專利名稱：燃料電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作電子設(shè)備等的電源的燃料電池裝置。
背景技術(shù)：
諸如鋰離子電池這類二次電池現(xiàn)在主要用作諸如便攜式筆記本型個人計算機(稱為筆記本PC)和移動設(shè)備這類電子設(shè)備的電源。近來的高性能電子設(shè)備使得功耗增加和設(shè)備使用時間延長。這種情況下，期望微燃料電池成為不需要充電的新型高功率電源。有許多類型的燃料電池。那些燃料電池當中，尤其是使用甲醇溶液作為液體燃料的直接甲醇燃料電池(DMFC)已作為電子設(shè)備的電源受到關(guān)注，這是因為該燃料更容易處理，并且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與使用氫作為燃料的燃料電池相比更簡單。
通常，DMFC包括容納甲醇的燃料槽、用于將甲醇壓送至電力發(fā)生部的液體進給泵、以及用于將空氣饋送至電力發(fā)生部的空氣進給泵。電力發(fā)生部包括電池堆，其中堆疊有分別具有陽極和陰極的多個單元電池。當稀釋的甲醇被饋送至電池堆的陽極、而空氣被饋送至陰極時電力發(fā)生部通過化學反應(yīng)發(fā)電。作為發(fā)電結(jié)果的反應(yīng)副產(chǎn)品是未反應(yīng)的甲醇以及陽極產(chǎn)生的碳酸和陰極產(chǎn)生的水。作為反應(yīng)副產(chǎn)品的水以蒸汽的形式排出。
如例如日本特開2005-108718號公報中所披露的那樣，在電力發(fā)生部的陽極出口和燃料槽兩者間延伸的通道中設(shè)置有氣液分離器。在電力發(fā)生部的陽極所產(chǎn)生的未反應(yīng)的甲醇以及碳酸氣被送至將這兩者分離成甲醇和碳酸氣的氣液分離器。接著該分離以后，甲醇通過回收通道被送至燃料槽，而碳酸氣通過排氣通道被送至陰極通道。
如上所述結(jié)構(gòu)的燃料電池裝置中，從電力發(fā)生部的陽極出口所排出的流體包含未反應(yīng)的甲醇以及碳酸氣。這種情況下，當所排出的流體從電力發(fā)生部流至氣液分離器時氣體發(fā)生體積膨脹。結(jié)果是，與電力發(fā)生部以及氣液分離器相連接的管路其壓力升高，并且壓力升高通過液體通道作用于燃料槽上以提高燃料槽中的燃料液面。通常，燃料槽其中包含水位傳感器檢測所包含的燃料的液面高度，來基于所檢測的水位檢測剩余燃料量。當燃料通道中的壓力升高使得如上所述情形的液面提高時，便難以準確測定剩余燃料量。這種情況下，發(fā)生燃料過量或燃料不足，導致燃料電池裝置的可靠性降低。
經(jīng)過氣液分離器氣液分離處理的燃料返回至燃料槽，再次用于發(fā)電。因而，為了有效利用燃料，需要處于電力發(fā)生部和燃料槽兩者間的氣液分離器能夠可靠地將進入的流體分離成燃料和碳酸氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的設(shè)計正是考慮到以上情況，其目的在于提供一種能夠抑制燃料槽中液面的變化，從而準確測定燃料量，可靠地發(fā)生電力的燃料電池裝置。本發(fā)明另一目的在于提供一種能夠可靠回收未反應(yīng)的燃料并有效利用燃料的燃料電池裝置。
根據(jù)本發(fā)明一個方面提供的燃料電池裝置，其特征在于，包括包括分別具有陽極和陰極的各電池并通過化學反應(yīng)發(fā)電的電力發(fā)生部；容納燃料的燃料槽；以及循環(huán)系統(tǒng)，其中具有允許燃料槽所饋送的燃料通過電力發(fā)生部的陽極循環(huán)的燃料通道；允許空氣通過電力發(fā)生部的陰極循環(huán)的氣體通道；以及設(shè)置于電力發(fā)生部的流出端和燃料槽兩者間的燃料通道中、將流體分離成液體和氣體的氣液分離器，氣液分離器與電力發(fā)生部連接，從而使從電力發(fā)生部的流出端流出至氣液分離器的流入端的流體其流速為燃料槽的槽容量的40％以下。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供的燃料電池裝置，其特征在于，包括包括分別具有陽極和陰極的各電池并通過化學反應(yīng)發(fā)電的電力發(fā)生部；容納燃料的燃料槽；以及循環(huán)系統(tǒng)，其中具有允許燃料槽所饋送的燃料通過電力發(fā)生部的陽極循環(huán)的燃料通道；具有進氣端和排氣端并通過電力發(fā)生部的陰極提供空氣的氣體通道；設(shè)置于氣體通道的進氣口和電力發(fā)生部兩者間位置處的氣體通道中、從進氣端吸入空氣并且向電力發(fā)生部提供空氣的空氣進給泵；設(shè)置于電力發(fā)生部的流出端和燃料通道中的燃料槽兩者間、將流體分離成液體和氣體的氣液分離器；以及從氣液分離器延伸至氣體通道、將氣液分離器所分離的氣體引導至氣體通道的排氣通道，氣液分離器包括限定液體通道的分離管、覆蓋該分離管并與排氣通道連接的殼體、以及設(shè)置于分離管中允許氣體透過的分離膜，氣液分離器配置為通過分離管中的第一壓力和殼體中的第二壓力兩者間的壓力差從流過分離管的流體當中分離氣體，并通過分離膜將氣體釋放至殼體，排氣通道與第二壓力高于第一壓力的位置處的氣體通道相連接。


結(jié)合于說明書中并組成其中一部分的附圖對本發(fā)明各實施例進行了圖示，并與上面給出的總體說明和下面給出的各實施例的具體說明一起用來說明本發(fā)明原理。
圖1是示出本發(fā)明第一實施例的燃料電池裝置中的循環(huán)系統(tǒng)的框圖。
圖2是示出燃料電池裝置中的電池堆和氣液分離器的剖視圖。
圖3是示出電池堆的單元電池的示意圖。
圖4是示出燃料電池裝置其中的空氣通道和空氣通道其中各點壓力兩者間關(guān)系的示意圖。
圖5是示出本發(fā)明第二實施例的燃料電池裝置中的循環(huán)系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
下面參照附圖具體說明本發(fā)明第一實施例的燃料電池裝置。
圖1示出燃料電池裝置其循環(huán)系統(tǒng)的配置。如圖1所示，燃料電池裝置10構(gòu)成為使用甲醇作為液體燃料的DMFC。燃料電池裝置10包括形成電力發(fā)生部的電池堆12、燃料槽14、以及用于向電池堆12提供燃料和空氣的循環(huán)系統(tǒng)20。
燃料槽14具有密封閉合結(jié)構(gòu)，并且包含甲醇作為液體燃料。燃料槽14可以采取以可脫卸方式附接于燃料電池裝置10上的燃料卡盒這種形式。燃料槽14設(shè)置有一水位傳感器15，測定燃料槽中所容納的甲醇的液面(水位)高度，從而檢測剩余燃料量。
循環(huán)系統(tǒng)20包括用于使燃料槽14的燃料供給口14a所提供的燃料通過電池堆12循環(huán)的燃料通道(液體通道)，用于使包含空氣的氣體通過電池堆12循環(huán)的空氣通道(氣體通道)24，以及設(shè)置于燃料通道和空氣通道中的多個輔助裝置。燃料通道22和空氣通道24分別用例如管形成。
空氣通道24包括具有進氣口的進氣端24a和具有排氣口的排氣端24b。空氣進給泵26安裝于進氣口24a和電池堆12兩者間的空氣通道24中?？諝膺M給泵26通過進氣口24a將空氣吸入到空氣通道24中，并通過空氣通道將空氣饋送至電池堆12的陰極(空氣電極)。
進口側(cè)清除過濾器28安裝于進氣端24a和空氣進給泵26兩者間的空氣通道24中。形成清除部的進口側(cè)清除過濾器28濾除流過空氣通道24的空氣中包含的灰塵、諸如二氧化碳、蟻酸、燃料氣體、和甲酸甲酯這類雜質(zhì)、以及有害物質(zhì)。排氣側(cè)清除過濾器30安裝于電池堆12的流出終端和排氣端24b兩者間的空氣通道24中。形成清除部的排氣側(cè)清除過濾器30濾除流過空氣通道24的空氣中包含的灰塵、諸如二氧化碳、蟻酸、燃料氣體、和甲酸甲酯這類雜質(zhì)、以及有害物質(zhì)。
燃料通道22通過電池堆12的陽極(燃料電極)從燃料槽14的燃料供給口14a延伸至燃料槽14的燃料回收口14b。設(shè)置于燃料通道22中的輔助裝置是設(shè)置于燃料槽14的燃料供給口14a和電池堆12兩者間的燃料通道22中的液體進給泵32，以及設(shè)置于電池堆的流出終端和燃料槽14的燃料回收口14b兩者間的燃料通道中的氣液分離器34。液體進給泵32對燃料槽14所饋送的甲醇進行加壓，向電池堆12的陽極提供經(jīng)過加壓的甲醇。
氣液分離器34將流過燃料通道22的流體分離成液體和氣體，具體來說，如稍后說明的那樣將流體分離成未反應(yīng)的甲醇和作為反應(yīng)副產(chǎn)品的二氧化碳，它們被排出了電池堆12。經(jīng)過分離的液體，在這種情況下是甲醇，通過燃料通道22和燃料回收口14b回收到燃料槽14中。
循環(huán)系統(tǒng)20包括通過形成管路等并從氣液分離器34延伸至空氣通道24來限定的排氣通道36，以及用于對流過排氣通道的流體進行加熱的加熱器38。排氣通道36與處于清除過濾器28和30的上游位置的空氣通道24相連接。舉例來說，排氣通道36與進氣端24a和進口側(cè)清除過濾器28兩者間連接位置37的空氣通道24相連接。
包含氣液分離器34所分離的二氧化碳的氣體通過排氣通道36被饋送至空氣通道24。此時，由加熱器38對流過排氣通道36的流體進行加熱，從而使流體中的水分蒸發(fā)。從排氣通道36饋送至空氣通道24的氣體通過進而濾除諸如二氧化碳、蟻酸、燃料氣體、和甲酸甲酯這類雜質(zhì)、以及有害物質(zhì)的清除過濾器28，然后該流體通過空氣進給泵26、電池堆12、以及清除過濾器30，最后從通風口排出。
圖2示出電池堆12和氣液分離器34的堆疊結(jié)構(gòu)，而圖3示意性地示出各電池的發(fā)電反應(yīng)。如圖2和圖3所示，電池堆12包括其中交替層疊有多個(例如四個)單元電池140和五片板狀分隔體142這種堆疊體，以及支持該堆疊體的框架145。各單元電池140包含的膜電極組合件(MEA)為分別用催化劑層和炭紙形成的矩形陰極52和陽極47、以及陰極和陽極兩者間夾住的矩形聚電解質(zhì)膜144所組成的組合件。聚電解質(zhì)膜144的面積大于陽極47和陰極52其中每一個的面積。
三片分隔體142分別層疊于相鄰的兩兩單元電池140之間，而剩余的兩片分隔體則在層疊方向上如所觀察的那樣安置于堆的兩端。有一用于將燃料提供給每一單元電池140的陽極47的燃料通道146和一用于將空氣提供給每一單元電池的陰極52的空氣通道147形成于分隔體142和框架145中。
如圖3所示，所提供的燃料和空氣在陽極47和陰極52兩者間設(shè)置的聚電解質(zhì)膜144中彼此化學反應(yīng)以便在陽極和陰極兩者間發(fā)電。如圖1所示，電池堆12中所生成的電力通過電池控制器40提供給電子設(shè)備等。電池控制器40控制空氣進給泵26、液體進給泵32、和加熱器38的動作，從水位傳感器15輸出的檢測信號當中檢測剩余燃料量，控制整個燃料電池裝置。
如圖2所示，氣液分離器34包括限定燃料通道(液體通道)的分離管60，覆蓋分離管60的中空殼體62，以及設(shè)置于分離管中允許氣體透過的分離膜64。分離管60通過殼體62延伸，而分離膜64處于中空殼體62中。分離管60的流入端60a與電池堆12其中更為接近陽極的流出端相連接。分離管60的流出端60b與燃料通道22連接。殼體62的內(nèi)部與排氣通道36連通。
從燃料通道22提供給電池堆12的燃料流向陽極47，從電池堆12其中更為接近陽極的流出端流向分離管60，接著從流出端60b流入燃料通道22。假定分離管60中的內(nèi)部壓力(第一壓力)是P1，而殼體62中的內(nèi)部壓力(第二壓力)是P2(＜P1)，流過分離管60的流體在壓力P1和P2兩者間的壓差ΔP(ΔP＝P1-P2)之下分離成氣體和液體。所分離的液體被饋送至燃料通道22。所分離的氣體透過分離膜64并進入殼體62，通過排氣通道36并到達空氣通道24。
壓差ΔP越大，即殼體62中的壓力P2越低，氣液分離器34的氣液分離能力越高。殼體62中的壓力P2與連接有排氣通道36的空氣通道24其中的壓力成正比。由于這個原因，空氣通道24與空氣通道24其中壓力較低的位置連接。
圖4示出空氣通道24中的位置和壓力兩者間的關(guān)系。如圖4所示，進氣口和空氣進給泵26的進口側(cè)兩者間的空氣通道其中一部分處于負壓狀態(tài)，該部分中的壓力與分離管60中的壓力P1相比足夠地低?？諝馔ǖ?4中的氣體由空氣進給泵26加壓。接著，氣體通過電池堆12，流過該電池堆時其壓力逐漸減小。氣體離開該電池堆并且其壓力逐漸減小至大氣壓。因而，空氣通道24中的壓力低于進氣口和空氣進給泵26兩者間其中一部分(圖4中的A1)中的分離管60中的壓力P1以及電池堆12的流出端和排氣口兩者間其中一部分(A2)中的分離管60中的壓力P1。排氣通道36和空氣通道24兩者間的連接位置37選定為壓力P2低于壓力P1的位置，即進氣口和空氣進給泵26兩者間其中一部分(A1)內(nèi)的位置或電池堆12的流出端和排氣口兩者間其中一部分(A2)內(nèi)的位置。本實施例中，如圖1所示，排氣通道36與進氣端24a和空氣進給泵26兩者間的空氣通道24相連接。利用這樣的配置，氣液分離器34其中的壓差ΔP較大，因此氣液分離器的氣液分離能力得到增強。
如圖1和圖2所示，氣液分離器34與電池堆12和燃料槽14兩者間的電池堆12相連接，從而從電池堆12的燃料流出端流至氣液分離器的流入端60a的流體其流速為燃料槽14的槽容量的40％或更小。
電池堆12的燃料流出端和氣液分離器的流入端60a如圖2所示由管路L互連的情況下，燃料槽14中所容納的液體其水平隨管路L的內(nèi)部容積而改變，即隨從電池堆12的燃料流出端流至氣液分離器的流入端60a的流體的流速而改變。因而，管路L的內(nèi)部容積定義如下假定燃料槽14的內(nèi)部尺寸為45mm×45mm，其高度為10mm，槽容量約為20cc，針對管路L容積的增加所能賦予的槽容量用下列燃料電池特性作為基準加以運算。
燃料電池特性液面變化相對于容積變化的比值＝0.5mm/cc正常工作條件下的液面＝5mm(CO2增加+初始液體水平)液體量變化＝約0.2cc/min發(fā)電所生成的CO2量＝約6cc(液面升高3mm)在燃料槽14的情況下，所容納的液體其液面相對于液體量變化1cc的容積增加約為0.5毫米。假定燃料電池裝置正常工作條件下所用的基準液面為5mm，管路L的容積增加轉(zhuǎn)換為液面，而相對于正常工作條件下的液面，從燃料槽容量當中減去液面總數(shù)，所得到的差值為可用于液面控制的容量。因而，可用于水位控制的槽容量是通過減小管路L的容積增加來獲得。
當基于舉例給出的燃料電池特性考慮液體量增加時，發(fā)現(xiàn)約10分鐘足以使燃料槽充滿流體。當考慮燃料槽的傾斜變化和液體量的突變時最好是水位變化其寬裕量至少為±1mm。當運算水位變化寬裕量范圍時，可作為隨管路L的容積而增加的容量使燃料槽其保證的槽容量為8cc以下(20cc槽容量的40％)。
對管路L的容積進行選擇使得從電池堆12的燃料流出端流至氣液分離器的流入端60a的流體其流速為燃料槽14的槽容量的40％以下。用語“40％以下”包含零(0)％，而且氣液分離器的流入端60a可以與電池堆12的燃料流出端直接連接，而非通過管路L連接。
最大容量是在允許隨裝置薄型化意圖而對燃料槽高度和安裝空間加上限制的情況下來運算的。此外，燃料電池特性對于燃料電池來說很合適。因而，最大容量隨燃料電池裝置的技術(shù)規(guī)范和開發(fā)主題而改變。
這樣構(gòu)成的燃料電池裝置10用于電源的情況下，液體進給泵32和空氣進給泵26在電池控制器40的控制下工作?？恳后w進給泵32將甲醇通過燃料通道22從燃料槽14饋送至電池堆12的陽極47。
靠空氣進給泵26從空氣通道24的進氣端24a將大氣或空氣吸入空氣通道中?？諝饬鬟^濾除空氣中所包含的灰塵和雜質(zhì)的清除過濾器28。通過清除過濾器28之后，空氣流過空氣通道24并到達電池堆12的陰極52。
饋送至電池堆12的甲醇和空氣在處于陽極47和陰極52兩者間的聚電解質(zhì)膜144中彼此化學反應(yīng)，由此在陽極47和陰極52兩者間生成電力。電池堆12中所生成的電力通過電池控制器40提供給電子設(shè)備等。
隨電化學反應(yīng)的進程，電池堆12中生成反應(yīng)副產(chǎn)品，陽極47處生成二氧化碳，而陰極52處則生成水。陽極47處生成的二氧化碳和未反應(yīng)的甲醇被送至使它們彼此分離的氣液分離器34。經(jīng)過分離的甲醇從氣液分離器34被饋送至燃料通道22，并回收至燃料槽14中再次用于發(fā)電。
經(jīng)過分離的二氧化碳通過排氣通道36被送至空氣通道24，并與空氣一起被饋送至將其清除的清除過濾器28。從電池堆12排出的氣體包含諸如蟻酸、甲醇氣體、以及甲酸甲酯這類雜質(zhì)，上述雜質(zhì)以及二氧化碳由清除過濾器28濾除。結(jié)果是，可以防止雜質(zhì)被饋送至空氣進給泵26和電池堆12，由此防止由雜質(zhì)造成的對空氣進給泵的損害以及發(fā)電效率的降低。流過排氣通道36的流體受到加熱器38的加熱和干燥，經(jīng)過干燥的流體被送至空氣通道24。結(jié)果是，濕氣未通過空氣通道24被饋送至空氣進給泵26，并抑制因濕氣造成空氣進給泵其性能降低。
電池堆12的陰極52所生成的大部分水蒸發(fā)為蒸汽，其接著排出與空氣一起進入到空氣通道24中。所排出的水和蒸汽被饋送至接著濾除灰塵和雜質(zhì)的清除過濾器30，然后從空氣通道24的排氣端24b排出到外部。
這樣構(gòu)成的燃料電池裝置10中，處于電池堆和燃料槽兩者間的氣液分離器與電池堆相連接，從而從電池堆的燃料流出端流至氣液分離器的流入端的流體其流速為燃料槽的槽容量的40％以下。此技術(shù)特征減小燃料槽中的水位因循環(huán)系統(tǒng)20中的氣體發(fā)生體積膨脹而造成該水位提高，使相對于流體控制的不良后果最小。
由氣液分離器分離并且包含雜質(zhì)的氣體與所吸入的空氣一起被送至空氣通道并且被濾除。其中濾除了雜質(zhì)的空氣排出至外部。此時，從氣液分離器排出的氣體受到加熱和干燥，由此抑制空氣進給泵性能降低。氣液分離器排出端與空氣通道中的低壓位置相連接。此技術(shù)特征對壓差進行全面利用以增強氣液分離器的氣液分離能力。
由上述說明可知，可提供一種能夠準確測定燃料量以防止燃料泄漏，并且以高可靠性發(fā)電的燃料電池裝置。此外，可獲得一種能夠可靠回收未反應(yīng)的燃料并且有效使用燃料的燃料電池裝置。
現(xiàn)說明本發(fā)明第二實施例的燃料電池裝置。如圖5所示，按照第二實施例，從氣液分離器34的殼體延伸的排氣通道36與電池堆12的流出端和空氣通道24中的排氣側(cè)清除過濾器30兩者間的位置相連接。氣液分離器34所分離的二氧化碳以及其它雜質(zhì)通過排氣通道36被送至空氣通道24，接著被送至清除過濾器30。二氧化碳和雜質(zhì)由過濾器濾除并排出至外部。
第二實施例不需要排氣通道36中設(shè)置的加熱器。因為排氣側(cè)清除過濾器將雜質(zhì)濾除，因而可以省略處于空氣進給泵28上游的進氣側(cè)清除過濾器。
第二實施例的剩余組成部分基本上與第一實施例的對應(yīng)組成部分相同。為了便于說明，同樣或等效的組成部分由同樣的參照標號標注。第二實施例與第一實施例同樣動作，與第一實施例情形相比較產(chǎn)生有益效果。
另外的優(yōu)勢和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明在其較寬方面不限于在此給出和說明的具體細節(jié)和代表性實施例。因而，可以在不背離如所附權(quán)利要求及其等效方案所限定的總體發(fā)明構(gòu)思的實質(zhì)或范圍的情況下進行種種修改。
替代方案中，提供一混合器用于混合燃料和水，電力發(fā)生部生成的燃料和水由混合器混合，用水稀釋的燃料被饋送至電力發(fā)生部。燃料電池可以是聚合體電解質(zhì)燃料電池(PEFC)或除了DMFC以外的任何其它類型。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池裝置，其特征在于，包括包括分別具有陽極和陰極的各電池并通過化學反應(yīng)發(fā)電的電力發(fā)生部；容納燃料的燃料槽；以及循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)具有允許燃料槽所饋送的燃料通過電力發(fā)生部的陽極循環(huán)的燃料通道；允許空氣通過電力發(fā)生部的陰極循環(huán)的氣體通道；以及設(shè)置于電力發(fā)生部的流出端和燃料槽兩者間的燃料通道中、將流體分離成液體和氣體的氣液分離器，氣液分離器與電力發(fā)生部連接，從而使從電力發(fā)生部的流出端流出至氣液分離器的流入端的流體其流速為燃料槽的槽容量的40％以下。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，其特征在于，氣液分離器的流入端與電力發(fā)生部的流出端相接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括從氣液分離器延伸至氣體通道將氣液分離器所分離的氣體引導至氣體通道的排氣通道。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于氣體通道和排氣通道兩者間連接部的下游位置處的氣體通道中、將有害物質(zhì)從流過氣體通道的氣體當中清除的清除組件。
5.如權(quán)利要求4所述的燃料電池裝置，其特征在于，空氣通道包括具有進氣口的進氣端和具有排氣口的排氣端，而清除構(gòu)件包括設(shè)置于排氣端和電力發(fā)生部兩者間的氣體通道中的清除過濾器。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料電池裝置，其特征在于，排氣通道與電力發(fā)生部和清除過濾器兩者間的氣體通道相連接。
7.如權(quán)利要求5所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于進氣口和電力發(fā)生部兩者間的氣體通道中、通過進氣部吸入空氣并將空氣饋送至電力發(fā)生部的空氣進給泵，排氣通道與進氣口和空氣進給泵兩者間位置處的氣體通道相連接。
8.如權(quán)利要求7所述的燃料電池裝置，其特征在于，清除構(gòu)件包括另一清除過濾器，該清除過濾器設(shè)置于排氣通道和氣體通道兩者間的連接部與空氣進給泵之間的位置處的氣體通道中。
9.如權(quán)利要求7或8所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括對流過排氣通道的流體進行加熱的加熱器。
10.一種燃料電池裝置，其特征在于，包括包括分別具有陽極和陰極的各電池并通過化學反應(yīng)發(fā)電的電力發(fā)生部；容納燃料的燃料槽；以及循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)具有允許燃料槽所饋送的燃料通過電力發(fā)生部的陽極循環(huán)的燃料通道；具有進氣端和排氣端并通過電力發(fā)生部的陰極提供空氣的氣體通道；設(shè)置于氣體通道的進氣口和電力發(fā)生部兩者間位置處的氣體通道中、從進氣端吸入空氣并且向電力發(fā)生部提供空氣的空氣進給泵；設(shè)置于電力發(fā)生部的流出端和燃料通道中的燃料槽兩者間、將流體分離成液體和氣體的氣液分離器；以及從氣液分離器延伸至氣體通道、將氣液分離器所分離的氣體引導至氣體通道的排氣通道，氣液分離器包括限定液體通道的分離管、覆蓋該分離管并與排氣通道連接的殼體、以及設(shè)置于分離管中允許氣體透過的分離膜，氣液分離器配置為通過分離管中的第一壓力和殼體中的第二壓力兩者間的壓力差從流過分離管的流體當中分離氣體，并通過分離膜將氣體釋放至殼體，以及排氣通道與第二壓力高于第一壓力的位置處的氣體通道相連接。
11.如權(quán)利要求10所述的燃料電池裝置，其特征在于，排氣通道與進氣端和空氣進給泵兩者間的氣體通道相連接。
12.如權(quán)利要求10所述的燃料電池裝置，其特征在于，排氣通道與排氣端和電力發(fā)生部的流出端兩者間的氣體通道相連接。
13.如權(quán)利要求11或12所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于氣體通道和排氣通道兩者間連接部的下游位置處的氣體通道中、將有害物質(zhì)從流過氣體通道的氣體當中清除的清除構(gòu)件。
14.如權(quán)利要求12所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置于氣體通道和排氣通道兩者間的連接部與空氣進給泵之間的位置處的氣體通道中、將有害物質(zhì)從流過氣體通道的氣體當中清除的清除過濾器。
15.如權(quán)利要求14所述的燃料電池裝置，其特征在于，循環(huán)系統(tǒng)包括對流過排氣通道的流體進行加熱的加熱器。
全文摘要
本發(fā)明的燃料電池裝置包括分別具有陽極和陰極的各電池并通過化學反應(yīng)發(fā)電的電力發(fā)生部(12)；容納燃料的燃料槽(14)；以及向電力發(fā)生部提供燃料和空氣的循環(huán)系統(tǒng)(20)。循環(huán)系統(tǒng)包括允許燃料通過陽極循環(huán)的燃料通道(22)；允許空氣通過陰極循環(huán)的氣體通道(24)；以及設(shè)置于電力發(fā)生部的流出端和燃料槽兩者間的燃料通道中、將流體分離成液體和氣體的氣液分離器(34)。氣液分離器與電力發(fā)生部連接，從而使從電力發(fā)生部的流出端流出至氣液分離器的流入端的流體其流速為燃料槽的槽容量的40％以下。
文檔編號H01M8/04GK101083333SQ200710109859
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者后藤基伊 申請人:株式會社東芝