JP2008140595A - 燃料カートリッジ、燃料電池装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給や液体作業が簡便な燃料カートリッジ、燃料電池装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】燃料の電気化学反応により電力を取り出す燃料電池８と、燃料電池８から排出される未反応の燃料を燃焼させる燃焼器９と、燃料電池８から燃焼器９へ未反応の燃料を搬送する流路と、燃料電池８に供給される燃料が貯留され本体に対して着脱可能に設けられた燃料カートリッジ２とを備える燃料電池装置１である。流路の一部は燃料カートリッジ２内に形成され、燃料カートリッジ２内に流路内の液体を除去する液体捕集部３０が設けられているので、燃焼器の動作を安定させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、気体及び液体が搬送される流路から液体を除去する液体捕集部を用いた燃料カートリッジ、燃料電池装置及び電子機器に関する。

燃料電池は燃料の電気化学反応により電力を取り出すものであり、燃料電池の研究・開発が広く行われている。燃料電池に用いる燃料は水素ガスであり、メタノール等の原燃料を改質器で改質することでその水素ガスを生成している改質型燃料電池がある（特許文献１参照。）。また、エネルギーの利用効率を高めるために、燃料電池から排出される未反応の水素ガス（オフガス）をバーナー等の燃焼器で燃焼させ、その燃焼熱によって改質器を加熱することが行われている（特許文献１参照）。

ところで、オフガスには水蒸気や水滴が含まれており、流路内で凝縮した水滴が燃焼器に入ると燃焼器の温度が急激に変動する。また、燃焼器内に入った水滴が気化するとこの水蒸気により燃焼器内の圧力が急激に変動する。これを避けるため、燃焼器の手前にオフガスを冷却する冷却部を設け、それにより凝縮した水を溜める水溜めを冷却部の下方に設けることが行われている（特許文献１参照）。
特開２００５−５０７９８号公報

しかし、凝結した水の量が水溜めの容量に近づくと、溜まった水が燃焼器に流れるおそれがあるため、定期的に水溜め内の水を抜き取る必要がある。このため、燃料電池を安定動作させるためには、燃料の供給に加えて水抜き作業が必要となり、管理が煩雑になるという問題があった。

本発明の課題は、燃料供給や不要な液体作業が簡便な、燃料カートリッジ燃料電池装置及び電子機器を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、燃料電池装置において、燃料電池と、前記燃料電池から排出される未反応の燃料を燃焼させる燃焼器と、前記燃料電池から前記燃焼器へ未反応の燃料を含む流体を搬送する流路と、前記燃料電池に対して着脱可能に設けられた燃料カートリッジとを備え、前記流路の一部は前記燃料カートリッジ内に形成され、前記燃料カートリッジ内に前記流路内の液体を捕集する液体捕集部が設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料電池装置であって、前記液体捕集部は、前記流路に面して設けられた吸液材を備え、前記吸液材は前記流路を通過する流体に含まれる液体を吸液し保持することを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の燃料電池装置であって、前記液体捕集部は、ガス透過性の芯材を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池装置であって、前記液体捕集部の吸液容量は、前記燃料カートリッジ内に貯留される燃料の全量を反応させたときに前記燃料電池の燃料極より排出される液体の量よりも多いことを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、電子機器において、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料電池装置を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、燃料カートリッジにおいて、燃料電池から気体及び液体を含む流体が流れる流路を備え、前記流路内の前記液体を捕集する液体捕集部が設けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の燃料カートリッジであって、前記流体は、未反応の水素を含むオフガスであることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、請求項６に記載の燃料カートリッジであって、前記流路は、燃焼器に連結されていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項６に記載の燃料カートリッジであって、前記液体捕集部は、流路の周囲に吸液材が設けられていることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の燃料カートリッジであって、前記吸液材は、筒状であることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明では、請求項６に記載の燃料カートリッジであって、前記流路に接続された芯材が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、液体捕集部が不要の液体を吸液することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜第１の実施形態＞
図１は燃料電池装置１を搭載した携帯用の電子機器１００を示す模式図である。この電子機器１００はノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、電子手帳、デジタルカメラ、携帯電話機、腕時計、レジスタ及びプロジェクタ等といった携帯型の電子機器である。

この燃料電池装置１は、燃料カートリッジ２、電子機器１００の本体に内蔵されたポンプ３、断熱パッケージ１０、燃料電池８等を備える。燃料電池装置１の燃料カートリッジ２は電子機器１００に対して着脱可能に設けられており、ポンプ３、断熱パッケージ１０、燃料電池８は電子機器１００の本体に内蔵されている。

図２は、燃料電池装置１のブロック図である。
燃料カートリッジ２は、燃料容器２０と、液体捕集部３０とを備える。燃料容器２０には、液体の原燃料が貯留されている。原燃料は、例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル等の組成に水素を含む化合物のみ、或いは当該化合物と水とを含む混合液が好ましい。なお、原燃料に水が含まれない場合、原燃料と水とを別々の容器に貯留してもよい。
液体捕集部３０は後述するように、燃料電池８の燃料極側より排出されるオフガス中の水を吸収する。オフガス中の水は、後述する改質器５で改質に用いられる水の余剰分でもよく、改質器５で生成された水でもよく、燃料電池８の電解質膜を加湿するための水であってもよく、燃料電池８で生成される水で電解質膜を介して燃料極側に排出されたものであってもよい。
ポンプ３は、燃料容器２０内の原燃料を吸引して、気化器４に送液するものである。

箱状の断熱パッケージ１０内には気化器４、改質器５、一酸化炭素除去器６及び触媒燃焼器９が収容されている。断熱パッケージ１０内の気圧は大気圧より低い圧力（例えば、１Ｐａ以下）に保たれている。
気化器４には電熱材からなる電気ヒータ兼温度センサ４ａが設けられている。電気ヒータ兼温度センサ４ａは、電気抵抗値がそれ自体の温度に依存するものであり、ヒータの温度センサとしても機能する。ポンプ３から気化器４に送られた原燃料は電気ヒータ兼温度センサ４ａの熱や触媒燃焼器９の熱により気化される。気化器４で気化した混合気は改質器５へ送られる。燃料カートリッジ２内の原燃料が水蒸気改質できる程度の水を含まない場合、燃料電池装置１内に水貯蔵部１２を設け、水貯蔵部１２からの水と燃料容器２０からの原燃料を混合してから気化器４に供給してもよい。水貯蔵部１２は、燃料電池８で生成される水を回収している構造であることが好ましい。また、燃料カートリッジ２内の原燃料が、水蒸気改質できる程度の水を含んでいれば、水貯蔵部１２は必ずしも必要ではないが、燃料カートリッジ２内の水量が多くない場合、水貯蔵部１２と併用で水を供給できるようにしてもよい。

改質器５には、電気抵抗値がそれ自体の温度に依存する電熱材からなる電気ヒータ兼温度センサ５ａが設けられている。改質器５と気化器４との間の伝熱媒体の距離を適宜設定して、電気ヒータ兼温度センサ５ａからの伝熱による気化器４への加熱温度を適正な範囲に制御可能である構造であれば、電気ヒータ兼温度センサ５ａが気化器４の電気ヒータ兼温度センサ４ａを兼用することができ、気化器４に電気ヒータ兼温度センサ４ａを設けられる必要はない。改質器５の内部には流路が形成され、その流路の壁面に触媒が担持されている。気化器４から改質器５に送られる気化流体は、改質器５の流路を流れ、電気ヒータ兼温度センサ５ａや触媒燃焼器９により加熱されて、触媒により反応を起こす。原燃料の触媒反応によって燃料としての水素、副生成物である二酸化炭素（及び、後述の副生成物である微量な一酸化炭素等）が生成される。なお、原燃料がメタノールを含む場合、改質器５では主に次式（１）に示すような反応が起こる。
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂＋ＣＯ₂ …（１）

一酸化炭素は化学反応式（１）についで逐次的に起こる次式（２）のような式によって微量に副生される。
Ｈ₂＋ＣＯ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ …（２）
一酸化炭素除去器６には、電気抵抗値がそれ自体の温度に依存する電熱材からなる電気ヒータ兼温度センサ６ａが設けられている。一酸化炭素除去器６と気化器４との間の伝熱媒体の距離を適宜設定して、電気ヒータ兼温度センサ６ａからの伝熱による気化器４への加熱温度を適正な範囲に制御可能である構造であれば、電気ヒータ兼温度センサ６ａが気化器４の電気ヒータ兼温度センサ４ａを兼用することができ、気化器４に電気ヒータ兼温度センサ４ａを設けられる必要はない。一酸化炭素除去器６の内部には流路が形成され、その流路の壁面に触媒が担持されている。改質器５で生成された改質ガス（燃料）は一酸化炭素除去器６へ送られる。更に、外部の空気又は酸素が一酸化炭素除去器６へ送られる。改質器５から一酸化炭素除去器６に送られた改質ガスが空気又は酸素と混合して一酸化炭素除去器６の流路を流れ、電気ヒータ兼温度センサ６ａや触媒燃焼器９により加熱される。そして、一酸化炭素除去器６の触媒の存在下で、改質ガスのうち一酸化炭素が酸素によって（３）のように優先的に酸化される。これにより二酸化炭素が生成され、改質ガスから一酸化炭素が除去される。例えば、改質ガス中の一酸化炭素の濃度が１０ｐｐｍ以下になる。
２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂ …（３）

このように気化器４、改質器５及び一酸化炭素除去器６には電気ヒータ兼温度センサ４ａ，５ａ，６ａが設けられている。電気ヒータ兼温度センサ４ａ，５ａ，６ａの電気抵抗値は各々の電気ヒータ兼温度センサ４ａ，５ａ，６ａの温度に依存するので、この電気ヒータ兼温度センサ４ａ，５ａ，６ａが気化器４、改質器５及び一酸化炭素除去器６の温度を測定する温度センサとしても機能する。したがって電気ヒータ兼温度センサ４ａ，５ａ，６ａを独立して動作制御することによって気化器４、改質器５及び一酸化炭素除去器６の適正温度が互いに違っていても正常に温度を維持できる。

燃料電池８は、電解質膜の両面に燃料極、酸素極を接合してなる膜電極接合体８１と、燃料極に接合してその接合面に流路を形成した燃料極セパレータ８２と、酸素極に接合してその接合面に流路を形成した酸素極セパレータ８３とを備える。

一酸化炭素除去器６から排出された改質ガス（アノードガス）は燃料電池８の燃料極セパレータ８２の流路に送られる。もう一方の酸素極セパレータ８３の流路には空気が送られる。そして、燃料極に供給された改質ガス中の水素が、酸素極を介して、酸素極に供給された空気（カソードガス）中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極と酸素極との間で電力が生じる。なお、電解質膜が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極では次式（４）のような反応が起き、燃料極で生成された水素イオンが電解質膜を透過し、酸素極では次式（５）のような電気化学反応が起こる。
Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^- …（４）
２Ｈ⁺＋１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ …（５）

燃料極と酸素極は、電子機器１００本体内の負荷７に接続され、燃料電池８で取り出された電力により負荷７が動作する。負荷７としては、例えば、モータ、ＤＣ−ＤＣコンバータを介した電子機器類、二次電池等が挙げられる。

燃料極セパレータ８２の流路を通過した改質ガス（オフガス）には、水や、改質器５で生成された水素のうち、燃料電池８で未反応の水素も含まれている。オフガスは、燃料カートリッジ２内の液体捕集部３０に通された後、触媒燃焼器９に供給される。燃料電池８がＰＥＦＣである場合、６０〜８０℃程度で運転しているので、水は一部水蒸気の状態で残りは液体となっている。

触媒燃焼器９には、液体捕集部３０を通過したオフガスとともに、外部の空気が供給される。触媒燃焼器９の内部には流路が形成され、その流路の壁面に触媒が担持されている。
触媒燃焼器９には、電熱材からなる電気ヒータ兼温度センサ９ａが設けられている。電気ヒータ兼温度センサ９ａの電気抵抗値が温度に依存するので、この電気ヒータ兼温度センサ９ａが触媒燃焼器９の温度を測定する温度センサとしても機能する。

オフガスと空気（酸素）の混合気体（燃焼ガス）は触媒燃焼器９の流路を流れ、燃焼ガスのうち水素が触媒燃焼器９の触媒の存在下で酸素によって燃焼され、これにより燃焼熱が発生する。燃焼後の排ガスは触媒燃焼器９から断熱パッケージ１０の外部に放出される。

この触媒燃焼器９で発生した燃焼熱は気化器４における気化、改質器５における改質反応、一酸化炭素除去器６における選択酸化反応に用いられる。また、断熱パッケージ１０内では、気化器４、改質器５、一酸化炭素除去器６及び触媒燃焼器９が熱伝導材１１に接するように搭載され、触媒燃焼器９の燃焼熱が熱伝導材１１によって気化器４、改質器５、一酸化炭素除去器６に伝導される。熱伝導材１１は断熱パッケージ１０の内壁から離間するように配置されている。

次に、燃料カートリッジ２について詳細に説明する。
図３は燃料カートリッジ２の三面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。燃料カートリッジ２は直方体形状であり、内部に燃料容器２０及び液体捕集部３０が収納されている。

燃料カートリッジ２の上部には空気流入口２１が、底部には電子機器１００の本体に接続されるジョイント部２２が設けられている。ジョイント部２２には接続孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。ジョイント部２２が電子機器１００の本体に接続されたときに、接続孔２２ａは気化器４へ通じる流路に、接続孔２２ｂは燃料極セパレータ８２へ通じる流路に、接続孔２２ｃは触媒燃焼器９へ通じる流路に接続される。
なお、接続孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃは図示しないダックビル弁等の逆止弁により閉塞されている。

燃料容器２０は下部が接続孔２２ａに、上部が空気流入口２１に通じている。燃料容器２０の内部空間は、末端被覆材２３により接続孔２２ａ側の領域２４ａと、空気流入口２１側の領域２４ｂとに分断され、接続孔２２ａ側の領域２４ａに原燃料が貯留されている。末端被覆材２３は、原燃料において、接続孔２２ａと反対側の末端が露出されないように被覆している。
末端被覆材２３は、高粘性液体からなり、ずれ応力が増大すると見かけの応力が減少する構造粘性流体の性質を有していると良い。
具体的には、ポリブテン、流動パラフィン、スピンドル油、その他の鉱油類、ジメチルシリコン油、メチルフェニルシリコン油、その他のシリコン油類、または、これらの組み合わせを粘性体として用いることができる。

原燃料が電子機器１００の本体に供給され、燃料容器２０内の原燃料が減少するにつれて接続孔２２ａ側の領域２４ａが縮小する。このとき、燃料容器２０内の空気流入口２１側の領域２４ｂが拡大し領域２４ｂ内に負圧が生じるため、燃料カートリッジ２外の気圧と平衡するように、原燃料の減っていった容積に応じた空気（流体）が空気流入口２１から燃料容器２０内に流入する。末端被覆材２３と原燃料との界面では、空気流入口２１から領域２４ｂに流入された空気によって負圧となるので、末端被覆材２３は原燃料の末端に引きつけられている。このような状態で領域２４ｂ内の空気が末端被覆材２３を押し続けているため、原燃料の減少に伴って原燃料の末端が接続孔２２ａ側に移動するとともに原燃料の末端を常時被覆するように末端被覆材２３全体が接続孔２２ａ側に移動する。このように、末端被覆材２３は原燃料の漏出・蒸発を防止するとともに、原燃料への空気の浸入を防止する。

図４は液体捕集部３０を示す断面図である。液体捕集部３０は、燃料カートリッジ２内に設けられたオフガス流路３２と、オフガス流路３２に連通し、オフガスの取り込み口となる流入口３５と、オフガス流路３２に連通し、オフガスの排出口となる排出口３６と、流入口３５と排出口３６との間に設けられた芯材３３及び芯材３３の外周部に当接するように設けられた吸液材３４とからなる。芯材３３は略円柱状であり、吸液材３４は略円筒状であり、芯材３３と吸液材３４は長手方向に直交する方向に切断する断面図においてそれぞれの輪郭が同心円状となる。このように、芯材３３の全周囲を包囲するように吸液材３４が設けられているので、効率よく液体を吸液できる。また、液体が自重により流路内の重力方向側のみに局在化していても、或いは燃料カートリッジ２がいかなる姿勢であっても、常に芯材３３に対して重力方向に吸液材３４が位置しているので、確実に吸液できる。また、芯材３３は円柱形状に限らず、吸液材３４は円筒形状でなくてもよい。例えば、吸液材３４が水を捕捉しやすいように、吸液材３４と芯材３３との界面面積を大きくするために、長手方向に直交する方向に切断する断面図において界面がジグザグになるようにしてもよい。

オフガス流路３２の流入口３５と排出口３６はそれぞれジョイント部２２に設けられた接続孔２２ｂ，２２ｃに通じており、液体捕集部３０は、燃料容器２０の側方に延設されている。このオフガス流路３２は燃料極セパレータ８２から供給されるオフガスを触媒燃焼器９まで通過させる流路となる。

芯材３３は、円柱状に配置された繊維束芯であり、気孔率が高く、ガス透過性が高いものを用いることができる。芯材３３は、流入口３５と排出口３６との圧力差によって、流入口３５から流入した気体及び液体を透過する。液体は不連続の液体の塊である液滴であってもよいし、連続した流れとなっていてもよい。このとき、吸液材３４が、芯材３３との界面でオフガス中の水等の液体を捕捉し内部に徐々に浸透するように蓄積していく。なお、吸液材３４が液体を吸収することにより膨潤する可能性があるが、ガス透過性が高い芯材３３によりオフガス流路３２が確保されるため、膨潤した吸液材３４によりオフガス流路３２での気体を放出する部分が遮断されることがない。なお、水蒸気は、液化されるまで冷却されなければ芯材３３をそのまま通過してしまう恐れがあるが、芯材３３を通過する水蒸気は同体積の液体状態の水に比べ、触媒燃焼器９で水の沸点を超える温度に加熱されたときに増大する容積が小さいので、触媒燃焼器９内の圧力を著しく変動することないため、オフガス中の水素を単位時間あたり定量的に供給することが可能となる。

芯材３３としては、例えばアクリル繊維からなる繊維束を用いることができる。また、ＰＥＴやレーヨン等の繊維をポリウレタン等の樹脂で固めて形成してもよい。あるいは、アルミナやシリカ等の多孔質焼結材等を芯材３３として用いてもよい。液体が水であれば、液体の水が離れやすいように撥水加工していてもよい。

吸液材３４は、芯材３３の外周部に筒状に設けられており、芯材３３から誘導された液体を急速に吸液し、保持する。吸液材３４としては、液体に対して吸着性のあるものが好ましく、液体が水であれば親水性の材料が特に好ましく、例えばアクリル繊維を吸水加工した不織布を芯材３３に巻きつけて用いることができる。

次に、燃料電池装置１の動作について説明する。
電気ヒータ兼温度センサ４ａ、電気ヒータ兼温度センサ５ａ、電気ヒータ兼温度センサ６ａ、及び電気ヒータ兼温度センサ９ａに電力が供給されて、電気ヒータ兼温度センサ４ａ、電気ヒータ兼温度センサ５ａ、電気ヒータ兼温度センサ６ａ、及び電気ヒータ兼温度センサ９ａが発熱した状態で、ポンプ３が作動する。ポンプ３によって原燃料が送液され、気化器４から改質器５、一酸化炭素除去器６、燃料電池８の燃料極（燃料極セパレータ８２）を経由して触媒燃焼器９への流れが生じる。気化器４においては原燃料が気化し、改質器５では原燃料から改質ガスが生成され、一酸化炭素除去器６では改質ガス中の一酸化炭素が除去され、燃料電池８では改質ガス中の水素の電気化学反応により電力が取り出され、触媒燃焼器９ではオフガス中の発電に使われずに残った水素が燃焼される。

ここで、液体捕集部３０により捕捉された液体が除去される様子について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、オフガスがジョイント部２２から接続孔２２ｂを通って芯材３３に到達する。吸液材３４では、オフガスに含まれている液体が速やかに捕捉される。このため、吸液材３４の初期状態において主に上流側で吸液が行われる。

芯材３３を流れる液体の量が増えるにつれて、図５（ｂ）に示すように、吸液材３４の水を保持した部分（吸液エリア３４ａ）がオフガス流路３２の下流側に拡大するので、芯材３３が液体で詰まることを防止でき、オフガスが排出口３６から排出し続けることができる。

吸液エリア３４ａが拡大し、吸液材３４のオフガス流路３２の下流側に水を保持していない領域（乾燥エリア３４ｂ）がなくなると、図５（ｃ）に示すように、液体は液体捕集部３０に捕捉されずにオフガスとともに通過してしまう。液体が燃焼器内に入って気化し、燃焼器内の温度、圧力が急激に変動し、燃料電池装置１の動作が不安定になる。

これを避けるため、乾燥エリア３４ｂがなくなる前に燃料容器２０内の原燃料が全て消費されるように、燃料容器２０の容量に対応して充分な大きさの吸液材３４が用いられることが好ましい。すなわち、吸液材３４の吸液容量は、燃料電池装置１を搭載に搭載された燃料容器２０に貯留される原燃料を全て燃料電池８に供給したときに燃料電池８の燃料極側より排出される水の量よりも多いことが好ましい。

例えば、原燃料としてメタノールの濃度６０％の水溶液を燃料容器２０に貯留する場合には、吸液材３４の吸液容量を燃料容器２０の最大容量の１０％以上とすることが好ましい。

また、仮に、吸液材３４の吸液量が上述のような許容量でなくても、液体捕集部３０の吸液材３４を水の沸点より低い温度で加熱することにより、吸液材３４内の水をゆっくり気化させて排出口３６から放出させてもよい。このときの単位時間あたりの気化量は、触媒燃焼器９までの間に液滴とならない程度の量でなければならない。このようにすれば、吸液材３４の吸液容量を増大することができる。
燃料容器２０内の原燃料が供給できなくなるほど消費されたら、燃料カートリッジ２を燃料容器２０に原燃料が充填された新たなものに交換すればよい。このとき、燃料カートリッジ２に取り付けられている液体捕集部３０も吸液材３４が乾燥し吸液しやすい状態のものに取り替えられる。したがって、液体捕集部３０の吸液性能が低下する前に、燃料容器２０とともに液体捕集部３０を交換できるので、液体捕集部３０による吸液が充分に行われ、触媒燃焼器９の動作を安定させることができる。

このように、本実施形態によれば、オフガスとともに搬送される液体を芯材３３を流れる間に吸液材３４で保持するので、触媒燃焼器９の手前に大きな冷却部や水溜めを設けることなく、オフガス流路３２内で凝縮した液体を除去することができ、芯材３３が液体で詰まることがないので効率よく液体を含まないオフガスを送出できる。また、オフガスとともに搬送される液体を吸液材３４で保持するため、重力方向の影響を受けず、携帯用の電子機器に適用することができる。さらに、液体捕集部３０の吸液容量を超える前に、燃料カートリッジ２とともに液体捕集部３０が取り替えられるので、液体捕集部３０による吸液を充分に行うことができ、触媒燃焼器９の動作を安定させることができる。

＜第２の実施形態＞
図６は本発明の第２の実施形態の燃料カートリッジ１０２の三面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。第２の実施形態の燃料カートリッジ１０２では、燃料容器１２０の側方に設けられた液体捕集部１３０の形状が異なっている。すなわち、液体捕集部１３０のオフガス流路１３２は葛折り状に形成されており、オフガス流路１３２と隣接してシート状の吸液材１３４が配置されている。
なお、燃料容器１２０の構成要素については第１の実施形態と同様であるので下二桁に同符号として説明を割愛する。

図７は液体捕集部１３０の流路方向の断面を示す模式図である。図７に示すように、葛折り状のオフガス流路１３２内に芯材１３３が設けられ、芯材１３３の一方の側面と当接するように平板状の吸液材１３４が配置されている。
芯材１３３、吸液材１３４としては、第１の実施形態の芯材３３、吸液材３４と同様の材質を用いることができる。

このようにオフガス流路１３２と吸液材１３４とを配置した液体捕集部１３０においても、第１の実施形態の液体捕集部３０と同様に、オフガス流路１３２内で凝縮した液体を除去することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。例えば、上記実施形態においては、オフガス流路３２，１３２内に芯材３３，１３３を設けたが、膨潤する吸液材３４，１３４によりオフガス流路３２，１３２が遮断されることがなければ、芯材３３，１３３を必ずしも設けなくてもよい。
また、上記実施形態では、触媒燃焼器９の安定動作のために、触媒燃焼器９の上流の流路に設けたが、燃料電池システムにおいて、液体の立体障害によって所望の流量の気体を供給できない恐れがある流路であれば、これに限らない。

燃料電池装置１を搭載した携帯用の電子機器１００を示す模式図である。 燃料電池装置１のブロック図である。 燃料カートリッジ２の三面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 液体捕集部３０を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は液体捕集部３０内で捕捉された液体が除去される様子を示す断面図である。 燃料カートリッジ１０２の三面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 液体捕集部１３０の流路方向の断面を示す模式図である。

符号の説明

１ 燃料電池装置
２，１０２ 燃料カートリッジ
２０，１２０ 燃料容器
３０，１３０ 液体捕集部
３２，１３２ オフガス流路（流路）
３３，１３３ 芯材
３４，１３４ 吸液材
１００ 電子機器

Claims (11)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池から排出される未反応の燃料を燃焼させる燃焼器と、
   前記燃料電池から前記燃焼器へ未反応の燃料を含む流体を搬送する流路と、
   前記燃料電池に対して着脱可能に設けられた燃料カートリッジとを備え、
   前記流路の一部は前記燃料カートリッジ内に形成され、
   前記燃料カートリッジ内に前記流路内の液体を捕集する液体捕集部が設けられていることを特徴とする燃料電池装置。
2. 前記液体捕集部は、前記流路に面して設けられた吸液材を備え、前記吸液材は前記流路を通過する流体に含まれる液体を吸液し保持することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
3. 前記液体捕集部は、ガス透過性の芯材を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
4. 前記液体捕集部の吸液容量は、前記燃料カートリッジ内に貯留される燃料の全量を反応させたときに前記燃料電池の燃料極より排出される液体の量よりも多いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料電池装置を備えることを特徴とする電子機器。
6. 燃料電池から気体及び液体を含む流体が流れる流路を備え、前記流路内の前記液体を捕集する液体捕集部が設けられていることを特徴とする燃料カートリッジ。
7. 前記流体は、未反応の水素を含むオフガスであることを特徴とする請求項６記載の燃料カートリッジ。
8. 前記流路は、燃焼器に連結されていることを特徴とする請求項６記載の燃料カートリッジ。
9. 前記液体捕集部は、流路の周囲に吸液材が設けられていることを特徴とする請求項６記載の燃料カートリッジ。
10. 前記吸液材は、筒状であることを特徴とする請求項９記載の燃料カートリッジ。
11. 前記流路に接続された芯材が設けられていることを特徴とする請求項６記載の燃料カートリッジ。

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