JP4505712B2 - Fuel tank for direct methanol fuel cell and direct methanol fuel cell system using the same - Google Patents

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Description

本発明は、例えばダイレクトメタノール方式の燃料電池システムにおいて液体燃料であるメタノールを貯蔵、供給する燃料タンクに関するものであり、さらには、かかる燃料タンクを備えた燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a fuel tank for storing and supplying methanol, which is a liquid fuel, in a direct methanol fuel cell system, for example, and further relates to a fuel cell system including such a fuel tank.

燃料電池は、例えば水素ガスやメタノール等の燃料流体と、酸化用流体(空気に含まれる酸素)とを電気化学的に反応させることにより発電を行う発電装置である。例えば、固体高分子型の燃料電池の場合、各発電体部分は、固体高分子からなる電解質膜を酸素側電極と燃料側電極とで挟み込んだ構造を有しており、酸素側電極には酸素を供給するために空気が供給され、燃料側電極には燃料流体が供給され、上記電気化学的な反応により発電が行われる。   A fuel cell is a power generation device that generates power by electrochemically reacting a fuel fluid such as hydrogen gas or methanol with an oxidizing fluid (oxygen contained in air). For example, in the case of a solid polymer type fuel cell, each power generator portion has a structure in which an electrolyte membrane made of a solid polymer is sandwiched between an oxygen side electrode and a fuel side electrode. Air is supplied to supply the fuel, fuel fluid is supplied to the fuel side electrode, and power generation is performed by the electrochemical reaction.

発電に際しては、固体高分子型の燃料電池では、イオン交換膜でありプロトン伝導体膜として機能する電解質膜中をイオン(プロトン)が移動し、酸素側電極の酸素と反応して電流が発生し、同時に酸素側電極では水が生成される。燃料電池の発電体部分は、電解質膜・電極複合体又はMEA(Membrane and Electrode Assembly)と呼ばれており、この電解質膜・電極複合体を燃料流体流路や空気流路が形成されたセパレータで挟み込んで発電セルとし、複数の発電セルを積層することで積層構造(スタック構造)の燃料電池が構成されている。   During power generation, in a polymer electrolyte fuel cell, ions (protons) move through an electrolyte membrane that is an ion exchange membrane and functions as a proton conductor membrane, and reacts with oxygen on the oxygen side electrode to generate a current. At the same time, water is generated at the oxygen side electrode. The power generator part of a fuel cell is called an electrolyte membrane / electrode assembly or MEA (Membrane and Electrode Assembly), and this electrolyte membrane / electrode assembly is a separator in which a fuel fluid channel and an air channel are formed. A fuel cell having a stacked structure (stacked structure) is configured by stacking a plurality of power generation cells.

上述の燃料電池は、発電により生成される生成物が水であり、環境を汚染することがないクリーンな電源として近年注目されており、例えば、電気自動車や住宅用電源システム等、大型のシステムにおいて実用化が期待されている一方、固体高分子型の燃料電池が小型、軽量であるという特徴を生かして、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型電子機器の電源としての応用も検討されている。   The above-described fuel cell has been attracting attention in recent years as a clean power source in which the product generated by power generation is water and does not pollute the environment. For example, in a large system such as an electric vehicle or a residential power system While it is expected to be put to practical use, taking advantage of the small size and light weight of the polymer electrolyte fuel cell, its application as a power source for portable electronic devices such as notebook personal computers is also being studied.

ところで、このような携帯型電子機器等に用いられる燃料電池においては、水素ガスに比べて取り扱いが容易なメタノールを燃料とするダイレクトメタノール方式の燃料電池システムが有利と考えられている。このダイレクトメタノール方式の燃料電池システムでは、電子機器に装着された燃料タンクを取り外し、燃料であるメタノールの補充を行った後、再び電子機器に装着し、燃料タンク内のメタノールを燃料電池に供給することで発電が行われる。   By the way, in a fuel cell used for such a portable electronic device or the like, a direct methanol fuel cell system using methanol as a fuel, which is easier to handle than hydrogen gas, is considered advantageous. In this direct methanol fuel cell system, the fuel tank attached to the electronic device is removed, and the fuel methanol is replenished. Then, the fuel cell system is attached to the electronic device again and the methanol in the fuel tank is supplied to the fuel cell. Power generation is performed.

そこで、内部のメタノールを弾性膜により押し出す構造の燃料タンクが提案されている(例えば、特許文献1や特許文献2等を参照)。この特許文献1には、伸縮自在の弾性膜を容器内にセットし、膜内に液体燃料を蓄えることにより、弾性膜の張力を利用して他のエネルギーを利用することなく液体燃料を排出する燃料タンクが開示されている。特許文献2には、タンク内にアルケン単量体もしくはアルカジェン単量体から構成される高分子材料からなる隔壁を設け、内側に燃料を蓄え、外側に吸水性材料を収納することで、吸水性材料が生成水を取り入れて膨張したときの圧力を利用して隔壁に圧力を加え、燃料供給を行うようにした燃料タンクが開示されている。
特開平4−223058号公報 特開2003−92128号公報
Therefore, a fuel tank having a structure in which internal methanol is pushed out by an elastic membrane has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In this Patent Document 1, a stretchable elastic membrane is set in a container, and liquid fuel is stored in the membrane, whereby the liquid fuel is discharged without using other energy by using the tension of the elastic membrane. A fuel tank is disclosed. In Patent Document 2, a partition made of a polymer material composed of an alkene monomer or an alkagen monomer is provided in a tank, fuel is stored inside, and a water absorbing material is stored outside, thereby absorbing water. There is disclosed a fuel tank in which fuel is supplied by applying pressure to a partition wall using a pressure when the material expands by taking in generated water.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-223058 JP 2003-92128 A

しかしながら、これら特許文献に記載される発明で使用されている弾性膜や隔壁は、液体燃料に対してある程度の透過性を有し、この中に直接メタノール等の液体燃料を貯蔵すると、その外表面から蒸散により少しずつ失われる虞れがある。   However, the elastic membranes and partition walls used in the inventions described in these patent documents have a certain degree of permeability to the liquid fuel, and when liquid fuel such as methanol is directly stored therein, the outer surface thereof is stored. May be lost little by little due to transpiration.

本発明は、このような従来技術の有する欠点を解消するために提案されたものであり、自己収縮力により円滑な燃料供給が可能であり、しかも液体燃料の蒸散を防止し液体燃料の損失を最小限に抑えることが可能なダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンクを提供することを目的とし、さらにはダイレクトメタノール型燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in order to eliminate such drawbacks of the prior art, and enables smooth fuel supply by the self-shrinking force, while preventing liquid fuel from evaporating and reducing liquid fuel loss. It aims at providing the fuel tank for direct methanol type fuel cells which can be minimized, and also aims at providing a direct methanol type fuel cell system.

本発明によるダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンクは、外装容器内に液体燃料を収容する内装容器が設けられてなる燃料タンクにおいて、内装容器は、フッ素系樹脂からなる隔壁と、その外側を包み込む伸縮性部材とから構成され、2重構造を有し外装容器は、クイックコネクターによって挟み込まれるかたちでホルダーに取り付けられ、ホルダーに内装容器の開口部が取り付けられると共に、ホルダーは、内装容器内に、液体燃料が流通される液体燃料流通孔が外周に複数形成された液体燃料流通管を備えたものである。
また、本発明のダイレクトメタノール型燃料電池システムは、燃料電池と、当該燃料電池に燃料である液体燃料を供給するダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンクを備えたものであり、燃料タンクとして、上記ダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンクをそれぞれ備えたものである。
A fuel tank for a direct methanol fuel cell according to the present invention is a fuel tank in which an interior container that contains liquid fuel is provided in an exterior container. The interior container includes a partition wall made of a fluorine-based resin, and an expansion and contraction that wraps outside the partition wall. It is composed of a sexual member has a double structure, the outer container is mounted in a holder in the form of being sandwiched by the quick connector, the holder opening of the inner container is attached to Rutotomoni, holder, the interior container The liquid fuel circulation pipe in which a plurality of liquid fuel circulation holes through which liquid fuel is circulated is formed on the outer periphery is provided.
Further, a direct methanol fuel cell system of the present invention, a fuel cell, which includes a fuel tank for a direct methanol fuel cell supplies the liquid fuel is a fuel to the fuel cell, as the fuel tank, the Each is provided with a fuel tank for a direct methanol fuel cell .

本発明のダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンクでは、メタノール等の液体燃料が収容される内装容器を2重構造とし、メタノールと直接接する部分にフッ素系樹脂からなる隔壁を配している。フッ素系樹脂は、メタノール等の液体燃料に対して透過性が少ない。
また、隔壁の外側は伸縮性部材により包み込まれているので、内装容器全体で見たときに、伸縮性が付与され、隔壁内に収容された液体燃料は、伸縮性部材の収縮力により押し出され、円滑な燃料供給が実現される。
加えて、内装容器内に、多数の液体燃料流通孔を有する液体燃料流通管を備えていることにより、液体燃料の残存量が僅かであっても小さな吸引力で吸い出すことが可能になる
In the fuel tank for a direct methanol fuel cell according to the present invention, an internal container for storing a liquid fuel such as methanol has a double structure, and a partition made of a fluorine-based resin is arranged at a portion in direct contact with methanol. The fluororesin has little permeability to liquid fuel such as methanol.
In addition, since the outer side of the partition wall is encased by a stretchable member, stretchability is imparted when viewed from the whole interior container, and the liquid fuel contained in the partition wall is pushed out by the contraction force of the stretchable member. Smooth fuel supply is realized.
In addition, by providing a liquid fuel circulation pipe having a large number of liquid fuel circulation holes in the interior container, even if the remaining amount of liquid fuel is small, it can be sucked out with a small suction force .

本発明によれば、液体燃料を収容する隔壁をフッ素系樹脂により形成しているので、メタノール等、液体燃料の透過による蒸散を少なくすることができる。したがって、経済的効果が得られるばかりでなく、安全面等においても有利である。また、本発明によれば、伸縮性部材によって液体燃料が収容される内装容器に伸縮性が付与されるので、その収縮力により円滑に燃料を供給することが可能である。特に、燃料電池システム側の燃料供給ポンプと組み合わせることで、速やかに燃料タンクから液体燃料を排出することができ、燃料電池に供給することができる。   According to the present invention, since the partition wall for storing the liquid fuel is formed of the fluororesin, transpiration due to permeation of the liquid fuel such as methanol can be reduced. Therefore, not only can an economic effect be obtained, it is also advantageous in terms of safety. Further, according to the present invention, since the stretchability is imparted to the interior container in which the liquid fuel is accommodated by the stretchable member, the fuel can be smoothly supplied by the contraction force. In particular, by combining with a fuel supply pump on the fuel cell system side, liquid fuel can be quickly discharged from the fuel tank and supplied to the fuel cell.

以下、本発明を適用した燃料タンク及び燃料電池システムの実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a fuel tank and a fuel cell system to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した燃料タンクの一例を示すものである。図1に示す燃料タンク1は、外装容器2と内装容器3とから構成され、2重構造を有するタンクである。外装容器2は、剛性を有する材料、例えばポリエチレン等の樹脂により形成されている。なお、これに限らず、外装容器2は、任意の材料で形成することができるが、取り扱い性や機器への装着性等を考えると、剛性を有する材料により形成することが好ましい。なお、外装容器2には、内装容器3が収縮した際の負圧を解消する目的で、空気孔2aが設けられている。   FIG. 1 shows an example of a fuel tank to which the present invention is applied. A fuel tank 1 shown in FIG. 1 is composed of an outer container 2 and an inner container 3 and has a double structure. The exterior container 2 is formed of a material having rigidity, for example, a resin such as polyethylene. The outer container 2 is not limited to this, and can be formed of any material, but it is preferable to form the outer container 2 with a material having rigidity in consideration of handleability, equipment mounting property, and the like. The outer container 2 is provided with air holes 2a for the purpose of eliminating the negative pressure when the inner container 3 contracts.

内装容器3は、それ自体2重構造を有し、内側の隔壁4と、外側を包み込む伸縮性部材であるバルーン5とから構成されている。したがって、内装容器3全体が、バルーン5の働きによって伸縮性を発揮するようになっている。   The interior container 3 itself has a double structure, and is composed of an inner partition wall 4 and a balloon 5 that is a stretchable member that wraps the outside. Therefore, the entire interior container 3 exhibits elasticity by the action of the balloon 5.

この内装容器3では、内側の隔壁4内にメタノール等の液体燃料が収容され、貯蔵される。すなわち、前記隔壁4が液体燃料と直接接することになる。ここで、隔壁4は、例えば透過性の低い四フッ化エチレン・パーフロロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)等のフッ素系樹脂により形成されている。   In the interior container 3, liquid fuel such as methanol is accommodated and stored in the inner partition wall 4. That is, the partition 4 is in direct contact with the liquid fuel. Here, the partition walls 4 are made of, for example, a fluorine-based resin such as a low-permeability ethylene tetrafluoride / perfluoroalkoxyethylene copolymer resin (PFA).

上記隔壁4は、外装容器2に対応した大きさを有している。すなわち、隔壁4の最大内容積は、外装容器2の内容積と同じか、それ以上とされており、隔壁4に液体燃料を充填した際には、隔壁4は、外装容器2の内周面に密着するまで拡張可能である。したがって、外装容器2のサイズに見合った容量を確保することが可能である。   The partition wall 4 has a size corresponding to the outer container 2. That is, the maximum inner volume of the partition wall 4 is equal to or greater than the inner volume of the outer container 2, and when the partition wall 4 is filled with liquid fuel, the partition wall 4 has an inner peripheral surface of the outer container 2. It can be expanded until it adheres to. Therefore, it is possible to ensure a capacity corresponding to the size of the outer container 2.

一方、バルーン5は、液体燃料と直接接することがないので、液体燃料の透過性等を考慮する必要がなく、伸縮性を有する材料を任意に選択して用いることができ、例えば、ラテックスゴム等を使用することができる。このバルーン5も、外装容器2の内周面に密着するまで伸張可能な大きさを有し、内装容器3内に貯蔵し得る液体燃料の容量を確保する上で妨げとならないようにしている。   On the other hand, since the balloon 5 is not in direct contact with the liquid fuel, it is not necessary to consider the permeability of the liquid fuel, and a material having elasticity can be arbitrarily selected and used. For example, latex rubber or the like Can be used. The balloon 5 also has a size that can be expanded until it comes into close contact with the inner peripheral surface of the outer container 2, and does not hinder the capacity of liquid fuel that can be stored in the inner container 3.

このように、本実施形態の燃料タンク1では、内装容器3において、液体燃料の透過性が少ないフッ素系樹脂を隔壁4に使用して液体燃料の蒸散を抑制し、その外側のバルーン5で包み込むことにより、隔壁4内に液体燃料を充填した時にバルーン5に生ずる張力で、隔壁4内の液体燃料に圧力を加え、その排出を促進している。   As described above, in the fuel tank 1 of the present embodiment, in the interior container 3, the fluorocarbon resin having a low liquid fuel permeability is used for the partition wall 4 to suppress the transpiration of the liquid fuel, and the outer balloon 5 wraps it. Thus, pressure is applied to the liquid fuel in the partition wall 4 by the tension generated in the balloon 5 when the partition wall 4 is filled with liquid fuel, and the discharge is promoted.

このとき、バルーン5によって加わる張力を調整し、隔壁4との密着性を維持するために、図2に拡大して示すように、バルーン5には、多数の空気抜き孔5aが形成されている。空気抜き孔5aの大きさを大きくし、あるいは数を増やすことで、バルーン5の張力は次第に低下する。そこで、適正な張力が隔壁4に加わるように、バルーン5に形成される空気抜き孔5aのサイズや数を調節する。また、この空気抜き孔5aは、バルーン5と隔壁4との密着性を確保する上でも有用である。隔壁4は、伸縮性を有していないため、収縮状態ではシワ等が多く、拡張されるに伴って外周面が平坦化してくる。このとき、バルーン5に空気抜き孔5aを形成しておけば、隔壁4のシワ等の間に入り込んでいた空気を空気抜き孔5aから速やかに逃がすことができ、隔壁4の拡張に伴って、バルーン5も隔壁4に密着して伸張される。   At this time, in order to adjust the tension applied by the balloon 5 and maintain the adhesion to the partition wall 4, the balloon 5 is formed with a large number of air vent holes 5a as shown in FIG. By increasing the size or increasing the number of the air vent holes 5a, the tension of the balloon 5 gradually decreases. Therefore, the size and number of air vent holes 5a formed in the balloon 5 are adjusted so that appropriate tension is applied to the partition wall 4. Further, the air vent hole 5 a is also useful for ensuring the adhesion between the balloon 5 and the partition wall 4. Since the partition wall 4 does not have elasticity, there are many wrinkles or the like in the contracted state, and the outer peripheral surface is flattened as it is expanded. At this time, if the air vent hole 5a is formed in the balloon 5, the air that has entered between the wrinkles of the partition wall 4 can be quickly released from the air vent hole 5a. Is stretched in close contact with the partition wall 4.

燃料タンク1は、内装容器3内のメタノールを燃料電池システム側に取り出すため及び内装容器3にメタノールを供給する為のクイックコネクター6とホルダー9に挟み込まれており、このクイックコネクター6は、燃料電池システム側のコネクタと連結され、燃料流路を構成する。したがって、内装容器3内の液体燃料は、クイックコネクター6を通して燃料電池システム側の液体燃料供給ポンプによって吸い上げられ、燃料電池に供給される。   The fuel tank 1 is sandwiched between a quick connector 6 and a holder 9 for taking out methanol in the inner container 3 to the fuel cell system side and supplying methanol to the inner container 3, and this quick connector 6 is connected to the fuel cell. It is connected to the system-side connector and constitutes a fuel flow path. Accordingly, the liquid fuel in the interior container 3 is sucked up by the liquid fuel supply pump on the fuel cell system side through the quick connector 6 and supplied to the fuel cell.

内装容器3は、このホルダー9に取り付けられる。その外周面にOリング7によって内装容器3(隔壁4及びバルーン5)が気密性を保って取り付けられている。Oリング7によるシール部分では、外装容器2の内径が小さくされており、外周容器2の内周面でOリング7が押圧され、シール性を増すように工夫されている。   The interior container 3 is attached to the holder 9. An inner container 3 (partition wall 4 and balloon 5) is attached to the outer peripheral surface of the inner container 3 with an O-ring 7 while maintaining airtightness. In the sealed portion by the O-ring 7, the inner diameter of the outer container 2 is made small, and the O-ring 7 is pressed by the inner peripheral surface of the outer peripheral container 2 to improve the sealing performance.

上記ホルダー9は、内装容器3内に挿入される液体燃料流通管8を備えており、液体燃料は、この液体燃料流通管8を通して内装容器3内に充填され、あるいは排出される。ここで、隔壁4は、伸縮性のないフィルムで形成されており、中の液体燃料を最後まで取り出そうとすると、隔壁4にシワやたるみが生じ、バルーン5の収縮力も伝わらなくなるので、例えば燃料電池システム側の燃料供給ポンプ等で吸い出すのに大きな吸引力が必要となる。   The holder 9 includes a liquid fuel circulation pipe 8 inserted into the interior container 3, and the liquid fuel is filled or discharged into the interior container 3 through the liquid fuel circulation pipe 8. Here, the partition wall 4 is formed of a non-stretchable film. If the liquid fuel therein is taken out to the end, wrinkles and sagging occur in the partition wall 4 and the contraction force of the balloon 5 is not transmitted. A large suction force is required to suck out by the fuel supply pump on the system side.

そこで、本実施形態の燃料タンク1では、上記液体燃料流通管8をフッ素樹脂(PFA)により形成するとともに、多数の液体燃料流通孔8aを設けている。このような外周孔あきチューブを液体燃料流通孔8aとして配することにより、液体燃料の残存量が僅かであっても、小さな吸引力で吸い出すことが可能になる。   Therefore, in the fuel tank 1 of the present embodiment, the liquid fuel circulation pipe 8 is formed of fluororesin (PFA) and a large number of liquid fuel circulation holes 8a are provided. By disposing such an outer perforated tube as the liquid fuel circulation hole 8a, it is possible to suck out with a small suction force even if the remaining amount of liquid fuel is small.

以上のような構成の燃料タンク1では、内装容器3を2重構造とし、液体燃料を収容する隔壁4をフッ素系樹脂により形成しているので、メタノール等、液体燃料の透過による蒸散を少なくすることができる。したがって、経済的効果が得られるばかりでなく、安全面等においても有利である。また、本実施形態の燃料タンク1では、伸縮性部材であるバルーン5によって液体燃料が収容される内装容器3に伸縮性が付与されるので、その収縮力により最後まで円滑に燃料を供給することが可能である。   In the fuel tank 1 configured as described above, the inner container 3 has a double structure, and the partition wall 4 containing the liquid fuel is formed of a fluorine-based resin, so that transpiration due to permeation of liquid fuel such as methanol is reduced. be able to. Therefore, not only can an economic effect be obtained, it is also advantageous in terms of safety. Further, in the fuel tank 1 of the present embodiment, since the stretchability is imparted to the interior container 3 in which the liquid fuel is accommodated by the balloon 5 that is a stretchable member, the fuel is smoothly supplied to the end by the contraction force. Is possible.

上述の構成を有する燃料タンクは、図3に示すような燃料電池システムに組み込むことができる。以下、この燃料電池システムについて説明する。   The fuel tank having the above-described configuration can be incorporated in a fuel cell system as shown in FIG. Hereinafter, this fuel cell system will be described.

本例の燃料電池システムは、発電を行う燃料電池スタック11と、燃料電池スタック11に空気を供給する空気供給系、燃料を供給する燃料供給系、水処理機構、これらを制御する制御コントローラ12、燃料電池スタック11の発電電力により駆動されるDC−DCコンバータ13及び負荷14等から構成される。   The fuel cell system of this example includes a fuel cell stack 11 that generates power, an air supply system that supplies air to the fuel cell stack 11, a fuel supply system that supplies fuel, a water treatment mechanism, a control controller 12 that controls these, It is composed of a DC-DC converter 13 driven by power generated by the fuel cell stack 11, a load 14, and the like.

空気供給系としては、空気供給ポンプ15を備え、燃料供給系としては、メタノールタンク16、メタノール供給ポンプ17、燃料混合器18、及び燃料水溶液循環ポンプ19とを備えている。このメタノールタンク16に、先に説明した構造の燃料タンクを用いる。水処理機構は、気液分離器20、水分貯蔵器21、及び処理装置22を備え、これらに付帯して電磁バルブ23、二酸化炭素除去器24等が設けられている。   The air supply system includes an air supply pump 15, and the fuel supply system includes a methanol tank 16, a methanol supply pump 17, a fuel mixer 18, and a fuel aqueous solution circulation pump 19. As the methanol tank 16, the fuel tank having the structure described above is used. The water treatment mechanism includes a gas-liquid separator 20, a moisture reservoir 21, and a treatment device 22, and an electromagnetic valve 23, a carbon dioxide remover 24, and the like are attached thereto.

上述の構成を有する燃料電池システムでは、メタノール供給ポンプ17は、メタノールタンク16からメタノールを吸い上げて燃料混合器18に供給する。このとき、メタノールタンク16の内装容器における収縮力による押し出しと、メタノール供給ポンプ17による吸い上げにより、メタノールタンク16から円滑にメタノールが供給される。   In the fuel cell system having the above-described configuration, the methanol supply pump 17 sucks methanol from the methanol tank 16 and supplies it to the fuel mixer 18. At this time, methanol is smoothly supplied from the methanol tank 16 by pushing out by the contraction force in the interior container of the methanol tank 16 and sucking up by the methanol supply pump 17.

燃料水溶液循環ポンプ19は、メタノールと水分とを混合して燃料水溶液を生成する燃料混合器18から燃料電池スタック11に燃料水溶液を供給する。燃料電池スタック11で消費された燃料水溶液は、二酸化炭素除去器24を備えた燃料混合器18に循環され、再度燃料水溶液循環ポンプ19によって燃料電池スタック11に供給される。二酸化炭素除去器24を備えた燃料混合器18は、燃料電池スタック11によって排出された排出液体から二酸化炭素を分離して処理装置22に送り、処理装置22は二酸化炭素を大気中に排出する。メタノールの如き液体燃料を用いた燃料電池システムにおいては、液体燃料そのものが燃料電池の冷却媒体であり、燃料電池システムは別途冷却流路を必要としない。また、液体燃料を用いた燃料電池システムは、液体燃料自身が非圧縮性を有することから水素ガスの如き気体の燃料を用いる場合に比べて背圧弁が不要となる利点を有する。   The aqueous fuel solution circulation pump 19 supplies the aqueous fuel solution to the fuel cell stack 11 from the fuel mixer 18 that mixes methanol and moisture to generate the aqueous fuel solution. The aqueous fuel solution consumed in the fuel cell stack 11 is circulated to the fuel mixer 18 provided with the carbon dioxide remover 24 and is supplied to the fuel cell stack 11 again by the aqueous fuel solution circulation pump 19. The fuel mixer 18 equipped with the carbon dioxide remover 24 separates carbon dioxide from the discharged liquid discharged by the fuel cell stack 11 and sends it to the processing device 22, which discharges the carbon dioxide into the atmosphere. In a fuel cell system using a liquid fuel such as methanol, the liquid fuel itself is a cooling medium for the fuel cell, and the fuel cell system does not require a separate cooling channel. In addition, the fuel cell system using liquid fuel has an advantage that a back pressure valve is not required as compared with the case of using gaseous fuel such as hydrogen gas because the liquid fuel itself is incompressible.

空気供給ポンプ15は、酸化剤である空気を大気から取り込んで燃料電池スタック11に供給する。燃料電池スタック11で発電に用いられた空気は、気液分離器20によって水分と分離され、処理装置22を介して大気中に排出される。分離された水分は水分貯蔵器21に貯蔵された後、燃料混合器18に送られて燃料水溶液の生成に利用される。また、水分貯蔵器21と燃料混合器18との間に設けられる電磁バルブ23は、水分貯蔵器21から燃料混合器18へ供給される水の供給量を調整する。   The air supply pump 15 takes in air as an oxidant from the atmosphere and supplies it to the fuel cell stack 11. The air used for power generation in the fuel cell stack 11 is separated from moisture by the gas-liquid separator 20 and discharged into the atmosphere via the processing device 22. The separated water is stored in the water reservoir 21 and then sent to the fuel mixer 18 where it is used to generate an aqueous fuel solution. The electromagnetic valve 23 provided between the moisture reservoir 21 and the fuel mixer 18 adjusts the amount of water supplied from the moisture reservoir 21 to the fuel mixer 18.

また、燃料電池スタック11に接続されるDC−DCコンバータ13と、DC−DCコンバータ13に接続される負荷14は、燃料電池スタック11から電力を取り出すことにより、駆動される。制御コントローラ12は、燃料電池システムを構成する各装置の駆動を制御する。   Further, the DC-DC converter 13 connected to the fuel cell stack 11 and the load 14 connected to the DC-DC converter 13 are driven by taking out power from the fuel cell stack 11. The controller 12 controls driving of each device constituting the fuel cell system.

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明がこれら実施形態に限られるものではないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各実施形態は、燃料としてメタノールを使用する場合を例にして説明したが、炭化水素系燃料等、液体燃料を用いる燃料電池システムの燃料タンク全般に適用することが可能である。   As mentioned above, although specific embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not restricted to these embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, each embodiment has been described with reference to the case where methanol is used as the fuel. However, the embodiments can be applied to all fuel tanks of fuel cell systems using liquid fuel such as hydrocarbon fuel.

本発明を適用した燃料タンクの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the fuel tank to which this invention is applied. 内装容器を拡大して示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which expands and shows an interior container. 燃料電池システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a fuel cell system.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料タンク
2 外装容器
3 内装容器
4 隔壁
5 バルーン
5a 空気抜き孔
6 クイックコネクター
8 液体燃料流通管
8a 液体燃料流通孔
9 ホルダー
11 燃料電池スタック
16 メタノールタンク
17 メタノール供給ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel tank 2 Exterior container 3 Interior container 4 Partition 5 Balloon 5a Air vent hole 6 Quick connector 8 Liquid fuel circulation pipe 8a Liquid fuel circulation hole 9 Holder 11 Fuel cell stack 16 Methanol tank 17 Methanol supply pump

Claims (11)

外装容器内に液体燃料を収容する内装容器が設けられてなる燃料タンクにおいて、
前記内装容器は、フッ素系樹脂からなる隔壁と、その外側を包み込む伸縮性部材とから構成され、2重構造を有し、
前記外装容器は、クイックコネクターによって挟み込まれるかたちでホルダーに取り付けられ、
前記ホルダーに前記内装容器の開口部が取り付けられると共に、前記ホルダーは、前記内装容器内に、液体燃料が流通される液体燃料流通孔が外周に複数形成された液体燃料流通管を備えた
ダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンク。
In a fuel tank provided with an interior container that contains liquid fuel in the exterior container,
The interior container is composed of a partition made of a fluorine-based resin and a stretchable member that wraps the outside thereof, and has a double structure,
The outer container is attached to the holder in a form sandwiched between quick connectors,
The interior container opening is attached in Rutotomoni to the holder, the holder is in the interior container, the liquid fuel flow holes in which liquid fuel is circulated is provided with a liquid fuel flow pipe which is plurally formed on the outer periphery
Fuel tank for direct methanol fuel cell .
記伸縮性部材は、ラテックスゴムからなるバルーンである、請求項1に記載のダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンク。 Before SL elastic member is a balloon made of latex rubber, a direct methanol fuel cell fuel tank according to claim 1. 記伸縮性部材には、空気抜き孔が形成されている、請求項1に記載のダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンク。 The front Symbol elastic member, an air vent hole is formed, a direct methanol fuel cell fuel tank according to claim 1. 記隔壁は、前記外装容器の大きさに対応する大きさを有し、前記伸縮性部材は、前記外装容器の大きさに対応して拡張可能である、請求項1に記載のダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンク。 Before SL septum, said has a size corresponding to the size of the outer container, the elastic member, the possible extension corresponding to the magnitude of the external container, direct methanol according to claim 1 Fuel tank for fuel cells . 記液体燃料流通管は、フッ素樹脂により形成されている、請求項1に記載のダイレクトメタノール型燃料電池用燃料タンク。 Before SL liquid fuel circulation pipe is formed by a fluororesin, a direct methanol fuel cell fuel tank according to claim 1. 燃料電池と、当該燃料電池に燃料である液体燃料を供給する燃料タンクを備えた燃料電池システムにおいて、
前記燃料タンクは、外装容器内に液体燃料を収容する内装容器が設けられてなる燃料タンクであって、
前記内装容器は、フッ素系樹脂からなる隔壁と、その外側を包み込む伸縮性部材とから構成され、2重構造を有し、
前記外装容器は、クイックコネクターによって挟み込まれるかたちでホルダーに取り付けられ、
前記ホルダーに前記内装容器の開口部が取り付けられると共に、前記ホルダーは、前記内装容器内に、液体燃料が流通される液体燃料流通孔が外周に複数形成された液体燃料流通管を備えた
ダイレクトメタノール型燃料電池システム。
In a fuel cell system including a fuel cell and a fuel tank that supplies liquid fuel that is fuel to the fuel cell,
The fuel tank is a fuel tank provided with an interior container that contains liquid fuel in an exterior container,
The interior container is composed of a partition made of a fluorine-based resin and a stretchable member that wraps the outside thereof, and has a double structure,
The outer container is attached to the holder in a form sandwiched between quick connectors,
The interior container opening is attached in Rutotomoni to the holder, the holder is in the interior container, the liquid fuel flow holes in which liquid fuel is circulated is provided with a liquid fuel flow pipe which is plurally formed on the outer periphery
Direct methanol fuel cell system.
記伸縮性部材は、ラテックスゴムからなるバルーンである、請求項6に記載のダイレクトメタノール型燃料電池システム。 Before SL elastic member is a balloon made of latex rubber, a direct methanol fuel cell system according to claim 6. 記伸縮性部材には、空気抜き孔が形成されている、請求項6に記載のダイレクトメタノール型燃料電池システム。 The front Symbol elastic member, an air vent hole is formed, a direct methanol fuel cell system according to claim 6. 記隔壁は、前記外装容器の大きさに対応する大きさを有し、前記伸縮性部材は、前記外装容器の大きさに対応して拡張可能である、請求項6に記載のダイレクトメタノール型燃料電池システム。 Before SL septum, said has a size corresponding to the size of the outer container, the elastic member, the possible extension corresponding to the magnitude of the external container, direct methanol according to claim 6 Fuel cell system. 前記燃料タンク内の液体燃料を燃料電池に供給する液体燃料供給ポンプを備え、前記液体燃料供給ポンプによる吸引と、前記燃料タンクの伸縮部材の収縮力による押し出しにより、前記燃料タンクから液体燃料が排出される、請求項に記載のダイレクトメタノール型燃料電池システム。 A liquid fuel supply pump for supplying the liquid fuel in the fuel tank to the fuel cell, and the liquid fuel is discharged from the fuel tank by suction by the liquid fuel supply pump and extrusion by a contraction force of the expansion and contraction member of the fuel tank; The direct methanol fuel cell system according to claim 6 . 前記燃料タンクの伸縮部材の収縮力による押し出しにより、前記燃料タンクから液体燃料が排出される、請求項に記載のダイレクトメタノール型燃料電池システム。 The direct methanol fuel cell system according to claim 6 , wherein liquid fuel is discharged from the fuel tank by pushing out by a contraction force of the expansion and contraction member of the fuel tank.
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