JP2006107906A - Hydrogen gas generating device - Google Patents

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Taiichi Sugita
泰一 杉田
Masakazu Sugimoto
正和 杉本
Masaya Yano
雅也 矢野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen gas generating device effectively promoting a chemical reaction for generating hydrogen gas. <P>SOLUTION: The hydrogen gas generating device 1 for generating hydrogen to be supplied to a fuel cell comprises a hydrogen generation part B generating hydrogen by a chemical reaction, a film heater 14 for promoting the chemical reaction, adjacently arranged to the hydrogen generation part B, and a case A for enclosing the hydrogen generation part B and the film heater 14 therein through a vacuum heat insulation layer C. The hydrogen generation part C is composed of an iron storing part storing pure iron, a moisture supply tube 4 supplying vapor to the iron storing part, and a hydrogen gas supply tube 3 supplying the hydrogen generated by the reaction of pure iron with vapor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池に供給する水素ガスを発生させるための水素ガス発生装置に関するものである。   The present invention relates to a hydrogen gas generator for generating hydrogen gas to be supplied to a fuel cell.

燃料電池は、他の発電システムに比べると発電効率が高く、大気を汚染する物質を生成しないという点で注目されているエネルギー源である。燃料電池で発電を行わせるために、カソードへ空気（酸素）を供給し、アノードへ水素を供給する。水素はアノードでの触媒反応によって水素イオン及び電子となり、水素イオンは電解質内を移動し、カソードの触媒反応により酸素と反応して水となる。一方、電子は外部回路を伝わってカソードに移動する。この電子の移動により電気エネルギーが発生することになる。   A fuel cell is an energy source that is attracting attention because it has higher power generation efficiency than other power generation systems and does not generate substances that pollute the atmosphere. In order to generate power in the fuel cell, air (oxygen) is supplied to the cathode and hydrogen is supplied to the anode. Hydrogen becomes hydrogen ions and electrons by the catalytic reaction at the anode, and the hydrogen ions move through the electrolyte and react with oxygen by the catalytic reaction at the cathode to become water. On the other hand, the electrons travel through the external circuit and move to the cathode. Electric energy is generated by the movement of the electrons.

以上のように、燃料電池には燃料としての水素を供給する必要がある。そこで水素を発生するための装置が種々知られており、例えば、下記特許文献１，２に開示されている。これらはいずれも炭化水素を分解することで水素を発生させるものである。特許文献１，２における水素発生装置は、円筒形の熱供給器と同じく円筒形の反応器により構成されている。   As described above, it is necessary to supply hydrogen as a fuel to the fuel cell. Accordingly, various apparatuses for generating hydrogen are known and disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2 below. These all generate hydrogen by decomposing hydrocarbons. The hydrogen generators in Patent Documents 1 and 2 are constituted by a cylindrical reactor as well as a cylindrical heat supply device.

また、下記特許文献３に開示されている水素ガス発生装置は、水を収容するためのタンクと、水との化学反応により水素を生成する金属を収容する反応容器と、この反応容器に近接配置される加熱手段と、タンクに収容された水を反応容器に導入するための導入管と、反応容器で生成した水素及び未反応の水をタンク内に導入する戻り管と、タンク内の水素及び水を排出する排出管とを備えている。   In addition, a hydrogen gas generator disclosed in Patent Document 3 below includes a tank for containing water, a reaction vessel containing a metal that generates hydrogen by a chemical reaction with water, and a proximity to the reaction vessel. Heating means, an introduction pipe for introducing water contained in the tank into the reaction container, a return pipe for introducing hydrogen generated in the reaction container and unreacted water into the tank, hydrogen in the tank and And a discharge pipe for discharging water.

これらの従来技術に係る水素ガス発生装置の場合、次のような課題を有する。すなわち、 反応容器における反応を効率良く行わせるためには、反応に適した温度に加熱する必要があるが、そのために従来技術においても加熱手段が設けられている。特許文献３においては、この加熱手段として、抵抗加熱によるヒータや、正特性サーミスタ、化学反応の酸化熱を利用する加熱器、触媒燃焼による加熱器、誘導加熱による加熱器を用いることが開示されている。   In the case of these conventional hydrogen gas generators, there are the following problems. That is, in order to efficiently perform the reaction in the reaction vessel, it is necessary to heat to a temperature suitable for the reaction. For this purpose, a heating means is also provided in the prior art. In Patent Document 3, it is disclosed that a heater by resistance heating, a positive temperature coefficient thermistor, a heater using oxidation heat of chemical reaction, a heater by catalytic combustion, or a heater by induction heating is used as this heating means. Yes.

しかしながら、加熱手段による加熱を行う場合に、その熱が外部に容易に逃げていく構造では加熱効率が低下し、無駄なエネルギーを消費することになる。例えば、鉄と水を反応させて水素ガスを発生する場合の適切な温度は１００℃〜３００℃であるが、効率良く反応を行わせるためには、できるだけ３００℃に近い方が望ましい。そのためにも、熱が逃げないような構造が必要とされる。
特開２００４−６３１２７号公報 特開２００４−５９３４０号公報 特開２００４−１４９３９４号公報 However, when heating by the heating means is performed, the structure in which the heat easily escapes to the outside reduces the heating efficiency and consumes wasted energy. For example, the appropriate temperature when hydrogen gas is generated by reacting iron and water is 100 ° C. to 300 ° C., but it is desirable that the temperature be as close to 300 ° C. as possible in order to perform the reaction efficiently. Therefore, a structure that does not allow heat to escape is required.
JP 2004-63127 A JP 2004-59340 A JP 2004-149394 A

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、水素ガスを発生するための化学反応を効率良く行わせることができる水素ガス発生装置を提供することである。   This invention is made | formed in view of the said situation, The subject is providing the hydrogen gas generator which can perform the chemical reaction for generating hydrogen gas efficiently.

上記課題を解決するため本発明に係る水素ガス発生装置は、
燃料電池に供給する水素ガスを発生させるための水素ガス発生装置であって、
化学反応により水素ガスを発生する水素発生部と、
この水素発生部に隣接配置され、前記化学反応を促進させるための発熱部と、
水素発生部と発熱部とを断熱層を介して内部に配置するための筐体部とを備えたことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a hydrogen gas generator according to the present invention provides:
A hydrogen gas generator for generating hydrogen gas to be supplied to a fuel cell,
A hydrogen generator that generates hydrogen gas by a chemical reaction;
A heat generating part disposed adjacent to the hydrogen generating part for promoting the chemical reaction;
It is characterized by comprising a housing part for arranging the hydrogen generating part and the heat generating part inside through a heat insulating layer.

この構成による水素ガス発生装置の作用・効果を説明する。化学反応により水素ガスを発生させる水素発生部と、これに隣接配置される発熱部とを備えている。発熱部を設けることで、水素発生部における水素ガス発生を促進することができる。これら水素発生部と発熱部は、筐体部の内部に封入されるが、その際に断熱層を介して封入される。従って、発熱部により熱が筐体部を介して外部に逃げ難い構造となる。その結果、水素ガスを発生するための化学反応を効率良く行わせることができる水素ガス発生装置を提供することができる。   The operation and effect of the hydrogen gas generator having this configuration will be described. A hydrogen generation part that generates hydrogen gas by a chemical reaction and a heat generation part arranged adjacent to the hydrogen generation part are provided. By providing the heat generating part, hydrogen gas generation in the hydrogen generating part can be promoted. The hydrogen generating part and the heat generating part are enclosed inside the housing part, and at that time, they are enclosed via a heat insulating layer. Accordingly, the heat generating portion makes it difficult for heat to escape to the outside through the housing portion. As a result, it is possible to provide a hydrogen gas generator that can efficiently perform a chemical reaction for generating hydrogen gas.

本発明に係る断熱層は、真空断熱層であることが好ましい。筐体部の内部を真空引きすることにより、筐体部の内部に断熱層を形成することができる。これにより、発熱部による発熱が外部に伝わりにくくすることができる。   The heat insulation layer according to the present invention is preferably a vacuum heat insulation layer. By evacuating the inside of the housing part, a heat insulating layer can be formed inside the housing part. Thereby, the heat generated by the heat generating portion can be made difficult to be transmitted to the outside.

本発明において、前記水素発生部に設けられた鉄を収容する鉄収容部と、
この鉄収容部に水を供給する水供給管と、
鉄と水との反応により発生した水素ガスを送り出す水素ガス供給管とを備えていることが好ましい。 In the present invention, an iron accommodating portion that accommodates iron provided in the hydrogen generating portion,
A water supply pipe for supplying water to the iron housing;
It is preferable to include a hydrogen gas supply pipe for sending out hydrogen gas generated by the reaction between iron and water.

鉄と水を反応させることで、水素ガスを発生し、この水素ガスを水素ガス供給管を介して燃料電池に供給することができる。かかる化学反応では、二酸化炭素のような環境に対して悪影響を及ぼすガスを生成しないという利点がある。供給する水は水蒸気として供給してもよい。   By reacting iron and water, hydrogen gas is generated, and this hydrogen gas can be supplied to the fuel cell via the hydrogen gas supply pipe. Such chemical reactions have the advantage of not producing gases that adversely affect the environment, such as carbon dioxide. The supplied water may be supplied as water vapor.

本発明において、前記鉄収容部に収容される鉄は、純鉄の粉末もしくは純鉄のタブレットであることが好ましい。純鉄を用いることで、純水素ガスを発生し環境に対しても悪影響を与えない。また純鉄の粉末やタブレットとすることで、鉄収容部に収容するときやメンテナンス時における取り扱いが容易になる。   In this invention, it is preferable that the iron accommodated in the said iron accommodating part is a pure iron powder or a pure iron tablet. By using pure iron, pure hydrogen gas is generated and does not adversely affect the environment. In addition, the use of pure iron powder or tablets facilitates handling when housed in the iron housing or during maintenance.

本発明において、前記水供給管と水素ガス供給管は、樹脂製であることが好ましい。これにより、供給管を介して熱が外部に伝わることを抑制することができる。   In the present invention, the water supply pipe and the hydrogen gas supply pipe are preferably made of resin. Thereby, it can suppress that heat is transmitted outside via a supply pipe | tube.

本発明に係る前記水素発生部は、筐体部の内壁部に設けられたピポット状部材により支持されることが好ましい。   The hydrogen generation part according to the present invention is preferably supported by a pipette member provided on the inner wall part of the casing part.

水素発生部と筐体部との連結部は、発生した熱を逃がす原因となるので、できるだけ熱が伝わり難いような連結部を採用することが好ましい。そこで、水素発生部をピポット状部材により筐体部の内壁部に支持することで、熱が筐体部へと逃げることを抑制することができる。   Since the connecting part between the hydrogen generating part and the housing part causes the generated heat to escape, it is preferable to employ a connecting part that is as difficult to transmit heat as possible. Therefore, by supporting the hydrogen generating part on the inner wall part of the casing part by the pipet-like member, it is possible to suppress heat from escaping to the casing part.

本発明に係る前記発熱部は、フィルムヒーターであることが好ましい。フィルムヒーターとすることで、発熱部を薄型化することができ、水素ガス発生装置の全体の小型化に寄与することができる。   The heat generating portion according to the present invention is preferably a film heater. By setting it as a film heater, a heat generating part can be reduced in thickness and it can contribute to size reduction of the whole hydrogen gas generator.

本発明において、前記筐体部は、水素発生部を収容する収容凹部が形成された本体容器と、収容凹部に蓋をする容器蓋とを備え、水素発生部と容器蓋を一体化して収容凹部に対して着脱自在に構成したことが好ましい。   In the present invention, the housing unit includes a main body container in which a housing recess for housing the hydrogen generation unit is formed, and a container lid that covers the housing recess, and the housing unit is formed by integrating the hydrogen generation unit and the container lid. It is preferable that it is configured to be detachable with respect to.

水素発生部と容器蓋を一体化することで、水素発生部内の材料（例えば、純鉄の粉末やタブレット）を消費した場合に、メンテナンスを行い易くすることができる。水素発生部と容器蓋とを筐体部の収容凹部に収容することで、断熱層を介在した状態で水素発生部を筐体部内に封入することができる。   By integrating the hydrogen generation unit and the container lid, maintenance can be facilitated when the material (for example, pure iron powder or tablet) in the hydrogen generation unit is consumed. By housing the hydrogen generation part and the container lid in the housing recess of the casing part, the hydrogen generation part can be enclosed in the casing part with the heat insulating layer interposed.

＜燃料電池システムの構成＞
本発明に係る水素ガス発生装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る水素ガス発生装置を用いた燃料電池システムの構成を示す図である。 <Configuration of fuel cell system>
A preferred embodiment of a hydrogen gas generator according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell system using a hydrogen gas generator according to the present invention.

水素ガス発生装置１の構成は後で詳しく説明するが、燃料電池セルＳへ供給する燃料としての水素ガスを発生する機能を有する。燃料電池セルＳとしては、例えば、固体高分子電解質形燃料電池が使用されるが、これに限定されるものではない。水素ガス発生装置１により発生した水素ガスは、水素ガス供給管３により燃料電池セルＳへ供給される。また、水蒸気発生装置２が設けられており、水供給管４により水素ガス発生装置１へ水蒸気が供給される。水蒸気発生装置２には、水を収容する水収容部とヒーターが設けられており、水を加熱することで水蒸気を発生させ水素ガス発生装置１へ供給する。また、水素ガス発生装置１の内部には、フィルムヒーター１４が設けられ、それに通電するための加熱回路５とリード線６も設けられる。   The configuration of the hydrogen gas generator 1 will be described in detail later, but has a function of generating hydrogen gas as fuel to be supplied to the fuel cell S. As the fuel cell S, for example, a solid polymer electrolyte fuel cell is used, but is not limited thereto. The hydrogen gas generated by the hydrogen gas generator 1 is supplied to the fuel cell S through the hydrogen gas supply pipe 3. In addition, a water vapor generator 2 is provided, and water vapor is supplied to the hydrogen gas generator 1 through a water supply pipe 4. The water vapor generating device 2 is provided with a water containing portion for containing water and a heater. Water is heated to generate water vapor and supply it to the hydrogen gas generating device 1. In addition, a film heater 14 is provided inside the hydrogen gas generator 1, and a heating circuit 5 and a lead wire 6 are provided for energizing the film heater 14.

＜水素ガス発生装置の構成（第１実施形態）＞
次に、図２により水素ガス発生装置１の構成を説明する。筐体部Ａとして、外部セル容器１０と容器蓋１１を備えている。外部セル容器１０は、平板状の直方体の容器形状を有している。外部セル容器１０は、例えば、ＳＵＳのような強度を有する金属材料により形成することができる。外部セル容器１０を平板状とすることで、薄型化を図ることができる。筐体部Ａの大きさとしては、例えば、１３０×１３０×２０ｍｍとすることができ、厚みｔ＝１ｍｍのプレートを機械加工することで容器の形状とすることができる。 <Configuration of Hydrogen Gas Generator (First Embodiment)>
Next, the configuration of the hydrogen gas generator 1 will be described with reference to FIG. As the casing part A, an external cell container 10 and a container lid 11 are provided. The outer cell container 10 has a flat rectangular parallelepiped container shape. The outer cell container 10 can be formed of a metal material having strength such as SUS, for example. By making the outer cell container 10 into a flat plate shape, the thickness can be reduced. As a magnitude | size of the housing | casing part A, it can be set as 130 * 130 * 20 mm, for example, It can be set as the shape of a container by machining the plate of thickness t = 1mm.

筐体部Ａの内部には、水素発生部Ｂが設けられ、内部セル容器１２と容器蓋１３とを備えている。水素発生部Ｂも筐体部Ａと同様に平板状に構成することができ、これにより、薄型化を実現できる。内部セル容器１２には、純鉄を収容する収容部１２ａが設けられ、容器蓋１３により封止される。純鉄は、ナノ粒子の純鉄粉末や純鉄のタブレットの形で収容される。どのような形態で収容するかについては、特定の形態に限定されるものではない。粉末とすれば、表面積が広がり水蒸気との反応も促進される。また、タブレットの形にすれば取り扱いが容易になり好ましい。タブレットは、純鉄の粉末を金型で圧縮成形することで製造可能である。収容部１２ａに収容すべきタブレットの大きさは、適宜の大きさに設定することができる。水素発生部Ｂの大きさは、例えば、１００×１００×１０ｍｍとすることができ、厚みｔ＝１ｍｍのプレートを機械加工することで容器の形状とすることができる。   A hydrogen generation unit B is provided inside the housing unit A, and includes an internal cell container 12 and a container lid 13. The hydrogen generation part B can also be configured in a flat plate shape like the case part A, and this makes it possible to reduce the thickness. The internal cell container 12 is provided with a storage portion 12 a that stores pure iron and is sealed with a container lid 13. Pure iron is housed in the form of nanoparticulate pure iron powder or pure iron tablets. About what form to accommodate, it is not limited to a specific form. If it is a powder, the surface area increases and the reaction with water vapor is promoted. In addition, it is preferable to use a tablet to facilitate handling. The tablet can be manufactured by compressing pure iron powder with a mold. The size of the tablet to be accommodated in the accommodating portion 12a can be set to an appropriate size. The magnitude | size of the hydrogen generation part B can be made into 100x100x10 mm, for example, and can be made into the shape of a container by machining the plate of thickness t = 1mm.

内部セル容器１２には、もう１つの収容部１２ｂが設けられ、フィルムヒーター１４（発熱部に相当する）が収容される。フィルムヒーター１４は、内部セル容器１２の壁面を介して純鉄が収容される収容部１２ａと隣接配置され、水素ガスが発生する化学反応を促進させる機能を有する。フィルムヒーター１４を設けることで、薄型化を維持しながら発熱部を構成することができる。内部セル容器１２と容器蓋１３は、アルミニウムのような金属材料で形成することができる。   The inner cell container 12 is provided with another accommodating portion 12b and accommodates a film heater 14 (corresponding to a heat generating portion). The film heater 14 is disposed adjacent to the accommodating portion 12a in which pure iron is accommodated via the wall surface of the internal cell container 12, and has a function of promoting a chemical reaction in which hydrogen gas is generated. By providing the film heater 14, it is possible to configure the heat generating portion while maintaining a thin shape. The inner cell container 12 and the container lid 13 can be formed of a metal material such as aluminum.

水素発生部Ｂにおいて、水素を発生するときの化学反応は、次の式に示すとおりである。
［化１］
４Ｈ2Ｏ＋３Ｆｅ → Ｆｅ3Ｏ4＋４Ｈ2
すなわち、 純鉄に水（水蒸気）を供給すると、これらが反応し、酸化鉄と水素ガスを生成する。この化学反応では、二酸化炭素や一酸化炭素のような環境に対して悪影響を与えるガスを発生しない。すなわち、 クリーンなエネルギーであるということができる。水素ガスのみ（純水素）が、燃料電池セルＳに対して供給されることになる。 In the hydrogen generation part B, the chemical reaction when generating hydrogen is as shown in the following formula.
[Chemical 1]
4H 2 O + 3Fe → Fe 3 O 4 + 4H 2
That is, when water (steam) is supplied to pure iron, they react to produce iron oxide and hydrogen gas. This chemical reaction does not generate gases that adversely affect the environment, such as carbon dioxide and carbon monoxide. In other words, it can be said that it is clean energy. Only hydrogen gas (pure hydrogen) is supplied to the fuel cell S.

水素発生部Ｂにおける化学反応は、１００℃〜４００℃程度で行われる。既述したように、水素発生部Ｂを上記温度範囲となるようにするためのフィルムヒーター１４が設けられる。ここで、フィルムヒーター１４による熱がセル容器１０，１２を介して外部に逃げることを抑制することが好ましい。上記化学反応を効率良く行わせるためには、前述の温度範囲に設定する必要があり、できるだけ高い温度に設定することが特に好ましい。そこで、外部への熱の伝達を抑制するため真空断熱層Ｃを筐体部Ａと水素発生部Ｂの間に形成している。   The chemical reaction in the hydrogen generating part B is performed at about 100 ° C to 400 ° C. As described above, the film heater 14 is provided for bringing the hydrogen generating part B into the above temperature range. Here, it is preferable to suppress the heat from the film heater 14 from escaping to the outside through the cell containers 10 and 12. In order to perform the chemical reaction efficiently, it is necessary to set the temperature range as described above, and it is particularly preferable to set the temperature as high as possible. Therefore, a vacuum heat insulating layer C is formed between the housing part A and the hydrogen generating part B in order to suppress heat transfer to the outside.

従って、その真空断熱層Ｃに水素発生部Ｂを支持させることになるが、支持部を介して熱が逃げていくことを抑制するために、ピポット状部材１５，１６により支持している。すなわち、外部セル容器１０の内壁面に三角突起形状のピポット状部材１５を設け、容器蓋１１の内壁面にも同じように三角突起形状のピポット状部材１５を設ける。これにより、ピポット状部材１５と水素発生部Ｂの接触面積を小さくすることができるので、熱伝達を抑制することができる。ピポット状部材１５は、内壁面に溶接・圧入などの適宜の方法で取り付けることができる。あるいは、外部セル容器１０に打ち出し加工を行ってピポット状部材１５を一体形成するようにしてもよい。   Therefore, although the hydrogen generating part B is supported by the vacuum heat insulating layer C, it is supported by the pipe-like members 15 and 16 in order to suppress the escape of heat through the supporting part. That is, the triangular protrusion shaped pipette member 15 is provided on the inner wall surface of the outer cell container 10, and the triangular protrusion shaped pipette member 15 is similarly provided on the inner wall surface of the container lid 11. Thereby, since the contact area of the pipette-like member 15 and the hydrogen generation part B can be made small, heat transfer can be suppressed. The pipette member 15 can be attached to the inner wall surface by an appropriate method such as welding or press fitting. Alternatively, the pipette member 15 may be integrally formed by punching the outer cell container 10.

内部を真空にするために、筐体部Ａの内部に水素発生部Ｂを挿入し容器蓋１１により封入する。外部セル容器１０と容器蓋１１とは適宜の方法、例えば、溶接などの手法で封止する。真空装置あるいは真空ポンプを用いて、筐体部Ａの温度を２００℃に設定し、真空度は１Ｐａ〜１×１０4Ｐａが好ましい。１Ｐａ〜１０Ｐａが特に好ましい。外部セル容器１０は、ＳＵＳで形成することで、内部を真空にした場合でも強度を確保することができる。真空引きする時の加熱は、フィルムヒーター１４を用いて行うことができる。 In order to make the inside vacuum, the hydrogen generation part B is inserted into the housing part A and sealed with the container lid 11. The outer cell container 10 and the container lid 11 are sealed by an appropriate method, for example, a technique such as welding. Using a vacuum device or a vacuum pump, the temperature of the housing part A is set to 200 ° C., and the degree of vacuum is preferably 1 Pa to 1 × 10 4 Pa. 1 Pa to 10 Pa is particularly preferable. By forming the outer cell container 10 from SUS, the strength can be ensured even when the inside is evacuated. Heating when evacuating can be performed using a film heater 14.

外部セル容器１０には孔１０ａ，１０ｂが形成されると共に、内部セル容器１２の容器蓋１３にも同じように孔１３ａ，１３ｂが形成される。水素ガス供給管３と水供給管４は、これらの孔を介して水素発生部Ｂに導入される。これら供給管３，４は、共に樹脂製のチューブが用いられる。樹脂製とすることで、供給管３，４を介して熱が外部に逃げることを抑制することができる。これら供給管３，４と、外部セル容器１０の孔１０ａ，１０ｂとの間は、適宜の方法（例えば、接着剤を塗布）で封止することで、内部の真空を維持する。   Holes 10 a and 10 b are formed in the outer cell container 10, and holes 13 a and 13 b are similarly formed in the container lid 13 of the inner cell container 12. The hydrogen gas supply pipe 3 and the water supply pipe 4 are introduced into the hydrogen generating part B through these holes. These supply pipes 3 and 4 are both made of resin. By using resin, heat can be prevented from escaping to the outside through the supply pipes 3 and 4. An internal vacuum is maintained between these supply pipes 3 and 4 and the holes 10a and 10b of the outer cell container 10 by sealing with an appropriate method (for example, applying an adhesive).

フィルムヒーター１４と加熱回路５を接続するためのリード線６（図１参照）は、外部セル容器１０に孔を形成することで通すことができるが、内部の真空を維持するために、その孔の部分は接着剤塗布等の適宜の方法により封止される。   The lead wire 6 (see FIG. 1) for connecting the film heater 14 and the heating circuit 5 can be passed by forming a hole in the outer cell container 10, but in order to maintain the internal vacuum, the hole 6 This part is sealed by an appropriate method such as application of an adhesive.

＜水素ガス発生装置の構成（第２実施形態）＞
次に第２実施形態に係る水素ガス発生装置１の構成を図３により説明する。筐体部Ａは、外部セル容器２０と容器蓋２１により構成されるが、水素発生部Ｂが容器蓋２１と一体化している点（カートリッジタイプ）が特徴である。水素発生部Ｂは、内部セル容器２２と容器蓋２３により構成され、その内部に純鉄が収容される点は第１実施形態と同じである。容器蓋２１と容器蓋２３とは、供給管３，４により一体化されており、水素発生部Ｂを外部に脱出させることができる。 <Configuration of Hydrogen Gas Generator (Second Embodiment)>
Next, the configuration of the hydrogen gas generator 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The housing part A is composed of the outer cell container 20 and the container lid 21, but is characterized in that the hydrogen generation part B is integrated with the container lid 21 (cartridge type). The hydrogen generating part B is composed of an internal cell container 22 and a container lid 23, and is the same as the first embodiment in that pure iron is accommodated therein. The container lid 21 and the container lid 23 are integrated by the supply pipes 3 and 4 so that the hydrogen generating part B can escape to the outside.

外部セル容器２０は、全体形状は平板状の直方体であるが、その内部に水素発生部Ｂを収容するための収容部２２ａが形成される。外部セル容器２０は、その内部空間２２ｂにフィルムヒーター１４が配置されており、収容部２２ａに収容される水素発生部Ｂと隣接配置される位置関係にある。これにより、効率良く水素発生部Ｂを加熱させることができる。また、内部空間２２ｂは真空断熱層Ｃとして機能し、容易に熱が逃げないようにしている。また、容器蓋２１の内部２１ａも真空断熱層Ｃとして機能する。従って、真空引きは、外部セル容器２０と容器蓋２１の内部の両方に対して行われる。このように、第２実施形態では真空断熱２重構造を採用している。   The outer cell container 20 has a flat rectangular parallelepiped shape, and an accommodating portion 22a for accommodating the hydrogen generating portion B is formed therein. The outer cell container 20 has the film heater 14 disposed in the inner space 22b, and is in a positional relationship adjacent to the hydrogen generation unit B accommodated in the accommodation unit 22a. Thereby, the hydrogen generation part B can be heated efficiently. The internal space 22b functions as a vacuum heat insulating layer C so that heat does not escape easily. Further, the inside 21 a of the container lid 21 also functions as the vacuum heat insulating layer C. Therefore, evacuation is performed on both the outer cell container 20 and the inside of the container lid 21. Thus, the vacuum insulation double structure is adopted in the second embodiment.

以上のように、水素発生部Ｂを挿脱可能なカートリッジタイプにしているので、水素発生部Ｂ内の純鉄をすべて消費した場合には、これを取り出して新しい純鉄を詰め替えるなどのメンテナンスを行い易くなる。   As described above, since the hydrogen generation part B is a cartridge type that can be inserted and removed, when all the pure iron in the hydrogen generation part B is consumed, maintenance such as taking out this and replacing it with new pure iron is performed. It becomes easy to do.

＜別実施形態＞
水素ガス発生装置の外形形状は、本実施形態のような平板状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。 <Another embodiment>
The outer shape of the hydrogen gas generator is not limited to a flat plate shape as in the present embodiment, but may be another shape.

水素ガス発生装置を用いた燃料電池システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the fuel cell system using a hydrogen gas generator 水素ガス発生装置の構成を示す図（第１実施形態）The figure which shows the structure of a hydrogen gas generator (1st Embodiment). 水素ガス発生装置の構成を示す図（第２実施形態）The figure which shows the structure of a hydrogen gas generator (2nd Embodiment).

符号の説明Explanation of symbols

１ 水素ガス発生装置
２ 水蒸気発生装置
３ 水素ガス供給管
４ 水供給管
１０，２０ 外部セル容器
１１，２１ 容器蓋
１２，２２ 内部セル容器
１３，２３ 容器蓋
１４ フィルムヒーター
１５ ピポット状部材
Ａ 筐体部
Ｂ 水素発生部
Ｃ 真空断熱層
Ｓ 燃料電池セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydrogen gas generator 2 Steam generator 3 Hydrogen gas supply pipe 4 Water supply pipes 10 and 20 External cell containers 11 and 21 Container lids 12 and 22 Inner cell containers 13 and 23 Container lid 14 Film heater 15 Pipette-shaped member A Case Part B Hydrogen generation part C Vacuum insulation layer S Fuel cell

Claims (8)

燃料電池に供給する水素ガスを発生させるための水素ガス発生装置であって、
化学反応により水素ガスを発生する水素発生部と、
この水素発生部に隣接配置され、前記化学反応を促進させるための発熱部と、
水素発生部と発熱部とを断熱層を介して内部に配置するための筐体部とを備えたことを特徴とする水素ガス発生装置。 A hydrogen gas generator for generating hydrogen gas to be supplied to a fuel cell,
A hydrogen generator that generates hydrogen gas by a chemical reaction;
A heat generating part disposed adjacent to the hydrogen generating part for promoting the chemical reaction;
A hydrogen gas generator, comprising: a housing for disposing the hydrogen generator and the heat generator inside through a heat insulating layer. 前記断熱層は、真空断熱層であることを特徴とする請求項１に記載の水素ガス発生装置。   The hydrogen gas generator according to claim 1, wherein the heat insulating layer is a vacuum heat insulating layer. 前記水素発生部に設けられた鉄を収容する鉄収容部と、
この鉄収容部に水を供給する水供給管と、
鉄と水との反応により発生した水素ガスを送り出す水素ガス供給管とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水素ガス発生装置。 An iron containing part for containing iron provided in the hydrogen generating part;
A water supply pipe for supplying water to the iron housing;
The hydrogen gas generator according to claim 1 or 2, further comprising a hydrogen gas supply pipe for sending out hydrogen gas generated by a reaction between iron and water. 前記鉄収容部に収容される鉄は、純鉄の粉末もしくは純鉄のタブレットであることを特徴とする請求項３に記載の水素ガス発生装置。   The hydrogen gas generator according to claim 3, wherein the iron housed in the iron housing section is a pure iron powder or a pure iron tablet. 前記水供給管と水素ガス供給管は、樹脂製であることを特徴とする請求項３又は４に記載の水素ガス発生装置。   The hydrogen gas generator according to claim 3 or 4, wherein the water supply pipe and the hydrogen gas supply pipe are made of resin. 前記水素発生部は、筐体部の内壁部に設けられたピポット状部材により支持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水素ガス発生装置。   The hydrogen gas generation apparatus according to claim 1, wherein the hydrogen generation unit is supported by a pipette-like member provided on an inner wall portion of the housing unit. 前記発熱部は、フィルムヒーターであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水素ガス発生装置。   The hydrogen gas generator according to claim 1, wherein the heat generating part is a film heater. 前記筐体部は、水素発生部を収容する収容凹部が形成された本体容器と、収容凹部に蓋をする容器蓋とを備え、水素発生部と容器蓋を一体化して収容凹部に対して着脱自在に構成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の水素ガス発生装置。   The housing portion includes a main body container in which a housing recess for housing the hydrogen generation unit is formed and a container lid for covering the housing recess, and the hydrogen generation unit and the container lid are integrated with each other to be attached to and detached from the housing recess. The hydrogen gas generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the hydrogen gas generator is configured freely.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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