(57)【要約】【課題】携帯機器に用いる小型の電源システムにおいて、安定して発電用燃料を発電手段に供給することである。【解決手段】第１のポンプを駆動制御して燃料カートリッジ内の主タンクに貯められた発電用燃料を、予備タンクの残量検知手段の検知結果に応じて第１のポンプを制御して、含浸材を有する予備タンクに搬送させる。そして、第２のポンプを駆動制御して、予備タンクに貯える発電用燃料のうち燃料電池の発電に必要な量を化学反応部に搬送させる。そして、その搬送された発電用燃料に基づいて燃料電池に発電させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主タンクから搬送される発電用燃料を一時的に貯える予備タンクを備え、該予備タンクから供給される前記発電用燃料を用いて発電する発電手段を備えた電源システムにおける前記発電用燃料の燃料供給方法であって、
前記予備タンク内の前記発電用燃料の残量を検知して、前記予備タンクに所定量以上の前記発電用燃料が貯えられているように前記主タンクから前記予備タンクへ発電用燃料を搬送する第１搬送工程と、
前記発電手段の発電に要する前記発電用燃料を前記予備タンクから前記発電手段に搬送する第２搬送工程と、
を含むことを特徴とする燃料供給方法。
【請求項２】
前記燃料供給方法は、
前記主タンク内の発電用燃料の残量情報を取得する残量情報取得工程と、
前記予備タンク内の発電用燃料の残量を予測する残量予測工程と、
前記主タンク及び前記予備タンクの傾斜角度を検知する傾斜角度検知工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給方法。
【請求項３】
前記燃料供給方法は、
前記発電手段による発電動作が正常であるか否かを判別する発電動作判別工程と、
前記発電手段による発電量の低下を検知する発電量低下検知工程と、
前記残量予測工程に用いる演算係数の値を補正する演算係数補正工程と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器の駆動電力を発電するための発電手段への燃料供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、民生用や産業用のあらゆる分野において、様々な化学電池が使用されている。例えば、アルカリ乾電池やマンガン乾電池等の一次電池や、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池等の二次電池等である。これに対し、近年においては、環境への影響（負担）が少なく、且つ、例えば、３０〜４０％程度の極めて高いエネルギー利用効率を実現することができる燃料電池を用いた電源システムの実用化のための研究、開発が盛んに行われている。
【０００３】
さて、燃料電池を用いた電源システムにおいては、例えばメタノール等の発電用燃料を気化器により気化し、気化された発電用燃料を改質器により水素ガス等に改質し、その改質された水素ガス中の一酸化炭素をＣＯ除去器により除去した後の水素ガスを燃料電池に供給して発電する。気化器、改質器及びＣＯ除去器などを有する化学反応部への発電用燃料の供給は、燃料タンクから行う。ここで、燃料電池における発電を安定的に行うためは、燃料タンクから発電用燃料が滞りなく供給されるようにしなければならず、燃料タンクからの発電用燃料の供給を良好に行うための構成が種々考えられている。
【０００４】
燃料タンクから発電用燃料を安定して供給する機構として、例えば、燃料タンク内に設けられた液体燃料浸透材により、発電用燃料の残量によらずに、発電用燃料を供給する構成や、燃料容器に圧力調整機構を備えて、燃料容器内の圧力を一定に保って、供給を安定させる構成（例えば、特許文献１参照）等が考えられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９３５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、燃料電池を用いた電源システムを小型化し、携帯情報端末、ノート型パソコン等の携帯機器の二次電池に代わる電源ユニットとして適用できるようにするとともに、使用可能時間を長くするための研究、開発が進められている。このような携帯機器に燃料電池を用いた電源システムを搭載した場合、使用中、機器の向きは一定せず、頻繁に様々な向きに向けられてしまうことがある。例えば、この携帯機器が逆さに向けられてしまうこともある。
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献１に記載の従来の燃料容器の構成は、大型装置に取り付ける電源システムを前提として考えられている。このため、燃料タンクに対する発電用燃料の供給の安定化に際し、ある程度の傾き量には対応できるが、限度があった。
【０００８】
本発明の課題は、携帯機器に用いる小型の電源システムにおいて、安定して発電用燃料を発電手段に供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、主タンクから搬送される発電用燃料を一時的に貯える予備タンクを備え、該予備タンクから供給される前記発電用燃料を用いて発電する発電手段を備えた電源システムにおける前記発電用燃料の燃料供給方法であって、
前記予備タンク内の前記発電用燃料の残量を検知して、前記予備タンクに所定量以上の前記発電用燃料が貯えられているように前記主タンクから前記予備タンクへ発電用燃料を搬送する第１搬送工程と、
前記発電手段の発電に要する前記発電用燃料を前記予備タンクから前記発電手段に搬送する第２搬送工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料供給方法において、
前記主タンク内の発電用燃料の残量情報を取得する残量情報取得工程と、
前記予備タンク内の発電用燃料の残量を予測する残量予測工程と、
前記主タンク及び前記予備タンクの傾斜角度を検知する傾斜角度検知工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料供給方法において、
前記発電手段による発電動作が正常であるか否かを判別する発電動作判別工程と、
前記発電手段による発電量の低下を検知する発電量低下検知工程と、
前記残量予測工程に用いる演算係数の値を補正する演算係数補正工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、予備タンク内に所定量以上の発電用燃料を貯えておくように、予備タンクに発電用燃料を搬送するとともに、発電手段の発電に要する発電用燃料量に応じて発電手段に発電用燃料を搬送するため、安定して発電用燃料を発電手段に供給して発電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明に係る第１及び第２の実施の形態を順に説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１〜図６を参照して第１の実施の形態を説明する。先ず、図１〜図３を参照して、本実施の形態の装置の特徴を説明する。図１は、本実施の形態の携帯機器１０の内部構成の一例を示す図である。図２は、本実施の形態の携帯機器１０に搭載された燃料電池システム２０Ａの内部構成を示す図である。図３は、携帯機器１０の外観図であり、（ａ）は携帯機器１０の正面図であり、（ｂ）は携帯機器１０の上面図であり、（ｃ）は携帯機器１０の右側面図である。
【００１５】
本実施の形態の燃料電池システム２０Ａは、携帯機器１０内に設けられる。携帯機器１０は、例えば携帯情報端末のＰＤＡ（Personal Digital Assistants）であり、各部を中央制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、情報が読み出し可能に記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、情報を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、情報を読み書き可能に記憶する不揮発性のＦＲＯＭ（Flash Read Only Memory）１４と、表示情報を画面表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１５と、ＣＰＵ１１から出力された表示制御信号によりＬＣＤ１５の画面表示制御を行うＬＣＤドライバ１６と、ユーザのＬＣＤ１５上のタッチ操作により入力された入力情報をＣＰＵ１１へ送信するタッチパネル１７と、赤外線通信、コネクタ通信及び無線ＬＡＮ通信方式などによる外部機器との通信を制御する通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１８と、携帯機器１０の電源として燃料電池による発電を行う燃料電池システム２０Ａとを備えて構成され、ＬＣＤ１５を除く各部はバス１９により接続されている。
【００１６】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又はＦＲＯＭ１４内に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたアプリケーションプログラムを読み出してＲＡＭ１３内に展開する。そして、ＣＰＵ１１は、タッチパネル１７から入力される各種指示又はそれに応じた各種データをＲＡＭ１３内に一時的に格納し、この入力指示及び入力データを用いて前記展開されたアプリケーションプログラムに従って各種処理を実行する。そして、ＣＰＵ１１は、その処理結果をＲＡＭ１３内に格納すると共に、ＬＣＤ１５に適宜表示させる。
【００１７】
また、ＣＰＵ１１は、燃料電池システム２０Ａの発電動作を指示するための指示信号と、携帯機器１０の駆動状態の内容を示す負荷駆動状態信号とを燃料電池システム２０Ａに送信する。またＣＰＵ１１は、燃料電池システム２０Ａの発電状態の内容を示す信号を燃料電池システム２０Ａから受信する。
【００１８】
また、ＲＯＭ１２に、後述する起動時供給プログラム、稼動時供給プログラム及び燃料切れ時制御プログラムが記憶される。また、ＦＲＯＭ１４には、後述する主タンク残量Ｔ１Ｒ、予備タンク残量Ｔ２Ｒ、係数Ｋ２などのデータが更新可能に記憶される。また、ＦＲＯＭ１４に記憶されたプログラム、データなどは、その一部若しくは全部を外部機器から通信ネットワーク及び通信Ｉ／Ｆ１８を介して受信して格納する構成にしてもよい。ＬＣＤ１５は、液晶表示方式で画面表示を行うが、これに限るものではなく、ＥＬ（Electro Luminescent）ディスプレイ等に代えてもよい。なお、これらの構成は携帯機器における代表的な構成例を示したに過ぎず、他の構成を有するものであってもよいことはいうまでもない。
【００１９】
また、携帯機器１０は、ＰＤＡに限られるものではなく、ノート型パソコン、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、携帯テレビ、携帯ゲーム機などの他の機器でもよい。
【００２０】
次に、図２を参照して燃料電池システム２０Ａの内部構成を説明する。燃料電池システム２０Ａは、燃料改質方式を採用した固体高分子型の燃料電池４１を有する。
【００２１】
燃料電池システム２０Ａは、同図に示すように、大別して、発電用燃料が封入され、着脱可能な燃料カートリッジ２１と、装着された燃料カートリッジ２１に結合して、燃料カートリッジ２１から供給される発電用燃料に基づいて所定の電力（電気エネルギー）を発生（発電）する発電モジュール３０Ａとを備えて構成される。以下、各構成について具体的に説明する。
【００２２】
〔燃料カートリッジ〕
燃料カートリッジ２１は、その組成に水素を含有する液体燃料又は液化燃料からなる発電用燃料が充填、封入された密閉性の高い燃料タンクとしての主タンク２２と、主タンク２２内の発電用燃料の残量を検出する残量センサ（主タンク残量検知手段）２３とを備えて構成される。
【００２３】
主タンク２２内の発電用燃料は、発電モジュール３０Ａの発電制御部３１Ａの制御により、燃料電池４１が所定電圧の電力を発生するために必要な量が、第１のポンプ（第１の搬送手段）３２、予備タンク３３、第２のポンプ（第２の搬送手段）３４を順に介して、随時化学反応部３５の気化器３６へ供給される。
ここで、第１のポンプ、第２のポンプの構造、サイズ等は特に限定するものではなく、所定の駆動信号によって搬送量が制御されるものであればよく、ポンプの構造として、例えば、ダイアフラムポンプを適用することができる。また、このようなポンプを、例えば、シリコン基板に微細加工することによって形成して、ポンプを小型化するようにしてもよい。
【００２４】
また、燃料電池システム２０Ａに用いられる発電用燃料は、メタノール及び水の混合液を用いるものとするが、これに限るものではなく、メタノールに代えてエタノール、ブタノール等のアルコール系の液体燃料を適用することができる。
【００２５】
主タンク２２には、発電モジュール３０Ａに結合された状態でのみ、主タンク２２に封入されている発電用燃料の供給が可能となるように、制御弁が設けられている。これにより、燃料カートリッジ２１が発電モジュール３０Ａから分離された状態においては、主タンク２２内の発電用燃料が燃料カートリッジ２１の外部に漏出することはない。
【００２６】
また、燃料カートリッジ２１内の残量センサ２３は、例えば、主タンク２２内の所定位置に配設された略棒状体の導体からなる導体組を有して構成され、この導体の間の電気抵抗値が測定されることで、燃料カートリッジ２１に封入された発電用燃料の残量が検出される。その導体は、例えば、カーボン等の良導体で形成されるが、例えば金等により形成される印刷パターンにより、主タンク２２の内周面に形成されることとしてもよい。
【００２７】
残量センサ２３には、導体の間の電気抵抗値を計測する抵抗計測回路が内蔵されており、計測された電気抵抗値は、発電制御部３１Ａへ出力され、その電気抵抗値から発電用燃料の残量が算出される。残量センサ２３は、このような抵抗線方式に限られるものではなく、光センサ方式、光ファイバを用いるファイバセンサ方式、超音波の反射時間の変化を計測する超音波方式等の他のセンサを用いてもよい。なお、燃料カートリッジ２１は、着脱式であることに限定されず、発電モジュール３０Ａと一体に設けられる構成でもよい。
【００２８】
〔発電モジュール〕
次に、発電モジュール３０Ａについて説明する。本実施の形態の発電モジュール３０Ａは、図２に示すように、ＣＰＵ１１とバス１９を介した通信を行い、受信した指示信号に従って発電モジュール３０Ａの各部を制御するとともに、発電モジュール３０Ａに関する信号をＣＰＵ１１へ送信する発電制御部３１Ａと、発電制御部３１Ａの制御信号に従って燃料カートリッジ２１から供給される発電用燃料の搬送又は遮断をする第１のポンプ３２と、内部に含浸材を含み、発電用燃料が充填、封入された密閉性の高い燃料タンクとしての予備タンク３３と、発電制御部３１Ａの制御信号に従って予備タンク３３から供給される発電用燃料の搬送又は遮断をする第２のポンプ３４とを備える。
【００２９】
含浸材は、例えば、ウレタンフォームなどである。含浸材は、少なくとも、予備タンク３３内で第２のポンプ３４との接続部分周辺に配置されるものであればよいが、予備タンク３３内全体に充填するように配置される方がより好適である。このため、含浸材は、予備タンク３３内の発電用燃料が第２のポンプ３４に搬送されるにあたり、携帯機器１０が傾けられても含浸材に含まれる発電用燃料から安定して搬送される。
【００３０】
また、発電モジュール３０Ａは、第２のポンプ３４から送出された発電用燃料を気化する気化器３６と、気化器３６により気化された発電用燃料を燃料電池４１用の燃料に改質する改質器３７と、改質器３７による改質により発生した燃料中のＣＯ（一酸化炭素）を除去するＣＯ除去器（一酸化炭素除去器）３８と、気化器３６、改質器３７及びＣＯ除去器３８を加熱する薄膜ヒータなどのヒータ３９と、燃料電池システム２０Ａに接続された負荷（当該燃料電池システム２０Ａの供給電源で動作する携帯機器１０を意味しており、以下同様とする）に駆動電源（電圧／電流）となる電気エネルギーを発生し出力する燃料電池４１とを備える。
【００３１】
特に、気化器３６と、改質器３７と、ＣＯ除去器３８と、ヒータ３９とからなる部分を化学反応部３５とする。また、発電モジュール３０Ａは、燃料電池システム２０Ａから出力される供給電力を用いて発電制御部３１Ａからの制御信号に基づき、ヒータ３９に駆動用電力を出力するドライバ４０を備える。
【００３２】
また、発電モジュール３０Ａは、燃料電池４１において発生された電力を一旦保持する電気二重層コンデンサなどからなる電力保持部４２と、発電制御部３１Ａからの制御信号に基づいて電力保持部４２の充電及び負荷への電源供給を制御する制御回路４３と、発電制御部３１Ａからの制御信号に基づいて燃料電池４１及び電力保持部４２から出力される電力を、直流に変換して負荷に供給し、その供給電力を示す信号（燃料電池４１、電力保持部４２から出力された電力の電力信号）を発電制御部３１Ａへ出力するＤＣ／ＤＣコンバータ４４とを備える。
【００３３】
また、発電モジュール３０Ａは、携帯機器１０（燃料カートリッジ２１及び予備タンク３３）の向き及び傾斜の度合いを検知する傾斜センサ４５を備える。傾斜センサ４５は、例えば、内部にボールを備えて、そのボールの移動を電極との接触又は光学的に検知して傾斜情報を検知する方式や、内部に磁石を備えて、その磁石の移動を磁力の変化により検知して傾斜情報を検知する方式、内部に液体を備え、その液面の変化に応じた電気容量の変化により傾斜情報を検知する方式などがある。
【００３４】
また、燃料電池システム２０Ａは、図示しないが、家庭用の交流電源に接続され、交流電流を所定の直流電流に変換するＡＣアダプタを接続可能に構成されている。ＡＣアダプタが接続された場合には、制御回路４３は、燃料電池４１に代えて、ＡＣアダプタから出力される直流電流を電力保持部４２及びＤＣ／ＤＣコンバータ４４に供給して、負荷の電源電力とする。
【００３５】
〔気化器、改質器、ＣＯ除去器及び燃料電池〕
本実施の形態のように、メタノール（ＣＨ3ＯＨ）及び水（Ｈ2Ｏ）を発電用燃料とし、燃料電池４１用の水素ガス（Ｈ2）を発生する場合にあっては、気化器３６は、蒸発過程を介して、燃料カートリッジ２１から供給される発電用燃料をヒータ３９で加熱して気化する。そして、改質器３７は、気化器３６で気化された発電用燃料を、水蒸気改質反応過程を介して、水素（Ｈ2）と副生成物の二酸化炭素（ＣＯ2）との混合ガスに変換する。そして、ＣＯ除去器３８は、改質器３７により変換された混合ガスに微量の副生成物として含まれる一酸化炭素ガス（ＣＯ）を二酸化炭素ガスに変換して除去する。そして、燃料電池４１は、改質器３７及びＣＯ除去器３８において生成された高濃度の水素ガスにより、負荷への供給電力及び発電モジュール３０Ａの各部の動作電力を発生する。
【００３６】
さらに具体的には、気化器３６は、燃料カートリッジ２１から第２のポンプ３４を介して供給された発電用燃料であるメタノール及び水に対して、ドライバ４０により制御されたヒータ３９で概ね沸点程度の温度条件の雰囲気を設定することにより、メタノール及び水を気化させ、改質器３７へ導出する。また、ヒータ３９による熱が周囲へ放熱されて、加熱効率が低下してしまうことを防ぐために、気化器３６及びヒータ４０は、真空、不活性ガス又は空気などの断熱構造の断熱容器に併設される構成でもよい。
【００３７】
改質器３７は、燃料カートリッジ２１から気化器３６を介して導入された発電用燃料を、水素ガス（Ｈ2）に変換する。具体的には、上記気化されて導入されたメタノール及び水に対して、ドライバ４０により制御されたヒータ３９で概ね３００［℃］の温度条件の雰囲気を設定することにより、次の式（１）の化学反応に示すように、水素と二酸化炭素との混合ガスへと変換する。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  ・・・（１）
【００３８】
改質器３７は、例えば、導入されたメタノール及び水の混合ガスを改質して、水素及び二酸化炭素の混合ガスを排出するマイクロリアクタなどにより構成される。
【００３９】
また、式（１）に示した化学反応は吸熱反応であるので、改質器３７は、この反応を効率良く進行させるため、ヒータ３９が併設される。また、ヒータ３９による熱が周囲へ放熱されて、加熱効率が低下してしまうことを防ぐために、改質器３７も断熱容器によって覆われ、外気から断熱される構成でもよい。
【００４０】
ＣＯ除去器３８は、改質器３７で生成された水素と二酸化炭素とを主成分とする混合ガスに含まれる微量の副生成物のうち、人体に有毒となる一酸化炭素ガスを除去するため、ドライバ４０により制御されたヒータ３９で所定の温度条件の雰囲気を設定することにより、この一酸化炭素ガスを、次の式（２）に示す化学反応で水素ガスと二酸化炭素ガスとに変換する。また、ＣＯ除去器３８の内部には、式（２）に示す化学反応を効率良く進行させるためのＰｔ，Ａｌ2Ｏ3等の周知の触媒が担持されている。
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2＋ＣＯ2  ・・・（２）
【００４１】
式（２）に示す化学反応は発熱反応であるので、ＣＯ除去器３８で発生した熱を改質器３７に伝導する構造を有するようにしてもよい。また、ＣＯ除去器３８についても、熱が周囲へ放熱されて加熱効率が低下してしまうことを防ぐために、断熱容器によって覆われ、外気から断熱される構成としてもよい。また、ＣＯ除去器３８には、この反応熱を排出するための図示しない放熱手段を設置する構成としてもよい。
【００４２】
なお、式（２）に示す化学反応に要する水（Ｈ2Ｏ）には、燃料カートリッジ２１から発電用燃料として供給される水の内、改質器３７で反応し残った水が充当されるが、この水が混合ガス中の一酸化炭素ガスに対して充分な量でない場合には、不足した分の水をＣＯ除去器３８に供給する構造を付加しても良い。
【００４３】
更に、ＣＯ除去器３８は、式（３）で示す化学反応により、一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスへ変換する。これにより、上記混合ガスから、式（２）に示す化学反応で除去し切れなかった一酸化炭素ガスを除去して、上記混合ガス中の一酸化炭素ガスの濃度を、人体に影響がない程度にまで低めることができる。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2  ・・・（３）
【００４４】
また、ＣＯ除去器３８の内部には、改質器３７から導入された混合ガスに含有されている水素ガスを消費することなく、一酸化炭素ガスのみを選択的に式（３）に示す化学反応で酸化するための周知の触媒が担持されている。
【００４５】
燃料電池４１は、例えば固体高分子型の燃料電池であり、大別して、例えば白金や白金−ルテニウム合金等の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる燃料極（カソード）と、白金、ルテニウム等の触媒微粒子が付着した炭素電極からなる空気極（アノード）と、燃料極と空気極との間に介挿されたフィルム状の周知のイオン導電膜（交換膜）とを有して構成される。ここで、燃料電極には、上述した改質器３７及びＣＯ除去器３８により抽出された（濃度が高められた）水素ガス（Ｈ2）が供給され、一方、空気極には、大気中の酸素ガス（Ｏ2）が供給されることにより、電気化学反応が進行して発電が行われ、負荷に対して所定の駆動電源（電圧／電流）となる電気エネルギーが供給される。
【００４６】
具体的には、燃料極に水素ガスが供給されると、次の式（４）に示す化学反応のように、上記触媒により電子（ｅ-）が分離した水素イオン（プロトン：Ｈ+）が発生し、イオン導電膜を介して空気極に透過するとともに、燃料極を構成する炭素電極により電子（ｅ-）が取り出されて負荷へ供給される。
３Ｈ2→６Ｈ+＋６ｅ-  ・・・（４）
【００４７】
一方、空気極に空気が供給されると、次の式（５）に示す化学反応のように、上記触媒により負荷を経由した電子（ｅ-）と、イオン導電膜を透過した水素イオン（Ｈ+）と空気中の酸素ガスが反応して水（３Ｈ2Ｏ）が生成される。
６Ｈ+＋３／２Ｏ2＋６ｅ-→３Ｈ2Ｏ  ・・・（５）
【００４８】
このような一連の電気化学反応式（式（４）、（５））は、概ね６０〜８０［℃］という比較的低温の環境下で進行し、電力以外の副生成物は、基本的に水（Ｈ2Ｏ）のみとなる。
【００４９】
尚、上述したような電気化学反応式（式（４）、（５））により負荷に供給される駆動電源（電圧／電流）は、燃料電池４１の燃料極に供給される水素ガスの量に依存する。従って、発電制御部３１Ａが第２のポンプ３４を制御し、燃料極に供給される水素ガスの量を制御することにより、燃料電池４１によって発生される電力（発生電力）の電気エネルギーを任意に調節することができる。
【００５０】
このように、先ず、燃料カートリッジ２１から第１のポンプ３２、予備タンク３３、第２のポンプ３４を介して気化器３６に供給された発電用燃料は、気化器３６で気化された後、改質器３７で水素と二酸化炭素の混合ガスに変換される。次に、この混合ガスに不純物として微量に含まれる一酸化炭素ガスが、ＣＯ除去器３８で二酸化炭素ガスに変換、除去され、高濃度の水素ガスとして燃料電池４１に供給される。
【００５１】
〔電力保持部〕
制御回路４３は、燃料電池４１から供給された電力の出力先を発電制御部３１Ａからの充電制御信号に基づいて制御することで、電力保持部４２を充電したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４への出力をしたりする。電力保持部４２は、携帯機器１０の起動時には燃料電池４１に代わって主電源となる。
【００５２】
具体的には、携帯機器１０の電源ＯＮ操作がなされた場合は、電力保持部４２に蓄積された電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介してドライバ４０に出力される。そして、ヒータ３９が通電することで加熱し、第２のポンプ３４を介して予備タンク３３から発電用燃料が気化器３６に搬送されることにより燃料電池４１が発電を開始する。実際には、後述する起動時処理の後に、発電が実行される。発電開始後に、発電制御部３１Ａは、電力保持手段３１をフル充電した後、制御回路４３の電力出力先を電力保持部４２からＤＣ／ＤＣコンバータ４４に切り換える。また、発電制御部３１Ａによる第２のポンプ３４を介して予備タンク３３から供給される発電用燃料の燃料注入量の制御は、例えば、ヒータ３９が発電の準備のために十分加熱された後に開始される。
【００５３】
このため、制御回路４３は、燃料電池４１の発電中には電力保持部４２をフル充電する。また、携帯機器１０は、電源ＯＦＦ操作がなされた際、電力保持部４２がフル充電されていない場合には、電力保持部４２をフル充電してから燃料電池システム２０Ａを停止する。
【００５４】
〔発電制御部〕
次に、発電制御部３１Ａの機能を説明する。発電制御部３１Ａは、基本的にＣＰＵ１１の制御により各種制御機能を実現する。携帯機器１０（負荷）の起動時には、電力保持部４２に蓄積された電力がドライバ４０に供給される。この起動動作において、発電制御部３１Ａは、図示しない温度センサにより検知された温度に基づき、温度制御信号をドライバ４０へ出力してヒータ３９の温度制御を行う。
【００５５】
発電制御部３１Ａは、ヒータ３９の温度制御と並行して、後述する第１、第２の駆動量の信号を、第１のポンプ３２、第２のポンプ３４へそれぞれ出力し、第１のポンプ３２、第２のポンプ３４の動作（供給動作、停止動作）を制御することで、燃料カートリッジ２１から予備タンク３３を介して気化器３６への発電用燃料の搬送及び遮断を制御する。発電用燃料の供給量を制御することにより、燃料電池４１による発電電力を調整する。
【００５６】
具体的には、発電制御部３１Ａが、気化器３６、改質器３７、ＣＯ除去器３８及び燃料電池４１が駆動していない状態で、負荷を起動する旨の信号をＣＰＵ１１から受信した場合には、第１のポンプ３２、第２のポンプ３４の燃料供給動作及びヒータ３９の温度制御を開始させ、気化器３６への発電用燃料の供給を開始させることで、気化器３６、改質器３７、ＣＯ除去器３８及び燃料電池４１を駆動させる。
【００５７】
また、発電制御部３１Ａは、気化器３６、改質器３７、ＣＯ除去器３８及び燃料電池４１が駆動している状態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４から供給電力を示す供給電力信号を入力され、傾きセンサ４５から燃料電池システム２０Ａの傾きの向き及び度合いを示す傾き信号が入力され、それらの入力された信号をＣＰＵ１１に送信する。また、発電制御部３１Ａは、第１、第２の駆動量の信号をＣＰＵ１１から受信して第１のポンプ３２、第２のポンプ３４へ出力し、第１のポンプ３２、第２のポンプ３４の供給動作を制御することで、燃料電池４１の発電電力を調整する。また発電制御部３１Ａは、第１のポンプ３２の供給動作制御と並行して、ＣＰＵ１１から温度制御信号を受信して、その温度制御信号に基づいてヒータ３９の温度制御を行う。こうして発電制御部３１Ａは、燃料電池４１の発電の制御を実行する。
【００５８】
そして、発電制御部３１Ａは、ＣＰＵ１１から充電制御信号を受信して制御回路４３へ出力して、燃料電池４１から供給された電力の出力先をＤＣ／ＤＣコンバータ４４にするか又は電力保持部４２へ充電するかを制御する。さらに、発電制御部３１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４から出力される供給電力を示す信号が入力され、その供給電力に基づいて、変換制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ４４へ出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、変換制御信号に基づいて燃料電池４１からの発電電力又はその発電電力と電力保持部４２からの放電電力との合計電力を、負荷に適応した直流に変換させる。
【００５９】
例えば、発電制御部３１Ａは、ＣＰＵ１１から受信した負荷駆動状態信号が携帯機器１０に大きな供給電力を要求することを示す場合には、燃料電池４１の発電電力に加えて電力保持部４２に蓄積されている電力も出力させるように変換制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ４４へ出力する。
【００６０】
また、気化器３６、改質器３７、ＣＯ除去器３８及び燃料電池４１が駆動している状態において、発電制御部３１Ａは、残量センサ２３から抵抗値信号が入力され、その抵抗値信号から主タンク２２内の発電用燃料の残量を算出してＣＰＵ１１へ送信する。
【００６１】
また、例えば図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、携帯機器１０の内部に、一点鎖線で示される燃料カートリッジ２１と、点線で示される予備タンク３３とが搭載される。
【００６２】
〔燃料供給動作〕
ここで、図４〜図６を参照して、携帯機器１０において、燃料カートリッジ２１内の発電用燃料を化学反応部３５に供給する燃料供給動作を説明する。図４は、起動時供給処理を示すフローチャートである。図５は、稼動時供給処理を示すフローチャートである。図６は、燃料切れ時制御処理を示すフローチャートである。燃料供給動作として、携帯機器１０の起動時の発電用燃料の供給を行う起動時供給処理と、携帯機器１０の稼動中の発電用燃料の供給を行う稼動時供給処理と、第１のポンプ３２の燃料切れを判別する燃料切れ時制御処理とを順に説明する。
【００６３】
先ず、図４を参照して、起動時供給処理を説明する。起動時供給処理は、携帯機器１０の電源がＯＮされたことをトリガとして、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶された起動時供給プログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開する。そして、ＣＰＵ１１が、ＲＡＭ１３に展開された起動時供給プログラムを実行することにより起動時供給処理が実現される。負荷における起動時の電源としては、電力保持部４２の蓄積電力を用いる。
【００６４】
ここで、主タンク２２内の発電用燃料の残量を主タンク残量Ｔ１Ｒとする。主タンク残量Ｔ１Ｒは、残量センサ２３で測定できる。また、携帯機器１０の傾斜情報をＳとする。傾斜情報Ｓは、傾斜センサ４５から出力される。また、予備タンク３３内の発電用燃料の残量を予備タンク残量Ｔ２Ｒとする。予備タンク残量Ｔ２Ｒは、直接測定できず、算出によって求まる。また、主タンク残量Ｔ１Ｒ及び予備タンク残量Ｔ２ＲがＦＲＯＭ１４に記憶されているものとする。
【００６５】
また、第１のポンプ３２の単位時間あたりの発電用燃料の搬送量を、第１の搬送量Ｔ１（Ｔ１Ｒ，Ｓ）とする。第１の搬送量Ｔ１は、例えば、その実験値が、主タンク残量Ｔ１Ｒと傾斜情報Ｓとの値に関連付けられてテーブルの形でＦＲＯＭ１４に記憶される。よって、主タンク残量Ｔ１Ｒ及び傾斜情報Ｓが決まれば、そのテーブルを参照することにより、第１の搬送量Ｔ１が決まる。また、第１のポンプ３２の駆動量を、第１の駆動量Ｐ１Ｄとする。第１の駆動量Ｐ１Ｄは、例えば、第１のポンプ３２の駆動時間となる。
【００６６】
図４に示すように、先ず、残量センサ２３における主タンク残量の計測が可能か否か、つまり、携帯機器１０の傾斜角度が、残量センサ２３による主タンク残量の計測が可能な範囲内であるか否か、が判別される（ステップＳ１１）。主タンク残量が計測可能である場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、残量センサ２３により主タンク残量Ｔ１Ｒが計測され、残量センサ２３から発電制御部３１Ａを介して主タンク残量Ｔ１Ｒが取得される（ステップＳ１２）。そして、ＦＲＯＭ１４に記憶された予備タンク残量Ｔ２Ｒが読み出される（ステップＳ１３）。
【００６７】
主タンク残量が計測可能でない場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、ＦＲＯＭ１４に記憶された主タンク残量Ｔ１Ｒが読み出され（ステップＳ１４）、ステップＳ１３に移行される。ステップＳ１３の後、傾斜センサ４５により傾斜情報が検知され、傾斜センサ４５から発電制御部３１Ａを介して傾斜情報Ｓが取得される（ステップＳ１５）。
【００６８】
そして、ステップＳ１２，１３，１４，１５で取得された主タンク残量Ｔ１Ｒ、予備タンク残量Ｔ２Ｒ、傾斜情報Ｓを用いて、次の式（６）により、第１の駆動量Ｐ１Ｄが算出される（ステップＳ１６）。
Ｐ１Ｄ＝Ｋ１＊（Ｆ２−Ｔ２Ｒ）／Ｔ１（Ｔ１Ｒ，Ｓ）  ・・・（６）
但し、Ｆ２は予備タンク３３の全容量である。Ｋ１は演算に用いる係数である。係数Ｋ１は、ＦＲＯＭ１４に記憶されて、その使用時に読み出される。また、第１の駆動量Ｐ１Ｄは、予備タンク３３を満杯（残量１００％）にするように算出される。
【００６９】
そして、ステップＳ１６において算出された第１の駆動量Ｐ１Ｄに基づいて、主タンク２２内の発電用燃料が、第１のポンプ３２により予備タンク３３に搬送される（ステップＳ１７）。そして、ＦＲＯＭ１４に記憶された予備タンク残量Ｔ２Ｒが、満杯（１００％）に更新され（ステップＳ１８）、起動時供給処理が終了される。ステップＳ１８において、燃料搬送後の主タンク残量Ｔ１Ｒも残量センサ２３により測定されてＦＲＯＭ１４に記憶（更新）されるとしてもよい。
【００７０】
次に、図５を参照して、稼動時供給処理を説明する。稼動時供給処理は、携帯機器１０の稼動中に所定時間間隔で周期的に実行される処理である。稼動時供給処理は、新規にあるいは前回の稼動時供給処理の実行後に所定時間が経過したことをトリガとして、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶された稼動時供給プログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開する。そして、ＣＰＵ１１が、ＲＡＭ１３に展開された稼動時供給プログラムを実行することにより稼動時供給処理が実現される。
【００７１】
ここで、第２のポンプ３４の単位時間あたりの搬送量を、第２の搬送量Ｔ２（Ｔ２Ｒ，Ｓ）とする。第２の搬送量Ｔ２は、例えば、その実験値が、予備タンク残量Ｔ２Ｒと傾斜情報Ｓとの値に関連付けられてテーブルの形でＦＲＯＭ１４に記憶される。よって、予備タンク残量Ｔ２Ｒ及び傾斜情報Ｓが決まれば、そのテーブルを参照することにより、第２の搬送量Ｔ２が決まる。また、第２のポンプ３４の駆動量を、第２の駆動量Ｐ２Ｄとする。第２の駆動量Ｐ２Ｄは、例えば、第２のポンプ３４の駆動時間となる。
【００７２】
図５に示すように、先ず、ＦＲＯＭ１４から予備タンク残量Ｔ２Ｒが読み出され、傾斜センサ４５により傾斜情報が検知され、傾斜センサ４５から発電制御部３１Ａを介して傾斜情報Ｓが取得される（ステップＳ２１）。そして、ステップＳ２１において取得された予備タンク残量Ｔ２Ｒ及び傾斜情報Ｓと、携帯機器１０（負荷）で必要な電力とに対応する第２の駆動量Ｐ２Ｄが算出される（ステップＳ２２）。
【００７３】
そして、ステップＳ２２において算出された第２の駆動量Ｐ２Ｄに基づいて、予備タンク３３内の発電用燃料が、第２のポンプ３４により化学反応部３５に搬送される（ステップＳ２３）。
【００７４】
そして、ステップＳ２３における搬送後の予備タンク残量Ｔ２Ｒ（Ｔ２Ｒ（Ｎｅｗ）とする）が次式（７）を用いて算出され、ＦＲＯＭ１４に記憶された予備タンク残量Ｔ２Ｒ（Ｔ２Ｒ（Ｏｌｄ）とする）が、算出された予備タンク残量Ｔ２Ｒ（Ｎｅｗ）に更新される（ステップＳ２４）。予備タンク残量Ｔ２Ｒ（Ｎｅｗ）は、
Ｔ２Ｒ（Ｎｅｗ）＝Ｔ２Ｒ（Ｏｌｄ）−Ｋ２＊Ｔ２（Ｔ２Ｒ，Ｓ）＊Ｐ２Ｄ  ・・・（７）
の式により算出される。ただし、Ｋ２は演算のための係数である。また、係数Ｋ２は、ＦＲＯＭ１４に書き換え可能に記憶されている。式（７）の計算時には、ＦＲＯＭ１４から係数Ｋ２が読み出されて算出される。
【００７５】
そして、ステップＳ２４において更新された予備タンク残量Ｔ２Ｒが、予備タンク３３の全容量Ｆ２に対して、例えば、５０％以下であるか否かが判別される（ステップＳ２５）。５０％以下でない場合（ステップＳ２５；ＮＯ）、同様にして、ステップＳ２４において更新された予備タンク残量Ｔ２Ｒが、予備タンク３３の全容量Ｆ２に対して、例えば、９０％以下であるか否かが判別される（ステップＳ２６）。９０％以下でない場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、稼動時供給処理が終了される。
【００７６】
９０％以下である場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、ＦＲＯＭ１４から主タンク残量Ｔ１Ｒが読み出され、傾斜センサ４５から傾斜情報が検知され、傾斜センサ４５から発電制御部３１Ａを介して傾斜情報Ｓが取得される（ステップＳ２７）。そして、ステップＳ２７において取得された主タンク残量Ｔ１Ｒ及び傾斜情報Ｓと、ステップＳ２４において更新された予備タンク残量Ｔ２Ｒとを用いて、予備タンク残量Ｔ２Ｒが９０％以上となるように、式（１）により第１の駆動量Ｐ１Ｄが算出される（ステップＳ２８）。具体的には、主タンク残量Ｔ１Ｒと傾斜情報Ｓとにより第１の搬送量Ｔ１を算出した後、その第１の搬送量Ｔ１と予備タンク残量Ｔ２Ｒとを用いて式（１）により第１の駆動量Ｐ１Ｄが算出される。
【００７７】
そして、ステップＳ２８において算出された第１の駆動量Ｐ１Ｄに基づいて、主タンク２２内の発電用燃料が、第１のポンプ３２により予備タンク３３に搬送される（ステップＳ２９）。そして、ＦＲＯＭ１４に記憶された主タンク残量Ｔ１Ｒが、ステップＳ２７において取得された主タンク残量Ｔ１Ｒに更新され、ＦＲＯＭ１４に記憶された予備タンク残量Ｔ２Ｒが、ステップＳ２９における発電用燃料の搬送後の予備タンク残量Ｔ２Ｒに更新され（ステップＳ３０）、稼動時供給処理が終了される。例えば、ステップＳ２７〜Ｓ２９において、予備タンク残量Ｔ２Ｒが１００％となるように実行される構成でもよい。
【００７８】
５０％以下である場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、予備タンク３３内の残量が異常に少ない状態が発生しているので、携帯機器１０の向きの変動を含む傾きの度合いが大きく、予備タンク３３から化学反応部３５に発電用燃料が供給できない状態となっていると判断する。そこで、ＬＣＤ１５に「携帯機器１０の向き及び傾きの修正を促す旨」のメッセージが表示され（ステップＳ３１）、稼動時供給処理が終了される。ユーザは、そのメッセージを目視により確認して、携帯機器１０の傾き（姿勢）を正すことができる。なお、上記ステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６は、本発明における、予備タンク残量検知手段を構成する。
【００７９】
次に、図６を参照して、燃料切れ時制御処理を説明する。燃料切れ時制御処理は、携帯機器１０の稼動中に所定時間間隔で周期的に実行される処理である。燃料切れ時制御処理は、新規にあるいは前回の燃料切れ時制御処理の実行後に所定時間が経過したことをトリガとして、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶された燃料切れ時制御プログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開する。そして、ＣＰＵ１１が、ＲＡＭ１３に展開された燃料切れ時制御プログラムを実行することより燃料切れ時制御処理が実現される。
【００８０】
図６に示すように、先ず、ＦＲＯＭ１４に記憶された主タンク残量Ｔ１Ｒ及び予備タンク残量Ｔ２Ｒが読み出される（ステップＳ４１）。主タンク残量Ｔ１Ｒについては、残量センサ２３から主タンク残量Ｔ１Ｒが取得される構成でもよい。そして、ステップＳ４１において取得された主タンク残量Ｔ１Ｒが“０”であるか、つまり、主タンク２２が空であるか否かが判別される（ステップＳ４２）。主タンク２２が空でない場合（ステップＳ４２；ＮＯ）、燃料切れ時制御処理が終了される。
【００８１】
主タンク２２が空である場合（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、ＬＣＤ１５に「発電用燃料切れの発生により燃料カートリッジ２１の交換を促す旨」のメッセージが表示される（ステップＳ４３）。ユーザは、そのメッセージを目視により確認して、空の燃料カートリッジ２１を、発電用燃料の入った燃料カートリッジ２１に交換することができる。
【００８２】
そして、ＦＲＯＭ１４に記憶されている主タンク残量Ｔ１Ｒが“０”に更新される（リセットされる）（ステップＳ４４）。そして、ステップＳ４１において取得された予備タンク残量Ｔ２Ｒが“０”であるか、つまり、予備タンク３３が空であるか否かが判別される（ステップＳ４５）。予備タンク３３が空でない場合（ステップＳ４５；ＮＯ）、燃料電池システム２０Ａにおける発電動作が正常であるか否かが判別される（ステップＳ４６）。ステップＳ４６は、例えば、化学反応部３５の温度が異常に高かったり、逆に温度が低かったりしているか否かに基づいて判別される。発電動作が正常である場合（ステップＳ４６；ＹＥＳ）、制御回路４３から発電制御部３１Ａを介して燃料電池４１の発電量が取得され、その発電量が低下しているか否かが判別される（ステップＳ４７）。
【００８３】
発電量が低下していない場合（ステップＳ４７；ＮＯ）、燃料切れ時制御処理が終了される。これは、例え、主タンク２２内の発電用燃料が切れたとしても、予備タンク３３内の発電用燃料により発電が正常で発電量の低下もなく行われているためである。この場合、ユーザは、予備タンク３３内の発電用燃料が切れる前に、燃料切れの燃料カートリッジ２１を、発電用燃料が入っている燃料カートリッジ２１に交換することで、間欠的に携帯機器１０を使用することができる。
【００８４】
一方、発電量が低下している場合（ステップＳ４７；ＹＥＳ）、予備タンク３３内の発電用燃料の残量が、式（７）による計算上は“０”でないにもかかわらず、実際には“０”になっているものと判断され、式（７）における係数Ｋ２が適切でなかったと判断される。そこで、次式（８）により新たな補正係数Ｋ２（Ｎｅｗ）が算出され、ＦＲＯＭ１４に記憶されている係数Ｋ２（Ｏｌｄ）が係数Ｋ２（Ｎｅｗ）に更新される（ステップＳ４８）。係数Ｋ２（Ｎｅｗ）は、
Ｋ２（Ｎｅｗ）＝Ｋ２（Ｏｌｄ）＊Ｆ２／（Ｆ２−Ｔ２Ｒ）  ・・・（８）
の式により算出される。
【００８５】
そして、予備タンク残量Ｔ２Ｒが“０”であるとみなされ、ＦＲＯＭ１４に記憶されている予備タンク残量Ｔ２Ｒが“０”に更新される（リセットされる）（ステップＳ４９）。予備タンク３３が空である場合（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、ステップＳ４９に移行される。そして、燃料電池システム２０Ａにおける発電動作が停止され（ステップＳ５０）、燃料切れ時制御処理が終了される。発電動作が正常でない場合（ステップＳ４６；ＮＯ）、ステップＳ５０に移行される。
【００８６】
以上、本実施の形態によれば、携帯機器１０に用いる小型の燃料電池システム２０Ａにおいて、予備タンク３３が設けられ、予備タンク残量が９０％以上（略満杯）になるように、燃料カートリッジ２１から発電用燃料が供給されるとともに、発電に要する発電用燃料量に応じて第２のポンプ３４を駆動制御する。このため、燃料カートリッジ２１の傾きに関わらず、安定して発電用燃料を化学反応部３５に供給して、燃料電池４１で発電することができる。
【００８７】
また、傾斜センサ４５の傾斜情報を用いて第１の搬送量Ｔ１及び第２の搬送量Ｔ２を正確に算出して、第１のポンプ３２及び第２のポンプ３４を駆動制御することができる。また、予備タンク３３内には含浸材が配置されているので、燃料カートリッジ２１の傾きの度合いが大きい場合にも、第２のポンプ３４により発電用燃料を安定して化学反応部３５に搬送できる。
【００８８】
また、予備タンク３３内の予備タンク残量が９０％未満となる場合に第１のポンプを駆動するので、予備タンク３３に発電用燃料を過剰に搬送することを防ぐことができる。また、残量センサ２３により検知された主タンク容量Ｔ１Ｒに基づいて第１の搬送量Ｔ１が算出されるので、その第１の搬送量Ｔ１に基づいて、所定量の発電用燃料を正確に予備タンク３３に搬送することができる。また、主タンク２２が空で、予備タンク内の残量が有り、発電動作が正常でかつ発電電力の低下が検知された異常な場合に、係数Ｋ２を補正する。そして、次回の起動以後、その補正された係数Ｋ２を用いて第２のポンプを駆動制御する。このため、次回の起動以後、燃料カートリッジ２１の傾きに関わらず、さらに安定して発電用燃料を化学反応部３５に供給して、燃料電池４１で発電することができる。
【００８９】
（第２の実施の形態）
図７を参照して、第２の実施の形態を説明する。図７は、本実施の形態の携帯機器１０に搭載された燃料電池システム２０Ｂの内部構成を示す図である。本実施の形態は、第１の実施の形態同様の構成を有するものである。説明の重複を防ぐために、第１の実施の形態と異なる部分を主として説明する。本実施の形態の携帯機器１０は、第１の実施の形態の燃料電池システム２０Ａに代えて、燃料電池システム２０Ｂを有するものである。
【００９０】
燃料電池システム２０Ｂは、燃料カートリッジ２１と、発電モジュール３０Ｂとを備える。発電モジュール３０Ｂは、発電モジュール３０Ａの各部に加えて、予備タンク３３から溢れ出る発電用燃料を主タンク２２へ流入する自由流路４６と、自由流路４６において主タンク２２から予備タンク３３への発電用燃料の逆流を防ぐための逆流防止部としての逆流防止弁４７とを有する。
【００９１】
第１の実施の形態では、第１のポンプ３２の制御において、主タンク残量Ｔ１Ｒ及び予備タンク残量Ｔ２Ｒなどを用いて第１の駆動量Ｐ１Ｄを算出していた。この第１の駆動量Ｐ１Ｄは、予想値であるので、算出された結果が実際に必要な値よりも大きいと予備タンク３３から発電用燃料が溢れ出る虞があった。
【００９２】
本実施の形態は、自由流路４６及び逆流防止弁４７を設けたことにより、たとえ予備タンク３３に必要以上の発電用燃料が搬送されたとしても、溢れ出る分は自由流路４６を介して主タンク２２に戻される。予備タンク３３から発電用燃料が溢れ出る場合に逆流防止弁４７が開く。このため、予備タンク残量Ｔ２Ｒを監視する必要がなく、予備タンク残量Ｔ２Ｒに基づいて第１の駆動量Ｐ１Ｄを算出する必要もない。第１のポンプ３２においては、例えば、一定の第１の駆動量Ｐ１Ｄで連続的、周期的又は断続的に所定のタイミングで発電用燃料を搬送させることができる。このため、予備タンク３３は、常時、略満杯の発電用燃料を貯えることとなる。
【００９３】
例えば、前回の主タンク２２からの発電用燃料の搬送から次に主タンク２２からの発電用燃料の搬送が可能となる状態となるまでの間に、
（第２のポンプの駆動量）＊（第２のポンプの最大搬送量）＜（第１のポンプの駆動量）＊（第１のポンプの最小搬送量）
とするように、第１のポンプ３２を駆動させるだけでよい。
【００９４】
さらに、逆流防止弁４７により、主タンク２２から自由流路４６を介して予備タンク３３に発電用燃料が流れて予備タンク３３から溢れ出ることも防ぐことができる。第２のポンプ３４の駆動制御は、第１の実施の形態と同様に、発電に要する発電用燃料を化学反応部３５に搬送させるように行う。
【００９５】
以上、本実施の形態によれば、携帯機器１０に用いる小型の燃料電池システム２０Ｂにおいて、予備タンク３３内に略満杯の発電用燃料を貯えておくように所定タイミングで第１のポンプ３２を所定量駆動するとともに、発電に要する発電用燃料量に応じて第２のポンプ３４を駆動制御する。このため、主タンク２２の傾きに関わらず、安定して発電用燃料を化学反応部３５に供給して、燃料電池４１で発電することができるとともに、予備タンク３３に過剰に発電用燃料を搬送しても、自由流路４６により予備タンク３３の溢れを防ぎ、第１のポンプ３２の制御を容易にすることができる。また、逆流防止弁４７を設けたことにより、主タンク２２から予備タンク３３へ直接、発電用燃料が流入することによる燃料供給異常を防ぐことができる。
【００９６】
なお、上記実施の形態で説明した詳細な部分は上記内容に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
また、第１の実施の形態において、燃料供給に関する各種処理（起動時供給処理、稼動時供給処理及び燃料切れ時制御処理）を、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３及びＦＲＯＭ１４の協働で行っているが、これに限るものではない。例えば、発電制御部３１ＡにＲＯＭ、ＲＡＭ及びＦＲＯＭを設け、発電制御部３１Ａが各種処理の主体となる構成でもよい。
【００９７】
また、第１の実施の形態と第２の実施の形態を組合わせる構成でもよい。例えば、発電モジュール３０Ａに自由流路４６及び逆流防止弁４７を設ける構成である。また、水素、メタノールなどの燃焼反応により発熱する燃焼触媒器を、ヒータ３９に代えて設けてもよい。さらに、燃焼触媒器とヒータ３９を併設する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の携帯機器１０の内部構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の携帯機器１０に搭載された燃料電池システム２０Ａの内部構成を示す図である。
【図３】携帯機器１０の外観図であり、（ａ）は携帯機器１０の正面図であり、（ｂ）は携帯機器１０の上面図であり、（ｃ）は携帯機器１０の右側面図である。
【図４】起動時供給処理を示すフローチャートである。
【図５】稼動時供給処理を示すフローチャートである。
【図６】燃料切れ時制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る第２の実施の形態の携帯機器１０に搭載された燃料電池システム２０Ｂの内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０  携帯機器
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  ＦＲＯＭ
１５  ＬＣＤ
１６  ＬＣＤドライバ
１７  タッチパネル
１８  通信Ｉ／Ｆ
１９  バス
２０Ａ，２０Ｂ  燃料電池システム
２１  燃料カートリッジ
２２  主タンク
２３  残量センサ
３０Ａ，３０Ｂ  発電モジュール
３１Ａ，３１Ｂ  発電制御部
３２  第１のポンプ
３３  予備タンク
３４  第２のポンプ
３５  化学反応部
３６  気化器
３７  改質器
３８  ＣＯ除去器
３９  ヒータ
４０  ドライバ
４１  燃料電池
４２  電力保持部
４３  制御回路
４４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
４５  傾斜センサ
４６  自由流路
４７  逆流防止弁
【図１】
2008171831.tif 000003
【図２】
2008171831.tif 000004
【図３】
2008171831.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008171831.tif 000007
【図６】
2008171831.tif 000008
【図７】
2008171831.tif 000009