JP2006221868A - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡略化し組立性の向上した燃料電池を提供する。
【解決手段】燃料電池は、化学反応により発電を行う起電部５２と、燃料を収納した燃料タンクと、起電部と燃料タンクとの間で燃料を循環させるアノード流路と、起電部に接続され起電部からの生成物を排出するカソード流路と、カソード流路に接続され生成物を冷却し水を凝縮させる冷却部７０、７５と、冷却部で凝縮された水を燃料タンクに導く水回収流路と、アノード流路およびカソード流路を含む複数の流路を形成したベースマニホールド９０と、を有している。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子機器等の電源として使用される燃料電池に関する。

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。

この種の燃料電池として、希釈循環システムを採用した燃料電池が提案されている（例えば、特許文献１）。システム内で循環するのは低濃度のメタノール水溶液である。発電によるメタノールの消費に対しては高濃度のメタノールを補充し、水の消費に対しては化学反応により生成される水を回収することで補充を行っている。このため、補充される高濃度のメタノールと水とを混合してメタノール水溶液を生成するための混合タンクが設けられている。起電部はアノードおよびカソードを備え、アノード側に希釈されたメタノールを、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。

このような燃料電池は、混合タンクと起電部との間で燃料水溶液を還流させるアノード流路、起電部で生成された生成物を排出するとともに、起電部に還流するカソード流路等、多数の流路を有している。そして、これらの流路はそれぞれ配管により形成され、これらの配管は各構成要素に接続されている。
特開２００４−９５３７６号公報

上記構成の燃料電池は、多数の配管を有し、構成要素間はこれらの配管により接続されている。そのため、燃料電池は部品点数が多く構成が複雑であるとともに、配管の接続等、組立てが面倒となる。これは、製造コストの低減、および製造効率の向上を図る上で望ましくない。

この発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造を簡略化し組立性の向上した燃料電池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燃料電池は、化学反応により発電を行う起電部と、燃料を収納した燃料タンクと、前記起電部と燃料タンクとの間で燃料を循環させるアノード流路と、前記起電部に接続され前記起電部からの生成物を排出するカソード流路と、前記カソード流路に接続され前記生成物を冷却し水を凝縮させる冷却部と、前記冷却部で凝縮された水を前記燃料タンクに導く水回収流路と、前記アノード流路およびカソード流路を含む複数の流路を形成したベースマニホールドと、を備えている。

以上のように構成された本発明によれば、構造を簡略化し組立性の向上した燃料電池を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る燃料電池について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、燃料電池１０は、メタノールを液体燃料としたＤＭＦＣとして構成され、電子機器、例えば、パーソナルコンピュータ１１の電源として使用可能に構成されている。

燃料電池１０は筐体１２を備えている。この筐体１２は、ほぼ角柱状に形成され水平に延びた本体１４と、本体から延出した載置部１６とを有している。載置部１６は、平坦な矩形状に形成され、パーソナルコンピュータ１１の後部を載置可能に形成されている。後述するように、本体１４内には、発電部を構成する燃料タンク、起電部、混合タンク等が配置されている。載置部１６には、パーソナルコンピュータ１１をロックするロック機構等が配置されている。

図１に示すように、載置部１６の上面には、パーソナルコンピュータ１１と接続するためのコネクタ３２が設けられている。パーソナルコンピュータ１１の例えば底面後部には、燃料電池１０側のコネクタ３２と接続するための図示しないコネクタが設けられ、コネクタ３２と機械的、電気的に接続される。載置部１６の３箇所には、ロック機構を構成する位置決め突起４１およびフック３８が設けられている。これらの位置きめ突起４１およびフック３８は、パーソナルコンピュータ１１の底面後部と係合し、載置部１６に対してパーソナルコンピュータ１１を位置決め、保持する。また、載置部１６には、パーソナルコンピュータ１１を燃料電池１０から取り外す際、ロック機構のロックを解除するイジェクトボタン４０が設けられている。載置部１６内には、後述する発電部の動作を制御する制御部が設けられている。

図１に示すように、本体１４の壁部には通気孔２０を含む多数の通気孔が形成されている。後述するように、発電部を構成する燃料タンク５０は脱着自在な燃料カートリッジとして構成されている。本体１４の一側部は、燃料タンク５０の脱着時に取り外し可能なカバー５１として形成されている。

次に、発電部の構成について詳細に説明する。図３および図４は発電部を示す斜視図、図５は、発電部の系統図を示したものであり、特にＤＭＦＣスタックにより構成された起電部５２とその周辺に設けられた補機について細部の系統を示している。図３および図４に示すように、発電部は、本体１４内の一側部に設けられた燃料タンク５０、本体内の中央部に設けられ化学反応により発電を行う起電部５２、起電部と燃料タンクとの間に設けられた混合タンク５４、本体内の他側部に設けられたアノード冷却器７０およびカソード冷却器７５を備えている。燃料タンク５０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。この燃料タンク５０は本体１４に対して脱着自在なカートリッジとして形成されている。

燃料タンク５０は燃料供給流路１８を介して混合タンク５４に接続され、この燃料供給流路には、燃料タンクから混合タンクへ燃料を供給する第１送液ポンプ５６、電磁弁６３が設けられている。図６に示すように、起電部５２は複数のセルを積層して構成され、各セルは、アノード（燃料極）５８ａとカソード（空気極）５８ｂとの間に電解質膜６０を挟持して構成されている。図４に示すように、起電部５２の周囲には、多数の冷却フィン６１が設けられている。

図３ないし図５に示すように、発電部は、エアバルブ６２を介して起電部５２のカソード５８ｂに空気を供給する送気ポンプ６４が設けられている。送気ポンプ６４は空気供給部を構成している。起電部５２と混合タンク５４との間には燃料供給流路６６ａおよび燃料回収流路６６ｂが接続され、起電部のアノード５８ａと混合タンク５４との間で燃料を循環させるアノード流路を形成している。燃料供給流路６６ａには、フィルタ２４、混合タンク５４から起電部５２へ燃料を送出する第２送液ポンプ６８、イオンフィルタ２５、逆止弁２７が接続されている。

燃料回収流路６６ｂの中途部にはアノード冷却器７０が接続されている。このアノード冷却器は、燃料回収流路６６ｂに接続された図示しない配管、およびこの配管の周囲に設けられた多数の放熱フィンを有している。また、アノード冷却器７０は第１冷却ファン８２ａを有している。この第１冷却ファン８２ａは、本体１４の通気孔２０を通して本体内に冷却空気を吸い込み、アノード冷却器７０の周囲を通して冷却空気を流通させた後、本体内に排気する。

起電部５２には、カソード５８ｂから発電により生じた生成物および空気を排出するカソード流路が接続されている。カソード流路の中途部にはカソード流路を流れる生成物および空気を冷却するカソード冷却器７５が接続されている。カソード冷却器７５は、それぞれ水平方向に対し傾斜して延びた図示しない複数の配管と、配管の周囲に設けられた多数の冷却フィンと、配管内で凝縮した水および起電部５２から排出された水を貯溜する貯溜部（水回収タンク）７２ｃを有している。

カソード流路は、起電部５２からカソード冷却器７５まで延出した第１流路７２ａと、貯溜部７２ｃ内に貯溜された水を混合タンク５４に導く第１回収流路７２ｄと、カソード冷却器７５の上端に連通した第２流路７２ｅと、を有している。第１回収流路７２ｄは、アノード冷却器７０と混合タンク５４との間で燃料回収流路６６ｂに連通し、この燃料回収流路６６ｂを介して混合タンクに接続されている。第２流路７２ｅは本体１４の通気孔に向かって開口した排気口７８を備えている。

第１回収流路７２ｄには、貯溜部７２ｃ内の水を混合タンク５４に供給する水回収ポンプ７６が接続されている。また、貯溜部７２ｃ内には、この貯溜部内に溜まった水の水位を検出する水位センサ７７が設けられている。
第２流路７２ｅにおいて、排気口７８の近傍には排気フィルタ８０および排気バルブ８１が設けられている。排気フィルタ８０は、例えば、金属触媒等により構成され、カソード流路を通して排気される空気中に含まれるメタノール等の有害物質を除去する。排気フィルタ８０の鉛直方向の下方には、水回収部２８が設けられ、第２流路７２ｅに連通している。また、カソード流路は、水回収部２８内に回収された水を第１回収流路７２ｄに導く第２回収流路７２ｆを有している。この第２回収流路７２ｆは、水回収ポンプ７６と混合タンク５４との間で第１回収流路７２ｄに接続されている。

水回収ポンプ７６と混合タンク５４との間で第１回収流路７２ｄには、混合タンク５４から水回収ポンプ７６側への水の逆流を規制する逆止弁４２が設けられている。この逆止弁４２と水回収部２８との間で第２回収流路７２ｆには、水回収ポンプ７６から水回収部２８側への水の逆流を規制する逆止弁４４が設けられている。

図３および図４に示すように、カソード冷却器７５は、アノード冷却器７０と隙間を置いて対向配置されている。アノード冷却器７０とカソード冷却器７５との間には、遠心ファンからなる第２冷却ファン８２ｂが設けられ、カソード冷却器７５と対向している。第２冷却ファン８２ｂは、通気孔を通して本体内に冷却空気を吸い込み、カソード冷却器７５の周囲を通して冷却空気を流通させた後、本体内に排気する。

図３ないし図５に示すように、発電部は、混合タンク５４内に収容された燃料の濃度を検出する濃度センサ８８、この濃度センサに送られる燃料を冷却する燃料冷却部８７を備えている。混合タンク５４と起電部５２との間において、燃料供給流路６６ａから分岐管が分岐し、この分岐を経由してメタノール水溶液を混合タンク５４へと還流させる分岐流路６６ｃが設けられている。分岐流路６６ｃは、メタノール水溶液中のメタノール濃度の検出を行うために設けられた専用の流路である。分岐流路６６ｃには、この分岐流を流れるメタノール水溶液の燃料濃度を検出する濃度センサ８８が設けられている。濃度センサ８８として、例えば、音速センサが用いられている。

燃料供給流路６６ａの分岐部と濃度センサ８８と間で分岐流路６６ｃには、濃度センサに送られるメタノール水溶液を冷却する燃料冷却部８７が接続されている。この燃料冷却部８７は、アノード冷却器７０と一体に形成されている。燃料冷却部８７は配管を蛇腹状に折り返して形成され、アノード冷却器７０に隣接対向して設けられている。燃料冷却部８７は、第１冷却ファン８２ａにより形成される冷却空気流の流路内に配設され、更に、冷却空気の流れに対してアノード冷却器７０の上流側に設けられている。このように、燃料冷却部８７は、アノード冷却器７０への送風冷却流路内に組み込まれ、アノード冷却器７０の冷却能力を利用して燃料冷却部８７を冷却することができる。そして、分岐流路６６ｃを流れるメタノール水溶液を燃料冷却部８７によって冷却し、例えば、４０℃以下に冷却されたメタノール水溶液を濃度センサ８８に送ることができる。これにより、濃度センサ８８が熱による分解能低下を防止している。

図５に示すように、発電部を構成している第１および第２送液ポンプ５６、６８、送気ポンプ６４、水回収ポンプ７６、エアバルブ６２、排気バルブ８１、冷却ファン８２は制御部３０に電気的に接続され、この制御部によって制御される。水位センサ７７および濃度センサ８８は制御部３０に接続され、それぞれ検知信号を制御部に出力する。また、第１および第２送液ポンプ５６、６８、送気ポンプ６４、水回収ポンプ７６、エアバルブ６２、排気バルブ８１は、流路にメタノール水溶液、水、空気等の流体を流すとともに、流体の流量を調整する補機を構成している。

燃料電池１０において、流体を流す複数の流路は、ベースマニホールド９０により形成されている。図４、および図７ないし図９に示すように、ベースマニホールド９０は、ほぼ矩形状のベース基板９１ａおよびベース基板とほぼ同一寸法に形成された板状のカバー部材９１ｂを有している。ベース基板の９１ａの下面（第１表面）には細長い複数の溝９２が形成されている。カバー部材９１ｂはベース基板９１ａの下面に積層され複数の溝９２を覆っている。そして、これら複数の溝９２により、カソード流路およびアノード流路７２を含む複数の流路が形成されている。

ベース基板９１ａおよびカバー部材９１ｂは、例えば合成樹脂により形成され、レーザー溶着、熱溶着、超音波溶着等の溶着により互いに接合されている。この際、カバー部材９１ｂおよびベース基板９１ａは、各溝９２の両側に位置した領域が溝の全長に渡って溶着されている。また、カバー部材９１ｂおよびベース基板９１ａの周縁部は、複数箇所が互いに溶着されている。不純物が溶け出る接着剤を用いてベース基板９１ａおよびカバー部材９１ｂの接合した場合、流路を流れる燃料へ不純物が溶け出し、性能低下を生じる場合がある。本実施形態によれば、カバー部材９１ｂおよびベース基板９１ａを接着によって接合することにより、剤を用いた場合、不純物の溶出を防止することができる。

ベース基板９１ａの下面には、複数の位置決め突起８９ａが突設されている。カバー部材９１ｂには位置決め突起８９ａが係合する位置きめ孔８９ｂが形成されている。そして、カバー部材９１ｂは、位置決め突起８９ａを位置決め孔８９ｂに係合させることにより、ベース基板９１に対し所定位置に位置決めされた状態で接合されている。

図４および図９に示すように、ベース基板９１ａの下面側に形成された溝９２と交差する方向に延びた流路を設ける場合、ベース基板９１ａの上面（第２表面）に溝９２ｂを形成するとともに、ベース基板の上面に板状の部分カバー９１ｃを積層し、溝９２ｂを覆う。この溝９２ｂにより、流路を形成する。なお、部分カバー９１ｃは溶着によりベース基板９１ａに接合されている。

図４および図１０に示すように、ベース基板９１ａには複数の連通孔９６が形成されている。各連通孔９６は、所定の位置で溝９２に連通しているとともにベース基板９１ａの上面に開口している。ベース基板９１ａの上面には複数の台座９４が突設され、各連通孔９６の周囲に位置している。また、ベース基板９１ａの上面には、ポンプ等の補機を支持するための凸部９５が形成されている。

上記のように構成されたベースマニホールド９０は電源部の底側に配設されている。そして、電源部の複数の構成要素、例えば、混合タンク５４、起電部５２、アノード冷却器７０、カソード冷却器７５、第１および第２冷却ファン８２ａ、８２ｂ、ポンプ類は、ベースマニホールド９０のベース基板９１ａに取り付けられ、このベースマニホールドにより一体的に支持されている。

また、混合タンク５４、起電部５２、アノード冷却器７０、カソード冷却器７５を含む複数の構成要素は、ベースマニホールド９０の流路に接続されている。起電部５２を代表して説明すると、図１０に示すように、起電部５２はその底部からベースマニホールド９０側へ突出した複数の連結管５５ａを有している。そして、起電部５２は、連結管５５ａをベースマニホールド９０の対応する連通孔９６に挿入した状態で台座９４上に載置されている。各連結管５５ａは、対応する溝９２まで延び、流路に連通している。連結管５５ａの周囲で台座９４と起電部５２の底部との間にはシール材としてＯリング９７が配置されている。起電部５２は例えば、ねじ止めによりベースマニホールド９０に固定されている。これにより、起電部５２はベースマニホールド９０上に取り付けられ、かつ、ベースマニホールドの流路に接続されている。

混合タンク５４、アノード冷却器７０、カソード冷却器７５は、起電部５２と同様の構成によりベースマニホールド９０に取り付けられ、ベースマニホールドにより形成された所定の流路に接続されている。電源部の組立て時、複数の構成要素を予め複数のユニットとして形成する。例えば、アノード冷却器７０、カソード冷却器７５、第１および第２冷却ファン８２ａ、８２ｂを有したユニット、起電部５２とその周辺補機を有したユニット、混合タンク５４およびその周辺補機を有したユニットを用意する。そして、各ユニットを順次、ベースマニホールド９０に取り付け固定することにより、複数のユニットを連結する。あるいは、複数のユニットを予め互いに連結して１つのユニットとした後、ベースマニホールド９０に取り付けても良い。

上記のように構成された燃料電池１０をパーソナルコンピュータ１１の電源として用いる場合、まず、パーソナルコンピュータの後端部を燃料電池の載置部１６に載置し、所定位置にロックするとともにコネクタ３２を介して電気的に接続する。この状態で図示しないスイッチをオンし、燃料電池１０の発電を開始する。

この場合、第１送液ポンプ５６により燃料タンク５０から混合タンク５４に高濃度のメタノールが供給され、起電部５２から還流する溶媒としての水と混合され所定の濃度に希釈される。混合タンク５４内で希釈されたメタノール水溶液は、第２送液ポンプ６８により、アノード流路を通して起電部５２のアノード５８ａに供給される。一方、起電部５２のカソード５８ｂには送気ポンプ６４により空気が供給される。図６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５８ａとカソード５８ｂとの間に設けられた電解質膜６０で化学反応し、これにより、アノード５８ａとカソード５８ｂとの間に電力が発生する。起電部５２で発生した電力は、制御部３０、コネクタ３２を介してパーソナルコンピュータ１１へ供給される。

発電反応に伴い、起電部５２には反応生成物として、アノード５８ａ側に二酸化炭素、カソード５８ｂ側に水が生成される。アノード５８ａ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メタノールはアノード流路へ送られ、アノード冷却器７０を通して冷却された後、混合タンク５４に還流する。二酸化炭素は混合タンク５４内で気化し、カソード冷却器７５、排気バルブ８１を介して、最終的には排気口７８から外部へ排気される。

カソード５８ｂ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に排出される。排出された水および水蒸気は、第１流路７２ａを通り、水は貯溜部７２ｃに送られる。また、水蒸気および空気はカソード冷却器７５に送られ、ここで水蒸気は冷却されて凝縮する。凝縮により生じた水は、貯溜部７２ｃに回収される。貯溜部７２ｃ内に回収された水は、水回収ポンプ７６により混合タンク５４へ送られ、メタノールと混合された後、再び起電部５２へ供給される。

また、第２流路７２ｅに送られた空気および水蒸気の一部は、水回収部２８に送られる。この際、水蒸気は第２流路７２ｅ内で結露し、これにより生じた水は水回収部２８に回収される。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８０に送られ、ここで、メタノールが排気フィルタによって除去される。空気は排気バルブ８１を通り、排気口７８から本体１４内に排気され、更に、本体の通気孔２２を通して外部に排気される。なお、起電部５２のアノード側から排出された二酸化炭素は、第２流路７２ｅを通り、排気口７８から本体１４内に排気され、更に、本体の通気孔２２を通して外部に排気される。

燃料電池１０の動作中、第１冷却ファン８２ａおよび第２冷却ファン８２ｂが駆動され、本体１４に形成された通気孔を通して外気が本体１４内に導入される。通気孔２０を通して本体１４内に導入された外気および本体１４内の空気は、燃料冷却部８７およびアノード冷却器７０の周囲を通りこれを冷却した後、第１冷却ファン８２ａに吸気される。第２冷却ファン８２ｂにより本体１４内に導入された外気および本体１４内の空気は、カソード冷却器７５の周囲を通ってこれを冷却した後、第２冷却ファン８２ｂに吸気される。また、第１および第２冷却ファン８２ａ、８２ｂから排気された空気は、起電部５２およびその周囲を冷却した後、本体１４の外部に排気される。

混合タンク５４内におけるメタノールの濃度は濃度センサ８８によって検出される。制御部３０は、検出された濃度に応じて水回収ポンプ７６を作動させ、貯溜部７２ｃ内の水を混合タンク５４に供給することにより、メタノールの濃度を一定に維持する。また、カソード流路内における水の回収量、つまり、水蒸気の凝縮量は、貯溜部７２ｃに回収された水の水位に応じて、カソード冷却器７５の冷却能力を制御することにより調整される。ここでは、水位センサ７７により検出された水位に応じて第２冷却ファン８２ｂの駆動電圧を制御することにより、カソード冷却器７５の冷却能力を調整し、水の回収量を制御する。

水の回収時、水回収ポンプ７６は制御部３０により正転駆動される。これにより、逆止弁４２が開き、逆止弁４４が閉じられる。そして、貯溜部７２ｃ内の水は、第１回収流路７２ｄおよび逆止弁４２を通って混合タンク５４へ送られる。

また、制御部３０は、例えば、一定の動作期間ごとに水回収ポンプ７６を所定時間、逆転駆動し、水回収部２８内に溜まった水を貯溜部７２ｃに回収する。すなわち、水回収ポンプ７６を逆転駆動されると、逆止弁４４が開き、逆止弁４２が閉じられる。そして、水回収部２８内に溜まった水および第２流路７２ｅ内で結露した水は、第２回収流路７２ｆ、逆止弁４４、および第１回収流路７２ｄを通って貯溜部７２ｃに回収される。その後、回収された水は、混合タンク５４へ供給され、メタノールの希釈に用いられる。

以上のように構成された燃料電池１０によれば、板状のベースマニホールド９０により複数の流路を形成してユニット化することにより、流路を形成するための独立した配管を減らすことができる。その結果、部品点数を削減し、製造コストの低減および製造効率の向上を図ることが可能となる。ベースマニホールド９０は、溝の形成された二枚の板材を貼り合わせた簡単な構成であり、安価に製造することができる。

また、ベースマニホールド９０を支持基板として兼用し、電源部の構成要素はべーマニホールド上に取り付けられ支持されている。この際、各構成要素とベースマニホールド９０における流路との接続は、各構成要素に設けられた連結管をベースマニホールドの連通孔に挿入するだけの簡単な作業で行うことができる。従って、流路の接続等、電源部の組立てを用意に行うことができ、製造コストの低減および製造効率の向上を図ることができる。以上のことから、構造を簡略化し組立性の向上した燃料電池が得られる。

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。

本実施形態において、発電部は燃料タンクおよび混合タンクを備えた構成としたが、混合タンクを省略し、燃料タンクで兼用する構成としてもよい。本願において、燃料タンクは、燃料を収納および供給する容器を示すもので、燃料タンクおよび混合タンクの両方あるいはいずれか一方を含むものとして示している。

ベースマニホールドに形成する流路は、カソード流路、アノード流路に限らず、必要に応じて種々変更可能である。発電部は、燃料タンク５０、混合タンク５４、起電部５２、アノード冷却器７０およびカソード冷却器７５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５４、起電部５２、アノード冷却器７０およびカソード冷却器７５をベースマニホールド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は、上述したパーソナルコンピュータに限らず、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。

図１は、この発明の実施形態に係る燃料電池を示す斜視図。 図２は、前記燃料電池をパーソナルコンピュータに接続した状態を示す斜視図。 図３は、前記燃料電池の発電部を示す斜視図。 図４は、前記発電部およびベースマニホールドを示す分解斜視図。 図５は、前記燃料電池の発電部の構成を主に示す系統図。 図６は、前記燃料電池における起電部のセル構造を模式的に示す図。 図７は、前記ベースマニホールドを示す分解斜視図。 図８は、前記ベースマニホールドの断面図。 図９は、前記ベースマニホールドの断面図。 図１０は、前記ベースマニホールドおよび実装された起電部を示す断面図。

符号の説明

１０…燃料電池、 １１…パーソナルコンピュータ、 １４…本体、
１８…燃料供給流路、 １６…載置部、 ５０…燃料タンク、 ５２…起電部、
５４…混合タンク、 ６６ａ…燃料供給流路、 ６６ｂ…燃料回収流路、
６６ｃ…第２流路、 ７０…アノード冷却器、 ７２…カソード流路、
７５…カソード冷却器、 ９０…ベースマニホールド、 ９１ａ…ベース基板、
９１ｂ…カバー部材、 ９２、９２ｂ…溝、 ９６…連通孔

Claims (7)

1. 化学反応により発電を行う起電部と、
   燃料を収納した燃料タンクと、
   前記起電部と燃料タンクとの間で燃料を循環させるアノード流路と、
   前記起電部に接続され前記起電部からの生成物を排出するカソード流路と、
   前記カソード流路に接続され前記生成物を冷却し水を凝縮させる冷却部と、
   前記冷却部で凝縮された水を前記燃料タンクに導く水回収流路と、
   前記アノード流路およびカソード流路を含む複数の流路を形成したベースマニホールドと、を備えた燃料電池。
2. 前記ベースマニホールドは板状に形成され、前記起電部、燃料タンク、および冷却部の少なくとも１つは、前記ベースマニホールド上に実装されている請求項１に記載の燃料電池。
3. 前記ベースマニホールドは、第１表面および第２表面を有したベース基板と、それぞれ前記ベース基板の第１表面に形成され前記複数の流路を規定した複数の溝と、前記ベース基板に前記第１表面上に積層され前記複数の溝を覆った板状のカバー部材と、を備えている請求項１に記載の燃料電池。
4. 前記ベースマニホールドは、前記ベース基板の第２表面に形成され流路を規定した溝と、前記第２表面上に積層され前記溝を覆った部分カバーと、を有している請求項３に記載の燃料電池。
5. 前記ベース基板およびカバー部材は、溶着により前記溝の周囲で互いに接合されている請求項３に記載の燃料電池。
6. 前記ベース基板は、前記第２表面に形成された複数の台座と、それぞれ前記流路に連通しているとともに前記台座の位置で前記第２表面に開口した複数の連通孔と、を有し、
   前記起電部、燃料タンク、冷却部の少なくとも１つは、前記台座上に載置されているとともに、前記連通孔を介して前記流路に接続されている請求項３に記載の燃料電池。
7. 前記起電部、燃料タンク、冷却部の少なくとも１つは、前記ベースマニホールド側へ延出した連結管を有し、前記連結管は前記ベースマニホールドの連通孔に挿入され、前記流路に接続されている請求項６に記載の燃料電池。

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