JP2009236416A

JP2009236416A - Vaporizing device and power generating device

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Publication number: JP2009236416A
Application number: JP2008083901A
Authority: JP
Inventors: Akihito Kanda; 章仁神田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: JP5564758B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vaporizing device and a power generating device capable of easily and stably carrying out vaporization by suppressing generation of bubbles in a liquid introduction part of a porous body and preventing pulsation during operation, and as a result, capable of stabilizing power generation performance. <P>SOLUTION: The vaporizing device 3 includes a liquid absorbing part 31, and a heating part 35 heating the liquid absorbing part 31. An average pore diameter of the liquid absorbing part 31 is set on the basis of a pressure loss of the liquid absorbing part 31 such that a gas saturation solubility of a liquid in the introduction part 31a of the liquid absorbing part 31 becomes larger during operation than during stopping. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体を加熱して気化させる気化装置、また、それを備える発電装置に関する。 The present invention relates to a vaporizer that heats and vaporizes a liquid, and a power generation apparatus including the vaporizer.

近年、ノート型ＰＣや携帯電話等の携帯機器に搭載が期待される発電装置が開発されている。発電装置には、例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテルと水とが混合された燃料を貯留する燃料タンクと、燃料を化学反応させて改質ガス（水素ガス）を生成する反応装置と、反応装置により生成された改質ガスを基に発電を行う発電セル等が設けられている。反応装置には、燃料と水とを加熱して気化させる気化装置が設けられている。
このような気化装置として、従来では、芯状の多孔質体を加熱手段によって熱することで、長手方向に向かって気液の相変化を行うように構成されており、安定的に液体燃料を気化させる手段として、気化器を２台以上直列に接続された液体気化供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３４６３７２号公報 In recent years, power generation devices expected to be installed in portable devices such as notebook PCs and mobile phones have been developed. The power generation device includes, for example, a fuel tank that stores fuel in which methanol, ethanol, dimethyl ether and water are mixed, a reaction device that generates a reformed gas (hydrogen gas) by chemically reacting the fuel, and a reaction device. A power generation cell or the like for generating power based on the generated reformed gas is provided. The reactor is provided with a vaporizer that heats and vaporizes fuel and water.
As such a vaporizer, conventionally, a core-like porous body is heated by a heating means so as to perform a gas-liquid phase change in the longitudinal direction. As a means for vaporization, a liquid vaporization supply apparatus in which two or more vaporizers are connected in series is known (for example, see Patent Document 1).
JP 2002-346372 A

ところで、加熱した多孔質体に液体を流通させて気液相変化を行う方式の気化器では、加熱された多孔質体に液体が近づくにつれて液体温度が上昇していき、それに伴って液体中に溶存している気体の溶解度が減少する。さらに局所的に液体中に溶存している気体量が飽和溶解度よりも上回った時に気泡として析出したり、また、液体の一部が気化して多孔質体の液体導入部（上流側端面）に気泡が発生してしまう。これらの気泡は、いずれ気泡塊となって、多孔質体への液体の導入を阻害し、気化装置の動作時に大きな脈動を引き起こし、さらには、気化した混合気の安定吐出が損なわれるという問題がある。上述の特許文献１のように２台以上の気化器を直列に接続した液体気化供給装置においても、液体の温度上昇に伴い同様の脈動が生じる問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、多孔質体の液体導入部における気泡の発生を抑制し、動作時における脈動を防止して簡便に安定して気化させることができ、その結果、発電性能を安定化させることができる気化装置及び発電装置を提供することを目的としている。 By the way, in a vaporizer of a type in which a liquid is circulated through a heated porous body to change the gas-liquid phase, the liquid temperature rises as the liquid approaches the heated porous body, and accordingly, the liquid enters the liquid. The solubility of the dissolved gas is reduced. Furthermore, when the amount of gas dissolved locally in the liquid exceeds the saturation solubility, it precipitates as bubbles, or a part of the liquid evaporates to the liquid introduction part (upstream end face) of the porous body. Bubbles are generated. These bubbles eventually become a mass of bubbles, hindering the introduction of liquid into the porous body, causing large pulsations during the operation of the vaporizer, and further, the problem that the stable discharge of the vaporized mixture is impaired. is there. Even in the liquid vaporization supply apparatus in which two or more vaporizers are connected in series as in Patent Document 1 described above, there is a problem that similar pulsation occurs as the liquid temperature rises.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can suppress the generation of bubbles in the liquid introduction part of the porous body, prevent pulsation during operation, and can be easily and stably vaporized. An object of the present invention is to provide a vaporizer and a power generator that can stabilize power generation performance.

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、
多孔質体と、
前記多孔質体を加熱する熱源と、を備え、
前記多孔質体は、供給される液体が導入される導入部と、前記液体が気化する気化部を有し、
前記熱源による熱量が前記多孔質体に供給されたときの前記導入部における前記液体の気体飽和溶解度が、前記熱源による熱量が前記多孔質体に供給されていないときの前記導入部における前記液体の気体飽和溶解度よりも大きいことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1
A porous body;
A heat source for heating the porous body,
The porous body has an introduction part into which the supplied liquid is introduced, and a vaporization part in which the liquid is vaporized,
The gas saturation solubility of the liquid in the introduction part when the amount of heat from the heat source is supplied to the porous body is the same as that of the liquid in the introduction part when the amount of heat from the heat source is not supplied to the porous body. It is characterized by being larger than the gas saturation solubility.

請求項２の発明は、請求項１に記載の気化装置において、
前記熱源による熱量が前記多孔質体に供給されているときの前記導入部における前記液体の気体飽和溶解度が、前記熱源による熱量が前記多孔質体に供給されていないときの前記導入部における前記液体の気体飽和溶解度よりも大きくなるように、前記多孔質体に液体が供給された時の圧力損失に基づいて、前記多孔質体の平均気孔径が設定されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の気化装置において、
前記多孔質体の前記導入部側の平均気孔径が、前記多孔質体の前記気化部側の平均気孔径よりも小さいことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載の気化装置において、
複数の前記多孔質体が直列に配置され、
複数の多孔質体のうち、前記導入部側に配置された多孔質体の平均気孔径が、前記気化部側に配置された多孔質体の平均気孔径よりも小さいことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１に記載の気化装置において、
前記多孔質体の前記導入部側の断面積が、前記気化部側の断面積よりも大きいことを特徴とする。
請求項６の発明は、発電装置において、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の気化装置と、
前記気化装置により生成された気体を基に改質ガスを生成する反応装置と、
前記反応装置により生成された改質ガスを基に発電を行う発電セルと、を備えることを特徴とする。 The invention of claim 2 is the vaporizer according to claim 1,
The gas saturation solubility of the liquid in the introduction part when the amount of heat by the heat source is supplied to the porous body is the liquid in the introduction part when the amount of heat by the heat source is not supplied to the porous body. The average pore diameter of the porous body is set based on the pressure loss when the liquid is supplied to the porous body so as to be larger than the gas saturation solubility of the porous body.
Invention of Claim 3 is the vaporization apparatus of Claim 1,
An average pore diameter on the introduction part side of the porous body is smaller than an average pore diameter on the vaporization part side of the porous body.
Invention of Claim 4 is the vaporization apparatus of Claim 1,
A plurality of the porous bodies are arranged in series,
Among the plurality of porous bodies, the average pore diameter of the porous body arranged on the introduction part side is smaller than the average pore diameter of the porous body arranged on the vaporization part side.
Invention of Claim 5 is the vaporization apparatus of Claim 1,
A cross-sectional area of the porous body on the introduction part side is larger than a cross-sectional area on the vaporization part side.
The invention of claim 6 is the power generator,
A vaporizer according to any one of claims 1 to 5,
A reactor for generating a reformed gas based on the gas generated by the vaporizer;
And a power generation cell that generates power based on the reformed gas generated by the reactor.

本発明によれば、多孔質体の導入部における気泡の発生を抑制し、動作時における脈動を防止して簡便に安定して気化させることができ、その結果、発電セルの発電性能を安定化させることができる。 According to the present invention, generation of bubbles in the introduction portion of the porous body can be suppressed, pulsation during operation can be prevented, and vaporization can be performed simply and stably. As a result, the power generation performance of the power generation cell is stabilized. Can be made.

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［第一の実施の形態］
図１は、発電装置１００の基本構成を示したブロック図である。
発電装置１００は、発電用の液体燃料及び水を貯留する液体タンク１と、液体タンク１から供給された水及び液体燃料を気化する気化装置３と、液体タンク１から気化装置３に液体燃料及び水を供給する液体ポンプＰ１と、気化装置３で気化された水及び液体燃料の混合ガスから改質ガスを生成する反応装置４と、反応装置４で生成した改質ガスを利用して発電を行う発電セル５と、発電装置１００全体を制御する制御部６等、を備えている。
液体燃料は、化学燃料単体、あるいは化学燃料と水との混合物であり、化学燃料としては、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類やジメチルエーテル等のエーテル類、ガソリンといった水素原子を含む化合物を使用することができる。なお、化学燃料と水との混合物としては、例えばメタノールと水とが均一に混合した混合物が化学反応材料として用いられる。本実施の形態では、例えばメタノールといった液体燃料と水とを均一に混合した混物を用いる例で説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the power generation apparatus 100.
The power generation apparatus 100 includes a liquid tank 1 that stores liquid fuel and water for power generation, a vaporizer 3 that vaporizes water and liquid fuel supplied from the liquid tank 1, and liquid fuel and liquid vapor from the liquid tank 1 to the vaporizer 3. Power generation is performed using a liquid pump P1 that supplies water, a reaction device 4 that generates a reformed gas from a mixed gas of water and liquid fuel vaporized by the vaporizer 3, and a reformed gas generated by the reactor 4. A power generation cell 5 to be performed, a control unit 6 for controlling the entire power generation apparatus 100, and the like are provided.
The liquid fuel is a chemical fuel alone or a mixture of chemical fuel and water. As the chemical fuel, for example, alcohols such as methanol and ethanol, ethers such as dimethyl ether, and compounds containing hydrogen atoms such as gasoline are used. Can do. In addition, as a mixture of chemical fuel and water, for example, a mixture in which methanol and water are uniformly mixed is used as the chemical reaction material. In the present embodiment, an example using a mixture in which liquid fuel such as methanol and water are uniformly mixed will be described.

液体タンク１には、送出用の液体ポンプＰ１が連結されるとともに、その下流側には液体ポンプＰ１から送り出される液体燃料及び水の流量を検出する流量計２及びバルブＶが設けられている。そして、バルブＶの下流側には上流側から順番に、気化装置３、反応装置４及び発電セル５が設けられている。 A liquid pump P1 for delivery is connected to the liquid tank 1, and a flow meter 2 and a valve V for detecting the flow rates of liquid fuel and water delivered from the liquid pump P1 are provided on the downstream side thereof. And the vaporizer 3, the reaction apparatus 4, and the power generation cell 5 are provided in the downstream of the valve | bulb V in order from the upstream.

図２は、気化装置３の概略構成を示す断面図である。
気化装置３は、所定温度（例えば１１０℃から１５０℃）に加熱し、水とメタノール等のアルコールの混合液体である液体燃料を加熱して気化し、燃料ガスとなる混合ガスを生成するものである。
気化装置３は、吸液部３１、収縮性チューブ３２、排出部３３、弾性チューブ３４、加熱部（熱源）３５、断熱ケース３６及び温度センサ３７を備えている。
気化装置３は、液体ポンプＰ１から弾性チューブ３４を介して吸液部３１に水及び液体燃料が供給され、排出部３３において加熱部３５の熱により吸液部３１内の水及び液体燃料を加熱し、気化した液体燃料及び水蒸気を排出部３３の排出口３３２から排出して、反応装置４（図１参照）に供給するものである。そして、反応装置４で水素ガスが生成されて、発電セル５（図１参照）に供給される。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vaporizer 3.
The vaporizer 3 is heated to a predetermined temperature (for example, 110 ° C. to 150 ° C.), heats and vaporizes liquid fuel that is a mixed liquid of water and alcohol such as methanol, and generates a mixed gas that becomes a fuel gas. is there.
The vaporizer 3 includes a liquid absorption part 31, a shrinkable tube 32, a discharge part 33, an elastic tube 34, a heating part (heat source) 35, a heat insulating case 36 and a temperature sensor 37.
In the vaporizer 3, water and liquid fuel are supplied from the liquid pump P1 to the liquid absorption part 31 via the elastic tube 34, and the water and liquid fuel in the liquid absorption part 31 are heated by the heat of the heating part 35 in the discharge part 33. Then, the vaporized liquid fuel and water vapor are discharged from the discharge port 332 of the discharge unit 33 and supplied to the reaction device 4 (see FIG. 1). Then, hydrogen gas is generated in the reactor 4 and supplied to the power generation cell 5 (see FIG. 1).

吸液部３１は、棒状、具体的には例えば円柱状に形成された多孔質体からなる芯材であり、排出部３３の嵌入部３３１に挿入されている。吸液部３１は、図１に示す液体ポンプＰ１から弾性チューブ３４を介して供給される液体状の水及び液体燃料を吸収し、排出部３３の排出口３３２側へ浸透させるものである。多孔質体としては、例えば、アクリル系繊維等の無機繊維又は有機繊維を結合材（例えばエポキシ樹脂）で固めたものや、無機粉末を焼結したもの、無機粉末を結合材で固めたもの、グラファイトとグラッシーカーボンの混合体、無機繊維又は有機繊維からなる多数本の糸材を束ねて結合材で固めたものなどを適用することができる。また、上記の材料を複数種類混合したものを多孔質体として用いることも可能である。 The liquid absorption part 31 is a core material made of a porous body formed in a rod shape, specifically, for example, a columnar shape, and is inserted into the fitting part 331 of the discharge part 33. The liquid absorption part 31 absorbs liquid water and liquid fuel supplied from the liquid pump P1 shown in FIG. 1 through the elastic tube 34 and permeates the discharge part 33 toward the discharge port 332 side. As the porous body, for example, inorganic fibers such as acrylic fibers or organic fibers solidified with a binder (for example, epoxy resin), sintered inorganic powder, inorganic powder solidified with a binder, A mixture of graphite and glassy carbon, a bundle of a large number of yarns made of inorganic fibers or organic fibers, and hardened with a binder can be used. Moreover, it is also possible to use what mixed multiple types of said material as a porous body.

また、多孔質体は、水及び液体燃料が導入される導入部（上流側端部）３１aにおける液体の気体飽和溶解度が、気化装置３の停止時よりも液体燃料が加熱され気化している動作時の方が大きくなるように、多孔質体の圧力損失に基づいて、その平均気孔径が設定されている。ここで、平均気孔径とは、多孔質体の孔の直径の平均を言うものとする。なお、平均気孔径の設定については気泡析出の抑制原理とともに後述する。 In the porous body, the liquid saturated gas solubility in the introduction part (upstream end part) 31a into which water and liquid fuel are introduced is such that the liquid fuel is heated and vaporized more than when the vaporizer 3 is stopped. The average pore diameter is set based on the pressure loss of the porous body so that the time becomes larger. Here, the average pore diameter refers to the average diameter of the pores of the porous body. The setting of the average pore diameter will be described later together with the principle of suppressing bubble precipitation.

収縮性チューブ３２は、その内部に吸液部３１が嵌入されていて、収縮性チューブ３２の内周面と吸液部３１の外周面とが密着している。収縮性チューブ３２の長さは、吸液部３１の長さよりも短く、吸液部３１の下流側端部（加熱先端側の端部）が収縮性チューブ３２の下流側端部から突き出た位置に配置されている。収縮性チューブ３２は、加熱前に熱収縮性を有する材料（例えばポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン等）により形成されている。加熱前に予め収縮性チューブ３２内に吸液部３１を挿入してから加熱することで、収縮性チューブ３２を収縮させ、収縮性チューブ３２と吸液部３１とを隙間なく密着させている。なお、上記において、吸液部３１は円柱状としたが、これに限らず、例えば四角柱、六角柱等の角柱状であってもよい。 The shrinkable tube 32 has the liquid absorption part 31 fitted therein, and the inner peripheral surface of the contractible tube 32 and the outer peripheral surface of the liquid absorption part 31 are in close contact with each other. The length of the shrinkable tube 32 is shorter than the length of the liquid absorbing portion 31, and the downstream end portion (end portion on the heating tip side) of the liquid absorbing portion 31 protrudes from the downstream end portion of the shrinkable tube 32. Is arranged. The shrinkable tube 32 is formed of a material (for example, polyolefin, polyvinylidene fluoride, etc.) having heat shrinkability before heating. Before the heating, the liquid absorbing portion 31 is inserted into the shrinkable tube 32 in advance and then heated, whereby the shrinkable tube 32 is contracted, and the contractible tube 32 and the liquid absorbing portion 31 are in close contact with each other without any gap. In addition, in the above, although the liquid absorption part 31 was made into the column shape, it is not restricted to this, For example, prismatic shapes, such as a square column and a hexagonal column, may be sufficient.

排出部３３は、吸液部３１の下流側端部側に設けられ、後述する発熱体３５１の熱を吸液部３１に伝導する。この排出部３３は、例えば金属により形成されていて、吸液部３１の収縮性チューブ３２により覆われていない部分を覆うように、吸液部３１が嵌入されている。この排出部３３には、吸液部３１が嵌入される嵌入部３３１と、嵌入部３３１に連なって下流側端部に位置する排出口３３２と、嵌入部３３１及び排出口３３２の継ぎ目外縁から突出したフランジ部３３３とが一体的に設けられており、吸液部３１の嵌入部３３１の下流側へ浸透した液体燃料が加熱部３５によって加熱され、気化されて排出口３３２から排出される。嵌入部３３１は吸液部３１が嵌入されるよう筒状に形成されていている。排出口３３２は、嵌入部３３１の下流側略中央に形成されており、嵌入部３３１の内径よりも小さい直径となっている。
フランジ部３３３には、温度センサ３７が挿入される挿入穴３３４が径方向に沿って形成されている。なお、上記において、排出部３３は金属により形成されるとしたが、排出部３３は嵌入された吸液部３１に加熱部３５による熱を供給するとともに、挿入穴３３４に挿入される温度センサ３７に吸液部３１の温度を良好に伝熱する役割を有しており、金属の他、熱伝導率が比較的高い材料で形成するようにしてもよい。 The discharge part 33 is provided on the downstream end side of the liquid absorption part 31, and conducts heat of a heating element 351 described later to the liquid absorption part 31. The discharge part 33 is made of, for example, metal, and the liquid absorption part 31 is fitted so as to cover a part of the liquid absorption part 31 that is not covered by the contractible tube 32. The discharge portion 33 protrudes from a fitting portion 331 into which the liquid absorption portion 31 is inserted, a discharge port 332 that is connected to the insertion portion 331 and is located at the downstream end, and a joint outer edge of the insertion portion 331 and the discharge port 332. The liquid fuel that has permeated to the downstream side of the fitting portion 331 of the liquid absorbing portion 31 is heated by the heating portion 35, vaporized, and discharged from the discharge port 332. The fitting portion 331 is formed in a cylindrical shape so that the liquid absorbing portion 31 is fitted therein. The discharge port 332 is formed at a substantially central position on the downstream side of the insertion portion 331 and has a diameter smaller than the inner diameter of the insertion portion 331.
An insertion hole 334 into which the temperature sensor 37 is inserted is formed in the flange portion 333 along the radial direction. In the above description, the discharge portion 33 is made of metal. However, the discharge portion 33 supplies heat from the heating portion 35 to the inserted liquid absorption portion 31 and is inserted into the insertion hole 334. The liquid absorbing portion 31 has a role of transferring heat well, and may be formed of a material having a relatively high thermal conductivity in addition to the metal.

弾性チューブ３４は、その一端部の内部に排出部３３の上流側端部（燃料導入側端部）及び収縮性チューブ３２が嵌入されていて、排出部３３の上流側端部及び収縮性チューブ３２の外周面と弾性チューブ３４の内周面とが密着している。そして、弾性チューブ３４の他端部は、収縮性チューブ３２の上流側端部から延出していて、液体燃料及び水が送出される液体ポンプＰ１に連結されている。 The elastic tube 34 has an upstream end (fuel introduction side end) of the discharge portion 33 and a shrinkable tube 32 inserted into one end portion thereof, and the upstream end of the discharge portion 33 and the shrinkable tube 32. Are in close contact with the inner peripheral surface of the elastic tube 34. The other end of the elastic tube 34 extends from the upstream end of the contractible tube 32 and is connected to a liquid pump P1 to which liquid fuel and water are delivered.

加熱部３５は、排出部３３における嵌入部３３１の下流側端部を覆い、吸液部３１の嵌入部３３１の下流側へ浸透した液体燃料及び水を加熱するように配置されている。加熱部３５は、例えば加熱コイルからなる発熱体３５１と、発熱体３５１を被覆する耐熱性の接着剤３５２とから構成されている。発熱体３５１は嵌入部３３１の下流側端部周囲に巻かれており、接着剤３５２によって被覆されている。なお、上記において、加熱部３５は加熱コイルからなる発熱体３５１と接着剤３５２とからなるとしたが、嵌入部３３１を加熱して排出部３３に嵌入された吸液部３１を加熱する機能を有するものであればよく、例えばシート状の発熱体を嵌入部３３１に巻き付けた構成を有するものであってもよい。 The heating unit 35 covers the downstream end portion of the fitting portion 331 in the discharge portion 33 and is arranged to heat the liquid fuel and water that have permeated downstream of the fitting portion 331 of the liquid absorbing portion 31. The heating unit 35 includes a heating element 351 made of, for example, a heating coil, and a heat-resistant adhesive 352 that covers the heating element 351. The heating element 351 is wound around the downstream end of the fitting portion 331 and is covered with an adhesive 352. In the above description, the heating unit 35 includes the heating element 351 formed of a heating coil and the adhesive 352. However, the heating unit 35 has a function of heating the liquid absorption unit 31 inserted into the discharge unit 33 by heating the insertion unit 331. What is necessary is just a thing, for example, it may have the structure which wound the sheet-like heat generating body around the insertion part 331. FIG.

断熱ケース３６は、例えば樹脂からなり、内部の温度を維持するために、弾性チューブ３４の下流側端部及び排出部３３の上流側（一端側）を覆って、加熱部３５を覆っている。断熱ケース３６は、下面が開口した上部断熱筐体３６１と、上面が開口した下部断熱筐体３６２とから構成されており、上部断熱筐体３６１の下面開口を弾性チューブ３４の上面に当接させるとともに、下部断熱筐体３６２の上面開口を弾性チューブ３４の下面に当接させることによって組み付けられている。これにより、断熱ケース３６内に、吸液部３１、弾性チューブ３４の上流側端部が収容され、断熱ケース３６の下流側端部からは弾性チューブ３４の下流側端部は露出している。
また、断熱ケース３６には、フランジ部３３３の挿入穴３３４と連通する連通口３６３が形成されている。 The heat insulating case 36 is made of, for example, resin, and covers the heating unit 35 by covering the downstream end portion of the elastic tube 34 and the upstream side (one end side) of the discharge portion 33 in order to maintain the internal temperature. The heat insulating case 36 includes an upper heat insulating casing 361 having an open bottom surface and a lower heat insulating casing 362 having an open top surface. The lower surface opening of the upper heat insulating casing 361 is brought into contact with the upper surface of the elastic tube 34. At the same time, the lower heat insulating housing 362 is assembled by bringing the upper surface opening into contact with the lower surface of the elastic tube 34. Thereby, the upstream end of the liquid absorption part 31 and the elastic tube 34 is accommodated in the heat insulating case 36, and the downstream end of the elastic tube 34 is exposed from the downstream end of the heat insulating case 36.
The heat insulating case 36 has a communication port 363 that communicates with the insertion hole 334 of the flange portion 333.

温度センサ３７は、熱電対、サーミスタ又は測温抵抗体であり、断熱ケース３６の連通口３６３を介して排出部３３の挿入穴３３４に埋め込まれている。温度センサ３７には、温調器３７１が接続されており、温調器３７１は加熱コイルからなる発熱体３５１を発熱させる電源３７２（図１参照）に接続されている。温度センサ３７は、フランジ部３３３を介して伝わる吸液部３１の先端部分の温度を検出するようになっており、検出温度が温調器３７１に入力されると、温調器３７１がその検出温度に基づいて、吸液部３１の温度が所望の温度となるように加熱部３５の発熱体３５１の加熱を制御している。 The temperature sensor 37 is a thermocouple, thermistor, or resistance temperature detector, and is embedded in the insertion hole 334 of the discharge portion 33 through the communication port 363 of the heat insulation case 36. A temperature controller 371 is connected to the temperature sensor 37, and the temperature controller 371 is connected to a power source 372 (see FIG. 1) that generates heat from a heating element 351 formed of a heating coil. The temperature sensor 37 detects the temperature of the tip portion of the liquid absorption part 31 transmitted through the flange part 333. When the detected temperature is input to the temperature controller 371, the temperature controller 371 detects the detected temperature. Based on the temperature, the heating of the heating element 351 of the heating unit 35 is controlled so that the temperature of the liquid absorbing unit 31 becomes a desired temperature.

図１に示す反応装置４は、化学反応式（１）に示すように気化装置３で気化した水と液体燃料とを加熱することで、水素を含有するガスに改質させる改質器４１と、発電セル５の燃料極から供給された発電に使用されずに余った水素ガス及びエアポンプＰ２から供給された空気を基に改質器４１を加熱する燃焼器４２と、化学反応式（１）に次いで逐次的に起こる化学反応式（２）によって微量に生成される一酸化炭素を、化学反応式（３）に示すように、改質器４１から供給されたガス及びエアポンプＰ２から供給された空気を基に酸化させて除去して水素ガスを抽出する一酸化炭素除去器４３と、が備えられている。燃焼器４２から排出された排気ガスは、外部に排気されるようになっている。
ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ→３Ｈ_２＋ＣＯ_２・・・（１）
Ｈ_２＋ＣＯ_２→Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ・・・（２）
２ＣＯ＋Ｏ_２→２ＣＯ_２・・・（３） A reactor 4 shown in FIG. 1 includes a reformer 41 that reforms a gas containing hydrogen by heating water and liquid fuel vaporized by the vaporizer 3 as shown in a chemical reaction formula (1). A combustor 42 that heats the reformer 41 based on hydrogen gas that is not used for power generation supplied from the fuel electrode of the power generation cell 5 and air supplied from the air pump P2, and a chemical reaction formula (1) Next, as shown in the chemical reaction formula (3), a small amount of carbon monoxide generated by the chemical reaction formula (2) that occurs sequentially is supplied from the gas supplied from the reformer 41 and the air pump P2. And a carbon monoxide remover 43 for extracting hydrogen gas by oxidizing and removing it based on air. The exhaust gas discharged from the combustor 42 is exhausted to the outside.
CH ₃ OH + H ₂ O → 3H ₂ + CO ₂ (1)
H ₂ + CO ₂ → H ₂ O + CO (2)
2CO + O ₂ → 2CO ₂ (3)

発電セル５は、一酸化炭素除去器４３から供給され、加湿器（図示しない）により加湿され燃料極に供給された水素ガスを、電気化学反応式（４）に示すように燃料極の触媒微粒子の作用により水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じて酸素極に伝導し、電子は燃料極により電気エネルギー（発電電力）として取り出される。一方、エアポンプＰ２から供給されて加湿器（図示しない）により加湿された酸素極に供給された空気は、電気化学反応式（５）に示すように、酸素極に移動した電子と、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンとが反応して水が生成される。そして、発電に使用されずに余った水素ガスは発電セル５の燃料極から燃焼器４２に送られて、当該燃焼器４２の燃焼に用いられる。また、発電セル５の酸素極から排出された排気ガスは、外部に排気されるようになっている。
Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻・・・（４）
２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ・・・（５） The power generation cell 5 supplies the hydrogen gas supplied from the carbon monoxide remover 43, humidified by a humidifier (not shown), and supplied to the fuel electrode to the catalyst fine particles of the fuel electrode as shown in the electrochemical reaction formula (4). It is separated into hydrogen ions and electrons by the action of. Hydrogen ions are conducted to the oxygen electrode through the solid polymer electrolyte membrane, and electrons are taken out as electric energy (generated power) by the fuel electrode. On the other hand, the air supplied from the air pump P2 and supplied to the oxygen electrode humidified by a humidifier (not shown) is composed of electrons moved to the oxygen electrode and the air in the air as shown in the electrochemical reaction equation (5). Oxygen reacts with hydrogen ions that have passed through the solid polymer electrolyte membrane to produce water. Then, surplus hydrogen gas that is not used for power generation is sent from the fuel electrode of the power generation cell 5 to the combustor 42 and used for combustion of the combustor 42. Further, the exhaust gas discharged from the oxygen electrode of the power generation cell 5 is exhausted to the outside.
H ₂ → 2H ⁺ + 2e ⁻ (4)
2H ⁺ + 1 / 2O ₂ + 2e ⁻ → H ₂ O (5)

制御部６は、例えば汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されているものである。制御部６には、液体ポンプＰ１及びエアポンプＰ２が図示しないドライバを介して電気的に接続され、これら液体ポンプＰ１及びエアポンプＰ２の各ポンピング動作（送出量の調整を含む）を制御している。
また、制御部６には、バルブＶが図示しないドライバを介して電気的に接続され、流量計２も電気的に接続されている。制御部６は、流量計２の測定結果を受けて水及び液体燃料の流量を認識できバルブＶの開閉動作（開き量の調整を含む）を制御している。
そして、制御部６は、気化装置３、改質器４１、燃焼器４２及び一酸化炭素除去器４３を加熱する発熱体がドライバを介して電気的に接続され、制御部６は、発熱体の発熱量とその停止とを制御するとともに、温度によって変化する発熱体の抵抗値を計測することによって気化装置３、改質器４１、燃焼器４２及び一酸化炭素除去器４３の各反応器の温度を検出することができるようになっている。発熱体は、発電装置１００の起動時に気化装置３、改質器４１、燃焼器４２及び一酸化炭素除去器４３をそれぞれ適正な温度に加熱するものであって、燃焼器４２が燃焼を開始して安定して加熱できるようになったら、停止あるいは熱量を低減させても良い。 The control unit 6 includes, for example, a general-purpose CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and the like. The control unit 6 is electrically connected to the liquid pump P1 and the air pump P2 via a driver (not shown), and controls each pumping operation (including adjustment of the delivery amount) of the liquid pump P1 and the air pump P2.
Moreover, the valve V is electrically connected to the controller 6 via a driver (not shown), and the flow meter 2 is also electrically connected. The control unit 6 receives the measurement result of the flow meter 2 and can recognize the flow rates of water and liquid fuel, and controls the opening / closing operation (including adjustment of the opening amount) of the valve V.
The control unit 6 is electrically connected to a heating element that heats the vaporizer 3, the reformer 41, the combustor 42, and the carbon monoxide remover 43 via a driver. The temperature of each reactor of the vaporizer 3, the reformer 41, the combustor 42, and the carbon monoxide remover 43 is controlled by controlling the amount of generated heat and stopping the heat generation, and measuring the resistance value of the heating element that varies with temperature. Can be detected. The heating element heats the vaporizer 3, the reformer 41, the combustor 42, and the carbon monoxide remover 43 to appropriate temperatures when the power generation apparatus 100 is started, and the combustor 42 starts combustion. When it becomes possible to heat stably, it may be stopped or the amount of heat may be reduced.

次に、発電装置１００の動作について説明する。
まず、外部電子機器から通信用端子、通信用電極を介して制御部６に作動信号が入力されることによって発電装置１００が作動する。これにより制御部６が、エアポンプＰ２を作動させ、気化装置３の加熱部３５の電源３７２をＯＮにし、温度センサ３７によって吸液部３１の温度を検出し、検出結果に基づいて所定温度となるように温度制御を行う。また、改質器４１、燃焼器４２、及び一酸化炭素除去器４３の各発熱体も同様に発熱させ、所定温度となるように温度制御する。
そして、制御部６は、気化装置３が所定温度以上であれば、液体ポンプＰ１の作動、バルブＶの開閉動作を行い、これによって液体燃料及び水を気化装置３に供給する。気化装置３に供給された液体燃料及び水は加熱されて気化（蒸発）し、燃料ガス及び水蒸気の混合ガスとなって改質器４１に供給される。 Next, the operation of the power generation apparatus 100 will be described.
First, the power generation apparatus 100 operates when an operation signal is input from an external electronic device to the control unit 6 via a communication terminal and a communication electrode. Thus, the control unit 6 operates the air pump P2, turns on the power source 372 of the heating unit 35 of the vaporizer 3, detects the temperature of the liquid absorption unit 31 by the temperature sensor 37, and reaches a predetermined temperature based on the detection result. Control the temperature as follows. Further, the heating elements of the reformer 41, the combustor 42, and the carbon monoxide remover 43 are similarly heated and controlled to have a predetermined temperature.
And if the vaporizer 3 is more than predetermined temperature, the control part 6 will perform operation | movement of the liquid pump P1, and the opening / closing operation | movement of the valve | bulb V, and supplies liquid fuel and water to the vaporizer 3 by this. The liquid fuel and water supplied to the vaporizer 3 are heated and vaporized (evaporated), and supplied to the reformer 41 as a mixed gas of fuel gas and water vapor.

改質器４１では、気化装置３から供給された混合ガス中のメタノールと水蒸気が触媒により反応して二酸化炭素及び水素が生成される（上記化学反応式（１）参照））。また、改質器４１では、化学反応式（１）についで逐次的に一酸化炭素が生成される（上記化学反応式（２）参照）。そして、改質器４１で生成された一酸化炭素、二酸化炭素及び水素等からなる混合気が一酸化炭素除去器４３に供給される。 In the reformer 41, methanol and water vapor in the mixed gas supplied from the vaporizer 3 react with a catalyst to generate carbon dioxide and hydrogen (see the above chemical reaction formula (1)). In the reformer 41, carbon monoxide is sequentially generated following the chemical reaction formula (1) (see the chemical reaction formula (2)). Then, an air-fuel mixture composed of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and the like generated by the reformer 41 is supplied to the carbon monoxide remover 43.

一酸化炭素除去器４３では、改質器４１から供給された混合気中の一酸化炭素と水蒸気から二酸化炭素及び水素が生成されたり、混合気の中から特異的に選択された一酸化炭素と、エアポンプＰ２から供給された空気に含まれる酸素とが反応して二酸化炭素が生成されたり（上記化学反応式（３）参照）して、混合気中の一酸化炭素が除かれる。 In the carbon monoxide remover 43, carbon monoxide and hydrogen are generated from the carbon monoxide and water vapor supplied from the reformer 41, or carbon monoxide specifically selected from the mixture. Then, oxygen contained in the air supplied from the air pump P2 reacts to generate carbon dioxide (see the above chemical reaction formula (3)), and carbon monoxide in the air-fuel mixture is removed.

このように気化装置３、改質器４１及び一酸化炭素除去器４３を経て二酸化炭素と水素が生成される。生成された改質ガス（二酸化炭素及び水素等）は、加湿器により加湿され、発電セル５の燃料極に供給される。
発電セル５では、燃料極に供給された水素ガスと、エアポンプＰ２から供給されて加湿器により加湿された酸素極に供給された空気とを基に発電し、電力を外部に供給する。 Thus, carbon dioxide and hydrogen are generated through the vaporizer 3, the reformer 41, and the carbon monoxide remover 43. The generated reformed gas (carbon dioxide, hydrogen, etc.) is humidified by a humidifier and supplied to the fuel electrode of the power generation cell 5.
The power generation cell 5 generates power based on the hydrogen gas supplied to the fuel electrode and the air supplied from the air pump P2 and supplied to the oxygen electrode humidified by the humidifier, and supplies power to the outside.

ここで、吸液部の導入部近傍を加圧することによって気泡析出を抑制できる原理について説明する。
比較的低温で保管されていた水及び液体燃料が、ポンプによって送液されて気化装置に近づくにつれて、加熱された吸液部からの熱伝導により液体温度が上昇する。それに伴って水及び液体燃料の気体飽和溶解度が減少するので、水及び液体燃料中の溶存気体量がそれを上回ってしまうと、溶け込めなくなった空気が気泡として析出してしまう。それに対し、液体に対する気体の溶解度が圧力に比例（ヘンリーの法則）することを利用し、吸液部の導入部側の圧力を高く保つ構成とすることで、飽和溶解度を増加させ、温度が上昇した場合に空気などの気体の溶解量が飽和溶解度を上回らないように構成することで気泡の析出を抑えることができる。 Here, the principle which can suppress bubble precipitation by pressurizing the vicinity of the introduction part of the liquid absorption part will be described.
As water and liquid fuel stored at a relatively low temperature are fed by the pump and approach the vaporizer, the liquid temperature rises due to heat conduction from the heated liquid absorption part. Along with this, the gas saturation solubility of water and liquid fuel decreases, so if the amount of dissolved gas in the water and liquid fuel exceeds that, the air that cannot be dissolved will precipitate as bubbles. On the other hand, by utilizing the fact that the solubility of the gas in the liquid is proportional to the pressure (Henry's law) and maintaining the pressure on the inlet side of the liquid absorption part high, the saturation solubility is increased and the temperature rises. In such a case, it is possible to suppress the deposition of bubbles by configuring so that the dissolved amount of gas such as air does not exceed the saturation solubility.

そのときの圧力値の定義方法は次の通りである。まず、水が１気圧、２４℃で空気と混在して保存されているものとした場合の飽和溶解度は図３に示す通りとなる。空気に十分な時間接触していた水は、ほぼ飽和に近い量の空気が溶け込んでいくので、図３より、２４℃の状態で２３．３mg/Lの空気が水に溶け込んでいることになる（点Ｐ参照）。そして、その液体が気化装置に送られ、吸液部の導入部側近傍の温度が約４０℃になっているとすると、その時の飽和溶解度は１９．０mg/Lなので（点Ｑ参照）、溶解度の差分４．３mg/L（符号Ｒ参照）の空気が気泡として析出することになる。したがって、ここでこの液体に溶け込めなくなった空気の析出を抑制するためには、４０℃のときの飽和溶解度が２３．３mg/Lを上回ればよいので、ヘンリーの法則に則って、吸液部の導入部側の圧力を１．２２倍（＝２３．３/１９．０）の約１．２気圧に保つことで気泡の析出を抑制することができる。 The method of defining the pressure value at that time is as follows. First, the saturation solubility when water is stored at 1 atm and 24 ° C. mixed with air is as shown in FIG. The amount of water that has been in contact with the air for a sufficient amount of time is almost saturated, so from FIG. 3, 23.3 mg / L of air is dissolved in water at 24 ° C. (See point P). Then, if the liquid is sent to the vaporizer and the temperature in the vicinity of the introduction part of the liquid absorption part is about 40 ° C., the saturation solubility at that time is 19.0 mg / L (see point Q). The air with a difference of 4.3 mg / L (see symbol R) is deposited as bubbles. Therefore, in order to suppress the precipitation of air that can no longer be dissolved in this liquid, the saturation solubility at 40 ° C. should exceed 23.3 mg / L. Therefore, according to Henry's Law, Precipitation of bubbles can be suppressed by maintaining the pressure on the introduction side at 1.22 times (= 23.3 / 19.0), which is approximately 1.2 atmospheres.

次に、これまで定義した圧力値の効果を証明する。吸液部として、材質が炭化ケイ素、サイズはφ１．５mm×１．１mm、気孔率約３５％のものを使用した。気化装置の加熱目標温度は１６０℃で、このときの吸液部の導入部側近傍の温度は約４０℃だった。液体タンクには１気圧、２４℃で空気と混在して保存されており、充填してから十分な時間が経過したものを使用した。液体ポンプは微小流量を制御でき、耐圧性能の高い電気浸透流ポンプを使用した。液体の送液流量を約４０μl/minに保つため、電気浸透流ポンプと気化装置の間に配置された流量計により送液流量を計測し、その計測値を制御部に送ることによって制御部は流量に応じた電圧値を電気浸透流ポンプに与えるよう設定した。
まず、吸液部の平均気孔径が２５μｍの場合、その吸液部を液体が流通することによって発生する圧力損失は約３kPaであった。吸液部の導入部側の圧力が約１気圧の状態では、吸液部の導入部側で気泡が析出する現象が見られた。さらに、吸液部の平均気孔径が６μｍの場合、圧力損失は約１２kPaと増加したが、約１．１気圧でも前回と同様に気泡が析出する現象が見られた。そして、吸液部の平均気孔径を約２μｍとした場合、圧力損失は約２５kPaに増加し、吸液部の導入部側の圧力が約１．２気圧のときには気泡の析出が見られなくなった。
このように、吸液部の導入部側の圧力を、液体タンクに保存されていた液体が吸液部の導入部近傍の温度まで加熱されても空気の飽和溶解度を上回らない圧力値（例えば約１．２気圧）にすること（すなわち、吸液部の導入部側がその圧力値となるように吸液部の平均気孔径（約２μｍ）を設計すること）により、気泡の析出を抑制することが確認できた。
なお、ここでは水を用いて効果を実証したが、ヘンリーの法則が適用可能な溶媒全てにおいてこの効果を期待できるため、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、またはこれらを含んだ混合液などの液体についても当然同様の効果を得ることができる。 Next, the effect of the pressure value defined so far is proved. As the liquid absorbing part, a silicon carbide material having a size of φ1.5 mm × 1.1 mm and a porosity of about 35% was used. The heating target temperature of the vaporizer was 160 ° C., and the temperature in the vicinity of the introduction portion side of the liquid absorption portion at this time was about 40 ° C. The liquid tank was stored in a mixed atmosphere with air at 1 atm and 24 ° C., and used after a sufficient time had passed since filling. As the liquid pump, an electroosmotic flow pump having a high pressure resistance which can control a minute flow rate was used. In order to keep the liquid flow rate at about 40 μl / min, the control unit measures the liquid flow rate with a flow meter placed between the electroosmotic pump and the vaporizer and sends the measured value to the control unit. It set so that the voltage value according to a flow volume might be given to an electroosmotic flow pump.
First, when the average pore diameter of the liquid absorption part was 25 μm, the pressure loss generated by the liquid flowing through the liquid absorption part was about 3 kPa. In the state where the pressure on the introduction part side of the liquid absorption part was about 1 atm, a phenomenon was observed in which bubbles were deposited on the introduction part side of the liquid absorption part. Further, when the average pore diameter of the liquid absorption part was 6 μm, the pressure loss increased to about 12 kPa. However, a phenomenon in which bubbles were precipitated at about 1.1 atm was observed as in the previous time. When the average pore diameter of the liquid absorption part is about 2 μm, the pressure loss increases to about 25 kPa, and no bubble deposition is observed when the pressure on the introduction part side of the liquid absorption part is about 1.2 atm. .
In this way, the pressure on the inlet side of the liquid absorption part is set to a pressure value that does not exceed the saturation solubility of air even if the liquid stored in the liquid tank is heated to a temperature near the introduction part of the liquid absorption part (for example, about 1.2 atmospheric pressure) (that is, design the average pore diameter (approximately 2 μm) of the liquid absorbing part so that the pressure at the inlet side of the liquid absorbing part is the pressure value), thereby suppressing the bubble deposition. Was confirmed.
Although the effect was demonstrated using water here, since this effect can be expected in all solvents to which Henry's Law can be applied, it is natural to use liquids such as methanol, ethanol, dimethyl ether, or a mixture containing these. Similar effects can be obtained.

以上のように、吸液部３１と加熱部３５とを備え、吸液部３１は、導入部３１aにおける液体の気体飽和溶解度が、気化装置３の停止時よりも動作時の方が大きくなるような、吸液部３１の圧力損失に基づいて、その平均気孔径が設定されているので、気化装置３の動作時に吸液部３１が加熱されて温度が上昇した場合であっても、吸液部３１の圧力損失が増大し、液体燃料内の飽和溶解度が上昇するため、停止時に溶存していた気泡の析出を抑制することができる。よって、気化装置３自体の新たな構造変更や追加装置を設置することなく、動作時における脈動を防止して簡便に安定して気化させることができる。そして、下流側の改質器４１や発電セル５にも安定して気化した混合ガスを供給することができ、発電性能にも優れる。 As described above, the liquid absorption part 31 and the heating part 35 are provided, and the liquid absorption part 31 is such that the gas saturation solubility of the liquid in the introduction part 31a is larger during operation than when the vaporizer 3 is stopped. In addition, since the average pore diameter is set based on the pressure loss of the liquid absorption part 31, even when the liquid absorption part 31 is heated and the temperature rises during the operation of the vaporizer 3, the liquid absorption Since the pressure loss of the part 31 increases and the saturation solubility in the liquid fuel increases, it is possible to suppress the precipitation of bubbles dissolved at the time of stopping. Therefore, it is possible to easily and stably vaporize by preventing pulsation during operation without installing a new structure change or additional device of the vaporizer 3 itself. And the gas mixture mixed stably can be supplied also to the downstream reformer 41 and the power generation cell 5, and it is excellent also in power generation performance.

［第二の実施の形態］
図４は、気化装置３Ａの概略構成を示す断面図である。
第二の実施の形態の気化装置３Ａは、第一の実施の形態と異なり、多孔質体である吸液部３１Ａの気孔径を導入された水及び液体燃料が気化する気化部（下流側端部）３１bＡ側から水及び液体燃料が導入される導入部（上流側端部）３１aＡ側に向けて徐々に小さくなっている。具体的には、導入部３１aＡ側の気孔径が約２〜６μｍであり、気化部３１bＡ側の気孔径は約１５〜２５μｍである。
なお、その他の構成は第一の実施の形態と同様のため、同様の構成部分については同様の数字に英字Ａを付してその説明を省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vaporizer 3A.
Unlike the first embodiment, the vaporization device 3A of the second embodiment is a vaporization unit (downstream side end) that vaporizes water and liquid fuel into which the pore diameter of the liquid absorption unit 31A that is a porous body is introduced. Part) It gradually becomes smaller toward the introduction part (upstream end part) 31aA side where water and liquid fuel are introduced from the 31bA side. Specifically, the pore diameter on the introduction part 31aA side is about 2 to 6 μm, and the pore diameter on the vaporization part 31bA side is about 15 to 25 μm.
Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same numeral is attached to the same numeral for the same component, and the description thereof is omitted.

以上のように、吸液部３１Ａの気孔径を気化部３１bＡ側から導入部３１aＡ側に向けて徐々に小さくすることによって、導入部３１aＡ側の圧力損失を大きくすることができる。これによって、導入部３１aＡ側近傍の圧力が上昇し、液体燃料内の気体飽和溶解度が上昇するため、溶存していた気泡の析出を抑制することができる。したがって、気化装置３Ａ自体の新たな構造変更や追加装置を設置することなく、動作時における脈動を防止して簡便に安定して気化させることができる。そして、下流側の改質器や発電セルにも安定して気化した混合ガスを供給することができ、発電性能にも優れる。
また、吸液部３１Ａの気化部３１bＡ側の気孔径を変更する必要がないので、良好な燃料気化が可能となる。 As described above, the pressure loss on the introduction part 31aA side can be increased by gradually reducing the pore diameter of the liquid absorption part 31A from the vaporization part 31bA side toward the introduction part 31aA side. As a result, the pressure in the vicinity of the introduction portion 31aA increases, and the gas saturation solubility in the liquid fuel increases, so that the precipitation of dissolved bubbles can be suppressed. Therefore, it is possible to easily and stably vaporize by preventing pulsation during operation without installing a new structure change or additional device of the vaporizer 3A itself. And the gas mixture mixed stably can be supplied also to the downstream reformer and the power generation cell, and the power generation performance is excellent.
Moreover, since it is not necessary to change the pore diameter of the liquid absorption part 31A on the vaporization part 31bA side, good fuel vaporization is possible.

［第三の実施の形態］
図５は、気化装置３Ｂの概略構成を示す断面図である。
第三の実施の形態の気化装置３Ｂは、第一の実施の形態の気化装置３と異なり、多孔質体である二つの吸液部３１１Ｂ，３１２Ｂが直列に配置されており、導入部側に配置された吸液部３１１Ｂの平均気孔径が、気化部側に配置された吸液部３１２Ｂの平均気孔径よりも小さくなっている。具体的には、導入部側の吸液部３１１Ｂの平均気孔径は約２〜６μｍであり、気化部側の吸液部３１２Ｂの平均気孔径は約１５〜２５μｍである。そして、これら二つの吸液部３１１Ｂ，３１２Ｂは、一方の端面を互いに付き合せて、例えば接着剤等によって接合されている。
なお、その他の構成は第一の実施の形態と同様のため、同様の構成部分については同様の数字に英字Ｂを付してその説明を省略する。 [Third embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vaporizer 3B.
The vaporizer 3B of the third embodiment is different from the vaporizer 3 of the first embodiment in that two liquid absorbing parts 311B and 312B, which are porous bodies, are arranged in series, on the introduction part side. The average pore diameter of the liquid absorption part 311B arranged is smaller than the average pore diameter of the liquid absorption part 312B arranged on the vaporization part side. Specifically, the average pore diameter of the liquid absorption part 311B on the introduction part side is about 2 to 6 μm, and the average pore diameter of the liquid absorption part 312B on the vaporization part side is about 15 to 25 μm. And these two liquid absorption parts 311B and 312B mutually join one end surface, for example by the adhesive agent.
Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the same numerals are given to the same components, and the description thereof is omitted.

以上のように、二つの吸液部３１１Ｂ，３１２Ｂを直列に配置し、導入部側の吸液部３１１Ｂの平均気孔径を気化部側の吸液部３１２Ｂの平均気孔径よりも小さくすることによって、導入部側の吸液部３１１Ｂの圧力損失を大きくすることができる。これによって、導入部側の吸液部３１１Ｂの圧力が上昇し、液体燃料内の気体飽和溶解度が上昇するため、溶存していた気泡の析出を抑制することができる。したがって、気化装置３Ｂ自体の新たな構造変更や追加装置を設置することなく、動作時における脈動を防止して簡便に安定して気化させることができる。そして、下流側の改質器や発電セルにも安定して気化した混合ガスを供給することができ、発電性能にも優れる。
また、気化部側の吸液部３１２Ｂの平均気孔径を変更する必要がないので、良好な燃料気化が可能となる。 As described above, the two liquid absorbing parts 311B and 312B are arranged in series, and the average pore diameter of the liquid absorbing part 311B on the introduction part side is made smaller than the average pore diameter of the liquid absorbing part 312B on the vaporization part side. The pressure loss of the liquid absorption part 311B on the introduction part side can be increased. As a result, the pressure of the liquid absorption part 311B on the introduction part side rises, and the gas saturation solubility in the liquid fuel rises, so that the precipitation of dissolved bubbles can be suppressed. Therefore, it is possible to easily and stably vaporize by preventing pulsation during operation without installing a new structure change or additional device of the vaporizer 3B itself. And the gas mixture mixed stably can be supplied also to the downstream reformer and the power generation cell, and the power generation performance is excellent.
Further, since it is not necessary to change the average pore diameter of the liquid absorption part 312B on the vaporization part side, good fuel vaporization is possible.

なお、上記実施の形態において、二つの吸液部３１１Ｂ，３１２Ｂを直列に配置して構成するとしたが、吸液部の数は適宜変更可能で、三つ以上の吸液部を直列に配置しても構わない。 In the above embodiment, the two liquid absorbing parts 311B and 312B are arranged in series. However, the number of liquid absorbing parts can be changed as appropriate, and three or more liquid absorbing parts are arranged in series. It doesn't matter.

［第四の実施の形態］
図６は、気化装置３Ｃの概略構成を示す断面図である。
第四の実施の形態の気化装置３Ｃは、第一の実施の形態の気化装置３と異なり、吸液部３１Ｃの導入部３１aＣ側の断面積が、気化部３１bＣ側の断面積よりも大きくなっている。すなわち、吸液部３１Ｃは、導入部３１aＣ側に向けて突出する凸状に形成されている。また、この導入部３１aＣの外周面には空隙充填材３８Ｃが充填されており、導入部３１aＣと充填材３８Ｃの合計断面積が、気化部３１bＣの断面積と略等しくなっている。そして、充填材３８Ｃの外周面と気化部３１bＣの外周面とが略面一とされ、収縮性チューブ３２Ｃによって覆われている。空隙充填材３８Ｃとしては、例えば、セラミックなどの焼結体やポリエーテルケトンなどの耐熱性樹脂等を用いることができ、液体燃料が流通しない構造（例えば孔を有さない等）となっている。もちろん吸液部３１Cと同じ材料で多孔質体で無いものも使用することができる。
なお、その他の構成は第一の実施の形態と同様のため、同様の構成部分については同様の数字に英字Ｃを付してその説明を省略する。 [Fourth embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vaporizer 3C.
The vaporizer 3C of the fourth embodiment is different from the vaporizer 3 of the first embodiment in that the cross-sectional area on the introduction part 31aC side of the liquid absorption part 31C is larger than the cross-sectional area on the vaporization part 31bC side. ing. That is, the liquid absorption part 31C is formed in a convex shape that protrudes toward the introduction part 31aC. The outer peripheral surface of the introduction part 31aC is filled with a gap filler 38C, and the total cross-sectional area of the introduction part 31aC and the filler 38C is substantially equal to the cross-sectional area of the vaporization part 31bC. The outer peripheral surface of the filler 38C and the outer peripheral surface of the vaporizing portion 31bC are substantially flush with each other and are covered with the shrinkable tube 32C. As the gap filling material 38C, for example, a sintered body such as ceramic or a heat resistant resin such as polyether ketone can be used, and the liquid fuel does not flow (for example, has no holes). . Of course, the same material as the liquid absorption part 31C and not a porous body can also be used.
Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same numeral is attached to the same numeral for the same component, and the description thereof is omitted.

以上のように、吸液部３１Ｃの導入部３１aＣ側の断面積が、気化部３１bＣ側の断面積よりも大きくすることによって、導入部３１aＣ側の圧力損失を大きくすることができる。これによって、導入部３１aＣ側の圧力が上昇し、液体燃料内の気体飽和溶解度が上昇するため、溶存していた気泡の析出を抑制することができる。したがって、気化装置３Ｃ自体の新たな構造変更や追加装置を設置することなく、動作時における脈動を防止して簡便に安定して気化させることができる。そして、下流側の改質器や発電セルにも安定して気化した混合ガスを供給することができ、発電性能にも優れる。
また、吸液部３１Ｃの気化部３１bＣ側の断面積を変更する必要がないので、良好な燃料気化が可能となる。 As described above, the pressure loss on the introduction part 31aC side can be increased by making the cross-sectional area on the introduction part 31aC side of the liquid absorption part 31C larger than the cross-sectional area on the vaporization part 31bC side. As a result, the pressure on the introduction part 31aC side rises and the gas saturation solubility in the liquid fuel rises, so that the precipitation of dissolved bubbles can be suppressed. Therefore, it is possible to easily and stably vaporize by preventing pulsation during operation without installing a new structure change or additional device of the vaporizer 3C itself. And the gas mixture mixed stably can be supplied also to the downstream reformer and the power generation cell, and the power generation performance is excellent.
In addition, since it is not necessary to change the cross-sectional area of the liquid absorption part 31C on the vaporization part 31bC side, good fuel vaporization is possible.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.

発電装置１００の基本構成を示したブロック図である。2 is a block diagram showing a basic configuration of a power generation device 100. FIG. 気化装置３の概略構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a vaporizer 3. FIG. 圧力１気圧と１．２気圧における飽和溶解度と温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between saturation solubility and pressure in pressure 1 atmosphere and 1.2 atmospheres. 気化装置３Ａの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of 3 A of vaporization apparatuses. 気化装置３Ｂの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the vaporizer 3B. 気化装置３Ｃの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of 3C of vaporizers.

Explanation of symbols

３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ気化装置
４反応装置
５発電セル
３１，３１Ａ，３１１Ｂ，３１２Ｂ，３１Ｃ吸液部（多孔質体）
３１a，３１aＡ，３１aＣ導入部
３１b，３１bＡ，３１bＣ気化部
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ加熱部（熱源）
１００発電装置 3, 3A, 3B, 3C Vaporizer 4 Reactor 5 Power generation cell 31, 31A, 311B, 312B, 31C Liquid absorption part (porous body)
31a, 31aA, 31aC Introduction part 31b, 31bA, 31bC Evaporation part 35, 35A, 35B, 35C Heating part (heat source)
100 power generator

Claims

A porous body;
A heat source for heating the porous body,
The porous body has an introduction part into which the supplied liquid is introduced, and a vaporization part in which the liquid is vaporized,
The gas saturation solubility of the liquid in the introduction part when the amount of heat from the heat source is supplied to the porous body is the same as that of the liquid in the introduction part when the amount of heat from the heat source is not supplied to the porous body. A vaporizer characterized by being larger than the gas saturation solubility.

The gas saturation solubility of the liquid in the introduction part when the amount of heat from the heat source is supplied to the porous body is the liquid in the introduction part when the amount of heat from the heat source is not supplied to the porous body. The average pore diameter of the porous body is set based on the pressure loss when the liquid is supplied to the porous body so as to be larger than the gas saturation solubility of the porous body. The vaporizer described in 1.

2. The vaporizer according to claim 1, wherein an average pore diameter on the introduction portion side of the porous body is smaller than an average pore diameter on the vaporization portion side of the porous body.

A plurality of the porous bodies are arranged in series,
The average pore diameter of the porous body arranged on the introduction part side among the plurality of porous bodies is smaller than the average pore diameter of the porous body arranged on the vaporization part side. 2. The vaporizer according to 1.

The vaporizer according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the porous body on the introduction part side is larger than a cross-sectional area on the vaporization part side.

A vaporizer according to any one of claims 1 to 5,
A reactor for generating a reformed gas based on the gas generated by the vaporizer;
And a power generation cell that generates power based on the reformed gas generated by the reaction device.