JP4984120B2

JP4984120B2 - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP4984120B2
Application number: JP2006258712A
Authority: JP
Inventors: 知明森川
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2026-09-25
Also published as: JP2008078078A

Description

この発明は燃料電池システムに係り、特に燃料電池システム中の燃料電池スタックのカソード生成水を回収する回収容器部分の構造を最適化し、システムの信頼性向上及び有害成分の効率的な除去を行う燃料電池システムに関するものである。

燃料電池システムは、アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタックと、高濃度の液体燃料を貯蔵する第１タンクと、前記高濃度の液体燃料を希釈する第２タンクと、この第２タンクに供給するための水を貯蔵する第３タンクとを備えている。
そして、前記アノードに対して第２タンクで希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電するものである。
このとき、液体燃料としては、例えばメタノールやエタノールなどの低級アルコール、及びギ酸などの有機酸がある。

特許第３７４８４１７号公報

ところで、従来の燃料電池システムにおいては、上述の特許文献１に開示されるものがある。
このとき、この特許文献１には、直接型メタノール燃料電池システムから系外へと排出される有害成分（「反応副生成物」、「揮発メタノール」など）を回収し、再利用する技術が開示されている。
つまり、この特許文献１においては、カソード出口からの排出物及び二酸化炭素排出のための配管をカソード回収容器の液面以下に導入し、気液接触させることで、生成水中に有害成分を溶かして回収し、燃料として再利用するものである。
このとき、上記の特許文献１においては、カソード回収容器における具体的な気泡の出口位置について何ら言及されていないため、気液接触により燃料電池システムが不安定になることや、有害物質の回収がほとんどされない場合がある。
この結果、回収水を燃料回収容器に供給するポンプが上述した気泡を吸い込み、噛み込むことで、送液状態が悪化し、燃料電池システムの出力の低下や燃料電池システムの故障を招くおそれがあるという不都合がある。

また、上述したポンプだけでなく、カソード回収容器内の水量を検知するセンサの種類によっては、センサに気泡が付着したり、センサに気泡が衝突したりすることにより、センサを誤作動させてしまうおそれもあり、これも燃料電池システムの信頼性を損なう原因となるという不都合がある。

更に、気泡出口位置や水位によっては、気液接触時間が短く、ほとんど回収水中に有害物質を溶かし出すことができない場合がある。
これに対して、上記の特許文献１の請求項４部分などにおいては、効果的に有害物を回収水内に溶かし出す技術として、気液分離膜を用いる技術が開示されている。
しかし、この開示される技術においては、容器構成部品が増加する上、仕切り板が両壁を滑らかに稼働可能、かつ気体の密閉性という要求が新たに浮上し、燃料電池システムのコストアップを招きかねないという不都合がある。

この発明の目的は、ポンプの動作不良やセンサの誤動作を防ぎ、安定した有害物質除去効果を維持することで、信頼性と安全性が向上した燃料電池システムを実現することにある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタックと、高濃度の液体燃料を貯蔵する第１タンクと、前記高濃度の液体燃料を希釈する第２タンクと、この第２タンクに供給するための水を貯蔵する第３タンクとを備え、前記アノードに対して第２タンクで希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電する燃料電池システムにおいて、前記第２タンク内のガス成分を第３タンク内に収容される水によりバブリングさせるために、前記第２タンクの液面よりも上部と前記第３タンクの水面よりも下部とを接続する第１接続管を設け、前記第３タンク内に収容されている水を前記第２タンク内に圧送するために、前記第３タンクの水面よりも下部と前記第２タンクの液面よりも上部とを接続する第２接続管を設け、前記第３タンクに、前記第１接続管と接続する第１接続口部と、前記第２接続管と接続する第２接続口部とを形成し、前記第３タンク内部は、仕切り板により第１接続口部側と第２接続口部側とに仕切られており、前記燃料電池スタックのカソードと、第３タンクの仕切り板より第１接続口部側とを接続する第３接続管を設け、前記カソードから排出される水が第３タンクの第１接続口部側に収容されるとともに、この第３タンクの第１接続口部側を冷却する冷却機構を設け、この冷却機構は、第３接続管の途中に設けられた凝縮器を冷却するためのファンの吸込風により第３タンクを冷却する空冷構造を備えていることを特徴とする。
また、アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタックと、高濃度の液体燃料を貯蔵する第１タンクと、前記高濃度の液体燃料を希釈する第２タンクと、この第２タンクに供給するための水を貯蔵する第３タンクとを備え、前記アノードに対して第２タンクで希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電する燃料電池システムにおいて、前記第２タンク内のガス成分を第３タンク内に収容される水によりバブリングさせるために、前記第２タンクの液面よりも上部と前記第３タンクの水面よりも下部とを接続する第１接続管を設け、前記第３タンク内に収容されている水を前記第２タンク内に圧送するために、前記第３タンクの水面よりも下部と前記第２タンクの液面よりも上部とを接続する第２接続管を設け、前記第３タンクに、前記第１接続管と接続する第１接続口部と、前記第２接続管と接続する第２接続口部とを形成し、前記第３タンク内部は、仕切り板により第１接続口部側と第２接続口部側とに仕切られており、前記燃料電池スタックのカソードと、第３タンクの仕切り板より第１接続口部側とを接続する第３接続管を設け、前記カソードから排出される水が第３タンクの第１接続口部側に収容されるとともに、この第３タンクの第１接続口部側を冷却する冷却機構を設け、この冷却機構は、前記カソードに対して空気を供給するエアポンプの吸い込み風により、第３タンクを冷却する空冷構造を備えていることを特徴とする。

この本発明によれば、第３タンクの水を第２タンクへポンプを用いて送る場合において、圧送される水はバブリングエリアである第３タンクの第１接続口部側とは仕切られたエリアの水が使用されるため、ポンプが気泡を吸うことがない。これにより、ポンプの動作不良を防ぐことができるので、ポンプの流量を常に一定に保つことが可能となり、燃料電池システムの信頼性向上に貢献できる。

上述の如く発明したことにより、第１接続管によって第２タンクの液面よりも上部と第３タンクの水面よりも下部とを接続して第２タンク内のガス成分を第３タンク内に収容される水によりバブリングさせるとともに、第２接続管によって第３タンクの水面よりも下部と第２タンクの液面よりも上部とを接続して第３タンク内に収容されている水を第２タンク内に圧送し、第３タンク内部を仕切り板により第１接続口部側と第２接続口部側とに仕切り、第３タンクの水を第２タンクへポンプを用いて送る場合において、圧送される水としてバブリングエリアである第３タンクの第１接続口部側とは仕切られたエリアの水を使用し、ポンプが気泡を吸うことをなくし、ポンプの故障を回避して、ポンプ流量を一定に保ち、システムの信頼性向上に貢献している。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１及び図２はこの発明の第１実施例を示すものである。
図２において、１は燃料電池システムである。
この燃料電池システム１は、アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタック２と、高濃度の液体燃料（例えばメタノール。）を貯蔵する第１タンクである燃料タンク３と、前記高濃度の液体燃料を希釈する第２タンクである希釈タンク４と、この希釈タンク４に供給するための水を貯蔵する第３タンクである水タンク５とを備えている。
そして、前記燃料電池システム１は、前記アノードに対して希釈タンク４で希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電を行うものである。

また、前記燃料電池システム１に、図２に示す如く、前記希釈タンク４内のガス成分を水タンク５内に収容される水によりバブリングさせるために、前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部と前記水タンク５の水面５ｆよりも下部とを接続する第１接続管６を設け、前記水タンク５内に収容されている水を前記希釈タンク４内に圧送するために、前記水タンク５の水面５ｆよりも下部と前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部とを接続する第２接続管７を設ける。
そして、前記第３タンクである水タンク５に、前記第１接続管６と接続する第１接続口部８と、前記第２接続管７と接続する第２接続口部９とを形成し、前記水タンク５内部は、仕切り板１０により第１接続口部８側と第２接続口部９側とに仕切られている構成とする。

詳述すれば、前記燃料電池システム１に、図２に示す如く、前記燃料電池スタック２のカソードと、水タンク５の仕切り板１０より第１接続口部８側とを接続する第３接続管１１を設け、前記カソードから排出される水が、水タンク５の第１接続口部８側に収容される。

このとき、前記燃料電池システム１は、図１及び図２に示す如く、前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部と前記水タンク５の水面５ｆよりも下部とを接続する第１接続管６と、前記水タンク５の水面５ｆよりも下部と前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部とを接続する第２接続管７と、前記燃料電池スタック２のカソードと水タンク５の仕切り板１０より第１接続口部８側とを接続する第３接続管１１とを有する。
前記第１接続管６は、希釈タンク４内のガス成分を水タンク５の水面５ｆ下に排出するためのものである。
前記第２接続管７は、前記水タンク５内で回収された燃料電池スタック２のカソードから排出された生成水(以降、カソード回収水と表記する。)を希釈タンク４に送液するためのものである。
前記第３接続管１１は、前記燃料電池スタック２のカソード回収水を水タンク５内で回収させるためのものである。
また、前記燃料電池システム１は、図２に示す如く、前記燃料タンク３に高濃度の液体燃料を貯蔵するための供給用の第４接続管１２と、燃料タンク３内の高濃度の液体燃料を前記希釈タンク４に供給するための第５接続管１３と、希釈タンク４内の希釈された液体燃料を前記燃料電池スタック２のアノードに供給するための第６接続管１４と、この燃料電池スタック２のアノードからの残余の希釈された液体燃料を希釈タンク４内に戻すための第７接続管１５と、前記燃料電池スタック２のカソードに空気を送り込むための第８接続管１６と、前記水タンク５の外部排気用の第９接続管１７とを有している。
そして、前記第２接続管７途中には、圧送用の第１ポンプ１８が介設されている。
また、前記第３接続管１１の途中には凝縮器２７が介設されている。この凝縮器２７を冷却するためにファン２８が設けられている。前記ファン２８の稼動により、前記凝縮器２７が冷却されることによって、前記カソードから排出される生成水のうちの水蒸気成分が凝縮され、水タンク５に回収される生成水量が増加する。
更に、前記第５接続管１３途中には、圧送用の第２ポンプ２０が介設されている。
更にまた、前記第６接続管１４途中には、圧送用の第３ポンプ２１が介設されている。
また、前記第８接続管１６途中には、空気圧送用のエアポンプ２２が介設されている。
更に、前記第９接続管１７途中には、有害物質除去用の排気フィルタ２３が介設されている。

前記水タンク５は、図１に示す如く、前記仕切り板１０により第１接続口部８側（図１において右側）と第２接続口部９側（図１において左側）とに仕切られている構成を有している。
つまり、仕切り板１０は、水タンク５の底面から上面に向かって延び、水タンク５内を第１接続口部８側と第２接続口部９側との２つの領域に区画している。
このとき、第１接続口部８及び第２接続口部９は、前記水タンク５の水面５ｆよりも下部とするために、水タンク５の底面近傍に設けられている。
そして、この水タンク５には、前記燃料電池スタック２のカソードと第３接続管１１によって接続するために、水タンク５の仕切り板１０より第１接続口部８側、つまり、図１おいて右側かつ上面位置に第３接続口部２４が設けられている。
また、前記水タンク５には、水タンク５内の外部排気を行うために前記第９接続管１７に接続する第４接続口部２５が上面位置に設けられている。
なお、符号２６は、前記水タンク５内の仕切り板１０より第２接続口部９側、つまり図１における左側において、水タンク５の水位を検出するように配設される水位センサである。

次に作用を説明する。

まず、前記燃料電池システム１においては、図２に示す如く、前記第４接続管１２によって高濃度の液体燃料を貯蔵する前記燃料タンク３から、前記第５接続管１３及び前記第２ポンプ２０を介して、希釈タンク４に高濃度の液体燃料が圧送される。
また、前記水タンク５内の水は、図１及び図２に示す如く、前記第２接続口部９及び前記第２接続管７、第１ポンプ１８を介して、前記希釈タンク４に圧送される。
そして、前記第６接続管１４及び前記第３ポンプ２１によって、前記燃料電池スタック２のアノードに対して前記希釈タンク４で希釈された液体燃料を供給する。
このとき、前記エアポンプ２２及び前記第８接続管１６によって、前記燃料電池スタック２のカソードに対して空気を供給し、前記燃料電池スタック２において発電を行う。

そして、この燃料電池スタック２における発電後において、燃料電池スタック２のアノードからの残余の希釈された液体燃料は、図２に示す如く、前記第７接続管１５によって、前記希釈タンク４内に戻される。
また、前記燃料電池スタック２のカソード回収水は、図２に示す如く、前記第３接続管１１によって、前記水タンク５内で回収される。
このとき、前記第３接続管１１途中に設けられた凝縮器２７を、ファン２８により冷却するため、カソードから排出される水成分の回収量が増加する。
更に、水タンク５内においては、前記第９接続管１７によって、排気フィルタ２３を介して外部排気が行われる。

また、前記燃料電池システム１において、前記希釈タンク４内のガス成分は、図１及び図２に示す如く、前記第１接続管６によって前記水タンク５に送られる。
このとき、第１接続管６は、前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部と前記水タンク５の水面５ｆよりも下部に位置する第１接続口部８とを接続しているため、前記第１接続管６によって前記水タンク５に送られた前記希釈タンク４内のガス成分は、第１接続口部８によって、図１おいて右側である前記水タンク５の仕切り板１０より第１接続口部８側に投入され、水タンク５内の第１接続口部８側に収容された水によりバブリングされることで、ガス成分中の有害物質(揮発メタノール、ホルムアルデヒド、ギ酸など)が収容水中に溶解することにより、外部排気中からは除去される。

更に、前記燃料電池システム１において、前記燃料電池スタック２のカソード回収水が、前記第３接続管１１によって、前記水タンク５内で回収される際には、図１に示す如く、前記仕切り板１０により仕切られた前記水タンク５の第１接続口部８側に投入される。
つまり、前記燃料電池スタック２からのカソード回収水を前記水タンク５の第１接続口部８側に投入する構成としている。

このため、前記水タンク５の第２接続口部９側の水位の変化に関係なく、前記仕切り板１０によってバブリング部位である水タンク５の第１接続口部８側の水位を一定に保つことができ、気液接触時間が水タンク５の第２接続口部９側の水位に関わらず一定となり、水位が早く回復し、有害物質の除去効果が低下するおそれがない。
また、搭載する車両に伴って前記水タンク５が傾斜したり、転倒してバブリング部位の水位が減少した際でも、上述した前記水タンク５の第１接続口部８側に投入する構成によって、バブリング部位である水タンク５の第１接続口部８側から水が溜まり始めるため、有害物質の除去効果の回復を早くすることができる。
更に、前記水タンク５内を仕切り板１０によって第１接続口部８側と第２接続口部９側とに仕切っているため、前記水タンク５内の水が、前記第２接続口部９及び前記第２接続管７、第１ポンプ１８を介して、前記希釈タンク４に圧送される際に、第１ポンプ１８が第１接続口部８側で発生する気泡を吸い込むおそれがなく、ポンプの故障や流量の不安定等の不具合が解消される。
すなわち、前記燃料電池システム１の安全性及び信頼性を確保することができるものである。
更にまた、前記水タンク５内の仕切り板１０より第２接続口部９側、つまり図１において左側に前記水位センサ２６を配設することにより、前記水位センサ２６に気泡が触れたり、気泡が付着したりすることもなくなるため、水位センサ２６の誤検知がなくなり、同様に、燃料電池システムの信頼性を確保することができる。

これにより、アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタック２と、高濃度の液体燃料を貯蔵する燃料タンク３と、前記高濃度の液体燃料を希釈する希釈タンク４と、この第２タンクに供給するための水を貯蔵する水タンク５とを備え、前記アノードに対して希釈タンク４で希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電する燃料電池システム１において、前記希釈タンク４内のガス成分を水タンク５内に収容される水によりバブリングさせるために、前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部と前記水タンク５の水面５ｆよりも下部とを接続する第１接続管６を設け、前記水タンク５内に収容されている水を前記希釈タンク４内に圧送するために、前記水タンク５の水面５ｆよりも下部と前記希釈タンク４の液面４ｆよりも上部とを接続する第２接続管７を設け、前記水タンク５に、前記第１接続管６と接続する第１接続口部８と、前記第２接続管７と接続する第２接続口部９とを形成し、前記水タンク５内部は、仕切り板１０により第１接続口部８側と第２接続口部９側とに仕切られている。
従いまして、水タンク５の水を希釈タンク４へ第１ポンプ１８を用いて送る場合において、圧送される水はバブリングエリアである水タンク５の第１接続口部８側とは仕切られたエリアである第２接続口部９側の水が使用されるため、第１ポンプ１８が気泡を吸うことがない。これにより、ポンプの動作不良を防ぐことができるので、ポンプの流量を常に一定に保つことが可能となり、燃料電池システムの信頼性向上に貢献できる。

また、前記燃料電池スタック２のカソードと、水タンク５の仕切り板１０より第１接続口部８側とを接続する第３接続管１１を設け、前記カソードから排出される水が、水タンク５の第１接続口部８側に収容される。
従って、カソードからの回収水が、水タンク５の第１接続口部８側にまず収容されるので、水タンク５内の全収容水量(特に、第２接続口部９側の水位)と関係なく、バブリングエリアの水位が確保されるため、充分なバブリング時間を常時確保することができる。よって、燃料電池システムの状態によらず、有害物質の除去効果を常時高い状態に維持することが可能である。

図３はこの発明の第２実施例を示すものである。この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。

この第２実施例の特徴とするところは、凝縮器２７を冷却するために設けられたファン２８に吸い込まれる風を利用して水タンク５を冷却しようとした点にある。

すなわち、前記水タンク５の第１接続口部８側において、図３に示す如く、水タンク５の外周部位、かつ第１接続口部８よりも上方部位に前記放熱フィン３１を取り付ける。尚、水タンク５は、金属製であればなお良い。
このとき、前記第３接続管１１の途中に設けられる凝縮器２７用のファン２８の吸い込み風が前記放熱フィン３１を通り抜けるように、ガイド３２を設置する。
つまり、このガイド３２は、前記水タンク５の下方からの吸い込み風を、放熱フィン３１を通り抜けた後に、前記ファン２８まで案内するという風の流れを確保している。以上説明した構造から冷却機構１９は構成されている。

さすれば、放熱フィン３１によって前記水タンク５内の収容水温度が下がるため、前記第１接続管６を通るガス成分中の水中への溶解が一層促進されることとなり、有害物質除去効果を向上することができる。
また、前記ガイド３２によって前記冷却機構１９の凝縮器２７用の放熱フィン専用のファン２８の吸い込み風を利用する構成としたため、別途ファンを追加せずとも、前記水タンク５の放熱効果を得ることできる。
よって、低消費電力で、高い信頼性、安全性を有するシステムを実現することが可能である。

図４はこの発明の第３実施例を示すものである。

この第３実施例の特徴とするところは、前記第３タンクである水タンク５に仕切り板１０を設けたタンク構造に加え、水タンク５の第１接続口部８に接続する第１接続管６の途中に熱交換器４１を設ける構成とした点にある。

すなわち、前記水タンク５において、図４に示す如く、第１接続口部８に第１接続管６を接続して設けるとともに、この第１接続管６の途中に前記熱交換器４１を設ける。
このとき、この熱交換器４１の外周部位には、前記エアポンプ２２、あるいは前記冷却機構１９の一部を構成するファン２８の吸い込み風が、熱交換器４１を通り抜けるように、ガイド４２を設置する。

さすれば、前記熱交換器４１によって第１接続管６内を流れるガス成分の温度が下がるため、有害物質が水タンク５に収容された水の中に溶解し易くなり、有害物質除去効果を向上することができる。
また、前記ガイド４２によって前記エアポンプ、あるいは前記冷却機構１９の一部を構成するファン２８の吸い込み風を利用する構成としたため、別途熱交換器４１専用のファンを追加せずとも、前記熱交換器４１による冷却効果が得られる。よって低消費電力で高い信頼性・安全性を有するシステムを実現することができる。

図５はこの発明の第４実施例を示すものである。

この第４実施例の特徴とするところは、前記第３タンクである水タンク５に仕切り板１０を設けたタンク構造に加え、水タンク５に放熱フィン５１を設けるとともに、この放熱フィン５１にエアポンプの吸い込み口に向かう吸い込み風を当てる構成とした点にある。

すなわち、前記水タンク５の第１接続口部８側において、図５に示す如く、水タンク５の外周部位、かつ第１接続口部８よりも上方部位に前記放熱フィン５１を取り付ける。尚、水タンク５は、金属製であればなお良い。
このとき、エアポンプの吸い込み口に向かう吸い込み風を前記放熱フィン５１に当てるように、ガイド５２を設置する。

さすれば、上述第２実施例と同様に、前記放熱フィン５１によって前記水タンク５内の収容水温度が下がるため、前記第１接続管６を通るガス成分中の水中への溶解が一層促進されることとなり、有害物質除去効果を向上することができる。
また、前記ガイド５２によって前記エアポンプの吸い込み風を利用する構成としたため、別途放熱フィン専用のファンを追加せずとも、前記水タンク５の放熱効果を得ることできる。よって低消費電力で高い信頼性・安全性を有するシステムを実現することができる。

図６はこの発明の第５実施例を示すものである。

この第５実施例の特徴とするところは、前記第３タンクである水タンク５に仕切り板１０を設けたタンク構造に加え、水タンク５に放熱フィン６１を設けるとともに、この放熱フィン６１の近傍に水タンク５冷却用のファン６２を設ける構成とした点にある。

すなわち、前記水タンク５の第１接続口部８側において、図６に示す如く、水タンク５の外周部位に前記放熱フィン６１を取り付ける。尚、水タンク５は、金属製であればなお良い。
このとき、この放熱フィン６１の近傍には、放熱フィン６１側に風を送給するための前記ファン６２を設ける。
つまり、このファン６２は、風を放熱フィン６１側に送給し、水タンク５に収容される水を冷却するためのものである。

さすれば、上述第２及び第４実施例と同様に、前記放熱フィン６１によって前記水タンク５内の収容水温度が下がるため、前記第１接続管６を通るガス成分中の水中への溶解が一層促進されることとなり、有害物質除去効果を向上することができる。

図７はこの発明の第６実施例を示すものである。

この第６実施例の特徴とするところは、前記第３タンクである水タンク５に仕切り板１０を設けたタンク構造に加え、上述第３実施例と同様に、水タンク５の第１接続口部８に接続する第１接続管６の途中に熱交換器４１を設けるとともに、この熱交換器４１の近傍にファン７１を設ける構成とした点にある。

すなわち、前記水タンク５において、図７に示す如く、第１接続口部８に第１接続管６を接続して設けるとともに、この第１接続管６の途中に前記熱交換器４１を設ける。
このとき、この熱交換器４１の近傍には、熱交換器４１に風を送給するための前記ファン７１を設ける。
つまり、このファン７１は、風を熱交換器４１に送給し、第一接続管６中のガス成分を冷却するためのものである。

さすれば、上述第３実施例と同様に、前記熱交換器４１によって第１接続管６内を流れるガス成分の温度が下がるため、前記第１接続管６を通るガス成分中の有害物質が、水タンク５に収容された水の中に溶解し易くなり、有害物質除去効果を向上することができる。

この発明の第１実施例を示す水タンク部分の拡大図である。燃料電池システムの概略構成図である。この発明の第２実施例を示す水タンクと冷却機構部分の概略拡大図である。この発明の第３実施例を示す水タンク部分の概略拡大図である。この発明の第４実施例を示す水タンク部分の概略拡大図である。この発明の第５実施例を示す水タンク部分の概略拡大図である。この発明の第６実施例を示す水タンク部分の概略拡大図である。

符号の説明

１燃料電池システム
２燃料電池スタック
３第１タンクである燃料タンク
４第２タンクである希釈タンク
４ｆ液面
５第３タンクである水タンク
５ｆ水面
６第１接続管
７第２接続管
８第１接続口部
９第２接続口部
１０仕切り板
１１第３接続管
１２第４接続管
１３第５接続管
１４第６接続管
１５第７接続管
１６第８接続管
１７第９接続管
１８第１ポンプ
１９冷却機構
２０第２ポンプ
２１第３ポンプ
２２エアポンプ
２３排気フィルタ
２４第３接続口部
２５第４接続口部
２６水位センサ
２７凝縮器
２８ファン

Claims

アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタックと、高濃度の液体燃料を貯蔵する第１タンクと、前記高濃度の液体燃料を希釈する第２タンクと、この第２タンクに供給するための水を貯蔵する第３タンクとを備え、前記アノードに対して第２タンクで希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電する燃料電池システムにおいて、前記第２タンク内のガス成分を第３タンク内に収容される水によりバブリングさせるために、前記第２タンクの液面よりも上部と前記第３タンクの水面よりも下部とを接続する第１接続管を設け、前記第３タンク内に収容されている水を前記第２タンク内に圧送するために、前記第３タンクの水面よりも下部と前記第２タンクの液面よりも上部とを接続する第２接続管を設け、前記第３タンクに、前記第１接続管と接続する第１接続口部と、前記第２接続管と接続する第２接続口部とを形成し、前記第３タンク内部は、仕切り板により第１接続口部側と第２接続口部側とに仕切られており、前記燃料電池スタックのカソードと、第３タンクの仕切り板より第１接続口部側とを接続する第３接続管を設け、前記カソードから排出される水が第３タンクの第１接続口部側に収容されるとともに、この第３タンクの第１接続口部側を冷却する冷却機構を設け、この冷却機構は、第３接続管の途中に設けられた凝縮器を冷却するためのファンの吸込風により第３タンクを冷却する空冷構造を備えていることを特徴とする燃料電池システム。
アノードとカソードとの間に電解質膜を挟み込むことにより構成された燃料電池スタックと、高濃度の液体燃料を貯蔵する第１タンクと、前記高濃度の液体燃料を希釈する第２タンクと、この第２タンクに供給するための水を貯蔵する第３タンクとを備え、前記アノードに対して第２タンクで希釈された液体燃料を供給し、かつ前記カソードに対して空気を供給することにより発電する燃料電池システムにおいて、前記第２タンク内のガス成分を第３タンク内に収容される水によりバブリングさせるために、前記第２タンクの液面よりも上部と前記第３タンクの水面よりも下部とを接続する第１接続管を設け、前記第３タンク内に収容されている水を前記第２タンク内に圧送するために、前記第３タンクの水面よりも下部と前記第２タンクの液面よりも上部とを接続する第２接続管を設け、前記第３タンクに、前記第１接続管と接続する第１接続口部と、前記第２接続管と接続する第２接続口部とを形成し、前記第３タンク内部は、仕切り板により第１接続口部側と第２接続口部側とに仕切られており、前記燃料電池スタックのカソードと、第３タンクの仕切り板より第１接続口部側とを接続する第３接続管を設け、前記カソードから排出される水が第３タンクの第１接続口部側に収容されるとともに、この第３タンクの第１接続口部側を冷却する冷却機構を設け、この冷却機構は、前記カソードに対して空気を供給するエアポンプの吸い込み風により、第３タンクを冷却する空冷構造を備えていることを特徴とする燃料電池システム。