(57)【要約】【課題】着脱部分における破損を防止し、強度面の向上を図ることのできる吸液構造、その吸液構造を備えた発電装置及びその発電装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】燃料１７を貯蔵する燃料容器１に着脱自在に設けられて、燃料容器１内の燃料１７を吸液する燃料吸液部２２の吸液構造において、燃料吸液部２２は、燃料容器１内の燃料１７が排出される燃料排出部１３に挿入されて吸液性を有する内部吸液材２４と、内部吸液材２４の外側を覆い内部吸液材２４よりも表面が平滑な外筒材２５と、を備えている。【選択図】図３
2008071694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯蔵する容器が着脱自在に設けられて、前記容器内の液体を吸液する吸液部の吸液構造において、
前記吸液部は、前記容器内の液体が排出される排出部に挿入されて吸液性を有する吸液材と、前記吸液材の外側を覆い前記吸液材よりも表面が平滑な平滑材と、を備えていることを特徴とする吸液構造。
【請求項２】
前記吸液材の先端部が前記平滑材の先端部より突出していることを特徴とする請求項１に記載の吸液構造。
【請求項３】
液体を貯蔵する容器が着脱自在に設けられて、前記容器内の液体を吸液する吸液部の吸液構造において、
前記吸液部は、前記容器内の液体が排出される排出部に挿入されて吸液性を有する吸液材と、前記吸液材を支持し吸液材より硬質な硬質材と、を備えていることを特徴とする吸液構造。
【請求項４】
前記吸液材は、高分子多孔質体に親水処理を施したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸液構造。
【請求項５】
前記吸液材に積み重ねられ、前記吸液材の接する面とその反対面にそれぞれ電極が形成された電気浸透材を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸液構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸液構造と、
吸液部を介して前記液体が供給されることにより発電する発電部と、を備えていることを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発電装置と、
前記発電装置によって発電された電気により動作する電子機器本体と、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、容器内の液体を吸液する吸液構造、その吸液構造を備えた発電装置及びその発電装置を備えた電子機器に関する。
【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。ところが、一次電池及び二次電池は、エネルギーの利用効率の観点から検証すると、必ずしもエネルギーの有効利用が図られているとは言えない。そのため、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】
携帯機器に使用する燃料電池においては、燃料を供給するために予め燃料を封入した燃料カートリッジを、燃料電池本体に接続して行うことが一般的に知られている。燃料カートリッジを燃料電池本体に着脱する機構においては、燃料漏れや長期放置による乾燥などを防止するために、燃料カートリッジを燃料電池に接続する際に、例えば、ピストン、スプリング、ネジ等の機械的な動作弁をそれぞれ設けることによって使用者の利便性を得られるよう工夫がなされている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載の着脱機構は、燃料電池側アクセプタと補給器側液体リザーバとの少なくともいずれか一方に切り込みの入った弾性体を備え、弾性体が押圧されると切り込みを開口させるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２４７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の着脱機構は、機械的な機構構造が複雑となり、部品点数が多いという問題があった。また、使用者側からすると、燃料カートリッジは消耗品であるため、複雑な構造を持つ燃料カートリッジはコストアップに繋がるという問題があった。
また、複雑な構造を持つ燃料カートリッジは、その容積が大きくなってしまうという問題もある。さらには、携帯機器用の燃料電池においては全体の容積が限定されるために、各部品を小型化して、できる限り多くの燃料を搭載できるように設計を工夫することが重要であるのに対し、上述のように着脱機構が複雑であると、その容積が大きくなり、燃料の充填量は相対的に少なくなってしまうという問題もあった。
一方、吸液性を有する多孔質材によって燃料を吸液させることが知られている。しかしながら、多孔質材によって吸液させる場合、多孔質材の表面は粗いために、燃料カートリッジ側に配置された逆止弁等を押し開く時に、スティック現象を起こして挿入しにくいという問題があり、また、表面が粗いために逆止弁を削り、削り取った微小の破片が燃料カートリッジ内に混入するという問題がある。さらに、吸液する多孔質材側の強度面の向上も要求されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、着脱部分における破損を防止することのできる吸液構造、発電装置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、液体を貯蔵する容器が着脱自在に設けられて、前記容器内の液体を吸液する吸液部の吸液構造において、
前記吸液部は、前記容器内の液体が排出される排出部に挿入されて吸液性を有する吸液材と、前記吸液材の外側を覆い前記吸液材よりも表面が平滑な平滑材と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の吸液構造において、
前記吸液材の先端部が前記平滑材の先端部より突出していることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、液体を貯蔵する容器が着脱自在に設けられて、前記容器内の液体を吸液する吸液部の吸液構造において、
前記吸液部は、前記容器内の液体が排出される排出部に挿入されて吸液性を有する吸液材と、前記吸液材を支持し吸液材より硬質な硬質材と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸液構造において、
前記吸液材は、高分子多孔質体に親水処理を施したものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸液構造において、
前記吸液材に積み重ねられ、前記吸液材の接する面とその反対面にそれぞれ電極が形成された電気浸透材を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、発電装置において、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸液構造と、
吸液部を介して前記液体が供給されることにより発電する発電部と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、電子機器において、
請求項６に記載の発電装置と、前記発電装置によって発電された電気により動作する電子機器本体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、着脱部分における吸液部、排出部の破損を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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１をその長手方向に沿って切断した際の側断面図、図２は、発電部２をその長手方向に沿って切断した際の側断面図である。
燃料容器１は、内部に上下に二段の空洞からなる燃料貯蔵部１１及び水貯蔵部１２を有する長尺な四角筒状をなし、下側の燃料貯蔵部１１に燃料１７が貯蔵され、上側の水貯蔵部１２に水１８が貯蔵されている。燃料１７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ガソリンといった水素元素を含む化合物を使用することができる。
【００１４】
燃料容器１は、透明又は半透明をなした部であって、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル等の材料から構成されている。
燃料容器１の長手方向一端面には、その端面から外側に突出するとともに端面を貫通して燃料１７が貯蔵された燃料貯蔵部１１に連通し、後述する発電部２に燃料１７を排出する燃料排出部１３と、水１８が貯蔵された水貯蔵部１２に連通し、発電部２に水１８を排出する水排出部１４とが、それぞれ上下に凸状に形成されている。
燃料排出部１３には、燃料貯蔵部１１内の燃料１７を排出するための貫通孔である燃料排出口１９が凸状頭頂部に設けられ、燃料排出部１３を通って燃料貯蔵部１１の内から外に不要に燃料１７が排出するのを阻止する逆止弁１５が燃料排出口１９と燃料貯蔵部１１との間に嵌め込まれている。具体的には、逆止弁１５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１５はそのダックビル状の先端を燃料貯蔵部１１の内側に向けた状態で燃料排出部１３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、実用においてはブチルゴムを選択することが好ましい。また、逆止弁１５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１５には、後述の発電部２に設けられた燃料吸液部２２が挿入される際に燃料貯蔵部１１の内と外を連通する挿入孔１５１が予め設けられていても良く、燃料吸液部２２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１５１が予め設けられている場合、燃料貯蔵部１１内に燃料１７が充填されていれば、燃料貯蔵部１１の内部は燃料１７の内圧によって挿入孔１５１の周囲では挿入孔１５１を閉じる方向に力が加わるので燃料１７が挿入孔１５１から不要に燃料容器１の外に漏洩することがない。そして、発電部２の燃料吸液部２２が挿入されることにより、燃料貯蔵部１１から燃料排出部１３、燃料吸液部２２を介して発電部２へと燃料１７が排出される。
【００１５】
水排出部１４には、水貯蔵部１２内の水１８を排出するための貫通孔である水排出口２０が凸状頭頂部に設けられ、水排出部１４を通って水貯蔵部１２の内から外に不要に水１８が排出するのを阻止する逆止弁１６が水排出口２０と水貯蔵部１２との間に嵌め込まれている。この逆止弁１６は、上述の燃料排出部１３に設けられた逆止弁１５と同様のものを使用することができる。逆止弁１６には、上記逆止弁１５と同様に挿入孔１６１が予め設けられていても良く、後述の発電部２の水吸液部２３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も良い。挿入孔１６１が予め設けられている場合、水貯蔵部１２内に水１８が充填されていれば、水貯蔵部１２の内部は水１８の内圧によって挿入孔１６１の周囲では挿入孔１６１を閉じる方向に力が加わるので水１８が挿入孔１６１から不要に燃料容器１の外に漏洩することがない。そして、水吸液部２３が挿入されることにより、水貯蔵部１２から水排出部１４、水吸液部２３を介して発電部２へと水１８が排出される。
燃料排出部１３の凸状頭頂部及び水排出部１４の凸状頭頂部の高さは、燃料吸液部２２及び水吸液部２３が、それぞれ逆止弁１５，１６の挿入孔１５１，１６１を貫通して燃料貯蔵部１１内の燃料１７水貯蔵部１２内の水１８に十分接するような長さに設定されている。
【００１６】
発電部２は、燃料容器１に着脱自在に設けられて燃料容器１から燃料１７や水１８が供給されることにより発電する。発電部２は、内部に燃料容器１が嵌め込まれる凹部２１を有する長尺部であって、凹部２１を形成する内壁面に燃料容器１の外面が当接して装着される。また、凹部２１を形成する内壁面のうち、燃料容器１の燃料排出部１３及び水排出部１４に対応する内壁面２１１に、その内壁面２１１から凹部２１内に突出するとともに、凹部２１に嵌め込まれた燃料容器１の燃料貯蔵部１１内に挿入されて燃料を吸液する燃料吸液部（吸液部）２２と、水貯蔵部１２内に挿入されて水を吸液する水吸液部（吸液部）２３とが、それぞれ上下に形成されている。
【００１７】
燃料吸液部２２は、二つの異なる材料により構成されており、燃料１７に対して吸液性を有する内部吸液材（吸液材）２４と、内部吸液材２４の外側を覆い内部吸液材２４よりも表面が平滑でかつ硬質な外筒材（平滑材兼硬質材）２５とを備えている。
内部吸液材２４の具体的な材料としては、例えばポリエチレン（例えば、フィルタレン株式会社製  硬質ポリエチレンＭ−20）やポリプロピレンの球状粉を焼結し親水化処理したものが挙げられる。ここでは、内部吸液材２４の外形はφ０．６mm、気孔径約２０μm、気孔率約４０％のものとしている。外筒材２５の具体的な材料としては、例えば表面が平滑にされたＳＵＳ材等の金属材料が挙げられる。ここでは、外筒材２５の外形はφ１mm、内径φ０．６mmとしている。
内部吸液材２４は、上記内壁面２１１に埋設される円板部２４１と、円板部２４１の中央に一体に形成されて燃料容器１側に突出する棒状部２４２とを備えている。外筒材２５は、燃料容器１側に突出し、内部に棒状部２４２が挿入されて両端が開口した円筒状の突出部２５１と、突出部２５１の基端部に一体に形成されたフランジ部２５２とを備えている。そして、突出部２５１の内部に棒状部２４２が挿入されるとともに、フランジ部２５２に円板部２４１が当接することによって固定されている。また、フランジ部２５２には、上記内壁面２１１に固定するためのネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジをねじ込むことによって内壁面２１１に外筒材２５及び内部吸液材２４が共締めされている。このように固定された燃料吸液部２２は、棒状部２４２、突出部２５１及びフランジ部２５２が凹部２１内に露出している。
【００１８】
水吸液部２３も、燃料吸液部２２と基本的に同じ構成であり、二つの異なる材料により構成され、水に対して吸液性を有する内部吸液材（吸液材）２６と、内部吸液材２６の外側を覆い内部吸液材２６よりも表面が平滑でかつ硬質な外筒材（平滑材兼硬質材）２７とを備えている。内部吸液材２６は、円板部２６１と棒状部２６２とを備え、外筒材２７は、突出部２７１とフランジ部２７２とを備えている。そして、突出部２７１の内部に棒状部２６２が挿入されるとともに、フランジ部２７２に円板部２６１が当接することによって固定されている。また、フランジ部２７２には、内壁面２１１に固定するためのネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジをねじ込むことによって内壁面２１１に外筒材２７及び内部吸液材２６が共締めされている。このように固定された水吸液部２３は、棒状部２６２及び突出部２７１が凹部２１内に露出している。なお、外筒材２７及び内部吸液材２６の具体的な材料は、上記外筒材２５及び内部吸液材２４と同様のものを使用することができる。
【００１９】
図３は、発電部２の燃料吸液部２２及び水吸液部２３に燃料容器１が装着された吸液構造を示した側断面図である。
図３に示すように、発電部２の凹部２１内に燃料容器１を図２の矢印Ａ方向に嵌め込んだ際に、燃料吸液部２２の棒状部２４２及び突出部２５１と水吸液部２３の棒状部２６２及び突出部２７１とが、それぞれ燃料排出部１３の燃料排出口１９及び水排出部１４の水排出口２０から挿入孔１５１，１６１を押し開いて燃料貯蔵部１１及び水貯蔵部１２内に挿入される。燃料１７あるいは水１８が封入されている領域まで燃料吸液部２２の棒状部２４２及び突出部２５１、水吸液部２３の棒状部２６２及び突出部２７１が進入すると、各棒状部２４２，２６２が持つ毛管力によって燃料１７又は水１８が浸透されて、発電部２側へと移動していく。
このとき、燃料吸液部２２の内部吸液材２４は、表面が平滑な外筒材２５によって覆われ、水吸液部２３の内部吸液材２６は表面が平滑な外筒材２７によって覆われているので、挿入孔１５１，１６１を押し開く際に、内部吸液材２４，２６による摩擦抵抗によって引っ掛かることなくスムーズに挿入できる。また、表面の粗い内部吸液材２４，２６によって逆止弁１５，１６が削り取られることがなく、削り取った微小破片が燃料容器１内に混入するという問題もなく、逆止弁１５，１６の破損を防止でき、繰り返し着脱しても破損しない。また、外筒材２５，２７は、内部吸液材２４，２６よりも硬質な硬質材からなり、内部吸液材２４，２６を覆っているので、内部吸液材２４，２６の破損を防止し補強することができる。
【００２０】
ここで、上述した内部吸液材２４と外筒材２５とからなる燃料吸液部２２を、メタノール６０w%水溶液に接液させた時、２〜３secで高さ６mmの毛管力による吸水性能があった。図４は、上述した内部吸液材２４と外筒材２５とからなる燃料吸液部２２を使用して、メタノール６０w%水溶液をポンプで吸引した場合の流量[μl/min]、圧力損失（圧損）[kPa]の時間[s]との関係を示した図である。図４の結果より、流量３００μl/minの流量で吸引した場合、平均的な圧力損失は約１．６kPaであり、圧損の少ない良好な吸液材として機能することが認められた。
【００２１】
次に、上記燃料吸液部２２及び水吸液部２３の変形例１〜９について図５〜図１３を参照して説明する。なお、燃料吸液部と水吸液部とは基本的に同じ構成であるので、以下の説明では燃料吸液部のみについて説明する。
［変形例１］
図５は、変形例１の燃料吸液部２２Ａを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ａは、上記燃料吸液部２２と同様に内部吸液材２４Ａと外筒材２５Ａとを備え、外筒材２５Ａである突出部２５１Ａの先端部から内部吸液材２４Ａの棒状部２４２Ａの先端部を突出させたものである。棒状部２４２Ａは、その突出した先端部が滑らかな曲面となっている。なお、外筒材２５Ａ及び内部吸液材２４Ａの材料は上述した外筒材２５及び内部吸液材２４の材料とそれぞれ同様である。
燃料容器１が着脱される際に燃料１７に微量の気泡が混入してしまうこともあり、その気泡が内部吸液材２４Ａの先端部を覆い、導通が妨げられる現象もあるが、このように外筒材２５Ａの先端から内部吸液材２４Ａの一部を突出させることにより、燃料貯蔵部１１に燃料吸液部２２Ａを挿入させた際に、燃料１７の吸液のための内部吸液材２４Ａの実効的な表面積を増やすことができ、微量の気泡があったとしても確実に燃料１７を吸液することができる。
【００２２】
［変形例２］
図６は、変形例２の燃料吸液部２２Ｂを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ｂは、内部吸液材２４Ｂの表面に平滑処理を施して表面皮膜２５Bを形成したものである。内部吸液材２４Bとしては、金属の多孔質材が挙げられ、上記内部吸液材２４と同様の形状で円板部２４１Bと棒状部２４２Bとが一体成形されたものである。棒状部２４２Bの外周面にテフロン（登録商標）コートや収縮チューブ等で平滑処理が施されて表面皮膜２５Bが形成されている。
このように金属の多孔質材からなる内部吸液材２４Ｂの表面に表面皮膜２５Bを形成することによって、外筒材２５に相当する部品がなくても燃料吸液部２２Ｂを平滑処理されたものにすることができ、コストを削減できる点で好ましい。
【００２３】
［変形例３］
図７は、変形例３の燃料吸液部２２Ｃを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ｃは、燃料１７に対して吸液性を有する外部吸液材（吸液材）２４Ｃと、外部吸液材２４Ｃの内部に設けられて外部吸液材２４Ｃより硬質な内部補強材（硬質材）２８Ｃと、を備えている。外部吸液材２４Ｃとしては、上述の樹脂製の多孔質材、内部補強材２８Ｃとしては、ＳＵＳ材等の金属材料を使用することができる。
内部補強材２８Ｃは、円板部２８１Ｃと、円板部２８１Ｃの中央に一体に形成されて燃料容器１側に突出する棒状部２８２Ｃとを備えている。外部吸液材２４Ｃは、燃料容器１側に突出し、内部に棒状部２８２Ｃが挿入されて先端部が閉塞された中空の突出部２４１Ｃと、突出部２４１Ｃの基端部に一体に形成されたフランジ部２４２Ｃとを備えている。外部吸液材２４Ｃのフランジ部２４２Ｃの裏面に、内部補強材２８Ｃの円板部２８１Ｃ側に向けて凸となる凸部２４３Ｃが形成されており、内部補強材２８Ｃの円板部２８１Ｃの凸部２４３Ｃに対応する位置に穴部２８３Ｃが形成されている。そして、外部吸液材２４Ｃの突出部２４１Ｃ内に内部補強材２８Ｃの棒状部２８２Ｃが挿入されるとともに、凸部２４３Ｃが穴部２８３Ｃに嵌め込まれることによって外部吸液材２４Ｃと内部補強材２８Ｃとが固定されている。また、外部吸液材２４Ｃのフランジ部２４２Ｃと内部補強材２８Ｃの円板部２８１Ｃには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより、外部吸液材２４Ｃと内部補強材２８Ｃとが内壁面２１１に固定される。
燃料吸液部を燃料吸液部２２Ｃのようにすることにより、外部吸液材２４Ｃの突出部２４１Ｃの大部分が接液するので、広い面積で吸液することができる。また、外部吸液材２４Ｃの突出部２４１Ｃに内部補強材２８Ｃが挿入されているので、外部吸液材２４Ｃを補強することができる。
（なお、凸部２４３Ｃ、穴部２８３Ｃの形状を比較的広い面積で内壁面２１１と接触させるように、後述の図９（ｂ）のようにしてもよい。）
【００２４】
［変形例４］
図８は、変形例４の燃料吸液部２２Ｄを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ｄは、内部吸液材２４Ｄと、内部吸液材２４Ｄの外側を覆い内部吸液材２４Ｄより表面が平滑でかつ硬質な外筒材２５Ｄと、内部吸液材２４Ｄの内部に設けられて内部吸液材２４Ｄより硬質な内部補強材２８Ｄとを備えている。内部吸液材２４Ｄとしては、上述の樹脂製の多孔質材、外筒材２５Ｄとしては、表面が平滑にされたＳＵＳ材等の金属材料、内部補強材２８Ｄとしては、金属材料を使用することができる。
内部補強材２８Ｄは、円板部２８１Ｄと、円板部２８１Ｄの中央に一体に形成されて燃料容器１側に突出する棒状部２８２Ｄとを備えている。内部吸液材２４Ｄは、燃料容器１側に突出し、内部に内部補強材２８Ｄの棒状部２８２Ｄが挿入されて先端部が閉塞された中空の突出部２４１Ｄと、突出部２４１Ｄの基端面のうち半円周面のみに一体形成されたフランジ部２４２Ｄとを備えている。突出部２４１Ｄの基端面のうちフランジ部２４２Ｄが形成されていない部分は内部補強材２８Ｄ側に延出する脚部２４３Ｄとなっている。外筒材２５Ｄは、燃料容器１側に突出し、内部に突出部２４１Ｄ及び棒状部２８２Ｄが挿入されて両端が開口した円筒状の突出部２５１Ｄと、突出部２５１Ｄの基端部に一体に形成されたフランジ部２５２Ｄとを備えている。また、内部補強材２８Ｄの円板部２８１Ｄには、内部吸液材２４Ｄの脚部２４３Ｄが嵌め込まれる穴部２８３Ｄが形成されている。そして、外筒材２５Ｄの突出部２５１Ｄ内に内部吸液材２４Ｄの突出部２４１Ｄが挿入され、内部吸液材２４Ｄの突出部２４１Ｄ内に内部補強材２８Ｄの棒状部２８２Ｄが挿入されるとともに、内部吸液材２４Ｄの脚部２４３Ｄが穴部２８３Ｄに嵌め込まれることによって、外筒材２５Ｄ、内部吸液材２４Ｄ及び内部補強材２８Ｄが固定されている。また、外筒材２５Ｄのフランジ部２５２Ｄ、内部吸液材２４Ｄのフランジ部２４２Ｄ及び内部補強材２８Ｄの円板部２８１Ｄには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより、外筒材２５Ｄ、内部吸液材２４Ｄ及び内部補強材２８Ｄが内壁面２１１に固定される。
このような燃料吸液部２２Ｄとすることにより、内部吸液材２４Ｄは、表面が平滑な外筒材２５Ｄによって覆われているので、スムーズに挿入でき、逆止弁１５の破損を防止することができる。また、外筒材２５Ｄは、内部吸液材２４Ｄよりも硬質な硬質材であるので、内部吸液材２４Ｄの破損を防止し補強することができる。また、内部吸液材２４Ｄの内部に内部補強材２８Ｄが挿入されているので、内部補強材２８Ｄによっても内部吸液材２４Ｄを補強することができる。さらに、内部吸液材２４Ｄの突出部２４１Ｄの先端部の露出面積が広いため、広い面積で吸液することができる。
（なお、脚部２４３Ｄ、穴部２８３Ｄの形状を比較的広い面積で内壁面２１１と接触させるように、後述の図９（ｂ）のようにしてもよい。）
【００２５】
［変形例５］
図９(a)は、変形例５の燃料吸液部２２Ｅを模式的に示した側断面図、図９(b)は、図９(a)の切断線IX−IX線に沿って切断した際の矢視断面図である。燃料吸液部２２Ｅは、外部吸液材２４Ｅと、外部吸液材２４Ｅの内部に設けられて外部吸液材２４Ｅより硬質な内部補強材２８Ｅとを備えている。外部吸液材２４Ｅとしては、上述の樹脂製の多孔質材、内部補強材２８Ｅとしては、SUS材等の金属材料を使用することができる。
内部補強材２８Ｅは、円板部２８１Ｅと、円板部２８１Ｅの中央に一体に形成されて燃料容器１側に突出する棒状部２８２Ｅとを備えている。円板部２８１Ｅには、所定間隔に三つの円弧状の穴部２８３Ｅが形成されている。外部吸液材２４Ｅは、燃料容器１側に突出し、内部に内部補強材２８Ｅの棒状部２８２Ｅが挿入されて両端が開口された円筒状の突出部２４１Ｅを備えている。突出部２４１Ｅは、基端部において、円板部２８１Ｅの各穴部２８３Ｅにそれぞれ嵌め込まれる三つの脚部２４３Ｅが所定間隔に形成されている。そして、外部吸液材２４Ｅの突出部２４１Ｅ内に内部補強材２８Ｅの棒状部２８２Ｅが挿入されるとともに、外部吸液材２４Ｅの各脚部２４３Ｅが各穴部２８３Ｅにそれぞれ嵌め込まれ、外部吸液材２４Ｅは内部補強材２８Ｅと接着剤（例えば、サイフィル等の非溶出性の接着剤）によって固定されている。また、内部補強材２８Ｅの円板部２８１Ｅには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより外部吸液材２４Ｅ及び内部補強材２８Ｅが内壁面２１１に固定される。
燃料吸液部を燃料吸液部２２Ｅのようにすることにより、外部吸液材２４Ｅの突出部２４１Ｅの大部分が接液するので、広い面積で吸液することができる。さらに、三つの脚部２４３Ｅが比較的広い面積で内壁面２１１と接触するので、吸液した液体を効率的に発電部２側へ送ることができる。また、外部吸液材２４Ｅの突出部２４１Ｅに内部補強材２８Ｅが挿入されているので、外部吸液材２４Ｅを補強することができる。
【００２６】
［変形例６］
図１０は、変形例６の燃料吸液部２２Ｆを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ｆは、内部吸液材２４Ｆと、内部吸液材２４Ｆの外側を覆い内部吸液材２４Ｆより表面が平滑でかつ硬質な外筒材２５Ｆと、内部吸液材２４Ｆの内部に設けられて内部吸液材２４Ｆより硬質な内部補強材２８Ｆとを備えている。この燃料吸液部２２Ｆは、変形例５の燃料吸液部２２Ｅにおいて、外部吸液材２４Ｅの外側に外筒材２５Ｆがさらに設けられたものであり、内部吸液材２４Ｆは変形例５の外部吸液材２４Ｅ、内部補強材２８Ｆは変形例５の内部補強材２８Ｅと同様のものであり、また、外筒材２５Ｆは、変形例４の外筒材２５Ｄと同様のものであるので、その説明を省略する。そして、外筒材２５Ｆの突出部２５１Ｆ内に内部吸液材２４Ｆの突出部２４１Ｆが挿入され、内部吸液材２４Ｆの突出部２４１Ｆ内に内部補強材２８Ｆの棒状部２８２Ｆが挿入されるとともに、内部吸液材２４Ｆの各脚部２４３Ｆが各穴部２８３Ｆに嵌め込まれることによって、外筒材２５Ｆ、内部吸液材２４Ｆ及び内部補強材２８Ｆが固定されている。また、外筒材２５Ｆのフランジ部２５２Ｆ及び内部補強材２８Ｆの円板部２８１Ｆには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより、外筒材２５Ｆ、内部吸液材２４Ｆ及び内部補強材２８Ｆが内壁面２１１に固定される。
このような燃料吸液部２２Ｆとすることにより、内部吸液材２４Ｆは、表面が平滑な外筒材２５Ｆによって覆われているので、スムーズに挿入でき、逆止弁１５の破損を防止することができる。また、外筒材２５Ｆは、内部吸液材２４Ｆよりも硬質な硬質材であるので、内部吸液材２４Ｆの破損を防止し補強することができる。また、内部吸液材２４Ｆの内部に内部補強材２８Ｆが挿入されているので、内部補強材２８Ｆによっても内部吸液材２４Ｆを補強することができる。さらに、内部吸液材２４Ｆの突出部２４１Ｆの先端部が円周状に接液するので、広い面積で吸液することができる。さらに、三つの脚部２４３Fが比較的広い面積で内壁面２１１と接触するので、吸液した液体を効率的に発電部２側へ送ることができる。
【００２７】
［変形例７］
図１１は、変形例７の燃料吸液部２２Ｇを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ｇは、内部吸液材２４Ｇと、内部吸液材２４Ｇの外側を覆い内部吸液材２４Ｇより表面が平滑でかつ硬質な外筒材２５Ｇとを備えている。内部吸液材２４Ｇとしては、上述の樹脂製の多孔質材、外筒材２５Ｇとしては、表面が平滑にされたＳＵＳ材等の金属材料を使用することができる。
内部吸液材２４Ｇは、燃料容器１側に突出する棒状部２４２Ｇと、棒状部２４２Ｇの先端部に一体に形成された円板部２４１Ｇとを備えている。外筒材２５Ｇは、燃料容器１側に突出し、両端が開口し内部に棒状部２４２Ｇが挿入されることにより先端部が円板部２４１Ｇによって塞がれる円筒状の突出部２５１Ｇと、突出部２５１Ｇの基端部に一体に形成されたフランジ部２５２Ｇとを備えている。そして、外筒材２５Ｇの突出部２５１Ｇ内に内部吸液材２４Ｇの棒状部２４２Ｇが、突出部２５１Ｇの先端部側から挿入され、円板部２４１Ｇによって突出部２５１Ｇの先端開口が塞がれている。外筒材２５Ｇと内部吸液材２４Ｇは接着剤によって固定されている。また、外筒材２５Ｇのフランジ部２５２Ｇには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより接着された内部吸液材２４Ｇとともに外筒材２５Ｇが内壁面２１１に固定される。
このような燃料吸液部２２Ｇとすることにより、内部吸液材２４Ｇは、先端部以外は表面が平滑な外筒材２５Ｇによって覆われているので、スムーズに挿入でき、逆止弁１５の破損を防止することができる。また、外筒材２５Ｇは、内部吸液材２４Ｇよりも硬質な硬質材であるので、内部吸液材２４Ｇの破損を防止し補強することができる。また、内部吸液材２４Ｇの突出部２４１Ｇの先端部が、外筒材２５Ｇの先端を覆うように突出しているので先端部が広く接液し、広い面積で吸液することができる。
【００２８】
［変形例８］
図１２は、変形例８の燃料吸液部２２Ｈを模式的に示した側断面図である。燃料吸液部２２Ｈは、内部吸液材２４Ｈと、内部吸液材２４Ｈの外側を覆い内部吸液材２４Ｈより表面が平滑でかつ硬質な外筒材２５Ｈとを備えている。この燃料吸液部２２Ｈは、変形例７の燃料吸液部２２Ｇにおいて内部吸液材２４Ｇの円板部２４１Ｇがないものであり、内部吸液材２４Ｈは棒状部２４１Ｈのみからなり、外筒材２５Ｈは、変形例７の外筒材２５Ｇと同様のものであるので、その説明を省略する。そして、外筒材２５Ｈの突出部２５１Ｈ内に内部吸液材２４Ｈの棒状部２４１Ｈが挿入され、外筒材２５Ｈと内部吸液材２４Ｈは接着剤によって固定されている。また、外筒材２５Ｈのフランジ部２５２Ｈには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより接着された内部吸液材２４Ｈとともに外筒材２５Ｈが内壁面２１１に固定される。
このような燃料吸液部２２Ｈとすることにより、内部吸液材２４Ｈは、表面が平滑な外筒材２５Ｈによって覆われているので、スムーズに挿入でき、逆止弁１５の破損を防止することができる。また、外筒材２５Ｈは、内部吸液材２４Ｈよりも硬質な硬質材であるので、内部吸液材２４Ｈの破損を防止し補強することができる。
【００２９】
［変形例９］
図１３(a)は、変形例９の燃料吸液部２２Ｊを模式的に示した斜視図、図１３(b)は吸液材２４Ｊを模式的に示した斜視図、図１３(c)は外筒材２５Ｊを模式的に示した斜視図である。燃料吸液部２２Ｊは、吸液材２４Ｊと、吸液材２４Ｊの外側一部を覆い吸液材２４Ｊより表面が平滑でかつ硬質な外筒材２５Ｊとを備えている。吸液材２４Ｊとしては、上述の樹脂製の多孔質材、外筒材２５Ｊとしては、表面が平滑にされたＳＵＳ材等の金属材料を使用することができる。
外筒材２５Ｊは、燃料容器１側に突出して設けられ両端が開口した半円筒状の突出部２５１Ｊと、突出部２５１Ｊの基端部に一体に形成されたフランジ部２５２Ｊとを備えている。吸液材２４Ｊは、突出部２５１Ｊ内に一部挿入されて、突出部２５１Ｊと組み合わせることにより円柱状となる棒状部２４１Ｊを備えている。そして、外筒材２５Ｊの突出部２５１Ｊと棒状部２４１Ｊは接着剤によって組み合わせることにより固定されている。また、外筒材２５Ｊのフランジ部２５２Ｊには、ネジ穴Ｎが形成されており、ネジ穴Ｎにネジがねじ込まれることにより接着された吸液材２４Ｊとともに外筒材２５Ｊが内壁面２１１に固定される。
このような燃料吸液部２２Ｊとすることにより、吸液材２４Ｊは、表面が平滑な外筒材２５Ｊによって一部が覆われているので、スムーズに挿入でき、逆止弁１５の破損を防止することができる。また、外筒材２５Ｊは、吸液材２４Ｊよりも硬質な硬質材であるので、吸液材２４Ｊの破損を防止し補強することができる。また、吸液材２４Ｊはその外周面のうち半周面が広く接液するので、広い面積で吸液することができる。
【００３０】
次に、発電装置１００について説明する。図１４は、発電装置１００の基本構成を示したブロック図である。
図１４に示すように、発電装置１００は、燃料１７と水１８を液体の状態で貯留した燃料容器１と、燃料容器１から供給された燃料１７と水１８から電気エネルギーを生成する発電部２とを備え、発電部２は、気化器１０１、改質器１０２、一酸化炭素除去器１０３、燃焼器１０４、発電セル１０５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６、２次電池１０７、制御部１０８を備えている。
上述のように燃料容器１から燃料排出部１３、水排出部１４、燃料吸液部２２、水吸液部２３を介して発電部２の気化器１０１に燃料１７及び水１８が供給されると気化器１０１によって燃料１７と水１８が蒸発される。気化器１０１によって気化した燃料１７と水１８の混合気は改質器１０２に送られる。改質器１０２では、気化器１０１から供給された混合気から水素及び二酸化炭素が改質反応触媒により生成され、更に微量な一酸化炭素も生成される。なお、燃料容器１内の混合液がメタノールと水の混合液である場合には、化学反応式（１）、（２）のような触媒反応が改質器１０２で起こる。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ２…（１）
Ｈ２＋ＣＯ２→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ…（２）
【００３１】
改質器１０２で生成された混合気は、一酸化炭素除去器１０３に供給された空気と混合される。一酸化炭素除去器１０３では、混合気中の一酸化炭素ガスが化学反応式（３）に示すように選択酸化反応触媒により優先的に酸化（燃焼）されて、一酸化炭素が除去される。
２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２…（３）
【００３２】
一酸化炭素が除去された状態の混合気には水素ガスが含まれ、その混合気が発電セル１０５の燃料極に供給される。酸素極には外部から空気が供給されて混合気中の水素が、電解質膜を介して酸素極に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極と酸素極との間で電気エネルギーが生成される。
なお、電解質膜が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極では化学反応式（４）のような反応が起き、燃料極で生成された水素イオンが電解質膜を透過し、酸素極では化学反応式（５）のような反応が起こる。
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−…（４）
２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ…（５）
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６は発電セル１０５により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換した後に、電子機器本体１０９に供給する機能の他に、発電セル１０５により生成された電気エネルギーを２次電池１０７に充電し、発電セル１０５側が運転されていない時に、電子機器本体１０９に２次電池１０７側から電気エネルギーを供給する機能も果たせるようになっている。制御部１０８は、気化器１０１、改質器１０２、一酸化炭素除去器１０３、燃焼器１０４、発電セル１０５を運転するために必要な図示しないポンプやバルブ類、ヒータ類、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０６等を制御し、電子機器本体１０９に安定して電気エネルギーが供給されるような制御を行う。
【００３４】
以上のように、燃料容器１から燃料排出部１３、水排出部１４、燃料吸液部２２、水吸液部２３を介して発電部２に燃料１７及び水１８が供給された後、電気エネルギーが生成され、生成された電気エネルギーによって発電装置１００に接続された電子機器本体１０９が駆動する。
【００３５】
［第二の実施の形態］
次に、第一の実施の形態で示した燃料容器１、発電部２及び発電装置１００について、具体例を挙げて説明する。なお、第二の実施の形態の燃料容器４及び発電部５は、第一の実施の形態の燃料容器１及び発電部２と形状が異なっているものであり、後述するが燃料容器４の燃料排出部４３、水排出部４４、逆止弁４５，４６、発電部５の燃料吸液部５２、水吸液部５３等の、燃料容器４から発電部５への燃料１７及び水１８の吸液構造は第一の実施の形態と基本的に同じである。
図１５は、一つの発電部５と二つの燃料容器４，４とを備えた発電装置１０００の斜視図、図１６(a)は、燃料容器４の斜視図、図１６(b)は、図１６(a)におけるＺ方向から見た際の前面図、図１７(a)は、図１６(a)の切断線XVIIa−XVIIaに沿って切断した際の矢視断面図、図１７(b)は、図１６(a)の切断線XVIIb−XVIIbを含むＹ軸に垂直な切断面に沿って切断した際の矢視断面図、図１７(c)は、図１６(a)の切断線XVIIc−XVIIcを含むＹ軸に垂直な切断面に沿って切断した際の矢視断面図、図１８は、図１５において発電部５に燃料容器４を装着した際の切断線XVIII−XVIIIを含む発電装置５の長手方向に垂直な切断面に沿って切断した際の矢視断面図、図１９は、発電装置１０００のブロック図である。なお、以下の説明において上下方向とは図１６(a)に示すＹ方向を言い、前後方向とは図１６(a)に示すＺ方向を言い、左右方向とは図１６(a)に示すＸ方向を言うものとし、前面や背面は図１６(a)の方向から見た場合を基準とする。
【００３６】
図１６、図１７に示すように、燃料容器４は、内部に第一燃料貯蔵部４１aを有する長尺な矩形筒状の第一容器６と、内部に水貯蔵部４２及び第二燃料貯蔵部４１bを有し、第一容器６よりも容積が小さな矩形筒状の第二容器７とを備えている。燃料容器４は、第一容器６の左側端面に、第二容器７がその右側端面を突き合わせることにより構成されている。第二容器７の上面７aは、第一容器６の上面６aより下方にあり、第二容器７の下面７bは、第一容器６の下面６bより上方にあり、上下面に段差が形成されている。この段差部分に、後述する発電部５の短手部９の上面９a部分及び下面９b部分が嵌め込まれる（図１５、図１８参照）。第一容器６の背面６d及び第二容器７の背面７dは面一となっている。
【００３７】
第二容器７の上面７aのうち、第一容器６aとの連結部分に、燃料容器４の前後方向に沿って細溝状のレール部７１が形成されている。また、第二容器７の下面７bのうち、第一容器６との連結部分にも、燃料容器４の前後方向に沿って細溝状のレール部７２が形成されている。これらレール部７１，７２には、後述する発電部５に形成された各ガイド部９２，９３が係合する（図１５、図１６参照）。
【００３８】
図１７に示すように、第一容器６は、第一燃料貯蔵部４１aを有し、第二容器７は、水貯蔵部４２と、水貯蔵部４２と仕切られて第一燃料貯蔵部４１a内に通じる第二燃料貯蔵部４１bとを有している。すなわち、第一容器６の左側端面と第二容器７の右側端面との間には仕切壁６１ａが形成されており、仕切壁６１ａによって第一燃料貯蔵部４１aと水貯蔵部４２とが仕切られており、仕切壁６１ａの前方下端部に第一燃料貯蔵部４１aと水貯蔵部４２とが連通する連通穴６２が形成されている。連通穴６２によって第一燃料貯蔵部４１a内の燃料１７が第二燃料貯蔵部４１bへと流入するようになっている。そして、水貯蔵部４２は仕切壁６１ｂによって、第二燃料貯蔵部４１ｂと仕切られている。また、第一容器６の右側端面には、第一燃料貯蔵部４１a内に連通し第一容器６の外から空気が導入される空気導入口６５が形成されている。第二容器７の背面７dには、水貯蔵部４２内に連通し第二容器７の外から空気が導入される空気導入口６６が形成されている。
【００３９】
なお、燃料１７としては、第一の実施の形態と同様のものを使用することができる。第一燃料貯蔵部４１a内及び水貯蔵部４２a内には、追従体６３，６４が燃料１７及び水１８の末端に接するようにそれぞれ収容されている。追従体６３，６４によって第一燃料貯蔵部４１a内が、燃料１７の貯蔵された領域と貯蔵されていない領域とに仕切られ、水貯蔵部４２内が、水１８の貯蔵された領域と貯蔵されていない領域とに仕切られている。追従体６３，６４は、高粘性液体であり、ずれ応力（又は、ずれ速度）が増大すると見かけの応力が減少する構造粘性流体（異常粘性流体）の性質を有していると良い。具体的にはポリブテン、流動パラフィン、スピンドル油、その他の鉱油類、ジメチルシリコン油、メチルフェニルシリコン油、その他のシリコン油類、これらの組み合わせを追従体として用いることができる。このような追従体によって、燃料１７（又は水１８）が燃料排出口４７（又は水排出口４８）から排出されて燃料１７（又は水１８）の後ろの末端が燃料排出口４７側（又は水排出口４８側）に近づくと、燃料１７（又は水１８）の末端との間に隙間ができないように追従体６３，６４が追従する。そのため、容易に燃料１７（又は水１８）を排出することができ、燃料１７（又は水１８）の揮発を抑えることができる。
【００４０】
図１６〜図１８に示すように、第二容器７の前面７cには、その前面７cから前方に突出するとともに前面７cを貫通して燃料１７が貯蔵された第二燃料貯蔵部４１bに連通し、後述する発電部５に燃料１７を排出する燃料排出口４７を有する燃料排出部４３と、水１８が貯蔵された水貯蔵部４２に連通し、発電部５に水を排出する水排出口４８を有する水排出部４４とが、それぞれ上下に凸状に形成されている。
【００４１】
燃料排出部４３には、第一の実施の形態の燃料排出部１３に嵌め込まれた逆止弁１５と同様の逆止弁４５が嵌め込まれている。逆止弁４５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４５には、後述の発電部５に設けられた燃料吸液部５２の延出部５２２が挿入される際に第二燃料貯蔵部４１bの内と外を連通する挿入孔４５１が予め設けられていても良く、燃料吸液部５２の延出部５２２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４５１が予め設けられている場合、第二燃料貯蔵部４１bの内部に圧力が加わると、挿入孔４５１の周囲では挿入孔４５１を閉じる方向に力が加わるので燃料１７が挿入孔４５１から不要に燃料容器４の外に漏洩することがない。そして、発電部５の燃料吸液部５２の延出部５２２が挿入されることにより、第一燃料貯蔵部４１a及び第二燃料貯蔵部４１bから燃料排出部４３、燃料吸液部５２を介して発電部５へと燃料１７が排出される。
【００４２】
水排出部４４には、水排出部４４を通って水貯蔵部４２の内から外に不要に水が排出するのを阻止する逆止弁４６が嵌め込まれている。この逆止弁４６は、上述の燃料排出部４３に設けられた逆止弁４５と同様のものを使用することができる。逆止弁４６には、上記逆止弁４５と同様に挿入孔４６１が予め設けられていても良く、水吸液部５３の延出部５３２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も良い。そして、発電部５の水吸液部５３の延出部５３２が挿入されることにより、水貯蔵部４２から水排出部４４、水吸液部５３を介して発電部５へと水１８が排出される。
このような構造により、燃料カートリッジには燃料と少量の水が区分けされ、追従体によってそれぞれ封入されている。水はイニシャル運転時に一時的に必要な分量のみが搭載されるようになっている。
【００４３】
図１５に示すように、発電部５は、燃料容器４の長手方向（左右方向）に沿って延びる長手部８と、長手部８の左右中心位置に燃料容器４の短手方向（前後方向）に沿って延びる短手部９とを備え、平面視Ｔ字型とされている。短手部９を中心に（後述の上下反転の位置関係を除いて）左右対称となるように、後述する燃料吸液部５２、水吸液部５３、コイルスプリング７６，７７、ロック爪７８等が設けられており、長手部８と短手部９とによって形成される左右の装着部５１，５１にそれぞれ燃料容器４，４が装着される。また、一方の燃料容器４は他方の燃料容器４に対して上下反転して装着されるようになっており、これに対応して燃料吸液部５２、水吸液部５３、コイルスプリング７６，７７、ガイドレール９２，９３も上下の位置関係が他方に設けられた各部材に対して上下反転している。以下の説明では、短手部９の左側部分の構成についてのみ説明する。
【００４４】
短手部９を形成する内壁面には、短手部９の内側に凹む凹部９１が、燃料容器４の前後方向に沿って形成されている。この凹部９１は、短手部９の背面（燃料容器４側を向く端面）９dまで伸びている。そして、凹部９１を形成する上面９a部分が、第二容器７の上面７aにおける段差部分に嵌め込まれ、凹部９１を形成する下面９b部分が、第二容器７の下面７７ｂにおける段差部分に嵌め込まれて、第一容器６の上面６a及び下面６bと面一とされる。
また、凹部９１を形成する短手部９の上面縁部は、第二容器部７の上面７aに形成された溝形状のレール部７１にスライド移動自在に係合するガイド部９２が燃料容器４の前後方向に沿って形成され、下面縁部は、第二容器部７の下面７ｂに形成された溝形状のレール部７２にスライド移動自在に係合するガイド部９３が燃料容器４の前後方向に沿って形成されている。
【００４５】
長手部８の装着部５１を形成する内壁面のうち、燃料容器４の燃料排出部４３及び水排出部４４に対応する位置（コーナー部）に、そのコーナー部の内壁面５１１から凹部９１内に突出するとともに、凹部９１に嵌め込まれた燃料容器４の第二燃料貯蔵部４１b内に挿入される燃料吸液部５２と、水貯蔵部４２内に挿入される水吸液部５３とが、それぞれ下と上に形成されている。これら燃料吸液部５２及び水吸液部５３とは、発電部５の前後方向に沿って設けられ、燃料吸液部５２の下方に短手部９の下面９bが位置し、水吸液部５３の上方に短手部９の上面９aが位置している。
【００４６】
燃料吸液部５２は、後述するが、第一の実施の形態の燃料吸液部２２と同様に、燃料１７に対して吸液性を有する内部吸液材（吸液材）５４と、内部吸液材５４の外側を覆い内部吸液材５４よりも表面が平滑でかつ硬質な外筒材（平滑材兼硬質材）５５とを備えている（図１８参照）。
水吸液部５３も、後述するが、第一の実施の形態の水吸液部２３と同様に、水に対して吸液性を有する内部吸液材（吸液材）５６と、内部吸液材５６の外側を覆い内部吸液材５６よりも表面が平滑でかつ硬質な外筒材（平滑材兼硬質材）５７とを備えている（図１８参照）。
【００４７】
また、燃料容器４と発電部５とは、ラッチ機構によって固定自在とされている。このラッチ機構は、燃料吸液部５２の外側に燃料吸液部５２と同心円となるように配置されたコイルスプリング７６と、水吸液部５３の外側に水吸液部５３と同心円となるように配置されたコイルスプリング７７と、短手部９の背面９dに設けられたロック爪７８と、第二容器７の背面７dに切り欠いて形成され、ロック爪７８が係合可能なロック溝７３とから構成されている。
コイルスプリング７６，７７は、発電部５の前後方向に沿って伸縮自在であり、コイルスプリング７６，７７の付勢力に抗して燃料容器４を装着することにより、燃料排出部４３及び水排出部４４にそれぞれ燃料吸液部５２及び水吸液部５３が挿入されるようになっている。
ロック爪７８には、使用者がロック爪７８のスライド移動を自在とするツマミ７８２が設けられている。燃料容器４を発電部５に取り付けた後、コイルスプリング７６，７７が燃料容器４を発電部５から取り外す方向に付勢力が付いているが、ツマミ７８２に指をかけて、ロック爪７８とともに、コイルスプリング７６，７７の付勢方向（前後方向）に対して垂直方向（装着部５１に装着される燃料容器４側に向けて左右方向の左方向）にスライド移動すると、ロック爪７８の先端凸部７８１が第二容器７の背面７dに切り欠いて形成されたロック溝７３に係合し、燃料容器４が発電部５から取り外されないようになっている。
【００４８】
次に、長手部８及び短手部９の内部構造について説明する。図２０は、内部構造の斜視図、図２１は、図２０における内部構造の分解斜視図、図２２は、流路制御部８１（図１９参照）の下面側から見た斜視図である。
図１５に示す長手部８の内部には、流路制御部８１、マイクロリアクタ８２、発電セル８３、マイクロバルブ８４a，８４b，８４b、エアフィルタ８５、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６、２次電池８７、制御基板８８等が収容されている。図１５に示す短手部９の内部には、エアポンプ９１が収容されている。流路制御部８１は、後述するように、例えば複数枚の基板を積層した多層基板からなっている。
流路制御部８１は後述するように多層基板８１１（図２３(a)参照）を備え、多層基板８１１の上面にはマイクロリアクタ８２が表面実装されている。図１９に示すようにマイクロリアクタ８２は図１９に示す気化器８２１、改質器８２２、一酸化炭素除去器８２３及び燃焼器８２４をユニット化したものであり、気化器８２１が改質器８２２に通じ、改質器８２２が一酸化炭素除去器８２３に通じている。マイクロリアクタ８２は断熱パッケージの中に収容されている。
マイクロリアクタ８２の下面には、流路制御部８１の各流路と、気化器８２１、改質器８２２、一酸化炭素除去器８２３及び燃焼器８２４とを連通するための各ポート（図示しない）が設けられている。
多層基板８１１の上面にはマイクロリアクタ８２とともに、発電セル８３が表面実装されている。発電セル８３は、図１９に示すように触媒を担持した燃料極８３１と、触媒を担持した酸素極８３２と、燃料極８３１と酸素極８３２の間に挟持した電解質膜８３３とをユニット化したものである。発電セル８３の下面には、燃料極８３１や酸素極８３２に通じる各ポート（図示しない）が設けられている。さらに、多層基板８１１の上面には、２次電池８７、制御基板８８及びＤＣ／ＤＣコンバータ８６が表面実装されている。
多層基板８１１の下面中央位置にはエアポンプ９１がエアフィルタ８５を介して表面実装されており、短手部９の内部に収容されている。エアポンプ９１には、エアポンプ９１に吸引された空気が排出されるポート９１１が形成され、エアフィルタ８５を経由して吸入された空気はポート９１１を介して多層基板８１１内の流路を通して、各部に供給されるようになっている。
【００４９】
多層基板８１１の上面にはマイクロバルブ８４a，８４bが表面実装されている。マイクロバルブ８４aは、開弁・閉弁することによって流体の流れを許容したり、阻止したりするon−offバルブであり、マイクロバルブ８４bは、流体の流量を制御する制御バルブ（可変バルブ）である。
【００５０】
図２３(a)は、図２２の切断線XXIII−XXIIIに沿って切断した際の矢視断面図、図２３(b)は、図２３(a)における燃料吸液部５２の要部拡大図、図２３(c)は、燃料吸液部５２の内部吸液材５４及び外筒材５５の側面図である。
多層基板８１１は、複数枚の流路プレート８１２を積層したものであり、流路プレート８１２は、ＰＥＩ（ポリエーテルサルホン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等といった樹脂基板（例えば厚さ１００〜３００μｍ）の表面に銅箔等の金属箔（例えば厚さ１８μｍ）を成膜し、その金属箔をエッチングにより形状加工することで配線パターンを形成したものである。これら流路プレート８１２を積層させて一括で熱融着することで多層基板８１１が構成される。多層基板８１１の層間の電気的な接続は、スルーホールやバイア(Via)によって実現される。
多層基板８１１の下面（燃料容器４側を向く長手部８の上記コーナー部の内壁面５１１に当たる位置）に、燃料吸液部５２及び水吸液部５３が埋設されている。燃料吸液部５２は、内部吸液材５４と外筒材５５とを備えている。内部吸液材５４は、多層基板８１１に頭部が埋設される円板部５４１と、円板部５４１の中央に一体に形成されて燃料容器４側に突出する棒状部５４２とを備えている。棒状部５４２の先端部は平面とされている。外筒材５５は、燃料容器４側に突出し、内部に棒状部５４２が挿入されるように両端が開口した円筒状の突出部５５１と、突出部５５１の基端部に一体に形成されたフランジ部５５２とを備えている。突出部５５１の先端部は、その径が小さくなるように細くなっている。フランジ部５５２には、円板部５４１の一部が挿入されるように、その厚さ分となる円形状の凹部５５３が形成されている。そして、突出部５５１の内部に棒状部５４２が挿入されるとともに、フランジ部５５２の円形状の凹部５５３に円板部５４１の一部が挿入されることによって固定されている。この状態で円板部５４１の底面部がフランジ部５５２から突出する。円板部５４１の底面部が流路プレート８１２内に埋設されることで外筒材５５及び内部吸液材５４が固定されている。
水吸液部５３も、内部吸液材５６と外筒材５７とを備え、上述の燃料吸液部５２の内部吸液材５４及び外筒材５５と同様の形状であり、多層基板８１１の所定位置に固定されている。
【００５１】
流路プレート８１２には、様々な形状の穴や切り欠きが形成されており、流路プレート８１２が積層されることにより、これら穴や切り欠きからなる流路が形成される。また、流路プレート８１２間には流路センサ８４c，８４d（図１９参照）や電気浸透流ポンプ９２，９３が埋設されている。
【００５２】
図２４は、電気浸透流ポンプ９２の概念図である。電気浸透流ポンプ９２は、燃料容器４の第二燃料貯蔵部４１ｂ内に挿入される上記燃料吸液部５２に接続され、電気浸透材９２１からなっている。電気浸透材９２１は、円板状に形成され、その電気浸透材９２１の両面には電極９２２a，９２２bが形成されている。電気浸透材９２１には、多孔質材、繊維材又は粒子充填材が用いられ、一例としてシリカ繊維材料が用いられる。また、電極９２２a，９２２bは例えば白金等を電気浸透材９２１に蒸着することによって形成することができる。そして、電気浸透材９２１が、燃料吸液部５２の内部吸液材５４の円板部５４１に面接触するように積み重ねられている。
【００５３】
電気浸透流ポンプ９３は、電気浸透流ポンプ９２と同様に、燃料容器４の水貯蔵部４２内に挿入される上記水吸液部５３に接続され、上述の電気浸透材９２１と同様の電気浸透材９３１からなっている。そして、電気浸透材９３１が、水吸液部５３の内部吸液材５６の円板部５６１に面接触するように積み重ねられている。
また、多層基板８１１内のある流路プレート８１２層に形成された配線パターンが電気浸透材９２１，９３１の両面の電極９２２a，９２２b，９３２a、９３２bにそれぞれ接触し、電圧が配線パターンを介して電気浸透材９２１，９３１の両面の間に印加されるようになっている。
【００５４】
燃料容器４が装着された状態では、図１８に示すように、燃料吸液部５２の内部吸液材５４が燃料容器４の燃料排出口４７から挿入孔４５１を押し開いて第二燃料貯蔵部４１b内に挿入され、水吸液部５３の内部吸液材５６が燃料容器４の水排出口４８から挿入孔４６１を押し開いて水貯蔵部４２内に挿入される。
【００５５】
次に、発電装置１０００の動作について説明する。
燃料吸液部５２の内部吸液材５４の棒状部５４２を燃料容器４の燃料排出口４７に挿入すると、棒状部５４２が第二燃料貯蔵部４１b内の燃料１７に接触する。燃料１７が棒状部５４２に毛管力によって吸収され、円板部５４１まで浸透する。円板部５４１に浸透し吸収した燃料１７が接触している電気浸透材９２１にも吸収される。
この状態で、電極９２２a，９２２bとの間に、適切な向きの電圧を印加すると、電気浸透材９２１の燃料１７が一方の電極９２２a側から他方の電極９２２b側へと流動し、この他方の電極９２２b側から電気浸透材９２１の外に滲み出る。これにより、燃料１７の流れが生じ、その燃料１７が気化器８２１へ送液される。電気浸透材９２１の誘電体が燃料１７と接触することでその誘電体が負に帯電する場合には、電極９２２aの電位を電極９２２bの電位よりも高くなるように電圧を印加し、電気浸透材９２１の誘電体が燃料１７と接触することでその誘電体が正に耐電する場合には、電極９２２aの電位を電極９２２bの電位よりも低くなるように電圧を印加する。
水吸液部５３も燃料吸液部５２と同様にして、水吸液部５３の内部吸液材５６の棒状部５６２を燃料容器４の水排出口４８に挿入し、電気浸透材９３１の両面の電極９３２a，９３２b間に電圧を印加することによって行われ、水１８を気化器８２１に送液する。
【００５６】
なお、短手部９の右側部分の燃料容器４についても左側部分の燃料容器４と同様にして燃料１７及び水１８を送液することができる。また、左側の燃料容器４内の燃料１７及び水１８と、右側の燃料容器４内の燃料１７及び水１８とは同時に送液されても良いし、別々に送液されても良い。
【００５７】
以上のような左右の電気浸透流ポンプ９２，９３の作用によって、左右二つの燃料容器４，４から気化器８２１へ燃料１７及び水１８が送液される。
【００５８】
一方、エアポンプ９１が作動すると、外部の空気がエアポンプ９１に吸引され、エアフィルタ８５を経由して吸引された空気が排出ポート９１１から流路制御部８１を介して一酸化炭素除去器８２３に通じる制御バルブ８４ｂ、燃焼器８２４に通じる制御バルブ８４ｂ及び酸素極８３２に送られる。
【００５９】
なお、気化器８２１、改質器８２２、一酸化炭素除去器８２３、発電セル８３、ＤＣ／ＤＣコンバータ８６、２次電池８７、制御部８８等の各動作は、第一の実施の形態と同様の動作を行う。すなわち、気化器８２１に送られた燃料１７及び水１８は気化器８２１によって蒸発される。気化器８２１によって気化した燃料１７と水１８の混合気が改質器８２２に送られて、改質器８２２において混合気から水素及び二酸化炭素、微量な一酸化炭素が生成される（上記化学反応式（１）、（２）参照）。改質器８２２で生成された混合気中の一酸化炭素は、一酸化炭素除去器８２３で除去される（上記化学反応式（３）参照）。一酸化炭素除去後の混合気が発電セル８３の燃料極８３１に供給され、混合気中の水素が酸素極８３２に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって電気エネルギーが生成される（上記化学反応式（４）、（５）参照）。
【００６０】
以上のように、燃料容器４，４から燃料排出部４３、水排出部４４、燃料吸液部５２、水吸液部５３を介して発電部５に燃料１７及び水１８が供給された後、電気エネルギーが生成され、生成された電気エネルギーによって発電装置１０００に接続された電子機器本体（図示しない）が駆動する。
【００６１】
本実施形態においては、燃料吸液部５２の内部吸液材５４は外筒材５５によって覆われ、水吸液部５３の内部吸液材５６は表面が平滑な外筒材５７によって覆われているので、
挿入孔４５１，４６１を押し開く際に、内部吸液材５４，５６による摩擦抵抗によって引っ掛かることなくスムーズに挿入することができる。また、表面の粗い内部吸液材５４，５６によって逆止弁４５，４６が削り取られることがなく、その微小破片が燃料容器４内に混入するといった問題もなく、逆止弁４５，４６の破損を防止でき、繰り返し着脱しても破損しない。また、外筒材５５，５７は、内部吸液材５４，５６よりも硬質な硬質材からなり、内部吸液材５４，５６を覆っているので、内部吸液材５４，５６の破損を防止し補強することができる。
また、電気浸透材９２１，９３１が燃料吸液部５２の円板部５４１及び水吸液部５３の円板部５６１に面接触するように積み重ねられており、燃料容器４内の燃料１７及び水１８が毛管現象により電気浸透材９２１，９３１を浸透するようになっているので、電気浸透材９２１，９３１から気化器８２１に送られる燃料１７及び水１８には気泡が混入しにくく、流量制御を行う場合の信頼性が高くなる。
【００６２】
なお、本発明は上記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、第二の実施の形態において、吸液構造として燃料吸液部５２及び水吸液部５３を第一の実施の形態と同様に、内部吸液材５４，５６と外筒材５５，５７とからなるものを適用したが、変形例１〜変形例９に挙げる燃料吸液部２２Ａ〜２２J及びこれら燃料吸液部２２A〜２２Jと同形状の水吸液部を適用しても良い。図２５は、変形例１を第二の実施の形態に適用した場合を示した図であり、図２５(a)は図２３と同様に図２２の切断線XXIII−XXIIIに沿って切断した際の矢視断面図、図２５(b)は図２５(a)における燃料吸液部５２Ａの拡大図である。図２５に示すように、棒状部５４２Ａの滑らかな曲面の先端部が外筒材５５Ａの先端部より突出している。また、外筒材５５Ａは、第二の実施の形態の外筒材５５と同様の形状である。なお、図２５において図２３と同様の構成部分については同様の数字に英字Ａを付してその説明を省略する。
さらに、上述した燃料吸液部２２，２２Ａ〜２２Ｈ，５２，５２Ａ及び水吸液部２３，２３Ａ〜２３Ｈ，５３，５３Ａは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で形状を変更しても構わない。具体的には、円板部を矩形板状としても良いし、棒状部を断面矩形状としても良い。
なお、上記各実施形態では、液体として燃料や水であるとし、燃料電池システムに応用する例を示したが、これに限定するものではなく、例えば液体カートリッジを用いる電子機器としてインクで印刷を行うプリンタ（例えばインクジェットプリンタ）に応用することができ、液体がインク、容器（液体カートリッジ）はインクが収容されるものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】燃料容器１をその長手方向に沿って切断した際の側断面図である。
【図２】発電部２をその長手方向に沿って切断した際の側断面図である。
【図３】発電部２の燃料吸液部２２及び水吸液部２３に燃料容器１が装着された吸液構造を示した側断面図である。
【図４】燃料吸液部２２を使用して、メタノール６０w%水溶液をポンプで吸引した場合の流量[μl/min]、圧力損失[kPa]の時間[s]との関係を示した図である。
【図５】変形例１の燃料吸液部２２Ａを模式的に示した側断面図である。
【図６】変形例２の燃料吸液部２２Ｂを模式的に示した側断面図である。
【図７】変形例３の燃料吸液部２２Ｃを模式的に示した側断面図である。
【図８】変形例４の燃料吸液部２２Ｄを模式的に示した側断面図である。
【図９】変形例５の(a)は、燃料吸液部２２Ｅを模式的に示した側断面図、(b)は、(a)の切断線IX−IX線に沿って切断した際の矢視断面図である。
【図１０】変形例６の燃料吸液部２２Ｆを模式的に示した側断面図である。
【図１１】変形例７の燃料吸液部２２Ｇを模式的に示した側断面図である。
【図１２】変形例８の燃料吸液部２２Ｈを模式的に示した側断面図である。
【図１３】変形例９の(a)は、燃料吸液部２２Ｊを模式的に示した斜視図、(b)は吸液材２４Ｊを模式的に示した斜視図、(c)は外筒材２５Ｊを模式的に示した斜視図である。
【図１４】発電装置１００の基本構成を示したブロック図である。
【図１５】発電装置１０００の斜視図である。
【図１６】(a)は、燃料容器４の斜視図、(b)は、(a)におけるＺ方向から見た際の前面図である。
【図１７】(a)は、図１６(a)の切断線XVIIa−XVIIaに沿って切断した際の矢視断面図、(b)は、図１６(a)の切断線XVIIb−XVIIbに沿って切断した際の矢視断面図、(c)は、図１６(a)の切断線XVIIc−XVIIcに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図１８】図１５において発電部５に燃料容器４を装着した際の切断線XVIII−XVIIIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図１９】発電装置１０００のブロック図である。
【図２０】内部構造の斜視図である。
【図２１】図２０における内部構造の分解斜視図である。
【図２２】流路制御部８１の下面側から見た斜視図である。
【図２３】(a)は、図２２の切断線XXIII−XXIIIに沿って切断した際の矢視断面図、(b)は、(a)における燃料吸液部５２の要部拡大図、(c)は、燃料吸液部５２の内部吸液材５４及び外筒材５５の側面図である。
【図２４】電気浸透流ポンプ９２の概念図である。
【図２５】(a)は図２３と同様に図２２の切断線XXIII−XXIIIに沿って切断した際の矢視断面図、(b)は(a)における燃料吸液部５２Ａの拡大図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，４  燃料容器
２，５  発電部
１３，４３  燃料排出部
１４，４４  水排出部
１７  燃料
１８  水
２２，２２Ａ〜２２Ｈ，５２，５２Ａ  燃料吸液部
２３，５３，５３Ａ  水吸液部
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｄ，２４Ｆ，２４Ｇ，２４Ｈ，５４，５４Ａ  内部吸液材
２４Ｃ，２４Ｅ  外部吸液材
２４Ｊ  吸液材
２５，２５Ａ，２５Ｄ，２５Ｆ，２５Ｇ，２５Ｈ，２５Ｊ，５５，５５Ａ  外筒材
２５B  表面皮膜
２８Ｃ，２８Ｅ，２８Ｆ  内部補強材
９２１，９３１，９２１Ａ，９３１Ａ  電気浸透材
９２２a，９２２b，９３２a，９３２b，９２２aＡ，９２２bＡ，９３２aＡ，９３２bＡ  電極
１００，１０００  発電装置
１０９  電子機器本体
【図１】
2008071694.tif 000003
【図２】
2008071694.tif 000004
【図３】
2008071694.tif 000005
【図４】
2008071694.tif 000006
【図５】
2008071694.tif 000007
【図６】
2008071694.tif 000008
【図７】
2008071694.tif 000009
【図８】
2008071694.tif 000010
【図９】
2008071694.tif 000011
【図１０】
2008071694.tif 000012
【図１１】
2008071694.tif 000013
【図１２】
2008071694.tif 000014
【図１３】
2008071694.tif 000015
【図１４】
2008071694.tif 000016
【図１５】
2008071694.tif 000017
【図１６】
2008071694.tif 000018
【図１７】
2008071694.tif 000019
【図１８】
2008071694.tif 000020
【図１９】
2008071694.tif 000021
【図２０】
2008071694.tif 000022
【図２１】
2008071694.tif 000023
【図２２】
2008071694.tif 000024
【図２３】
2008071694.tif 000025
【図２４】
2008071694.tif 000026
【図２５】
2008071694.tif 000027