(57)【要約】【課題】気泡を噛むことなく液体燃料を確実に燃料電池システムに供給でき、かつ、脱着しても液体燃料が漏出しない燃料カートリッジを提供することを目的とする。【解決手段】燃料電池スタックに供給される液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンク３と、このタンク３に接続された送液手段としての圧電ポンプ４と、この送液手段を制御するためのＩＣチップ８で構成したものであり、タンク３と送液手段としての圧電ポンプ４が一体化されるので、脱着により両者の間に気泡を噛むことがなくなり確実に液体燃料を供給でき、かつ、燃料カートリッジ単体では外部からの電源供給がないので送液手段が動作できず、いわば弁の役割を果たすため、外した時に液体燃料の漏出を防止できるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池スタックに供給される液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンクと、このタンクに接続された送液手段と、この送液手段を制御するためのＩＣチップで構成した燃料カートリッジ。
【請求項２】
送液手段は圧電体を駆動することで液体燃料を送出する圧電ポンプである請求項１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項３】
送液手段はモーターにより液体燃料を送出するチューブポンプである請求項１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項４】
タンク近傍に液体燃料の沸点付近で不可逆に変色するラベルが貼付された請求項１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項５】
燃料カートリッジと、この燃料カートリッジ内に貯蔵された液体燃料と空気とで発電を行う燃料電池スタックと、発電を制御する制御回路からなる燃料電池システムであって、前記燃料カートリッジを前記燃料電池スタックに供給される前記液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンクと、このタンクに接続された送液手段と、この送液手段を制御するためのＩＣチップで構成した燃料電池システム。
【請求項６】
ＩＣチップは送液手段の積算動作時間を記録し、制御回路は前記積算動作時間から液体燃料の残量を検知し、前記残量が無くなった場合に前記送液手段の動作と燃料電池スタックの発電を停止するようにした請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
制御回路はＩＣチップからの情報により燃料電池スタックに適合した燃料カートリッジであるか否かを判断し、不適合な場合は送液手段の動作を停止するようにした請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
制御回路は燃料電池スタックの発電量をモニターし、前記発電量が規定値に達しなければＩＣチップを介して送液手段を動作させ液体燃料を前記燃料電池スタックに供給し、前記規定値に達すれば前記ＩＣチップを介して前記送液手段を停止させるようにした請求項５に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに燃料を供給する燃料カートリッジとそれを用いた燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器に対応した携帯または可搬が可能な燃料電池システムとして、メタノールに代表される液体燃料を直接反応させて発電し電力を得る直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ）が開発されてきている。この燃料電池システムは従来の二次電池を上回るエネルギー密度を有し携帯機器の長時間使用が可能になるうえ、メタノールを改質するプロセスが不要なため構造が簡単になり、特に小型化が要求される携帯機器用として本命視されている。
【０００３】
このような燃料電池システムはメタノール等の液体燃料を供給するために、燃料電池システム本体に対し脱着可能な燃料カートリッジが用いられる。発電とともに液体燃料が消費されていくが、使い切ったら燃料カートリッジを交換するだけですぐに発電を継続することができ、従来の二次電池のように長時間充電する必要がないという特徴を併せ持っている。
【０００４】
なお、本出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００４−７１２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような燃料電池システムおよび燃料カートリッジの概略ブロック図を図５に示す。燃料カートリッジ３０は燃料電池装置４０（燃料電池システム）と脱着可能構造になっており、燃料カートリッジ３０を装着すると、燃料電池装置４０に内蔵された送液ポンプ４１によりＤＭＦＣ起電装置１００（燃料電池スタック）に燃料（メタノール）が供給され、発電を行っている。
【０００６】
この構成により、確かに燃料がＤＭＦＣ起電装置１００に供給されるのであるが、燃料カートリッジの使い始めや、一度外してから再度装着した場合、燃料カートリッジ３０と送液ポンプ４１の接続部分で気泡を噛んでしまう。この理由は以下の通りである。
【０００７】
接続部分の詳細については上記の特許文献１には示されていないが、燃料カートリッジ３０と送液ポンプ４１に、それぞれ、外した時の液体燃料漏出防止用の弁を内蔵したコネクタが使われることが想定される。従って、両者を接続すると必ず燃料カートリッジ３０側の弁と送液ポンプ４１側の弁の間のコネクタ内空間の体積分だけ気泡が混入してしまうことになる。
【０００８】
気泡を噛んでしまうと、送液ポンプ４１が気泡により空回りして燃料が供給できなくなる可能性があった。
【０００９】
これに対し、気泡をできるだけ噛まないようにするために、接続部分の構成として燃料カートリッジ３０の接続部をゴム状のシール材としＤＭＦＣ起電装置１００に装着すると、送液ポンプ４１側に内蔵したニードルパイプがシール材を突き破って貯蔵された液体燃料に至るものが想定される。この場合は、前記のようなコネクタ内空間の体積に相当する部分が実質上ほとんどないため気泡を噛むことはなくなる。
【００１０】
しかし、燃料カートリッジ３０を液体燃料がまだ残っている使用途中で外すと、シール材にはニードルパイプで開けられた穴が残るため、この部分から残存している液体燃料が漏出してしまう。液体燃料は一般に可燃性であり、安全確保の観点からこのような漏出は避けなければならない。
【００１１】
このように、燃料カートリッジ３０と送液ポンプ４１の接続部分をコネクタにすると気泡を噛み、シール材とニードルパイプにすると液体燃料の漏出が起こるという課題があった。
【００１２】
以上のことから、本発明は気泡を噛むことなく液体燃料を確実に燃料電池スタックに供給でき、かつ、脱着しても液体燃料が漏出しない燃料カートリッジを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、燃料電池スタックに供給される液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンクと、このタンクに接続された送液手段と、この送液手段を制御するためのＩＣチップで構成される燃料カートリッジであり、これにより、タンクと送液手段が一体化されるので、脱着により両者の間に気泡を噛むことがなくなり確実に液体燃料を供給でき、かつ、燃料カートリッジ単体では外部からの電源供給がないので送液手段が動作せず、いわば弁の役割を果たすため、外した時に液体燃料の漏出を防止できるという作用効果が得られる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、送液手段が圧電体を駆動することで液体燃料を送出する圧電ポンプとしたものであり、これにより、マイクロマシン技術を使って超小型化が可能となるので、燃料カートリッジに容易に内蔵することができるという作用効果が得られる。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、送液手段がモーターにより液体燃料を送出するチューブポンプとしたものであり、これにより、極めて簡単な駆動回路構成で送液手段を制御できるという作用効果が得られる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、タンク近傍に液体燃料の沸点付近で不可逆に変色するラベルを貼付したものであり、これにより、燃料カートリッジ保管時に沸点近くの温度にさらされた場合、タンク内圧が上昇して破損し液体燃料が燃料カートリッジ内に漏洩している可能性があるので、そのような故障の可能性を使用者がラベルの色で容易に知ることができるという作用効果が得られる。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、燃料カートリッジと、この燃料カートリッジ内に貯蔵された液体燃料と空気とで発電を行う燃料電池スタックと、発電を制御する制御回路とからなり、前記燃料カートリッジを前記燃料電池スタックに供給される前記液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンクと、このタンクに接続された送液手段と、この送液手段を制御するためのＩＣチップで構成した燃料電池システムであり、これにより、燃料カートリッジの交換による気泡の噛み込みがなくなるので、液体燃料を確実に燃料電池スタックに供給可能な燃料電池システムが構築できるという作用効果が得られる。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、ＩＣチップが送液手段の積算動作時間を記録し、制御回路が前記積算動作時間から液体燃料の残量を検知し、前記残量が無くなった場合に前記送液手段の動作と燃料電池スタックの発電を停止するようにしたものであり、これにより、液体燃料が残存した状態で燃料カートリッジを脱着しても残量を正確に知ることができるので、液体燃料が無くなっても送液手段を動かし続けることによる燃料電池システム内への気泡発生を防止し、気泡が発生する前に送液手段の動作と燃料電池スタックの発電を停止することができるという作用効果が得られる。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、制御回路がＩＣチップからの情報により燃料電池スタックに適合した燃料カートリッジであるか否かを判断し、不適合な場合は送液手段の動作を停止するようにしたものであり、これにより、誤装着による液体燃料の漏洩防止や、液体燃料の種類、濃度の違い、さらには海賊版の燃料カートリッジによる燃料電池システムへのダメージを事前に確認できるので、より安全に燃料電池システムを使用できるという作用効果が得られる。
【００２１】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、制御回路が燃料電池スタックの発電量をモニターし、前記発電量が規定値に達しなければＩＣチップを介して送液手段を動作させ液体燃料を前記燃料電池スタックに供給し、前記規定値に達すれば前記ＩＣチップを介して前記送液手段を停止させるようにしたものであり、これにより、必要な分だけ液体燃料を燃料電池スタックに供給できるので極めて効率的な発電が可能になるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の燃料カートリッジは、燃料電池スタックに供給される液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンクと、このタンクに接続された送液手段と、この送液手段を制御するためのＩＣチップで構成したものであり、これにより、タンクと送液手段が一体化されるので、脱着により両者の間に気泡を噛むことがなくなり確実に液体燃料を供給でき、かつ、燃料カートリッジ単体では外部からの電源供給がないので送液手段が動作せず、いわば弁の役割を果たすため、外した時に液体燃料の漏出を防止できるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００２４】
まず、燃料カートリッジについて、以下、説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態における圧電ポンプ内蔵の燃料カートリッジの概略断面図である。図２は本発明の実施の形態におけるチューブポンプ内蔵の燃料カートリッジの概略断面図である。
【００２６】
図１において、１は樹脂製の燃料カートリッジケースで、その中に液体燃料としてメタノール水溶液２を貯蔵した樹脂製の袋状タンク３が収納されている。タンク３の出口には送液手段として圧電ポンプ４が取り付けられている。圧電ポンプ４はマイクロマシン技術により作成された圧電体のダイアフラム５と、ダイアフラム５上に設けた逆止弁６から構成されている。逆止弁６は圧電ポンプ４が停止しているときは図示しないバネにより閉じるようにしてある。圧電ポンプ４の出口にはゴム製のシール材７が設けてある。圧電ポンプ４はＩＣチップ８に接続され、ＩＣチップ８は燃料カートリッジケース１に設けた端子９に接続されている。燃料カートリッジケース１の表面で、タンク３の近傍には温度により変色するラベル１０が貼付されている。ここでは液体燃料であるメタノール水溶液２の沸点近くで不可逆に変色するものを用いた。
【００２７】
図１に示すような燃料カートリッジ単品の状態では、圧電ポンプ４に外部から電源が供給されないため動作することはない。よって、仮に燃料カートリッジを燃料電池システムに装着後、外したとしても、タンク３内のメタノール水溶液２が漏出することはない。また、圧電ポンプ４はＩＣチップ８を介して制御されているので、端子９に外部電源を接続しても直接圧電ポンプ４を動かすことはできないため、不用意に、あるいは、故意にメタノール水溶液２をタンク３から漏出させることはできず安全性が確保される。
【００２８】
さらに、燃料カートリッジの保管環境によっては環境温度がメタノール水溶液の沸点近くになることが想定される。沸点近くになり、メタノール水溶液の蒸気がタンク３内で発生すると、タンク３の内圧が高くなる。タンク３は袋状であるので柔軟性を持つため、ある程度の蒸気による内圧発生に対しては袋が膨張することにより吸収できるが、さらに長時間継続して沸点近傍の温度にさらされると、タンク３内のメタノール水溶液２は蒸発を続け内圧がますます高くなる。そこで、メタノール水溶液２を外部に漏出させないために圧力が一定値以上になるとタンク３の一部が破れるようにしてある。その結果、メタノール水溶液２は燃料カートリッジケース１が密封してあるので、その中にのみ漏出し外部への漏出は防止できるが、燃料カートリッジケース１内に配置したＩＣチップ８や、関連する周辺回路がメタノール水溶液２に浸漬してしまい故障の要因となる。
【００２９】
このようにタンク３が破れ故障の原因となる燃料カートリッジを識別するために、ラベル１０を燃料カートリッジケース１の表面に貼付してある。もし、燃料カートリッジがメタノール水溶液の沸点付近にさらされるとラベル１０の色が変わる。この変色は不可逆であるため、一度でも沸点近傍の温度を経験すれば変色し、温度が下がってもラベル１０の色はそのままである。よって、使用者が燃料カートリッジを使う際に、それが沸点近傍の温度を経験したか否か、すなわち、故障の可能性があるか否かを一目で知ることができる。
【００３０】
なお、上記燃料カートリッジでは送液手段として圧電ポンプ４を用いたが、図２に示すようにチューブポンプ１１としても良い。チューブポンプ１１はモーターにより複数のボールがタンク３に接続されたチューブ１２をしごくことでメタノール水溶液２を送出する。このようにすることで、圧電ポンプ４のように駆動に大電圧を必要とせず、駆動回路構成を簡単にできる。ただし、チューブポンプ１１は駆動部にボールやチューブ１２を使用するため、圧電ポンプ４のようにマイクロ化するには限界がある。従って、いずれも一長一短があるため、送液手段のサイズが重要視される場合は圧電ポンプ４を、駆動回路を簡略化したい場合はチューブポンプ１１を、というようにそれぞれの用途に合わせて選択すればよい。
【００３１】
次に、燃料カートリッジを取り付けた燃料電池システムについて説明する。
【００３２】
図３は本発明の実施の形態におけるパッシブ型燃料電池システムの概略ブロック図である。図４は本発明の実施の形態におけるアクティブ型燃料電池システムの概略ブロック図である。なお、パッシブ型はできるだけポンプ等の補機を使わずに発電を行うタイプで、構造が簡単になる特徴がある。アクティブ型は補機を積極的に使って発電を行うタイプで、高効率で発電できる特徴がある。ここでは、その両方について説明する。
【００３３】
まず、図３において、１３は燃料電池システムで、その中に上記した燃料カートリッジ１４を内包している。燃料カートリッジ１４を燃料電池システム１３に装着すると、燃料電池システム１３に設けた燃料供給管１５の先端のニードルパイプが燃料カートリッジ１４のシール材７を突き破る。このような構成とすることで、燃料供給管１５の中にはほとんど気泡を噛まない。また、使用途中の燃料カートリッジ１４を取り外しても、シール材７にはニードルパイプによって開けられた穴が残るが、そのごく近傍に設けた圧電ポンプ４の逆止弁６が閉じているので、タンク３内の残余のメタノール水溶液２が漏出することはない。
【００３４】
燃料供給管１５は燃料電池スタック１６に接続されており、これらによりタンク３内のメタノール水溶液２が燃料電池スタック１６に導入される。なお、燃料電池スタック１６はパッシブ型であるので、空気供給は燃料電池システム１３に自然拡散してくる空気でまかなっている。
【００３５】
燃料電池システム１３には二次電池を内蔵した制御回路１７が設けられている。これは、燃料カートリッジ１４の端子９を通してＩＣチップ８と接続され、また、燃料電池スタック１６とも接続されており、これらを制御している。
【００３６】
次に、このような構成の燃料電池システム１３の動作について説明する。
【００３７】
燃料カートリッジ１４が装着されると、制御回路１７は端子９を通してＩＣチップ８の保有情報を参照する。保有情報には燃料カートリッジ１４の燃料の種類、濃度、容量、残量等のデータが記憶されている。制御回路１７はこれらのデータが燃料電池システム１３に適合しているか否かを判断し、合致していなければ図示しない警告手段、例えば警告灯や警告音で使用者に不適切な燃料カートリッジ１４であることを知らせる。また、適合する燃料カートリッジ１４であっても、メタノール水溶液の残量が空である場合にも警告手段で知らせる。このようにすることにより、間違って使用することによる危険性を低減し、さらには海賊版などの不正な燃料カートリッジの排除が可能となる。
【００３８】
燃料カートリッジ１４が適合するものであると判断した場合は、燃料電池システム１３の電源が使用者によってオンにされるのを待つ。電源がオンになると、制御回路１７は燃料電池スタック１６を発電させ、その電力を外部負荷に対して供給を開始する。それと同時に燃料電池スタック１６の発電量、例えば出力電圧、電流、図示しない温度計による温度などをモニターする。これらのパラメータが規定値に達していない場合は、制御回路１７は発電が十分に行われていないと判断し、内蔵した二次電池の電力を供給して圧電ポンプ４を動作させるようＩＣチップ８に対し指示する。ＩＣチップ８は二次電池の電力を受け、圧電ポンプ４を動作させる。これにより、圧電ポンプ４内のダイアフラム５が往復運動を行い、それに伴う圧力変動により逆止弁６が開閉することで、タンク３内のメタノール水溶液が燃料供給管１５を通って燃料電池スタック１６に導入される。その結果、燃料電池スタック１６は発電を継続できる。なお、制御回路１７は内蔵した二次電池の状況もモニターしており、充電が必要と判断すれば燃料電池スタック１６で発電した電力の一部を二次電池に供給して充電する。
【００３９】
制御回路１７は発電量が規定値に達すると、ＩＣチップ８を介して圧電ポンプ４の動作を止める。これにより、必要な分のみメタノール水溶液を燃料電池スタック１６に供給できるので、極めて効率的な発電が可能となる。
【００４０】
発電の継続に伴って、タンク３内のメタノール水溶液は徐々に減っていくが、タンク３は変形可能な袋状であるので、メタノール水溶液の減少とともにタンク３が小さくなっていく。これにより、メタノール水溶液が減ってもタンク３内に気泡が混入することがなく、ほとんどなくなるまで取り出すことができる。
【００４１】
制御回路１７は圧電ポンプ４を動作させた積算時間を求め、ＩＣチップ８内にそのデータを都度書き込む。圧電ポンプ４の送液流量は一定であるので、積算時間がわかればタンク３内のメタノール水溶液の残量がわかる。なお、積算時間をＩＣチップ８内に書き込むことによって、使用途中の燃料カートリッジ１４を装着しても正確に残量を知ることができる。
【００４２】
制御回路１７は、積算時間から求められるメタノール水溶液の残量が少なくなれば、その事実を警告手段で使用者に知らせるとともに、以下に示す燃料電池システム１３の動作停止を行う。
【００４３】
燃料電池システム１３の電源がオフにされたり、メタノール水溶液の残量が少なくなると、制御回路１７は負荷に対する電力供給を停止するとともに、圧電ポンプ４が動作していたら、それを止めてシステム全体の動作を終了する。
【００４４】
次にアクティブ型燃料電池システムの場合を、図４を用いて説明する。
【００４５】
図４において、パッシブ型との違いはメタノール水溶液を循環させるための循環ポンプ１８を設けた点、燃料電池スタック１６と循環ポンプ１８の間に気液分離器１９を設けた点、および燃料電池スタック１６に空気を送り込むための空気ポンプ２０を設けた点である。また、制御回路１７は循環ポンプ１８と空気ポンプ２０とも接続されてこれらを制御する。循環ポンプ１８は燃料カートリッジ１４に内蔵した圧電ポンプ４またはチューブポンプ１１を用い、空気ポンプ２０にはファンやブロアを用いた。
【００４６】
このような燃料電池システム１３は以下のように動作する。
【００４７】
燃料カートリッジ１４の装着による適合判定は図３で説明したパッシブ型と同様である。燃料電池システム１３の電源が使用者によってオンにされると、制御回路１７は循環ポンプ１８および空気ポンプ２０を内蔵した二次電池によって動作させることにより燃料電池スタック１６を発電させ、その電力を外部負荷に対して供給を開始する。
【００４８】
循環ポンプ１８により燃料電池スタック１６内には前回燃料電池システム１３を停止したときに配管内に残ったメタノール水溶液が流れる。これは、発電とともに生成する二酸化炭素を気液分離器１９にて除去しているので、燃料電池スタック１６に再度導入されるときには気泡は存在せず、循環ポンプ１８は空回りすることなくメタノール水溶液を循環させ続けることができる。
【００４９】
このメタノール水溶液は発電とともにメタノールが消費され、徐々にその濃度が下がっていく。その結果、燃料電池スタック１６の発電量、例えば出力電圧、電流、図示しない温度計による温度などが規定値に達しなくなる。制御回路１７はこれらのパラメータをモニターしており、規定値に達していない場合は、制御回路１７は発電が十分に行われていないと判断し、内蔵した二次電池の電力を供給して圧電ポンプ４を動作させるようＩＣチップ８に対し指示する。ＩＣチップ８は二次電池の電力を受け圧電ポンプ４を動作させる。これにより、タンク３内のメタノール水溶液が燃料供給管１５を通って燃料電池スタック１６に導入される。その結果、循環ポンプ１８によって循環していたメタノール水溶液が新たに導入されたメタノール水溶液と混合する。これにより、発電とともに薄くなったメタノール水溶液の濃度が高まる。従って、燃料電池スタック１６は発電を継続できる。
【００５０】
制御回路１７は発電量が規定値に達すると、ＩＣチップ８を介して圧電ポンプ４の動作を止める。これにより、必要な分だけメタノール水溶液を燃料電池スタック１６に供給でき、また、メタノール水溶液の濃度を高くしすぎることによる燃料電池スタック１６内でのクロスオーバー（メタノールが発電に使われることなく空気極側に移動してしまう）を抑制できるので、極めて効率的な発電が可能となる。
【００５１】
定常状態での発電が継続すると、制御回路１７は二次電池の電力による循環ポンプ１８や空気ポンプ２０の動作を燃料電池スタック１６からの電力に切り替える。これにより、二次電池の消耗を抑えることができる。なお、制御回路１７は二次電池の状況もモニターしており、充電が必要と判断すれば、燃料電池スタック１６で発電した電力の一部で二次電池を充電する。
【００５２】
発電の継続に伴って、タンク３内のメタノール水溶液は徐々に減っていくが、タンク３は変形可能な袋状であるので、メタノール水溶液の減少とともにタンク３が小さくなっていく。これにより、メタノール水溶液が減ってもタンク３内に気泡が混入することがなく、ほとんどなくなるまで取り出すことができる。
【００５３】
制御回路１７は圧電ポンプ４を動作させた積算時間を求め、ＩＣチップ８内にそのデータを都度書き込む。圧電ポンプの送液流量は一定であるので、積算時間がわかればタンク３内のメタノール水溶液の残量がわかる。なお、積算時間をＩＣチップ８内に書き込むことによって、使用途中の燃料カートリッジ１４を装着しても正確に残量を知ることができる。
【００５４】
制御回路１７は、積算時間から求められるメタノール水溶液の残量が少なくなれば、その事実を警告手段で使用者に知らせるとともに、以下に示す燃料電池システム１３の動作停止を行う。
【００５５】
燃料電池システム１３の電源がオフにされたり、メタノール水溶液の残量が少なくなると、制御回路１７は負荷に対する電力供給、循環ポンプ１８、および、空気ポンプ２０を停止するとともに、圧電ポンプ４が動作していたら、それを止めてシステム全体の動作を終了する。
【００５６】
なお、上記の動作説明では送液手段として圧電ポンプ４を使用したが、これはチューブポンプ１１でも全く同様に適用でき同様の効果が得られる。ここで、チューブポンプ１１を長期間使わない場合、ボールがチューブ１２を押し付けたままにしておくと、チューブが変形して正常に送液できなくなる可能性があるので、チューブポンプ１１の動作が停止している場合はボールがチューブ１２から離れ、動作するとボールがチューブを押さえる構造を取り入れてもよい。
【００５７】
また、燃料カートリッジ１４は燃料供給管１５のニードルパイプがシール材７を突き破ることで接続する構成としたが、これは、弁構造を内蔵したコネクタでもよい。この場合、接続時に気泡を噛むが、送液手段とタンク３の間には構造的に気泡を噛むことはないので、送液手段が空回りすることなくメタノール水溶液を供給できる。
【００５８】
以上の構成、動作によって、気泡を噛むことなく液体燃料を確実に燃料電池システムに供給でき、かつ、脱着しても液体燃料が漏出しない燃料カートリッジとそれを用いた燃料電池システムを構成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明にかかる燃料カートリッジは、燃料電池スタックに供給される液体燃料を貯蔵する変形可能な袋状のタンクと、このタンクに接続された送液手段と、この送液手段を制御するためのＩＣチップで構成したものであり、これにより、タンクと送液手段が一体化されるので、脱着により両者の間に気泡を噛むことがなくなり確実に液体燃料を供給でき、かつ、燃料カートリッジ単体では外部からの電源供給がないので送液手段が動作できず、いわば弁の役割を果たすため、外した時に液体燃料の漏出を防止できるという効果を有し、特に身に付けて使用する携帯機器用の燃料電池システムの用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態における圧電ポンプ内蔵の燃料カートリッジの概略断面図
【図２】同実施の形態におけるチューブポンプ内蔵の燃料カートリッジの概略断面図
【図３】同実施の形態におけるパッシブ型燃料電池システムの概略ブロック図
【図４】同実施の形態におけるアクティブ型燃料電池システムの概略ブロック図
【図５】従来の燃料電池システムの概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００６１】
１  燃料カートリッジケース
２  メタノール水溶液
３  タンク
４  圧電ポンプ
５  ダイアフラム
６  逆止弁
７  シール材
８  ＩＣチップ
９  端子
１０  ラベル
１１  チューブポンプ
１２  チューブ
１３  燃料電池システム
１４  燃料カートリッジ
１５  燃料供給管
１６  燃料電池スタック
１７  制御回路
１８  循環ポンプ
１９  気液分離器
２０  空気ポンプ
【図１】
2006049113.tif 000003
【図２】
2006049113.tif 000004
【図３】
2006049113.tif 000005
【図４】
2006049113.tif 000006
【図５】
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