JP2009179553A - Multiple fuel feeding system - Google Patents

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泰司 小上
Atsushi Oma
敦史 大間
Soichiro Shimotori
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently feed both hydrocarbon fuel and gaseous fuel consisting of pure hydrogen or essentially hydrogen by using minimum equipment investment. <P>SOLUTION: The multiple fuel feeding system is provided with: a fuel storing means 4 for storing the hydrocarbon fuel; a fuel reforming means 1 for converting the hydrocarbon fuel stored in the fuel storing means 4 into a fuel reformed gas being a gaseous fuel consisting essentially of hydrogen; a hydrogen separation means for separating hydrogen from the fuel reformed gas being a gaseous fuel consisting essentially of hydrogen, converted by the fuel reforming means 1; and a hydrogen storing means 11 for storing hydrogen separated by the hydrogen separation means, and supplies both the hydrocarbon fuel and hydrogen. The hydrogen separation means is provided with an electrochemical hydrogen separation means 13 which has such a hydrogen separation membrane structure that at least an electrode is arranged on both faces of a solid polymer membrane and in which the fuel reformed gas being a gaseous fuel consisting essentially of hydrogen is allowed to flow to one electrode, then an electric current is applied in such a manner that the potential of the electrode becomes higher than that of a counter electrode, and hydrogen is electrochemically separated to the counter electrode side from the fuel reformed gas being a gaseous fuel consisting essentially of hydrogen. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数種類の燃料を効率よく供給できるようにしたマルチ燃料供給システムに関するものである。   The present invention relates to a multi-fuel supply system that can efficiently supply a plurality of types of fuel.

また本発明は、複数種類の燃料により発電する発電手段を備えた、高効率でしかも災害非常時にも適応可能な電力供給型のマルチ燃料供給システムに関するものである。   The present invention also relates to an electric power supply type multi-fuel supply system that is equipped with power generation means for generating electric power from a plurality of types of fuels and that is highly efficient and adaptable in the event of a disaster.

現在、我々が使用している燃料の多くは、ガソリン、軽油、灯油、都市ガス、プロパンガス等の炭化水素系燃料である。   Currently, most of the fuels we use are hydrocarbon fuels such as gasoline, light oil, kerosene, city gas, and propane gas.

都市ガスについては、大きな都市では配管が整備されており、各家庭に供給されるシステムとなっているが、自動車の燃料となるガソリンや軽油、一般家庭で使用するプロパンや灯油等については、近くにあるガソリンスタンドまたはガススタンド等で購入している。   As for city gas, piping is maintained in large cities, and it is a system that is supplied to each household. However, gasoline and light oil used as fuel for automobiles, propane and kerosene used in general households, etc. are nearby. We purchase at gas station or gas station in

ガソリンスタンド、ガススタンド等の燃料供給ステーションでは、燃料を大型の燃料貯蔵容器に蓄え、これらを小売販売している。   In fuel supply stations such as a gas station and a gas station, fuel is stored in a large fuel storage container and sold for retail sale.

この場合、複数の燃料をそれぞれタンクローリ等で個別に運び、それぞれの燃料貯蔵容器に補給貯蔵するようにしている。   In this case, a plurality of fuels are individually carried by a tank truck or the like, and are supplied and stored in each fuel storage container.

例えば、ガソリンスタンドでは、ガソリン、軽油、灯油を販売している。これらの燃料は、常圧で液体であり、全て個別に液体として輸送し、燃料貯蔵容器にそれぞれ補給貯蔵するようにしている。   For example, a gas station sells gasoline, light oil, and kerosene. These fuels are liquid at normal pressure, and are all transported individually as liquids and supplied to and stored in fuel storage containers.

一方、ガススタンドでは、タクシー等の燃料として使用するプロパンガス、家庭用向けのプロパンガス等を販売している。   On the other hand, the gas station sells propane gas used as fuel for taxis and propane gas for household use.

プロパンガスは、常圧では気体であるため、通常は、容器内圧力を数十気圧に昇圧して液体として輸送、貯蔵するようにしている。   Since propane gas is a gas at normal pressure, it is usually transported and stored as a liquid by increasing the pressure in the container to several tens of atmospheres.

上記のように、従来では、炭化水素系の燃料をそれぞれ個別に輸送し、大型の燃料貯蔵容器に補給するようにしている。   As described above, conventionally, hydrocarbon fuels are individually transported and replenished to a large fuel storage container.

なお、ガソリン等の液体燃料と、プロパンガス等の気体燃料は、販売業種が異なり、別個のスタンドで販売されている。   Note that liquid fuels such as gasoline and gaseous fuels such as propane gas are sold in different stands, and are sold in separate stands.

上記の燃料貯蔵容器には、多量の燃料が貯蔵されていることから、貯蔵容器の安全基準が高く、大きな地震に対しても破損等の損傷が発生しないように設計されている。   Since the above-mentioned fuel storage container stores a large amount of fuel, the safety standard of the storage container is high, and it is designed so that damage such as breakage does not occur even for a large earthquake.

しかしながら、地震等の災害発生時には、電気の供給が停止するため、燃料の供給が不能となり、燃料を有効に使用することができない。   However, when a disaster such as an earthquake occurs, the supply of electricity is stopped, so that the supply of fuel becomes impossible and the fuel cannot be used effectively.

一方、自家発電機等の導入も検討されているが、非常時のみに起動する自家発電機は、利用効率が非常に低い、設備が高価である、保守管理利用が必要となる等の種々の理由から、実際には自家発電機が導入されていないスタンドが殆どである。   On the other hand, the introduction of private power generators, etc. is also under consideration, but private power generators that start up only in an emergency are very low in utilization efficiency, expensive equipment, and require maintenance management. For the reason, most of the stands are not actually equipped with private generators.

以上のように、現在では、炭化水素系燃料が主に使用されている。   As described above, at present, hydrocarbon fuels are mainly used.

一方、将来の石油枯渇危機やCO2排出による地球温暖化に代表される環境破壊問題を背景として、クリーンなエネルギーとして注目されている水素を燃料とする機器の開発が盛んに進められている。   On the other hand, against the background of environmental destruction problems typified by the future oil depletion crisis and global warming due to CO2 emissions, development of equipment using hydrogen, which is attracting attention as a clean energy, is being actively promoted.

例えば、水素を燃料とする燃料電池を自動車のエンジンに置き換えた燃料電池自動車の開発、各家庭で必要な電力と温水を個別に供給できる家庭用燃料電池発電システム等の開発が、その代表的な例である。   For example, the development of fuel cell vehicles that replace hydrogen-fueled fuel cells with automobile engines, and the development of household fuel cell power generation systems that can individually supply the necessary power and hot water for each household It is an example.

そして、将来では、純水素、または水素を主成分とした気体燃料が、我々の身近な燃料になるものと思われる。   In the future, pure hydrogen or gaseous fuel containing hydrogen as the main component will be our familiar fuel.

一方、燃料電池等の純水素または水素を主成分とした気体燃料を使用する機器の市場への投入は、徐々に進むと考えられ、現在の炭化水素系燃料がその座を完全に明渡すまでには、数十年を要すると考えられる。   On the other hand, the introduction of equipment that uses pure hydrogen or gaseous fuel containing hydrogen as a main component, such as fuel cells, is expected to gradually progress, until the current hydrocarbon fuels completely pass on its position. It may take several decades.

そこで、この間、炭化水素系燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料との両方を効率良く供給することのできる燃料供給のインフラが必要となる。   Therefore, in the meantime, a fuel supply infrastructure capable of efficiently supplying both hydrocarbon fuel and pure hydrogen or gaseous fuel containing hydrogen as a main component is required.

しかしながら、前述したような従来のシステムを活用した燃料供給システムでは、炭化水素系燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料とをそれぞれ個別に供給しなければならず、輸送効率は非常に低くなる。   However, in the fuel supply system using the conventional system as described above, hydrocarbon fuel and pure hydrogen or gaseous fuel mainly composed of hydrogen must be individually supplied, and the transportation efficiency is very high. Lower.

また、純水素または水素を主成分とした気体燃料を多量に貯蔵するためには、ガスを昇圧する必要があり、貯蔵するための余分なエネルギーが必要となること、大きな燃料貯蔵容器が必要となること等、燃料貯蔵効率が低くなる。   In addition, in order to store a large amount of pure hydrogen or gaseous fuel containing hydrogen as a main component, it is necessary to pressurize the gas, which requires extra energy for storage, and a large fuel storage container is required. The fuel storage efficiency becomes low.

さらに、ガソリン等の液体燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料とを、それぞれ個別のスタンド(ガソリンスタンドと水素スタンド)で販売すると、多くのスタンドが必要となり、結果としてインフラ整備に膨大な設備投資が必要となる。   Furthermore, if liquid fuel such as gasoline and gaseous fuel based on pure hydrogen or hydrogen are sold at individual stations (gasoline station and hydrogen station), many stations are required, resulting in enormous infrastructure development. Large capital investment is required.

さらにまた、地震等の災害発生時には、電気の供給が停止されることが多いことから、燃料貯蔵容器から燃料を供給することができず、それらの燃料を災害対策に有効に活用することができない。   Furthermore, since the supply of electricity is often stopped when disasters such as earthquakes occur, it is not possible to supply fuel from the fuel storage container, and these fuels cannot be effectively used for disaster countermeasures. .

本発明の目的は、炭化水素系燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料との両方を、効率良くかつ最小の設備投資により供給することができ、しかも災害非常時にも十分に適応することが可能なマルチ燃料供給システムを提供することにある。   It is an object of the present invention to supply both hydrocarbon-based fuel and pure hydrogen or gaseous fuel mainly composed of hydrogen efficiently and with a minimum capital investment, and is sufficiently adapted in the event of a disaster. It is to provide a multi-fuel supply system that can be used.

上記の目的を達成するために、請求項1に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、ガソリン、メタノール等の炭化水素系燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段と、前記燃料貯蔵手段に貯蔵されている炭化水素系燃料を、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する燃料改質手段と、前記燃料改質手段により変換された水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を分離する水素分離手段と、前記水素分離手段により分離された水素を貯蔵する水素貯蔵手段とを備えて成り、前記水素分離手段は、固体高分子膜の両面に少なくても電極を配置してなる水素分離膜構造であり、片方の電極に水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスを流通し、当該電極の電位を対向する電極の電位よりも高くするように電流を流通することにより、電気化学的に水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を前記対向する電極側に分離する電気化学的水素分離手段を備え、炭化水素系燃料と水素の両方を供給するようにている。   In order to achieve the above object, a multi-fuel supply system according to a first aspect of the present invention includes a fuel storage means for storing hydrocarbon fuels such as gasoline and methanol, and a carbonization stored in the fuel storage means. Fuel reforming means for converting hydrogen-based fuel into fuel reformed gas that is gaseous fuel mainly composed of hydrogen, and fuel reforming that is gaseous fuel mainly composed of hydrogen converted by the fuel reforming means A hydrogen separation means for separating hydrogen from the gas; and a hydrogen storage means for storing the hydrogen separated by the hydrogen separation means. The hydrogen separation means has at least electrodes on both sides of the solid polymer membrane. It is a hydrogen separation membrane structure that is arranged, and the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, is circulated through one electrode, and the current is set so that the potential of the electrode is higher than the potential of the opposing electrode. Distribution And electrochemical hydrogen separation means for electrochemically separating hydrogen from the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, to the opposite electrode side, both hydrocarbon fuel and hydrogen To supply.

従って、請求項1に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、水素分離手段を、固体高分子膜の両面に少なくても電極を配置してなる水素分離膜構造とした電気化学的水素分離手段とすることにより、水素分離膜の片側の電極に供給した水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに含まれる水素のみが、上記片側の電極で水素イオンと電子に分解し、水素イオンは固体高分子膜を通過して反対側の電極で電子と結合して水素ガスが生成する。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 1, the hydrogen separation means is an electrochemical hydrogen separation means having a hydrogen separation membrane structure in which at least electrodes are arranged on both sides of the solid polymer membrane. Thus, only hydrogen contained in the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen supplied to the electrode on one side of the hydrogen separation membrane, is decomposed into hydrogen ions and electrons at the electrode on one side, Ions pass through the solid polymer membrane and combine with electrons at the opposite electrode to generate hydrogen gas.

そして、当該電気化学的な反応を利用することにより、二酸化炭素や一酸化炭素または窒素を含む、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから、水素のみを効率的に分離することができる。   Then, by utilizing the electrochemical reaction, only hydrogen is efficiently separated from the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, including carbon dioxide, carbon monoxide, or nitrogen. Can do.

また、電気化学的水素分離手段では、流通する電気量に比例した水素量を生成できるため、水素精製量を容易に制御することができる。   In addition, since the electrochemical hydrogen separation means can generate a hydrogen amount proportional to the amount of electricity flowing, the amount of hydrogen purification can be easily controlled.

さらに、流通する電気量に応じた水素量を精製することができるため、水素が生成する側の圧力が高くなっても水素精製を行なえるため、分離した水素を昇圧することができる。   Furthermore, since the amount of hydrogen corresponding to the amount of electricity flowing can be purified, hydrogen purification can be performed even when the pressure on the side where hydrogen is generated increases, so that the separated hydrogen can be boosted.

これにより、水素を貯蔵するのに必要であった昇圧ポンプ等を必要としないため、水素分離と同時に水素貯蔵に必要な水素昇圧を行なうことができ、システムを簡素化することができる。   This eliminates the need for a booster pump or the like that is necessary for storing hydrogen, so that hydrogen boosting required for hydrogen storage can be performed simultaneously with hydrogen separation, and the system can be simplified.

また、請求項2に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスまたは水素により発電する発電手段を備えている。   A multi-fuel supply system according to a second aspect of the present invention is the multi-fuel supply system according to the first aspect of the present invention, wherein the multi-fuel supply system according to the first aspect of the invention generates power using fuel reformed gas or hydrogen, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen. It has power generation means.

従って、請求項2に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスまたは水素により発電する発電手段を備えることにより、システム制御に必要な電力や、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を電気化学的に分離する時に必要となる電力、システム外で消費する電力等を供給することができるため、電気系統からの配電が停止したような場合でも、システムを停止することなしに、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスまたは水素および電力を安定に供給することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 2, by providing a power generation means for generating electricity with fuel reformed gas or hydrogen which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, Because it can supply the electric power necessary for electrochemical separation of hydrogen from the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, and the power consumed outside the system, etc. Even when the system stops, it is possible to stably supply the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, or hydrogen and electric power without stopping the system.

さらに、請求項3に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項2に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、発電手段としては、電解質を含浸した電解質層を挟んで一対の電極を配置してなり、水素と酸素との電気化学的反応により、一対の電極間から電気出力(電力)を取り出す燃料電池を備えている。   Furthermore, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 3 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 2, wherein a pair of electrodes are arranged as the power generation means with the electrolyte layer impregnated with electrolyte interposed therebetween. Thus, a fuel cell is provided that extracts electrical output (electric power) from between a pair of electrodes by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.

従って、請求項3に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、発電手段として、電解質を含浸した電解質層を挟んで一対の電極を配置してなり、水素と酸素との電気化学的反応によって、一対の電極間から電気出力(電力)を取り出す燃料電池を備えることにより、燃料電池は、ガスタービン等のカルノーサイクルの制限を受ける他の発電機と比較して発電効率が極めて高く、静粛性に優れ、環境性に優れていることから、従来のように系統から電力を購入してシステムを運転する場合に比較して運転費用を安くすることができ、また環境性、静粛性に優れていることから、ガソリンスタンド等の街中に設置することができ、現状のインフラを有効に活用することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 3, a pair of electrodes are arranged as the power generation means with the electrolyte layer impregnated with electrolyte interposed therebetween, and by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, By providing a fuel cell that extracts electrical output (electric power) between a pair of electrodes, the fuel cell has extremely high power generation efficiency and quietness compared to other generators that are restricted by the Carnot cycle, such as a gas turbine. Because it is excellent and environmentally friendly, it can reduce operating costs compared to operating the system by purchasing power from the grid as before, and it is also excellent in environmental and quietness. Therefore, it can be installed in a city such as a gas station, and the current infrastructure can be used effectively.

さらにまた、請求項4に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項3に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、燃料電池の発電電力により、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を分離するようにしている。   Furthermore, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 4 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 3, wherein the fuel is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen by the power generated by the fuel cell. Hydrogen is separated from the reformed gas.

従って、請求項4に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、燃料電池の発電電力で、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を分離することにより、燃料電池は、燃料の有する化学的エネルギーを直流電流として電力に変換することができることから、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから純水素を分離するのに必要となる直流電流を燃料電池から直接供給することで、直交変換機が不要となるため、設備投資額をより一層低減することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 4, by separating hydrogen from the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, with the power generated by the fuel cell, the fuel cell is Since the chemical energy of the fuel can be converted into electric power as direct current, direct current required to separate pure hydrogen from the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, is obtained from the fuel cell. Direct supply eliminates the need for a quadrature transformer, so that the amount of capital investment can be further reduced.

また、直交変換による電力のロスがないため、効率の高いシステム運転を行なうことができる。   In addition, since there is no power loss due to orthogonal transformation, highly efficient system operation can be performed.

一方、請求項5に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、燃料改質手段または発電手段から排出される生成水を貯蔵する水貯蔵手段を備えている。   On the other hand, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 5 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to any one of claims 1 to 4 and is discharged from the fuel reforming means or the power generation means. Water storage means for storing generated water.

従って、請求項5に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、燃料改質手段または発電手段から排出される生成水を貯蔵する水貯蔵手段を備えることにより、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスまたは水素による発電またはそれらを燃焼することによって水が生成し、当該生成水はシステム外に排出されることになることから、システムにおいて過剰となった生成水を貯蔵することで、地震等の災害発生時に水を供給することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 5, the water fuel storage means for storing the generated water discharged from the fuel reforming means or the power generation means is provided, so that the gaseous fuel mainly composed of hydrogen is used. Since water is generated by power generation or combustion of fuel reformed gas or hydrogen, and the generated water is discharged out of the system, it is possible to store excess generated water in the system. Water can be supplied when a disaster such as an earthquake occurs.

これにより、例えば街中に多く存在するガソリンスタンドを、災害発生時の一時避難場所として有効に活用することができる。   Thereby, for example, many gas stations existing in the city can be effectively used as a temporary evacuation site when a disaster occurs.

また、請求項6に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項2乃至請求項5のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、災害対策手段を備え、非常時には、発電手段の発電電力により所内電気設備および災害対策手段に電力を供給するようにしている。   A multi-fuel supply system according to a sixth aspect of the present invention is the multi-fuel supply system according to any one of the second to fifth aspects, further comprising a disaster countermeasure means, and in the event of an emergency, Electric power is supplied to the on-site electrical equipment and the disaster countermeasure means by the generated power of the means.

従って、請求項6に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、マルチ燃料供給システムでは自立運転が可能であり、災害発生時においても電力を供給できるシステムであることから、災害発生時においても災害対策手段に電力を供給することにより、例えば街中に多く存在するガソリンスタンドを、災害発生時の情報中継基地または情報発信基地として有効に活用することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 6, since the multi-fuel supply system can operate independently and can supply power even when a disaster occurs, By supplying electric power to the countermeasure means, for example, many gas stations existing in the city can be effectively used as an information relay base or an information transmission base in the event of a disaster.

さらに、請求項7に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、燃料改質手段の燃料燃焼室から排出される燃料燃焼排ガスまたは発電手段から排出される排ガスを利用して植物を育成するようにしている。   Furthermore, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 7 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to any one of claims 1 to 6, wherein the multi-fuel supply system of the invention is discharged from the fuel combustion chamber of the fuel reforming means. Plants are grown using exhausted fuel combustion exhaust gas or exhaust gas discharged from power generation means.

従って、請求項7に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、通常、燃料改質手段の燃料燃焼室から排出される燃料燃焼排ガス、または発電手段から排出される排ガスには多くの二酸化炭素と水が含まれていることから、例えばビニールハウス等で、上記燃料燃焼排ガスまたは排ガスを利用して植物を育成することにより、光合成が活発になるため、植物の育成を早めることができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 7, normally, the fuel combustion exhaust gas discharged from the fuel combustion chamber of the fuel reforming means or the exhaust gas discharged from the power generation means contains a large amount of carbon dioxide. Since water is contained, photosynthesis is activated by cultivating plants using the fuel combustion exhaust gas or exhaust gas in a greenhouse or the like, for example, so that plant growth can be accelerated.

さらにまた、請求項8に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1乃至請求項7のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、炭化水素系の燃料としては、ガソリンを用いている。   Furthermore, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 8 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to any one of claims 1 to 7, wherein the hydrocarbon fuel is gasoline. Is used.

従って、請求項8に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、現在ガソリンスタンドは世界各地に充分数だけ配置されており、インフラとして充実しており、またガソリンは非常に扱いなれた燃料であり、市場に浸透していることから、炭化水素系燃料としてガソリンを使用することにより、インフラとして充実している現状のガソリンスタンドを有効に活用して、ガソリンおよび水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスまたは水素を供給できるスタンドを構築することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 8, there are a sufficient number of gas stations currently located in various parts of the world, the infrastructure is substantial, and gasoline is a very handled fuel. Because of its penetration in the market, the use of gasoline as a hydrocarbon-based fuel makes effective use of the current gas station, which is well-developed as an infrastructure. A stand capable of supplying a certain fuel reformed gas or hydrogen can be constructed.

一方、請求項9に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1乃至請求項8のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、システム本体から得られる排熱を利用する排熱利用手段を備えている。   On the other hand, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 9 uses the exhaust heat obtained from the system main body in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to any one of claims 1 to 8. It has exhaust heat utilization means.

従って、請求項9に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、通常、炭化水素系燃料を改質する場合や発電を行なう場合には、熱が発生することから、システム本体から得られる排熱を利用する排熱利用手段を設けることにより、水素製造または発電に伴なう熱を有効に活用することができるため、システム全体のエネルギー効率を向上することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 9, since the heat is usually generated when the hydrocarbon fuel is reformed or when power generation is performed, the exhaust heat obtained from the system main body is generated. By providing the exhaust heat utilization means utilizing the heat, it is possible to effectively utilize the heat associated with hydrogen production or power generation, so that the energy efficiency of the entire system can be improved.

また、請求項10に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1乃至請求項9のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、炭化水素系の燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段における燃料取り出し口を、燃料液面よりも上部位置に設けている。   The multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 10 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to any one of claims 1 to 9, wherein the fuel storage stores hydrocarbon fuel. The fuel outlet in the means is provided at a position above the fuel liquid level.

従って、請求項10に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、通常、燃料改質手段に供給する炭化水素系燃料はガス化する必要があるため、液体燃料を使用する場合にはあらかじめ熱を与えてガス化することが一般的であり、一方ガソリン等の蒸気分圧が高い液体の炭化水素系燃料では、燃料貯蔵手段において一部が蒸発しガス化されていることから、炭化水素系燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段における燃料取り出し口を、燃料液面より上部位置に設けることにより、既にガス化された燃料を取り出すことができ、燃料改質手段に供給する燃料を予熱しなくてもよくなるため、システム全体のエネルギー効率をより一層向上することができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 10, since the hydrocarbon-based fuel supplied to the fuel reforming means usually needs to be gasified, heat is preliminarily used when liquid fuel is used. In general, liquid hydrocarbon fuels with high vapor partial pressure, such as gasoline, are partly evaporated and gasified in the fuel storage means. By providing the fuel outlet in the fuel storage means for storing the fuel at a position above the fuel liquid level, the fuel that has already been gasified can be taken out, and the fuel supplied to the fuel reforming means need not be preheated. Therefore, the energy efficiency of the entire system can be further improved.

さらに、請求項11に対応する発明のマルチ燃料供給システムは、上記請求項1乃至請求項10のいずれか1項に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいて、水素貯蔵手段としては、水素を水素貯蔵金属または水素貯蔵性のカーボンに貯蔵する水素貯蔵手段を備えている。   Furthermore, the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 11 is the multi-fuel supply system of the invention corresponding to any one of claims 1 to 10, wherein hydrogen is stored as hydrogen storage means. Hydrogen storage means for storing in metal or hydrogen storage carbon is provided.

従って、請求項11に対応する発明のマルチ燃料供給システムにおいては、水素貯蔵手段として、水素を水素貯蔵金属または水素貯蔵性のカーボンに貯蔵する水素貯蔵手段を使用することにより、水素を通常のガス圧縮方式で貯蔵すると、貯蔵する圧力は数十MPa以上とする必要があり、貯蔵容器も大きくなり、一方水素貯蔵金属または水素貯蔵性のカーボンは、水素を水素原子レベルで吸収するため、ガス加圧方式と比較して低圧力で桁違いに水素を貯蔵することができることから、水素貯蔵手段を小さくすることができ、貯蔵するための圧力も数MPa程度となるため、水素貯蔵エネルギーを小さくすることができる。   Therefore, in the multi-fuel supply system of the invention corresponding to claim 11, hydrogen is stored in a normal gas by using hydrogen storage means for storing hydrogen in hydrogen storage metal or hydrogen storage carbon as hydrogen storage means. When stored in a compression mode, the pressure to be stored needs to be several tens of MPa or more, and the storage container also becomes large. On the other hand, hydrogen storage metal or hydrogen storage carbon absorbs hydrogen at the hydrogen atom level, so Compared with the pressure method, hydrogen can be stored in an order of magnitude at low pressure, so the hydrogen storage means can be reduced, and the storage pressure is also several MPa, so the hydrogen storage energy is reduced. be able to.

本発明によれば、ガソリンスタンド等の既存のインフラを有効に活用して、近い将来必要となる炭化水素系燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスとの両方を供給することができるマルチ燃料供給システムまたは電力供給型マルチ燃料供給システムを、最小の設備投資により構築することが可能となる。   According to the present invention, by effectively utilizing existing infrastructure such as a gas station, both a hydrocarbon-based fuel that will be required in the near future and a fuel reformed gas that is a gaseous fuel mainly composed of pure hydrogen or hydrogen. It is possible to construct a multi-fuel supply system or an electric power supply-type multi-fuel supply system that can supply power with a minimum capital investment.

また、既存の燃料供給システムと比較して、燃料輸送効率、燃料貯蔵効率、および運転効率を格段に向上することができ、燃料を効率よく供給することが可能となる。   Moreover, compared with the existing fuel supply system, fuel transport efficiency, fuel storage efficiency, and operation efficiency can be significantly improved, and fuel can be supplied efficiently.

さらに、既存の燃料供給システムではこれまで備えていなかった機能として、災害非常時には、一時避難場所や情報中継基地または情報発信基地として有効に活用することが可能となる。   Furthermore, as a function that the existing fuel supply system has not provided so far, it can be effectively used as a temporary evacuation site, an information relay base or an information transmission base in the event of a disaster.

そして、近い将来、炭化水素系燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスとの両方を供給することのできるマルチ燃料供給システムが必要になると考えられることから、かかる点において、本発明のマルチ燃料供給システムは、極めて有効なものである。   In the near future, a multi-fuel supply system capable of supplying both hydrocarbon-based fuel and fuel reformed gas, which is a gaseous fuel based on pure hydrogen or hydrogen, will be required. In this respect, the multi-fuel supply system of the present invention is extremely effective.

本発明によるマルチ燃料供給システムの第1の実施の形態を示す概要図。1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a multi-fuel supply system according to the present invention. 本発明によるマルチ燃料供給システムの第2の実施の形態を示す概要図。The schematic diagram which shows 2nd Embodiment of the multi-fuel supply system by this invention. 本発明による電力供給型のマルチ燃料供給システムの第3の実施の形態を示す概要図。The schematic diagram which shows 3rd Embodiment of the electric power supply type multi-fuel supply system by this invention. 同第3の実施の形態の電力供給型のマルチ燃料供給システムにおける電気化学的水素分離手段の構成例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the structural example of the electrochemical hydrogen separation means in the electric power supply type multi-fuel supply system of the said 3rd Embodiment. 本発明による電力供給型のマルチ燃料供給システムの第4の実施の形態を示す概要図。The schematic diagram which shows 4th Embodiment of the electric power supply type multi-fuel supply system by this invention. 本発明の第5の実施の形態の電力供給型のマルチ燃料供給システムにおける燃料貯蔵タンクの構成例を示す概要図。The schematic diagram which shows the structural example of the fuel storage tank in the electric power supply type multi-fuel supply system of the 5th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態によるガソリン改質によるマルチ燃料供給システムの構成例を示す概要図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a multi-fuel supply system by gasoline reforming according to the present embodiment.

図1において、既存のインフラであるガソリンスタンドには、炭化水素系燃料であるガソリンを改質して水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する燃料改質手段として、水蒸気添加式ガソリン改質器1を設置している。   In FIG. 1, a gasoline station as an existing infrastructure includes steam as a fuel reforming means for reforming gasoline, which is a hydrocarbon-based fuel, and converting it into a fuel reforming gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen. Additive gasoline reformer 1 is installed.

また、当該水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスを貯蔵する燃料改質ガス貯蔵手段として、ガス昇圧ポンプ2および燃料改質ガス貯蔵容器3を設置している。   Further, a gas booster pump 2 and a fuel reformed gas storage container 3 are installed as fuel reformed gas storage means for storing fuel reformed gas, which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component.

一方、水蒸気添加式ガソリン改質器1には、炭化水素系燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段としてのガソリンタンク4からガソリンを供給し、水道水5から水フィルター6および熱交換器1bを通して水蒸気を供給し、これらの反応によりガソリンを水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する。   On the other hand, the steam addition type gasoline reformer 1 is supplied with gasoline from a gasoline tank 4 as a fuel storage means for storing hydrocarbon fuel, and is supplied with steam from tap water 5 through a water filter 6 and a heat exchanger 1b. By these reactions, gasoline is converted into fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen.

また、水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aには、空気ブロア7から空気を供給し、ガソリンタンク4からガソリンを供給して、燃焼させる。   In addition, air is supplied from the air blower 7 to the combustion chamber 1a of the steam addition type gasoline reformer 1, and gasoline is supplied from the gasoline tank 4 to be combusted.

そして、当該燃焼の際に発生する熱により、上記水蒸気とガソリンとを、水蒸気添加式ガソリン改質器1で反応させる。   The steam and gasoline are reacted in the steam addition type gasoline reformer 1 by the heat generated during the combustion.

さらに、水道水5から水フィルター6を通して供給される水を、熱交換器1bで燃焼器1aと熱交換させて水蒸気とする。   Furthermore, the water supplied from the tap water 5 through the water filter 6 is heat-exchanged with the combustor 1a by the heat exchanger 1b to form steam.

また、燃料改質ガスは、ガス昇圧ポンプ2により昇圧して、燃料改質ガス貯蔵容器3に蓄える。   The fuel reformed gas is boosted by the gas booster pump 2 and stored in the fuel reformed gas storage container 3.

さらに、ガソリンタンク4には、ガソリンを外部に供給するためのガソリン供給口8を設け、燃料改質ガス貯蔵容器3には、燃料改質ガスを外部に供給するための燃料改質ガス供給口9を設けている。   Further, the gasoline tank 4 is provided with a gasoline supply port 8 for supplying gasoline to the outside, and the fuel reformed gas storage container 3 is provided with a fuel reformed gas supply port for supplying fuel reformed gas to the outside. 9 is provided.

なお、上記燃料改質ガス貯蔵容器3の容量は、連続供給量により決定し、通常は最小容量となるように設計している。   In addition, the capacity | capacitance of the said fuel reformed gas storage container 3 is determined by continuous supply amount, and is normally designed to become the minimum capacity | capacitance.

すなわち、基本的には、供給した量だけガソリン改質を行ない、燃料改質ガス貯蔵容器3には必要最低限の量の燃料改質ガスを貯蔵するようにしている。   That is, basically, gasoline reforming is performed by the supplied amount, and the minimum amount of fuel reformed gas is stored in the fuel reformed gas storage container 3.

次に、以上のように構成した本実施の形態によるマルチ燃料供給システムにおいては、炭化水素系燃料であるガソリンを、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換して貯蔵していることにより、従来のガソリンスタンド等のインフラを有効に活用して、ガソリンと水素を主成分とした気体燃料との両方を供給できるマルチ燃料供給システムを構築することができ、設備投資を最小限に抑えることができる。   Next, in the multi-fuel supply system according to the present embodiment configured as described above, gasoline, which is a hydrocarbon-based fuel, is converted into a fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, and stored. As a result, it is possible to construct a multi-fuel supply system that can supply both gasoline and gaseous fuel mainly composed of hydrogen by effectively utilizing infrastructure such as conventional gas stations, etc. To the limit.

また、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスは、必要な時に必要な量だけ製造すればよく、従来のように多量の気体燃料を高圧に圧縮して個別に輸送する必要がないため、燃料改質ガス貯蔵容器3の体積を小さくできるばかりでなく、燃料貯蔵効率および輸送効率を大幅に向上することができる。   In addition, the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, needs to be produced in the required amount when necessary, and it is necessary to transport a large amount of gaseous fuel to high pressure as in the conventional case and transport it individually. Therefore, not only the volume of the fuel reformed gas storage container 3 can be reduced, but also the fuel storage efficiency and the transport efficiency can be greatly improved.

(変形例)
なお、本実施の形態では、ガソリンスタンドを例に、炭化水素系燃料としてガソリンを使用したシステムの場合について説明したが、これに限らず、現状のガソリンスタンドを利用して、炭化水素系燃料としてメタノールを使用したシステムの場合についても、前述の場合と同様の効果が得られるものである。
(Modification)
In the present embodiment, the case of a system using gasoline as a hydrocarbon-based fuel has been described by taking a gasoline station as an example. However, the present invention is not limited to this, and a hydrocarbon-based fuel can be used using a current gasoline station. Also in the case of a system using methanol, the same effect as that described above can be obtained.

また、炭化水素系燃料としてプロパンガス等を供給するガススタンドに、燃料改質手段を設けるようにしても、前述の場合と同様の効果が得られるものである。   Further, even if a fuel reforming means is provided in a gas stand that supplies propane gas or the like as a hydrocarbon-based fuel, the same effect as described above can be obtained.

さらに、本実施の形態では、燃料改質手段として、炭化水素系燃料と水蒸気の反応を利用した水蒸気添加式燃料改質器を使用した場合について説明したが、これに限らず、燃料改質手段として、炭化水素系燃料、酸素、水蒸気の反応を利用したオートサーマル式燃料改質器を使用するようにしてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, a case where a steam addition type fuel reformer using a reaction between a hydrocarbon-based fuel and steam is used as the fuel reforming means is not limited to this, but the fuel reforming means As an alternative, an autothermal fuel reformer utilizing the reaction of hydrocarbon fuel, oxygen, and water vapor may be used.

上述したように、本実施の形態によるマルチ燃料供給システムでは、炭化水素系燃料と水素を主成分とした気体燃料との両方を、効率良くかつ最小の設備投資により供給することが可能となる。   As described above, in the multi-fuel supply system according to the present embodiment, both the hydrocarbon-based fuel and the gaseous fuel containing hydrogen as a main component can be supplied efficiently and with minimum equipment investment.

(第2の実施の形態)
図2は、本実施の形態によるガソリン改質によるマルチ燃料供給システムの構成例を示す概要図であり、図1と同一要素には同一符号を付して示している。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a multi-fuel supply system by gasoline reforming according to the present embodiment, and the same elements as those in FIG.

図2において、既存のインフラであるガソリンスタンドには、炭化水素系燃料であるガソリンを改質して水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する燃料改質手段として、水蒸気添加式ガソリン改質器1を設置している。   In FIG. 2, a gasoline station, which is an existing infrastructure, uses steam as a fuel reforming means for reforming gasoline, which is a hydrocarbon fuel, and converting it into a fuel reforming gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen. Additive gasoline reformer 1 is installed.

また、当該水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を分離する水素分離手段として、水素透過膜を備えた膜分離器10を設置している。   Further, a membrane separator 10 having a hydrogen permeable membrane is installed as a hydrogen separation means for separating hydrogen from a fuel reformed gas that is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component.

さらに、当該水素を貯蔵する水素貯蔵手段として、ガス昇圧ポンプ2および水素貯蔵容器11を設置している。   Further, a gas booster pump 2 and a hydrogen storage container 11 are installed as hydrogen storage means for storing the hydrogen.

一方、水蒸気添加式ガソリン改質器1には、炭化水素系燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段としてのガソリンタンク4からガソリンを供給し、水道水5から水フィルター6および熱交換器1bを通して水蒸気を供給し、これらの反応によりガソリンを水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する。   On the other hand, the steam addition type gasoline reformer 1 is supplied with gasoline from a gasoline tank 4 as a fuel storage means for storing hydrocarbon fuel, and is supplied with steam from tap water 5 through a water filter 6 and a heat exchanger 1b. By these reactions, gasoline is converted into fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen.

また、当該燃料改質ガスは、膜分離器10にて水素のみを膜により分離し、当該分離された高純度の水素をガス昇圧ポンプ2により昇圧して、水素貯蔵容器11に貯蔵する。   Further, the fuel reformed gas is separated only by hydrogen in the membrane separator 10, and the separated high-purity hydrogen is pressurized by the gas booster pump 2 and stored in the hydrogen storage container 11.

一方、膜分離器10により水素が分離された残ガスは、ガソリン改質器1の燃焼室1aに送って、空気ブロア7から供給される空気で燃焼させる。   On the other hand, the residual gas from which hydrogen has been separated by the membrane separator 10 is sent to the combustion chamber 1 a of the gasoline reformer 1 and burned with air supplied from the air blower 7.

そして、当該燃焼の際に発生する熱により、上記水蒸気とガソリンとを、水蒸気添加式ガソリン改質器1で反応させる。   The steam and gasoline are reacted in the steam addition type gasoline reformer 1 by the heat generated during the combustion.

これにより、膜分離器10で分離できなかった水素も、エネルギーとして有効に活用する。   Thereby, hydrogen that could not be separated by the membrane separator 10 is also effectively utilized as energy.

また、水道水5から水フィルター6を通して供給される水を、熱交換器1bで燃焼器1aと熱交換させて水蒸気とする。   Moreover, the water supplied through the water filter 6 from the tap water 5 is heat-exchanged with the combustor 1a with the heat exchanger 1b, and is made into water vapor | steam.

さらに、ガソリンタンク4には、ガソリンを外部に供給するためのガソリン供給口8を設け、水素貯蔵容器11には、水素を外部に供給するための水素供給口12を設けている。   Further, the gasoline tank 4 is provided with a gasoline supply port 8 for supplying gasoline to the outside, and the hydrogen storage vessel 11 is provided with a hydrogen supply port 12 for supplying hydrogen to the outside.

なお、上記水素貯蔵容器11の容量は、連続供給量により決定し、通常は最小容量となるように設計している。   In addition, the capacity | capacitance of the said hydrogen storage container 11 is determined by the continuous supply amount, and is normally designed to become the minimum capacity.

すなわち、基本的には、供給した量だけガソリン改質を行ない、水素貯蔵容器11には必要最低限の量の水素を貯蔵するようにしている。   That is, basically, the gasoline is reformed by the supplied amount, and the hydrogen storage container 11 stores the minimum amount of hydrogen.

次に、以上のように構成した本実施の形態によるマルチ燃料供給システムにおいては、炭化水素系燃料であるガソリンを、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに改質した後に水素を分離して貯蔵していることにより、従来のガソリンスタンド等のインフラを有効に活用して、ガソリンと水素との両方を供給できるマルチ燃料供給システムを構築することができ、設備投資を最小限に抑えることができる。   Next, in the multi-fuel supply system according to the present embodiment configured as described above, gasoline, which is a hydrocarbon-based fuel, is reformed into a fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, and then hydrogen. By separating and storing the fuel, it is possible to construct a multi-fuel supply system that can supply both gasoline and hydrogen by effectively utilizing infrastructure such as conventional gas stations, minimizing capital investment. Can be suppressed.

また、水素を圧縮して個別に輸送する必要がなくなるため、輸送効率を大幅に向上することができる。   In addition, since it is not necessary to compress and transport hydrogen individually, transportation efficiency can be greatly improved.

さらに、水素は必要な時に必要な量だけ製造すればよく、水素貯蔵用の大きな容器や過剰な昇圧が必要ないため、燃料貯蔵効率を高くすることができる。   Furthermore, hydrogen only needs to be produced when necessary, and since a large container for storing hydrogen and excessive pressure increase are not required, fuel storage efficiency can be increased.

さらにまた、純水素は、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスと比較してエネルギー密度が高いため、水素貯蔵手段である水素貯蔵容器11の大きさを小さくすることができる。   Furthermore, since pure hydrogen has a higher energy density compared to a fuel reformed gas that is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, the size of the hydrogen storage container 11 that is a hydrogen storage means can be reduced.

なお、水素を分離した後のガスにも少量の水素が含まれているが、これを燃料改質手段である水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aに供給して改質の熱源として使用できるため、エネルギー変換効率を大きく低減するようなことはない。   A small amount of hydrogen is also contained in the gas after separating hydrogen, and this is supplied to the combustion chamber 1a of the steam addition type gasoline reformer 1 which is a fuel reforming means to serve as a heat source for reforming. Since it can be used, energy conversion efficiency is not greatly reduced.

(変形例)
なお、本実施の形態では、水素は圧縮ガスとして貯蔵した場合について説明したが、これに限らず、水素貯蔵容器11として水素貯蔵合金を使用することにより、貯蔵圧力を低減できるため、システムをより一層効率的に運転することができる。
(Modification)
In the present embodiment, the case where hydrogen is stored as a compressed gas has been described. However, the present invention is not limited to this, and by using a hydrogen storage alloy as the hydrogen storage container 11, the storage pressure can be reduced. It is possible to operate more efficiently.

上述したように、本実施の形態によるマルチ燃料供給システムでは、炭化水素系燃料と純水素との両方を、効率良くかつ最小の設備投資により供給することが可能となる。   As described above, in the multi-fuel supply system according to the present embodiment, both hydrocarbon-based fuel and pure hydrogen can be supplied efficiently and with minimal capital investment.

(第3の実施の形態)
図3は、本実施の形態によるガソリン改質による電力供給型のマルチ燃料供給システムの構成例を示す概要図であり、図2と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a power supply type multi-fuel supply system by gasoline reforming according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. Only the different parts are described here.

すなわち、本実施の形態のガソリン改質による電力供給型のマルチ燃料供給システムは、図3に示すように、前記図2における膜分離器10およびガス昇圧ポンプ2を省略し、これらに代えて、水素貯蔵手段として、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから電気化学的に水素を分離する電気化学的水素分離手段13を設けた図5中、22はガソリン補給口を示している。   That is, in the power supply type multi-fuel supply system by gasoline reforming of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the membrane separator 10 and the gas booster pump 2 in FIG. 2 are omitted, and instead of these, As a hydrogen storage means, an electrochemical hydrogen separation means 13 for electrochemically separating hydrogen from a fuel reformed gas which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component is provided. In FIG. Yes.

ここで、電気化学的水素分離手段13は、固体高分子膜の両面に少なくとも電極を配置してなる水素分離膜を複数積層した水素分離膜構造であり、片方の電極に水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスを流通し、当該電極側の電位をそれに対向する電極の電位よりも高くするように電流を流通することにより、電気化学的に水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を対向する電極側に分離するものである。   Here, the electrochemical hydrogen separation means 13 has a hydrogen separation membrane structure in which a plurality of hydrogen separation membranes each having at least electrodes arranged on both sides of a solid polymer membrane are stacked, and one electrode is mainly composed of hydrogen. The fuel reformed gas, which is a gaseous fuel, is circulated, and an electric current is circulated so that the potential on the electrode side is higher than the potential of the electrode facing it. Hydrogen is separated from a certain fuel reformed gas to the opposite electrode side.

図4は、上記電気化学的水素分離手段13の構成例を示す概念図である。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration example of the electrochemical hydrogen separation means 13.

図4において、電気化学的水素分離手段13は、水素分離膜である固体高分子膜とその両面に配置した電極とからなっている。   In FIG. 4, the electrochemical hydrogen separation means 13 comprises a solid polymer membrane that is a hydrogen separation membrane and electrodes arranged on both sides thereof.

また、電極の固体高分子膜と接触する面には、白金を主成分とする触媒層を形成している。   A catalyst layer mainly composed of platinum is formed on the surface of the electrode that contacts the solid polymer film.

さらに、一方の電極には燃料改質ガス(H2+CO2+N2)を流通し、当該電極の電位を、対向する電極の電位よりも高くするように設定して通電できるようにしている。   Further, fuel reformed gas (H 2 + CO 2 + N 2) is circulated through one of the electrodes, and the potential of the electrode is set to be higher than the potential of the opposing electrode so that it can be energized.

次に、以上のように構成した本実施の形態によるマルチ燃料供給システムにおいては、水素分離手段を、固体高分子膜の両面に少なくても電極を配置してなる水素分離膜構造とした電気化学的水素分離手段13としていることにより、水素分離膜の片側の電極に供給した水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに含まれる水素のみが、片側の電極で水素イオンと電子に分解し、水素イオンは固体高分子膜を通過して反対側の電極で電子と結合して水素ガスが生成する。   Next, in the multi-fuel supply system according to this embodiment configured as described above, the hydrogen separation means has an electrochemical structure having a hydrogen separation membrane structure in which at least electrodes are arranged on both sides of the solid polymer membrane. By using the selective hydrogen separation means 13, only hydrogen contained in the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen supplied to the electrode on one side of the hydrogen separation membrane, is converted into hydrogen ions and electrons at the electrode on one side. The hydrogen ions pass through the solid polymer membrane and combine with electrons at the opposite electrode to generate hydrogen gas.

すなわち、電気化学的水素分離手段13に電気を流通することにより、電圧が高く設定されている側の電極で、水素分子が水素イオン化される。   That is, by supplying electricity to the electrochemical hydrogen separation means 13, hydrogen molecules are hydrogen ionized at the electrode on the side where the voltage is set high.

(H2⇒2H+2e
一方、その反対側の電極では、水素イオンと電子とが反応して、水素分子が生成される。
(H2⇒2H + + 2e -)
On the other hand, at the opposite electrode, hydrogen ions and electrons react to generate hydrogen molecules.

(2H+2e⇒H2)
なお、水素生成には、1.5V程度以上の電圧が必要である。
(2H ++ 2e - ⇒H2)
Note that a voltage of about 1.5 V or more is required for hydrogen generation.

以上のような電気化学的な反応により、水素のみが水素分離膜を通過して分離される。   By the electrochemical reaction as described above, only hydrogen is separated through the hydrogen separation membrane.

そして、本実施の形態の水素分離方法では、かかる電気化学的な反応を利用していることにより、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素を含む、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから、水素のみを効率的に分離することができる。   In the hydrogen separation method of the present embodiment, by using such an electrochemical reaction, fuel reforming, which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, including carbon dioxide, carbon monoxide, and nitrogen. Only hydrogen can be efficiently separated from the gas.

また、電気化学的水素分離手段13では、流通する電気量に比例した水素量を生成できるため、水素精製量を容易に制御することができる。   In addition, since the electrochemical hydrogen separation means 13 can generate a hydrogen amount proportional to the amount of electricity flowing, the hydrogen purification amount can be easily controlled.

さらに、流通する電気量に応じた水素量を精製することができるため、水素が生成する側の圧力が高くなっても水素精製を行なえるため、分離した水素を昇圧することができる。   Furthermore, since the amount of hydrogen corresponding to the amount of electricity flowing can be purified, hydrogen purification can be performed even when the pressure on the side where hydrogen is generated increases, so that the separated hydrogen can be boosted.

これにより、水素を貯蔵するのに必要であった昇圧ポンプ等を必要としないため、水素分離と同時に水素貯蔵に必要な水素昇圧を行なうことができ、システムを簡素化することができる。   This eliminates the need for a booster pump or the like that is necessary for storing hydrogen, so that hydrogen boosting required for hydrogen storage can be performed simultaneously with hydrogen separation, and the system can be simplified.

上述したように、本実施の形態による電力供給型のマルチ燃料供給システムでは、前記第2の実施の形態の場合と同様の効果が得られるのに加えて、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから、水素のみを効率的に分離することができ、かつ水素精製量を容易に制御することができ、しかもシステムを簡素化することが可能となる。   As described above, in the power supply type multi-fuel supply system according to the present embodiment, the same effect as in the case of the second embodiment can be obtained. Only hydrogen can be efficiently separated from a certain fuel reformed gas, the amount of hydrogen purification can be easily controlled, and the system can be simplified.

(第4の実施の形態)
図5は、本実施の形態によるガソリン改質による電力供給型のマルチ燃料供給システムの構成例を示す概要図であり、図1乃至図3と同一要素には同一符号を付して示している。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of a power supply type multi-fuel supply system by gasoline reforming according to the present embodiment, and the same elements as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. .

図5において、ガソリンタンク4に貯蔵したガソリンは、ガソリン供給口8によりガソリンを外部に供給する。   In FIG. 5, the gasoline stored in the gasoline tank 4 is supplied to the outside through a gasoline supply port 8.

また、ガソリンの一部は、水蒸気添加式ガソリン改質器1に供給して水蒸気と反応させ、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する。   Moreover, a part of gasoline is supplied to the steam addition type gasoline reformer 1 and reacted with the steam to be converted into a fuel reformed gas which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen.

さらに、水蒸気添加式ガソリン改質器1に供給する水蒸気は、後述する水貯蔵タンク17より、水フィルター6および水蒸気添加式ガソリン改質器1から発生する熱を受けるための熱交換器1bを流通させることによって得る。   Further, the steam supplied to the steam addition type gasoline reformer 1 circulates in the heat exchanger 1b for receiving heat generated from the water filter 6 and the steam addition type gasoline reformer 1 from a water storage tank 17 described later. To get it.

また、上記燃料改質に必要となる熱は、電気化学的水素分離手段13から排出される水素濃度の低下した排気ガスまたはガソリンを、燃焼室1aで燃焼することによって得る。   Further, the heat required for the fuel reforming is obtained by burning exhaust gas or gasoline having a reduced hydrogen concentration discharged from the electrochemical hydrogen separation means 13 in the combustion chamber 1a.

さらに、上記のように得られた燃料改質ガスは、電気化学的水素分離手段13に供給して、前記第3の実施の形態にて説明した原理により、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガス中の水素のみを分離して、水素貯蔵容器11に貯蔵する。   Further, the fuel reformed gas obtained as described above is supplied to the electrochemical hydrogen separation means 13 and is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen according to the principle explained in the third embodiment. Only hydrogen in a certain fuel reformed gas is separated and stored in the hydrogen storage container 11.

ここで、水素貯蔵容器11としては、低い圧力で多くの水素を貯蔵するために水素貯蔵合金を使用する。   Here, a hydrogen storage alloy is used as the hydrogen storage container 11 in order to store a large amount of hydrogen at a low pressure.

一方、水素分離後も、燃料改質ガス中には少量の水素が含まれるため、水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aに供給し、燃焼により熱エネルギーとして使用する。   On the other hand, even after hydrogen separation, since the fuel reformed gas contains a small amount of hydrogen, it is supplied to the combustion chamber 1a of the steam-added gasoline reformer 1 and used as thermal energy by combustion.

また、水素貯蔵容器11に貯蔵された水素は、水素供給口12により外部に供給する。   Further, the hydrogen stored in the hydrogen storage container 11 is supplied to the outside through the hydrogen supply port 12.

一方、水素の一部を、燃料電池14に供給している。   On the other hand, a part of hydrogen is supplied to the fuel cell 14.

また、燃料電池14には、上記水素の他に、空気ブロアー7にて空気を供給している。   In addition to the hydrogen, air is supplied to the fuel cell 14 by an air blower 7.

すなわち、当該燃料電池14は、電解質を含浸した電解質層を挟んで一対の電極を配置してなり、水素と酸素との電気化学的反応により、一対の電極間から電気出力、すなわち電力を取り出すものである。   That is, the fuel cell 14 has a pair of electrodes arranged with an electrolyte layer impregnated with an electrolyte, and takes out an electric output, that is, electric power, between the pair of electrodes by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. It is.

なお、当該燃料電池14では、電力の他に、熱と水が生成される。そして、当該熱と水は、熱および水回収器15により回収する。   The fuel cell 14 generates heat and water in addition to electric power. The heat and water are recovered by the heat and water recovery unit 15.

また、熱および水回収器15では、燃焼室1aから排出される燃焼ガスに含まれる熱と水も回収する。   The heat and water recovery unit 15 also recovers heat and water contained in the combustion gas discharged from the combustion chamber 1a.

さらに、当該回収された水は、水貯蔵タンク17に貯蔵される。   Further, the collected water is stored in the water storage tank 17.

そして、当該水の一部は、水供給口18により外部に供給して、車の洗車等に使用する。   A part of the water is supplied to the outside through the water supply port 18 and used for car washing or the like.

また、ガソリンの改質に必要な水蒸気源としても使用する。   It is also used as a steam source necessary for reforming gasoline.

さらに、植物育成プラント16にも使用する。   Further, it is used for the plant growing plant 16.

一方、水貯蔵タンク17の水位が一定以下になると、水道水7から水を補給して、水貯蔵タンク17には常に十分な水量を確保するようにしている。   On the other hand, when the water level of the water storage tank 17 becomes below a certain level, water is supplied from the tap water 7 so that a sufficient amount of water is always secured in the water storage tank 17.

また、燃料電池14、および水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aから回収された熱は、暖房や飲料缶の保温等の熱利用設備20により有効に使用する。   Further, the heat recovered from the fuel cell 14 and the combustion chamber 1a of the steam-added gasoline reformer 1 is effectively used by a heat utilization facility 20 such as heating or heat insulation of a beverage can.

さらに、水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aから排出される多くのCO2を含むガスは、熱を回収後に植物育成プラント16の供給することにより、植物の生育を促すようにしている。 Further, the gas containing a large amount of CO 2 discharged from the combustion chamber 1a of the steam addition type gasoline reformer 1 is supplied to the plant growing plant 16 after recovering heat, thereby promoting the growth of the plant. .

一方、燃料電池14により発電した電力は、所内電気設備19に供給して、ガソリンスタンドで消費する電力を常時供給する。   On the other hand, the electric power generated by the fuel cell 14 is supplied to the in-house electrical facility 19 and the electric power consumed at the gas station is always supplied.

また、電気化学的水素分離手段13にも供給して、燃料改質ガスの水素を分離するための電力として使用する。   Further, it is also supplied to the electrochemical hydrogen separation means 13 to be used as electric power for separating hydrogen of the fuel reformed gas.

さらに、地震等の災害時には、電力の一部は、無線機等の災害対策電気設備21に供給するようにしている。   Further, in the event of a disaster such as an earthquake, a part of the electric power is supplied to the disaster countermeasure electrical equipment 21 such as a wireless device.

また、ガソリンタンク4には、ガソリン補給口22を設けている。   The gasoline tank 4 is provided with a gasoline supply port 22.

なお、図5では、バルブ、ポンプ等の制御機器や測定器等については、その図示を省略している。   In FIG. 5, illustrations of control devices such as valves and pumps, measuring instruments, and the like are omitted.

次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給型のマルチ燃料供給システムにおいては、既存のガソリンスタンドに、前記のような各設備を付加していることにより、ガソリンと水素との両方を供給することができ、電気系統からの配電が停止したような場合でも、システムが停止することなしに、水素および電力を安定に供給することができる。   Next, in the power supply type multi-fuel supply system according to the present embodiment configured as described above, each facility as described above is added to an existing gas station, so that gasoline and hydrogen Both can be supplied, and even when power distribution from the electrical system is stopped, hydrogen and power can be supplied stably without stopping the system.

また、本システムでは、システム内で発生する熱、水および排ガスを有効に使用していることにより、高いシステム効率を達成することができる。   Further, in this system, high system efficiency can be achieved by effectively using heat, water and exhaust gas generated in the system.

さらに、地震等の災害非常時でも、電力、水等のライフラインを確保できるため、災害発生時の情報中継基地または情報発信基地として活用することができる。   Furthermore, even in the event of a disaster such as an earthquake, lifelines such as electric power and water can be secured, so that it can be used as an information relay base or information transmission base when a disaster occurs.

すなわち、炭化水素系燃料であるガソリンの一部を、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに改質した後に水素を分離して貯蔵していることにより、従来のガソリンスタンド等のインフラを有効に活用して、炭化水素系燃料であるガソリンと水素との両方を供給できる電力供給型のマルチ燃料供給システムを構築することができ、設備投資を最小限に抑えることができる。   That is, a part of gasoline, which is a hydrocarbon-based fuel, is reformed into a fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, and then hydrogen is separated and stored, so that conventional gasoline stations, etc. By effectively utilizing this infrastructure, it is possible to construct a power supply type multi-fuel supply system that can supply both gasoline and hydrogen, which are hydrocarbon fuels, and to minimize capital investment.

また、水素を圧縮して個別に輸送する必要がなくなるため、輸送効率を大幅に向上することができる。   In addition, since it is not necessary to compress and transport hydrogen individually, transportation efficiency can be greatly improved.

さらに、水素は必要な時に必要な量だけ製造すればよく、水素貯蔵用の大きな容器や過剰な昇圧が必要ないため、燃料貯蔵効率を大幅に高くすることができる。   Furthermore, hydrogen only needs to be produced when necessary, and since a large container for storing hydrogen and excessive pressurization are not required, fuel storage efficiency can be significantly increased.

さらにまた、純水素は、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスと比較してエネルギー密度が高いため、水素貯蔵容器11を小さくすることができる。   Furthermore, since pure hydrogen has a higher energy density than the fuel reformed gas, which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen, the hydrogen storage container 11 can be made smaller.

なお、水素を分離した後のガスにも少量の水素が含まれているが、これを燃料改質手段である水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aに供給して改質の熱源として使用できるため、エネルギー変換効率を大きく低減するようなことはない。   A small amount of hydrogen is also contained in the gas after separating hydrogen, and this is supplied to the combustion chamber 1a of the steam addition type gasoline reformer 1 which is a fuel reforming means to serve as a heat source for reforming. Since it can be used, energy conversion efficiency is not greatly reduced.

また、水素貯蔵容器11として、水素貯蔵合金を使用していることにより、貯蔵圧力を低減できるため、システムをより一層効率的に運転することができる。   Moreover, since the storage pressure can be reduced by using a hydrogen storage alloy as the hydrogen storage container 11, the system can be operated more efficiently.

さらに、水素により発電する燃料電池14を備えていることにより、システム制御に必要な電力や燃料改質ガスから水素を電気化学的に分離する時に必要となる電力、システム外で消費する電力等を供給することができ、電気系統からの配電が停止した場合でもシステムを停止することなしにガソリンまたは水素および電力を供給することができる。   Furthermore, by providing the fuel cell 14 that generates power with hydrogen, the power required for system control, the power required when electrochemically separating hydrogen from the fuel reformed gas, the power consumed outside the system, etc. Even if power distribution from the electric system is stopped, gasoline or hydrogen and electric power can be supplied without stopping the system.

さらに、水素により発電する発電手段として燃料電池14を使用していることにより、以下のような効果が得られる。   Further, the use of the fuel cell 14 as a power generation means for generating power with hydrogen provides the following effects.

すなわち、燃料電池14は、ガスタービン等のカルノーサイクルを利用した他の発電機と比較して発電効率が極めて高く、静粛性に優れ、環境性に優れている。   That is, the fuel cell 14 has extremely high power generation efficiency, excellent quietness, and excellent environmental performance compared to other generators using a Carnot cycle such as a gas turbine.

このため、従来のように系統から電力を購入してシステムを運転する場合に比較して運転費用を安くすることができ、ガソリンスタンド等の街中にある施設に設置することができ、現状のインフラを有効に活用することができる。   For this reason, it is possible to reduce the operating cost compared to the case where the system is operated by purchasing power from the grid as in the past, and it can be installed in a facility in the city such as a gas station. Can be used effectively.

また、燃料電池14は、燃料の有する化学的エネルギーを直流電流として電力に変換することができることから、電気化学的水素分離手段13に直流電流を燃料電池14から直接供給することができ、直交変換機が不要となるため、設備投資額をより一層低減することができる。   Further, since the fuel cell 14 can convert the chemical energy of the fuel into electric power as a direct current, the direct current can be directly supplied from the fuel cell 14 to the electrochemical hydrogen separation means 13, and orthogonal conversion can be performed. Since no machine is required, the capital investment can be further reduced.

さらに、直交変換による電力のロスがないため、効率の高いシステム運転を行なうことができる。   Furthermore, since there is no power loss due to orthogonal transformation, highly efficient system operation can be performed.

一方、燃料電池14、水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aから得られる生成水を貯蔵する水貯蔵タンク17を備えていることにより、システムにおいて過剰となった水を有効に活用することができると共に、地震等の災害発生時に水を供給することができる。   On the other hand, by providing the water storage tank 17 for storing the generated water obtained from the combustion chamber 1a of the fuel cell 14 and the steam addition type gasoline reformer 1, it is possible to effectively utilize the excess water in the system. Water can be supplied in the event of a disaster such as an earthquake.

これにより、例えば街中に多く存在するガソリンスタンドを、災害発生時の一時避難場所として有効に活用することができる。   Thereby, for example, many gas stations existing in the city can be effectively used as a temporary evacuation site when a disaster occurs.

また、災害対策電気設備21を備え、非常時には燃料電池14の発電電力により所内電気設備19および災害対策電気設備21に電力を供給していることにより、システムの自立運転を行なうことができ、災害発生時においても電力を供給することができる。   In addition, the disaster countermeasure electrical equipment 21 is provided, and in the event of an emergency, power is supplied to the in-house electrical equipment 19 and the disaster countermeasure electrical equipment 21 by the power generated by the fuel cell 14, so that the system can be operated independently, Electric power can be supplied even when it occurs.

これにより、街中に多く存在するガソリンスタンドを、災害発生時の情報中継基地または情報発信基地として有効に活用することができる。   As a result, many gas stations in the city can be effectively used as an information relay base or an information transmission base when a disaster occurs.

さらに、水蒸気添加式ガソリン改質器1の燃焼室1aから排出される二酸化炭素を多く含む排ガスを、植物育成プラント16に供給していることにより、植物の光合成を活発にすることができるため、植物の育成を早めることができる。   Furthermore, since the exhaust gas containing a large amount of carbon dioxide discharged from the combustion chamber 1a of the steam addition type gasoline reformer 1 is supplied to the plant growing plant 16, photosynthesis of plants can be activated. Plant growth can be accelerated.

一方、供給燃料をガソリンとして、ガソリンスタンドにシステムを構築していることにより、世界各地に配置されたインフラを有効に活用することができる。   On the other hand, by building a system at a gas station using gasoline as the fuel to be supplied, it is possible to make effective use of infrastructures located around the world.

また、ガソリンは、非常に扱いなれた燃料であり、市場に浸透していることから、次世代のエネルギーである水素への転換時期における併給燃料として最適である。   In addition, gasoline is a very well-handled fuel and has penetrated the market, so it is optimal as a co-fuel at the time of conversion to hydrogen, the next-generation energy.

さらに、水蒸気添加式ガソリン改質器1でのガソリン改質時や、燃料電池14での発電時に生じる排熱を利用する熱利用設備20を設けていることにより、排熱を有効に活用することができ、システム全体のエネルギー効率を向上することができる。   Furthermore, exhaust heat can be effectively utilized by providing a heat utilization facility 20 that utilizes exhaust heat generated during gasoline reforming in the steam addition type gasoline reformer 1 or during power generation in the fuel cell 14. And the energy efficiency of the entire system can be improved.

また、水素貯蔵容器11として、水素を水素貯蔵金属に貯蔵する技術を適応していることにより、水素を通常のガス圧縮方式で貯蔵すると、貯蔵する圧力は数十MPa以上とする必要があり、貯蔵容器も大きくなる。一方、水素貯蔵金属は、水素を水素原子レベルで吸収することから、ガス加圧方式と比較して低圧力で桁違いに水素を貯蔵することができる。   Further, as a hydrogen storage container 11, by adapting a technology for storing hydrogen in a hydrogen storage metal, when storing hydrogen in a normal gas compression system, the pressure to be stored needs to be several tens of MPa or more, The storage container is also large. On the other hand, since the hydrogen storage metal absorbs hydrogen at the hydrogen atom level, it can store hydrogen in an order of magnitude at a lower pressure than in the gas pressurization method.

これにより、水素貯蔵容器11を小さくすることができ、貯蔵するための圧力も数MPa程度となることから、水素貯蔵エネルギーを小さくすることができる。   Thereby, since the hydrogen storage container 11 can be made small and the pressure for storing also becomes about several MPa, hydrogen storage energy can be made small.

(変形例)
なお、本実施の形態では、発電機として燃料電池を採用したが、水素エンジンなど水素エネルギーによる発電機であればよい。
(Modification)
In this embodiment, a fuel cell is used as a generator, but a generator using hydrogen energy such as a hydrogen engine may be used.

上述したように、本実施の形態による電力供給型のマルチ燃料供給システムでは、炭化水素系燃料と純水素または水素を主成分とした気体燃料との両方を、効率良くかつ最小の設備投資により供給することができ、しかも災害非常時にも十分に適応することが可能となる。   As described above, in the power supply type multi-fuel supply system according to the present embodiment, both hydrocarbon-based fuel and pure hydrogen or gaseous fuel mainly composed of hydrogen are supplied efficiently and with minimum capital investment. It is possible to adapt to the emergency situation.

(第5の実施の形態)
図6は、本実施の形態によるガソリン改質による電力供給型のマルチ燃料供給システムの構成例を示す概要図であり、図5と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration example of a power supply type multi-fuel supply system by gasoline reforming according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. Only the different parts are described here.

すなわち、本実施の形態のガソリン改質による電力供給型のマルチ燃料供給システムは、図6に示すように、前記図5における炭化水素系の燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段であるガソリンタンク4における燃料取り出し口を、燃料液面よりも上部位置に設けた構成としている。   That is, the power supply type multi-fuel supply system by gasoline reforming according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the fuel in the gasoline tank 4 which is the fuel storage means for storing the hydrocarbon fuel in FIG. The take-out port is provided at a position above the fuel liquid level.

具体的には、図6に示すように、ガソリンタンク4には、ガソリンを補給するためのガソリン補給口22、ガソリンタンク4から液状としてガソリンを供給するためのポンプ23およびガソリン供給口8、ガソリンタンク4から蒸気としてガソリンを供給するためのブロア24およびガソリン蒸気供給口25を、それぞれ設けている。   Specifically, as shown in FIG. 6, the gasoline tank 4 has a gasoline supply port 22 for supplying gasoline, a pump 23 for supplying gasoline in liquid form from the gasoline tank 4 and a gasoline supply port 8, gasoline A blower 24 and a gasoline vapor supply port 25 for supplying gasoline as steam from the tank 4 are provided.

ここで、ガソリン蒸気供給口25のガソリン取り出し口は、燃料液面よりも上部位置に設けている。   Here, the gasoline outlet port of the gasoline vapor supply port 25 is provided at a position above the fuel level.

但し、本実施の形態では、保圧器等の他の機器については、その図示を省略している。   However, in the present embodiment, illustration of other devices such as a pressure retainer is omitted.

次に、以上のように構成した本実施の形態によるマルチ燃料供給システムにおいては、ガソリン蒸気供給口25のガソリン取り出し口を、燃料液面よりも上部位置に設けていることにより、既にガス化された燃料を取り出すことができ、燃料改質手段である水蒸気添加式ガソリン改質器1に供給する燃料を予熱しなくてもよくなるため、システム全体のエネルギー効率を向上することができる。   Next, in the multi-fuel supply system according to the present embodiment configured as described above, the gasoline take-out port of the gasoline vapor supply port 25 is provided at a position above the fuel liquid level, so that it has already been gasified. Therefore, it is not necessary to preheat the fuel to be supplied to the steam addition type gasoline reformer 1 which is a fuel reforming means, so that the energy efficiency of the entire system can be improved.

すなわち、通常、改質器に供給するガソリンはガス化する必要がある。   That is, usually, the gasoline supplied to the reformer needs to be gasified.

このため、液体燃料を使用する場合には、予め熱を与えてガス化することが一般的である。   For this reason, when using liquid fuel, it is common to heat and gasify in advance.

一方、ガソリンは蒸気圧が高いため、ガソリンタンク4において一部が蒸発しガス化されている。   On the other hand, since gasoline has a high vapor pressure, a portion of the gasoline is evaporated and gasified.

このため、ガソリン蒸気供給口25のガソリン取り出し口を燃料液面よりも上部に設けていることにより、既にガス化されたガソリンを取り出すことができ、水蒸気添加式ガソリン改質器1に供給する燃料を予熱しなくてもよく、システム全体のエネルギー効率を向上することができる。   For this reason, by providing the gasoline take-out port of the gasoline vapor supply port 25 above the fuel level, the already gasified gasoline can be taken out, and the fuel supplied to the steam addition type gasoline reformer 1 The energy efficiency of the entire system can be improved.

上述したように、本実施の形態による電力変換装置のマルチ燃料供給システムでは、システム全体のエネルギー効率をより一層向上することが可能となる。   As described above, in the multi-fuel supply system of the power conversion device according to this embodiment, the energy efficiency of the entire system can be further improved.

(その他の実施の形態)
(a)前記第2乃至第5の各実施の形態では、炭化水素系燃料としてガソリンを使用した場合について示したが、これに限らず、前記第1の実施の形態の場合と同様に、炭化水素系燃料として、メタノール、プロパンガス等を使用するようにしてもよく、既存のインフラとして、ガソリンスタンド、ガススタンド等を適用することは明らかである。
(Other embodiments)
(A) In each of the second to fifth embodiments, the case where gasoline is used as the hydrocarbon-based fuel has been described. However, the present invention is not limited to this, and similarly to the case of the first embodiment, carbonization is performed. It is obvious that methanol, propane gas or the like may be used as the hydrogen-based fuel, and that a gas station, a gas station, or the like is applied as the existing infrastructure.

(b)前記第2乃至第5の各実施の形態では、燃料改質器として水蒸気添加式ガソリン改質器を使用した場合について示したが、これに限らず、前記第1の実施の形態の場合と同様に、燃料改質器としてオートサーマル式燃料改質器を適用できることも明らかである。   (B) In each of the second to fifth embodiments, the case where a steam addition type gasoline reformer is used as the fuel reformer has been described. However, the present invention is not limited to this. As is the case, it is clear that an autothermal fuel reformer can be applied as the fuel reformer.

1…水蒸気添加式ガソリン改質器
1a…ガソリン改質器の燃焼室
1b…熱交換器
2…ガス昇圧ポンプ
3…燃料改質ガス貯蔵容器
4…ガソリンタンク
5…水道水
6…水フィルター
7…空気ブロアー
8…ガソリン供給口
9…燃料改質ガス供給口
10…膜分離器
11…水素貯蔵容器
12…水素供給口
13…電気化学的水素分離手段
14…燃料電池
15…熱および水回収器
16…植物育成プラント
17…水貯蔵タンク
18…水供給口
19…所内電気設備
20…熱利用設備
21…災害対策電気設備
22…ガソリン補給口
23…ポンプ
24…ブロアー
25…ガソリン蒸気供給口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steam addition type gasoline reformer 1a ... Combustion chamber of gasoline reformer 1b ... Heat exchanger 2 ... Gas booster pump 3 ... Fuel reformed gas storage container 4 ... Gasoline tank 5 ... Tap water
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Water filter 7 ... Air blower 8 ... Gasoline supply port 9 ... Fuel reforming gas supply port 10 ... Membrane separator 11 ... Hydrogen storage container 12 ... Hydrogen supply port 13 ... Electrochemical hydrogen separation means 14 ... Fuel cell 15 ... Heat and water recovery device 16 ... Plant growing plant 17 ... Water storage tank 18 ... Water supply port 19 ... In-house electrical equipment 20 ... Heat utilization equipment 21 ... Disaster prevention electrical equipment 22 ... Gasoline supply port 23 ... Pump 24 ... Blower 25 ... Gasoline Steam supply port.

Claims (11)

ガソリン、メタノール等の炭化水素系燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段と、前記燃料貯蔵手段に貯蔵されている炭化水素系燃料を、水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスに変換する燃料改質手段と、前記燃料改質手段により変換された水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を分離する水素分離手段と、前記水素分離手段により分離された水素を貯蔵する水素貯蔵手段とを備えて成り、前記水素分離手段は、固体高分子膜の両面に少なくても電極を配置してなる水素分離膜構造であり、片方の電極に水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスを流通し、当該電極の電位を対向する電極の電位よりも高くするように電流を流通することにより、電気化学的に水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を前記対向する電極側に分離する電気化学的水素分離手段を備え、炭化水素系燃料と水素の両方を供給するようにしたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   Fuel storage means for storing hydrocarbon fuels such as gasoline and methanol, and fuel for converting the hydrocarbon fuel stored in the fuel storage means into a fuel reformed gas which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen Reforming means, hydrogen separating means for separating hydrogen from fuel reformed gas which is a gaseous fuel mainly composed of hydrogen converted by the fuel reforming means, and hydrogen separated by the hydrogen separating means is stored. Comprising hydrogen storage means, wherein the hydrogen separation means has a hydrogen separation membrane structure in which at least electrodes are arranged on both sides of a solid polymer membrane, and a gas fuel mainly composed of hydrogen on one electrode A fuel reforming gas, which is a gaseous fuel that is electrochemically composed mainly of hydrogen, by passing a current so that the potential of the electrode is higher than the potential of the opposing electrode. Gas to water Multi fuel supply system characterized in that as the provided electrochemical hydrogen separation means for separating the opposite electrode side, to supply both the hydrocarbon fuel and hydrogen. 前記請求項1に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスまたは前記水素により発電する発電手段を備えたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   2. The multi-fuel supply system according to claim 1, further comprising a fuel reforming gas that is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component or a power generation means that generates electric power using the hydrogen. 前記請求項2に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記発電手段としては、電解質を含浸した電解質層を挟んで一対の電極を配置してなり、水素と酸素との電気化学的反応により、一対の電極間から電気出力(電力)を取り出す燃料電池を備えたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to claim 2, wherein the power generation means includes a pair of electrodes sandwiched between an electrolyte layer impregnated with an electrolyte, and a pair of electrodes by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. A multi-fuel supply system comprising a fuel cell that extracts electrical output (electric power) from between electrodes. 前記請求項3に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記燃料電池の発電電力により、前記水素を主成分とした気体燃料である燃料改質ガスから水素を分離するようにしたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   4. The multi-fuel supply system according to claim 3, wherein hydrogen is separated from a fuel reformed gas, which is a gaseous fuel containing hydrogen as a main component, by electric power generated by the fuel cell. Fuel supply system. 前記請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記燃料改質手段または前記発電手段から排出される生成水を貯蔵する水貯蔵手段を備えたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a water storage unit that stores generated water discharged from the fuel reforming unit or the power generation unit. Multi-fuel supply system. 前記請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、災害対策手段を備え、非常時には、前記発電手段の発電電力により所内電気設備および前記災害対策手段に電力を供給するようにしたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   6. The multi-fuel supply system according to any one of claims 2 to 5, further comprising disaster countermeasure means, and in an emergency, power is supplied to on-site electrical equipment and the disaster countermeasure means by the power generated by the power generation means. A multi-fuel supply system characterized by that. 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記燃料改質手段の燃料燃焼室から排出される燃料燃焼排ガスまたは前記発電手段から排出される排ガスを利用して植物を育成するようにしたことを特徴とする燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to any one of claims 1 to 6, wherein the fuel combustion exhaust gas discharged from the fuel combustion chamber of the fuel reforming means or the exhaust gas discharged from the power generation means is used. A fuel supply system characterized by cultivating plants. 前記請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記炭化水素系の燃料としては、ガソリンを用いたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to any one of claims 1 to 7, wherein gasoline is used as the hydrocarbon-based fuel. 前記請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記システム本体から得られる排熱を利用する排熱利用手段を備えたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to any one of claims 1 to 8, further comprising exhaust heat utilization means for utilizing exhaust heat obtained from the system main body. 前記請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記炭化水素系の燃料を貯蔵する燃料貯蔵手段における燃料取り出し口を、燃料液面よりも上部位置に設けたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to any one of claims 1 to 9, wherein a fuel outlet in the fuel storage means for storing the hydrocarbon-based fuel is provided at an upper position than the fuel liquid level. A multi-fuel supply system. 前記請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載のマルチ燃料供給システムにおいて、前記水素貯蔵手段としては、前記水素を水素貯蔵金属または水素貯蔵性のカーボンに貯蔵する水素貯蔵手段を備えたことを特徴とするマルチ燃料供給システム。   The multi-fuel supply system according to any one of claims 1 to 10, wherein the hydrogen storage means includes a hydrogen storage means for storing the hydrogen in a hydrogen storage metal or hydrogen storage carbon. A multi-fuel supply system.
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