燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供一种可以在维持燃料电池的发电状态的同时更换燃料盒的燃料电池系统。本发明专利技术的具有燃料电池（２０）的燃料电池系统（１００）具有：被可以拆装地设于燃料电池系统（１００）中而贮藏向燃料电池（２０）供给的燃料的燃料盒（３０）、贮藏从燃料盒（３０）中送出的燃料的副燃料罐（８０）、贮藏被从副燃料罐（８０）中送出而稀释为规定的浓度的燃料的缓冲罐（９０），副燃料罐（８０）的上部与缓冲罐（９０）被气体可以自由地出入的罐连通路（９５）连接。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本专利技术涉及一种燃料电池系统，具体来说，涉及供给液体燃料而进行发电的燃料电池系统。
技术介绍
燃料电池是从氢和氧中产生电能的装置，可以获得高发电效率。作为燃料电池的主要的特征，可以举出如下的方面，即，由于与以往的发电方式不同，是不经过热能或动能的过程的直接发电，因此即使是小规模，也可以期待高发电效率，由于氮化合物等的排出少，噪音或振动也小，因此环境性良好等。像这样，由于燃料电池可以有效地利用燃料所具有的化学能，并具有对环境友好的特性，因此被期待作为面向21世纪的能量供给系统，从宇宙用途到汽车用途、携带机器用途，从大规模发电到小规模发电，被作为可以用于各种用途的将来很有希望的新的发电系统而受到关注，面向实用化的技术开发已经实现。其中，固体高分子型燃料电池与其他的种类的燃料电池相比，具备动作温度低、具有高输出密度的特征，特别是近年来，作为固体高分子型燃料电池的一种方式，直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell：DMFC)受到关注。DMFC是将作为燃料的甲醇水溶液不改性地直接向阳极供给，利用甲醇水溶液与氧的电化学反应来获得电能的电池，利用该电化学反应，从阳极中生成二氧化碳，从阴极中生成水，被作为反应生成物排出。甲醇水溶液与氢相比，由于单位体积的能量更高，另外，更适于贮藏，爆炸等危险性也更低，因此被期待用于汽车或携带机器(携带电话、笔记本型个人计算机、PDA、MP3播放器、数字照相机或电子辞典(书))等的电源中。[专利文献1]特开2005-108811号公报在像包括DMFC的专利文献1那样的燃料电池系统中，包括缓冲罐内-->的燃料电池装置侧的路径内因向阴极供给作为氧化剂的空气而变为高压状态，当泵停止时，在缓冲罐内被稀释了的甲醇水溶液就会向燃料供给路径逆流。当甲醇水溶液向燃料供给路径逆流时，即使下次运转泵，也会造成在缓冲罐中被稀释了的甲醇水溶液回流的结果，浓度急剧地降低，产生发电能力降低的问题。另外，此种问题在燃料供给路径中混入了气泡的情况下也会同样地产生，在燃料盒的更换等时会有气泡进入燃料供给路径的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于所述的问题而完成的，本专利技术的目的在于，提供能够向燃料电池稳定地供给液体燃料的燃料电池系统。另外，本专利技术的其他的目的在于，提供抑制了从缓冲罐中的燃料的泄漏的燃料电池系统。本专利技术的某个方式为一种燃料电池系统。该燃料电池系统是向燃料电池供给液体燃料而运转燃料电池的燃料电池系统，其特征是，具有：被可以拆装地设置，贮藏向燃料电池供给的液体燃料的第一燃料贮藏部；将贮藏于第一燃料贮藏部中的液体燃料送出的第一燃料供给机构；贮藏由第一燃料供给机构送出的液体燃料的第二燃料贮藏部；将贮藏于第二燃料贮藏部中的液体燃料送出的第二燃料供给机构；设于第二燃料贮藏部中，检测贮藏于第二燃料贮藏部中的液体燃料的量的燃料检测机构，在第二燃料贮藏部的上部，设有用于第二燃料贮藏部内的气体的吸入及排出的自由路径。根据该方式，即使在将第一燃料贮藏部(所谓燃料盒)从燃料电池系统中取下时，由于在第二燃料贮藏部中贮藏有燃料，因此也可以维持燃料电池的发电状态。另外，在安装第一燃料贮藏部等时产生的气泡由于进入第二燃料贮藏部而被脱泡，因此可以防止进入燃料供给机构。另外，由于第二燃料贮藏部内的气体穿过自由路径出入，因此第二燃料贮藏部内的气体压力基本上稳定在大气压下，所以很难产生燃料的逆流等，由于可以将向燃料电池供给的燃料的浓度保持一定，因此可以稳定地运转燃料电池。而且，作为检测燃料的量的燃料检测机构，只要第二燃料贮藏部为定型的容器，则既可以是检测内部的水位的水位传感器(液面传感器)，也-->可以是并不固定地检测其水位，而可以检测是否低于规定的阈值的限制器之类的机构。这样，如果必须尽快更换燃料盒，则可以向使用者传达必须停止燃料电池系统之类的状况。在所述方式中，自由路径只要为一方的末端被开放的管状即可，另外，自由路径的内部体积也可以在利用第一燃料供给机构获得的1次的液体燃料容量以上。这样的话，由于可以将从第二燃料贮藏部中溢出的燃料存留于自由路径中，因此可以抑制液体燃料向系统之外泄漏的情况。另外，在所述方式中，也可以在自由路径的末端设置气液分离构造。这样的话，由于利用气液分离构造，不会使燃料从自由路径中泄漏，向外部放出规定的浓度以下的燃料气体，因此可以提高燃料电池系统的安全性。更具体来说，气液分离构造也可以具有捕集液体燃料的吸收体、吸附排出气体中的燃料的过滤器的任意一种。该情况下，过滤器也可以是活性炭。另外，在所述方式中，也可以还具备第三燃料贮藏机构，其被与第二燃料供给机构连接，将来自燃料电池的排出物与由第二燃料供给机构送出的液体燃料混合，调和、贮藏用于向燃料电池供给的燃料，并且将不需要的气体成分向燃料电池系统外部排出，自由路径的末端可以与第三燃料贮藏机构的气层部分连接。这样的话，对于燃料电池为DMFC那样的将液体燃料直接向燃料电池供给的类型的燃料电池的情况，从燃料电池的阳极中排出燃料的浓度变稀了的液体燃料和二氧化碳，从阴极中排出氧的浓度变稀了的空气和水。在第三燃料贮藏部中，通过将该排出物质的液体成分(燃料的浓度变稀了的液体燃料和水)与来自第二燃料贮藏部的燃料混合，将排出物质的气体成分(二氧化碳和氧的浓度变稀了的空气)向外部排出，就可以有效地利用燃料。根据本专利技术，在供给液体燃料的燃料电池系统中，可以更为稳定地运转燃料电池。附图说明图1是实施方式1的燃料电池系统的立体图。-->图2是示意性地表示实施方式1的燃料电池系统的构成的系统构成图。图3是详细表示实施方式1的燃料电池系统的副罐的构成的构成图。图4是示意性地表示实施方式2的燃料电池系统的构成的系统构成图。图5是表示气体流通管200的概略图。图6是示意性地表示实施方式3的燃料电池系统的构成的系统构成图。图7是表示实施方式3的燃料电池系统中所用的气液分离构造的某个方式的图。图8是表示实施方式3的燃料电池系统中所用的气液分离构造的其他方式的图。其中，10外壳，12限制器，20燃料电池，21阳极，22阴极，23氧化剂供给路，24气体过滤器，25阳极排出路，26阴极排出路，30燃料盒，32燃料包(第一燃料贮藏部)，34燃料供给路，36盒接头，38燃料确认窗，40辅机组件，41甲醇泵(第一液体泵)，42甲醇泵(第二液体泵)，43甲醇泵(第三液体泵)，44气泵，45气液分离器，46冷却器，46a  液体成分流通路，46b  气体成分流通路，47冷却风扇，50支架，80副燃料罐(第二燃料贮藏部)，82燃料供给路，84燃料供给路，86盒接头，90缓冲罐(第三燃料贮藏部)，91燃料供给路，92燃料供给路，93气体成分排出路，94排气过滤器，95罐连通路，96止回阀，97燃料过滤器，100燃料电池系统，LT限制器，LS液面传感器，TS温度传感器，FCV电压检测机构具体实施方式下面将使用附图对本专利技术的燃料电池系统100的构成进行详细说明。(实施方式1)图1表示实施方式1的燃料电池系统100的立体图，图2表示燃料电池系统100的构成图。实施方式的燃料电池系统100是作为液体燃料使用-->甲醇，通过使该甲醇与作为氧化剂的空气在燃料电池中发生电化学反应来进行发电的所谓直接甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，是向燃料电池供给液体燃料而运转所述燃料电池的燃料电池系统，其特征是，具有：被可以拆装地设置，贮藏向所述燃料电池供给的液体燃料的第一燃料贮藏部；将贮藏于所述第一燃料贮藏部中的液体燃料送出的第一燃料供给机构；　 　贮藏由所述第一燃料供给机构送出的液体燃料的第二燃料贮藏部；将贮藏于所述第二燃料贮藏部中的液体燃料送出的第二燃料供给机构；设于所述第二燃料贮藏部中，检测贮藏于所述第二燃料贮藏部中的液体燃料的量的燃料检测机构，在所 述第二燃料贮藏部的上部，设有用于所述第二燃料贮藏部内的气体的吸入及排出的自由路径。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-30 2005-285908;JP 2006-9-1 2006-2381491.一种燃料电池系统，是向燃料电池供给液体燃料而运转所述燃料电池的燃料电池系统，其特征是，具有：被可以拆装地设置，贮藏向所述燃料电池供给的液体燃料的第一燃料贮藏部；将贮藏于所述第一燃料贮藏部中的液体燃料送出的第一燃料供给机构；贮藏由所述第一燃料供给机构送出的液体燃料的第二燃料贮藏部；将贮藏于所述第二燃料贮藏部中的液体燃料送出的第二燃料供给机构；设于所述第二燃料贮藏部中，检测贮藏于所述第二燃料贮藏部中的液体燃料的量的燃料检测机构，在所述第二燃料贮藏部的上部，设有用于所述第二燃料贮藏部内的气体的吸入及排出的自由路径。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征是，所述自由路径...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田悟朗，株本浩挥，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]