(57)【要約】【課題】全体の外形寸法を大きくせずに製造コストも安く、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側の未使用液体燃料からの気体の分離効率が良く、重力作用方向に対する燃料電池の姿勢の変化による影響を受けない、燃料電池を提供することである。【解決手段】この発明の燃料電池は：膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極１２ｂ側で液体燃料供給路２４に接続された一端部と外部空間に開放された他端部とを含み、上記一端部が気−液分離するよう構成されている、気体排出路２８と；そして、電解膜のアノード電極側における液体燃料供給路中の液体燃料ＬＰの圧力を気体排出路の一端部における気体の圧力よりも高め、電解膜のアノード電極側で液体燃料から生じ電解膜を通過しない気体を電解膜のアノード電極側における液体燃料供給路から気体排出路の一端部に排出させる気−液・分離構造３２と；を備える。【選択図】      図１
2008243740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解膜と、電解膜の両側に配置されたアノード電極及びカソード電極と、を含む膜電極複合体と；
電解膜のアノード電極側に液体燃料を供給する液体燃料供給路と；
電解膜のカソード電極側に空気を供給する空気供給通路と；
電解膜のアノード電極側で液体燃料供給路に接続された一端部と外部空間に開放された他端部とを含んでおり、上記一端部が気体と液体とを分離するよう構成されている、気体排出路と；そして、
電解膜のアノード電極側における液体燃料供給路中の液体燃料の圧力を気体排出路の一端部における気体の圧力よりも高め、電解膜のアノード電極側で液体燃料から生じ電解膜を通過しない気体を電解膜のアノード電極側における液体燃料供給路から気体排出路の一端部に排出させる気−液・分離促進構造と；
を備えたことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
気体排出路の上記一端部が多数の微小通路を含む微小通路部材を含んでおり、微小通路部材は疎水性及び撥水性の少なくともいずれか一方を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
液体燃料供給路は、電解膜のアノード電極側で使用された分の液体燃料を液体燃料供給路に補充するよう構成された液体燃料補充ユニットを含んでいる、
ことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池。
【請求項４】
電解膜のアノード電極側で液体燃料供給路に接続された一端部と膜電極複合体の外部で液体燃料供給路に接続された他端部とを有しており、電解膜のアノード電極側で未反応な液体燃料を液体燃料供給路に戻す液体燃料戻し路をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項５】
液体燃料戻し路は液体燃料戻し路中の液体燃料の濃度を測定するよう構成された液体燃料濃度測定ユニットを含んでおり、そして、
液体燃料供給路は液体燃料濃度測定ユニットにより測定された液体燃料の濃度が所定の値よりも低下した場合に新たな液体燃料を液体燃料供給路に補充するよう構成された液体燃料補充ユニットを含んでいる、
ことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池。
【請求項６】
液体燃料供給路は、電解膜のアノード電極側に供給する液体燃料を加圧するよう構成された液体燃料加圧ユニットを含んでいる、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項７】
電解膜のアノード電極側で液体燃料供給路に接続された一端部と膜電極複合体の外部で液体燃料供給路に接続された他端部とを有しており、電解膜のアノード電極側で未反応な液体燃料を液体燃料供給路に戻す液体燃料戻し路をさらに備えている、ことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池。
【請求項８】
液体燃料戻し路は液体燃料戻し路中の液体燃料の濃度を測定するよう構成された液体燃料濃度測定ユニットを含んでおり、そして、
液体燃料供給路は液体燃料濃度測定ユニットにより測定された液体燃料の濃度が所定の値よりも低下した場合に新たな液体燃料を液体燃料供給路に補充するよう構成された液体燃料補充ユニットを含んでいる、
ことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池。
【請求項９】
液体燃料戻し路は背圧弁を含む、ことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃料電池に関係している。
【背景技術】
【０００２】
電解膜と、電解膜の両側に配置されたアノード電極及びカソード電極と、を含む膜電極複合体と；膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に液体燃料を供給する液体燃料供給路と；膜電極複合体において電解膜のカソード電極側に空気を供給する空気供給通路と；そして、膜電極複合体において電解膜のカソード電極側に生じた液体を排出する液体排出路と；を備えており、液体燃料として例えばメタノール（CH3OH）と水（H2O）の混合物を使用する燃料電池が従来知られている。
【０００３】
このような従来の燃料電池においては、液体燃料タンクから液体燃料供給路により膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に供給された液体燃料のメタノールと水が電解膜のアノード電極側に設けられている触媒により以下のように反応して二酸化炭素（CO2）と水素イオン（H+）と電子（e-）を放出する。
【０００４】
CH3OH+ H2O→CO2+6H++6e-
電子（e-）はアノード電極とカソード電極とを結ぶ電線によりアノード電極からカソード電極に向かい移動する。
【０００５】
水素イオン（H+）は電解膜をアノード電極側からカソード電極側へと透過し、電解膜のカソード電極側に設けられている触媒により水素イオン（H+）は空気供給通路により膜電極複合体の電解膜のカソード電極側に供給された空気中の酸素（O2）と以下のように反応して水（H2O）となる。
【０００６】
3/2O2+6H++6e-→3H2O
膜電極複合体の電解膜のカソード電極側に生じた水は、液体排出路により膜電極複合体の外部に排出され、その後に液体燃料タンクに戻される。液体燃料タンクには液体燃料タンク中の液体燃料よりも濃度の高いメタノールを貯蔵した補充用燃料タンクが接続されている。そして、液体燃料タンク中の液体燃料のメタノール濃度が所定の値以下になると補充用燃料タンクから所定量の高濃度のメタノールが液体燃料タンクに補充され、液体燃料タンク中の液体燃料のメタノール濃度を所定の値にまで戻す。
【０００７】
このような従来の燃料電池においては、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に生じた二酸化炭素（CO2）は膜電極複合体において電解膜のアノード電極側で未反応な液体燃料とともに液体燃料戻し通路により膜電極複合体の外部に排出される。液体燃料戻し通路の外端は気−液・分離装置に接続されていて、未反応な液体燃料と二酸化炭素（CO2）及び未反応な液体燃料から蒸発した有機物ガスは気−液・分離装置により相互に分離される。
【０００８】
そして、未反応な液体燃料は新たな液体燃料と混ぜ合わせられた後に、液体燃料供給路により膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に再度供給される。また二酸化炭素（CO2）及び有機物ガスは有機物除去装置を介して外部空間に放出されている。
【０００９】
公表特許公報２００５−５１８６４６号（特許文献１）は、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に設けた気体透過膜により電解膜のアノード電極側に生じた二酸化炭素（CO2）を電解膜のアノード電極側の未使用な液体燃料から分離している燃料電池を開示している。
【特許文献１】公表特許公報２００５−５１８６４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記前者の従来の燃料電池では、膜電極複合体から離れて気−液・分離装置が配置されているので、全体の外形寸法が大きくて燃料電池の設置場所の選択枝を狭めており、ひいては製造コストも高い。また、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側を循環する液体燃料の循環距離が長く、液体燃料の圧力損失が大きい。即ち、燃料電池の運転効率を低下させている。
【００１１】
公表特許公報２００５−５１８６４６号（特許文献１）に記載の上記後者の従来の燃料電池では、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に設けた気体透過膜による電解膜のアノード電極側で未使用な液体燃料からの二酸化炭素（CO2）の分離は、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側に流入する液体燃料の僅かな圧力によってのみ行なわれている。従って、膜電極複合体において電解膜のアノード電極側の未使用な液体燃料からの二酸化炭素（CO2）の分離効率が悪く、しかも重力作用方向に対する燃料電池の姿勢の変化による影響を受け易い。
【００１２】
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、電解膜のアノード電極側の未使用な液体燃料からの例えば二酸化炭素（CO2）の如き気体の分離効率が良く、しかも重力作用方向に対する燃料電池の姿勢の変化による影響を受けにくい、燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述したこの発明の目的を達成する為に、この発明に従った燃料電池は：電解膜と、電解膜の両側に配置されたアノード電極及びカソード電極と、を含む膜電極複合体と；電解膜のアノード電極側に液体燃料を供給する液体燃料供給路と；電解膜のカソード電極側に空気を供給する空気供給通路と；電解膜のアノード電極側で液体燃料供給路に接続された一端部と外部空間に開放された他端部とを含んでおり、上記一端部が気体と液体とを分離するよう構成されている、気体排出路と；そして、電解膜のアノード電極側における液体燃料供給路中の液体燃料の圧力を気体排出路の一端部における気体の圧力よりも高め、電解膜のアノード電極側で液体燃料から生じ電解膜を通過しない気体を電解膜のアノード電極側における液体燃料供給路から気体排出路の一端部に排出させる気−液・分離促進構造と；を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
従って、電解膜のアノード電極側で未使用な液体燃料からの例えば二酸化炭素（CO2）の如き気体の分離効率が良く、しかも重力作用方向に対する燃料電池の姿勢の変化による影響を受けにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１には、この発明の第１の実施の形態に従った燃料電池１０の縦断面図が概略的に示されている。
【００１６】
燃料電池１０は、電解膜１２ａと、電解膜１２ａの両側に配置されたアノード電極１２ｂ及びカソード電極１２ｃと、を含む膜電極複合体１２を備える。膜電極複合体１２において、電解膜１２ａの両面の周縁と電解膜１２ａの両側のアノード電極１２ｂ及びカソード電極１２ｃの夫々の周縁とは密封部材１４により密封されていて、電解膜１２ａとアノード電極１２ｂとの間にアノード室１６ａを、そして、電解膜１２ａとカソード電極１２ｃとの間にカソード室１６ｂを提供している。
【００１７】
アノード室１６ａ及びカソード室１６ｂにおいて電解膜１２ａはその両面に触媒層１２ｄを含んでおり、触媒層１２ｄにはさらに例えばカーボン多孔体の如き導電性を有したマイクロポーラスレイヤー（微小多孔性層）１２ｅ及び例えばカーボンペーパーの如き導電性を有したガス拡散層１２ｆが積層されている。
【００１８】
カソード電極１２ｃには、外部空間とカソード室１６ｂとの間を貫通した複数の貫通孔が形成されている。カソード室１６ｂにおいてガス拡散層１２ｆとカソード電極１２ｃとの間には導電性の介在部材１８が介在されている。介在部材１８にも、カソード電極１２ｃの複数の貫通孔に対応してカソード電極１２ｃとガス拡散層１２ｆとの間を貫通した複数の貫通孔が形成されている。カソード電極１２ｃの複数の貫通孔と介在部材１８の複数の貫通孔とは、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのカソード電極側に外部空間から空気を供給する空気供給路１２ｇを構成している。
【００１９】
アノード電極１２ｂには、外部空間とアノード室１６ａとの間を貫通した複数の第１の貫通孔が形成されている。アノード電極１２ｂにはさらに、複数の第１の貫通孔からは独立していて外部空間とアノード室１６ａとの間を貫通した複数の第２の貫通孔が形成されている。アノード室１６ａにおいてガス拡散層１２ｆとアノード電極１２ｂとの間には導電性を有している微小通路部材２０が介在されている。微小通路部材２０は多数の微小通路を有しており、例えばいわゆる多孔性部材であることができる。しかしながら微小通路部材２０は、繊維を織ったり絡めたりすることにより多数の微小通路を提供するような構造であっても良い。
【００２０】
微小通路部材２０にも、アノード電極１２ｂの複数の第１の貫通孔に対応してアノード電極１２ｂとガス拡散層１２ｆとの間を貫通した複数の貫通孔が形成されている。アノード電極１２ｂの複数の第１の貫通孔の外端には、液体燃料タンク２２からの液体燃料供給パイプ２２ａが接続されている。この実施の形態において液体燃料タンク２２は、比較的高い濃度の炭化水素の一種であるエタノールを液体燃料ＬＰとして保持している。ここで炭化水素の一種であるエタノールは水で希釈されていても良い。
【００２１】
従ってこの実施の形態では、液体燃料供給パイプ２２ａ，アノード電極１２ｂの複数の第１の貫通孔，そして微小通路部材２０の複数の貫通孔は、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側に液体燃料ＬＰを供給する液体燃料供給路２４を構成している。
【００２２】
液体燃料供給路２４を介して液体燃料タンク２２から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側に供給された液体燃料ＬＰ（この実施の形態では、比較的高い濃度のエタノール（CH3OH））は、電解膜１２ａのアノード電極側の触媒層１２ｄにより、前述した如く二酸化炭素（CO2）と水素イオン（H+）と電子（e-）を放出する。
【００２３】
CH3OH+ H2O→CO2+6H++6e-
電子（e-）はアノード電極１２ｂとカソード電極１２ｃとを結ぶ図示されていない電線によりアノード電極１２ｂからカソード電極１２ｃに向かい移動する。水素イオン（H+）は電解膜１２ａをアノード電極側からカソード電極側へと透過し、電解膜１２ａのカソード電極側に設けられている触媒層１２ｄにより水素イオン（H+）は空気供給通路１２ｇにより膜電極複合体１２の電解膜１２ａのカソード電極側に供給された空気中の酸素（O2）と以下のように反応して水（H2O）となる。
【００２４】
3/2O2+6H++6e-→3H2O
膜電極複合体１２の電解膜１２ａのカソード電極側で上述した如く生成された水（H2O）は、液体のまま、又は蒸発して、空気供給通路１２ｇから外部空間に排出される。
【００２５】
燃料電池１０は、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰから上述した如く発生した気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））を外部空間に放出しないと、液体燃料供給路２４を介して膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側に供給された液体燃料ＬＰ（この実施の形態では、比較的高い濃度のエタノール（CH3OH））が電解膜１２ａのアノード電極側の触媒層１２ｄと接触するのが上記気体により阻止されるようになり、発電することが出来なくなる。
【００２６】
その為、燃料電池１０は、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰから上述した如く発生した気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））を外部空間に放出する為の気体排出路を備えている。
【００２７】
詳細には、微小通路部材２０は疎水性及び撥水性の少なくともいずれか一方を有していることが必要である。この実施の形態では微小通路部材２０は、導電性を有した疎水性材料に、例えば炭素より形成されていて、撥水処理が施されている。アノード電極１２ｂの複数の第２の貫通孔の内端は微小通路部材２０において液体燃料供給路２４の複数の貫通孔が形成されていない複数の部分に対向している。アノード電極１２ｂの複数の第２の貫通孔の外端は、液体燃料供給路２４の液体燃料供給パイプ２２ａから独立している気体排出パイプ２６の一端部に接続されている。気体排出パイプ２６の他端部は、有機物除去フィルター２８を介して外部空間に開放されている。
【００２８】
従ってこの実施の形態では、微小通路部材２０の無数の微小細孔，アノード電極１２ｂの複数の第２の貫通孔，そして気体排出パイプ２６が、膜電極複合体１２の電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料供給路２４に接続された一端部と外部空間に開放された他端部とを含んでいる気体排出路２８を構成している。
【００２９】
気体排出路２８の上記一端部となる微小通路部材２０は疎水性及び撥水性の少なくともいずれか一方を有しているので、液体燃料供給路２４の一部である微小通路部材２０の複数の貫通孔中の液体燃料が微小通路部材２０の無数の微小細孔に入り込むことを阻止している。しかしながら上記無数の微小細孔に気体は透過することが出来る。このことは、気体排出路２８の上記一端部となる微小通路部材２０は気体と液体とを分離するよう構成されていることを意味している。
【００３０】
膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側における液体燃料供給路２４中の液体燃料ＬＰの圧力を気体排出路２８の一端部における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも高めることにより、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰから生じ電解膜１２ａを通過しない気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））を膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側における液体燃料供給路２４から気体排出路２８の一端部に排出させる気−液・分離促進構造３２を備えている。
【００３１】
この実施の形態では、液体燃料供給路２４に液体燃料加圧ユニット３４が介在されている。液体燃料加圧ユニット３４は例えば加圧ポンプにより構成することが出来る。また、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料供給路２８に接続された一端部と、膜電極複合体１２の外部で液体燃料供給路２４に対し液体燃料タンク２２と液体燃料加圧ユニット３４との間で接続された他端部とを有している液体燃料戻し路３６がさらに設けられている。液体燃料戻し路３６は、膜電極複合体１２において膜電極１２ａのアノード電極側において未反応な液体燃料ＬＰを液体燃料供給路２２ａに戻す。ここで循環する液体燃料は通常、数モル程度である。
【００３２】
液体燃料戻し路３６には背圧弁３８が介在されているとともに背圧弁３８と膜電極複合体１２中の上記一端部との間に圧力計４０が介在されている。圧力計４０は背圧弁３８の開閉動作を制御するよう構成されていて、所定の値以上の圧力を検出することにより背圧弁３８を開放し、所定の値の圧力以下の圧力を検出している間には背圧弁３８を閉じる。
【００３３】
また、液体燃料供給路２４において液体燃料戻し路３６の他端部と液体燃料タンク２２との間に開閉弁４２及び加圧ポンプ４４がさらに介在されている。
【００３４】
上述した如く構成されている、第１の実施の形態に従った燃料電池１０では、液体燃料加圧ユニット３４から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２２ａの部分、そして膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側から背圧弁３８までの液体燃料戻し路３６の部分、に含まれる液体燃料ＬＰの圧力が圧力計４０により常に所定の値に保たれる。即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【００３５】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４に介在された液体燃料加圧ユニット３４と、背圧弁３８と圧力計４０とを伴った液体燃料戻し路３６との組み合わせが、気−液・分離促進構造３２を構成していることを意味している。
【００３６】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池１０の姿勢とは無関係に行なわれる。
【００３７】
膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で未使用な液体燃料ＬＰからの気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の分離が行なわれるので燃料電池の外部で上記分離を行なっていた前述した従来例に比べ燃料電池１０の全体の外形寸法を遥かに小さくすることが出来て製造コストも安く出来る。さらに、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められることにより、上記分離の効率が遥かに向上され、しかも重力作用方向に対する燃料電池１０の姿勢の変化による影響を受けない。
【００３８】
なお、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４の開閉弁４２及び加圧ポンプ４４は所定の時間毎に所定の時間だけ開きそして動作する。これにより、所定の時間毎の間に膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で消費された液体燃料ＬＰの分だけ、液体燃料タンク２２から新たな液体燃料ＬＰを補充することが出来る。
【００３９】
即ち、開閉弁４２及び加圧ポンプ４４は液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源と組み合わされて液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源から液体燃料供給路２４に対し液体燃料ＬＰを補充する液体燃料補充ユニット４６を構成している。
【００４０】
［第２の実施の形態］
図２には、この発明の第２の実施の形態に従った燃料電池５０の縦断面図が概略的に示されている。
【００４１】
この実施の形態の燃料電池５０の構成部材の大部分は図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池５０において前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００４２】
この実施の形態の燃料電池５０が図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０と異なっているのは、液体燃料供給路２４において液体燃料戻し路３６の他端部と液体燃料タンク２２との間に、図１の第１の実施の形態の燃料電池１０において介在されていた加圧ポンプ４４に代わり、逆止弁５２が介在されていることと、液体燃料タンク２２に液体燃料タンク２２中の液体燃料ＬＰに対し所定の圧力を負荷するよう構成されている液体燃料圧力負荷ユニット５４を使用していることである。液体燃料圧力負荷ユニット５４は、例えば液体燃料タンク２２中に設けられたピストン部材と液体燃料タンク２２の内表面とピストン部材との間に介在された例えば圧縮ばねの如き付勢手段との組み合わせであることが出来る。
【００４３】
この実施の形態においては、液体燃料供給路２４の開閉弁４２は所定の時間毎に所定の時間だけ開く。これにより、所定の時間毎の間に膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で消費された液体燃料ＬＰの分だけ、体燃料タンク２２中の新たな液体燃料ＬＰが液体燃料圧力負荷ユニット５４により負荷されている圧力により逆止弁５２を通過して補充される。
【００４４】
即ち、開閉弁４２，逆止弁５２，そして液体燃料圧力負荷ユニット５４は、液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源と組み合わされて液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源から液体燃料供給路２４に対し液体燃料ＬＰを補充する液体燃料補充ユニット４６を構成している。
【００４５】
第２の実施の形態に従った燃料電池５０の液体燃料補充ユニット４６では、図１の第１の実施の形態の燃料電池１０の液体燃料補充ユニット４６において使用されていた加圧ポンプ４４に代わり、例えば電気モータやその他の原動機の如き人工的な動力源が不要な逆止弁５２及び液体燃料圧力負荷ユニット５４を使用しているので、運転効率が良いし、製造コストも安くすることが出来る。
【００４６】
［第３の実施の形態］
図３には、この発明の第３の実施の形態に従った燃料電池６０の縦断面図が概略的に示されている。
【００４７】
この実施の形態の燃料電池６０の構成部材の大部分は図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池６０において前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００４８】
この実施の形態の燃料電池６０が、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０と異なっているのは、第１の実施の形態の燃料電池１０において使用されていた、背圧弁３８及び圧力計４０を伴った燃料戻し路３６が無く、気体排出路２８に背圧弁６２及び圧力計６４が介在されていることである。背圧弁６２は圧力計６４が所定の圧力より大きな圧力を検出すると開放し、圧力計６４が所定の圧力より小さな圧力を検出すると閉鎖されるよう構成されている。
【００４９】
この実施の形態の燃料電池６０は、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０と以下のことでも異なっている。
【００５０】
液体燃料供給パイプ２２´ａにおいて、液体燃料タンク２２と膜電極複合体１２との間に液体燃料供給パイプ２２´ａを流れる液体燃料ＬＰの方向に従い開閉弁４２，加圧ポンプ４４，逆止弁６６，そして液体燃料加圧ユニット６８が介在されている。
【００５１】
この液体燃料加圧ユニット６８は、例えば液体燃料供給パイプ２２´ａに介在された液体燃料溜まり中に設けられたピストン部材と液体燃料溜まりの内表面とピストン部材との間に介在された例えば圧縮ばねの如き付勢手段との組み合わせであることが出来る。
【００５２】
液体燃料供給パイプ２２´ａは膜電極複合体１２と液体燃料加圧ユニット６８との間で内径が絞られた部分を有しており、この実施の形態では液体燃料ＬＰの為のアノード電極１２ｂの複数の第１の貫通孔に対する液体燃料供給パイプ２２´ａの接続部分の内径が絞られている。
【００５３】
この実施の形態においては、内径が絞られた部分を介して液体燃料供給パイプ２２´ａからの液体燃料ＬＰが膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側に供給されている。内径が絞られた部分では液体燃料ＬＰの移動速度が内径が絞られていない部分よりも高くなり、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側から液体燃料供給パイプ２２´ａを液体燃料ＬＰが逆流することが防止されている。従って、電解膜１２ａのカソード電極側に生じる水がアノード電極側に浸透してきてアノード電極側の液体燃料が薄められて発電効率が低下することを抑止することが出来る。
【００５４】
従ってこの実施の形態では、内径が絞られている部分を有する液体燃料供給パイプ２２´ａ，アノード電極１２ｂの複数の第１の貫通孔，そして微小通路部材２０の複数の貫通孔は、膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側に液体燃料ＬＰを供給する液体燃料供給路２４´を構成している。
【００５５】
上述した如く構成されている、第３の実施の形態に従った燃料電池６０では、液体燃料加圧ユニット６８から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２２´ａの部分に含まれる液体燃料ＬＰの所定の圧力よりも、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４´に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力が大きくなった場合には背圧弁３８が開放される。即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４´中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４´に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【００５６】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４´に介在された液体燃料加圧ユニット６８と、気体排出路２８中に介在された背圧弁６２と圧力計６４との組み合わせが、気−液・分離促進構造７０を構成していることを意味している。
【００５７】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４´に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池６０の姿勢とは無関係に行なわれる。
【００５８】
なお、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４´の開閉弁４２及び加圧ポンプ４４は所定の時間毎に所定の時間だけ開きそして動作する。これにより、所定の時間毎の間に膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で消費された液体燃料ＬＰの分だけ、液体燃料タンク２２から新たな液体燃料ＬＰを逆止弁６６を介して補充することが出来る。
【００５９】
即ち、開閉弁４２，加圧ポンプ４４，そして逆止弁６６は液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源と組み合わされて液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源から液体燃料供給路２４´に対し液体燃料ＬＰを補充する液体燃料補充ユニット７２を構成している。
【００６０】
［第４の実施の形態］
図４には、この発明の第４の実施の形態に従った燃料電池８０の縦断面図が概略的に示されている。
【００６１】
この実施の形態の燃料電池８０の構成部材の大部分は図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池８０において前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００６２】
この実施の形態の燃料電池８０が、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０と異なっているのは、燃料戻し路３６に圧力計４０が介在されておらず、膜電極複合体１２の外部で気体排出路２８に圧力調整ユニット８２が介在されていることである。圧力調整ユニット８２には、膜電極複合体１２と背圧弁３８との間の燃料戻し路３６からの分岐路３６´が接続されている。そして、圧力調整ユニット８２は、分岐路３６´からの液体燃料ＬＰの圧力から所定の圧力を引いた圧力で開放し気体排出路２８中の気体を通過させる。
【００６３】
背圧弁３８は、燃料戻し路３６中の、即ち膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の、液体燃料ＬＰが所定の圧力以上になると開放し、上記所定の圧力以下の場合は閉鎖する。
【００６４】
従って、上述した如く構成されている第４の実施の形態に従った燃料電池８０では、液体燃料加圧ユニット３４から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２４の部分、そして膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側から背圧弁３８までの液体燃料戻し路３６の部分、に含まれる液体燃料ＬＰの圧力が常に所定の値に保たれる。
【００６５】
そして、圧力調整ユニット８２は、気体排出路２８中の、即ち膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４に隣接した気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中の、気体の圧力が、液体燃料ＬＰの上記所定の圧力に到達する以前に、気体排出路２８中から外部空間に放出させる。
【００６６】
即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【００６７】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４に介在された液体燃料加圧ユニット３４と、背圧弁３８を伴った液体燃料戻し路３６と、そして気体排出路２８に介在され液体燃料戻し路３６の分岐路３６´からの液体燃料ＬＰの圧力から所定の圧力を引いた圧力で常に開放される圧力調整ユニット８２との組み合わせが、気−液・分離促進構造８４を構成していることを意味している。
【００６８】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池８０の姿勢とは無関係に行なわれる
なおこの実施の形態では、液体燃料供給路２４において液体燃料補充ユニット４６の加圧ポンプ４４と液体燃料戻し路３６との接続部位との間に、補助液体燃料補充ユニット８６が介在されている。補助液体燃料補充ユニット８６は、例えば液体燃料供給パイプ２２ａに介在された液体燃料溜まり中に設けられたピストン部材と液体燃料溜まりの内表面とピストン部材との間に介在された例えば圧縮ばねの如き付勢手段との組み合わせであることが出来る。このような補助液体燃料補充ユニット８６は、液体燃料タンク２２の如き液体燃料供給源と組み合わされた開閉弁４２及び加圧ポンプ４４が構成している液体燃料補充ユニット４６が動作する期間を短縮し、ひいては、この実施の形態に従った燃料電池８０の動作効率を向上させる。
【００６９】
［第５の実施の形態］
図５には、この発明の第５の実施の形態に従った燃料電池９０の縦断面図が概略的に示されている。
【００７０】
この実施の形態の燃料電池９０の構成部材の大部分は図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池９０において前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第１の実施の形態の燃料電池１０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００７１】
この実施の形態の燃料電池９０が、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０と異なっているのは、燃料戻し路３６に圧力計４０が介在されておらず、膜電極複合体１２の外部で気体排出路２８に背圧弁９２及び圧力計９４が介在されていることである。背圧弁９２は圧力計９４が所定の圧力より大きな圧力を検出すると開放し、圧力計９４が所定の圧力より小さな圧力を検出すると閉鎖されるよう構成されている。
【００７２】
この実施の形態の燃料電池９０は、図１を参照しながら前述した第１の実施の形態の燃料電池１０と以下のことでも異なっている。
【００７３】
液体燃料供給路２４の液体燃料供給パイプ２２ａにおいて膜電極複合体１２と液体燃料加圧ユニット３４との間に圧力調整ユニット９６が介在されている。圧力調整ユニット９６には、気体排出路２８からの分岐路２８´が接続されている。そして、圧力調整ユニット９６は、分岐路２８´からの気体の圧力に所定の圧力を加えた圧力で液体燃料供給パイプ２２ａを閉鎖し液体燃料供給パイプ２２ａ中の液体燃料ＬＰの通過を遮断する。
【００７４】
背圧弁３８は、燃料戻し路３６中の、即ち膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の、液体燃料ＬＰが所定の圧力以上になると開放し、上記所定の圧力以下の場合は閉鎖する。
【００７５】
従って、上述した如く構成されている第５の実施の形態に従った燃料電池９０では、液体燃料加圧ユニット３４から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２４の部分、そして膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側から背圧弁３８までの液体燃料戻し路３６の部分、に含まれる液体燃料ＬＰの圧力が常に気体排出路２８中の気体の圧力よりも大きな所定の値に保たれる。
【００７６】
即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【００７７】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４に介在された液体燃料加圧ユニット３４と、背圧弁３８を伴った液体燃料戻し路３６と、そして液体燃料供給路２４に介在され、背圧弁９２と圧力計９４とを伴った気体排出路２８の分岐路２８´からの気体の圧力に所定の圧力を加えた圧力で常に開放される圧力調整ユニット９６との組み合わせが、気−液・分離促進構造９８を構成していることを意味している。
【００７８】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池９０の姿勢とは無関係に行なわれる。
【００７９】
［第６の実施の形態］
図６には、この発明の第６の実施の形態に従った燃料電池１００の要部の縦断面図が概略的に示されている。
【００８０】
この実施の形態の燃料電池１００の構成部材の大部分は図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池１００において前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００８１】
この実施の形態の燃料電池１００が、図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０と異なっているのは、液体燃料供給路２４の液体燃料供給パイプ２２ａが内径の狭まった部分を有していないことであり、また、気体排出路２８の気体排出パイプ２６において膜電極複合体１２の外部に介在されていた背圧弁６２及び圧力計６４の代わりに、気体排出路２８の気体排出パイプ２６において膜電極複合体１２のアノード電極１２ｂの気体排出路２８の為の複数の第２の貫通孔の出口も受けられた弁体１０２である。
【００８２】
弁体１０２は例えば所定の弾性率を有した材料により形成されていて、膜電極複合体１２のアノード電極１２ｂの気体排出路２８の為の複数の第２の貫通孔中の気体の圧力が所定の圧力より大きくなると開放し、所定の圧力より小さくなると閉鎖されるよう構成されている。
【００８３】
上述した如く構成されている、第６の実施の形態に従った燃料電池１００では、液体燃料加圧ユニット６８から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２２ａの部分に含まれる液体燃料ＬＰの所定の圧力よりも、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力が大きくなった場合には弁体１０２が開放される。即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【００８４】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４に介在された液体燃料加圧ユニット６８と、気体排出路２８中に介在された弁体１０２が、気−液・分離促進構造１０４を構成していることを意味している。
【００８５】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池１００の姿勢とは無関係に行なわれる。
【００８６】
［第７の実施の形態］
図７には、この発明の第７の実施の形態に従った燃料電池１１０の縦断面図が概略的に示されている。
【００８７】
この実施の形態の燃料電池１１０の構成部材の大部分は図５を参照しながら前述した第５の実施の形態の燃料電池９０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池１１０において前述した第５の実施の形態の燃料電池９０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第５の実施の形態の燃料電池９０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００８８】
この実施の形態の燃料電池１１０が、図５を参照しながら前述した第５の実施の形態の燃料電池９０と異なっているのは、燃料戻し通路３６に液体燃料濃度測定ユニット１１２が介在されていることである。
【００８９】
液体燃料濃度測定ユニット１１２は燃料戻し通路３６中の液体燃料の濃度を測定するよう構成されており、測定した液体燃料の濃度が所定の値よりも低下した場合に、所定の時間だけ液体燃料補充ユニット４６の開閉弁４２を開放するとともに加圧ポンプ４４を動作させる。これにより、所定の時間毎の間に膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で消費された液体燃料ＬＰの分だけ、液体燃料タンク２２から新たな液体燃料ＬＰを逆止弁６６を介して補充することが出来る。
【００９０】
この実施の形態の燃料電池１１０ではさらに、複数（図７中では２つ）の膜電極複合体１２が直列に配置されている。従って、複数の膜電極複合体１２の夫々の液体燃料供給路２４の液体燃料供給パイプ２２ａに１つ液体燃料加圧ユニット３４から圧力調整ユニット９６を介して液体燃料ＬＰが供給されているとともに、１つの燃料戻し通路３６が接続されている。さらに、複数の膜電極複合体１２の夫々の気体排出路２８の気体排出パイプ２６が統合されて１つの背圧弁９２及び有機物除去フィルター３０を介して外部空間に開放されている。
【００９１】
従って、複数の膜電極複合体１２を有したこの実施の形態の燃料電池１１０は、図５を参照しながら前述した第５の実施の形態の１つの膜電極複合体１２を有した燃料電池９０と同様に動作することが出来る。
【００９２】
［第８の実施の形態］
図８には、この発明の第８の実施の形態に従った燃料電池１２０の縦断面図が概略的に示されている。
【００９３】
この実施の形態の燃料電池１２０の構成部材の大部分は図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池１２０において前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【００９４】
この実施の形態の燃料電池１２０が、図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０と異なっているのは、膜電極複合体１２の外部において気体排出路２８に、背圧弁６２と圧力計６４との組み合わせに代わり、図４を参照しながら前述した第４の実施の形態の燃料電池８０において使用されていた圧力調整ユニット８２が介在されていることである。そして、この実施の形態では、液体燃料供給路２４´の分岐路２４´ａが圧力調整ユニット８２に接続されている。
【００９５】
圧力調整ユニット８２は、液体燃料供給路２４からの液体燃料ＬＰの圧力から所定の圧力を引いた圧力で開放し気体排出路２８中の気体を通過させる。
【００９６】
従って、上述した如く構成されている第８の実施の形態に従った燃料電池１２０では、液体燃料加圧ユニット６８から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２４´の部分、そして膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側から圧力調整ユニット８２までの分岐路２４´ａの部分、に含まれる液体燃料ＬＰの圧力が常に所定の値に保たれる。
【００９７】
そして、圧力調整ユニット８２は、気体排出路２８中の、即ち膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４に隣接した気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中の、気体の圧力が、液体燃料ＬＰの上記所定の圧力に到達する以前に、気体排出路２８中から外部空間に放出させる。
【００９８】
即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４´中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【００９９】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４´に介在された液体燃料加圧ユニット６８と、そして気体排出路２８に介在され液体燃料供給路２４´の分岐路２４´ａからの液体燃料ＬＰの圧力から所定の圧力を引いた圧力で常に開放される圧力調整ユニット８２との組み合わせが、気−液・分離促進構造１２２を構成していることを意味している。
【０１００】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４´に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池１２０の姿勢とは無関係に行なわれる
この実施の形態の燃料電池１２０ではさらに、複数（図８中では２つ）の膜電極複合体１２が直列に配置されている。とはいうものの、他の膜電極複合体１２は図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０において使用されていた膜電極複合体１２と同様に、圧力調整ユニット８２に接続する為の液体燃料供給路２４´の分岐路２４´ａは有していない。
【０１０１】
従って、複数の膜電極複合体１２の夫々の液体燃料供給路２４´の液体燃料供給パイプ２２´ａに１つ液体燃料加圧ユニット６８から液体燃料ＬＰが供給されている。さらに、複数の膜電極複合体１２の夫々の気体排出路２８の気体排出パイプ２６が統合されて１つの圧力調整ユニット８２及び有機物除去フィルター３０を介して外部空間に開放されている。
【０１０２】
従って、複数の膜電極複合体１２を有したこの実施の形態の燃料電池１２０は、図３を参照しながら前述した１つの膜電極複合体１２を有した第３の実施の形態の燃料電池６０において気体排出路２８に、背圧弁６２と圧力計６４との組み合わせに代わり、図４を参照しながら前述した第４の実施の形態の燃料電池８０において使用されていた圧力調整ユニット８２を使用した場合と同様に動作することが出来る。
【０１０３】
［第９の実施の形態］
図９には、この発明の第９の実施の形態に従った燃料電池１３０の縦断面図が概略的に示されている。
【０１０４】
この実施の形態の燃料電池１３０の構成部材の大部分は図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の構成部材の大部分と同じである。従って、この実施の形態の燃料電池１３０において前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の構成部材と同じ構成部材には、前述した第３の実施の形態の燃料電池６０の対応する構成部材に付されていた参照符号と同じ参照符号を記してこのような構成部材についての詳細な説明は省略する。
【０１０５】
この実施の形態の燃料電池１３０が、図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０と異なっているのは、膜電極複合体１２と液体燃料加圧ユニット６８との間で液体燃料供給路２４´の液体燃料供給パイプ２２´ａに図５を参照しながら前述した第５の実施の形態の燃料電池９０において使用されていた圧力調整ユニット９６が介在されていることである。そして、この実施の形態では、気体排出路２８の分岐路２８´が圧力調整ユニット９６に接続されている。
【０１０６】
圧力調整ユニット９６は、分岐路２８´からの気体の圧力に所定の圧力を加えた圧力で液体燃料供給パイプ２２´ａを閉鎖し液体燃料供給パイプ２２´ａ中の液体燃料ＬＰの通過を遮断する。
【０１０７】
従って、上述した如く構成されている第９の実施の形態に従った燃料電池１３０では、圧力調整ユニット９６から膜電極複合体１２において電解膜１２ａのアノード電極側までの液体燃料供給路２４´の部分に含まれる液体燃料ＬＰの圧力が常に気体排出路２８中の気体の圧力よりも大きな所定の値に保たれる。
【０１０８】
即ち、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側の液体燃料供給路２４´中の液体燃料ＬＰの圧力が、電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４´に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０における気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））の圧力よりも常に所定の値だけ高められる。
【０１０９】
このことは、この実施の形態においては、液体燃料供給路２４´に介在された液体燃料加圧ユニット６８と、液体燃料供給路２４´に介在され気体排出路２８の分岐路２８´からの気体の圧力に所定の圧力を加えた圧力で常に開放される圧力調整ユニット９６との組み合わせが、気−液・分離促進構造１３２を構成していることを意味している。
【０１１０】
そして、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で前述した如く発生された気体（この実施の形態では二酸化炭素（CO2））は、膜電極複合体１２における電解膜１２ａのアノード電極側で液体燃料ＬＰ中に含まれるよりも電解膜１２ａのアノード電極側において液体燃料供給路２４´に接続されている気体排出路２８の一端部である微小通路部材２０中に排出されることが容易となり、上記排出が促進される。この促進は、燃料電池１３０の姿勢とは無関係に行なわれる。
【０１１１】
この実施の形態の燃料電池１３０ではさらに、複数（図９中では２つ）の膜電極複合体１２が直列に配置されている。とは言うものの１つの電極複合体１２以外は図３を参照しながら前述した第３の実施の形態の燃料電池６０において使用されていた膜電極複合体１２と同様に、圧力調整ユニット９６に接続する為の気体排出路２８の分岐路２８´は有していない。
【０１１２】
そして、複数の膜電極複合体１２の夫々の液体燃料供給路２４´の液体燃料供給パイプ２２´ａに１つ液体燃料加圧ユニット６８から圧力調整ユニット９６を介して液体燃料ＬＰが供給されている。さらに、複数の膜電極複合体１２の夫々の気体排出路２８の気体排出パイプ２６が統合されて１つの背圧弁６２及び有機物除去フィルター３０を介して外部空間に開放されている。
【０１１３】
従って、複数の膜電極複合体１２を有したこの実施の形態の燃料電池１３０は、図３を参照しながら前述した１つの膜電極複合体１２を有した第３の実施の形態の燃料電池６０において液体燃料供給路２４´に、図５を参照しながら前述した第５の実施の形態の燃料電池９０において使用されていた圧力調整ユニット９６を使用した場合と同様に動作することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】この発明の第１の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図４】この発明の第４の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図５】この発明の第５の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図６】この発明の第６の実施の形態に従った燃料電池の要部の概略的な縦断面図である。
【図７】この発明の第７の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図８】この発明の第８の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【図９】この発明の第９の実施の形態に従った燃料電池の概略的な縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…燃料電池、１２…膜電極複合体、１２ａ…電解膜、１２ｂ…アノード電極、１２ｃ…カソード電極、１２ｄ…触媒層、１２ｅ…マイクロポーラスレイヤー、１２ｆ…ガス拡散層、１２ｇ…空気供給路、１４…密封部材、１６ａ…アノード室、１６ｂ…カソード室、１８…介在部材、２０…微小通路部材（気体排出路）、２２…液体燃料タンク、２２ａ…液体燃料供給パイプ、ＬＰ…液体燃料、２４…液体燃料供給路、２６…気体排出パイプ（気体排出路）、２８…気体排出路、３０…有機物除去フィルター、３２…気−液・分離促進構造、３４…液体燃料加圧ユニット（気−液・分離促進構造）、３６…燃料戻し路（気−液・分離促進構造）、３８…背圧弁（気−液・分離促進構造）、４０…圧力計（気−液・分離促進構造）、４２…開閉弁（液体燃料補充ユニット）、４４…加圧ポンプ（液体燃料補充ユニット）、４６…液体燃料補充ユニット、５０…燃料電池、５２…逆止弁、５４…液体燃料圧力負荷ユニット、６０…燃料電池、６２…背圧弁（気−液・分離促進構造）、６４…圧力計（気−液・分離促進構造）、６６…逆止弁（液体燃料補充ユニット）、６８…液体燃料加圧ユニット、７０…気−液・分離促進構造、７２…液体燃料補充ユニット、８０…燃料電池、８２…圧力調整ユニット（気−液・分離促進構造）、３６´…分岐路、８４…気−液・分離促進構造、８６…補助液体燃料補充ユニット、９０…燃料電池、９２…背圧弁（気−液・分離促進構造）、９４…圧力計（気−液・分離促進構造）、９６…圧力調整ユニット（気−液・分離促進構造）、２８´…分岐路（気−液・分離促進構造）、９８…気−液・分離促進構造、１００…燃料電池、１０２…弁体（気−液・分離促進構造）、１０４…気−液・分離促進構造、１１０…燃料電池、１１２…液体燃料濃度測定ユニット、
１２０…燃料電池、１２２…気−液・分離促進構造、１３０…燃料電池、１３２…気−液・分離促進構造。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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