JP2006252954A - 燃料電池装置、その制御方法及び電子機器 - Google Patents

燃料電池装置、その制御方法及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2006252954A
JP2006252954A JP2005067866A JP2005067866A JP2006252954A JP 2006252954 A JP2006252954 A JP 2006252954A JP 2005067866 A JP2005067866 A JP 2005067866A JP 2005067866 A JP2005067866 A JP 2005067866A JP 2006252954 A JP2006252954 A JP 2006252954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
diluted
fuel cell
tank
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005067866A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Yamaguchi
敦 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2005067866A priority Critical patent/JP2006252954A/ja
Priority to US11/179,483 priority patent/US20060204803A1/en
Publication of JP2006252954A publication Critical patent/JP2006252954A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/30—Fuel cells in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04447—Concentration; Density of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

【課題】 液体燃料を使用する燃料電池装置の燃料制御に関し、制御情報を得るためのセンサ構成を簡略化する。
【解決手段】 液体燃料ｍ（希釈燃料Ｍ）を使用する燃料電池装置２であって、燃料電池４に供給する希釈燃料を貯留する希釈燃料タンク２０と、前記希釈燃料タンクに燃料タンク３０の燃料ｍを供給する燃料供給部３５と、前記希釈燃料タンクに水タンク１８の水ｗを供給する水供給部３７と、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出するセンサ（レベルセンサ４２）と、前記センサによる前記残量レベルの検出に基づき、前記燃料供給部又は前記水供給部の何れか一方又は双方を動作させることにより、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料を基準レベルに制御する制御部４４とを備えた構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高濃度液体燃料を使用する燃料電池装置に関し、特に、パーソナルコンピュータや携帯端末装置等の電源として好適な燃料電池装置、その制御方法及び電子機器に関する。
燃料電池は、陽子又は電子を透過できる物質として高分子電解質膜を配置し、この電解質膜の一面側に燃料極、その他面側に空気極を配置し、燃料極にはメタノール水溶液等の水素成分を含んだ液体燃料、空気極には酸素成分を含んだ空気を供給する構造である。電解質膜では、燃料極側の液体燃料から水素陽子を透過させ、空気極側の空気中の酸素と結合させる。この結合によって、液体燃料内の水素に残留する電子が電気として外部に取り出されるので、電池として機能する。
このような燃料電池では、液体燃料にメタノールを使用した場合、水素と酸素の反応により、空気極側には、水（水蒸気）が発生し、また、燃料極側には、メタノールの分解により、二酸化炭素（ＣＯ2 ）が発生する。この処理において、燃料極側にメタノール１モルと水１モル、空気極側に酸素１モルを消費させる理想的な化学変化による発電が行われると、空気極側には水３モル、燃料極側には二酸化炭素１モルが発生することになる。
このような燃料電池を備える燃料電池装置では、燃料電池に液体燃料を供給するための燃料タンクを備える。濃度の高い燃料を使用すれば、燃料タンクのサイズを小さくすることができるが、電解質膜に高い性能が要求されることになる。電解質膜の性能が低い場合には、濃度の高い燃料を使用すると、燃料消費量が増大し、発電効率が悪化する。また、濃度の高い燃料を使用した場合には、燃料電池の構成材料例えば、電解質膜、白金端持カーボン等の触媒材料、それらを接着する接着材料の寿命が短くなるおそれがある。これらの点を総合的に勘案し、１モル濃度程度の燃料の使用が推奨され、燃料タンクには濃度の高い燃料を溜め、その燃料を１モル濃度程度に希釈して用いられる。この場合、濃度の高い燃料を希釈するには、希釈液として水が必要であるとともに、水で希釈された燃料を溜める希釈燃料タンクが必要となる。燃料電池が運転されると、燃料が消費されるので、希釈燃料タンクの水位が水位センサにより監視されるとともに、燃料の濃度が濃度センサによって監視され、それらに基づいて、水及び燃料の補給量を制御する。
このような燃料電池装置に関し、電解質膜を備えて液体燃料を使用する燃料電池（例えば、特許文献１）、燃料タンクに液位センサが設置され、希釈燃料の液位が所定範囲内にあることを判定する構成を備えたもの（例えば、特許文献２）、液体燃料を用いる燃料電池であって、液体燃料の濃度を調整する構成を備えたもの（例えば、特許文献３）等が存在している。
特開２００３−２９７４０１号公報（段落番号００２１、図１等） 特開２００４−２６５８３３号公報（段落番号００３５、図１、図４等） 特開２００４−１２７５３０号公報（段落番号００２２、図２等）
ところで、特許文献１では、燃料の濃度を監視することにより、所定濃度に維持するため、燃料及び水を供給し、燃料を水で希釈する。一定時間燃料供給しても濃度が上昇しなかった場合、燃料無しとして燃料切れを検出するため、濃度を監視するための濃度計は必須である。このような液体燃料装置では、液体燃料タンク内の液体燃料の濃度計測が必要であるとともに、濃度計を防護するための腐食対策が必要となる。
また、特許文献２では、希釈燃料タンク内の燃料レベルを検出するセンサを備え、タンクの収容量の１５〔％〕〜９０〔％〕を適量範囲に想定する検出及び制御が行われている。このような検出及び制御において、１５〔％〕〜９０〔％〕を適量範囲とするレベル検出では、２点以上の検出レベルに対応する複数のセンサや連続的なレベル推移を検出可能なセンサの設置が必要となることが予想される。即ち、燃料液位が適量範囲内にあることを常時検出するため、複数の水位センサ、又はセンサ接触面積に比例した静電容量計測による水位範囲計等、複数のセンサの設置や、燃料に直接触れる接触式センサでは、その腐食対策も必要である。
また、特許文献３では、液体燃料をタンクに収容し、そのタンクから燃料電池に液体燃料を供給するとともに、燃料電池に供給すべき液体燃料はタンク内で濃度調整をする構成を開示したに過ぎない。
このように特許文献１〜３には、液体燃料のレベル測定や濃度監視等について開示されているが、濃度異常や燃料切れ等の検出や、センサの防護対策の軽減等についての課題についての開示や示唆はなく、また、その解決手段についての開示や示唆もない。また、発電終了後に燃料電池内に残留する燃料による不都合についての開示やその示唆、又はその対策についての開示や示唆もない。
そこで、本発明の目的は、液体燃料を使用する燃料電池装置の燃料制御に関し、制御情報を得るためのセンサ構成の簡略化にある。
また、本発明の他の目的は、液体燃料を使用する燃料電池装置の燃料制御に関し、燃料異常を容易に検出することにある。
また、本発明の他の目的は、液体燃料を使用する燃料電池装置の燃料制御に関し、燃料切れ又は濃度異常を容易に検出することにある。
また、本発明の他の目的は、液体燃料を使用する燃料電池装置に燃料制御に関し、発電終了後に残留する燃料から燃料電池を防護することにある。
また、本発明の他の目的は、センサの防護対策の軽減にある。
また、本発明の他の目的は、既述の燃料電池装置を用いた電子機器の提供にある。
上記目的を達成するためには、本発明の燃料電池装置は、液体燃料を使用する燃料電池装置であって、燃料電池に供給する希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、前記希釈燃料タンクに燃料タンクの燃料を供給する燃料供給部と、前記希釈燃料タンクに水タンクの水を供給する水供給部と、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出するセンサと、前記センサによる前記残量レベルの検出に基づき、前記燃料供給部又は前記水供給部の何れか一方又は双方を動作させることにより、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料を基準レベルに制御する制御部とを備えた構成である。
斯かる構成によれば、希釈燃料タンクの希釈燃料の残量レベルはセンサにより検出され、その検出レベルにより、希釈燃料タンクには燃料供給部により燃料、水供給部により水の何れか一方又は双方が供給される。燃料は水によって希釈され、希釈燃料タンクには希釈燃料が生成される。この場合、燃料及び水の供給量により、希釈燃料の燃料濃度が一定に維持される。燃料電池には、希釈燃料タンクから希釈燃料が供給され、継続的な発電が行われる。この場合、燃料制御には、センサによって得られる希釈燃料の検出レベルが用いられているにすぎない。よって、燃料制御に必要な制御情報を得るためのセンサ構成の簡略化とともに、センサの防護対策の簡略化が図られる。
上記目的を達成するためには、本発明の燃料電池装置において、前記制御部は、前記センサが前記希釈燃料の前記残量レベルの低下を検出した後、所定時間が経過しても前記基準レベルに前記希釈燃料が到達しない場合に燃料異常と判定する構成としてもよい。
斯かる構成によれば、希釈燃料タンクの希釈燃料は、燃料電池の消費等により、そのレベルが変動する。この残量レベルはセンサによって検出され、その検出レベルに現れる。既述の制御により、希釈燃料タンクには検出レベルに基づき燃料及び水が供給され、希釈燃料のレベルは基準レベルに維持されることになる。そこで、センサが希釈燃料のレベル低下を検出した後、所定時間が経過しても基準レベルに希釈燃料が到達しない場合には燃料異常と判定する。ここで、燃料異常とは、基準レベルに到達しないことから燃料切れであり、また、燃料不足を補うように水のみが供給されることによる、燃料の濃度異常、その他が予想される。
燃料の濃度異常については、燃料切れが生じた場合に燃料供給部及び水供給部の供給動作を継続させると、希釈燃料タンク内の希釈燃料は、水過多となって、濃度異常に陥いるので、濃度異常と判定することができる。
また、センサが希釈燃料のレベル低下を検出した後、「所定時間」については、センサがレベル以下を検出した場合、燃料供給部及び水供給部の供給動作を継続させると、水補給のみで希釈燃料タンクのレベルが基準レベルに到達することが予想されるので、これを回避する必要がある。そこで、燃料供給部及び水供給部の双方の通常動作で希釈燃料タンクのレベルが基準レベルに到達するに必要な一定の動作時間を「所定時間」に設定すればよい。従って、この所定時間が経過しても希釈燃料タンクの検出レベルが基準レベルに到達し得ない場合には、燃料異常と判定することができる。
また、希釈燃料タンクの検出レベルが基準レベルに到達しない場合には燃料切れ以外の場合も予想されるが、多くは燃料切れであろうから、燃料の補給の後、それでもレベル回復ができない場合に他の異常を疑えばよいことになる。
また、上記目的を達成するため、本発明の燃料電池装置は、液体燃料を使用する燃料電池装置であって、前記液体燃料の供給により発電する燃料電池を備え、該燃料電池の発電が終了した場合、前記燃料電池に残留する液体燃料を前記燃料電池から排出させる構成としてもよい。
斯かる構成によれば、燃料電池の発電の終了を契機として、燃料電池内に残留する液体燃料を排出させるので、停止状態にある燃料電池を液体燃料から防護することができ、劣化を防止できる。燃料電池から液体燃料の排出には、例えば、空気の導入によるエアパージ、燃料電池からの液体燃料の吸い出し等を用いればよい。
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池装置の制御方法は、液体燃料を使用する燃料電池装置の制御方法であって、燃料電池に供給する希釈燃料を希釈燃料タンクに貯留させる処理と、前記希釈燃料タンクに燃料タンクの燃料を供給させる処理と、前記希釈燃料タンクに水タンクの水を供給させる処理と、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出する処理と、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の前記残量レベルに基づき、前記燃料又は前記水の何れか一方又は双方を供給し、前記希釈燃料を基準レベルに制御する処理と、前記希釈燃料の前記残量レベルの低下を検出した後、所定時間が経過しても前記基準レベルに前記希釈燃料が到達しない場合に燃料異常と判定する処理とを含む構成である。
斯かる構成によれば、既述の通りの処理により、希釈燃料タンクの希釈燃料の制御とともに、燃料異常が検出され、燃料電池装置の信頼性が高められる。
上記目的を達成するため、本発明の電子機器は、既述の燃料電池装置を電源に用いた構成である。斯かる構成によれば、燃料異常を迅速に知ることができる燃料電池装置、残留する液体燃料から防護された燃料電池を備える燃料電池装置を搭載するので、電子機器の信頼性が高められる。
以上の構成によれば、次のような効果が得られる。
(1) 本発明の燃料電池装置によれば、希釈燃料のレベル検出に基づいて希釈燃料タンクに対する燃料及び水の供給を行うことにより、希釈燃料を基準レベルに制御できるので、燃料電池に必要な燃料の安定供給とともに、センサ構成の簡略化を図ることができる。
(2) 本発明の燃料電池装置によれば、希釈燃料タンクの希釈燃料のレベル低下を監視し、その検出レベルが所定時間内に基準レベルに到達しない場合に燃料異常とするので、燃料切れや燃料の濃度異常等の燃料異常を検出する場合のセンサ構成を簡略化でき、信頼性の高い燃料電池装置を実現できる。
(3) 本発明の燃料電池装置によれば、発電終了時に、燃料電池から燃料を排出するので、停止状態にある燃料電池に燃料を残留させることがなく、燃料電池を防護できるとともに、残留燃料による燃料電池の劣化を防止でき、燃料電池の長寿命化を図ることができる。
(4) 既述の燃料電池装置を搭載した電子機器によれば、既述の燃料電池装置を搭載することにより、機器の信頼性の向上を図ることができるとともに、利便性を高めることができる。
第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図である。
この燃料電池装置２は、燃料を用いて発電する燃料電池４を備えている。この燃料電池４には、電解質膜６、空気極８及び燃料極１０が設置されている。空気極８及び燃料極１０は電解質膜６を挟んで配置され、空気極８は電解質膜６の一面側に酸素成分を含んだ空気を供給し、燃料極１０は電解質膜６の他面側に燃料として例えば、メタノール水溶液等の水素成分を含んだ液体燃料を供給する。電解質膜６は、陽子又は電子を透過できる物質で形成された透過膜であって、例えば、パーフルオロスルホン酸「Nafion」（Du Pont 社商品名）等の物質からなるプロトン導電性固体高分子膜等の高分子電解質膜で構成される。そこで、電解質膜６では、燃料極１０側の液体燃料から水素陽子が透過し、この水素陽子と空気極８側から供給される空気中の酸素とが結合する。この結合の結果、液体燃料内の水素に残留する電子が電気として外部に取り出され、この発電作用が電池として機能する。
空気極８には給気部として送風機構１２が給気管１４により結合され、送風機構１２の駆動によって酸素Ｏ2 を含んだ空気Ａｒ１が供給される。燃料電池４には、反応によって酸素を消費するとともに、水蒸気である反応生成水（以下単に「水」と称する）ｗが生じ、この水ｗは気化しているので、余剰空気Ａｒ２とともに、空気極８側から排出される。余剰空気Ａｒ２には反応に伴う二酸化炭素ＣＯ2 が混入している。これら余剰空気Ａｒ２及び水ｗは、通路部として例えば、回収管１６を通して水タンク１８に導入されている。水タンク１８には、余剰空気Ａｒ２を排出させる排気管１９が設けられている。この実施の形態では、余剰空気Ａｒ２及び水ｗが水タンク１８の水ｗの水面下に導入される形態である。余剰空気Ａｒ２の熱は回収管１６の通過中に冷却され、その冷却により、水ｗが凝縮し、水タンク１８に回収される。この場合、水タンク１８は、水ｗを回収する意味で水回収タンクであるが、貯留している水ｗが液体燃料の希釈水に用いられるので、希釈水タンクとしての機能を持つものである。
ところで、この燃料電池４では、液体燃料にメタノールを使用した場合には、空気極８側には、電解質膜６のプロトン触媒を媒介とする水素と酸素の反応により水ｗ（水蒸気）が発生し、燃料極１０側には、メタノールの分解により気泡状の二酸化炭素ＣＯ2 が発生する。例えば、燃料極１０側にメタノール及び水各１モル、空気極８側に酸素１モルを消費させ、理想的な化学変化による発電が生じた場合、その発電後は、空気極８側に水の約３モルが生成され、燃料極１０側には二酸化炭素の約１モルが生じる。しかしながら、メタノールを使用した場合、理論的にはメタノール及び水を等モルで消費するが、実際には、電解質膜６を余剰に通過する燃料や水があるため、等モルとはならない。そこで、燃料及び水の追加量は事前に燃料電池４の能力に合致させる必要がある。
燃料極１０には、希釈燃料タンク２０が往管２２及び戻管２４を介して連結されており、往管２２には循環ポンプ２６が設置されている。希釈燃料タンク２０に貯留されている希釈燃料Ｍが循環ポンプ２６の駆動により循環する。希釈燃料タンク２０には、戻管２４を通して燃料極１０から未反応燃料Ｍ及び二酸化炭素ＣＯ2 が流れ、未反応燃料Ｍは希釈燃料Ｍに混じり込み、二酸化炭素は未反応燃料Ｍと分離されて希釈燃料タンク２０から通路部として例えば、排気管２８を経て水タンク１８の水ｗ中に導入される。この場合、戻管２４に空気Ａｒ２が入った場合にも、同様に未反応燃料Ｍと分離されて排気管２８を経て水タンク１８に導入される。
希釈燃料タンク２０には、液体燃料タンク３０が燃料供給管３４によって連結されているとともに、水タンク１８が水供給管３６によって連結され、また、燃料供給管３４には燃料用ポンプ３８が設置され、水供給管３６には水用ポンプ４０が設置されている。即ち、燃料供給部３５と水供給部３７とが構成されている。また、液体燃料タンク３０には排気口３２が形成されているとともに、液体燃料ｍとして例えば、メタノールが貯留されている。この液体燃料ｍは燃料用ポンプ３８の駆動により希釈燃料タンク２０に供給される。また、水タンク１８の水ｗは水用ポンプ４０の駆動により希釈燃料タンク２０に供給される。この結果、希釈燃料Ｍ（＝ｍ＋ｗ）が形成される。
そして、希釈燃料タンク２０には、残留する希釈燃料Ｍの残量レベルを検出するレベルセンサ４２が設置されている。この実施の形態では、レベルセンサ４２は希釈燃料Ｍに非接触でその残量レベルを検出する非接触型のセンサであって、希釈燃料タンク２０に設置された唯一のセンサである。このように、センサの設置を簡略化することで、希釈燃料Ｍに対するレベルセンサ４２の腐食防止等の防護対策を簡略化することができる。
レベルセンサ４２は希釈燃料Ｍの残量を表す残量レベルを検出して検出信号Ｌを発生し、この検出信号Ｌは動作異常、燃料異常等の判定情報、燃料制御等の制御情報として制御部４４に加えられる。制御部４４は、マイクロプロセッサ等で構成され、制御プログラムによって、検出信号Ｌを受けて燃料異常等の異常判定、その表示出力の生成、燃料電池４に対する燃料供給及び送風制御、希釈燃料Ｍのレベル制御、異常表示等、各種制御を実行する。そこで、制御部４４は、駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４等を発生し、送風機構１２のファンモータは駆動信号Ｄ１によって駆動され、循環ポンプ２６は駆動信号Ｄ２によって駆動され、燃料用ポンプ３８は駆動信号Ｄ３によって駆動され、また、水用ポンプ４０は駆動信号Ｄ４によって駆動される。また、この制御部４４に得られる表示出力Ｄ5 は表示部４６に加えられ、この表示部４６は例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成され、この表示部４６には燃料切れ、燃料の供給異常、燃料の濃度異常等、燃料異常を表すメッセージが表示される。
この実施の形態では、既述の通り、希釈燃料タンク２０に例えば、１つのレベルセンサ４２を設置して希釈燃料Ｍの残量レベルを検出し、そのレベル変動等の燃料状態を監視している。例えば、燃料にメタノールを使用した燃料電池４では、燃料ｍであるメタノールと水ｗとを等モルで消費するので、この消費に対応し、希釈燃料Ｍの残量レベルを監視し、燃料ｍ及び水ｗを供給すれば、一定の燃料濃度の希釈燃料Ｍを生成し、燃料電池４に供給することができる。実際には、電解質膜６を余剰に通過する燃料ｍや水ｗが存在するので、等モルの消費とはならない場合があるが、これは予め燃料電池４に対する検量線を作成し、それに応じた燃料ｍ及び水ｗの追加量を燃料電池４の能力に合わせればよい。
次に、燃料電池４の構成及びその出力の取出しについて、図２を参照して説明する。図２は、燃料電池４及びその出力部の構成の概要を示す図である。図２において、図１に示す燃料電池装置２と同一部分には同一符号を付してある。
空気極８には酸化剤極４８が設けられ、また、燃料極１０には燃料電極５０が設けられている。電解質膜６は、これら酸化剤極４８及び燃料電極５０の間に挟まれて設置されている。この燃料電池４において、電解質膜６、酸化剤極４８及び燃料電極５０の積層体が電解質板５２を構成している。
そして、酸化剤極４８及び燃料電極５０には安定化回路５４を通して二次電池として例えば、バッテリ５６が接続されている。酸化剤極４８及び燃料電極５０に発生した電力は、安定化回路５４によって安定化された後、バッテリ５６に加えられ、バッテリ５６は燃料電池４の出力によって充電される。このバッテリ５６の出力が、燃料電池装置２を電源とする電子機器５８に加えられる。この電子機器５８は例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話機等で構成される。そして、電子機器５８に給電するバッテリ５６の端子電圧は、充電状態を表す充電情報として制御部４４に加えられている。この場合、制御部４４には、電子機器５８の動作中か停止中かを表す動作情報が加えられている。
次に、レベルセンサ４２の構成例について、図３を参照して説明する。図３は、非接触型センサで構成されたレベルセンサ４２を示している。
希釈燃料タンク２０の希釈燃料Ｍの所定レベルとして基準レベルＬｒｅｆが設定され、この基準レベルＬｒｅｆに対応する位置に発光部６０が設置されているとともに、この発光部６０から発せられた赤外線Ｉｒを受光する受光部６２が設置されている。これら発光部６０及び受光部６２によってレベルセンサ４２が構成されている。このようなレベルセンサ４２では、基準レベルＬｒｅｆに希釈燃料Ｍが到達すると、赤外線Ｉｒが遮られるので、受光部６２には希釈燃料Ｍが基準レベルＬｒｅｆを超えたか否かを表す検出信号Ｌが得られる。即ち、この検出信号Ｌが希釈燃料Ｍのレベル情報である。
次に、この燃料電池装置２の動作について、図４を参照して説明する。図４は、制御部４４によって実行される制御処理を示すフローチャートである。
制御部４４が運転指令を受けると、運転が開始される。即ち、燃料電池４に対する燃料循環及び空気供給が行われる（ステップＳ１）。燃料循環では、循環ポンプ２６の駆動により希釈燃料タンク２０から希釈燃料Ｍを燃料極１０に循環させる。また、空気供給では、送風機構１２の駆動により空気Ａｒ１が空気極８に供給される。
運転状態に維持されると、制御部４４にはレベルセンサ４２から希釈燃料タンク２０の希釈燃料Ｍの検出信号Ｌが取り込まれ、そのレベルが低下したか否かが判定される（ステップＳ２）。検出レベルが低下していない場合には、連続的又は一定の周期で検出レベルの取り込みが行われる。希釈燃料Ｍのレベルが低下すると、水用ポンプ４０及び燃料用ポンプ３８が動作し、水供給部３７から水ｗ、燃料供給部３５から液体燃料ｍが希釈燃料タンク２０に供給される（ステップＳ３）。
このような水供給部３７及び燃料供給部３５の動作を経て、レベルセンサ４２の検出レベルが基準レベルＬｒｅｆに到達したか否かが判定され（ステップＳ４）、検出レベルが基準レベルＬｒｅｆに到達している場合には、水用ポンプ４０及び燃料用ポンプ３８を停止し（ステップＳ５）、ステップＳ１に戻る。即ち、希釈燃料Ｍのレベルが低下しても、水供給部３７及び燃料供給部３５の動作を経て基準レベルＬｒｅｆに戻る場合には、正常な燃料制御が行われており、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５の各ステップが繰り返されるとともに、燃料電池４による発電が継続して行われる。
ところが、水供給部３７及び燃料供給部３５の動作が行われても、希釈燃料Ｍの検出レベルが基準レベルＬｒｅｆに到達しない状態が一定時間ｔだけ継続した場合には（ステップＳ６）、この実施の形態の場合には、燃料切れとして、燃料循環、空気供給、水供給及び燃料供給の全てを停止させる（ステップＳ７）。既述の通り、燃料循環の停止は循環ポンプ２６の停止により実行され、空気供給の停止は送風機構１２の停止により実行され、水供給の停止は水用ポンプ４０の停止により実行され、燃料供給の停止は燃料用ポンプ３８の停止により実行される。
ここで、ステップＳ６の一定時間ｔは、燃料用ポンプ３８及び水用ポンプ４０の単位時間当たりの搬送量をＶｍ、Ｖｗとすれば、これら搬送量Ｖｍ、Ｖｗは燃料用ポンプ３８及び水用ポンプ４０の定格値から既知である。そこで、燃料用ポンプ３８及び水用ポンプ４０が正常に動作しているものとすれば、液体燃料ｍの供給量をＱｍ、水ｗの供給量をＱｗとすると、
Ｑｍ＝Ｖｍ×ｔ ・・・(1)
Ｑｗ＝Ｖｗ×ｔ ・・・(2)
であるから、希釈燃料タンク２０に対する全供給量Ｑｓ（＝Ｑｍ＋Ｑｗ）は、
Ｑｓ＝Ｑｍ＋Ｑｗ＝Ｖｍ×ｔ＋Ｖｗ×ｔ＝（Ｖｍ＋Ｖｗ）ｔ ・・・(3)
となる。希釈燃料タンク２０を例えば、理想的な円筒体又は角筒体に想定し、その内容積における水平断面積をＳとすると、正常時の単位時間（ｄｔ）当たりのレベル増加量（傾き＝ｄＬ／ｄｔ）ｎは、
（ｄＬ／ｄｔ）ｎ＝（Ｖｍ＋Ｖｗ）／Ｓ ・・・(4)
となる。液体燃料タンク３０に燃料切れが生じた場合には、Ｖｍ＝０又はＶｍ≒０となり、このような燃料切れの場合の単位時間当たりのレベル増加量（ｄＬ／ｄｔ）ｆｗは、
（ｄＬ／ｄｔ）ｆｗ≒Ｖｗ／Ｓ＜（ｄＬ／ｄｔ）ｎ ・・・(5)
となる。
この場合には燃料切れとし、それを表すメッセージを表示部４６に表示し（ステップＳ８）、その燃料切れを告知する。これにより、ユーザは燃料切れを認識することができ、燃料補給を行う契機とすることができる。
ところで、ステップＳ４で基準レベルＬｒｅｆより低いレベルを検出しても、水用ポンプ４０及び燃料用ポンプ３８を一定時間ｔだけ継続して動作させると、水ｗのみが供給されてしまい、希釈燃料タンク２０の希釈燃料Ｍは水過多に陥ることになる。この場合、燃料切れを生じると、希釈燃料Ｍは濃度異常を呈することになる。そこで、ステップＳ６の一定時間ｔの経過後は、燃料異常として燃料切れ又は燃料の濃度異常の何れか一方又は双方を判定することとし、ステップＳ８の表示は、燃料切れ又は燃料の濃度異常の何れか一方又は双方の表示としてもよい。
次に、燃料補給について、図５を参照して説明する。図５は、燃料切れの場合の燃料補給の処理を示すフローチャートである。
燃料切れが発生した場合には、一定の待機時間ｔｍの経過を待ち（ステップＳ１１）、この待機時間ｔｍ内に液体燃料タンク３０に液体燃料ｍを装填する。この待機時間ｔｍは、燃料補給に必要な時間とする。この燃料装填は、既設の液体燃料タンク３０に液体燃料ｍの注入、液体燃料ｍが装填されている液体燃料タンク３０の交換等で行われる。
待機時間ｔｍの経過後、燃料用ポンプ３８を一定時間ｔｎだけ動作させ（ステップＳ１２）、希釈燃料タンク２０のレベルセンサ４２の検出信号Ｌを取り込み、そのレベルが基準レベルＬｒｅｆに到達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。燃料用ポンプ３８を一定時間ｔｎだけ動作させるのは、燃料切れによって燃料供給管３４に空気が侵入していることが予想されるので、希釈燃料タンク２０に液体燃料ｍを到達させるための処理である。この検出レベルが基準レベルＬｒｅｆに到達しない場合には、ステップＳ１１、１２を続行させ、この検出レベルが基準レベルＬｒｅｆに到達したとき、燃料補給の完了を知ることができる。この処理の後、ステップＳ１（図４）以下の発電動作に移行させることができる。
このように、燃料切れの検出又は判定の後に、燃料用ポンプ３８を間欠的に動作させて燃料ｍを希釈燃料タンク２０に補充を試みる処理を行っているが、燃料用ポンプ３８を所定時間だけ連続的に動作させる構成としてもよい。
次に、燃料電池装置２の動作開始及び動作継続について、図６を参照して説明する。図６は、燃料電池装置２の動作開始及び動作継続を示すフローチャートである。
燃料電池４の発電は燃料循環及び空気供給により開始される。そこで、制御部４４では燃料電池４からバッテリ５６の電圧情報が取り込まれ、この電圧レベルが判定され（ステップＳ２１）、バッテリ５６の電圧が高い場合には、燃料循環及び空気供給を停止させる（ステップＳ２２）。また、バッテリ５６の電圧が低い場合には、バッテリ５６から給電されている電子機器５８が動作中であるか否かを判定し（ステップＳ２３）、電子機器５８が停止中である場合にはステップＳ２１に戻り、バッテリ５６の電圧を監視し、電子機器５８が動作している場合には、燃料循環及び空気供給を行わせ（ステップＳ２４）、ステップＳ２１に戻る。これにより、バッテリ５６は基準電圧Ｖｒｅｆに充電されることになる。
斯かる構成とすれば、運転指令が与えられている場合に、バッテリ５６は燃料電池４の出力によって所定電圧に充電されるとともに、電子機器５８が動作中の場合、燃料電池４及びバッテリ５６を通して給電されるので、電子機器５８の安定動作が確保されることになる。また、電子機器５８の停止中には発電が行われないため、バッテリ５６が充電されないこととなるので、図６に破線矢印で示すように、ステップＳ２３を省略し、バッテリ５６の電圧が低い場合には、燃料電池４を動作させてバッテリ５６を充電する構成とすれば、バッテリ５６を基準電圧Ｖｒｅｆに充電させることができる。また、運転停止を行う場合には、そのメッセージを表示部４６に表示するようにしてもよい。
第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態について、図７を参照して説明する。図７は、第２の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図である。図７において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
この実施の形態では、燃料電池４の空気極８から排出される余剰空気Ａｒ２及び水ｗが回収管１６を通して水タンク１８の水ｗの上部に導入され、空気Ａｒ２中の反応生成水ｗや不純物が水タンク１８に回収される。
また、燃料電池４の空気極８と水タンク１８の水ｗとの間には温度差が存在しており、また、回収管１６には回収管１６の熱吸収や放熱が生じるので、空気Ａｒ２に気化している液化分は既述の温度差と放熱等により、冷却されて凝縮し、効率的な回収が行われる。この結果、水タンク１８を通過する空気Ａｒ２は、十分に気液分離が行われ、水分が除かれた状態で水タンク１８から排気管１９に放出される。このように空気Ａｒ２及び反応生成水ｗを、回収管１６を通して水タンク１８の水面より上部に導入すれば、反応生成水ｗの回収効率がより高められ、排気管１９からの蒸気の排出を抑制できる。
第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、燃料電池装置２が搭載されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を示す図である。図８において、第１の実施の形態（図１及び図２）と同一部分には同一符号を付してある。
この実施の形態において、ＰＣ６４は、電源部６６に燃料電池装置２が設置されている。燃料電池装置２には、既述した通り、燃料電池４、制御部４４等が備えられている。この実施の形態の燃料電池装置２には、安定化回路５４及び二次電池としてバッテリ５６が搭載されている。また、ＰＣ６４は、表示パネル部６８、回路ボード７０、入力操作部７２、レギュレータ部７４等が設置されている。入力操作部７２は、マウスやキーボード等で構成されている。また、回路ボード７０には、各種メモリ７６、コントローラ７８、マザーボード８０等が搭載され、マザーボード８０にはＣＰＵ（Central Processing Unit ）８２、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit ）８４等が搭載されている。表示パネル部６８の表示はＧＰＵ８４によって制御されるが、この表示パネル部６８に表示部４６を兼用させてもよい。
斯かる構成とすれば、燃料電池４の発電電力が安定化回路５４によって安定化された後、バッテリ５６に加えられ、バッテリ５６の充電が行われる。このバッテリ５６の出力がレギュレータ部７４により所定の電圧に変換された後、回路ボード７０、入力操作部７２及び表示パネル部６８に供給されている。
このような燃料電池装置２を電源に用いたＰＣ６４では、従前の電池の交換に代え、燃料や水等の交換のみで長時間に亘って給電されるので、連続した処理動作を行うことができ、利便性の高いＰＣ６４を構成することができる。
また、燃料電池装置２の既述の燃料切れや燃料の濃度異常等の表示情報を制御部４４からＰＣ６４のコントローラ７８に入力することにより、表示パネル部６８に既述のメッセージ表示を行うことができる。従って、ユーザは表示パネル部６８の表示から燃料電池装置２の燃料切れや動作状況を知ることができる。
第４の実施の形態
本発明の第４の実施の形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第４の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図、図１０は、バルブの流路切換えを示す図である。図９において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
この実施の形態の燃料電池装置２には、燃料電池４の発電が終了した場合に、燃料電池４の燃料極１０側に残留する希釈燃料Ｍを燃料電池４から排出させる構成として、希釈燃料Ｍを循環させる往管２２側に空気供給部８６が設置されている。この実施の形態では、バルブ８８が設置され、このバルブ８８を通して空気Ａｒを取り込むポート９０が往管２２に形成されている。空気供給部８６には循環ポンプ２６が併用され、バルブ８８の切換えにより、ポート９０から往管２２に吸い込まれた空気Ａｒが燃料極１０側を経て希釈燃料タンク２０に導かれる構成である。即ち、燃料電池４の発電を終了させた場合に、燃料極１０に残留する希釈燃料Ｍは、エアパージによって燃料極１０から戻管２４を経て希釈燃料タンク２０に戻される。これにより、燃料電池４内に希釈燃料Ｍが残留することがなく、燃料電池４を残留燃料による劣化から防護することができる。
バルブ８８は例えば、図１０の（Ａ）に示すように、３つのポート９０、９２、９４を備えた三方弁で構成されており、通常の発電時には、ポート９２、９４間が開通し、ポート９０が閉じられる。このため、往管２２は外気から遮断され、希釈燃料Ｍは循環ポンプ２６の動作に応じて希釈燃料タンク２０から燃料電池４の燃料極１０に流入する。
また、エアパージの処理では、図１０の（Ｂ）に示すように、ポート９０、９４間が開通し、ポート９４側の往管２２が外気に開放され、循環ポンプ２６の動作により、ポート９０に吸い込まれた空気Ａｒは、往管２２を通じて燃料電池４の燃料極１０に流入する。このとき、ポート９２は閉塞されるので、希釈燃料タンク２０側の往管２２は閉じられ、希釈燃料タンク２０から希釈燃料Ｍの流出が阻止される。この結果、燃料電池４と希釈燃料電池Ｍとの接触が阻止されるので、運転停止中の燃料電池４の劣化を防止できる。
ところで、希釈燃料タンク２０には、二酸化炭素ＣＯ2 の排出口２５と基準レベルＬｒｅｆとの間に空間部２７が形成されており、この空間部２７の容積分がエアパージによって燃料極１０や往管２２及び戻管２４の一部に残留する希釈燃料Ｍの戻し量に相当している。希釈燃料タンク２０の空間部２７の設定及びその容積は、基準レベルＬｒｅｆの設定位置によって任意に制御することができる。この容積を大きくすれば、既述の希釈燃料Ｍの戻し量を希釈燃料タンク２０内に収容でき、希釈燃料タンク２０から希釈燃料Ｍの溢出を防止することができる。また、この空間部２７の容積を既述の希釈燃料Ｍの戻し量より若干小さく設定すれば、希釈燃料Ｍを排出口２５から排気管２８側に溢出させ、希釈燃料Ｍで希釈燃料タンク２０を満たすようにしてもよい。このようにすれば、希釈燃料タンク２０内の希釈燃料Ｍは、外気との接触を防止できるとともに、呼吸作用を阻止できるので、一定濃度及び一定レベルで維持され、劣化防止を図ることができる。
そして、エアパージの処理における循環ポンプ２６の動作は制御部４４で制御され、このエアパージ動作の実行を表す表示出力が表示部４６に加えられ、その旨の表示が行われる。この表示部４６が第３の実施の形態におけるＰＣ６４の表示パネル部６８で構成される場合には、このエアパージ動作の実行を表す表示を表示パネル部６８に行うことができる。
次に、エアパージ処理を含む燃料電池装置２の動作について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、エアパージ処理を含む燃料電池装置２の動作を示すフローチャート、図１２は、エアパージ動作を示す図である。
制御部４４が運転指令を受けると、運転が開始され（ステップＳ３１）、燃料電池４を動作させ（ステップＳ３２）、バッテリ５６を充電する。バッテリ５６の電圧が低い場合には、電子機器５８の運転に無関係に燃料電池４を動作させる。制御部４４にはバッテリ５６から電圧情報が取り込まれ、この電圧レベルが判定される（ステップＳ３３）。バッテリ５６の電圧が高い場合には燃料電池４の動作を停止させる（ステップＳ３４）。
燃料電池４の動作を停止させると、エアパージ動作に移行し（ステップＳ３５）、このエアパージ動作は一定時間ｔａが経過するまで続行し（ステップＳ３６）、このエアパージ動作の完了の後、ステップＳ３１に復帰する。
燃料電池４の動作を停止すると、その動作停止が制御部４４に通知され、制御部４４から切換信号ＳＷがバルブ８８に加えられるとともに、循環ポンプ２６に駆動信号Ｄ２が加えられる。この場合、バルブ８８は、図１０の（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態に切り換えられ、ポート９０、９４間が開通する。この状態で循環ポンプ２６を動作させると、図１２に示すように、循環ポンプ２６の搬送力が吸引力としてポート９０側に作用し、これにより、ポート９０から吸い込まれた空気Ａｒが循環ポンプ２６及び往管２２を通して燃料電池４の燃料極１０側に圧送され、戻管２４を経て希釈燃料タンク２０に至る。この結果、循環ポンプ２６より下流側にある往管２２、燃料電池４の燃料極１０及び戻管２４に残留していた希釈燃料Ｍは、圧送される空気Ａｒにより、希釈燃料タンク２０に押し戻される。即ち、エアパージによって燃料極１０から希釈燃料Ｍが排出され、燃料極１０が希釈燃料Ｍの残留による劣化から防護される。
この場合、希釈燃料タンク２０に導かれた空気Ａｒは排気管２８を通じて水タンク１８に導かれ、排気管１９を通じて外気に開放されるので、希釈燃料タンク２０に残留することはない。
第５の実施の形態
本発明の第５の実施の形態について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、第５の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図、図１４は、エアパージ動作を示す図である。図１３及び図１４において、図９、図１０及び図１２と同一部分には同一符号を付してある。
この実施の形態の燃料電池装置２には、燃料電池４の発電が終了した場合に、燃料電池４の燃料極１０側に残留する希釈燃料Ｍを燃料電池４から排出させる構成として、希釈燃料Ｍを循環させる戻管２４側に空気供給部８６が設置されている。この実施の形態では、バルブ８８が戻管２４側に設置され、このバルブ８８を通して空気Ａｒを取り込むポート９０が戻管２４に形成されている。空気供給部８６には循環ポンプ２６が併用され、バルブ８８を切り換えるとともに、循環ポンプ２６を逆転させることにより、ポート９０から戻管２４に吸い込まれた空気Ａｒが燃料極１０側を経て往管２２から希釈燃料タンク２０に導かれる構成である。この場合、循環ポンプ２６には例えば、逆転させて搬送方向が切り換えられるポンプを用いればよい。また、この実施の形態では、制御部４４には、燃料電池４の運転停止を受け、循環ポンプ２６を反転させるための反転駆動信号ｒＤ２が得られる構成とする。
バルブ８８の構成及び動作は既述の図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示した通りである。即ち、バルブ８８は、３つのポート９０、９２、９４を備えた三方弁で構成されており、通常の発電時には、図１０の（Ａ）に示すように、ポート９２、９４間が開通し、ポート９０が閉じられる。また、エアパージの処理では、図１０の（Ｂ）に示すように、ポート９０、９４間を開通させる。
燃料電池４の動作を停止すると、その動作停止が制御部４４に通知され、制御部４４から切換信号ＳＷがバルブ８８に加えられるとともに、循環ポンプ２６に反転駆動信号ｒＤ２が加えられる。この場合、バルブ８８は、図１０の（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態に切り換えられ、ポート９０、９４間を開通させる。この状態で循環ポンプ２６を反転動作させると、図１４に示すように、循環ポンプ２６の搬送力が吸引力としてポート９０側に作用し、これにより、ポート９０から吸い込まれた空気Ａｒが戻管２４を通して燃料電池４の燃料極１０側に吸い込まれ、往管２２を経て希釈燃料タンク２０に至る。この結果、循環ポンプ２６より上流側にある戻管２４、燃料電池４の燃料極１０及び往管２２に残留していた希釈燃料Ｍは、吸引圧送される空気Ａｒにより、希釈燃料タンク２０に吸い込まれ、希釈燃料タンク２０に戻される。即ち、このようなエアパージによっても燃料極１０から希釈燃料Ｍが排出され、燃料極１０が希釈燃料Ｍの残留による劣化から防護される。
この場合も同様に、希釈燃料タンク２０に導かれた空気Ａｒは排気管２８を通じて水タンク１８に導かれ、排気管１９を通じて外気に開放されるので、希釈燃料タンク２０に残留することはない。
第６の実施の形態
本発明の第６の実施の形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、水タンク１８の排気管１９側に吸水部等を設置した構成例を示す図、図１６は、液体燃料タンク３０に吸水部を合体させた複合燃料タンクユニットを示す図である。図１５及び図１６において、上記実施の形態（図７等）と同一部分には同一符号を付してある。
この燃料電池装置２では、水タンク１８の下流側の排気管１９の途中に吸水部９６が設置されている。この吸水部９６には吸水材料９８が装填され、排気管１９から空気Ａｒ２、二酸化炭素ＣＯ2 及び未回収の水ｗが吸水部９６に流れ込み、吸水材料９８の吸湿により、空気Ａｒ２及び二酸化炭素を乾燥させる。吸水材料９８には乾燥剤又は吸湿剤として例えば、シリカゲル（siliｃa gel ）等が用いられる。シリカゲルは、周知のように、非晶質珪酸を部分脱水したガラス状の透明な固体である。なお、吸水部９６に対する二酸化炭素ＣＯ2 及び未回収の水ｗの搬送は、既述した送風機構１２が持つ空気Ａｒ１の圧送力によって行われる。
また、この実施の形態において、吸水部９６には水タンク１８から流出する水ｗを貯留することができる貯留空間部９９が設定されている。この貯留空間部９９は、水タンク１８からオーバーフローした水ｗを受け入れることができる容積を備えている。
また、この実施の形態において、吸水部９６の下流側にはフィルタ部１００が設置され、このフィルタ部１００は吸水部９６に排気管２１を介して接続され、吸水部９６から空気Ａｒ２が導入される。このフィルタ部１００は気体と液体とを分離する気液分離膜等で構成され、このフィルタ部１００を通じて空気Ａｒ２等が外気に放出される。
斯かる構成によれば、水タンク１８を通過した空気Ａｒ２や二酸化炭素から水ｗの多くは水タンク１８に回収されるが、空気Ａｒ２や二酸化炭素を乾燥させるまでには至らない。そこで、水タンク１８を通過した空気Ａｒ２や二酸化炭素は、排気管１９を通して吸水部９６に導かれ、空気Ａｒ２や二酸化炭素内に残留する水分が吸水材料９８によって吸湿された後、フィルタ部１００から外気に放出される。吸水部９６では空気Ａｒ２や二酸化炭素を十分に乾燥でき、乾燥空気化することができる。また、フィルタ部１００は気液分離膜等で構成されているので、この気液分離膜は気体中に吸収されている水分を除去することはできないが、水滴を除去する能力は高い。そこで、吸水部９６を経ても排気中に水滴が存在している場合には、その水滴を除去することができる。従って、排気温度が外気よりも高い状態でも、乾燥空気が排気されるので、結露を大幅に削減することができる。
なお、この実施の形態では、水タンク１８の水ｗの上部側に余剰空気Ａｒ２を導入させるように回収管１６を水タンク１８に接続しているが、第１の実施の形態に示したように、水タンク１８の水ｗの内部側に余剰空気Ａｒ２を導入させるように回収管１６を水タンク１８に接続した構成としてもよい。
また、吸水部９６は図１６に示すように、液体燃料タンク３０と合体させることにより、複合燃料タンクユニット１０２として構成してもよい。このような複合燃料タンクユニット１０２は、液体燃料ｍの消費に対応させ、吸水機能の低下した吸水部９６とを一体として交換することができる。
なお、この複合燃料タンクユニット１０２には、液体燃料タンク３０側にポート１０４、１０６、吸水部９６側にポート１０８、１１０が形成されている。ポート１０４には排気管３２が接続され、ポート１０６には燃料供給管３４が接続される。また、吸水部９６のポート１０８には排気管１９、ポート１１０には排気管２１が接続される。斯かる構成とすることにより、燃料電池装置２に対して複合燃料タンクユニット１０２を着脱させ、交換することができる。
第７の実施の形態
本発明の第７の実施の形態について、図１７を参照して説明する。図１７は、燃料電池装置２が搭載されたＰＣ６４（図８）の構成を示す分解斜視図である。図１７において、上記実施の形態（図１、図２、図８等）と同一部分には同一符号を付してある。
ＰＣ６４は、燃料電池装置２が搭載される電子機器の一例であって、この実施の形態ではモバイルパーソナルコンピュータの例である。このＰＣ６４では、筐体部１１２と表示パネル部６８とがヒンジ部１１４によって開閉可能に構成され、筐体部１１２には複数のキーからなる入力操作部７２等が設置されているとともに、既述の回路ボード７０等が搭載されている。また、表示パネル部６８には表示部として例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１１６が設置されている。
そして、このＰＣ６４の筐体部１１２の背面部には燃料電池装置２がバッテリパック１１８とともに搭載される。例えば、バッテリパック１１８は筐体部１１２の内部に嵌め込まれ、燃料電池装置２は筐体部１１２の背面部に固定されて一体化され、又は着脱可能に取り付けられる。バッテリパック１１８は既述のバッテリ５６（図２）等の二次電池で構成され、燃料電池装置２によって充電される。
燃料電池装置２にはＰＣ６４の筐体部１１２に対応する筐体部１２０が備えられ、この筐体部１２０には、燃料電池４、送風機構１２、希釈燃料タンク２０、フィルタ部１００、複合燃料タンクユニット１０２等が搭載されている。筐体部１２０には通気口部１２４が形成されて外気が取り込まれ、通気口部１２４は図示しない防水通気シートで被覆される。
この実施の形態の複合燃料タンクユニット１０２の側面部には内部の燃料残量を確認するための確認窓１２６が形成されている。この複合燃料タンクユニット１０２は、筐体部１２０から独立して着脱される。従って、液体燃料ｍの残量を確認窓１２６から容易に確認でき、複合燃料タンクユニット１０２を容易に交換することができる。
この複合燃料タンクユニット１０２の構成例について、図１８、図１９及び図２０を参照して説明する。図１８は複合燃料タンクユニット１０２の構成例を示す斜視図、図１９はその正面図、図２０はその平面図である。
図１８に示すように、複合燃料タンクユニット１０２には筐体部１２０の奥行き長より小さく形成された側面部１３６、１３８が備えられ、これら側面部１３６、１３８には筐体部１２０側と係合する摺動溝１４０が形成されている。この複合燃料タンクユニット１０２の前面部にはポート１０４、１０６、１０８、１１０が形成されている。従って、筐体部１２０側に摺動溝１４０を合致させて摺動させれば、各ポート１０４、１０６、１０８、１１０が筐体部１２０に搭載されている配管路に合致して結合される。
また、図２０に示すように、液体燃料タンク３０の底面部１４２は、ポート１０６側に傾斜する傾斜面で構成されているので、液体燃料ｍの流れが円滑になり、タンク残留を防止でき、経済的である。
斯かる構成によれば、吸水部９６を独立して設置した場合に比較してタンク構成を簡略化できるとともに、複合燃料タンクユニット１０２の交換のみで、吸水材料９８の交換や補給を独立して行う必要がなく、燃料電池装置２の利便性を向上させることができる。
以上述べた燃料電池装置２を搭載したＰＣ６４によれば、充電用バッテリ交換等の手間がなく、燃料の交換のみで長時間に亘って燃料電池装置２から安定した給電が得られ、継続した動作を実現できるので、利便性が高く、モバイルＰＣでは携帯性が更に向上することになる。
第８の実施の形態
本発明の第８の実施の形態について、図２１を参照して説明する。図２１は、燃料電池装置２が搭載された携帯情報端末機（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）の構成例を示す図である。図２１において、上記実施の形態（図１７等）と同一部分には同一符号を付してある。
ＰＤＡ１５２は、燃料電池装置２が搭載される電子機器の一例である。このＰＤＡ１５２では、筐体部１５４に表示パネル部１５３、複数のキーからなる入力操作部１５５等が設置されているとともに、既述の回路ボード７０等が搭載されている。また、表示パネル部１５３には表示部として例えば、ＬＣＤ１５６が設置されている。このＰＤＡ１５２の背面部には、筐体部１５４に対応する燃料電池装置２が設置されている。燃料電池装置２の構成は既述の通りである。
このように、燃料電池装置２を搭載したＰＤＡ１５２によれば、充電用バッテリ交換等の手間がなく、燃料の交換のみで長時間に亘って燃料電池装置２から安定した給電が得られるので、継続した動作を確保でき、利便性が高く、携帯性を更に向上させることができる。
第９の実施の形態
本発明の第９の実施の形態について、図２２を参照して説明する。図２２は、燃料電池装置２が搭載された携帯電話機の構成例を示す図である。図２２において、上記実施の形態（図１７）と同一部分には同一符号を付してある。
無線通信装置、携帯端末として例えば、携帯電話機１５８は、燃料電池装置２が搭載される電子機器の一例である。この携帯電話機１５８では、筐体部１６０と筐体部１６２とがヒンジ部１６４を介して結合されて開閉可能に構成され、筐体部１６０には、複数のキーからなる入力操作部１６５が配置され、筐体部１６２には表示部例えば、ＬＣＤ１６６が設置されている。この筐体部１６０の背面部には、燃料電池装置２が設置されている。燃料電池装置２の構成は上述の通りである。
このように、燃料電池装置２を搭載した携帯電話機１５８によれば、充電用バッテリ交換等の手間がなく、燃料の交換のみで長時間に亘って燃料電池装置２から安定した給電が得られるので、継続した動作を確保でき、利便性が高く、携帯性を更に向上させることができる。
第１０の実施の形態
次に、燃料補填後の動作異常処理の一例について、図２３を参照して説明する。図２３は、燃料供給部３５の動作異常の処理例を示すフローチャートである。
燃料切れ表示を認識した後、液体燃料タンク３０に対する燃料補給、又は液体燃料タンク３０の交換又は複合燃料タンクユニット１０２の交換を行い（ステップＳ４１）、燃料用ポンプ３８に駆動信号Ｄ3 （図１）を付与し、また、水用ポンプ４０に駆動信号Ｄ4 を付与することにより、これらを動作させる（ステップＳ４２）。そこで、燃料用ポンプ３８が動作しているか否かを判定する（ステップＳ４３）。この燃料用ポンプ３８の動作は例えば、燃料用ポンプ３８のモータ電流の検出によって確認することができる。
燃料用ポンプ３８が動作していない場合には、燃料用ポンプ３８の異常とし、その旨の異常表示を行い（ステップＳ４４）、燃料電池４の動作を停止させる（ステップＳ４５）。
また、水用ポンプ４０が動作しているか否かを判定する（ステップＳ４６）。この水用ポンプ４０の動作は例えば、水用ポンプ４０のモータ電流を検出すれば、確認することがてきる。
水用ポンプ４０が動作していない場合には、水用ポンプ４０の異常とし、その旨の異常表示を行い（ステップＳ４７）、燃料電池４が動作していれば、その動作を停止させる（ステップＳ４８）。
そして、水用ポンプ４０が動作している場合には、動作が正常であるから、図４のステップＳ１に戻し、燃料電池４の運転を行えばよい。
ところで、この動作異常の判定において（ステップＳ４６）、水タンク１８に水切れが生じた場合や水供給部３７の水供給管３６の詰まり等の異常が生じた場合には、搬送量Ｖｗ＝０又はＶｗ≒０となるから、希釈燃料タンク２０の単位時間当たりのレベル増加量（ｄＬ／ｄｔ）ｗは、
（ｄＬ／ｄｔ）ｗ≒Ｖｍ／Ｓ＜（ｄＬ／ｄｔ）ｎ ・・・(6)
となるので、そのレベル増加量の推移から水供給部３７の異常を容易に知ることができ、その異常を表示部４６に表示する。また、水タンク１８に水ｗが存在している場合には、水供給部３７の水用ポンプ４０や水供給管３６の異常を表し、水用ポンプ４０に異常がない場合には、水供給管３６に異常が生じていることになる。
他の実施の形態
次に、他の実施の形態及びその特徴事項について、以下に列挙して説明する。
(1) 上記実施の形態では、燃料電池装置２を搭載する電子機器として、ＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話機を例示したが、カメラ、ラジオ等の他の電子機器であってもよく、充電用電池等の交換が不要になり、燃料の補給のみで、長時間に亘って安定した動作が実現できる等、同様の効果が期待できる。
(2) 燃料電池装置２を搭載した電子機器として例えば、図２４に示すように、懐中電灯等の照明器具１６８の器具本体１７０に着脱可能又は一体に燃料電池装置２を搭載してもよい。１７２は発光部である。斯かる構成によれば、同様の効果が期待でき、防災器具としての利便性を向上させることができる。
(3) 上記実施の形態では、燃料電池４の燃料極１０から残留する希釈燃料Ｍを除く処理として、空気Ａｒの導入（エアパージ）を行っているが、水タンク１８からバルブを介して往管２２から燃料極１０に水ｗの導入（ウォーターパージ）や水ｗによる洗浄等の方法を用いてもよい。
(4) 上記実施の形態では、燃料電池４の寿命対策として、発電終了後に燃料電池４内に空気Ａｒを満たす処理を行っているが、その際、燃料電池４内及び配管（往管２２、戻管２４）内を満たす希釈燃料Ｍが希釈燃料タンク２０をオーバーフローして水タンク１８に排出される場合があるが、このような処理によっても、燃料電池４と燃料が接触せず、また、外部との呼吸部分が無いため、希釈燃料タンク２０の希釈燃料Ｍは一定濃度及び一定レベルを維持することができる。
(5) 上記実施の形態では、燃料ｍと希釈用の水ｗとを独立したタンクに貯留させ、両者を混合させて希釈燃料Ｍを生成し、それを希釈燃料タンク２０に貯留し、それを消費する構成としているが、当初より一定の濃度を持つ希釈燃料Ｍを希釈燃料タンク２０に補充し、又は希釈燃料Ｍが装填された希釈燃料タンク２０をユニット化して交換する構成としてもよく、同様に、そのレベル検出に基づき、燃料補充又は燃料交換の契機として燃料異常を判定する構成としてもよい。
次に、以上述べた本発明に係る燃料電池装置、その制御方法及び電子機器の各実施形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
（付記１） 液体燃料を使用する燃料電池装置であって、
燃料電池に供給する希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、
前記希釈燃料タンクに燃料タンクの燃料を供給する燃料供給部と、
前記希釈燃料タンクに水タンクの水を供給する水供給部と、
前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出するセンサと、
前記センサによる前記残量レベルの検出に基づき、前記燃料供給部又は前記水供給部の何れか一方又は双方を動作させることにより、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料を基準レベルに制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする燃料電池装置。
（付記２） 前記制御部は、前記センサが前記希釈燃料の前記残量レベルの低下を検出した後、所定時間が経過しても前記基準レベルに前記希釈燃料が到達しない場合に燃料異常と判定する構成としたことを特徴とする付記１記載の燃料電池装置。
（付記３） 前記所定時間は、前記センサが所定レベル以下を検出し、この検出に基づいて前記燃料供給部又は前記水供給部を動作させた後の一定時間であることを特徴とする付記２記載の燃料電池装置。
（付記４） 前記センサは、前記希釈燃料に非接触で前記残量レベルを検知する非接触センサで構成したことを特徴とする付記１記載の燃料電池装置。
（付記５） 前記燃料異常の判定後、前記燃料供給部に間欠に又は連続して前記希釈燃料タンクに前記燃料供給を行わせるとともに、前記センサが前記基準レベルを検出した場合に、前記燃料異常を解除すると判定する構成としたことを特徴とする付記２記載の燃料電池装置。
（付記６） 液体燃料を使用する燃料電池装置であって、
前記液体燃料の供給により発電する燃料電池を備え、該燃料電池の発電が終了した場合、前記燃料電池に残留する液体燃料を前記燃料電池から排出させることを特徴とする燃料電池装置。
（付記７） 液体燃料を使用する燃料電池装置であって、
液体燃料を貯留する液体燃料タンクと、
前記液体燃料によって発電する燃料電池に前記液体燃料タンクの前記液体燃料を循環させる循環路と、
前記循環路を通じて前記液体燃料を前記燃料電池に搬送させるポンプと、
前記燃料電池の発電を終了させた場合、前記燃料電池の前記液体燃料を前記液体燃料タンク側に押し出す空気を前記燃料電池に前記ポンプを通して供給する空気供給部と、
を備えたことを特徴とする燃料電池装置。
斯かる構成によれば、発電時、燃料電池に液体燃料タンクの液体燃料が循環路及びポンプを通じて循環される。その際、空気供給部は空気供給を停止している。発電が終了すると、空気供給部は、空気供給を開始し、燃料電池の液体燃料を液体燃料タンク側に押し出す空気を燃料電池にポンプを通して供給する。この結果、燃料電池に残留する液体燃料は空気によって液体燃料タンク側に流しこまれ、燃料電池から排出される。従って、燃料電池は、空気によって満たされるので、液体燃料から防護されることになる。
（付記８） 前記空気供給部は、前記循環路に設置されて前記発電の終了により切り換えられ、空気を前記循環路の前記ポンプを通して前記燃料電池に流し込むバルブで構成したことを特徴とする付記７記載の燃料電池装置。
（付記９） 液体燃料を使用する燃料電池装置であって、
燃料を貯留する燃料タンクと、
水を貯留する水タンクと、
前記燃料及び前記水からなる希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、
前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出するセンサと、
前記センサの検出レベルに応じて前記燃料タンクから前記燃料、前記水タンクから前記水を供給させて前記希釈燃料を所定レベルに維持する希釈燃料制御部と、
前記希釈燃料タンクから燃料電池に前記希釈燃料を循環させる循環路と、
を備え、前記希釈燃料タンクは、前記循環路を通じて前記燃料電池から流入する気体の排出口が形成され、この排出口のレベル位置と、前記所定レベルを表すレベル位置との間に形成されている空間容量が、前記循環路における前記燃料電池及び該燃料電池から前記希釈燃料タンクに至る経路の容積と同等又は少なく設定されたことを特徴とする燃料電池装置。
（付記１０） 前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の濃度を検出する濃度センサと、
前記濃度センサの検出濃度に応じて前記燃料タンクから前記燃料、前記水タンクから前記水を供給させて前記希釈燃料を所定濃度に維持する濃度制御部と、
を備える構成としたことを特徴とする付記９記載の燃料電池装置。
（付記１１） 液体燃料を使用する燃料電池装置の制御方法であって、
燃料電池に供給する希釈燃料を希釈燃料タンクに貯留させる処理と、
前記希釈燃料タンクに燃料タンクの燃料を供給させる処理と、
前記希釈燃料タンクに水タンクの水を供給させる処理と、
前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出する処理と、
前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の前記残量レベルに基づき、前記燃料又は前記水の何れか一方又は双方を供給し、前記希釈燃料を基準レベルに制御する処理と、
前記希釈燃料の前記残量レベルの低下を検出した後、所定時間が経過しても前記基準レベルに前記希釈燃料が到達しない場合に燃料異常と判定する処理と、
を含むことを特徴とする燃料電池装置の制御方法。
（付記１２） 前記所定時間は、所定レベル以下の検出に基づき、前記燃料又は前記水の何れか一方又は双方を供給させた後の一定時間であることを特徴とする付記１１記載の燃料電池装置の制御方法。
（付記１３） 前記燃料異常の判定後、間欠又は連続して前記希釈燃料タンクに前記燃料供給を行わせ、前記基準レベルを検出した場合に、前記燃料異常を解除すると判定する処理を含む構成としたことを特徴とする付記１１記載の燃料電池装置の制御方法。
（付記１４） 液体燃料を使用する燃料電池装置の制御方法であって、
前記液体燃料の供給により発電する燃料電池が発電を終了した場合、前記燃料電池に残留する液体燃料を前記燃料電池から排出させる処理を含むことを特徴とする燃料電池装置の制御方法。
（付記１５） 液体燃料を使用する燃料電池装置の制御方法であって、
液体燃料の供給により燃料電池に発電させる処理と、
前記燃料電池に循環路を通じて前記液体燃料タンクの前記液体燃料を循環させる処理と、
前記循環路を通じてポンプにより前記液体燃料を前記燃料電池に搬送させる処理と、
前記燃料電池の発電を終了させた場合、前記ポンプを通して前記燃料電池に空気を供給することにより、前記燃料電池から前記液体燃料を排除する処理と、
を含むことを特徴とする燃料電池装置の制御方法。
（付記１６） 液体燃料を使用する燃料電池装置の制御方法であって、
燃料及び水からなる希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出する処理と、
前記検出レベルに応じて燃料タンクから前記燃料、水タンクから前記水を供給させて前記希釈燃料を所定レベルに維持する処理と、
前記希釈燃料タンクから循環路を通じて燃料電池に前記希釈燃料を循環させる処理と、
前記希釈燃料タンクの排気口のレベル位置と前記所定レベルを表すレベル位置との間に形成されている空間内に、前記循環路における前記燃料電池及び該燃料電池から前記希釈燃料タンクに至る経路に残留する希釈燃料を戻す処理と、
を含むことを特徴とする燃料電池装置の制御方法。
（付記１７） 前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の濃度を検出する処理と、
前記検出濃度に応じて前記燃料タンクから前記燃料、前記水タンクから前記水を供給させて前記希釈燃料を所定濃度に維持する処理と、
を含む構成としたことを特徴とする付記１６記載の燃料電池装置の制御方法。
（付記１８） 前記燃料電池は、電解質膜の一面側に空気を供給する空気極と、前記電解質膜の他面側に燃料を供給する燃料極とを、前記電解質膜を挟んで備える構成であることを特徴とする付記１、６、７又は９記載の燃料電池装置。
（付記１９） 前記電解質膜は、陽子又は電子を透過させる透過膜であることを特徴とする付記１８記載の燃料電池装置。
（付記２０） 前記燃料電池の出力電力を安定化して取り出す安定化回路と、
この安定化回路の出力を受け、充電される電池と、
を備えたことを特徴とする付記１、６、７又は９記載の燃料電池装置。
（付記２１） 付記１、６、７又は９記載の燃料電池装置を電源に用いたことを特徴とする電子機器。
（付記２２） 燃料電池装置から給電される電子機器であって、
前記燃料電池装置の出力電力を安定化して取り出す安定化回路と、
この安定化回路の出力を受け、充電される電池と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
（付記２３） 燃料電池装置が搭載された電子機器であって、
前記電子機器に前記燃料電池の筐体部を設置し、この筐体部に燃料タンクを着脱可能に取り付けてなることを特徴とする電子機器。
（付記２４） 前記燃料タンクには、燃料の残量が確認可能な窓部を備えたことを特徴とする付記２３記載の電子機器。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
本発明は、燃料電池装置に関し、希釈燃料タンクのレベル推移を監視することにより、燃料切れや燃料の濃度異常等の燃料異常を判定することができ、また、燃料電池の残留燃料を除去するので燃料電池の寿命を向上させることができ、有用である。
第１の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図である。 燃料電池及びその出力部の構成の概要を示す図である。 レベルセンサを示す図である。 制御処理を示すフローチャートである。 燃料補給の処理を示すフローチャートである。 燃料電池装置の動作開始及び動作継続を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図である。 第３の実施の形態に係る燃料電池装置が搭載されたＰＣを示すブロック図である。 第４の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図である。 バルブの構成を示す図である。 エアパージ処理を含む燃料電池装置の動作を示すフローチャートである。 エアパージ動作を示す図である。 第５の実施の形態に係る燃料電池装置を示す図である。 エアパージ動作を示す図である。 第６の実施の形態に係る燃料電池装置の水タンクの排気管側に吸水部等を設置した構成例を示す図である。 液体燃料タンクに吸水部を合体させた複合燃料タンクユニットを示す図である。 第７の実施の形態に係るＰＣの構成を示す分解斜視図である。 複合燃料タンクユニットの構成例を示す斜視図である。 複合燃料タンクユニットの構成例を示す正面図である。 複合燃料タンクユニットの構成例を示す平面図である。 第８の実施の形態に係るＰＤＡの構成例を示す図である。 第９の実施の形態に係る携帯電話機の構成例を示す図である。 第１０の実施の形態に係る燃料電池装置の動作異常の処理例を示すフローチャートである。 他の実施の形態に係る照明器具を示す図である。
符号の説明
２ 燃料電池装置
４ 燃料電池
１８ 水タンク
２０ 希釈燃料タンク
２２ 往管
２４ 戻管
２６ 循環ポンプ
３０ 液体燃料タンク
３５ 燃料供給部
３７ 水供給部
３８ 燃料用ポンプ
４０ 水用ポンプ
４２ レベルセンサ
４４ 制御部
Ｍ 希釈燃料
ｍ 液体燃料
ｗ 水

Claims (5)

  1. 液体燃料を使用する燃料電池装置であって、
    燃料電池に供給する希釈燃料を貯留する希釈燃料タンクと、
    前記希釈燃料タンクに燃料タンクの燃料を供給する燃料供給部と、
    前記希釈燃料タンクに水タンクの水を供給する水供給部と、
    前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出するセンサと、
    前記センサによる前記残量レベルの検出に基づき、前記燃料供給部又は前記水供給部の何れか一方又は双方を動作させることにより、前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料を基準レベルに制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする燃料電池装置。
  2. 前記制御部は、前記センサが前記希釈燃料の前記残量レベルの低下を検出した後、所定時間が経過しても前記基準レベルに前記希釈燃料が到達しない場合に燃料異常と判定する構成としたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池装置。
  3. 液体燃料を使用する燃料電池装置であって、
    前記液体燃料の供給により発電する燃料電池を備え、該燃料電池の発電が終了した場合、前記燃料電池に残留する液体燃料を前記燃料電池から排出させることを特徴とする燃料電池装置。
  4. 液体燃料を使用する燃料電池装置の制御方法であって、
    燃料電池に供給する希釈燃料を希釈燃料タンクに貯留させる処理と、
    前記希釈燃料タンクに燃料タンクの燃料を供給させる処理と、
    前記希釈燃料タンクに水タンクの水を供給させる処理と、
    前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の残量レベルを検出する処理と、
    前記希釈燃料タンクの前記希釈燃料の前記残量レベルに基づき、前記燃料又は前記水の何れか一方又は双方を供給し、前記希釈燃料を基準レベルに制御する処理と、
    前記希釈燃料の前記残量レベルの低下を検出した後、所定時間が経過しても前記基準レベルに前記希釈燃料が到達しない場合に燃料異常と判定する処理と、
    を含むことを特徴とする燃料電池装置の制御方法。
  5. 請求項１又は請求項３記載の燃料電池装置を電源に用いたことを特徴とする電子機器。
JP2005067866A 2005-03-10 2005-03-10 燃料電池装置、その制御方法及び電子機器 Pending JP2006252954A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005067866A JP2006252954A (ja) 2005-03-10 2005-03-10 燃料電池装置、その制御方法及び電子機器
US11/179,483 US20060204803A1 (en) 2005-03-10 2005-07-13 Fuel cell device, control method thereof, and electronic appliance using them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005067866A JP2006252954A (ja) 2005-03-10 2005-03-10 燃料電池装置、その制御方法及び電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006252954A true JP2006252954A (ja) 2006-09-21

Family

ID=36971335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005067866A Pending JP2006252954A (ja) 2005-03-10 2005-03-10 燃料電池装置、その制御方法及び電子機器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20060204803A1 (ja)
JP (1) JP2006252954A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059303A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム、燃料電池発電装置およびその運転方法
KR100786481B1 (ko) 2006-05-11 2007-12-17 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템 운전제어 방법 및 장치와 이를 채용한직접 메탄올형 연료전지 시스템
JP2008181871A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010176977A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池システムおよび燃料供給方法
JP2010231962A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Toshiba Corp 燃料回収装置
US7935448B2 (en) 2006-05-11 2011-05-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Method and apparatus for controlling operation of direct methanol fuel cell system

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100986870B1 (ko) * 2007-10-23 2010-10-08 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템 및 그 연료량 판단 방법
TW200921981A (en) * 2007-11-14 2009-05-16 Coretronic Corp Circulation system for fuel cell and fluid management method and shut down procedure therefor
EP2239808B1 (de) * 2009-04-09 2013-12-25 SFC Energy AG Selbstreinigung eines Brennstoffzellensystems mit Flüssigkeitskreislauf
DE102009060489A1 (de) * 2009-12-29 2011-06-30 Uhde GmbH, 44141 Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Sauerstoffpermeation durch nicht-poröse Sauerstoffanionen leitende keramische Membranen und deren Verwendung
GB201119499D0 (en) * 2011-11-11 2011-12-21 Airbus Operations Ltd Fuel tank contaminant prediction
US11177494B2 (en) 2018-03-05 2021-11-16 H2 Powertech, Llc Systems and methods for forming a liquid mixture having a predetermined mix ratio and reforming systems, reforming methods, fuel cell systems, and fuel cell methods that utilize the liquid mixture
CN109980243B (zh) * 2019-04-30 2023-11-10 肇庆学院 一种液体燃料电池工作系统及控制方法
TWI727729B (zh) * 2020-03-30 2021-05-11 普新氣體股份有限公司 壓力控制設備

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6366860A (ja) * 1986-09-09 1988-03-25 Hitachi Ltd メタノ−ル燃料電池
JPH10172599A (ja) * 1996-12-16 1998-06-26 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池の水回収装置
JP2005032602A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Sony Corp 燃料電池システム、及び燃料電池の発電方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4344850A (en) * 1981-01-19 1982-08-17 United Technologies Corporation Fuel cell power plant coolant cleaning system and method
US5723229A (en) * 1996-07-08 1998-03-03 Motorola, Inc. Portable fuel cell device including a water trap
DE19982376B4 (de) * 1998-10-26 2010-05-27 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellensystem
JP2001095107A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Yamaha Motor Co Ltd ハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法
DE10063254A1 (de) * 2000-12-19 2002-07-18 Gen Motors Corp Brennstoffzellensystem mit Strömungspassagen und/oder -räumen, die im Betrieb feuchte Gase führen sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Brennstoffzellensystems
US6727016B2 (en) * 2001-08-09 2004-04-27 Motorola, Inc. Direct methanol fuel cell including a water recovery and re-circulation system and method of fabrication
US7074511B2 (en) * 2002-01-08 2006-07-11 The Gillette Company Fuel container and delivery apparatus for a liquid feed fuel cell system
US20040062964A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Direct methanol fuel cell system
JP3742053B2 (ja) * 2002-11-22 2006-02-01 株式会社東芝 燃料電池システム
JP3713493B2 (ja) * 2003-03-04 2005-11-09 株式会社東芝 電子機器、コンピュータおよび状態表示制御方法
US20050019641A1 (en) * 2003-06-18 2005-01-27 Toshiyuki Aoyama Fuel tank for fuel-cell and fuel cell system
US7172825B2 (en) * 2003-07-29 2007-02-06 Societe Bic Fuel cartridge with flexible liner containing insert
JP4296109B2 (ja) * 2004-03-15 2009-07-15 株式会社東芝 燃料電池装置
JP2006252953A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Fujitsu Ltd 燃料電池装置及び電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6366860A (ja) * 1986-09-09 1988-03-25 Hitachi Ltd メタノ−ル燃料電池
JPH10172599A (ja) * 1996-12-16 1998-06-26 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池の水回収装置
JP2005032602A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Sony Corp 燃料電池システム、及び燃料電池の発電方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059303A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム、燃料電池発電装置およびその運転方法
KR100786481B1 (ko) 2006-05-11 2007-12-17 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템 운전제어 방법 및 장치와 이를 채용한직접 메탄올형 연료전지 시스템
US7935448B2 (en) 2006-05-11 2011-05-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Method and apparatus for controlling operation of direct methanol fuel cell system
JP2008181871A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Yamaha Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2010176977A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Daihatsu Motor Co Ltd 燃料電池システムおよび燃料供給方法
JP2010231962A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Toshiba Corp 燃料回収装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20060204803A1 (en) 2006-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006252954A (ja) 燃料電池装置、その制御方法及び電子機器
JP2006252953A (ja) 燃料電池装置及び電子機器
KR100518289B1 (ko) 직접형 메탄올 연료전지 시스템, 연료 카트리지 및 연료카트리지용 메모리
US7651807B2 (en) Fuel cell system
JP3742385B2 (ja) 直接型メタノール燃料電池システム、携帯用電子機器及び直接型メタノール燃料電池システムの液体燃料残存量の検出方法
JP4152360B2 (ja) 燃料電池システム
KR100812517B1 (ko) 연료 전지 시스템
US7781110B2 (en) Fuel cell system and transport equipment including the same
US20090269635A1 (en) Fuel cell system
KR20070098625A (ko) 발전모듈, 시스템, 발전모듈의 구동방법
JP2006318715A (ja) 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の運転方法
US8227118B2 (en) Method of driving fuel cell device
US7745034B2 (en) Fuel cell system and fuel cartridge having fuel buffer module
US20060204817A1 (en) Fuel cell device and electronic appliance
US8088521B2 (en) Fuel cell system for computing fuel level
JP2004241169A (ja) 燃料電池システムとそれを用いた携帯機器
JP4886255B2 (ja) 燃料電池装置
JP2005209584A (ja) 直接型メタノール燃料電池システム
JP4712007B2 (ja) 燃料電池システム
JP4550491B2 (ja) 燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器
US7838162B2 (en) Fuel cell system and method of computing fuel level
JP2009266698A (ja) 燃料電池システム
KR100847230B1 (ko) 휴대용 직접 액체 연료전지 장치
JP2004288574A (ja) 電源システム、携帯機器及び燃料供給方法
US20110014531A1 (en) Fuel cell system and fuel supply method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110614

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111220