(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性のある液体を使用する燃料電池システムに用いる液体貯蔵容器において、
体積中心点に対して１８０度の点対称形状を有し、前記液体を貯蔵する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲の長さを各々に有し、前記密閉容器の体積中心部に末端が位置する少なくとも２つの電極と
を含むことを特徴とする、液体貯蔵容器。
【請求項２】
前記電極の各々は、前記密閉容器の体積中心点に対して点対称に設けられ、導電可能な間隔で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項１に記載の液体貯蔵容器。
【請求項３】
前記電極の各々は、同一の長さであり、末端の一部が液体を介して重なった状態で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項２に記載の液体貯蔵容器。
【請求項４】
前記電極の各々が液体を介して重なる部分は、前記密閉容器に貯蔵される液体の最高水位と最低水位との間の少なくとも一部に設けられることを特徴とする、請求項３に記載の液体貯蔵容器。
【請求項５】
前記電極の各々は、前記密閉容器に貯蔵された液体の水面に対して垂直に設けられることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体貯蔵容器。
【請求項６】
前記電極の各々の末端が液体を介して重なる直線部の長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの１０％未満であることを特徴とする、請求項５に記載の液体貯蔵容器。
【請求項７】
前記電極の各々の末端は、互いに対向するように９０度に曲折して一部が液体を介して重なり、前記電極の各々の垂直長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の液体貯蔵容器。
【請求項８】
前記電極の各々の末端は、互いに対向するように渦巻き状に曲折して一部が液体を介して重なり、前記電極の各々の垂直長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の液体貯蔵容器。
【請求項９】
前記電極の各々には、末端の露出部を除いて絶縁体が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１０】
前記電極の各々に設けられた前記絶縁体の長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの４０％超過および５０％以下の範囲であることを特徴とする、請求項９に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１１】
前記電極の各々は、一方向に設けられ、各々の前記露出部が導電可能な間隔で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項１０に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１２】
前記電極の各々は、同一の長さであり、前記露出部の一部が液体を介して重なった状態で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項１１に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１３】
前記電極の各々の前記露出部が液体を介して重なる部分は、前記密閉容器に貯蔵される液体の最高水位と最低水位との間の少なくとも一部に設けられることを特徴とする、請求項１２に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１４】
前記電極の各々は、前記密閉容器に貯蔵された液体の水面に対して垂直に設けられることを特徴とする、請求項９から１３のいずれか１項に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１５】
前記電極の各々の前記露出部の末端が液体を介して重なる直線部の長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの１０％未満であることを特徴とする、請求項１４に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１６】
前記電極の各々の前記露出部の末端は、互いに対向するように９０度に曲折して一部が液体を介して重なり、前記電極の各々の垂直長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であることを特徴とする、請求項１５に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１７】
前記電極の各々の前記露出部の末端は、互いに対向するように渦巻き状に曲折して一部が液体を介して重なり、前記電極の各々の垂直長さは、前記密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であることを特徴とする、請求項１５に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１８】
前記電極に電気を供給し、前記電極の断続を検知する信号検知器を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液体貯蔵容器。
【請求項１９】
体積中心点に対して１８０度の点対称形状を有し、導電性のある液体を貯蔵する密閉容器の内部に貯蔵された前記液体の液位を検知する液位検知装置において、
前記密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲の長さを各々に有し、前記密閉容器の体積中心部に末端が位置するように、前記密閉容器の内部に配置される少なくとも２つの電極と、
前記電極に電気を供給し、前記電極の断続を検知する信号検知器と
を含むことを特徴とする液位検知装置。
【請求項２０】
前記電極の各々は、前記密閉容器の体積中心点に対して点対称に設けられ、導電可能な間隔で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項１９に記載の液位検知装置。
【請求項２１】
前記電極の各々は、同一の長さであり、末端の一部が液体を介して重なった状態で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項２０に記載の液位検知装置。
【請求項２２】
前記電極の各々が液体を介して重なる部分は、前記密閉容器に貯蔵される液体の最高水位と最低水位との間の少なくとも一部に設けられることを特徴とする、請求項２１に記載の液位検知装置。
【請求項２３】
前記電極の各々は、前記密閉容器に貯蔵された液体の水面に対して垂直に設けられることを特徴とする、請求項１９から２２のいずれか１項に記載の液位検知装置。
【請求項２４】
前記電極の各々には、末端の露出部を除いて絶縁体が設けられることを特徴とする、請求項１９に記載の液位検知装置。
【請求項２５】
前記電極の各々は、一方向に設けられ、各々の前記露出部が導電可能な間隔で液体に同時に浸るように設けられることを特徴とする、請求項２４に記載の液位検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに用いる液体貯蔵容器および液位検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、燃料電池は、水素と酸素との電気化学反応により化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電システムである。水素としては、純水素を直接燃料電池システムに供給することもでき、メタノール、エタノール、天然ガスなどのような物質を改質した水素を供給することもできる。酸素としては、純酸素を直接燃料電池システムに供給することもでき、空気ポンプなどを用いて通常の空気に含まれる酸素を供給することもできる。
【０００３】
燃料電池は、常温または１００℃以下で作動する高分子電解質型および直接メタノール型燃料電池、１５０〜２００℃付近で作動するリン酸型燃料電池、６００〜７００℃の高温で作動する溶融炭酸塩型燃料電池、１０００℃以上の高温で作動する固体酸化物型燃料電池などに分類される。これらの燃料電池は、基本的に電気を発生する作動原理は同一であるが、使用される燃料の種類、触媒、電解質などが互いに異なる。
【０００４】
燃料電池のうち、直接メタノール型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＤＭＦＣ）は、水素の代わりに液状の高濃度メタノールを水と混合した後直接燃料として使用する。直接メタノール型燃料電池は、水素を直接燃料として使用する燃料電池に比べて出力密度が低いが、燃料として使用するメタノールの体積当たりのエネルギー密度が高く貯蔵が容易で、低出力および長期間運転が求められる状況では有利であるという長所がある。さらに、燃料を改質して水素を生成する改質器などの付加的な装置が不要であるため、小型化に非常に有利である。
【０００５】
また、直接メタノール型燃料電池は、電解質膜と、電解質膜の両面に接するアノード（ａｎｏｄｅ）電極とカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）電極とからなる電極電解質合成体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）とを備える。電解質膜としてはフルオロ化ポリマーなどを使用するが、フルオロ化ポリマーは、メタノールが滲むのが早過ぎ、濃度の高いメタノールを燃料として使用する場合、未反応のメタノールが電解質膜を透過してしまうというクロスオーバー（ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ）現象が発生する。このため、メタノールの濃度を低くするためにメタノールと水とを混合した混合燃料を燃料電池システムに供給する。
【０００６】
一方、高分子電解質型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：ＰＥＭＦＣ）は、メタノール、エタノール、天然ガスなどの物質を改質して生成された水素を使用し、他の燃料電池に比べて出力特性に優れ、作動温度が低いのみならず、高速な始動および応答特性を有する。したがって、自動車のような移動用電源はもちろん、住宅や公共ビルのような分散用電源および携帯用電子機器のような小型移動機器用電源などに用いることができ、その応用範囲が広いという長所がある。
【０００７】
一方、高分子電解質型燃料電池は、水蒸気改質（Ｓｔｅａｍ  Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ：ＳＲ）、水性ガスシフト（Ｗａｔｅｒ  Ｇａｓ  Ｓｈｉｆｔ：ＷＧＳ）などの触媒反応により電気生成に必要な水素に富む改質ガスにシフトするだけでなく、このような改質ガスに含まれて燃料電池の触媒を被毒させる一酸化炭素を除去する。触媒反応には水が必要であるため、改質器に流入する燃料には水を混合して混合燃料として供給する。
【０００８】
このように、燃料電池を持続的に運転するためには、水と燃料とを混合して混合燃料を供給しなければならないため、燃料電池の運転に必要な混合燃料を一定水準に保持する必要がある。このために、従来の燃料電池では、超音波などを用いた別の液位測定器などを用いて混合燃料の量を検知することにより、生成される混合燃料の量を所定の液位に保持する装置を構成の一部に備えている。しかし、この場合、燃料電池の構成が複雑になり、しかも燃料電池が回転する際には液位測定が不可能であるという短所がある。
【０００９】
【特許文献１】大韓民国特許公開第１０−２００５−００２５４９６号
【特許文献２】大韓民国特許公開第１０−２００５−００５６５８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性のある液体の液位を簡単に測定でき、特に回転時にも作動できる、新規かつ改良された、液体貯蔵容器および液位検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、導電性のある液体を使用する燃料電池システムに用いる液体貯蔵容器が提供される。本液体貯蔵容器は、液体を貯蔵する密閉容器と、密閉容器の内部に設けられ、密閉容器の体積中心部に末端が位置する少なくとも２つの電極と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、密閉容器の体積中心部に末端が位置する少なくとも２つの電極が設けられるので、液体を介した電極間の通電状態を検出することにより、密閉容器の内部の液位変化が測定される。
【００１３】
また、上記密閉容器は、密閉容器の体積中心点に対して１８０度の点対称形状を有するようにしてもよい。
【００１４】
また、上記電極の各々は、密閉容器の体積中心点に対して点対称に設けられ、導電可能な間隔で液体に同時に浸るように設けられるようにしてもよい。
【００１５】
また、上記電極の各々は、同一の長さであり、末端の一部が液体を介して重畳した状態で液体に同時に浸るように設けられるようにしてもよい。
【００１６】
また、上記電極の各々が液体を介して重畳する部分は、密閉容器に貯蔵される液体の最高水位と最低水位との間の少なくとも一部に設けられるようにしてもよい。
【００１７】
また、上記電極の各々は、密閉容器に貯蔵された液体の水面に対して垂直に設けられるようにしてもよい。
【００１８】
また、上記電極の各々の末端が液体を介して重畳する直線部の長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの１０％未満であるようにしてもよい。
【００１９】
また、上記電極の各々の長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であるようにしてもよい。
【００２０】
また、上記電極の各々の末端は、互いに対向するように９０度に曲折して一部が液体を介して重畳し、電極の各々の垂直長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であるようにしてもよい。
【００２１】
また、上記電極の各々の末端は、互いに対向するように渦巻き状に曲折して一部が液体を介して重畳し、電極の各々の垂直長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であるようにしてもよい。
【００２２】
また、上記電極の各々には、末端の露出部を除いて絶縁体が設けられるようにしてもよい。
【００２３】
また、上記電極の各々に設けられた絶縁体の長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの４０％超過および５０％以下の範囲であるようにしてもよい。
【００２４】
また、上記電極の各々は、一方向に設けられ、各々の露出部が導電可能な間隔で液体に同時に浸るように設けられるようにしてもよい。
【００２５】
また、上記電極の各々は、同一の長さであり、露出部の一部が液体を介して重畳した状態で液体に同時に浸るように設けられるようにしてもよい。
【００２６】
また、上記電極の各々の露出部が液体を介して重畳する部分は、密閉容器に貯蔵される液体の最高水位と最低水位との間の少なくとも一部に設けられるようにしてもよい。
【００２７】
また、上記電極の各々は、密閉容器に貯蔵された液体の水面に対して垂直に設けられるようにしてもよい。
【００２８】
また、上記電極の各々の露出部の末端が液体を介して重畳する直線部の長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの１０％未満であるようにしてもよい。
【００２９】
また、上記電極の各々の露出部の長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であるようにしてもよい。
【００３０】
また、上記電極の各々の露出部の末端は、互いに対向するように９０度に曲折して一部が液体を介して重畳し、電極の各々の垂直長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であるようにしてもよい。
【００３１】
また、上記電極の各々の露出部の末端は、互いに対向するように渦巻き状に曲折して一部が液体を介して重畳し、電極の各々の垂直長さは、密閉容器の満水位に相当する長さの５０％超過〜６０％未満の範囲であるようにしてもよい。
【００３２】
また、上記電極に電気を供給し、電極の断続を検知する信号検知器を含むようにしてもよい。
【００３３】
また、本発明の他の観点によれば、導電性のある液体を使用する液位検知装置が提供される。本液位検知装置は、少なくとも２つの電極と、電極に電気を供給し、電極の断続を検知する信号検知器と、
を含むことを特徴とする。
【００３４】
かかる構成によれば、導電性のある液体中に少なくとも２つの電極が設けられるので、液体を介した電極間の通電状態を信号検知器により検出することにより、液位変化が測定される。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明によれば、導電性のある液体の液位を簡単に測定でき、特に回転時にも作動できる、液体貯蔵容器および液位検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３７】
図１は、本発明の実施例による燃料電池システムの概略図であり、図２は、本発明の実施例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器１２０を示す斜視図である。
【００３８】
図１の本発明の実施例による燃料電池システムにおいて、燃料とは、通常のメタノールを意味し、特に原燃料とは、高濃度のメタノールを意味し、混合燃料とは、原燃料と水との混合物を意味する。
【００３９】
図１を参照すると、本発明の実施例による燃料電池システムは、基本的に燃料容器１１０、水貯蔵容器１５０、燃料混合器１２０、電気発生部１３０、ポンプ１８１、１８２、１８３および空気供給部１４０から構成される。また、燃料混合器１２０には液位検知装置が設けられ、液位検知装置は、電極１２１、１２２、電極１２１、１２２と電気的に連結された信号検知器１６０から構成される。液位検知装置には制御器１７０が電気的に連結される。
【００４０】
燃料電池システムは、直接メタノール型燃料電池方式であって、水貯蔵容器１５０に貯蔵された水および燃料容器１１０に貯蔵された原燃料が燃料混合器１２０に供給される。燃料混合器１２０で原燃料および水が混合され、このとき生成される混合燃料は、電気発生部１３０に供給される。電気発生部１３０は、混合燃料と空気供給部１４０から供給される酸素との電気化学的な反応により電気エネルギーを発生する。
【００４１】
燃料混合器１２０には燃料容器１１０に貯蔵された原燃料がポンプ１８３を用いて供給され、水貯蔵容器１５０に貯蔵された水がポンプ１８１を用いて供給される。燃料混合器１２０では、原燃料と水とが混合された混合燃料を生成する。
【００４２】
燃料混合器１２０のハウジング１２３は、立方体状に密閉された構造であり、材質は非導電性物質である。しかし、ハウジング１２３の形状は、これに限定されず、球状またはハウジング１２３の体積中心点に対して１８０度で点対称なその他の形状とすることができる。体積中心点とは、ハウジング１２３の幾何学的な最深の中心地点（重心）を意味する。
【００４３】
それぞれの電極１２１、１２２は、直線の細長い棒状であり、それぞれの電極１２１、１２２の長さは、互いに同一であり、それらの長さは、液状の混合燃料がハウジング１２３の内部に満水になったときの満水位Ａ（以下、満水位Ａという）の５０％超過〜６０％未満の範囲に相当する長さである。それぞれの電極１２１、１２２は、ハウジング１２３が不動の状態にあるとき、ハウジング１２３の内部に貯蔵された混合燃料の通常の水面（以下、通常水面という）に対して垂直となるように設けられ、それぞれの電極１２１、１２２は、ハウジング１２３の体積中心点に対して点対称となり、それぞれの電極１２１、１２２の末端は、ハウジング１２３の体積中心点付近に位置する。このとき、それぞれの電極１２１、１２２は、混合燃料にそれぞれ浸るときに互いに通電できるように最大限近接して設けられ、それぞれの電極１２１、１２２は、満水位Ａの１０％未満に相当する所定の長さａだけ上下に液体を介して重畳する。
【００４４】
それぞれの電極１２１、１２２は、導線１９０で信号検知器１６０と連結されており、特にハウジング１２３の上部に露出した導線１９０は、ハウジング１２３の外壁に付着することができる。信号検知器１６０は、制御器１７０と電気的に連結されており、制御器１７０は、ポンプ１８１、１８３と電気的に連結されている。
【００４５】
燃料混合器１２０のかかる構成により、信号検知器１６０は、微弱電流を常時それぞれの電極１２１、１２２に供給し、燃料混合器１２０のハウジング１２３に貯蔵された混合燃料の水位が満水位Ａの５０％付近であれば、それぞれの電極１２１、１２２は、いずれも混合燃料に浸るようになる。すると、混合燃料の導電性によりそれぞれの電極１２１、１２２は通電し、これを信号検知器１６０で検知する。しかし、燃料混合器１２０の揺動などにより一時的に混合燃料の水位が上昇してそれぞれの電極１２１、１２２が通電する場合もある。よって、通電信号を信号検知器１６０が所定の時間、例えば１０秒以上連続的に検知すると、制御部１７０でこれを通電状態として感知する。通電状態として感知されると、制御部１７０は、ポンプ１８１、１８３の作動を調節して水および原燃料の供給を徐々に減衰または中止することができる。
【００４６】
また、燃料混合器１２０に貯蔵された混合燃料の水位が満水位Ａの５０％以下になると、電極１２１は混合燃料から露出するので、それぞれの電極１２１、１２２は電気的に断絶され、これを信号検知器１６０で検知する。しかし、燃料混合器１２０の揺動などにより一時的に混合燃料の水位が下降してそれぞれの電極１２１、１２２が断絶されることもある。よって、断絶信号を信号検知器１６０が所定の時間、例えば１０秒以上連続的に検知すると、制御部１７０でこれを断絶状態として感知する。断絶状態として感知されると、制御部１７０は、ポンプ１８１、１８３の作動を調節して水および原燃料の供給を再開することができる。
【００４７】
一方、ハウジング１２３の形状は、体積中心点を中心に１８０度で点対称（上下対称）となるため、混合燃料の水位が５０％付近のとき、燃料混合器１２０が回転する際にも、それぞれの電極１２１、１２２は、引き続き混合燃料に浸った状態に維持される。すなわち、それぞれの電極１２１、１２２間の通電状態が維持される。また、混合燃料の水位が５０％以下のときにも、同様の理由で燃料混合器１２０が回転時にもそれぞれの電極１２１、１２２間の電気的な断絶状態を保持することができる。したがって、燃料混合器１２０が回転時にも燃料混合器１２０の内部に貯蔵された混合燃料の水面を感知することができる。
【００４８】
電気発生部１３０は、燃料混合器１２０から供給された混合燃料と空気供給部１４０を介して供給された酸素とを電気化学反応させて電気エネルギーを発生する。電気発生部１３０は、電気エネルギーを発生する少なくとも一つの単位燃料電池であって、燃料および酸素をそれぞれ酸化／還元させる電極電解質合成体１３４と、混合燃料と酸素とを電極電解質合成体１３４に供給し、電極電解質合成体１３４で発生する生成物を排出するためのバイポーラプレート１３５を含むことができる。電極電解質合成体１３４は、両側面をなすアノード電極１３２とカソード電極１３３との間に電解質膜１３１が介在された通常の電極電解質合成体の構造を有することができる。また、電気発生部１３０は、複数の単位燃料電池が積層されたスタック構造を有することもできる。
【００４９】
電気発生部１３０のかかる構成により、混合燃料は、アノード電極１３２に隣接するバイポーラプレート１３５を介してアノード電極１３２に供給される。また、酸素は、カソード電極１３３に隣接する他のバイポーラプレート１３５を介してカソード電極１３３に供給される。また、アノード電極１３２およびカソード電極１３３で発生した生成物は、それぞれ隣接するバイポーラプレート１３５を介して排出される。
【００５０】
電気発生部１３０の電気化学反応を反応式で表すと、下記の反応式の通りである。
アノード電極反応：ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−
カソード電極反応：３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−→３Ｈ２Ｏ
全体反応：ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ
【００５１】
上記反応式を参照すると、混合燃料は、アノード電極１３２で二酸化炭素、水素イオンおよび電子を生成する。アノード電極１３２で生成された水素イオンは、電解質膜１３１を通してカソード電極１３３に移動し、水素イオンは、カソード電極１３３で酸素と反応して水を生成する。アノード電極１３２で生成された電子は、化学反応の自由エネルギーの変化と共に外部回路を介してカソード電極１３３に移動する。
【００５２】
一方、電気発生部１３０で生成された水は、水貯蔵装置１５０に供給され、上述のように燃料混合器１２０に供給される。
【００５３】
図３は、本発明の第１変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器２２０を示す断面図である。
【００５４】
燃料混合器２２０は、上述の燃料混合器１２０と構成が類似し、但し、それぞれの電極２２１、２２２の末端が互いに向かって９０度に曲折している。すなわち、それぞれの電極２２１、２２２は、上下に所定の長さａだけ重畳し、左右にも所定の長さａ’だけ重畳する。重畳する部分は、ハウジング１２３の体積中心点付近に位置し、長さａは、満水位Ａの１０％以下であり、長さａ’は、所定の長さにａに類似する。よって、燃料混合器２２０に貯蔵された混合燃料の水面が約５０％の場合、燃料混合器２２０が通常の運転状態で９０度に回転時にも容易に電極２２１、２２２が通電することができる。その他の燃料混合器２２０の作用は、上述の燃料混合器１２０の作用と同様である。
【００５５】
図４は、本発明の第２変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器３２０を示す断面図である。
【００５６】
燃料混合器３２０は、上述の燃料混合器１２０と構成が類似し、但し、それぞれの電極３２１、３２２の末端が渦巻き状に曲折して重畳する。渦巻き状は、上下に所定の長さａだけ重畳し、左右にも所定の長さａ’だけ重畳する。重畳する部分は、ハウジング１２３の体積中心点付近であり、長さａは、満水位Ａの１０％以下であり、長さａ’は、所定の長さａに類似する。よって、燃料混合器３２０に貯蔵された混合燃料の水面が約５０％のとき、燃料混合器３２０が通常の運転状態で９０度に回転時にも容易に電極３２１、３２２が通電することができる。また、燃料混合器３２０の内部に貯蔵された混合燃料の水位が約５０％のとき、燃料混合器３２０が持続的に搖動してもそれぞれの電極３２１、３２２間の電気的な信号が持続的に断続されることを防止することができる。したがって、より安定的に電気信号を検出することができる。その他の燃料混合器２２０の作用は、上述の燃料混合器１２０の作用と同様である。
【００５７】
図５は、本発明の第３変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器４２０を示す断面図である。
【００５８】
燃料混合器４２０は、上述の燃料混合器１２０と構成が類似し、但し、それぞれの電極４２１、４２２は、同じ方向に設けられ、末端の露出部を除いて同一の長さだけ絶縁材４２３で囲まれている。電極４２１、４２２の垂直長さは、満水位Ａの５０％超過〜６０％未満の範囲であり、絶縁材４２３の所定の長さｂは、満水位Ａの４０％超過〜５０％以下の範囲である。すなわち、それぞれの電極４２１、４２２は、上下に所定の長さａだけ重畳し、長さａは、満水位Ａの１０％以下の範囲である。かかる構成により、燃料混合器４２０は、上述の燃料混合器１２０と同様の作用をしながら、電極４２１、４２２を同一の方向に設けるため、上述の燃料混合器１２０に比べてより容易に製作することができる。さらに、電極４２１、４２２を一体に製作して一度に設けることにより、さらに容易に設けることができる。その他の燃料混合器４２０の作用は、上述の燃料混合器１２０の作用と同様である。
【００５９】
図６は、本発明の第４変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器５２０を示す断面図である。
【００６０】
燃料混合器５２０は、上述の燃料混合器２２０と構成が類似し、但し、それぞれの電極５２１、５２２は同じ方向に設けられ、末端の露出部を除いて同一の長さだけ絶縁材４２３で囲まれている。それぞれの電極５２１、５２２の垂直長さは、満水位Ａの５０％超過〜６０％未満の範囲であり、絶縁材４２３の所定の長さｂは、満水位Ａの４０％超過〜５０％以下の範囲である。その他のそれぞれの電極５２１、５２２が重畳する部分の長さａ、ａ’は、燃料混合器３２０に類似する。かかる構成により、燃料混合器５２０は、上述の燃料混合器２２０と同様の作用をしながら、電極５２１、５２２を同一の方向に設けるため、上述の燃料混合器２２０に比べてより容易に製作することができる。さらに、電極５２１、５２２を一体に製作して一度に設けることにより、さらに容易に設けることができる。その他の燃料混合器５２０の作用は、上述の燃料混合器２２０の作用と同様である。
【００６１】
図７は、本発明の第５変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器６２０を示す断面図である。
【００６２】
燃料混合器６２０は、上述の燃料混合器３２０と構成が類似し、但し、それぞれの電極６２１、６２２は、末端を除いて同一の長さだけ絶縁材４２３で囲まれている。それぞれの電極６２１、６２２の垂直長さは、満水位Ａの５０％超過〜６０％未満の範囲であり、絶縁材４２３の所定の長さｂは、満水位Ａの４０％超過〜５０％以下の範囲である。その他のそれぞれの電極６２１、６２２が重畳する部分の長さａ、ａ’は、燃料混合器３２０に類似する。かかる構成により、燃料混合器６２０は、上述の燃料混合器３２０と同様の作用をしながら、電極６２１、６２２を同一の方向に設けるため、上述の燃料混合器３２０に比べてより容易に製作することができる。さらに、電極６２１、６２２を一体に製作して一度に設けることにより、さらに容易に設けることができる。その他の燃料混合器６２０の作用は、上述の燃料混合器３２０の作用と同様である。
【００６３】
本発明による液体貯蔵容器を採用した燃料電池は、従来の技術より簡単な構造であり、燃料電池の回転時にも液位を満水位の５０％付近で容易に維持することができるため、より持続的でかつ高効率の燃料電池システムの運転が可能となる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６５】
上述の実施例は、液体貯蔵容器を直接メタノール型燃料電池システムの燃料混合器１２０に適用した例を説明したが、本実施例はこれに限定されない。すなわち、燃料電池システムで使用する通電可能な液状の物質の液位を５０％付近で検知するための装置、例えば、各種の燃料電池システムにおいて燃料混合器、水貯蔵容器または導電性のある燃料の貯蔵容器などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例による燃料電池システムの概略図である。
【図２】本発明の実施例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器を示す断面図である。
【図４】本発明の第２変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器を示す断面図である。
【図５】本発明の第３変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器を示す断面図である。
【図６】本発明の第４変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器を示す断面図である。
【図７】本発明の第５変形例による液体貯蔵容器を採用した燃料混合器を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１０    燃料容器
１２０    燃料混合器
１２１、１２２    電極
１２３    ハウジング
１３０    電気発生部
１４０    空気供給部
１５０    水貯蔵容器
【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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