(57)【要約】【課題】簡易な構成により燃料容器から供給される水素の量を安定化する技術を提供する。【解決手段】燃料容器１２において、燃料収容部１８は、燃料電池に供給される水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容する。加熱部２０は、水素吸蔵合金から放出された水素を用いて燃料収容部１８を加熱する。分配流路は、燃料収容部１８から加熱部２０および燃料電池へ水素を分配供給するように構成される。調整機構２４は、燃料収容部１８と加熱部２０との間の分配流路に設けられ、燃料収容部１８と熱的に接しているとともに、加熱部２０および燃料電池への水素の分配量を調整する。調整機構２４は、少なくともその一部が燃料収容部１８の温度に応じて変形することで加熱部２０への水素の分配量を変化させ、燃料収容部１８の温度変化を抑制するように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に供給される水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容する燃料収容部と、
前記水素吸蔵合金から放出された水素を用いて前記燃料収容部を加熱する加熱部と、
前記燃料収容部から前記加熱部および燃料電池へ水素を分配供給するように構成された分配流路と、
前記燃料収容部と前記加熱部との間の前記分配流路に設けられ、前記燃料収容部と熱的に接しているとともに、前記加熱部および燃料電池への水素の分配量を調整する調整機構と、を備え、
前記調整機構は、少なくともその一部が前記燃料収容部の温度に応じて変形することで前記加熱部への水素の分配量を変化させ、前記燃料収容部の温度変化を抑制するように構成されていることを特徴とする燃料容器。
【請求項２】
前記調整機構は、
前記燃料収容部の温度上昇に伴い、前記加熱部へ向かう前記分配流路の一部が徐々に狭まることで該加熱部への分配量を少なくするとともに、
前記燃料収容部の温度低下に伴い、前記加熱部へ向かう前記分配流路の一部が徐々に広がることで該加熱部への分配量を多くすることを特徴とする請求項１に記載の燃料容器。
【請求項３】
前記調整機構は、温度に応じて変形する材料で構成された弁体を有し、
前記弁体は、前記分配流路において変形することで、前記加熱部へ向かう水素の分配量が調整されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料容器。
【請求項４】
前記弁体は、バイメタルで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料容器。
【請求項５】
前記弁体は、形状記憶合金で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料容器。
【請求項６】
前記調整機構は、燃料電池の所定の動作温度範囲の少なくともいずれかの温度において、前記燃料収容部から水素が放出される際の吸熱量と前記加熱部での発熱量とが均衡するように水素を分配すべく、前記弁体の開度が設定されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の燃料容器。
【請求項７】
前記加熱部は、水素を燃焼させる燃焼触媒を有し、
前記調整機構は、前記吸熱量と前記燃焼触媒での燃焼の際の水の生成熱量とが均衡するように水素を分配すべく、前記弁体の開度が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料容器。
【請求項８】
前記水素吸蔵合金が水素を放出する際の水素１ｍｏｌ当たりの吸熱量をｘ［ｋＪ／ｍｏｌ］、加熱部における燃焼触媒において水素を燃焼した場合の水の生成熱を２８１［ｋＪ／ｍｏｌ］、前記水素吸蔵合金から放出される水素の量をＦ０［ｍｌ／ｍｉｎ］とした場合、前記加熱部への水素供給量ＦＨは、
ＦＨ＞（ｘ／２８１）×Ｆ０を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃料容器。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の燃料容器と、
前記燃料容器から供給される水素を用いて発電する燃料電池と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を燃料として収容する燃料容器およびそれを備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは水素と酸素とから電気エネルギを発生させる装置であり、高い発電効率を得ることができる。燃料電池システムの主な特徴としては、従来の発電方式のように熱エネルギや運動エネルギの過程を経ることがない直接発電であるので、小規模でも高い発電効率が期待できること、窒素化合物等の排出が少なく、騒音や振動も小さいので環境性がよいことなどが挙げられる。このように、燃料電池システムは燃料のもつ化学エネルギを有効に利用でき、環境にやさしい特性をもっているので、２１世紀を担うエネルギ供給システムとして期待され、宇宙用から自動車用、携帯機器用まで、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用できる将来有望な新しい発電システムとして注目され、実用化に向けて技術開発が本格化している。
【０００３】
従来、燃料ガスとしての水素を収容する容器として、例えば、水素を吸蔵・放出可能な水素吸蔵合金が充填されたものが知られている。このような容器は、水素吸蔵合金によって水素を吸蔵することで容器内に水素を収容し、また水素吸蔵合金から水素を放出することで燃料電池に水素を供給することができる。水素吸蔵合金は、水素を放出する反応が吸熱反応であるため、水素の放出に伴って温度が低下し、そのままでは水素の放出量が次第に減少する。このため、水素吸蔵合金から十分な水素を放出させるためには、水素吸蔵合金をある程度加熱し、温度低下を防止する必要がある。
【０００４】
そこで、水素吸蔵合金が充填された容器の壁面に、触媒を収容した加熱器が設けられている加熱器付き充填容器が考案されている（特許文献１参照）。この容器は、水素吸蔵合金から放出された水素の一部が加熱器の中の触媒と反応することで加熱され、燃料電池への水素の安定供給を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２７１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら前述の加熱器付き充填容器は、温度センサにより水素吸蔵合金の温度を検知し、検知した温度に基づいて制御部が弁の開閉を制御するため、構成が複雑になっている。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成により燃料容器から供給される水素の量を安定化する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の燃料容器は、燃料電池に供給される水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容する燃料収容部と、水素吸蔵合金から放出された水素を用いて燃料収容部を加熱する加熱部と、燃料収容部から加熱部および燃料電池へ水素を分配供給するように構成された分配流路と、燃料収容部と加熱部との間の分配流路に設けられ、燃料収容部と熱的に接しているとともに、加熱部および燃料電池への水素の分配量を調整する調整機構と、を備える。調整機構は、少なくともその一部が燃料収容部の温度に応じて変形することで加熱部への水素の分配量を変化させ、燃料収容部の温度変化を抑制するように構成されている。
【０００９】
この態様によると、調整機構の自律的な変形作用により燃料収容部の温度変化を抑制できるため、温度センサや制御部、電磁バルブなどの部品を用いずに、簡易な構成で燃料収容部からの燃料の安定な放出が可能となる。
【００１０】
調整機構は、燃料収容部の温度上昇に伴い、加熱部へ向かう分配流路の一部が徐々に狭まることで該加熱部への分配量を少なくするとともに、燃料収容部の温度低下に伴い、加熱部へ向かう分配流路の一部が徐々に広がることで該加熱部への分配量を多くしてもよい。これにより、燃料収容部の温度上昇に伴い加熱部へ向かう水素の分配量が減少するため、加熱部で発生する熱が減少し、燃料収容部の温度上昇が抑制され、その後温度が低下し始める。一方、燃料収容部の温度低下に伴い加熱部へ向かう水素の分配量が増加するため、加熱部で発生する熱が増加し、燃料収容部の温度低下が抑制され、その後温度が上昇し始める。
【００１１】
調整機構は、温度に応じて変形する材料で構成された弁体を有してもよい。弁体は、分配流路において変形することで、加熱部へ向かう水素の分配量が調整されるように構成されていてもよい。これにより、複雑な機構を必要とせずに、加熱部へ向かう水素の分配量が調整可能となる。
【００１２】
弁体は、バイメタルや形状記憶合金で構成されていてもよい。
【００１３】
調整機構は、燃料電池の所定の動作温度範囲の少なくともいずれかの温度において、燃料収容部から水素が放出される際の吸熱量と加熱部での発熱量とが均衡するように水素を分配すべく、弁体の開度が設定されていてもよい。これにより、燃料収容部から放出される水素の量が安定する。
【００１４】
加熱部は、水素を燃焼させる燃焼触媒を有してもよい。調整機構は、吸熱量と燃焼触媒での燃焼の際の水の生成熱量とが均衡するように水素を分配すべく、弁体の開度が設定されていてもよい。これにより、燃料収容部から放出される水素の量が安定する。また、加熱部は燃焼触媒を用いた加熱を行うため、それほど高温とならず、燃料容器の取扱いが容易となる。また、加熱部は水素を燃焼させるバーナーを有してもよい。この場合の調整機構は、燃料触媒を有している加熱部と同じであってもよい。
【００１５】
水素吸蔵合金が水素を放出する際の水素１ｍｏｌ当たりの吸熱量をｘ［ｋＪ／ｍｏｌ］、加熱部における燃焼触媒において水素を燃焼した場合の水の生成熱を２８１［ｋＪ／ｍｏｌ］、水素吸蔵合金から放出される水素の量をＦ０［ｍｌ／ｍｉｎ］とした場合、加熱部への水素供給量ＦＨは、ＦＨ＞（ｘ／２８１）×Ｆ０を満たしてもよい。これにより、燃料収容部の温度低下が防止される。
【００１６】
本発明の別の態様は、燃料電池システムである。この燃料電池システムは、燃料容器と、燃料容器から供給される水素を用いて発電する燃料電池と、を備える。
【００１７】
この態様によると、燃料収容部から安定して燃料が放出されるため、燃料電池での安定した発電が可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な構成により燃料容器から供給される水素の量を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に係る燃料システムの外観を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す配管の内部を上方から見た模式図である。
【図３】図２の配管のＡ−Ａ断面を含む燃料容器を模式的に示した概略断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る燃料容器の概略断面図である。
【図５】図４に示す調整機構近傍の拡大断面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る調整機構の拡大断面図である。
【図７】第４の実施の形態に係る調整機構の拡大断面図である。
【図８】第５の実施の形態に係る加熱部の内部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る燃料システムの外観を示す概略斜視図である。図２は、図１に示す配管の内部を上方から見た模式図である。図３は、図２の配管１７のＡ−Ａ断面を含む燃料容器１２を模式的に示した概略断面図である。本実施の形態に係る燃料電池システム１０は、燃料容器１２と、燃料容器１２の両側に配設された一対の燃料電池１４と、燃料容器１２と燃料電池１４とを接続する分配流路を構成する配管を覆う配管カバー１６と、を主に備える。配管カバー１６の内部には、配管１７が設けられている。
【００２２】
燃料容器１２は、燃料電池１４に供給される水素を貯蔵する水素吸蔵合金を収容する燃料収容部１８と、水素吸蔵合金から放出された水素を用いて燃料収容部１８を加熱する加熱部２０と、燃料収容部１８から加熱部２０および燃料電池１４へ水素を分配供給するように構成された分配流路として機能する配管１７と、を備える。
【００２３】
水素吸蔵合金は、水素の吸蔵と、吸蔵した水素の放出とが可能であり、例えば、希土類系のＭｍＮｉ4.32Ｍｎ0.18Ａｌ0.1Ｆｅ0.1Ｃｏ0.3（Ｍｍはミッシュメタル）である。なお、水素吸蔵合金は、希土類系の合金に限られず、例えばＴｉ−Ｍｎ系合金、Ｔｉ−Ｆｅ系合金、Ｔｉ−Ｚｒ系合金、Ｍｇ−Ｎｉ系合金、Ｚｒ−Ｍｎ系合金等であってもよい。具体的には、水素吸蔵合金としてＬａＮｉ５合金、Ｍｇ２Ｎｉ合金、Ｔｉ１＋ｘＣｒ２−ｙＭｎｙ（ｘ＝０．１〜０．３、ｙ＝０〜１．０）合金などを挙げることができる。水素吸蔵合金は、上述した水素吸蔵合金の粉末にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）デイスパージョンなどの結着剤を混合し、プレス機で圧縮成形した圧縮成形体（ペレット）とすることができる。必要に応じて、圧縮成形後に焼結処理がなされていてもよい。
【００２４】
このような水素吸蔵合金は、水素を放出する反応が吸熱反応であるため、水素の放出に伴って温度が低下し、そのままでは水素の放出量が次第に減少する。そこで、本実施の形態に係る加熱部２０は、水素吸蔵合金から放出される水素の一部を燃焼し、水素吸蔵合金を適度に加熱することで温度低下を防止する。
【００２５】
燃料電池１４は、燃料収容部１８から供給される水素を用いて発電するものであればその構成は特に限定されない。例えば、燃料電池１４は、平面配列された複数の膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を備えていてもよい。各膜電極接合体は、電解質膜と、電解質膜の一方の表面に設けられたアノード触媒層と、電解質膜の他方の表面に、アノード触媒層と対向するように設けられたカソード触媒層と、を有する。
【００２６】
電解質膜は、湿潤状態において良好なイオン伝導性を示すことが好ましく、アノード触媒層とカソード触媒層との間でプロトンを移動させるイオン交換膜として機能する。電解質膜は、含フッ素重合体や非フッ素重合体等の固体高分子材料によって形成され、例えば、スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体、ポリサルホン樹脂、ホスホン酸基またはカルボン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体等を用いることができる。スルホン酸型パーフルオロカーボン重合体の例として、ナフィオン（登録商標）膜（デュポン社製）などが挙げられる。また、非フッ素重合体の例として、スルホン化された、芳香族ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホンなどが挙げられる。電解質膜の厚さは、例えば約１０〜２００μｍである。
【００２７】
図２に示すように、配管１７は、燃料収容部１８から水素が放出される水素放出口１９と、燃料収容部１８から放出された水素を加熱部２０へ送出する加熱部送出口２１と、燃料収容部１８から放出された水素を燃料電池１４へ送出する２つの燃料電池送出口１５と、が底部に形成されている。また、配管１７は、水素放出口１９と加熱部送出口２１とをつなぐ加熱部用流路２３と、水素放出口１９と２つの燃料電池送出口１５とをつなぐ燃料電池用流路２５と、を備える。加熱部用流路２３は、加熱部送出口２１が形成されている側の流路２３ａが水素放出口１９が形成されている側の流路２３ｂよりも径が小さくなっている。
【００２８】
図３に示すように、燃料容器１２は、燃料収容部１８と加熱部２０とが並設されている。燃料収容部１８および加熱部２０は、互いに熱交換可能な材質で筐体が構成されている。燃料収容部１８と加熱部２０の上部には開口部を介して加熱部用流路２３が接続されている。
【００２９】
また、本実施の形態に係る調整機構２４は、燃料収容部１８と加熱部２０とをつなぐ加熱部用流路２３の流路２３ｂに設けられている。また、調整機構２４は、加熱部２０および燃料電池１４への水素の分配量を調整する機能を有している。調整機構２４は、温度に応じて変形する材料で構成された弁体２９を有している。弁体２９は、燃料収容部１８の上面に固定され、燃料収容部１８の熱を伝熱する伝熱部２７と接続されている。
【００３０】
このように調整機構２４は、弁体２９が燃料収容部１８の温度に応じて変形することで流路２３ａと流路２３ｂとの境界に形成されている開口部３１の開度が変化し、加熱部２０への水素の分配量を変化させることができる。したがって、調整機構２４は、複雑な機構を必要とせずに、加熱部２０へ向かう水素の分配量を調整できる。
【００３１】
弁体２９は、その一部がバイメタルや形状記憶合金で構成されている。例えば、弁体２９のばね部３３が形状記憶合金で構成され、ばね部３３が伝熱部２７に支持されている場合、燃料収容部１８の温度によって弁体２９は以下のように動作する。なお、形状記憶合金は、ある温度（変態点）以下で変形しても、その温度以上に加熱されると、元の形状に回復する材料であり、チタンとニッケルの合金や鉄−マンガン−ケイ素合金が知られている。本実施の形態のばね部３３は、伸びた状態で形状が記憶されており、低温では縮んだ状態となるように加熱部用流路２３の途中に固定されている。
【００３２】
そして、調整機構２４を構成する弁体２９は、燃料収容部１８の温度上昇に伴い伝熱部２７を介してばね部３３に熱が伝わることでばね部３３自体が伸び、加熱部２０へ向かう加熱部用流路２３の一部を構成する開口部３１を徐々に狭める。そのため、燃料収容部１８から加熱部２０への水素の分配量が少なくなる。また、弁体２９は、燃料収容部１８の温度低下に伴いばね部３３の温度が低下することでばね部３３自体が縮み、開口部３１を徐々に広げる。そのため、燃料収容部１８から加熱部２０への水素の分配量が多くなる。
【００３３】
本実施の形態に係る加熱部２０は、水素を燃焼させる燃焼触媒を有している。燃焼触媒は、例えば、Ｐｔ(白金)を含有したγ−Ａｌ２Ｏ３が、２ＭｇＯ−２Ａｌ２Ｏ３−５ＳｉＯ２からなる支持体に担持されたハニカム構造のものを使用することができる。あるいは、複数のリブを加熱部２０の内部に形成し、各リブの間に燃焼触媒を設けてもよい。水素がハニカム構造やリブの間を通過してＰｔと接触すると、空気の存在下でいわゆる触媒燃焼が起こる。なお、加熱部２０に、空気供給用の送風ファン（図示せず）を設けると、燃焼触媒に大量の空気を供給することができ、触媒燃焼の効率を高めることができる。このように、加熱部２０は、燃料収容部１８から分配される水素の量によって発熱量が変化する。
【００３４】
したがって、燃料収容部１８の温度上昇に伴い加熱部２０へ向かう水素の分配量が減少すると、加熱部２０で発生する熱が減少し、燃料収容部１８の温度上昇が抑制され、その後温度が低下し始める。一方、燃料収容部１８の温度低下に伴い加熱部２０へ向かう水素の分配量が増加するため、加熱部２０で発生する熱が増加し、燃料収容部１８の温度低下が抑制され、その後温度が上昇し始める。このように、調整機構２４は、燃料収容部１８の温度変化を抑制するように構成されている。
【００３５】
したがって、燃料容器１２は、調整機構２４のばね部３３の自律的な変形作用により燃料収容部１８の温度変化を抑制できるため、温度センサや制御部、電磁バルブなどの部品を用いずに、簡易な構成で燃料収容部１８からの水素の安定な放出が可能となる。その結果、燃料電池システム１０は、燃料収容部１８から安定して水素が放出されるため、燃料電池１４での安定した発電が可能となる。
【００３６】
次に、燃料収容部１８が放出する水素を、どのような割合で燃料電池１４と加熱部２０とに分配するのが好ましいかについて説明する。
【００３７】
燃料収容部１８が水素を安定して放出するには、燃料収容部１８の温度が一定であることが好ましい。つまり、燃料収容部１８における吸熱量と加熱部２０での発熱量が均衡するように加熱部２０へ分配される水素が調整されるとよい。
【００３８】
そこで、燃料収容部１８における水素吸蔵合金が水素を放出する際の水素１ｍｏｌ当たりの吸熱量をｘ［ｋＪ／ｍｏｌ］、加熱部２０における燃焼触媒において水素を燃焼した場合の水の生成熱を２８１［ｋＪ／ｍｏｌ］とすると、燃料収容部１８から放出される水素は、式（１）の割合で加熱部２０と燃料電池１４とに分配される。
加熱部への水素の流量：燃料電池への水素の流量＝ｘ／２８１：（２８１−ｘ）／２８１・・・式（１）
【００３９】
また、水素吸蔵合金から放出される水素の量をＦ０［ｍｌ／ｍｉｎ］とした場合、加熱部２０への水素供給量ＦＨは、式（２）を満たすことで燃料収容部１８の温度低下が防止される。
ＦＨ＞（ｘ／２８１）×Ｆ０・・・式（２）
【００４０】
水素吸蔵合金にＬａＮｉ５合金を使用した場合、ｘ＝３０［ｋＪ／ｍｏｌ］となる。この値を式（１）に代入すると、加熱部への水素の流量：燃料電池への水素の流量＝１１：８９となる。したがって、調整機構２４は、燃料電池１４の所定の動作温度範囲の少なくともいずれかの温度において、燃料収容部１８から水素が放出される際の吸熱量と加熱部２０における燃焼触媒での燃焼の際の水の生成熱量とが均衡するように、前述の割合で水素を分配すべく、弁体２９の開度が設定されている。開度を設定する際の基準となる温度としては、例えば、常温（２０℃程度）や燃料電池システム１０が安定して動作する温度が挙げられる。なお、例えば、水素吸蔵合金から放出される水素の量を６４０［ｍｌ／ｍｉｎ］とすると、実際に加熱部２０へ供給される水素供給量ＦＨは式（２）より約６８．３３［ｍｌ／ｍｉｎ］より大きくするとよい。
【００４１】
したがって、外気温や装置動作状況など何らかの外乱によって、吸熱量と生成熱量とのバランスが崩れた場合であっても、燃料容器１２は、燃料収容部１８の温度変化、換言すれば、水素の放出量の変化を抑制するように調整機構２４が水素の分配量を変化させる。これにより、燃料収容部１８から放出される水素の量が安定する。また、加熱部２０は燃焼触媒を用いた加熱を行うため、それほど高温とならず、燃料容器１２の取扱いが容易となる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る燃料容器１１２の概略断面図である。図５は、図４に示す調整機構近傍の拡大断面図である。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。
【００４３】
図４に示すように、燃料容器１１２は、燃料収容部１８と加熱部２０とが並設されている。燃料収容部１８および加熱部２０は、互いに熱交換可能な材質で筐体が構成されている。燃料収容部１８と加熱部２０の上部には開口部を介して分配流路２２が接続されている。
【００４４】
本実施の形態に係る調整機構１２４は、燃料収容部１８と加熱部２０との間の分配流路２２に設けられている。また、調整機構１２４は、加熱部２０および燃料電池１４への水素の分配量を調整する機能を有している。調整機構１２４は、温度に応じて変形する材料で構成された弁体２６を有している。弁体２６は、燃料収容部１８と熱的に接している。
【００４５】
このように調整機構１２４は、弁体２６が燃料収容部１８の温度に応じて変形することで分配流路２２の途中に形成されている開口部２８の開度が変化し、加熱部２０への水素の分配量を変化させることができる。したがって、調整機構１２４は、複雑な機構を必要とせずに、加熱部２０へ向かう水素の分配量を調整できる。
【００４６】
弁体２６は、その一部がバイメタルや形状記憶合金で構成されている。例えば、弁体２６のばね部３０が形状記憶合金で構成され、ばね部３０が燃料収容部１８の外壁に支持されている場合、燃料収容部１８の温度によって弁体２６は以下のように動作する。本実施の形態のばね部３０は、伸びた状態で形状が記憶されており、低温では縮んだ状態となるように分配流路２２の途中に固定されている。
【００４７】
そして、調整機構１２４を構成する弁体２６は、燃料収容部１８の温度上昇に伴いばね部３０に熱が伝わることでばね部３０自体が伸び、加熱部２０へ向かう分配流路２２の一部を構成する開口部２８を徐々に狭める。そのため、燃料収容部１８から加熱部２０への水素の分配量が少なくなる。また、弁体２６は、燃料収容部１８の温度低下に伴いばね部３０の温度が低下することでばね部３０自体が縮み、開口部２８を徐々に広げる。そのため、燃料収容部１８から加熱部２０への水素の分配量が多くなる。
【００４８】
前述のように、加熱部２０は、燃料収容部１８から分配される水素の量によって発熱量が変化する。したがって、燃料収容部１８の温度上昇に伴い加熱部２０へ向かう水素の分配量が減少すると、加熱部２０で発生する熱が減少し、燃料収容部１８の温度上昇が抑制され、その後温度が低下し始める。一方、燃料収容部１８の温度低下に伴い加熱部２０へ向かう水素の分配量が増加するため、加熱部２０で発生する熱が増加し、燃料収容部１８の温度低下が抑制され、その後温度が上昇し始める。このように、調整機構１２４は、燃料収容部１８の温度変化を抑制するように構成されている。
【００４９】
したがって、燃料容器１１２は、調整機構１２４のばね部３０の自律的な変形作用により燃料収容部１８の温度変化を抑制できるため、温度センサや制御部、電磁バルブなどの部品を用いずに、簡易な構成で燃料収容部１８からの水素の安定な放出が可能となる。その結果、燃料電池システム１０は、燃料収容部１８から安定して水素が放出されるため、燃料電池１４での安定した発電が可能となる。
【００５０】
なお、図４に示すように、加熱部２０の下面には、加熱部２０内部で水素が燃焼する際に生成される生成水を外部へ排出するための排出口３７が１以上形成されている。また、加熱部２０の筐体のいずれかには、水素の燃焼の際に必要な空気が導入される吸入口（不図示）が形成されている。この吸入口と対向する領域にファンを設けて空気を加熱部の内部に強制的に送り込んでもよい。また、加熱部２０の下部に生成水を吸水し保持する吸水材を配置してもよい。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図６は、第３の実施の形態に係る調整機構の拡大断面図である。第３の実施の形態に係る調整機構３２は、第２の実施の形態に係る調整機構１２４の変形例である。図６に示す調整機構３２は、弁体３４の材料としてバイメタルを採用している。バイメタルは、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせたものであり、温度の変化によって曲がり方が変化する性質を利用して、開口部３６の開度を変化させることができる。具体的には、鉄とニッケルの合金に、マンガン、クロム、銅などを添加して２種類の熱膨張率の異なる金属板を作り、貼り合わせたものを用いることができる。なお添加する元素や添加量を調整することで、基準となる温度において所望の水素の分配量となるように開度を設定することができる。
【００５２】
（第４の実施の形態）
図７は、第４の実施の形態に係る調整機構の拡大断面図である。第４の実施の形態に係る調整機構は、第１の実施の形態に係る調整機構２４の変形例である。図７に示す調整機構３８は、第３の実施の形態と同様にバイメタルで構成されている弁体４０を備える。したがって、温度の変化によって曲がり方が変化するバイメタルの性質を利用して、開口部４２に開度を変化させることができる。
【００５３】
（第５の実施の形態）
本実施の形態では、上述の加熱部の変形例について説明する。図８は、第５の実施の形態に係る加熱部の内部を示す斜視図である。本実施の形態に係る加熱部１２０は、前述の加熱部２０の機能に代えて、または、前述の加熱部２０の機能に加えて、その内部に複数のリブ１２２が分散して設けられている。リブ１２２以外の空間には前述の燃焼触媒や吸水（吸湿）材が配置されている。水素は加熱部１２０の端面中央部に形成されたガス入口１２１から供給される。ガス入口１２１は複数形成されていてもよく、例えば、端面中央部に加えて端面両側にも形成されていてもよい。これにより、加熱部１２０に導入される水素や空気の流れが分散され、反応の偏りが抑制されるため、触媒の劣化や吸水材の保水量が比較的均一となる。そのため、加熱部の長寿命化、つまり燃料電池システム１０の長寿命化が実現される。
【００５４】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における燃料容器や燃料電池システムにおいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  燃料電池システム、  １２  燃料容器、  １４  燃料電池、  １８  燃料収容部、  ２０  加熱部、  ２２  分配流路、  ２４  調整機構、  ２６  弁体、  ２９  弁体、  ３２  調整機構、  ３４  弁体、  ３８  調整機構、  ４０  弁体。
【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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