JP2007005052A

JP2007005052A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2007005052A
Application number: JP2005181490A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Tajima; 伸泰田島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: JP4959957B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell provided with a mixing tank which easily sucks out a premixed liquid stayed inside. <P>SOLUTION: The fuel cell 1 is provided with a fuel tank 31, the mixing tank 41, an electromotive section 50, an air feed 60, a condenser 81, a mixed liquid feed passage 43, a mixed liquid recovery passage 44, and a water feed passage 84. The mixing tank 41 communicates with the fuel tank 31 by means of the fuel supply passage 32, and makes the premixing liquid by mixing a liquid fuel with water. The mixing tank 41 is provided with a communicating hole 41e, a tube 48, and a cap 49. The communicating hole 41e allows the inside to communicate with the outside. The tube 48 is provided to extract the premixed liquid from the mixing tank 41, the end 48a is fixed to the internal hole port 41f of the communicating hole 41e, and the tip 48b is allowed to reach the bottom face 41t of the inside. The cap 49 is detachably provided, and blocks the external hole port 41g of the communicating hole 41e opened outside. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体燃料と水とを混ぜ合わせた予混合液を生成する混合タンクを備える燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell including a mixing tank that generates a premixed liquid in which liquid fuel and water are mixed.

燃料ポンプを含むモジュールが上壁に取り付けられている燃料タンクが、特許文献１に示されている。このモジュールは、モジュールから燃料タンクの底部まで延びる燃料供給管を備える。燃料タンクの中に貯留された液体の燃料は、この燃料供給管を通して吸い出される。
米国特許第６，２９８，５４０Ｂ１号明細書 Patent Document 1 discloses a fuel tank in which a module including a fuel pump is attached to an upper wall. The module includes a fuel supply pipe extending from the module to the bottom of the fuel tank. Liquid fuel stored in the fuel tank is sucked out through the fuel supply pipe.
US Pat. No. 6,298,540 B1

メタノールと水を混合した予混合液を電解質膜によって、空気中の酸素と化学反応させ、発電する燃料電池がある。燃料となるメタノールは、カートリッジ式のタンクにメーカで充填した状態でユーザに提供される。燃料電池は、この燃料タンクとは別に、燃料を水と均質に混ぜ合わせる混合容器を備えている。 There is a fuel cell that generates electricity by chemically reacting a premixed liquid in which methanol and water are mixed with oxygen in the air using an electrolyte membrane. Methanol as fuel is provided to the user in a state where the cartridge tank is filled by the manufacturer. In addition to the fuel tank, the fuel cell includes a mixing container that mixes fuel with water homogeneously.

混合容器と電解質膜とは、予混合液を送通する流路で連通される。流路の途中には、冷却器や送液ポンプが設けられ、予混合液が循環される。燃料電池の装置全体の構成を小型にするために、閉止弁など流路中において省略できる部品は、極力省かれる。予混合液が循環する系統をメンテナンスのために分解する場合、混合タンク内に予混合液が残留していると、分解したところから予混合液が漏れ出すこともありうる。 The mixing container and the electrolyte membrane are communicated with each other through a flow path for passing the premixed solution. In the middle of the flow path, a cooler and a liquid feed pump are provided to circulate the premixed liquid. In order to reduce the size of the entire fuel cell device, parts that can be omitted in the flow path, such as a shut-off valve, are omitted as much as possible. When disassembling the system in which the premixed liquid circulates for maintenance, if the premixed liquid remains in the mixing tank, the premixed liquid may leak from the decomposed portion.

したがって、予混合液が流れる系統の一部を分解する場合は、少なくとも混合タンクの中の液を抜き取る必要がある。混合タンクは、槽に上蓋を小ネジで固定した構造である。予混合液を抜き取る際は、この上蓋を取外し、中の液をスポイトや注射機のようなもので吸い出す必要がある。そのため、上蓋を取り外した状態で中身を溢さないように慎重な作業を要するだけでなく、上蓋を開放するため埃などの異物が混入する可能性もある。 Therefore, when disassembling a part of the system through which the premixed liquid flows, it is necessary to extract at least the liquid in the mixing tank. The mixing tank has a structure in which an upper lid is fixed to the tank with a small screw. When extracting the premixed solution, it is necessary to remove the top cover and suck out the solution with a syringe or syringe. For this reason, not only is careful work not to overflow the contents with the top cover removed, but there is also a possibility that foreign matters such as dust may be mixed to open the top cover.

また、特許文献１のように、燃料ポンプを内蔵するモジュールの先に取り付けられた燃料供給管は、エンジンなどに燃料を供給するために用意されたものであり、タンク内の燃料を短時間で吸い出すように設けられていない。 Further, as in Patent Document 1, a fuel supply pipe attached to the end of a module incorporating a fuel pump is prepared for supplying fuel to an engine or the like, and the fuel in the tank can be supplied in a short time. Not provided for sucking out.

さらに、燃料電池を分解する場合、予混合液を循環させるためのポンプなどは、駆動力が得られないため、これらを利用することもできない。 Furthermore, when disassembling the fuel cell, a pump for circulating the premixed liquid cannot obtain a driving force, and thus cannot be used.

そこで、本発明は、内部に対流する予混合液を容易に吸い出すことのできる混合タンクを備える燃料電池を提供する。 Therefore, the present invention provides a fuel cell including a mixing tank that can easily suck out the premixed liquid convection inside.

本発明の燃料電池は、燃料タンクと、混合タンクと、起電部と、空気供給部と、復水器と、混合液供給路と、混合液回収路と、水供給路とを備える。燃料タンクは、液体燃料を溜める。混合タンクは、燃料タンクと燃料供給路で連通され、この燃料供給路を通して供給される液体燃料を水と混合させて予混合液を生成する。起電部は、予混合液を空気中の酸素と化学反応させて発電を行う。空気供給部は、起電部に空気を供給する。復水器は、起電部から排出される湿り空気中の水蒸気を凝縮させる。混合液供給路は、混合タンクから起電部へ予混合液を送通する。混合液回収路は、起電部から混合タンクへ予混合液を送通する。水供給路は、復水器で回収された水を混合液回収路に合流させる。 The fuel cell of the present invention includes a fuel tank, a mixing tank, an electromotive unit, an air supply unit, a condenser, a mixed liquid supply path, a mixed liquid recovery path, and a water supply path. The fuel tank stores liquid fuel. The mixing tank is communicated with a fuel tank through a fuel supply path, and a liquid fuel supplied through the fuel supply path is mixed with water to generate a premixed liquid. The electromotive unit performs power generation by chemically reacting the premixed liquid with oxygen in the air. The air supply unit supplies air to the electromotive unit. A condenser condenses the water vapor | steam in the humid air discharged | emitted from an electromotive part. The mixed solution supply path passes the premixed solution from the mixing tank to the electromotive unit. The mixed solution recovery path passes the premixed solution from the electromotive unit to the mixing tank. The water supply path joins the water recovered by the condenser to the mixed liquid recovery path.

そして、混合タンクは、連通孔とチューブとキャップとを備える。連通孔は、内部と外部とを通じさせる。チューブは、予混合液を混合タンク内から抜き取るために設けられ、内部に開口する連通孔の内部孔口に基端を固定し、先端を内部の底面に到達させる。キャップは、取外し可能に設けられ、外部に開口する連通孔の外部孔口を塞ぐ。 The mixing tank includes a communication hole, a tube, and a cap. The communication hole allows the inside and the outside to pass through. The tube is provided for extracting the premixed solution from the inside of the mixing tank, and the base end is fixed to the internal hole of the communication hole that opens to the inside, so that the tip reaches the bottom surface inside. The cap is provided so as to be removable and closes the external hole of the communication hole that opens to the outside.

本発明の燃料電池は、予混合液が循環する系統を分解する前に、混合タンクを開放することなく、容易に混合タンクから予混合液を抜き取り回収することができる。 The fuel cell of the present invention can easily extract and collect the premixed liquid from the mixing tank without opening the mixing tank before disassembling the system through which the premixed liquid circulates.

本発明に係る第１の実施形態の燃料電池１について、ノート型のポータブルコンピュータＰの外部電源に適用した場合を例として、図１から図１０を参照して説明する。この燃料電池１は、発電方法の概念図を図５に示すように、メタノールと水を混合した予混合液を燃料とし、この予混合液を空気中の酸素と電解質膜で化学反応させることによって発電させる、ダイレクトメタノール方式の燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）である。このＤＭＦＣは、水素を燃料に用いる燃料電池よりも取り扱いが易しく、図３に示すように、装置全体を小型にまとめることができる。 The fuel cell 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 by taking as an example a case where the fuel cell 1 is applied to an external power source of a notebook type portable computer P. As shown in a conceptual diagram of a power generation method in FIG. 5, the fuel cell 1 uses a premixed liquid obtained by mixing methanol and water as fuel, and chemically reacts the premixed liquid with oxygen in the air and an electrolyte membrane. This is a direct methanol fuel cell (DMFC) that generates electricity. This DMFC is easier to handle than a fuel cell that uses hydrogen as a fuel, and as shown in FIG.

燃料電池１は、図１に示すように、直方体に形成された本体１１と、本体１１の底に沿って平坦に延出した載置部１２とを有している。図１に示すように、本体１１の壁部には多数の通気孔１１ａが形成されている。図３に示す発電部２が、本体１１の内部に納められている。 As shown in FIG. 1, the fuel cell 1 includes a main body 11 formed in a rectangular parallelepiped and a mounting portion 12 that extends flatly along the bottom of the main body 11. As shown in FIG. 1, a large number of air holes 11 a are formed in the wall portion of the main body 11. The power generation unit 2 illustrated in FIG. 3 is accommodated in the main body 11.

載置部１２は、図２に示すようにポータブルコンピュータＰの後部とドッキングできるように形成されている。載置部１２の内部には、発電部２の動作を制御する制御部３が設けられている。載置部１２の上面には、ポータブルコンピュータＰを連結するロック機構１３と、燃料電池１から電力をポータブルコンピュータＰに供給するためのコネクタ１４とが設けられている。 The mounting portion 12 is formed so as to be dockable with the rear portion of the portable computer P as shown in FIG. A control unit 3 that controls the operation of the power generation unit 2 is provided inside the mounting unit 12. A lock mechanism 13 for connecting the portable computer P and a connector 14 for supplying power from the fuel cell 1 to the portable computer P are provided on the upper surface of the mounting portion 12.

ロック機構１３は、載置部１２上の３箇所に配置されており、それぞれ位置決突起１３１とフック１３２とを備える。ロック機構１３に連結される係合孔、およびコネクタ１４に接続されるソケットは、ポータブルコンピュータＰの後部底面に各々設けられられている。 The lock mechanisms 13 are arranged at three locations on the placement unit 12 and each include a positioning protrusion 131 and a hook 132. An engagement hole connected to the lock mechanism 13 and a socket connected to the connector 14 are respectively provided on the bottom surface of the rear portion of the portable computer P.

載置部１２は、ポータブルコンピュータＰが押し当てられると、ロック機構１３が係合孔に挿入され、フック１３２によって載置部１２にポータブルコンピュータＰを保持する。その結果、ソケットがコネクタ１４と電気的に接続される。載置部１２は、さらにイジェクトボタンＥを備える。このイジェクトボタンＥを押すと、ロック機構１３のフック１３２が解除され、ポータブルコンピュータＰを燃料電池１から取り外すことができるようになる。 When the portable computer P is pressed against the placement unit 12, the lock mechanism 13 is inserted into the engagement hole, and the portable computer P is held on the placement unit 12 by the hook 132. As a result, the socket is electrically connected to the connector 14. The placement unit 12 further includes an eject button E. When the eject button E is pressed, the hook 132 of the lock mechanism 13 is released, and the portable computer P can be detached from the fuel cell 1.

発電部２は、図３の斜視図および図４の系統図に示すように、燃料供給部３０と予混合液循環部４０と起電部５０と空気供給部６０と燃料冷却部７０と水回収部８０と濃度センサ９０とを備える。 As shown in the perspective view of FIG. 3 and the system diagram of FIG. 4, the power generation unit 2 includes a fuel supply unit 30, a premixed liquid circulation unit 40, an electromotive unit 50, an air supply unit 60, a fuel cooling unit 70, and water recovery. Part 80 and density sensor 90 are provided.

図４に示すように燃料供給部３０は、燃料タンク３１と燃料供給路３２と燃料バルブ３３と燃料ポンプ３４とで構成されている。予混合液循環部４０は、混合タンク４１と循環ポンプ４２と混合液供給路４３と混合液回収路４４とフィルタ４５とイオンフィルタ４６と循環逆止弁４７とで構成されている。 As shown in FIG. 4, the fuel supply unit 30 includes a fuel tank 31, a fuel supply path 32, a fuel valve 33, and a fuel pump 34. The premixed liquid circulation unit 40 includes a mixing tank 41, a circulation pump 42, a mixed liquid supply path 43, a mixed liquid recovery path 44, a filter 45, an ion filter 46, and a circulation check valve 47.

起電部５０は、複数のセルが積層されて構成されている。各セルは、図５に示すように、アノード（燃料極）５１とカソード（空気極）５２とこれらの間に挟まれる電解質膜５３とで構成されている。 The electromotive unit 50 is configured by stacking a plurality of cells. As shown in FIG. 5, each cell includes an anode (fuel electrode) 51, a cathode (air electrode) 52, and an electrolyte membrane 53 sandwiched between them.

空気供給部６０は、送気ポンプ６１と吸気バルブ６２と吸気フィルタ６３とで構成されている。燃料冷却部７０は、排液冷却器７１と第１の冷却ファン７２と予混合液冷却器７３とで構成される。水回収部８０は、復水器８１と第２の冷却ファン８２と回収槽８３と水供給路８４と水回収ポンプ８５とで構成される。 The air supply unit 60 includes an air supply pump 61, an intake valve 62, and an intake filter 63. The fuel cooling unit 70 includes a drainage cooler 71, a first cooling fan 72, and a premixed liquid cooler 73. The water recovery unit 80 includes a condenser 81, a second cooling fan 82, a recovery tank 83, a water supply path 84, and a water recovery pump 85.

濃度センサ９０は、音速センサが適用されている。物質中の音速を計測することでその物質の密度が分かるので、これを基に燃料であるメタノールと水との分子量から予混合液の濃度が求まる。 A sound speed sensor is applied to the density sensor 90. By measuring the speed of sound in the substance, the density of the substance can be determined. Based on this, the concentration of the premixed solution can be determined from the molecular weight of methanol and water as fuel.

燃料タンク３１は、液体燃料として高濃度のメタノールが入れられている。燃料タンク３１は、取替えが簡単な燃料カートリッジとして構成されている。したがって、燃料タンク３１を取り替える際に燃料タンク３１が入れられている部分に相当する本体１１の一部は、カバー１１ｂとして取り外せるように形成されている。 The fuel tank 31 contains high-concentration methanol as a liquid fuel. The fuel tank 31 is configured as a fuel cartridge that can be easily replaced. Therefore, when the fuel tank 31 is replaced, a part of the main body 11 corresponding to the portion in which the fuel tank 31 is inserted is formed so as to be removable as the cover 11b.

燃料タンク３１は、燃料供給路３２によって混合タンク４１に連通されている。燃料供給路３２の途中には、燃料バルブ３３と燃料ポンプ３４が設けられている。燃料バルブ３３は、電磁弁であり、燃料ポンプ３４とともに制御部３によって、動作制御される。 The fuel tank 31 is communicated with the mixing tank 41 by a fuel supply path 32. A fuel valve 33 and a fuel pump 34 are provided in the middle of the fuel supply path 32. The fuel valve 33 is an electromagnetic valve, and its operation is controlled by the control unit 3 together with the fuel pump 34.

混合タンク４１は、図６に示すように、槽４１ａと蓋４１ｂとで構成されている。槽４１ａは、図７に示すように、燃料供給路３２と連通される燃料流入口３２ａと、混合液供給路４３と連通される混合液流出口４３ａと、混合液回収路４４と連通される混合液流入口４４ａとが設けられている。混合タンク４１内において、混合液流入口は４４ａ、混合液流出口４３ａよりも燃料流入口３２ａに近い位置に開口している。槽４１ａと蓋４１ｂとの合わせ面を機密にするために、パッキング４１ｃが槽４１ａのシート面に装着されている。 As shown in FIG. 6, the mixing tank 41 includes a tank 41a and a lid 41b. As shown in FIG. 7, the tank 41 a is in communication with a fuel inlet 32 a that is in communication with the fuel supply path 32, a liquid mixture outlet 43 a that is in communication with the liquid mixture supply path 43, and a liquid mixture recovery path 44. A liquid mixture inlet 44a is provided. In the mixing tank 41, the mixed liquid inlet 44a is opened at a position closer to the fuel inlet 32a than the mixed liquid outlet 43a. A packing 41c is mounted on the sheet surface of the tank 41a in order to keep the mating surface of the tank 41a and the lid 41b confidential.

蓋４１ｂは、内部と外部とを通じさせる連通孔４１ｅ有している。この連通孔４１ｅは、図８に示すように、混合タンク４１の内側に向かって突出する内部孔口４１ｆに、チューブ４８の基端４８ａが取り付けられている。 The lid 41b has a communication hole 41e that allows the inside and the outside to pass therethrough. As shown in FIG. 8, the communication hole 41 e has a base end 48 a of a tube 48 attached to an internal hole 41 f that protrudes toward the inside of the mixing tank 41.

連通孔４１ｅの外部孔口４１ｇは、混合タンク４１の外側に向かって突出し、キャップ４９で塞がれている。キャップ４９は、ビス４９ａで蓋４１ｂに取外せるように固定されている。キャップ４９の内側には、シール部材となるＯリング４９ｂが取り付けられている。蓋４１ｂは、Ｏリング４９ｂで密閉される範囲の内側となる外部孔口４１ｇの脇に、内部に繋がる通気孔４１ｈをさらに有している。 An external hole 41 g of the communication hole 41 e protrudes toward the outside of the mixing tank 41 and is closed with a cap 49. The cap 49 is fixed to the lid 41b with a screw 49a. An O-ring 49 b serving as a seal member is attached to the inside of the cap 49. The lid 41b further has a vent hole 41h connected to the inside, on the side of the outer hole port 41g that is inside the range sealed by the O-ring 49b.

チューブ４８は、槽４１ａの底面４１ｔに先端４８ｂ到達する十分な長さを有している。槽４１ａの底面４１ｔには、図７および図８に示すように、チューブ４８の先端４８ｂを保持する装着部４１０が設けられている。この装着部４１０は、混合タンク４１内において、混合液流入口４４ａおよび混合液流出口４３ａよりも燃料流入口３２ａから遠い位置に設けられている。 The tube 48 has a sufficient length to reach the tip 48b to the bottom surface 41t of the tank 41a. As shown in FIGS. 7 and 8, a mounting portion 410 that holds the tip 48b of the tube 48 is provided on the bottom surface 41t of the tank 41a. The mounting portion 410 is provided in the mixing tank 41 at a position farther from the fuel inlet 32a than the mixed liquid inlet 44a and the mixed liquid outlet 43a.

本実施形態の場合、混合タンク４１は、直方形の箱型であり、燃料流入口３２ａと混合液流入口４４ａとが配置されている側の壁に対してこれと対面する側の一方の角寄りに混合液流出口４３ａが設けられている。そして、混合液流出口４３ａが設けられた側の他方の角に装着部４１０が配置される。 In the case of the present embodiment, the mixing tank 41 has a rectangular box shape, and one corner on the side facing the wall on which the fuel inlet 32a and the mixed liquid inlet 44a are disposed. A mixed liquid outlet 43a is provided on the side. The mounting portion 410 is disposed at the other corner on the side where the mixed liquid outlet 43a is provided.

装着部４１０は、図７から図９に示すように、ザグリ部４１１と支柱４１２と凹部４１３とで構成される。ザグリ部４１１は、図８および図９に示すようにチューブの外径よりも大きく、槽４１ａの内部の底面４１ｔから球面形に掘り下げられている。支柱４１２は、７および図９に示すように、ザグリ部４１１の中央から立ち上がり、水平断面形状が十字形である。凹部４１３は、ザグリ部４１１から支柱４１２の先端まで支柱４１２の外面に沿って形成される。チューブ４８の先端４８ｂは、この支柱４１２に外挿される。したがって、凹部４１３は、チューブ４８と支柱４１２の外周との間に流路を形成する。 As shown in FIGS. 7 to 9, the mounting portion 410 includes a counterbore portion 411, a support column 412, and a concave portion 413. As shown in FIGS. 8 and 9, the counterbore part 411 is larger than the outer diameter of the tube, and is dug into a spherical shape from the bottom surface 41t inside the tank 41a. As shown in FIG. 7 and FIG. 9, the support column 412 rises from the center of the counterbore part 411 and has a horizontal cross-sectional shape. The recess 413 is formed along the outer surface of the column 412 from the counterbore 411 to the tip of the column 412. The distal end 48 b of the tube 48 is extrapolated to the column 412. Accordingly, the recess 413 forms a flow path between the tube 48 and the outer periphery of the support column 412.

混合液供給路４３および混合液回収路４４は、混合タンク４１と起電部５０との間に設けられ、予混合液を循環させるループを形成している。混合液供給路４３は、混合タンク４１から起電部５０へ予混合液を送通する。混合液回収路４４は、起電部５０から混合タンク４１へ予混合液を送通する。 The mixed liquid supply path 43 and the mixed liquid recovery path 44 are provided between the mixing tank 41 and the electromotive unit 50 and form a loop for circulating the premixed liquid. The mixed solution supply path 43 sends the premixed solution from the mixing tank 41 to the electromotive unit 50. The mixed solution recovery path 44 passes the premixed solution from the electromotive unit 50 to the mixing tank 41.

混合液供給路４３は、循環ポンプ４２とフィルタ４５とイオンフィルタ４６と循環逆止弁４７とが途中に設けられている。フィルタ４５は、循環ポンプ４２までの間に配置され、イオンフィルタ４６は、循環ポンプ４２から循環逆止弁４７までの間に配置されている。循環ポンプ４２は、予混合液を混合タンク４１から起電部５０へ送液する。 In the mixed liquid supply path 43, a circulation pump 42, a filter 45, an ion filter 46, and a circulation check valve 47 are provided in the middle. The filter 45 is disposed between the circulation pump 42 and the ion filter 46 is disposed between the circulation pump 42 and the circulation check valve 47. The circulation pump 42 sends the premixed solution from the mixing tank 41 to the electromotive unit 50.

混合液回収路４４は、排液冷却器７１を途中に設けている。排液冷却器７１は、複数回折り返された伝熱管と、この伝熱管の周りに直角に取り付けられた多数の放熱フィンとを有している。また、第１の冷却ファン７２が、排液冷却器７１に取り付けられる。第１の冷却ファン７２は、本体１１の通気孔１１ａから外気を冷却空気として吸い込み、放熱フィンに沿う方向に空気を送る。 The mixed liquid recovery path 44 is provided with a drain cooler 71 in the middle. The drainage cooler 71 has a plurality of bent heat transfer tubes and a large number of radiating fins attached at right angles around the heat transfer tubes. A first cooling fan 72 is attached to the drain cooler 71. The first cooling fan 72 sucks outside air from the air holes 11a of the main body 11 as cooling air and sends the air in a direction along the radiation fins.

起電部５０は、図５に示すようにアノード５１とカソード５２とが電解質膜５３を挟むように配置されており、アノード５１には予混合液が流され、カソード５２には空気が流される。混合液供給路４３および混合液回収路４４は、アノード５１に接続されている。カソード５２には、空気供給部６０と通じる吸気路６４および復水器８１に通じる排気路８６が接続される。 As shown in FIG. 5, the electromotive unit 50 is arranged such that the anode 51 and the cathode 52 sandwich the electrolyte membrane 53, the premixed solution is flowed through the anode 51, and the air is flowed through the cathode 52. . The mixed liquid supply path 43 and the mixed liquid recovery path 44 are connected to the anode 51. Connected to the cathode 52 are an intake passage 64 that communicates with the air supply unit 60 and an exhaust passage 86 that communicates with the condenser 81.

起電部５０では、図５に示すように、アノード５１に流される予混合液中のメタノールおよび水が電解質膜５３を介して、カソード５２に流される空気中の酸素と反応し、発電される。このとき、アノード５１側では、反応性生物として二酸化炭素が生成され、余った予混合液とともに混合液回収路４４に排出される。また、カソード５２側では、水が水蒸気の状態で生成され、湿り空気となって排気路８６に排出される。 In the electromotive unit 50, as shown in FIG. 5, methanol and water in the premixed solution that flows to the anode 51 react with oxygen in the air that flows to the cathode 52 through the electrolyte membrane 53 to generate power. . At this time, carbon dioxide is generated as a reactive organism on the anode 51 side, and is discharged to the mixed liquid recovery path 44 together with the remaining premixed liquid. On the cathode 52 side, water is generated in the state of water vapor and is discharged into the exhaust path 86 as moist air.

空気供給部６０は、送気ポンプ６１で吸気フィルタ６３から酸素を含む空気を吸い込み、吸気路６４を通してカソード５２に送通する。送気ポンプ６１とカソード５２との間には、吸気バルブ６２が設けられている。排気路８６は、復水器８１、排気フィルタ８７および排気バルブ８８を通って、本体１１の通気孔１１ａに向かって開口する排気口８９へと通じている。 The air supply unit 60 sucks in air containing oxygen from the intake filter 63 by the air supply pump 61, and sends it to the cathode 52 through the intake passage 64. An intake valve 62 is provided between the air supply pump 61 and the cathode 52. The exhaust path 86 passes through the condenser 81, the exhaust filter 87, and the exhaust valve 88, and leads to the exhaust port 89 that opens toward the vent hole 11 a of the main body 11.

復水器８１は、水平方向に対して傾斜して伸びる複数の凝縮管と、この凝縮管の回りに取り付けられる冷却フィンとを備える。復水器８１は、図３に示すように、第１の冷却ファン７２および第２の冷却ファン８２を挟んで、排液冷却器７１と並べて配置される。第２の冷却ファン８２は、復水器８１の凝縮管に取り付けられた冷却フィンに沿って、本体１１の通気孔１１ａを通して取り入れた外気を送る。 The condenser 81 includes a plurality of condensing pipes that are inclined with respect to the horizontal direction, and cooling fins that are attached around the condensing pipes. As shown in FIG. 3, the condenser 81 is arranged side by side with the drainage cooler 71 with the first cooling fan 72 and the second cooling fan 82 interposed therebetween. The second cooling fan 82 sends outside air taken in through the vent hole 11 a of the main body 11 along the cooling fins attached to the condenser pipe of the condenser 81.

排気路８６を通って送られてきた湿り空気中の水分は、復水器８１で凝縮され、復水器の下部に配置される回収槽８３に溜まる。回収槽８３は、水供給路８４によって混合液回収路４４の途中に連通している。水位センサ８３ａが回収槽８３に設けられ、溜まった水の水位を検出する。水供給路８４の途中には、水回収ポンプ８５と逆止弁８５ａとが設けられている。水回収ポンプ８５は、回収槽８３の水を混合タンク４１に送る。 Moisture in the humid air sent through the exhaust path 86 is condensed by the condenser 81 and collected in the recovery tank 83 disposed at the lower part of the condenser. The collection tank 83 communicates with the mixed solution collection path 44 through the water supply path 84. A water level sensor 83a is provided in the recovery tank 83 to detect the water level of the accumulated water. In the middle of the water supply path 84, a water recovery pump 85 and a check valve 85a are provided. The water recovery pump 85 sends the water in the recovery tank 83 to the mixing tank 41.

また、復水器８１で水分がある程度回収された空気は、復水器８１の上部から排気され、排気フィルタ８７へと送通される。排気フィルタ８７は、金属触媒などにより構成され、排気路８６を通して排気される空気中に含まれるメタノールなどの有害物質を除去する。排気フィルタ８７の直下には、貯溜部８７ａが設けられている。この貯溜部８７ａは、水回収ポンプ８５と逆止弁８５ａとの間で水供給路８４に、貯溜部８７ａへの逆流を防止する逆止弁８７ｂを備える回収路８７ｃを介して連通される。 The air whose moisture has been recovered to some extent by the condenser 81 is exhausted from the upper part of the condenser 81 and sent to the exhaust filter 87. The exhaust filter 87 is composed of a metal catalyst or the like, and removes harmful substances such as methanol contained in the air exhausted through the exhaust path 86. A storage portion 87 a is provided immediately below the exhaust filter 87. The reservoir 87a is communicated with the water supply path 84 between the water recovery pump 85 and the check valve 85a via a recovery path 87c including a check valve 87b that prevents a backflow to the reservoir 87a.

濃度センサ９０は、予混合液中のメタノール濃度を計測するために、バイパス路９１の途中に設けられる。バイパス路９１は、循環ポンプ４２とイオンフィルタ４６との間の混合液供給路４３から分岐され、混合タンク４１に予混合液を還流する。濃度センサ９０の検出分解能が熱によって低下することを防止するために、バイパス路９１は、濃度センサ９０の上流に予混合液冷却器７３が設けられる。 The concentration sensor 90 is provided in the middle of the bypass 91 in order to measure the methanol concentration in the premixed solution. The bypass passage 91 is branched from the mixed solution supply passage 43 between the circulation pump 42 and the ion filter 46, and returns the premixed solution to the mixing tank 41. In order to prevent the detection resolution of the concentration sensor 90 from being reduced by heat, the bypass 91 is provided with a premixed liquid cooler 73 upstream of the concentration sensor 90.

予混合液冷却器７３は、第１の冷却ファン７２によって形成される冷却空気流に対し排液冷却器７１の上流側に配置される。予混合液冷却器７３は、配管を蛇腹状に折り返した形状を有する。濃度センサ９０に送られる予混合液は、予混合液冷却器７３を通過することで冷却される。この場合、予混合液冷却器７３の冷却能力は、濃度センサ９０に送られる予混合液の温度を４０℃以下にする程度であることが望ましい。 The premixed liquid cooler 73 is disposed on the upstream side of the drainage cooler 71 with respect to the cooling air flow formed by the first cooling fan 72. The premixed liquid cooler 73 has a shape in which a pipe is folded in a bellows shape. The premixed solution sent to the concentration sensor 90 is cooled by passing through the premixed solution cooler 73. In this case, it is desirable that the cooling capacity of the premixed liquid cooler 73 is such that the temperature of the premixed liquid sent to the concentration sensor 90 is 40 ° C. or less.

制御部３は、図５に示すように、燃料ポンプ３４、循環ポンプ４２、送気ポンプ６１、吸気バルブ６２、第１の冷却ファン７２、第２の冷却ファン８２、水位センサ８３ａ、水回収ポンプ８５、排気バルブ８８、濃度センサ９０と信号線で接続され、これらを制御する。制御部３は、燃料ポンプ３４、循環ポンプ４２、送気ポンプ６１、水回収ポンプ８５の各々の流量、および吸気バルブ６２、排気バルブ８８の各々の開度によって、燃料電池１内の各流体の流れを制御する補機を構成している。 As shown in FIG. 5, the control unit 3 includes a fuel pump 34, a circulation pump 42, an air supply pump 61, an intake valve 62, a first cooling fan 72, a second cooling fan 82, a water level sensor 83a, a water recovery pump. 85, the exhaust valve 88, and the concentration sensor 90 are connected by a signal line to control them. The control unit 3 controls each fluid in the fuel cell 1 according to the flow rates of the fuel pump 34, the circulation pump 42, the air supply pump 61, and the water recovery pump 85, and the openings of the intake valve 62 and the exhaust valve 88. It constitutes an auxiliary machine that controls the flow.

燃料電池１において、混合タンク４１、起電部５０、排液冷却器７１、復水器８１、第１の冷却ファン７２、第２の冷却ファン８２、およびポンプ類は、図３に示すベースマニホールド１００の上に載置され、一体に支持される。各流体を流す複数の流路は、ベースマニホールド１００の中に形成されている。ベースマニホールド１００は、外径が矩形状のベース基板およびベース基板とほぼ同一外形に形成された板状のカバー部材を有している。ベース基板には、流路となる溝が形成され、カバー部材は、これらの溝を覆ってベース基板に張り合わされるている。 In the fuel cell 1, the mixing tank 41, the electromotive unit 50, the drain cooler 71, the condenser 81, the first cooling fan 72, the second cooling fan 82, and the pumps are the base manifold shown in FIG. It is mounted on 100 and supported integrally. A plurality of flow paths through which each fluid flows are formed in the base manifold 100. The base manifold 100 has a base substrate having a rectangular outer diameter and a plate-like cover member formed in substantially the same outer shape as the base substrate. In the base substrate, grooves serving as flow paths are formed, and the cover member is attached to the base substrate so as to cover these grooves.

上記のように構成された燃料電池１は、ポータブルコンピュータＰの後端部が燃料電池１の載置部１２に載置され、ポータブルコンピュータＰとロック機構１３で固定されるとともにコネクタ１４を介して電気的に接続される。この状態で、本体１１に設けられたスイッチがオンにされると、燃料電池１は、発電を開始する。 In the fuel cell 1 configured as described above, the rear end portion of the portable computer P is placed on the placement portion 12 of the fuel cell 1 and is fixed to the portable computer P by the lock mechanism 13 and via the connector 14. Electrically connected. In this state, when the switch provided in the main body 11 is turned on, the fuel cell 1 starts power generation.

制御部３は、燃料ポンプ３４を駆動させ、燃料タンク３１から混合タンク４１に高濃度のメタノールを供給する。燃料流入口３２ａから噴出したメタノールは、混合タンク４１内で、既存の予混合液、アノードから還流された予混合液、混合液回収路４４の途中で復水器８１の回収槽８３から戻された水と、攪拌希釈される。この攪拌は、燃料流入口３２ａ噴出するメタノールの流れ、および混合液流入口４４ａから噴出する予混合液の流れによって行われる。 The control unit 3 drives the fuel pump 34 to supply high-concentration methanol from the fuel tank 31 to the mixing tank 41. The methanol ejected from the fuel inlet 32 a is returned from the recovery tank 83 of the condenser 81 in the middle of the existing premixed liquid, the premixed liquid refluxed from the anode, and the mixed liquid recovery path 44 in the mixing tank 41. Diluted with water. This agitation is performed by the flow of methanol ejected from the fuel inlet 32a and the flow of the premixed fluid ejected from the mixed liquid inlet 44a.

メタノールが足された予混合液は、循環ポンプ４２によってアノード５１に供給される。カソード５２には、送気ポンプ６１によって空気が供給されている。図５で示したように、供給されたメタノールおよび空気は、アノード５１とカソード５２との間に設けられた電解質膜５３で化学反応する。その結果、アノード５１とカソード５２との間に電力が発生する。起電部５０で発生した電力は、制御部３からコネクタ１４を介してポータブルコンピュータＰへ供給される。 The premixed liquid added with methanol is supplied to the anode 51 by the circulation pump 42. Air is supplied to the cathode 52 by an air supply pump 61. As shown in FIG. 5, the supplied methanol and air chemically react with each other in the electrolyte membrane 53 provided between the anode 51 and the cathode 52. As a result, electric power is generated between the anode 51 and the cathode 52. The electric power generated by the electromotive unit 50 is supplied from the control unit 3 to the portable computer P via the connector 14.

発電反応に伴い、起電部５０のアノード５１側には二酸化炭素が生成され、カソード５２側には水（水蒸気）が生成される。アノード５１側に生じた二酸化炭素および化学反応に供されなかった予混合液は、混合液回収路４４へ送られ、排液冷却器７１を通して冷却された後、混合タンク４１に還流する。 With the power generation reaction, carbon dioxide is generated on the anode 51 side of the electromotive unit 50, and water (water vapor) is generated on the cathode 52 side. The carbon dioxide produced on the anode 51 side and the premixed liquid that has not been subjected to the chemical reaction are sent to the mixed liquid recovery path 44, cooled through the drain cooler 71, and then refluxed to the mixing tank 41.

二酸化炭素は、混合タンク４１内で気化し、気液分離膜４１ｋを通過して、混合タンク４１から生成ガス回収路８６ａを通って排気路８６の途中に合流される。そして、水分が回収された空気とともに、二酸化炭素は、排気フィルタ８７に通され、排気バルブ８８を介して、最終的には排気口８９から外部へ排気される。気液分離膜４１ｋを通して空気および空気中に飛沫したメタノールは、排気フィルタ８７を通過することで排気フィルタ８７に回収除去除去される。 Carbon dioxide is vaporized in the mixing tank 41, passes through the gas-liquid separation membrane 41k, and merges from the mixing tank 41 through the product gas recovery path 86a and into the exhaust path 86. Then, together with the air from which the moisture has been collected, the carbon dioxide is passed through the exhaust filter 87 and finally exhausted from the exhaust port 89 to the outside through the exhaust valve 88. The air and the methanol splashed into the air through the gas-liquid separation membrane 41k pass through the exhaust filter 87 and are collected and removed by the exhaust filter 87.

カソード５２側に生じた水は、その大部分が水蒸気となって空気とともに排気路８６に排出される。水分を含む湿り空気は、復水器８１によって水分が凝縮分離される。空気は、排気バルブ８８を通り、排気口８９から本体１１内に排気され、更に、本体１１の通気孔１１ａを通して外部に排気される。凝縮された水は、回収槽８３に溜まり、水回収ポンプ８５で混合液回収路４４の途中に注入される。そして、水は、混合タンク４１へ送られ、メタノールと混合された後、再び起電部５０へ供給される。 Most of the water generated on the cathode 52 side becomes water vapor and is discharged to the exhaust path 86 together with air. The humid air containing moisture is condensed and separated by the condenser 81. The air passes through the exhaust valve 88, is exhausted into the main body 11 from the exhaust port 89, and is further exhausted to the outside through the vent hole 11a of the main body 11. The condensed water accumulates in the recovery tank 83 and is injected into the mixed liquid recovery path 44 by the water recovery pump 85. Then, the water is sent to the mixing tank 41, mixed with methanol, and then supplied to the electromotive unit 50 again.

また、復水器８１によって回収しきれなかった水分の一部が、復水器８１よりも下流側の排気路８６で結露した水は、排気フィルタ８７の直下に設けられる貯溜部８７ａに溜められ、水供給路８４を介して混合液回収路４４の途中に合流される。 In addition, water in which a part of the water that could not be collected by the condenser 81 is condensed in the exhaust passage 86 on the downstream side of the condenser 81 is stored in a storage portion 87 a provided immediately below the exhaust filter 87. Then, the mixed liquid is collected in the middle of the mixed solution recovery path 44 through the water supply path 84.

燃料電池１の動作中、第１の冷却ファン７２および第２の冷却ファン８２が駆動され、本体１１に形成された通気孔１１ａを通して外気が本体１１内に導入される。通気孔１１ａを通して本体１１内に導入された外気および本体１１内の空気は、予混合液冷却器７３および排液冷却器７１を通り、第１の冷却ファン７２に吸気される。第２の冷却ファン８２により本体１１内に導入された外気および本体１１内の空気は、復水器８１を通って第２の冷却ファン８２に吸気される。また、第１の冷却ファン７２および第２の冷却ファン８２から排気された空気は、起電部５０およびその周囲を通過した後、本体１１の外部に排気される。 During the operation of the fuel cell 1, the first cooling fan 72 and the second cooling fan 82 are driven, and outside air is introduced into the main body 11 through the vent holes 11 a formed in the main body 11. The outside air introduced into the main body 11 through the vent hole 11 a and the air in the main body 11 pass through the premixed liquid cooler 73 and the drainage cooler 71 and are sucked into the first cooling fan 72. The outside air introduced into the main body 11 by the second cooling fan 82 and the air in the main body 11 are sucked into the second cooling fan 82 through the condenser 81. Further, the air exhausted from the first cooling fan 72 and the second cooling fan 82 passes through the electromotive unit 50 and its surroundings, and is then exhausted to the outside of the main body 11.

混合タンク４１内におけるメタノールの濃度は、濃度センサ９０によって検出される。制御部３は、検出された濃度に応じて水回収ポンプ８５を作動させ、回収槽８３から混合タンク４１供給する水の量を調整する。これにより、予混合液のメタノールの濃度を一定に維持する。また、排気路８６を通じて回収される水の回収量、つまり、水蒸気の凝縮量は、回収槽８３に回収された水の水位に応じて、復水器８１の冷却能力を制御することにより調整される。本実施形態では、水位センサ８３ａにより検出された水位に応じて第２の冷却ファン８２の駆動電圧を制御することにより、復水器８１の冷却能力を調整し、水の回収量を制御する。 The concentration of methanol in the mixing tank 41 is detected by the concentration sensor 90. The control unit 3 operates the water recovery pump 85 according to the detected concentration, and adjusts the amount of water supplied from the recovery tank 83 to the mixing tank 41. Thereby, the concentration of methanol in the premixed solution is kept constant. Further, the amount of water collected through the exhaust passage 86, that is, the amount of water vapor condensed is adjusted by controlling the cooling capacity of the condenser 81 in accordance with the level of water collected in the collection tank 83. The In the present embodiment, the cooling capacity of the condenser 81 is adjusted by controlling the driving voltage of the second cooling fan 82 according to the water level detected by the water level sensor 83a, and the amount of water collected is controlled.

水回収ポンプ８５が制御部３により正転駆動される間、逆止弁８５ａが開き、逆止弁８７ｂが閉じられる。そして、回収槽８３内の水は、水供給路８４および逆止弁８５ａから混合液回収路４４を通って混合タンク４１へ送られる。 While the water recovery pump 85 is driven forward by the controller 3, the check valve 85a is opened and the check valve 87b is closed. Then, the water in the recovery tank 83 is sent from the water supply path 84 and the check valve 85 a to the mixing tank 41 through the mixed liquid recovery path 44.

また、制御部３は、一定の動作期間ごとに水回収ポンプ８５を所定時間、逆転駆動させる。貯溜部８７ａ内に溜まった水を回収槽８３に回収する。水回収ポンプ８５が逆転駆動されると、逆止弁８７ｂが開き、逆止弁８５ａが閉じられる。この結果、貯溜部８７ａに溜まった水および復水器８１より下流の排気路８６内で結露した水は、回収路８７ｃ、逆止弁８７ｂ、および水供給路８４を通って回収槽８３に回収される。その後、回収された水は、混合タンク４１へ供給され、メタノールの希釈に用いられる。 Further, the control unit 3 drives the water recovery pump 85 in reverse rotation for a predetermined time every fixed operation period. Water collected in the reservoir 87a is collected in the collection tank 83. When the water recovery pump 85 is driven in reverse, the check valve 87b is opened and the check valve 85a is closed. As a result, the water accumulated in the reservoir 87a and the water condensed in the exhaust path 86 downstream from the condenser 81 are collected in the collection tank 83 through the collection path 87c, the check valve 87b, and the water supply path 84. Is done. Thereafter, the recovered water is supplied to the mixing tank 41 and used for dilution of methanol.

燃料電池１のメンテナンスなどのために、メタノールを含む予混合液が循環する系統を開放する場合、開放した箇所から予混合液が流出しないように、混合タンク４１から予め抜き取る。予混合液を抜き取るには、混合タンク４１の蓋４１ｂに取り付けられたキャップ４９を取外し、露出された連通孔４１ｅの外部孔口４１ｇにシリンジやスポイトなどの吸引器を装着する。 When the system in which the premixed liquid containing methanol circulates is opened for maintenance of the fuel cell 1 and the like, the premixed liquid is previously extracted from the mixing tank 41 so that the premixed liquid does not flow out from the opened position. In order to extract the premixed solution, the cap 49 attached to the lid 41b of the mixing tank 41 is removed, and a suction device such as a syringe or syringe is attached to the exposed external hole 41g of the communicating hole 41e.

連通孔４１ｅの内部孔口４１ｆには、混合タンク４１の底面４１ｔに設けられた装着部４１０に先端が挿し込まれたチューブ４８が装着されているので、混合タンク４１内の予混合液は、確実に吸い出される。また、予混合液を抜き取るために、混合タンク４１の蓋４１ｂを全体的に開放することが無いので、作業中に予混合液をこぼすことも無く、またメタノールが空気中に揮発することを防止することができる。そして、混合タンク４１を封止して予混合液を再注入する際にも、この連通孔４１ｅがあることによって作業が容易に行える。 Since the tube 48 whose tip is inserted into the mounting portion 410 provided on the bottom surface 41t of the mixing tank 41 is attached to the internal hole 41f of the communication hole 41e, the premixed liquid in the mixing tank 41 is It is surely sucked out. Further, since the lid 41b of the mixing tank 41 is not entirely opened in order to extract the premixed solution, the premixed solution is not spilled during the operation, and methanol is prevented from volatilizing in the air. can do. When the mixing tank 41 is sealed and the premixed liquid is reinjected, the communication hole 41e makes it easy to work.

支柱４１２の基部は、底面４１ｔに沿った断面の十文字方向にこの底面４１ｔと面一に設けられている。したがって、チューブ４８を支柱４１２の基部まで挿し込んでもザグリ部を塞ぐことは無い。つまり、確実に混合タンク４１内の予混合液を吸い上げることができる。 The base of the support column 412 is provided flush with the bottom surface 41t in the cross-shaped direction of the cross section along the bottom surface 41t. Therefore, even if the tube 48 is inserted to the base of the support 412, the counterbore is not blocked. That is, the premixed liquid in the mixing tank 41 can be sucked up reliably.

また、装着部４１０は、混合タンク４１内において、混合液流入口４４ａおよび混合液流出口４３ａよりも燃料流入口３２ａから遠い位置に設けられている。つまり、混合タンク４１内において、燃料流入口３２ａから噴出するメタノール、混合液流入口４４ａから噴出する予混合液、および混合液流出口４３ａに吸い込まれる予混合液によって混合タンク４１内に形成される流れの淀みＳに装着部４１０が配置されるため、装着部４１０がメタノールと水との攪拌、混合を阻害しない。 The mounting portion 410 is provided in the mixing tank 41 at a position farther from the fuel inlet 32a than the mixed liquid inlet 44a and the mixed liquid outlet 43a. That is, in the mixing tank 41, it is formed in the mixing tank 41 by the methanol ejected from the fuel inlet 32a, the premixed liquid ejected from the mixed liquid inlet 44a, and the premixed liquid sucked into the mixed liquid outlet 43a. Since the mounting portion 410 is disposed in the flow stagnation S, the mounting portion 410 does not hinder the stirring and mixing of methanol and water.

さらに、連通孔４１ｅに対して装着部４１０は、図８に示すように、槽４１ａと蓋４１ｂとを合わせる方向に対して、オフセット配置されている。したがって、チューブ４８を取り付けて蓋４１ｂを閉じる場合、槽４１ａの深さよりも長いチューブ４８を装着しても、連通孔４１ｅと装着部４１０とがオフセットされた方向にチューブ４８湾曲させやすい。本実施形態では、直方体の層の１つの壁４１ｐに寄せて連通孔４１ｅと装着部４１０とが配置されており、この壁４１ｐに沿ってチューブ４８が湾曲するため、混合タンク４１内におけるメタノールと水とを混合する流れをチューブ４８が妨げない。 Furthermore, as shown in FIG. 8, the mounting portion 410 is offset with respect to the direction in which the tank 41a and the lid 41b are aligned with respect to the communication hole 41e. Therefore, when the tube 48 is attached and the lid 41b is closed, the tube 48 is easily bent in the direction in which the communication hole 41e and the mounting portion 410 are offset even if the tube 48 longer than the depth of the tank 41a is mounted. In the present embodiment, the communication hole 41e and the mounting portion 410 are arranged close to one wall 41p of the rectangular parallelepiped layer, and the tube 48 is curved along the wall 41p. Tube 48 does not interfere with the flow of mixing with water.

なお、本実施形態のように、連通孔４１ｅとチューブ４８と装着部４１０とを備える場合、蓋４１ｂは、予混合液の液面と平行な面で開放される場合によらず、垂直な面に沿って開放されるように設けられても良い。この場合、装着部４１０は、予混合液が溜まる底面４１ｔに設け、連通孔４１ｅは、休止中における液面よりも高い位置に設けることが好ましい。 In the case where the communication hole 41e, the tube 48, and the mounting portion 410 are provided as in the present embodiment, the lid 41b is a vertical surface regardless of whether it is opened on a surface parallel to the liquid surface of the premixed liquid. It may be provided so as to be opened along. In this case, it is preferable that the mounting portion 410 is provided on the bottom surface 41t where the premixed liquid is accumulated, and the communication hole 41e is provided at a position higher than the liquid surface during the rest.

図９に示した装着部４１０の形状は、図１０に示す装着部４１０ａであっても良い。図１０に示す装着部４１０ａは、混合タンク４１の底面４１ｔから立ち上がる支柱４１２ａに頂部から基部まで十文字に擦り割りすることによって、凹部となるスリット４１４を設けている。このスリット４１４は、混合タンク４１の内部底面４１ｔよりも深く、かつチューブ４８の外径よりも大きい範囲まで切り込まれている。なお、スリット４１４は、十文字ではなく一文字でも良い。このスリット４１４を設けることで、チューブ４８を支柱４１２ａの基部まで挿し込んでも、第１の実施形態の装着部４１０と同様に、予混合液を吸い上げるための妨げにはならない。 The shape of the mounting portion 410 shown in FIG. 9 may be the mounting portion 410a shown in FIG. The mounting portion 410a shown in FIG. 10 is provided with slits 414 serving as recesses by scrubbing the column 412a rising from the bottom surface 41t of the mixing tank 41 from the top to the base. The slit 414 is cut to a range deeper than the inner bottom surface 41 t of the mixing tank 41 and larger than the outer diameter of the tube 48. The slit 414 may be a single character instead of a cross. By providing the slit 414, even when the tube 48 is inserted to the base of the support column 412a, it does not hinder the suction of the premixed liquid as in the mounting portion 410 of the first embodiment.

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

ベースマニホールド１００に形成する流路は、混合液供給路４３、混合液回収路４４、水供給路８４に限らず、必要に応じて種々変更可能である。発電部２は、燃料タンク３１、混合タンク４１、起電部５０、排液冷却器７１および復水器８１を順番に並べて配置した構成としたが、これらの配置は必要に応じて種々変更可能である。成就した実施形態では、混合タンク４１、起電部５０、排液冷却器７１および復水器８１をベースマニホールド１００上に実装する構成としたが、これに限定されることなく、これらの少なくとも１つをベースマニホールド１００上に取り付ける構成としてもよい。 The flow path formed in the base manifold 100 is not limited to the mixed liquid supply path 43, the mixed liquid recovery path 44, and the water supply path 84, but can be variously changed as necessary. The power generation unit 2 has a configuration in which the fuel tank 31, the mixing tank 41, the electromotive unit 50, the drain cooler 71, and the condenser 81 are arranged in order, but these arrangements can be variously changed as necessary. It is. In the achieved embodiment, the mixing tank 41, the electromotive unit 50, the drainage cooler 71, and the condenser 81 are configured to be mounted on the base manifold 100. However, the present invention is not limited thereto, and at least one of them is used. One may be mounted on the base manifold 100.

この発明に係る燃料電池１は、上述したポータブルコンピュータＰに限らず、モバイル機器、携帯端末等の他の電子機器の電源としても使用可能である。燃料電池の形式としは、ＤＭＦＣに限らず、ＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell）等の他の形式としてもよい。 The fuel cell 1 according to the present invention is not limited to the portable computer P described above, and can be used as a power source for other electronic devices such as mobile devices and portable terminals. The form of the fuel cell is not limited to DMFC, but may be other forms such as PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell).

本発明に係る第１の実施形態の燃料電池を示す斜視図。1 is a perspective view showing a fuel cell according to a first embodiment of the present invention. 図１に示した燃料電池にポータブルコンピュータを接続した状態の斜視図。The perspective view of the state which connected the portable computer to the fuel cell shown in FIG. 図１に示した燃料電池の内部構造の斜視図。The perspective view of the internal structure of the fuel cell shown in FIG. 図３に示した燃料電池の発電システムの系統図。FIG. 4 is a system diagram of the power generation system of the fuel cell shown in FIG. 3. 図４に示した起電部のセル構造を模式的に示す図。The figure which shows typically the cell structure of the electromotive part shown in FIG. 図３に示した混合タンクの分解斜視図。FIG. 4 is an exploded perspective view of the mixing tank shown in FIG. 3. 図６に示した混合タンクの層を上から見た平面図。The top view which looked at the layer of the mixing tank shown in FIG. 6 from the top. 図７中にＦ８−Ｆ８線に沿って示す混合タンクの断面図。Sectional drawing of the mixing tank shown along F8-F8 line in FIG. 図７に示した装着部の斜視図。The perspective view of the mounting part shown in FIG. 図９に示した装着部と異なる他の形状の装着部の斜視図。The perspective view of the mounting part of another shape different from the mounting part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…燃料電池、２…発電部、３１…燃料タンク、３２…燃料供給路、３２ａ…燃料流入口、４１…混合タンク、４１ａ…槽、４１ｂ…蓋、４１ｅ…連通孔、４１ｆ…内部孔口、４１ｇ…外部孔口、４１ｔ…底面、４３…混合液供給路、４３ａ…混合液流出口、４４…混合液回収路、４４ａ…混合液流入口、４８…チューブ、４８ａ…基端部、４８ｂ…先端部、４９…キャップ、５０…起電部、８１…復水器、８４…水供給路、４１０，４１０ａ…装着部、４１１…ザグリ部、４１２，４１２ａ…支柱、４１３…凹部、４１４…スリット（凹部）、Ｓ…淀み。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 2 ... Power generation part, 31 ... Fuel tank, 32 ... Fuel supply path, 32a ... Fuel inlet, 41 ... Mixing tank, 41a ... Tank, 41b ... Lid, 41e ... Communication hole, 41f ... Internal hole 41g ... external hole, 41t ... bottom surface, 43 ... mixed liquid supply path, 43a ... mixed liquid outlet, 44 ... mixed liquid collection path, 44a ... mixed liquid inlet, 48 ... tube, 48a ... base end, 48b ... tip part, 49 ... cap, 50 ... electromotive part, 81 ... condenser, 84 ... water supply path, 410, 410a ... mounting part, 411 ... counterbore part, 412, 412a ... column, 413 ... concave part, 414 ... Slit (concave part), S ... Itching.

Claims

液体燃料を溜めておく燃料タンクと、
前記燃料タンクと燃料供給路で連通され、この燃料供給路を通して供給される前記液体燃料を水と混合させて予混合液を生成する混合タンクと、
前記予混合液を空気中の酸素と化学反応させて発電を行う起電部と、
前記起電部に前記空気を供給する空気供給部と、
前記起電部から排出される湿り空気中の水蒸気を凝縮させる復水器と、
前記混合タンクから前記起電部へ前記予混合液を送通する混合液供給路と、
前記起電部から前記混合タンクへ前記予混合液を送通する混合液回収路と、
前記復水器で回収された水を前記混合液回収路に合流させる水供給路と、を備え、
前記混合タンクは、
内部と外部を通じる連通孔と、
前記予混合液を前記混合タンク内から抜き取るために設けられ、前記内部に開口する前記連通孔の内部孔口に基端が固定されて先端が前記内部の底面に到達するチューブと、
前記外部に開口する前記連通孔の外部孔口を塞ぐ取外し可能なキャップと、を有する
ことを特徴とする燃料電池。 A fuel tank for storing liquid fuel,
A mixing tank that communicates with the fuel tank through a fuel supply path, and mixes the liquid fuel supplied through the fuel supply path with water to generate a premixed liquid;
An electromotive unit for generating electricity by chemically reacting the premixed liquid with oxygen in the air;
An air supply unit for supplying the air to the electromotive unit;
A condenser for condensing water vapor in the humid air discharged from the electromotive unit;
A liquid mixture supply path for passing the premixed liquid from the mixing tank to the electromotive unit;
A liquid mixture recovery path for passing the premixed liquid from the electromotive unit to the mixing tank;
A water supply path for joining the water recovered by the condenser to the mixed liquid recovery path,
The mixing tank is
A communication hole through the inside and outside,
A tube that is provided for extracting the premixed liquid from the mixing tank, has a proximal end fixed to an internal hole of the communication hole that opens to the inside, and a tip that reaches the bottom surface of the inside;
A fuel cell comprising: a removable cap that closes an external hole of the communication hole that opens to the outside.

前記混合タンクは、槽と蓋とで構成され、
前記連通孔は、前記蓋に設けられ、
前記チューブは、前記槽の深さよりも長い
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 The mixing tank is composed of a tank and a lid,
The communication hole is provided in the lid,
The fuel cell according to claim 1, wherein the tube is longer than a depth of the tank.

前記槽は、前記チューブの先端を前記内部の底面に保持する装着部を有することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 2, wherein the tank has a mounting portion that holds a tip of the tube on the inner bottom surface.

前記装着部は、
前記チューブの外径よりも大きいザグリ部と、
前記ザグリ部の中央から立ち上がり前記チューブが外挿される支柱と、
前記支柱と前記チューブの内面との間に前記予混合液を送通する流路を形成する凹部と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。 The mounting part is
Counterbore part larger than the outer diameter of the tube;
A column from which the tube rises from the center of the counterbore part,
The fuel cell according to claim 3, further comprising a recess that forms a flow path for passing the premixed liquid between the support column and the inner surface of the tube.

前記連通孔と前記装着部とは、前記層と蓋とを合わせる方向に対して互にオフセット配置されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 3, wherein the communication hole and the mounting portion are offset from each other with respect to a direction in which the layer and the lid are combined.

前記混合タンクにおける前記混合液回収路の混合液流入口は、前記混合液供給路の混合液流出口よりも前記燃料供給路の燃料流入口に近い位置に開口され、
前記装着部は、前記混合液流入口および前記混合液流出口よりも前記燃料流入口から遠い位置に設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。 The mixed liquid inlet of the mixed liquid recovery path in the mixing tank is opened at a position closer to the fuel inlet of the fuel supply path than the mixed liquid outlet of the mixed liquid supply path,
4. The fuel cell according to claim 3, wherein the mounting portion is provided at a position farther from the fuel inlet than the mixed liquid inlet and the mixed liquid outlet.

前記装着部は、前記混合液回収路の混合液流入口および前記燃料供給路の燃料流入口から前記混合液供給路の混合液流出口へ前記混合タンクの内部を移動する前記予混合液の流れの淀みの領域に配置することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。 The mounting portion has a flow of the premixed liquid moving in the mixing tank from a mixed liquid inlet of the mixed liquid recovery path and a fuel inlet of the fuel supply path to a mixed liquid outlet of the mixed liquid supply path. The fuel cell according to claim 3, wherein the fuel cell is disposed in a stagnation region.