JP5008252B2 - 燃料電池用液体燃料収納容器及び燃料電池システム - Google Patents
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Description
これに対して、燃料電池を上記携帯機器の電源に用いる試みが開始されており、電解質膜の水分管理等が複雑である、水素を燃料とした固体高分子型燃料電池に代わって、メタノールなどの液体燃料と酸素とを直接発電部に供給することで発電可能な液体燃料直接供給形燃料電池が注目されている。即ち、上記液体燃料直接供給形燃料電池では、上記固体高分子型燃料電池で必要であった電解質膜の水分管理等が不要であり、構造もシンプルという特徴があるからである。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、長時間、安定して液体燃料を供給可能な、液体燃料直接供給形燃料電池に供給する液体燃料を収納した燃料電池用液体燃料収納容器、及び該液体燃料収納容器を備えた燃料電池システムを提供することを目的とする。
即ち、発電を行う燃料電池本体に供給される液体燃料を収納するタンク部材と、このタンク部材内に収納された液体燃料を吸引する吸引口を有するとともに上記吸引口を常に液体燃料に浸漬させる重り部材を上記吸引口近傍に有しかつ柔軟性を有しかつ上記タンク部材内の液体燃料を燃料電池本体に供給するための燃料供給管とを備え、さらに上記タンク部材は取付姿勢が定まらず液体燃料が重力方向に移動自由に収納される燃料電池用液体燃料収納容器において、上記タンク部材内に上記燃料供給管を支持し上記タンク部材内における上記燃料供給管の絡みを防止する支持部材を設け、上記燃料供給管は、1本であり、上記支持部材に支持された状態で上記吸引口が上記タンク部材の軸方向の両端部に達する長さを有することを特徴とする。
又、上記絡まりを防止する観点から、燃料供給管をコイルばね構造としたり、入子構造とすることもできる。
燃料電池システム190は、詳細後述する燃料収納容器101と、該燃料収納容器101より燃料供給を受け発電を行う燃料電池本体180とを備え、本実施形態では、燃料収納容器101は、燃料電池本体180へ直接に供給可能な液体燃料として約10%の濃度にてなるメタノール水溶液を収納する。又、燃料収納容器101から燃料電池本体180へ燃料を供給するため、燃料収納容器101と燃料電池本体180との間に、燃料供給用ポンプ184を設けることもできる。又、燃料収納容器101には、高濃度又は原液のメタノールを収納することもできる。この場合、図12に示すように、燃料収納容器101に接続され、燃料収納容器101から供給される高濃度又は原液のメタノールを希釈し約10%のメタノール水溶液としこれを収納する中間タンク191を設ける必要がある。
図1は、上記実施形態の燃料電池用液体燃料収納容器101の基本構造を示している。該燃料電池用液体燃料収納容器101は、タンク部材110と、燃料供給管120とを備える。タンク部材110は、燃料電池本体180のアノード電極183へ直接に供給される液体燃料を収納するタンク形状であり、本実施形態ではステンレス製である。本実施形態では、タンク部材110は、液体燃料185として約10%のメタノール濃度にてなるメタノール水溶液を収納している。尚、燃料電池本体180における発電に伴い、タンク部材110内の液体燃料185は減少していくが、タンク部材110は、側壁部分に吸気部111を有しており、液体燃料185が消費されても、消費分に相当する空気がタンク部材110の外部より吸気部111を通して供給されるため、タンク部材110内が大気圧以下になることはなく、安定して液体燃料185の供給が可能である。ここで吸気部111は、空気は通過するが、液体は通過させないような選択的透過膜から形成されている。
さらに燃料電池システム190において、タンク部材110は、着脱自在な構造が好ましい。よって、燃料電池用液体燃料収納容器101は、着脱自在なコネクタ130を有する。コネクタ130は、タンク部材110側で燃料供給管120が接続されタンク部材110と伴に取り外されるタンク側コネクタ131と、燃料電池本体180側に設けられた本体側コネクタ132とを有し、タンク側コネクタ131と本体側コネクタ132とが連結可能である。
吸引口121は、図1に示すように、吸液方向123において重り部材122の直後に開口していてもよいし、図3に示すように重り部材122の直前に開口していてもよい。尚、図3に示すように吸引口121が重り部材122の直前に開口している場合、タンク部材110内における重り部材122の位置と、液体燃料185の量との関係で吸引口121が液体燃料185中に位置しない状態も考えられる。よって、図3に示す構成の場合、図4に示すように、重り部材122及び吸引口121を囲んで設けた多孔質材料にてなる吸引用部材124を設けるのが好ましい。
又、図7に示すように、燃料供給管120を入子構造として、燃料供給管120の軸方向へ伸縮自在とし、折り畳み可能とすることもできる。
重り部材125,126は、ともに、タンク部材110の胴体部110dの横断面に略同形状にてなる筒状体であり、タンク部材110の軸方向112に沿ってタンク部材110内を摺動可能な部材である。
重り部材125は、図8Bに示すように、タンク部材110の胴体部110dの横断面が方形状である場合に対応したもので、方形状の筒状の形状にてなり、その内面125aに燃料供給管120の先端部分120aを取り付けている。尚、該先端部分120aには上記吸引口121が存在する。
重り部材126は、図9Bに示すように、タンク部材110の胴体部110dの横断面が円形状である場合に対応したもので、円環形状にてなり、その内面110cに上記先端部分120aを取り付けている。さらに重り部材126では、上記先端部分120aの取り付け部分に対応して、重量部127を設けている。重量部127は、重り部材126の比重よりもさらに重い比重にてなる材料又は部材にてなり、図9Bに示すように重り部材126と一体的に形成してもよいし、重り部材126とは別体で重り部材126に取り付ける形態としてもよい。
図10に示す燃料電池用液体燃料収納容器105は、上記吸気部111を有する上記タンク部材110内に、仕切り部材150と、燃料供給管120とを備える。上記仕切り部材150は、タンク部材110内を、上記液体燃料185を収納した燃料区画114と、液体燃料185を吸収する多孔質部材160を収納した多孔質部材区画115とに分割し、かつ液体燃料185が通過可能な、一つ若しくは複数の貫通穴151を有する部材である。燃料区画114と多孔質部材区画115との容積比率は、特に規定するものではないが、ほぼ半分ずつ、又は図示するように、若干、燃料区画114の方が大きいのが好ましい。又、燃料供給管120は、多孔質部材区画115内に位置し、上記吸引口121を多孔質部材160内に位置するように配置されている。又、燃料電池用液体燃料収納容器101の場合と同様に、燃料電池用液体燃料収納容器105もコネクタ130を有する。
又、燃料電池用液体燃料収納容器105では、タンク部材110内の全体に多孔質部材160を充填しないため、液体燃料185の収容量が低下してしまうことはない。よって、機器の長時間使用も可能となる。又、多孔質部材160の容積が従来構成に比べて小さいことから、多孔質部材160に起因するゴミ等の問題の発生を低減することができる。
110…タンク部材、110a、110b…両端部、110c…内面、
110d…胴体部、112…軸方向、120…燃料供給管、121…吸引口、
122、125、126…重り部材、127…重量部、140…支持部材、
180…燃料電池本体、185…液体燃料。
Claims (2)
- 発電を行う燃料電池本体に供給される液体燃料を収納するタンク部材と、このタンク部材内に収納された液体燃料を吸引する吸引口を有するとともに上記吸引口を常に液体燃料に浸漬させる重り部材を上記吸引口近傍に有しかつ柔軟性を有しかつ上記タンク部材内の液体燃料を燃料電池本体に供給するための燃料供給管とを備え、さらに上記タンク部材は取付姿勢が定まらず液体燃料が重力方向に移動自由に収納される燃料電池用液体燃料収納容器において、上記タンク部材内に上記燃料供給管を支持し上記タンク部材内における上記燃料供給管の絡みを防止する支持部材を設け、上記燃料供給管は、1本であり、上記支持部材に支持された状態で上記吸引口が上記タンク部材の軸方向の両端部に達する長さを有することを特徴とする燃料電池用液体燃料収納容器。
- 請求項1に記載の燃料電池用液体燃料収納容器と、上記燃料電池用液体燃料収納容器から液体燃料が直接に供給されて発電を行う燃料電池本体とを備えたことを特徴とする燃料電池システム。
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