JP2007317662A - 薄型燃料電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型燃料電池装置の提供。
【解決手段】外殻体20は、一つの第一内部空間と一つの第二内部空間を最低備えており、第一内部空間を形成している外殻体20部分は、薄型光ディスクドライブの外形に対応する。燃料電池スタック22は、第一内部空間の前端に設置し、燃料電池モジュール220は、重なり合って一つになっている。ファンカバー25の一端は、燃料電池モジュール220の一側面に密封接合しており、もう一端はファンボックス24の入風口に密封接合している。ファンボックス24は、第二内部空間に設置し、入風口と出風口を備えている。凝縮装置26の一部構造は、第一内部空間に設置しており、別の一部構造は、第二内部空間に設置、凝縮装置26の一端は、ファンボックス24の出風口に、もう一端は混合槽27と相互にライン連結している。混合槽27は、第二内部空間に設置し、燃料電池モジュール220の陽極燃料入口にライン連結している。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料電池装置に関するものであり、特に、薄型光ディスクドライブの外形に対応する薄型燃料電池装置を提供する。

公知の燃料電池装置と電気使用設備の結合方法には、通常、二種類の方法が用いられる。一つ目は、電気使用設備自身の内部空間であり、事前に公知の燃料電池装置を入れる為の専属空間を設計する方法である。この結合方法は、公知の燃料電池装置と携帯タイプの電子機器が一つの空間において一体結合できるものであるが、公知の燃料電池装置は、特定な電気使用設備においてのみ適用または入れることができるだけであり、電気使用設備もまた制限され、公知の燃料電池装置だけしか使用できないという欠点がある。また、二つ目は、電気使用設備に電源ラインを採用した方法であり、外付けの電源ラインによって公知の燃料電池装置に接続するものである。この種の結合方法は、簡単ではあるが、例えば、ノートブックパソコンのような携帯タイプの電子機器に対しては、公知の燃料電池装置が一つの空間において携帯タイプの電子機器と一体結合できず、使用者にはやはり、多くの使用上の不便をもたらしている。

公知の燃料電池装置の外形構造にはまだ基準がなく、現在、燃料電池装置の製造者が自由自在に設計しており、よって、公知の燃料電池装置は現有の携帯タイプの電子機器と一体化結合することは未だ不可能である。

本発明の主な目的は、現有する携帯タイプの電子機器と気軽に一体化結合できる薄型燃料電池装置を提供することにある。

本発明の上述目的を達成する為に、本発明は、薄型燃料電池装置を提供する。その内、一つの外殻体20は、一つの第一内部空間200と一つの第二内部空間202を最低備えており、第一内部空間200と第二内部空間202は、隣り合って密接しており、第一内部空間200を形成している外殻体20部分は、薄型光ディスクドライブ(Slim Type Optical Storage Drive)の外形に対応する。燃料電池スタック22は、第一内部空間200の前端に設置し、一つ以上の燃料電池モジュール220を最低含み、その内、燃料電池モジュール220は、重なりあって一緒になっている。ファンカバー25は、第一内部空間200に設けてあり、ファンカバー25の一端は、燃料電池モジュール220の一側面を密封接合しており、もう一端はファンボックス24の入風口を密封接合している。ファンボックス24は、第二内部空間202に設置し、入風口と出風口を備えている。凝縮装置26の一部構造は、第一内部空間200に設置しており、凝縮装置26のもう一方の一部構造は、第二内部空間202に設置、凝縮装置26の一端は、ファンボックス24の出風口に連結、もう一端は混合槽27と相互にライン連結している。混合槽27は、第二内部空間202に設置し、燃料電池モジュール220の陽極燃料入口に連結している。

請求項１の発明は、一つの外殻体と、一つの燃料電池スタックと、一つのファンカバーと、一つのファンボックスと、一つの凝縮装置と、一つの混合槽により構成される薄型燃料電池装置において、
該外殻体は、一つの第一内部空間と一つの第二内部空間を最低備えており、その第一内部空間と第二内部空間は、隣り合って密接しており、第一内部空間を形成している外殻体部分は、薄型光ディスクドライブの外形に対応し、
該燃料電池スタックは、第一内部空間の前端に設置し、
該ファンカバーは、第一内部空間に設けてあり、ファンカバーの一端は、燃料電池スタックの一側辺を密封接合し、もう一端はファンボックスの入風口を密封接合しており、
該ファンボックスは、第二内部空間に設置し、入風口と出風口を備えており、
該凝縮装置は、一部構造を第一内部空間に設置し、もう一方の一部構造を第二内部空間に設置しており、並びに、凝縮装置の一端はファンボックスの出風口に連結、もう一端は混合槽と相互にライン連結しており、
該混合槽は、第二内部空間に設置し、燃料電池スタックの陽極燃料入口にライン連結していることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置に更に含まれる一つの制御ユニットは、第一内部空間の一側端に設け、一つの制御回路板及び最低一つ以上の回路部品を含み、該回路部品は、制御回路板上に配置され、該回路部品は、燃料電池スタックに電気接続されていることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置に更に含まれる一つの接続インターフェースは、最低、燃料電池スタックが生じた電力の出力端となることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の薄型燃料電池装置において、前記接続インターフェースは、電気接続器、ケーブルライン、連結器を含むプリント回路板等の内の一つであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置は、更に、第一ポンプを含んでおり、該第一ポンプは、混合槽と燃料電池スタック間にライン連結され、混合槽中の陽極燃料を押し出して該燃料電池スタックの陽極燃料入口に流入させる為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項６の発明は、請求項５記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置は、更に、第二ポンプを含んでおり、該第二ポンプは、混合槽と外付けの燃料槽の間にライン連結され、燃料槽中の陽極燃料を押し出して混合槽の第一入口に流入させる為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置は、更に、第三ポンプを含んでおり、該第三ポンプは、混合槽と凝縮装置の間にライン連結し、凝縮装置が回収収集した凝縮水を混合槽の第二入口に流入させる為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記燃料電池スタックの陽極燃料出口は、混合槽の第三入口と相互にライン連結することを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項９の発明は、請求項２記載の薄型燃料電池装置において、前記回路部品は、電力管理回路を形成することを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項１０の発明は、請求項３記載の薄型燃料電池装置において、前記電子装置は、ノートブックパソコン、携帯タイプの電子機器の内の一つであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項１１の発明は、請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記混合槽は、メタノール水溶液をストックする為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。
請求項１２の発明は、請求項６記載の薄型燃料電池装置において、前記燃料槽は、純メタノールをストックする為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置としている。

本発明の薄型燃料電池装置は、元来、光ディスクドライブの使用している空間を利用したものであり、薄型光ディスクドライブを電子装置1から取り出した後、薄型燃料電池装置2を挿入連結することにより、電子装置1は即刻、薄型燃料電池装置2の生じる電力を使用可能となることを特徴とする。

図１に、本発明の薄型燃料電池装置を電子装置に挿入連結した場合の使用状態図を示す。図１に示すとおり、電子装置1とは、ノートブックパソコンもしくは任意の携帯タイプの電子機器である。本発明の薄型燃料電池装置2の全体外形は、公知の薄型光ディスクストレージドライブ(Slim Type Optical Storage Drive)の一部に対応しており、それには、薄型CDドライブ (Slim CD-ROM Drive)、薄型DVDドライブ(Slim DVD Drive)、薄型複合式ドライブ(Slim Combo-type Drive)、薄型CD/DVDライター(Slim CD/DVD Writer)等を含む。このように電子装置1中は、元来、薄型光ディスクドライブの使用している空間を利用したものであり、パソコンシステム製造メーカーは、薄型光ディスクドライブを電子装置1から取り出した後、薄型燃料電池装置2を挿入連結することにより、電子装置1は即刻、薄型燃料電池装置2が生じる電力を使用することができる。この点が本発明の極めて重要な特色の一つである。

図２には、本発明の薄型燃料電池装置の外観立体図を示す。図３には、本発明の薄型燃料電池装置の内部空間見取図を示す。図４には、本発明の薄型燃料電池装置の内部構造見取図を示す。本発明の薄型燃料電池装置2は、外殻体20、燃料電池スタック22、ファンボックス24、ファンカバー25、凝縮装置26、及び混合槽27を最低含み、以下にはそれぞれ、これらの構成要素を詳述する。

外殻体20は、一つの第一内部空間200と一つの第二内部空間202を最低含み、その内、第一内部空間200と第二内部空間202は、仮想の一つの分離線20aによって区切られており、第一内部空間200、第二内部空間202は、隣り合わせて密接している。第一内部空間200を形成する外殻体20部分は、薄型光ディスクドライブの外形に対応しており、よって、元来薄型光ディスクドライブの為に電子装置1上に設計された空間を用いて、その中に薄型燃料電池装置2を挿入するものである。

燃料電池スタック22は、第一内部空間200の前端に設置し、最低一つ以上の燃料電池モジュール220を含む。該燃料電池モジュール220は、重なって一つになっている。本発明が採用する燃料電池モジュール220は、公知の燃料電池モジュールでもよく、最良の実施例は、印刷回路製造工程で製造された公知の燃料電池モジュールである。各燃料電池モジュール220は、一つの陰極チャネル板、一つの双極燃料電池板、一つの陽極チャネル板の順に積層堆積されたものである。上述の双極燃料電池板は、一つの陰極集電板、一層の膜電極層、一つの陽極チャネル板の順に積層堆積して構成されている。

ファンボックス24は、第二内部空間202に設置しており、一つの入風口と一つの出風口がある。ファンボックス24の内部には、ファン(fan)、送風機(blower)、ファンを動かすモーターが設置されている。
ファンカバー25は、第一内部空間200に設置される。ファンカバー25の一端は、燃料電池モジュール220の一側面を密封接合しており、もう一端は、ファンボックス24の入風口を密封接合している。
凝縮装置26の一部構造は、第一内部空間200に設け、別の一部構造は、第二内部空間202に設ける。凝縮装置26の一端は、ファンボックス24の出風口に連結し、もう一端は、混合槽27とライン連結している。凝縮装置26の機能は、水分を回収収集し、回収した水分を更に、混合槽27へ送ることである。
混合槽27は、第二内部空間202に設置し、該燃料電池モジュール220の陽極燃料入口にライン連結している。例えば、該燃料電池モジュール220に、メタノール直接型燃料電池(DMFC)を用いた場合、混合槽27は、メタノール水溶液をストックするものとなる。

図４に示すとおり、本発明の薄型燃料電池装置2は、更に、制御ユニット28及び接続インターフェース29を含む。制御ユニット28は、第一内部空間200の一側端に設け、制御回路板280及び最低一つ以上の回路部品282を含む。その内、該回路部品282は、制御回路板280上に配置され、該回路部品282は、燃料電池スタック22に電気接続されている。該回路部品282は、本発明において、電力管理回路を形成することも可能であり、これにより、燃料電池スタック22が生じた電力を電子装置1が必要とする電力に符合させることができる。接続インターフェース29は、最低、燃料電池スタック22が生じた電力の出力端の役割をするもので、また、電子装置1に接続するためのものでもある。接続インターフェース29は、本発明において、具体的には、電気接続器、ケーブルライン、連結器を含むプリント回路板等を用いて実施される。

図５は、本発明の薄型燃料電池装置の内部ライン配置見取図である。図５に示すとおり、本発明の薄型燃料電池装置2は、更に、第一ポンプ32、第二ポンプ34、及び第三ポンプ36を含んでいる。第一ポンプ32は、混合槽27と燃料電池スタック22間にライン連結され、第一ポンプ32は、混合槽27中の陽極燃料を押し出して該燃料電池モジュール220の陽極燃料入口に流入させる為のものである。

第二ポンプ34は、混合槽27と外付けの燃料槽30の間にライン連結させるもので、第二ポンプ34は、燃料槽30中の燃料を押し出して混合槽27の第一入口270に流入させるものである。燃料槽30は、通常、高濃度の陽極燃料をストックしており、例えば、メタノール直接型燃料電池(DMFC)スタックを例にとると、燃料槽30には、純メタノールをストックする。

第三ポンプ36は、混合槽27と凝縮装置26の間にライン連結し、第三ポンプ36は、凝縮装置26が回収収集した凝縮水を混合槽27の第二入口272に流入させるものである。凝縮装置26が回収収集した凝縮水は主に、燃料電池スタック22の生じた水蒸気38が、凝縮装置26での冷却放熱を経て、凝結生成したものである。

また、本発明の薄型燃料電池装置2における燃料電池モジュール220の陽極燃料出口は、同時に、混合槽27の第三入口274とライン連結しており、よって、燃料電池スタック22で余った陽極燃料を混合槽27に回収される。

薄型光ディスクドライブを装備した電子装置1は全て、本発明の薄型燃料電池装置2を組み合わせて使用できる。これが本発明の長所である。使用者は、薄型光ディスクドライブを電子装置1から取り出し、薄型燃料電池装置2に取り替えることにより、更に長時間、電子装置1を使用でき、並びに、携帯できる長所を兼ね備えるである。

本発明の薄型燃料電池装置を、一つの電子装置に挿入連結した場合の使用状態図である。 本発明の薄型燃料電池装置に関する外観立体図である。 本発明の薄型燃料電池装置に関する内部空間見取図である。 本発明の薄型燃料電池装置に関する内部構造見取図である。 本発明の薄型燃料電池装置に関する内部ライン配置見取図である。

符号の説明

1 電子装置
2 薄型燃料電池装置
20 外殻体
20a 分離線
200 第一内部空間
202 第二内部空間
22 燃料電池スタック
220 燃料電池モジュール
24 ファンボックス
25 ファンカバー
26 凝縮装置
27 混合槽
270 第一入口
272 第二入口
274 第三入口
28 制御ユニット
280 制御回路板
282 回路部品
29 接続インターフェース
30 燃料槽
32 第一ポンプ
34 第二ポンプ
36 第三ポンプ
38 水蒸気

Claims (12)

1. 一つの外殻体と、一つの燃料電池スタックと、一つのファンカバーと、一つのファンボックスと、一つの凝縮装置と、一つの混合槽により構成される薄型燃料電池装置において、
   該外殻体は、一つの第一内部空間と一つの第二内部空間を最低備えており、その第一内部空間と第二内部空間は、隣り合って密接しており、第一内部空間を形成している外殻体部分は、薄型光ディスクドライブの外形に対応し、
   該燃料電池スタックは、第一内部空間の前端に設置し、
   該ファンカバーは、第一内部空間に設けてあり、ファンカバーの一端は、燃料電池スタックの一側辺を密封接合し、もう一端はファンボックスの入風口を密封接合しており、
   該ファンボックスは、第二内部空間に設置し、入風口と出風口を備えており、
   該凝縮装置は、一部構造を第一内部空間に設置し、もう一方の一部構造を第二内部空間に設置しており、並びに、凝縮装置の一端はファンボックスの出風口に連結、もう一端は混合槽と相互にライン連結しており、
   該混合槽は、第二内部空間に設置し、燃料電池スタックの陽極燃料入口にライン連結していることを特徴とする薄型燃料電池装置。
2. 請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置に更に含まれる一つの制御ユニットは、第一内部空間の一側端に設け、一つの制御回路板及び最低一つ以上の回路部品を含み、該回路部品は、制御回路板上に配置され、該回路部品は、燃料電池スタックに電気接続されていることを特徴とする薄型燃料電池装置。
3. 請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置に更に含まれる一つの接続インターフェースは、最低、燃料電池スタックが生じた電力の出力端となることを特徴とする薄型燃料電池装置。
4. 請求項３記載の薄型燃料電池装置において、前記接続インターフェースは、電気接続器、ケーブルライン、連結器を含むプリント回路板等の内の一つであることを特徴とする薄型燃料電池装置。
5. 請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置は、更に、第一ポンプを含んでおり、該第一ポンプは、混合槽と燃料電池スタック間にライン連結され、混合槽中の陽極燃料を押し出して該燃料電池スタックの陽極燃料入口に流入させる為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置。
6. 請求項５記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置は、更に、第二ポンプを含んでおり、該第二ポンプは、混合槽と外付けの燃料槽の間にライン連結され、燃料槽中の陽極燃料を押し出して混合槽の第一入口に流入させる為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置。
7. 請求項６記載の薄型燃料電池装置において、前記薄型燃料電池装置は、更に、第三ポンプを含んでおり、該第三ポンプは、混合槽と凝縮装置の間にライン連結し、凝縮装置が回収収集した凝縮水を混合槽の第二入口に流入させる為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置。
8. 請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記燃料電池スタックの陽極燃料出口は、混合槽の第三入口と相互にライン連結することを特徴とする薄型燃料電池装置。
9. 請求項２記載の薄型燃料電池装置において、前記回路部品は、電力管理回路を形成することを特徴とする薄型燃料電池装置。
10. 請求項３記載の薄型燃料電池装置において、前記電子装置は、ノートブックパソコン、携帯タイプの電子機器の内の一つであることを特徴とする薄型燃料電池装置。
11. 請求項１記載の薄型燃料電池装置において、前記混合槽は、メタノール水溶液をストックする為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置。
12. 請求項６記載の薄型燃料電池装置において、前記燃料槽は、純メタノールをストックする為のものであることを特徴とする薄型燃料電池装置。

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