(57)【要約】【課題】  燃料電池を内蔵した携帯型電子機器において、パームレストなどの操作部分の温度上昇を抑制し、操作性を向上させた携帯型電子機器を提供する。【解決手段】  燃料電池を内蔵した携帯型電子機器１において、発電手段７を表示部３の背面に実装し、燃料カートリッジ６をパームレスト４の左下部に実装し、水回収カートリッジ９をパームレスト４の右下部に実装する。そして、発電手段７からの高温の水分を水分冷却器８により冷却して後、水回収カートリッジ９に貯蔵することにより、熱によるパームレスト４の温度上昇を抑制し、操作性の向上を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型電子機器の本体部と、
前記携帯型電子機器の本体部に回動可能に設けられ、表示面を備えた表示部と、
前記表示部の表示面の裏面側に設けられた燃料電池の発電手段と、
前記携帯型電子機器の本体部に取り付けられた燃料収納部から、前記燃料収納部に貯蔵された燃料を前記発電手段に供給する燃料供給パイプと、
前記携帯型電子機器の本体部に設けられ、前記発電手段により生成される液体を回収して貯蔵する液体回収収納部と、
前記発電手段により生成される液体を前記液体回収収納部に運ぶ液体排出パイプと、
を具備していることを特徴とする携帯型電子機器。
【請求項２】
前記液体排出パイプに熱的に接続され、前記発電手段により生成された高温の液体を冷却する液体冷却手段を具備していることを特徴とする請求項１記載の携帯型電子機器。
【請求項３】
前記液体冷却手段は、放熱フィンを備えた液体冷却器であることを特徴とする請求項２記載の携帯型電子機器。
【請求項４】
前記液体排出パイプと前記燃料供給パイプで熱交換する熱交換器を具備していることを特徴とする請求項１記載の携帯型電子機器。
【請求項５】
前記燃料収納部および液体回収収納部は、前記携帯型電子機器の本体部に着脱可能な構造を備えていることを特徴とする請求項１記載の携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を内蔵した携帯型電子機器の内部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末およびノートタイプ・パーソナルコンピュータ（以下ノートパソコンと云う）など、バッテリ駆動可能な携帯型電子機器が広く普及してきており、さらなる高機能化とバッテリ駆動の長時間化が望まれている。また、最近は、環境に優しい製品が求められており、特に環境に配慮したバッテリとして、燃料電池が大きな注目を集めている。燃料電池の一種に、ダイレクト・メタノール型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ、以下ＤＭＦＣと云う）がある。ＤＭＦＣは、燃料のメタノールと空気中の酸素を化学反応させて、電気エネルギーを得るものであり、有害な廃棄物を発生させないので、その実用化が強く求められている。
【０００３】
特に、ＤＭＦＣは小型化の可能性が高く、特開２００４−１９２１７１号公報、および特開２００２−４９４４０号公報において、ノートパソコンを事例として、ＤＭＦＣを内蔵したものが示されている。
【０００４】
第１の従来技術のノートパソコン１０１の概観図を図６に示す。ＤＭＦＣは、発電手段１０７、燃料カートリッジ１０６、水回収カートリッジ１０９、空気供給口などから構成され、ノートパソコン本体部１０２のパームレスト１０４の下部に実装されている。（例えば、特許文献１参照）
また、第２の従来技術によるノートパソコン１１１の概観図を図７に示す。ＤＭＦＣの発電手段１１７は、表示パネル１１３の背面に実装され、発電手段１１７にて生成される水を排出する排水パイプ１２１が外部に引き出されている。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特開２００４−１９２１７１号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−４９４４０号公報（第９頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第１の従来技術によるノートパソコン１０１では、発電手段１０７が発電の化学反応により発熱して高温になること、発電の化学反応で生成された高温の水を貯蔵する水回収カートリッジ１０９も温度が高くなることから、その温度がパームレスト１０４に伝わり、パームレスト表面の温度が上昇して、操作上の問題が発生する不具合があった。
【０００６】
また、その温度がノートパソコン本体部１０２の底面に伝わり、底面の温度が上昇して、ノートパソコンを膝の上に置いて操作する場合、使用上の問題が発生する不具合があった。さらに、空気供給口がノートパソコン本体部１０２の底面に設けられているため、膝の上など、その設置場所が制限される不具合があった。
【０００７】
一方、ノートパソコン本体部１０２には、ＣＰＵを含めて発熱するユニット類が実装されており、これらのユニット類を冷却する工夫がなされている。これらに加えて、さらにＤＭＦＣをノートパソコン本体部１０２に実装すると、冷却手段が一段と難しくなると云う問題があった。
【０００８】
第２の従来技術によるノートパソコン１１１は、発電手段１１７に生成される水の排水パイプ１２１が外部に引き出されているのみであり、特に、携帯用途で使用するノートパソコン１１１では、排水パイプ１２１が邪魔になり、使用上の問題となっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、発電手段および水回収カートリッジからの熱によるパームレスト表面および本体底面の温度上昇を抑制して、操作性を向上させた携帯型電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明による携帯型電子機器は、携帯型電子機器の本体部と、前記携帯型電子機器の本体部に回動可能に設けられ、表示面を備えた表示部と、前記表示部の表示面の裏面側に設けられた燃料電池の発電手段と、前記携帯型電子機器の本体部に取り付けられた燃料収納部から、前記燃料収納部に貯蔵された燃料を前記発電手段に供給する燃料供給パイプと、前記携帯型電子機器の本体部に設けられ、前記発電手段により生成される液体を回収して貯蔵する液体回収収納部と、前記発電手段により生成される液体を前記液体回収収納部に運ぶ液体排出パイプと、を具備していることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による携帯型電子機器は、前記液体排出パイプに熱的に接続され、前記発電手段により生成された高温の液体を冷却する液体冷却手段を具備していることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明による携帯型電子機器は、前記液体排出パイプと前記燃料供給パイプで熱交換する熱交換器を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、燃料電池を内蔵した携帯型電子機器において、発電手段、液体回収収納部などからの熱によるパームレスト表面および本体底面の温度上昇を抑制することにより、ユーザーの操作性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明による燃料電池を内蔵したノートパソコン（請求項の携帯型電子機器の一実施例）の第１の実施例について図１乃至図３を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施例に係るノートパソコンの斜め正面からの概観図、図２は背面からの概観図、図３は第１の実施例に係るＤＭＦＣの発電動作を示すブロック図である。
【００１７】
本発明の第１の実施例に係わるノートパソコン１は、ＣＰＵ、プリント基板、ＨＤＤ装置、キーボードなどが実装されているパソコン本体部２と、このパソコン本体部２に回動可能に取り付けられ、ＬＣＤ表示パネルなどが実装されている表示部３から構成されている。ノートパソコン１には、その駆動用の電源装置として、ＤＭＦＣ５が内蔵されている。
【００１８】
ＤＭＦＣ５は、パソコン本体部２のパームレスト４の左下部に実装された燃料カートリッジ６（請求項の燃料収納部の一実施例）と、表示部３の背面に取り付けられた発電手段７と、パソコン本体部２の背面部分に取り付けられ、放熱フィンを備えた水分冷却器８（請求項の液体冷却器の一実施例）と、パソコン本体部２のパームレスト４の右下部に実装された水回収カートリッジ９（請求項の液体回収収納部の一実施例）とから構成されている。また、燃料カートリッジ６と発電手段７は、燃料供給パイプ１０にて接続され、発電手段７と水分冷却器８と水回収カートリッジ９は、水分排水パイプ１１（請求項の液体排出パイプの一実施例）と水回収パイプ１２にて接続されている。
【００１９】
ＤＭＦＣ５の操作性を考慮して、燃料カートリッジ６と水回収カートリッジ９は、燃料漏れおよび水漏れを防止する電磁バルブと、ワンタッチ操作で取り付け取り外しできる機構を備え、パソコン本体部２から容易に着脱可能になっている。
【００２０】
以下に第１の実施例の動作を図１，図２、および図３を参照して詳細に説明する。燃料カートリッジ６には、燃料であるメタノールと水が混合されたメタノール水溶液が貯蔵されており、このメタノール水溶液は、燃料供給パイプ１０を介して、発電手段７に供給される。
【００２１】
発電手段７は、燃料極（アノード）、電解質膜、空気極（カソード）などから構成されている。燃料極（アノード）では、Ｐｔ系触媒の作用でメタノール水溶液のメタノールと水が化学反応し、電子と水素イオンと二酸化炭素が生成される。生成された二酸化炭素は、空気中に放出され、生成された水素イオンは、電解質膜を通って、空気極（カソード）に移動し、生成された電子はＤＭＦＣ５の発電電流１６として、ノートパソコン１の駆動用に使用される。空気極（カソード）では、電解質膜を通ってきた水素イオンと外部回路を経由して戻ってきた電子と空気に含まれる酸素とが化学反応し、水分が生成される。
【００２２】
発電手段７により生成された高温の水分は、水分排水パイプ１１を介して水分冷却器８に送られ、冷却されて後、水回収パイプ１２を介して水回収カートリッジ９に貯蔵される。通常、発電手段７は、化学反応により発熱して高温になること、および、化学反応の効率、即ち発電効率を良くする為には、ある一定の高温に保持・制御する必要がある。第１の実施例では、高温の発電手段７をパソコン本体部２ではなく、表示部３の背面に実装することにより、ユーザーがノートパソコン１の操作時に常に手を触れるパームレスト面の温度上昇への影響を回避でき、操作性の向上を図ることができる。また、パームレスト下部に装着されている水回収カートリッジ９には、水分冷却器８にて冷却された後の水が貯蔵されるため、発電手段７にて生成される高温の水分によるパームレスト面の温度上昇の影響を回避することができる。
【００２３】
次に、本発明による燃料電池を内蔵したノートパソコンに係る第２の実施例について、図１、図４、および図５を参照して説明する。図１は本発明の第２の実施例に係るノートパソコンの斜め正面からの概観図、図４は第２の実施例に係るノートパソコン背面の概観図、図５は第２の実施例に係るＤＭＦＣの発電動作を示すブロック図である。第２の実施例では、上記の第１の実施例に対して、熱交換器１３を付加した点が異なっている。第１の実施例と同等の構成部分については、同じ名称と符号を付す。
【００２４】
本発明の第２の実施例に係わるノートパソコン１は、ＣＰＵ、プリント基板、ＨＤＤ装置、キーボードなどが実装されているパソコン本体部２と、このパソコン本体部２に回動可能に取り付けられ、ＬＣＤ表示パネルなどが実装されている表示部３から構成されている。
【００２５】
ＤＭＦＣ５は、パソコン本体部２のパームレスト４の左下部に実装された燃料カートリッジ６と、表示部３の背面に取り付けられた発電手段７と、発電手段７への燃料供給と水分排出部分に設けられた熱交換器１３と、パソコン本体部２の背面部分に取り付けられた水分冷却器８と、パソコン本体部２のパームレスト４の右下部に実装された水回収カートリッジ９とから構成されている。また、燃料カートリッジ６と発電手段７は燃料供給パイプ１０で、発電手段７と水分冷却器８は水分排出パイプ１１で、水分冷却器８と水回収カートリッジ９は水回収パイプ１２で、それぞれ接続されている。
【００２６】
以下に第２の実施例の動作を図１，図４、および図５を参照して詳細に説明する。燃料カートリッジ６には、燃料であるメタノールと水が混合されたメタノール水溶液が貯蔵されており、このメタノール水溶液は、燃料供給パイプ１０を介して、発電手段７に供給される。
【００２７】
発電手段７は、燃料極（アノード）と電解質膜と空気極（カソード）から構成されている。燃料極（アノード）では、Ｐｔ系触媒の作用でメタノール水溶液のメタノールと水が化学反応し、電子と水素イオンと二酸化炭素が生成される。生成された二酸化炭素は、空気中に放出され、生成された水素イオンは、電解質膜を通って、空気極（カソード）に移動し、生成された電子はＤＭＦＣ５の発電電流１６として、ノートパソコン１の駆動用に使用される。空気極（カソード）では、電解質膜を通ってきた水素イオンと外部回路を経由して戻ってきた電子と空気に含まれる酸素とが化学反応し、水分が生成される。
【００２８】
また、燃料供給パイプ６と水分排出パイプ１１が熱的に繋がる部材を使用し、熱を効率的に伝導させる構造を備えた熱交換器１３にて、高温の水分の熱は低温のメタノール水溶液に移動し、水分排水パイプ１１の水分が冷却される。熱交換器１３を経由した水分は、水分排水パイプ１１を介して水分冷却器８に送られ、さらに冷却されて後、水回収パイプ１２を介して水回収カートリッジ９に貯蔵される。
【００２９】
第２の実施例では、上記の第１の実施例に効果に加えて、熱交換器１３により、燃料のメタノール水溶液を加温できることから、ＤＭＦＣの効率を良くすることができる。さらに、高温の水分を冷却できることから、水分冷却器８を小型化できる、あるいは、省略することができると云う効果がある。
【００３０】
以上の発明の実施例は、ノートパソコンに付いて説明したが、ノートパソコンに限定されるものではなく、ＰＤＡなどの携帯情報端末であってもよい。また、実施例では、メタノール水溶液を燃料に使用するＤＦＭＣに付いて説明したが、ＤＦＭＣに限定されるものではなく、その他の燃料を使用する燃料電池であってもよい。また、燃料カートリッジおよび水回収カートリッジは着脱可能な構造と説明したが、着脱可能に限定されるものではなく、本体に固定の燃料タンクと水回収タンクであっても、外部から容易に、燃料を注入し、水を排出できるものであってもよい。さらにまた、発電手段を表示部に、燃料カートリッジおよび水回収カートリッジを本体部に、それぞれ内蔵する構造と説明したが、内蔵に限定されるものではなく、表示部の裏面側に、あるいは、本体の底面に組み付けるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１および第２の実施例におけるノートパソコンの概観図。
【図２】本発明の第１の実施例におけるノートパソコン背面の概観図。
【図３】本発明の第１の実施例における発電動作のブロック図。
【図４】本発明の第２の実施例におけるノートパソコン背面の概観図。
【図５】本発明の第２の実施例における発電動作のブロック図。
【図６】第１の従来技術によるノートパソコンの概観図。
【図７】第２の従来技術によるノートパソコンの概観図。
【符号の説明】
【００３２】
１  ノートパソコン
２  パソコン本体部
３  表示部
４  パームレスト
５  ＤＭＦＣ（ダイレクト・メタノール型燃料電池）
６  燃料カートリッジ
７  発電手段
８  水分冷却器
９  水回収カートリッジ
１０  燃料供給パイプ
１１  水分排出パイプ
１２  水回収パイプ
１３  熱交換器
１４  酸素
１５  二酸化炭素
１６  発電電流
【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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