, and the air pump 54 and the flow rate control valve 55 are controlled by the control circuit 12. A blower may be used instead of the air pump 54.

以上のように、改質器71、カソード56、アノード58、触媒燃焼器73等において水が生成される。生成された水は気体状又は蒸気状であるため、その水を液化すべく、凝縮器61が設けられている。図2においては、燃料電池59のカソード56及び触媒燃焼器73の下流に凝縮器61が設けられている。そのため、改質器71、カソード56、アノード58、触媒燃焼器73等で生成された水が他の生成物等とともに凝縮器61に送られる。そして、水が凝縮器61において冷却され、液化する。   As described above, water is generated in the reformer 71, the cathode 56, the anode 58, the catalytic combustor 73, and the like. Since the produced water is gaseous or vaporous, a condenser 61 is provided to liquefy the water. In FIG. 2, a condenser 61 is provided downstream of the cathode 56 of the fuel cell 59 and the catalytic combustor 73. Therefore, the water generated by the reformer 71, the cathode 56, the anode 58, the catalytic combustor 73, etc. is sent to the condenser 61 together with other products. Then, the water is cooled in the condenser 61 and liquefied.

凝縮器61で液化した水は、他の生成物とともに水容器6に送られて、水容器6内に貯留される。そして、ポンプ60によって水が循環する。   The water liquefied by the condenser 61 is sent to the water container 6 together with other products and stored in the water container 6. Then, water is circulated by the pump 60.

図1に示すように、水容器6には、アウトレット孔16が形成され、アウトレット孔16が気液分離膜17によって閉塞されている。この気液分離膜17は気体透過性を有するとともに、液体遮断性を有する。そのため、凝縮器61で液化した水が水容器6内に滞留するが、気体が気液分離膜17を透過して外部に排出される。   As shown in FIG. 1, an outlet hole 16 is formed in the water container 6, and the outlet hole 16 is closed by a gas-liquid separation membrane 17. The gas-liquid separation membrane 17 has gas permeability and liquid blocking properties. Therefore, the water liquefied by the condenser 61 stays in the water container 6, but the gas passes through the gas-liquid separation membrane 17 and is discharged to the outside.

なお、凝縮器61が設けられる箇所はカソード56及び触媒燃焼器73の下流に限らない。例えば、凝縮器61がアノード58と触媒燃焼器73の間に設けられてもよいし、凝縮器61が改質器71と一酸化炭素除去器72の間であって断熱容器3の外側に設けられてもよいし、これらの凝縮器61を併用してもよい。凝縮器61が改質器71と一酸化炭素除去器72の間に設けられる場合、水容器6は凝縮器61と一酸化炭素除去器72の間に設けられ、アウトレット孔16がパイプ等を介して一酸化炭素除去器72に通じている。そのため、凝縮器61で液化した水(主に、改質器71において未反応の水)が水容器6に貯留されるが、水素ガス等の気体は気液分離膜17を透過して、一酸化炭素除去器72に送られる。凝縮器61がアノード58と触媒燃焼器73の間に設けられる場合、水容器6は凝縮器61と触媒燃焼器73の間に設けられ、アウトレット孔16がパイプ等を介して触媒燃焼器73に通じている。そのため、凝縮器61で液化した水が水容器6に貯留されるが、水素ガス等の気体は気液分離膜17を透過して、触媒燃焼器73に送られる。   The place where the condenser 61 is provided is not limited to the downstream of the cathode 56 and the catalytic combustor 73. For example, the condenser 61 may be provided between the anode 58 and the catalytic combustor 73, or the condenser 61 is provided between the reformer 71 and the carbon monoxide remover 72 and outside the heat insulating container 3. These condensers 61 may be used in combination. When the condenser 61 is provided between the reformer 71 and the carbon monoxide remover 72, the water container 6 is provided between the condenser 61 and the carbon monoxide remover 72, and the outlet hole 16 is provided via a pipe or the like. To the carbon monoxide remover 72. Therefore, water liquefied by the condenser 61 (mainly, unreacted water in the reformer 71) is stored in the water container 6, but a gas such as hydrogen gas passes through the gas-liquid separation membrane 17 to It is sent to the carbon oxide remover 72. When the condenser 61 is provided between the anode 58 and the catalytic combustor 73, the water container 6 is provided between the condenser 61 and the catalytic combustor 73, and the outlet hole 16 is connected to the catalytic combustor 73 via a pipe or the like. Communicates. Therefore, water liquefied by the condenser 61 is stored in the water container 6, but a gas such as hydrogen gas passes through the gas-liquid separation film 17 and is sent to the catalytic combustor 73.

図2に示された経路は微小パイプや微小ホースによって構成されてもよいし、溝、穴、スリット等が形成された複数の基板を積層したものによって構成されてもよい。ここで、複数の基板が積層されることによって、溝、穴、スリット等が基板によって覆われ、溝、穴、スリット等が流路となって、図2に示された経路が形成される。   The path shown in FIG. 2 may be configured by a micropipe or a microhose, or may be configured by stacking a plurality of substrates on which grooves, holes, slits, or the like are formed. Here, by laminating a plurality of substrates, the grooves, holes, slits and the like are covered with the substrate, and the grooves, holes, slits and the like serve as flow paths, and the path shown in FIG. 2 is formed.

制御回路12は、CPU、RAM、ROM等を有する。そして、制御回路12は燃料ポンプ52、気化器53、エアポンプ54、ポンプ19,60、流量制御バルブ55、バルブ20、温度依存性抵抗ヒータ74〜76を制御する。制御回路12は、これらの制御に際しては、温度依存性抵抗ヒータ74〜76、温度センサ11の検出温度に基づいて閉ループ制御を行う。
インターフェース63は、制御回路12と電子機器本体の制御部との間でデータ転送を行うものである。
The control circuit 12 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like. The control circuit 12 controls the fuel pump 52, the carburetor 53, the air pump 54, the pumps 19 and 60, the flow control valve 55, the valve 20, and the temperature dependent resistance heaters 74 to 76. The control circuit 12 performs closed-loop control based on the temperature-dependent resistance heaters 74 to 76 and the temperature detected by the temperature sensor 11 in these controls.
The interface 63 performs data transfer between the control circuit 12 and the control unit of the electronic device main body.

次に、制御回路12の制御動作、それに伴う断熱装置1及び燃料電池システム50の動作について説明する。
制御回路12が、気化器53の電気ヒータや温度依存性抵抗ヒータ74〜76に電力を供給するとともに、ポンプ52,60及びエアポンプ54を駆動する。ここで、制御回路12は、温度依存性抵抗ヒータ74〜76による検出温度に基づき、気化器53の電気ヒータや温度依存性抵抗ヒータ74〜76への供給電力、ポンプ52の動作速度、ポンプ60の動作速度、流量制御バルブ55の流量を閉ループ制御する。
Next, the control operation of the control circuit 12 and the operation of the heat insulating device 1 and the fuel cell system 50 associated therewith will be described.
The control circuit 12 supplies electric power to the electric heaters and temperature dependent resistance heaters 74 to 76 of the vaporizer 53 and drives the pumps 52 and 60 and the air pump 54. Here, based on the temperature detected by the temperature dependent resistance heaters 74 to 76, the control circuit 12 supplies power to the electric heaters and temperature dependent resistance heaters 74 to 76 of the vaporizer 53, the operating speed of the pump 52, and the pump 60. And the flow rate of the flow rate control valve 55 are closed-loop controlled.

これにより、気化器53では液体燃料と水が気化され、改質器71では燃料が水素に改質され、一酸化炭素除去器72では一酸化炭素が除去され、燃料電池59では発電が起こり、触媒燃焼器73では未反応の水素等が燃焼し、凝縮器61では水が凝縮し、凝縮した水が水容器6に貯まっていき、排ガスが気液分離膜17を透過して排出される。   Thereby, the liquid fuel and water are vaporized in the vaporizer 53, the fuel is reformed into hydrogen in the reformer 71, the carbon monoxide is removed in the carbon monoxide remover 72, and power generation occurs in the fuel cell 59, Unreacted hydrogen or the like is combusted in the catalyst combustor 73, water is condensed in the condenser 61, the condensed water is stored in the water container 6, and the exhaust gas passes through the gas-liquid separation membrane 17 and is discharged.

以上のように、反応物や生成物が流れて、燃料電池59において発電が起こっている時には、断熱容器3の温度が温度センサ11によって検出され、その検出温度を表す信号が制御回路12に入力されている。   As described above, when reactants and products flow and power generation occurs in the fuel cell 59, the temperature of the heat insulating container 3 is detected by the temperature sensor 11, and a signal indicating the detected temperature is input to the control circuit 12. Has been.

気化器53、改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73、燃料電池59等が定常的に動作し、発電が起こっている時には、断熱容器3の温度は約40℃に保たれている。そのため、温度センサ11から制御回路12に入力される温度信号のレベルは、約40℃に対応するものとなっている。ここで、制御回路12は、温度センサ11の検出温度を所定の閾値αと比較している。閾値αは、断熱容器3の過熱状態と過熱していない状態とを仕切るものであり、その値は例えば100℃である。比較の結果、検出温度がその閾値α未満である場合には、制御回路12はポンプ19の停止を維持するとともに、バルブ20を閉じた状態にする。更に、制御回路12は、温度依存性抵抗ヒータ74〜76による検出温度に基づく気化器53の電気ヒータや温度依存性抵抗ヒータ74〜76への供給電力、ポンプ52の動作速度、ポンプ60の動作速度、流量制御バルブ55の流量の制御を継続する。そのため、発電が継続して起こる。   When the vaporizer 53, the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, the catalytic combustor 73, the fuel cell 59, etc. operate constantly and power generation is occurring, the temperature of the heat insulating container 3 is maintained at about 40 ° C. I'm leaning. Therefore, the level of the temperature signal input from the temperature sensor 11 to the control circuit 12 corresponds to about 40 ° C. Here, the control circuit 12 compares the temperature detected by the temperature sensor 11 with a predetermined threshold value α. The threshold value α partitions the overheated state of the heat insulating container 3 from the unheated state, and its value is 100 ° C., for example. If the detected temperature is lower than the threshold value α as a result of the comparison, the control circuit 12 keeps the pump 19 stopped and closes the valve 20. Further, the control circuit 12 supplies power to the electric heater and temperature-dependent resistance heaters 74 to 76 based on the temperature detected by the temperature-dependent resistance heaters 74 to 76, the operating speed of the pump 52, and the operation of the pump 60. Control of the flow rate of the speed and flow rate control valve 55 is continued. Therefore, power generation continues.

一方、断熱容器3内の真空度が低下したり、または、改質器71、一酸化炭素除去器72、触媒燃焼器73が各定常状態とある程度乖離した高温になると、断熱容器3の温度が上昇していく。そうしたなか、断熱容器3が過熱して、断熱容器3の温度が閾値α以上になると、制御回路12は温度センサ11の検出温度がその閾値α以上になったと判定する。   On the other hand, when the degree of vacuum in the heat insulating container 3 decreases, or when the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalytic combustor 73 reach a high temperature that deviates from the steady state to some extent, the temperature of the heat insulating container 3 increases. It rises. Under such circumstances, when the heat insulation container 3 is overheated and the temperature of the heat insulation container 3 becomes equal to or higher than the threshold value α, the control circuit 12 determines that the temperature detected by the temperature sensor 11 is equal to or higher than the threshold value α.

温度センサ11の検出温度がその閾値α以上になったら、制御回路12が燃料ポンプ52、ポンプ60、エアポンプ54を停止するとともに、温度依存性抵抗ヒータ74〜76への電力供給も停止する。更に、制御回路12は、バルブ20を開くとともに、ポンプ19を駆動する。ポンプ19が作動すると、水容器6内の水15が第2容器4へ供給され、吸熱剤5と水15が第2容器4内で混合される。そして、吸熱剤5が水15と反応して吸熱する。そして、断熱容器3から第2容器4に熱伝導することによって、断熱容器3が冷却される。
なお、断熱容器から第2容器に熱伝導することにより、断熱容器の過熱した状態を抑制することができるのであれば、第2容器と断熱容器とが直接接している必要はなく、第2容器と断熱容器とが接着剤で接着されていても良い。また、第2容器と断熱容器とを熱伝導可能に近接して配置したり、また、第2容器と断熱容器との間に空気よりも熱伝導率の高い他の部材を介在するようにしてもよい。
When the temperature detected by the temperature sensor 11 is equal to or higher than the threshold value α, the control circuit 12 stops the fuel pump 52, the pump 60, and the air pump 54, and also stops the power supply to the temperature dependent resistance heaters 74 to 76. Further, the control circuit 12 opens the valve 20 and drives the pump 19. When the pump 19 is activated, the water 15 in the water container 6 is supplied to the second container 4, and the endothermic agent 5 and the water 15 are mixed in the second container 4. Then, the endothermic agent 5 reacts with the water 15 and absorbs heat. The heat insulation container 3 is cooled by conducting heat from the heat insulation container 3 to the second container 4.
If the overheated state of the heat insulating container can be suppressed by conducting heat from the heat insulating container to the second container, the second container and the heat insulating container do not need to be in direct contact with each other. And the heat insulating container may be bonded with an adhesive. Further, the second container and the heat insulating container are arranged close to each other so as to be able to conduct heat, or another member having a higher thermal conductivity than air is interposed between the second container and the heat insulating container. Also good.

断熱容器3内の真空度が低下したり、または、改質器71等が各定常状態とある程度乖離した高温にならないように、燃料電池システム50が最適に設計されている。しかし、仮に断熱容器3が過熱するようなことが生じたとしても、吸熱剤5の吸熱反応によって断熱容器3が緊急的に冷却されるので、断熱容器3が過熱している時間を必要最小限に抑えることができる。   The fuel cell system 50 is optimally designed so that the degree of vacuum in the heat insulating container 3 does not decrease, or the reformer 71 or the like does not reach a high temperature that deviates to some extent from each steady state. However, even if the heat insulation container 3 is overheated, the heat insulation container 3 is urgently cooled by the endothermic reaction of the endothermic agent 5, so that the time during which the heat insulation container 3 is overheated is minimized. Can be suppressed.

また、吸熱剤5が吸熱反応するために用いる水15は、燃料電池59や触媒燃焼器73で生成された水であるから、別途水を予め準備しておかなくても済む。特に、水容器6内の水は改質反応のために循環しているものであり、その循環水を吸熱剤5の吸熱反応のために用いているから、燃料電池システム50の構成が複雑にならない。   In addition, the water 15 used for the endothermic reaction of the endothermic agent 5 is water generated by the fuel cell 59 or the catalytic combustor 73, and therefore it is not necessary to prepare water separately. In particular, since the water in the water container 6 is circulated for the reforming reaction, and the circulating water is used for the endothermic reaction of the endothermic agent 5, the configuration of the fuel cell system 50 is complicated. Don't be.

<第2の実施の形態>
図3は、断熱装置1Aをマイクロリアクタ2とともに示した概略断面図である。図4は、この断熱装置1A及びマイクロリアクタ2を用いた燃料電池システム50Aの構成を示したブロック図である。図1〜2と図3〜4との間で互いに対応する構成要素には同一の符号を付す。図1〜2と図3〜4との間で互いに対応する構成要素は、以下に説明することを除いて同様に設けられている。
<Second Embodiment>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the heat insulating device 1 </ b> A together with the microreactor 2. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system 50A using the heat insulating device 1A and the microreactor 2. Components corresponding to each other between FIGS. 1-2 and 3-4 are denoted by the same reference numerals. Components corresponding to each other between FIGS. 1-2 and 3-4 are similarly provided except as described below.

図3〜4に示された断熱装置1Aにおいては、吸熱剤5が熱溶融性のカプセル25に封入されている。そして、吸熱剤5が封入されたカプセル25が第2容器4に収容されている。   In the heat insulating device 1 </ b> A shown in FIGS. 3 to 4, the endothermic agent 5 is enclosed in a heat-meltable capsule 25. The capsule 25 in which the endothermic agent 5 is enclosed is accommodated in the second container 4.

このカプセル25の融点は、第1実施形態においてポンプ19が作動する温度(閾値α:例えば、100℃)以上である。このカプセル25は不水溶性の材料からなり、具体的にはデンプン類、ゼラチン類、寒天類の中から選択された少なくとも一種による水親和性天然高分子からなる。なお、カプセル25が熱により昇華する昇華剤からなるものでもよく、その昇華温度は閾値α以上である。   The melting point of the capsule 25 is equal to or higher than the temperature (threshold α: for example, 100 ° C.) at which the pump 19 operates in the first embodiment. The capsule 25 is made of a water-insoluble material. Specifically, the capsule 25 is made of a water-affinity natural polymer made of at least one selected from starches, gelatins and agars. The capsule 25 may be made of a sublimation agent that sublimes by heat, and the sublimation temperature is equal to or higher than the threshold value α.

図3〜4に示された断熱装置1Aには、図1〜図2に示された断熱装置1と異なり、水供給器7やパイプ18が設けられていないので、水容器6内の水が第2容器4に供給されない。その代わり、第2容器4内には水26が貯留されている。水26は、予め第2容器4に貯留されたものでもよいし、図4に示された燃料電池システム50Aの各部で生成されて液化したものであってもよい。燃料電池システム50Aの各部で生成された生成水が第2容器4内の水26として貯留される場合について図4を用いて説明する。   Unlike the heat insulation device 1 shown in FIGS. 1 to 2, the heat insulation device 1 </ b> A shown in FIGS. 3 to 4 is not provided with the water supply unit 7 or the pipe 18, so that the water in the water container 6 is not contained. It is not supplied to the second container 4. Instead, water 26 is stored in the second container 4. The water 26 may be stored in the second container 4 in advance, or may be generated and liquefied in each part of the fuel cell system 50A shown in FIG. The case where the produced water produced | generated by each part of 50 A of fuel cell systems is stored as the water 26 in the 2nd container 4 is demonstrated using FIG.

第2容器4は、凝縮器61の下流であって水容器6の上流に設けられている。そのため、凝縮器61で液化した水は他の生成物とともに第2容器4に送られ、第2容器4内に貯留される。また、凝縮器61で液化した水の一部は第2容器4内に貯留されずに、他の生成物とともに水容器6にも送られる。このようにして、燃料電池59のカソード56のオフガスに含まれる水は凝縮器61及び第2容器4を介して水容器6に収容される。触媒燃焼器73から送出されるガスに含まれる水も凝縮器61及び第2容器を介して水容器6に収容される。そして、ポンプ60によって水が循環する。   The second container 4 is provided downstream of the condenser 61 and upstream of the water container 6. Therefore, the water liquefied by the condenser 61 is sent to the second container 4 together with other products and stored in the second container 4. Further, a part of the water liquefied by the condenser 61 is not stored in the second container 4 but is also sent to the water container 6 together with other products. In this way, water contained in the off gas of the cathode 56 of the fuel cell 59 is accommodated in the water container 6 through the condenser 61 and the second container 4. Water contained in the gas delivered from the catalytic combustor 73 is also accommodated in the water container 6 via the condenser 61 and the second container. Then, water is circulated by the pump 60.

図3に示すように、第2容器4と凝縮器61を連結するパイプ27の内直径はカプセル25の直径よりも小さく、第2容器4と水容器6を連結するパイプ28の内直径もカプセル25の直径よりも小さい。そのため、第2容器4内のカプセル25は第2容器4から流出しない。   As shown in FIG. 3, the inner diameter of the pipe 27 connecting the second container 4 and the condenser 61 is smaller than the diameter of the capsule 25, and the inner diameter of the pipe 28 connecting the second container 4 and the water container 6 is also capsule. Less than 25 diameters. Therefore, the capsule 25 in the second container 4 does not flow out of the second container 4.

次に、制御回路12の制御動作、それに伴う断熱装置1A及び燃料電池システム50Aの動作について説明する。
発電時においては、制御回路12の制御は第1実施形態の場合と同様である。そのため、気化器53では液体燃料と水が気化され、改質器71では燃料が水素に改質され、一酸化炭素除去器72では一酸化炭素が除去され、燃料電池59では発電が起こり、触媒燃焼器73では未反応の水素等が燃焼し、凝縮器61では水が凝縮し、凝縮した水が第2容器4や水容器6に貯まっていき、排ガスが気液分離膜17を透過して排出される。
Next, the control operation of the control circuit 12, and the operation of the heat insulating device 1A and the fuel cell system 50A associated therewith will be described.
During power generation, the control of the control circuit 12 is the same as in the first embodiment. Therefore, the liquid fuel and water are vaporized in the vaporizer 53, the fuel is reformed into hydrogen in the reformer 71, the carbon monoxide is removed in the carbon monoxide remover 72, the power generation occurs in the fuel cell 59, and the catalyst Unreacted hydrogen or the like is combusted in the combustor 73, water is condensed in the condenser 61, the condensed water is stored in the second container 4 or the water container 6, and the exhaust gas passes through the gas-liquid separation film 17. Discharged.

そして、発電中に断熱容器3の温度が上昇していき、温度センサ11の検出温度が閾値α以上になったら、制御回路12が燃料ポンプ52、ポンプ60、エアポンプ54を停止するとともに、温度依存性抵抗ヒータ74〜76への電力供給も停止する。   When the temperature of the heat insulating container 3 rises during power generation and the temperature detected by the temperature sensor 11 becomes equal to or higher than the threshold value α, the control circuit 12 stops the fuel pump 52, the pump 60, and the air pump 54, and depends on the temperature. The power supply to the resistive heaters 74 to 76 is also stopped.

一方、断熱容器3の昇温に伴い、第2容器4や内部の水26・カプセル25も昇温する。そして、断熱容器3が過熱すると、カプセル25が溶融する。そうすると、カプセル25内の吸熱剤5が水26と反応して吸熱する。そして、第2容器4と断熱容器3との間で熱交換することによって、断熱容器3が冷却される。
なお、断熱容器から第2容器に熱伝導することにより、断熱容器の過熱した状態を抑制することができるのであれば、第2容器と断熱容器とが直接接している必要はなく、第2容器と断熱容器とが接着剤で接着されていても良い。また、第2容器と断熱容器とを熱伝導可能に近接して配置したり、また、第2容器と断熱容器との間に空気よりも熱伝導率の高い他の部材を介在するようにしてもよい。
On the other hand, as the temperature of the heat insulating container 3 increases, the temperature of the second container 4 and the water 26 / capsule 25 inside also increase. And when the heat insulation container 3 overheats, the capsule 25 will fuse | melt. Then, the endothermic agent 5 in the capsule 25 reacts with the water 26 and absorbs heat. The heat insulating container 3 is cooled by exchanging heat between the second container 4 and the heat insulating container 3.
If the overheated state of the heat insulating container can be suppressed by conducting heat from the heat insulating container to the second container, the second container and the heat insulating container do not need to be in direct contact with each other. And the heat insulating container may be bonded with an adhesive. Further, the second container and the heat insulating container are arranged close to each other so as to be able to conduct heat, or another member having a higher thermal conductivity than air is interposed between the second container and the heat insulating container. Also good.

上述の通り、本実施形態では、水供給器7やパイプ18、温度センサ11が不要であるため、燃料電池システムを簡略化することができる。また、断熱容器3の温度上昇に伴って自動的に吸熱を行うので、電気的制御が不要であり、断熱容器3の過熱したときに、より確実に冷却することができる。
なお、第2容器4内に貯留された水26が少ないことも考えられるので、図5に示すように、第1実施形態の場合と同様に、水供給器7やパイプ18が設けられ、温度センサ11による検出温度が閾値α以上となった場合に、制御回路12が水供給器7を制御して、水供給器7によって水容器6内の水が第2容器4に供給されるものとしてもよい。
As described above, in the present embodiment, the water supply device 7, the pipe 18, and the temperature sensor 11 are unnecessary, so that the fuel cell system can be simplified. Moreover, since heat absorption is automatically performed as the temperature of the heat insulating container 3 rises, electrical control is unnecessary, and when the heat insulating container 3 is overheated, cooling can be performed more reliably.
Since it is conceivable that the water 26 stored in the second container 4 is small, as shown in FIG. 5, as in the case of the first embodiment, the water supplier 7 and the pipe 18 are provided, and the temperature When the temperature detected by the sensor 11 is equal to or higher than the threshold value α, the control circuit 12 controls the water supplier 7 so that the water in the water container 6 is supplied to the second container 4 by the water supplier 7. Also good.

本実施形態においても、仮に断熱容器3が過熱するようなことが生じたとしても、カプセル25から出てきた吸熱剤5の吸熱反応によって断熱容器3が緊急的に冷却されるので、断熱容器3が過熱している時間を必要最小限に抑えることができる。また、第2容器4内の水26は、燃料電池59や触媒燃焼器73で生成された水であるから、別途水を予め準備しておかなくても済む。   Even in this embodiment, even if the heat insulating container 3 is overheated, the heat insulating container 3 is urgently cooled by the endothermic reaction of the heat absorbing agent 5 that has come out of the capsule 25. It is possible to minimize the time when the is overheating. Further, since the water 26 in the second container 4 is water generated by the fuel cell 59 and the catalytic combustor 73, it is not necessary to prepare water separately.

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、上記各実施形態に対して種々の設計変更を行ってもよい。
例えば、改質器71、一酸化炭素除去器72及び触媒燃焼器73が断熱容器3とは別の断熱容器に収容され、燃料電池59が断熱容器3内に収容されてもよい。燃料電池59が断熱容器3内に収容されている場合においても、燃料電池59は水素と酸素の電気化学反応により発熱するので、燃料電池59がその定常状態とある程度乖離した高温になって、断熱容器3が過熱すると、第2容器4に収容された吸熱剤5と水が吸熱反応することにより冷却されるとともに、第2容器4と断熱容器3との間で熱交換することによって、第1実施形態又は第2実施形態の場合と同様に断熱容器3が冷却される。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, You may make a various design change with respect to said each embodiment.
For example, the reformer 71, the carbon monoxide remover 72, and the catalyst combustor 73 may be housed in a heat insulation container different from the heat insulation container 3, and the fuel cell 59 may be housed in the heat insulation container 3. Even when the fuel cell 59 is housed in the heat insulating container 3, the fuel cell 59 generates heat due to an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, so that the fuel cell 59 becomes a high temperature that deviates to some extent from its steady state. When the container 3 is overheated, the endothermic agent 5 accommodated in the second container 4 and water are cooled by an endothermic reaction, and heat is exchanged between the second container 4 and the heat insulating container 3, thereby The heat insulating container 3 is cooled as in the case of the embodiment or the second embodiment.

図1は、第1実施形態における断熱装置をマイクロリアクタとともに示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the heat insulating device according to the first embodiment together with a microreactor. 図2は、図1に示された断熱装置を用いた燃料電池システムの構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system using the heat insulating device shown in FIG. 図3は、第2実施形態における断熱装置をマイクロリアクタとともに示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the heat insulating device according to the second embodiment together with the microreactor. 図4は、図3に示された断熱装置を用いた燃料電池システムの構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system using the heat insulating device shown in FIG. 図5は、変形例の断熱装置を用いた燃料電池システムの構成を示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system using a heat insulating device according to a modification.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A 断熱装置
2 マイクロリアクタ
3 断熱容器
4 第2容器
5 吸熱剤
6 水容器
7 水供給器
11 温度センサ
12 制御回路
15、26 水
25 カプセル
50、50A 燃料電池システム
59 燃料電池
71 改質器
72 一酸化炭素除去器
73 触媒燃焼器
74〜76 温度依存性抵抗ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A heat insulation apparatus 2 Microreactor 3 Heat insulation container 4 2nd container 5 Endothermic agent 6 Water container 7 Water supply device 11 Temperature sensor 12 Control circuit 15, 26 Water 25 Capsule 50, 50A Fuel cell system 59 Fuel cell 71 Reformer 72 Carbon monoxide remover 73 Catalytic combustor 74 to 76 Temperature dependent resistance heater

Claims (19)

発熱する熱源を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置された第2容器と、
前記第2容器に収容され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、
前記第2容器に水を供給する水供給器と、
前記断熱容器の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出温度が所定閾値以上となった場合に、前記水供給器に水供給を行わせる制御部と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする断熱装置。
An insulated container containing a heat source that generates heat;
A second container arranged to be able to conduct heat from the heat insulating container;
An endothermic agent contained in the second container and reacting with water to absorb heat;
A water supply for supplying water to the second container;
A temperature detector for detecting the temperature of the insulated container;
A control unit that causes the water supply unit to supply water when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold; and
A heat insulating device that conducts heat from the heat insulating container to the second container when the heat absorbing agent absorbs heat.
前記吸熱剤は、熱溶融又は熱昇華するカプセルに封入されていることを特徴とする請求項1に記載の断熱装置。   The heat insulating device according to claim 1, wherein the endothermic agent is sealed in a capsule that is thermally melted or thermally sublimated. 発熱する熱源を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置され、水を収容する第2容器と、
前記第2容器に収容され、熱溶融又は熱昇華するカプセルと、
前記カプセルに封入され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする断熱装置。
An insulated container containing a heat source that generates heat;
A second container that is disposed so as to be capable of conducting heat from the heat insulating container and that contains water;
A capsule contained in the second container and thermally melted or sublimated;
An endothermic agent encapsulated in the capsule and reacts with water to absorb heat; and
A heat insulating device that conducts heat from the heat insulating container to the second container when the heat absorbing agent absorbs heat.
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の断熱装置。   The said heat insulation container and the said 2nd container contact | connect, The heat insulation apparatus as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 燃料を水素に改質する改質器と、
熱を発して前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器で生成された水素と酸素の電気化学反応により発電し、水を生成する燃料電池と、
前記改質器及び前記加熱器を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置された第2容器と、
前記第2容器に収容され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、
前記第2容器に水を供給する水供給器と、
前記断熱容器の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の検出温度が所定閾値以上となった場合に、前記水供給器に水供給を行わせる制御部と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする燃料電池システム。
A reformer that reforms the fuel into hydrogen;
A heater that emits heat to heat the reformer;
A fuel cell that generates water by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen generated in the reformer and generates water;
An insulated container containing the reformer and the heater;
A second container arranged to be able to conduct heat from the heat insulating container;
An endothermic agent contained in the second container and reacting with water to absorb heat;
A water supply for supplying water to the second container;
A temperature detector for detecting the temperature of the insulated container;
A control unit that causes the water supply unit to supply water when the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold; and
The fuel cell system, wherein the heat absorbing agent absorbs heat and conducts heat from the heat insulating container to the second container.
前記吸熱剤は、熱溶融又は熱昇華するカプセルに封入されていることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 5, wherein the endothermic agent is enclosed in a capsule that is thermally melted or thermally sublimated. 水を収容する水容器を更に備え、
前記水供給器が前記水容器内の水を前記第2容器に供給することを特徴とする請求項5又は6に記載の燃料電池システム。
A water container for storing water;
The fuel cell system according to claim 5 or 6, wherein the water supplier supplies water in the water container to the second container.
前記燃料電池のオフガスに含まれる水が前記水容器に収容されることを特徴とする請求項7に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 7, wherein water contained in the off-gas of the fuel cell is stored in the water container. 前記加熱器が、前記燃料電池のオフガスを燃焼させる燃焼器であり、
前記燃焼器から送出されたガスに含まれる水が前記水容器に収容されることを特徴とする請求項7又は8に記載の燃料電池システム。
The heater is a combustor that burns off-gas of the fuel cell;
The fuel cell system according to claim 7 or 8, wherein water contained in the gas sent from the combustor is stored in the water container.
前記燃料電池のオフガスに含まれる水が前記第2容器に送られることを特徴とする請求項7〜9の何れか一項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 7 to 9, wherein water contained in the off-gas of the fuel cell is sent to the second container. 前記加熱器が、前記燃料電池のオフガスを燃焼させる燃焼器であり、
前記燃焼器から送出されたガスに含まれる水が前記第2容器に送られることを特徴とする請求項7、8又は10に記載の燃料電池システム。
The heater is a combustor that burns off-gas of the fuel cell;
11. The fuel cell system according to claim 7, wherein water contained in the gas sent from the combustor is sent to the second container.
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項5〜11のいずれか一項に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to any one of claims 5 to 11, wherein the heat insulating container and the second container are in contact with each other. 燃料を水素に改質する改質器と、
熱を発して前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器で生成された水素と酸素の電気化学反応により発電し、水を生成する燃料電池と、
前記改質器及び前記加熱器を収容した断熱容器と、
前記断熱容器から熱伝導可能に配置され、水を収容する第2容器と、
前記第2容器に収容され、熱溶融又は熱昇華するカプセルと、
前記カプセルに封入され、水と反応して吸熱する吸熱剤と、を備え、
前記吸熱剤が吸熱するときに前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする燃料電池システム。
A reformer that reforms the fuel into hydrogen;
A heater that emits heat to heat the reformer;
A fuel cell that generates water by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen generated in the reformer and generates water;
An insulated container containing the reformer and the heater;
A second container that is disposed so as to be capable of conducting heat from the heat insulating container and that contains water;
A capsule contained in the second container and thermally melted or sublimated;
An endothermic agent encapsulated in the capsule and reacts with water to absorb heat; and
The fuel cell system, wherein the heat absorbing agent absorbs heat and conducts heat from the heat insulating container to the second container.
前記加熱器が、前記燃料電池のオフガスを燃焼させる燃焼器であり、
前記第2容器に供給される水が、前記オフガスに含まれるか又は前記オフガスの燃焼により生成されたものであることを特徴とする請求項13に記載の燃料電池システム。
The heater is a combustor that burns off-gas of the fuel cell;
The fuel cell system according to claim 13, wherein the water supplied to the second container is contained in the off-gas or generated by combustion of the off-gas.
前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項13又は14に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 13 or 14, wherein the heat insulating container and the second container are in contact with each other. 発熱する熱源を収容した断熱容器が過熱したら、前記断熱容器から熱伝導可能に配置された第2容器内で吸熱剤と水の吸熱反応を起こして、前記断熱容器から前記第2容器へ熱伝導することを特徴とする断熱容器の冷却方法。   When the heat insulating container containing the heat source that generates heat is overheated, an endothermic reaction between the heat absorbing agent and water is caused in the second container arranged to be able to conduct heat from the heat insulating container, and heat is transferred from the heat insulating container to the second container. A method for cooling a heat insulating container. 前記断熱容器が過熱したら、前記第2容器内に水を供給して、その水と前記吸熱剤の吸熱反応を起こすことを特徴とする請求項16に記載の断熱容器の冷却方法。   The method for cooling a heat insulation container according to claim 16, wherein when the heat insulation container is overheated, water is supplied into the second container to cause an endothermic reaction between the water and the endothermic agent. 前記断熱容器が過熱したら、前記吸熱剤が封入されているとともに熱溶融又は熱昇華するカプセルをその熱により溶融又は昇華させて、前記吸熱剤と水の吸熱反応を起こすことを特徴とする請求項16又は17に記載の断熱容器の冷却方法。   When the heat insulating container is overheated, the endothermic agent is enclosed and the capsule that is thermally melted or sublimated is melted or sublimated by the heat to cause an endothermic reaction of the endothermic agent and water. The cooling method of the heat insulation container of 16 or 17. 前記断熱容器と前記第2容器とが接することを特徴とする請求項16〜18のいずれか一項に記載の断熱容器の冷却方法。   The method for cooling a heat insulation container according to any one of claims 16 to 18, wherein the heat insulation container and the second container are in contact with each other.
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JP2015138578A (en) * 2014-01-20 2015-07-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Fuel battery and method for cooling the same
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