(57)【要約】【課題】  大電流を取り出す場合においても安定した出力が得られ、洗浄器や温冷蔵庫、クーラーボックス等としても使用できる燃料電池内蔵容器の提供。【解決手段】容器と、容器の外面に沿って設けられ、プロトン伝導膜と前記プロトン伝導膜の外側の面に設けられた空気側触媒電極と前記プロトン伝導膜の内側の面に設けられた燃料側触媒電極を有する燃料電池と、前記燃料電池における燃料側触媒電極に燃料を供給する燃料供給手段とを備えた燃料電池内蔵容器。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
容器の外面に沿って設けられ、プロトン伝導膜と前記プロトン伝導膜の外側の面に設けられた空気側触媒電極と前記プロトン伝導膜の内側の面に設けられた燃料側触媒電極を有する燃料電池と、
前記燃料電池における燃料側触媒電極に燃料を供給する燃料供給手段とを
備えてなることを特徴とする燃料電池内蔵容器。
【請求項２】
前記プロトン伝導膜は筒状に形成され、前記燃料側触媒電極は前記プロトン伝導膜の内周面に、前記空気側触媒電極は前記プロトン伝導膜の外周面に形成されてなる請求項１に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項３】
前記燃料供給手段は、前記燃料側触媒電極と前記容器との間に設けられた燃料タンクと、一端が前記燃料側触媒電極の内周側に当接され、他端が前記燃料タンクに接続されて前記燃料タンク内の燃料を吸上げて前記燃料側触媒電極に供給する燃料吸上げ層とを有するとともに、前記燃料電池の空間は前記燃料タンクの内側に形成されてなる請求項１または２に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項４】
前記燃料電池によって充電される二次電池を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項５】
前記容器の内部に、前記容器内の被洗浄物品を洗浄媒体で洗浄する洗浄手段が設けられてなる請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項６】
前記洗浄手段は超音波素子である請求項５に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項７】
前記被洗浄物品は電気剃刀である請求項６に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項８】
前記容器の内部に冷却または加熱する冷却加熱手段が設けられてなる請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項９】
前記冷却加熱手段はペルチェ素子である請求項８に記載の燃料電池内蔵容器。
【請求項１０】
前記容器の底面に配置された前記二次電池を備えたことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池内蔵容器
【請求項１１】
リング状に形成されたプロトン伝導膜と、前記プロトン伝導膜の外面上に形成された第１の触媒層と、前記プロトン伝導膜の内面上に形成された第２の触媒層とを備えてなる燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池内蔵容器に関し、特に、負荷の大小によらずに安定した出力を得られるとともに、洗浄容器やクーラーボックス、冷蔵庫、温蔵庫などの種々の用途に使用できる空間を有する燃料電池内蔵容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、従来の一次電池や二次電池に比較して高い出力密度を達成できる可能性があること、および燃料を補充すれば発電を継続するので、充電が不要であることが特長である。
【０００３】
そこで、近年、燃料電池の前記特長に着目し、従来、一次電池や二次電池を電源として使用してきた携帯機器において、燃料電池を電源として使用することが検討されている。
【０００４】
燃料電池を電源とする携帯機器としては、たとえばストロボ用電源として燃料電池を用いたカメラなどが提案された（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３―１８６０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料電池は、充電無しで長時間の使用が可能であるから、髭剃りや眼鏡などの洗浄器や、携帯型冷蔵庫、温蔵庫、クーラーボックスなどの電源として使用できれば、戸外などの電源の無い場所でも使用できるから好適である。
【０００６】
しかしながら、燃料電池は、セル面積、換言すればプロトン伝導膜の面積によって出力が決まる。たとえばある燃料電池の単位セル面積当りの出力を５０ｍW／ｃｍ2とすると、携帯電話の場合には出力は通常１W程度であるから、セル面積は、１０００（ｍW）÷５０（ｍW／ｃｍ2）＝２０ｃｍ2もあればよいが、パーソナルコンピュータに使用する場合には、パーソナルコンピュータの出力を２０Wとすると、セル面積は、２００００（ｍW）÷５０（ｍW／ｃｍ2）＝４００ｃｍ2も必要になる。
【０００７】
したがって、大電力が必要なデジタルカメラやパーソナルコンピュータなどにおいては、セル面積の大きな燃料電池が必要になる。また、燃料電池は単セル電圧が低いので、複数のセルを直列接続する必要があった。したがって、携帯機器に燃料電池を使用する場合には、携帯機器が大型化するという問題があった。
【０００８】
また、燃料電池は、取り出す電流が大きくなると電圧が低下するので、燃料電池単独では安定した出力が得られないという問題もある。
【０００９】
本発明は、大電流を取り出す場合においても安定した出力が得られるとともに、洗浄器や温冷蔵庫、クーラーボックス等としても使用できる燃料電池内蔵容器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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、容器と、容器の外面に沿って設けられ、プロトン伝導膜と前記プロトン伝導膜の外側の面に設けられた空気側触媒電極と前記プロトン伝導膜の内側の面に設けられた燃料側触媒電極を有する燃料電池と、前記燃料電池における燃料側触媒電極に燃料を供給する燃料供給手段とを備えてなることを特徴とする燃料電池内蔵容器に関する。
【００１１】
前記燃料電池内蔵容器においては、前記容器の外周面に沿って燃料電池が設けられているから、燃料電池のセル面積を大きくとることができる。また、前記容器は、後述する洗浄容器や冷蔵容器、加温容器として使用でき、また、各種物品を収容する単なる容器としても利用できる。
【００１２】
さらに、前記燃料電池においては、酸素側触媒電極は前記プロトン伝導膜の外周面に設けられているから、前記酸素側触媒電極を外気に直接接触させることができる。したがって、外気を前記酸素側触媒電極に誘導するための流路は不要になるから、燃料電池内蔵容器の構成を簡略化でき、またコンパクトに構成できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記プロトン伝導膜が筒状に形成され、前記燃料側触媒電極が前記プロトン伝導膜の内周面に、前記空気側触媒電極が前記プロトン伝導膜の外周面に形成されてなる燃料電池内蔵容器に関する。
【００１４】
前記燃料電池内蔵容器においては、容器の外面全面に燃料電池が形成されているから、特にセル面積を大きくとることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記燃料供給手段が、前記燃料側触媒電極と前記容器との間に設けられた燃料タンクと、一端が前記燃料側触媒電極の内周側に当接され、他端が前記燃料タンクに接続されて前記燃料タンク内の燃料を吸上げて前記燃料側触媒電極に供給する燃料吸上げ層とを有するとともに、前記燃料電池の空間は前記燃料タンクの内側に形成されてなる燃料電池内蔵容器に関する。
【００１６】
前記燃料電池内蔵容器においては、燃料タンクは、前記容器の外周面に沿って設けられているから、半径方向の厚さを薄くしても内容量を大きくとることができる。更に、前記燃料タンク中の燃料を燃料側触媒電極に供給するのに、燃料吸上げ層のウィック効果を利用しているから、可動部品が不要になり、システムを単純化できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記燃料電池によって充電される二次電池を有する燃料電池内蔵容器に関する。
【００１８】
燃料電池は、一般的に、取り出す電流の大きさに反比例して電圧が低くなる傾向があるが、前記燃料電池内蔵容器においては、前記燃料電池によって充電される二次電池が設けられているから、大電流を取り出す場合においても電圧を一定に保持できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記容器の内部に、前記容器内の被洗浄物品を洗浄媒体で洗浄する洗浄手段が設けられてなる燃料電池内蔵容器に関する。
【００２０】
前記洗浄容器に設けられた洗浄手段は、前記燃料電池および／または二次電池からの電力によって作動するから、長期間に亘って充電の必要がない。また、外部電源の無い場所でも使用できる。さらに、前記二次電池は燃料電池によって充電された状態にあるから、前記洗浄手段には、負荷の変動によらずに一定の電流が供給される。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、前記洗浄手段が超音波素子である燃料電池内蔵容器に関する。
【００２２】
前記燃料電池内蔵容器においては、洗浄手段として超音波素子を用いているので、高い洗浄効果が得られる上、前記洗浄手段は可動部分を有しないから、構成が単純になり、また機械的故障が殆どない。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、前記被洗浄物品が電気剃刀である燃料電池内蔵容器に関する。
【００２４】
前記燃料電池内蔵容器は、請求項５または６に記載の燃料電池内蔵容器を電気剃刀の洗浄に用いた例である。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、前記容器の内部に冷却または加熱する冷却加熱手段が設けられてなる燃料電池内蔵容器に関する。
【００２６】
前記燃料電池内蔵容器は、前記燃料電池の中央部の空間に冷却加熱容器を設けた例である。
【００２７】
前記洗浄容器に設けられた冷却加熱手段は、前記燃料電池および／または二次電池からの電力によって作動するから、前記燃料電池内蔵容器は外部電源の無い場所でも使用できる。また、前記燃料電池は、冷蔵容器の外周面に設けられているから、薄型であってもセル面積や燃料タンクの容量が大きく、大電流を取り出すことが可能である。したがって、大容量の冷却加熱手段を使用できるので、冷却加熱容器の内容量が大きな場合や、アイスクリームを長時間保冷する場合のように冷却加熱容器の内部を長時間に亘って低温に保持したい場合、および温料理や温かい飲料を寒冷地で長時間保温する場合のように冷却加熱容器内を長時間に亘って高温に保持したい場合であっても、効率のよい運転が可能である。さらに、前記二次電池は燃料電池によって浮動充電されている状態にあるから、前記冷却加熱手段には、負荷の変動によらずに一定の電流が供給されるので、冷却加熱容器内の温度制御が容易である。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、前記冷却加熱手段がペルチェ素子である燃料電池内蔵容器に関する。
【００２９】
前記燃料電池内蔵容器に使用されているペルチェ素子は、コンパクトであり、構造が単純である、また、冷媒を使用する場合においても、前記ペルチェ素子の冷熱を冷却加熱容器内に伝達するのに使用するだけであり、通常のヒートポンプとは異なり、冷媒を圧縮し、吸熱器で断熱膨張させることは全く行っていない。したがって、高圧の冷媒が漏れるなどの故障は皆無である。さらに、通常のヒータとは異なり赤熱することはないから、火災の危険も小さい。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、前記容器の底面に配置された前記二次電池を備えたことを特徴とする燃料電池内蔵容器に関する。
【００３１】
請求項１１に記載の発明は、リング状に形成されたプロトン伝導膜と、前記プロトン伝導膜の外面上に形成された第１の触媒層と、前記プロトン伝導膜の内面上に形成された第２の触媒層とを備えてなる燃料電池に関する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、大電流を取り出す場合においても安定した出力が得られるとともに、洗浄器や温冷蔵庫、クーラーボックス等としても使用できる燃料電池内蔵容器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
１．  実施形態１
本発明に係る燃料電池内蔵容器の一例であるクーラーボックスの一例につき、以下に説明する。
【００３４】
実施形態１に係るクーラーボックス１００は、図１および図２に示すように、短円筒状の冷蔵容器４と、冷蔵容器４を囲繞するように外周面上に形成された有底円筒状の燃料電池２とを備える。
【００３５】
燃料電池２の底面と冷蔵容器４との間には、燃料電池２からの電力によって浮動充電される二次電池６が設けられている。
【００３６】
冷蔵容器４は、本発明における冷却加熱容器の一例であり、平面形状は、円形の他、小判型も可能である。また、全体として直方体状の形状を有していてもよい。
【００３７】
冷蔵容器４は、蓋４０と冷蔵容器本体４２とを有する。蓋４０および冷蔵容器本体４２は、何れも発泡スチロールなどの断熱性の心材を合成樹脂等やガラス繊維強化樹脂、金属板などの硬質の外被で被覆した構造を有し、内部に缶入り、壜入り、またはペットボトル入りの飲料を収納できる。
【００３８】
冷蔵容器本体４２の底面には、燃料電池２および／または二次電池６からの電力によって駆動されるフリヂスタ（Ｒ）冷却ユニット４６が設けられている。フリヂスタ冷却ユニット４６は、本発明における冷却加熱手段の一例であり、更にペルチェ素子を用いた冷却加熱手段の具体例でもある。
【００３９】
フリヂスタ冷却ユニット４６は、冷蔵容器本体４２の底面に設けられた開口部に、冷却側が室内を向くように嵌装されたフリヂスタ素子４６Ａと、フリヂスタ素子４６Ａの冷却側の面に固定され、冷蔵容器本体４２内に突出したヒートパイプ４６Ｂと、フリヂスタ素子４６の加熱側の面に固定され、冷蔵容器本体４２の外側に突出したヒートシンク４６Ｃとを有する。
【００４０】
ここで、フリジスタ素子４６Ａは、図３に示すように、針状乃至棒状のＮ型熱電半導体とＰ型熱電搬送体とを、交互にガラスエポキシ基板などの柔軟なセパレータを貫通させるとともに、互いに直列に接続したものである。フリジスタ素子４６Ａは、更に、両面がアルミニウム板などの柔軟な金属板で被覆されている。そして、末端に位置するＮ型熱電半導体とＰ型熱電搬送体とに直流電圧を印加すると、一方の面が加熱され、他方の面が冷却される。
【００４１】
なお、フリヂスタ冷却ユニット４６に代えて通常のペルチェ素子を用いたペルチェ素子冷却ユニットを用いてもよい。また、通常のヒートポンプによって冷却するヒートポンプ冷却ユニットを用いることもできる。
【００４２】
燃料電池２は、受動型直接メタノール型燃料電池であって、冷蔵容器４の側面を囲繞するように設けられ、全体として円筒状乃至環状の外径を有し、内部に燃料のメタノールが収容される燃料タンク２０と、燃料タンク２０の外側に位置する円筒状乃至環状のプロトン伝導膜２２と、プロトン伝導膜２２の外周面上に設けられた第１触媒層２４と、第１触媒層２４の外周面上に設けられたカーボンペーパ電極である酸素側極２６と、プロトン伝導膜２２の内周面上に設けられた第２触媒層２８と、第２触媒層２８の内周面上に設けられたカーボンペーパ電極である燃料側極３０とを備える。第１触媒層２４、酸素側極２６、第２触媒層２８、および燃料側局３０は、いずれもプロトン伝導膜２２と同様に円筒状乃至環状に形成されている。燃料側極３０と燃料タンク２０とは１対の環状のスペーサ３２で隔離されている。燃料側極３０の内周面には吸着シート３４の一端が当接している。吸着シート３４の他端は、燃料タンク２０の内部に位置している。吸着シート３４は、数μｍ〜十数μｍ程度の細い繊維を脱脂綿状に形成した不織布の両面を合成樹脂フィルムで被覆したものであり、毛細管現象によって燃料タンク２０内部のメタノールを吸い出す機能を有する。第１触媒層２４と酸素側極２６とは本発明の燃料電池内蔵容器における酸素側触媒電極に相当し、第２触媒層２８と燃料側極３０とは本発明の燃料電池内蔵容器における燃料側触媒電極に相当する。そして吸着シート３４は、前記燃料電池内蔵容器における燃料吸上げ層に相当する。また、プロトン伝導膜２２、第１触媒層２４、第２触媒層２６は、リング状に形成されたプロトン伝導膜と、前記プロトン伝導膜の外面上に形成された第１の触媒層と、前記プロトン伝導膜の内側上に形成された第２の触媒層とを備えてなる本発明の燃料電池におけるプロトン伝導膜、第１の触媒層、および第２の触媒層に夫々相当する。加えて、酸素側極２６は外側に設けられたメッシュ２７によって保護されている。
【００４３】
なお、クーラーボックス１００においては、燃料タンク２０と冷蔵容器４とは別体として形成されているが、冷蔵容器４と燃料タンク２０とを一体に形成してもよい。
【００４４】
燃料電池２の底面開口は、円形皿型の生成水受け容器３６によって覆蓋されている。
【００４５】
生成水受け容器３６の下面には、燃料電池２で発生した電流によって二次電池６を浮動充電する充電部３７と、二次電池６および燃料電池２からの電流をフリヂスタ冷却ユニット４６に供給するとともに、前記電流を制御して冷蔵容器４内の温度を制御する温度制御ユニット３８とが設けられている。
【００４６】
クーラーボックス１００においては、このように燃料電池２の底面に二次電池６が設けられているから、燃料電池２の内側空間を全て冷蔵容器４として活用できる。
【００４７】
充電部３７は、燃料電池２の出力電圧が一定になるように制御して二次電池６が安定して浮動充電されるようにする充電回路３７Ａが設けられている。そして、前記充電回路３７Ａは、燃料電池２における発生電圧が所定値を下回ったときは、二次電池６から温度制御ユニット３８に自動的に電流を供給するように形成されている。
【００４８】
また、充電部３７は、二次電池６がフル充電か否かを判定し、二次電池６がフル充電されていないときは燃料タンク２０から吸着シート３４を介して燃料電池２に燃料補給を行い、二次電池がフル充電されたときは前記燃料補給を停止するようにしてもよい。吸着シート３４を介した燃料補給を停止するには、たとえば吸着シート３４をクランプ等で締め付ければよい。このように形成した充電部３７の構成を図４に示す。
【００４９】
図４に示すように、前記機能を有する充電部３７は、燃料電池２からの電流によって二次電池６を充電する充電回路３７Ａと、二次電池６がフル充電されたか否かを判定する充電度判定部３７Ｂと、充電度判定部３７Ｂにおける判定結果に基づいて燃料タンク２０から吸着シート３４を通って燃料電池２に至る燃料補給を制御する燃料補給制御部３７Ｃとを有する。吸着シート３４には、クランプ３５が設けられている。また、充電回路３７Ａには、更に燃料電池２の電力を外部に出力する外部電力出力端子４４が設けられている。外部電力出力端子４４としては、たとえば携帯電話用やデジタルカメラ用の充電端子などがある。
【００５０】
前記充電部３７においては、充電回路３７Ａは、二次電池６への充電が安定に行われるように燃料電池２からの出力電圧を制御する機能を有する。そして、充電回路３７Ａによって燃料電池２から二次電池６への充電が行われている間、充電度判定部３７Ｂは、二次電池６の端子電圧を測定し、前記端子電圧がある一定値を超えたら二次電池６がフル充電されたものと判定する。
【００５１】
充電度判定部３７Ｂにおいて、二次電池６がフル充電されたものと判定されたら、充電度判定部３７Ｂは、充電回路３７Ａに充電停止指令を出力し、充電回路３７Ａは前記充電停止指令を受けて燃料電池２から二次電池６への充電を停止する。同時に、充電度判定部３７Ｂは、燃料補給制御部３７Ｃへは燃料補給停止指令を出力する。燃料補給制御部３７Ｃは、前記燃料補給停止指令を受けると、クランプ３５を締め付ける。クランプ３５が吸着シート３４を締め付けることにより、燃料補給が停止される。また、燃料タンクと吸着シート３４との間に弁を設け、前記燃料補給停止指令を受けて前記弁を閉止するようにしても燃料補給を停止させることができる。
【００５２】
温度制御ユニット３８は、冷蔵容器４内の温度を設定する設定部と、燃料電池２または二次電池６からフリヂスタ冷却ユニット４６に供給される電流値を  前記設定部で設定された温度に基いて制御する電流制御部とを有する。
【００５３】
なお、燃料電池２としては、上述した受動型直接メタノール型燃料電池のほかに、能動型直接メタノール型燃料電池、燃料改質器付き固体高分子型燃料電池、および硼素水素化物またはその塩を水素源として用いるボロハイドライド燃料電池などが使用できる。
【００５４】
実施形態１に係るクーラーボックス１００の作用について以下に説明する。
【００５５】
燃料タンク２０内部のメタノールは、ウィック効果によって吸着シート３４に吸上げられて燃料側極３０に供給される。ここで、燃料側極３０はカーボンペーパで形成されているから、供給されたメタノールは、燃料側極３０を第２触媒層２８に向かって浸透する。そして、第２触媒層２８において炭酸ガスとプロトンとに分解されるとともに電子が発生する。発生した炭酸ガスは、燃料タンク２０と燃料側極３０との間の隙間から外界に放出され、電子は、外部負荷（フリヂスタ冷却ユニット４６等）を通って酸素側極２６に向かって移動する。そしてプロトンはプロトン伝導膜２２を通って第１触媒層に移動する。
【００５６】
第１触媒層２４においては、プロトン伝導膜２２を移動してきたプロトンが、メッシュ２７および酸素側極２６を浸透してきた空気中の酸素によって酸化され、水が発生する。発生した水は、第１触媒層２４および酸素側極２６を流下して生成水受け容器３６に溜まる。生成水受け容器３６に溜まった水は、水抜き管路（図示せず。）によって外部に排出される。
【００５７】
一方、燃料電池２で発生した電流は、一部が温度制御ユニット３８に供給され、残りが充電部３７の充電回路３７Ａに供給されて二次電池６が浮動充電される。温度制御ユニット３８においては、設定部で設定された温度設定値に基いてフリヂスタ冷却ユニット４６に供給される電流値が制御され、それによってフリヂスタ冷却ユニット４６における冷却温度も制御される。
【００５８】
クーラーボックス１００は、燃料電池２を電源としているから、戸外のように電灯線の無い場所でも使用できる。
【００５９】
しかも、フリヂスタ冷却ユニット４６で冷蔵容器４内部を冷却するのであるから、通常のクーラーボックスとは異なり、冷蔵容器４内部に飲料を冷却する氷を一緒に投入する必要が無い。したがって、冷蔵容器４の内容積を有効に活用できる。
【００６０】
また、燃料電池２は、冷蔵容器４の側面を囲繞するように設けられているから、セル面積が大きくとれ、大電流の取り出しが可能になる。また第１触媒層２４がプロトン伝導膜２２の外周面上に設けられているから、第１触媒層２４を直接に外気に接触させることができる。したがって、外気を第１触媒層２４に誘導するための流路を形成する必要はないから、燃料電池２を大幅に簡素化できる。
【００６１】
しかも、燃料タンク２０も燃料電池２と一体に設けられているから内部容量が大きくとれ、したがって、一旦メタノールを補充すれば、長時間メタノールを補充する必要がない。また、前述のように、プロトン伝導膜２２の外周面と外周面とに、夫々第１触媒層２４と第２触媒層２６とがシート状乃至薄膜状に設けられ、更に、酸素側極２６および燃料側極３０も薄いシート状であるから、燃料電池２そのものも薄いシートを円筒状に巻回した形態を有する。したがって、燃料タンク２０を薄い円筒状に形成すれば、冷蔵容器４の表面に燃料タンク２０と燃料電池２とを設けても、冷蔵容器４と殆ど同一の直径に収めることができる。したがって、クーラーボックス１００そのものも、冷蔵容器４と大差ない直径で構成でき、燃料電離２および燃料タンク２０を表面に設けることによる寸法の増大は極僅かである。
【００６２】
冷却加熱手段として使用されているフリヂスタ冷却ユニット４６は、ヒートパイプ４６Ｂに風を吹き付けて冷風を発生させる冷風ファン以外の可動部を有しない上、フリジスタ素子４６Ａ自体の構造が図３に示すように構造単純であり、柔軟性に優れているから、熱歪みに極めて強く、故障が極めて少ない。また、軽量小型でもある。更に、たとえ冷媒を使用する場合においても、前記冷媒はヒートパイプ中に封入されてフリジスタ素子４６Ａの冷熱を冷蔵容器４内部に伝達するものであり、通常のヒートポンプとは異なり、冷媒を圧縮し、吸熱器で断熱膨張させることは全く行っていない。したがって、高圧の冷媒が漏れるなどの故障は皆無である。さらに、通常のヒータとは異なり赤熱することはないから、火災の危険も小さい。
【００６３】
更に、燃料電池２でフリヂスタ冷却ユニット４６を駆動するとともに、燃料電池２で浮動充電される二次電池６によってもフリヂスタ冷却ユニット４６を駆動しているから、フリヂスタ冷却ユニット４６には所定の電流が供給される。したがって外気温が高い場合、冷蔵容器４の内容量が大きな場合、アイスクリームを長時間保冷する場合のように冷蔵容器４の内部を長時間に亘って低温に保持したい場合のように、フリヂスタ冷却ユニット４６に大きな負荷が加わる場合においても安定した冷却が可能である。
【００６４】
加えてクーラーボックス１００において外部電力出力端子４４を使用すれば、携帯電話やデジタルカメラなどの携帯機器の充電や駆動も行うことができる。
【００６５】
以上、クーラーボックス１００について説明してきたが、冷蔵容器４の内容積を拡大し、それに応じてフリヂスタ冷却ユニット４６の冷却容量も増大させたものは、携帯型の冷蔵庫や冷凍庫としても使用できる。加えて、フリジスタ素子４６Ａを、加熱側の面が冷蔵容器４の内部に位置するように装着すれば、冷蔵容器４の内部を加熱できるから、温料理や温かい飲み物を保温する携帯型の温蔵庫としても使用できる。この場合においてもフリヂスタ冷却ユニット４６は燃料電池２および二次電池６からの電力で駆動されるから、温料理や温かい飲料を寒冷地で長時間保温する場合のようにフリヂスタ冷却ユニット４６に大きな負荷が加わる場合にも安定な加熱が可能である。
【００６６】
２．  実施形態２
本発明に係る燃料電池内蔵容器の別の例である超音波洗浄器の一例につき、以下に説明する。
【００６７】
実施形態２に係る超音波洗浄器１０２は、図５および図６に示すように、実施形態１に係るクーラーボックス１００と同様の燃料電池２の中央部にボウル状の洗浄容器８が嵌装された構成を有している。なお、図５および図６において図１と同一の符号は、図１において前記符号が示す要素と同一の要素を示す。
【００６８】
洗浄容器８の底面と燃料電池２における生成水受け容器３６との間には空間が設けられ、前記空間に二次電池６が設けられている。充電部３７により、燃料電池２から二次電池６への充電が自動的に行われるのは、実施形態１に係るクーラーボックスと同様である。また、実施形態１に係るクーラーボックスのところで述べたように、図４に示す構成を有する燃料補給制御機能付きの充電部３７を用いてもよい。また、充電部３７の充電回路３７Ａには、外部電力出力端子４４を接続してもよい。
【００６９】
洗浄容器８は、眼鏡、腕時計、装身具、電気剃刀の外刃および内刃、入歯などの被洗浄物品を洗浄する洗浄容器であり、内部には界面活性剤水溶液、水、アルコールなどの洗浄媒体８０が収容される。
【００７０】
洗浄容器８は、実施形態２に示す例においてはボウル状であるが、電気剃刀のシェバーヘッド部に合わせた略逆錐状に形成した電気剃刀用洗浄槽として使用してもよい。前記電気剃刀用洗浄槽においては、洗浄しようとする電気剃刀を逆さまに装着してアルコールを主成分とする洗浄液を満たした洗浄容器８にシェーバーヘッド部を装入し、洗浄と同時に殺菌を行うことができる。
【００７１】
洗浄容器８の底面には、超音波素子１０が固定されている。超音波素子１０は、生成水受け容器３６の下面に設けられた駆動回路３９によって駆動される。なお、駆動回路３９には、燃料電池２および二次電池６から電流が供給される。
【００７２】
以下、超音波洗浄器１０２の作用について説明する。
【００７３】
燃料電池２においては、実施形態１のところで説明したのと同様に、燃料タンク２０から吸着シート３４によってメタノールが吸上げられて第２触媒層３０に供給され、発電が行われる。
【００７４】
燃料電池２で発電された電流は、一部が充電部３７に供給されて二次電池６の浮動充電に使用され、残りが駆動回路３９に供給されて超音波素子１０の駆動に使用される。
【００７５】
超音波洗浄層１０２は、燃料電池２を電源としているから、電灯線の無い場所でも被洗浄物品の洗浄を行うことができる。また、燃料を補充するだけで使用でき、充電は不要である。
【００７６】
また、燃料電池２においては、第１触媒層２４がプロトン伝導膜２２の外周面上に設けられているから、第１触媒層２４を直接に外気に接触させることができる。したがって、外気を第１触媒層２４に誘導するための流路を形成する必要はないから、燃料電池２を大幅に簡素化できる。
【００７７】
また、洗浄容器８の側面を囲繞するように設けられているから、セル面積が大きくとれ、大電流の取り出しが可能になる。また、燃料タンク２０も燃料電池２と一体に設けられているから内部容量が大きくとれ、したがって、一旦メタノールを補充すれば、長時間メタノールを補充する必要がない。加えて、前述のように、プロトン伝導膜２２の外周面と外周面とに、夫々第１触媒層２４と第２触媒層２６とがシート状乃至薄膜状に設けられ、更に、酸素側極２６および燃料側極３０も薄いシート状であるから、燃料電池２そのものも薄いシートを円筒状に巻回した形態を有する。したがって、燃料タンク２０を薄い円筒状に形成すれば、洗浄容器８の表面に燃料タンク２０と燃料電池２とを設けても、洗浄容器８と殆ど同一の直径に収めることができる。故に、超音波洗浄器１０２そのものも、洗浄容器８と大差ない直径で構成でき、燃料電池２および燃料タンク２０を表面に設けることによる寸法の増大は極僅かである。
【００７８】
更に加えて  超音波素子１０により高い洗浄効果が得られる上、超音波素子１０は可動部分を有しないから、構成が単純になり、また機械的故障が殆どない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の燃料電池内蔵容器は、飲食物を冷蔵または冷凍保存する冷蔵庫や冷凍庫、温料理や温かい飲み物を保温する温蔵庫、および缶入り、壜入り、またはペットボトル入りの飲料を冷却するクーラーボックスとして使用することができる。
【００８０】
本発明の燃料電池内蔵容器は、また、眼鏡、腕時計、装身具、電気剃刀の外刃および内刃、入歯などを洗浄する洗浄器、および電気剃刀のシェーバーヘッド部を装入して洗浄する電気剃刀用洗浄器としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、実施形態１に係るクーラーボックスの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すクーラーボックスを斜め上方から見た外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るクーラーボックスに使用されるフリヂスタ素子の構成の概略を示す断面図である。
【図４】図４は、燃料補給制御機能を有する充電部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る超音波洗浄器の構成を示す断面図である。
【図６】図６は、図５に示す超音波洗浄器を斜め上方から見た外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
２      燃料電池
４      冷蔵容器
６      二次電池
８      洗浄容器
１０      超音波素子
２０      燃料タンク
２２      プロトン伝導膜
２２      プロトン伝導膜
２４      触媒層
２６      酸素側極
２７      メッシュ
２８      触媒層
３０      燃料側極
３２      スペーサ
３４      吸着シート
３６      容器
３７      充電部
３８      温度制御ユニット
３９      駆動回路
４０      蓋
４２      冷蔵容器本体
４６      フリヂスタ冷却ユニット
４６Ａ      フリヂスタ素子
４６Ｂ      ヒートパイプ
４６Ｃ      ヒートシンク
８０      洗浄媒体
１００      クーラーボックス
１０２      超音波洗浄器
【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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【図６】
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