JP4959957B2 - 燃料電池 - Google Patents

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。

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６，２９８，５４０ Ｂ１号明細書

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の燃料電池は、混合タンクと、起電部と、チューブと、支柱と、凹部とを備える。混合タンクは、予混合液を生成する。起電部は、予混合液を用いて発電を行う。チューブは、予混合液を混合タンク内から抜き取る。支柱は、混合タンクの底面に位置し、チューブが外挿される。凹部は、支柱とチューブの内面との間に予混合液を送る。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係る第１の実施形態の燃料電池を示す斜視図。 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。 図１に示した燃料電池の内部構造の斜視図。 図３に示した燃料電池の発電システムの系統図。 図４に示した起電部のセル構造を模式的に示す図。 図３に示した混合タンクの分解斜視図。 図６に示した混合タンクの層を上から見た平面図。 図７中にＦ８−Ｆ８線に沿って示す混合タンクの断面図。 図７に示した装着部の斜視図。 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。

符号の説明

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。

Claims (4)

1. 予混合液が生成される混合タンクと、
   前記予混合液を用いて発電を行う起電部と、
   前記予混合液を前記混合タンク内から抜き取るチューブと、
   前記混合タンクの底面に位置し、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る凹部と
   を備える燃料電池。
2. 燃料タンクと、
   前記燃料タンクと燃料供給路で連通され、予混合液が生成される混合タンクと、
   前記予混合液を用いて発電を行う起電部と、
   前記混合タンクから前記起電部へ前記予混合液を送る混合液供給路と、
   前記起電部から前記混合タンクへ前記予混合液を送る混合液回収路と、
   前記予混合液を前記混合タンク内から抜き取るチューブと、
   前記チューブの先端を前記予混合タンクの底面に保持する装着部と
   を備え、
   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
   ことを特徴とする燃料電池。
3. 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、槽と蓋とで構成され、
   前記蓋に設けられて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前記槽の深さよりも長く設けられ、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、
   前記チューブの先端を前記槽の内部の底面に保持する装着部と、を有し、
   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
   を備える燃料電池。
4. 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、槽と蓋とで構成され、
   前記蓋に設けられて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前記槽の深さよりも長く設けられ、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、
   前記チューブの先端を前記槽の内部の底面に保持する装着部と、を有し、
   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
   ことを特徴とする燃料電池。

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