(57)【要約】【課題】副生成物を燃料容器に回収できる発電モジュール及び電子機器を提供する。【解決手段】燃料１２を貯蔵する複数の燃料容器１００Ａ，１００Ｂと連結自在であり、燃料容器１００Ａ，１００Ｂから供給される燃料１２を用いて発電を行う発電モジュール２００は、複数の燃料容器１００Ａ，１００Ｂと連結している状態で、複数の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの一方から燃料１２を取り込み、発電によって生成される副生成物を複数の燃料容器１００Ａ，１００Ｂのうち燃料１２が発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）に回収する。【選択図】図３
2008123771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯蔵する燃料容器と連結自在であり、前記燃料容器から供給される燃料を用いて発電を行う発電モジュールにおいて、
前記燃料容器と連結している状態で、発電によって生成される副生成物を、前記燃料容器内の燃料が発電に要する所定量未満になってから前記燃料容器に回収することを特徴とする発電モジュール。
【請求項２】
回収された燃料容器内の副生成物を発電のために供給されて再利用することを特徴とする請求項１に記載の発電モジュール。
【請求項３】
発電によって生成される副生成物を回収する回収器を設け、
前記回収器から余剰した副生成物を、燃料が発電に要する所定量未満になった前記燃料容器に回収することを特徴とする請求項１又は２に記載の発電モジュール。
【請求項４】
前記発電に要する所定量未満の前記燃料容器は、燃料が空であることを特徴とする請求項１に記載の発電モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の発電モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
燃料を貯蔵する複数の燃料容器と連結自在であり、前記燃料容器から供給される燃料を用いて発電を行う発電モジュールにおいて、
前記複数の燃料容器と連結している状態で、発電によって生成される副生成物を、前記複数の燃料容器のうち燃料が発電に要する所定量未満になった燃料容器に回収することを特徴とする発電モジュール。
【請求項７】
回収された燃料容器内の副生成物を発電のために供給されて再利用することを特徴とする請求項６に記載の発電モジュール。
【請求項８】
発電によって生成される副生成物を回収する回収器を設け、
前記回収器から余剰した副生成物を、前記複数の燃料容器のうち燃料が発電に要する所定量未満になった燃料容器に回収することを特徴とする請求項６又は７に記載の発電モジュール。
【請求項９】
前記発電に要する所定量未満の前記燃料容器は、燃料が空であることを特徴とする請求項６に記載の発電モジュール。
【請求項１０】
請求項６に記載の発電モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃料容器から燃料が供給されることにより発電する発電モジュール及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池又はニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。今日では、一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギー利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んに行われている。
【０００３】
燃料電池は、燃料と大気中の酸素とを電気化学的に反応させて化学エネルギーを電気エネルギーに変換するものであり、燃料の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する電気化学反応を利用しているので、該反応に副生成物として水が生成され排出される。
例えば、特許文献１では、燃料電池システムにおいて、燃料カートリッジの他に、水回収用のカートリッジを別途設けている。
【特許文献１】特開２００４−１９２１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、燃料カートリッジとは別に水回収カートリッジを設けているため、燃料の交換と回収した水の交換をそれぞれ別々に行わなければならなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、容易に副生成物を燃料容器に回収できる発電モジュール及び電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、燃料を貯蔵する燃料容器と連結自在であり、前記燃料容器から供給される燃料を用いて発電を行う発電モジュールにおいて、
前記燃料容器と連結している状態で、発電によって生成される副生成物を、前記燃料容器内の燃料が発電に要する所定量未満になってから前記燃料容器に回収することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発電モジュールにおいて、
回収された燃料容器内の副生成物を発電のために供給されて再利用することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発電モジュールにおいて、
発電によって生成される副生成物を回収する回収器を設け、
前記回収器から余剰した副生成物を、燃料が発電に要する所定量未満になった前記燃料容器に回収することを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の発電モジュールにおいて、
前記発電に要する所定量未満の前記燃料容器は、燃料が空であることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、電子機器において、請求項１に記載の発電モジュールを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、燃料を貯蔵する複数の燃料容器と連結自在であり、前記燃料容器から供給される燃料を用いて発電を行う発電モジュールにおいて、
前記複数の燃料容器と連結している状態で、発電によって生成される副生成物を、前記複数の燃料容器のうち燃料が発電に要する所定量未満になった燃料容器に回収することを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の発電モジュールにおいて、
回収された燃料容器内の副生成物を発電のために供給されて再利用することを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項６又は７に記載の発電モジュールにおいて、
発電によって生成される副生成物を回収する回収器を設け、
前記回収器から余剰した副生成物を、前記複数の燃料容器のうち燃料が発電に要する所定量未満になった燃料容器に回収することを特徴とする。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項６に記載の発電モジュールにおいて、
前記発電に要する所定量未満の前記燃料容器は、燃料が空であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０の発明は、電子機器において、請求項６に記載の発電モジュールを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、副生成物を容易に燃料容器に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されないものとする。
［第一の実施の形態］
図１は、燃料容器１００の分解斜視図、図２(a)は燃料容器１００の上面図、(b)は切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。
燃料容器１００は、発電モジュール２００（図３参照）と連結自在であって、燃料１２を貯蔵する燃料貯蔵部１を有している。燃料貯蔵部１は、燃料貯蔵部１から供給される燃料１２に基づいて発電する発電モジュール２００から排出された気体及び水を含む排出物を冷却して回収する。
【００１７】
燃料貯蔵部１は、箱状の筐体４内に形成された箱状の空間である。燃料１２は、化学燃料単体、あるいは化学燃料と水との混合物であり、化学燃料としては、例えばメタノール、エタノール等のアルコール類やジメチルエーテル等のエーテル類、ガソリンといった水素原子を含む化合物を使用することができる。本実施の形態では、メタノール等の化学燃料を用いるものとする。なお、化学燃料と水との混合物としては、例えばメタノールと水とが均一に混合した混合物が化学反応材料として用いられる。また燃料貯蔵部１は、燃料１２が排出し終えると、副生成物である水を回収する水回収部として利用される。
【００１８】
筐体４は、透明又は半透明をなしており、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル等の合成樹脂材料から構成されている。
筐体４の長手方向一端面（図２中右端面４Ａ）には、その端面４Ａを貫通して燃料貯蔵部１内に連通するとともに右端面４Ａの外側に突出して、発電モジュール２００に燃料１２を排出する燃料排出口１１が凸状に形成されている。
【００１９】
燃料排出口１１は、燃料貯蔵部１内の燃料１２を排出するための貫通孔であり、筐体４の右端面４Ａから突出した凸状頭頂部に設けられ、燃料排出口１１を通って燃料貯蔵部１１の内から外に不要に燃料１２が排出するのを阻止する逆止弁（図示しない）が嵌め込まれている。具体的には、逆止弁は可撓性・弾性を有する材料をダックビル状に形成したダックビル弁であり、逆止弁はそのダックビル状の先端を燃料貯蔵部１の内側に向けた状態で燃料排出口１１に嵌め込まれている。可撓性・弾性を有する材料としては、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）やブチルゴム等が挙げられ、一般的にブチルゴムは高分子の弾性材料の中では低いガス透過性を示すため、より小さいサイズの部品を作るためには実用においてブチルゴムを選択することが好ましい。また、逆止弁は機械的な複雑構造を持たないため、容積を小さくすることができ、低コスト化を図ることができる。なお、逆止弁には、後述の発電モジュール２００に設けられた、燃料容器１００から燃料１２を供給するための針状の燃料供給管（図示しない）が挿入される際に燃料貯蔵部１の内と外を連通する挿入孔が予め設けられていても良く、また燃料供給管を挿入することによって初めて挿入孔が形成されるような構造であっても良い。挿入孔が予め設けられている場合、燃料貯蔵部１内に燃料１２が充填されていれば、逆止弁が燃料貯蔵部１の内部は燃料１２の内圧によって、挿入孔の周囲では挿入孔を閉じる方向に力が加わるよう設計され、また弾性復元力のために元の形状に戻ろうとするため挿入孔に挿入された燃料供給管の周囲に隙間が作られないので燃料１２が挿入孔から不要に燃料貯蔵部１の外に漏洩することがない。そして、発電モジュール２００の燃料供給管が挿入されることにより、燃料貯蔵部１から燃料排出口１１、燃料供給管を介して発電モジュール２００へと燃料１２が排出される。
【００２０】
また、筐体４の右端面４Ａで燃料排出口１１の上側には、燃料貯蔵部１内に連通し、後述の発電モジュール２００で排出された排出物が回収される凸状の排出物回収口４１が、筐体４内に埋設して設けられている。
排出物回収口４１は、燃料貯蔵部１に排出物を回収するための貫通孔であり、筐体４の右端面４Ａから突出した凸状頭頂部に設けられ、排出物回収口４１を通って一旦筐体４の内に供給された排出物が筐体４外に不要に排出するのを阻止する逆止弁（図示しない）が嵌め込まれている。具体的に、逆止弁は上記燃料排出口１１に嵌め込まれた逆止弁と同様のものを使用することができる。また、排出物回収口４１には、逆止弁を介して燃料貯蔵部１内に排出物を供給するための排出物送出管４２が設けられている。排出物送出管４２は排出物回収口４１から下側に配されて、筐体４の長手方向に沿って燃料貯蔵部１の左端部側へ延在している。
【００２１】
筐体４の長手方向他端面４Ｂ（図２中左端面）には、燃料貯蔵部１内に連通する矩形状の開口部４３が形成されている。そして、この開口部４３を覆うように気液分離機能を有する疎水性多孔質膜を含む気液分離膜２が貼り付けられている。気体を透過させ且つ液体を透過させない気液分離膜２は、矩形状の薄膜で、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートやセルローストリアセテートなどのセルロース系樹脂、ポリエーテルスルホンやポリスルホンなどのポリスルホン系樹脂等からなるものが挙げられる。よって、気液分離膜２を介して筐体４の内側と外側とを気体が通過でき、液体は気液分離膜２を通過しないようになっている。そのため、筐体４内の水が外部に漏れることがない。また排出物回収口４１から排出物として水が筐体４内に回収された場合に回収された水の容積に見合った筐体４内の空気が気液分離膜２から外部に排出されることになる。
【００２２】
さらに、筐体４の左端部側における前面４Ｃ及び後面４Ｄには、後述の電子機器４００に着脱自在に装着するためのガイド部４４，４４がそれぞれ取り付けられている。ガイド部４４，４４は、筐体４の前面４Ｃ及び後面４Ｄに左右方向に沿って直線状に延在している。
【００２３】
上述の燃料容器１００において、燃料貯蔵部１内の燃料１２は、燃料排出口１１を介して後述の発電モジュール２００に供給され、この燃料１２を利用して電気エネルギーが取り出される。また、発電モジュール２００で生じた排出物は、燃料貯蔵部１内の燃料１２が無くなった場合に、排出物回収口４１を介して排出物送出管４２内に送出された後、排出物送出管４２内を流れて燃料貯蔵部１に送り込まれる。排出物中の気体内の水蒸気は排出物送出管４２内を流通している間に冷却されて、或いは燃料貯蔵部１内に回収された水に冷却されて、凝縮されて水となり、燃料貯蔵部１に回収される。凝縮されなかった気体は、気液分離膜２を通過して外部へ放出され、水は液体のために気液分離膜２を通過できないので燃料貯蔵部１に貯留される。
【００２４】
図３は、上記燃料容器１００と同様の構成をなした第一の燃料容器１００Ａ及び第二の燃料容器１００Ｂと発電モジュール２００とを備えた発電システム３００の概略構成を示したブロック図である。なお、以下の説明において、第一の燃料容器１００Ａを構成する各構成部分は、上述の燃料容器１００の各構成部分と対応しているので、同様の数字に英字Ａを付し、第二の燃料容器１００Ｂについても、同様の数字に英字Ｂを付している。
発電システム３００は、第一の燃料容器１００Ａ及び第二の燃料容器１００Ｂと、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂから供給された燃料１２によって発電する発電モジュール２００を有し、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂのうち、燃料容器１００Ａ、１００Ｂの一方から選択的に燃料１２を取り込んで発電モジュール２００で発電する。このとき、燃料容器１００Ａ、１００Ｂの当該一方の燃料１２が空になるまで燃料１２を取り込み続け、空になると、燃料容器１００Ａ、１００Ｂの他方から燃料１２を取り込むよう切り替える。燃料１２を取り込んだ発電モジュール２００から排出された排出物である水は、発電モジュール２００内の水タンク（回収器）２０１で一旦回収する。水タンク２０１は、燃料容器１００Ａ、１００Ｂの少なくとも一方に満たされている燃料１２の量によって生成され排出される水の量以上の水を貯蔵できる収容許容量を持っている。したがって、水タンク２０１が回収した水が所定量（例えば５０ｍｌ）以上且つ収容許容量（例えば７０ｍｌ）未満に達した場合に、燃料容器１００Ａ、１００Ｂの一方は確実に燃料１２が空の状態となっている。このとき、水タンク２０１では、起動時に気化器２１１に必要な水量並びに起動時に第一の加湿器２２１、第二の加湿器２２２が加湿するのに必要な水量（例えば１０ｍｌ）を除いた余剰の水を燃料１２が空になった方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に回収させ、水タンク２０１の水量が起動時に必要な量となるように制御する。燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）で回収した水を発電のために再利用するように制御されていてもよい。
【００２５】
発電モジュール２００は、水を貯蔵する水タンク２０１と、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂから供給された燃料１２と、水タンク２０１から供給された水とから水素を生成する反応装置２１０と、水素の電気化学反応により電気エネルギーを生成する燃料電池２２０とを備えている。また、反応装置２１０で生成された水素を加湿して燃料電池２２０のアノードに供給する第一の加湿器２２１、燃料電池２２０のカソードに供給する空気を加湿する第二の加湿器２２２を備えている。燃料電池２２０の電解質膜は、第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２によって加湿された空気及び改質ガスにより加湿された状態となっている。第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２への水の供給の開始時期は、燃料電池２２０が発電を開始する直前が好ましく、水供給期間は、燃料電池２２０が発電している間供給されていてもよく、また燃料電池２２０が発電する際に生じる水が電解質膜全体に浸透するのであれば、発電を開始する直前のみであってもよい。
【００２６】
水タンク２０１は、水が貯蔵され、貯蔵された水は後述する第一の水ポンプＰ１及び第二の水ポンプＰ２が反応装置２１０の気化器２１１や第一及び第二の加湿器２２１，２２２に供給する。また、後述するように燃料電池２２０のカソードから排出された排出物（水）を水タンク２０１に貯蔵する。さらに、燃料電池２２０の加湿にされずに第一及び第二の加湿器２２１，２２２から排出された余剰の水も水タンク２０１に貯蔵する。
また、水タンク２０１には、水タンク２０１内に貯蔵された水の残量検出を行う水残量センサＳ１が設けられている。水残量センサＳ１は、水タンク２０１に貯蔵された水の残量を測定し、その測定結果となる電気信号を制御部２３０に出力する。
発電モジュール２００は、第一の残量センサＳ２１及び第二の残量センサＳ２２が設けられている。第一の燃料容器１００Ａ、１００Ｂが発電モジュール２００に連結されると、第一の残量センサＳ２１が第一の燃料容器１００Ａに貯蔵された燃料１２の残量を測定し、その測定結果となる電気信号を制御部２３０に出力し、第二の残量センサＳ２２が第二の燃料容器１００Ｂに貯蔵された燃料１２の残量を測定し、その測定結果となる電気信号を制御部２３０に出力する。
制御部２３０は、第一の残量センサＳ２１及び第二の残量センサＳ２２の残量情報信号にしたがって、第一の燃料容器１００Ａ、１００Ｂのうち燃料１２が発電に要する所定量未満（例えば残量がない空の状態）になった方を検知し、水タンク２０１内の水がしきい値となる所定量以上且つ収容許容量未満となった場合に、燃料１２が発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）へ余剰の水を送る。一旦燃料１２が発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に水を入れると、制御部２３０は、以後の残量センサ（Ｓ２１又はＳ２２）が測定する残量が水の残量であると認識し、後述するように、燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に回収された水がある限り、水タンク２０１内の水よりも優先的に、気化器２１１や第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２に供給される。残量センサ（Ｓ２１又はＳ２２）が燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の水がなくなったとみなすと、水タンク２０１が気化器２１１や第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２へ水を供給するように切り替わる。
【００２７】
反応装置２１０は、第一の燃料容器１００Ａ、第二の燃料容器１００Ｂ及び水タンク２０１から供給された燃料１２と水を気化させて燃料ガス（気化された燃料と水蒸気の混合気）を生成する気化器２１１と、化学反応式（１）に示すように気化器２１１から供給された燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器２１２と、改質器２１２を加熱して化学反応式（１）の反応を良好に行うために必要な温度に設定する燃料触媒器２１３と、化学反応式（１）についで逐次的に起こる化学反応式（２）によって微量に副成される一酸化炭素ＣＯを、化学反応式（３）に示すように酸化させて除去する一酸化炭素除去器（ＣＯ除去器）２１４とを備えている。また、気化器２１１、触媒燃焼器２１３及び一酸化炭素除去器２１４を加熱する電気ヒータとして機能するとともにこれらの温度を測定する温度計としても機能するヒータ兼温度計（図示しない）とを備えている。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ２・・・（１）
Ｈ２＋ＣＯ２→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ・・・（２）
２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２・・・（３）
【００２８】
第一の加湿器２２１は、一酸化炭素除去器２１４から生成された改質ガスに含まれる水素を水タンク２０１から供給された水によって加湿して、燃料電池２２０のアノードに供給する。
第二の加湿器２２２は、空気ポンプＰＡから供給された空気を水タンク２０１から供給された水、或いは燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に回収された水によって加湿して、燃料電池２２０のカソードに供給する。また、第二の加湿器２２２から排出された不要な水は水タンク２０１に回収されるようになっている。
【００２９】
燃料電池２２０は、触媒微粒子を担持したアノードと、触媒微粒子を担持したカソードと、アノードとカソードとの間に介在されたフィルム状の固体高分子電解質膜とを備えている。燃料電池２２０のアノードには、一酸化炭素除去器２１４から供給された水素が供給され、燃料電池２２０のカソードには、後述の空気ポンプＰＡによって外部から空気が供給される。アノードにおいては、混合気中の水素が、電気化学反応式（４）に示すように、アノードの触媒微粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じてカソードに伝導し、電子はアノードにより電気エネルギー（発電電力）として取り出される。カソードにおいては、電気化学反応式（５）に示すように、カソードに移動した電子と、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンとが反応して水が生成される。そして、アノードで未反応の水素を含むオフガスは触媒燃焼器２１３に送られ、カソードで生成された水や未反応の空気は排出物として水タンク２０１に送られるようになっている。
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−・・・（４）
２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ・・・（５）
【００３０】
また、発電システム３００は、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂ、水タンク２０１、反応装置２１０、燃料電池２２０等の他に、第一の燃料容器１００Ａ内の燃料１２を気化器２１１に供給する第一の燃料ポンプＰ３１と、第二の燃料容器１００Ｂ内の燃料１２を気化器２１１に供給する第二の燃料ポンプＰ３２と、水タンク２０１内の水を気化器２１１に供給する第一の水ポンプＰ１と、燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に回収された水及び水タンク２０１内の水の一方を選択的に第一及び第二の加湿器２２１，２２２に供給する第二の水ポンプＰ２と、水タンク２０１で回収した水を第一又は第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂに送る第三の水ポンプＰ３と、第一の燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａで回収した水を流路切替部Ｒ１を介して気化器２１１に供給して再利用する第四の水ポンプＰ４と、第二の燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂで回収した水を流路切替部Ｒ２を介して気化器２１１に供給して再利用する第五の水ポンプＰ５と、外気から発電システム３００中に空気を導入する空気ポンプＰＡとを備えている。
【００３１】
第一の燃料ポンプＰ３１及び第二の燃料ポンプＰ３２には、第一のバルブＶ１が接続され、第一のバルブＶ１には第一の流量計Ｆ１が接続されている。第一のバルブＶ１は、第一及び第二の燃料ポンプＰ３１，Ｐ３２と気化器２１１との間に設けられており、その開閉動作で第一の燃料ポンプＰ３１から気化器２１１への燃料１２の流通を遮断又は許容するようになっており、また、第二の燃料ポンプＰ３２から気化器２１１への燃料１２の流通を遮断又は許容するようになっている。第一の流量計Ｆ１は第一のバルブＶ１と気化器２１１との間に設けられており、第一のバルブＶ１を通過した燃料１２の流量を測定するようになっている。制御部２３０は、第一の燃料ポンプＰ３１及び第二の燃料ポンプＰ３２の一方のみを動作させ、第一の流量計Ｆ１での流量が一定するように第一のバルブＶ１を制御する。
【００３２】
また、第一の燃料容器１００Ａの燃料排出口１１は、流路切替部Ｒ１に連結されている。流路切替部Ｒ１は、第一の残量センサＳ２１による残量検出により燃料貯蔵部１Ａ内に燃料１２が残っていると判断された場合に、第一の燃料ポンプＰ３１側に流路を切り替え、一方、燃料貯蔵部１Ａ内の燃料１２が発電に要する所定量未満であると判断された後、燃料貯蔵部１Ａ内に水が回収されている場合には、第四の水ポンプＰ４側に流路を切り替える。
同様に、第二の燃料容器１００Ｂの燃料排出口１１は、流路切替部Ｒ２に連結されている。流路切替部Ｒ２は、第二の残量センサＳ２２による残量検出により燃料貯蔵部１Ｂ内に燃料１２が残っていると判断された場合に、第二の燃料ポンプＰ３２側に流路を切り替え、一方、燃料貯蔵部１Ｂ内の燃料１２が発電に要する所定量未満であると判断された後、燃料貯蔵部１Ｂ内に水が回収されている場合には、第五の水ポンプＰ５側に流路を切り替える。
【００３３】
第一の水ポンプＰ１には、第二のバルブＶ２が接続され、第二のバルブＶ２には第二の流量計Ｆ２が接続されている。第二のバルブＶ２は、第一の水ポンプＰ１と気化器２１１との間に設けられており、その開閉動作で第一の水ポンプＰ１から気化器２１１への水の流通を遮断又は許容するようになっている。第二の流量計Ｆ２は第二のバルブＶ２と気化器２１１との間に設けられており、第二のバルブＶ２を通過した水の流量を測定するようになっている。第一のバルブＶ１から排出された燃料１２と第二のバルブＶ２から排出された水は、反応装置２１０に到達する前に混合される。制御部２３０は、燃料１２が発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に回収された水がない場合、第一の水ポンプＰ１及び第二のバルブＶ２を制御して、水タンク２０１内の水を気化器２１１へ供給する。触媒燃焼器２１３からの排出物（水、水蒸気を含む気体、オフガス等）は、一旦水タンク２０１に送られる。
【００３４】
第二の水ポンプＰ２は、後述する流路切替部Ｒ３及び流路切替部Ｒ４に接続されるとともに第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２が接続されて、流路切替部Ｒ３又は流路切替部Ｒ４からの水を第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２に供給するようになっている。
また、水タンク２０１と第一の燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａとの間、並びに水タンク２０１と第二の燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂとの間には、第三の水ポンプＰ３、第三のバルブＶ３及び流路切替部Ｒ５が接続されている。第一の残量センサＳ２１及び第二の残量センサＳ２２が燃料１２の残量測定を行い、燃料１２が発電に要する所定量未満になった方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）があると、その所定量未満の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）が第三のバルブＶ３と連通し且つ燃料１２が発電に要する所定量以上の燃料容器（１００Ｂ又は１００Ａ）が第三のバルブＶ３と連通しないように流路切替部Ｒ５が排他的に流路を切り替える。水残量センサＳ１により検出された水タンク２０１内の水の残量が所定量以上且つ収容許容量未満となった場合、第三の水ポンプＰ３及び第三のバルブＶ３が動作して、水タンク２０１から、燃料１２が発電に要する所定量未満になった方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）へ水が送出される。送出された後の水タンク２０１内に残された水の量は、起動時に気化器２１１に必要な水量及び起動時に第一の加湿器２２１、第二の加湿器２２２が加湿するのに必要な水量の和であることが好ましい。このため、水タンク２０１は許容量を越える水が溜まることがない。
【００３５】
流路切替部Ｒ１は、第一の燃料ポンプＰ３１に連通する流路と、第四の水ポンプＰ４及び流路切替部Ｒ３に連通する流路と、に接続されている。燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａから燃料１２が排出されている状態では、流路切替部Ｒ１が、燃料排出口１１から排出される燃料１２の流路を第一の燃料ポンプＰ３１に連通するように設定されている。燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａから排出された燃料１２が発電に要する所定量未満になり、発電に要する所定量未満になった燃料容器１００Ａに水を回収させた後、気化器２１１及び燃料電池２２０を動作し続ける場合、制御部２３０は、燃料排出口１１から排出される水の流路を第四の水ポンプＰ４及び流路切替部Ｒ３に連結される流路に連結するように流路切替部Ｒ１を切り替える。
流路切替部Ｒ２は、第二の燃料ポンプＰ３２に連通する流路と、第五の水ポンプＰ５及び流路切替部Ｒ４に連通する流路と、に接続されている。燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂから燃料１２が排出されている状態では、流路切替部Ｒ２が、燃料排出口１１から排出される燃料１２の流路を第二の燃料ポンプＰ３２に連通するように設定されている。燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂから排出された燃料１２が発電に要する所定量未満になり、発電に要する所定量未満になった燃料容器１００Ｂに水を回収させた後、気化器２１１及び燃料電池２２０を動作し続ける場合、制御部２３０は、燃料排出口１１から排出される水の流路を第五の水ポンプＰ５に連結するように流路切替部Ｒ２を切り替える。
第四の水ポンプＰ４及び第五の水ポンプＰ５には第六のバルブＶ６が接続されており、第六のバルブＶ６には第三の流量計Ｆ３が接続されている。第六のバルブＶ６は、第四及び第五の水ポンプＰ４，Ｐ５と気化器２１１との間に設けられており、その開閉動作で第四又は第五の水ポンプＰ４，Ｐ５から気化器２１１への水の流通を遮断又は許容するようになっている。第三の流量計Ｆ３は第六のバルブＶ６と気化器２１１との間に設けられており、第六のバルブＶ６を通過した水の流量を測定するようになっている。第一のバルブＶ１から排出された燃料１２と第六のバルブＶ６から排出された水は、反応装置２１０に到達する前に混合される。
【００３６】
流路切替部Ｒ３は、さらに水タンク２０１と第二の水ポンプＰ２に接続されており、燃料貯蔵部１Ａ内に燃料１２があると判断し且つ燃料電池２２０が発電或いは発電開始直前の状態では、水タンク２０１と第二の水ポンプＰ２とを連通させ、水タンク２０１内の水を第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２に供給する。また燃料貯蔵部１Ａ内に水があると判断し且つ燃料電池２２０が発電或いは発電開始直前の状態では、流路切替部Ｒ３は、燃料貯蔵部１Ａ内の回収した水を第二の水ポンプＰ２側に送出するように流路を切り替えて、第一及び第二の加湿器２２１，２２２に供給する。
流路切替部Ｒ４は、さらに水タンク２０１と第二の水ポンプＰ２に接続されており、燃料貯蔵部１Ｂ内に燃料１２があると判断し且つ燃料電池２２０が発電或いは発電開始直前の状態では、水タンク２０１と第二の水ポンプＰ２とを連通させ、水タンク２０１内の水を第一の加湿器２２１及び第二の加湿器２２２に供給する。また燃料貯蔵部１Ｂ内に水があると判断し且つ燃料電池２２０が発電或いは発電開始直前の状態では、流路切替部Ｒ３は、燃料貯蔵部１Ａ内の回収した水を第二の水ポンプＰ２側に送出するように流路を切り替えて、第一及び第二の加湿器２２１，２２２に供給する。
【００３７】
空気ポンプＰＡには、第四のバルブＶ４、第五のバルブＶ５及び第二の加湿器２２２が接続されている。第四のバルブＶ４は、空気ポンプＰＡと一酸化炭素除去器２１４との間に設けられ、その開閉動作で、空気ポンプＰＡから一酸化炭素除去器２１４への空気の流通を遮断又は流量調整を行うようになっている。
【００３８】
第五のバルブＶ５は、空気ポンプＰＡと触媒燃焼器２１３との間に設けられており、その開閉動作で、空気ポンプＰＡから触媒燃焼器２１３への空気の流通を遮断又は流量調整を行うようになっている。
【００３９】
制御部２３０には、第一〜第五の水ポンプＰ１〜Ｐ５、第一の燃料ポンプＰ３１、第二の燃料ポンプＰ３２、空気ポンプＰＡがドライバＤ１〜Ｄ５，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ４を介して電気的に接続されている。制御部２３０は、例えば汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されているもので、第一〜第五の水ポンプＰ１〜Ｐ５、第一の燃料ポンプＰ３１、第二の燃料ポンプＰ３２、空気ポンプＰＡに制御信号を送信し、第一〜第五の水ポンプＰ１〜Ｐ５、第一の燃料ポンプＰ３１、第二の燃料ポンプＰ３２及び空気ポンプＰＡの各ポンピング動作（送出量の調整を含む。）を制御するようになっている。
【００４０】
また、制御部２３０には、流路切替部Ｒ１〜Ｒ４が電気的に接続されている。さらに、制御部２３０には、第一〜第六のバルブＶ１〜Ｖ６がドライバＤ１１〜Ｄ１６を介して電気的に接続され、また、第一〜第三の流量計Ｆ１〜Ｆ３も電気的に接続されている。制御部２３０は、第一〜第三の流量計Ｆ１〜Ｆ３の測定結果を受けて燃料１２及び水の流量を認識することができるとともに、第一〜第六のバルブＶ１〜Ｖ６の開閉動作（開き量の調整を含む。）、第一の燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａと第二の燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂのうち燃料１２が発電に要する所定量未満になった方に選択的に発電モジュール２００から排出された排出物（水）を回収させるように、流路切替部Ｒ５が切替える動作、を制御することができるようになっている。
【００４１】
また、制御部２３０には、気化器２１１、改質器２１２、触媒燃焼器２１３及び一酸化炭素除去器２１４を加熱する電気ヒータがドライバＤ２１を介して電気的に接続されている。制御部２３０は、電気ヒータの発熱量とその停止とを制御するとともに、温度によって変化する電気ヒータの抵抗値を計測することによって気化器２１１、改質器２１２、触媒燃焼器２１３及び一酸化炭素除去器２１４の各反応器の温度を検出することができるようになっている。電気ヒータは、反応装置２１０の起動時に気化器２１１、改質器２１２、触媒燃焼器２１３及び一酸化炭素除去器２１４をそれぞれ適正な温度に加熱するものであって、触媒燃焼器２１３が燃焼を開始して安定して加熱できるようになったら、停止あるいは熱量を低減させてもよい。
【００４２】
また、制御部２３０には、第一及び第二の残量センサＳ２１，Ｓ２２、水残量センサＳ１が電気的に接続されている。制御部２３０は、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの装着の有無を判断して、第一の残量センサＳ２１で測定された燃料１２の残量や第二の残量センサＳ２２で測定された燃料１２の残量を検出して、各残量が発電に要する所定量未満であれば、発電システム３００を起動しない又は動作を停止し、残量が発電に要する所定量以上であれば、発電システム３００を起動する又は動作を維持するよう制御している。
また、発電システム３００が起動した場合に、制御部２３０は、第一及び第二の残量センサＳ２１，Ｓ２２で燃料１２の残量結果に基づいて、両方の燃料容器１００Ａ，１００Ｂに残っている場合にはどちらか一方から燃料１２を供給し、一方が発電に要する所定量未満になった場合には、燃料１２が発電に要する所定量が残っている他方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）から燃料１２を供給する。
【００４３】
燃料電池２２０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０には外部電源、つまり発電システム３００から電力の供給を受けて作動可能な外部機器（負荷）が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０は燃料電池２２０から出力された電圧を外部電子機器の規格に応じて所定の電圧に変換して外部電子機器に出力する装置であり、制御部２３０に接続され、制御部２３０は燃料電池２２０からＤＣ／ＤＣコンバータ２４０に入力される入力電力を検出することができるようになっている。
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０には２次電池２４１が接続されている。そして、例えば燃料電池２２０で得た余剰の電気エネルギーを蓄え、燃料電池２２０での電気エネルギーの生成が停止している場合に燃料電池２２０の代替として外部電子機器に電力を供給できるようになっている。制御部２３０や、各ドライバ、各センサ、反応装置２１０の電気ヒータは、起動時において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０を介して２次電池２４１の出力の一部によって電気的に駆動され、燃料電池２２０の出力が定常状態になったら、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０を介して燃料電池２２０の出力の一部によって電気的に駆動される。
【００４４】
上記構成を具備する発電システム３００は、例えば、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、家庭用電気機器その他の電子機器（外部電子機器）内に備え付けられるものであり、外部電子機器を作動させるための電源として用いられる。
【００４５】
次に、発電システム３００の動作について説明する。
外部電子機器から通信用端子、通信用電極を介して制御部２３０に作動信号が入力されることによって発電システム３００が作動する。これにより制御部２３０が、第一の水ポンプＰ１、第二の水ポンプＰ２及び空気ポンプＰＡを作動させ、さらにドライバＤ２１を介して電気ヒータを発熱させる。そして、発電システム３００の作動中、制御部２３０は、各電気ヒータからフィードバックされた温度のデータに基づき、各電気ヒータが所定温度になるように温度制御を行う。なお、発電に要する所定量未満になった一方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）に水が充填されていても、起動時に気化器２１１に必要な水量並びに起動時に第一の加湿器２２１、第二の加湿器２２２が加湿するのに必要な水量が水タンク２０１に貯蔵されている。上記必要な水量は、起動後に燃料電池２２０等で生成された水が水タンク２０１に供給されるまで気化器２１１、第一の加湿器２２１、第二の加湿器２２２に連続して供給し続けることができる最低水量である。
【００４６】
また、制御部２３０は、以下のようにして、第三のバルブＶ３の切替動作を行う。図４は、流路切替部の切替動作処理を示すフローチャートである。
まず、制御部２３０は第一の燃料容器１００Ａ及び第二の燃料容器１００Ｂの発電モジュール２００への装着有無の確認を行う（ステップＳ１）。少なくとも一方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）が装着されているか否かを判断し（ステップＳ２）、少なくとも一方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）が装着されていない場合には、「燃料容器無し」のエラー通知を行う（ステップＳ３）。少なくとも一方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）が装着されている場合には、第一の残量センサＳ２１及び第二の残量センサＳ２２によって燃料１２の残量検出を行う（ステップＳ４）。このとき、燃料容器１００Ａ及び燃料容器１００Ｂのうち装着されていない方は、燃料１２の残量が燃料電池２２０が発電できる程度の量（所定量）未満とみなす。ただし、装着されていない方には、燃料電池２２０等で生成された水は送出されない。
そして、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの両方の燃料１２の残量が発電できる程度の所定量未満であるか否かを判断する（ステップＳ５）。第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの両方の燃料１２の残量が所定量未満の場合には、「燃料容器の交換」のエラー通知を行う（ステップＳ６）。第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの両方が装着され且つ少なくとも一方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料１２の残量が所定量未満でない場合には、第一の燃料容器１００Ａの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満であるか否かの判断を行う（ステップＳ７）。第一の燃料容器１００Ａの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満である場合には、水回収器として第一の燃料容器１００Ａを選択し（ステップＳ８）、燃料容器１００Ａが第三のバルブＶ３と連通し且つ燃料容器１００Ｂが第三のバルブＶ３と連通しないように流路切替部Ｒ５が排他的に流路を切り替える（ステップＳ９）。
【００４７】
ステップＳ７において、第一の燃料容器１００Ａの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満でない場合には、第二の燃料容器１００Ｂの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満であるか否かの判断を行う（ステップＳ１０）。第二の燃料容器１００Ｂの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満である場合には、水回収器として第二の燃料容器１００Ｂを選択し（ステップＳ１１）、燃料容器１００Ｂが第三のバルブＶ３と連通し且つ燃料容器１００Ａが第三のバルブＶ３と連通しないように流路切替部Ｒ５が排他的に流路を切り替える第三のバルブＶ３を第二の燃料容器１００Ｂに接続する（ステップＳ１２）。
【００４８】
ステップＳ１０において、第二の燃料容器１００Ｂの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満でない場合には、第三の水ポンプＰ３及び第三のバルブＶ３の動作を行わない（ステップＳ１３）。
【００４９】
以上のように、制御部２３０は図４のフローを周期的に実行しており、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの装着の有無を監視し、各燃料容器１００Ａ，１００Ｂの燃料１２の残量に基づいて、第三のバルブＶ３の連通を切り替える。そして、第三のバルブＶ３を、燃料１２が発電に要する所定量未満になった方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）を水回収器として適用するように切り替える。
そして、両方の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの燃料１２がなくなったら燃料容器交換のエラー通知がなされて、発電システム３００の作動が停止する。そして、新たな燃料容器に交換されると、発電システム３００が作動して上記フローが実行され、連続動作が可能となっている。
【００５０】
続いて、流路切替部Ｒ５による燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の水回収の切替動作が行われた後の動作について説明する。
なお、以下の説明では、説明の都合上、第一の燃料容器１００Ａ及び第二の燃料容器１００Ｂがともに発電システム２００に装着され、例えば第一の燃料容器１００Ａの燃料１２が使用されており、その後、第一の燃料容器１００Ａの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満になり、第二の燃料容器１００Ｂの燃料１２は残っている場合を例に挙げて説明する。
まず、第一の燃料ポンプＰ３１が作動すると、第一の燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａ内の燃料１２が燃料排出管１１Ａから第一のバルブＶ１、第一の流量計Ｆ１を介して送出される。この燃料１２は、第一の水ポンプＰ１、第二のバルブＶ２の動作によって水タンク２０１から供給された水と混合されて反応装置２１０の気化器２１１に送られる。さらに、第二の水ポンプＰ２が作動すると、水タンク２０１内の水が燃料電池２２０のカソード側に設けられた第一及び第二の加湿器２２１，２２２に送られる。空気ポンプＰＡが作動すると、外気の空気が第五のバルブＶ５を介して触媒燃焼器２１３に送られ、第四のバルブＶ４を介して一酸化炭素除去器２１４に送られる。また、空気ポンプＰＡの作動により、外気の空気が第二の加湿器２２２に送られる。ここで、制御部２３０は、各流量計Ｆ１、Ｆ２からフィードバックされた流量のデータに基づき、所定の流量となるように各バルブＶ１〜Ｖ３を制御する。
【００５１】
気化器２１１では、燃料容器１００Ａから供給された燃料１２及び水タンク２０１から供給された水が混合し加熱されて気化（蒸発）し、燃料１２（メタノール）及び水（水蒸気）の混合気となって改質器２１２に供給される。
改質器２１２では、気化器２１１から供給された混合気中のメタノールと水蒸気が触媒により反応して二酸化炭素及び水素が生成される（上記化学反応式（１）参照））。また、改質器２１２では、化学反応式（１）についで逐次的に一酸化炭素が生成される（上記化学反応式（２）参照）。そして、改質器２１２で生成された一酸化炭素、二酸化炭素及び水素等からなる混合気が一酸化炭素除去器２１４に供給される。
【００５２】
一酸化炭素除去器２１４では、改質器２１２から供給された混合気中の一酸化炭素と水蒸気から二酸化炭素及び水素が生成されたり、混合気の中から特異的に選択された一酸化炭素と、第四のバルブＶ４から供給された空気に含まれる酸素とが反応して二酸化炭素が生成される（上記化学反応式（３）参照）。
【００５３】
このように、反応装置２１０の気化器２１１、改質器２１２及び一酸化炭素除去器２１４を経た燃料１２から二酸化炭素と水素が生成される。反応装置２１０で生成された改質ガス（二酸化炭素及び水素等）は、第一の加湿器２２１に供給される。第一の加湿器２２１は、水タンク２０１から供給された水が流路切替部Ｒ３、第二の水ポンプＰ２及び第二の加湿器２２２を介して水が供給され、改質ガスを加湿した後、燃料電池２２０のアノードに供給する。
燃料電池２２０のアノードに供給された改質ガスは、改質ガス中の水素が上記化学反応式（４）に示すように水素イオンと電子とに分離する。
【００５４】
一方、空気ポンプＰＡを介して第二の加湿器２２２に空気が供給される。第二の加湿器２２２は、水タンク２０１から供給された水が流路切替部Ｒ３、第二の水ポンプＰ２を介して水が供給され、空気を通過させることで加湿した後、燃料電池２２０のカソードに供給する。
燃料電池２２０のカソードに供給された空気は、空気中の酸素が上記化学反応式（５）に示すように水素イオンと電子と反応し、副生成物として水が生成される。
【００５５】
ここで、アノード側では未反応の水素はオフガスとして触媒燃焼器２１３に送られて燃焼されて、反応装置２１０を適宜加熱するエネルギーとして利用される。触媒燃焼器２１３で燃焼されて得られる排気ガスに含まれる水は、水タンク２０１に貯蔵され、その他の二酸化炭素等の気体は発電システム３００の外に放出される。
カソード側では、供給された空気が副生成物である水とともに排出され、水タンク２０１に貯蔵される。
ここで、第一の燃料容器１００Ａの燃料１２の残量が発電に要する所定量未満になり、且つ水タンク２０１内の水がしきい値となる所定量以上となったことが検出されることにより、その所定量未満の燃料容器１００Ａが第三のバルブＶ３と連通するように流路切替部Ｒ５が流路を切り替えて、第三の水ポンプＰ３及び第三のバルブＶ３が動作する。このとき、水タンク２０１内には、起動時に気化器２１１に必要な水量及び起動時に第一の加湿器２２１、第二の加湿器２２２が加湿するのに必要な水量の和（例えば１０ｍｌ）を残して、余剰の水を第三の水ポンプＰ３が燃料容器１００Ａに送出する。したがって、燃料１２が残っている第二の燃料容器１００Ｂに余剰した水が送られることがないので、この水と燃料１２とが不定量的に混ざり合うことがなく、燃料１２として発電モジュール２００に利用することができる。なお、水タンク２０１は起動時の必要量を超えて、しきい値となる所定量を維持するように水が送出されるように設定されてもよい。
【００５６】
燃料電池２２０によって生成された電気エネルギーは、二次電池２４１に充電される。さらには、生成された電気エネルギーは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０に供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４０によって直流電流の所定電圧に変換され、外部電子機器に供給される。外部電子機器は、供給された電気エネルギーにより動作する。
【００５７】
なお、上述の説明では、第一の燃料容器１００Ａの燃料１２を使用する場合を例に挙げて説明したが、第二の燃料容器１００Ｂの燃料１２を使用しても良いし、両方の燃料容器１００Ａ，１００Ｂを使用しても良い。この場合も、燃料１２が発電に要する所定量未満になった方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）に水を回収するようにすれば良く、その他は上述した動作と同じであるのでその説明を省略する。
【００５８】
次に、燃料１２が発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）で水を回収した場合に、回収した水を再利用する場合について図３を参照して説明する。
なお、この場合も、第一の燃料容器１００Ａ内に回収された水を再利用する場合を例に挙げて説明する。
まず、第一の燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａに水が回収されると、第一の残量センサＳ２１による残量情報に基づいて燃料１２の残量が発電に要する所定量未満であり且つ水の残量があると判断され、流路切替部Ｒ１が第一の燃料ポンプＰ３１側から流路切替部Ｒ３及び第四の水ポンプＰ４側に流路を切り替える。
このとき、第二の燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂには、燃料１２が貯蔵されているので、第二の残量センサＳ２２による残量情報に基づいて流路切替部Ｒ２は第二の燃料ポンプＰ３２側に接続した状態とし、流路切替部Ｒ４及び第五の水ポンプＰ５側への流路の切り替えは行わない。
【００５９】
そして、第二の燃料容器１００Ｂの燃料貯蔵部１Ｂ内の燃料１２が燃料排出管１１Ｂから第一のバルブＶ１、第一の流量計Ｆ１を介して反応装置２１０の気化器２１１に送られる。さらに、流路切替部Ｒ１による流路切替部Ｒ３及び第四の水ポンプＰ４側への流路の切り替えによって、第四の水ポンプＰ４が作動し、第一の燃料容器１００Ａの燃料貯蔵部１Ａ内にある回収した水が燃料排出管１１Ａから第六のバルブＶ６、第三の流量計Ｆ３を介して反応装置２１０の気化器２１１に送られる。さらに、第一の残量センサＳ２１による残量情報に基づいて第一の燃料容器１００Ａ内に水の残量があると判断されることによって、流路切替部Ｒ３は、水タンク２０１側から燃料貯蔵部１Ａ側に流路を切り替えて、燃料貯蔵部１Ａで回収した水から優先的に水を使用する。これによって第二の水ポンプＰ２が作動し、燃料貯蔵部１Ａ内の回収した水が燃料電池２２０のカソード側に設けられた第一及び第二の加湿器２２１，２２２に送られる。そして、空気ポンプＰＡが作動して、外気の空気が第五のバルブＶ５を介して触媒燃焼器２１３に送られ、第四のバルブＶ４を介して一酸化炭素除去器２１４に送られる。ここで、制御部２３０は、各流量計Ｆ１、Ｆ３からフィードバックされた流量のデータに基づき、所定の流量となるように各バルブＶ１、Ｖ７、Ｖ３、Ｖ４を制御する。
【００６０】
その後、上述したように反応装置２１０の気化器２１１、改質器２１２及び一酸化炭素除去器２１４を経て、燃料１２及び水が改質される。そして、改質ガスが燃料電池２２０のアノードに供給され、空気が燃料電池２２０のカソードに供給されることにより、電気エネルギーが取り出されるとともに、アノード側で生成された未反応の水素が触媒燃焼器２１３に送られて燃焼に利用され、触媒燃焼器２１３から得られる排気ガスが水タンク２０１に貯蔵される。カソード側では、供給された空気が副生成物である水とともに排出され、水タンク２０１に貯蔵される。
その後、水残量センサＳ１による水の残量情報に基づいて余剰した水を、燃料１２が発電に要する所定量未満になった一方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）に送り、上記動作を繰り返す。
【００６１】
以上のように、発電システム３００によれば、燃料１２が発電に要する所定量未満になった方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）の燃料貯蔵部（１Ａ又は１Ｂ）に排出物を回収するように第三のバルブＶ３によって排出経路を替えるので、燃料１２が残っている燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）に排出物が回収されることがなく、燃料１２と排出物とが混ざり合うことを防げる。また、燃料１２が残っており、燃料１２を供給している側の他方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）に圧力がかかることがない。そのため、燃料１２を供給している側の他方の燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）から燃料１２が漏れることもない。
また、発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）で排出物を回収する前に、水タンク２０１で一旦回収した後に、水タンク２０１が水の収容許容量を超える前に、余剰の水を発電に要する所定量未満になった燃料容器（１００Ａ又は１００Ｂ）で回収することができるので水タンク２０１が収容許容量を超えて破損することがない。さらに、水タンク２０１で一旦回収することで、排出物を再利用することもでき、経済的である。また余剰の水が回収された燃料容器ごと取り外して廃棄すればよい。
【００６２】
次に、上記発電システム３００を電子機器４００に適用した場合を説明する。特に、携帯型の電子機器であって、ＰＤＡに適用した場合である。図５(a)は電子機器４００の上面図、(b)は(a)を下側から見た際の下面図、(c)は(b)を後面側から見た際の後面図である。
電子機器４００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他の電子部品から構成された演算処理回路を内蔵した本体４０１と、本体４０１に対して着脱自在であり、燃料１２を貯留した第一の燃料容器１００Ａ及び第二の燃料容器１００Ｂと、本体４０１に設けられて第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂの燃料１２を用いて発電を行い、生成した電気エネルギーを本体４０１に供給することにより本体４０１を駆動する発電モジュール（図示しない）とを備える。なお、第一及び第二の燃料容器１００Ａ，１００Ｂ、発電モジュール（図示しない）の構成や動作は上述と同様であるためその説明を省略する。
【００６３】
本体４０１は、操作キー４０２と液晶ディスプレイ４０３を備え、本体４０１の下面には、左右方向中心線に対して左右対称となるように、下面及び後面が開口した前後に延在する矩形状の第一の収納空間４０４と第二の収納空間４０５とがそれぞれ形成されている。これら第一及び第二の収納空間４０４，４０５に、本体４０１の後面開口から第一の燃料容器１００Ａと第二の燃料容器１００Ｂとをそれぞれ差し込んで収納できるようになっている。また、第一及び第二の収納空間４０４，４０５を形成する長手方向壁面には、各燃料容器１００Ａ，１００Ｂに形成されたガイド部４４Ａ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｂに係合するレール部４０６，４０６，４０７，４０７が形成されている。よって、各燃料容器１００Ａ，１００Ｂを、気液分離膜２Ａ，２Ｂ側の端部が外側を向くようにして、排出口供給口側の端部からスライド移動させるとともに、ガイド部４４Ａ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｂをレール部４０６，４０６，４０７，４０７に係合させることによってそれぞれの収納空間４０４，４０５に第一の燃料容器１００Ａと第二の燃料容器１００Ｂとが装着される。
このように各収納空間４０４，４０５にそれぞれ収納された燃料容器１００Ａ，１００Ｂは、その下面が外部に露出して装着されているので、外気に直接触れて放熱性が良く、発電システム３００内に熱がこもることなく、水回収率が高くなる。
本発明では、特許文献１などのように燃料カートリッジと水回収カートリッジを別途設けたものよりもカートリッジの交換回数が少なくなる。例えば、燃料カートリッジが空で水回収カートリッジが満タンの時には特許文献１などではその両方を交換する必要があるが、本発明では同様の状況において水を回収したカートリッジだけを新しい燃料カートリッジに交換すればよい。
上記実施形態では、発電モジュール２００が、二つの燃料容器が収納でき、一方の燃料容器の燃料がなくなったときに副生成物を当該一方の燃料容器に回収したが、これに限らず、発電モジュール２００が一つの燃料容器のみを収納でき、燃料容器の燃料がなくなった後に副生成物を当該燃料容器に回収してもよい。
燃料がなくなった燃料容器１００Ａ，１００Ｂを交互に交換することで電子機器を連続して動作するだけでなく、容易に副生成物を回収することができる。
【００６４】
［変形例］
次に、燃料容器の変形例について説明する。
図６は、燃料容器５００の分解斜視図、図７(a)は燃料容器５００の上面図、(b)は切断線VII−VIIに沿って切断した際の矢視断面図である。
燃料容器５００は、第一の実施の形態の燃料容器１００と異なり、筐体５０４に形成された開口部５４３a，５４３bやこれら開口部５４３a，５４３bに貼り付けられた疎水性多孔質膜を含む気液分離膜５０２、ガイド部５４４が異なっており、その他の燃料貯蔵部５０１は上述の燃料貯蔵部１、燃料排出口５１１は燃料排出口１１、排出物回収口５４１は排出物回収口４１、排出物送出管５４２は排出物送出管４２と同様のものであるので、その詳細な説明は省略する。
燃料容器５００は、燃料１２を貯蔵する燃料貯蔵部５０１を有している。燃料貯蔵部５０１は、燃料貯蔵部５０１から燃料１２が供給されることにより発電する発電モジュール（図示しない）から排出された気体及び水を含む排出物を冷却して回収する。
【００６５】
筐体５０４の右端面５０４Ａには、その端面５４０Ａを貫通して燃料貯蔵部５０１内に連通するとともに右端面５０４Ａの外側に突出して、発電モジュールに燃料１２を排出する燃料排出口５１１が凸状に形成されている。また、筐体５０４の右端面５０４Ａで燃料排出口５１１の上側に、排出物回収口５４１が形成されている。燃料排出口５１１には燃料排出口（図示しない）が設けられ、排出物回収口５４１には排出物供給口（図示しない）が設けられ、また、上述のように燃料排出口及び排出物供給口に逆止弁（図示しない）が嵌め込まれている。さらに、排出物回収口５４１には排出物送出管５４２が連結され、排出物送出管５４２は排出物回収口５４１から下側に配されて、その長手方向に沿って燃料貯蔵部５０１の左端部側へ延在している。
【００６６】
筐体５０４の長手方向他端部５０４Ｂ（図６中左端部）側の上面５０４Ｃには、筐体５０４の内に連通する矩形状の開口部５４３aが形成され、左端面５０４Ｂにも、筐体４内
に連通する矩形状の開口部５４３bが形成されている。そして、これら開口部５４３a，５４３bを覆うように二つの開口部５４３a，５４３bに跨るように折り曲げて気液分離膜５
０２が貼り付けられている。よって、気液分離膜５０２を介して筐体５０４の内側と外側とを気体が通過でき、水は気液分離膜５０２を通過しないようになっている。そのため、外部に水が漏れることがない。また、気液分離膜５０２は、二つの開口部５４３a，５４３bに跨って貼り付けられているので、開口部５４３a，５４３bの二カ所から気体を放出させることができる。
【００６７】
さらに、筐体５０４の下面５０４Ｄ左端部には、後述の電子機器８００に着脱自在に装着するためのガイド部５４４が取り付けられている。ガイド部５４４は、筐体５０４の下面５０４Ｄから下方に突出する側断面視Ｔ字型をなしている（図６参照）。
【００６８】
上述の燃料容器５００において、燃料貯蔵部５０１内の燃料１２は、燃料排出口５１１を介して発電モジュールに供給され、この燃料１２を利用して電気エネルギーが取り出される。また、発電モジュールで生じた排出物は、排出物回収口５４１を介して排出物送出管５４２内に供給された後、排出物送出管５４２内を流れて燃料貯蔵部５０１に送り込まれる。排出物中の気体は排出物送出管５４２内を流通している間に冷却されて、一部が凝縮されて水となり、燃料貯蔵部５０１に回収される。凝縮されなかった気体は、気液分離膜５０２を通過して外部へ放出され、水は気液分離膜５０２を通過できないので燃料貯蔵部５０１に貯留される。また、燃料貯蔵部５０１に回収された水によっても排出物の冷却が促進されて凝縮される。
【００６９】
なお、複数の上記燃料容器５００と発電モジュールとを備えた発電システムについては、上述した発電システム３００と同様の構成及び動作を行うので、その説明を省略する。
【００７０】
次に、燃料容器５００と同様の構成をなした第一の燃料容器５００Ａ及び第二の燃料容器５００Ｂと発電モジュールとを備えた発電システムを電子機器８００に適用した場合を説明する。特に、携帯型の電子機器であって、ノート型パーソナルコンピュータに適用した場合である。また、以下の説明において、第一の燃料容器５００Ａを構成する各構成部分は、上述の燃料容器５００の各構成部分と対応しているので、同様の数字に英字Ａを付し、第二の燃料容器５００Ｂについても、同様の数字に英字Ｂを付している。
図８(a)は電子機器８００の上面図、(b)は(a)を右側から見た際の右側面図、(c)は(a)を後面側から見た際の後面図である。
電子機器８００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他の電子部品から構成された演算処理回路を内蔵した本体８０１と、本体８０１に対して着脱自在であり、燃料１２を貯留した第一の燃料容器５００Ａ及び第二の燃料容器５００Ｂと、本体８０１に設けられて第一及び第二の燃料容器５００Ａ，５００Ｂの燃料１２を用いて発電を行い、生成した電気エネルギーを本体８０１に供給することにより本体８０１を駆動する発電モジュール（図示しない）とを備える。なお、第一及び第二の燃料容器５００Ａ，５００Ｂ、発電モジュール（図示しない）の構成や動作は上述と同様であるためその説明を省略する。
【００７１】
本体８０１は、キーボードを備え付けた下筐体８０２と、液晶ディスプレイを備え付けた上筐体８０３とを備える。上筐体８０３は下筐体８０２にヒンジ８０７結合されており、上筐体８０３を下筐体８０２に重ねてキーボードに液晶ディスプレイを相対させた状態で本体８０１を折り畳むことができるように構成されている。上筐体８０３は、下筐体８０２の前後の長さよりも短くなっており、上筐体８０３は下筐体８０２に対して前端部側に揃えて折り畳み可能に構成されている。よって、上筐体８０３を下筐体８０２に重ねた場合に、下筐体８０２の後部側の上面一部は上筐体８０３によって覆われずに露出されている。
下筐体８０２の露出箇所には、左右方向中心線に対して左右対称となるように、上面、左側面及び後面が開口した左右に延在する矩形状の第一の収納空間８０４と、上面、右側面及び後面が開口した左右に延在する矩形状の第二の収納空間８０５とが形成されている。
第一の収納空間８０４は、左側の開口から第一の燃料容器５００Ａを差し込んで収納できるようになっている。また、第一の収納空間８０４を形成する底部の左端部には、第一の燃料容器５００Ａの下面に形成されたガイド部（図示しない）に係合するレール部（図示しない）が形成されている。
第二の収納空間８０５は、右側の開口から第二の燃料容器５００Ｂを差し込んで収納できるようになっており、この第二の収納空間８０５を形成する底部の右端部にも、第二の燃料容器５００Ｂのガイド部５４４Ｂに係合するレール部８０６が形成されている。
よって、各燃料容器５００Ａ，５００Ｂを、気液分離膜５０２Ａ，５０２Ｂ側の端部が外側を向くようにして、排出口供給口側の端部からスライド移動させるとともに、ガイド部５４４Ｂをレール部８０６に係合させることによってそれぞれの収納空間８０４，８０に第一の燃料容器５００Ａと第二の燃料容器５００Ｂとが装着される。
このように各収納空間８０４，８０５にそれぞれ収納された燃料容器５００Ａ，５００Ｂは、その下面が外部に露出して装着されているので、外気に直接触れて放熱性が良く、発電システム内に熱がこもることなく、水回収率が高くなる。
【００７２】
なお、本発明は条規実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態における発電システム３００では、第一の燃料容器１００Ａ，５００Ａと第二の燃料容器１００Ｂ，５００Ｂとを二つ備えたものを例に挙げたが、三つ以上備えたものとしても良い。
【００７３】
また、燃料容器１００，５００における各構成部分の形状等は適宜変更可能である。例えば、開口部４３，５４３a，５４３bは矩形状であるとしたが、開口部を多数の孔によって形成しても良い。
また、上記各実施形態では、反応装置２１０を設けて燃料１２を改質してから燃料電池に供給したが、反応装置２１０を設けずに第一及び第二の燃料容器１００，５００から燃料１２を直接燃料電池に供給する直接型燃料電池となる発電モジュールであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】燃料容器１００の分解斜視図である。
【図２】(a)は燃料容器１００の上面図、(b)は切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図３】発電システム３００の概略構成を示したブロック図である。
【図４】流路切替部の切替動作処理を示すフローチャートである。
【図５】(a)は電子機器４００の上面図、(b)は(a)を下側から見た際の下面図、(c)は(b)を後面側から見た際の後面図である。
【図６】燃料容器５００の分解斜視図である。
【図７】(a)は燃料容器５００の上面図、(b)は切断線VII−VIIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図８】(a)は電子機器８００の上面図、(b)は(a)を右側から見た際の右側面図、(c)は(a)を後面側から見た際の後面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１２  燃料
１００，５００  燃料容器
１００Ａ，５００Ａ  第一の燃料容器
１００Ｂ，５００Ｂ  第二の燃料容器
２００  発電モジュール
２０１  水タンク（回収器）
４００，８００  電子機器
【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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【図８】
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