(57)【要約】【課題】  発電反応に必要な酸素をより効率的に燃料電池本体に供給することができる燃料電池カートリッジを提供するものである。【解決手段】  外部筐体１と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体１０と、燃料を貯蔵する燃料タンク３とを有する燃料電池カートリッジであって、前記外部筐体１は内部を貫通し外気と連通する貫通孔１１を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部９を有する燃料電池カートリッジ。前記燃料電池カートリッジは電気機器に対して脱着可能に取り付けられ、燃料電池カートリッジの貫通孔１１の入口部は、電気機器に設けられた外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置している。【選択図】        図５
2005166551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体とを備えている電気機器であって、前記外部筐体は内部を貫通し外気と連通する貫通孔を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする電気機器。
【請求項２】
さらに燃料極に供給する燃料を貯蔵する燃料タンクを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
【請求項３】
前記燃料タンクが脱着可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の電気機器。
【請求項４】
外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有する燃料電池カートリッジであって、前記外部筐体は内部を貫通し外気と連通する貫通孔を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする燃料電池カートリッジ。
【請求項５】
前記燃料電池カートリッジは電気機器に対して脱着可能に取り付け可能であり、燃料電池カートリッジの貫通孔の入口部は、電気機器に設けられた外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置していることを特徴とする請求項４記載の燃料電池カートリッジ。
【請求項６】
前記酸化剤極は、前記外部筐体の貫通孔の内壁に設けられた開口部に面した状態で、前記貫通孔に沿って配置されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池カートリッジ。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の燃料電池カートリッジを装着して用いる電気機器であって、前記燃料電池カートリッジを収納する燃料電池カートリッジ収納部を有し、該燃料電池カートリッジ収納部には外気と連通する外気連通口を有し、該外気連通口と、燃料電池カートリッジの外部筐体に設けられた貫通孔とは対応する個所に位置していることを特徴とする電気機器。
【請求項８】
外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有し、前記外部筐体は内部を貫通し外気と連通する貫通孔を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有する燃料電池カートリッジを脱着可能に備えた電気機器であって、前記燃料電池カートリッジを収納する燃料電池カートリッジ収納部を有し、該燃料電池カートリッジ収納部には外気と連通する外気連通口を有し、該外気連通口と、燃料電池カートリッジの外部筐体に設けられた貫通孔とは対応する個所に位置していることを特徴とする電気機器。
【請求項９】
外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体とを備えている電気機器であって、前記外部筐体は外気と連通する凹部を有し、かつ前記凹部の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする電気機器。
【請求項１０】
外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有する燃料電池カートリッジであって、前記外部筐体は外気と連通する凹部を有し、かつ前記凹部の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする燃料電池カートリッジ。    
【請求項１１】
前記燃料電池カートリッジは電気機器に対して脱着可能に取り付けられ、燃料電池カートリッジの凹部の入口部は、電気機器に設けられた外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置していることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池カートリッジ。
【請求項１２】
外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有し、前記外部筐体は外気と連通する凹部を有し、かつ前記凹部の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有する燃料電池カートリッジを脱着可能に備えた電気機器であって、前記燃料電池カートリッジを収納する燃料電池カートリッジ収納部を有し、該燃料電池カートリッジ収納部には外気と連通する外気連通口を有し、該外気連通口と、燃料電池カートリッジの外部筐体に設けられた凹部とは対応する個所に位置していることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池カートリッジ、これを用いた電気機器、および燃料電池を内蔵した電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は水素やメタノールなどの燃料と酸素を化学反応させて得られる化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換するため、高い発電効率を得ることができる。また、機械的な駆動部が少ないため騒音が非常に小さく、小型化も可能であるという特徴がある。
【０００３】
小型の燃料電池としては、固体高分子型の燃料電池が挙げられ、ノートパソコンや携帯電話等、携帯用機器の電源として使用するものが考案されている。これは、アルカリ電池等の一次電池や、ニッケルイオン電池等の二次電池の代わりに使うもので、電気機器に搭載して使用できる。
【０００４】
例えば、燃料電池を電気機器に使用することに関して、特許文献１には、ノートパソコン（ノート型パーソナルコンピュータ）などの機器の電源として燃料電池を利用することが記載されている。発電反応により燃料電池本体において発生する水がノートパソコンに浸入しないようにするため、燃料電池がノートパソコンに外付けされている。
【０００５】
また、特許文献２には、燃料電池を内蔵したノートパソコンが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３２１５４号公報
【特許文献２】特開平９−２１３３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃料電池は、燃料である水素やまたはメタノール等と酸素の化学反応（以下、発電反応と呼ぶ）により電力を発生する点において一次電池や二次電池と異なる。電気機器に取り付けた場合には、発電反応に必要な酸素を効率的に燃料電池本体に供給することや、発電反応の結果発生した水分と熱が、電気機器に悪影響を与えないように扱うこと等に留意する必要がある。
【０００７】
特許文献１に記載の構成は、ノートパソコンと燃料電池とが一体ではなく別装置となるため、発電反応の結果発生した水分と熱が電気機器であるノートパソコンに悪影響を与えないが、携帯性が低い。
【０００８】
また、特許文献２には、ノートパソコンが燃料電池を内蔵することから携帯性はよいが、発電反応に必要な酸素をより効率的に燃料電池本体に供給することや、発電反応の結果発生した水分と熱をより電気機器に悪影響を与えないように処理することの必要がある。
【０００９】
そこで、本発明は、発電反応に必要な酸素をより効率的に燃料電池本体に供給することができる燃料電池カートリッジおよび燃料電池を内蔵した電気機器を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、発電反応の結果発生した水分と熱を、燃料電池が用いられる電気機器に悪影響を与えないように処理することができる燃料電池カートリッジおよび燃料電池を内蔵した電気機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明の第一は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体とを備えている電気機器であって、前記外部筐体は内部を貫通し外気と連通する貫通孔を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする電気機器である。
【００１２】
さらに燃料極に供給する燃料を貯蔵する燃料タンクを備えていることが好ましい。
前記燃料タンクが脱着可能に取り付けられていることが好ましい。
本発明の第二は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有する燃料電池カートリッジであって、前記外部筐体は内部を貫通し外気と連通する貫通孔を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする燃料電池カートリッジである。
【００１３】
前記燃料電池カートリッジは電気機器に対して脱着可能に取り付可能であり、燃料電池カートリッジの貫通孔の入口部は、電気機器に設けられた外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置していることが好ましい。
【００１４】
前記酸化剤極は、前記外部筐体の貫通孔の内壁に設けられた開口部に面した状態で、前記貫通孔に沿って配置されていることが好ましい。
本発明の第三は、上記の燃料電池カートリッジを装着して用いる電気機器であって、前記燃料電池カートリッジを収納する燃料電池カートリッジ収納部を有し、該燃料電池カートリッジ収納部には外気と連通する外気連通口を有し、該外気連通口と、燃料電池カートリッジの外部筐体に設けられた貫通孔とは対応する個所に位置していることを特徴とする電気機器である。
【００１５】
本発明の第四は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有し、前記外部筐体は内部を貫通し外気と連通する貫通孔を有し、かつ前記貫通孔の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有する燃料電池カートリッジを脱着可能に備えた電気機器であって、前記燃料電池カートリッジを収納する燃料電池カートリッジ収納部を有し、該燃料電池カートリッジ収納部には外気と連通する外気連通口を有し、該外気連通口と、燃料電池カートリッジの外部筐体に設けられた貫通孔とは対応する個所に位置していることを特徴とする電気機器である。
【００１６】
本発明の第五は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体とを備えている電気機器であって、前記外部筐体は外気と連通する凹部を有し、かつ前記凹部の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする電気機器である。
【００１７】
本発明の第六は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有する燃料電池カートリッジであって、前記外部筐体は外気と連通する凹部を有し、かつ前記凹部の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有することを特徴とする燃料電池カートリッジである。
【００１８】
前記燃料電池カートリッジは電気機器に対して脱着可能に取り付けられ、燃料電池カートリッジの凹部の入口部は、電気機器に設けられた外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置していることが好ましい。
【００１９】
本発明の第七は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体を有する燃料電池本体と、燃料を貯蔵する燃料タンクとを有し、前記外部筐体は外気と連通する凹部を有し、かつ前記凹部の内壁には酸化剤極と連通する開口部を有する燃料電池カートリッジを脱着可能に備えた電気機器であって、前記燃料電池カートリッジを収納する燃料電池カートリッジ収納部を有し、該燃料電池カートリッジ収納部には外気と連通する外気連通口を有し、該外気連通口と、燃料電池カートリッジの外部筐体に設けられた凹部とは対応する個所に位置していることを特徴とする電気機器である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、発電反応に必要な酸素をより効率的に燃料電池本体に供給することができる燃料電池カートリッジおよび燃料電池を内蔵した電気機器を提供することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、発電反応の結果発生した水分と熱を、燃料電池が用いられる電気機器に悪影響を与えないように処理することができる燃料電池カートリッジおよび燃料電池を内蔵した電気機器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】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る第一の電気機器は、燃料電池を内蔵した電気機器であって、前記電気機器は、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、発電のための化学反応を行う、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体からなる燃料電池セル部とを備えており、前記外部筐体は、その一端からこれに相対する他端にむけて貫通し外気と連通する貫通孔を有し、前記貫通孔は、その内壁に開口部を有し、前記セル部は、前記酸化剤極が前記開口部に面した状態で、前記貫通孔に沿って配置されていることを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明に係る第一の燃料電池カートリッジは、電気機器に対して脱着可能に取り付けられる燃料電池カートリッジであって、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、発電のための化学反応を行う、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体からなる燃料電池セル部と、発電のための燃料を貯蔵する燃料タンク部とを備えており、前記外部筐体は、その一端からこれに相対する他端にむけて貫通し外気と連通する貫通孔を有し、前記貫通孔は、その内壁面に前記酸化剤極に連通する開口部を有し、該貫通孔の入口部は、燃料電池カートリッジが用いられる電気機器が備える燃料電池カートリッジ収納部が有する外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置していることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明に係る第二の電気機器は、電気機器に対して脱着可能な燃料電池カートリッジを備えた電気機器であって、燃料電池カートリッジは、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、発電のための化学反応を行う、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体からなる燃料電池セル部と、発電のための燃料を貯蔵する燃料タンク部とを備えており、前記外部筐体は、その一端からこれに相対する他端にむけて貫通し外気と連通する貫通孔を有し、前記貫通孔は、その内壁面に前記酸化剤極に連通する開口部を有しており、電気機器は、その筐体の一端とこれに相対する他端に外気と連通する外気連通口を有する燃料電池カートリッジ収納部を備えており、前記燃料電池カートリッジの貫通孔の入口部と、電気機器の前記外気連通口とが、互いに対応した個所に位置していることを特徴とする燃料電池カートリッジを備えていることを特徴とする。
【００２５】
さらに、本発明に係る第二の燃料電池カートリッジは、電気機器に対して脱着可能に取り付けられる燃料電池カートリッジであって、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、発電のための化学反応を行う、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体からなる燃料電池セル部と、発電のための燃料を貯蔵する燃料タンク部とを備えており、前記外部筐体は、その一端からこれに相対する他端にわたる凹部を有し、前記凹部は、前記酸化剤極に連通する開口部を有しており、前記セル部は、前記酸化剤極が前記開口部に面した状態で配置されていることを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明に係る第三の燃料電池カートリッジは、電気機器に対して脱着可能に取り付けられる燃料電池カートリッジであって、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、発電のための化学反応を行う、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体からなる燃料電池セル部と、発電のための燃料を貯蔵する燃料タンク部とを備えており、前記外部筐体は、その一端からこれに相対する他端にわたる凹部を有し、前記凹部は、前記酸化剤極に連通する開口部を有しており、外部筐体の前記一端と前記他端の凹部は、燃料電池カートリッジが用いられる電気機器が備える燃料電池カートリッジ収納部が有する外気と連通する外気連通口に対応する個所に位置していることを特徴とする。
【００２７】
さらに、本発明に係る第三の電気機器は、電気機器に対して脱着可能な燃料電池カートリッジを備えた電気機器であって、前記燃料電池カートリッジは、外部筐体と、前記外部筐体に収納され、発電のための化学反応を行う、燃料極と酸化剤極とイオン伝導体からなる燃料電池セル部と、発電のための燃料を貯蔵する燃料タンク部とを備えており、前記外部筐体は、その一端からこれに相対する他端にわたる凹部を有し、前記凹部は、前記酸化剤極に連通する開口部を有しており、前記電気機器は、外気と連通する外気連通口を有する燃料電池カートリッジ収納部を備えており、前記燃料電池カートリッジの前記一端と前記他端の凹部と、前記収納部の外気連通口とが、互いに対応する個所に位置し、前記燃料カートリッジの前記凹部と前記燃料電池カートリッジ収納部の外気連通口とが、外気と連通した貫通孔を形成することを特徴とする燃料電池カートリッジを備えていることを特徴とする。
【実施例】
【００２８】
実施例１
図１は、本発明の実施例１による燃料電池カートリッジの外形を模式的に示した斜視図である。図中、１は燃料電池カートリッジの外部筐体で、燃料タンクや発電反応を行う燃料電池本体（燃料電池セル部）を収納している。外部筐体は、本図で示されるように、燃料電池カートリッジの上面から下面に向かって燃料電池カートリッジ内部を貫通する貫通孔１１を有している。２は電源を取り出すための電極で、燃料電池カートリッジを電気機器に装着した場合は、この２つの電極から、電源を取り出す。なお、本実施形態では、燃料電池の燃料として水素を使用する場合を例として説明する。
【００２９】
図２は、図１の燃料電池カートリッジの正面図であり、図３は平面図である。図中、３は燃料タンクで、図２に示すように、貫通孔１１をはさんで両側に２つ設けられている。燃料タンクには、燃料である水素が貯蔵されている。水素の貯蔵方法としては、水素吸蔵合金が挙げられ、これを燃料タンク内に充填すればよい。２０１は接続部で、後述する取り付け手段４、流路５を格納している。貫通孔１１は、この取り付け手段も貫通している。
【００３０】
図２におけるＡＡ断面図を図４に示す。図４において、４は燃料タンクを燃料電池カートリッジに取り付けるために燃料タンクに設けられた取付手段であり、燃料タンク中に高圧で吸蔵されている水素ガスの圧力を所定の圧力まで減圧するレギュレータや、水素ガスの流れを制御するための弁が組み込まれている。５は水素ガスが流れる流路で、１０は発電反応を行う燃料電池本体（燃料電池セル部）である。燃料電池本体（セル部１０）は、燃料極７、酸化剤極８、およびイオン伝導体（電極と高分子電解質膜からなるＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ））６から構成されている。１１は、図１で説明した燃料電池カートリッジの上面から下面まで直線状に貫通している貫通孔であり、この貫通孔に面して、セル部の酸化剤極８の部分に、開口部９が設けられている。それぞれのＭＥＡから取り出された電極を適宜直列接続等すればよい。
【００３１】
図４には、図示していないが、図面上の上部と下部の各４枚のＭＥＡについて、それぞれのＭＥＡから取り出された電極が上部のＭＥＡ同士、下部のＭＥＡ同士で直列接続され、上部と下部の配線とが並列接続されたのち、電極２に接続されている。
【００３２】
図５は、図３におけるＢＢ断面図で、図４で説明した各部分を図示したものである。
図６は、本実施例の燃料電池カートリッジを電気機器に装着した場合の説明図である。この図では、電気機器としてのデジタルカメラ１３に装着した場合を例にして説明する。図中１２は、燃料電池カートリッジ１の貫通孔１１と連通するようにデジタルカメラに設けられた開口部である。外気連通口１２も一直線上に開けられており、この開口部と燃料電池カートリッジの貫通孔１１とが連通することにより、外気連通口１２から貫通孔１１へと外部の空気が効率的に流通する。
【００３３】
次に本実施例における燃料電池の動作について説明する。
図４、５に示す様に、燃料タンク３に高圧で吸蔵されている水素ガスは、取付手段４により、所定の圧力に減圧された後、流路５を通って、燃料電池本体１０の燃料極７に供給される。一方、燃料電池本体１０の酸化剤極８の側には、燃料電池カートリッジ内部に開けられた貫通孔１１に面して開口部９を有しており、外部の空気が供給される。その結果、燃料電池本体１０で発電反応がおこり、生じた電力は電極２から取り出される。貫通孔は、燃料電池カートリッジの一端の側面から、相対する他端の側面に向けて、内部を貫通しており、燃料電池カートリッジを電気機器に装着したときでも、貫通孔部分の空間を利用して、燃料電池本体の酸化剤極８側の換気が効率よく行える。
【００３４】
また、発電反応で発生する熱や水分は、燃料電池カートリッジを装着した電気機器内部に排出されるのではなく、酸化剤極の開口部９から貫通孔１１内に排出され電気機器の外部に排出されることから、熱や水分による電気機器への悪影響を防止することができる。特に、本実施例のように、貫通孔を直線状に設けると、外部からの空気が流れやすくなり、換気を効率よく行うことができる。
【００３５】
図６に示すように、燃料電池カートリッジを電気機器に装着した状態で、燃料電池カートリッジ内部に開けられた貫通孔と連通するように電気機器にも外気連通口１２を設けると、燃料電池カートリッジ内部の貫通孔は外部の空気と接続し、発電反応で必要な酸素の取り込みや、発電反応で発生した熱や水蒸気の排出が効率よくおこなえる。
【００３６】
さらに、図６のように、燃料電池カートリッジ内部に開けられた貫通孔１１と電気機器に開けられた外気連通口１２が直線状に連通するように、燃料電池カートリッジおよび電気機器の外部筐体を作成すると、燃料電池の発電反応で発生した熱により、煙突のように対流がおこり、換気の効率が非常に良くなり、また、水分についても熱対流に従って、効率よく、外部に放出されることになる。
【００３７】
図６に示されるように、燃料電池カートリッジのサイズがデジタルカメラのサイズより小さいため、貫通孔の上部に外気連通口１２を設けたが、燃料電池カートリッジのサイズをデジタルカメラのサイズに合わせることにより、デジタルカメラの外気連通口１２を省略することができる。
【００３８】
本実施例では、燃料電池カートリッジの貫通孔１１を直線状に設けたが、燃料電池カートリッジの一端の側面から、他端の側面まで貫通し、空気が効率よく流れる形状であれば、必ずしも直線状でなくてもよい。
【００３９】
実施例２
実施例１では、燃料電池セル部の酸化剤極への空気の供給や熱、水分の排出のために燃料電池カートリッジに貫通孔を設けたが、本発明は、貫通孔でなくても燃料電池カートリッジ外部筐体の側面に凹部（溝）をつけることによっても実施することができる。その一例を実施例２で説明する。
【００４０】
図７は、本発明の実施例２による燃料電池カートリッジの外形を模式的に示した斜視図である。
実施例２による燃料電池カートリッジでは、実施例１での貫通孔１１に相当する部分の代わりに燃料電池カートリッジ外部筐体１４の側面に凹状の凹部（溝）１５を設けている。図で示されるように凹部１５は、燃料電池カートリッジの上面から下面に向かって直線状に設けられている。図８は実施例２における燃料電池カートリッジの正面図、図９は実施例２における燃料電池カートリッジの平面図であり、図８におけるＣＣ断面図を図１０に示す。図７〜図１０において、実施例１と同じ構成要素には、同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４１】
図９の１６は電気機器の燃料電池カートリッジ収納部を示す。
図１５は燃料電池カートリッジを電気機器に装着した時の様子を説明するための図である。図１５に示すように、燃料電池カートリッジを電気機器に装着した状態で、燃料電池カートリッジ内部に開けられた凹部と連通するように電気機器にも外気連通口１２を設けると、燃料電池カートリッジ内部の凹部は外部の空気と接続し、発電反応で必要な酸素の取り込みや、発電反応で発生した熱や水蒸気の排出が効率よくおこなえる。
【００４２】
燃料電池カートリッジ収納部をこの図９のように凹部１５を完全に覆うように作ることにより、凹部１５は実施例１の貫通孔と同等な機能を果たすことができる。図１０で示すように実施例２では燃料電池本体が一つである。電極２と燃料電池本体（セル部）との配線に関しては、図１０では図示していないが、燃料電池本体（セル部）１０の各ＭＥＡ６から出ている電極が発電で得られる電圧が直列になるように接続され、電極２に配線されている。
【００４３】
実施例２での燃料電池カートリッジの発電時の動作は、実施例１と同様で、酸化剤極８の開口部（換気口）９は凹部１５に面して設けられており、燃料電池カートリッジ収納部１６に装着した状態でも、酸化剤極は、凹部１５から開口部９を介して、外部の空気を効率的に取り込める。また、発電反応によって発生した熱や水分を開口部９から凹部１５に排出することにより、電気機器への悪影響を避けることができる。また、本実施例のように凹部を直線状に設けると、空気が流れやすくなり、換気を効率よく行うことができる。
【００４４】
なお、燃料電池カートリッジ収納部１６を耐水性および断熱性の材料により作製することにより、酸化剤極の開口部９から凹部１５に排出される熱や水分による電気機器への悪影響を、さらに小さくすることができる。
【００４５】
実施例２の燃料電池カートリッジでは、第１の燃料電池カートリッジに比べて外部筐体の形状が単純で、作成しやすいという利点がある。
実施例３
図１１は、本発明の実施例３による燃料電池カートリッジの外形を模式的に示した斜視図である。
【００４６】
実施例３による燃料電池カートリッジでは、実施例１での貫通孔１１に相当する部分の代わりに燃料電池カートリッジ外部筐体１７の側面に凹部（溝）１８を設けている。図で示されるように凹部１８は、燃料電池カートリッジの上面から下面に向かって直線状に設けられている。図１２は実施例３における燃料電池カートリッジの正面図、図１３は実施例３における燃料電池カートリッジの平面図であり、図１２におけるＤＤ断面図を図１４に示す。図１１〜図１４において、実施例１と同じ構成要素には、同じ番号を振っており、説明を省略する。
【００４７】
図１３の１６は、燃料電池カートリッジ１７を電気機器に装着した時の様子を説明するために付け加えたもので、電気機器の燃料電池カートリッジ収納部を示す。燃料電池カートリッジ収納部をこの図のように凹部１８を完全に覆うように作ることにより、凹部１８は実施例１の貫通孔と同等な機能を果たすことができる。また、図１４で示すように実施例３では燃料電池本体（燃料電池セル部）が一つである。電極２とセル部との配線に関しては、図１４では図示していないが、セル部１０の各ＭＥＡ６から出ている電極を発電で得られる電圧が直列になるように接続し、電極２に配線する。
【００４８】
実施例３での燃料電池カートリッジにおける凹部１８の効果は、実施例２における凹部１５と全く同様である。すなわち、凹部１８に対して開口している酸化剤極８の開口部９から、酸化剤極は、空気を効率的に取り込み、また、発電反応によって発生した、熱や水分を開口部９から凹部１８に排出することにより、電気機器への悪影響を避けることができる。また、本実施例のように凹部を直線状に設けると、空気が流れやすくなり、換気を効率よく行うことができる。
【００４９】
なお、燃料電池カートリッジ収納部１６を耐水で断熱効果のある材料で作ることにより、酸化剤極の開口部９から凹部１８に排出される、熱や水分による電気機器への悪影響を、さらに小さくすることができる。
【００５０】
上記の第１〜実施例３では、燃料電池の燃料として水素を用いる場合を挙げて説明したが、燃料としてメタノールを用いる場合にも適用可能である。
上記の第１〜実施例３においては、電気機器に脱着可能な燃料電池カートリッジについて説明したが、本発明は、電気機器に固定式の燃料電池に対しても、上記第１〜実施例３と同趣旨にて、燃料電池本体部分を覆う電気機器の筐体に貫通孔または凹部（溝）を設け、燃料電池本体部分の筐体に設けられた貫通孔または凹部にこれと連通する開口部を電気機器に設けることにより、適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、発電反応に必要な酸素をより効率的に燃料電池本体に供給することができ、また発電反応の結果発生した水分と熱を、燃料電池が用いられる電気機器に悪影響を与えないように処理することができる燃料電池カートリッジおよび燃料電池を内蔵した電気機器を提供することができ、例えばノートパソコンや携帯電話等、携帯用機器の電源およびそれらの電気機器として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１における燃料電池カートリッジの斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における燃料電池カートリッジの正面図である。
【図３】本発明の実施例１における燃料電池カートリッジの平面図である。
【図４】本発明の実施例１における燃料電池カートリッジのＡＡ断面図である。
【図５】本発明の実施例１における燃料電池カートリッジのＢＢ断面図である。
【図６】本発明の実施例１における燃料電池カートリッジを電気機器に装着した場合の説明図である。
【図７】本発明の実施例２における燃料電池カートリッジの斜視図である。
【図８】本発明の実施例２における燃料電池カートリッジの正面図である。
【図９】本発明の実施例２における燃料電池カートリッジの平面図である。
【図１０】本発明の実施例２における燃料電池カートリッジのＣＣ断面図である。
【図１１】本発明の実施例３における燃料電池カートリッジの斜視図である。
【図１２】本発明の実施例３における燃料電池カートリッジの正面図である。
【図１３】本発明の実施例３における燃料電池カートリッジの平面図である。
【図１４】本発明の実施例３における燃料電池カートリッジのＤＤ断面図である。
【図１５】本発明の実施例２における燃料電池カートリッジを電気機器に装着した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  燃料電池カートリッジの外部筐体
２  電極
３  燃料タンク
４  取付手段
５  流路
６  イオン伝導体
７  燃料極
８  酸化剤極
９  開口部
１０  燃料電池本体（燃料電池セル部）
１１  貫通孔
１２  外気連通口
１３  デジタルカメラ
１４  燃料電池カートリッジの外部筐体
１５  凹部
１６  燃料電池カートリッジ収納部
１７  燃料電池カートリッジの外部筐体
１８  凹部
２０１  接続部
【図１】
2005166551.tif 000003
【図２】
2005166551.tif 000004
【図３】
2005166551.tif 000005
【図４】
2005166551.tif 000006
【図５】
2005166551.tif 000007
【図６】
2005166551.tif 000008
【図７】
2005166551.tif 000009
【図８】
2005166551.tif 000010
【図９】
2005166551.tif 000011
【図１０】
2005166551.tif 000012
【図１１】
2005166551.tif 000013
【図１２】
2005166551.tif 000014
【図１３】
2005166551.tif 000015
【図１４】
2005166551.tif 000016
【図１５】
2005166551.tif 000017