JP3126831U - 回路素子付き燃料電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路素子付き燃料電池装置の提供。
【解決手段】本考案は一種の回路素子付き燃料電池装置に関わるものである。主に、燃料電池セル、流動板、及び一つ以上の回路素子より構成する。燃料電池セルは一層以上のプリント基板を積層し、一つ以上の薄膜電極 、および一つ以上の集電メッシュを有する。流動板は板体構造であり、その表面に燃料の流路を設ける。該回路素子は、流動板と該燃料電池セルとの間に設ける。
【選択図】図１

Description

本考案は一種の燃料電池装置、特に一種の回路素子付き燃料電池装置に関わるものである。該回路素子は電池装置の内層に挟んで設ける。

公知技術の燃料電池装置において、エネルギー管理回路、燃料温度／燃料濃度／燃料液レベル検出回路、燃料流量制御回路などの燃料電池稼働回路は、外付け方式がほとんどである。空間上は薄膜電極層と間隔をおいて取り付けるため、ケーブルにより、回路と薄膜電極層と電気接続必要がある。このため、燃料電池装置の小型化または微小化に不利な影響を与える。

仮に、前記の電子素子は溶接方式により、燃料電池装置の外層表面に取り付けるとき、一部の電子素子に保護処置を施し、メタノールなどの燃料との接触による破損を避ける。さらに、公知技術の燃料電池装置は、導電性の貫通孔により、電子素子同士を電気導通している。しかし、該貫通孔は燃料により腐食を引き起し、燃料電池の破損恐れがある。

本考案者は公知技術の燃料電池装置における回路素子の設置方法の欠点を鑑みて、一種の回路素子付き燃料電池装置の改良を考案し、該回路素子は燃料電池装置の中層に内蔵することにより、前記の欠点を解消する。

該回路素子を燃料電池装置の中層に内蔵する、一種の回路素子付き燃料電池装置を提供することを本考案の第１目的である。

該回路素子はサンドイッチ構造により、燃料電池装置の中層に内蔵し、平の表面層を提供する、一種の回路素子付き燃料電池装置を提供することを本考案の第２目的である。

本考案は前記の目的を達成するため、一種の回路素子付き燃料電池装置を提供し、主に燃料電池セル、流動板、及び一つ以上の回路素子より構成する。燃料電池セルは一層以上のプリント基板を積層し、一つ以上の薄膜電極、および一つ以上の集電メッシュを有する。流動板は板体構造であり、その表面に燃料の流路を設ける。該回路素子は、流動板と該燃料電池セルとの間に設ける。

請求項１の考案は、１枚以上の燃料電池セル、流動板及び一つ以上の回路素子を含み、 １枚以上の燃料電池セルは、一層以上のプリント基板の積層により構成され、且つ一つ以上の薄膜電極、一つ以上の集電メッシュを含み、
流動板は、板体構造であり、その表面に燃料の流路を設け、
一つ以上の回路素子は、該流動板と該燃料電池セルとの間に設けることを特徴とする回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項２の考案は、該燃料電池セルは、ＦＲ４基板、ＦＲ５基板、エポキシ樹脂基板、ガラスファイバー基板、セラミック基板、高分子プラスチック基板または複合材料のいずれを設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項３の考案は、該流動板は、ＦＲ４基板、ＦＲ５基板、エポキシ樹脂基板、ガラスファイバー基板、セラミック基板、高分子プラスチック基板または複合材料のいずれを設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項４の考案は、該回路素子は流動板の第１表面及び／または第２表面に設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項５の考案は、該回路素子は該燃料電池セルの表面に設け、かつ、該表面は該流動板と積層することを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項６の考案は、該回路素子は、レイアウト導線、電子素子、第一レイアウト導線、定電圧調節器、定電流調節器、センサーを含まれることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項７の考案は、該回路素子は、一つ以上の第１電気インタフェースおよび一つ以上の第２電気インタフェースを含まれることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項８の考案は、該第１電気インタフェースは、該流動板の第１表面及び／または第２表面に設け、該第２電気インタフェースは、該燃料電池セルの表面に設け、かつ、該表面は該流動板に積層することを特徴とする請求項７記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項９の考案は、該第１電気インタフェースは、該第２電気インタフェースに接触することを特徴とする請求項８記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１０の考案は、導電性誘電パッドは該第１電気インタフェースと該第２電気インタフェースと貼り合わせるほか、電気接続することを特徴とする請求項８記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１１の考案は、該燃料電池セルは、上部から下部に順次に取り付けて、
陽極集電層は、一つ以上の陽極集電メッシュを設け、
薄膜電極層は、該薄膜電極などを有し、
陰極集電層は、一つ以上の陰極集電メッシュを設け、
該陽極集電メッシュと該陰極集電メッシュより該集電部材を構成することを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１２の考案は、該回路素子は、該薄膜電極層の向かい側に備える陽極集電層の表面及び／または該薄膜電極層の該陰極集電層の表面に設けることを特徴とする請求項１１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１３の考案は、該燃料電池セルはさらに、一つ以上の薄膜電極層をサンドイッチ構造により、該薄膜電極層の間及び／または該陰極集電層と該薄膜電極層の間に設け、該薄膜電極層は該回路素子に設けることを特徴とする請求項１１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１４の考案は、該回路素子は、第３電気電気インタフェースを含まれることを特徴とする請求項１３記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１５の考案は、該第３電気インタフェースは金属接点またはコネクタを設けることを特徴とする請求項１４記載の回路素子付き燃料電池装置としている。
請求項１６の考案は、該流動板は、多層基板より積層し、該回路素子はサンドイッチ構造により該流動板内部に設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置としている。

本考案の回路素子付き燃料電池装置の回路素子はサンドイッチ構造により、中間層に設けて、燃料電池装置の表面層はなめらかに仕上げることができる。この点は本考案の効果および長所である。

図１に示すものは、回路素子付き燃料電池装置の立体分解図であり、図２に示すものは、図１の燃料電池装置の立体概略図である。本考案の回路素子付き燃料電池装置は、主に燃料電池セル１を流動板２に結合し、回路素子３、１３を設け、回路素子３、１３は燃料電池の電気伝送、ロジック演算、および制御関係の電気回路を構成する。その詳細は以下の通り説明する。

本考案の回路素子付き燃料電池装置の流動板２に代表面２１および第２表面２２を設ける。第１、第２表面２１、２２に２枚の燃料電池セル１を組み込んで使用に備える。燃料電池セル１は複数層のプリント基板より積層した発電部品である。燃料電池セル１の一例として、直焚き式メタノール電池セルを使用し、その基板はＦＲ４基板、ＦＲ５基板、エポキシ樹脂基板、ガラスファイバー基板、セラミック基板、高分子プラスチック基板または複合材料の一種を積層して構成する。燃料電池セル１に一つ以上の薄膜電極１１および一つ以上の集電メッシュ１２を設け、集電メッシュ１２はプリント基板の銅箔を網状の集電メッシュに食刻した上その上部に防食導電部材の薄い層を構造か、または酸防止及び／または腐食防止機能の金属部材の網状集電メッシュを被覆する。該薄膜電極１１は電気化学反応により電気を発生し、該集電メッシュ１２より外部に電気を出力する。該集電メッシュ１２はさらに、酸防止または腐食防止の保護処理を行い、燃料あるいは電気化学反応による集電メッシュ１２の破損を防止する。

流動板２は一種の板体構造であり、該板体の基材はＦＲ４基板、ＦＲ５基板、エポキシ樹脂基板、ガラスファイバー基板、セラミック基板、高分子プラスチック基板または複合材料の一種使用する。流動板２の第１表面２１および第２表面２２に燃料流路２３をそれぞれ設け、該燃料流路２３は流体案内構造を形成し、メタノール溶液などを該薄膜電極１１に流入する。

該回路素子３は第１表面２１または第２表面２２もしくはこの二つの２１、２２に設ける。該回路素子３は主に第１レイアウト導線３１、第１電子素子３２、センサー３３および第１電気インタフェース３４などを取り付ける。第１レイアウト導線３１は各第１電子素子３２、各センサー３３、第１電気インタフェース３４及び集電メッシュ１２と電気接続する。

該薄膜電極１１に向う燃料電池セル１の表面は、一つ以上の回路部品１３を設け。該電気回路素子１３の具体的な素子は第２レイアウット導線１３c、第２電子素子１３b及び第２電気インタフェース１３aである。該第１電気インタフェース３４と該第２電気インタフェース１３ａの接続により、流動板２に備える回路素子３を燃料電池セル１に備える回路部品１３と電気接続する。

上述該第１電子素子３２、該第２電子素子１３bに第一レイアウト導線、定電圧調節器、定電流調節器などを設け、第１レイアウト導線はロジック演算および制御能力を備えたマイクロプロセッサーを設ける。前記のセンサー３３は、濃度センサー、温度センサーなど特定の物理性質の素子を使用する。第１電気インタフェース３４は該第１電子素子３２と該センサー３３に他層の回路素子との接続を提供するのである。

図３に示すものは、本考案の電気インタフェースの電気素子が電気導通状態の局部断面図である。該流動板２の回路素子３と燃料電池セル１の回路素子１３は、電気インタフェース３４と電気インタフェース１３ａとの接触により、取り合い接続を実現する。

図４に示すものは、本考案の電気インタフェースの電気素子が電気導通状態変化例の局部断面図である。流動板２の回路素子３と燃料電池セル１の回路素子１３は導電性誘電パッド４により、第１電気インタフェース３４と燃料電池セル１の第２電気インタフェース１３ａと貼り合わせる。導電性誘電パッド４はエポキシ樹脂接着またはハンダペーストのいずれの接着を選択する。

図５に示すものは、本考案の燃料電池セルの立体分解図である。燃料電池セル１は上から下は、陽極集電層１２０Ａ、薄膜電極層１１０、陰極集電層１２０Ｂの順に取り付ける。燃料電池セル１はさらに、１枚以上の中間基板１３０を設け、該中間基板１３０はサンドイッチ方式により、陽極集電層１２０Ａと薄膜電極層１１０の間、またはサンドイッチ層を陰極集電層１２０Ｂと薄膜電極層１１０の間に設ける。陽極集電層１２０Ａに一つ以上の陽極集電メッシュ１２ａを設け、陰極集電層１２０Ｂに一つ以上の陰極集電メッシュ１２ｂを設ける。該陽極集電メッシュ１２ａと該陰極集電メッシュ１２ｂは、該集電部材１２に設ける。

前記の回路素子１３は陽極集電層１２０Ａの表面に設け、かつ、この表面は薄膜電極層１１０と向かい合う。または、前記の回路素子１３は陰極集電層１２０Ｂの表面に設け、かつ、この表面は薄膜電極層１１０と向かい合う。あるいは、これらの回路素子１３は中間基板１３０に設けても良い。

中間基板１３０に備える回路素子１３は、そのうち一つの回路素子１３を第３電気インタフェース１３ｄとして実施することができる。第３電気インタフェース１３ｄは金属接点またはコネクタを実施部品としても良い。

前記の陽極集電層１２０Ａまたは陰極集電層１２０Ｂは多層基板より積層のとき、該回路素子１３は一種のサンドイッチ構造により、複数の集電層に挟んで設ける。

前記の流動板２は、複数層の基板より積層するとき、回路素子３は一種のサンドイッチ構造により、複数の流動板２に挟んで設ける。

前記の回路素子導電性誘電パッドの品質変化を避けるため、貼り合わせた後、回路素子と導電性誘電パッドの表面にＡＢグルーなど、酸防止または腐食防止の保護処理を実施する。

本考案の回路素子付き燃料電池装置の回路素子はサンドイッチ構造により、中間層に設けて、燃料電池装置の表面層はなめらかに仕上げることができる。この点は本考案の効果および長所である。

本考案の回路素子付き燃料電池装置の立体分解図である。 本考案図１の燃料電池装置の立体概略図である。 本考案の電気インタフェースの回路素子が電気導通状態の局部断面図である。 本考案の電気インタフェースの回路素子が電気導通状態変化例の局部断面図である。 本考案の燃料電池セルの立体分解図である。

符号の説明

１ 燃料電池セル
１１ 薄膜電極
１１０ 薄膜電極層
１２ 集電メッシュ
１２ａ 陽極集電メッシュ
１２ｂ 陰極集電メッシュ
１３ 回路素子
１３ａ 第２電気インタフェース
１３ｂ 第２電子素子
１３ｃ 第２レイアウット導線
１３ｄ 第３電気インタフェース
１２０Ａ 陽極集電層
１３０ 中間基板
１２０Ｂ 陰極集電層
２ 流動板
２１ 第１表面
２２ 第２表面
２３ 燃料流路
３ 回路素子
３１ 第１レイアウト導線
３２ 第１電子素子
３３ センサー
３４ 第１電気インタフェース
４ 導電性誘電パッド
５１、５２ 側面導電層
５３ 導電物質
６１、６２ コネクタ
６３ 電気配線

Claims (16)

1. １枚以上の燃料電池セル、流動板及び一つ以上の回路素子を含み、
   １枚以上の燃料電池セルは、一層以上のプリント基板の積層により構成され、且つ一つ以上の薄膜電極、一つ以上の集電メッシュを含み、
   流動板は、板体構造であり、その表面に燃料の流路を設け、
   一つ以上の回路素子は、該流動板と該燃料電池セルとの間に設けることを特徴とする回路素子付き燃料電池装置。
2. 該燃料電池セルは、ＦＲ４基板、ＦＲ５基板、エポキシ樹脂基板、ガラスファイバー基板、セラミック基板、高分子プラスチック基板または複合材料のいずれを設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
3. 該流動板は、ＦＲ４基板、ＦＲ５基板、エポキシ樹脂基板、ガラスファイバー基板、セラミック基板、高分子プラスチック基板または複合材料のいずれを設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
4. 該回路素子は流動板の第１表面及び／または第２表面に設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
5. 該回路素子は該燃料電池セルの表面に設け、かつ、該表面は該流動板と積層することを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
6. 該回路素子は、レイアウト導線、電子素子、第一レイアウト導線、定電圧調節器、定電流調節器、センサーを含まれることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
7. 該回路素子は、一つ以上の第１電気インタフェースおよび一つ以上の第２電気インタフェースを含まれることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
8. 該第１電気インタフェースは、該流動板の第１表面及び／または第２表面に設け、該第２電気インタフェースは、該燃料電池セルの表面に設け、かつ、該表面は該流動板に積層することを特徴とする請求項７記載の回路素子付き燃料電池装置。
9. 該第１電気インタフェースは、該第２電気インタフェースに接触することを特徴とする請求項８記載の回路素子付き燃料電池装置。
10. 導電性誘電パッドは該第１電気インタフェースと該第２電気インタフェースと貼り合わせるほか、電気接続することを特徴とする請求項８記載の回路素子付き燃料電池装置。
11. 該燃料電池セルは、上部から下部に順次に取り付けて、
    陽極集電層は、一つ以上の陽極集電メッシュを設け、
    薄膜電極層は、該薄膜電極などを有し、
    陰極集電層は、一つ以上の陰極集電メッシュを設け、
    該陽極集電メッシュと該陰極集電メッシュより該集電部材を構成することを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
12. 該回路素子は、該薄膜電極層の向かい側に備える陽極集電層の表面及び／または該薄膜電極層の該陰極集電層の表面に設けることを特徴とする請求項１１記載の回路素子付き燃料電池装置。
13. 該燃料電池セルはさらに、一つ以上の薄膜電極層をサンドイッチ構造により、該薄膜電極層の間及び／または該陰極集電層と該薄膜電極層の間に設け、該薄膜電極層は該回路素子に設けることを特徴とする請求項１１記載の回路素子付き燃料電池装置。
14. 該回路素子は、第３電気電気インタフェースを含まれることを特徴とする請求項１３記載の回路素子付き燃料電池装置。
15. 該第３電気インタフェースは金属接点またはコネクタを設けることを特徴とする請求項１４記載の回路素子付き燃料電池装置。
16. 該流動板は、多層基板より積層し、該回路素子はサンドイッチ構造により該流動板内部に設けることを特徴とする請求項１記載の回路素子付き燃料電池装置。
    

Images