(57)【要約】【課題】  種々の燃料から効率よく水素を生成でき、二酸化炭素の発生も少なくできる燃料処理装置を得る。また、燃料電池車としては、自動車の駆動源として燃料電池とバッテリーとを選択して使用できるから、ハイブリッド機能を有する燃料電池車であり、公害発生を必要最小限にとどめつつ、スムーズな運転を確保でき使い勝手のよいものにできる。【解決手段】  ガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの燃料を高温状態にして水素を生成する水素生成手段である改質装置６を設けた燃料処理装置で生成される水素を貯蔵する燃料電池１０と、バッテリー４とを駆動源として搭載し、切り替え手段を前記燃料電池１０とバッテリー４とに接続した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの燃料を高温状態にして水素を生成する水素生成手段を設けたことを特徴とする燃料処理装置。
【請求項２】
前記水素生成手段は、前記燃料と水蒸気とを混合させバッテリーからの電力で作動する加熱手段からの熱により反応させる蒸気発生手段と、二酸化炭素除去手段を有する改質手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の燃料処理装置。
【請求項３】
前記加熱手段には、該加熱手段を一定時間作動させるオン信号を出力する操作スイッチが接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料処理装置。
【請求項４】
ガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの燃料を高温状態にして水素を生成する水素生成手段を設けた燃料処理装置で生成される水素を貯蔵する燃料電池と、バッテリーとを駆動源として搭載し、切り替え手段を前記燃料電池とバッテリーとに接続したことを特徴とする燃料電池車。
【請求項５】
燃料電池をバッテリーに接続し、燃料電池で発電された余剰電力をバッテリーに充電することを特徴とする請求項４記載の燃料電池車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等に供給する燃料である水素を生成する燃料処理装置およびこの装置を搭載した燃料電池車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の燃料としては、ガソリンや軽油など石油系燃料が使用されているが、将来の石油供給の不安定、窒素酸化物などの有害ガスの排出がもたらす健康への影響、二酸化炭素の排出がもたらす地球温暖化への影響などの懸念から、公害発生のおそれのない新しいクリーンエネルギーとして水素を使用する水素自動車が注目されている。
【０００３】
ところで、この水素自動車などの燃料電池車（ＦＣ車）等に供給する水素を生成するには、従来、液体や気体燃料を数百度以上の高温状態とし、このとき発生するその蒸気から水素ガスを取り出すようにしているが、燃料を高温化するためには一部の燃料を燃焼機を使用して燃焼してガス化している。
【０００４】
また、燃料電池車は前記のように水素などの気体燃料を燃料電池に貯蔵してこの水素を酸素と反応させ、このとき発電される電力を駆動源としている。
【０００５】
前記先行技術は当業者間で従来から行われているものであり、文献公知発明にかかるものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように水素を生成する方法として燃焼させる方法では、長い加熱時間を要し、加熱するためには多くのエネルギーを消費し、一部の燃料は燃焼してしまうので生成効率がよくなかった。また、燃焼の際に大量の二酸化炭素が発生するという不都合があった。さらに、燃焼用の設備を必要とし、装置が大掛かりとなり、コストもかさむ。
【０００７】
また、燃料電池に貯蔵された水素を酸素と反応させることで発電される電力を駆動源とする燃料電池車は、加速を必要とする始動時などには、十分なトルクを得ることができない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は前記従来例の不都合を解消するため、請求項１記載の発明は、ガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの燃料を高温状態にして水素を生成する水素生成手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の本発明によれば、種々の燃料から水素を改質することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記水素生成手段は、前記燃料と水蒸気とを混合させバッテリーからの電力で作動する加熱手段からの熱により反応させる蒸気発生手段と、二酸化炭素除去手段を有する改質手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この請求項２に記載の発明によれば、燃焼機を使用しないから低温にて水素の改質ができ、装置をコンパクト化できるとともに、低コスト化を図れる。また、燃料を燃焼させずにすみ、二酸化炭素の発生も少なくできるから、効率よく水素を改質できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記加熱手段には、該加熱手段を一定時間作動させるオン信号を出力する操作スイッチが接続されることを特徴とする。
【００１３】
この請求項３に記載の発明によれば、スイッチ制御で過熱時間を一定時間設定できるから、プレヒートすることで、次の加熱作動時間を短縮することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、燃料電池車として、ガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの燃料を高温状態にして水素を生成する水素生成手段を設けた燃料処理装置で生成される水素を貯蔵する燃料電池と、バッテリーとを駆動源として搭載し、切り替え手段を前記燃料電池とバッテリーとに接続したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の本発明によれば、自動車の駆動源として燃料電池とバッテリーとを選択して使用できるから、基本的には燃料電池で駆動し、加速時などトルクを必要とするときにはバッテリーで駆動でき、公害発生を必要最小限に止めながら、必要なトルクを確保でき、ハイブリッド機能を備えた自動車としてスムーズな運転が可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、燃料電池をバッテリーに接続し、燃料電池で発電された余剰電力をバッテリーに充電することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の本発明によれば、燃料電池で発電された余剰電力はバッテリーに充電されるから、電力の無駄を無くすことができ、有効活用できる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の燃料処理装置は、種々の燃料から効率よく水素を生成でき、二酸化炭素の発生も少なくできるものである。また、燃料電池車としては、自動車の駆動源として燃料電池とバッテリーとを選択して使用できるから、ハイブリッド機能を有する燃料電池車であり、公害発生を必要最小限にとどめつつ、スムーズな運転を確保でき使い勝手のよいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面についてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明の燃料処理装置の実施形態を示す概念図であり、例えば、燃料電池車（ＦＣ車）に搭載する改質装置として実施されるもので、図中１は水素生成手段である燃料処理装置を示し、自動車に搭載してあるバッテリー４に接続され、加熱手段２を備えた蒸気発生手段３と、この蒸気発生手段３の吐出側に接続される二酸化炭素除去手段５を備えた改質装置６とを主たる構成要素として形成される。
【００２０】
前記蒸気発生手段３には、ガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの液体燃料を貯蔵した液体燃料タンク７を連結し、前記バッテリー４には計時手段８を介してスイッチ９が接続される。
【００２１】
改質装置６の吐出側に燃料電池１０を接続する。燃料電池１０としては、水素を燃料にして発電する燐酸形燃料電池が使用できる。この燃料電池１０は６０％以上の発電効率であり、小型で、騒音の発生が少なく、大気を汚染することもないので、都市近郊の発電所に設置しても反対運動の目標となることもない。
【００２２】
前記燃料電池１０の流入側に酸素供給装置１１を接続し、流出側に前記蒸気発生手段３に接続される水凝縮手段１２を接続する。
【００２３】
前記燃料電池１０には、ここで発電された電力を家庭用電力機器に供給する電力供給機器１３と、燃料電池車に搭載のモータ１４とが接続される。
【００２４】
次に作用について説明する。蒸気発生手段３へは水凝縮手段１２からの水が供給され、また、この蒸気発生手段３へは液体燃料タンク７からガソリン、メタノール、天然ガス、液化石油ガスなどの液体燃料が供給される。
【００２５】
一方、加熱手段２は、スイッチ９からのオン信号を受けて一定時間作動する。この場合、加熱手段２の作動はバッテリー４からの電力により行なわれ、作動時間は計時手段８で計測される。さらに、計時手段８でスイッチ９をオンするタイミングを制御することにより、加熱手段２をプレヒートすることができ、次回の作動時間の短縮を図ることができる。また、蒸気発生手段３の温度を保温し、改質時間の短縮を図ることもでき、保温モードは数段階に設定することができる。
【００２６】
蒸気発生手段３に供給された水は加熱手段２により加熱されて水蒸気となり、液体燃料はこの水蒸気と混合されて加熱される。加熱の結果、放出される気体から二酸化炭素を二酸化炭素除去手段５で除去すれば、この改質装置６で水素が改質される。この水素の改質は液体燃料を加熱するだけで燃焼しないから、低温にて効率よく行なわれ、また、発生する二酸化炭素量も少ない。
【００２７】
こうして得られた水素は、燃料電池１０に貯蔵され、燃料電池自動車のエネルギーとなる。そして、酸素供給装置１１からこの燃料電池１０に送られる空気中の酸素と反応して、水になり、このとき発電された電力は燃料電池自動車に搭載のモータ１４に供給されて、モータ１４の駆動源となる。また、水は、水凝縮手段１２で凝縮されて蒸気発生手段３に送られ、前記のように水蒸気となる。
【００２８】
なお、燃料電池１０に送られて酸素と反応して水になり、このとき発電された電力は、前記のように自動車に搭載のモータ１４に供給されるだけでなく、電力供給機器１３に送られて、ここからさらに家庭用の電力機器に配電され利用される。
【００２９】
図２は、前記のような燃料処理装置を搭載した燃料電池車の例を示すもので、図中、図１と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。この燃料電池車においても、液体燃料タンク７に貯蔵の液体燃料を改質装置６で改質するのに必要な高温エネルギーをバッテリー４で駆動するヒータなどの加熱手段２から得て、改質装置６で改質されて得られた水素を車両に内臓の燃料電池１０に貯蔵する。
【００３０】
そして、この水素を酸素供給装置１１から供給される空気中の酸素と反応させて燃料電池１０で発電し、この電力で駆動源であるモータ１４を駆動して自動車を走行させる。
【００３１】
この場合、モータ１４の駆動は基本的には燃料電池１０で行うが、燃料電池１０とバッテリー４とをそれぞれ切り替え手段１５を介してモータ１４に接続してハイブリッド機能を付与した。そして、運転始動時で燃料電池１０による電力供給ができない場合や、加速時などのように付加の大きい場合は、切り替え手段１５によりモータ１４をバッテリー４に切り替え接続して、バッテリー４からの電力でモータ１４を駆動する。
【００３２】
燃料電池１０で発電した余剰電力はバッテリー４に充電する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の燃料処理装置の実施形態を示す概念図である。
【図２】この発明の燃料電池車の駆動機構を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…燃料処理装置                ２…加熱手段
３…蒸気発生手段                ４…バッテリー
５…二酸化炭素除去手段          ６…改質装置
７…液体燃料タンク              ８…計時手段
９…スイッチ                    １０…燃料電池
１１…酸素供給装置              １２…水凝縮手段
１３…電力供給機器              １４…モータ
１５…切り替え手段
【図１】
2004327415.tif 000003
【図２】
2004327415.tif 000004