(57)【要約】【課題】  燃料電池に対して、特に燃料補給の際に燃料に着火し難い静電気対策構造、燃料電池システム及び燃料補給器を提供する。【解決手段】  燃料補給器１４０の外面１４１に導電性部材１４２を設けると伴に該導電性部材に接続して第１接地部材１４３を有することで、燃料電池１１０への燃料補給の際に燃料補給器に操作者が触れることで、静電気は、手から燃料補給器の導電性部材及び第１接地部材を介してアースされる。よって、燃料補給される機器の燃料補給部周辺で燃料が気化したとしても、静電気による着火がし難い構造を提供することができる。【選択図】図１
2005063726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード極（１１３）に燃料（１９１）を供給しカソード極（１１４）に空気を供給することで発電を行う燃料電池（１１０、１１０−１）に接続可能であり上記燃料の補給を行う燃料補給器（１４０、１４０−１〜１４０−４）に設けられる静電気対策構造において、
上記燃料補給器の人手に触れる少なくとも一部分に形成した導電性部材（１４２）と、
上記導電性部材に接続され上記燃料補給前に人体の静電気をアースする導電性の第１接地部材（１４３）と、
を備えたことを特徴とする燃料電池用静電気対策構造。
【請求項２】
上記燃料電池用静電気対策構造がさらに上記燃料電池にも設けられるとき、
上記第１接地部材は、上記燃料電池を有する機器（１８０、１８０−１、１８０−２）に備わり接地されている第２接地部材（１８３）である、請求項１記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項３】
上記第２接地部材は、上記燃料電池における燃料補給口（１１６）の近傍へ延在し上記燃料補給器が上記燃料補給口に接続される直前に該燃料補給器における上記導電性部材と接触する一端部（１８３ａ）を有する、請求項２記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項４】
上記一端部は、上記導電性部材に接触する付勢力を有するバネ形状にてなる、請求項３記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項５】
上記第２接地部材は、上記燃料電池における燃料補給口（１１６）の内側へ延在し上記燃料補給器が上記燃料補給口に接続される直前に該燃料補給器における上記導電性部材と接触する一端部（１８３ｂ）を有する、請求項２記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項６】
上記一端部は、上記燃料補給口の中心部から放射状に延在するスリット形状にてなる、請求項５記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項７】
上記燃料補給器における上記導電性部材は、該燃料補給器の燃料排出口（１４４）に形成され、
上記第２接地部材は、上記燃料電池における燃料補給口（１１６）にて上記燃料電池の外部へ向かって突設される一端部であって上記燃料補給器の上記燃料排出口が上記燃料補給口に接続されるときに上記導電性部材を突き破ると伴に該導電性部材と接触する一端部（１８３ｃ）を有する、請求項２記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項８】
上記導電性部材は、上記燃料補給器の外面（１４１）にメッキにて形成された導電膜である、請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項９】
上記導電性部材は、上記燃料補給器の外面（１４１）に貼付された導電性シートである、請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項１０】
上記導電性部材は、上記燃料補給器を収容する導電性を有する容器である、請求項１又は２記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項１１】
上記導電性部材の外気による腐蝕を防止し上記導電性部材を被覆する非導電部材（１４６）をさらに備えた、請求項１から１０のいずれかに記載の燃料電池用静電気対策構造。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の燃料電池用静電気対策構造を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれかに記載の燃料電池用静電気対策構造を備えたことを特徴とする燃料補給器。
【請求項１４】
アノード極（１１３）に燃料（１９１）を供給しカソード極（１１４）に空気を供給することで発電を行う燃料電池（１１０、１１０−１）と、上記燃料電池に接続可能であり上記燃料の補給を行う燃料補給器（１４０、１４０−１〜１４０−４）とを備えた燃料電池システムにおいて行われる燃料補給方法において、
上記燃料補給器による上記燃料電池への燃料補給前に上記燃料補給器における静電気をアースした後、上記燃料補給を行うことを特徴とする燃料補給方法。
【請求項１５】
上記燃料補給器の燃料排出口（１４４）には、上記燃料補給器の人手に触れる少なくとも一部分に形成した導電性部材（１４２）が延在して設けられ、かつ上記燃料電池における燃料補給口（１１６）の近傍には、接地されている第２接地部材（１８３）が延在して設けられているとき、上記燃料補給時には、上記導電性部材が上記第２接地部材に接触した後、上記燃料排出口と上記燃料補給口とが接続されて燃料補給を行う、請求項１４記載の燃料補給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に燃料電池へ燃料を補給する際に燃料に着火することを防止する燃料電池用静電気対策構造、該静電気対策構造を有する燃料電池システム及び燃料補給器、並びに上記燃料電池システムにおける燃料補給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年酸素と水素とを燃料とする燃料電池が着目されている。燃料電池は、硫黄酸化物や窒素酸化物等の有害物質の発生が非常に低くクリーンであること、従来のガスエンジン等による発電方式に比べ発電効率が非常に高いこと、施設毎に設置可能で電力会社からの送電ロスがないこと、電気を発生するときに出る熱も利用（コ・ジェネレーション）できるため総合効率が８０％程度と非常に高いことから、次世代のエネルギー源として期待されている。又、安全性と燃料の安定供給との確保に関しても、危険な水素を直接取り入れて化学反応を起こす方式以外にもＬＰガスや天然ガス、メタノール、又は灯油等の炭化水素化合物を触媒に通して水素だけを分離して燃料とする方式が開発されている。燃料電池は、燃料を補給することで継続使用が可能で、燃料補給に関してもカートリッジ方式の燃料タンク等が開発されて燃料補給される機器への利用も可能になってきている。
【特許文献１】特開２００３−７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの燃料電池では燃料となる水素ガスはもちろん、ＬＰガスや天然ガス、メタノール、及び灯油等は、常温で容易に着火するため、燃料補給時に補給口周辺で気化した燃料に着火する危険性がある。特に人間が燃料カートリッジを持って燃料補給を行う場合には、人体の着衣から発生する静電気が着火の原因となり易いという課題がある。ＬＰガスや天然ガスの燃料補給ステ−ションにおける作業員を接地するための安全装置について、上記特許文献１にて静電気対策が提案されているが、燃料電池で稼動する家電機器に関する静電気対策は、未だ有効な手段が提案されていない。
【０００４】
図１７に従来の燃料電池における燃料補給部の構成例を示す。図１７において、１は燃料電池３を備え該燃料電池３へ燃料補給される機器、２は燃料補給される機器１における燃料補給部、４は燃料電池３内の燃料のメタノール、５は燃料電池３内の空気、６は燃料電池３の燃料電極、７は燃料電池３の空気電極、８は燃料電池３の電解質膜、９は燃料電池３の出力端子、１０は燃料電池３の出力配線、１１は燃料電池３へ補給するメタノール４を収容した燃料補給カートリッジ、１２は人間の手、１３は人体の着衣で発生した静電気、及び１４は燃料補給部２に備わるバルブを示す。
上述のように構成された従来の燃料電池３では、人体の着衣で発生した静電気１３は、人間の手１２から燃料補給される機器１の燃料補給部２や、機器１のアースへ放電され、燃料補給部２のバルブ１４やカートリッジ１１の周辺で燃料補給時に気化した燃料に着火する危険性がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、燃料電池に対して、特に燃料補給の際に燃料に着火し難い静電気対策構造、該静電気対策構造を有する燃料電池システム及び燃料補給器、並びに上記燃料電池システムにおける燃料補給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様の静電気対策構造は、アノード極に燃料を供給しカソード極に空気を供給することで発電を行う燃料電池に接続可能であり上記燃料の補給を行う燃料補給器に設けられる静電気対策構造において、
上記燃料補給器の人手に触れる少なくとも一部分に形成した導電性部材と、
上記導電性部材に接続され上記燃料補給前に人体の静電気をアースする導電性の第１接地部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記燃料電池用静電気対策構造がさらに上記燃料電池にも設けられるとき、
上記第１接地部材は、上記燃料電池を有する機器に備わり接地されている第２接地部材であるように構成することもできる。
【０００７】
上記第２接地部材は、上記燃料電池における燃料補給口の近傍へ延在し上記燃料補給器が上記燃料補給口に接続される直前に該燃料補給器における上記導電性部材と接触する一端部を有するように構成することもできる。
【０００８】
上記一端部は、上記導電性部材に接触する付勢力を有するバネ形状にてなるように構成することもできる。
【０００９】
上記第２接地部材は、上記燃料電池における燃料補給口の内側へ延在し上記燃料補給器が上記燃料補給口に接続される直前に該燃料補給器における上記導電性部材と接触する一端部を有するように構成することもできる。
【００１０】
上記一端部は、上記燃料補給口の中心部から放射状に延在するスリット形状にてなるように構成することもできる。
【００１１】
上記燃料補給器における上記導電性部材は、該燃料補給器の燃料排出口に形成され、
上記第２接地部材は、上記燃料電池における燃料補給口にて上記燃料電池の外部へ向かって突設される一端部であって上記燃料補給器の上記燃料排出口が上記燃料補給口に接続されるときに上記導電性部材を突き破ると伴に該導電性部材と接触する一端部を有するように構成することもできる。
【００１２】
上記導電性部材は、上記燃料補給器の外面にメッキにて形成された導電膜であるように構成することもできる。
【００１３】
上記導電性部材は、上記燃料補給器の外面に貼付された導電性シートであるように構成することもできる。
【００１４】
上記導電性部材は、上記燃料補給器を収容する導電性を有する容器であるように構成することもできる。
【００１５】
上記導電性部材の外気による腐蝕を防止し上記導電性部材を被覆する非導電部材をさらに備えるように構成することもできる。
【００１６】
又、本発明の第２態様の燃料電池システムは、上記第１態様の燃料電池用静電気対策構造を備えたことを特徴とする。
【００１７】
又、本発明の第３態様の燃料補給器は、上記第１態様の燃料電池用静電気対策構造を備えたことを特徴とする。
【００１８】
又、本発明の第４態様の燃料補給方法は、アノード極に燃料を供給しカソード極に空気を供給することで発電を行う燃料電池と、上記燃料電池に接続可能であり上記燃料の補給を行う燃料補給器とを備えた燃料電池システムにおいて行われる燃料補給方法において、
上記燃料補給器による上記燃料電池への燃料補給前に上記燃料補給器における静電気をアースした後、上記燃料補給を行うことを特徴とする。
【００１９】
上記第４態様の燃料補給方法において、上記燃料補給器の燃料排出口には、上記燃料補給器の人手に触れる少なくとも一部分に形成した導電性部材が延在して設けられ、かつ上記燃料電池における燃料補給口の近傍には、接地されている第２接地部材が延在して設けられているとき、上記燃料補給時には、上記導電性部材が上記第２接地部材に接触した後、上記燃料排出口と上記燃料補給口とが接続されて燃料補給を行うようにしても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明における上記第１態様の燃料電池用静電気対策構造、上記第２態様の燃料電池システム、及び上記第３態様の燃料補給器によれば、燃料補給器の外面に導電性部材を設けると伴に該導電性部材に接続される第１接地部材を有することで、燃料電池への燃料補給の際に燃料補給器に操作者が触れることで、操作者の着衣で発生した静電気は、操作者の手から燃料補給器の導電性部材及び第１接地部材を介してアースされる。そして上記アース後に燃料補給がなされる。よって、燃料補給される機器の燃料補給部周辺で燃料が気化したとしても、静電気による着火がし難い構造を提供することができる。
【００２１】
さらに、上記燃料電池用静電気対策構造を、燃料電池を有する機器にも設けることができ、上記機器に設けた第２接地部材の一端部を、燃料電池における燃料補給口の近傍に延在させたり、上記燃料補給口の内側に延在させたり、上記燃料補給口に対してスリット形状としたり、上記燃料補給口にて針状形状としたりすることで、燃料補給時には、まず、燃料補給器の導電性部材と一端部とが接触し静電気はアースされる。そしてアース後に燃料補給が行われる。よって、燃料補給時に静電気が原因で燃料に着火することをより確実に防止することができる。
【００２２】
又、本発明における上記第４態様の燃料補給方法によれば、燃料補給器による燃料電池への燃料補給前に上記燃料補給器における静電気がアースされ、アースした後、上記燃料補給が行われる。よって、燃料補給される機器の燃料補給部周辺で燃料が気化したとしても、静電気による着火し難くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態である燃料電池用静電気対策構造、該静電気対策構造を有する燃料電池システム及び燃料補給器、並びに上記燃料電池システムにて行われる燃料補給方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号を付している。
図１には、本発明の第１実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０１、及び該燃料電池用静電気対策構造１０１を有する燃料電池システム２００を示している。ここで、燃料電池システム２００は、燃料電池１１０を備えた機器１８０と、燃料電池１１０へ燃料の補給を行う燃料補給器１４０とを有する。又、該第１実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０１は、燃料補給器１４０に対して施している。
【００２４】
本実施形態における燃料電池１１０は、固体高分子電解質を挟んでアノード極とカソード極とを配置した固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）であって、さらに、メタノールやジメチルエーテル等の有機燃料を直接アノード極に供給して発電する燃料電池である、例えば直接型メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）である。このような燃料電池１１０は、ケーシング１１１と、該ケーシング１１１内に設けられる、電解質膜１１２と、アノード極１１３と、カソード極１１４とを備える。
電解質膜１１２は、固体高分子電解質膜を有し、アノード極１１３とカソード極１１４とに挟まれて配置される。アノード極１１３は、燃料を分解し電子を引き抜く触媒と、燃料の拡散層と、集電体としてのセパレータとが積層された構造であり、カソード極１１４は、プロトンと酸素との反応触媒と、空気の拡散層と、集電体としてのセパレータとが積層された構造である。アノード極１１２及びカソード極１１４の上記触媒としては、白金、ルテニウムが使用される。
【００２５】
又、ケーシング１１１内は、アノード極１１３、電解質膜１１２、及びカソード極１１４にて燃料収納部１１１１及び空気収納部１１１２に２分割され、燃料収納部１１１１にはアノード極１１３が、空気収納部１１１２にはカソード極１１４がそれぞれ面する。さらに燃料収納部１１１１には上記燃料としての例えばメタノール１９１が充填され、空気収納部１１１２には空気１９２が充填される。又、ケーシング１１１には、アノード極１１３及びカソード極１１４に電気的に接続される出力端子１１５、１１５が設けられ、該出力端子１１５には、それぞれ出力配線１８１、１８１が接続される。
さらにケーシング１１１には、燃料収納部１１１１にメタノール１９１を補給するための燃料補給口１１６が開口し、該燃料補給口１１６には、燃料補給器１４０の燃料排出口１４４部分が着脱可能であると伴に燃料補給口１１６からのメタノール１９１の漏洩を防止するための燃料電池側バルブ１１７が取り付けられている。尚、該バルブ１１７に対応して、機器１８０には、燃料補給器１４０が貫通可能な開口１８２が形成されている。又、燃料電池１１０において、燃料の漏洩防止並びに供給開始及び停止を行う手段は、上記燃料電池側バルブ１１７に限定されるものではなく、燃料の漏洩防止並びに供給開始及び停止の機能を発揮可能な公知の構造を採ることができる。
【００２６】
燃料補給器１４０は、本実施形態では可撓性を有する樹脂材で一体成形され、メタノール１９１を封入したもので、図示するように人手２９０にて押し潰すことで燃料収納部１１１１へのメタノール１９１の注入が行える。又、燃料補給器１４０の容器外面１４１において、人手２９０が接触する少なくとも一部分には、導電性の部材１４２が設けられている。本実施形態では、外面１４１の全てにわたりメッキにて導電性部材１４２が形成されている。
又、燃料補給器１４０の先端部分には、燃料電池１１０のバルブ１１７に連結可能であり、バルブ１１７と連結されたときには燃料補給器１４０内の燃料であるメタノール１９１を燃料電池１１０へ供給可能とする補給器側バルブ１４９を設けている。
【００２７】
本実施形態で採用した燃料電池側バルブ１１７及び補給器側バルブ１４９について、図２〜図４を参照して説明する。両者とも同じ構成を有する。即ち、スプリング１１７１、１４９１にてピストン１１７２、１４９２をシール部１１７３、１４９３に押圧する構成にてなり、両者が連結可能なように、ネジ部１１７４、１４９４を有する。又、ピストン１１７２の先端部には凸部１１７５が、ピストン１４９２の先端部には凸部１４９５がそれぞれ形成されている。又、スプリング１４９１のバネ定数は、スプリング１１７１のバネ定数に比べ非常に大きい。
このように構成される燃料電池側バルブ１１７及び補給器側バルブ１４９において、例えば燃料補給器１４０を回転させることで、補給器側バルブ１４９のネジ部１４９４を、燃料電池１１０のバルブ１１７のネジ部１１７４にねじ込むことで、図３に示すように、凸部１１７５、１４９５とが当接し、スプリング１１７１、１４９１のバネ定数の相違に起因して、まず、燃料電池側バルブ１１７のスプリング１１７１が圧縮され、燃料電池側バルブ１１７のピストン１１７２がシール部１１７３から離れバルブ１１７が開く。さらに補給器側バルブ１４９のネジ部１４９４を、燃料電池１１０のバルブ１１７のネジ部１１７４にねじ込むことで、図４に示すように、補給器側バルブ１４９のピストン１４９２がシール部１４９３から離れバルブ１４９が開く。
このように各バルブ１１７、１４９が動作する理由は以下の通りである。即ち、燃料補給の際には、燃料電池１１０の燃料収納部１１１１における燃料残量が少ない状態であるので、燃料電池側バルブ１１７を先に開けても燃料が流れ出すことはない。一方、燃料補給器１４０内は燃料で満たされており、燃料電池側バルブ１１７より先に開けると燃料が流れ出て、燃料電池側バルブ１１７が開いていない状態では燃料が外部へ漏れ出てしまうからである。
【００２８】
尚、燃料補給器１４０の形態は、図示され上述したスポイト状の形態が簡易で製作も容易で好ましいが、該形態に限定されるものではなく、要するに燃料補給機能を発揮可能な公知の形態を採用することができる。又、燃料補給器１４０において、燃料の漏洩防止並びに供給開始及び停止を行う手段は、上記補給器側バルブ１４９に限定されるものではなく、燃料の漏洩防止並びに供給開始及び停止の機能を発揮可能な公知の構造を採ることができる。
【００２９】
外面１４１への導電性部材１４２の形成方法は、上記メッキに限定されず、例えば導電性部材１４２にてなるシートを外面１４１に貼付しても良いし、さらには、図５に示すように、導電性の金属等の筒や箱等の容器１４２１に燃料補給器１４０の一部を収納しても良い。尚、容器１４２１を用いた場合、操作者は容器１４２１に接触する必要がある。
導電性部材１４２には、人体の静電気をアースする導電性で例えば帯状形状にてなる第１接地部材１４３の一端が接続されている。該第１接地部材１４３の他端は常時接地される。このような導電性部材１４２及び第１接地部材１４３にて、上記燃料電池用静電気対策構造１０１を構成している。
【００３０】
以上のように構成された燃料電池システム２００において、燃料電池１１０による発電により燃料電池１１０の燃料収納部１１１１内のメタノール１９１が消費されたとき、操作者は、燃料補給器１４０の燃料排出口１４４に設けた補給器側バルブ１４９を燃料電池１１０のバルブ１１７に連結し燃料電池１１０と燃料補給器１４０とを接続する。接続後、操作者は、燃料補給器１４０を押し潰すことで、燃料補給器１４０内のメタノール１９１を、燃料電池側バルブ１１７及び補給器側バルブ１４９を通して燃料収納部１１１１内へ注入し、メタノール１９１の補給を行う。
上述のメタノール１９１の補給操作において、燃料補給器１４０は、上述のように外面１４１に導電性部材１４２を形成し第１接地部材１４３にてアースするようにしていることより、人体の着衣で発生した静電気は、燃料補給が行われる前に、人間の手２９０から導電性部材１４２及び第１接地部材１４３を経由して常時アースされている。よって、バルブ１１７又は燃料補給器１４０の周辺でメタノール１９１が気化しても、上記静電気が原因で着火し難い構造となっており、燃料補給時には静電気着火し難い燃料電池を提供することができる。
尚、第１接地部材１４３の他端は、機器１８０の接地部材に接続することもできる。
【００３１】
又、燃料補給器１４０の変形例として、図６に示す燃料補給器１４０−１の形態を採ることもできる。即ち、燃料補給器１４０−１では、容器外面１４１に形成した導電性部材１４２を覆い、外気による導電性部材１４２の腐蝕を防止する非導電部材１４６をさらに設けている。尚、図６では、容器外面１４１の一部にのみ導電性部材１４２を形成した場合を示しているが、上述のように該形態に限定するものではない。尚、非導電部材１４６は、導電性部材１４２に対して容易に剥離可能に設けられる。
このような燃料補給器１４０−１によれば、非導電部材１４６により導電性部材１４２は腐蝕が防止され、劣化を防ぐことができる。尚、燃料補給時には、非導電部材１４６を導電性部材１４２から剥離する。よって、静電気除去を確実に行うことができる。
又、上記非導電部材１４６は、以下に説明する各実施形態及び変形例に適用することも可能である。
【００３２】
図７には、本発明の第２実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０２、及び該燃料電池用静電気対策構造１０２を有する燃料電池システム２０１を示している。ここで、燃料電池システム２０１は、燃料電池１１０を備えた機器１８０−１と、燃料電池１１０へ燃料の補給を行う燃料補給器１４０−２とを有する。又、該第２実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０２は、燃料電池１１０及び燃料補給器１４０−２に対して施されている。尚、燃料電池１１０の構成は、上述の第１実施形態の場合に同じであり、ここでの説明は省略する。又、燃料補給器１４０−２は、燃料補給器１４０から第１接地部材１４３を外した構成にてなり、その他の構成は燃料補給器１４０の場合に同じである。
機器１８０−１は、接地される第２接地部材１８３を有し、該第２接地部材１８３は、燃料電池１１０における開口１８２まで延在し、より好ましくは図８に示すように、燃料補給口１１６の近傍、より好ましくかつ具体的にはバルブ１１７に接触して延在し、上記燃料補給器１４０−２から燃料電池１１０に燃料が供給される直前に該燃料補給器１４０−２における導電性部材１４２と接触する一端部１８３ａを有する。又、該一端部１８３ａは、導電性部材１４２に確実に接触するように、導電性部材１４２へ押圧される程度の付勢力を有するバネ形状にてなるのが好ましい。尚、該バネ形状は、図７に示すように板バネ状が簡易であり、又、燃料補給器１４０−２の装着時の抵抗を抑えるため、装着方向１４５へ屈曲しているのが好ましい。
【００３３】
上述の燃料電池システム２０１においても燃料電池システム２００の場合と同様に、メタノール１９１の補給のため燃料補給器１４０−２がバルブ１１７へ装填される。一方、バルブ１１７部分には、第２接地部材１８３の一端部１８３ａが延在していることから、上記装填時には、まず、一端部１８３ａと燃料補給器１４０−２の導電性部材１４２とが接触し、その後、燃料補給器１４０−２の燃料排出口１４４に設けた補給器側バルブ１４９を燃料電池側バルブ１１７にねじ込み、燃料補給器１４０−２と燃料電池１１０とを接続し、燃料補給が行われる。
このため、人体の着衣で発生した静電気は、人間の手２９０から燃料補給器１４０−２の導電性部材１４２、及び一端部１８３ａを介して第２接地部材１８３へ流れアースされる。その後、燃料補給が開始される。よって、燃料補給部のバルブ１１７や燃料補給器１４０−２の周辺で燃料が気化しても着火し難い構造となっており、燃料補給時に静電気着火し難い燃料電池システムを提供することができる。
【００３４】
上述したように、第２接地部材１８３は、図８に示すように一端部１８３ｂを有することもできる。該一端部１８３ｂは、燃料電池１１０の燃料補給口１１６の内側１１６ａへ延在し、燃料補給器１４０−２が燃料補給口１１６に接続される直前に該燃料補給器１４０−２の導電性部材１４２と接触するように構成される。又、燃料補給口１１６の内側１１６ａにおける一端部１８３ｂは、メッキにて形成することもできるし、燃料補給口１１６の少なくとも一部分を導電性金属にて形成しても良い。
【００３５】
又、図９に示すように、第２接地部材１８３の一端部は、開口１８２又は燃料補給口１１６を覆うように設けられ、図１０に示すように燃料補給口１１６の中心部１１６ｂから放射状に延在するスリット形状の一端部１８３ｃとすることもできる。この場合、燃料補給器１４０−２の燃料排出口１４４は、図１１に示すようにスリット形状の一端部１８３ｃを押し開いて燃料補給口１１６に挿入される。尚、燃料補給後、燃料補給器１４０−２が燃料補給口１１６から離脱するとき、スリット形状の一端部１８３ｃは、元の状態に復帰する。
上記一端部１８３ｂ、１８３ｃによっても、上述の一端部１８３ａの場合と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
図１２及び図１３には、第３実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０３、及び該燃料電池用静電気対策構造１０３を有する燃料電池システム２０２を示している。ここで、燃料電池システム２０２は、燃料電池１１０を備えた機器１８０−２と、燃料電池１１０へ燃料の補給を行う燃料補給器１４０−３とを有する。又、該第３実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０３は、燃料電池１１０及び燃料補給器１４０−３に対して施している。尚、燃料電池１１０の構成は、上述の第１実施形態の場合に同じであり、ここでの説明は省略する。
燃料補給器１４０−３は、燃料補給器１４０から第１接地部材１４３を外し、かつ補給器側バルブ１４９を削除するとともに燃料排出口１４４を覆う樹脂材１４６を設けている。又、該樹脂材１４６には、外面を覆い導電性部材１４６ａが設けており、該導電性部材１４６ａは、燃料補給器１４０−３の導電性部材１４２と電気的に接続されている。その他の構成は燃料補給器１４０の場合に同じである。
機器１８０−２は、機器１８０−１に対して第２接地部材１８３の一端部のみが相違する。即ち、機器１８０−２における一端部１８３ｄは、燃料電池１１０の燃料補給口１１６まで延在し、さらに、燃料補給口１１６を覆うように形成された板状の基礎部１８３ｄ−１と、該基礎部１８３ｄ−１から当該燃料電池１１０の外部へ向かって突出する針状部１８３ｄ−２とを有する。基礎部１８３ｄ−１は、図１３に示すように、燃料を通過させるため基礎部１８３ｄ−１の厚み方向に基礎部１８３ｄ−１を貫通して開口１８３ｄ−３が形成されている。
【００３７】
上述の燃料電池システム２０２においても燃料電池システム２００の場合と同様に、メタノール１９１の補給のため燃料補給器１４０−３がバルブ１１７へ装填される。一方、燃料補給器１４０−３の燃料排出口１４４には導電性部材１４６ａを設けた樹脂材１４６が設けられ、かつ燃料電池１１０の燃料補給口１１６には第２接地部材１８３の一端部１８３ｄにおける針状部１８３ｄ−２が形成されている。よって、上記装填時には、図１４に示すように、まず、針状部１８３ｄ−２が燃料補給器１４０−３の燃料排出口１４４の導電性部材１４６ａに接触する。導電性部材１４６ａは燃料補給器１４０−３の導電性部材１４２に接続されていることから、上記接触により、人体の静電気は、人間の手２９０から導電性部材１４２、導電性部材１４６ａ、針状部１８３ｄ−２、及び第２接地部材１８３を介してアースされる。該アース後、装着方向１４５への燃料補給器１４０−３の移動により、針状部１８３ｄ−２は、図１５に示すように、燃料補給器１４０−３の燃料排出口１４４の導電性部材１４６ａ及び樹脂材１４６を突き破る。このとき、燃料排出口１４４は、一端部１８３ｄの基礎部１８３ｄ−１を超えて燃料収納部１１１１側へ挿入されない。
導電性部材１４６ａ及び樹脂材１４６が破れることで、燃料排出口１４４、一端部１８３ｄの開口１８３ｄ−３、及び燃料補給口１１６を通して燃料が燃料補給器１４０−３から燃料電池１１０へ補給される。
このように、第３実施形態においても、燃料供給前にまずアースされることから、燃料補給部のバルブ１１７や燃料補給器１４０−３の周辺で燃料がたとえ気化しても着火し難い構造となっており、燃料補給時に静電気着火し難い燃料電池システムを提供することができる。
【００３８】
図１６には、第４実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０４、及び該燃料電池用静電気対策構造１０４を有する燃料電池システム２０３を示している。ここで、燃料電池システム２０３は、燃料電池１１０−１と、燃料電池１１０−１へ燃料の供給を行う燃料補給器として機能する燃料タンク１４０−４とを有する。又、該第４実施形態における燃料電池用静電気対策構造１０４は、燃料タンク１４０−４に対して施している。
燃料電池１１０−１は、上述した燃料電池１１０における燃料収納部１１１１に代えて燃料浸漬部１１１３を設け、さらに燃料補給口１１６に燃料補給バルブ１１８を備えている。その他の構成は燃料電池１１０と変わるところはなく、ここでの説明を省略する。尚、図１６では燃料補給バルブ１１８について簡略して図示しているが、上記燃料電池側バルブ１１７と同様の構造にてなる。
燃料タンク１４０−４は、燃料浸漬部１１１３に対して着脱自在な交換式の燃料タンクであり、ケーシング１４７内には燃料であるメタノール１９１が充填されており、燃料排出口には、燃料電池１１０−１の燃料補給バルブ１１８に接続可能な燃料供給バルブ１４８が設けられている。さらに、ケーシング１４７の外面には、少なくとも操作者の手２９０が接触する部分に導電性部材１４２が例えばメッキにて設けられており、上述の第１実施形態の場合と同様に、導電性部材１４２には、導電性で例えば帯状形状にてなる第１接地部材１４３の一端が接続されている。該第１接地部材１４３の他端は接地される。尚、図１６では燃料供給バルブ１４８について簡略して図示しているが、上記補給器側バルブ１４９と同様の構造にてなる。
【００３９】
上述のように構成された燃料電池システム２０３においても、燃料電池システム２００の場合と同様に、メタノール１９１の補給のため燃料タンク１４０−４の燃料供給バルブ１４８が燃料電池１１０−１の燃料補給バルブ１１８に接続される。一方、燃料タンク１４０−４には、導電性部材１４２及びアースされている第１接地部材１４３が設けられていることから、人体の着衣で発生した静電気は、人間の手２９０から燃料タンク１４０−４の導電性部材１４２及び第１接地部材１４３を介してアースされる。そして該アース後、燃料タンク１４０−４が燃料電池１１０−１に接続される。
よって、燃料浸漬部１１１３への燃料補給バルブ１１８や、燃料タンク１４０−４の燃料供給バルブ１４８の周辺で燃料であるメタノール１９１が補給時に気化していたとしても、静電気が原因で着火し難い構造となっており、燃料補給時に静電気着火し難い交換式の燃料タンク１４０−４を用いた燃料電池１１０−１を提供することができる。
【００４０】
尚、上述の各説明では、燃料としてメタノールを例に採ったが、本発明ではメタノール以外のＬＰガスや天然ガス、水素ガス、又は灯油等を用いる燃料電池に適用しても同様の効果が得られる。
又、各実施形態は、適宜、組み合わせて構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の実施形態における燃料電池用静電気対策構造は、特に燃料電池へ燃料を補給する際に燃料に着火することを防止することに対して有用であり、燃料電池を備えた燃料電池システム、及び上記燃料電池へ燃料の補給を行う燃料補給器に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池システムを示す図である。
【図２】図１に示す燃料電池側バルブ及び補給器側バルブを説明するための図である。
【図３】図１に示す燃料電池側バルブ及び補給器側バルブが接触した状態を示す図である。
【図４】図１に示す燃料電池側バルブ及び補給器側バルブが連結され燃料供給可能な状態を示す図である。
【図５】図１に示す燃料補給器に設けられる導電性部材の変形例を示す図である。
【図６】図１に示す燃料補給器の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態の燃料電池システムを示す図である。
【図８】図７に示す燃料電池システムの変形例を示す図である。
【図９】図７に示す燃料電池システムの別の変形例を示す図である。
【図１０】図９に示す一端部の平面図である。
【図１１】図９に示す一端部に燃料補給器が接続された状態を概念的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の燃料電池システムを示す図である。
【図１３】図１２に示す一端部の平面図である。
【図１４】図１２に示す燃料電池システムにおいて、燃料電池に燃料補給器が接触した状態を示す図である。
【図１５】図１２に示す燃料電池システムにおいて、燃料補給器から燃料電池に燃料が供給可能な状態を示す図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の燃料電池システムを示す図である。
【図１７】従来の燃料電池システムを示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０１〜１０４…燃料電池用静電気対策構造、１１０、１１０−１…燃料電池、
１１３…アノード極、１１４…カソード極、１１６…燃料補給口、
１４０、１４０−１〜１４０−４…燃料補給器、１４１…外面、
１４２…導電性部材、１４３…第１接地部材、１４４…燃料排出口、
１４６…非導電部材、１８０、１８０−１、１８０−２…機器、
１８３…第２接地部材、１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｄ…一端部、
１９１…メタノール、
２００〜２０３…燃料電池システム、
１１１１…燃料収納部、１１１２…空気収納部、１１１３…燃料浸漬部。
【図１】
2005063726.tif 000003
【図２】
2005063726.tif 000004
【図３】
2005063726.tif 000005
【図４】
2005063726.tif 000006
【図５】
2005063726.tif 000007
【図６】
2005063726.tif 000008
【図７】
2005063726.tif 000009
【図８】
2005063726.tif 000010
【図９】
2005063726.tif 000011
【図１０】
2005063726.tif 000012
【図１１】
2005063726.tif 000013
【図１２】
2005063726.tif 000014
【図１３】
2005063726.tif 000015
【図１４】
2005063726.tif 000016
【図１５】
2005063726.tif 000017
【図１６】
2005063726.tif 000018
【図１７】
2005063726.tif 000019