(57)【要約】【課題】  本発明は、タンク室内をスライド可能な仕切板で仕切ることによって、液体燃料および廃液の両方を収納することができる液体収納タンクおよびこれを用いた燃料電池を提供すること。【解決手段】  第１の室３ａに液体を収納し、第２の室３ｂに液体の廃液を収納するようにしたタンク室３を備え、このタンク室３内には、スライド自在に配設された仕切板４によって、第１、第２の室３ａ、３ｂが分割され、仕切板４がスライドすることにより、第１、第２の室３ａ、３ｂの分割比率が変化可能となっており、第１の室の３ａ液体残量の減少に伴って、仕切板４がスライドして、第１室３ａの体積が小さくなると共に、体積が大きくなった第２の室３ｂに廃液を収納することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収納可能なタンク室を備え、前記タンク室は、スライド移動可能な仕切板によって第１、第２の室に分割され、前記仕切板がスライドすることにより、前記第１、第２の室の分割比率が変化可能となっていることを特徴とする液体収納タンク。
【請求項２】
前記第１の室に前記液体を収納し、前記第の２室に前記液体の廃液を収納するようにしたことを特徴とする請求項１記載の液体収納タンク。
【請求項３】
前記仕切板は、前記タンク室内にスライド自在に配設され、前記第１の室の液体残量の減少に伴って前記仕切板がスライドして、前記第１室の体積が小さくなると共に前記第２室の体積が大きくなることを特徴とする請求項１または２記載の液体収納タンク。
【請求項４】
前記仕切板を強制的にスライドさせて、前記第１の室に収納している前記液体を前記第１の室から外部に供給するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の液体収納用タンク。
【請求項５】
前記タンク室の外周部にコイルを配設し、前記仕切板を磁性を持つ部材で形成したことを特徴とする請求項４記載の液体収納用タンク。
【請求項６】
前記仕切板は、磁性をもつ金属粉を添加した部材で形成したことを特徴とする請求項５記載の液体収納用タンク。
【請求項７】
前記タンク室の外周部には、前記液体の残量を検出可能な検出手段が配設されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の液体収納用タンク。
【請求項８】
前記検出手段は、磁気センサからなり、この磁気センサが前記磁性をもつ金属粉を添加した前記仕切板の移動位置を検出可能としたことを特徴とする請求項７記載の液体収納用タンク。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の液体収納タンクを用い、前記第１の室に収納した液体燃料を電池本体に供給すると共に発電後に発生する廃液を前記第２の室に戻するようにしたことを特徴とする燃料電池。
【請求項１０】
前記検出手段が検出する前記液体燃料の残量が少なくなると、外部に形成した表示部を表示する用にしたことを特徴とする請求項９記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等に用いる液体燃料を収納可能な液体収納タンクおよびこれを用いた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー、環境保護の観点から有効なエネルギー源として燃料電池が注目されている。このような燃料電池は、著しい機能進歩によって、携帯型のノートパソコンあるいは携帯電話機等に用いられる電源として、従来の充電型電池よりも長寿命化が可能になりつつある。
このような燃料電池（図示せず）は、液体燃料であるメタノールが触媒に反応して水素を生成し、この水素と空気中の酸素を電気化学反応させて発電が行われて電力供給されるようになっている。
【０００３】
そして、燃料電池の燃料である液体燃料を収納する従来の液体収納タンクを、特許文献１の特開２００３−３０８８７１号公報に記載されているカートリッジ１７で説明すると、前記カートリッジ１７は、燃料収納タンク部２２と、この燃料収納タンク部２２内部の液体燃料を外部の燃料電池（図示せず）に供給するための燃料加圧手段の一部としての水供給手段２３と、水を収納しておくための第２区画室としての水タンク部２４と、外気を導入するための通気口１９とが形成されている。
【０００４】
前記通気口１９の外側には、スライド可能に取り付けられた磁石２０が、コイル２１に生じる磁束に反発または吸引されることにより、通気口１９が開放可能になっている。
また、通気口１９の内側には、通気口１９から水が漏れ出すのを防止するための、撥水性および通気性のある防湿型液体透過膜２５で閉鎖されている。
また、燃料タンク部２２における水供給手段２３の反対側には、フィルタ２９と燃料供給管１８とが設けられている。
【０００５】
また、水供給手段２３は、水タンク部２４と、この水タンク部２４に隣接して燃料収納タンク部２２の側に配設され、吸収性樹脂体２８が収納された第１区画室と、吸収性樹脂体２８へ水タンク部２４の水を供給すると共に吸収性樹脂体２８が水タンク部２４へ漏れ出すのを防止するためのスクリーン部２６と、吸収性樹脂体２８における燃料収納タンク部２２側に設けられたゴム壁２７とを備えている。
【０００６】
このような従来の液体収納タンクであるカートリッジ１７は、燃料電池が発電した電力を電源とする電子機器（図示せず）側の電源がＯＮされると、電子機器に取り付けられた二次電池（図示せず）に所定電位が生じ、コイル２１に通電されて、磁石２０がスライドする。そして、通気口１９が開放されて、純水が供給されると、水タンク部２４に充填されている純水がスクリーン部２６を透過して、吸水性樹脂体２８に供給される。そして、吸水性樹脂体２８が膨張してゴム壁２７が燃料収納タンク部２２側に弾性変形する。
【０００７】
すると、燃料収納タンク部２２に収納された液体燃料が燃料供給管１８を通じて燃料電池に供給されて燃料電池が発電される。
また、燃料電池内部に供給されて発電に寄与したあとの液体燃料は、電池内部で生成されて廃液である水となり、この水を蒸発させて電池外部に排出するようになっている。
【特許文献１】特開２００３−３０８８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の従来の液体収納タンクであるカートリッジ１７は、吸水性樹脂体２８に水を供給して膨張させるための水タンク部２４が必要であったので、大型となり携帯用の電子機器等に使用するには難しかった。
また、小型にすると燃料収納タンク部２２の体積が小さくなり、収納する液体燃料が少なくなり、カートリッジ１７の交換が頻繁となり煩雑であった。
また、燃料収納タンク部２２に収納した液体燃料の残量を検出することができなかったので、カートリッジ１７の交換時期がわからず、運転中の燃料電池が予告無く停止するおそれがあった。
【０００９】
また、電池内部で生成された液体燃料の廃液は、蒸発させて電池外部に排出しているが、燃料電池を連続運転して廃液の排出量が多くなると、廃液の蒸発処理が間に合わなくて、廃液が電池外部に漏れ出すおそれがあった。
本発明は前述のような課題を解決して、タンク室内をスライド可能な仕切板で仕切ることによって、液体燃料および廃液の両方を収納することができる液体収納タンクおよびこれを用いた燃料電池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】
前記課題を解決するための第１の解決手段として本発明の液体収納タンクは、液体を収納可能なタンク室を備え、前記タンク室は、スライド移動可能な仕切板によって第１、第２の室に分割され、前記仕切板がスライドすることにより、前記第１、第２の室の分割比率が変化可能となっていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記課題を解決するための第２の解決手段として、前記第１の室に前記液体を収納し、前記第の２室に前記液体の廃液を収納するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記課題を解決するための第３の解決手段として、前記仕切板は、前記タンク室内にスライド自在に配設され、前記第１の室の液体残量の減少に伴って前記仕切板がスライドして、前記第１室の体積が小さくなると共に前記第２室の体積が大きくなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記課題を解決するための第４の解決手段として、前記仕切板を強制的にスライドさせて、前記第１の室に収納している前記液体を前記第１の室から外部に供給するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記課題を解決するための第５の解決手段として、前記タンク室の外周部にコイルを配設し、前記仕切板を磁性を持つ部材で形成したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記課題を解決するための第６の解決手段として、前記仕切板は、磁性をもつ金属粉を添加した部材で形成したことを特徴とする請求項５記載の液体収納用タンク。
【００１６】
また、前記課題を解決するための第７の解決手段として、前記タンク室の外周部には、前記液体の残量を検出可能な検出手段が配設されていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記課題を解決するための第８の解決手段として、前記検出手段は、磁気センサからなり、この磁気センサが前記磁性をもつ金属粉を添加した前記仕切板の移動位置を検出可能としたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記課題を解決するための第９の解決手段として本発明の燃料電池は、請求項１乃至８のいずれかに記載の液体収納タンクを用い、前記第１の室に収納した液体燃料を電池本体に供給すると共に発電後に発生する廃液を前記第２の室に戻するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記課題を解決するための第１０の解決手段として、前記検出手段が検出する前記液体燃料の残量が少なくなると、外部に形成した表示部を表示する用にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液体収納タンクは、タンク室は、スライド移動可能な仕切板によって第１、第２の室に分割され、仕切板がスライドすることにより、第１、第２の室の分割比率が変化可能となっているので、分割比率が変化して体積が大きくなる第２の室に廃液を戻すことによって、特別な廃液貯蔵タンクを必要としない。
そのために、液体燃料を収納している体積分のタンクサイズで、液体燃料と廃液とを同時に共存させることができ、小型の液体収納タンクを提供できる。
【００２１】
また、第１の室に液体を収納し、第の２室に液体の廃液を収納するようにしたので、第２の室は体積が大きい方に変化して、廃液が漏れ出すことがない。
液体燃料を収納した第１の室の体積が小さくなるにつれて、第２の室の体積が大きくなるので、廃液を第２の室に戻しても廃液が漏れ出すことがない。
【００２２】
また、仕切板は、タンク室内にスライド自在に配設され、第１の室の液体残量の減少に伴って仕切板がスライドして、第１室の体積が小さくなると共に第２室の体積が大きくなるので、更に確実に廃液を第２の室に漏れることなく戻すことができる。
【００２３】
また、仕切板を強制的にスライドさせて、第１の室に収納している液体を第１の室から外部に供給するようにしたので、強制的にスライドしている仕切板によって、タンクの姿勢が変化しても仕切板が動くことがない。
そのために、液体燃料を安定して燃料電池に供給することができる。
【００２４】
また、タンク室の外周部をコイルで巻回し、仕切板を磁性を持つ部材で形成したので、コイルに通電することで仕切板を強制的にスライドさせることができる。
【００２５】
また、仕切板は、磁性をもつ金属粉を添加した部材で形成したので、仕切板に確実に磁性をもたせることができる。
【００２６】
また、タンク室の外周部には、液体の残量を検出可能な検出手段が配設されているので、液体の残量を確実に検出することができる。
【００２７】
また、検出手段は、磁気センサからなり、この磁気センサが磁性をもつ金属粉を添加した仕切板の移動位置を検出するようにしたので、仕切板の位置検出によって液体の残量を確実に検出することができる。
【００２８】
また、請求項１乃至８のいずれかに記載の液体収納タンクを用い、第１の室に収納した液体燃料を電池本体に供給すると共に発電後に発生する廃液を第２の室に戻するようにしたので、連続運転して廃液が大量に廃出されても、確実に第２の室に戻すことができる。
【００２９】
また、検出手段が検出する液体燃料の残量が少なくなると、外部に形成した表示部を表示するようにしたので、液体燃料が無くなる前にタンクを交換することができる。そのために、燃料が無くなって電池の運転が停止するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の液体収納タンクを、図面の基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の液体収納タンクの斜視図であり、図２は本発明の第２の実施の形態の液体収納タンクの要部断面図である。
まず、本発明の第１の実施の形態の液体収納タンク１は、図１に示すように、例えば外観が筺状に形成されて内部が空洞のタンク部２が配設され、このタンク部２には、図示左端部寄りの手前側側板に燃料供給口２ａが形成され、図示右端部寄りの手前側の側板に廃液取り入れ口２ｂが形成されている。
また、タンク部２の内部には、液体燃料等の液体を収納可能なタンク室３が形成され、このタンク室３の図示右側寄りには、ストッパ部２ｃが形成されている。
【００３１】
前記タンク室３には、矢印Ａ、Ｂ方向にスライド自在の仕切板４が配設され、この仕切板４によって、タンク室３が第１の室３ａと第２の室３ｂとに分割されている。
そして、仕切板４が矢印Ａ、Ｂ方向にスライドすることに、第１、第２の室３ａ、３ｂの分割比率が変化するようになっている。
前記タンク室３は、燃料供給口２ａおよび廃液取り入れ口２ｂが薄膜の遮蔽膜（図示せず）で遮蔽されていると共に、上部が蓋部材（図示せず）で遮蔽されて、内部が密閉されている。
そして、仕切板４をストッパ２ｃに当接させた状態で密閉状態のタンク室３は、第１の室３ａに、メタノール水溶液等からなる液体燃料である液体が充填されているが、内部の液体は、仕切板４によって、第２の室３ｂに漏れないようになっている。
【００３２】
このような第１の実施の形態の液体収納タンク１を装着可能な燃料電池には、第１の室３ａから液体燃料を燃料電池内部に吸入、および燃料電池内部で発電後、液体燃料が生成されて水となった廃液を外部に排出するためのポンプ（図示せず）が配設されている。
そして、液体収納タンク１を燃料電池（図示せず）に装着するには、燃料供給口２ａを燃料電池側の燃料供給部に位置させると共に、廃液取り入れ口２ｂを燃料電池側の廃液排出部に位置させて、液体収納タンク１を燃料電池に押し付ける。
【００３３】
すると、燃料供給口２ａおよび廃液取り入れ口２ｂの遮蔽膜が破壊されて、液体収納タンク１が燃料電池に装着されると共に、第１の室３ａから液体燃料が矢印Ｃ方向に流れて燃料電池内部に侵入する。
そして、液体収納タンク１を燃料電池に装着した後、燃料電池が発電した電力を電源とする例えば携帯電話等の電子機器（図示せず）側の電源をＯＮすると、携帯電話に取り付けられた二次電池（図示せず）に所定電位が生じ、ポンプが駆動する。
【００３４】
このポンプの駆動で、液体燃料が第１の室３ａから矢印Ｃ方向に流れて燃料電池内部に吸入される。そして、ポンプの吸入動作によって、第１の室３ａの液体燃料の残量が減少する。
また、燃料電池内部にポンプで吸入された液体燃料は、図示を省略した燃料電池内部の燃料極側の触媒層により触媒酸化されてプロトンが生成される。このプロトンは、電解質膜を介して空気極に達する。
【００３５】
そして、空気極には、電池内部の筐体の設けた空気孔を通じて自然拡散されて、貯蔵していた酸素が還元されて電子が発生する。
前記電子が、燃料極側から移動してきたプロトンと反応して水を生成する。
これにより、空気極と燃料極との間に、所定の電位差が発生して発電が行われる。また、生成されて水となった廃液は、ポンプの排出動作で、液体収納タンク１の廃液取り入れ口２ｂを介してタンク室３の第２の室３ｂ（矢印Ｄ方向）に排出される。
【００３６】
前記第２の室３ｂに排出される廃液によって、液体燃料の残量が少なくなった第１の室３ａ側に仕切板４が押されて、矢印Ａ方向にスライド移動する。
即ち、仕切板４がスライドすることにより、第１、第２の室３ａ、３ｂの分割比率が変化する。
このような本発明の第１の実施の形態の液体収納タンク１は、燃料電池から排出される廃液を再度タンク室３に戻すので、燃料電池を連続して発電させて、燃料電池から連続して廃液が発生しても、この廃液を外部二位漏らすことなく確実に第２の室３ｂ内に取り込むことができる。
また、発電された電力は、携帯電話等の電子機器で消費されるが、余剰となった電力は、蓄電部としての電子機器側の二次電池に蓄えられるようになっている。
【００３７】
また、本発明の第２の実施の形態の液体収納タンク５は、図２に示すように、例えば円筒状で内部が空洞になったタンク部６が配設され、このタンク部６には、図示左端部寄りに燃料供給口６ａ、図示右端部寄りに廃液取り入れ口６ｂがそれぞれ形成されている。
また、タンク部６の内部には、液体燃料等の液体を収納可能なタンク室７が形成され、このタンク室７内部には、矢印Ｅ、Ｆ方向にスライド自在の仕切板８が配設され、この仕切板８によって、タンク室７が第１の室７ａと第２の室７ｂとに分割されている。
【００３８】
前記タンク室７は、第１の室７ａが仕切板８の図示左側に、第２の室７ｂが仕切板８の図示右側に形成されて、仕切板８が矢印Ｅ、Ｆ方向にスライドすることに、第１、第２の室７ａ、７ｂの分割比率が変化するようになっている。
前記仕切板８は、磁性をもつ金属粉を添加したゴム等の部材で形成され、第１の室７ａに収納している液体が第２の室７ｂに漏れないようになっている。
また、タンク部６の外周部にはコイル９が巻回されており、このコイル９に通電することにより発生する磁束が、仕切板８の磁束に作用して、仕切板８を強制的に矢印Ｅ方向、または矢印Ｆ方向にスライド操作可能になっている。
【００３９】
また、タンク部６の外周部には、内部の液体が減少するにつれて矢印Ｅ方向に移動する仕切板８の位置を検出可能な磁気センサ等からなる検出手段（図示せず）が配設されている。そして、この検出手段が検出する仕切板８の位置によって、液体燃料の残量を検出可能になっている。
また、タンク室７は、燃料供給口６ａおよび廃液取り入れ口６ｂが薄膜の遮蔽膜（図示せず）で遮蔽されて内部が密閉されている。
【００４０】
そして、燃料供給口６ａおよび廃液取り入れ口６ｂを遮蔽膜で遮蔽して密閉状態のタンク室７は、第１の室７ａに、メタノール水溶液等からなる液体燃料が充填されて、仕切板８がタンク部６の図示右側の側壁に当接して、第２の室７ｂの隙間が無くなった状態になっている。
このような第２の実施の形態の液体収納タンク５の燃料電池（図示せず）への装着は、第１の実施の形態の液体収納タンク１と同様に、燃料供給口６ａを燃料電池側の燃料供給部に位置させると共に、廃液取り入れ口６ｂを燃料電池側の廃液排出部に位置させて、液体収納タンク５を燃料電池に押し付けると、燃料供給口６ａおよび廃液取り入れ口６ｂの遮蔽膜が破壊されて、液体収納タンク５が燃料電池に装着される。
同時に、第１の室７ａに充填されている液体燃料が燃料電池に侵入する。
【００４１】
そして、液体収納タンク５を燃料電池に装着した後、例えば携帯電話等の電子機器側の電源をＯＮすると、携帯電話に取り付けられた二次電池（図示せず）に所定電位が生じることで、コイル９に通電されて磁束が発生する。
このコイル９に発生する磁束が磁性体である仕切板８の磁束に作用して、仕切板８が強制的に矢印Ｅ方向にスライドする。このことによって、第１の室７ａ内の液体燃料が圧縮されて、燃料供給口６ａを介して矢印Ｇ方向の燃料電池内部に供給される。そして、第２の室７ｂの隙間が大きくなる。
【００４２】
このことにより、燃料電池内部の燃料極と空気極とにより液体燃料が生成されて発電が行われる。そして、発電により発生した廃液は、矢印Ｈ方向の流れて、廃液取り入れ口６ｂから、隙間が大きくなった第２の室７ｂ内に戻される。
このような第２の実施の形態の液体収納タンク５は、コイル９に発生する磁束が仕切板８の磁束に作用して、仕切板８に対して強制的に矢印Ｅ方向へ移動させようとする力が加えられている。
【００４３】
そのために、液体収納タンク５を取り付けた燃料電池の姿勢がどのように変化しても、仕切板８が動くことがないので、常に安定して液体燃料を燃料電池に供給することができる。また、仕切板８の位置を検出手段が検出することで、燃料残量を容易に検出することができる。
また、燃料電池あるいは燃料電池を用いた携帯電話等の電子機器には、検出手段が検出する液体燃料の残量が所定量より少なくなると、点滅等を行って使用者に教えることができる表示部が形成されている。そのために、液体燃料が無くなる前にタンクを交換することができる。
【００４４】
尚、本発明の第２の実施の形態では、仕切板８で仕切った第１の室７ａに直接液体を収納したもので説明したが、第１、第２の室７ａ、７ｂに破壊しにくい風船状の物体（図示せず）を収納し、この風船状の物体に液体燃料である液体および廃液を収納するようにしたものでも良い。
このような風船状の物体に液体を収納することで、仕切板８とタンク室７の内壁とに隙間があったとしても、液体が隣の室に漏れることがない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液体収納タンクの斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の液体収納タンクの要部断面図である。
【図３】従来の液体収納タンクの要部断面図である。
【図４】従来の液体収納タンクの動作を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：第１の実施の形態の液体収納タンク
２：タンク部
２ａ：燃料供給口
２ｂ：廃液取り入れ口
３：タンク室
３ａ：第１の室
３ｂ：第２の室
４：仕切板
５：第２の実施の形態の液体収納タンク
６：タンク部
６ａ：燃料供給口
６ｂ：廃液取り入れ口
７：タンク室
７ａ：第１の室
７ｂ：第２の室
８：仕切板
９：コイル
【図１】
2005203268.tif 000003
【図２】
2005203268.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005203268.tif 000006