(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応溶液が収容される溶液容器と、前記反応溶液との反応により水素を生成する反応物固体が収容される反応容器と、該反応容器で発生させた水素を排出する排出口とを有する装置本体と、
前記反応溶液と前記反応物固体との反応により生成される生成物を含み前記反応容器内に蓄積される蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物の体積を検出する体積検出手段と、該体積検出手段の検出結果に基づく情報をユーザに報知する報知手段と、
前記体積検出手段の検出結果が前記蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物が前記排出口から外部に流出しないように予め設定された第１の所定値以上であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させる制御手段と、を具備することを特徴とする水素発生装置。
【請求項２】
前記反応溶液の残量を検出する残量検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記残量検出手段の検出結果が第２の所定値以下であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させることを特徴とする請求項１に記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記報知手段が複数の点灯部で構成される表示部であり、前記制御手段は、報知する情報に応じて所定の点灯部を点灯又は消灯させることを特徴とする請求項１又は２に記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記報知手段が、前記装置本体に移動可能に設けられて所定位置では前記排出口の外部装置との接続を物理的に規制する規制部材で構成されており、前記規制部材の配置により所定の情報をユーザに報知することを特徴とする請求項１又は２に記載の水素発生装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記体積検出手段の検出結果が前記第１の所定値以上である場合に、前記排出口の外部装置との接続を規制する位置に前記規制部材を配置することを特徴とする請求項４に記載の水素発生装置。
【請求項６】
固体高分子電解質膜を挟んでカソード極及びアノード極を有すると共に前記アノード極側のアノード室へ供給される水素を大気から前記カソード極側のカソード室へ供給される酸素と電気化学反応させて発電する発電部を有する燃料電池本体と、該燃料電池本体に着脱可能に設けられ、反応溶液が収容される溶液容器と前記反応溶液との反応により水素を生成する反応物固体が収容される反応容器とを有し該反応容器内で前記反応物固体と前記反応溶液とを反応させて発生させた水素を前記アノード室に供給する水素発生手段と、を具備する燃料電池システムであって、
前記反応溶液と前記反応物固体との反応により生成される生成物を含み前記反応容器内に蓄積される蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物の体積を検出する体積検出手段と、該体積検出手段の検出結果に基づく情報をユーザに報知する報知手段と、
前記体積検出手段の検出結果が前記蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物が前記排出口から外部に流出しないように予め設定された第１の所定値以上であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させる制御手段と、を具備することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
前記反応溶液の残量を検出する残量検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記残量検出手段の検出結果が第２の所定値以下であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記報知手段が前記燃料電池本体に設けられる複数の点灯部からなる表示部であり、前記制御手段は、報知する情報に応じて所定の点灯部を点灯又は消灯させることを特徴とする請求項６又は７に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、金属水素化物を分解して水素を発生させる水素発生装置及び水素発生装置で発生した水素を燃料とする燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエネルギー問題の高まりから、より高いエネルギー密度で、排出物がクリーンな電源が要求されている。燃料電池は、既存電池の数倍のエネルギー密度を有する発電機であり、エネルギー効率が高く、また、排出ガスに含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物がない、もしくは、少ないといった特徴がある。従って、次世代の電源デバイスとしての要求に合った極めて有効なデバイスであるといえる。
【０００３】
水素と酸素の電気化学反応により起電力を得る燃料電池では、燃料として水素が必要となる。燃料電池で用いる水素を発生する水素発生装置としては、例えば、金属水素化物（水素化ホウ素塩）を収容した反応容器と、水タンクとを有し、ポンプによって水タンク内の水を反応容器の金属水素化物に噴出するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３７９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような水素発生装置においては、反応容器内での金属水素化物（反応物部固体）と水（反応溶液）との反応（水素発生反応）により水素が生成されると共に、水素以外の生成物が生成され、反応容器内には金属酸化物と水とこの生成物との混合物が蓄積される。混合物中にも金属水素化物及び水が含まれているため、この混合物からも水素が発生する。ただし、水素発生反応により生成された生成物を含む混合物は比較的粘度が高いため、水素の多くは気泡の状態で生成される。このため、この水素の気泡を含む混合物が反応容器内に蓄積されてしまう。さらに、水素の気泡の水膜にも未反応の金属水素化物が含まれている場合があり、この場合、膜の水分と金属水素化物とが反応し、気泡の水膜からさらに水素の気泡が生成される場合がある。このため、反応容器に蓄積された混合物の蓄積物（気泡）の体積が急激に増加して反応容器内に蓄積物から生成された気泡が充満してしまい、排出口からこの気泡が外部に流出してしまうという問題がある。例えば、燃料電池システムの場合、この気泡がアノード室（発電部）に流出してしまうと、水素の供給性、発電性能等に悪影響を及ぼしてしまう虞がある。さらに、気泡の水膜が付着することで、各部材の耐久性が低下してしまう虞もある。また蓄積物の体積減少が十分でない状態で反応溶液の供給を再開させてしまうと、蓄積物の体積が急増し、この蓄積物の急増に対応できずに気泡が外部に流出してしまう虞もある。なおこのような問題は、比較的小型の水素発生装置において特に生じやすい。
【０００６】
上述のような問題を解消するためには、反応容器内に蓄積物から発生した気泡が充満しない程度のタイミングで、水素発生装置の使用を一旦中止して、蓄積物（気泡）の体積を減少させる必要がある。そして、そのためには、反応容器内の蓄積物の現状の体積をユーザに正確に報知する必要がある。すなわち、水素発生装置（反応容器内）の情報、例えば、使用停止すべき状態なのか、使用停止中であれば使用再開してよい状態なのか等の情報を、ユーザに正確に報知し、ユーザに水素発生装置の適切な使用を促す必要がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、反応容器内の情報を報知することで反応容器から外部への気泡の排出を防止した水素発生装置及びそれを用いた燃料電池システム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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、反応溶液が収容される溶液容器と、前記反応溶液との反応により水素を生成する反応物固体が収容される反応容器と、該反応容器で発生させた水素を排出する排出口とを有する装置本体と、前記反応溶液と前記反応物固体との反応により生成される生成物を含み前記反応容器内に蓄積される蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物の体積を検出する体積検出手段と、該体積検出手段の検出結果に基づく情報をユーザに報知する報知手段と、前記体積検出手段の検出結果が前記蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物が前記排出口から外部に流出しないように予め設定された第１の所定値以上であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させる制御手段と、を具備することを特徴とする水素発生装置にある。
【０００９】
かかる第１の態様では、水素発生装置の状態（反応容器内の状態）、つまり蓄積物の体積の状態をユーザに正確に認知させて、適切な対応を促すことができる。したがって、蓄積物（気泡）の漏洩を未然に防止することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、前記反応溶液の残量を検出する残量検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記残量検出手段の検出結果が第２の所定値以下であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させることを特徴とする第１の態様の水素発生装置にある。
【００１１】
かかる第２の態様では、蓄積物の体積と共に反応溶液の残量をユーザに認知させることができる。これにより、反応溶液を有効利用することができ、経済性が向上する。
【００１２】
本発明の第３の態様は、前記報知手段が複数の点灯部で構成される表示部であり、前記制御手段は、報知する情報に応じて所定の点灯部を点灯又は消灯させることを特徴とする第１又は２の態様の水素発生装置にある。
【００１３】
かかる第３の態様では、水素発生装置の状態を、比較的容易且つ確実にユーザに報知することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、前記報知手段が、前記装置本体に移動可能に設けられて所定位置では前記排出口の外部装置との接続を物理的に規制する規制部材で構成されており、前記規制部材の配置により所定の情報をユーザに報知することを特徴とする第１又は２の態様の水素発生装置にある。
【００１５】
かかる第４の態様では、構造変化によって、水素発生装置の状態をユーザに正確に報知することができる。また、状態に応じて排出口の外部装置との接続を物理的に規制することで、蓄積物の漏洩をより確実に防止することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様は、前記制御手段は、前記体積検出手段の検出結果が前記第１の所定値以上である場合に、前記排出口の外部装置との接続を規制する位置に前記規制部材を配置することを特徴とする第４の態様の水素発生装置にある。
【００１７】
かかる第５の態様では、蓄積物の漏洩をさらに確実に防止することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様は、固体高分子電解質膜を挟んでカソード極及びアノード極を有すると共に前記アノード極側のアノード室へ供給される水素を大気から前記カソード極側のカソード室へ供給される酸素と電気化学反応させて発電する発電部を有する燃料電池本体と、該燃料電池本体に着脱可能に設けられ、反応溶液が収容される溶液容器と前記反応溶液との反応により水素を生成する反応物固体が収容される反応容器とを有し該反応容器内で前記反応物固体と前記反応溶液とを反応させて発生させた水素を前記アノード室に供給する水素発生手段と、を具備する燃料電池システムであって、前記反応溶液と前記反応物固体との反応により生成される生成物を含み前記反応容器内に蓄積される蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物の体積を検出する体積検出手段と、該体積検出手段の検出結果に基づく情報をユーザに報知する報知手段と、前記体積検出手段の検出結果が前記蓄積物から生成した気泡を含む当該蓄積物が前記排出口から外部に流出しないように予め設定された第１の所定値以上であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させる制御手段と、を具備することを特徴とする燃料電池システムにある。
【００１９】
かかる第６の態様では、水素発生手段の状態（反応容器内の状態）、つまり蓄積物の体積の状態をユーザに正確に認知させて、適切な対応を促すことができる。したがって、水素発生手段から燃料電池本体への蓄積物（気泡）の漏洩を未然に防止することができる。
【００２０】
本発明の第７の態様は、前記反応溶液の残量を検出する残量検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記残量検出手段の検出結果が第２の所定値以下であるか否かを判定しその判定結果に応じた情報を前記報知手段に報知させることを特徴とする第６の態様の燃料電池システムにある。
【００２１】
かかる第７の態様では、蓄積物の体積と共に反応溶液の残量をユーザに認知させることができる。これにより、反応溶液を有効利用することができ、経済性が向上する。
【００２２】
本発明の第８の態様は、前記報知手段が前記燃料電池本体に設けられる複数の点灯部からなる表示部であり、前記制御手段は、報知する情報に応じて所定の点灯部を点灯又は消灯させることを特徴とする第６又は７の態様の燃料電池システムにある。
【００２３】
かかる第８の態様では、水素発生装置の状態を、比較的容易且つ確実にユーザに報知することができる。
【発明の効果】
【００２４】
かかる本発明では、ユーザは水素発生装置（水素発生手段）の状態を常に正確に把握することができる。したがって、ユーザは、それぞれの状態に応じた適切な取扱いをすることで、水素発生装置或いは燃料電池システムの故障を未然に防止できる。また、反応溶液の残量を正確に知ることで、反応溶液を最後まで有効利用することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の実施形態１に係る水素発生装置の外観を示す図であり、図２は、その内部の概略構成を示す図である。
【００２６】
本実施形態に係る水素発生装置１０は、例えば、燃料電池等に接続されて水素を供給するカートリッジであり、図１に示すように、水素を発生させる反応容器が内部に設けられ装置本体１１と、発生した水素を排出する排出口１２が設けられ燃料電池等の外部装置（図示なし）に接続される接続部１３とを具備する。また装置本体１１には、水素発生装置１０の状態に関する所定情報をユーザに報知するための報知手段が設けられている。本実施形態では、報知手段として、第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄからなる表示部１５が設けられている。この表示部１５を構成する各点灯部１４ａ〜１４ｄの点灯・消灯は、後述する制御部によって制御されている。なお、第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄは、例えば、発光素子（ＬＥＤ）で形成されており、装置本体１１には、これらの点灯部１４ａ〜１４ｄを点灯させる電力を供給するための電池が収容された電池収容部１６が設けられている。
【００２７】
装置本体１１内には、図２に示すように、水素発生物質である反応物固体１７が格納される反応容器１８と、反応物固体１７と反応することにより水素を発生させる反応溶液１９が収容された溶液容器２０とを有する。溶液容器２０は、本実施形態では、反応容器１８内に設けられており、反応容器１８と溶液容器２０とは、送液路である送液管２１によって接続されている。そして、溶液容器２０から送液管２１を介して供給された反応溶液１９と反応物固体１７とが、反応容器１８内で反応（水素発生反応）することにより水素が発生する。反応容器１８には、上述したように接続部１３が接続されており反応容器１８内で発生した水素は、この接続部１３の排出口１２から外部に排出されるようになっている。
【００２８】
ここで、反応容器１８内に保持された反応物固体（水素発生物質）１７としては、金属水素化合物、例えば、水酸化ホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素カリウム、水酸化リチウムアルミニウム等が挙げられ、本実施形態では、水素化ホウ素ナトリウムを用いている。一方、反応物固体１７に供給される反応溶液１９としては、促進剤水溶液、例えば、リンゴ酸、クエン酸、コハク酸等の水溶液が好適に用いられるが、水を用いることもできる。本実施形態では、リンゴ酸水溶液を用いている。なおこれら反応物固体１７及び反応溶液１９は、特に限定されるものではなく、反応物固体１７は加水分解型の金属水素化物であれば全て適用可能であり、反応溶液１９としては、例えば、有機酸および無機酸あるいはルテニウム等、水素発生触媒であれば全て適用可能である。また例えば、水素発生触媒であるリンゴ酸粉末を反応容器１８内に保持し、水素発生物質である水素化ホウ素ナトリウム水溶液を反応容器１８に供給することで水素発生反応させるようにしてもよい。さらに、反応物固体として卑金属を用いることもでき、この場合、反応溶液としては、塩基性あるいは酸性水溶液、あるいは水を用いればよい。
【００２９】
このような反応物固体１７と反応溶液１９との反応により水素を発生させる場合、反応容器１８内には、水素発生反応により生じた生成物を含む混合物が蓄積される。このため、反応容器１８には、このような混合物が蓄積された蓄積物が収容される空間が確保されている。
【００３０】
例えば、本実施形態では、反応物固体（水素発生物質）１７として水素化ホウ素ナトリウムを用い、反応溶液１９としてリンゴ酸水溶液を用いている。したがって、水素発生反応時に生成される生成物であるメタホウ酸ナトリウムと、リンゴ酸水溶液と、リンゴ酸によって溶出された水素化ホウ素ナトリウムとを含む混合物が反応容器１８内に蓄積される。そして、この蓄積物（混合物）にも水素化ホウ素ナトリウムと水とが含まれているため、蓄積物からも水素が発生する。この蓄積物は水量が比較的少なくメタホウ酸ナトリウムの水和性が高いため、蓄積物の粘度は非常に高く、水素は気泡として生成される。このため、気泡の泡膜（水膜）は比較的破れ難く気泡を含む蓄積物の体積が徐々に増大してしまい、蓄積物（気泡）が接続部１３の排出口１２から外部に流出してしまう虞がある。
【００３１】
本発明では、以下に説明するように蓄積物の体積がある程度増加した段階で、その旨の情報をユーザに報知して水素発生装置の使用停止を促すことで、蓄積物の外部への流出を防止している。
【００３２】
反応容器１８内には、上述した蓄積物の体積を検出する体積検出手段としての体積検出センサ２３が設けられている。この体積検出センサ２３の構成は、特に限定されないが、例えば、反応容器１８内の上面に設けられる発光素子（ＬＥＤ）等である発光部と、発光部からの光が蓄積物で反射した反射光を受光する受光部とで構成される、いわゆる非接触式の測長センサ等が好適に用いられる。さらに、本実施形態では、反応溶液１９の残量を検出する残量検出手段が設けられている。この残量検出手段の構成は特に限定されず、例えば、溶液容器２０内の反応溶液１９の残量を直接検出するようにしてもよいし、例えば、排出口１２から排出した水素の量から反応溶液１９の残量を推定するようにしてもよい。さらに、反応物固体１７の残量から反応溶液１９の残量を推定するようにしてもよい。つまり、残量検出手段は、反応物固体１７の残量を検出するものであってもよい。本実施形態では、反応容器１８内の反応物固体１７に近接して、この反応物固体１７の残量を検出する残量検出手段としての残量検出センサ２４が設けられている。この残量検出センサ２４としては、体積検出センサ２３と同様に、非接触式の測長センサ等が好適に用いられる。
【００３３】
そして、これら体積検出センサ２３及び残量検出センサ２４の検出結果に基づいて、制御部２５が、表示部１５を構成する各点灯部１４ａ〜１４ｄの点灯・消灯を制御することで、反応容器１８内の状態に関する所定の情報をユーザに報知している。
【００３４】
ここで、制御部２５は、判定手段２６と、報知制御手段２７とで構成されている。判定手段２６は、体積検出センサ２３によって検出された検出結果が、予め設定された第１の所定値Ａ以上であるか否かを判定する。また判定手段２６は、残量検出センサ２４によって検出された検出結果が、予め設定された第２の所定値Ｂ以下であるか否かを判定する。報知制御手段２７は、この判定手段２６の判定結果に基づいて表示部１５の第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄを制御して所定の情報をユーザに報知する。すなわち、報知制御手段２７は、判定手段２６の判定結果に応じて第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄの中の特定の点灯部を点灯又は消灯させることで、後述する所定の情報をユーザに報知する。
【００３５】
例えば、本実施形態では、下記表１に示すように、水素発生装置１０の４つの状態（第１〜第４の状態）を、表示部１５の第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄの点灯・消灯によりユーザに報知する。具体的には、水素発生装置１０が、「第１の状態：所定時間経過後、使用可能」、「第２の状態：残量僅か（使用不可）」、「第３の状態：使用可能」、「第４の状態：使用可能、ただし残量僅か」の何れの状態であるかをユーザに報知する。
【００３６】
【表１】
0005135581.tif 000002
【００３７】
図３は、本実施形態に係る水素発生装置１０における報知方法の一例を示す制御フローである。ここでは、初期状態が「第３の状態：使用可能」であり第４の点灯部１４ｄのみが点灯している場合を例にとって説明する。
【００３８】
反応容器１８内の蓄積物の体積は体積検出センサ２３によって常時検出されており、まず制御部２５の判定手段２６が、体積検出センサ２３の検出結果（蓄積物の体積Ｖ）が第１の所定値Ａ以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、検出結果Ｖが第１の所定値Ａ以上、つまり蓄積物の体積が所定量以上であると判定した場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、報知制御手段２７が第４の点灯部１４ｄを消灯させると共に、第１の点灯部１４ａを点灯させる（ステップＳ２）。次いで、判定手段２６は、残量検出センサ２４の検出結果（反応溶液の残量Ｆ）が第２の所定値Ｂ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、検出結果（Ｆ）が第２の所定値Ｂ以下であれば（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４で報知制御手段２７が第２の点灯部１４ｂを点灯させて処理を終了する。これにより、表示部１５には「第２の状態：残量僅か（使用不可）」との情報が報知されることになる。一方、ステップＳ３で検出結果（Ｆ）が第２の所定位置Ｂを上回っている場合には、第１の点灯部１４ａのみを点灯した状態を維持して処理を終了する。これにより、表示部１５には、「第１の状態：所定時間経過後、使用可能」との情報が報知されることになる。
【００３９】
またステップＳ１で、判定手段２６が、検出結果（Ｖ）が第１の所定値Ａを下回っていると判定した場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ３と同様、判定手段２６が、残量検出センサ２４の検出結果（Ｖ）が第２の所定値Ｂ以下であるか否かを判定し（ステップＳ５）、第２の所定値Ｂ以下であると判定すると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６で報知制御手段２７が第３の点灯部１４ｃを点灯させて、処理を終了する。これにより、表示部１５には「第４の状態：使用可能、ただし残量僅か」との情報が報知される。一方、検出結果（Ｆ）が第２の所定値Ｂを上回っていれば（ステップＳ５：Ｎｏ）、報知制御手段２７は、第３の点灯部１４ｃのみを点灯した状態を維持し、そのまま処理を終了する。これにより、表示部１５には、「第３の状態：使用可能」との情報が報知されることになる。
【００４０】
このような処理を常時実行することで、ユーザは水素発生装置１０の状態（反応容器１８内の状態）を正確に把握することができる。したがって、ユーザは、それぞれの状態に応じた適切な取扱いをすることで、水素発生装置１０の故障等を防止できると共に、反応溶液１９を最後まで有効利用することができる。
【００４１】
例えば、水素発生装置１０が「第１の状態」又は「第２の状態」であることをユーザに報知すると、ユーザは蓄積物が排出口１２から外部に漏洩される危険性があることを認識する。そして、この認識により、ユーザが水素発生装置１０の使用を一旦停止すれば、蓄積物の漏洩を未然に防止することができる。また「第１の状態」であることをユーザに報知すると、ユーザは反応溶液１９の残量が比較的多いことを認識する。したがって、ユーザは水素発生装置１０の使用を一旦停止した場合でも、水素発生装置１０を廃棄することなく、「第３の状態」であることが報知された段階で使用を再開して反応溶液１９を有効利用することができる。同様に、「第３の状態」「第４の状態」であることをユーザに報知した場合でも、水素発生装置１０の状態を正確に把握できるため、ユーザはそれぞれの状態に応じた適切な対応をとることができる。
【００４２】
なお、本実施形態に係る水素発生装置１０には、上述したように表示部１５を点灯させるための電力を供給する電池が収容されている。このため、例えば、燃料電池等の外部装置から取り外した状態であっても各点灯部１４ａ〜１４ｄを点灯させることができ、水素発生装置１０の状態を常に正確に把握することができる。
【００４３】
また本実施形態では、上記表１に示すように表示部１５を構成する第１〜第４の点灯部１４の点灯・消灯を組み合わせて水素発生装置１０の各状態を表示するようにしたが、その表示方法は、これに限定されるものではない。例えば、下記表２に示すように、第１〜第４の状態に対応して第１〜第４の点灯部１４の１つをそれぞれ点灯させるようにしてもよい。また、表示部１５を構成する点灯部１４の数も特に限定されず、例えば、表示部１５は２つの点灯部１４で構成されていてもよく、この場合、例えば、下記表３に示すように各点灯部１４の点灯・消灯を組み合わせることで、第１〜第４の状態を区別して表示することができる。
【００４４】
【表２】
0005135581.tif 000003
【００４５】
【表３】
0005135581.tif 000004
【００４６】
（実施形態２）
図４は、実施形態２に係る水素発生装置の第１〜第４の状態を示す外観図である。なお、同一部材には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４７】
本実施形態に係る水素発生装置１０Ａは、カバー部材３０の配置によって水素発生装置１０Ａが第１〜第４の状態の何れの状態にあるかをユーザに報知するようにした例である。すなわち、構造変化によって所定の情報をユーザに報知するようにした例であり、カバー部材３０が報知手段として機能する。
【００４８】
具体的には、図４に示すように、本実施形態に係る水素発生装置１０Ａは、反応容器１８等が内部に設けられた装置本体１１、及び水素を排出する排出口１２が設けられ燃料電池等の外部装置１００に接続される接続部１３を具備すると共に、装置本体１１の端面に移動可能に保持されたカバー部材３０を具備する。このカバー部材３０には、その内部に接続部１３を収容可能な空間が確保されている。またカバー部材３０は、装置本体１１の接続部１３が設けられた第１の端面１１ａと、第１の端面１１ａに隣接する第２の端面１１ｂとの間で移動可能に保持されている。
【００４９】
また装置本体１１の第１の端面１１ａ及び第２の端面１１ｂには、各端面から突出してカバー部材３０の移動を規制する第１及び第２のラッチ部３１Ａ，３１Ｂと、第１及び第２のラッチ収容部３２Ａ，３２Ｂとが設けられており、第１及び第２のラッチ部３１Ａ，３１Ｂは、第１及び第２のラッチ収容部３２Ａ，３２Ｂにそれぞれ収容可能に設けられている。
【００５０】
そして、本実施形態に係る水素発生装置１０Ａでは、後述するように、所定の状態ではカバー部材３０により接続部１３と外部装置１００との接続が規制されるようになっている。すなわち、カバー部材３０は、特定位置に配置された場合、接続部１３の外部装置１００との接続を物理的に規制する規制部材として機能する。
【００５１】
なお、これらカバー部材３０、第１及び第２のラッチ部３１Ａ，３１Ｂの駆動機構は、特に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、これらカバー部材３０、第１及び第２のラッチ部３１Ａ，３１Ｂは図示しないモータ等の駆動手段に接続され、この駆動手段によって移動するようになっている。具体的には、上述した制御部２５の報知制御手段２７が、体積検出センサ２３及び残量検出センサ２４の検出結果に基づいてこの駆動手段を駆動することで、カバー部材３０、第１及び第２のラッチ部３１Ａ，３１Ｂの位置が制御されている。なお、駆動手段は、水素発生装置１０Ａの接続部１３を外部装置１００から引き抜いた状態で駆動するようになっている。
【００５２】
以下、本実施形態に係る水素発生装置１０Ａが第１〜第４の状態（上記表１参照）である場合のカバー部材３０の配置について説明する。
【００５３】
図４（ａ）は、「第３の状態（使用可能）」である水素発生装置１０Ａを示しており、カバー部材３０は、装置本体１１の第２の端面１１ｂに配置されている。またこのとき第２のラッチ部３１Ｂは、第２のラッチ収容部３２Ｂに収容された状態となっており、カバー部材３０は、第１の端面１１ａの外側には突出しない状態で保持されている、このようなカバー部材３０の配置であれば、接続部１３を外部装置１００に装着することができる。つまり、このカバー部材３０の配置は、「使用可能」な状態であることをユーザに報知している。
【００５４】
図４（ｂ）は、「第１の状態」である水素発生装置１０Ａを示しており、カバー部材３０は、「第３の状態」の配置と同様に、装置本体１１の第２の端面１１ｂに配置されている。ただし、第２のラッチ部３１Ｂが第２のラッチ収容部３２Ｂから突出した状態で保持されている。このため、カバー部材３０は第２のラッチ部３１Ｂによって移動が規制され、その一部が第１の端面１１ａよりも外側に突出した状態で保持されている。このようなカバー部材３０の配置では、カバー部材３０が外部装置１００と干渉してしまうため、接続部１３を外部装置１００に装着することができない。つまり、カバー部材３０によって接続部１３の外部装置１００との接続が規制された状態となっている。また第２のラッチ部３１Ａは露出されており、手動で第２のラッチ収容部３２Ｂに収容することができる。したがって、所定時間が経過し蓄積物の体積が減少した段階で、第２のラッチ部３１Ｂを第２のラッチ収容部３２Ｂに収容し、カバー部材３０が図４（ａ）の配置とすれば使用を再開することができる。つまりこの配置は、「所定時間経過後、使用可能」な状態を報知している。なお、第２のラッチ部３１Ｂは、所定時間が経過した段階で自動的に第２のラッチ収容部３２Ｂに収容されるようにしてもよい。
【００５５】
図４（ｃ）は、「第２の状態」である水素発生装置１０Ａを示しており、カバー部材３０は、装置本体１１の第１の端面１１ａに配置され、接続部１３はこのカバー部材３０によって封止されている。すなわち、このカバー部材３０の配置では、接続部１３の外部装置１００との接続が規制された状態となっている。また、第１のラッチ部３１Ａは、第１のラッチ収容部３２Ａから突出し、カバー部材３０に設けられているラッチ係合部３３と係合している。このため、カバー部材３０は移動させることはできない。つまり、このカバー部材３０の配置は、「残量僅か（使用不可）」であることを報知している。
【００５６】
図４（ｄ）は、「第４の状態」である水素発生装置１０Ａを示しており、「第２の状態」の配置と同様に、カバー部材３０は装置本体１１の第１の端面１１ａに配置され、接続部１３はカバー部材３０によって封止されている。ただし、第１のラッチ部３１Ａは、第１のラッチ収容部３２Ａ内に収容されており、カバー部材３０は手動により移動可能な状態になっている。つまり、このカバー部材３０の配置は、「使用可能、ただし残量僅か」である状態を報知している。
【００５７】
このように本実施形態では、カバー部材（規制部材）３０の配置によって、水素発生装置１０Ａの第１〜第４の状態をユーザに報知するようにした。また同時に、使用を中止すべき状態（第１、第２及び第４の状態）では、それぞれカバー部材３０によって、接続部１３の外部装置１００への接続を規制するようにした。これにより、ユーザは、水素発生装置１０Ａの各状態を目視により確実に認識でき、また水素発生装置１０Ａの使用を停止すべき期間に誤って使用してしまうのを確実に防止することができる。
【００５８】
（実施形態３）
図５は、本発明に係る燃料電池システムの一例を示す概略図である。なお、同一部材には同一部号を付し、重複する説明は省略する。
【００５９】
図５に示す本実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池本体５０と、この燃料電池本体５０に接続される水素発生手段として上述したような水素発生装置１０Ｂとを有する。燃料電池本体５０にはアノードチャンバ５１が備えられ、アノードチャンバ５１は燃料電池セル５２のアノード室に接する空間を構成している。アノード室は、アノードで消費する水素を一時的に保持する空間である。アノードチャンバ５１と水素発生装置１０Ｂの反応容器１８とは接続部１３により接続されており、反応容器１８で発生した水素がこの接続部１３を介してアノードチャンバ５１のアノード室に供給される。アノード室に供給された水素は、アノードでの燃料電池反応で消費される。
【００６０】
そして、本実施形態に係る燃料電池システムでは、燃料電池本体５０に、第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄからなる表示部１５と、判定手段２６及び報知制御手段２７を具備する制御部２５が設けられている。また本実施形態の構成では、第１〜第４の点灯部１４ａ〜１４ｄを点灯させる電力は、燃料電池本体５０から供給されている。
【００６１】
このように、燃料電池システムにおいては、報知手段、つまり反応容器１８内の状態をユーザに報知するための表示部１５は、水素発生装置１０Ｂではなく燃料電池本体５０に設けられていてもよい。このような構成としても、水素発生装置１０Ｂが燃料電池本体５０に装着されている状態であれば、ユーザは水素発生装置１０Ｂの状態を正確に把握することができる。したがって、蓄積物（気泡）の漏洩の発生を未然に防止することができる。
【００６２】
また、本実施形態の構成においては、残量検出手段が、例えば、燃料電池本体５０で発生した電気量、具体的には、電流値の積算値に基づいて反応溶液１９の残量を算出するものであってもよい。ただしこの場合、燃料電池本体５０に設けられた制御部２５における演算が必要となる。したがって、例えば、２つの水素発生装置を燃料電池本体５０に交互に装着して使用する場合等には、各水素発生装置の反応溶液の残量が正確に検出されない虞がある。このため、例えば、各水素発生装置をＩＤ等で管理しておき、燃料電池本体に水素発生装置を装着した際に、個別の水素発生装置の情報が認識されるようにしてもよい。これにより、各水素発生装置の反応溶液の残量を正確に検出することができ、水素発生装置の状態を正確に表示部に表示させることができるようになる。
【００６３】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるまでもない。また上述の各実施形態の構成を組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００６４】
上述の実施形態では、蓄積物の体積と共に反応溶液の残量を検出し、これらに基づく情報を表示部で報知するようにしたが、これに限定されるものではない。本願発明は、少なくとも蓄積物の体積に基づく情報が表示部で報知されるようにすればよく、反応溶液の残量は必ずしも検出する必要はない。また少なくとも蓄積物の体積に基づく情報が報知されていれば、反応溶液の残量以外の情報と組み合わせて報知するようにしてもよい。
【００６５】
また例えば、上述の実施形態１では、体積検出センサが蓄積物の体積を常時検出し、判定手段が、蓄積物の体積が第１の所定値以上であるか否かを判定するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、体積検出センサは、蓄積物の体積が所定量（第１の所定値）となったことを検出するものとしてもよく、この場合には、判定手段は設けなくてもよい。同様に、残量検出センサも、反応物固体の残量が所定量（第２の所定値）以下となったことを検出するものであってもよい。
【００６６】
また、上述の実施形態では、溶液容器が反応容器内に設けられた構成を一例として説明したが、水素発生装置の基本的構成は、特に限定されず、例えば、溶液容器は、反応容器の外部に設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態１に係る水素発生装置の外観図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る水素発生装置の概略構成を示す図である。
【図３】報知方法の処理フローを示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る水素発生装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る燃料電池システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  水素発生装置
１１  装置本体
１２  排出口
１３  接続部
１４  点灯部
１５  表示部
１６  電池収容部
１７  反応物固体
１８  反応容器
１９  反応溶液
２０  溶液容器
２１  送液管
２３  体積検出センサ
２４  残量検出センサ
２５  制御部
２６  判定手段
２７  報知制御手段
３０  カバー部材
３１Ａ，３１Ｂ  ラッチ部
３２Ａ，３２Ｂ  ラッチ収容部
３３  ラッチ係合部
５０  燃料電池本体
１００  外部装置
【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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