(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側にカートリッジ挿入溝が形成され、前記カートリッジ挿入溝の長手方向に第１開口部が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの一面の内部側に設置されており、電解質膜と、前記電解質膜の一側に形成された複数のカソード電極と、前記電解質膜の他側に前記カソード電極と対応するように形成された複数のアノード電極と、を有する燃料電池セルと、
前記カートリッジ挿入溝に装着され、前記アノード電極に供給される液体燃料を内部に収容する燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジと前記アノード電極との間で、前記燃料カートリッジの前記液体燃料を前記アノード電極へ移送する燃料移送部と、
を備え、
前記燃料移送部は、前記第１開口部を通過して、第１端部で前記燃料カートリッジの第１方向の回転によって、前記燃料カートリッジと選択的に接触可能であり、一面側で前記アノード電極と接触する多孔性の移送シートを備え、
前記液体燃料は、前記燃料カートリッジの第１方向の回転によって、前記燃料カートリッジと前記移送シートの前記第１端部が接触して、前記燃料移送部に供給され、前記第１方向と逆方向への回転によって、前記燃料カートリッジと前記移送シートの前記第１端部が離隔して、前記燃料カートリッジから前記燃料移送部への前記液体燃料の供給が中断されることを特徴とする、直接液体燃料電池システム。
【請求項２】
前記ハウジングの前記一面には、前記カソード電極に供給される空気の通路が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料移送部は、前記移送シートの一側で前記移送シートを支持する移送プレートを更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項４】
前記移送プレートは、前記移送シートの前記第１端部が通過するスリットと、前記スリットの一側が延びて前記スリットを通過した前記移送シートの前記第１端部の一側を支持するガイド部と、を備えることを特徴とする、請求項３に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項５】
前記移送プレートは、前記アノード電極の領域を除外した領域で突出したパターンが形成されており、前記パターンは、前記燃料カートリッジからの前記液体燃料を前記複数のアノード電極に均一に分配させることを特徴とする、請求項３又は４に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項６】
前記移送シートは、前記パターンに対応するトレンチが形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料移送部は、前記移送プレートの前記パターンに対応する部分が隠蔽された所定高さのスペーサプレートを備え、
前記スペーサプレートは、前記移送シート上に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料カートリッジは、前記液体燃料を収容するボディーを備え、
前記ボディーは、前記カートリッジ挿入溝の前記長手方向に長溝が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項９】
前記燃料カートリッジは、前記ボディーの外周を被覆し、前記ボディーの回転によって前記移送シートの前記第１端部と接触する第２端部が形成された移送層を更に備えることを特徴とする、請求項８に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１０】
前記ボディーは、内部に中空空間が形成されており、
前記中空空間は、前記液体燃料又は多孔性部材が充填されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１１】
前記ボディーの内部は、多孔性部材で形成された支持壁が設置され、前記支持壁内には、前記液体燃料又は多孔性部材が充填されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１２】
前記燃料カートリッジは、
前記液体燃料を収容し、前記カートリッジ挿入溝の前記長手方向に長溝が形成されたボディーと、
前記ボディーの挿入される内部が、中空の円筒形であり、前記移送シートの前記第１端部と対応するように長手方向の第２開口部が形成されたポケットと、
前記ポケットに挿入される前記ボディーの外側に固定されて前記カートリッジ挿入溝の一側を被覆するキャップと、
前記ポケットに回転自在に設置されて、前記長溝の一壁を被覆し、前記ボディーの回転によって回転されつつ、前記ボディーを前記移送シートの前記第１端部と接触させるために開放されるカバープレートと、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１３】
前記カートリッジ挿入溝は、一端に前記ポケットと接触するように弾性部材が設置され、
前記ポケットは、外周に突出部が形成され、
前記ハウジングは、前記突出部が通過するガイド溝が形成され、
前記突出部が前記ガイド溝を通過するように、前記燃料カートリッジを前記カートリッジ挿入溝に挿入した後、前記キャップを押して前記弾性部材が圧縮された状態で前記キャップを前記第１方向に回転させて解除すると、前記突出部は、前記ガイド溝に沿って進みつつ、前記燃料カートリッジは、前記カートリッジ挿入溝に装着された第１位置に位置することを特徴とする、請求項１２に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１４】
前記燃料カートリッジは、
前記液体燃料を収容し、前記カートリッジ挿入溝の前記長手方向に長溝が形成されたボディーと、
前記ボディーの外側の端面に固定されるキャップと、
を備え、
前記ハウジングに回転自在に設置されて、前記長溝の一壁を被覆し、前記ボディーの回転によって回転されつつ、前記ボディーが前記移送シートの前記第１端部と接触させるために開放されるカバープレートを更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１５】
前記カートリッジ挿入溝は、一端に前記ボディーと接触するように弾性部材が設置され、
前記ボディーは、外周に突出部が形成され、
前記ハウジングは、前記突出部が通過するガイド溝が形成され、
前記突出部が前記ガイド溝を通過するように、前記燃料カートリッジを前記カートリッジ挿入溝に挿入した後、前記キャップを押して前記弾性部材が圧縮された状態で前記キャップを前記第１方向に回転させて解除すると、前記突出部は、前記ガイド溝に沿って進みつつ、前記燃料カートリッジは、前記カートリッジ挿入溝に装着された第１位置に位置し、
前記キャップを押して前記弾性部材が圧縮された状態で前記キャップを前記第１方向に更に回転させて解除すると、前記突出部は、前記ガイド溝に沿って進みつつ、前記燃料カートリッジは、前記燃料移送部に前記液体燃料を供給する第２位置に位置することを特徴とする、請求項１４に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１６】
前記燃料電池セルで生成された電気エネルギーを外部に連結する外部端子と、
前記燃料電池セル及び前記外部端子を回路的に連結する印刷回路基板と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の直接液体燃料電池システム。
【請求項１７】
直接液体燃料電池システムに着脱可能であり、前記燃料電池システムのアノード電極に供給される液体燃料を内部に収容する円筒形形状のボディーを備え、前記ボディーは、一面側で前記アノード電極と接触する前記燃料電池システムの多孔性の移送シートの第１端部を収容でき、前記第１端部と接触可能な空間を提供する長溝を有し、
前記液体燃料は、第１方向の回転によって、前記燃料カートリッジの前記ボディーと前記移送シートの前記第１端部が接触して、前記燃料電池システムに供給され、前記第１方向と逆方向への回転によって、前記燃料カートリッジの前記ボディーと前記移送シートの前記第１端部が離隔して、前記燃料電池システムへの前記液体燃料の供給が中断されることを特徴とする、燃料カートリッジ。
【請求項１８】
前記ボディーの円周を被覆する移送層を更に備えることを特徴とする、請求項１７に記載の燃料カートリッジ。
【請求項１９】
前記ボディーは、内部に中空空間が形成されており、
前記中空空間は、前記液体燃料又は多孔性部材が充填されることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の燃料カートリッジ。
【請求項２０】
前記ボディーの内部は、多孔性部材で形成された支持壁が設置され、前記支持壁内には、前記液体燃料又は多孔性部材が充填されていることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の燃料カートリッジ。
【請求項２１】
前記ボディーの挿入される内部が、中空の円筒形であり、前記ボディーの長手方向の開口部が形成されたポケットと、
前記ポケットに挿入される前記ボディーの外側に固定されて前記カートリッジ挿入溝の一側を被覆するキャップと、
前記ポケットに回転自在に設置されて、前記長溝の一壁を被覆し、前記ボディーの回転によって回転されつつ、開閉されるカバープレートと、
を更に備えることを特徴とする、請求項１７に記載の燃料カートリッジ。
【請求項２２】
前記ポケットの外周には、突出部が形成されており、
前記燃料電池システムに形成されたガイド溝に沿って進みつつ、前記燃料電池システムに装着された第１位置に位置することを特徴とする、請求項２１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項２３】
前記ボディーの外周には、突出部が形成されており、
前記燃料電池システムに形成されたガイド溝に沿って進みつつ、前記燃料電池システムに装着された第１位置に位置し、
前記ボディーの前記第１方向の回転によって、前記突出部は、前記ガイド溝に沿って更に進みつつ、前記燃料電池システムに前記液体燃料を供給する第２位置に位置することを特徴とする、請求項１７に記載の燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接液体燃料電池システム及び燃料カートリッジに関し、更に詳細には、燃料供給が制御される直接液体燃料電池システム及び燃料カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電気化学的反応によって、燃料が有している化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換させる電気化学装置をいう。直接液体燃料電池は、メタノールのような液体燃料を直接酸素と反応させて電気エネルギーを得る。直接液体燃料電池は、外部から燃料が与えられるかぎり、作動し続けられるという点で、２次電池と区分される。直接液体燃料電池は、モバイル通信機器に直接装着して使用するか、又はモバイル通信機器に装着された充電バッテリーの充電に使用されうる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１４１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、モバイル通信機器に電気を供給する燃料電池は、必要に応じて、液体燃料の供給が調整される手段を備えた液体燃料を供給するシステムが要求される。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、燃料電池セルへの液体燃料の供給の調節を容易に行うことが可能な、新規かつ改良された直接液体燃料電池システム及び燃料カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、一側にカートリッジ挿入溝が形成され、カートリッジ挿入溝の長手方向に第１開口部が形成されたハウジングと、ハウジングの一面の内部側に設置されており、電解質膜と、電解質膜の一側に形成された複数のカソード電極と、電解質膜の他側にカソード電極と対応するように形成された複数のアノード電極と、を有する燃料電池セルと、カートリッジ挿入溝に装着され、アノード電極に供給される液体燃料を内部に収容する燃料カートリッジと、燃料カートリッジとアノード電極との間で、燃料カートリッジの液体燃料をアノード電極へ移送する燃料移送部と、を備え、液体燃料は、燃料カートリッジの第１方向の回転によって、燃料移送部に供給され、第１方向と逆方向への回転によって、燃料カートリッジから燃料移送部への液体燃料の供給が中断されることを特徴とする、直接液体燃料電池システムが提供される。
【０００７】
上記ハウジングの一面には、カソード電極に供給される空気の通路が形成されてもよい。
【０００８】
上記燃料移送部は、第１開口部を通過しており、燃料カートリッジの回転によって、燃料カートリッジと選択的に接触される第１端部を有する多孔性の移送シートを備えてもよい。
【０００９】
上記燃料移送部は、移送シートの一側で移送シートを支持する移送プレートを更に備えてもよい。
【００１０】
上記移送プレートは、移送シートの第１端部が通過するスリットと、スリットの一側が延びてスリットを通過した移送シートの第１端部の一側を支持するガイド部と、を備えてもよい。
【００１１】
上記移送プレートは、アノード電極の領域を除外した領域で突出したパターンが形成されており、パターンは、燃料カートリッジからの液体燃料を複数のアノード電極に均一に分配させてもよい。
【００１２】
上記移送シートは、パターンに対応するトレンチが形成されてもよい。
【００１３】
上記燃料移送部は、移送プレートのパターンに対応する部分が隠蔽された所定高さのスペーサプレートを備え、スペーサプレートは、移送シート上に配置されてもよい。
【００１４】
上記燃料カートリッジは、液体燃料を収容するボディーを備え、ボディーは、カートリッジ挿入溝の長手方向に長溝が形成されてもよい。
【００１５】
上記燃料カートリッジは、ボディーの外周を被覆し、ボディーの回転によって移送シートの第１端部と接触する第２端部が形成された移送層を更に備えてもよい。
【００１６】
上記ボディーは、内部に中空空間が形成されており、中空空間は、液体燃料又は多孔性部材が充填されてもよい。
【００１７】
上記ボディーの内部は、多孔性部材で形成された支持壁が設置され、支持壁内には、液体燃料又は多孔性部材が充填されてもよい。
【００１８】
上記燃料カートリッジは、液体燃料を収容し、カートリッジ挿入溝の長手方向に長溝が形成されたボディーと、ボディーの挿入される内部が、中空の円筒形であり、移送シートの第１端部と対応するように長手方向の第２開口部が形成されたポケットと、ポケットに挿入されるボディーの外側に固定されてカートリッジ挿入溝の一側を被覆するキャップと、ポケットに回転自在に設置されて、長溝の一壁を被覆し、ボディーの回転によって回転されつつ、ボディーを移送シートの第１端部と接触させるために開放されるカバープレートと、を備えてもよい。
【００１９】
上記カートリッジ挿入溝は、一端にポケットと接触するように弾性部材が設置され、ポケットは、外周に突出部が形成され、ハウジングは、突出部が通過するガイド溝が形成され、突出部がガイド溝を通過するように、燃料カートリッジをカートリッジ挿入溝に挿入した後、キャップを押して弾性部材が圧縮された状態でキャップを第１方向に回転させて解除すると、突出部は、ガイド溝に沿って進みつつ、燃料カートリッジは、カートリッジ挿入溝に装着された第１位置に位置してもよい。
【００２０】
上記燃料カートリッジは、液体燃料を収容し、カートリッジ挿入溝の長手方向に長溝が形成されたボディーと、ボディーの外側の端面に固定されるキャップと、を備え、ハウジングに回転自在に設置されて、長溝の一壁を被覆し、ボディーの回転によって回転されつつ、ボディーが移送シートの第１端部と接触させるために開放されるカバープレートを更に備えてもよい。
【００２１】
上記カートリッジ挿入溝は、一端にボディーと接触するように弾性部材が設置され、ボディーは、外周に突出部が形成され、ハウジングは、突出部が通過するガイド溝が形成され、突出部がガイド溝を通過するように、燃料カートリッジをカートリッジ挿入溝に挿入した後、キャップを押して弾性部材が圧縮された状態でキャップを第１方向に回転させて解除すると、突出部は、ガイド溝に沿って進みつつ、燃料カートリッジは、カートリッジ挿入溝に装着された第１位置に位置し、キャップを押して弾性部材が圧縮された状態でキャップを第１方向に更に回転させて解除すると、突出部は、ガイド溝に沿って進みつつ、燃料カートリッジは、燃料移送部に液体燃料を供給してもよい。
【００２２】
上記燃料電池セルで生成された電気エネルギーを外部に連結する外部端子と、燃料電池セル及び外部端子を回路的に連結する印刷回路基板と、を備えてもよい。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、直接液体燃料電池システムに着脱可能であり、燃料電池システムのアノード電極に供給される液体燃料を内部に収容する構造を有し、液体燃料は、第１方向の回転によって、燃料電池システムに供給され、第１方向と逆方向への回転によって、燃料電池システムへの液体燃料の供給が中断されることを特徴とする、燃料カートリッジが提供される。
【００２４】
上記液体燃料を収容する円筒形形状のボディーを備え、ボディーは、長手方向に長溝が形成されてもよい。
【００２５】
上記ボディーの円周を被覆する移送層を更に備えてもよい。
【００２６】
上記ボディーは、内部に中空空間が形成されており、中空空間は、液体燃料又は多孔性部材が充填されてもよい。
【００２７】
上記ボディーの内部は、多孔性部材で形成された支持壁が設置され、支持壁内には、液体燃料又は多孔性部材が充填されてもよい。
【００２８】
上記ボディーの挿入される内部が、中空の円筒形であり、ボディーの長手方向の開口部が形成されたポケットと、ポケットに挿入されるボディーの外側に固定されてカートリッジ挿入溝の一側を被覆するキャップと、ポケットに回転自在に設置されて、長溝の一壁を被覆し、ボディーの回転によって回転されつつ、開閉されるカバープレートと、を更に備えてもよい。
【００２９】
上記ポケットの外周には、突出部が形成されており、燃料電池システムに形成されたガイド溝に沿って進みつつ、燃料電池システムに装着された第１位置に位置してもよい。
【００３０】
上記ボディーの外周には、突出部が形成されており、燃料電池システムに形成されたガイド溝に沿って進みつつ、燃料電池システムに装着された第１位置に位置し、ボディーの第１方向の回転によって、突出部は、ガイド溝に沿って更に進みつつ、燃料電池システムに液体燃料を供給する第２位置に位置してもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、燃料電池セルへの液体燃料の供給の調節を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。図面に示された層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張して示した。
【００３３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る直接液体燃料電池システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る燃料カートリッジを備えた直接液体燃料電池システムを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る直接液体燃料電池システムを示す概略的な断面図である。
【００３４】
本実施形態に係る直接液体燃料電池システム１００は、ハウジング１１０と、ハウジング１１０の一側に着脱可能な液体燃料カートリッジ１２０と、を備える。ハウジング１１０には、液体燃料カートリッジ１２０を収容できる長い溝であるカートリッジ挿入溝１１４が形成されている。
【００３５】
図２を参照すれば、ハウジング１１０には、燃料電池セル１４０と、液体燃料カートリッジ１２０と燃料電池セル１４０との間の移送シート１６０を有する燃料移送部と、を備える。ハウジング１１０には、カートリッジ挿入溝１１４の長手方向に開口部１１６が形成されており、燃料移送部は、開口部１１６を通過して液体燃料カートリッジ１２０と接触する。
【００３６】
燃料電池セル１４０は、電解質膜１４２と、電解質膜１４２の上部に形成された複数のカソード電極１４４と、電解質膜１４２の下部でカソード電極１４４と対応する領域に形成された複数のアノード電極１４６と、を備える。即ち、燃料電池セル１４０は、複数の単位燃料電池セルを備える。各単位燃料電池セルは、直列連結され、このような直列回路の構成は、公知の技術であるので、ここで詳細な説明は省略する。ハウジング１１０の上面には、複数のホール１１２が形成されてカソード電極１４４に酸素（空気）を供給する。
【００３７】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る燃料移送部について説明する。図３は、本実施形態に係る移送プレート及び移送シートを示す斜視図である。燃料移送部は、カートリッジ１２０の液体燃料と一端が連結されて毛細管力で液体燃料を燃料電池セル１４０のアノード電極１４６に伝える移送シート１６０を備える。移送シート１６０は、図３に示すような移送プレート１６２の上部に結合されうる。移送シート１６０の上面は、単位セルのアノード電極１４６と接触する。移送プレート１６２は、移送シート１６０の端部１６１が通過するスリット１６５と、スリット１６５の下面が延びてスリット１６５を通過した移送シート１６０の端部１６１の下部を支持するガイド部１６６と、を備える。アノード電極１４６と移送シート１６０との間には、スペーサプレート１６４が更に配置されうる。スペーサプレート１６４の構造は、後述する。
【００３８】
燃料移送部の下部には、燃料電池セル１４０からのターミナル（図示せず。）と電気的に連結され、モバイル電子機器（図示せず。）に連結して、モバイル電子機器を充電するための外部端子１８２と回路連結された印刷回路基板１８４が設置されうる。
【００３９】
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る液体燃料カートリッジについて説明する。図４は、本実施形態に係る液体燃料カートリッジを示す斜視図であり、図５は、本実施形態に係る液体燃料カートリッジを示す分解斜視図である。図４及び図５に示すように、液体燃料カートリッジ１２０は、外部側に配置されたポケット１２１と、ポケット１２１内に収容され、実際に液体燃料を収容する円筒形の形状を有するボディー１２２と、ボディー１２２に固定されてボディー１２２をポケット１２１に対して回転させるハンドル１２３（図１参照）が装着されたキャップ１２４と、ボディー１２２をポケット１２１に固定させるＥ−リング１２５及びホルダーバネ１２６と、ポケット１２１の開口部１２７に対して回転自在に装着され、ボディー１２２を被覆する方向に付勢されたカバープレート１２８と、カバープレート１２８に弾性力を提供するカバープレートバネ１２９と、を備える。ポケット１２１の外周には、突出部１３０が形成される。ボディー１２２には、開口部１２７に対応する長溝１２２ｅが形成されている。長溝１２２ｅは、移送シート１６０の端部１６１が収容される空間を提供し、この空間でボディー１２２と移送シート１６０の端部１６１とが接触する。
【００４０】
次に、本実施形態に係る液体燃料カートリッジを案内するガイド溝及び圧縮バネについて説明する。図６は、本実施形態に係るガイド溝１３１を示す平面図である。図１に示すハウジング１１０のカートリッジ挿入溝１１４内には、図６に示すように、液体燃料カートリッジ１２０をハウジング１１０内に挿入するとき、突出部１３０を案内するガイド溝１３１が形成されている。一方、図４に示す圧縮バネ１３２は、ハウジング１１０のカートリッジ挿入溝１１４の底部に設置された圧縮バネである。圧縮バネ１３２は、液体燃料カートリッジ１２０をカートリッジ挿入溝１１４から解除するとき、液体燃料カートリッジ１２０を外側に押し出す弾性力を提供する。
【００４１】
図６を参照して、液体燃料カートリッジ１２０のポケット１２１をハウジング１１０に装着する過程を説明する。液体燃料カートリッジ１２０をハウジング１１０に装着するとき、突出部１３０をガイド溝１３１に嵌合した状態でハウジング１１０の内部に挿入する。このとき、圧縮バネ１３２の作用によって、液体燃料カートリッジ１２０は、第１位置Ｐ１に到達する。次いで、液体燃料カートリッジ１２０を更に押圧すると、突出部１３０は、第２位置Ｐ２に到達する。そして、キャップ１２４のハンドル１２３を時計回り方向に廻すと、突出部１３０は、第３位置Ｐ３に到達する。次に、液体燃料カートリッジ１２０を解放すると、圧縮バネ１３２の力によって、液体燃料カートリッジ１２０は、第４位置Ｐ４に押し出されてハウジング１１０に固定される。液体燃料カートリッジ１２０をハウジング１１０から脱着させる過程は、装着過程と逆順であるので、ここでは省略する。
【００４２】
図７及び図８は、本実施形態に係る液体燃料カートリッジ１２０の燃料供給過程を説明するための断面図である。液体燃料カートリッジ１２０のボディー１２２は、液体燃料を含有する多孔性部材１２２ａと、多孔性部材１２２ａの外周を被覆し、移送シート１６０と接触して液体燃料を移送シート１６０に伝達する移送層１２２ｂと、を備える。多孔性部材１２２ａは、液体燃料を担持するようにスポンジのように多くの孔隙を含み、移送層１２２ｂは、多孔性部材１２２ａから容易に液体燃料を受けて移送シート１６０に伝達するように、多孔性部材１２２ａより気孔の大きい多孔性材料からなることが望ましい。
【００４３】
図７を参照すれば、カバープレート１２８は、移送層１２２ｂの端部１２２ｃを塞いでおり、液体燃料は、移送シート１６０に供給されない。ハンドル１２３を図７中の矢印Ａ方向に回転させると、ポケット１２１は、固定された状態でボディー１２２が回転されつつ、カバープレート１２８は、図８のように回転され、移送層１２２ｂの端部１２２ｃは、移送シート１６０の端部１６１と接触する。従って、液体燃料が単位セルに供給される。更に、ボディー１２２を図８中の矢印Ｂ方向に回転させれば、移送層１２２ｂの端部１２２ｃは、移送シート１６０から離隔されて燃料の供給が中断され、カバープレート１２８は、カバープレートバネ１２９の復元力で移送層１２２ｂの端部１２２ｃをカバーする。
【００４４】
次に、本実施形態に係る液体燃料カートリッジのボディーの変更例について説明する。図９Ａ〜図９Ｆは、液体燃料カートリッジ１２０のボディー１２２の変更例を示す断面図である。
【００４５】
例えば、図９Ａに示すように、ボディー１２２は、多孔性部材１２２ａからなる。従って、移送シート１６０と接触する部分は、多孔性部材１２２ａである。また、例えば、図９Ｂに示すように、ボディー１２２は、薄い移送層１２２ｂからなり、薄い移送層１２２ｂの内部に液体状態の燃料が充填される。従って、移送シート１６０と接触する部分は、移送層１２２ｂである。移送層１２２ｂは、移送シート１６０と同じ材質、例えば高分子ペーパーを使用してもよい。図面には示されていないが、ボディー１２２は、移送層１２２ｂの内部の液体燃料を保存するように端面が移送層１２２ｂで塞がれている。また、例えば、図９Ｃに示すように、ボディー１２２は、移送層１２２ｂの内部に多孔性部材１２２ａが充填される。多孔性部材１２２ａは、移送層１２２ｂより気孔度が低いことが望ましい。
【００４６】
例えば、図９Ｄに示すように、ボディー１２２は、多孔性部材１２２ａの外周の一部、特に移送シート１６０と接触する部分に主に移送層１２２ｂが配置される。また、例えば、図９Ｅに示すように、ボディー１２２は、移送層１２２ｂの形状を維持するように、内部壁１２２ｄが移送層１２２ｂの内部に設置される。内部壁１２２ｄは、図面には示されていないが、移送層１２２ｂの内部の液体燃料を保存するように端面が移送層１２２ｂで塞がれる。また、例えば、図９Ｆに示すように、ボディー１２２は、内部壁１２２ｄの内部に多孔性部材１２２ａが設置される。
【００４７】
次に、図１０〜図１２を参照して、本実施形態に係る移送プレート及びスペーサプレートについて説明する。図１０は、本実施形態に係る移送プレート１６２の底面を示す底面図である。図１１は、本実施形態に係る移送シート１６０を示す平面図である。図１２は、本実施形態に係るスペーサプレート１６４を示す平面図である。移送プレート１６２には、アノード電極の領域を除外した領域で突出した凸状のパターン１６３が形成されており、一側には、移送シート１６０の端部１６１が通過するスリット１６５と、スリット１６５を通過した端部１６１を支持するガイド部１６６とが形成されている。移送シート１６０には、凸状のパターン１６３と対応したトレンチ１６７が形成されて、移送シート１６０を移送プレート１６２に並行するように組立てることができる。
【００４８】
スペーサプレート１６４は、図１２に示すように、移送シート１６０のトレンチ１６７に対応する部分とエッジ部分とを除外した領域が開放される。スペーサプレート１６４も移送プレート１６２に並行するように組立てることができる。移送プレート１６２を有するパターン構造は、移送シート１６０の端部１６１を通じて流入される液体燃料を、トレンチ１６７を除外した領域に分散させるので、液体燃料を単位セルのアノード電極１４６に均一に供給させることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る液体燃料カートリッジについて説明する。図１３は、本実施形態に係る液体燃料カートリッジ２２０を示す斜視図である。図１４は、本実施形態に係るガイド溝２３１を示す平面図である。図１５は、第１の実施形態での構成要素と実質的に同じ構成要素には、同じ符号を使用し、ここで詳細な説明は省略する。
【００５０】
本実施形態に係る液体燃料カートリッジ２２０は、実際に液体燃料を収容するボディー２２２と、ボディー２２２に固定されてボディー２２２をハウジング１１０のカートリッジ挿入溝１１４に対して回転させるハンドル１２３が装着されたキャップ２２４と、を備える。ボディー２２２の外周には、突出部２３０が形成されている。ハウジング１１０内には、液体燃料カートリッジ２２０をカートリッジ挿入溝１１４内に挿入するとき、突出部２３０を案内するガイド溝２３１（図１４参照）が形成されている。一方、圧縮バネ２３２は、ハウジング１１０のカートリッジ挿入溝１１４の底部に装着される。圧縮バネ２３２は、カートリッジ２２０をカートリッジ挿入溝１１４から解放するとき、カートリッジ２２０を外側に押し出す弾性力を提供する。
【００５１】
次に、図１４〜図１６を参照して、液体燃料カートリッジ２２０をハウジング１１０に装着する過程を説明する。図１５及び図１６は、本実施形態に係る液体燃料カートリッジ１２０の燃料供給過程を説明するための断面図である。カートリッジ２２０をハウジング１１０に装着するとき、突出部２３０をガイド溝２３１に嵌合した状態でハウジング１１０の内部に挿入する。このとき、圧縮バネ２３２の作用で液体燃料カートリッジ２２０の突出部２３０は第１位置Ｐ１に到達する。次に、液体燃料カートリッジ２２０を更に押圧すると、突出部２３０は、第２位置Ｐ２に到達する。キャップ２２４のハンドル１２３を図１５中の矢印Ａ方向に回転させれば、突出部２３０は、図１４に示すように、第３位置Ｐ３に到達する。そして、液体燃料カートリッジ２２０を解除すると、圧縮バネ２３２の力で液体燃料カートリッジ２２０は第４位置Ｐ４に押し出されて固定される。第４の位置Ｐ４は、液体燃料カートリッジ２２０がハウジング１１０内に装着された状態である。このとき、多孔性部材２２２ａの外周に設置された移送層２２２ｂの端部２２２ｃは、回動するカバープレート２２８によって被覆される（図１５参照）。
【００５２】
次いで、ハンドル１２３を押しつつ、矢印Ａ方向に回転させた後にハンドル１２３の押圧を解除すれば、突出部１３０は、第３位置Ｐ３を経由して、第５位置Ｐ５に位置する。このとき、ボディー２２２の回転によって、カバープレート２２８は外側に回転される。そして、移送層２２２ｂの端部２２２ｃは、移送シート１６０の端部１６１と接触する（図１６参照）。従って、液体燃料は、移送シート１６０を通じて単位セルのアノード電極１４６に供給される。液体燃料カートリッジ２２０から液体燃料の供給を閉鎖する過程と、液体燃料カートリッジ２２０をハウジング１１０から脱着する過程は、前述した過程と逆順であるので、ここでは省略する。
【００５３】
本発明による直接液体燃料電池システムは、回転によって燃料の供給を調整する燃料カートリッジを備える。本発明によれば、燃料電池セルへの液体燃料の供給の調節が容易であり、携帯電話のようなモバイル通信機器に装着すれば、通信機器の長時間使用が可能になり、通信機器の使用中にも、燃料カートリッジを交換すれば、時間的に制限を受けず、通信機器の使用が可能になる。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、直接液体燃料電池システム及び燃料カートリッジに適用可能であり、特にモバイル通信機器に直接装着して使用され、又はモバイル通信機器に装着された充電バッテリーの充電に使用される直接液体燃料電池システム及び燃料カートリッジに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料カートリッジを備えた直接液体燃料電池システムを示す斜視図である。
【図２】同実施形態に係る燃料カートリッジを備えた直接液体燃料電池システムを示す概略的な断面図である。
【図３】同実施形態に係る移送プレート及び移送シートを示す斜視図である。
【図４】同実施形態に係る液体燃料カートリッジを示す斜視図である。
【図５】同実施形態に係る液体燃料カートリッジを示す図４の分解斜視図である。
【図６】同実施形態に係るガイド溝の形状を示す平面図である。
【図７】同実施形態に係る燃料カートリッジの液体燃料供給過程を説明する断面図である。
【図８】同実施形態に係る燃料カートリッジの液体燃料供給過程を説明する断面図である。
【図９Ａ】同実施形態に係る燃料カートリッジのボディーの変更例を示す断面図である。
【図９Ｂ】同実施形態に係る燃料カートリッジのボディーの変更例を示す断面図である。
【図９Ｃ】同実施形態に係る燃料カートリッジのボディーの変更例を示す断面図である。
【図９Ｄ】同実施形態に係る燃料カートリッジのボディーの変更例を示す断面図である。
【図９Ｅ】同実施形態に係る燃料カートリッジのボディーの変更例を示す断面図である。
【図９Ｆ】同実施形態に係る燃料カートリッジのボディーの変更例を示す断面図である。
【図１０】同実施形態に係る移送プレートの底面を示す底面図である。
【図１１】同実施形態に係る移送シートを示す平面図である。
【図１２】同実施形態に係るスペーサプレートを示す平面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る液体燃料カートリッジを示す斜視図である。
【図１４】同実施形態に係るガイド溝の形状を示す平面図である。
【図１５】同実施形態に係る燃料カートリッジの液体燃料の供給過程を説明する断面図である。
【図１６】同実施形態に係る燃料カートリッジの液体燃料の供給過程を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００      直接液体燃料電池システム
１１０      ハウジング
１１２      ホール
１１４      カートリッジ挿入溝
１１６      開口部
１２０、２２０      液体燃料カートリッジ
１２１      外部ポケット
１２２、２２２      ボディー
１２２ａ、２２２ａ      多孔性部材
１２２ｂ、２２２ｂ      移送層
１２２ｃ、２２２ｃ      端部
１２２ｄ      内部壁
１２２ｅ      長溝
１２３      ハンドル
１２４、２２４      キャップ
１２５      Ｅ−リング
１２６      ホルダーバネ
１２７      開口部
１２８、２２８      カバープレート
１２９      カバープレートバネ
１３０、２３０      突出部
１３１、２３１      ガイド溝
１３２、２３２      圧縮バネ
１４０      液体燃料電池セル
１４２      電解質膜
１４４      カソード電極
１４６      アノード電極
１６０      移送シート
１６１      端部
１６２      移送プレート
１６３      パターン
１６４      スペーサプレート
１６５      スリット
１６６      ガイド部
１６７      トレンチ
１８２      外部端子
１８４      印刷回路基板
Ｐ１      第１位置
Ｐ２      第２位置
Ｐ３      第３位置
Ｐ４      第４位置
Ｐ５      第５位置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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