JP4552915B2 - Reforming apparatus and power generation system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料から水素を生成する改質装置に関し、特に燃料電池に用いられる水素を生成する改質装置及び発電システムに関する。   The present invention relates to a reformer that generates hydrogen from fuel, and more particularly to a reformer and a power generation system that generate hydrogen used in a fuel cell.

近年では、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳といった小型の電子機器がめざましい進歩・発展を遂げており、その電源として、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池及びニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。   In recent years, small electronic devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, PDAs (Personal Digital Assistance), and electronic notebooks have made remarkable progress and development. Secondary batteries such as nickel-cadmium storage batteries, nickel-hydrogen storage batteries, and lithium ion batteries are used.

ところが、上記電子機器に搭載される一次電池及び二次電池は、エネルギーの利用効率の観点から検証すると、必ずしもエネルギーの有効利用が図られているとは言えず、今日では、一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギー利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発も盛んにおこなわれている（例えば、特許文献１参照。）。   However, when the primary battery and the secondary battery mounted on the electronic device are verified from the viewpoint of the efficiency of energy use, it cannot be said that effective use of energy is necessarily achieved. Research and development of fuel cells that can realize high energy utilization efficiency for the replacement of batteries has been actively conducted (for example, see Patent Document 1).

燃料電池は、燃料と大気中の酸素とを電気化学的に反応させて化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出すものであり、将来性に富む有望な電池であると位置付けられている。燃料電池に用いる燃料としては水素が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱い・貯蔵に問題がある。そこで、アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いれば、液体燃料と水蒸気を高温に加熱して反応させることによって発電に必要な水素を生成する改質装置が必要であるが、液体燃料を貯蔵するためのシステムが比較的小型で良い。燃料改質型の燃料電池を小型の電子機器の電源として用いる場合には、燃料電池だけでなく改質装置も小型化する必要がある。   BACKGROUND ART A fuel cell is a promising battery that is promising and promising because it directly extracts electric energy from chemical energy by electrochemically reacting fuel and oxygen in the atmosphere. The fuel used in the fuel cell includes hydrogen, but there is a problem in handling and storage due to being a gas at room temperature. Therefore, if liquid fuels such as alcohols and gasoline are used, a reformer that generates hydrogen necessary for power generation by heating and reacting the liquid fuel and water vapor to a high temperature is required. The system can be relatively small. When a fuel reforming type fuel cell is used as a power source for a small electronic device, it is necessary to downsize not only the fuel cell but also the reforming apparatus.

一般的に改質装置は、液体燃料と水の混合液に熱を加えて混合液を蒸発させる蒸発器と、この蒸発器から管が通されていると共にこの蒸発器で気化した混合気を熱によって触媒反応させて水素ガスと二酸化炭素ガスとを生成する改質器と、この改質器から管が通されていると共に改質器から管を通じて送られてきた混合気に微量に含まれる一酸化炭素を熱によって触媒反応させて、混合気から一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器と、から構成されている。この改質装置によって生成された水素ガスと二酸化炭素ガスの混合気のうち水素ガスが改質装置から燃料電池に供給されて、燃料電池で電気エネルギーが生成される。   In general, a reformer is configured to heat a mixture of liquid fuel and water to evaporate the mixture, and to pass the pipe through the evaporator and heat the mixture vaporized by the evaporator. A reformer that generates hydrogen gas and carbon dioxide gas through a catalytic reaction by the gas generator, and a mixture that is passed through the pipe from the reformer and sent from the reformer through the pipe is contained in a trace amount. It comprises a carbon monoxide remover that catalyzes carbon oxide with heat to remove carbon monoxide from the air-fuel mixture. Of the mixture of hydrogen gas and carbon dioxide gas generated by the reformer, hydrogen gas is supplied from the reformer to the fuel cell, and electric energy is generated in the fuel cell.

特開２０００−１０６２０１号公報JP 2000-106201 A

ところで、蒸発器、改質器、一酸化炭素除去器の熱エネルギーが全て水と液体燃料の反応に利用されるのが望ましいが、熱エネルギーの一部が外部に放出されてしまう。熱エネルギーを有効活用するために蒸発器、改質器及び一酸化炭素除去器それぞれを断熱する必要があるが、蒸発器、改質器及び一酸化炭素除去器それぞれを断熱するための断熱構造により改質装置全体が大型化してしまう。
そこで、本発明の目的は、蒸発器、改質器、一酸化炭素除去器といった複数の反応器における反応に熱エネルギーを効率よく利用することができる小型な改質装置及び発電システムを提供することである。 By the way, it is desirable that all the heat energy of the evaporator, the reformer, and the carbon monoxide remover is used for the reaction between water and liquid fuel, but part of the heat energy is released to the outside. In order to make effective use of thermal energy, it is necessary to insulate the evaporator, the reformer and the carbon monoxide remover, but the heat insulation structure to insulate each of the evaporator, the reformer and the carbon monoxide remover. The entire reformer becomes large.
Therefore, an object of the present invention is to provide a small reformer and a power generation system that can efficiently use thermal energy for reactions in a plurality of reactors such as an evaporator, a reformer, and a carbon monoxide remover. It is.

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
内部空間を有すると共に該内部空間で燃料を反応させる複数の反応器と、前記複数の反応器を内包した断熱パッケージと、を備え、
前記複数の反応器が順に積み重なっているとともに、前記複数の反応器が前記断熱パッケージの内壁から離れるように前記断熱パッケージの一方の面で、断熱材によって支持され、
前記複数の反応器には、燃料と水との混合液を蒸発させる第一蒸発器、該第一蒸発器で蒸発された燃料と水から水素ガスを生成する改質器、該改質器で改質された混合気に含まれる一酸化炭素を反応させて一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器、燃料を蒸発させる第二蒸発器、前記第二蒸発器で蒸発された燃料を燃焼させる三つの燃焼器、が含まれ、
前記断熱材から順に前記第二蒸発器、前記第一蒸発器、前記三つの燃焼器のうちの第一の燃焼器、前記一酸化炭素除去器、前記三つの燃焼器のうちの第二の燃焼器、前記改質器、前記三つの燃焼器のうちの第三の燃焼器の順に積み重なっていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A plurality of reactors having an internal space and for reacting fuel in the internal space, and a heat insulating package containing the plurality of reactors,
The plurality of reactors are sequentially stacked, and the plurality of reactors are supported by a heat insulating material on one surface of the heat insulating package so as to be separated from an inner wall of the heat insulating package,
The plurality of reactors include a first evaporator that evaporates a mixed liquid of fuel and water, a reformer that generates hydrogen gas from the fuel and water evaporated by the first evaporator, and the reformer. A carbon monoxide remover that reacts with carbon monoxide contained in the reformed air-fuel mixture to remove carbon monoxide, a second evaporator that evaporates the fuel, and the fuel evaporated in the second evaporator burns Three combustors, including,
The second evaporator, the first evaporator, the first combustor of the three combustors, the carbon monoxide remover, and the second combustion of the three combustors in order from the heat insulating material. And a reformer, and a third combustor among the three combustors .

請求項１に記載の発明では、断熱パッケージによって複数の反応器が内包されているため、これら反応器の熱が断熱パッケージ内に閉じ込められて、これら反応器の熱損失が非常に小さくすることができる。更に、複数の反応器が断熱パッケージの内壁から離れるようにして断熱材によって支持されているため、これら反応器の熱が断熱パッケージに伝導しにくい。従って、これら反応器の熱損失を小さくすることができる。
そして、複数の反応器がまとめて一つの断熱パッケージ内に内包されているため、複数の反応器それぞれが別々の断熱パッケージ内に内包されている場合と比較しても、改質装置の小型化が図れる。その上、断熱パッケージ内で複数の反応器が積み重なっているため、これら複数の反応器が小さくまとまり、断熱パッケージ自体を小さくすることができ、結果として改質装置の小型化を図ることができる。
さらに、各反応器の反応温度は、改質器において燃料から水素ガスが生成される反応温度、一酸化炭素除去器において混合気から一酸化炭素を除去する反応温度、第一蒸発器で燃料が蒸発する蒸発温度の順に高い。これら反応器が積み重なった順番は反応温度の低いものからの順であり、これにより、第一蒸発器、一酸化炭素除去器及び改質器の熱損失を小さくすることができる。また、複数の反応器が断熱パッケージの内壁から離れるように断熱パッケージの一方の面で支持されているので、反応器が熱膨張しても、反応器及び断熱材への応力集中を緩和することができ、損壊を防止できる。 In the invention described in claim 1, since a plurality of reactors are contained in the heat insulation package, the heat of these reactors is confined in the heat insulation package, and the heat loss of these reactors can be made extremely small. it can. Furthermore, since the plurality of reactors are supported by the heat insulating material so as to be separated from the inner wall of the heat insulating package, the heat of these reactors is difficult to conduct to the heat insulating package. Therefore, the heat loss of these reactors can be reduced.
Since a plurality of reactors are collectively contained in one heat insulation package, the reformer can be downsized as compared with the case where each of the plurality of reactors is contained in a separate heat insulation package. Can be planned. In addition, since a plurality of reactors are stacked in the heat insulation package, the plurality of reactors are gathered together, the heat insulation package itself can be reduced, and as a result, the reformer can be downsized.
Furthermore, the reaction temperature of each reactor is the reaction temperature at which hydrogen gas is generated from the fuel in the reformer, the reaction temperature at which carbon monoxide is removed from the air-fuel mixture in the carbon monoxide remover, and the fuel in the first evaporator. The order of evaporating evaporation temperature is high. The order in which these reactors are stacked is the order from the lowest reaction temperature, whereby the heat loss of the first evaporator, the carbon monoxide remover, and the reformer can be reduced. In addition, since multiple reactors are supported on one surface of the heat insulation package so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package, even if the reactor is thermally expanded, the stress concentration on the reactor and the heat insulating material can be reduced. Can prevent damage .

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の改質装置において、
前記第二蒸発器と前記第一蒸発器との間に挟まれ、前記第二蒸発器と前記第一蒸発器との間を離して支持した第一の支持部材と、
前記第一の燃焼器と前記一酸化炭素除去器との間に挟まれ、前記第一の燃焼器と前記一酸化炭素除去器との間を離して支持した第二の支持部材と、
前記第二の燃焼器と前記改質器との間に挟まれ、前記第二の燃焼器と前記改質器との間を離して支持した第三の支持部材と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the reformer according to claim 1 ,
A first support member sandwiched between the second evaporator and the first evaporator and supporting the second evaporator and the first evaporator apart from each other;
A second support member sandwiched between the first combustor and the carbon monoxide remover and supporting the first combustor and the carbon monoxide remover apart from each other;
A third support member sandwiched between the second combustor and the reformer and supported apart from the second combustor and the reformer. To do.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の改質装置において、
前記断熱パッケージの内壁に輻射反射層が形成されていることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is the reformer according to claim 1 or 2 ,
A radiation reflection layer is formed on the inner wall of the heat insulation package.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の改質装置において、
前記輻射反射層は、Ａｕ、Ａｇ及びＡｌのうちの少なくとも一つで形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the reformer according to claim 3 ,
The radiation reflection layer is formed of at least one of Au, Ag, and Al.

請求項３及び請求項４に記載の発明では、各改質器、蒸発器及び熱伝搬手段の輻射熱による電磁波が輻射反射層で反射するため、輻射熱が断熱パッケージまで伝わらない。そのため、各改質器、蒸発器及び熱伝搬手段の熱損失を小さくすることができる。 In the invention according to claim 3 and claim 4 , since the electromagnetic wave due to the radiant heat of each reformer, evaporator and heat propagation means is reflected by the radiation reflection layer, the radiant heat is not transmitted to the heat insulation package. Therefore, the heat loss of each reformer, evaporator and heat propagation means can be reduced.

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の改質装置において、
前記断熱パッケージ内の内部空間が真空に設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the reformer according to any one of claims 1 to 4 ,
The internal space in the heat insulation package is provided in a vacuum.

請求項５に記載の発明では、断熱パッケージ内の内部空間が真空に設けられているため、内部空間にて対流が起きず、各反応器から熱が熱伝達しない。そのため、各反応器の熱損失を小さくすることができる。 In the invention described in claim 5 , since the internal space in the heat insulation package is provided in a vacuum, convection does not occur in the internal space, and heat is not transferred from each reactor. Therefore, the heat loss of each reactor can be reduced.

請求項６に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の改質装置において、
前記断熱パッケージ内の内部空間にフッ素を含むメタン又はエタンの多ハロゲン化誘導体ガス又は炭酸ガスが充填されていることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the reformer according to any one of claims 1 to 4 ,
The interior space in the heat insulation package is filled with a fluorine-containing methane or ethane polyhalogenated derivative gas or carbon dioxide gas.

請求項６に記載の発明では、断熱パッケージ内の内部空間にフッ素を含むメタン又はエタンの多ハロゲン化誘導体ガス又は炭酸ガスが充填されているため、各反応器から内部空間を通じて断熱パッケージに熱が伝わりにくい。そのため、各反応器の熱損失を小さくすることができる。 In the invention described in claim 6 , since the internal space in the heat insulation package is filled with methane or ethane polyhalogenated derivative gas or carbon dioxide gas containing fluorine, heat is supplied from each reactor to the heat insulation package through the internal space. Difficult to communicate. Therefore, the heat loss of each reactor can be reduced.

請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか一項に記載の改質装置において、前記蒸発器及び前記熱伝搬手段のうちの少なくとも何れか一つの内部空間は葛折りした流路状に設けられていることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention provides the reformer according to any one of the first to sixth aspects, wherein the internal space of at least one of the evaporator and the heat propagation means is a distorted flow. It is provided in the shape of a road.

請求項８に記載の発明は、発電システム（例えば発電システム１）であって、
内部空間を有すると共に該内部空間で燃料を反応させる複数の反応器と、前記複数の反応器を内包した断熱パッケージと、を備え、前記複数の反応器が順に積み重なっているとともに、前記複数の反応器が前記断熱パッケージの内壁から離れるように前記断熱パッケージの一方の面で、断熱材によって支持され、前記複数の反応器には、燃料と水との混合液を蒸発させる第一蒸発器、該第一蒸発器で蒸発された燃料と水から水素ガスを生成する改質器、該改質器で改質された混合気に含まれる一酸化炭素を反応させて一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器、燃料を蒸発させる第二蒸発器、前記第二蒸発器で蒸発された燃料を燃焼させる三つの燃焼器、が含まれ、前記断熱材から順に前記第二蒸発器、前記第一蒸発器、前記三つの燃焼器のうちの第一の燃焼器、前記一酸化炭素除去器、前記三つの燃焼器のうちの第二の燃焼器、前記改質器、前記三つの燃焼器のうちの第三の燃焼器の順に積み重なっている改質装置と、
前記改質装置から供給される水素によって発電する燃料電池と、
を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is a power generation system (for example, power generation system 1),
A plurality of reactors having an internal space and for reacting fuel in the internal space; and a heat insulating package containing the plurality of reactors, wherein the plurality of reactors are sequentially stacked, and the plurality of reactions A first evaporator for evaporating a mixed liquid of fuel and water, the reactor being supported by a heat insulating material on one surface of the heat insulating package so that the container is separated from an inner wall of the heat insulating package; A reformer that generates hydrogen gas from the fuel evaporated in the first evaporator and water, and a monoxide that reacts with carbon monoxide contained in the air-fuel mixture reformed by the reformer to remove carbon monoxide. A carbon remover, a second evaporator for evaporating the fuel, and three combustors for burning the fuel evaporated in the second evaporator, the second evaporator, and the first evaporation in order from the heat insulating material. vessel, the three combustors First combustor, the carbon monoxide remover, a second combustor of the three combustors, the reformer, stacked in the order of a third combustor of the three combustors A reformer,
A fuel cell that generates electricity using hydrogen supplied from the reformer;
It is characterized by providing.

請求項８に記載の発明では、断熱パッケージによって複数の反応器が内包されているため、これら反応器の熱が断熱パッケージ内に閉じ込められて、これら反応器の熱損失が非常に小さくすることができる。更に、複数の反応器が断熱パッケージの内壁から離れるようにして断熱材によって支持されているため、これら反応器の熱が断熱パッケージに伝導しにくい。従って、これら反応器の熱損失を小さくすることができる。
そして、複数の反応器がまとめて一つの断熱パッケージ内に内包されているため、複数の反応器それぞれが別々の断熱パッケージ内に内包されている場合と比較しても、改質装置の小型化が図れる。その上、断熱パッケージ内で複数の反応器が積み重なっているため、これら複数の反応器が小さくまとまり、断熱パッケージ自体を小さくすることができ、結果として改質装置の小型化を図ることができる。
さらに、各反応器の反応温度は、改質器において燃料から水素ガスが生成される反応温度、一酸化炭素除去器において混合気から一酸化炭素を除去する反応温度、第一蒸発器で燃料が蒸発する蒸発温度の順に高い。これら反応器が積み重なった順番は反応温度の低いものからの順であり、これにより、第一蒸発器、一酸化炭素除去器及び改質器の熱損失を小さくすることができる。また、複数の反応器が断熱パッケージの内壁から離れるように断熱パッケージの一方の面で支持されているので、反応器が熱膨張しても、反応器及び断熱材への応力集中を緩和することができ、損壊を防止できる。 In the invention described in claim 8 , since a plurality of reactors are included in the heat insulation package, the heat of these reactors is confined in the heat insulation package, and the heat loss of these reactors can be extremely small. it can. Furthermore, since the plurality of reactors are supported by the heat insulating material so as to be separated from the inner wall of the heat insulating package, the heat of these reactors is difficult to conduct to the heat insulating package. Therefore, the heat loss of these reactors can be reduced.
Since a plurality of reactors are collectively contained in one heat insulation package, the reformer can be downsized as compared with the case where each of the plurality of reactors is contained in a separate heat insulation package. Can be planned. In addition, since a plurality of reactors are stacked in the heat insulation package, the plurality of reactors are gathered together, the heat insulation package itself can be reduced, and as a result, the reformer can be downsized.
Furthermore, the reaction temperature of each reactor is the reaction temperature at which hydrogen gas is generated from the fuel in the reformer, the reaction temperature at which carbon monoxide is removed from the air-fuel mixture in the carbon monoxide remover, and the fuel in the first evaporator. The order of evaporating evaporation temperature is high. The order in which these reactors are stacked is the order from the lowest reaction temperature, whereby the heat loss of the first evaporator, the carbon monoxide remover, and the reformer can be reduced. In addition, since multiple reactors are supported on one surface of the heat insulation package so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package, even if the reactor is thermally expanded, the stress concentration on the reactor and the heat insulating material can be reduced. Can prevent damage.

本発明によれば、熱エネルギーを効率よく利用することができる小型な改質装置及び発電システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a small reformer and a power generation system that can efficiently use thermal energy.

以下、図面を参照しながら本発明の具体的な態様について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
図１は発電システム１を一部破断して示した斜視図である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
FIG. 1 is a perspective view of the power generation system 1 partially broken away.

図１に示すように、発電システム１は、燃焼用燃料９８及び発電用燃料９９を貯蔵する燃料貯蔵モジュール２と、本発明を適用した小型改質装置５０を内蔵するとともに燃料貯蔵モジュール２に貯蔵された燃焼用燃料９８及び発電用燃料９９を用いて発電を行う発電モジュール３と、を備える。   As shown in FIG. 1, the power generation system 1 includes a fuel storage module 2 that stores combustion fuel 98 and power generation fuel 99 and a small reformer 50 to which the present invention is applied and stores the fuel storage module 2 in the fuel storage module 2. And a power generation module 3 that generates power using the generated combustion fuel 98 and power generation fuel 99.

燃料貯蔵モジュール２は略円筒状の筐体４を有しており、この筐体４が発電モジュール３に対して着脱自在に取り付けられるようになっている。筐体４の頭頂部には二つの円形の貫通孔５，６が形成されており、筐体４の外周側には、発電モジュール３で生成された副生成物の水を流通させる第一排水管７が形成されている。燃料貯蔵モジュール２の底部には、排水用の水を貯留する排水容器１５（図２に図示）が配設されており、この排水容器１５に上記第一排水管７が接続されている。   The fuel storage module 2 has a substantially cylindrical casing 4, and the casing 4 is detachably attached to the power generation module 3. Two circular through-holes 5 and 6 are formed in the top of the casing 4, and a first drainage for distributing by-product water generated by the power generation module 3 on the outer peripheral side of the casing 4. A tube 7 is formed. A drainage container 15 (shown in FIG. 2) for storing drainage water is disposed at the bottom of the fuel storage module 2, and the first drainage pipe 7 is connected to the drainage container 15.

筐体４の内部には二つの燃料タンク８，９が収納されており、燃料タンク８，９の外周面の一部が筐体４の外部に露出している。これら燃料タンク８，９は、内部空間を有した透明又は半透明な部材であって、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル等の材料から構成されている。   Two fuel tanks 8 and 9 are housed inside the housing 4, and a part of the outer peripheral surface of the fuel tanks 8 and 9 is exposed to the outside of the housing 4. These fuel tanks 8 and 9 are transparent or translucent members having an internal space, and are made of a material such as polyethylene, polypropylene, polycarbonate, or acrylic.

第一の燃料タンク８の内部には液体の燃焼用燃料９８が貯蔵されており、第二の燃料タンク９の内部には液体の発電用燃料９９が貯蔵されている。燃焼用燃料９８は、液状の化学燃料であり、メタノール，エタノール等のアルコール類やガソリンといった水素元素を含む化合物が適用可能である。また、発電用燃料９９は、液状の化学燃料と水との混合液であり、化学燃料としてはメタノール，エタノール等のアルコール類やガソリンといった水素元素を含む化合物が適用可能である。本実施形態では、燃焼用燃料９８としてメタノールを用いており、発電用燃料９９としてメタノールと水とを等モルで均一に混合した混合液を用いている。
燃料タンク８，９の一部が露出しており、燃料タンク８，９が透明又は半透明であるため、燃料タンク８，９を通じて内部の燃焼用燃料９８及び発電用燃料９９それぞれの有無及び残量を容易に確認できるようになっている。 Liquid combustion fuel 98 is stored inside the first fuel tank 8, and liquid power generation fuel 99 is stored inside the second fuel tank 9. The combustion fuel 98 is a liquid chemical fuel, and alcohols such as methanol and ethanol, and compounds containing hydrogen elements such as gasoline are applicable. The power generation fuel 99 is a liquid mixture of a liquid chemical fuel and water. As the chemical fuel, alcohols such as methanol and ethanol, and compounds containing hydrogen elements such as gasoline are applicable. In the present embodiment, methanol is used as the combustion fuel 98, and a mixed liquid in which methanol and water are uniformly mixed in an equimolar ratio is used as the power generation fuel 99.
Since a part of the fuel tanks 8 and 9 are exposed and the fuel tanks 8 and 9 are transparent or translucent, the presence or absence and the remaining of the fuel 98 for combustion and the fuel 99 for power generation through the fuel tanks 8 and 9 respectively. The amount can be easily confirmed.

第一燃料タンク８の内部には、燃焼用燃料９８を発電モジュール３に供給するための第一供給管１０が配設されている。この第一供給管１０は、第一燃料タンク８の内部から第一燃料タンク８の頭頂部を貫通して第一燃料タンク８の外部へ突出し、筐体４の貫通孔５に挿入されている。この貫通孔５内であって第一供給管１０より上には、閉塞膜（図示略）が貫通孔５を閉塞しており、第一燃料タンク８から外部に燃焼用燃料９８が漏出することがこの閉塞膜によって防止されている。   A first supply pipe 10 for supplying the combustion fuel 98 to the power generation module 3 is disposed inside the first fuel tank 8. The first supply pipe 10 penetrates the top of the first fuel tank 8 from the inside of the first fuel tank 8, protrudes to the outside of the first fuel tank 8, and is inserted into the through hole 5 of the housing 4. . Inside the through hole 5 and above the first supply pipe 10, a blocking film (not shown) closes the through hole 5, and the combustion fuel 98 leaks from the first fuel tank 8 to the outside. Is prevented by this occlusive membrane.

第二燃料タンク９の内部には、発電用燃料９９を発電モジュール３に供給するための第二供給管１１が配設されている。この第二供給管１１は、第二燃料タンク９の内部から第二燃料タンク９の頭頂部を貫通して燃料タンク９の外部へ突出し、筐体４の貫通孔６に挿入されている。この貫通孔６内であって第二供給管１１より上には、閉塞膜（図示略）が貫通孔６を閉塞しており、第二燃料タンク９から外部に発電用燃料９９が漏出することがこの閉塞膜によって防止されている。   A second supply pipe 11 for supplying the power generation fuel 99 to the power generation module 3 is disposed inside the second fuel tank 9. The second supply pipe 11 penetrates the top of the second fuel tank 9 from the inside of the second fuel tank 9 and protrudes to the outside of the fuel tank 9, and is inserted into the through hole 6 of the housing 4. Inside the through hole 6 and above the second supply pipe 11, a blocking film (not shown) closes the through hole 6, and the power generation fuel 99 leaks from the second fuel tank 9 to the outside. Is prevented by this occlusive membrane.

次に、発電モジュール３について説明する。
発電モジュール３は、略円筒状の筐体３０と、筐体３０の内部に配設された小型改質装置５０と、小型改質装置５０の周囲であって筐体３０の外周面側に配設された燃料電池９１と、を備える。 Next, the power generation module 3 will be described.
The power generation module 3 includes a substantially cylindrical casing 30, a small reformer 50 disposed inside the casing 30, and a peripheral portion of the casing 30 around the small reformer 50. A fuel cell 91 provided.

燃料電池９１の外側であって筐体３０の外周面には、空気中の酸素を吸気するための複数のスリット３１，３１，…が互いに平行に並んだ状態で形成されている。   A plurality of slits 31, 31,... For taking in oxygen in the air are formed in parallel with each other on the outer peripheral surface of the housing 30 outside the fuel cell 91.

筐体３０の頭頂部には、外部のデバイスに電気エネルギーを供給するための端子３２が配設されており、端子３２の周囲であって筐体３０の頭頂部には複数の通気孔３３，３３，…が形成されている。   A terminal 32 for supplying electric energy to an external device is disposed on the top of the housing 30, and a plurality of air holes 33, around the terminal 32 and on the top of the housing 30. 33,... Are formed.

筐体３０の外周側には第二排水管３４が配設されている。この第二排水管３４は、筐体３０の底部から下方に突出し、燃料貯蔵モジュール２の第一排水管７に対応する位置に配されている。第二排水管３４は発電モジュール３で生成された副生成物の水を流通させるためのものである。   A second drain pipe 34 is disposed on the outer peripheral side of the housing 30. The second drain pipe 34 projects downward from the bottom of the housing 30 and is disposed at a position corresponding to the first drain pipe 7 of the fuel storage module 2. The second drain pipe 34 is used to distribute the by-product water generated by the power generation module 3.

筐体３０の底部であってその中央部には、第一吸入ニップル部３５及び第二吸入ニップル部３６が下方に突出するように配設されている。第一吸入ニップル部３５及び第二吸入ニップル部３６それぞれには、先端から中心線に沿って貫通する流路が形成されている。第一吸入ニップル部３５は、燃料貯蔵モジュール２の貫通孔５に対応する位置に配されており、第一燃料タンク８から燃焼用燃料９８を吸入するためのものである。第二吸入ニップル部３６は、燃料貯蔵モジュール２の貫通孔６に対応する位置に配されており、第二燃料タンク９から発電用燃料９９を吸入するためのものである。   A first suction nipple portion 35 and a second suction nipple portion 36 are arranged at the bottom portion of the housing 30 and at the center thereof so as to protrude downward. Each of the first suction nipple portion 35 and the second suction nipple portion 36 is formed with a flow path penetrating from the tip along the center line. The first suction nipple portion 35 is disposed at a position corresponding to the through hole 5 of the fuel storage module 2 and is for sucking combustion fuel 98 from the first fuel tank 8. The second suction nipple portion 36 is disposed at a position corresponding to the through hole 6 of the fuel storage module 2, and is for sucking the power generation fuel 99 from the second fuel tank 9.

以上のような燃料貯蔵モジュール２及び発電モジュール３において、燃料タンク８，９を収納した燃料貯蔵モジュール２を発電モジュール３に取り付ける（接続する）と、両モジュール２，３の接続箇所の外周側では、発電モジュール３の第二排水管３４が燃料貯蔵モジュール２の第一排水管７と接続される。これにより、第二排水管３４が第一排水管７に通じ合い、発電モジュール３で生成された副生成物の水を、第二排水管３４から第一排水管７へと流通させて排水容器１５に排出可能な状態となる。   In the fuel storage module 2 and the power generation module 3 as described above, when the fuel storage module 2 containing the fuel tanks 8 and 9 is attached (connected) to the power generation module 3, The second drain pipe 34 of the power generation module 3 is connected to the first drain pipe 7 of the fuel storage module 2. As a result, the second drain pipe 34 communicates with the first drain pipe 7, and the by-product water generated by the power generation module 3 is circulated from the second drain pipe 34 to the first drain pipe 7 to be a drain container. 15 can be discharged.

また、燃料貯蔵モジュール２を発電モジュール３に取り付けると、両モジュール２，３の接続箇所の中央部では、発電モジュール３の第一吸入ニップル部３５が燃料貯蔵モジュール２の貫通孔５に挿入され、貫通孔５内の閉塞膜を突き破る。これにより、第一吸入ニップル部３５が第一燃料タンク８の第一供給管１０と通じ合い、第一燃料タンク８に貯蔵された燃焼用燃料９８を第一供給管１０から第一吸入ニップル部３５へと供給可能な状態となる。
更に、発電モジュール３の第二吸入ニップル部３６が燃料貯蔵モジュール２の貫通孔６に挿入され、貫通孔６内の閉塞膜を突き破る。これにより、第二吸入ニップル部３６が第二燃料タンク９の第二供給管１１と通じ合い、第二燃料タンク９に貯蔵された発電用燃料９９を第二供給管１１から第二吸入ニップル部３６へと供給可能な状態となる。 When the fuel storage module 2 is attached to the power generation module 3, the first suction nipple portion 35 of the power generation module 3 is inserted into the through hole 5 of the fuel storage module 2 at the center of the connection portion between the modules 2 and 3. Break through the blocking membrane in the through hole 5. As a result, the first intake nipple portion 35 communicates with the first supply pipe 10 of the first fuel tank 8, and the combustion fuel 98 stored in the first fuel tank 8 is transferred from the first supply pipe 10 to the first intake nipple portion. 35 is ready to be supplied.
Furthermore, the second suction nipple portion 36 of the power generation module 3 is inserted into the through hole 6 of the fuel storage module 2 and breaks through the blocking film in the through hole 6. Accordingly, the second suction nipple portion 36 communicates with the second supply pipe 11 of the second fuel tank 9, and the power generation fuel 99 stored in the second fuel tank 9 is transferred from the second supply pipe 11 to the second suction nipple portion. 36 is ready to be supplied.

次に、図２〜図１５を用いて発電モジュール３に内蔵された小型改質装置５０について説明する。ここで、図２は発電システム１の構成を示したブロック図であり、図３は小型改質装置５０の一部を破断して小型改質装置５０を示した側面図である。図４〜図１５は、順に図３破断線Ａ−Ａ〜破断線Ｌ−Ｌに沿って破断して示した断面図である。   Next, the small reformer 50 built in the power generation module 3 will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the power generation system 1, and FIG. 3 is a side view showing the small reformer 50 by cutting a part of the small reformer 50. FIG. 4 to 15 are cross-sectional views taken along the broken line AA to the broken line LL in FIG.

図２、図３に示すように、小型改質装置５０は、第一燃料タンク８から供給された燃焼用燃料９８を蒸発させるための燃焼用燃料蒸発器５１と、燃焼用燃料蒸発器５１で気化した燃焼用燃料９８を酸化させて燃焼させるための燃焼器５２，５３，５４と、第二燃料タンク９から供給された発電用燃料９９を蒸発させるための発電用燃料蒸発器５５と、発電用燃料蒸発器５５で気化した発電用燃料９９を水素ガスと二酸化炭素ガスに改質するための改質器５６と、改質器５６から供給された混合気に含まれる一酸化炭素を除去して混合気を無毒化するための一酸化炭素除去器５７と、これら燃焼用燃料蒸発器５１、燃焼器５２，５３，５４、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６及び一酸化炭素除去器５７を内包する断熱パッケージ５８と、を備える。なお、図３において断熱パッケージ５８は破断して示されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the small reformer 50 includes a combustion fuel evaporator 51 for evaporating the combustion fuel 98 supplied from the first fuel tank 8, and a combustion fuel evaporator 51. Combustors 52, 53, 54 for oxidizing and burning the vaporized combustion fuel 98, a power generation fuel evaporator 55 for evaporating the power generation fuel 99 supplied from the second fuel tank 9, and power generation A reformer 56 for reforming the power generation fuel 99 vaporized by the fuel evaporator 55 into hydrogen gas and carbon dioxide gas, and carbon monoxide contained in the mixture supplied from the reformer 56 is removed. Carbon monoxide remover 57 for detoxifying the air-fuel mixture, combustion fuel evaporator 51, combustors 52, 53, 54, power generation fuel evaporator 55, reformer 56, and carbon monoxide remover And a heat insulation package 58 containing 57 That. In FIG. 3, the heat insulating package 58 is shown in a broken view.

断熱パッケージ５８は、内部空間５９を有した直方体又は立方体の箱状に形成されている。断熱パッケージ５８は、ガラス、セラミック又は金属といった比較的熱伝導率が低い断熱材で形成されている。断熱パッケージ５８内の内部空間５９が真空に設けられているか、又は断熱パッケージ５８内の内部空間５９にフッ素を含むメタン又はエタンの多ハロゲン化誘導体ガス（フレオン（商品名）ガス）若しくは炭酸ガスが充填されている。フッ素を含むメタン又はエタンの多ハロゲン化誘導体ガスとしては、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等がある。   The heat insulation package 58 is formed in a rectangular parallelepiped or cubic box shape having an internal space 59. The heat insulating package 58 is formed of a heat insulating material having a relatively low thermal conductivity such as glass, ceramic, or metal. The internal space 59 in the heat insulation package 58 is provided in a vacuum, or the internal space 59 in the heat insulation package 58 contains fluorine-containing methane or ethane polyhalogenated derivative gas (freon (trade name) gas) or carbon dioxide gas. Filled. Examples of the methane or ethane polyhalogenated derivative gas containing fluorine include trichlorofluoromethane and dichlorodifluoromethane.

また、断熱パッケージ５８の内壁には、Ａｕ、Ａｇ及びＡｌのうちの少なくとも一つで形成された輻射反射層が成膜されており、輻射反射層は電磁波に対して高い反射性を有している。断熱パッケージ５８の内壁に輻射反射層が形成されているため、断熱パッケージ５８の内部空間５９で発した電磁波が輻射反射層で反射して電磁波が断熱パッケージ５８外へほとんど伝播しないから、熱輻射が抑えられている。   Further, a radiation reflection layer formed of at least one of Au, Ag and Al is formed on the inner wall of the heat insulation package 58, and the radiation reflection layer has high reflectivity with respect to electromagnetic waves. Yes. Since the radiation reflection layer is formed on the inner wall of the heat insulation package 58, the electromagnetic wave emitted from the internal space 59 of the heat insulation package 58 is reflected by the radiation reflection layer and hardly propagates to the outside of the heat insulation package 58. It is suppressed.

断熱パッケージ５８の外壁下面であって図３の左右両端部には、それぞれ支持部材６９，７０が接合されており、断熱パッケージ５８は支持部材６９，７０によって支持されている。支持部材６９，７０は、ガラス、セラミックといった比較的熱伝導率の低い断熱材で形成されている。そして図４に示す通り、支持部材６９には、上下に貫通した三つの流路孔８２，８４，８６が配管のために形成されており、支持部材７０には、上下に貫通した四つの流路孔７５，７７，７９，８１が配管のために形成されている。   Support members 69 and 70 are joined to the lower surface of the outer wall of the heat insulation package 58 at both left and right ends in FIG. 3, and the heat insulation package 58 is supported by the support members 69 and 70. The support members 69 and 70 are formed of a heat insulating material having a relatively low thermal conductivity such as glass or ceramic. As shown in FIG. 4, the support member 69 is formed with three flow passage holes 82, 84, and 86 penetrating vertically, and the support member 70 has four flow holes penetrating vertically. The passage holes 75, 77, 79, 81 are formed for the piping.

断熱パッケージ５８内に収容された燃焼用燃料蒸発器５１は、シリコン結晶，アルミニウム，ガラス等の材料で形成された二枚の基板５１ａ，５１ｂを重ね合わせて接合した構造を有している。そして図６に示す通り、基板５１ａと基板５１ｂとの接合部には、Ｕ字状又は葛折り状の三つのマイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅが内部空間として形成されている。マイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅの高さは５００μｍ以下であり、これらの幅は５００μｍ以下である。   The combustion fuel evaporator 51 accommodated in the heat insulation package 58 has a structure in which two substrates 51a and 51b formed of a material such as silicon crystal, aluminum, glass or the like are overlapped and joined. As shown in FIG. 6, three U-shaped or folded micro-channels 51 c, 51 d, 51 e are formed as internal spaces at the joint between the substrate 51 a and the substrate 51 b. The heights of the micro flow paths 51c, 51d, and 51e are 500 μm or less, and their widths are 500 μm or less.

詳細については後述するが、マイクロ流路５１ｃの一方の端部は流路孔７５に通じており、マイクロ流路５１ｃの他方の端部は流路孔７６に通じている。マイクロ流路５１ｄの一方の端部は流路孔７７に通じており、マイクロ流路５１ｄの他方の端部は流路孔７８に通じている。マイクロ流路５１ｅの一方の端部は流路孔７９に通じており、マイクロ流路５１ｅの他方の端部は流路孔８０に通じている。   As will be described in detail later, one end of the microchannel 51 c communicates with the channel hole 75, and the other end of the microchannel 51 c communicates with the channel hole 76. One end of the microchannel 51 d communicates with the channel hole 77, and the other end of the microchannel 51 d communicates with the channel hole 78. One end of the microchannel 51 e communicates with the channel hole 79, and the other end of the microchannel 51 e communicates with the channel hole 80.

マイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅは、基板５１ａの一方の面に形成された葛折り状（又はＵ字状）の三つの溝と基板５１ｂの一方の面に形成された葛折り状（又はＵ字状）の三つの溝とを向かい合わせて、基板５１ａと基板５１ｂとを接合することで形成されている。基板５１ａに形成された溝は、接合面を基準として基板５１ｂに形成された溝に対して対称的に形成されており、これにより、基板５１ａ，５１ｂを接合することによってマイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅが形成される。マイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅとしての溝は、基板５１ａの一方の面及び基板５１ｂの一方の面にフォトリソグラフィー法・エッチング法等を適宜施すことによって形成されている。なお、詳細については後述するが、燃焼用燃料９８は、マイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５２ｅを流動している時に気化されるようになっている。燃焼用燃料９８の蒸発は、８０℃〜１２０℃で効率よく起こる。
なお、図３に示すように、燃焼用燃料蒸発器５１の上面つまり基板５１ａの上面に、燃焼用燃料蒸発器５１を加熱するために電気エネルギーにより発熱するヒータ７１を接合しても良い。 The microchannels 51c, 51d, 51e are formed in one of the surfaces of the substrate 51a and the three grooves in the shape of a fold (or U-shape) and the shape of a fold in the shape of one of the substrates 51b (or U). It is formed by bonding the substrate 51a and the substrate 51b so that the three grooves are facing each other. The grooves formed in the substrate 51a are formed symmetrically with respect to the grooves formed in the substrate 51b with respect to the bonding surface, whereby the microchannels 51c and 51d are bonded by bonding the substrates 51a and 51b. , 51e are formed. The grooves as the microchannels 51c, 51d, and 51e are formed by appropriately performing a photolithography method, an etching method, or the like on one surface of the substrate 51a and one surface of the substrate 51b. Although details will be described later, the combustion fuel 98 is vaporized when flowing in the micro flow paths 51c, 51d, and 52e. Evaporation of the combustion fuel 98 occurs efficiently at 80 ° C to 120 ° C.
As shown in FIG. 3, a heater 71 that generates heat by electrical energy may be joined to the upper surface of the combustion fuel evaporator 51, that is, the upper surface of the substrate 51a.

燃焼用燃料蒸発器５１の下面つまり基板５１ｂの下面であって左右両端部には、二つの断熱支持部材６１，６２が接合されており、断熱支持部材６１，６２の下面は断熱パッケージ５８の内壁底面に接合されている。燃焼用燃料蒸発器５１は、断熱支持部材６１，６２に支持されて、断熱パッケージ５８の内壁との間にスペース５９ａを空けて断熱パッケージ５８の内壁から離れている。平面視した場合つまり小型改質装置５０を上から見た場合、断熱支持部材６１が支持部材６９に重なっており、断熱支持部材６２が支持部材７０に重なっている。断熱支持部材６１，６２は、ガラス、セラミックといった比較的熱伝導率の低い断熱材で形成されている。図５に示す通り、断熱支持部材６１には、上下に貫通した三つの流路孔８２，８４，８６が配管のために形成されており、断熱支持部材６２には、上下に貫通した四つの流路孔７５，７７，７９，８１が配管のために形成されている。   Two heat-insulating support members 61 and 62 are joined to the lower surface of the combustion fuel evaporator 51, that is, the lower surface of the substrate 51b, at both left and right ends. The lower surfaces of the heat-insulating support members 61 and 62 are the inner walls of the heat-insulating package 58. It is joined to the bottom. The combustion fuel evaporator 51 is supported by the heat insulating support members 61 and 62, and is separated from the inner wall of the heat insulating package 58 with a space 59 a between the inner wall of the heat insulating package 58. When viewed in plan, that is, when the small reformer 50 is viewed from above, the heat insulating support member 61 overlaps the support member 69 and the heat insulating support member 62 overlaps the support member 70. The heat insulating support members 61 and 62 are formed of a heat insulating material having a relatively low thermal conductivity such as glass or ceramic. As shown in FIG. 5, the heat insulating support member 61 is formed with three flow passage holes 82, 84, and 86 penetrating vertically, and the heat insulating support member 62 has four vertically penetrating holes. Channel holes 75, 77, 79, 81 are formed for the piping.

図３に示すように、燃焼用燃料蒸発器５１の上面であって左右両端部には、発電用燃料蒸発器５５を支持するための二つの支持部材６３，６４が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして接合されている。これら支持部材６３，６４は、ガラス、セラミックといった比較的熱伝導率の低い材料で形成されている。小型改質装置５０を上から見た場合、支持部材６３が断熱支持部材６１に重なっており、支持部材６４が断熱支持部材６２に重なっている。図７に示す通り、支持部材６３には、上下に貫通した三つの流路孔８２，８４，８６が配管のために形成されており、支持部材６４には、上下に貫通した四つの流路孔７６，７８，８０，８１が配管のために形成されている。   As shown in FIG. 3, two support members 63 and 64 for supporting the power generation fuel evaporator 55 are separated from the inner wall of the heat insulation package 58 on the left and right ends of the upper surface of the combustion fuel evaporator 51. Are joined together. These support members 63 and 64 are made of a material having a relatively low thermal conductivity such as glass or ceramic. When the small reformer 50 is viewed from above, the support member 63 overlaps the heat insulation support member 61 and the support member 64 overlaps the heat insulation support member 62. As shown in FIG. 7, the support member 63 is formed with three flow passage holes 82, 84, 86 penetrating vertically, and the support member 64 has four flow passages penetrating vertically. Holes 76, 78, 80, 81 are formed for the piping.

図３に示すように、支持部材６３，６４の上には、発電用燃料蒸発器５５が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして搭載されている。発電用燃料蒸発器５５は、シリコン結晶、アルミニウム、ガラス等の材料からなる二枚の基板５５ａ，５５ｂを重ね合わせて接合した構造を有している。そして図８に示す通り、基板５５ａと基板５５ｂとの接合部には、葛折り状のマイクロ流路５５ｃが内部空間として形成されている。このマイクロ流路５５ｃの高さは５００μｍ以下であり、幅は５００μｍ以下である。詳細については後述するが、マイクロ流路５５ｃの一方の端部は流路孔８２に通じており、マイクロ流路５５ｃの他方の端部は流路孔８３に通じている。   As shown in FIG. 3, the power generation fuel evaporator 55 is mounted on the support members 63 and 64 so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. The power generation fuel evaporator 55 has a structure in which two substrates 55a and 55b made of materials such as silicon crystal, aluminum, and glass are overlapped and joined. As shown in FIG. 8, a distorted micro flow channel 55 c is formed as an internal space at the joint between the substrate 55 a and the substrate 55 b. The microchannel 55c has a height of 500 μm or less and a width of 500 μm or less. As will be described in detail later, one end of the microchannel 55 c communicates with the channel hole 82, and the other end of the microchannel 55 c communicates with the channel hole 83.

マイクロ流路５５ｃは、燃焼用燃料蒸発器５１のマイクロ流路５１ｃと同様に、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって葛折り状の溝が形成された基板５５ａ及び基板５５ｂを準備して、それぞれの溝を向かい合わせて基板５５ａと基板５５ｂとを接合することで形成されている。詳細については後述するが、発電用燃料９９は、マイクロ流路５５ｃを流動している時に気化されるようになっている。発電用燃料９９の蒸発は、１００℃〜１５０℃で効率よく起こる。   Similarly to the micro flow path 51c of the combustion fuel evaporator 51, the micro flow path 55c is prepared by preparing a substrate 55a and a substrate 55b in which a twisted groove is formed by a photolithography method, an etching method, or the like. It is formed by joining the substrate 55a and the substrate 55b with the grooves facing each other. Although details will be described later, the power generation fuel 99 is vaporized when flowing in the micro flow path 55c. The power generation fuel 99 evaporates efficiently at 100 ° C. to 150 ° C.

図３に示すように、発電用燃料蒸発器５５の下面つまり基板５５ｂの下面であってその左右両端部にはそれぞれ支持部材６３，６４が接合されており、発電用燃料蒸発器５５が燃焼用燃料蒸発器５１との間にスペース５９ｂを空けて燃焼用燃料蒸発器５１から離れている。   As shown in FIG. 3, support members 63 and 64 are joined to the lower surface of the power generation fuel evaporator 55, that is, the lower surface of the substrate 55b, and both left and right ends thereof, and the power generation fuel evaporator 55 is used for combustion. A space 59 b is provided between the fuel evaporator 51 and the fuel evaporator 51 so as to be separated from the combustion fuel evaporator 51.

発電用燃料蒸発器５５の上面つまり基板５５ａの上面には、発電用燃料蒸発器５５を加熱するための燃焼器５２が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして搭載されている。図９に示す通り、燃焼器５２の内部には、葛折り状のマイクロ流路５２ｃが内部空間として形成されており、このマイクロ流路５２ｃは分岐しており、端部が三つある。このマイクロ流路５２ｃの高さは５００μｍ以下であり、幅は５００μｍ以下である。詳細については後述するが、マイクロ流路５２ｃの三つの端部のうち、第一の端部は流路孔７６に通じており、第二の端部は流路孔８１に通じており、第三の端部は流路孔８４に通じている。   A combustor 52 for heating the power generation fuel evaporator 55 is mounted on the upper surface of the power generation fuel evaporator 55, that is, the upper surface of the substrate 55a so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. As shown in FIG. 9, a distorted micro flow path 52 c is formed as an internal space inside the combustor 52, and the micro flow path 52 c is branched and has three end portions. The microchannel 52c has a height of 500 μm or less and a width of 500 μm or less. Although details will be described later, of the three ends of the microchannel 52c, the first end communicates with the channel hole 76, and the second end communicates with the channel hole 81. The third end communicates with the flow path hole 84.

このマイクロ流路５２ｃは、フォトリソグラフィー法・エッチング等によって葛折り状の溝が形成された基板５２ａを準備し、基板５２ａの溝を発電用燃料蒸発器５５の基板５５ａに向けて基板５２ａに基板５５ａを接合することによって形成される。ここで、基板５２ａに形成された溝がマイクロ流路５２ｃとなる。詳細については後述するが、気化した燃焼用燃料９８がマイクロ流路５２ｃを流動している時に酸化して燃焼するようになっている。
なお、図３に示すように、燃焼器５２の上面つまり基板５２ａの上面に、燃焼器５２を加熱するためのヒータ７２を接合しても良い。更には、マイクロ流路５２ｃの内壁に燃焼触媒を付着させて、気化した燃焼用燃料９８を燃焼触媒で酸化させて燃焼させても良い。 The micro flow path 52c is prepared by preparing a substrate 52a in which a twisted groove is formed by a photolithography method, etching, or the like, with the groove of the substrate 52a facing the substrate 55a of the fuel evaporator 55 for power generation. It is formed by joining 55a. Here, the groove formed in the substrate 52a becomes the microchannel 52c. Although details will be described later, the vaporized combustion fuel 98 is oxidized and burned when flowing through the micro flow path 52c.
As shown in FIG. 3, a heater 72 for heating the combustor 52 may be joined to the upper surface of the combustor 52, that is, the upper surface of the substrate 52a. Further, a combustion catalyst may be attached to the inner wall of the micro flow path 52c, and the vaporized combustion fuel 98 may be oxidized by the combustion catalyst and burned.

また、燃焼器５２の上面であってその左右両端部には、一酸化炭素除去器５７を支持するための二つの支持部材６５，６６が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして接合されている。支持部材６５，６６は、ガラス、セラミックといった比較的熱伝導率の低い材料で形成されている。小型改質装置５０を上から見た場合、支持部材６５は支持部材６３に重なっており、支持部材６６は支持部材６４に重なっている。そして図１０に示す通り、支持部材６５には、上下に貫通した三つの流路孔８３，８４，８６が配管のために形成されており、支持部材６６には、上下に貫通した三つの流路孔７８，８０，８１が配管のために形成されている。   Further, two support members 65 and 66 for supporting the carbon monoxide remover 57 are joined to the left and right ends of the upper surface of the combustor 52 so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. . The support members 65 and 66 are made of a material having a relatively low thermal conductivity such as glass or ceramic. When the small reformer 50 is viewed from above, the support member 65 overlaps the support member 63, and the support member 66 overlaps the support member 64. As shown in FIG. 10, the support member 65 is formed with three flow passage holes 83, 84, 86 penetrating vertically, and the support member 66 has three flow holes penetrating vertically. The passage holes 78, 80, 81 are formed for the piping.

図３に示すように、支持部材６５，６６の上には、一酸化炭素除去器５７が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして搭載されている。一酸化炭素除去器５７は、シリコン結晶、アルミニウム、ガラス等の材料からなる二枚の基板５７ａ，５７ｂを重ね合わせて接合した構造を有している。そして図１１に示す通り、基板５７ａと基板５５ｂとの接合部には、葛折り状のマイクロ流路５７ｃが内部空間として形成されている。マイクロ流路５７ｃは分岐しており、端部が三つある。また、このマイクロ流路５７ｃの高さは５００μｍ以下であり、幅は５００μｍ以下である。詳細には後述するがマイクロ流路５７ｃの三つの端部のうち、第一の端部は流路孔８５に通じており、第二の端部は流路孔８１に通じており、第三の端部は流路孔８６に通じている。   As shown in FIG. 3, a carbon monoxide remover 57 is mounted on the support members 65 and 66 so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. The carbon monoxide remover 57 has a structure in which two substrates 57a and 57b made of a material such as silicon crystal, aluminum or glass are overlapped and joined. As shown in FIG. 11, a distorted micro flow path 57 c is formed as an internal space at the joint between the substrate 57 a and the substrate 55 b. The micro flow path 57c is branched and has three ends. The height of the microchannel 57c is 500 μm or less, and the width is 500 μm or less. As will be described in detail later, of the three ends of the microchannel 57c, the first end communicates with the channel hole 85, the second end communicates with the channel hole 81, and the third end. Is connected to the channel hole 86.

マイクロ流路５７ｃは、燃焼用燃料蒸発器５１のマイクロ流路５１ｃと同様に、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって葛折り状の溝が形成された基板５７ａ及び基板５７ｂを準備して、それぞれの溝を向かい合わせて基板５７ａと基板５７ｂとを接合することで形成されている。また、マイクロ流路５７ｃの内壁には、水性シフト反応用触媒膜及び選択酸化反応用触媒膜が形成されている。   As with the micro flow channel 51c of the combustion fuel evaporator 51, the micro flow channel 57c is prepared by preparing a substrate 57a and a substrate 57b in which a twisted groove is formed by a photolithography method, an etching method, or the like. It is formed by joining the substrate 57a and the substrate 57b with the grooves facing each other. An aqueous shift reaction catalyst film and a selective oxidation reaction catalyst film are formed on the inner wall of the micro flow path 57c.

水性シフト反応用触媒とは、化学反応式（１）のように、一酸化炭素と水を反応させて二酸化炭素と水素を生成することを促進させるものである。化学反応式（１）の水性シフト反応は、発熱反応であるので燃焼器５４は必ずしも必要がないが、この一酸化炭素除去器５７が下方の発電用燃料蒸発器５５に熱を伝搬させる機能を持っているため、一酸化炭素除去器５７が１２０℃〜２００℃の状態に加温されている必要がある。このため燃焼器５４やヒータ７３を設けてもよく、また高密度実装のために燃焼器５４及びヒータ７３の少なくとも一方を設けないようにしてもよい。
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2 … （１）
水性シフト反応触媒膜は、マイクロ流路５７ｃのうち主に流路孔８５から分岐した部分までの流路に形成されている。 The aqueous shift reaction catalyst is a catalyst that promotes the production of carbon dioxide and hydrogen by reacting carbon monoxide and water as in chemical reaction formula (1). The water shift reaction of the chemical reaction formula (1) is an exothermic reaction, and thus the combustor 54 is not necessarily required. However, the carbon monoxide remover 57 has a function of propagating heat to the power generator fuel evaporator 55 below. Therefore, the carbon monoxide remover 57 needs to be heated to a temperature of 120 ° C. to 200 ° C. Therefore, the combustor 54 and the heater 73 may be provided, or at least one of the combustor 54 and the heater 73 may not be provided for high-density mounting.
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (1)
The aqueous shift reaction catalyst film is formed in the flow path mainly from the flow path hole 85 to the portion branched from the micro flow path 57c.

選択酸化反応用触媒とは、化学反応式（２）のように、混合気中の一酸化炭素を選択して、一酸化炭素と酸素を反応させて二酸化炭素を生成することを促進させるものである。化学反応式（２）の選択酸化反応は、発熱反応であるので燃焼器５４は必ずしも必要がないが、この一酸化炭素除去器５７が下方の発電用燃料蒸発器５５に熱を伝搬させる機能を持っているため、一酸化炭素除去器５７が１２０℃〜２００℃の状態に加温されている必要がある。このため燃焼器５４やヒータ７３を設けてもよく、また高密度実装のために燃焼器５４及びヒータ７３の少なくとも一方を設けないようにしてもよい。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2 … （２）
選択酸化反応用触媒膜は、マイクロ流路５７ｃのうち主に分岐した部分から流路孔８６までの流路に形成されている。 The selective oxidation reaction catalyst promotes the generation of carbon dioxide by selecting carbon monoxide in the gas mixture and reacting carbon monoxide with oxygen as shown in chemical reaction formula (2). is there. Since the selective oxidation reaction of chemical reaction formula (2) is an exothermic reaction, the combustor 54 is not necessarily required, but the carbon monoxide remover 57 has a function of propagating heat to the power generator fuel evaporator 55 below. Therefore, the carbon monoxide remover 57 needs to be heated to a temperature of 120 ° C. to 200 ° C. Therefore, the combustor 54 and the heater 73 may be provided, or at least one of the combustor 54 and the heater 73 may not be provided for high-density mounting.
2CO + O 2 → 2CO 2 (2)
The catalytic membrane for selective oxidation reaction is formed in the flow path from the branched portion of the micro flow path 57c to the flow path hole 86.

図３に示すように、一酸化炭素除去器５７の下面つまり基板５７ｂの下面であってその左右両端部にはそれぞれ支持部材６３，６４が接合されており、発電用燃料蒸発器５５が燃焼器５２との間にスペース５９ｃを空けて燃焼器５２から離れている。   As shown in FIG. 3, support members 63 and 64 are joined to the lower surface of the carbon monoxide remover 57, that is, the lower surface of the substrate 57b, and both left and right ends thereof, and the power generating fuel evaporator 55 is connected to the combustor. A space 59 c is provided between the combustor 52 and the combustor 52.

一酸化炭素除去器５７の上面つまり基板５７ａの上面には、一酸化炭素除去器５７を加熱するための燃焼器５４が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして搭載されている。そして図１２に示す通り、燃焼器５４の内部には、葛折り状のマイクロ流路５４ｃが内部空間として形成されている。このマイクロ流路５４ｃは高さ５００μｍ以下、幅５００μｍ以下に形成されている。このマイクロ流路５４ｃは分岐しており、端部が三つある。詳細については後述するが、マイクロ流路５４ｃの三つの端部のうち、第一の端部は流路孔７８に通じており、第二の端部は流路孔８１に通じており、第三の端部は流路孔８４に通じている。   A combustor 54 for heating the carbon monoxide remover 57 is mounted on the upper surface of the carbon monoxide remover 57, that is, the upper surface of the substrate 57a so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. Then, as shown in FIG. 12, a distorted micro flow path 54 c is formed as an internal space inside the combustor 54. The microchannel 54c is formed with a height of 500 μm or less and a width of 500 μm or less. The microchannel 54c is branched and has three ends. As will be described in detail later, of the three ends of the microchannel 54c, the first end communicates with the channel hole 78, and the second end communicates with the channel hole 81. The third end communicates with the flow path hole 84.

このマイクロ流路５４ｃは、フォトリソグラフィー法・エッチング等によって葛折り状の溝が形成された基板５４ａを準備し、基板５４ａの溝を発電用燃料蒸発器５５の基板５５ａに向けて基板５４ａに基板５４ａを接合することによって形成される。詳細については後述するが、気化した燃焼用燃料９８がマイクロ流路５４ｃを流動しているときに酸化して燃焼するようになっている。
なお、図３に示すように、燃焼器５４の上面つまり基板５４ａの上面に、燃焼器５４を加熱するためのヒータ７３を接合しても良い。更には、マイクロ流路５４ｃの内壁に燃焼触媒を付着させて、気化した燃焼用燃料９８を燃焼触媒で酸化させて燃焼させても良い。 The micro flow path 54c is prepared by preparing a substrate 54a having a twisted groove formed by photolithography, etching, or the like, and directing the groove of the substrate 54a toward the substrate 55a of the power generation fuel evaporator 55 to the substrate 54a. It is formed by joining 54a. Although details will be described later, the vaporized combustion fuel 98 is oxidized and burned when flowing through the micro flow path 54c.
As shown in FIG. 3, a heater 73 for heating the combustor 54 may be joined to the upper surface of the combustor 54, that is, the upper surface of the substrate 54a. Further, a combustion catalyst may be attached to the inner wall of the micro flow path 54c, and the vaporized combustion fuel 98 may be oxidized by the combustion catalyst and burned.

また、燃焼器５４の上面であってその左右両端部には、改質器５６を支持するための二つの支持部材６７，６８が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして接合されている。小型改質装置５０を上から見た場合、支持部材６７は支持部材６５に重なっており、支持部材６８は支持部材６６に重なっている。支持部材６７，６８は、ガラス、セラミックといった比較的熱伝導率の低い材料で形成されている。そして図１３に示す通り、支持部材６７には、上下に貫通した三つの流路孔８３，８４，８５が配管のために形成されており、支持部材６８には、上下に貫通した二つの流路孔８０，８１が配管のために形成されている。   In addition, two support members 67 and 68 for supporting the reformer 56 are joined to the upper surface of the combustor 54 at both left and right ends so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. When the small reformer 50 is viewed from above, the support member 67 overlaps the support member 65, and the support member 68 overlaps the support member 66. The support members 67 and 68 are made of a material having a relatively low thermal conductivity such as glass or ceramic. As shown in FIG. 13, the support member 67 is formed with three flow passage holes 83, 84, and 85 penetrating vertically, and the support member 68 has two flow holes penetrating vertically. Path holes 80 and 81 are formed for piping.

図３に示すように、支持部材６７，６８の上には、改質器５６が断熱パッケージ５８の内壁から離れるようにして搭載されている。改質器５６は、シリコン結晶、アルミニウム、ガラス等の材料からなる二枚の基板５６ａ，５６ａを重ね合わせて接合した構造を有している。そして図１４に示す通り、基板５６ａと基板５６ｂとの接合部には、葛折り状のマイクロ流路５６ｃが内部空間として形成されている。このマイクロ流路５６ｃは高さ５００μｍ以下、幅５００μｍ以下に形成されている。詳細については後述するが、マイクロ流路５６ｃの一方の端部は流路孔８３に通じており、マイクロ流路５６ｃの他方の端部は流路孔８５に通じている。   As shown in FIG. 3, the reformer 56 is mounted on the support members 67 and 68 so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. The reformer 56 has a structure in which two substrates 56a and 56a made of a material such as silicon crystal, aluminum, or glass are overlapped and joined. Then, as shown in FIG. 14, a distorted micro flow path 56 c is formed as an internal space at the joint between the substrate 56 a and the substrate 56 b. The microchannel 56c is formed with a height of 500 μm or less and a width of 500 μm or less. As will be described in detail later, one end of the micro flow path 56 c communicates with the flow path hole 83, and the other end of the micro flow path 56 c communicates with the flow path hole 85.

マイクロ流路５６ｃは、燃焼用燃料蒸発器５１のマイクロ流路５１ｃと同様に、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって葛折り状の溝が形成された基板５６ａ及び基板５６ｂを準備して、それぞれの溝を向かい合わせて基板５６ａと基板５６ｂとを接合することで形成されている。また、マイクロ流路５６ｃの内壁には、改質反応用触媒膜が形成されている。   As with the micro flow channel 51c of the fuel evaporator 51 for combustion, the micro flow channel 56c is prepared by preparing a substrate 56a and a substrate 56b in which twisted grooves are formed by a photolithography method, an etching method, or the like. It is formed by bonding the substrate 56a and the substrate 56b with the grooves facing each other. In addition, a reforming reaction catalyst film is formed on the inner wall of the microchannel 56c.

改質反応用触媒とは、化学反応式（３）のように、メタノールと水とを反応させて二酸化炭素と水を生成することを促進させるものである。化学反応式（３）の改質反応は、吸熱反応であり、２００℃〜３００℃で効率よく起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 … （３） The reforming reaction catalyst promotes the production of carbon dioxide and water by reacting methanol and water as in chemical reaction formula (3). The reforming reaction of the chemical reaction formula (3) is an endothermic reaction and occurs efficiently at 200 ° C. to 300 ° C.
CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (3)

図３に示すように、改質器５６の下面つまり基板５６ｂの下面であってその左右両端部にはそれぞれ支持部材６７，６８が接合されており、改質器５６が燃焼器５４との間にスペース５９ｄを空けて燃焼器５４から離れている。   As shown in FIG. 3, support members 67 and 68 are joined to the lower surface of the reformer 56, that is, the lower surface of the substrate 56 b, and both left and right ends thereof, and the reformer 56 is connected to the combustor 54. The space 59d is spaced apart from the combustor 54.

改質器５６の上面つまり基板５６ａの上面には、改質器５６を加熱するための燃焼器５３が断熱パッケージ５８の内壁から離れるように搭載されている。そして図１５に示す通り、燃焼器５３の内部には、葛折り状のマイクロ流路５３ｃが内部空間として形成されている。このマイクロ流路５３ｃは高さ５００μｍ以下、幅５００μｍ以下に形成されている。また、このマイクロ流路５３ｃが分岐しており、端部が三つある。詳細については後述するが、マイクロ流路５３ｃの三つの端部のうち、第一の端部は流路孔８０に通じており、第二の端部は流路孔８１に通じており、第三の端部は流路孔８４に通じている。   A combustor 53 for heating the reformer 56 is mounted on the upper surface of the reformer 56, that is, the upper surface of the substrate 56 a so as to be separated from the inner wall of the heat insulation package 58. As shown in FIG. 15, a distorted micro flow path 53 c is formed as an internal space inside the combustor 53. The microchannel 53c is formed with a height of 500 μm or less and a width of 500 μm or less. Further, the micro flow path 53c is branched and has three end portions. Although details will be described later, of the three ends of the microchannel 53c, the first end communicates with the channel hole 80, and the second end communicates with the channel hole 81. The third end communicates with the flow path hole 84.

このマイクロ流路５３ｃは、フォトリソグラフィー法・エッチング等によって葛折り状の溝が形成された基板５３ａを準備し、基板５３ａの溝を改質器５６の基板５６ａに向けて基板５６ａに基板５３ａを接合することによって形成される。詳細については後述するが、気化した燃焼用燃料９８がマイクロ流路５３ｃを流動しているときに酸化して燃焼するようになっている。なお、マイクロ流路５３ｃの内壁に燃焼触媒を付着させて、気化した燃焼用燃料９８を燃焼触媒で酸化させて燃焼させても良い。   The micro flow path 53c is prepared by preparing a substrate 53a in which a twisted groove is formed by photolithography, etching, etc., and directing the substrate 53a to the substrate 56a with the groove of the substrate 53a facing the substrate 56a of the reformer 56. It is formed by joining. As will be described in detail later, the vaporized combustion fuel 98 is oxidized and burned when flowing through the micro flow path 53c. Alternatively, a combustion catalyst may be attached to the inner wall of the microchannel 53c, and the vaporized combustion fuel 98 may be oxidized by the combustion catalyst and burned.

図３に示すように、燃焼器５３の上面つまり基板５３ａの上面には、燃焼器５３を加熱するためのヒータ７４が接合されている。ヒータ７４としては、電気抵抗性発熱体、半導体性発熱体が挙げられるが、電流が流れたり電圧が印加されたりすることによって電気エネルギーで発熱するものであれば良い。   As shown in FIG. 3, a heater 74 for heating the combustor 53 is joined to the upper surface of the combustor 53, that is, the upper surface of the substrate 53a. Examples of the heater 74 include an electric resistance heating element and a semiconductor heating element, but any heater that generates heat by electric energy when a current flows or a voltage is applied may be used.

次に、配管のために形成された流路孔７５〜８６について説明する。
流路孔７５は、支持部材７０の下端から支持部材７０、断熱パッケージ５８及び断熱支持部材６２を貫通し、燃焼用燃料蒸発器５１に形成されたマイクロ流路５１ｃの一方の端部にまで至っている。また、この流路孔７５に対して第一吸入ニップル部３５の流路が通じており、第一吸入ニップル部３５から流路孔７５までの間にポンプが設けられ、このポンプによって燃焼用燃料９８が第一燃料タンク８から流路孔７５まで供給されるようになっている。 Next, the flow path holes 75 to 86 formed for piping will be described.
The flow path hole 75 extends from the lower end of the support member 70 to the support member 70, the heat insulation package 58, and the heat insulation support member 62 to reach one end of the micro flow path 51 c formed in the combustion fuel evaporator 51. Yes. Further, the flow passage of the first suction nipple portion 35 communicates with the flow passage hole 75, and a pump is provided between the first suction nipple portion 35 and the flow passage hole 75. 98 is supplied from the first fuel tank 8 to the flow path hole 75.

流路孔７６は、マイクロ流路５１ｃの他方の端部から支持部材６４及び発電用燃料蒸発器５５を貫通し、燃焼器５２に形成されたマイクロ流路５２ｃの第一の端部にまで至っている。   The channel hole 76 penetrates the support member 64 and the power generation fuel evaporator 55 from the other end of the micro channel 51 c to reach the first end of the micro channel 52 c formed in the combustor 52. Yes.

流路孔７７は、支持部材７０の下端から支持部材７０、断熱パッケージ５８及び断熱支持部材６２を貫通し、燃焼用燃料蒸発器５１に形成されたマイクロ流路５１ｄの一方の端部にまで通じている。また、この流路孔７７に対して第一吸入ニップル部３５の流路が通じており、第一吸入ニップル部３５から流路孔７７までの間にポンプが設けられ、このポンプによって燃焼用燃料９８が第一燃料タンク８から流路孔７５まで供給されるようになっている。   The channel hole 77 penetrates the support member 70, the heat insulation package 58 and the heat insulation support member 62 from the lower end of the support member 70 to one end portion of the micro flow channel 51 d formed in the combustion fuel evaporator 51. ing. The flow passage of the first suction nipple portion 35 communicates with the flow passage hole 77, and a pump is provided between the first suction nipple portion 35 and the flow passage hole 77. 98 is supplied from the first fuel tank 8 to the flow path hole 75.

流路孔７８は、マイクロ流路５１ｄの他方の端部から支持部材６４、発電用燃料蒸発器５５、燃焼器５２、支持部材６６及び一酸化炭素除去器５７を貫通し、燃焼器５４に形成されたマイクロ流路５４ｃの第一の端部にまで通じている。   The channel hole 78 penetrates the support member 64, the power generation fuel evaporator 55, the combustor 52, the support member 66, and the carbon monoxide remover 57 from the other end of the microchannel 51 d and is formed in the combustor 54. To the first end of the microchannel 54c.

流路孔７９は、支持部材７０の下端から支持部材７０、断熱パッケージ５８及び断熱支持部材６２を貫通し、燃焼用燃料蒸発器５１に形成されたマイクロ流路５１ｅの一方の端部にまで通じている。また、この流路孔７９に対して第一吸入ニップル部３５の流路が通じており、第一吸入ニップル部３５から流路孔７５までの間にポンプが設けられ、このポンプによって燃焼用燃料９８が第一燃料タンク８から流路７５まで供給されるようになっている。   The flow path hole 79 penetrates the support member 70, the heat insulation package 58 and the heat insulation support member 62 from the lower end of the support member 70, and leads to one end of the micro flow path 51 e formed in the combustion fuel evaporator 51. ing. Further, the flow path of the first suction nipple portion 35 communicates with the flow path hole 79, and a pump is provided between the first suction nipple portion 35 and the flow path hole 75. 98 is supplied from the first fuel tank 8 to the flow path 75.

流路孔８０は、マイクロ流路５１ｅの他方の端部から支持部材６４、発電用燃料蒸発器５５、燃焼器５２、支持部材６６、一酸化炭素除去器５７、燃焼器５４、支持部材６８及び改質器５６を貫通し、燃焼器５３に形成されたマイクロ流路５３ｃの第一の端部にまで通じている。   The flow path hole 80 is formed from the other end of the micro flow path 51e by a support member 64, a power generation fuel evaporator 55, a combustor 52, a support member 66, a carbon monoxide remover 57, a combustor 54, a support member 68, and The reformer 56 passes through to the first end of the micro flow path 53 c formed in the combustor 53.

流路孔８１は、支持部材７０の下端から支持部材７０、断熱パッケージ５８、断熱支持部材６２、燃焼用燃料蒸発器５１、支持部材６４、発電用燃料蒸発器５５、燃焼器５２、支持部材６６、一酸化炭素除去器５７、燃焼器５４、支持部材６８及び改質器５６を貫通し、燃焼器５３に形成されたマイクロ流路５３ｃの第二の端部にまで通じている。また、流路孔８１は、途中の燃焼器５２においてマイクロ流路５２ｃの第二の端部に通じており、途中の一酸化炭素除去器５７においてマイクロ流路５７ｃの第二の端部に通じており、更に途中の燃焼器５４においてマイクロ流路５４ｃの第二の端部に通じている。また、この流路孔８１からスリット３１，３１，…まで通じた流路が発電モジュール３の筐体３０に設けられており、スリット３１，３１，…から流路孔８１までの間にポンプが設けられ、このポンプによって外部の空気が流路孔８１まで吸引されるようになっている。   The channel hole 81 is formed from the lower end of the support member 70 to the support member 70, the heat insulation package 58, the heat insulation support member 62, the combustion fuel evaporator 51, the support member 64, the power generation fuel evaporator 55, the combustor 52, and the support member 66. The carbon monoxide remover 57, the combustor 54, the support member 68, and the reformer 56 pass through to the second end of the microchannel 53 c formed in the combustor 53. The channel hole 81 communicates with the second end portion of the microchannel 52c in the midway combustor 52, and communicates with the second end portion of the microchannel 57c in the midstream carbon monoxide remover 57. Further, in the combustor 54 on the way, it communicates with the second end of the microchannel 54c. In addition, a flow path that leads from the flow path hole 81 to the slits 31, 31,... Is provided in the housing 30 of the power generation module 3, and a pump is provided between the slits 31, 31,. The external air is sucked up to the channel hole 81 by this pump.

流路孔８２は、支持部材６９の下端から支持部材６９、断熱パッケージ５８、断熱支持部材６１、燃焼用燃料蒸発器５１及び支持部材６３を貫通し、発電用燃料蒸発器５５に形成されたマイクロ流路５５ｃの一方の端部にまで通じている。また、この流路孔８２に対して第二吸入ニップル部３６の流路が通じており、第二吸入ニップル部３６から流路孔８２までの間にポンプが設けられ、このポンプによって発電用燃料９９が第二燃料タンク９から流路孔８２まで供給されるようになっている。   The channel hole 82 penetrates the support member 69, the heat insulation package 58, the heat insulation support member 61, the combustion fuel evaporator 51 and the support member 63 from the lower end of the support member 69, and is formed in the fuel evaporator 55 for power generation. It leads to one end of the flow path 55c. The flow path of the second suction nipple portion 36 communicates with the flow path hole 82, and a pump is provided between the second suction nipple portion 36 and the flow path hole 82. 99 is supplied from the second fuel tank 9 to the flow path hole 82.

流路孔８３は、マイクロ流路５５ｃの他方の端部から燃焼器５２、支持部材６５、一酸化炭素除去器５７、燃焼器５４及び支持部材６７を貫通し、改質器５６に形成されたマイクロ流路５６ｃの一方の端部まで通じている。   The channel hole 83 is formed in the reformer 56 through the combustor 52, the support member 65, the carbon monoxide remover 57, the combustor 54, and the support member 67 from the other end of the microchannel 55 c. It leads to one end of the micro flow path 56c.

流路孔８５は、マイクロ流路５６ｃの他方の端部から支持部材６７及び燃焼器５４を貫通し、一酸化炭素除去器５７に形成されたマイクロ流路５７ｃの第一の端部にまで至っている。   The channel hole 85 penetrates the support member 67 and the combustor 54 from the other end of the micro channel 56 c to the first end of the micro channel 57 c formed in the carbon monoxide remover 57. Yes.

流路孔８６は、マイクロ流路５７ｃの第三の端部から支持部材６５、燃焼器５２、発電用燃料蒸発器５５、支持部材６３、燃焼用燃料蒸発器５１、断熱支持部材６１、断熱パッケージ５８及び支持部材６９を貫通し、支持部材６９の下端まで通じている。この流路孔８６の下端から後述する燃料電池９１の燃料極まで通じている流路が発電モジュール３の筐体３０に設けられている。   The flow path hole 86 is formed from the third end of the micro flow path 57c through the support member 65, the combustor 52, the power generation fuel evaporator 55, the support member 63, the combustion fuel evaporator 51, the heat insulation support member 61, and the heat insulation package. 58 and the support member 69, and reaches the lower end of the support member 69. A flow path that leads from the lower end of the flow path hole 86 to a fuel electrode of a fuel cell 91 described later is provided in the casing 30 of the power generation module 3.

流路孔８４は、支持部材６９の下端から支持部材６９、断熱パッケージ５８、断熱支持部材６１、燃焼用燃料蒸発器５１、支持部材６３、発電用燃料蒸発器５５、燃焼器５２、支持部材６５、一酸化炭素除去器５７、燃焼器５４、支持部材６７及び改質器５６を貫通し、燃焼器５３に形成されたマイクロ流路５３ｃの第三の端部にまで通じている。更に、流路孔８４は、途中の燃焼器５２においてマイクロ流路５２ｃの第三の端部に通じており、更に途中の燃焼器５４においてマイクロ流路５４ｃの第三の端部に通じている。また、この流路孔８４の下端からバルブを介して通気孔３３，３３，…まで通じている流路が発電モジュール３の筐体３０に設けられており、小型改質装置５０で生成された副生成物が通気孔３３，３３，…を通じて排出されるようになっている。同様に、流路８４の下端からバルブを介して第二排水管３４まで通じている流路が筐体３０に設けられており、小型改質装置５０で生成された副生成物である水が第二排水管３４を通じて燃料貯蔵モジュール２の排水容器１５へ排水されるようになっている。   The flow path hole 84 extends from the lower end of the support member 69 to the support member 69, the heat insulation package 58, the heat insulation support member 61, the combustion fuel evaporator 51, the support member 63, the power generation fuel evaporator 55, the combustor 52, and the support member 65. The carbon monoxide remover 57, the combustor 54, the support member 67, and the reformer 56 pass through to the third end of the microchannel 53 c formed in the combustor 53. Furthermore, the channel hole 84 communicates with the third end of the microchannel 52c in the midway combustor 52, and further communicates with the third end of the microchannel 54c in the midway combustor 54. . In addition, a flow path that leads from the lower end of the flow path hole 84 to the vent holes 33, 33,... Via the valve is provided in the casing 30 of the power generation module 3, and is generated by the small reformer 50. By-products are discharged through the vent holes 33, 33,. Similarly, a flow path leading from the lower end of the flow path 84 to the second drain pipe 34 via a valve is provided in the housing 30, and water as a by-product generated by the small reformer 50 is supplied. The water is drained to the drainage container 15 of the fuel storage module 2 through the second drainage pipe 34.

次に、燃料電池９１について説明する。燃料電池９１は、触媒微粒子を含有させた又は触媒微粒子を付着させた燃料極（カソード）と、触媒微粒子を含有させた又は触媒微粒子を付着させた空気極（アノード）と、燃料極と空気極との間に挟まれたフィルム状のイオン伝導膜とを具備するものである。   Next, the fuel cell 91 will be described. The fuel cell 91 includes a fuel electrode (cathode) containing catalyst fine particles or adhering catalyst fine particles, an air electrode (anode) containing catalyst fine particles or adhering catalyst fine particles, and a fuel electrode and an air electrode. And a film-like ion conductive membrane sandwiched between the two.

燃料電池９１においては、電気化学反応式（４）に示すように、燃料極に水素ガスが供給されると、燃料極の触媒により電子の分離した水素イオンが発生し、水素イオンがイオン伝導膜を通じて空気極へ伝導し、燃料極より電子が取り出されるようになっている。
３Ｈ2→６Ｈ+＋６ｅ- … （４）
一方、電気化学反応式（５）に示すように、空気極に酸素ガスが供給されると、イオン導電膜を通過した水素イオンと、酸素ガスと、電子とが反応して、水が副生成物として生成されるようになっている。
６Ｈ+＋３／２Ｏ2＋６ｅ-→３Ｈ2Ｏ … （５）
燃料電池９１で以上のような電気化学反応が起こることによって、電気エネルギーが生成されるようになっている。 In the fuel cell 91, as shown in the electrochemical reaction formula (4), when hydrogen gas is supplied to the fuel electrode, hydrogen ions from which electrons are separated are generated by the catalyst of the fuel electrode, and the hydrogen ions are ion-conducting membrane. It is conducted to the air electrode through, and electrons are taken out from the fuel electrode.
3H 2 → 6H + + 6e − (4)
On the other hand, as shown in the electrochemical reaction equation (5), when oxygen gas is supplied to the air electrode, hydrogen ions that have passed through the ion conductive film, oxygen gas, and electrons react to generate water as a by-product. It is generated as a product.
6H + + 3 / 2O 2 + 6e − → 3H 2 O (5)
Electrical energy is generated by the electrochemical reaction as described above occurring in the fuel cell 91.

上述したように、燃料電池９１の燃料極から流路孔８６まで通じている流路が発電モジュール３の筐体３０に設けられており、流路孔８６から燃料極まで水素ガス等の流体が流れるようになっている。一方、燃料電池９１の空気極からスリット３１，３１，…まで通じた流路が設けられており、スリット３１，３１，…から空気極までの間にポンプが設けられ、このポンプによって外部の空気が空気極まで吸引されるようになっている。また、燃料電池９１の空気極からバルブを介して第二排水管３４に通じている流路が筐体３０に設けられており、燃料電池９１で生成された副生成物である水が第二排水管３４を通じて燃料貯蔵モジュール２の排水容器１５へ排水されるようになっている。   As described above, the flow path leading from the fuel electrode of the fuel cell 91 to the flow path hole 86 is provided in the housing 30 of the power generation module 3, and a fluid such as hydrogen gas flows from the flow path hole 86 to the fuel electrode. It comes to flow. On the other hand, a flow path extending from the air electrode of the fuel cell 91 to the slits 31, 31,... Is provided, and a pump is provided between the slits 31, 31,. Is sucked up to the air electrode. In addition, a flow path that leads from the air electrode of the fuel cell 91 to the second drain pipe 34 via a valve is provided in the housing 30, and water that is a by-product generated in the fuel cell 91 is second. The water is drained to the drainage container 15 of the fuel storage module 2 through the drainage pipe 34.

次に、図１６のブロック図を用いて発電システム１の制御構成について説明する。
燃料電池９１で生成された電気エネルギーは、蓄電部９２に供給されるようになっている。蓄電部９２に供給された電気エネルギーは、蓄電部９２で貯蔵されるようになっている。蓄電部９２で貯蔵されたエネルギーは、配電部９３によって外部のデバイス、中央処理部９５、ポンプ・バルブ駆動部９４、温度制御部９６に供給されるようになっている。中央処理部９５は、ポンプ・バルブ駆動部９４に制御信号を出力したり、温度制御部９６に制御信号を出力したりするようになっている。ポンプ・バルブ駆動部９４は、中央処理部９５からの制御信号に基づいて、発電モジュール３内に設けられた各ポンプ、各バルブに電気エネルギーを供給して各ポンプ、各バルブを駆動するようになっている。温度制御部９６は、中央処理部９５からの制御信号に基づいて、小型改質装置５０に設けられたヒータ７４に電気エネルギーを供給して、ヒータ７４を発熱させるようになっている。以上の蓄電部９２、配電部９３、ポンプ・バルブ駆動部９４、中央処理部９５及び温度制御部９６は、発電モジュール３に内蔵されている。 Next, the control configuration of the power generation system 1 will be described using the block diagram of FIG.
The electric energy generated by the fuel cell 91 is supplied to the power storage unit 92. The electrical energy supplied to the power storage unit 92 is stored in the power storage unit 92. The energy stored in the power storage unit 92 is supplied to an external device, the central processing unit 95, the pump / valve driving unit 94, and the temperature control unit 96 by the power distribution unit 93. The central processing unit 95 outputs a control signal to the pump / valve driving unit 94 and outputs a control signal to the temperature control unit 96. The pump / valve drive unit 94 supplies electric energy to each pump and each valve provided in the power generation module 3 based on a control signal from the central processing unit 95 so as to drive each pump and each valve. It has become. The temperature control unit 96 supplies electric energy to the heater 74 provided in the small reformer 50 based on a control signal from the central processing unit 95 to cause the heater 74 to generate heat. The power storage unit 92, the power distribution unit 93, the pump / valve drive unit 94, the central processing unit 95, and the temperature control unit 96 are built in the power generation module 3.

次に、以上のように構成された発電システム１の動作について説明する。
まず、発電システム１を起動させるために、予め蓄電部９２に貯留された電気エネルギーによって中央処理部９５が動作し、中央処理部９５がポンプ・バルブ駆動部９４及び温度制御部９６に制御信号を出力する。これにより、蓄電部９２に貯留された電気エネルギーが配電部９３、温度制御部９６を通じてヒータ７４に供給されるとともに、蓄電部９２に貯留された電気エネルギーが配電部９３、ポンプ・バルブ駆動部９４を通じて発電モジュール３内の各バルブ、各ポンプに供給される。これにより、ヒータ７４が発熱して、熱伝導により断熱パッケージ５８の内部全体即ち燃焼用燃料蒸発器５１、燃焼器５２〜５４、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６及び一酸化炭素除去器５７が加熱される。 Next, operation | movement of the electric power generation system 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
First, in order to start the power generation system 1, the central processing unit 95 is operated by the electrical energy stored in the power storage unit 92 in advance, and the central processing unit 95 sends a control signal to the pump / valve driving unit 94 and the temperature control unit 96. Output. Thereby, the electrical energy stored in the power storage unit 92 is supplied to the heater 74 through the power distribution unit 93 and the temperature control unit 96, and the electrical energy stored in the power storage unit 92 is supplied to the power distribution unit 93 and the pump / valve drive unit 94. And supplied to each valve and each pump in the power generation module 3. As a result, the heater 74 generates heat, and the entire inside of the heat insulation package 58, that is, the combustion fuel evaporator 51, the combustors 52 to 54, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover by heat conduction. 57 is heated.

更に、各バルブ、各ポンプの動作により、外部の空気がスリット３１，３１，…から吸引されて流路孔８１に流れ込み、燃焼器５２のマイクロ流路５２ｃ、一酸化炭素除去器５７のマイクロ流路５７ｃ、燃焼器５４のマイクロ流路５４ｃ及び燃焼器５３のマイクロ流路５３ｃに供給される。また、各バルブ、各ポンプの動作により、燃焼用燃料タンク８内の燃焼用燃料９８は、第一吸入ニップル部３５に吸引されて流路孔７５，７７，７９それぞれに流れ込み、燃焼用燃料蒸発器５１のマイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅそれぞれに供給される。また、各バルブ、各ポンプの動作により、第二燃料タンク９内の発電用燃料９９は、第二吸入ニップル部３５に吸引されて流路孔８３に流れ込み、発電用燃料蒸発器５５のマイクロ流路５５ｃに供給される。   Further, by the operation of each valve and each pump, external air is sucked from the slits 31, 31,... And flows into the flow path hole 81, and the micro flow path 52c of the combustor 52 and the micro flow of the carbon monoxide remover 57 are flown. It is supplied to the path 57 c, the micro flow path 54 c of the combustor 54, and the micro flow path 53 c of the combustor 53. Further, by the operation of each valve and each pump, the combustion fuel 98 in the combustion fuel tank 8 is sucked into the first suction nipple portion 35 and flows into the flow path holes 75, 77, 79, and the combustion fuel evaporates. Are supplied to the micro flow paths 51c, 51d, 51e of the vessel 51, respectively. Further, by the operation of each valve and each pump, the power generation fuel 99 in the second fuel tank 9 is sucked into the second suction nipple portion 35 and flows into the flow path hole 83, and the micro flow of the power generation fuel evaporator 55 is It is supplied to the path 55c.

燃焼用燃料蒸発器５１のマイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅに供給された燃焼用燃料９８は、マイクロ流路５１ｃ，５１ｄ，５１ｅを流動している時に加熱される。これにより、液体であった燃焼用燃料９８が吸熱を伴って気体に相変化する。マイクロ流路５１ｃで気化した燃焼用燃料９８は、流路孔７６を流動して燃焼器５２のマイクロ流路５２ｃに供給され、マイクロ流路５１ｄで気化した燃焼用燃料９８は、流路孔７８を流動して燃焼器５４のマイクロ流路５４ｃに供給され、マイクロ流路５１ｅで気化した燃焼用燃料９８は、流路孔８０を流動して燃焼器５３のマイクロ流路５３ｃに供給される。   The combustion fuel 98 supplied to the micro flow paths 51c, 51d, 51e of the combustion fuel evaporator 51 is heated when flowing through the micro flow paths 51c, 51d, 51e. As a result, the combustion fuel 98, which was a liquid, changes its phase into a gas with heat absorption. The combustion fuel 98 vaporized in the micro flow path 51c flows through the flow path hole 76 and is supplied to the micro flow path 52c of the combustor 52, and the combustion fuel 98 vaporized in the micro flow path 51d is flow path hole 78. The combustion fuel 98 vaporized in the microchannel 51e flows through the channel hole 80 and is supplied to the microchannel 53c of the combustor 53.

燃焼器５２のマイクロ流路５２ｃに供給された燃焼用燃料９８がマイクロ流路５２ｃを流動している時に同じくマイクロ流路５２ｃに供給された空気中の酸素と酸化することで、マイクロ流路５２ｃにおいて燃焼が生じる。この時の燃焼熱によって断熱パッケージ５８の内部全体が加熱されるが、特に発電用燃料蒸発器５５がよく加熱される。同様に、燃焼器５３においても燃焼用燃料９８が燃焼して、燃焼熱によって断熱パッケージ５８の内部全体が加熱されるが、特に改質器５６がよく加熱される。同様に、燃焼器５４においても燃焼用燃料９８が燃焼して、燃焼熱によって断熱パッケージ５８の内部全体が加熱されるが、特に一酸化炭素除去器５７がよく加熱される。   When the combustion fuel 98 supplied to the micro flow path 52c of the combustor 52 flows through the micro flow path 52c, the combustion fuel 98 is oxidized with oxygen in the air supplied to the micro flow path 52c. Combustion occurs. The entire interior of the heat insulation package 58 is heated by the combustion heat at this time, but the power generation fuel evaporator 55 is particularly well heated. Similarly, in the combustor 53, the combustion fuel 98 is combusted and the entire inside of the heat insulation package 58 is heated by the combustion heat. In particular, the reformer 56 is heated well. Similarly, the combustion fuel 98 burns in the combustor 54 and the entire inside of the heat insulation package 58 is heated by the combustion heat, but the carbon monoxide remover 57 is particularly well heated.

マイクロ流路５２ｃ，５３ｃ，５４ｃそれぞれでの燃焼によって生成した水及び二酸化炭素は、流路孔８４を流れて通気孔３３，３３，…を通じて外部に排出されたり、排水管３４，７を通じて排水容器１５へ排出されたりする。排水容器１５では水が貯留される。   Water and carbon dioxide generated by combustion in each of the micro flow paths 52c, 53c, 54c flow through the flow path hole 84 and are discharged to the outside through the vent holes 33, 33,. 15 is discharged. Water is stored in the drainage container 15.

発電用燃料蒸発器５５のマイクロ流路５５ｃに供給された発電用燃料９９は、マイクロ流路５５ｃを流動している時に加熱される。これにより、液体であった発電用燃料９９が吸熱を伴ってメタノールと水の混合気に相変化する。マイクロ流路５５ｃで気化した混合気は、流路孔８３を流動して改質器５６のマイクロ流路５６ｃに供給される。   The power generation fuel 99 supplied to the micro flow path 55c of the power generation fuel evaporator 55 is heated when flowing through the micro flow path 55c. As a result, the fuel 99 for power generation that has been in a liquid phase changes into a mixture of methanol and water with endothermic heat. The air-fuel mixture vaporized in the micro flow channel 55 c flows through the flow channel hole 83 and is supplied to the micro flow channel 56 c of the reformer 56.

改質器５６のマイクロ流路５６ｃに供給された混合気は、マイクロ流路５６ｃを流動している時に加熱されて、改質反応用触媒によって吸熱を伴って上記化学反応式（３）のような化学反応を起こす。これにより、水素ガスと二酸化炭素ガスが生成される。また、マイクロ流路５６ｃを流れている混合気が完全に水素ガスと二酸化炭素ガスに改質されない場合もあり、化学反応式（６）のような化学反応も僅かに起こり、二酸化炭素ガス、一酸化炭素ガス及び水が生成される。
２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→５Ｈ2Ｏ＋ＣＯ＋ＣＯ2 … （６） The air-fuel mixture supplied to the micro flow path 56c of the reformer 56 is heated when flowing through the micro flow path 56c, and the endothermic heat is absorbed by the reforming reaction catalyst as shown in the chemical reaction formula (3). Cause a chemical reaction. Thereby, hydrogen gas and carbon dioxide gas are generated. In addition, the air-fuel mixture flowing through the micro flow path 56c may not be completely reformed to hydrogen gas and carbon dioxide gas, and a chemical reaction such as the chemical reaction formula (6) may occur slightly. Carbon oxide gas and water are produced.
2CH 3 OH + H 2 O → 5H 2 O + CO + CO 2 (6)

改質器５６のマイクロ流路５６ｃで生成された水素ガス、二酸化炭素ガス、一酸化炭素ガス及び水蒸気からなる混合気は、流路孔８５を流動して一酸化炭素除去器５７のマイクロ流路５７ｃに供給される。マイクロ流路５７ｃに供給された混合気は、流路孔８１からの合流点までに流れている時に加熱されて、水性シフト反応用触媒によって吸熱を伴って上記化学反応式（１）のような化学反応を起こす。これにより、混合気に含まれる一酸化炭素が減少し、混合気が無毒化される。   The air-fuel mixture composed of hydrogen gas, carbon dioxide gas, carbon monoxide gas and water vapor generated in the micro flow path 56c of the reformer 56 flows through the flow path hole 85 and the micro flow path of the carbon monoxide remover 57. 57c. The air-fuel mixture supplied to the micro flow path 57c is heated as it flows up to the confluence point from the flow path hole 81, and is endowed with heat absorption by the aqueous shift reaction catalyst as shown in the chemical reaction formula (1). Causes a chemical reaction. Thereby, the carbon monoxide contained in the air-fuel mixture is reduced and the air-fuel mixture is detoxified.

更に、マイクロ流路５７ｃを流れている混合気は、流路孔８１からの合流点に至るとマイクロ流路５７ｃに供給された空気と混合する。そして、空気を含む混合気が、その合流点から流路孔８６へ流れている時に加熱されて、選択酸化反応用触媒によって吸熱を伴って上記化学反応式（２）のような化学反応を起こす。ここで、選択酸化反応用触媒が化学反応式（２）の化学反応を選択的に促進するから、混合気に含まれる水素は殆ど酸化しない。   Further, the air-fuel mixture flowing through the micro flow channel 57 c is mixed with the air supplied to the micro flow channel 57 c when reaching the confluence point from the flow channel hole 81. The air-fuel mixture containing air is heated when it flows from the merging point to the channel hole 86, and causes a chemical reaction as shown in the chemical reaction formula (2) with heat absorption by the selective oxidation reaction catalyst. . Here, since the selective oxidation reaction catalyst selectively promotes the chemical reaction of the chemical reaction formula (2), the hydrogen contained in the air-fuel mixture hardly oxidizes.

マイクロ流路５７ｃを流れている混合気が流路孔８６に至る時点では、その混合気には一酸化炭素が殆ど含まれず、水素ガス及び二酸化炭素ガスの濃度が非常に高い。そして、水素ガス及び二酸化炭素ガスの濃度が高い混合気は、流路孔８６を流れて、燃料電池９１の燃料極に供給される。燃料電池９１では、混合気中の水素ガスが燃料極で上記電気化学反応式（４）のような反応をし、スリット３１，３１，…を通じて空気極に酸素ガスが供給されて空気極で上記電気化学反応式（５）のような反応をする。電気化学反応式（４）、（５）のような電気化学反応によって燃料電池９１で電気エネルギーが生成され、生成された電気エネルギーは蓄電部９２に蓄電され、更には配電部９３を介して外部のデバイスに供給される。また、燃料極に供給された混合気中の二酸化炭素ガスは反応せずに、通気孔３３，３３，…を通じて外部に排出される。また、空気極で生成された水は、通気孔３３，３３，…を通じて外部に排出されたり、排水管３４，７を通じて排水容器１５に排水されたりする。排水容器１５では水が貯留される。   When the air-fuel mixture flowing through the micro flow path 57c reaches the flow path hole 86, the air-fuel mixture contains almost no carbon monoxide, and the concentrations of hydrogen gas and carbon dioxide gas are very high. The air-fuel mixture having a high concentration of hydrogen gas and carbon dioxide gas flows through the flow path hole 86 and is supplied to the fuel electrode of the fuel cell 91. In the fuel cell 91, hydrogen gas in the gas mixture reacts as shown in the electrochemical reaction formula (4) at the fuel electrode, and oxygen gas is supplied to the air electrode through the slits 31, 31,. Reaction is performed as shown in the electrochemical reaction formula (5). Electric energy is generated in the fuel cell 91 by an electrochemical reaction such as the electrochemical reaction formulas (4) and (5), and the generated electric energy is stored in the power storage unit 92, and further externally via the power distribution unit 93. Supplied to devices. Further, the carbon dioxide gas in the air-fuel mixture supplied to the fuel electrode does not react and is discharged to the outside through the vent holes 33, 33,. Moreover, the water produced | generated by the air electrode is discharged | emitted outside through the vent holes 33, 33, ..., and is drained by the drainage container 15 through the drain pipes 34,7. Water is stored in the drainage container 15.

以上のような動作中の発電システム１のうち小型改質装置５０における熱の作用について説明するとともに、本実施形態の効果について説明する。
（ａ）上記小型改質装置５０のうち発熱する部分は以下であり、発熱する部分から熱が伝わる。
発熱する部分…ヒータ７４の発熱、燃焼器５２における燃焼熱、燃焼器５３における燃焼熱、燃焼器５４における燃焼熱、一酸化炭素除去器５７における水性シフト反応の反応熱及び選択酸化反応の反応熱 In the power generation system 1 in operation as described above, the effect of heat in the small reformer 50 will be described, and the effect of this embodiment will be described.
(A) The portion that generates heat in the small reformer 50 is as follows, and heat is transmitted from the portion that generates heat.
Heat generation part: Heat generation of the heater 74, combustion heat in the combustor 52, combustion heat in the combustor 53, combustion heat in the combustor 54, reaction heat of the aqueous shift reaction in the carbon monoxide remover 57 and reaction heat of the selective oxidation reaction

（ｂ）上記小型改質装置５０のうち吸熱する部分は以下であり、発熱する部分から吸熱する部分へ熱が伝わる。
吸熱する部分…燃焼用燃料蒸発器５１における改質反応、発電用燃料蒸発器５５における蒸発、改質器５６における蒸発、 (B) The portion of the small reformer 50 that absorbs heat is as follows, and heat is transferred from the portion that generates heat to the portion that absorbs heat.
Endothermic part: reforming reaction in the combustion fuel evaporator 51, evaporation in the power generation fuel evaporator 55, evaporation in the reformer 56,

（ｃ）流路孔８６を流れる混合気が小型改質装置５０外へ流れることによって排熱が生じる。 (C) Exhaust heat is generated when the air-fuel mixture flowing through the channel hole 86 flows out of the small reformer 50.

（ｄ）流路孔８４を流れる水・二酸化炭素が小型改質装置５０外へ流れることによって排熱が生じる。 (D) Waste water is generated by the flow of water / carbon dioxide flowing through the channel hole 84 to the outside of the small reformer 50.

（ｅ）断熱パッケージ５８内では断熱支持部材６１，６２、燃焼用燃料蒸発器５１、支持部材６３，６４、発電用燃料蒸発器５５、燃焼器５２、支持部材６５，６６、一酸化炭素除去器５７、燃焼器５４、支持部材６７，６８、改質器５６、燃焼器５３の順に積み重なっているので、高温な部分から低温な部分に熱伝導が生じる。 (E) In the heat insulation package 58, the heat insulation support members 61 and 62, the combustion fuel evaporator 51, the support members 63 and 64, the power generation fuel evaporator 55, the combustor 52, the support members 65 and 66, and the carbon monoxide remover. 57, the combustor 54, the support members 67 and 68, the reformer 56, and the combustor 53 are stacked in this order, so that heat conduction occurs from the high temperature portion to the low temperature portion.

（ｆ）断熱パッケージ５８内の高温な部分から熱輻射が生じて電磁波が低温な部分に伝播し、輻射熱が低温な部分にも伝わる。 (F) Thermal radiation is generated from a high temperature portion in the heat insulating package 58, and electromagnetic waves propagate to a low temperature portion, and radiant heat is also transmitted to a low temperature portion.

（ｇ）改質器５６の温度が２００℃〜３００℃である場合に効率よく改質反応が起こり、一酸化炭素除去器５７の温度が１２５℃〜２００℃である場合に効率よく水性シフト反応・選択酸化反応が起こり、発電用燃料蒸発器５５の温度が１００℃〜１５０℃である場合に発電用燃料９９の蒸発が効率よく起こり、燃焼用燃料蒸発器５１の温度が８０℃〜１２０℃である場合に燃焼用燃料９８の蒸発が効率よく起こる。 (G) The reforming reaction occurs efficiently when the temperature of the reformer 56 is 200 ° C to 300 ° C, and the aqueous shift reaction is efficient when the temperature of the carbon monoxide remover 57 is 125 ° C to 200 ° C. When the selective oxidation reaction occurs and the temperature of the power generation fuel evaporator 55 is 100 ° C. to 150 ° C., the power generation fuel 99 is efficiently evaporated, and the temperature of the combustion fuel evaporator 51 is 80 ° C. to 120 ° C. In this case, the combustion fuel 98 evaporates efficiently.

（ｈ）上述した（ａ）〜（ｆ）のように熱が伝わることによって、断熱パッケージ５８内の各部の温度が定常状態となる。ここで、燃焼用燃料蒸発器５１、発電用燃料蒸発器５５、一酸化炭素除去器５７、改質器５６の積み重なった順番が効率よく蒸発させる温度又は効率よく反応させる温度の順番となっているので、改質器５６が２００℃〜３００℃となり、一酸化炭素除去器５７が１２５℃〜２００℃となり、発電用燃料蒸発器５５が１００℃〜１５０℃となり且つ燃焼用燃料蒸発器５１が８０℃〜１２０℃となる定常状態の温度分布を保つために必要とする熱エネルギー、つまり、ヒータ７４及び燃焼器５２〜５４で発生する熱エネルギーを最小限とすることができる。従って、熱損失が非常に小さくなり、蒸発又は改質のための熱効率が高い。 (H) When heat is transmitted as in (a) to (f) described above, the temperature of each part in the heat insulation package 58 is in a steady state. Here, the stacking order of the combustion fuel evaporator 51, the power generation fuel evaporator 55, the carbon monoxide remover 57, and the reformer 56 is the order of the temperature for efficient evaporation or the temperature for efficient reaction. Therefore, the reformer 56 becomes 200 ° C. to 300 ° C., the carbon monoxide remover 57 becomes 125 ° C. to 200 ° C., the power generation fuel evaporator 55 becomes 100 ° C. to 150 ° C., and the combustion fuel evaporator 51 becomes 80 ° C. The heat energy required to maintain a steady-state temperature distribution of from ° C to 120 ° C, that is, the heat energy generated in the heater 74 and the combustors 52 to 54 can be minimized. Therefore, the heat loss is very small and the thermal efficiency for evaporation or reforming is high.

（ｉ）燃焼用燃料蒸発器５１、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７のそれぞれの内部には葛折りしたマイクロ流路５１ｃ，５５ｃ，５６ｃ，５７ｃが形成されているため、マイクロ流路５１ｃ，５５ｃ，５６ｃ，５７ｃの内容積に対する内表面の面積の割合が大きく、マイクロ流路５１ｃ，５５ｃ，５６ｃ，５７ｃを流れている流体に熱がより伝わりやすくなる。また、燃焼器５２〜５４のそれぞれの内部にも葛折りしたマイクロ流路５２ｃ，５３ｃ，５４ｃが形成されているから、燃焼熱が燃焼器５２〜５４に伝わりやすく、燃焼用燃料蒸発器５１、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７にも伝わりやすい。従って、小型改質装置５０の熱効率が良い。 (I) In each of the combustion fuel evaporator 51, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57, twisted micro flow paths 51c, 55c, 56c, and 57c are formed. Therefore, the ratio of the area of the inner surface to the internal volume of the micro flow paths 51c, 55c, 56c, 57c is large, and heat is more easily transferred to the fluid flowing through the micro flow paths 51c, 55c, 56c, 57c. In addition, since the micro flow paths 52c, 53c, 54c are formed in each of the combustors 52 to 54, combustion heat is easily transmitted to the combustors 52 to 54, and the combustion fuel evaporator 51, It is easily transmitted to the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56 and the carbon monoxide remover 57. Therefore, the thermal efficiency of the small reformer 50 is good.

（ｊ）断熱パッケージ５８の内壁には低熱伝導率の断熱支持部材６１，６２が接しているだけであり、他の支持部材６３〜６８、燃焼用燃料蒸発器５１、発電用燃料蒸発器５５、燃焼器５２〜５４、改質器５６及び一酸化炭素除去器５７が断熱パッケージ５８の内壁から離れているため、断熱パッケージ５８内の各部から断熱パッケージ５８に殆ど熱伝導せず、断熱パッケージ５８外へ殆ど排熱されない。そのため、小型改質装置５０の熱効率が良い。 (J) Only the heat insulating support members 61 and 62 having low thermal conductivity are in contact with the inner wall of the heat insulating package 58. The other support members 63 to 68, the fuel evaporator 51 for combustion, the fuel evaporator 55 for power generation, Since the combustors 52 to 54, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57 are separated from the inner wall of the heat insulation package 58, almost no heat is conducted from each part in the heat insulation package 58 to the heat insulation package 58, and the outside of the heat insulation package 58. Almost no heat is exhausted. Therefore, the thermal efficiency of the small reformer 50 is good.

（ｋ）断熱パッケージ５８の内壁には輻射反射層が形成されているため、断熱パッケージ５８内の各部から熱輻射により発した電磁波が輻射反射層で反射されて、断熱パッケージ５８に輻射熱が伝わらない。そのため、断熱パッケージ５８外へ殆ど排熱されない。 (K) Since the radiation reflection layer is formed on the inner wall of the heat insulation package 58, electromagnetic waves emitted from each part in the heat insulation package 58 are reflected by the radiation reflection layer, and radiant heat is not transmitted to the heat insulation package 58. . Therefore, little heat is exhausted outside the heat insulation package 58.

（ｌ）断熱パッケージ５８内の内部空間５９が真空圧となっている場合、内部空間５９が非常に希薄であるから内部空間５９で対流が生じず、対流による熱損失を殆どもたらさない。一方、内部空間５９にフッ素を含むメタン又はエタンの多ハロゲン化誘導体ガス、炭酸ガスが充填されている場合、フッ素を含むメタン、エタンの多ハロゲン化誘導体ガス及び炭酸ガスは空気に比較しても熱伝導率が非常に低いから、断熱パッケージ５８内の各部から断熱パッケージ５８に殆ど熱伝導しないので、断熱パッケージ５８外へ殆ど排熱されない。そのため、小型改質装置５０の熱効率が良い。 (L) When the internal space 59 in the heat insulation package 58 is at a vacuum pressure, since the internal space 59 is very thin, convection does not occur in the internal space 59, and heat loss due to convection hardly occurs. On the other hand, when the internal space 59 is filled with fluorine-containing methane or ethane polyhalogenated derivative gas or carbon dioxide gas, the fluorine-containing methane, ethane polyhalogenated derivative gas or carbon dioxide gas may be compared with air. Since the heat conductivity is very low, almost no heat is conducted from each part in the heat insulation package 58 to the heat insulation package 58, so that little heat is exhausted outside the heat insulation package 58. Therefore, the thermal efficiency of the small reformer 50 is good.

（ｍ）燃焼用燃料蒸発器５１、燃焼器５２〜５４、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７がまとめて一つの断熱パッケージ５８に収容されているため、これらを別々の断熱パッケージに収容した場合と比較した場合に、小型改質装置５０の小型化を図ることができる。燃焼用燃料蒸発器５１、燃焼器５２〜５４、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７が積み重なっているため、これらがコンパクトにまとまり、断熱パッケージ５８を小さくすることができ、小型改質装置５０の小型化を図ることができる。 (M) Since the combustion fuel evaporator 51, the combustors 52 to 54, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57 are collectively accommodated in one heat insulating package 58, these The size of the small reformer 50 can be reduced when compared with the case where each is housed in a separate heat insulation package. Since the combustion fuel evaporator 51, the combustors 52 to 54, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57 are stacked, they can be compactly packed together to reduce the heat insulation package 58. Therefore, the size of the small reformer 50 can be reduced.

（ｎ）支持部材６３〜６８を熱伝導のために用いているとともに、燃焼用燃料蒸発器５１、燃焼器５２〜５４、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７それぞれの間の配管に用いているため、別途パイプを断熱パッケージ５８内に設けなくても済む。そのため、小型改質装置５０の部品点数を少なくすることができ、小型改質装置５０の小型化を図ることができる。 (N) The support members 63 to 68 are used for heat conduction, and the combustion fuel evaporator 51, the combustors 52 to 54, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57. Since it is used for piping between each, it is not necessary to provide a separate pipe in the heat insulation package 58. Therefore, the number of parts of the small reformer 50 can be reduced, and the small reformer 50 can be downsized.

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更をおこなってもよい。
例えば、燃焼用燃料蒸発器５１、燃焼器５２〜５４、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７それぞれに形成された内部空間が葛折りした流路状であったが、単に空洞状のチャンバーであっても良い。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the internal space formed in each of the combustion fuel evaporator 51, the combustors 52 to 54, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57 has a channel shape that is distorted. However, it may be simply a hollow chamber.

また、ヒータ７４のみの発熱で、改質器５６が２００℃〜３００℃、一酸化炭素除去器５７が１２０℃〜２００℃、発電用燃料蒸発器５５が１００℃〜１５０℃で温度定常状態となるのならば、燃焼器５２〜５４を設けなくても良い。この場合には、断熱パッケージ５８の内壁底面から順に、断熱支持部材６１，６２、発電用燃料蒸発器５５、支持部材６５，６６、一酸化炭素除去器５７、支持部材６７，６８、改質器５６の順に積み重ねて、改質器５６の上面にヒータ７４を設ければ良い。燃焼器５２〜５４を設けなくすることに伴い、燃焼用燃料９８が流れる流路及び第一燃料タンク８を設けなくても良い。   Further, only the heater 74 generates heat, the reformer 56 is 200 ° C. to 300 ° C., the carbon monoxide remover 57 is 120 ° C. to 200 ° C., and the power generation fuel evaporator 55 is 100 ° C. to 150 ° C. If it becomes, it is not necessary to provide the combustors 52-54. In this case, in order from the bottom of the inner wall of the heat insulation package 58, the heat insulation support members 61 and 62, the power generation fuel evaporator 55, the support members 65 and 66, the carbon monoxide remover 57, the support members 67 and 68, and the reformer. The heaters 74 may be provided on the upper surface of the reformer 56 by stacking in the order of 56. Along with the absence of the combustors 52 to 54, the flow path through which the combustion fuel 98 and the first fuel tank 8 do not have to be provided.

また、燃料貯蔵モジュール２には二つの燃料タンク８，９が設けられていたが、メタノールを貯留する第一燃料タンク８のみを燃料貯蔵モジュール２に設けるだけでも良い。この場合、発電システム１は、図１７に示すような構成となる。即ち、発電用燃料蒸発器５５に供給される発電用燃料は、排水容器１５に貯留された水と、第一燃料タンク８に貯留された燃焼用燃料９８（メタノール）の混合液である。この場合、この流路孔８２に対して第一吸入ニップル部３５の流路が通じており、第一吸入ニップル部３５から流路孔８２までの間にポンプが設けられ、このポンプによってメタノールが第一燃料タンク８から流路孔８２まで供給されるようになっている。更に、排水容器１５から流路孔８２まで通じた流路が設けられ、排水容器１５から流路孔８２までの間にポンプが設けられ、このポンプによって水が排水容器１５から流路孔８２まで供給されるようになっている。   Further, although the fuel storage module 2 is provided with the two fuel tanks 8 and 9, only the first fuel tank 8 that stores methanol may be provided in the fuel storage module 2. In this case, the power generation system 1 is configured as shown in FIG. That is, the power generation fuel supplied to the power generation fuel evaporator 55 is a mixed liquid of water stored in the drainage container 15 and combustion fuel 98 (methanol) stored in the first fuel tank 8. In this case, the flow path of the first suction nipple part 35 communicates with the flow path hole 82, and a pump is provided between the first suction nipple part 35 and the flow path hole 82. The fuel is supplied from the first fuel tank 8 to the flow path hole 82. Further, a flow path leading from the drainage container 15 to the flow path hole 82 is provided, and a pump is provided between the drainage container 15 and the flow path hole 82, and water is supplied from the drainage container 15 to the flow path hole 82 by this pump. It comes to be supplied.

また、上記実施形態では、第一燃料タンク８と第二燃料タンク９とを別々にしたが、第二燃料タンク９のみの構成として燃焼用燃料蒸発器５１及び発電用燃料蒸発器５５に燃料を供給するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the 1st fuel tank 8 and the 2nd fuel tank 9 were isolate | separated, as a structure of only the 2nd fuel tank 9, fuel is supplied to the fuel evaporator 51 for combustion, and the fuel evaporator 55 for electric power generation. You may make it supply.

また、上記実施形態では、燃焼用燃料蒸発器５１、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７にそれぞれ燃焼器５２〜５４のいずれかを設けたが、一番高温を要する箇所にのみ燃焼器を設けてもよい。この場合、例えば改質器５６にのみ燃焼器５２を設けて燃焼器５２の余熱で、一酸化炭素除去器５７及び発電用燃料蒸発器５５を加熱してもよい。このとき、発電用燃料蒸発器５５、改質器５６、一酸化炭素除去器５７にはそれぞれ各温度を微調整するためにヒータ７１〜７４を設けてもよく、ヒータ７１〜７４のいずれかのみでもよく、ヒータ７１〜７４のうちの二つ乃至３つでもよい。   Further, in the above embodiment, any one of the combustors 52 to 54 is provided in the combustion fuel evaporator 51, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57. A combustor may be provided only in a place that requires. In this case, for example, the combustor 52 may be provided only in the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57 and the power generation fuel evaporator 55 may be heated by the residual heat of the combustor 52. At this time, the power generation fuel evaporator 55, the reformer 56, and the carbon monoxide remover 57 may be provided with heaters 71 to 74 for finely adjusting the respective temperatures, and only one of the heaters 71 to 74 may be provided. Alternatively, two or three of the heaters 71 to 74 may be used.

また、上記実施形態では、ヒータ７１〜７４の大きさについて言及していないが、相対的に高い温度の反応器のヒータにおける反応器との接触面積を、相対的に低い温度を要する反応器のヒータにおける反応器との接触面積より大きくしてもよい。相対的に高い温度の反応器のヒータの体積を、相対的に低い温度を要する反応器のヒータの体積より大きくしてもよい。相対的に高い温度の反応器のヒータの厚さを、相対的に低い温度を要する反応器のヒータの厚さより厚くしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although it does not mention about the magnitude | size of the heaters 71-74, the contact area with the reactor in the heater of the reactor of a relatively high temperature is used for the reactor which requires a relatively low temperature. You may make it larger than the contact area with the reactor in a heater. The volume of the heater of the relatively high temperature reactor may be larger than the volume of the heater of the reactor that requires a relatively low temperature. The thickness of the relatively high temperature reactor heater may be greater than the thickness of the reactor heater that requires a relatively low temperature.

また、上記実施形態では、燃焼器５２〜５４の大きさについて言及していないが、相対的に高い温度の反応器の燃焼器における反応器との接触面積を、相対的に低い温度を要する反応器の燃焼器における反応器との接触面積より大きくしてもよい。相対的に高い温度の反応器の燃焼器の流路内の容積を、相対的に低い温度を要する反応器の燃焼器の流路内の容積より大きくしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the size of the combustors 52-54 is not mentioned, the contact area with the reactor in the combustor of the reactor of a relatively high temperature is a reaction requiring a relatively low temperature. It may be larger than the contact area with the reactor in the combustor. The volume in the combustor channel of the relatively high temperature reactor may be greater than the volume in the combustor channel of the reactor that requires a relatively low temperature.

燃料貯蔵モジュール及び発電モジュールを一部破断して示した斜視図である。It is the perspective view which partially cut and showed the fuel storage module and the electric power generation module. 発電システムの基本構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the basic composition of the electric power generation system. 小型改質装置を一部破断して示した側面図である。It is the side view which fractured | ruptured and showed the small reformer. 図３の破断線Ａ−Ａに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line AA in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｂ−Ｂに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line BB shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｃ−Ｃに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line CC shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｄ−Ｄに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line DD shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｅ−Ｅに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line EE shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｆ−Ｆに沿って破断して示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the broken line FF shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｇ−Ｇに沿って破断して示した断面図である。It is sectional drawing fractured | ruptured and shown along the fracture | rupture line GG shown by FIG. 図３に示された破断線Ｈ−Ｈに沿って破断して示した断面図である。It is sectional drawing fractured | ruptured and shown along the fracture | rupture line HH shown by FIG. 図３に示された破断線Ｉ−Ｉに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line II shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｊ−Ｊに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line JJ shown in FIG. 3. 図３に示された破断線Ｋ−Ｋに沿って破断して示した断面図である。It is sectional drawing fractured | ruptured and shown along the fracture | rupture line KK shown by FIG. 図３に示された破断線Ｌ−Ｌに沿って破断して示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the broken line LL shown in FIG. 3. 発電システムの制御構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the control structure of the electric power generation system. 変形例としての発電システムの基本構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the basic composition of the electric power generation system as a modification.

符号の説明Explanation of symbols

１ 発電システム
２ 燃料貯蔵モジュール
３ 発電モジュール
５０ 小型改質装置
５１ 燃焼用燃料蒸発器
５２，５３，５４ 燃焼器
５５ 発電用燃料蒸発器
５６ 改質器
５７ 一酸化炭素除去器
５８ 断熱パッケージ
６１，６２ 断熱支持部材
６３〜６８ 支持部材
７５〜８６ 流路孔
９１ 燃料電池
５１ｃ，５１ｄ，５２ｅ マイクロ流路
５２ｃ，５３ｃ，５４ｃ，５５ｃ，５６ｃ，５７ｃ マイクロ流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generation system 2 Fuel storage module 3 Power generation module 50 Small reformer 51 Combustion fuel evaporator 52, 53, 54 Combustor 55 Power generation fuel evaporator 56 Reformer 57 Carbon monoxide remover 58 Thermal insulation package 61, 62 Heat insulation support member 63 to 68 Support member 75 to 86 Channel hole 91 Fuel cell 51c, 51d, 52e Micro channel 52c, 53c, 54c, 55c, 56c, 57c Micro channel

Claims (8)

内部空間を有すると共に該内部空間で燃料を反応させる複数の反応器と、前記複数の反応器を内包した断熱パッケージと、を備え、
前記複数の反応器が順に積み重なっているとともに、前記複数の反応器が前記断熱パッケージの内壁から離れるように前記断熱パッケージの一方の面で、断熱材によって支持され、
前記複数の反応器には、燃料と水との混合液を蒸発させる第一蒸発器、該第一蒸発器で蒸発された燃料と水から水素ガスを生成する改質器、該改質器で改質された混合気に含まれる一酸化炭素を反応させて一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器、燃料を蒸発させる第二蒸発器、前記第二蒸発器で蒸発された燃料を燃焼させる三つの燃焼器、が含まれ、
前記断熱材から順に前記第二蒸発器、前記第一蒸発器、前記三つの燃焼器のうちの第一の燃焼器、前記一酸化炭素除去器、前記三つの燃焼器のうちの第二の燃焼器、前記改質器、前記三つの燃焼器のうちの第三の燃焼器の順に積み重なっていることを特徴とする改質装置。 A plurality of reactors having an internal space and for reacting fuel in the internal space, and a heat insulating package containing the plurality of reactors,
The plurality of reactors are sequentially stacked, and the plurality of reactors are supported by a heat insulating material on one surface of the heat insulating package so as to be separated from an inner wall of the heat insulating package,
The plurality of reactors include a first evaporator that evaporates a mixed liquid of fuel and water, a reformer that generates hydrogen gas from the fuel and water evaporated by the first evaporator, and the reformer. A carbon monoxide remover that reacts with carbon monoxide contained in the reformed air-fuel mixture to remove carbon monoxide, a second evaporator that evaporates the fuel, and the fuel evaporated in the second evaporator burns Three combustors, including,
The second evaporator, the first evaporator, the first combustor of the three combustors, the carbon monoxide remover, and the second combustion of the three combustors in order from the heat insulating material. A reformer , wherein the reformer is stacked in the order of a third combustor of the three combustors . 前記第二蒸発器と前記第一蒸発器との間に挟まれ、前記第二蒸発器と前記第一蒸発器との間を離して支持した第一の支持部材と、
前記第一の燃焼器と前記一酸化炭素除去器との間に挟まれ、前記第一の燃焼器と前記一酸化炭素除去器との間を離して支持した第二の支持部材と、
前記第二の燃焼器と前記改質器との間に挟まれ、前記第二の燃焼器と前記改質器との間を離して支持した第三の支持部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の改質装置。 A first support member sandwiched between the second evaporator and the first evaporator and supporting the second evaporator and the first evaporator apart from each other;
A second support member sandwiched between the first combustor and the carbon monoxide remover and supporting the first combustor and the carbon monoxide remover apart from each other;
A third support member sandwiched between the second combustor and the reformer and supported apart from the second combustor and the reformer. The reforming apparatus according to claim 1 . 前記断熱パッケージの内壁に輻射反射層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の改質装置。 Reforming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation reflection layer on an inner wall of the heat insulating package is formed. 前記輻射反射層は、Ａｕ、Ａｇ及びＡｌのうちの少なくとも一つで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の改質装置。 The reforming apparatus according to claim 3 , wherein the radiation reflection layer is formed of at least one of Au, Ag, and Al. 前記断熱パッケージ内の内部空間が真空に設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の改質装置。 The reforming apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein an internal space in the heat insulation package is provided in a vacuum. 前記断熱パッケージ内の内部空間にフッ素を含むメタン又はエタンの多ハロゲン化誘導体ガス又は炭酸ガスが充填されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の改質装置。 The reformer according to any one of claims 1 to 4 , wherein an internal space in the heat insulation package is filled with a fluorine-containing methane or ethane polyhalogenated derivative gas or carbon dioxide gas. 前記改質器及び前記蒸発器のうちの少なくとも何れか一つの内部空間は葛折りした流路状に設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の改質装置。 Modification according to any one of claims 1 6, characterized in that said at least one of the internal space of the reformer and the evaporator is provided in the meandering flow paths shaped apparatus. 内部空間を有すると共に該内部空間で燃料を反応させる複数の反応器と、前記複数の反応器を内包した断熱パッケージと、を備え、前記複数の反応器が順に積み重なっているとともに、前記複数の反応器が前記断熱パッケージの内壁から離れるように前記断熱パッケージの一方の面で、断熱材によって支持され、前記複数の反応器には、燃料と水との混合液を蒸発させる第一蒸発器、該第一蒸発器で蒸発された燃料と水から水素ガスを生成する改質器、該改質器で改質された混合気に含まれる一酸化炭素を反応させて一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器、燃料を蒸発させる第二蒸発器、前記第二蒸発器で蒸発された燃料を燃焼させる三つの燃焼器、が含まれ、前記断熱材から順に前記第二蒸発器、前記第一蒸発器、前記三つの燃焼器のうちの第一の燃焼器、前記一酸化炭素除去器、前記三つの燃焼器のうちの第二の燃焼器、前記改質器、前記三つの燃焼器のうちの第三の燃焼器の順に積み重なっている改質装置と、
前記改質装置から供給される水素によって発電する燃料電池と、
を備えることを特徴とする発電システム。 A plurality of reactors having an internal space and for reacting fuel in the internal space; and a heat insulating package containing the plurality of reactors, wherein the plurality of reactors are sequentially stacked, and the plurality of reactions A first evaporator for evaporating a mixed liquid of fuel and water, the reactor being supported by a heat insulating material on one surface of the heat insulating package so that the container is separated from an inner wall of the heat insulating package; A reformer that generates hydrogen gas from the fuel evaporated in the first evaporator and water, and a monoxide that reacts with carbon monoxide contained in the air-fuel mixture reformed by the reformer to remove carbon monoxide. A carbon remover, a second evaporator for evaporating the fuel, and three combustors for burning the fuel evaporated in the second evaporator, the second evaporator, and the first evaporation in order from the heat insulating material. vessel, the three combustors First combustor, the carbon monoxide remover, a second combustor of the three combustors, the reformer, stacked in the order of a third combustor of the three combustors A reformer,
A fuel cell that generates electricity using hydrogen supplied from the reformer;
A power generation system comprising:
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