JP2009199946A - 電子機器システム - Google Patents
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Abstract
【課題】発電効率の向上した電子機器システムを提供する。
【解決手段】電子機器システムは、電子機器10と電子機器に電力を供給する燃料電池装置50とを備えている。電子機器は、筐体14と、筐体内に配設された発熱部品30aと、を有している。燃料電池装置は、アノードおよびカソードを有し、化学反応により発電する起電部52と、燃料を収容した燃料タンク54と、燃料タンクから供給された燃料を起電部のアノードを通して循環させる燃料流路62、および起電部のカソードを通して空気を供給する気体流路64を有した循環系60と、燃料流路内で起電部の流出端と燃料タンクとの間に設けられ、アノードから排出された気液2相流を液体と気体とを分離する気液分離器74とを有している。気液分離器は、発熱部品の熱により加熱可能に発熱部品に熱的に接続されている。
【選択図】 図2
【解決手段】電子機器システムは、電子機器10と電子機器に電力を供給する燃料電池装置50とを備えている。電子機器は、筐体14と、筐体内に配設された発熱部品30aと、を有している。燃料電池装置は、アノードおよびカソードを有し、化学反応により発電する起電部52と、燃料を収容した燃料タンク54と、燃料タンクから供給された燃料を起電部のアノードを通して循環させる燃料流路62、および起電部のカソードを通して空気を供給する気体流路64を有した循環系60と、燃料流路内で起電部の流出端と燃料タンクとの間に設けられ、アノードから排出された気液2相流を液体と気体とを分離する気液分離器74とを有している。気液分離器は、発熱部品の熱により加熱可能に発熱部品に熱的に接続されている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子機器およびこの電子機器に電流を供給する燃料電池装置を備えた電子機器システムに関する。
現在、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータ(以下、ノートPCと称する)、モバイル機器等の電子機器の電源としては、主に、リチウムイオンバッテリなどの二次電池が用いられている。近年、これら電子機器の高機能化に伴う消費電力の増加や更なる長時間使用の要請から、高出力で充電の必要のない小型燃料電池が新たな電源として期待されている。燃料電池には種々の形態があるが、特に、燃料としてメタノール溶液を使用するダイレクトメタノール方式の燃料電池(以下、DMFCと称する)は、水素を燃料とする燃料電池に比べて燃料の取扱いが容易で、システムが簡易であることから、電子機器の電源として注目されている。
通常、DMFCは、メタノールが収容された燃料タンク、メタノールを起電部に圧送する送液ポンプ、および起電部に空気を供給する送気ポンプ等を備えている。起電部はそれぞれアノードおよびカソードを有した複数の単セルを積層したセルスタックを備え、アノード側にメタノールを、カソード側に空気を供給することにより、化学反応によって発電を行う。発電に伴う反応生成物として、起電部のアノード側には未反応のメタノールおよび炭酸ガスが発生し、カソード側には水が発生する。反応生成物である水は蒸気となって排気される。
アノードで生じた未反応の燃料および炭酸ガスの気液2相流において、炭酸ガスは発電反応を阻害する。そのため、アノードで生じた未反応燃料を循環させて再使用する場合、気液2相流中の気体成分を分離、除去する必要がある。そこで、起電部のアノード出口と燃料タンクとの間を延びる流路には気液分離器が設けられている。起電部のアノード側に生じた未反応のメタノールおよび炭酸ガスは気液分離器に送られ、メタノールと炭酸ガスとが分離される。分離後、メタノールは回収流路を通して燃料タンクへ送られ、炭酸ガスは排気路を通してカソード流路に送られる(例えば、特許文献1)。
気液分離器には種々の分離方式があるが、傾斜条件に強く小型化に適している気液分離器として、多孔質のガス透過性膜からなるチューブによって構成されたものが提案されている(例えば、特許文献2)。このチューブは液体の流れ横切って配置されているとともに、内部が排気装置によって減圧されている。これにより、液体中に含まれる気体は、気液分離膜のチューブを通ってチューブ内へ排気され、液体から分離される。
また、燃料電池システムとして、気液分離器の蒸発室に送られ生成水を、その生成水中の不純物が気化する温度までヒータにより加熱し、不純物ガスとして排出するものが提案されている(特許文献3)。
特開2005−108718号公報
特開平4−4002号公報
特開2006−269155号公報
上記のように構成された燃料電池装置において、気液分離器で分離された燃料は燃料タンクに戻され、再度、発電に利用される。そのため、燃料を効率良く利用する上で、起電部と燃料タンクとの間に設けられた気液分離器は、燃料と炭酸ガスとを効率良く確実に分離できることが必要となる。
しかしながら、ガス透過性膜を用いた気液分離は膜間での圧力差を利用して気体を膜を通して系外に押し出す方式を取ることが一般的であるため、膜表面にガス透過を妨げる物質が付着するとると分離率が低下する。この付着物質としては、主に分離ガス中の水蒸気が凝縮することにより結露した水が挙げられる。燃料電池装置のアノード燃料循環系は比較的高温であり、また、気液分離器により分離されたガスは、分離直後に多くの水蒸気を含んでいる。そのため、分離されたガスが冷却されると水蒸気が結露し、気液分離器を構成しているガス透過性膜の表面に付着する。そして、この結露によりガス透過性膜の孔が埋められ、気体の通路が閉じられてしまう。その結果、気液分離器の気液分離効率が低下する。
上記のような結露の発生を防止するため、ヒータ等の独立した発熱体によって気液分離器を加熱し、高温に保つことが考えられる。しかしながら、独立したヒータを設ける場合、ヒータ自体の消費電力が高く、実用的ではなく、また、燃料電池装置を小型化する上で障害となる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、発電効率の向上した電子機器システムを提供することにある。
上記課題を達成するため、この発明の態様に係る電子機器システムは、筐体と、前記筐体内に配設された発熱部品と、を備えた電子機器と、
アノードおよびカソードを有し、化学反応により発電する起電部と、燃料を収容した燃料タンクと、前記燃料タンクから供給された燃料を前記起電部のアノードを通して循環させる燃料流路、および前記起電部のカソードを通して空気を供給する気体流路を有した循環系と、前記燃料流路内で前記起電部の流出端と前記燃料タンクとの間に設けられ、前記アノードから排出された気液2相流を液体と気体とを分離する気液分離器であって、前記発熱部品の熱により加熱可能に前記発熱部品に熱的に接続された気液分離器と、を有する燃料電池装置と、を備えている。
アノードおよびカソードを有し、化学反応により発電する起電部と、燃料を収容した燃料タンクと、前記燃料タンクから供給された燃料を前記起電部のアノードを通して循環させる燃料流路、および前記起電部のカソードを通して空気を供給する気体流路を有した循環系と、前記燃料流路内で前記起電部の流出端と前記燃料タンクとの間に設けられ、前記アノードから排出された気液2相流を液体と気体とを分離する気液分離器であって、前記発熱部品の熱により加熱可能に前記発熱部品に熱的に接続された気液分離器と、を有する燃料電池装置と、を備えている。
上記構成によれば、発電効率の向上した電子機器システムが得られる。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、この発明の第1の実施形態に係る電子機器システムとして、燃料電池装置を備えたポータブルコンピュータを示し、図2は、ポータブルコンピュータの内部構造を概略的に示している。
図1は、この発明の第1の実施形態に係る電子機器システムとして、燃料電池装置を備えたポータブルコンピュータを示し、図2は、ポータブルコンピュータの内部構造を概略的に示している。
図1に示すように、ポータブルコンピュータ10は、機器本体12と、この機器本体12に支持されたディスプレイユニット13とを備えている。機器本体12は、例えば合成樹脂で形成された偏平な矩形状の筐体14を備えている。筐体14の上面には、パームレスト部16が形成され、このパームレスト部のほぼ中央にはタッチパッド15およびクリックボタン17が設けられている。パームレスト部16の後方にはキーボード18が設けられている。筐体14の上面後端部左右には、それぞれスピーカ11が露出して設けられている。筐体14の上面後端部には、ポータブルコンピュータ10および後述する燃料電池装置の動作状態を示す複数のLED23が設けられている。
ディスプレイユニット13は、偏平な矩形箱状のハウジング19と、ハウジング内に収納された液晶表示パネル20とを備えている。液晶表示パネル20の表示面20aは、ハウジング19に形成された表示窓21を介して外部に露出している。ハウジング19は、筐体14の後端部に設けられた一対のヒンジ部22により、筐体14の後端部に回動可能に支持されている。これにより、ディスプレイユニット13は、キーボード18を上方から覆うように倒される閉じ位置と、キーボードの後方において起立する開き位置とに亘って回動可能となっている。
図1および図2に示すように、筐体14は、その内部に、電子機器としてのポータブルコンピュータ10の種々の構成要素が配設されている。例えば、マザーボードを構成するプリント回路基板28が設けられている。このプリント回路基板28上には、MPU30aを含む複数の半導体素子30、モデム基板、モデムコネクタ、USB基板、その他、種々の電子部品が実装されている。
また、筐体14内には、記憶装置として、例えば、光学ディスクドライブ24、ハードディスクドライブ32が配設されているとともに、発熱部材としてのMPU30aを冷却する放熱機構34が設けられている。放熱機構34は、受熱部として機能する放熱板(ヒートブロック)36、ヒートパイプ38、放熱フィン40、および放熱フィンを冷却する冷却ファン42を備えている。
図2ないし図3に示すように、放熱板36は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウム等によってほぼ矩形状に形成されている。放熱板36は、MPU30aの平面積よりも充分に大きく形成されている。放熱板36は、図示しない伝熱シートを介してMPU30aに重ねて設けられ、MPUに熱的に接続されている。放熱板36は、金属板ばね44により、後述する気液分離器と共に、プリント回路基板28に固定され、MPU30aに弾性的に押し付けられている。
放熱板36は、ヒートパイプ38を通して放熱フィン40に熱的に接続されている。放熱フィン40は、筐体14の側壁に隣接対向して設けられている。放熱フィン40は、筐体14の側壁に形成された開口に設けられ、冷却ファン42と対向している。
ポータブルコンピュータ10の動作によりMPU30aが発熱すると、その熱は放熱板36に受熱される。これにより、MPU30aが冷却される。放熱板36の熱は、ヒートパイプ38を通して放熱フィン40に伝熱される。また、冷却ファン42が作動され、この冷却ファンの排気口から放熱フィン40に向けて冷却風が吹き付けられる。これにより、放熱フィン40に伝わった熱は、放熱フィンから筐体14外部に放熱される。
図2に示すように、筐体14内には、燃料電池装置50が配設されている。燃料電池装置50は、メタノールを液体燃料としたDMFCとして構成されている。燃料電池装置50は、起電部を構成したセルスタック52、燃料タンク54、およびセルスタックに燃料および空気を供給する循環系60、燃料電池装置全体の動作を制御する電池制御部56を備えている。
燃料タンク54は密閉構造を有し、その内部には液体燃料として高濃度のメタノールが収容されている。燃料タンク54は、筐体14に対して脱着自在に装着された燃料カートリッジとして形成されている。
循環系60は、燃料タンク54の燃料供給口から供給された燃料をセルスタック52を通して循環させるアノード流路(燃料流路)62、およびセルスタック52を通して空気を含む気体を循環させるカソード流路(空気流路)64、アノード流路内およびカソード流路に設けられた複数の補機を有している。アノード流路62およびカソード流路64は、それぞれ配管等によって形成されている。
図5はセルスタック52の積層構造を示し、図6は各セルの発電反応を模式的に示している。図5および図6に示すように、セルスタック52は、複数、例えば、4つの単セル140と、5枚の矩形板状のセパレータ142とを交互に積層して構成された積層体、および積層体を支持した枠体145を有している。各単セル140は、それぞれ触媒層とカーボンペーパとで構成されたほぼ矩形板状のカソード(空気極)66およびアノード(燃料極)67、これらカソード、アノード間に挟持されたほぼ矩形状の高分子電解質膜144とを一体化した膜・電極接合体(MEA)を備えている。高分子電解質膜144は、アノード67およびカソード66よりも大きな面積に形成されている。
3つのセパレータ142は、隣合う2つの単セル140間に積層され、他の2つのセパレータは、積層方向両端にそれぞれ積層されている。セパレータ142および枠体145には、各単セル140のアノード67に燃料を供給する燃料流路146、および各単セルのカソード66に空気を供給する空気流路147が形成されている。
図6に示すように、供給された燃料および空気は、アノード67とカソード66との間に設けられた電解質膜144で化学反応し、これにより、アノードとカソードとの間に電力が発生する。セルスタック52で発生した電力は、電池制御部56を介してポータブルコンピュータ10に供給される。
図2に示すように、アノード流路62に設けられた補機は、燃料タンク54の燃料供給口に配管接続された開閉弁58、燃料ポンプ70、燃料ポンプの出力部に配管を介して接続された混合タンク71を備えている。また、補機は、燃料タンク54の一部を構成する混合タンク71の出力部に接続された送液ポンプ73を備えている。送液ポンプ73の出力部はアノード流路62を介してセルスタック52の燃料流路146に接続されている。
セルスタック52のアノード67の出力部はアノード流路62を通して混合タンク71の入力部に接続されている。セルスタック52の出力部と混合タンク71との間でアノード流路62には気液分離器74が設けられている。セルスタック52のアノード67から排出される排出流体、つまり化学反応に用いられなかった未反応メタノール水溶液および生成された二酸化炭素を含む気液2相流は、気液分離器74に送られ、ここで、未反応メタノール水溶液と、ガスである二酸化炭素とに分離される。ガスが分離されたメタノール水溶液はアノード流路62を通して混合タンク71に戻され、再度、アノード67へ供給される。気液分離器74により分離された二酸化炭素は、カソード流路64を通して後述するガス浄化フィルタ76へ送られる。
一方、カソード流路64の上流端64aおよび下流端64bは、それぞれ大気に連通している。カソード流路64に設けられる補機は、セルスタック52の上流側でカソード流路64の上流端64a近傍に設けられたエアフィルタ78、セルスタック52とエアフィルタとの間でカソード流路に接続された送気ポンプ80、開閉弁81、セルスタック52の下流側でカソード流路64の下流端64b近傍に設けられた排気フィルタ82、および、開閉弁83を含んでいる。
エアフィルタ78は、カソード流路64に吸い込まれた空気中のゴミ、および二酸化炭素、ギ酸、燃料ガス、ギ酸メチル等の不純物、有害物質等を捕獲し除去する。排気フィルタ82は、カソード流路64から外部へ排気される気体中の副生成物を無害化するとともに、排気中の含まれている燃料ガス等を捕獲する。
気液分離器74は、セルスタック52の流入側と開閉弁81との間でカソード流路64に接続されている。また、気液分離器74とセルスタック52の流入側との間でカソード流路64には、ガス浄化フィルタ76が設けられている。気液分離器74で液体から分離されカソード流路64に送られた気体、つまり、二酸化炭素および送気ポンプ80により送られた空気は、ガス浄化フィルタ76を通り、ここで、燃料ガス、二酸化炭素等の不純物、有害物質が除去された後、セルスタック52へ送られる。
次に、気液分離器74について詳細に説明する。図7は、気液分離器74を拡大して示している。
図7に示すように、気液分離器74は、アノード流路62の一部を規定している例えば3本の分離チューブ90と、分離チューブ90を覆って設けられた中空の外容器92と、を有している。各分離チューブ90は、多孔質材料、例えば、多孔質のフッ素系樹脂からなる厚さ1〜2mmのガス透過性膜91を筒状に成形して構成されている。ガス透過性膜91の内面(第1表面)により、気液2相流が流れる流路が規定され、外面(第2表面)により分離チューブの外面が形成されている。ガス透過性膜91は流路内を流れる気液2相流中のガスを透過する。
図7に示すように、気液分離器74は、アノード流路62の一部を規定している例えば3本の分離チューブ90と、分離チューブ90を覆って設けられた中空の外容器92と、を有している。各分離チューブ90は、多孔質材料、例えば、多孔質のフッ素系樹脂からなる厚さ1〜2mmのガス透過性膜91を筒状に成形して構成されている。ガス透過性膜91の内面(第1表面)により、気液2相流が流れる流路が規定され、外面(第2表面)により分離チューブの外面が形成されている。ガス透過性膜91は流路内を流れる気液2相流中のガスを透過する。
3本の分離チューブ90は、互いに隙間を置いて平行に並んで設けられている。各分離チューブ90の両端部は、アノード流路62を形成している配管62aにそれぞれ接続されている。これにより、分離チューブ90は、アノード67から排出された排出流体、つまり未反応メタノール水溶液および生成された二酸化炭素を含む気液2相流体が流れるアノード流路62の一部を構成している。
外容器92は3本の分離チューブ90全体を覆って設けられ、分離チューブ90の外面に接した密閉空間94を規定している。外容器92は、開閉弁81と浄化フィルタ76との間でカソード流路64に接続されている。外容器92は、伝熱性の高い材料、例えば、銅、ステンレス、アルミニウムのような金属で形成されている。外容器92には、カソード流路64を規定している配管64aが接続され、外容器92内の空間94はカソード流路64に連通している。これにより、送気ポンプ80から供給される外気(空気)は、外容器92内の空間94に供給され、分離チューブ90の周囲を流れた後、浄化フィルタ76を通ってカソード66に送られる。
気液分離器74は、その外容器92が発熱部品であるMPU30aと熱的に接続された状態で筐体14内に配設されている。すなわち、図3および図4に示すように、外容器92は、放熱板36とほぼ等しい大きさの矩形状に形成されている。そして、外容器92は、例えば、その一面が放熱板36に面接触した状態で配設され、この放熱板を挟んでMPU30a上に積層されている。気液分離器74は、金属板ばね44により、放熱板36と共に、プリント回路基板28に固定され、MPU30aに弾性的に押し付けられている。放熱板36と外容器92との間には、伝熱性の高いグリース等を充填されている。これにより、外容器92は、MPU30aから放熱板36を介して熱を受けて加熱される。これに伴い、外容器92内の空気、つまり、分離チューブ90の周囲の空気が、結露を生じない温度に加熱される。
上記のように構成された気液分離器74によれば、アノード67から排出された排出流体が分離チューブ90内を通って流れ、分離チューブ90の外面は空間94に供給された外気、つまり、空気に接している。排出流体は、比較的高温であるとともに、外気よりも数Kパスカルだけ圧力が高くなっている。そのため、分離チューブ90の内外で差圧が生じている。これにより、排出流体中に含まれるガス、ここでは、二酸化炭素およびガス状のメタノール燃料成分は、上記圧力差によりガス透過性膜91を透過して外側の空間94に排出される。排出流体中の液体は、その表面張力によりガス透過性膜91を透過することができず、そのまま流路を通って流れる。これにより、気液の分離が行われる。
ポータブルコンピュータ10の動作時、MPU30aの発熱温度を例えば、50℃〜80℃とした場合、放熱板36および気液分離器74の外容器92は45℃以上、ここでは、60℃以上に加熱され、高温度に維持される。これにより、外容器92内において、分離チューブ90の周囲の空気は、水分が凝縮しない温度に加熱される。そのため、ガス透過性膜91により分離されたガス中に含まれる水蒸気が結露することを抑制することができる。その結果、結露した水によりガス透過性膜91の孔が塞がれることを防止し、ガス透過性膜のガス透過能力、つまり、気液分離効率の低下を抑制することができる。また、気液分離器74は、MPU30aからの熱を受けることにより、このMPUを冷却する冷却部材としても機能することができる。
上記のようにして気液分離器74により分離された排出流体は、アノード流路62を通して混合タンク71へ送られ、また、分離されたガスは、外気ととともに浄化フィルタ76に送られ、ここで、不純物等が除去された後、セルスタック52のカソード66へ送られる。
上記のように構成された燃料電池装置50を電源としてポータブルコンピュータ10を動作させる場合、電池制御部56の制御の下、燃料ポンプ70、送液ポンプ73および送気ポンプ80を作動させるとともに、開閉弁58、81、83を開放する。燃料ポンプ70により、燃料タンク54から混合タンク71へメタノールが供給され、混合タンク内で水と混合され所望濃度のメタノール水溶液が形成される。また、送液ポンプ73により、混合タンク内のメタノール水溶液がアノード流路62を通してセルスタック52のアノード67に供給される。
一方、送気ポンプ80により、カソード流路64の上流端64aからカソード流路内に外気、つまり、空気が吸い込まれる。この空気はエアフィルタ78を通り、ここで、空気中のゴミ、不純物が除去される。エアフィルタ78を通過した後、空気は、カソード流路64を通り気液分離器74へ送られ、更に、気液分離器で分離されたセルスタック52からの排出ガスとともにガス浄化フィルタ76へ送られ、ここで、浄化された後、セルスタック52のカソード66へ供給される。
セルスタック52に供給されたメタノールおよび空気は、アノード67とカソード66との間に設けられた電解質膜144で電気化学反応し、これにより、アノード67とカソード66との間に電力が発生する。セルスタック52で発生した電力は、電池制御部56を介してコンピュータ本体へ供給される。
電気化学反応に伴い、セルスタック52には反応生成物として、アノード67側に二酸化炭素、カソード66側に水が生成される。アノード67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未反応メタノール水溶液はアノード流路62を通して気液分離器74に送られ、ここで、二酸化炭素とメタノール水溶液とに分離される。分離されたメタノール水溶液は、気液分離器74からアノード流路62を通して混合タンク71へ回収され、再度、発電に用いられる。
分離された二酸化炭素は、気液分離器74からカソード流路64へ送られ、更に、空気とともにガス浄化フィルタ76へ送られる。ガス浄化フィルタ76により、空気中の不純物、および二酸化炭素を含む有害物が除去された後、空気および二酸化炭素はセルスタック52に供給され、発電に用いられる。空気中の不純物がセルスタック52へ送られることを防止し、これらの不純物による発電効率の低下を防止することができる。
この際、前述したように、ポータブルコンピュータの発熱部材であるMPU30aから熱が放熱機構34の放熱板36によって気液分離器74に与えられ、外容器92内の空気が結露を生じない温度に維持される。これにより、気液分離器74における分離効率の低下を抑制し、高い気液分離性能を維持している。
MPU30aの発熱量が多く、放熱板36および気液分離器74への熱伝達だけでは十分に放熱できない場合、例えば、MPU30aが80℃以上に発熱すると、冷却ファン42が作動される。これにより、放熱板36の熱がヒートパイプ38を通して放熱フィン40に伝熱され、更に、冷却ファン42からの冷却風が放熱フィンに吹き付けられる。放熱フィン40に伝わった熱は、筐体14外部に放熱される。これにより、MPU30aは、例えば、80℃以下の温度に維持される。
セルスタック52のカソード66側に生じた水は、その大部分が水蒸気となり空気とともにカソード流路64に排出される。排出された空気および水蒸気は、排気フィルタ82に送られ、ここで、ゴミ、不純物が除去された後、カソード流路64の下流端64bから外部に排気される。
以上のように構成されたポータブルコンピュータによれば、電子機器側に存在する発熱部材の熱を熱源に利用して気液分離器74を加熱し、分離チューブ周囲の空気を結露が生じない温度に維持することにより、気液分離器の高い分離性能を維持することができる。そして、気液分離器を加熱するための独立したヒータ等を設ける必要がない。そのため、ポータブルコンピュータの消費電力を増加することなく、また、大型化を生じることなく、2相流体中のガスを効率良く分離することができ、発電効率の向上した電子機器システムが得られる。
図8は、この発明の第2の実施形態に係るポータブルコンピュータの気液分離器部分を概略的に示している。第2の実施形態によれば、気液分離器74は、その外容器92が直接、電子機器の発熱部材、例えば、MPU30aに接触した状態で、配置されている。
また、図9に示す第3の実施形態に係るポータブルコンピュータによれば、気液分離器74は、その外容器92が直接、電子機器の発熱部材、例えば、MPU30aに接触した状態で、配置されている。更に、気液分離器74に重ねて、放熱機構の放熱板36が積層配置されている。
なお、第2および第3の実施形態において、他の構成は前述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
なお、第2および第3の実施形態において、他の構成は前述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
上記構成の第2および第3の実施形態においても、ポータブルコンピュータの消費電力を増加することなく、また、大型化を生じることなく、2相流体中のガスを効率良く分離することができ、発電効率の向上した電子機器システムが得られる。
この発明は上記実施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。
例えば、気液分離器の外容器は、その全体が金属で形成されている場合に限らず、発熱部材から熱を受ける側の部分のみが金属等の伝熱性の高い材料で形成された構成としてもよい。気液分離器の分離チューブは3本に限らず、1本、2本あるいは4本以上としてもよい。また、ガス透過性膜は、筒状に限らず、平面状に形成し、このガス透過性膜によって外容器内部を気液2相流が流れる空間と、外気が流れる空間とに仕切る構成としてもよい。
電子機器システムは、ポータブルコンピュータに限らず、他の電子機器に適用してもよい。電子機器に設けられた発熱部材は、MPUに限らず、CPU、ノースブリッジ、グラフィックボードなどの高熱を発熱する他の部材でもよく、これらの排熱を利用して気液分離器を加熱してもよい。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。
10…ポータブルコンピュータ、12…機器本体、13…ディスプレイユニット、
14…筐体、30a…MPU、34…放熱機構、36…放熱板、38…ヒートパイプ、
40…放熱フィン、42…冷却ファン、50…燃料電池装置、52…セルスタック、
54…燃料タンク、60…循環系、62…アノード流路、64…カソード流路、
66…カソード(空気極)、67…アノード(燃料極)、74…気液分離器、
90…分離チューブ、91…ガス透過膜、92…外容器
14…筐体、30a…MPU、34…放熱機構、36…放熱板、38…ヒートパイプ、
40…放熱フィン、42…冷却ファン、50…燃料電池装置、52…セルスタック、
54…燃料タンク、60…循環系、62…アノード流路、64…カソード流路、
66…カソード(空気極)、67…アノード(燃料極)、74…気液分離器、
90…分離チューブ、91…ガス透過膜、92…外容器
Claims (8)
- 筐体と、前記筐体内に配設された発熱部品と、を備えた電子機器と、
アノードおよびカソードを有し、化学反応により発電する起電部と、燃料を収容した燃料タンクと、前記燃料タンクから供給された燃料を前記起電部のアノードを通して循環させる燃料流路、および前記起電部のカソードを通して空気を供給する気体流路を有した循環系と、前記燃料流路内で前記起電部の流出端と前記燃料タンクとの間に設けられ、前記アノードから排出された気液2相流を液体と気体とを分離する気液分離器であって、前記発熱部品の熱により加熱可能に前記発熱部品に熱的に接続された気液分離器と、を有する燃料電池装置と、
を備えた電子機器システム。 - 前記気液分離器は、多孔質材料で形成され前記気液2相流が流れる流路を形成したガス透過性膜と、前記ガス透過膜を覆って設けられ、前記ガス透過性膜を透過した前記気液2相流中のガスが流れる流路を形成した外容器と、を備え、前記外容器は前記発熱部品に熱的に接続して設けられている請求項1に記載の電子機器システム。
- 前記外容器は直接、前記発熱部材に接触して設けられている請求項2に記載の電子機器システム。
- 前記発熱部品に接触して設けられた受熱部を有し前記発熱部品から熱を放熱する放熱機構を備え、前記気液分離器は、前記受熱部に熱的に接続して設けられている請求項2に記載の電子機器システム。
- 前記放熱機構は、前記受熱部に熱的に接続された放熱フィンと、放熱フィンに冷却風を供給する冷却ファンとを備えている請求項4に記載の電子機器システム。
- 前記外容器は、少なくとも前記発熱部材に熱的に接続された部分が金属で形成されている請求項3又は4に記載の電子機器システム。
- 前記ガス透過性膜は筒状に形成され、前記気液2相流が流れる燃料流路の一部を規定した分離チューブを構成し、前記外容器は、前記分離チューブの外側を覆って設けられている請求項2ないし6のいずれか1項に記載の電子機器システム。
- 前記気液分離器は、それぞれ燃料流路の一部を規定した複数本の前記分離チューブを備えている請求項7に記載の電子機器システム。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015028861A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | ダイハツ工業株式会社 | 燃料電池システム |
JP2015069917A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | ダイハツ工業株式会社 | 燃料電池システム |
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2008
- 2008-02-22 JP JP2008041869A patent/JP2009199946A/ja active Pending
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2009
- 2009-02-18 US US12/388,161 patent/US20090214916A1/en not_active Abandoned
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