(57)【要約】【課題】  発電用燃料を保持することが可能な燃料パック等の燃料保持手段の交換が容易な発電装置を提供する。【解決手段】  機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段３１と、前記燃料保持手段３１に備えられ前記発電用燃料を前記燃料保持手段の外部に供給することが可能な複数の燃料供給手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段３０と、前記複数の発電手段３０に各々備えられ前記発電用燃料を前記燃料供給手段から受け取ることが可能な燃料受取手段を有し、前記燃料保持手段と前記発電手段を合わせて、かつ前記燃料供給手段と前記燃料受取手段とを接続して前記機器に収納することが可能である発電装置。【選択図】        図２
2005276469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段とを有し、前記燃料保持手段と前記複数の発電手段を合わせて前記機器に収納することが可能であることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段と、前記燃料保持手段に備えられ前記発電用燃料を前記燃料保持手段の外部に供給することが可能な複数の燃料供給手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段と、前記複数の発電手段に各々備えられ前記発電用燃料を前記燃料供給手段から受け取ることが可能な燃料受取手段を有し、前記燃料保持手段と前記発電手段を合わせて、かつ前記燃料供給手段と前記燃料受取手段とを接続して前記機器に収納することが可能であることを特徴とする発電装置。
【請求項３】
複数の前記燃料供給手段は、前記燃料保持手段の面の中央に一方向に並び、かつ該方向に垂直な方向の燃料保持手段の端までの両側の長さが等間隔なるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記燃料受取手段は、前記発電手段の端子同士を結ぶ方向で、かつ前記発電手段の端までの両側の長さが等間隔なるように配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の発電装置。
【請求項５】
前記燃料保持手段は、穴もしくは凹部の形状の空気通過手段を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかの項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記発電手段は、該発電手段の端子側面の高さが、前記機器の発電手段を収納する部分の深さよりも短いことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかの項に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な機器に適用可能であり、燃料パック等の燃料保持手段の交換が容易な発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業の様々な分野において、マンガン乾電池、アルカリ乾電池といった一次電池、あるいはニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池といった繰り返し使用可能な二次電池が利用されている。その利用用途の一例として、カメラ、携帯情報端末といった持ち運び可能な携帯型機器などでの使用があげられる。しかし、これらの発電装置はその一部に重金属などを含み、廃棄後に環境に対して与える影響が大きかった。
【０００３】
そこで近年、環境への影響が少なく、またそのエネルギー効率のよさから燃料電池などの発電装置が注目されてきている。また、カメラ、携帯情報端末のような携帯型機器などに適用可能であり、燃料を交換・補給することで繰り返し利用できる燃料電池などの発電装置も開発されている。図１５に特許文献１に開示される従来の発電装置の一例を示す。図１５の主要構成を簡単に説明すると、図１５の発電装置は、電気化学反応により電力を発生する発電モジュール１０、該発電モジュール１０に燃料を補給する燃料パック１１、該燃料パックが着脱可能に構成されたホルダー１２からなる。燃料パック１１をホルダー１２の空間スペースＳＰ１にＰ１の矢印方向に装着することで、発電装置として使用することができる。また、燃料パック１１の燃料が切れたら、新しい燃料パック１１と交換することで繰り返し利用できる。さらに、図１５に示す発電装置の形状や発電量を市販乾電池、あるいは二次電池の規格と同等にすることで、図１６に示すように乾電池、あるいは二次電池と同等に扱うことも可能である。なお、図１６において、１３のＤＶＣは携帯情報端末、２はＤＶＣに適用可能な燃料電池などの発電装置、矢印Ｐ２は発電装置２をＤＶＣに対して装着及び取り外し可能であることを示している。
【０００４】
また、特許文献２も、乾電池と同等に扱うことも可能である。
【特許文献１】特開２００２−２５２０１４号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１５の特許文献１あるいは特許文献２に示すような燃料電池などの発電装置を機器に適用する際、発電装置を複数個使用する場合には以下のような問題が生じていた。すなわち、複数個の発電装置の燃料パックを交換するには、まず複数個の発電装置を機器から取り出し、さらにそれぞれの発電装置ごとに図１５に示す燃料パック１１を交換しなければならず、非常に手間がかかっていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、様々な機器に適用可能であり、発電用燃料を保持することが可能な燃料パック等の燃料保持手段の交換が容易な発電装置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】
【０００７】
本発明の目的を達成するために、本発明の発電装置は以下の構成を備える。
すなわち、本発明は、機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段とを有し、前記燃料保持手段と前記複数の発電手段を合わせて前記機器に収納することが可能であることを特徴とする発電装置である。
【０００８】
また、本発明は、機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段と、前記燃料保持手段に備えられ前記発電用燃料を前記燃料保持手段の外部に供給することが可能な複数の燃料供給手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段と、前記複数の発電手段に各々備えられ前記発電用燃料を前記燃料供給手段から受け取ることが可能な燃料受取手段を有し、前記燃料保持手段と前記発電手段を合わせて、かつ前記燃料供給手段と前記燃料受取手段とを接続して前記機器に収納することが可能であることを特徴とする発電装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、様々な機器に適用可能であり、燃料パック等の燃料保持手段の交換を容易に行うことが可能な発電装置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】
本発明の発電装置は、機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段とを有し、前記燃料保持手段と前記複数の発電手段を合わせて前記機器に収納することが可能であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の発電装置は、機器に収納して使用可能な発電装置であって、発電用燃料を保持することが可能な燃料保持手段と、前記燃料保持手段に備えられ前記発電用燃料を前記燃料保持手段の外部に供給することが可能な複数の燃料供給手段と、前記発電用燃料を用いて電力を発生する複数の発電手段と、前記複数の発電手段に各々備えられ前記発電用燃料を前記燃料供給手段から受け取ることが可能な燃料受取手段を有し、前記燃料保持手段と前記発電手段を合わせて、かつ前記燃料供給手段と前記燃料受取手段とを接続して前記機器に収納することが可能であることを特徴とする。
【００１２】
上記の発電装置において、複数の前記燃料供給手段は、前記燃料保持手段の面の中央に一方向に並び、かつ該方向に垂直な方向の燃料保持手段の端までの両側の長さが等間隔なるように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記燃料受取手段は、前記発電手段の端子同士を結ぶ方向で、かつ前記発電手段の端までの両側の長さが等間隔なるように配置されていることを特徴とする。
さらに、前記燃料保持手段は、穴もしくは凹部の形状の空気通過手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記発電手段は、該発電手段の端子側面の高さが、前記機器の発電手段を収納する部分の深さよりも短いことを特徴とする。
【００１４】
以下、添付図面に従って、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態は、燃料電池などの発電装置を携帯型機器などに適用する際に使用される。また、本実施形態においては、発電装置の例として燃料電池を挙げて説明を行なうが、本発明が燃料電池に限られたものではないことは言うまでもない。
【００１５】
まず、本実施形態における燃料電池の発電原理を図１に示す。図１は、燃料を用いて電力を発生する発電手段３０、燃料を保持することが可能な燃料パック等の燃料保持手段３１、負荷３２からなる。また、発電手段３０は、主に白金等の触媒微粒子を塗布した炭素電極からなる燃料極（アノード）３０１および空気極（カソード）３０３と、燃料極３０１と空気極３０３の間に配置された厚さミクロンのイオン交換膜３０２から構成される。燃料極３０１側には燃料パック等の燃料保持手段３１から燃料である水素ガス（Ｈ2 ）が供給され、また、空気極３０３側には大気中の酸素ガス（Ｏ2 ）が供給されることにより、電気化学反応による発電が行なわれ、負荷３２に対して電力が供給される。
【００１６】
発電手段３０に水素ガスと酸素ガスを供給して、イオン交換膜３０２を介して燃料極３０１側、空気極３０３側で起こる電気化学反応はそれぞれ式１、２で表すことができる。
【００１７】
【化１】
2005276469.tif 000003
【００１８】
燃料を保持する燃料保持手段３１の中身は、水素ガスを貯蔵可能な水素吸蔵合金から構成してもよいし、メタノールやエタノールやブタノールなどの液体燃料から構成してもよいし、天然ガスなどの液化燃料から構成してもよいし、発電手段３０に対して水素ガスを供給できるものであればよい。ここで、燃料保持手段３１に保持される燃料の種類によっては、燃料保持手段３１と発電手段３０の間に図示しない改質器を配置して、該改質器により燃料を水素ガスに改質してから、発電手段３０に対して水素ガスを供給することが望ましい。
【実施例】
【００１９】
次に、本発明の発電装置の実施例について、以上、説明した原理を利用した燃料電池について具体的に説明する。本実施形態で説明する燃料電池は、形状や発電量を市販乾電池、あるいは二次電池の規格と同等にすることで、携帯型機器で使用する乾電池の代わりに使用することが可能なものである。
【００２０】
図２は、本実施形態における燃料電池のブロック図であるが、乾電池、あるいは二次電池を２個使用する代わりに燃料電池を使用する機器に適用可能である。図２に示す本実施形態における燃料電池は、燃料を保持可能することが可能な燃料保持手段３１、および燃料を用いて電力を発生する２個の発電モジュール４０からなる。本実施形態では発電モジュール４０が２個の場合について説明するが、乾電池、あるいは二次電池を４個使用する代わりの燃料電池を必要とする機器に対しては、発電モジュール４０を４個にするように、燃料電池を適用する機器に従って使用する発電モジュールの個数を変えればよい。また、発電モジュール４０はそれぞれ同じように、動作制御手段４１、出力制御手段４２、発電手段３０からなる。
【００２１】
燃料保持手段３１は燃料を保持することが可能であり、その燃料保持手段３１の中身は、水素ガスを貯蔵可能な水素吸蔵合金から構成してもよいし、メタノールやエタノールやブタノールなどの液体燃料から構成してもよいし、天然ガスなどの液化燃料から構成してもよいし、発電モジュール４０に対して水素ガスを供給できるものであればよい。ここで、燃料保持手段３１に保持される燃料の種類によっては、燃料保持手段３１と発電モジュール４０の間に図示しない改質器を配置して、該改質器により燃料を水素ガスに改質してから、発電モジュール４０に対して水素ガスを供給することが望ましい。
【００２２】
動作制御手段４１は、発電モジュール４０もしくは発電モジュール４０以外から供給される電力によって動作する。動作制御手段４１は、発電モジュール４０が発電して携帯型機器などに提供する電力量に関する情報を保持し、出力制御手段４２にその情報を送る。動作制御手段４１が保持する該情報は、本実施形態の燃料電池を適用する機器が必要とする電力量に従って必要電力量情報としてあらかじめ定めておけばよい。たとえば、発電モジュール４０が単１〜３などの乾電池の代わりに用いられるのであれば、その乾電池と同じ電力量と定めておけばよいし、その他の二次電池の代わりに用いられるのであればその二次電池が発電する電力量と同じに定めておけばよい。
【００２３】
出力制御手段４２は、発電モジュール４０もしくは発電モジュール４０以外から供給される電力によって動作する。出力制御手段４２は、動作制御手段４１から送られてきた必要電力量情報に従って、燃料保持手段３１から発電手段３０に供給する水素ガス、および空気中に含まれる酸素ガスの供給量の調整を行なう。
【００２４】
発電手段３０は、出力制御手段４２によって供給量を調整された水素ガスおよび酸素ガスをもとに電力を発生して、発電モジュール４０の外部に電力（電気エネルギー）を送る。発電手段３０は、図３に示すように、主に白金等の触媒微粒子を塗布した炭素電極からなる燃料極（アノード）３０１と、空気極（カソード）３０３と、燃料極３０１と空気極３０３の間に配置された厚さミクロンのイオン交換膜３０２から構成される。燃料極３０１側には燃料保持手段３１から水素ガス（Ｈ2 ）が供給され、また、空気極３０３側には大気中の酸素ガス（Ｏ2 ）が供給されることにより、電気化学反応による発電が行なわれ、カメラ、携帯情報端末といった持ち運び可能な携帯型機器などの機器５０に対して電力が供給される。なお、本実施形態の燃料電池を構成する燃料保持手段３１および発電モジュール４０は、合わせて機器５０に収納可能である。
【００２５】
発電手段３０に水素ガスと酸素ガスを供給して、イオン交換膜３０２を介して燃料極３０１側、空気極３０３側で起こる電気化学反応はそれぞれ前述した式１、２で表すことができる。
【００２６】
以上のような構成を持つ燃料電池について、その具体的な実施例を説明する。
実施例１
図４は、本発明における燃料電池の第１の実施例を説明する図である。ここでは特に、乾電池、あるいは二次電池と同様に扱うことが可能であり、かつ燃料を容易に交換可能な燃料電池について説明する。図４には、図２で説明した燃料を保持することが可能な燃料保持手段３１ａ、燃料を用いて発電を行ない電力を発生する発電モジュール４０ａ、および図３で説明したカメラ、携帯情報端末といった持ち運び可能な携帯型機器などの機器５０ａが示されている。
【００２７】
まず、燃料保持手段３１ａと発電モジュール４０ａの外形について具体的に説明する。
図５は、図４の燃料保持手段３１ａの外形を具体的に説明する図である。図５（ａ）、（ｂ）は共に燃料保持手段３１ａを示しており、図５（ａ）と図５（ｂ）の燃料保持手段３１ａは互いを裏返しにした関係にある。図５の７０ａは燃料供給口であり、発電モジュール４０ａに対して燃料を供給する。この燃料供給口７０ａは、共に用いる発電モジュール４０ａと同じ数だけ備えられる（図５においては２個）。燃料供給口７０ａは、燃料保持手段３１ａが発電モジュール４０ａと別個になっているときは口が塞がれており、燃料保持手段３１ａが発電モジュール４０ａと組み合わさっているときは口が開いて燃料を補給する構造になっている。
【００２８】
図５（ｃ）は燃料保持手段３１ａの燃料供給口７０ａが付いている面を、その面の法線方向から見た様子を示している。燃料供給口７０ａはそれぞれ、該面において燃料供給口７０ａが並ぶ方向に対して垂直になる方向について、燃料保持手段３１ａの相対する端まで等間隔に配置されるのが好ましい。そのようにすることで、燃料保持手段３１ａを発電モジュール４０ａに嵌め込む際に、その向きを気にせずに、すなわち図５（ｃ）に示す燃料保持手段３１ａの向きが上下逆になっていようとも、容易に嵌め込むことが可能になる。
【００２９】
図６は、図４の発電モジュール４０ａの外形を具体的に説明する図である。発電モジュール４０ａの端子同士を結ぶ方向の長さは、乾電池、あるいは二次電池と同等である。図６（ａ）、（ｂ）は共に発電モジュール４０ａを示しており、図６（ａ）と図６（ｂ）の発電モジュール４０ａは互いに上下の向きを反対にした関係にある。図６の８０ａは燃料受取口であり、燃料保持手段３１ａの燃料供給口７０ａから燃料を受け取る。この燃料受取口８０ａは、発電モジュール４０ａが燃料保持手段３１ａと別個になっているときは口が塞がれており、発電モジュール４０ａが燃料保持手段３１ａと組み合わさっているときは口が開いて燃料を受け取る構造になっている。図６の８１ａは空気を受け取る空気受取口であり、図２の出力制御手段４２によりその受け取る量を調整しながら、発電手段３０に酸素ガス（空気中に含まれる）が供給される。
【００３０】
図６の８２ａは、マイナス（−）極端子であり、図４の機器５０ａの電池収納スペースＳＰ６０ａに発電モジュール４０ａを嵌め込んだときに機器５０ａのマイナス（−）極端子と触れ合い、発生した電気が通電する。図６の８３ａは、プラス（＋）極端子であり、図４の機器５０ａの電池収納スペースＳＰ６０ａに発電モジュール４０ａを嵌め込んだときに機器５０ａのプラス（＋）極端子と触れ合い、発生した電気が通電する。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）を見て分かるように、発電モジュール４０ａの片側にはマイナス（−）極端子８２ａがあり、その反対側には必ずプラス（＋）極端子８３ａがある。また、発電モジュール４０ａのマイナス（−）極端子８２ａとプラス（＋）極端子８３ａの間で発生する電位差は、図２の動作制御手段４１によってあらかじめ決められている。図６（ｃ）は発電モジュール４０ａの燃料受取口８０ａが付いている面を、その面の法線方向から見た様子を示している。燃料受取口８０ａは、発電モジュール４０ａのマイナス（−）極端子８２ａ、プラス（＋）極端子８３ａ同士を結ぶ方向について、マイナス（−）極端子８２ａがある端の面、プラス（＋）極端子８３ａがある端の面それぞれまで等間隔に配置されるのが好ましい。そのようにすることで、複数の発電モジュール４０ａを図４の機器５０ａの電池収納スペースＳＰ６０ａに嵌め込む際に、機器５０ａのプラス（＋）マイナス（−）極端子がどのように並んでいても、すなわちプラス（＋）マイナス（−）極端子が交互に並んでいようが、同じ側に並んでいようが、発電モジュール４０ａの向きを機器に合わせて嵌め込むことができるので、同一種類の発電モジュール４０ａを利用することが可能になる。
【００３１】
また、図６（ｃ）の発電モジュール４０ａおよび図５（ｃ）の燃料保持手段３１ａに平行二本線のしるしを付したのは、その間隔が同じであることを示している。そのようにすることで、燃料保持手段３１ａを発電モジュール４０ａに嵌め込む際にその向きを気にせずに、すなわち図５（ｃ）に示す燃料保持手段３１ａの向きが上下逆になっていようとも、容易に嵌め込むことが可能になる。
【００３２】
次に図４において、機器５０ａに本実施形態の燃料電池を収納する際の説明を行なう。まず２つの発電モジュール４０ａを矢印Ｐ６１ａ、Ｐ６２ａの方向に組み合わせ、次に機器５０ａの電池収納スペースＳＰ６０ａに矢印Ｐ６３ａの方向に嵌め込む。発電モジュール４０ａを機器５０ａに嵌め込む際は、機器５０ａの電池収納スペースＳＰ６０ａのプラス（＋）およびマイナス（−）極端子と、発電モジュール４０ａのプラス（＋）およびマイナス（−）極端子が合うように嵌め込む。さらに、燃料保持手段３１ａを矢印Ｐ６４ａの方向に、２つの発電モジュール４０ａに合わさるように嵌め込む。図１３（ａ）に収納したあとの図を示す。機器５０ａを使用して、燃料保持手段３１ａの燃料が切れた場合には、新しい燃料保持手段３１ａを用意して交換を行なえばよい。ここで、燃料保持手段３１ａの交換は一度の操作で容易に交換できることは言うまでもない。
【００３３】
以上のように、第１の実施例のように本実施形態の燃料電池を構成することで、燃料保持手段３１ａを一度の操作で容易に交換することが可能になる。なお、本実施形態では乾電池、あるいは二次電池と端子同士を結ぶ方向の長さが同じ発電モジュール４０ａを２個使用した場合について述べたが、機器５０ａが３個以上の発電モジュール４０ａを必要とする場合は、その数だけ発電モジュール４０ａを用意すればよい。また、機器５０ａに適用可能な乾電池、あるいは二次電池の端子同士を結ぶ方向の長さや電池の形状が図４に示す発電モジュール４０ａの端子同士を結ぶ方向の長さやその形状と異なる場合はその形状に合わせたものを用意すればよい。さらに、燃料保持手段３１ａの形状もそれらと合わせてやればよい。
【００３４】
実施例２
図７は、本実施形態における燃料電池の第２の実施例を説明する図である。ここでは特に、乾電池、あるいは二次電池と同様に扱うことが可能であり、かつ燃料を容易に交換可能な燃料電池について説明する。図７には、図２で説明した燃料を保持することが可能な燃料保持手段３１ｂ、燃料を用いて発電を行ない電力を発生する発電モジュール４０ｂ、および図３で説明したカメラ、携帯情報端末といった持ち運び可能な携帯型機器などの機器５０ｂが示されている。
【００３５】
まず燃料保持手段３１ｂと発電モジュール４０ｂの外形について具体的に説明する。
図８は、図７の燃料保持手段３１ｂの外形を具体的に説明する図である。図８（ａ）、（ｂ）は共に燃料保持手段３１ｂを示しており、図８（ａ）と図８（ｂ）の燃料保持手段３１ｂは互いを裏返しにした関係にある。図８の７０ｂは燃料供給口であり、発電モジュール４０ｂに対して燃料を供給する。この燃料供給口７０ｂは、共に用いる発電モジュール４０ｂと同じ数だけ備えられる（図８においては２個）。燃料供給口７０ｂは、燃料保持手段３１ｂが発電モジュール４０ｂと別個になっているときは口が塞がれており、燃料保持手段３１ｂが発電モジュール４０ｂと組み合わさっているときは口が開いて燃料を補給する構造になっている。
【００３６】
図８の１００ｂは空気通過路であり、燃料保持手段３１ｂの裏表に通じ、後に説明する発電モジュール４０ｂの空気受取口８１ｂが空気を受け取るための空気を通す道である。図８（ｃ）は燃料保持手段３１ｂの燃料供給口７０ｂが付いている面を、その面の法線方向から見た様子を示している。空気通過路１００ｂはそれぞれ、図８（ｃ）に示す面において燃料供給口７０ｂが並ぶ方向に対して垂直になる方向について、燃料供給口７０ｂから空気通過路１００ｂまで等間隔に配置され、また空気通過路１００ｂから燃料保持手段３１ｂの端のうち近い端まで等間隔に配置されるのが好ましい。そのようにすることで、燃料保持手段３１ｂを発電モジュール４０ｂに嵌め込む際に、その向きを気にせずに、すなわち図８（ｃ）に示す燃料保持手段３１ｂの向きが上下逆になっていようとも、容易に嵌め込むことが可能になる。
【００３７】
図９は、図７の発電モジュール４０ｂの外形を具体的に説明する図である。発電モジュール４０ｂの端子同士を結ぶ方向の長さは、乾電池、あるいは二次電池と同等である。図９（ａ）、（ｂ）は共に発電モジュール４０ｂを示しており、図９（ａ）と図９（ｂ）の発電モジュール４０ｂは互いに上下の向きを反対にした関係にある。図９の８０ｂは燃料受取口であり、燃料保持手段３１ｂの燃料供給口７０ｂから燃料を受け取る。この燃料受取口８０ｂは、発電モジュール４０ｂが燃料保持手段３１ｂと別個になっているときは口が塞がれており、発電モジュール４０ｂが燃料保持手段３１ｂと組み合わさっているときは口が開いて燃料を受け取る構造になっている。図９の８１ｂは空気を受け取る空気受取口であり、図２の出力制御手段４２によりその受け取る量を調整しながら、発電手段３０に酸素ガス（空気中に含まれる）が供給される。なお、該空気は図８に示す燃料保持手段３１ｂの空気通過路１００ｂを通る。
【００３８】
図９の８２ｂは、マイナス（−）極端子であり、図７の機器５０ｂの電池収納スペースＳＰ６０ｂに発電モジュール４０ｂを嵌め込んだときに機器５０ｂのマイナス（−）極端子と触れ合い、発生した電気が通電する。図９の８３ｂは、プラス（＋）極端子であり、図７の機器５０ｂの電池収納スペースＳＰ６０ｂに発電モジュール４０ｂを嵌め込んだときに機器５０ｂのプラス（＋）極端子と触れ合い、発生した電気が通電する。なお、図９（ａ）および図９（ｂ）を見て分かるように、発電モジュール４０ｂの片側にはマイナス（−）極端子８２ｂがあり、その反対側には必ずプラス（＋）極端子８３ｂがある。また、発電モジュール４０ｂのマイナス（−）極端子８２ｂとプラス（＋）極端子８３ｂの間で発生する電位差は、図２の動作制御手段４１によってあらかじめ決められている。
【００３９】
図９（ｃ）は発電モジュール４０ｂの燃料受取口８０ｂが付いている面を、その面の法線方向から見た様子を示している。空気受取口８１ｂはそれぞれ、発電モジュール４０ｂのマイナス（−）極端子８２ｂ、プラス（＋）極端子８３ｂ同士を結ぶ方向について、燃料受取口８０ｂから空気受取口８１ｂまで等間隔に配置され、また空気受取口８１ｂからマイナス（−）極端子８２ｂがある端の面、プラス（＋）極端子８３ｂがある端の面のうち近い面まで等間隔に配置されるのが好ましい。そのようにすることで、複数の発電モジュール４０ｂを図７の機器５０ｂの電池収納スペースＳＰ６０ｂに嵌め込む際に、機器５０ｂのプラス（＋）マイナス（−）極端子がどのように並んでいても、すなわちプラス（＋）マイナス（−）極端子が交互に並んでいようが、同じ側に並んでいようが、発電モジュール４０ｂの向きを機器に合わせて嵌め込むことができるので、同一種類の発電モジュール４０ｂを利用することが可能になる。また、図９（ｃ）の面における空気受取口８１ｂと、図８（ｃ）の面における空気通過路１００ｂはその大きさが同じであることが好ましい。
【００４０】
また、図９（ｃ）の発電モジュール４０ｂおよび図８（ｃ）の燃料保持手段３１ｂに、平行一本線、あるいは平行三本線のしるしを付したのは、平行一本線同士、あるいは平行三本線同士でその間隔が同じであることを示している。そのようにすることで、燃料保持手段３１ｂを発電モジュール４０ｂに嵌め込む際にその向きを気にせずに、すなわち図８（ｃ）に示す燃料保持手段３１ｂの向きが上下逆になっていようとも、容易に嵌め込むことが可能になる。また、図９に示す発電モジュール４０ｂの空気受取口８１ｂと、図８に示す燃料保持手段３１ｂの空気通過路１００ｂの位置が合うため、発電モジュール４０ｂが空気を受け取ることが可能となる。
【００４１】
次に図７において、機器５０ｂに本実施形態の燃料電池を収納する際の説明を行なう。まず２つの発電モジュール４０ｂを矢印Ｐ６１ｂ、Ｐ６２ｂの方向に組み合わせ、次に機器５０ｂの電池収納スペースＳＰ６０ｂに矢印Ｐ６３ｂの方向に嵌め込む。発電モジュール４０ｂを機器５０ｂに嵌め込む際は、機器５０ｂの電池収納スペースＳＰ６０ｂのプラス（＋）およびマイナス（−）極端子と、発電モジュール４０ｂのプラス（＋）およびマイナス（−）極端子が合うように嵌め込む。さらに、燃料保持手段３１ｂを矢印Ｐ６４ｂの方向に、２つの発電モジュール４０ｂに合わさるように嵌め込む。図１３（ｂ）に収納したあとの図を示す。機器５０ｂを使用して、燃料保持手段３１ｂの燃料が切れた場合には、新しい燃料保持手段３１ｂを用意して交換を行なえばよい。ここで、燃料保持手段３１ｂの交換は一度の操作で容易に交換できることは言うまでもない。
【００４２】
以上のように、第２の実施例のように本実施形態の燃料電池を構成することで、燃料保持手段３１ｂを一度の操作で容易に交換することが可能になる。なお、本実施形態では乾電池、あるいは二次電池と端子同士を結ぶ方向の長さが同じ発電モジュール４０ｂを２個使用した場合について述べたが、機器５０ｂが３個以上の発電モジュール４０ｂを必要とする場合は、その数だけ発電モジュール４０ｂを用意すればよい。また、機器５０ｂに適用可能な乾電池、あるいは二次電池の端子同士を結ぶ方向の長さや電池の形状が図７に示す発電モジュール４０ｂの端子同士を結ぶ方向の長さやその形状と異なる場合はその形状に合わせたものを用意すればよい。さらに、燃料保持手段３１ｂの形状もそれらと合わせてやればよい。
【００４３】
実施例３
図１０は、本実施形態における燃料電池の第３の実施例を説明する図である。ここでは特に、乾電池、あるいは二次電池と同様に扱うことが可能であり、かつ燃料を容易に交換可能な燃料電池について説明する。図１０には、図２で説明した燃料を保持することが可能な燃料保持手段３１ｃ、燃料を用いて発電を行ない電力を発生する発電モジュール４０ｃ、および図３で説明したカメラ、携帯情報端末といった持ち運び可能な携帯型機器などの機器５０ｃが示されている。第３の実施例は、第１の実施例、第２の実施例と違い、発電モジュール４０ｃが端子同士を結ぶ方向に並ぶ場合に適用される。
【００４４】
まず燃料保持手段３１ｃと発電モジュール４０ｃの外形について具体的に説明する。
図１１は、図１０の燃料保持手段３１ｃの外形を具体的に説明する図である。図１１（ａ）、（ｂ）は共に燃料保持手段３１ｃを示しており、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の燃料保持手段３１ｃは互いを裏返しにした関係にある。図１１の７０ｃは燃料供給口であり、発電モジュール４０ｃに対して燃料を供給する。この燃料供給口７０ｃは、共に用いる発電モジュール４０ｃと同じ数だけ備えられる（図１１においては２個）。燃料供給口７０ｃは、燃料保持手段３１ｃが発電モジュール４０ｃと別個になっているときは口が塞がれており、燃料保持手段３１ｃが発電モジュール４０ｃと組み合わさっているときは口が開いて燃料を補給する構造になっている。図１１の１００ｃは空気通過路であり、燃料保持手段３１ｃの裏表に通じ、後に説明する発電モジュール４０ｃの空気受取口８１ｃが空気を受け取るための空気を通す道である。ＳＰ１３０ｃは、燃料保持手段３１ｃと発電モジュール４０ｃを組み合わせたときに、発電モジュール４０ｃの端の飛び出し部分を収納するスペースであり、詳細は図１２（ｂ）および図１２（ｃ）で説明する。
【００４５】
図１２は、図１０の発電モジュール４０ｃの外形を具体的に説明する図である。発電モジュール４０ｃの端子同士を結ぶ方向の長さは、乾電池、あるいは二次電池と同等である。図１２（ａ）は、図７の発電モジュール４０ｂと図１０の発電モジュール４０ｃを比較する図である。発電モジュール４０ｂと４０ｃとでは、燃料受取口８０ｂと８０ｃ、空気受取口８１ｂと８１ｃ、マイナス（−）極端子８２ｂと８２ｃ、プラス（＋）極端子８３ｂと８３ｃはそれぞれ同じ位置にあり、また同じ働きをする。唯一異なる点はマイナス（−）極端子８２とプラス（＋）極端子８３がある面の高さが異なることである。具体的には発電モジュール４０ｂの該高さよりも発電モジュール４０ｃのほうが低くなっている。そのようにすることで、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、燃料保持手段３１ｃと発電モジュール４０ｃを機器５０ｃの電池収納スペースＳＰ６０ｃの中で組み合わせるときに、燃料保持手段３１ｃのスペースＳＰ１３０ｃと発電モジュール４０ｃの端子８２ｃ、８３ｃがある面（飛び出した部分）が組み合わさって、ちょうど電池収納スペースＳＰ６０ｃの中に収納することが可能になる。またこのとき図１２（ｂ）、（ｃ）を見ると、燃料保持手段３１ｃの端子がある側面の高さは、電池収納スペースＳＰ６０ｃの深さより短いことが分かる。
【００４６】
ここで、前述した第１の実施例および第２の実施例で説明した発電モジュール４０ａ、４０ｂの端子８２、８３がある面の高さも、第３の外形で説明した発電モジュール４０ｃの端子８２、８３がある面のように高さを低くしてもよいことは言うまでもない。またそのようにすることで、特に第２の実施例で説明した発電モジュール４０ｂと第３の実施例で説明した発電モジュール４０ｃを同一種類にしてもよいことは言うまでもない。
【００４７】
さらに、図１２における空気受取口８１ｃと、図１１における空気通過路１００ｃが組み合わさるときの位置、大きさを合わせることで、発電モジュール４０ｃが空気を受け取ることが可能となることは言うまでもない。
【００４８】
次に図１０において、機器５０ｃに本実施形態の燃料電池を収納する際の説明を行なう。まず２つの発電モジュール４０ｃを矢印Ｐ６１ｃ、Ｐ６２ｃの方向に組み合わせ、次に機器５０ｃの電池収納スペースＳＰ６０ｃに矢印Ｐ６３ｃの方向に嵌め込む。発電モジュール４０ｃを機器５０ｃに嵌め込む際は、機器５０ｃの電池収納スペースＳＰ６０ｃのプラス（＋）およびマイナス（−）極端子と、発電モジュール４０ｃのプラス（＋）およびマイナス（−）極端子が合うように嵌め込む。さらに、燃料保持手段３１ｃを矢印Ｐ６４ｃの方向に、２つの発電モジュール４０ｃに合わさるように嵌め込む。図１３（ｃ）に収納したあとの図を示す。機器５０ｃを使用して、燃料保持手段３１ｃの燃料が切れた場合には、新しい燃料保持手段３１ｃを用意して交換を行なえばよい。ここで、燃料保持手段３１ｃの交換は一度の操作で容易に交換できることは言うまでもない。
【００４９】
以上のように、第３の実施例のように本実施形態の燃料電池を構成することで、燃料パック等の燃料保持手段３１ｃを一度の操作で容易に交換することが可能になる。なお、本実施形態では乾電池、あるいは二次電池と端子同士を結ぶ方向の長さが同じ発電モジュール４０ｃを２個使用した場合について述べたが、機器５０ｃが３個以上の発電モジュール４０ｃを必要とする場合は、その数だけ発電モジュール４０ｃを用意すればよい。また、機器５０ｃに適用可能な乾電池、あるいは二次電池の端子同士を結ぶ方向の長さや電池の形状が図１０に示す発電モジュール４０ｃの端子同士を結ぶ方向の長さやその形状と異なる場合はその形状に合わせたものを用意すればよい。さらに、燃料パック等の燃料保持手段３１ｃの形状もそれらと合わせてやればよい。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の燃料電池は、様々な機器に適用可能であり、燃料保持手段を一度の操作で容易に交換することが可能になる。
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００５１】
本発明における他の実施の形態では、図１４のように発電モジュールを３個以上使用してもよい。
また本発明における他の実施の形態では、１個の発電モジュールにつき燃料受取口が１個でなくてもよい。このとき、燃料保持手段の燃料供給口もその数に合わせる。
【００５２】
また本発明における他の実施の形態では、燃料保持手段の空気通過路は空気が通ることができれば図８や図１１に示されるような穴の形状ではなく、側面が一部凹んでいる形状でもよい。もちろん燃料保持手段と発電モジュールが組み合わさったときに、空気通過路は発電モジュールの空気受取口と位置や大きさがあっていることが望ましいのは言うまでもない。
【００５３】
また本発明における他の実施の形態では、図１の空気極３０３側の電気化学反応で生成されるＨ2 Ｏは、燃料保持手段に燃料とは別に回収できるようにしてもよいし、発電モジュールの空気受取口からそのまま排出してもよいし、水素ガスあるいは酸素ガスと混ぜて発電手段に送ってもよい。
【００５４】
また本発明における他の実施の形態では、機器の電池収納スペースをふさぐ蓋を用意してもよい。このとき、発電モジュールが空気を十分に取り込めるように蓋に穴をあけておいてもよいし、あるいは、機器を利用しないとき（すなわち発電モジュールが空気を必要としないとき）のみ蓋を閉めるようにしてもよい。
【００５５】
また本発明における他の実施の形態では、燃料保持手段を交換する際、燃料保持手段を取り出しやすいように取っ手をつけてもよいし、指でつまみ出しやすくするように穴をあけてもよい。ここで、指でつまみ出しやすくするためにあける穴は、図８、図１１で説明した空気通過路を利用したものであってもよいことは言うまでもない。
【００５６】
また本発明における発電装置の実施形態として燃料電池を挙げて説明を行なったが、本発明が燃料電池に限られたものではないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明における発電装置は、様々な機器に適用可能であり、燃料保持手段の交換を容易に行なうことが可能であり、特に燃料電池に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】燃料電池の発電原理を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の発電手段を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態の第１の実施例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態の第１の実施例における燃料保持手段を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態の第１の実施例における発電モジュールを説明する図である。
【図７】本発明の実施形態の第２の実施例を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態の第２の実施例における燃料保持手段を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態の第２の実施例における発電モジュールを説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態の第３の実施例を説明する図である。
【図１１】本発明の実施形態の第３の実施例における燃料保持手段を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態の第３の実施例における発電モジュールを説明する図である。
【図１３】本発明の実施形態の第１、第２、第３の実施例における燃料電池を、機器に嵌め込んだ様子を説明する図である。
【図１４】本発明の他の実施形態で、発電モジュールが３個以上の場合を説明するブロック図である。
【図１５】従来の発電装置を説明する図である。
【図１６】従来の発電装置の使用例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  発電装置
１０  発電モジュール
１１  燃料保持手段
１２  ホルダー
１３  ＤＶＣ
３０  発電手段
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  燃料保持手段
３２  負荷
４０，４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  発電モジュール
４１  動作制御手段
４２  出力制御手段
４４  表示制御手段
４５  表示手段
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  機器
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ  燃料供給口
８０ａ、８０ｂ  燃料受取口
８１ａ、８１ｂ  空気受取口
８２ａ、８２ｂ  （−）極端子
８３ａ、８３ｂ  （＋）極端子
８５ａ  ＬＥＤ（発光ダイオード）
３０１  燃料極
３０２  イオン交換膜
１００ｂ、１００ｃ  空気通過路
３０３  空気極
ＳＰ６０ａ  電池収納スペース
【図１】
2005276469.tif 000004
【図２】
2005276469.tif 000005
【図３】
2005276469.tif 000006
【図４】
2005276469.tif 000007
【図５】
2005276469.tif 000008
【図６】
2005276469.tif 000009
【図７】
2005276469.tif 000010
【図８】
2005276469.tif 000011
【図９】
2005276469.tif 000012
【図１０】
2005276469.tif 000013
【図１１】
2005276469.tif 000014
【図１２】
2005276469.tif 000015
【図１３】
2005276469.tif 000016
【図１４】
2005276469.tif 000017
【図１５】
2005276469.tif 000018
【図１６】
2005276469.tif 000019