(57)【要約】【課題】  燃料収容部をカートリッジ化した燃料電池において、燃料タンクに収容されている液体燃料を計量するのに、特別な検知手段を設けることなく、視認性の高い残量検知が可能な燃料電池を提供する。【解決手段】  着色成分で着色された着色液体燃料を収容する燃料タンク２０と、前記着色液体燃料から着色成分を除去する着色成分除去部２１と、前記着色成分除去部によって着色成分が除去された液体燃料を用いて発電反応を行う反応部２３とを有する燃料電池であって、前記燃料タンク２０の少なくとも一部に透明部材からなる残量確認窓１２を有する燃料電池。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色成分で着色された着色液体燃料を収容する燃料収容部と、前記着色液体燃料から着色成分を除去する着色成分除去部と、前記着色成分除去部によって着色成分が除去された液体燃料を用いて発電反応を行う反応部とを有する燃料電池であって、前記燃料収容部の少なくとも一部が透明部材で構成されていることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記燃料収容部と前記着色成分除去部とが一体に構成され、かつ前記反応部に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
前記着色成分除去部における着色成分の除去を、濾過、イオン交換または吸着により行う請求項１記載の燃料電池。
【請求項４】
前記濾過を中空糸膜を用いて行う請求項３記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池に関し、特に燃料収容部をカートリッジ化した燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料の補充を簡便化するために燃料収容部をカートリッジ状に構成し、着脱可能とした燃料電池が従来から考案されている。例えば、特許文献１には、発電セル部と、該電池セル部に対して着脱可能な燃料タンクと廃液タンクとで構成される燃料電池が開示されている。特許文献１では、燃料タンクは透明部材で構成されており、燃料として使用されるメタノールの残量を視認できるように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２には、発電モジュールと該発電モジュールに対して着脱可能な燃料パックとで構成され、既存の化学電池と略同等の形状を有した燃料電池が開示されている。特許文献２では燃料の残量検知について燃料パック内の液面ないしは透過率を、光学センサを用いて検出するとの記述がなされている。
【特許文献１】特開２００２−１６９６２５号公報（第４頁、図３）
【特許文献２】特開２００２−２８９２１０号公報（第２８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１では、燃料の残量を特別な検知手段を設けることなく目視により確認可能な構成になっているが、透明なメタノール燃料を、透明部材を通して視認する構成となっているため、その視認性は極めて低いことに問題がある。
【０００５】
また、上記の特許文献２では、燃料の残量を特別な検知手段である光学センサを用いて行っている。このことはコストの上昇を招くばかりでなく、残量検知を行うために電力が必要であるので、燃料電池からの電力供給がなくなってしまったときには肝心の残量検知を行うことができないといった問題を抱えている。つまり、燃料が完全に空になり、燃料切れで装置が動作しなくなったのか、またはそれ以外の原因で動作しなくなったのかを特定することができない。もちろん残量検知のための電力を燃料電池以外の化学電池等から供給する構成とすることも可能ではあるが、より複雑な構成となるため装置の小型化、低コスト化を阻むこととなる。
【０００６】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、燃料収容部をカートリッジ化した燃料電池において、燃料タンクに収容されている液体燃料を計量するのに、特別な検知手段を設けることなく、視認性の高い残量検知が可能な燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、着色成分で着色された着色液体燃料を収容する燃料収容部と、前記着色液体燃料から着色成分を除去する着色成分除去部と、前記着色成分除去部によって着色成分が除去された液体燃料を用いて発電反応を行う反応部とを有する燃料電池であって、前記燃料収容部の少なくとも一部が透明部材で構成されていることを特徴とする燃料電池である。
【０００８】
前記燃料収容部と前記着色成分除去部とが一体に構成され、かつ前記反応部に対して着脱可能に構成されていることが好ましい。
前記着色成分除去部における着色成分の除去を、濾過、イオン交換または吸着により行うことが好ましい。
前記濾過を中空糸膜を用いて行うことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、燃料収容部をカートリッジ化した燃料電池において、燃料タンクに収容されている液体燃料を計量するのに、特別な検知手段を設けることなく、視認性の高い残量検知が可能な燃料電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の燃料電池は、着色成分で着色された着色液体燃料を収容する燃料収容部と、前記着色液体燃料から着色成分を除去する着色成分除去部と、前記着色成分除去部によって着色成分が除去された液体燃料を用いて発電反応を行う反応部とを有する燃料電池であって、前記燃料収納部の少なくとも一部が透明部材で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、液体燃料が所定の着色成分で着色された着色液体燃料を収容した燃料収容部の少なくとも一部を透明部材で構成したので、着色液体燃料の残容量、言い換えるなら燃料の残量をより確実に視認することができる。すなわち特別な検知手段を備えることなく、視認性の高い残量検知が可能な燃料電池を提供することが可能となる。
【００１２】
この際、着色成分は反応部の前段に設けた着色成分除去部によって除去するようにしたので、着色成分が発電作用（電気化学反応）に悪影響を及ぼすことはない。
しかも、燃料収容部と着色成分除去部とを一体に構成して燃料カートリッジとし、かつ該燃料カートリッジを反応部（発電セル部）に対して着脱可能としたので、着色成分除去部は燃料収容部と共に一体の燃料カートリッジとして交換することが可能となる。つまり、本発明を実施するのに、着色成分除去部のメンテナンス作業等が新規に必要となることはない。
【００１３】
本発明において、液体燃料には、例えばメタノール、メタノール水溶液、液体水素、その他水素成分を含有した適宜の液体ないしは液化物質を用いることができる。
着色成分は、液体燃料を着色することができる物質であればよく、例えば染料、顔料、有機顔料等を用いることができる。
【００１４】
燃料収容部には金属、ガラス、高分子樹脂部材（モールド部材）等を用いることができる。また、燃料収容部の少なくとも一部を構成する透明部材には、透明性を有したガラス、高分子樹脂部材（モールド部材）等を用いることができる。なお、本発明において、透明とは、燃料収容部内の液量（すなわち燃料の残量）の大まかな状態を、肉眼によって確認できる程度以上の透明度を有する状態を言う。
【実施例】
【００１５】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
図１は本発明に係る燃料電池を搭載した電子機器の構成図である。図中、１はノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器であり、該電子機器１内に、燃料電池２が着脱可能に収容される構造になっている。燃料電池２は、さらに発電セル部１０と燃料カートリッジ１１とに分かれており、発電セル部１０と燃料カートリッジ１１も着脱可能な構造になっている。したがって、ユーザーは燃料電池２の全体を着脱することもできるし、発電セル部１０は電子機器１内に収容したまま、燃料カートリッジ１１だけを着脱する、すなわち交換することもできるようになっている。
【００１６】
図２に燃料電池２の外観図を示す。図からも明らかなように、燃料カートリッジ１１の端面部には透明部材で構成された残量確認窓１２が設けられている。燃料カートリッジ１１内には、所定の着色成分で適宜の色に着色されたメタノール燃料が収容されている。したがってユーザーは残量確認窓１２を介して、メタノール燃料の残量を視認性良く確認できる構成になっている。
【００１７】
図３は燃料電池２のより詳細な構成を示す図である。図中、２０は燃料収容部である燃料タンクで、液体燃料、より具体的には所定の染料または顔料等で適宜の色に着色されたメタノール溶液が収容された燃料タンクである。燃料タンク２０の一端面は図２でも説明したように透明部材で構成された残量確認窓１２になっている。
【００１８】
着色液体燃料中の着色成分、例えば染料または顔料等は着色成分除去部２１によって除去される。着色成分除去部では、着色液体燃料から着色成分を濾過、イオン交換または吸着等の除去方法により除去する。例えば、イオン交換樹脂や中空糸膜などのフィルタ素材を用いることができる。
【００１９】
以上の燃料タンク２０と着色成分除去部２１とで、燃料カートリッジ１１を構成する。
着色成分が除去された液体燃料は燃料供給孔２２を経て、反応部２３に至る。反応部２３は触媒微粒子が付着した燃料極、空気極および両極間に装着されたイオン導電膜で構成されており、周知の電気化学反応によって発電が実行される。発電された電力は電気接点１３を介して図１で説明した電子機器１内に供給される。
【００２０】
発電セル部１０には、吸気口１４と排気口１５が設けられており、吸気口１４からは空気中から酸素（Ｏ2 ）が取り込まれ、電気化学反応の結果生成された副生成物としての二酸化炭素（ＣＯ2 ）と水（Ｈ2 Ｏ）が排出される。以上の反応部２３、電気接点１３、吸気口１４、排気口１５とで発電セル部１０を構成する。また副生成物としての水（Ｈ2 Ｏ）を燃料電池２外に排出することが望ましくない場合は、図４に示すように燃料カートリッジ１１内に排水タンク２５を設け、排水孔２４を介して排水タンク２５内に生成された水（Ｈ2 Ｏ）を回収するようにしてもよい。
【００２１】
なお以上の実施例では燃料成分としてメタノールを用いた場合を例に説明を行ったが、本発明はこれに限定されるわけではなく、水素成分を含む他の液体燃料、液化燃料を燃料成分とした場合にも適用可能である。また図５に示すように、反応部２３の前段に燃料改質器２６を備え燃料極に水素（Ｈ2 ）を供給するタイプの燃料電池であっても、燃料改質器２６の前段に着色成分除去部２１を配置することで、本発明を良好に実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、燃料収容部をカートリッジ化した燃料電池において、燃料タンクに収容されている液体燃料を計量するのに、特別な検知手段を設けることなく、視認性の高い残量検知が可能なために電子機器用の燃料電池として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る燃料電池を搭載した電子機器の構成図である。
【図２】本発明に係る燃料電池の外観図である。
【図３】本発明に係る燃料電池の構成図である。
【図４】本発明に係る燃料電池の他の例を示す構成図である。
【図５】本発明に係る燃料電池の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  電子機器
２  燃料電池
１０  発電セル部
１１  燃料カートリッジ
１２  残量確認窓
１３  電気接点
１４  吸気口
１５  排気口
２０  燃料タンク（燃料収容部）
２１  着色成分除去部
２２  燃料供給孔
２３  反応部
２４  排水孔
２５  排水タンク
２６  燃料改質器
【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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