JP2006236632A - Fuel cell system and transport apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of restraining environmental pollution and improving the utilization efficiency of fuel, and a transport apparatus using the same. <P>SOLUTION: A direct methanol type fuel cell system is mounted to a two-wheeled vehicle. The fuel cell system is composed of a cell stack formed by laminating a plurality of fuel battery cells, a liquid solution tank 130 storing a liquid solution of methanol supplied to an anode of each fuel battery cell, a catch tank 140 arranged at the upper part of the liquid solution tank 130, and pipes P20, P21 jointing the liquid solution tank 130 to the catch tank 140. The methanol and vapor vaporized in the liquid solution tank 130 are supplied to the catch tank 140 through the pipe P20. The methanol vaporized in the catch tank 140 and the liquid solution of methanol obtained by liquefying the vapor are supplied to the liquid solution tank 130 through the pipe P21. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器に関し、より特定的には、燃料水溶液をタンクに収容する燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器に関する。   The present invention relates to a fuel cell system and a transport device using the same, and more specifically to a fuel cell system for storing an aqueous fuel solution in a tank and a transport device using the same.

従来、燃料であるメタノール等を水で希釈した燃料水溶液をダイレクトに燃料電池に供給する燃料電池システムが知られている。たとえば特許文献１には、このような燃料電池システムにおいて、燃料電池から排出される未反応の燃料や排気から燃料電池の電気化学反応に伴って生成される有害物を除去する技術が開示されている。
特開２００４−７９２１０ 2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell system that supplies an aqueous fuel solution obtained by diluting methanol, which is a fuel, with water directly to a fuel cell is known. For example, Patent Document 1 discloses a technique for removing harmful substances generated in association with an electrochemical reaction of a fuel cell from unreacted fuel or exhaust gas discharged from the fuel cell in such a fuel cell system. Yes.
JP 2004-79210 A

しかし、特許文献１の技術では、気化した燃料が外部に排出され環境を汚染してしまうというおそれがあった。また、気化した燃料が外部に排出されるために燃料の利用効率が低下してしまうというおそれがあった。   However, in the technique of Patent Document 1, vaporized fuel may be discharged to the outside and contaminate the environment. Moreover, since the vaporized fuel is discharged to the outside, there is a risk that the fuel utilization efficiency may be reduced.

それゆえに、この発明の主たる目的は、環境の汚染を抑えることができ、燃料の利用効率を向上できる、燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a fuel cell system and a transport device using the same, which can suppress environmental pollution and can improve fuel utilization efficiency.

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池システムは、アノードとカソードとを有する燃料電池、燃料電池のアノードに供給すべき燃料水溶液を収容する第１タンク、および第１タンクからの気化した燃料を液化させ第１タンクに戻すために第１タンクよりも上方に設けられる液化処理部を備える。   In order to achieve the above object, a fuel cell system according to claim 1 includes a fuel cell having an anode and a cathode, a first tank containing an aqueous fuel solution to be supplied to the anode of the fuel cell, and a first tank. A liquefaction processing unit is provided above the first tank in order to liquefy the vaporized fuel from and return it to the first tank.

請求項２に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、液化処理部を構成する第２タンク、および第１タンクと第２タンクとを接続するパイプをさらに備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the fuel cell system according to the first aspect further includes a second tank constituting the liquefaction processing unit, and a pipe connecting the first tank and the second tank. Features.

請求項３に記載の燃料電池システムは、請求項２に記載の燃料電池システムにおいて、パイプはその断面積が第２タンクの断面積よりも小さくなるように形成されることを特徴とする。   The fuel cell system according to claim 3 is the fuel cell system according to claim 2, wherein the pipe is formed so that a cross-sectional area thereof is smaller than a cross-sectional area of the second tank.

請求項４に記載の燃料電池システムは、請求項２または３に記載の燃料電池システムにおいて、パイプは、第１タンク内の気化した燃料を第２タンクに導く第１パイプと、第２タンク内で液化した燃料を第１タンクに導く第２パイプとを含むことを特徴とする。   The fuel cell system according to claim 4 is the fuel cell system according to claim 2 or 3, wherein the pipe includes a first pipe that guides the vaporized fuel in the first tank to the second tank, and a second tank. And a second pipe for guiding the liquefied fuel to the first tank.

請求項５に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、第２パイプは第１タンク内の液面よりも下側で第１タンクに接続されることを特徴とする。   The fuel cell system according to claim 5 is the fuel cell system according to claim 4, wherein the second pipe is connected to the first tank below the liquid level in the first tank. .

請求項６に記載の燃料電池システムは、請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、液化処理部で液化されなかった燃料を燃料電池のカソードに導く第３パイプをさらに備えることを特徴とする。   The fuel cell system according to claim 6 further includes a third pipe for guiding the fuel that has not been liquefied by the liquefaction processing unit to the cathode of the fuel cell in the fuel cell system according to any one of claims 1 to 5. It is characterized by.

請求項７に記載の燃料電池システムは、請求項１から６のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、液化処理部に開閉可能に設けられる蓋をさらに備えることを特徴とする。   A fuel cell system according to a seventh aspect is the fuel cell system according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a lid that can be opened and closed in the liquefaction processing section.

請求項８に記載の燃料電池システムは、請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池システムにおいて、燃料電池は５０℃以上で運転されることを特徴とする。   The fuel cell system according to claim 8 is the fuel cell system according to any one of claims 1 to 7, wherein the fuel cell is operated at 50 ° C. or higher.

請求項９に記載の輸送機器は、請求項１から８のいずれかに記載の燃料電池システムを用いたことを特徴とする。   A transportation device according to a ninth aspect uses the fuel cell system according to any one of the first to eighth aspects.

請求項１に記載の燃料電池システムでは、第１タンク内の気化した燃料を液化処理部で液化させ、液化した燃料を第１タンクに戻すことによって、気化した燃料の外部への排出を抑え、環境の汚染を抑えることができる。また、液化した燃料を第１タンクに戻して利用できるので、燃料の利用効率を向上できる。   In the fuel cell system according to claim 1, the vaporized fuel in the first tank is liquefied by the liquefaction processing unit, and the liquefied fuel is returned to the first tank, thereby suppressing discharge of the vaporized fuel to the outside, Environmental pollution can be suppressed. Further, since the liquefied fuel can be returned to the first tank and used, the fuel use efficiency can be improved.

請求項２に記載の燃料電池システムでは、第１タンクと液化処理部を構成する第２タンクとをそれぞれ下と上とに離間させ、パイプによって第１タンクと第２タンクとを接続する。これによって、第１タンクからの気化した燃料がパイプを通る間に冷却され、気化した燃料を第２タンク内で効率よく液化させることができる。また、定常運転時には燃料電池システムが所定の温度で運転され、第１タンク内の燃料水溶液も昇温している。このように温められた燃料水溶液のしぶきが液化処理部に及ぶと燃料の液化が妨げられる。しかし、第１タンクと第２タンクとを上下に離間させパイプで接続することによって、第１タンク内のしぶきが第２タンクに及びにくくなり、気化した燃料を第２タンク内で効率よく液化させることができる。   In the fuel cell system according to the second aspect, the first tank and the second tank constituting the liquefaction processing unit are separated from each other downward and upward, and the first tank and the second tank are connected by a pipe. Accordingly, the vaporized fuel from the first tank is cooled while passing through the pipe, and the vaporized fuel can be efficiently liquefied in the second tank. Further, during steady operation, the fuel cell system is operated at a predetermined temperature, and the aqueous fuel solution in the first tank is also heated. When the sprayed aqueous fuel solution reaches the liquefaction processing section, the liquefaction of the fuel is hindered. However, by separating the first tank and the second tank vertically and connecting them with a pipe, the splash in the first tank becomes difficult to reach the second tank, and the vaporized fuel is efficiently liquefied in the second tank. be able to.

請求項３に記載の燃料電池システムでは、その断面積が第２タンクの断面積よりも小さいパイプで第１タンクと第２タンクとを接続することによって、第２タンク内に流入する気化した燃料の量が制限され、第２タンク内の温度が上がりにくくなる。これによって、気化した燃料を第２タンク内でより効率よく液化させることができる。また、第１タンク内の燃料水溶液のしぶきがより一層第２タンクに及びにくくなるので、気化した燃料を第２タンク内でより効率よく液化させることができる。   4. The fuel cell system according to claim 3, wherein the vaporized fuel that flows into the second tank by connecting the first tank and the second tank with a pipe whose cross-sectional area is smaller than the cross-sectional area of the second tank. Is limited, and the temperature in the second tank is difficult to rise. Thereby, the vaporized fuel can be liquefied more efficiently in the second tank. Moreover, since the spray of the aqueous fuel solution in the first tank is more difficult to reach the second tank, the vaporized fuel can be liquefied more efficiently in the second tank.

請求項４に記載の燃料電池システムでは、第１タンク内の気化した燃料を第１パイプを介して円滑に第２タンクに導くことができ、第２タンク内で液化した燃料を第２パイプを介して円滑に第１タンクに導くことができる。   In the fuel cell system according to claim 4, the vaporized fuel in the first tank can be smoothly guided to the second tank through the first pipe, and the fuel liquefied in the second tank is sent to the second pipe. Through the first tank.

請求項５に記載の燃料電池システムでは、第２パイプが第１タンク内の液面よりも下側で第１タンクに接続され、第２タンクからの液化した燃料が第１タンク内の燃料水溶液中に流入する。これによって、第１タンク内の液面に向けて流下させる場合と比べて、液化した燃料を静穏に第１タンク内に流入させることができ、第１タンク内の燃料水溶液の撹拌ひいては燃料の気化を抑えることができる。   6. The fuel cell system according to claim 5, wherein the second pipe is connected to the first tank below the liquid level in the first tank, and the liquefied fuel from the second tank is a fuel aqueous solution in the first tank. Flows in. As a result, the liquefied fuel can be gently flowed into the first tank as compared with the case where it flows down toward the liquid level in the first tank, and the aqueous fuel solution in the first tank is agitated and the fuel is vaporized. Can be suppressed.

請求項６に記載の燃料電池システムでは、液化処理部で液化されなかった燃料を第３パイプを介して燃料電池のカソードに導くことによって、液化されなかった燃料をカソードで無害にした後に外部に排出し、環境の汚染をより一層抑えることができる。   In the fuel cell system according to claim 6, the fuel that has not been liquefied by the liquefaction processing unit is guided to the cathode of the fuel cell through the third pipe, and the non-liquefied fuel is rendered harmless at the cathode and then externally supplied. It is possible to further reduce environmental pollution.

請求項７に記載の燃料電池システムでは、液化処理部に開閉可能に蓋が設けられるので、液化処理部を第１タンクに燃料水溶液を補給する際の投入部としても利用できる。   In the fuel cell system according to the seventh aspect, since the liquefaction processing unit is provided with a lid that can be opened and closed, the liquefaction processing unit can also be used as an input unit when supplying the aqueous fuel solution to the first tank.

一般に燃料電池からの未反応の燃料は第１タンク内に戻されるので、燃料電池を５０℃以上で運転する場合には未反応の燃料の温度が高くなり、第１タンク内の燃料が気化しやすくなる。この発明は、気化した燃料の外部への排出を抑えかつ液化させて利用できるので、請求項８に記載するように、燃料電池が５０℃以上で運転される燃料電池システムにおいて有効である。   In general, unreacted fuel from the fuel cell is returned to the first tank. Therefore, when the fuel cell is operated at 50 ° C. or higher, the temperature of the unreacted fuel becomes high and the fuel in the first tank is vaporized. It becomes easy. Since the present invention can be used by suppressing the discharge of vaporized fuel to the outside and liquefying it, as described in claim 8, it is effective in a fuel cell system in which the fuel cell is operated at 50 ° C. or higher.

燃料の利用効率を向上できるので、請求項９に記載するように、この発明の燃料電池システムは、燃料を補給することなく長時間に渡って動作する（長距離を移動する）ことが望まれる二輪車等の輸送機器に好適に用いられる。   Since the fuel utilization efficiency can be improved, it is desired that the fuel cell system of the present invention operates for a long time (moves over a long distance) without replenishing the fuel. It is suitably used for transportation equipment such as motorcycles.

この発明によれば、環境の汚染を抑えることができ、燃料の利用効率を向上できる、燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a fuel cell system and a transport device using the same, which can suppress environmental pollution and can improve the fuel utilization efficiency.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。ここでは、この発明の燃料電池システムを輸送機器の一例である二輪車１０に搭載した場合について説明する。まず、二輪車１０について説明する。
この発明の実施の形態における左右、前後、上下とは、二輪車１０のシートにドライバがそのハンドル２４に向かって着座した状態を基準とした左右、前後、上下を意味する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a case where the fuel cell system of the present invention is mounted on a two-wheeled vehicle 10 as an example of transportation equipment will be described. First, the motorcycle 10 will be described.
Left and right, front and rear, and top and bottom in the embodiment of the present invention mean left and right, front and back, and top and bottom, based on a state where the driver is seated on the seat of the motorcycle 10 toward the handle 24 thereof.

図１〜図７を参照して、二輪車１０は車体フレーム１２を有する。車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１４と、ヘッドパイプ１４から後方へ斜め下方に延びる縦断面Ｉ字型のフロントフレーム１６と、フロントフレーム１６の後端部に連結されかつ後方へ斜め上方に立ち上がるリヤフレーム１８と、リヤフレーム１８の上端部に取り付けられるシートレール２０とを備えている。フロントフレーム１６の後端部はリヤフレーム１８の中央部よりもやや下端部寄りの位置に接続され、フロントフレーム１６およびリヤフレーム１８全体で側面視略Ｙ字状を呈している。   1 to 7, the two-wheeled vehicle 10 has a body frame 12. The vehicle body frame 12 includes a head pipe 14, a front frame 16 having an I-shaped longitudinal section extending obliquely downward from the head pipe 14, and a rear frame connected to a rear end portion of the front frame 16 and rising obliquely upward rearward. 18 and a seat rail 20 attached to the upper end of the rear frame 18. The rear end portion of the front frame 16 is connected to a position slightly closer to the lower end portion than the center portion of the rear frame 18, and the front frame 16 and the rear frame 18 as a whole have a substantially Y shape in side view.

フロントフレーム１６は、上下方向に幅を有して後方へ斜め下方に延びかつ左右方向に対して直交する板状部材１６ａと、それぞれ板状部材１６ａの上端縁および下端縁に形成されかつ後方へ斜め下方に延び左右方向に幅を有するフランジ部１６ｂおよび１６ｃと、板状部材１６ａの両表面に突設される補強リブ１６ｄと、後端部に設けられたとえばボルト等によってリヤフレーム１８が連結される連結部１６ｅとを備えている。補強リブ１６ｄは、フランジ部１６ｂおよび１６ｃとともに板状部材１６ａの両表面を区画して、後述する燃料電池システム１００の構成部品を収納する収納スペースを形成している。   The front frame 16 has a plate-like member 16a having a width in the up-down direction, extending obliquely downward to the rear and orthogonal to the left-right direction, and formed at the upper and lower edges of the plate-like member 16a, respectively, and to the rear. Flange portions 16b and 16c extending obliquely downward and having a width in the left-right direction, reinforcing ribs 16d projecting on both surfaces of the plate-like member 16a, and the rear frame 18 are connected to each other by, for example, bolts provided at the rear end portion. Connecting portion 16e. The reinforcing rib 16d partitions both surfaces of the plate member 16a together with the flange portions 16b and 16c to form a storage space for storing components of the fuel cell system 100 described later.

一方、リヤフレーム１８は、それぞれ後方へ斜め上方に延び前後方向に幅を有しフロントフレーム１６の連結部１６ｅを挟むように配置される板状部材１８ａおよび１８ｂを備えている。   On the other hand, the rear frame 18 includes plate-like members 18a and 18b that extend obliquely upward to the rear and have a width in the front-rear direction and are arranged so as to sandwich the connecting portion 16e of the front frame 16.

ヘッドパイプ１４内には、主に図１に示すように、車体方向変更用のステアリング軸２２が回動自在に挿通されている。ステアリング軸２２の上端には、ハンドル２４が固定されたハンドル支持部２６が取り付けられており、ハンドル２４の両端にはグリップ２８が取り付けられている。右側のグリップ２８は回動可能なスロットルグリップを構成している。   As shown mainly in FIG. 1, a steering shaft 22 for changing the vehicle body direction is rotatably inserted into the head pipe 14. A handle support portion 26 to which a handle 24 is fixed is attached to the upper end of the steering shaft 22, and grips 28 are attached to both ends of the handle 24. The right grip 28 constitutes a rotatable throttle grip.

ハンドル支持部２６のハンドル２４の前方には、表示操作部（以下、メータと略記する）３０が配置されている。メータ３０は、ドライバに対する走行状態等の各種情報提供用のたとえば液晶ディスプレイ等で構成された表示部、およびドライバからの各種情報入力用の入力部等が一体化されたものである。ハンドル支持部２６におけるメータ３０の下方には、ヘッドランプ３２が固定されており、ヘッドランプ３２の左右両側には、フラッシャランプ３４がそれぞれ設けられている。   A display operation unit (hereinafter abbreviated as a meter) 30 is disposed in front of the handle 24 of the handle support unit 26. The meter 30 is formed by integrating a display unit configured with, for example, a liquid crystal display for providing various information such as a driving state for the driver, and an input unit for inputting various information from the driver. A head lamp 32 is fixed below the meter 30 in the handle support portion 26, and flasher lamps 34 are respectively provided on the left and right sides of the head lamp 32.

また、ステアリング軸２２の下端には左右一対のフロントフォーク３６が取り付けられており、フロントフォーク３６それぞれの下端には、前輪３８が前車軸４０を介して取り付けられている。前輪３８は、フロントフォーク３６によって緩衝懸架された状態で前車軸４０によって回転自在に軸支されている。   A pair of left and right front forks 36 are attached to the lower end of the steering shaft 22, and a front wheel 38 is attached to the lower end of each front fork 36 via a front axle 40. The front wheel 38 is rotatably supported by the front axle 40 while being buffered and suspended by the front fork 36.

一方、リヤフレーム１８の後端部には、フレーム状のシートレール２０が取り付けられている。シートレール２０は、リヤフレーム１８の上端部にたとえば溶接によって固設され、略前後方向に配設されている。シートレール２０上には図示しないシートが開閉自在に設けられている。
シートレール２０の後端部には取り付けブラケット４２が固設されており、取り付けブラケット４２にはテールランプ４４および左右一対のフラッシャランプ４６がそれぞれ取り付けられている。 On the other hand, a frame-like seat rail 20 is attached to the rear end portion of the rear frame 18. The seat rail 20 is fixed to the upper end portion of the rear frame 18 by welding, for example, and is disposed substantially in the front-rear direction. A seat (not shown) is provided on the seat rail 20 so as to be freely opened and closed.
A mounting bracket 42 is fixed to the rear end portion of the seat rail 20, and a tail lamp 44 and a pair of left and right flasher lamps 46 are mounted on the mounting bracket 42, respectively.

一方、リヤフレーム１８の下端部には、リヤアーム４８がピボット軸５０を介して揺動自在に支持されており、リヤアーム４８の後端部４８ａには駆動輪である後輪５２が回転自在に軸支されており、リヤアーム４８および後輪５２は、図示しないリヤクッションによってリヤフレーム１８に対して緩衝懸架されている。
リヤフレーム１８の下端部の前側には、リヤフレーム１８から左右方向に突出するようにフットレスト取付用バー５４が固定され、フットレスト取付用バー５４には図示しないフットレストが取り付けられる。フットレスト取付用バー５４の後方には、メインスタンド５６が回動可能にリヤアーム４８に支持されており、メインスタンド５６は、リターンスプリング５８によって閉じ側に付勢されている。 On the other hand, a rear arm 48 is swingably supported at the lower end portion of the rear frame 18 via a pivot shaft 50, and a rear wheel 52, which is a driving wheel, is rotatably supported at a rear end portion 48a of the rear arm 48. The rear arm 48 and the rear wheel 52 are buffered and suspended from the rear frame 18 by a rear cushion (not shown).
A footrest mounting bar 54 is fixed to the front side of the lower end portion of the rear frame 18 so as to protrude from the rear frame 18 in the left-right direction, and a footrest (not shown) is mounted on the footrest mounting bar 54. Behind the footrest mounting bar 54, a main stand 56 is rotatably supported by a rear arm 48, and the main stand 56 is urged toward the closing side by a return spring 58.

リヤアーム４８の後端部４８ａよりも内側には、後輪５２に連結されかつ後輪５２を回転駆動させるためのたとえばアキシャルギャップ型の電動モータ６０と、電動モータ６０に電気的に接続される駆動ユニット６２とが配設されている。駆動ユニット６２は、電動モータ６０の回転駆動を制御するためのコントローラ６４を含む。   On the inner side of the rear end portion 48 a of the rear arm 48, for example, an axial gap type electric motor 60 that is coupled to the rear wheel 52 and rotates the rear wheel 52, and a drive that is electrically connected to the electric motor 60. A unit 62 is disposed. The drive unit 62 includes a controller 64 for controlling the rotational drive of the electric motor 60.

このような二輪車１０には、車体フレーム１２に沿って燃料電池システム１００が搭載されている。燃料電池システム１００は、電動モータ６０やその他の構成部品を駆動するための電気エネルギーを生成する。   In such a motorcycle 10, the fuel cell system 100 is mounted along the body frame 12. The fuel cell system 100 generates electric energy for driving the electric motor 60 and other components.

以下、燃料電池システム１００について説明する。
燃料電池システム１００は、メタノール（メタノール水溶液）を改質せずにダイレクトに発電に利用する直接メタノール型燃料電池システムである。
燃料電池システム１００は、フロントフレーム１６の下方に配置される燃料電池セルスタック（以下、単にセルスタックという）１０２を含む。 Hereinafter, the fuel cell system 100 will be described.
The fuel cell system 100 is a direct methanol fuel cell system that directly uses methanol (aqueous methanol solution) for power generation without reforming.
The fuel cell system 100 includes a fuel cell stack (hereinafter simply referred to as a cell stack) 102 disposed below the front frame 16.

図８および図９に示すように、セルスタック１０２は、メタノールに基づく水素と酸素との電気化学反応によって電気エネルギーを生成することができる燃料電池（燃料電池セル）１０４をセパレータ１０６を挟んで複数個積層（スタック）して構成されている。セルスタック１０２を構成する各燃料電池セル１０４は、固体高分子膜等から構成された電解質（電解質膜）１０４ａと、電解質１０４ａを挟んで互いに対向するアノード（燃料極）１０４ｂおよびカソード（空気極）１０４ｃとを含む。アノード１０４ｂおよびカソード１０４ｃはそれぞれ、電解質１０４ａ側に設けられる白金触媒層を含む。各燃料電池セル１０４は、その温度が５０℃以上（好ましくは６０℃〜８０℃）で電解質１０４ａの劣化を抑制しつつ、高い出力で発電可能になる。したがって、セルスタック１０２の発電効率は、その温度が６０℃〜８０℃の間で良好になる。   As shown in FIGS. 8 and 9, the cell stack 102 includes a plurality of fuel cells (fuel cell) 104 that can generate electric energy by an electrochemical reaction between hydrogen based on methanol and oxygen, with a separator 106 interposed therebetween. It is configured by stacking. Each fuel cell 104 constituting the cell stack 102 includes an electrolyte (electrolyte membrane) 104a made of a solid polymer membrane and the like, an anode (fuel electrode) 104b and a cathode (air electrode) facing each other across the electrolyte 104a. 104c. Each of the anode 104b and the cathode 104c includes a platinum catalyst layer provided on the electrolyte 104a side. Each fuel cell 104 has a temperature of 50 ° C. or higher (preferably 60 ° C. to 80 ° C.), and can generate power at a high output while suppressing deterioration of the electrolyte 104a. Therefore, the power generation efficiency of the cell stack 102 is good when the temperature is between 60C and 80C.

セパレータ１０６のアノード１０４ｂ側の主面には、図１０に示すような４本の溝１０６ａが蛇行するように形成され、カソード１０４ｃ側の主面には、図１１に示すような６本の溝１０６ｂが蛇行するように形成されている。   Four grooves 106a as shown in FIG. 10 meander on the main surface on the anode 104b side of the separator 106, and six grooves as shown in FIG. 11 on the main surface on the cathode 104c side. 106b is formed to meander.

図４等に示すように、セルスタック１０２はスキッド１０８上に載せられ、スキッド１０８はフロントフレーム１６のフランジ部１６ｃから吊されるステースタック１１０によって支持されている。   As shown in FIG. 4 and the like, the cell stack 102 is placed on a skid 108, and the skid 108 is supported by a stay stack 110 that is suspended from a flange portion 16 c of the front frame 16.

図６に示すように、フロントフレーム１６の下方でありかつセルスタック１０２の上方には、水溶液用のラジエータ１１２と気液分離用のラジエータ１１４とが配置されている。ラジエータ１１２と１１４とは一体的に構成され、その前面が車両の前方やや下向きに配置され、前面に対して直交するように設けられる複数の板状のフィン（図示せず）を有する。このようなラジエータ１１２および１１４は、走行時に風を十分に受けることができる。   As shown in FIG. 6, an aqueous solution radiator 112 and a gas-liquid separation radiator 114 are disposed below the front frame 16 and above the cell stack 102. The radiators 112 and 114 are integrally formed, and have a plurality of plate-like fins (not shown) whose front surfaces are disposed slightly forward of the vehicle and are orthogonal to the front surfaces. Such radiators 112 and 114 can sufficiently receive wind during traveling.

ラジエータ１１２は、旋回するように形成されるラジエータパイプ１１６を含む。ラジエータパイプ１１６は、ステンレス等からなる直線状パイプとＵ字状の継手パイプとを溶接することによって、入口１１８ａ（図５参照）から出口１１８ｂ（図３参照）までの１本の連続したパイプに形成されている。ラジエータ１１２の裏面側にはラジエータパイプ１１６と対向するようにラジエータ冷却用のファン１２０が設けられている。   The radiator 112 includes a radiator pipe 116 that is formed to pivot. The radiator pipe 116 is formed as a single continuous pipe from the inlet 118a (see FIG. 5) to the outlet 118b (see FIG. 3) by welding a straight pipe made of stainless steel or the like and a U-shaped joint pipe. Is formed. A radiator cooling fan 120 is provided on the back side of the radiator 112 so as to face the radiator pipe 116.

同様に、ラジエータ１１４は、それぞれ蛇行するように形成される２本のラジエータパイプ１２２を含む。各ラジエータパイプ１２２は、ステンレス等からなる直線状パイプとＵ字状の継手パイプとを溶接することによって、入口１２４ａ（図３参照）から出口１２４ｂ（図３参照）までの１本の連続したパイプに形成されている。ラジエータ１１４の裏面側にはラジエータパイプ１２２と対向するようにラジエータ冷却用のファン１２６が設けられている。   Similarly, the radiator 114 includes two radiator pipes 122 formed to meander. Each radiator pipe 122 is a single continuous pipe from the inlet 124a (see FIG. 3) to the outlet 124b (see FIG. 3) by welding a straight pipe made of stainless steel or the like and a U-shaped joint pipe. Is formed. A radiator cooling fan 126 is provided on the back surface side of the radiator 114 so as to face the radiator pipe 122.

図１〜図７に戻り主に図３を参照して、フロントフレーム１６の連結部１６ｅの後側には、上方から順に燃料タンク１２８、水溶液タンク１３０および水タンク１３２が配置されている。燃料タンク１２８、水溶液タンク１３０および水タンク１３２は、たとえばＰＥ（ポリエチレン）ブロー成型によって得られる。   1 to 7 and mainly referring to FIG. 3, a fuel tank 128, an aqueous solution tank 130, and a water tank 132 are arranged in order from the top on the rear side of the connecting portion 16 e of the front frame 16. The fuel tank 128, the aqueous solution tank 130, and the water tank 132 are obtained by, for example, PE (polyethylene) blow molding.

燃料タンク１２８は、シートレール２０の下側に配置され、シートレール２０の後端部に取り付けられている。
燃料タンク１２８は、セルスタック１０２の電気化学反応の燃料となる高濃度（たとえば、メタノールを約５０ｗｔ％含む）のメタノール燃料（高濃度メタノール水溶液）を収容している。燃料タンク１２８はその上面に蓋１２８ａを備え、蓋１２８ａを取り外してメタノール燃料が供給される。 The fuel tank 128 is disposed below the seat rail 20 and is attached to the rear end portion of the seat rail 20.
The fuel tank 128 contains methanol fuel (high-concentration aqueous methanol solution) with a high concentration (for example, containing about 50 wt% of methanol) that becomes a fuel for the electrochemical reaction of the cell stack 102. The fuel tank 128 has a lid 128a on its upper surface, and the lid 128a is removed to supply methanol fuel.

また、水溶液タンク１３０は、燃料タンク１２８の下側に設けられ、リヤフレーム１８に取り付けられている。水溶液タンク１３０は、燃料タンク１２８に収容されたメタノール燃料をセルスタック１０２の電気化学反応に適した濃度（たとえば、メタノールを約３ｗｔ％含む）に希釈したメタノール水溶液を収容している。この実施形態では、水溶液タンク１３０が第１タンクに相当する。   The aqueous solution tank 130 is provided below the fuel tank 128 and attached to the rear frame 18. The aqueous solution tank 130 contains an aqueous methanol solution obtained by diluting the methanol fuel contained in the fuel tank 128 to a concentration suitable for the electrochemical reaction of the cell stack 102 (for example, containing about 3 wt% of methanol). In this embodiment, the aqueous solution tank 130 corresponds to the first tank.

燃料タンク１２８にはレベルセンサ１２９が装着され、燃料タンク１２８内のメタノール燃料の液面の高さが検出される。水溶液タンク１３０にはレベルセンサ１３１が装着され、水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の液面の高さが検出される。レベルセンサ１２９，１３１で液面高さを検出することによって、タンク内の液量を検出できる。
水溶液タンク１３０内の液面は、たとえば図４においてＡで示す範囲内にコントロールされる。 A level sensor 129 is attached to the fuel tank 128 to detect the level of the methanol fuel level in the fuel tank 128. A level sensor 131 is attached to the aqueous solution tank 130 to detect the level of the aqueous methanol solution in the aqueous solution tank 130. By detecting the liquid level height with the level sensors 129 and 131, the amount of liquid in the tank can be detected.
The liquid level in the aqueous solution tank 130 is controlled, for example, within a range indicated by A in FIG.

水タンク１３２は、リヤフレーム１８の板状部材１８ａおよび１８ｂ間でありかつセルスタック１０２の後側に配置されている。   The water tank 132 is disposed between the plate-like members 18 a and 18 b of the rear frame 18 and on the rear side of the cell stack 102.

燃料タンク１２８の前側でありかつフロントフレーム１６のフランジ部１６ｂの上側には、二次電池１３４が配置されている。二次電池１３４は、燃料電池システム１００によって生成された電気エネルギーを蓄え、コントローラ１５６（後述）の指令に応じて電気エネルギーを対応する電気構成部品に供給する。たとえば、二次電池１３４は、補機類や駆動ユニット６２に電気エネルギーを供給する。   A secondary battery 134 is disposed on the front side of the fuel tank 128 and above the flange portion 16 b of the front frame 16. The secondary battery 134 stores the electrical energy generated by the fuel cell system 100 and supplies the electrical energy to corresponding electrical components in accordance with commands from a controller 156 (described later). For example, the secondary battery 134 supplies electric energy to the auxiliary machines and the drive unit 62.

二次電池１３４の上方かつシートレール２０の下方には、燃料ポンプ１３６、測定用バルブ１３８が配置されている。また、燃料ポンプ１３６および測定用バルブ１３８の左側でありかつ水溶液タンク１３０の上方にはキャッチタンク１４０が配置されている。この実施形態ではキャッチタンク１４０が液化処理部を構成する第２タンクに相当する。   A fuel pump 136 and a measurement valve 138 are disposed above the secondary battery 134 and below the seat rail 20. A catch tank 140 is disposed on the left side of the fuel pump 136 and the measurement valve 138 and above the aqueous solution tank 130. In this embodiment, the catch tank 140 corresponds to the second tank constituting the liquefaction processing unit.

キャッチタンク１４０は、中空の略立方体状に形成される収容部１４０ａと円筒状に形成される取付部１４０ｂとを含む。収容部１４０ａはその背面が車両の後方やや下向きとなるように配置されており、取付部１４０ｂは収容部１４０の上面（天板）から鉛直上向きに延びるように形成されている。キャッチタンク１４０は、たとえばＰＥ（ポリエチレン）ブロー成型によって得られる。   The catch tank 140 includes a housing portion 140a formed in a hollow substantially cubic shape and a mounting portion 140b formed in a cylindrical shape. The housing part 140a is arranged so that the back surface thereof is slightly rearward of the vehicle, and the mounting part 140b is formed to extend vertically upward from the upper surface (top plate) of the housing part 140. The catch tank 140 is obtained by PE (polyethylene) blow molding, for example.

キャッチタンク１４０の取付部１４０ｂの上端部には、開閉可能（取り外し可能）に蓋１４１が設けられている。これによって、たとえば燃料電池システム１００を一度も起動したことがない状態（水溶液タンク１３０が空の状態）において、キャッチタンク１４０を水溶液タンク１３０にメタノール水溶液を供給するための投入部としても利用できる。   A lid 141 is provided at the upper end of the mounting portion 140b of the catch tank 140 so as to be openable and detachable (removable). Thus, for example, in a state where the fuel cell system 100 has never been started (the aqueous solution tank 130 is empty), the catch tank 140 can be used as an input unit for supplying the aqueous methanol solution to the aqueous solution tank 130.

また、フロントフレーム１６とセルスタック１０２とラジエータ１１２，１１４とによって囲まれた空間には、エアフィルタ１４２が配置され、エアフィルタ１４２の後方斜め下側には水溶液フィルタ１４４が配置されている。   In addition, an air filter 142 is disposed in a space surrounded by the front frame 16, the cell stack 102, and the radiators 112 and 114, and an aqueous solution filter 144 is disposed obliquely below and behind the air filter 142.

さらに、図４に示すように、フロントフレーム１６の左側の収納スペースには、水溶液ポンプ１４６およびエアポンプ１４８が収納されており、エアポンプ１４８の左側にはエアチャンバ１５０が配置されている。水溶液ポンプ１４６は水溶液タンク１３０よりも高い位置に設けられている。   Further, as shown in FIG. 4, an aqueous solution pump 146 and an air pump 148 are housed in the housing space on the left side of the front frame 16, and an air chamber 150 is disposed on the left side of the air pump 148. The aqueous solution pump 146 is provided at a position higher than the aqueous solution tank 130.

さらに、図５に示すように、フロントフレーム１６の右側の収納スペースには、前方から順にメインスイッチ１５２、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４、コントローラ１５６、防錆用バルブ１５８および水ポンプ１６０が配置される。なお、メインスイッチ１５２はフロントフレーム１６の収納スペースを右側から左側に貫通するように設けられている。セルスタック１０２の前面にはホーン１６２が設けられている。   Further, as shown in FIG. 5, a main switch 152, a DC-DC converter 154, a controller 156, a rust prevention valve 158, and a water pump 160 are arranged in order from the front in the storage space on the right side of the front frame 16. The main switch 152 is provided so as to penetrate the storage space of the front frame 16 from the right side to the left side. A horn 162 is provided on the front surface of the cell stack 102.

このように配置される燃料電池システム１００の配管について、図４〜図７および図１２を参照して説明する。
燃料タンク１２８と燃料ポンプ１３６とはパイプＰ１によって連通され、燃料ポンプ１３６と水溶液タンク１３０とはパイプＰ２によって連通されている。パイプＰ１は、燃料タンク１２８の左側面下端部と燃料ポンプ１３６の左側面下端部とを結び、パイプＰ２は、燃料ポンプ１３６の左側面下端部と水溶液タンク１３０の左側面下端部とを結ぶ。燃料ポンプ１３６を駆動させることによって、燃料タンク１２８内のメタノール燃料がパイプＰ１，Ｐ２を介して水溶液タンク１３０に与えられる。 The piping of the fuel cell system 100 arranged in this way will be described with reference to FIGS. 4 to 7 and FIG.
The fuel tank 128 and the fuel pump 136 are connected by a pipe P1, and the fuel pump 136 and the aqueous solution tank 130 are connected by a pipe P2. The pipe P1 connects the lower left end of the fuel tank 128 and the lower left end of the fuel pump 136, and the pipe P2 connects the lower left end of the fuel pump 136 and the lower left end of the aqueous solution tank 130. By driving the fuel pump 136, the methanol fuel in the fuel tank 128 is supplied to the aqueous solution tank 130 through the pipes P1 and P2.

水溶液タンク１３０と水溶液ポンプ１４６とはパイプＰ３によって連通され、水溶液ポンプ１４６と水溶液フィルタ１４４とはパイプＰ４によって連通され、水溶液フィルタ１４４とセルスタック１０２とはパイプＰ５によって連通されている。パイプＰ３は、水溶液タンク１３０の左側面下隅部と水溶液ポンプ１４６の後部とを結び、パイプＰ４は、水溶液ポンプ１４６の後部と水溶液フィルタ１４４の左側面とを結び、パイプＰ５は、水溶液フィルタ１４４の右側面とセルスタック１０２の前面右下隅部に位置するアノード入口Ｉ１とを結ぶ。水溶液ポンプ１４６を駆動させることによって、水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液がパイプＰ３，Ｐ４を介して水溶液フィルタ１４４に与えられ不純物が除去された後、パイプＰ５を介してセルスタック１０２に与えられる。   The aqueous solution tank 130 and the aqueous solution pump 146 are communicated by a pipe P3, the aqueous solution pump 146 and the aqueous solution filter 144 are communicated by a pipe P4, and the aqueous solution filter 144 and the cell stack 102 are communicated by a pipe P5. The pipe P3 connects the lower left side corner of the aqueous solution tank 130 and the rear portion of the aqueous solution pump 146, the pipe P4 connects the rear portion of the aqueous solution pump 146 and the left side surface of the aqueous solution filter 144, and the pipe P5 connects the aqueous solution filter 144. The right side is connected to the anode inlet I1 located at the lower right corner of the front surface of the cell stack 102. By driving the aqueous solution pump 146, the aqueous methanol solution in the aqueous solution tank 130 is supplied to the aqueous solution filter 144 through the pipes P3 and P4, and after impurities are removed, it is supplied to the cell stack 102 through the pipe P5.

セルスタック１０２と水溶液用のラジエータ１１２とはパイプＰ６によって連通され、ラジエータ１１２と水溶液タンク１３０とはパイプＰ７によって連通されている。パイプＰ６は、セルスタック１０２の後面左上隅部に位置するアノード出口Ｉ２とラジエータ１１２の下面右側端部から引き出されるラジエータパイプ１１６の入口１１８ａ（図５参照）とを結び、パイプＰ７は、ラジエータ１１２の下面左側端部からやや中央寄りの位置から引き出されるラジエータパイプ１１６の出口１１８ｂ（図３参照）と水溶液タンク１３０の左側面上隅部とを結ぶ。セルスタック１０２から排出される未反応メタノール水溶液および二酸化炭素はパイプＰ６を介してラジエータ１１２に与えられ温度が下げられて、パイプＰ７を介して水溶液タンク１３０に戻される。これによって水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の温度を下げることができる。
上述したパイプＰ１〜Ｐ７は主として燃料の流路となる。 The cell stack 102 and the aqueous solution radiator 112 are connected by a pipe P6, and the radiator 112 and the aqueous solution tank 130 are connected by a pipe P7. The pipe P6 connects the anode outlet I2 located at the upper left corner of the rear surface of the cell stack 102 and the inlet 118a (see FIG. 5) of the radiator pipe 116 drawn from the lower right end of the radiator 112, and the pipe P7 is connected to the radiator 112. The outlet 118b of the radiator pipe 116 (see FIG. 3) drawn from a position slightly closer to the center from the lower left end of the lower surface of the aqueous solution tank 130 is connected to the upper left corner of the aqueous solution tank 130. The unreacted aqueous methanol solution and carbon dioxide discharged from the cell stack 102 are supplied to the radiator 112 via the pipe P6, the temperature is lowered, and returned to the aqueous solution tank 130 via the pipe P7. As a result, the temperature of the aqueous methanol solution in the aqueous solution tank 130 can be lowered.
The pipes P1 to P7 described above mainly serve as fuel flow paths.

また、エアフィルタ１４２とエアチャンバ１５０とはパイプＰ８によって連通され、エアチャンバ１５０とエアポンプ１４８とはパイプＰ９によって連通され、エアポンプ１４８と防錆用バルブ１５８とはパイプＰ１０によって接続され、防錆用バルブ１５８とセルスタック１０２とはパイプＰ１１によって接続されている。パイプＰ８は、エアフィルタ１４２の後部とエアチャンバ１５０の中央部よりもやや前方寄りの位置とを結び、パイプＰ９は、エアチャンバ１５０の中央部の下側とエアポンプ１４８の後部とを結び、パイプＰ１０は、フロントフレーム１６の板状部材１６ａの左側に位置するエアポンプ１４８と板状部材１６ａの右側に位置する防錆用バルブ１５８とを結び、パイプＰ１１は、防錆用バルブ１５８とセルスタック１０２の後面右上端部に位置するカソード入口Ｉ３とを結ぶ。燃料電池システム１００の駆動時には防錆用バルブ１５８を開いておき、その状態でエアポンプ１４８を駆動させると、酸素を含む空気が外部から吸入され、エアフィルタ１４２で浄化された後、パイプＰ８、エアチャンバ１５０およびパイプＰ９を介してエアポンプ１４８に流入し、さらに、パイプＰ１０、防錆用バルブ１５８およびパイプＰ１１を介してセルスタック１０２に与えられる。防錆用バルブ１５８は、非駆動時には閉じられており、エアポンプ１４８へ水蒸気の逆流を防ぎエアポンプ１４８の錆を防止する。   Further, the air filter 142 and the air chamber 150 are communicated by a pipe P8, the air chamber 150 and the air pump 148 are communicated by a pipe P9, and the air pump 148 and the rust prevention valve 158 are connected by a pipe P10 and are used for rust prevention. The valve 158 and the cell stack 102 are connected by a pipe P11. The pipe P8 connects the rear part of the air filter 142 and a position slightly ahead of the center part of the air chamber 150, and the pipe P9 connects the lower side of the center part of the air chamber 150 and the rear part of the air pump 148. P10 connects the air pump 148 located on the left side of the plate member 16a of the front frame 16 and the rust prevention valve 158 located on the right side of the plate member 16a, and the pipe P11 is connected to the rust prevention valve 158 and the cell stack 102. To the cathode inlet I3 located at the upper right end of the rear surface. When the fuel cell system 100 is driven, the rust prevention valve 158 is opened, and the air pump 148 is driven in that state. Then, oxygen-containing air is sucked from the outside and purified by the air filter 142, and then the pipe P8, air The air flows into the air pump 148 through the chamber 150 and the pipe P9, and is further supplied to the cell stack 102 through the pipe P10, the rust prevention valve 158, and the pipe P11. The anti-corrosion valve 158 is closed when not driven, and prevents the backflow of water vapor to the air pump 148 and prevents the air pump 148 from rusting.

セルスタック１０２と気液分離用のラジエータ１１４とは２本のパイプＰ１２によって連通され、ラジエータ１１４と水タンク１３２とは２本のパイプＰ１３によって連通され、水タンク１３２にはパイプ（排気管）Ｐ１４が設けられている。各パイプＰ１２は、セルスタック１０２の前面左下隅部に位置するカソード出口Ｉ４とラジエータ１１４の下面左側端部から引き出される各ラジエータパイプ１２２の入口１２４ａ（図３参照）とを結び、各パイプＰ１３は、ラジエータ１１４の下面左側端部からやや中央寄りの位置から引き出される各ラジエータパイプ１２２の出口１２４ｂ（図３参照）と水タンク１３２の前面上部とを結び、パイプＰ１４は、水タンク１３２の後面上部に接続され、一旦上昇しその後下降するようにくの字状に形成されている。セルスタック１０２のカソード出口Ｉ４から排出される水分（水および水蒸気）や二酸化炭素を含む排気はパイプＰ１２を介してラジエータ１１４に与えられ、水蒸気が液化される。水とともに排気はパイプＰ１３を介して水タンク１３２に与えられる。水タンク１３２に送り込まれた排気はパイプＰ１４から排出される。
上述したパイプＰ８〜Ｐ１４は、主として排気の流路となる。 The cell stack 102 and the radiator 114 for gas-liquid separation are communicated with each other by two pipes P12. The radiator 114 and the water tank 132 are communicated by two pipes P13, and the water tank 132 is connected to a pipe (exhaust pipe) P14. Is provided. Each pipe P12 connects a cathode outlet I4 located at the lower left corner of the front surface of the cell stack 102 and an inlet 124a (see FIG. 3) of each radiator pipe 122 drawn from the lower left end of the radiator 114. The outlet 124b (see FIG. 3) of each radiator pipe 122 drawn from a position slightly on the left side of the lower surface of the radiator 114 is connected to the front upper part of the water tank 132, and the pipe P14 is an upper rear part of the water tank 132. It is formed in a U shape so that it rises once and then descends. Exhaust gas containing water (water and water vapor) and carbon dioxide discharged from the cathode outlet I4 of the cell stack 102 is supplied to the radiator 114 via the pipe P12, and the water vapor is liquefied. Exhaust gas together with water is supplied to the water tank 132 through the pipe P13. The exhaust sent to the water tank 132 is discharged from the pipe P14.
The pipes P8 to P14 described above mainly serve as an exhaust passage.

さらに、水タンク１３２と水ポンプ１６０とはパイプＰ１５によって連通され、水ポンプ１６０と水溶液タンク１３０とはパイプＰ１６によって連通されている。パイプＰ１５は、水タンク１３２の右側面下部と水ポンプ１６０の中央部とを結び、パイプＰ１６は、水ポンプ１６０の中央部と水溶液タンク１３０の左側面上隅部とを結ぶ。水ポンプ１６０を駆動させると、水タンク１３２内の水がパイプＰ１５，１６を介して水溶液タンク１３０に戻される。
上述したパイプＰ１５，１６は水の流路となる。 Further, the water tank 132 and the water pump 160 are communicated by a pipe P15, and the water pump 160 and the aqueous solution tank 130 are communicated by a pipe P16. The pipe P15 connects the lower right side of the water tank 132 and the central part of the water pump 160, and the pipe P16 connects the central part of the water pump 160 and the upper left corner of the aqueous solution tank 130. When the water pump 160 is driven, the water in the water tank 132 is returned to the aqueous solution tank 130 through the pipes P15 and 16.
The pipes P15 and P16 described above serve as water flow paths.

また、パイプＰ４から分岐したパイプＰ１７が設けられ、パイプＰ１７にはメタノール水溶液の濃度を検出するための濃度センサ１６４が取り付けられ、濃度センサ１６４と測定用バルブ１３８とはパイプＰ１８によって接続され、測定用バルブ１３８と水溶液タンク１３０とはパイプＰ１９によって接続されている。パイプＰ１７は、車体フレーム１２の左側に配設され、パイプＰ４と濃度センサ１６４とを結び、パイプＰ１８は、濃度センサ１６４と測定用バルブ１３８の左側面とを結び、パイプＰ１９は、測定用バルブ１３８の右側面と水溶液タンク１３０の上面とを結ぶ。メタノール水溶液の濃度測定時には測定用バルブ１３８が開かれ、その状態でパイプＰ１７を介して濃度センサ１６４を通るメタノール水溶液の濃度がたとえば超音波等を用いて濃度センサ１６４で測定され、検出された濃度を示す濃度信号がコントローラ１５６に送信される。濃度測定に用いられたメタノール水溶液は、パイプＰ１８、測定用バルブ１３８およびパイプＰ１９を介して水溶液タンク１３０に戻される。
上述したパイプＰ１７〜Ｐ１９は濃度測定用の流路となる。 A pipe P17 branched from the pipe P4 is provided, and a concentration sensor 164 for detecting the concentration of the aqueous methanol solution is attached to the pipe P17. The concentration sensor 164 and the measurement valve 138 are connected by the pipe P18 and measured. The valve 138 and the aqueous solution tank 130 are connected by a pipe P19. The pipe P17 is disposed on the left side of the vehicle body frame 12, connects the pipe P4 and the concentration sensor 164, the pipe P18 connects the concentration sensor 164 and the left side surface of the measurement valve 138, and the pipe P19 is the measurement valve. The right side surface of 138 and the upper surface of the aqueous solution tank 130 are connected. At the time of measuring the concentration of the aqueous methanol solution, the measurement valve 138 is opened, and in this state, the concentration of the aqueous methanol solution passing through the concentration sensor 164 via the pipe P17 is measured by the concentration sensor 164 using, for example, ultrasonic waves, and the detected concentration Is transmitted to the controller 156. The aqueous methanol solution used for concentration measurement is returned to the aqueous solution tank 130 via the pipe P18, the measurement valve 138 and the pipe P19.
The pipes P17 to P19 described above serve as a concentration measurement flow path.

さらに、水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とはパイプＰ２０によって連通され、キャッチタンク１４０と水溶液タンク１３０とはパイプＰ２１によって連通され、キャッチタンク１４０とエアチャンバ１５０とはパイプＰ２２によって連通されている。   Further, the aqueous solution tank 130 and the catch tank 140 are communicated by a pipe P20, the catch tank 140 and the aqueous solution tank 130 are communicated by a pipe P21, and the catch tank 140 and the air chamber 150 are communicated by a pipe P22.

パイプＰ２０は、水溶液タンク１３０内の液面よりも上側（図４においてＡで示す範囲よりも上側）で水溶液タンク１３０に接続され、水溶液タンク１３０の左側面後方上隅部と収容部１４０ａの左側面上隅部とを結ぶ。図４からわかるように、パイプＰ２０は、矢印Ｂ方向（直線状の状態におけるパイプＰ２０の長手方向に直交する方向）の断面積が収容部１４０ａの矢印Ｃ方向（収容部１４０ａの長手方向に直交する方向）の断面積よりも小さくなるように形成されている。パイプＰ２１は、水溶液タンク１３０内の液面よりも下側（図４においてＡで示す範囲よりも下側）で水溶液タンク１３０に接続されかつパイプＰ２０よりも下側で収容部１４０ａに接続され、水溶液タンク１３０の左側面前方下隅部と収容部１４０ａの背面下端部とを結ぶ。図４からわかるように、パイプＰ２１は、パイプＰ２０よりも太く（内径が大きく）形成されている。また、収容部１４０ａのパイプＰ２０との接続部と収容部１４０ａのパイプＰ２１との接続部とは、側面視で収容部１４０ａの略対角上に並び、上下に離間するように設けられている。パイプＰ２２は、収容部１４０ａの左側面とエアチャンバ１５０の上端面とを結ぶ。収容部１４０ａのパイプＰ２２との接続部は、上下方向においてパイプＰ２０との接続部とパイプＰ２１との接続部との間に設けられている。   The pipe P20 is connected to the aqueous solution tank 130 above the liquid level in the aqueous solution tank 130 (above the range indicated by A in FIG. 4), and the upper left corner of the left side surface of the aqueous solution tank 130 and the left side of the accommodating portion 140a. Connect to the upper corner. As can be seen from FIG. 4, in the pipe P20, the cross-sectional area in the arrow B direction (direction perpendicular to the longitudinal direction of the pipe P20 in the linear state) is perpendicular to the arrow C direction of the accommodating portion 140a (in the longitudinal direction of the accommodating portion 140a). The cross-sectional area is smaller than the cross-sectional area. The pipe P21 is connected to the aqueous solution tank 130 below the liquid level in the aqueous solution tank 130 (below the range indicated by A in FIG. 4) and connected to the accommodating portion 140a below the pipe P20. The lower left front portion of the aqueous solution tank 130 is connected to the lower rear end portion of the housing portion 140a. As can be seen from FIG. 4, the pipe P21 is formed thicker (inner diameter is larger) than the pipe P20. In addition, the connecting portion of the housing portion 140a with the pipe P20 and the connecting portion of the housing portion 140a with the pipe P21 are provided so as to be aligned substantially diagonally with respect to the housing portion 140a in a side view and to be separated vertically. . The pipe P22 connects the left side surface of the accommodating portion 140a and the upper end surface of the air chamber 150. The connection part with the pipe P22 of the accommodating part 140a is provided between the connection part with the pipe P20 and the connection part with the pipe P21 in the up-down direction.

水溶液タンク１３０内にある気体（主に、二酸化炭素、気化したメタノールおよび水蒸気）は、パイプＰ２０を介してキャッチタンク１４０に与えられる。気化したメタノールおよび水蒸気はキャッチタンク１４０内で冷却、液化されてメタノール水溶液に戻る。キャッチタンク１４０内で気化したメタノールおよび水蒸気もキャッチタンク１４０内で液化されてメタノール水溶液に戻る。キャッチタンク１４０内のメタノール水溶液は、パイプＰ２１を介して水溶液タンク１３０に戻る。   The gas (mainly carbon dioxide, vaporized methanol and water vapor) in the aqueous solution tank 130 is given to the catch tank 140 via the pipe P20. The vaporized methanol and water vapor are cooled and liquefied in the catch tank 140 and returned to the methanol aqueous solution. Methanol and water vapor evaporated in the catch tank 140 are also liquefied in the catch tank 140 and returned to the aqueous methanol solution. The aqueous methanol solution in the catch tank 140 returns to the aqueous solution tank 130 via the pipe P21.

収容部１４０ａのパイプＰ２０との接続部（水溶液タンク１３０からの気体の導入部）と収容部１４０ａのパイプＰ２１との接続部（メタノール水溶液の排出部）とを上下に離間させることで、収容部１４０ａ内のメタノール水溶液が水溶液タンク１３０からの気体によって撹拌および加熱されることを抑えることができる。   By separating the connecting part (gas introduction part from the aqueous solution tank 130) of the accommodating part 140a and the connecting part (discharge part for methanol aqueous solution) of the pipe P21 of the accommodating part 140a vertically, the accommodating part It can suppress that the methanol aqueous solution in 140a is stirred and heated by the gas from the aqueous solution tank 130.

また、パイプＰ２１が水溶液タンク１３０内の液面よりも下側で水溶液タンク１３０に接続されることによって、キャッチタンク１４０からのメタノール水溶液が水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液中に直接流入する。したがって、液面に向かって流下させる場合に比べて、キャッチタンク１４０からのメタノール水溶液を静穏に水溶液タンク１３０内に流入させることができ、水溶液タンク１３０内のメタノール水溶液の撹拌ひいてはメタノールの気化を抑えることができる。水溶液タンク１３０内のメタノールの外部への排出を防ぐためには、水溶液タンク１３０からの気体をキャッチタンク１４０内で液化させるよりも水溶液タンク１３０内にある気体を水溶液タンク１３０内で液化させることが好ましい。このようにパイプＰ２１を液面よりも下側で水溶液タンク１３０に接続することによって、水溶液タンク１３０内にある気体がメタノール水溶液によって遮断されパイプＰ２１を介してキャッチタンク１４０に与えられない。したがって、太いパイプＰ２１を用いつつも水溶液タンク１３０内のメタノールの外部への排出を抑えることができる。   Further, the pipe P 21 is connected to the aqueous solution tank 130 below the liquid level in the aqueous solution tank 130, so that the methanol aqueous solution from the catch tank 140 flows directly into the methanol aqueous solution in the aqueous solution tank 130. Therefore, compared with the case of flowing down toward the liquid surface, the aqueous methanol solution from the catch tank 140 can be gently flowed into the aqueous solution tank 130, and stirring of the aqueous methanol solution in the aqueous solution tank 130 and the vaporization of methanol can be suppressed. be able to. In order to prevent the methanol in the aqueous solution tank 130 from being discharged to the outside, it is preferable to liquefy the gas in the aqueous solution tank 130 in the aqueous solution tank 130 rather than liquefying the gas from the aqueous solution tank 130 in the catch tank 140. . Thus, by connecting the pipe P21 to the aqueous solution tank 130 below the liquid level, the gas in the aqueous solution tank 130 is blocked by the aqueous methanol solution and is not supplied to the catch tank 140 via the pipe P21. Therefore, it is possible to suppress discharge of methanol in the aqueous solution tank 130 to the outside while using the thick pipe P21.

キャッチタンク１４０内にある気体（主に、二酸化炭素、液化されなかったメタノールおよび水蒸気）はパイプＰ２２を介してエアチャンバ１５０に与えられる。エアチャンバ１５０に与えられたキャッチタンク１４０からの気体は、パイプＰ９を介してエアポンプ１４８に流入し、パイプＰ１０、防錆用バルブ１５８およびパイプＰ１１を介してセルスタック１０２に与えられる。   The gas (mainly carbon dioxide, unliquefied methanol and water vapor) in the catch tank 140 is supplied to the air chamber 150 via the pipe P22. The gas from the catch tank 140 given to the air chamber 150 flows into the air pump 148 via the pipe P9, and is given to the cell stack 102 via the pipe P10, the rust prevention valve 158 and the pipe P11.

上述したパイプＰ２０〜Ｐ２２は主として燃料処理用の流路となる。この実施形態では、パイプＰ２０が第１パイプに相当し、パイプＰ２１が第２パイプに相当する。また、パイプＰ９，Ｐ１０，Ｐ１１およびＰ２２を含んで第３パイプが構成される。   The pipes P20 to P22 described above mainly serve as fuel processing channels. In this embodiment, the pipe P20 corresponds to the first pipe, and the pipe P21 corresponds to the second pipe. A third pipe is configured including pipes P9, P10, P11 and P22.

このような燃料電池システム１００は、メインスイッチ１５２をオンすることによって起動され、コントローラ１５６によって制御され、二次電池１３４によって電気エネルギーが補完される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５４は電圧を２４Ｖから１２Ｖに変換し、変換された１２Ｖの電圧によってファン１２０，１２６が駆動される。   Such a fuel cell system 100 is activated by turning on the main switch 152, controlled by the controller 156, and supplemented with electric energy by the secondary battery 134. The DC-DC converter 154 converts the voltage from 24V to 12V, and the fans 120 and 126 are driven by the converted 12V voltage.

つぎに、燃料電池システム１００の発電時の主要動作について説明する。
燃料電池システム１００は、メインスイッチ１５２がオンされることを契機として、水溶液ポンプ１４６やエアポンプ１４８等の補機類を駆動し、発電（運転）を開始する。 Next, main operations during power generation of the fuel cell system 100 will be described.
When the main switch 152 is turned on, the fuel cell system 100 drives auxiliary equipment such as the aqueous solution pump 146 and the air pump 148 to start power generation (operation).

水溶液ポンプ１４６の駆動によって、約３％の濃度のメタノール水溶液が水溶液タンク１３０からパイプＰ３，Ｐ４を介して水溶液フィルタ１４４に供給される。そして、水溶液フィルタ１４４で不純物等が除去されたメタノール水溶液は、パイプＰ５、アノード入口Ｉ１を介してセルスタック１０２を構成する各燃料電池セル１０４のアノード１０４ｂにダイレクトに供給される。   By driving the aqueous solution pump 146, a methanol aqueous solution having a concentration of about 3% is supplied from the aqueous solution tank 130 to the aqueous solution filter 144 via the pipes P3 and P4. The methanol aqueous solution from which impurities and the like have been removed by the aqueous solution filter 144 is directly supplied to the anode 104b of each fuel cell 104 constituting the cell stack 102 via the pipe P5 and the anode inlet I1.

一方、エアポンプ１４８の駆動によってエアフィルタ１４２から吸入された空気（エア）は、パイプＰ８を介してエアチャンバ１５０に流入することによって消音される。そして、吸入された空気およびパイプＰ２２を介してエアチャンバ１５０に与えられたキャッチタンク１４０からの気体が、パイプＰ９〜Ｐ１１、カソード入口Ｉ３を介してセルスタック１０２を構成する各燃料電池セル１０４のカソード１０４ｃに供給される。   On the other hand, the air (air) drawn from the air filter 142 by driving the air pump 148 is silenced by flowing into the air chamber 150 via the pipe P8. Then, the sucked air and the gas from the catch tank 140 given to the air chamber 150 through the pipe P22 are supplied to each fuel cell 104 constituting the cell stack 102 through the pipes P9 to P11 and the cathode inlet I3. It is supplied to the cathode 104c.

セルスタック１０２の各燃料電池セル１０４におけるアノード１０４ｂでは、供給されたメタノール水溶液におけるメタノールと水とが化学反応して二酸化炭素および水素イオンが生成される。生成された水素イオンは、電解質１０４ａを介してカソード１０４ｃに流入し、そのカソード１０４ｃ側に供給された空気中の酸素と電気化学反応して水（水蒸気）および電気エネルギーが生成される。
生成された電気エネルギーは、二次電池１３４に送られて蓄えられるとともに、二輪車１０の走行駆動等に利用される。 In the anode 104b in each fuel cell 104 of the cell stack 102, methanol and water in the supplied aqueous methanol solution chemically react to generate carbon dioxide and hydrogen ions. The generated hydrogen ions flow into the cathode 104c through the electrolyte 104a, and electrochemically react with oxygen in the air supplied to the cathode 104c side to generate water (water vapor) and electric energy.
The generated electrical energy is sent to and stored in the secondary battery 134 and is used for driving and driving the motorcycle 10.

一方、各燃料電池セル１０４におけるアノード１０４ｂでの電気化学反応によって生成された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、上記電気化学反応によって発生する熱によって温度上昇し（たとえば約６５℃〜７０℃となる）、未反応メタノール水溶液の一部は気化される。   On the other hand, the carbon dioxide and unreacted methanol aqueous solution generated by the electrochemical reaction at the anode 104b in each fuel cell 104 rise in temperature due to the heat generated by the electrochemical reaction (for example, about 65 ° C. to 70 ° C.). ), A part of the unreacted aqueous methanol solution is vaporized.

二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、セルスタック１０２のアノード出口Ｉ２を介して水溶液用のラジエータ１１２内に流入し、ラジエータパイプ１１６を流れる間にファン１２０によって冷却される（たとえば約４０℃となる）。冷却された二酸化炭素および未反応メタノール水溶液は、パイプＰ７を介して水溶液タンク１３０に戻される。   The carbon dioxide and the unreacted aqueous methanol solution flow into the aqueous solution radiator 112 via the anode outlet I2 of the cell stack 102, and are cooled by the fan 120 while flowing through the radiator pipe 116 (for example, about 40 ° C.). . The cooled carbon dioxide and the unreacted methanol aqueous solution are returned to the aqueous solution tank 130 via the pipe P7.

一方、カソード１０４ｃで生成された水蒸気の大部分は液化して水となって排出されるが、飽和水蒸気分はガス状態で排出される。カソード１０４ｃのカソード出口Ｉ４から排出された水蒸気の一部は、ラジエータ１１４で冷却され露点を下げることによって液化される。ラジエータ１１４による水蒸気の液化動作は、ファン１２６を動作させることによって行われる。カソード１０４ｃからの水分（水および水蒸気）は未反応の空気とともにパイプＰ１２，ラジエータ１１４およびパイプＰ１３を介して水タンク１３２に与えられる。   On the other hand, most of the water vapor generated at the cathode 104c is liquefied and discharged as water, but the saturated water vapor is discharged in a gas state. A part of the water vapor discharged from the cathode outlet I4 of the cathode 104c is liquefied by being cooled by the radiator 114 and lowering the dew point. The water vapor liquefaction operation by the radiator 114 is performed by operating the fan 126. Moisture (water and water vapor) from the cathode 104c is supplied to the water tank 132 through the pipe P12, the radiator 114 and the pipe P13 together with unreacted air.

また、カソード１０４ｃでは、キャッチタンク１４０からの気化したメタノールおよびクロスオーバーによってカソード１０４ｃに移動したメタノールが白金触媒層で酸素と反応して無害な水分と二酸化炭素とに分解される。メタノールから分解された水分と二酸化炭素とは、カソード１０４ｃから排出されラジエータ１１４を介して水タンク１３２に与えられる。このように、キャッチタンク１４０内で液化されなかったメタノールを無害にした後に外部に排出することによって、環境の汚染を抑えることができる。
さらに、水のクロスオーバーによってカソード１０４ｃに移動した水分がカソード１０４ｃから排出されラジエータ１１４を介して水タンク１３２に与えられる。 In the cathode 104c, the vaporized methanol from the catch tank 140 and the methanol moved to the cathode 104c by the crossover react with oxygen in the platinum catalyst layer and are decomposed into harmless moisture and carbon dioxide. Moisture and carbon dioxide decomposed from methanol are discharged from the cathode 104 c and supplied to the water tank 132 via the radiator 114. In this way, environmental pollution can be suppressed by making methanol that has not been liquefied in the catch tank 140 harmless and then discharging it to the outside.
Further, the moisture that has moved to the cathode 104 c due to the water crossover is discharged from the cathode 104 c and supplied to the water tank 132 via the radiator 114.

水タンク１３２に回収された水は、水ポンプ１６０の駆動によってパイプＰ１５，Ｐ１６を経由して水溶液タンク１３０に適宜還流され、メタノール水溶液の水として利用される。   The water collected in the water tank 132 is appropriately returned to the aqueous solution tank 130 via the pipes P15 and P16 by driving the water pump 160, and used as water of the methanol aqueous solution.

このような燃料電池システム１００では、水溶液タンク１３０内の気化したメタノールおよび水蒸気をキャッチタンク１４０内で液化させ、キャッチタンク１４０からのメタノール水溶液を水溶液タンク１３０に戻す。したがって、気化したメタノールの外部への排出を抑え、環境の汚染を抑えることができる。また、キャッチタンク１４０からのメタノール水溶液を水溶液タンク１３０に戻してセルスタック１０２での電気化学反応に利用するので、メタノールの利用効率を向上できる。   In such a fuel cell system 100, vaporized methanol and water vapor in the aqueous solution tank 130 are liquefied in the catch tank 140, and the aqueous methanol solution from the catch tank 140 is returned to the aqueous solution tank 130. Therefore, discharge of vaporized methanol to the outside can be suppressed, and environmental pollution can be suppressed. Moreover, since the methanol aqueous solution from the catch tank 140 is returned to the aqueous solution tank 130 and used for the electrochemical reaction in the cell stack 102, the utilization efficiency of methanol can be improved.

また、水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とをそれぞれ下と上とに離間させ、これらをパイプＰ２０，２１で接続することによって、水溶液タンク１３０からの気体がパイプＰ２０を通る間に冷却される。したがって、気化したメタノールおよび水蒸気をキャッチタンク１４０内で効率よく液化させることができる。また、水溶液タンク１３０内の温められたメタノール水溶液のしぶきがキャッチタンク１４０内に及びにくくなり、気化したメタノールおよび水蒸気をキャッチタンク１４０内で効率よく液化させることができる。パイプＰ２０はその断面積が収容部１４０ａの断面積よりも小さいので、キャッチタンク１４０内に流入する気体の量が制限され、キャッチタンク１４０内の温度が上がりにくくなる。このことからも、気化したメタノールおよび水蒸気をキャッチタンク１４０内で効率よく液化させることができる。   Further, by separating the aqueous solution tank 130 and the catch tank 140 downward and upward, and connecting them with pipes P20 and 21, the gas from the aqueous solution tank 130 is cooled while passing through the pipe P20. Therefore, the vaporized methanol and water vapor can be efficiently liquefied in the catch tank 140. Further, the spray of the heated aqueous methanol solution in the aqueous solution tank 130 is less likely to reach the catch tank 140, and the vaporized methanol and water vapor can be efficiently liquefied in the catch tank 140. Since the cross-sectional area of the pipe P20 is smaller than the cross-sectional area of the accommodating portion 140a, the amount of gas flowing into the catch tank 140 is limited, and the temperature in the catch tank 140 is hardly increased. Also from this, the vaporized methanol and water vapor can be efficiently liquefied in the catch tank 140.

さらに、パイプＰ２０とＰ２１とを設けることによって、水溶液タンク１３０内の気体をパイプＰ２０を介して円滑にキャッチタンク１４０に導くことができ、キャッチタンク１４０内のメタノール水溶液をパイプＰ２１を介して円滑に水溶液タンク１３０に導くことができる。また、パイプＰ２０とＰ２１とを設けることによって、キャッチタンク１４０をメタノール水溶液の投入部として利用する際に、キャッチタンク１４０からのメタノール水溶液をパイプＰ２１を介して円滑に水溶液タンク１３０に導くことができる。燃料電池システム１００を最初に運転するときには、メタノール水溶液を水溶液タンク１３０内に満たさなければならない。太いパイプＰ２１を用いることによって、キャッチタンク１４０を介してメタノール水溶液を投入する際に、メタノール水溶液がキャッチタンク１４０から溢れることなく、メタノール水溶液を水溶液タンク１３０に素早く投入できる。   Furthermore, by providing the pipes P20 and P21, the gas in the aqueous solution tank 130 can be smoothly guided to the catch tank 140 via the pipe P20, and the methanol aqueous solution in the catch tank 140 can be smoothly supplied via the pipe P21. The solution can be led to the aqueous solution tank 130. Further, by providing the pipes P20 and P21, when the catch tank 140 is used as a methanol aqueous solution charging unit, the methanol aqueous solution from the catch tank 140 can be smoothly guided to the aqueous solution tank 130 via the pipe P21. . When the fuel cell system 100 is operated for the first time, an aqueous methanol solution must be filled in the aqueous solution tank 130. By using the thick pipe P <b> 21, when the aqueous methanol solution is introduced through the catch tank 140, the aqueous methanol solution can be quickly introduced into the aqueous solution tank 130 without overflowing from the catch tank 140.

セルスタック１０２が５０℃以上で運転される場合、セルスタック１０２からの二酸化炭素および未反応メタノール水溶液を収容する水溶液タンク１３０では、内部の温度が上昇し、メタノールが気化しやすくなる。しかし、気化したメタノールの外部への排出を抑えかつ液化させて利用できるので、この発明は、燃料電池システム１００のように燃料電池セルスタックが５０℃以上で運転される燃料電池システムにおいて有効である。   When the cell stack 102 is operated at 50 ° C. or higher, the internal temperature rises in the aqueous solution tank 130 containing the carbon dioxide and the unreacted methanol aqueous solution from the cell stack 102, and methanol is easily vaporized. However, since the vaporized methanol can be used while being suppressed and liquefied, the present invention is effective in a fuel cell system in which the fuel cell stack is operated at 50 ° C. or more like the fuel cell system 100. .

メタノールの利用効率を向上できるので、この発明の燃料電池システム１００は、メタノール燃料を補給することなく長時間に渡って動作する（長距離を移動する）ことが望まれる二輪車１０等の輸送機器に好適に用いられる。   Since the utilization efficiency of methanol can be improved, the fuel cell system 100 of the present invention can be used as a transport device such as a two-wheeled vehicle 10 that is desired to operate for a long time (moving a long distance) without replenishing methanol fuel. Preferably used.

なお、上述の実施形態では水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とを２本のパイプ（パイプＰ２０，Ｐ２１）で接続する場合について説明したが、水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とを接続するパイプの本数はこれに限定されない。たとえば図１３に示すように、水溶液タンク１３０の上面とキャッチタンク１４０の収容部１４０ａの背面下端部とを結ぶようにパイプＰ３０を設けるようにしてもよい。この場合、水溶液タンク１３０内の気体がパイプＰ３０を介してキャッチタンク１４０に与えられ、かつキャッチタンク１４０内のメタノール水溶液がパイプＰ３０を介して水溶液タンク１３０に与えられる。このように１本のパイプで水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とを接続することによって燃料電池システムの配管を簡素にできる。   In the above-described embodiment, the case where the aqueous solution tank 130 and the catch tank 140 are connected by two pipes (pipes P20 and P21) has been described. However, the number of pipes that connect the aqueous solution tank 130 and the catch tank 140 is as follows. It is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, a pipe P <b> 30 may be provided so as to connect the upper surface of the aqueous solution tank 130 and the rear lower end portion of the accommodating portion 140 a of the catch tank 140. In this case, the gas in the aqueous solution tank 130 is supplied to the catch tank 140 through the pipe P30, and the aqueous methanol solution in the catch tank 140 is supplied to the aqueous solution tank 130 through the pipe P30. Thus, by connecting the aqueous solution tank 130 and the catch tank 140 with a single pipe, the piping of the fuel cell system can be simplified.

また、上述の実施形態では水溶液タンク１３０とキャッチタンク１４０とを別に設ける場合について説明したが、図１４に示すような水溶液タンク１３０ａを用いるようにしてもよい。図１４に示す水溶液タンク１３０ａでは、その上面（天板）を膨張させることによって気化したメタノールおよび水蒸気を液化させるための液化処理部１３０ｂが一体的に形成されている。このような水溶液タンク１３０ａを用いることによって、キャッチタンクを別に設ける必要がなく、燃料電池システムの構成を簡素にできる。   In the above embodiment, the case where the aqueous solution tank 130 and the catch tank 140 are provided separately has been described. However, an aqueous solution tank 130a as shown in FIG. 14 may be used. In the aqueous solution tank 130a shown in FIG. 14, a liquefaction processing unit 130b for liquefying methanol and water vapor which are vaporized by expanding the upper surface (top plate) is integrally formed. By using such an aqueous solution tank 130a, it is not necessary to separately provide a catch tank, and the configuration of the fuel cell system can be simplified.

さらに、上述の実施形態では、燃料としてメタノール燃料を、燃料水溶液としてメタノール水溶液を用いたが、これに限定されず、燃料としてエタノール等のアルコール系燃料、燃料水溶液としてエタノール水溶液等のアルコール系水溶液を用いてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, methanol fuel is used as the fuel, and methanol aqueous solution is used as the fuel aqueous solution. However, the present invention is not limited thereto, and alcohol-based fuel such as ethanol is used as fuel, and alcohol-based aqueous solution such as ethanol aqueous solution is used as the fuel aqueous solution. It may be used.

この発明の燃料電池システムは、二輪車だけではなく、自動車、船舶等の任意の輸送機器にも好適に用いることができる。   The fuel cell system of the present invention can be suitably used not only for motorcycles but also for any transportation equipment such as automobiles and ships.

この発明は、改質器搭載タイプの燃料電池システムにも適用できる。また、この発明は、小型の据え付けタイプの燃料電池システムにも適用できる。   The present invention can also be applied to a reformer-mounted fuel cell system. The present invention can also be applied to a small installation type fuel cell system.

この発明の燃料電池システムを搭載する二輪車を示す左側面図である。It is a left view which shows the two-wheeled vehicle carrying the fuel cell system of this invention. 二輪車の車体フレームに対する燃料電池システムの配置状態を左斜め前方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the arrangement state of the fuel cell system to the body frame of a two-wheeled vehicle from the diagonally left front. 二輪車の車体フレームに対する燃料電池システムの配置状態を左斜め後方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the arrangement state of the fuel cell system to the body frame of a two-wheeled vehicle from diagonally left rear. 燃料電池システムの配管状態を示す左側面図である。It is a left view which shows the piping state of a fuel cell system. 燃料電池システムの配管状態を示す右側面図である。It is a right view which shows the piping state of a fuel cell system. 燃料電池システムの配管状態を左斜め前方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the piping state of the fuel cell system from diagonally left forward. 燃料電池システムの配管状態を右斜め前方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the piping state of the fuel cell system from diagonally right forward. 燃料電池セルスタックを示す図解図である。It is an illustration figure which shows a fuel cell stack. 燃料電池セルを示す図解図である。It is an illustration figure which shows a fuel cell. セパレータのアノード側の形状（４本溝）を示す図解図である。It is an illustration figure which shows the shape (4 grooves) of the anode side of a separator. セパレータのカソード側の形状（６本溝）を示す図解図である。It is an illustration figure which shows the shape (six grooves) on the cathode side of a separator. 燃料電池システムの配管を示すシステム図である。It is a system diagram which shows piping of a fuel cell system. 水溶液タンクとキャッチタンクとの接続態様の他の例を示す図解図である。It is an illustration figure which shows the other example of the connection aspect of an aqueous solution tank and a catch tank. 液化処理部が一体的に設けられた水溶液タンクを示す図解図である。It is an illustration figure which shows the aqueous solution tank in which the liquefaction process part was provided integrally.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 二輪車
１００ 燃料電池システム
１０２ 燃料電池セルスタック
１０４ 燃料電池セル
１０４ｂ アノード
１０４ｃ カソード
１２８ａ，１４１ 蓋
１３０，１３０ａ 水溶液タンク
１３０ｂ 液化処理部
１４０ キャッチタンク
１４０ａ 収容部
１４０ｂ 取付部
Ｐ１〜Ｐ２２，Ｐ３０ パイプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Two-wheeled vehicle 100 Fuel cell system 102 Fuel cell stack 104 Fuel cell 104b Anode 104c Cathode 128a, 141 Lid 130, 130a Aqueous solution tank 130b Liquefaction processing part 140 Catch tank 140a Accommodating part 140b Attachment part P1-P22, P30 Pipe

Claims (9)

アノードとカソードとを有する燃料電池、
前記燃料電池の前記アノードに供給すべき燃料水溶液を収容する第１タンク、および
前記第１タンクからの気化した燃料を液化させ前記第１タンクに戻すために前記第１タンクよりも上方に設けられる液化処理部を備える、燃料電池システム。 A fuel cell having an anode and a cathode;
A first tank for storing an aqueous fuel solution to be supplied to the anode of the fuel cell; and a first tank for liquefying vaporized fuel from the first tank and returning it to the first tank. A fuel cell system including a liquefaction processing unit. 前記液化処理部を構成する第２タンク、および前記第１タンクと前記第２タンクとを接続するパイプをさらに備える、請求項１に記載の燃料電池システム。   2. The fuel cell system according to claim 1, further comprising: a second tank that constitutes the liquefaction processing unit; and a pipe that connects the first tank and the second tank. 前記パイプはその断面積が前記第２タンクの断面積よりも小さくなるように形成される、請求項２に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 2, wherein the pipe has a cross-sectional area that is smaller than a cross-sectional area of the second tank. 前記パイプは、前記第１タンク内の気化した燃料を前記第２タンクに導く第１パイプと、前記第２タンク内で液化した燃料を前記第１タンクに導く第２パイプとを含む、請求項２または３に記載の燃料電池システム。   The pipe includes a first pipe for guiding vaporized fuel in the first tank to the second tank, and a second pipe for guiding fuel liquefied in the second tank to the first tank. 4. The fuel cell system according to 2 or 3. 前記第２パイプは前記第１タンク内の液面よりも下側で前記第１タンクに接続される、請求項４に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 4, wherein the second pipe is connected to the first tank below a liquid level in the first tank. 前記液化処理部で液化されなかった燃料を前記燃料電池の前記カソードに導く第３パイプをさらに備える、請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池システム。   6. The fuel cell system according to claim 1, further comprising a third pipe that guides the fuel that has not been liquefied by the liquefaction processing unit to the cathode of the fuel cell. 前記液化処理部に開閉可能に設けられる蓋をさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, further comprising a lid that can be opened and closed in the liquefaction processing unit. 前記燃料電池は５０℃以上で運転される、請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel cell is operated at 50 ° C. or higher. 請求項１から８のいずれかに記載の燃料電池システムを用いた、輸送機器。
A transportation device using the fuel cell system according to claim 1.
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