(57)【要約】【課題】燃料電池の形状を汎用化学電池の形状と同一にして化学電池との互換性をもたせるとともに、万が一燃料電池が破損したときの安全性を高めること。【解決手段】携帯機器に使用される燃料電池において、燃料電池を内在する内容器２と、内容器２の外側に設けられたプラスチック又は金属の材料からなる外容器１と、から構成され、外容器２の形状が汎用の化学電池と同一形状を有するとともに燃料電池の出力電圧が汎用化学電池の出力電圧と同一であり、内容器２と外容器１の間に粉末の化学消火剤３を充填すること。消火剤は泡を発生して火災を防ぐ泡消化剤であること。これによって、燃料電池を化学電池の代替品として使用し、万が一燃料電池が破損したときの安全性を高めることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯機器に使用される燃料電池において、
燃料電池を内在する内容器と、前記内容器の外側に設けられたプラスチック又は金属の材料からなる外容器と、から構成され、
前記外容器の形状が汎用の化学電池と同一形状を有するとともに前記燃料電池の出力電圧が前記汎用化学電池の出力電圧と同一であり、
前記内容器と前記外容器の間に粉末の化学消火剤を充填する
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記消火剤は、泡を発生して火災を防ぐ泡消化剤であることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器に使用される燃料電池の構造に係り、特に、燃料電池の破損時における安全性を高めた燃料電池の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在多く使われている汎用型の化学電池と同様に、燃料電池を携帯機器用の電池として使用するために、化学電池と同一の形状にすることが従来技術として提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１によれば、発電用燃料を封入した燃料封入部が、水素などを用いて発電を行う発電モジュールに対して、結合、離脱可能な構成を有することが開示されている。
【０００３】
また、汎用の化学電池との互換性を有する燃料電池における他の従来技術として、出力電圧が化学電池の出力電圧と同等の特性を有するように制御することが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８９２１１
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２５２０１４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、携帯機器に採用される燃料電池においては、その形状とともに、携帯機器での使用用途より落下、衝撃等が加わった時にも安全性を確保することが非常に重要な要素であり、この安全性を確保することによって、携帯機器用の燃料電池として使用可能になる。
【０００７】
そして、上述した特許文献１には、燃料電池がポータブル電源や化学電池の代替品として利用することが開示されているが、燃料電池の万が一の事故による破損した場合の危険性に対する配慮にかけていた。また、上述した特許文献２には汎用化学電池との互換性を確保するための出力電圧の制御は開示されているが、特許文献１と同様に、燃料電池の万が一の事故による危険性に対する配慮にかけていた。
【０００８】
本発明の目的は、燃料電池の形状を汎用化学電池の形状と同一にして化学電池との互換性をもたせるとともに、万が一燃料電池が破損したときでもメタノールによる発火や水素による爆発等が起こらないように安全性を高めた燃料電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
携帯機器に使用される燃料電池において、
燃料電池を内在する内容器と、前記内容器の外側に設けられたプラスチック又は金属の材料からなる外容器と、から構成され、
前記外容器の形状が汎用の化学電池と同一形状を有するとともに前記燃料電池の出力電圧が前記汎用化学電池の出力電圧と同一であり、
前記内容器と前記外容器の間に粉末の化学消火剤を充填する構成とする。
【００１０】
また、前記燃料電池において、前記消火剤は、泡を発生して火災を防ぐ泡消化剤である構成とする。
【００１１】
このような構成を採用することによって、燃料電池を化学電池の代替品として使用し、万が一燃料電池が破損したときの安全性を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る燃料電池について、図１と図２を参照しながら以下説明する。図１は本発明の実施形態に係る燃料電池が汎用の化学電池、例えば単一乾電池と同一の外観形状を有することを示す図であり、図２は本実施形態に係る燃料電池における直接メタノール方式を例示した場合の内部構造を示す図である。
【００１３】
ここで、１は外容器、２は内容器、３は消火剤、４は燃料のメタノール、５は燃料電池を構成する水素極、６は燃料電池を構成する電解質膜、７は燃料電池を構成する酸素極、８は燃料電池に空気（酸素）を供給するための通気穴、をそれぞれ表す。
【００１４】
まず、本発明の実施形態に係る燃料電池に関する一般的背景について説明する。携帯機器用の燃料電池の形状を現在多く使われている汎用型の化学電池の形状と同一にすることで、また、燃料電池の出力電圧を汎用化学電池の出力電圧に合わせることで、現在いろいろな機器に搭載されている電池と燃料電池とが交換可能となり、また、機器の設計時に燃料電池部分の設計変更をなくすことができて非常に便利である。
【００１５】
しかしながら、燃料電池は、燃料として水素を使用するため、その水素を作るための燃料が必要であり、例えば、直接メタノール方式では、燃料のメタノールが漏れたり、或いは内部で発生した水素が放出される等の可能性があり、携帯時の落下や、他のなんらかの衝撃等にも危険にならないことが求められる。
【００１６】
そこで、本発明の実施形態に係る燃料電池は、図１に示すように汎用の化学電池（例えば、単一乾電池）の外観形状（物理的外形）を同一とし、且つ出力電圧を汎用化学電池と同一にして、携帯機器に使用されている化学電池と置き換えを可能とする。そうすると、携帯機器の寸法設計や動作設計において新たに設計し直すことなく燃料電池を使用できて、非常に便利である。ここで、出力電圧の同一は、例えば燃料電池を２段スタック（積み重ね）することにより汎用化学電池の出力電圧に合わせることができる。
【００１７】
図２は本実施形態の燃料電池の内部構造を示しているが、燃料電池は、その燃料となるメタノール４の入った容器と、燃料電池そのものの発電部の両者が一体となって、内容器２として構成されている。そして、この内容器２の外側にプラスチック又は金属で構成した外容器１を備えている。ただし、外容器に金属を使う時には、正負の極が短絡しないように、絶縁物を一部使う等の配慮は当然に必要である。
【００１８】
更に、本実施形態においては、この外容器１と内容器２の間に、粉末の消火剤３である炭酸水素ナトリューム等を充填して、万が一の落下、衝撃等により、燃料電池が破損し、燃料や水素が噴出して火災となった場合でも、充填されていた消火剤３が先に放出されているので、この消火剤３により消火されて発火等の危険が拡大することが無くなる構成である。この際、消火剤は、界面活性剤等による泡を発生させて、火災を防ぐ泡消化剤を充填する。
【００１９】
以上のように、一般の携帯機器では、その性格上、携帯時に機器を落下させたり、電池交換のために電池を取り出したりするが、このとき、電池を落下させることがときには起こり得る。燃料電池では、電池が放電してしまったときには、燃料電池を取り出して燃料を補給することとなるが、このとき、万が一の落下、衝撃等により、それに対する保護機能が無いときには、燃料電池が破損し、燃料や水素が噴出し火災となることも有り得る。
【００２０】
本発明の実施形態では、筐体が外容器と内容器からなる２重構造になっており、また、その２重構造の間に消火剤が充填されているので、万が一のときには、炭酸水素ナトリューム等の消火剤が先に放出されているので、これによる冷却作用で消火され、危険が拡大することが無くなる。このように、汎用化学電池の形状をした燃料電池の容器を、プラスチックや金属の外容器との２重構造にして、その２重構造の間に炭酸水素ナトリューム等の粉末消火剤を充填する。例えば、本体を落下させたり、電池交換時に燃料電池を落下させたり、外部より何らかの衝撃を受けたときも、二重構造の容器により、燃料電池に穴が開く等を防ぐ。更に、衝撃が大きくて、外容器や内容器が破損し、水素や燃料のメタノールが漏れ出したときでも、２重構造の間に充填された消火剤が広がり、水素やメタノールが発火するのを防ぐ。
【００２１】
また、消化剤としては、一般の家庭で、火災が発生したときに使われる各種泡式消火剤を使うことで、落下等で筐体が破壊されたときには、泡により燃料電池そのものを包み込み、酸素の供給をさまたげるので、火災の発生を防ぐことができる。このように、消火剤として、冷却により消火を行う炭酸ナトリューム等でも良いし、酸素の供給を閉ざして消火させる泡系の消火剤でも良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、燃料電池の万が一の事故のときに、炭酸水素ナトリューム等の消火剤が先に放出されるので、これによる冷却作用で消火され、危険が拡大することが無くなる。
【００２３】
また、消化剤としては、一般の家庭で、火災が発生したときに使われる各種泡式消火剤を使うことで、泡により燃料電池そのものを包み込み、酸素の供給をさまたげるので、火災の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池が汎用の化学電池、例えば単一乾電池と同一の外観形状を有することを示す図である。
【図２】本実施形態に係る燃料電池における直接メタノール方式を例示した場合の内部構造を示す図である。
【符号の説明】
１  外容器
２  内容器
３  消火剤
４  燃料のメタノール
５  燃料電池を構成する水素極
６  燃料電池を構成する電解質膜
７  燃料電池を構成する酸素極
８  燃料電池に空気（酸素）を供給するための通気穴
【図１】
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【図２】
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