(57)【要約】【課題】  燃料カートリッジあるいは燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給する燃料電池装置に混入した燃料以外のガスを燃料ガスで置換するためのより簡易なガス置換方法を提供する。【解決手段】  燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池を備えた燃料電池装置６に燃料カートリッジ３が接続されたことを検出し、前記検出に応じて前記燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始する燃料電池装置のガス置換方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池を備えた燃料電池装置に燃料カートリッジが接続されたことを検出し、前記検出に応じて前記燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２】
前記ガス置換を所定時間行う請求項１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項３】
前記検出に基づいて、前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項４】
前記燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換を行う請求項１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項５】
燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池装置に設けられた燃料電池の出力電圧を検出し、前記出力電圧が所定値以下になると燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項６】
前記燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換を行う請求項５に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項７】
前記ガス置換を所定時間行う請求項５に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項８】
前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項５に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項９】
燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池装置に設けられた燃料電池の出力電圧を検出し、前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１０】
前記ガス置換を所定時間行う請求項９に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１１】
前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項９に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１２】
前記燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換を行う請求項９に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１３】
機器に装着された、燃料電池装置の内部のガスの置換方法であって、前記燃料電池装置が装着されている前記機器のスイッチがＯＮとなると、燃料カートリッジから燃料を供給して前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１４】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチである請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１５】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチである請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１６】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチである請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１７】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチである請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１８】
前記燃料電池装置が備える燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換交換を行う請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項１９】
前記ガス置換を所定時間行う請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２０】
前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項１３に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２１】
機器に装着された、燃料電池装置の内部のガスの置換方法であって、前記燃料電池装置が装着されている前記機器のスイッチがＯＮとなると、前記燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給して前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２２】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチである請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２３】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチである請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２４】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチである請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２５】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチである請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２６】
前記燃料電池装置が備える燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換交換を行う請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２７】
前記ガス置換を所定時間行う請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２８】
前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項２１に記載の燃料電池装置のガス置換方法。
【請求項２９】
燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料電池カートリッジを接続するための接続部と、前記燃料カートリッジが前記接続部に接続されたことを検出するセンサーとを備えており、前記センサーによる検出に応じて、前記接続部に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項３０】
前記ガス置換は、前記燃料電池装置が装着される機器が備える制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行う請求項２９に記載の燃料電池装置。
【請求項３１】
さらに制御手段を備えており、前記ガス置換は、前記制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行う請求項２９に記載の燃料電池装置。
【請求項３２】
前記ガス置換は所定時間行われる請求項２９に記載の燃料電池装置。
【請求項３３】
さらに、パージバルブを有しており、前記パージバルブは前記検出に応じて開き、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項２９に記載の燃料電池装置。
【請求項３４】
さらに、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器を有しており、前記ガス置換は、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が所定値以上となるまで行われる請求項２９に記載の燃料電池装置。
【請求項３５】
燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料電池カートリッジを接続するための接続部と、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器とを備えており、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が第１の所定値以下になると、前記接続部に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項３６】
前記ガス置換は、前記燃料電池装置が装着される機器が備える制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行う請求項３５に記載の燃料電池装置。
【請求項３７】
さらに制御手段を備えており、前記ガス置換は、前記制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行う請求項３５に記載の燃料電池装置。
【請求項３８】
前記ガス置換は、その開始後、前記燃料電池の出力電圧が第２の所定値以上となるまで行われる請求項３５に記載の燃料電池装置。
【請求項３９】
前記ガス置換は所定時間行われる請求項３５に記載の燃料電池装置。
【請求項４０】
さらに、パージバルブを有しており、前記パージバルブは、前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項３５に記載の燃料電池装置。
【請求項４１】
燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料タンクと、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器と、を備えており、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が第１の所定値以下になると、前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置。
【請求項４２】
前記ガス置換は、前記燃料電池装置が装着される機器が備える制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行う請求項４１に記載の燃料電池装置。
【請求項４３】
さらに制御手段を備えており、前記ガス置換は、前記制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行う請求項４１に記載の燃料電池装置。
【請求項４４】
前記ガス置換は、その開始後、前記燃料電池の出力電圧が第２の所定値以上となるまで行われる請求項４１に記載の燃料電池装置。
【請求項４５】
前記ガス置換は所定時間行われる請求項４１に記載の燃料電池装置。
【請求項４６】
さらに、パージバルブを有しており、前記パージバルブは、前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置内部のガスを放出する請求項４１に記載の燃料電池装置。
【請求項４７】
燃料電池装置用の機器であって、燃料電池装置を装着するための装着部と、前記機器に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器。
【請求項４８】
前記機器は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始する請求項４７に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項４９】
前記燃料電池装置は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始する請求項４７に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５０】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチである請求項４７に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５１】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチである請求項４７に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５２】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチである請求項４７に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５３】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチである請求項４７に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５４】
燃料電池装置用の機器であって、燃料電池と、燃料カートリッジを接続するための接続部とを有する燃料電池装置と、機器側に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器。
【請求項５５】
前記機器は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始する請求項５４に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５６】
前記燃料電池装置は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始する請求項５４に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５７】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチである請求項５４に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５８】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチである請求項５４に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項５９】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチである請求項５４に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６０】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチである請求項５４に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６１】
燃料電池装置用の機器であって、燃料電池と、燃料タンクとを有する燃料電池装置と、機器側に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器。
【請求項６２】
前記機器は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始する請求項６１に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６３】
前記燃料電池装置は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始する請求項６１に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６４】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチである請求項６１に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６５】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチである請求項６１に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６６】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチである請求項６１に記載の燃料電池装置用の機器。
【請求項６７】
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチである請求項６１に記載の燃料電池装置用の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素等の気体を燃料とする燃料電池装置のガス置換方法に関し、特に燃料電池装置内を燃料カートリッジから供給される燃料により満たすために、燃料電池装置内の燃料以外のガスを燃料で置換するガス置換方法、燃料電池装置および燃料電池装置用の機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境破壊が問題となり有害な廃棄物の出ないクリーンなエネルギーが求められている。また、化石燃料の枯渇が問題となり新しいエネルギー源が求められている。一方、エレクトロニクス分野では、情報量が増大しこれに伴って情報処理能力が飛躍的に拡大し電子機器の消費電力は増大する傾向にある。
【０００３】
そこで、地球上に無尽蔵にある水に含まれ、化学エネルギーが大きく有害な物質を排出しない水素がエネルギー源として注目されている。特に直接電気エネルギーを取り出す燃料電池は、水素の利用効率も良く大きな電力をとりだせるので、自動車用からノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラなどの携帯電子機器への応用が進められている。
【０００４】
水素から電気エネルギーを取り出す、所謂燃料電池は、水素が供給される水素電極と酸素が供給される酸化電極を有し、水素電極で触媒反応により水素を電子とプロトンに分離しプロトンは電解質膜を通過して酸化電極に到達し触媒反応により酸素と反応し水が生成するものでありこの過程で電子の流れすなわち電力が生成されるものである。
【０００５】
従来の電池と異なり燃料電池においては、充電の必要はなく燃料を使い切った後には燃料を補充するだけですぐに発電が可能であり長時間の機器使用に便利である。
また、燃料電池装置内に燃料カートリッジから燃料を供給する燃料電池装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１５８０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、いつでもどこでも燃料を補給することにより電気エネルギーを取り出すことが出来るが、従来の二次電池と異なり水素等の気体を扱うこととなる。
燃料カートリッジを交換する際には、一旦燃料カートリッジを燃料電池装置から取り外す必要があり、その際大気中の空気が燃料電池装置に混入する。この場合燃料電池の出力が著しく低下するか、多くの場合は、燃料電池の反応が停止する。したがって、燃料交換時に燃料電池装置内のガスを燃料ガスと置換することは必須のこととなる。
【０００７】
また、燃料カートリッジ交換時以外にも、燃料ガス以外のガスが燃料電池装置に混入したときには、同様にガス置換が必要となる。
また、カートリッジ方式でなく、燃料電池装置が燃料タンクを一体的に備えているような場合でも、燃料電池装置内に燃料以外のガスが混入する可能性もある。
【０００８】
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、燃料カートリッジあるいは燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給する燃料電池装置に混入した燃料以外のガスを燃料ガスで置換するためのより簡易なガス置換方法、燃料電池装置および燃料電池装置用の機器を提供するものである。とりわけ、ユーザーが手動でガス置換操作を行う必要がない、自動的なガス置換方法、燃料電池装置および燃料電池装置用の機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の第１は、燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池を備えた燃料電池装置に燃料カートリッジが接続されたことを検出し、前記検出に応じて前記燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００１０】
本発明の第２は、燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池装置に設けられた燃料電池の出力電圧を検出し、前記出力電圧が所定値以下になると燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００１１】
本発明の第３は、燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池装置に設けられた燃料電池の出力電圧を検出し、前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００１２】
本発明の第４は、機器に装着された、燃料電池装置の内部のガスの置換方法であって、前記燃料電池装置が装着されている前記機器のスイッチがＯＮとなると、燃料カートリッジから燃料を供給して前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００１３】
本発明の第５は、機器に装着された、燃料電池装置の内部のガスの置換方法であって、前記燃料電池装置が装着されている前記機器のスイッチがＯＮとなると、前記燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給して前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００１４】
本発明の第６は、燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料電池カートリッジを接続するための接続部と、前記燃料カートリッジが前記接続部に接続されたことを検出するセンサーとを備えており、前記センサーによる検出に応じて、前記接続部に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置である。
【００１５】
本発明の第７は、燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料電池カートリッジを接続するための接続部と、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器とを備えており、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が第１の所定値以下になると、前記接続部に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置である。
【００１６】
本発明の第８は、燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料タンクと、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器と、を備えており、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が第１の所定値以下になると、前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置である。
【００１７】
本発明の第９は、燃料電池装置用の機器であって、燃料電池装置を装着するための装着部と、前記機器に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器である。
【００１８】
本発明の第１０は、燃料電池装置用の機器であって、燃料電池と、燃料カートリッジを接続するための接続部とを有する燃料電池装置と、機器側に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器である。
【００１９】
本発明の第１１は、燃料電池装置用の機器であって、燃料電池と、燃料タンクとを有する燃料電池装置と、機器側に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の燃料電池装置のガス置換方法、燃料電池装置および燃料電池装置用の機器は、燃料カートリッジあるいは燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給する燃料電池に混入した燃料以外のガスを燃料ガスでより簡易に置換することができる。特に、ユーザーが手動でガス置換操作を行う必要がなく、自動的にガス置換し、燃料電池を起動する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の燃料電池装置のガス置換方法は、下記の第１〜５の発明である。
（１）燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池を備えた燃料電池装置に燃料カートリッジが接続されたことを検出し、前記検出に応じて前記燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００２２】
上記の（１）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記ガス置換を所定時間行うのが好ましい。
前記検出に基づいて、前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出するのが好ましい。
前記燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換を行うのが好ましい。
【００２３】
（２）燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池装置に設けられた燃料電池の出力電圧を検出し、前記出力電圧が所定値以下になると燃料カートリッジから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００２４】
上記の（２）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換を行うのが好ましい。
前記ガス置換を所定時間行うのが好ましい。
前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出するのが好ましい。
【００２５】
（３）燃料電池装置内部のガスの置換方法であって、燃料電池装置に設けられた燃料電池の出力電圧を検出し、前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給して燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００２６】
上記の（３）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記ガス置換を所定時間行うのが好ましい。
前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出するのが好ましい。
前記燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換を行うのが好ましい。
【００２７】
（４）機器に装着された、燃料電池装置の内部のガスの置換方法であって、前記燃料電池装置が装着されている前記機器のスイッチがＯＮとなると、燃料カートリッジから燃料を供給して前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
（５）機器に装着された、燃料電池装置の内部のガスの置換方法であって、前記燃料電池装置が装着されている前記機器のスイッチがＯＮとなると、前記燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給して前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置のガス置換方法である。
【００２８】
上記の（４）および（５）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチであるのが好ましい。
【００２９】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチであるのが好ましい。
前記燃料電池装置が備える燃料電池の出力電圧が所定値以上となるまで燃料電池装置内部のガス置換交換を行うのが好ましい。
【００３０】
前記ガス置換を所定時間行うのが好ましい。
前記燃料電池装置に設けられたパージバルブから、前記燃料電池装置内部のガスを放出するのが好ましい。
【００３１】
次に、本発明の燃料電池装置は、下記の第６〜８の発明である。
（６）燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料電池カートリッジを接続するための接続部と、前記燃料カートリッジが前記接続部に接続されたことを検出するセンサーとを備えており、前記センサーによる検出に応じて、前記接続部に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置である。
【００３２】
上記の（６）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記ガス置換は、前記燃料電池装置が装着される機器が備える制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行うのが好ましい。
【００３３】
さらに制御手段を備えており、前記ガス置換は、前記制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行うのが好ましい。
前記ガス置換は所定時間行われるのが好ましい。
【００３４】
さらに、パージバルブを有しており、前記パージバルブは前記検出に応じて開き、前記燃料電池装置内部のガスを放出するのが好ましい。
さらに、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器を有しており、前記ガス置換は、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が所定値以上となるまで行われるのが好ましい。
【００３５】
（７）燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料電池カートリッジを接続するための接続部と、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器とを備えており、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が第１の所定値以下になると、前記接続部に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置である。
（８）燃料電池装置であって、燃料電池と、燃料タンクと、前記燃料電池の出力電圧を検出する電圧検出器と、を備えており、前記電圧検出器が検出する前記出力電圧が第１の所定値以下になると、前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置である。
【００３６】
上記の（７）および（８）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記ガス置換は、前記燃料電池装置が装着される機器が備える制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行うのが好ましい。
【００３７】
さらに制御手段を備えており、前記ガス置換は、前記制御手段が、前記センサーによる前記検出に応じて行うのが好ましい。
前記ガス置換は、その開始後、前記燃料電池の出力電圧が第２の所定値以上となるまで行われるのが好ましい。
【００３８】
前記ガス置換は所定時間行われるのが好ましい。
さらに、パージバルブを有しており、前記パージバルブは、前記出力電圧が所定値以下になると、前記燃料電池装置内部のガスを放出するのが好ましい。
【００３９】
次に、本発明の燃料電池装置用の機器は、下記の第９〜１１の発明である。
（９）燃料電池装置用の機器であって、燃料電池装置を装着するための装着部と、前記機器に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器である。
（１０）燃料電池装置用の機器であって、燃料電池と、燃料カートリッジを接続するための接続部とを有する燃料電池装置と、機器側に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器である。
【００４０】
上記の（９）および（１０）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記機器は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始するのが好ましい。
【００４１】
前記燃料電池装置は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置に接続された燃料カートリッジから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始するのが好ましい。
【００４２】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチであるのが好ましい。
【００４３】
（１１）燃料電池装置用の機器であって、燃料電池と、燃料タンクとを有する燃料電池装置と、機器側に設けられたスイッチとを備えており、前記スイッチのＯＮに応じて前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始することを特徴とする燃料電池装置用の機器である。
【００４４】
上記の（１１）の発明の好ましい実施態様は下記のとおりである。
前記機器は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始するのが好ましい。
【００４５】
前記燃料電池装置は制御手段を有しており、前記制御手段が前記スイッチのＯＮに基づいて、前記燃料電池装置の前記燃料タンクから燃料を供給させ、前記燃料電池装置内部のガス置換を開始するのが好ましい。
【００４６】
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器のメインスイッチ以外のスイッチであるのが好ましい。
前記スイッチは、前記機器の電源スイッチ以外のスイッチであるのが好ましい。
【００４７】
本発明では、上記の様に、燃料カートリッジが燃料電池装置に接続されたことを検出し、自動的にガス置換動作を行うことができる。あるいは、燃料電池の出力を検出し、所定の電圧が発生していないときにガス置換動作を行うことができる。あるいは、携帯用電子機器、例えばパソコン、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオなどのスイッチがＯＮとなるのに同期してガス置換を行うことができる。特に、ガス置換を、これらの携帯用電子機器等のメインスイッチがＯＮとなるのに同期させると好ましい。例えば、メインスイッチは、たいていの機器においては、主電源スイッチであることが多い。
【実施例】
【００４８】
本発明の望ましい実施形態を図を用いて説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態を表す燃料電池装置と燃料カートリッジの主要部分を示す中央断面図である。図２は、燃料電池装置１と燃料カートリッジ２が接続された状態を示す外観図である。燃料電池装置１は、携帯用電子機器例えば本実施例ではデジタルカメラに内蔵されている。燃料電池装置１は、携帯用機器から着脱可能に構成されていてもよい。燃料カートリッジ２はデジタルカメラの外部から挿入可能となっている。図３は、燃料カートリッジを示した斜視図である。３は燃料カートリッジ筐体であり圧縮水素が充填されるか、あるいは水素吸蔵合金例えばＦｅ−Ｔｉ合金，Ｔｉ−Ｍｎ合金などに水素を吸蔵させる構成となっていても良い。３ａは、後に詳述するカバー部材、４ｂは、バルブの凸部である。
【００４９】
図１で、６は燃料電池装置の筐体である。６ａは凹部であり（すなわち、凹部６ａは、燃料カートリッジの接続部が接続される燃料電池装置側の接続部である。）、燃料カートリッジの接続部が挿入される。３ａはカバー部材であり、バルブ４の凸部４ｂの周囲に配置されており、凸部４ｂより突出部が大きくなっている。バルブ４の円錐面４ａは燃料カートリッジの円錐面３ｂと接触し燃料ガスが外部に出ないようになっている。５は圧縮バネであり燃料カートリッジ内の部材（不図示）に図中右端部が固定されており、左端部はバルブ４の底面４ｃを押圧するようになされている。すなわち、水素ガス圧と圧縮バネ５の力により、円錐面３ｂと４ａが接触し水素ガスが燃料カートリッジ外に漏れないようになされている。
【００５０】
図中のバルブ４及びカバー部材３ａは子供の指に比べて小さく出来ており、カバー部材の孔３ｃ内のバルブ４の凸部４ｂに子供の指が届かないような寸法と成っている。
６ａは凹部であり、内部にＶ形溝６ｃが形成され、シール部材であるＯリング７が配置されている。３ｇは、カバー部材３ａに設けられたねじ部である。
【００５１】
次に図１に基づき作動を説明する。
燃料カートリッジ２が挿入されると、カバー部材３ａの先端部に形成された面取り部３ｅがシール部材７と当接し、シール部材７を圧縮しながらカバー部材３ａが図１中、左方向に移動する。シール部材７はカバー部材３ａの外面３ｄと密着し燃料流路を気密にする。
【００５２】
６ｄは凹部６ａに設けられたねじ部である。シール部材７が凹部６ａとカバー部材３ａに依って圧縮され燃料流路の気密が確保された後、ねじ３ｇと６ｄがかみ合い燃料カートリッジの筐体３をねじ込むことによりバルブ４とピン８が当接し燃料ガス圧および圧縮バネ５の力に抗して燃料カートリッジ２が更に凹部６ａに挿入され円錐面３ｂ、４ａの接触が断たれて燃料カートリッジの筐体３内部から水素ガスが燃料電池装置１に供給される。      
【００５３】
燃料カートリッジの筐体３の面３ｆと燃料電池装置の筐体６の面６ｂが当接して挿入が終了し、燃料電池装置１と燃料カートリッジ２は固定される。
９はダイアフラムであり円盤形をなしており外周部９ａがレギュレータ本体の筐体１０に固定されている。筐体１０は、筐体６内部の固定された部材（不図示）に固定されている。ダイアフラム９は中央の平面部９ｂにピン８が固定され、同芯円状に波形の凹凸が形成され、バネ性を有しており、図中右側の水素圧力と筐体１０内部のガス圧を受けている。また上記水素ガス圧力の変化により自由に図中左右方向に変位可能となっている。
【００５４】
ピン８の図中右端部は球面８ａとなっており、バルブ４の凸部４ｂと当接するようになされている。１１は圧縮バネであり一端が筐体１０の内部に他端がピンが固定されているダイアフラム９の平面部９ｂのピンとは反対側の面に固定されている。
【００５５】
次に、作用を説明する。燃料カートリッジの筐体３が挿入され、ねじ部３ｇ、６ｄがかみ合ってねじ込まれ、面３ｆと６ｂが当接すると燃料カートリッジ内部の水素ガス圧と圧縮バネ５は図中左方向に力を作用させる。ダイアフラムの筐体１０内部のガス圧と圧縮バネ１１は、図中右方向に力を作用させる。燃料電池装置の筐体６内部のガス圧はダイアフラム９に対し図中左方向に力を作用させる。これらの力の合力によりピン８及びバルブ４の位置が決定される。すなわち、燃料電池装置の筐体６内の水素ガス圧が所定の値となっているときに、バルブ４の円錐面４ａと燃料カートリッジの円錐面３ｂが当接し、燃料カートリッジ側から燃料電池本体側への水素ガスの流入は停止される。
【００５６】
燃料電池反応の発電に伴い、水素ガスが消費されると、燃料電池装置の筐体６内の水素ガス圧が低下し、ダイアフラム９が図中右方向に変位する。これにより、ピン８がバルブ４を図中右方向に押して変位させ円錐面４ａと３ｂの接触が解除され燃料カートリッジの筐体３内部の水素ガスが燃料電池装置側に流入される。
【００５７】
以上、説明したようにダイアフラムの外周部はレギュレータの筐体１０に固定されており周囲の気圧の影響を受けることが無い。したがって、レギュレーターの筐体１０内部のガス圧及び圧縮バネ１１の力を適切に設定することにより、所望の水素ガス圧を維持することが出来る。本実施例で示した圧縮バネを用いずにレギュレータの筐体１０内部のガス圧の設定のみで所望の水素ガス圧を得ることも可能である。
【００５８】
１２は燃料カートリッジが燃料電池装置側の接続部に接続されたことを検出するためのセンサーである。本例では、１２はマイクロスイッチであり、燃料カートリッジが燃料電池装置に固定される直前にＯＮに成るように配置されている。１３は、ガス置換を行うパージバルブであり、円錐面１３ａが燃料電池装置の筐体６に形成された円錐面６ｅと当接するようになっている。１４は圧縮バネであり、パージバルブ１３が図中上方向に付勢される様になされている。圧縮バネ１４により円錐面１３ａ、６ｅは常時接触し、燃料電池装置内のガスは外部に出ないようになっている。１５は電磁石である。２本のリード線１５ｂが通電されることにより、プランジャ１５ａが圧縮バネ１４の力に抗して図中下方向に変位し円錐面１３ａ、６ｅの接触が解かれ燃料電池装置内のガスが外部に流出する様になされている。
【００５９】
図４は、本発明に係わるブロック図である。
図中、１２は図１に示したスイッチ、１５は図１に示した電磁石である。
１６は、燃料電池装置本体が配置される機器内、本実施例ではデジタルカメラにある制御手段としてのマイコンであり、１７はデジタルカメラのメインスイッチである。１８はデジタルカメラ内の電源であり、燃料電池の起動等に使用される。１９は、燃料電池出力電圧検出部である。
【００６０】
次に作用を説明する。図１から明らかなように燃料カートリッジを装着する際は、燃料電池本体の筐体６の孔６ａから大気が混入する。この状態では、燃料電池の反応が進まない。燃料カートリッジが装着完了の直前にスイッチ１２が閉じられ、信号がマイコン１６に入力される。マイコン１６は所定時間電磁石１５に通電しパージバルブ１３が開き燃料電池装置内のガスが外部に放出され内部の圧力が低下するので燃料カートリッジから燃料ガスが供給され、結果として燃料電池装置内部のガスが燃料ガスで置換される。この際、注意すべき点は、大気圧より燃料電池装置内部のガス圧が高くないとガスの置換が起こらないことであり、逆に大気が混入することとなる。したがって本例に於いては、燃料電池本体内部のガス圧は、必ず周囲の大気圧より高く設定されていなければならない。
なお、燃料電池装置内のガスをパージバルブにより大気にパージする代わりに、例えば、回収用のタンクにより回収してもよい。
【００６１】
図５は、作動を説明するためのフローチャートである。
本フローチャートを基に説明する。
図４中のデジタルカメラメインスイッチ１７がＯＦＦとなっている状態でもマイコン１６は作動し、燃料カートリッジの着脱を検出する作動は行っている。
【００６２】
スイッチ１２の状態を検出し（１０１）、ＯＮの状態ではループしスイッチ１２の検出を続ける。
スイッチ１２のＯＦＦを検出すると（１０１）スイッチ１２がＯＮとなるまでループし検出を続ける（１０２）。スイッチ１２がＯＮになると燃料カートリッジが装着されたため次のステップに進み電磁石が所定時間通電され（１０３）ガスの置換を行う。
【００６３】
従って、ユーザーが特段操作することなく自動的にガス置換が行われる。次に、ステップはスタートに戻り、以上の作動を繰り返す。
図６は、別の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【００６４】
本実施形態では、図５に示したフローチャートに図４に示した燃料電池出力検出部１９の作動が加わっている。図５のフローチャートで１０３のステップまで進んだのち、燃料電池出力電圧検出部１９により電圧が検出され（１０４）所定値未満の場合は、ガス置換が不十分であると判断しステップ１０３に戻り、電磁石１５が所定時間通電されパージバルブが開きガス置換が行われる。該電圧が所定値以上であることを検出すると（１０４）一連の作動を終了しスタートに戻り、フローチャートの作動を継続する。
【００６５】
また、以上のフローチャート図５、図６は、デジタルカメラメインスイッチ１７がＯＮの時だけ行うこともできる。この場合は、デジタルカメラ内電源１８の消費を削減できる。
【００６６】
次に、更に別の実施形態を説明する。本実施形態に係わるデジタルカメラは、メインスイッチ１７がＯＮの時、燃料電池出力電圧検出部１９で電圧を検出しており該電圧が第１の所定値以下になると、パージバルブ１３を所定時間解放しガス置換を行う。
【００６７】
あるいは、燃料電池出力電圧検出部１９で検出される電圧が第２の所定値以上になるまでパージバルブ１３を解放する。
なお、これら第１の所定値および第２の所定値は、燃料電池の特性に応じて適宜決定すればよく、その特性に応じて異なる値としてもよいし、同じ値としてもよい。
【００６８】
図７は、説明のためのフローチャートである。本フローチャートを基づいて説明する。デジタルカメラ作動時、常にあるいは所定の時間間隔で燃料電池出力電圧検出部１９で電圧を検出し、所定値以下であるか判断する（２０１）。所定値以上の場合は該電圧検出を続ける。電圧が所定値未満の場合は、次のステップに進み電磁石１５が所定時間通電され（２０２）パージバルブ１３が開かれガス置換が行われる。その後燃料電池出力電圧検出部１９で電圧が検出され所定値以上であるか判断される（２０３）。電圧が所定値に満たない場合は、ガス交換が不十分であるから、（２０２）に戻り電磁石１５が所定時間通電され、ガス置換が行われる。その後該電圧が所定値以上であるか判断され（２０３）所定値以上の場合は、スタートの戻り、同じ手順が繰り返される。
【００６９】
従って、ユーザーが別段操作することなく、燃料電池を安定させて作動させることが可能となる。
次に、更に別の実施形態を説明する。本実施形態においては、デジタルカメラのメインスイッチ１７がＯＮになると必ず、電磁石１５が所定時間通電されパージバルブ１３が解放されガス交換が行われる。
【００７０】
図８は、説明のためのフローチャートである。本フローチャートを基づいて説明する。デジタルカメラメインスイッチ１７がＯＮになると（３０１）、電磁石１５が所定時間通電され（３０２）パージバルブ１３が開かれガス置換が行われる。その後燃料電池出力電圧検出部１９で電圧が検出され所定値以上であるか判断される（３０３）。電圧が所定値に満たない場合は、ガス交換が不十分であるから、（３０２）に戻り電磁石１５が所定時間通電され、ガス置換が行われる。その後該電圧が所定値以上であるか判断され（３０３）所定値以上の場合は、手順が終了する。
【００７１】
本実施形態に依れば、ユーザーが意識することなく、燃料電池が正常に作動される。また本実施例に於いては、必ずしも燃料電池出力電圧の検出を行わず、電磁石１５を所定時間通電することでも良い。
【００７２】
図９は、本発明に係わる燃料電池装置を使用する機器の一例でデジタルカメラを示す斜視図である。図中、９１はカメラボディー、９２は撮影レンズ、９３はメインスイッチであり図４に示したデジタルカメラメインスイッチ１７と連動している。
【００７３】
図１０は、図９に示されるデジタルカメラの背面側および下面側からみた模式的な斜視図である。図１１は、図１０に示されるデジタルカメラに、本発明の燃料電池装置および燃料電池カートリッジを装着した状態を示す模式図である。９５は後述する装着部９６の蓋、９６は燃料電池装置を収容するための装着部（電池収容室ともいう。）、９７はデジタルカメラを操作するための操作スイッチ、そして９８はデジタルカメラのファインダー用および撮影画像の閲覧用等のための液晶画面である。
【００７４】
本例では、ガス置換動作に同期するスイッチとしてメインスイッチ９３を例としてあげたが、デジタルカメラ等の機器側で燃料電池装置のガス置換を操作する点においては、メインスイッチ９３以外の操作スイッチ９７でもよい。すなわち、機器側の操作スイッチ９７の操作によりガス置換を制御してもよい。もちろん、機器の電源スイッチ等のメインスイッチをガス置換に同期するようにすれば、機器を使用する際にメインスイッチは最初に操作されるスイッチである場合が多いことから、より簡易に置換することができる。すなわち、ユーザーが手動でガス置換操作を行う必要がなく、自動的にガス置換し、燃料電池を起動する事ができる点において、ガス置換動作に同期するスイッチをメインスイッチとすることがより好ましい。
【００７５】
なお、本例では、燃料カートリッジ式の場合について説明したが、燃料カートリッジの代わりに、燃料電池装置が燃料タンクを一体的に備えている場合にも適宜適用できる。すなわち、燃料電池の出力電圧に応じてガス置換を行ったり、機器側のスイッチ（特にメインスイッチ）のＯＮに応じてガス置換を行ったりしてもよい。
【００７６】
また、本例では、デジタルカメラが備えるマイコンをガス置換ための制御手段として用いる場合について説明したが、燃料電池装置側に制御手段を設けてその制御手段によりガス置換を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の燃料電池のガス置換方法、燃料電池装置および燃料電池装置用の機器は、燃料カートリッジあるいは燃料電池装置が備える燃料タンクから燃料を供給する燃料電池に混入した燃料以外のガスを燃料ガスでより簡易に置換することができる。特に、ユーザーが手動でガス置換操作を行う必要がなく、自動的にガス置換し、燃料電池を起動する事ができる。本発明は、自動車用、ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラなどの携帯電子機器などに用いられる燃料電池装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の燃料電池装置のガス置換方法の望ましい実施形態に係わる主要部分を示す中央断面図である。
【図２】燃料電池装置と燃料カートリッジを示す外観図である。
【図３】図２の燃料カートリッジ部分を示す斜視図である。
【図４】本発明に係わるブロックダイアグラムを示す図である。
【図５】本発明の望ましい実施形態に係わる作動を説明するフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の望ましい実施形態に係わる作動を説明するフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の望ましい実施形態に係わる作動を説明するフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の望ましい実施形態に係わる作動を説明するフローチャートを示す図である。
【図９】本発明に係わる燃料電池装置を使用するデジタルカメラを示す概略図である。
【図１０】図９に示されるデジタルカメラの背面側および下面側からみた模式的な斜視図である。
【図１１】図１０に示されるデジタルカメラに、本発明の燃料電池装置および燃料電池カートリッジを装着した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  燃料電池装置
２  燃料カートリッジ
３  燃料カートリッジ筐体
３ａ  カバー部材
３ｂ  円錐面
３ｃ  孔
３ｄ  外面
３ｅ  面取り部
３ｆ  面
４  バルブ
４ａ  円錐面
４ｂ  凸部
５  圧縮ばね
６  燃料電池装置の筐体
６ａ  凹部
６ｂ  面
６ｃ  Ｖ溝
６ｄ  ねじ部
７  シール部材
８  ピン
８ａ  球面部
９  ダイアフラム
１０  レギュレータ筐体
１１  圧縮バネ
１２  スイッチ
１３  パージバルブ
１４  圧縮バネ
１５  電磁石
１６  マイコン
１７  デジタルカメラメインスイッチ
１８  電源
１９  燃料電池出力電圧検出部
９１  カメラボディ
９２  撮影レンズ
９３  メインスイッチ
９４  レリーズボタン
９５  蓋
９６  装着部
９７  操作スイッチ
９８  液晶画面
【図１】
2005191001.tif 000003
【図２】
2005191001.tif 000004
【図３】
2005191001.tif 000005
【図４】
2005191001.tif 000006
【図５】
2005191001.tif 000007
【図６】
2005191001.tif 000008
【図７】
2005191001.tif 000009
【図８】
2005191001.tif 000010
【図９】
2005191001.tif 000011
【図１０】
2005191001.tif 000012
【図１１】
2005191001.tif 000013