(57)【要約】【課題】本発明は、燃料電池の効率向上とともに、小型化及び軽量化を図るために、燃料電池の運転を支援する混合タンクと二酸化炭素除去器の構造を一体化した燃料供給装置ハウジング及びこの燃料供給装置ハウジングとポンプとをモジュール化した周辺装置モジュールに関する。【解決手段】本発明による燃料供給装置ハウジングは、水素含有燃料を貯蔵する燃料カートリッジと燃料及び酸化剤の電気化学反応によって電気を発生させる燃料電池とに結合され、燃料電池で使用されていない燃料を再使用するためのチャンバとチャンバの流体流入及び流出のための第１及び第２連結部が内部に一体に加工形成されるベース部材、及びチャンバの開口部に設けられ、チャンバ内の気体を排出させる気液分離部を含む。【選択図】図１
2007311324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素含有燃料を貯蔵する燃料カートリッジと前記燃料及び酸化剤の電気化学反応によって電気を発生させる燃料電池とに結合され、
前記燃料電池から流出する未反応燃料を再使用するためのチャンバと前記チャンバの流体流入及び流出のための第１連結部及び第２連結部が内部に一体に加工形成されるベース部材、及び、
前記チャンバの開口部に設けられ、前記チャンバ内の気体を排出させる気液分離部を含む燃料供給装置ハウジング。
【請求項２】
前記ベース部材は、前記燃料カートリッジとの連結のための第３連結部をさらに備える請求項１に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項３】
前記第２連結部及び前記第３連結部は、その中間部分で途切れてそれぞれ２つの連結部に分けられ、前記２つの連結部の対向する部分には、前記ベース部材を貫通して外部に通じる連結孔がそれぞれ設けられる請求項２に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項４】
前記チャンバは、一面視において鉤括弧状を有し、前記第２連結部及び前記第３連結部は、前記鉤括弧状の内角領域に設けられる請求項３に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項５】
前記第２連結部と前記第３連結部は、１つのチャネルに統合され、前記チャンバに連結される請求項３に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項６】
前記第２連結部と前記第３連結部は、前記チャンバに独立して連結される請求項３に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項７】
前記気液分離部は、前記チャンバの内壁全体に設けられ、液状の前記燃料を吸収する多孔性物質からなる請求項１に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項８】
前記燃料電池または前記燃料カートリッジとの結合のために、前記第２連結部または前記第３連結部に設けられる少なくとも１つのコネクタをさらに備える請求項１に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項９】
水素含有燃料を貯蔵する燃料カートリッジと前記燃料及び酸化剤の電気化学反応によって電気を発生させる燃料電池とに結合され、未反応の前記燃料を再使用するためのチャンバと前記チャンバの流体流入及び流出のための第１連結部及び第２連結部が内部に一体に加工形成されるベース部材と、前記チャンバの開口部に設けられ、前記チャンバ内の気体を排出させる気液分離部とを備える燃料供給装置ハウジング、及び、
前記燃料供給装置ハウジングの外表面に固定部材によって付着し、前記第２連結部の中間に結合され、前記チャンバに貯蔵された前記燃料を前記燃料電池に供給するポンプを含む周辺装置モジュール。
【請求項１０】
前記ベース部材は、前記燃料カートリッジとの連結のための第３連結部をさらに備える請求項９に記載の周辺装置モジュール。
【請求項１１】
前記第２連結部及び前記第３連結部は、その中間部分で途切れてそれぞれ２つの連結部に分けられ、前記２つの連結部の対向する部分には、前記ベース部材を貫通して外部に通じる連結孔がそれぞれ設けられ、前記ポンプは、前記第２連結部の２つの連結孔に結合される請求項１０に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項１２】
前記チャンバは、一面視において鉤括弧状を有し、前記第２連結部及び前記第３連結部は、前記鉤括弧状の内角領域に設けられる請求項１１に記載の燃料供給装置ハウジング。
【請求項１３】
前記燃料電池または前記燃料カートリッジとの結合のために、前記第２連結部または前記第３連結部に設けられるコネクタをさらに含む請求項１２に記載の周辺装置モジュール。
【請求項１４】
前記燃料供給装置ハウジングの外表面に前記固定部材によって装着し、前記第３連結部の連結孔に結合され、前記燃料カートリッジに貯蔵された前記燃料を前記チャンバまたは前記燃料電池に供給する他のポンプを含む請求項１３に記載の周辺装置モジュール。
【請求項１５】
前記固定部材は、放熱板として作用する請求項９に記載の周辺装置モジュール。
【請求項１６】
前記気液分離部は、前記チャンバの内壁全体に設けられ、液状の前記燃料を吸収する多孔性物質からなる請求項９に記載の周辺装置モジュール。
【請求項１７】
前記ベース部材は、熱可塑性樹脂または前記燃料に対する耐腐食性を有する金属材料からなる請求項９に記載の周辺装置モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接メタノール型燃料電池に使用される周辺装置の構造に関し、特に、混合タンクと二酸化炭素除去器の構造を一体化し、この一体化した構造とポンプとをモジュール化することにより、アプリケーションへの燃料電池システムの搭載時、デッドボリューム（ｄｅａｄ  ｖｏｌｕｍｅ）を活用しながら、アプリケーションの小型化及び軽量化に寄与することができる燃料供給装置ハウジング及びこれを用いる周辺装置モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子、通信、半導体などの技術分野の急速な発展に伴い、セルラー電話、ノート型パソコン、個人情報端末（ＰＤＡ）のような携帯用電子機器と、インターネット、デジタルマルチメディア放送（ＤＭＢ）のような有無線通信ネットワークが世界的に幅広く普及されている。携帯用電子機器は、加入者が映画のような大容量マルチメディアを場所や時間に制限されることなく、いつでもどこでも利用できるようにする。したがって、携帯用電子機器に長期間電力を供給することができる電源装置が求められており、このような電源装置のひとつとして直接メタノール型燃料電池が注目されている。
【０００３】
直接メタノール型燃料電池は、水素イオン伝導性に優れたペルフルオロ系高分子のような高分子電解質の電解質膜と、この電解質膜の両面に接合されるアノード電極とカソード電極とを含み、アノード電極に供給されるメタノールなどの燃料とカソード電極に供給される空気（酸素）などの酸化剤との電気化学反応によって電気を発生させる装置である。直接メタノール型燃料電池でメタノールのような有機液体燃料は、直接アノード電極に供給され、燃料改質器のような装置は必要としない。したがって、直接メタノール型燃料電池方式の燃料電池システムは、他の燃料電池システムに比べてシステム構成が容易で、システムのサイズを減少させることができるという長所がある。
【０００４】
直接メタノール型燃料電池のアノード電極とカソード電極とにおける電気化学反応は、次の反応式１（化１）のように表される。
【０００５】
[化１]
アノード：ＣＨ３ＯＨ ＋ Ｈ２Ｏ → ＣＯ２ ＋ ６Ｈ＋ ＋６ｅ−
カソード：Ｏ２ ＋ ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ− → ２Ｈ２Ｏ
【０００６】
一方、直接メタノール型燃料電池は、液体燃料を直接アノード電極に供給することにより、燃料効率が低く、そのため、システムの出力効率が他の燃料電池システムの出力効率より低いという短所がある。したがって、従来技術では、直接メタノール型燃料電池で反応せずに排出される未反応燃料を循環させて燃料として再使用する技術が利用されている。例えば、従来の大部分の直接メタノール型燃料電池システムは、直接メタノール型燃料電池のアノードから流出する流体で燃料の酸化反応によって生成された二酸化炭素などの副生成物を排出し、残る未反応燃料を混合タンクに貯蔵した後、貯蔵された未反応燃料をさらにアノードに供給するように構成される。
【０００７】
しかし、従来の直接メタノール型燃料電池システムでは、システム効率の向上のために二酸化炭素などの副生成物を排出するための二酸化炭素除去器、混合タンク、未反応燃料をアノードに供給するためのポンプなどを追加的に備えなければならないことから、システムのサイズが大きくなり、そのため、携帯用電子機器に適用し難いという問題がある。
【特許文献１】米国特許第５，５９５，９４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、携帯用電子機器に搭載される燃料電池システムの小型化及び軽量化を図りながら、システム効率を高く維持することができる燃料供給装置ハウジングを提供することである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、前述の燃料供給装置ハウジングを用いて燃料電池の運転を支援する周辺装置をモジュール化した周辺装置モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記技術的課題を達成するために、本発明の一側面によると、水素含有燃料と酸化剤との電気化学反応によって電気を発生させる燃料電池と燃料を貯蔵する燃料カートリッジとに結合され、未反応の燃料を再使用するためのチャンバとチャンバの流体流入及び流出のための第１及び第２連結部が内部に一体に加工形成されるベース部材、及びチャンバの開口部に設けられ、チャンバ内の気体を排出させる気液分離部を含む燃料供給装置ハウジングが提供される。
【００１１】
本発明の他の側面によると、水素含有燃料と酸化剤との電気化学反応によって電気を発生させる燃料電池と燃料を貯蔵する燃料カートリッジとに結合され、未反応の燃料を再使用するためのチャンバとチャンバの流体流入及び流出のための第１連結部及び第２連結部が内部に一体に加工形成されるベース部材と、チャンバの開口部に設けられ、チャンバ内の気体を排出させる気液分離部とを備える燃料供給装置ハウジング、及び燃料供給装置ハウジングの外表面に固定部材によって付着し、チャンバに貯蔵された燃料を燃料電池に供給するポンプを含む周辺装置モジュールが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
上述の本発明によると、燃料供給装置ハウジング及びこれを用いる周辺装置モジュールは、燃料電池の効率的な運転のための周辺装置、特に、混合タンクと二酸化炭素除去器の構造を一体化した構造とともに、燃料電池または燃料カートリッジとの結合が容易な構造を有することにより、携帯用電子機器のデッドボリュームに容易に搭載されることができ、燃料電池システム及びこの燃料電池システムが搭載される携帯用電子機器の小型化及び軽量化に寄与することができる。同時に、携帯用電子機器の動きや方向性にかかわらず燃料電池システムの安定的な動作を支援することができるため、燃料電池システム及び携帯用電子機器の信頼性を高めるのに寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる好ましい実施例を、添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例による燃料供給装置ハウジングを示す平面図である。
【００１５】
図１を参照すると、本実施例の燃料供給装置ハウジング１００は、燃料電池とこの燃料電池で使用される燃料を貯蔵する燃料カートリッジとに結合され、燃料電池で使用されずに排出された未反応燃料を貯蔵して再使用するためのチャンバ１０１とこのチャンバの流体流入及び流出のための第１連結部１０２と第２連結部１０３及び１０５ａ、及び燃料カートリッジと燃料電池とを連結する第３連結部１０４及び１０５ｂが内部に一体に加工形成されているベース部材を備える。また、燃料供給装置ハウジング１００は、チャンバ１０１の開口部１０７に対応して設けられ、チャンバ１０１内部の気体を排出させるための気液分離部１０８を備える。
【００１６】
ベース部材は、メタノール、エタノール、液相水素、ナフサ、液化石油ガスなどの燃料に対する耐腐食性を有する金属またはポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＥＫなどの熱可塑性樹脂からなり、設けられる領域、例えば、アプリケーションのデッドボリューム領域に搭載されることができる適切な形態を備えることが好ましい。本実施例において、ベース部材は、小型化及び軽量化のために、縦長ｈが約６．５ｃｍ、横長ｗが約４．５ｃｍ、厚さが約０．８ｃｍで製作された。そして、ベース部材は、チャンバ１０１に流入する流体中の不要気体、例えば、二酸化炭素の排出のための孔、すなわち、開口部１０７を備える。
【００１７】
チャンバ１０１は、各連結部１０２、１０３、１０４、１０５ａ、１０５ｂが形成されている部分とベース部材の固定のためのホール１０９が形成されている部分とを除き、可能な限りベース部材内部の全体領域を占めるように設けられる。例えば、チャンバ１０１は、一側面視において鉤括弧状に設けられる。チャンバ１０１が有する鉤括弧状は、連結部が形成される領域を考慮してチャンバ領域を直角を含む所定角度で一度曲げて、一定大きさのベース部材内部にチャンバ１０１を最大限大きく設けて形成した形状を示す。チャンバ１０１は、曲がる部分が一度に大きく曲がるか、または複数の段差部を有して順次曲がる形状を有することができ、それだけでなく、設けられるシステムのデッドボリューム領域の形状に応じて任意の形状に変形可能である。
【００１８】
また、チャンバ１０１は、燃料電池から未反応燃料が流入する第１連結部１０２と、貯蔵された燃料を燃料電池側に循環させるための第２連結部１０５ａ及び１０３とを備え、燃料カートリッジから水素含有燃料を受けるための第３連結部１０４及び１０５ｂを備える。ここにおいて、水素含有燃料は、メタノール、エタノール、液相水素、ナフサ、脱硫ガソリン、液化石油ガスなどを含む。
【００１９】
気液分離部１０８は、チャンバ１０１内に流入する未反応燃料や水以外に、不要ガス、例えば、二酸化炭素を排出するための部分である。気液分離部１０８は、第１連結部１０２を当たらないように第１連結部１０２に対応する開口部を備え、チャンバ１０１内部の内壁に設けられる。特に、気液分離部１０８は、燃料供給装置ハウジング１００がどの方向に傾いても未反応燃料の円滑な循環のために、液状の燃料を吸収する多孔性物質からなり、特に、燃料を含むものの、燃料と物理的または化学的に反応しない疎水性の多孔性物質からなることが好ましい。例えば、気液分離部１０８は、約１０μｍの孔径（ｐｏｒｅ  ｓｉｚｅ）を有し、疎水性のコーティングされた多孔性物質からなり、チャンバ１０１内部の内壁全体に設けられるように具現されることができる。
【００２０】
第１連結部１０２は、燃料電池から排出された未反応燃料と水とをチャンバ１０１内に受け入れるための通路であり、最小限の配管を介して燃料電池のアノード排出口側に連結される。第２連結部１０５ａ及び１０３は、チャンバ１０１に貯蔵された未反応燃料を燃料電池に供給するための通路であり、第２連結部１０５ａ及び１０３の中間部には、第１ポンプ（以下、注入ポンプという）に連結される２つの連結孔１０６ａ及び１０６ｂが備えられる。第３連結部１０４及び１０５ｂは、燃料カートリッジに貯蔵された燃料を燃料電池に供給するための通路であり、第３チャネル１０４及び１０５ｂの中間部には、第２ポンプ（以下、燃料ポンプという）に連結される２つの連結孔１０６ｃ、１０６ｄが備えられる。つまり、第２連結部及び第３連結部は、その中間部分で途切れて２つの連結部に分けられ、それぞれの２つの連結部の対向する部分には、ベース部材を貫通して外部に通じる連結孔がそれぞれ設けられる。第２連結部及び第３連結部に設けられたそれぞれの２つの連結孔は、追加的な配管なしにポンプの流入口及び流出口を挿入して連結するためのものである。前述の第２連結部及び第３連結部は、鉤括弧状を有するチャンバ１０１が曲がる領域、すなわち、鉤括弧状の内角領域に設けられることにより、ハウジングの小型化を図る。
【００２１】
本実施例において、第２連結部及び第３連結部がチャンバ１０１に連結される部分は、１つのチャネルに統合され、チャンバ１０１に連結される。この場合、燃料カートリッジに供給される燃料は、チャンバ１０１内で未反応燃料と混合せず、第２連結部１０５ａ、１０３を通過する間に混合され、燃料電池に供給される。
【００２２】
固定ホール１０９は、燃料供給装置ハウジング１００を携帯用電子機器などのアプリケーションに固定する時、ねじなどの固定手段が通過するホールを表す。このような固定ホール１０９は、燃料供給装置ハウジング１００をアプリケーションに固定させることができる適切な固定手段に代替されることができる。
【００２３】
図２ａは、図１の燃料供給装置ハウジングにコネクタを結合した構造を示す平面図である。
【００２４】
図２ａを参照すると、本実施例による燃料供給装置ハウジングは、上述の燃料供給装置ハウジングの構成に加え、第２連結部１０３に結合される第１コネクタ１１０及び第３連結部１０４に結合される第２コネクタ１１２をさらに備えることを特徴とする。
【００２５】
第１コネクタ１１０は、燃料供給装置ハウジング１００と燃料電池とを連結する配管を容易に結合するための構成要素であり、第１コネクタ１１０の末端部１１１は、配管の挿入固定が容易な構造を備える。
【００２６】
第２コネクタ１１２は、燃料供給装置ハウジング１００と燃料カートリッジとを連結するための構成要素であり、これらの間の連結を容易にするために、第２コネクタ１１２の末端部１１３は、ベース部材の表面から突出して燃料カートリッジに挿入固定される構造を備える。例えば、第１コネクタ１１０は、燃料カートリッジの排出口に結合された後でなければ、燃料カートリッジに貯蔵された燃料が排出されるように動作しないノズル（ｎｏｚｚｌｅ）で具現されることができる。
【００２７】
図２ｂは、図１の燃料供給装置ハウジングと燃料カートリッジとが結合され、アプリケーションに搭載された様子を示す写真である。
【００２８】
本実施例に採用されたアプリケーションは、本体の大きさが略１５ｃｍ×１０ｃｍであるＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ）であり、制御装置と画面表示装置とが備えられた上板が除去された状態で示されている。アプリケーションに搭載された燃料供給装置ハウジング１００は、アプリケーション本体のデッドボリュームを用いて設けられることを主な特徴とする。図２ｂに示すように、燃料供給装置ハウジング１００は、本体内部に設けられる燃料カートリッジ１３０に結合され、本体中央部のデッドボリューム領域に設けられている。本実施例においては、燃料供給装置ハウジング１００と本体上部に設けられる燃料電池スタック１４０との配線が省略されている。
【００２９】
本実施例による燃料供給装置ハウジングを用いると、２０ｃｃ級メタノールカートリッジを使用した場合、定格出力５Ｗで４時間、定格出力１．３Ｗで８時間以上を駆動させることができるＰＭＰの小型化及び軽量化を図ることができる。
【００３０】
一方、図２ｂにおいて、燃料供給装置ハウジングの連結部は、図２ａに示す第１、第２及び第３連結部１０２、１０３、１０４、１０５ａ、１０５ｂに対応する部分を除き、残る部分が所定の仕上げ材によって塞がれるように構成される。それは、ドリルのような工具を用いて燃料供給装置ハウジング１００の連結部を形成する時、不要に形成されたチャネル部分を閉鎖するためである。
【００３１】
図３は、図１の燃料供給装置ハウジングを用いる周辺装置モジュールを示す写真である。
【００３２】
図３に示すように、本実施例による周辺装置モジュールは、その一表面上に付着する注入ポンプ１１４及び燃料ポンプ１１５を備える。注入ポンプ１１４及び燃料ポンプ１１５は、固定部材１１６によってベース部材に密着固定される。注入ポンプ１１４は、燃料電池に燃料を注入するための小型ポンプであり、燃料ポンプ１１５は、燃料カートリッジに貯蔵された燃料をチャンバまたは燃料電池に供給するための小型ポンプである。本実施例に採用された注入ポンプ１１４及び燃料ポンプ１１５は、その大きさが略３．５ｃｍ×３．５ｃｍであり、最大出力容量が約５ｃｃ／ｍｉｎである。
【００３３】
固定部材１１６は、注入ポンプ１１４及び燃料ポンプ１１５をベース部材に密着させるための要素であって、ベース部材に木ねじなどの結合手段によって固定され、注入ポンプ１１４及び燃料ポンプ１１５で発生する熱の発散のために複数のホールを備え、熱伝導率の高い金属からなる放熱板で具現されることが好ましい。
【００３４】
図４は、本発明の一実施例による周辺装置モジュールが採用された直接メタノール型燃料電池システムを説明するためのブロック図である。
【００３５】
図４を参照すると、本実施例による周辺装置モジュール１２０は、直接メタノール型燃料電池１４０の運転効率を向上させながら、システムの小型化及び軽量化を図るために、二酸化炭素の排出のための気液分離部１０８が内部に設けられるチャンバ１０１と、燃料電池１４０または燃料カートリッジ１３０との連結のための連結部１０２、１０３、１０４、１０５、及び燃料電池１４０または燃料カートリッジ１３０との結合を容易にするためのコネクタが単一ベース部材に一体化して構成された燃料供給装置ハウジング１００と、前記燃料供給装置ハウジング１００の外表面に付着し、第２及び第３連結部の中間部に直接連結されるポンプ１１４、１１５を備える。
【００３６】
本実施例による周辺装置モジュール１２０は、携帯用電子機器に搭載される小型燃料電池システムの小型化及び軽量化に適合するように、燃料カートリッジを除き、燃料電池１４０の運転を支援するためのすべての周辺装置が一体化、すなわち、モジュール化することを主な特徴とする。例えば、既存の混合タンクと二酸化炭素除去器及び連結配管を一体化したハウジングと、このハウジングの連結部に設けられた連結孔を介して、追加的な配管なしにポンプの流入口及び流出口を挿入して連結する構成を含むことを特徴とする。
【００３７】
本実施例による周辺装置モジュールを用いる燃料電池システムの動作を簡略に説明すると、次の通りである。まず、燃料カートリッジ１３０と燃料電池１４０とに結合された周辺装置モジュール１２０が動作すると、注入ポンプ１１４の圧力によってチャンバ１０１に貯蔵された未反応燃料が第２チャネル１０５及び１３０を介して燃料電池１４０に供給され、燃料ポンプ１１５の圧力と注入ポンプ１１４の圧力とによって燃料カートリッジ１３０に貯蔵された高濃度の燃料が第３連結部１０４及び１０５及び第２連結部１０５及び１３０を介して燃料電池１４０に供給される。
【００３８】
チャンバ１０１から供給される燃料と燃料カートリッジ１３０から供給される燃料は、第２連結部１０３を通過しながら混合され、適切な濃度になる。そして、燃料電池１４０から排出される未反応燃料、水、二酸化炭素などの流体は、第１連結部１０２を介してチャンバ１０１に流入する。流入した流体のうち、二酸化炭素などのように燃料循環に不要な気体は、気液分離部１０８を介して外部に排出される。
【００３９】
前述のように、本発明の周辺装置モジュール１２０は、アプリケーションのデッドボリューム領域に搭載され、アプリケーションの小型化及び軽量化に寄与しながら、燃料電池１４０のアノードから排出される未反応燃料を循環させて再使用することができるように作用し、燃料カートリッジ１３０に貯蔵された燃料が燃料電池１４０に供給されることができるように作用し、燃料電池システムの効率を向上させる。
【００４０】
図５は、本発明の他の実施例による燃料供給装置ハウジングを示す平面図である。
【００４１】
図５を参照すると、本実施例による燃料供給装置ハウジング１００ａは、燃料電池とこの燃料電池に使用される燃料を貯蔵する燃料カートリッジとに結合され、燃料電池で使用されずに排出された未反応燃料を貯蔵して再使用するためのチャンバ１０１ａとこのチャンバ１０１ａの流体流入のための第１連結部１０２ａ、１０２ｂと流体流出のための第２連結部１０３及び１０５ａ、及び燃料カートリッジとの連結のための第３連結部１０４及び１０５ｂが内部に一体に加工形成されているベース部材を備える。また、燃料供給装置ハウジング１００ａは、チャンバ１０１ａの開口部１０７に対応して設けられ、チャンバ１０１ａ内部の気体を排出させるための気液分離部１０８ａを備える。
【００４２】
本実施例による燃料供給装置ハウジング１００ａは、上述の一実施例の燃料供給装置ハウジング１００と対比してみると、鉤括弧状のチャンバ１０１ａの曲がる領域、すなわち、内角領域に設けられる第２連結部と第３連結部とがチャンバ１０１ａに連結される時、１つのチャネルに統合されずに独立して連結され、燃料カートリッジから供給される燃料がチャンバ１０１ａに流入する構成と燃料電池のアノード及びカソード側排出口側にそれぞれ連結される第１連結部１０２ａ、１０２ｂを備える点が異なる。
【００４３】
前述の構成によると、第３連結部１０４及び１０５ｂを介して燃料カートリッジから燃料供給装置ハウジング１００ａ内のチャンバ１０１ａに供給される燃料は、チャンバ１０１ａ内で燃料電池から排出された未反応燃料及び水と混合された後、第２連結部１０５ａ及び１０３を介して燃料電池に供給される。
【００４４】
図６は、図５の燃料供給装置ハウジングを用いる周辺装置モジュールが採用された直接メタノール型燃料電池システムを説明するためのブロック図である。
【００４５】
図６を参照すると、本発明の周辺装置モジュール１２０ａは、直接メタノール型燃料電池１４０の運転効率を向上させながら、システムの小型化及び軽量化を図るために、二酸化炭素の排出のための気液分離部１０８ａが内部に設けられるチャンバ１０１ａと、燃料電池１４０または燃料カートリッジ１３０との連結のための連結部１０２、１０３、１０４、１０５ａ、１０５ｂ、及び燃料電池１４０または燃料カートリッジ１３０との結合を容易にするためのコネクタ（図示せず）が単一ベース部材に一体化して構成された燃料供給装置ハウジング１００ａを備える。また、周辺装置モジュール１２０ａは、燃料供給装置ハウジング１００ａの外表面に付着し、第２及び第３連結部の中間部に直接連結されるポンプ１１４、１１５を備える。
【００４６】
本実施例に採用された燃料電池システムは、燃料電池１４０のカソードに空気（酸素）などの酸化剤を供給するための酸化剤供給装置１２２をさらに備える。酸化剤供給装置１２２は、例えば、空気ポンプまたは送風機で具現されることができる。
【００４７】
本実施例による周辺装置モジュール１２０ａは、携帯用電子機器に搭載される小型燃料電池システムの小型化及び軽量化に適合するように、燃料カートリッジを除き、燃料電池１４０の運転を支援するためのすべての周辺装置が一体化、すなわち、モジュール化されることを主な特徴とする。同時に、本実施例による周辺装置モジュール１２０ａは、上述の実施例の周辺装置モジュールと対比すると、燃料カートリッジ１３０に貯蔵された燃料がチャンバ１０１ａ内に流入した後燃料電池１４０に供給するための構成であることに違いがある。
【００４８】
前述の周辺装置モジュールが採用された燃料電池システムの動作を説明すると、次の通りである。まず、燃料カートリッジ１３０に貯蔵された燃料が燃料ポンプ１１５の圧力によって第３連結部１０４、１０５ｂを通過して燃料供給装置ハウジング１００ａのチャンバ１０１ａに移送される。移送された燃料は、高濃度の燃料であって、チャンバ１０１ａに貯蔵された未反応燃料の濃度より高い濃度を有する。そして、燃料電池１４０のアノードとカソードから排出される未反応燃料や水などの流体は、２つの第１連結部１０２ａ、１０２ｂを介してチャンバ１０１ａ内に流入する。流入した流体のうち、二酸化炭素などの不要気体は、チャンバ１０１ａの内壁に設けられた気液分離部１０８ａによって分離した後、ベース部材の排気ホールを介して外部に排出される。次いで、チャンバ１０１ａに貯蔵された燃料、すなわち、燃料電池１４０から流入した未反応燃料及び水と燃料カートリッジ１３０から流入した高濃度の燃料とが混合された燃料は、注入ポンプ１１４の圧力によって第２連結部１０５ａ及び１０３を通過して燃料電池１４０のアノードに供給される。前述の過程により、燃料電池１４０は、燃料に含有された水素を電気化学的に酸化させて電気を発生させる。
【００４９】
一方、上述の実施例の燃料供給装置ハウジング及びこれを用いる周辺装置モジュールにおいて、燃料電池のカソードから排出される水がチャンバに流入する構成は、チャンバ内に貯蔵される未反応燃料の量と燃料カートリッジから供給される燃料の濃度などに応じて任意に選択されることができる。つまり、本発明において、燃料電池のカソードから排出される水を再使用する構成と再使用しない構成は、システム運転効率を考慮して任意に選択されることができる。
【００５０】
本発明は、ＰＭＰ用燃料電池はもちろん、個人携帯情報端末ＰＤＡ用燃料電池、携帯電話用燃料電池などに適合する小型化及び軽量化した燃料供給装置ハウジング及びこれを用いる周辺装置モジュールを提供することができる。
【００５１】
以上説明した本発明は、上述の実施例及び添付された図面によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更可能であるということは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の一実施例による燃料供給装置ハウジングを示す平面図である。
【図２ａ】図２ａは、図１の燃料供給装置ハウジングにコネクタを結合した構造を示す平面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図１の燃料供給装置ハウジングと燃料カートリッジとがアプリケーションに搭載された様子を示す写真である。
【図３】図３は、図１の燃料供給装置ハウジングを用いる周辺装置モジュールを示す写真である。
【図４】図４は、本発明の一実施例による周辺装置モジュールが採用された直接メタノール型燃料電池システムを説明するためのブロック図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施例による燃料供給装置ハウジングを示す平面図である。
【図６】図６は、図５の燃料供給装置ハウジングを用いる周辺装置モジュールが採用された直接メタノール型燃料電池システムを説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００、１００ａ：燃料供給装置ハウジング
１０１、１０１ａ：チャンバ
１０８：気液分離部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０３、１０４、１０５ａ、１０５ｂ：連結部
１１４、１１５：ポンプ
１２０、１２０ａ：周辺装置モジュール
１３０：燃料カートリッジ
１４０：燃料電池 
【図１】
2007311324.tif 000003
【図２ａ】
2007311324.tif 000004
【図４】
2007311324.tif 000005
【図５】
2007311324.tif 000006
【図６】
2007311324.tif 000007
【図２ｂ】
2007311324.tif 000008
【図３】
2007311324.tif 000009