(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を用いて発電可能なセルと、
前記セルに設けられ、外部から供給される燃料を流すことが可能な燃料流路と、
前記セルの温度を調整可能な調温部と、
前記燃料流路内部の気体を排気可能な排気弁と、
前記排気弁の開閉状態を制御可能な排気制御部と、
を備え、
燃料濃度計を非搭載であり、
前記排気制御部は、前記外部から前記燃料流路への前記燃料の供給が開始されてから所定の時間が経過するまでの間に前記発電が行われない場合、前記燃料流路における前記燃料の濃度に関わらず前記排気弁の弁開度を上げる制御が可能であり、
持ち運び可能に構成され、質量が２０ｋｇ以下であり、
商用電源を利用できない場所であって緊急用照明、非常用照明、作業用照明、演出用照明、及び保安用照明から選択される１種以上の所定の照明のある場所で屋内外の非常用電源及び／又は作業用電源として電力を供給可能な燃料電池。
【請求項２】
前記セルは、１００℃以下の温度で発電可能な固体高分子形燃料電池のセルであり、
前記調温部は、１００℃以下の範囲に限って前記セルの温度を調整可能な小型部材である、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池と、
前記燃料電池とは別体に設けられ、前記燃料電池に水素を供給可能な水素供給手段と、を含んで構成され、
前記水素供給手段は、重量１２ｋｇ以下、水素ガス充てん量１．５ｍ３以下の水素ガスボンベであり、
前記燃料電池及び前記水素ガスボンベの両方を一の台車に搭載可能である、可搬式の燃料電池システム。
【請求項４】
前記排気弁に取り付け可能な気液分離手段を含む、請求項３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、燃料電池（ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）及び燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
還元剤として機能する燃料と酸化剤として機能する気体とを外部から連続的に供給し、燃料と気体とを電気化学的に反応させて電気エネルギーを取り出す装置である燃料電池が利用されている。
【０００３】
燃料電池は、タービン等を介さない発電を行うことにより、重量及び／又は体積あたりの発電効率を他の発電方式より高くし得る。電気化学反応を利用する一次電池及び／又は二次電池は、電気化学反応に伴う反応生成物が内部に蓄積され、発電効率を低下させる。燃料電池は、反応生成物が内部に蓄積されないため、一次電池及び／又は二次電池より長時間の発電を行い得る。
【０００４】
燃料電池の利用に関し、屋外等における非常用電源及び／又は作業用電源等として燃料電池を利用する要望がある。このような用途の燃料電池では、持ち運び可能であり、かつ、軽量であることが求められ得る。
【０００５】
屋外等で利用する燃料電池に関し、特許文献１は、屋外等に独立して設置され、水素ガスを燃料として発電するパッケージ形の燃料電池発電装置であって、パッケージ内に、複数の水素ガスボンベ、複数の水素ガスボンベが連結されるカードル、カードルを介して供給された水素の流量及び圧力を調整する水素発生機器、及び水素発生機器から供給される水素と空気を反応させて発電する発電ユニット等を有する燃料電池発電装置を開示している。特許文献１によれば、需要地での設置性に優れた燃料電池を提供し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−０６０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、パッケージ内に、複数の水素ガスボンベ、カードル、水素発生機器等を有するため、燃料電池発電装置の重量が大きくなり得る。したがって、特許文献１は、燃料電池を軽量にする点において、さらなる改良の余地がある。
【０００８】
特許文献１は、屋外等に独立して設置されるよう構成されている。したがって、特許文献１は、燃料電池を持ち運び可能とする点においても、さらなる改良の余地がある。また、特許文献１は、燃料電池を屋内で利用可能とする点においても、さらなる改良の余地がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池及び燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、外部から供給される燃料を流すことが可能であるよう燃料流路を構成し、発電の状況に応じて燃料流路内部の気体を排気可能とすること等により、上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
第１の特徴に係る発明は、燃料を用いて発電可能なセルと、前記セルに設けられ、外部から供給される燃料を流すことが可能な燃料流路と、前記燃料流路内部の気体を排気可能な排気弁と、前記排気弁の開閉状態を制御可能な排気制御部と、を備え、前記排気制御部は、前記発電の状況に応じて前記開閉状態を制御可能である、燃料電池を提供する。
【００１２】
燃料を用いて発電する燃料電池において、燃料を供給する燃料供給手段は、比較的大きな重量となり得る。燃料供給手段に関し、例えば、重量が約１２ｋｇである水素ガス充てん量１．５ｍ３の水素ガスボンベが市販されている。燃料電池が複数の水素ガスボンベ、複数の水素ガスボンベが連結されるカードル、及び該カードルを介して供給された水素の流量及び圧力を調整する水素発生機器等を有する燃料供給手段等を含む場合、燃料電池の重量が大きくなり、燃料電池の持ち運びが困難となり得る。
【００１３】
第１の特徴に係る発明によれば、燃料を用いて発電可能なセルと、前記セルに設けられ、外部から供給される燃料を流すことが可能な燃料流路とを備えることにより、燃料供給手段を外部において別体に構成し、使用の際に外部の燃料供給手段を燃料流路に接続して燃料を供給し得る。これにより、燃料電池を軽量とし得る。燃料電池を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。
【００１４】
外部の燃料供給手段を燃料流路に接続するとき及び／又はその前において、燃料流路は、外部の空気と接し得る。これにより、燃料流路に空気が混入し、燃料流路を流れる燃料の量が減少し得る。したがって、使用の際に燃料供給手段を燃料流路に接続する構成では、燃料流路を流れる燃料の量が減少することにより、発電が行われないリスクが生じ得る。
【００１５】
燃料流路内部の気体を排気可能な排気弁があれば、外部から供給される燃料が燃料流路を流れることによって、排気弁を介して燃料流路内部の気体を押し出し、排気し得る。したがって、排気ポンプ等の比較的大型の排気手段を設けることなく、燃料流路を流れる燃料によって気体を排気できる。
【００１６】
第１の特徴に係る発明によれば、発電の状況に応じて排気弁の開閉状態を制御可能であるため、空気が混入して発電が行われない場合に、混入した空気によって燃料の量が減少した気体を燃料流路から排気し得る。この排気により、燃料流路を流れる燃料の量が減少することにより発電が行われないリスクを軽減し、セルが発電を行い得る。
【００１７】
また、第１の特徴に係る発明によれば、発電の状況に応じて排気弁の開閉状態を制御可能であるため、燃料流路における燃料の量が発電可能な量である気体が燃料流路から排気されることを防ぎ得る。
【００１８】
第１の特徴に係る発明によれば、排気ポンプ等の排気手段を設けることなく、また、燃料濃度計等の燃料流路を流れる燃料の量を測定可能な手段を燃料流路に設けることなく、排気弁と排気制御部とによる簡易な構成で燃料流路からの排気を制御可能であるため、燃料電池を軽量とし得る。燃料電池を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【００１９】
第１の特徴に係る発明によれば、燃料電池を軽量とし得る。したがって、屋内及び／又は屋外の利用する場所へ燃料電池を容易に持ち運びし得る。したがって、第１の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外における小出力電源装置及び／又は非常用小型電源装置として燃料電池を利用できる。
【００２０】
したがって、第１の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池を提供できる。
【００２１】
第２の特徴に係る発明は、第１の特徴に係る発明であって、前記排気制御部は、前記燃料流路を流れる前記燃料の量に応じて前記開閉状態を制御可能である、燃料電池を提供する。
【００２２】
第２の特徴に係る発明によれば、燃料流路を流れる燃料の量が発電に十分な量である場合に排気弁を閉じ、発電に十分な量の燃料を含む気体が燃料流路から排気されることを防ぎ得る。
【００２３】
第２の特徴に係る発明によれば、燃料流路を流れる燃料の量が発電に十分な量でない場合に排気弁を開き、発電に十分な量の燃料を含まない気体を燃料流路から排気し得る。これにより、外部から供給される燃料を燃料流路に流し、燃料流路を流れる燃料の量を発電に十分な量とし得る。
【００２４】
第２の特徴に係る発明によれば、排気ポンプ等の排気を行う部材を設けることなく、排気弁と排気制御部とによる簡易な構成で燃料流路からの排気を制御可能であるため、燃料電池を軽量とし得る。燃料電池を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【００２５】
したがって、第２の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池を提供できる。
【００２６】
第３の特徴に係る発明は、第１又は第２の特徴に係る発明であって、前記排気制御部は、前記外部から前記燃料流路への前記燃料の供給が開始される場合に前記排気弁の弁開度を上げる制御が可能である、燃料電池を提供する。
【００２７】
発電が行われない場合において常に排気弁の弁開度を上げる制御では、燃料の供給が開始されていない場合にも排気弁の弁開度が大きい状態に制御され得る。これにより、排気弁を介して燃料流路に空気が混入するリスクが高まり得る。
【００２８】
使用の際に燃料供給手段を燃料流路に接続することにより、燃料流路への空気の混入が生じ得る。使用の際において、燃料の供給が開始されてから、発電が行われる。したがって、燃料の供給が開始される場合において燃料流路に空気が混入しているリスクは、発電中において燃料流路に空気が混入しているリスクより高い。
【００２９】
第３の特徴に係る発明によれば、燃料の供給が開始される場合に排気弁の弁開度を上げる制御が可能であるため、排気弁を介して燃料流路に空気が混入するリスクを軽減しつつ、燃料流路に空気が混入しているリスクが比較的高い場合である、燃料の供給が開始される場合において、空気が混入して燃料の量が減少した気体をより確実に排気するよう制御し得る。
【００３０】
第３の特徴に係る発明によれば、燃料の量を測定する燃料濃度計等を燃料流路に備えることなく、このような制御を実現可能である。したがって、燃料電池をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【００３１】
したがって、第３の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池を提供できる。
【００３２】
第４の特徴に係る発明は、第１又は第２の特徴に係る発明であって、前記排気制御部は、前記外部から前記燃料流路への前記燃料の供給が開始されてから所定の時間前記発電が行われない場合に前記排気弁の弁開度を上げる制御が可能である、燃料電池を提供する。
【００３３】
発電が行われない場合において常に排気弁の弁開度を上げる制御では、燃料の供給が開始されていない場合にも排気弁の弁開度が大きい状態に制御され得る。これにより、排気弁を介して燃料流路に空気が混入するリスクが高まり得る。
【００３４】
燃料の供給が開始される場合に排気弁の弁開度を上げる制御では、燃料流路を流れる燃料の量が発電可能な量である場合にも、燃料流路からの排気が行われ得る。このような制御では、発電可能な量の燃料を含む気体が排気され、燃料が発電に使われることなく排気され得る。
【００３５】
燃料の量を測定する燃料濃度計等を燃料流路に備えれば、燃料流路を流れる燃料の量が発電可能な量である場合において、燃料が発電に使われることなく排気されることを軽減し得るが、燃料濃度計等によって燃料電池の重量が増し得る。
【００３６】
第４の特徴に係る発明によれば、燃料の供給が開始されてから所定の時間発電が行われない場合に、排気弁の弁開度を上げる制御が可能であるため、燃料流路を流れる燃料の量が発電可能な量である場合に排気を行うことを軽減することと、空気が混入して燃料の量が減少した気体を燃料流路から排気することとを、燃料濃度計等を備えることなく両立し得る。したがって、燃料電池をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【００３７】
したがって、第４の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池を提供できる。
【００３８】
第５の特徴に係る発明は、第１の特徴から第４の特徴のいずれかに係る発明であって、緊急用照明、非常用照明、作業用照明、演出用照明、及び／又は保安用照明に電力を供給可能である、燃料電池を提供する。
【００３９】
災害現場などでは、救助活動や防災活動のための緊急用照明が必要とされ得る。停電時では、災害避難所などでの非常用照明が必要とされ得る。住宅街等での夜間工事では、作業用照明が必要とされ得る。キャンプや野外イベントでは、演出用照明、及び／又は保安用照明が必要とされ得る。
【００４０】
これらの照明では、商用電源を利用できない場合があり得る。したがって、屋外で利用可能な軽量かつ持ち運び容易な電力供給手段の需要がある。一次電池及び／又は二次電池を用いた電力供給手段では、長時間の発電を行う点において、さらなる改良の余地がある。ガソリン式発電機等の内燃機関を用いた電力供給手段では、内燃機関に由来する騒音を軽減する点において、さらなる改良の余地がある。
【００４１】
燃料電池は、一次電池及び／又は二次電池を用いた電力供給手段より長時間の発電を行い得る。燃料電池は、電気化学反応を用いて発電するため、内燃機関を用いた電力供給手段より騒音を軽減し得る。内燃機関を用いないため、二酸化炭素の排出量を減らすことも見込み得る。しかしながら、燃料供給手段を一体に構成した燃料電池では、重量が大きくなり得る。重量が大きいことにより、燃料電池の持ち運びが困難になり得る。
【００４２】
第５の特徴に係る発明によれば、燃料供給手段を別体に構成し、使用の際に燃料供給手段を燃料流路に接続して燃料を供給し得ることにより、燃料電池を軽量とし得る。燃料電池を軽量とし得るため、持ち運び容易に燃料電池を構成できる。
【００４３】
したがって、第５の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池を提供できる。
【００４４】
第６の特徴に係る発明は、第１の特徴から第５の特徴のいずれかに係る燃料電池と、前記燃料電池とは別体に設けられ、前記燃料電池に水素を供給可能な水素供給手段と、を含んで構成される、燃料電池システムを提供する。
【００４５】
第６の特徴に係る発明によれば、別体に設けられた水素供給手段が燃料である水素を燃料流路に供給可能であるため、使用の際に水素供給手段を燃料流路に接続して燃料を供給し得る。これにより、燃料電池を軽量とし得る。燃料電池を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。
【００４６】
液化石油ガス（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｇａｓ、ＬＰＧ、ＬＰガス）及び天然ガス（ｎａｔｕｒａｌ  ｇａｓ）等によって例示される水素を含む化合物を燃料とする燃料電池と水素ガスを燃料とする燃料電池とが利用されている。水素を含む化合物を燃料とする燃料電池では、燃料を発電に適した水素ガスの態様に改質する改質器を必要とし得る。
【００４７】
第６の特徴に係る発明によれば、水素供給手段と接続可能に構成されるため、改質器を備えることなく燃料電池を構成し得る。したがって、燃料電池をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【００４８】
したがって、第６の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池システムを提供できる。
【００４９】
第７の特徴に係る発明は、第６の特徴に係る発明であって、前記燃料電池が持ち運び可能に構成され、前記燃料電池の質量が２０ｋｇ以下である、燃料電池システムを提供する。
【００５０】
第７の特徴に係る発明によれば、水素供給手段を別体に構成し、使用の際に水素供給手段を燃料流路に接続して燃料を供給し得ることにより、改質器を備えることなく燃料電池を構成し得る。したがって、燃料電池を２０ｋｇ以下の軽量とし得る。燃料電池を２０ｋｇ以下の軽量とし得るため、燃料電池を一人で持って運搬し得る。すなわち、持ち運び容易な燃料電池を含む燃料電池システムを構成できる。
【００５１】
使用の際に水素供給手段を燃料流路に接続するとき及び／又はその前に空気が燃料流路に混入し得る。第７の特徴に係る発明によれば、排気弁と排気制御部とによる簡易な構成で空気が混入した気体を燃料流路から排気可能であるため、燃料電池を２０ｋｇ以下の軽量とし得る。
【００５２】
第７の特徴に係る発明によれば、燃料電池を２０ｋｇ以下の軽量とし得るため、燃料電池を一人で持って運搬し得る。すなわち、持ち運び容易に燃料電池を構成できる。これにより、軽量かつ屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる燃料電池を含む燃料電池システムを構成できる。
【００５３】
したがって、第７の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池システムを提供できる。
【００５４】
第８の特徴に係る発明は、第６又は第７の特徴に係る発明であって、前記排気弁に取り付け可能な気液分離手段を含む、燃料電池システムを提供する。
【００５５】
混入した空気によって燃料の量が減少した気体を燃料流路から排気する場合、燃料流路内部の水が排気弁から排出され得る。これにより、燃料電池の周辺が水で濡れ得る。第８の特徴に係る発明によれば、気液分離手段によって水を分離できる。これにより、水を排出することなく、燃料の量が減少した気体のみを排気し得る。したがって、燃料電池を屋内で利用する場合において、屋内が水で濡れることを防ぎ得る。これにより、屋内でよりいっそう利用可能な燃料電池システムを提供できる。
【００５６】
したがって、第８の特徴に係る発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池システムを提供できる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池及び燃料電池システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、燃料電池システム１のハードウェア構成及びソフトウェア構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における燃料電池２の概略を模式的に示す概略模式図である。
【図３】図３は、制御部２２で実行される発電制御処理の好ましい流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、持ち運び状態の燃料電池システム１を右方からみた概略図である。
【図５】図５は、使用状態の燃料電池システム１を右方からみた概略図である。
【図６】図６は、燃料電池２に接続部４を介して燃料供給手段３を接続するときの空気の混入を説明する説明図である。
【図７】図７は、燃料流路２４１に空気が混入した気体がある状態を説明する説明図である。
【図８】図８は、空気が混入した気体を燃料流路２４１から排気することを説明する説明図である。
【図９】図９は、台車Ｃの形状が図４と異なる燃料電池システム１を右方からみた概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明を実施するための好適な形態の一例について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００６０】
＜燃料電池システム１＞
図１は、燃料電池システム１のハードウェア構成及びソフトウェア構成を示すブロック図である。以下、図１を用いて、本実施形態の燃料電池システム１の好ましい態様の一例を説明する。
【００６１】
燃料電池システム１（以下、単に「システム１」とも称する。）は、少なくとも、燃料電池２と、接続部４を介して燃料電池２に燃料を供給可能な燃料供給手段３とを含んで構成される。
【００６２】
必須の態様ではないが、システム１は、燃料電池２が発電する電力を利用する電気機器５を含むことが好ましい。システム１が電気機器５を含むことにより、燃料電池２が発電した電力を利用して電気機器５を作動させ得る。
【００６３】
〔燃料電池２〕
図２は、本発明の実施形態における燃料電池２の概略を模式的に示す概略模式図である。燃料電池２は、少なくとも、筐体２１、制御部２２、セル２４、吸気部２５、排気部２６、排気弁２７、電力供給部２８を備える。
【００６４】
必須の態様ではないが、燃料電池２は、セル２４への燃料の供給状態を制御可能な燃料弁２３を備えることが好ましい。これにより、燃料供給手段３及び／又は接続部４において燃料の供給状態を制御することなく、セル２４への燃料の供給状態を制御し得る。また、燃料供給手段３及び／又は接続部４が燃料を供給する状態である場合に、セル２４への燃料の供給状態をセル２４に燃料を供給する状態とセル２４に燃料を供給しない状態との間で制御し得る。
【００６５】
必須の態様ではないが、燃料電池２は、セル２４の温度を調整可能な調温部２９を備えることが好ましい。これにより、セル２４の温度を発電に適した温度範囲に調整し得る。
【００６６】
燃料電池２の重量の上限は、２０ｋｇ以下であることが好ましく、１４ｋｇ以下であることがさらに好ましい。
【００６７】
燃料電池２の重量の上限を２０ｋｇ以下とすることにより、燃料電池２を一人で持って運搬し得る。すなわち、持ち運び容易な燃料電池２を含む燃料電池システム１を構成できる。
【００６８】
燃料電池２の重量の上限を１４ｋｇ以下とすることにより、燃料電池２を片手で持って運搬し得る。すなわち、よりいっそう持ち運び容易な燃料電池２を含む燃料電池システム１を構成できる。
【００６９】
燃料電池２の重量の下限は、７ｋｇ以上であることが好ましく、１０ｋｇ以上であることが好ましく、１２ｋｇ以上であることがさらに好ましい。燃料電池２の重量の下限を上述のとおり定めることにより、より大型のセル２４等を含む構成の燃料電池２とし得る。これにより、電気機器５を動作させるために十分な電力を発電し得る。
【００７０】
［筐体２１］
筐体２１は、燃料電池２を構成する各種の構成要素を収容可能に構成された筐体であり、少なくとも、筐体本体２１１及び燃料供給手段接続部２１３を有する。
【００７１】
必須の態様ではないが、筐体２１は、把持することで、燃料電池２の持ち運びを容易にすることが可能な把持部２１２を有することが好ましい。これにより、システム１及び／又は燃料電池２を利用する利用者は、把持部２１２を把持して燃料電池２を容易に持ち運び得る。
【００７２】
必須の態様ではないが、筐体２１は、燃料電池２に関する各種の操作を実行可能な操作部２１４を有することが好ましい。これにより、システム１及び／又は燃料電池２を利用する利用者は、操作部２１４を介して燃料電池２を操作し得る。
【００７３】
（筐体本体２１１）
筐体本体２１１は、燃料電池２を構成する各種の構成要素を所定の位置関係において収容する。筐体本体２１１は、特に限定されず、従来技術の燃料電池の筐体本体でよい。筐体２１が筐体本体２１１を有することにより、セル２４及び排気弁２７によって例示される各種の構成要素を燃料電池２が好適に動作する所定の位置関係において収容できる。
【００７４】
筐体本体２１１は、外部の水が内部に侵入することを防ぐ構造を有するよう構成されることが好ましい。これにより、雨、霧、及び雪等によって例示される気象現象によって水が筐体２１に付着し得る屋外であっても、燃料電池２を構成する各種の構成要素に含まれる電気素子等が水に触れることを防ぎ得る。これにより、電気素子等の故障を防ぎ得る。したがって、屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【００７５】
筐体本体２１１における外部の水が内部に侵入することを防ぐ構造は、鉛直に落下する水滴が内部に侵入することを防ぐ構造であることが好ましく（例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ０９２０におけるＩＰＸ１）、１５°以内で傾斜しても鉛直に落下する水滴が内部に侵入することを防ぐ構造であることがより好ましく（同ＩＰＸ２）、散水が内部に侵入することを防ぐ構造であることがさらに好ましく（同ＩＰＸ３）、水の飛まつが内部に侵入することを防ぐ構造であることがさらにいっそう好ましい（同ＩＰＸ４）。筐体本体２１１における外部の水が内部に侵入することを防ぐ構造が上述の構造であることにより、電気素子等の故障をよりいっそう防ぎ得る。
【００７６】
外部の水が内部に侵入することを防ぐ構造は、特に限定されず、従来技術の防滴構造及び／又は防水構造を含む構造でよい。外部の水が内部に侵入することを防ぐ構造は、例えば、封止材によって隙間を防ぐ構造、筐体本体２１１を二重に形成する構造、内部に侵入しようとする水を排水する構造、撥水加工を施した構造、及び筐体本体２１１の少なくとも一部を継目のない形状とする構造の１以上を含む構造でよい。
【００７７】
（把持部２１２）
把持部２１２は、把持することで、燃料電池２の持ち運びを容易にすることが可能な把持部であれば、特に限定されず、従来技術の把持部でよい。把持部２１２は、例えば、筐体本体２１１に固定された複数の土台部とこれら複数の土台部に接続された取手部とを含む把持部等でよい。筐体２１が把持部２１２を有することにより、把持部２１２を把持して燃料電池２を容易に持ち運び得る。
【００７８】
（燃料供給手段接続部２１３）
燃料供給手段接続部２１３は、接続部４を介して燃料供給手段３とセル２４とを接続可能にする燃料供給手段接続部であれば、特に限定されず、従来技術の燃料供給手段を接続可能な接続部でよい。燃料供給手段接続部２１３を有することにより、燃料供給手段接続部２１３及び接続部４を介して燃料供給手段３をセル２４に接続し得る。
【００７９】
燃料供給手段接続部２１３は、例えば、接続部４を接続可能な燃料補給口等を含む燃料供給手段接続部でよい。燃料供給手段接続部２１３は、燃料供給手段３とセル２４とを接続しない場合に外部の空気がセル２４内部に侵入することを防ぐよう構成されることが好ましい。これにより、セル２４内部に外部の空気が侵入することを防ぎ得る。
【００８０】
燃料供給手段３が燃料電池２に水素を供給する場合、燃料供給手段接続部２１３は、燃料供給手段接続部２１３の中心に対して略下方に接続部４と接続される部分を設けるよう構成されることが好ましい。これにより、水素より比重が大きい気体である空気が燃料供給手段接続部２１３を介してセル２４内部に侵入することを軽減し得る。
【００８１】
（操作部２１４）
操作部２１４は、燃料電池２に関する各種の操作を提供可能な操作部であれば、特に限定されず、電源スイッチ、非常停止スイッチ、及び発電量調節スイッチ等によって例示される従来技術の操作部でよい。筐体２１が操作部２１４を有することにより、燃料電池２に関する各種の操作を提供し得る。
【００８２】
操作部２１４は、燃料電池２に関する各種の操作に関する情報を制御部２２に提供可能な操作部であることが好ましい。これにより、燃料電池２に関する各種の操作に関する情報を、操作部２１４を介して制御部２２に提供し得る。
【００８３】
操作部２１４は、例えば、切替えスイッチ、トグルスイッチ、スライドスイッチ、回転スイッチ、レバースイッチ、鍵付スイッチ、フットスイッチ、及び電子スイッチ等によって例示される従来技術のスイッチを用いる操作手段及び／又はタッチパネルを用いる操作手段等の１以上を含む操作部でよい。
【００８４】
操作部２１４は、例えば、有線リモートコントローラ、無線リモートコントローラ、及び／又は通信ネットワーク（例えば、携帯電話ネットワーク、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＵＳＢ等のバスネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に対応したネットワーク等）を介した操作を受信可能な操作手段等によって例示される遠隔操作を実行可能な従来技術の操作手段の１以上を含む操作部でもよい。
【００８５】
［制御部２２］
制御部２２は、燃料電池２におけるソフトウェア構成の要素である発電制御部２２１及び排気制御部２２２等を実現可能な制御部であれば特に限定されず、集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、ＩＣ）等を用いて構成された電子回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いて構成されたマイクロコンピュータの１以上を有する制御部でよい。
【００８６】
燃料電池２が制御部２２を備えることにより、発電制御部２２１及び排気制御部２２２を実現し、後に図３を用いて詳細に説明する発電制御処理を実行できる。
【００８７】
必須の態様ではないが、制御部２２は、操作部２１４から提供される燃料電池２に関する各種の操作に関する情報を受信可能であることが好ましい。これにより、制御部２２は、燃料電池２に関する各種の操作に関する情報を受信し、利用し得る。
【００８８】
［燃料弁２３］
燃料弁２３は、セル２４への燃料の供給状態を制御可能な燃料弁であれば、特に限定されず、従来技術の燃料弁でよい。燃料電池２が燃料弁２３を備えることにより、燃料供給手段３及び／又は接続部４において燃料の供給状態を制御することなく、セル２４への燃料の供給状態を制御し得る。また、燃料供給手段３及び／又は接続部４が燃料を供給する状態である場合に、セル２４への燃料の供給状態をセル２４に燃料を供給する状態とセル２４に燃料を供給しない状態との間で制御し得る。
【００８９】
必須の態様ではないが、燃料弁２３は、制御部２２からの制御に応じて弁の開閉状態を電気的に制御可能な弁であることが好ましい。これにより、制御部２２は、燃料供給手段３及び／又は接続部４において燃料の供給状態を制御することなく、セル２４への燃料の供給状態を制御し得る。また、制御部２２は、燃料供給手段３及び／又は接続部４が燃料を供給する状態である場合に、セル２４への燃料の供給状態をセル２４に燃料を供給する状態とセル２４に燃料を供給しない状態との間で制御し得る。
【００９０】
電気的に制御可能な弁である燃料弁２３は、特に限定されず、従来技術の電磁弁、電磁バルブ、電動弁、及び／又は電動バルブを含む燃料弁でよい。
【００９１】
［セル２４］
セル２４は、燃料を用いて発電可能なセルである。セル２４は、特に限定されず、従来技術における燃料電池のセルでよい。セル２４の数は、１以上であれば、特に限定されない。セル２４は、燃料流路２４１、燃料極２４２、電解質２４３、酸素極２４４、及び酸素流路２４５を有する。
【００９２】
セル２４は、例えば、固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  ｏｘｉｄｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ、ＳＯＦＣ）のセル、アルカリ電解質形燃料電池（Ａｌｋａｌｉｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ、ＡＦＣ）のセル、溶融炭酸塩型燃料電池（Ｍｏｌｔｅｎ−ｃａｒｂｏｎａｔｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌｓ、ＭＣＦＣ）のセル、りん酸形燃料電池（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  ａｃｉｄ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ、ＰＡＦＣ）のセル、固体高分子形燃料電池（Ｐｒｏｔｏｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌｓ、ＰＥＭＦＣ、ｐｏｌｙｍｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅ、ＰＥＭ）のセル、及びこれらのセルの１以上を含むセルでよい。
【００９３】
セル２４は、りん酸形燃料電池及び／又は固体高分子形燃料電池のセルを含むセルであることがより好ましい。りん酸形燃料電池及び／又は固体高分子形燃料電池は、２００℃以下の比較的低温で動作可能であるため、２００℃を超える高温までセル２４の温度を上昇可能な大型の調温部等を設けることなく構成し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【００９４】
セル２４は、固体高分子形燃料電池のセルを含むセルであることがさらに好ましい。固体高分子形燃料電池は、１００℃以下の比較的低温で動作可能であるため、１００℃を超える高温までセル２４の温度を上昇可能な比較的大型の調温部等を設けることなく構成し得る。また、りん酸形燃料電池において電解質２４３として利用するリン酸水溶液を含むことなく燃料電池２を構成し得る。したがって、燃料電池２をさらにいっそう軽量にし得る。以下、セル２４は、固体高分子形燃料電池のセルを含むセルであるものとして説明する。
【００９５】
（燃料流路２４１）
燃料流路２４１は、セル２４に設けられ、セル２４における電気化学反応を用いた発電において還元剤として機能する燃料の流路である。燃料流路２４１は、燃料弁２３を介して外部から供給される燃料を燃料極２４２に供給可能に構成される。セル２４が外部から供給される燃料を燃料極２４２に供給可能な燃料流路２４１を有することにより、燃料極２４２に燃料を供給できる。
【００９６】
これにより、セル２４は、外部から供給される燃料を用いて、連続的に発電し得る。したがって、一次電池及び／又は二次電池より大きい電力量を連続的に取り出すことが可能な燃料電池２を提供できる。
【００９７】
燃料電池２が燃料を用いて発電可能なセル２４と、セル２４に設けられ、外部から供給される燃料を流すことが可能な燃料流路２４１とを備えることにより、燃料供給手段３を外部において別体に構成し、使用の際に外部の燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続して燃料を供給し得る。これにより、燃料電池２を軽量とし得る。燃料電池２を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。
【００９８】
燃料流路２４１は、排気弁２７を介して内部の気体を排気可能に構成される。これにより、燃料流路２４１内部に空気が混入して発電が行われない場合に、混入した空気によって燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気し得る。
【００９９】
セル２４が固体高分子形燃料電池のセルを含むセルである場合、燃料流路２４１は、燃料極２４２及び／又は電解質２４３に水を供給可能な流路であることが好ましい。これにより、固体高分子形燃料電池のセル２４における燃料極２４２及び／又は電解質２４３が乾燥し、発電効率が低下することを防ぎ得る。
【０１００】
燃料流路２４１が燃料極２４２及び／又は電解質２４３に水を供給可能な流路である場合、燃料流路２４１は、酸素流路２４５から供給される水を利用可能であることが好ましい。これにより、酸素流路２４５以外の水を供給する手段を備えることなく、及び／又は酸素流路２４５以外の水を供給する手段を小型に構成して、燃料極２４２及び／又は電解質２４３に水を供給し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１０１】
燃料電池２が複数のセル２４を備える場合、燃料流路２４１は、他のセル２４が有する燃料流路２４１の１以上と連通するよう構成されることが好ましい。これにより、内部に発電可能な燃料がある場合に、他のセル２４が有する燃料流路２４１に燃料を供給し得る。また、これにより、内部に発電可能な燃料がない場合に、他のセル２４が有する燃料流路２４１から燃料を供給され得る。
【０１０２】
燃料流路２４１が他のセル２４が有する燃料流路２４１の１以上と連通するよう構成されることにより、燃料流路２４１は、燃料弁２３と直接接続することなく、他のセル２４が有する燃料流路２４１を介して外部から供給される燃料を燃料極２４２に供給し得る。これにより、燃料流路２４１における燃料弁２３と接続する構造の数を減らし、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１０３】
燃料流路２４１が他のセル２４が有する燃料流路２４１の１以上と連通するよう構成されることにより、燃料流路２４１は、排気弁２７と直接接続することなく、他のセル２４が有する燃料流路２４１を介して内部の気体を排気し得る。これにより、燃料流路２４１における排気弁２７と接続する構造の数を減らし、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１０４】
（燃料極２４２）
燃料極２４２は、セル２４に設けられ、電解質２４３及び酸素極２４４と協働することで、燃料流路２４１から供給された燃料を用いて電子を外部に供給する反応を実現可能なアノードである。燃料極２４２は、特に限定されず、従来技術の燃料電池の燃料極でよい。セル２４が燃料極２４２を有することにより、燃料流路２４１から供給された燃料を用いて電子を電力供給部２８に供給することができる。これにより、セル２４は、燃料を用いて発電できる。
【０１０５】
燃料極２４２は、燃料を用いて電子を外部に供給する反応を促す触媒を含むことが好ましい。これにより、セル２４における発電効率をよりいっそう高めることができる。触媒は、特に限定されず、従来技術の燃料電池の燃料極で用いる触媒でよい。
【０１０６】
燃料極２４２は、燃料を拡散可能な拡散構造を含むことが好ましい。これにより、燃料を拡散し、燃料を用いて電子を電力供給部２８に供給する反応をよりいっそう効率的に行い得る。そして、セル２４における発電効率をよりいっそう高めることができる。
【０１０７】
セル２４がりん酸形燃料電池及び／又は固体高分子形燃料電池のセルである場合、燃料極２４２は、燃料を還元することで生成した水素イオンを、電解質２４３を介して酸素極２４４に供給可能であることが好ましい。これにより、酸素極２４４に正の電荷を有する水素イオンを供給し、電子を外部に供給し得る。
【０１０８】
（電解質２４３）
電解質２４３は、セル２４に設けられ、燃料極２４２と酸素極２４４との間におけるイオンの移動を媒介可能な電解質である。電解質２４３は、特に限定されず、従来技術の燃料電池の電解質でよい。セル２４が電解質２４３を有することにより、燃料極２４２と酸素極２４４との間におけるイオンの移動を媒介し、燃料極２４２が電力供給部２８を外部に供給するようにし得る。
【０１０９】
セル２４がりん酸形燃料電池のセルである場合、電解質２４３は、リン酸水溶液を含むことが好ましい。これにより、リン酸水溶液によって水素イオンの移動を媒介し、燃料極２４２が電子を外部に供給するようにし得る。
【０１１０】
セル２４が固体高分子形燃料電池のセルである場合、電解質２４３は、イオン伝導性を有する高分子（イオン交換樹脂）を含むことが好ましい。これにより、イオン交換樹脂によって水素イオンの移動を媒介し、燃料極２４２が電子を電力供給部２８に供給するようにし得る。
【０１１１】
イオン交換樹脂は、イオン交換樹脂を膜状にしたイオン交換膜であることが好ましい。これにより、水素イオンの移動距離を短くし、水素イオンがよりいっそう容易に移動し得る。したがって、セル２４の発電効率を高め得る。
【０１１２】
（酸素極２４４）
酸素極２４４は、セル２４に設けられ、燃料極２４２及び電解質２４３と協働することで、酸素流路２４５から供給された酸素を用いた電気化学反応によって電流を生成可能なカソードである。酸素極２４４は、特に限定されず、従来技術の燃料電池の酸素極でよい。セル２４が酸素極２４４を有することにより、酸素流路２４５から供給された酸素を用いた電気化学反応によって燃料極２４２が電力供給部２８に供給した電子を受け取り、電流を生成することができる。これにより、セル２４は、燃料を用いて発電できる。
【０１１３】
酸素極２４４は、酸素を用いた電気化学反応を促す触媒を含むことが好ましい。これにより、セル２４における発電効率をよりいっそう高めることができる。触媒は、特に限定されず、従来技術の燃料電池の酸素極で用いる触媒でよい。
【０１１４】
酸素極２４４は、酸素を拡散可能な拡散構造を含むことが好ましい。これにより、酸素を拡散し、酸素を用いた電気化学反応をよりいっそう効率的に行い得る。そして、セル２４における発電効率をよりいっそう高めることができる。
【０１１５】
セル２４がりん酸形燃料電池及び／又は固体高分子形燃料電池のセルである場合、酸素極２４４は、電解質２４３を介して燃料極２４２から水素イオンを受け取ることが可能であることが好ましい。これにより、燃料極２４２から正の電荷を有する水素イオンを受け取り、電流を生成し得る。
【０１１６】
（酸素流路２４５）
酸素流路２４５は、セル２４に設けられ、セル２４における電気化学反応を用いた発電において酸化剤として機能する酸素を含む気体の流路である。セル２４が酸素流路２４５を有することにより、酸素極２４４に酸素を供給できる。
【０１１７】
酸素流路２４５は、空気吸気部２５を介して外部から供給される気体に含まれる酸素を酸素極２４４に供給可能に構成される。これにより、セル２４は、外部から供給される気体に含まれる酸素を用いて、連続的に発電し得る。したがって、一次電池及び／又は二次電池より大きい電力量を連続的に取り出すことが可能な燃料電池２を提供できる。
【０１１８】
酸素流路２４５は、空気排気部２６を介して発電後の気体を酸素流路２４５の外部に排出可能に構成されることが好ましい。これにより、発電によって酸素の量が減少した発電後の気体が酸素流路２４５に残り、セル２４の発電効率が低下することを防ぎ得る。
【０１１９】
燃料電池２が複数のセル２４を備える場合、酸素流路２４５は、他のセル２４が有する酸素流路２４５の１以上と連通するよう構成されることが好ましい。これにより、内部に発電可能な酸素がある場合に、他のセル２４が有する酸素流路２４５に酸素を供給し得る。また、これにより、内部に発電可能な酸素がない場合に、他のセル２４が有する酸素流路２４５から酸素を供給され得る。
【０１２０】
酸素流路２４５が他のセル２４が有する酸素流路２４５の１以上と連通するよう構成されることにより、酸素流路２４５は、空気吸気部２５と直接接続することなく、他のセル２４が有する酸素流路２４５を介して外部から供給される酸素を含む気体を酸素極２４４に供給し得る。これにより、酸素流路２４５における空気吸気部２５と接続する構造の数を減らし、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１２１】
酸素流路２４５が他のセル２４が有する酸素流路２４５の１以上と連通するよう構成されることにより、酸素流路２４５は、空気排気部２６と直接接続することなく、他のセル２４が有する酸素流路２４５を介して発電後の気体を排気し得る。これにより、酸素流路２４５における空気排気部２６と接続する構造の数を減らし、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１２２】
セル２４がりん酸形燃料電池及び／又は固体高分子形燃料電池のセルである場合、酸素極２４４における電気化学反応では、燃料極２４２から電解質２４３を介して供給された水素イオンと酸素流路から供給された酸素とが結合し、水を生成する。
【０１２３】
セル２４が固体高分子形燃料電池のセルであり、かつ、燃料流路２４１が燃料極２４２及び／又は電解質２４３に水を供給可能な流路である場合、酸素流路２４５は、酸素極２４４における電気化学反応によって生成された水を燃料流路２４１に供給可能であることが好ましい。これにより、酸素流路２４５以外の水を供給する手段を備えることなく、及び／又は酸素流路２４５以外の水を供給する手段を小型に構成して、燃料極２４２及び／又は電解質２４３に水を供給し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１２４】
［空気吸気部２５］
空気吸気部２５は、燃料電池２外部の空気を酸素流路２４５に提供可能な吸気部である。燃料電池２が空気吸気部２５を備えることにより、燃料電池２外部の空気を酸素流路２４５に提供し、空気に含まれる酸素を酸素極２４４に供給し得る。空気吸気部２５は、特に限定されず、ポンプ及びファン等によって例示される空気を移動可能な従来技術の手段の１以上を含む吸気部でよい。
【０１２５】
酸素流路２４５に提供される空気の量が多ければ、セル２４における電気化学反応が活発に行われ、発電量が増大し得る。酸素流路２４５に提供される空気の量が少なければ、セル２４における電気化学反応が抑制され、発電量が減少し得る。
【０１２６】
空気吸気部２５は、制御部２２から制御可能であることが好ましい。これにより、制御部２２の制御に応じて酸素流路２４５に提供する空気の量を増減し得る。したがって、制御部２２は、空気吸気部２５の制御を介してセル２４における発電量を増減し得る。
【０１２７】
［空気排気部２６］
空気排気部２６は、酸素流路２４５内部の気体を排気可能な排気部である。燃料電池２が空気排気部２６を備えることにより、発電によって酸素の量が減少した発電後の気体が酸素流路２４５に残り、セル２４の発電効率が低下することを防ぎ得る。空気排気部２６は、特に限定されず、例えば、酸素流路２４５内部とセル２４外部とを連通する排気口等の従来技術の排気部でよい。
【０１２８】
セル２４が固体高分子形燃料電池のセルである場合、酸素極２４４における電気化学反応は、水を生成する。燃料電池２外部の気温が低い場合、この水が空気排気部２６において凍結し、空気排気部２６における排気を妨げ得る。
【０１２９】
空気排気部２６は、燃料電池２外部と空気排気部２６とを断熱可能な断熱構造を有することが好ましい。これにより、例えば、燃料電池２外部の気温が０℃以下の低温であっても、水が空気排気部２６において凍結し、空気排気部２６における排気を妨げることを防ぎ得る。したがって、寒冷地及び／又は冬季等において低温となり得る屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１３０】
燃料電池２外部と空気排気部２６とを断熱可能な断熱構造は、燃料電池２外部の気温が−１０℃以下の低温であっても、水が空気排気部２６において凍結することを防ぎ得る断熱構造であることが好ましい。これにより、水が空気排気部２６において凍結し、空気排気部２６における排気を妨げることをよりいっそう防ぎ得る。したがって、寒冷地及び／又は冬季等において低温となり得る屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１３１】
［排気弁２７］
排気弁２７は、制御部２２からの制御に応じて弁の開閉状態を制御可能であり、燃料流路２４１内部の気体を排気可能な弁である。
【０１３２】
外部の燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続するとき及び／又はその前において、燃料流路２４１は、外部の空気と接し得る。これにより、燃料流路２４１に空気が混入し、燃料流路２４１を流れる燃料の量が減少し得る。したがって、使用の際に燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続する構成では、燃料流路２４１を流れる燃料の量が減少することにより、発電が行われないリスクが生じ得る。
【０１３３】
燃料電池２が排気弁２７を備えることにより、外部から供給される燃料が燃料流路２４１を流れることによって、排気弁２７を介して燃料流路２４１内部の気体を押し出し、排気し得る。したがって、排気ポンプ等の比較的大型の排気手段を設けることなく、燃料流路２４１を流れる燃料によって空気が混入した気体を排気できる。
【０１３４】
排気弁２７は、制御部２２からの制御に応じて弁の開閉状態を電気的に制御可能な弁であれば、特に限定されない。電気的に制御可能な弁である排気弁２７は、特に限定されず、従来技術の電磁弁、電磁バルブ、電動弁、及び／又は電動バルブを含む燃料弁でよい。排気弁２７が制御部２２からの制御に応じて弁の開閉状態を電気的に制御可能な弁であることにより、後述する発電制御処理において排気弁２７を制御できる。
【０１３５】
燃料供給手段３が供給する燃料が水素である場合、排気弁２７は、燃料流路２４１の中心より略下方において燃料流路２４１と接続されていることが好ましい。水素は、空気より比重が軽い。これにより、空気と水素とが混合された気体において、水素は、気体の略上方へ移動し、空気は、気体の略下方へ移動する。
【０１３６】
排気弁２７が燃料流路２４１の中心より略下方において燃料流路２４１と接続されていることにより、排気弁２７から排気される気体に含まれる空気の量を水素の量より多くし得る。これにより、燃料流路２４１内部の気体に含まれる空気をよりいっそう排気し得る。
【０１３７】
必須の態様ではないが、排気弁２７は、セル２４内部の水を排出可能であることが好ましい。セル２４内部において、電気化学反応によって水が生成される。生成された水により、セル２４内部に余剰の水が生じ、セル２４の発電効率が低下し得る。排気弁２７がセル２４内部の水を排出可能であることにより、余剰の水をセル２４内部から排出し、発電効率を改善し得る。
【０１３８】
必須の態様ではないが、排気弁２７は、チューブ、ホース、及びパイプ等によって例示される移送手段を介して気体を排気可能であることが好ましい。これにより、燃料電池２と異なる位置に気体を排気し得る。これにより、燃料電池２を屋内で利用する場合において、燃料電池２と異なる位置である屋外に気体を排気し得る。したがって、屋内に燃料を含む気体を排気することを防ぎ得る。これにより、屋内でよりいっそう利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１３９】
［電力供給部２８］
電力供給部２８は、セル２４において発電された電力を電気機器５等の外部の電気機器に供給可能な電力供給部である。燃料電池２が電力供給部２８を備えることにより、セル２４において発電された電力を外部の電気機器に供給できる。
【０１４０】
電力供給部２８は、セル２４において発電された電力を電気機器が好適に利用可能な態様に変換する手段を有することが好ましい。これにより、電気機器は、セル２４において発電された電力を好適に利用し得る。
【０１４１】
セル２４において発電された電力を電気機器が利用可能な態様に変換する手段は、特に限定されず、直流電流を交流電流に変換するインバータ及び電圧を調整する電圧調整器等によって例示される従来技術の電力を変換可能な手段の１以上を含む手段でよい。
【０１４２】
電力供給部２８は、漏電等による過電流から燃料電池２が備える各種の電気素子を保護可能な過電流保護手段を有することが好ましい。これにより、屋外において生じた水ぬれ等による漏電が仮に生じたとしても、燃料電池２が備える各種の電気素子を過電流から保護し得る。したがって、雨、雪、及び霧等によって例示される気象現象によって燃料電池２がぬれ得る屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１４３】
電力供給部２８は、セル２４において発電された電力量に関する情報を制御部２２に提供可能であることが好ましい。これにより、制御部２２は、発電された電力量を用いた発電制御処理を行い得る。
【０１４４】
［調温部２９］
調温部２９は、セル２４の温度を調整可能な調温部である。燃料電池２が調温部２９を備えることにより、セル２４の温度を発電に適した温度範囲に調整し得る。
【０１４５】
調温部２９は、セル２４の温度を調整可能な調温部であれば、特に限定されず、ヒーター、冷却ファン、及びペルチェ素子等によって例示される従来技術の温度を調整可能な手段の１以上を含む調温部でよい。
【０１４６】
なかでも、調温部２９は、ペルチェ素子を含む調温部であることが好ましい。ペルチェ素子は、単一の素子で加熱及び冷却を行うことが可能であるため、調温部を小型かつ軽量に構成し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１４７】
調温部２９は、制御部２２の制御に応じてセル２４の温度を調整可能であることが好ましい。これにより、制御部２２は、調温部２９の制御を介してセル２４の温度を発電に適した温度範囲に調整し得る。
【０１４８】
調温部２９は、セル２４の温度に関する情報を取得可能であることが好ましい。これにより、セル２４の温度に応じてセル２４の温度を調整し得る。調温部２９は、セル２４の温度に関する情報を制御部２２に提供可能であることが好ましい。これにより、制御部２２は、セル２４の温度に応じてセル２４の温度を調整し得る。
【０１４９】
調温部２９は、セル２４の発電量に関する情報を取得可能であることが好ましい。これにより、セル２４の発電量に応じてセル２４の温度を調整し得る。調温部２９は、セル２４の発電量に関する情報を制御部２２に提供可能であることが好ましい。これにより、制御部２２は、セル２４の発電量に応じてセル２４の温度を調整し得る。
【０１５０】
調温部２９が冷却ファンを含み、かつ、セル２４の温度及び／又は発電量に応じてセル２４の温度を調整可能であることにより、冷却ファンから生じる騒音を必要最小限に抑え得る。これにより、夜間の住宅街等によって例示される騒音を抑える要望がある屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１５１】
［その他の構成要素］
（電源部）
必須の態様ではないが、燃料電池２は、制御部２２、燃料弁２３、空気吸気部２５、排気弁２７、調温部２９等によって例示される燃料電池２が備える各種の構成要素に電力を供給可能な電源部（図示せず）を有することが好ましい。これにより、屋外等の外部から電力を供給することに困難が生じ得る場合であっても、燃料電池２が備える各種の構成要素に電力を供給し得る。これにより、屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１５２】
電源部は、充電可能な二次電池を含むことが好ましい。これにより、セル２４が発電した電力を用いて電源部に含まれる二次電池を充電し得る。したがって、二次電池を含まない電源部より長期間、制御部２２に電力を供給し得る。二次電池は、単三型二次電池、単四型二次電池、単五型二次電池、及びコイン型二次電池によって例示される小型の二次電池であることが好ましい。これにより、燃料電池２をよりいっそう軽量にし得る。
【０１５３】
（計量部）
必須の態様ではないが、燃料電池２は、セル２４の温度、セル２４における発電量、及び／又は燃料流路２４１を流れる燃料の量を計量可能な計量部（図示せず）を備えることが好ましい。これにより、セル２４の温度及び／又は発電量に応じて調温部２９を制御し得る。また、これにより、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電に十分な量である場合に排気弁２７を閉じ、発電に十分な量の燃料を含む気体が燃料流路２４１から排気されることを防ぎ得る。
【０１５４】
計量部を備えることにより、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電に十分な量でない場合に排気弁２７を開き、発電に十分な量の燃料を含まない気体を燃料流路２４１から排気し得る。これにより、外部から供給される燃料を燃料流路２４１に流し、燃料流路２４１を流れる燃料の量を発電に十分な量とし得る。
【０１５５】
計量部は、特に限定されず、燃料の流量を計量可能な流量計、燃料の圧力を計量可能な圧力計、及び燃料の濃度を計量可能な濃度計等により例示される従来技術における各種センサの１以上を含む計量部でよい。
【０１５６】
（表示部）
燃料電池２は、燃料電池２の動作状態に関する情報を表示可能な表示部（図示せず）を備えてもよい。これにより、燃料電池２の動作状態に関する情報を表示し、利用者に提供し得る。
【０１５７】
〔燃料供給手段３〕
燃料供給手段３は、燃料電池２に燃料を供給可能な燃料供給手段である。燃料供給手段３は、特に限定されず、従来技術の燃料電池に燃料を供給可能な燃料供給手段でよい。これにより、燃料電池２に燃料を供給し、長時間に渡る発電を行い得る。
【０１５８】
燃料電池２と別体に設けられた燃料供給手段３が燃料を燃料流路２４１に供給可能であるため、使用の際に燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続して燃料を供給し得る。これにより、燃料電池２を軽量とし得る。燃料電池２を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。
【０１５９】
燃料供給手段３が供給可能な燃料は、特に限定されず、水素、液化石油ガス（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｇａｓ、ＬＰＧ、ＬＰガス）、天然ガス（ｎａｔｕｒａｌ  ｇａｓ）、メタノール、ジメチルエーテル、及びボロハイドライド系燃料の１以上を含む燃料でよい。
【０１６０】
燃料供給手段３が供給可能な燃料は、水素ガス、メタノール、及びジメチルエーテルの１以上を含むことが好ましい。これにより、燃料を発電に適した態様に改質する改質器を備えることなく、燃料電池２に燃料を供給できる。
【０１６１】
燃料供給手段３は、燃料電池２に水素を供給可能な水素供給手段を含むことが好ましい。水素を燃料として用いる燃料電池は、メタノールを改質せずに直接燃料として用いる直接メタノール形燃料電池、ジメチルエーテルを改質せずに燃料として用いる直接ジメチルエーテル形燃料電池より発電効率が高いことが知られている。したがって、より発電効率が高い発電を行い得る。
【０１６２】
燃料供給手段３が水素供給手段を含むことにより、別体に設けられた水素供給手段が燃料である水素を燃料流路２４１に供給し得る。これにより、使用の際に水素供給手段を燃料流路２４１に接続して燃料を供給し得る。したがって、燃料電池２を軽量とし得る。燃料電池２を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。
【０１６３】
液化石油ガス及び天然ガス等によって例示される水素を含む化合物を燃料とする燃料電池と水素ガスを燃料とする燃料電池とが利用されている。水素を含む化合物を燃料とする燃料電池では、燃料を発電に適した水素ガスの態様に改質する改質器を必要とし得る。
【０１６４】
燃料供給手段３が水素供給手段を含むことにより、改質器を備えることなく燃料電池２を構成し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池２をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池２を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【０１６５】
〔接続部４〕
接続部４は、燃料供給手段３と燃料電池２とを接続可能な接続部である。システム１が接続部４を含むことにより、使用の際に燃料供給手段３と燃料電池２とを接続し、燃料電池２に燃料を供給できる。
【０１６６】
接続部４は、特に限定されず、ホース等によって例示される従来技術の燃料供給手段３と燃料電池２とを接続可能な接続部でよい。
【０１６７】
〔電気機器５〕
電気機器５は、燃料電池２が送電する電力を利用可能な電気機器である。電気機器５は、特に限定されず、従来技術における各種の電気機器でよい。
【０１６８】
電気機器５は、緊急用照明、非常用照明、作業用照明、演出用照明、及び保安用照明によって例示される屋外で利用される照明の１以上を含むことが好ましい。
【０１６９】
災害現場などでは、救助活動や防災活動のための緊急用照明が必要とされ得る。停電時では、災害避難所などでの非常用照明が必要とされ得る。住宅街等での夜間工事では、作業用照明が必要とされ得る。キャンプや野外イベントでは、演出用照明、及び／又は保安用照明が必要とされ得る。
【０１７０】
これらの屋外で利用される照明では、商用電源を利用できない場合があり得る。したがって、屋外で利用可能な軽量かつ持ち運び容易な電力供給手段の需要がある。一次電池及び／又は二次電池を用いた電力供給手段では、長時間の発電を行う点において、さらなる改良の余地がある。ガソリン式発電機等の内燃機関を用いた電力供給手段では、内燃機関に由来する騒音を軽減する点において、さらなる改良の余地がある。
【０１７１】
燃料電池は、一次電池及び／又は二次電池を用いた電力供給手段より長時間の発電を行い得る。燃料電池は、電気化学反応を用いて発電するため、内燃機関を用いた電力供給手段より騒音を軽減し得る。内燃機関を用いないため、二酸化炭素の排出量を減らすことも見込み得る。しかしながら、燃料供給手段を一体に構成した燃料電池では、重量が大きくなり得る。重量が大きいことにより、燃料電池の持ち運びが困難になり得る。
【０１７２】
本実施形態の燃料電池２では、燃料供給手段３を別体に構成し、使用の際に燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続して燃料を供給し得ることにより、燃料電池２を軽量とし得る。燃料電池２を軽量とし得るため、持ち運び容易に燃料電池２を構成できる。したがって、屋外で利用される照明に電力を供給し得る。
【０１７３】
〔台車Ｃ〕
必須の態様ではないが、システム１は、システム１を持ち運ぶ持ち運び状態において、燃料電池２、燃料供給手段３、接続部４、及び／又は電気機器５を載置して持ち運び可能な台車Ｃを含むことが好ましい。これにより、よりいっそう容易にシステム１を持ち運びし得る。
【０１７４】
〔支持部材Ｓ〕
必須の態様ではないが、システム１は、システム１を使用する使用状態において、燃料電池２、燃料供給手段３、接続部４、及び／又は電気機器５を支持可能な支持部材Ｓを含むことが好ましい。
【０１７５】
これにより、システム１を使用する使用状態において、燃料電池２、燃料供給手段３、接続部４、及び／又は電気機器５を支持し得る。これにより、風等の気象現象によって横からの力がかかり得る屋外において利用可能な燃料電池システム１を提供できる。
【０１７６】
支持部材Ｓは、特に限定されず、従来技術の支持部材でよい。支持部材Ｓは、伸縮可能な棒状の部材を含むことが好ましい。これにより、システム１を使用する使用状態において、燃料電池２、燃料供給手段３、接続部４、及び／又は電気機器５を支持し得ることと、システム１を持ち運びする持ち運び状態において持ち運び容易な短い形状であることとを両立し得る。
【０１７７】
〔気液分離手段〕
必須の態様ではないが、システム１は、排気弁２７に取り付け可能な気液分離手段（図示せず）を含むことが好ましい。
【０１７８】
混入した空気によって燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気する場合、燃料流路２４１内部の水が排気弁２７から排出され得る。これにより、燃料電池２の周辺が水で濡れ得る。
【０１７９】
システム１が排気弁２７に取り付け可能な気液分離手段を含むことにより、気液分離手段によって水を分離できる。これにより、水を排出することなく、燃料の量が減少した気体のみを排気し得る。したがって、燃料電池２を屋内で利用する場合において、屋内が水で濡れることを防ぎ得る。これにより、屋内でよりいっそう利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１８０】
気液分離手段は、特に限定されず、気体と液体とを分離可能な従来技術の気液分離手段でよい。気液分離手段は、燃料電池２と一体に設けられていてもよく、燃料電池２と別体に設けられていてもよい。
【０１８１】
気液分離手段が燃料電池２と一体に設けられることにより、水の排出をよりいっそう確実に防ぎ得る。また、分離した水をセル２４において利用し得る。気液分離手段が燃料電池２と別体に設けられることにより、燃料電池２をよりいっそう軽量とし得る。したがって、屋内でよりいっそう利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１８２】
気液分離手段は、チューブ、ホース、及びパイプ等によって例示される移送手段を介して排気弁２７に取り付け可能でもよい。これにより、燃料電池２と異なる位置で水を分離し得る。したがって、燃料電池２の周辺が水で濡れることをよりいっそう防ぎ得る。これにより、屋内でよりいっそう利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１８３】
気液分離手段は、チューブ、ホース、及びパイプ等によって例示される移送手段を介して水を分離した気体を排気可能でもよい。これにより、燃料電池２と異なる位置に気体を排気し得る。したがって、燃料電池２を屋内で利用する場合において、屋内に燃料を含む気体を排気することを防ぎ得る。これにより、屋内でよりいっそう利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１８４】
〔制御部２２で実行される発電制御処理のフローチャート〕
図３は、制御部２２で実行される発電制御処理の好ましい流れの一例を示すフローチャートである。以下では、図３を参照しながら、燃料電池２が行う発電制御処理の好ましい手順について説明する。
【０１８５】
［ステップＳ１：発電開始指令を受信したか否かを判別］
制御部２２は、発電制御部２２１を実行し、発電開始指令を受信したか否かを判別する（ステップＳ１）。発電開始指令を受信したならば、制御部２２は、処理をステップＳ２に移す。発電開始指令を受信していないならば、制御部２２は、処理をステップＳ１に移す。
【０１８６】
ステップＳ１で行われる処理により、発電開始指令を受信した場合に発電の開始に関する制御を行い得る。また、発電開始指令を受信していない場合に発電を行わないように制御し得る。
【０１８７】
発電開始指令を受信したか否かを判別する手段は、特に限定されず、例えば、操作部２１４の操作を介して与えられた発電開始指令を受信したか否かを判別する手段、操作部２１４の操作が有する電源スイッチの操作を介して制御部２２への給電が開始されたか否かを判別する手段等でよい。
【０１８８】
必須の態様ではないが、発電制御処理は、ステップＳ２で実行される燃料弁の弁開度を上げる処理を含むことが好ましい。
【０１８９】
［ステップＳ２：燃料弁の弁開度を上げる］
制御部２２は、発電制御部２２１を実行し、燃料弁２３の弁開度を上げる（ステップＳ２）。制御部２２は、処理をステップＳ３に移す。
【０１９０】
ステップＳ２で行われる処理により、燃料供給手段３及び／又は接続部４において燃料の供給状態を制御することなく、セル２４への燃料の供給状態を制御し得る。また、ステップＳ２で行われる処理により、燃料供給手段３及び／又は接続部４が燃料を供給する状態である場合に、セル２４への燃料の供給状態をセル２４に燃料を供給する状態とセル２４に燃料を供給しない状態との間で制御し得る。
【０１９１】
これにより、燃料電池２を利用する利用者は、燃料供給手段３等に備えられた燃料供給バルブ等を逐一操作することなく、セル２４への燃料の供給状態を制御し得る。屋外では、手を保護する手袋等により、バルブ等の操作に困難が生じ得る。したがって、ステップＳ２で行われる処理により、屋外で利用可能な燃料電池２を提供できる。
【０１９２】
ステップＳ２で行われる処理は、酸素流路２４５へ空気を供給するよう、吸気部２５を制御する処理を含むことが好ましい。これにより、酸素流路２４５へ空気を供給し、酸素流路２４５内部に空気に含まれる酸素を供給し得る。
【０１９３】
必須の態様ではないが、発電制御処理は、ステップＳ３で実行される発電を開始したか否かを判別する処理を含むことが好ましい。
【０１９４】
［ステップＳ３：発電を開始したか否かを判別］
制御部２２は、排気制御部２２２を実行し、発電を開始したか否かを判別する（ステップＳ３）。発電を開始したならば、制御部２２は、処理をステップＳ６に移す。発電を開始していないならば、制御部２２は、処理をステップＳ４に移す。
【０１９５】
ステップＳ３で行われる処理により、発電の状況に応じて排気弁２７の開閉状態を制御し得る。これにより、空気が混入して発電が行われない場合に、混入した空気によって燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気し得る。この排気により、燃料流路２４１を流れる燃料の量が減少することにより発電が行われないリスクを軽減し、セル２４が発電を行い得る。
【０１９６】
また、発電の状況に応じて排気弁２７の開閉状態を制御可能であるため、燃料流路２４１における燃料の量が発電可能な量である気体が燃料流路２４１から排気されることを防ぎ得る。
【０１９７】
ステップＳ３で行われる処理により、発電を開始した場合に、電気機器５への送電に関する処理を実行できる。
【０１９８】
必須の態様ではないが、ステップＳ３で行われる処理は、発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理を含むことが好ましい。
【０１９９】
発電が行われない場合において常に排気弁２７の弁開度を上げる制御では、燃料の供給が開始されていない場合にも排気弁２７の弁開度が大きい状態に制御され得る。これにより、排気弁２７を介して燃料流路２４１に空気が混入するリスクが高まり得る。
【０２００】
燃料の供給が開始される場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御では、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合にも、燃料流路２４１からの排気が行われ得る。このような制御では、発電可能な量の燃料を含む気体が排気され、燃料が発電に使われることなく排気され得る。
【０２０１】
燃料の量を測定する燃料濃度計等を燃料流路２４１に備えれば、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合において、燃料が発電に使われることなく排気されることを軽減し得るが、燃料濃度計等によって燃料電池２の重量が増し得る。
【０２０２】
発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理を含むことにより、燃料の供給が開始されてから所定の時間発電が行われない場合に、排気弁２７の弁開度を上げる制御を行い得る。
【０２０３】
これにより、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合に排気を行うことを軽減することと、空気が混入して燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気することとを、燃料濃度計等を備えることなく両立し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池２をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池２を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【０２０４】
発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理における所定の時間の下限は、２０秒以上であることが好ましく、２５秒以上であることがより好ましく、３０秒以上であることがさらに好ましい。所定の時間の下限を上述のとおり定めることにより、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合において、燃料が発電に使われることなく排気されることをよりいっそう軽減し得る。
【０２０５】
発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理における所定の時間の上限は、１２０秒以下であることが好ましく、９０秒以下であることがより好ましく、６０秒以下であることがさらに好ましい。所定の時間の上限を上述のとおり定めることにより、空気が混入して燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気するまでの時間をよりいっそう短くし得る。これにより、セル２４における発電を好適に行うことが可能になるまでの時間を短くし得る。
【０２０６】
セル２４の温度によって、セル２４が発電を開始するまでの時間及び／又はセル２４が好ましい効率で発電を行うまでの時間が変化し得る。
【０２０７】
発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理を含む場合、所定時間は、セル２４の温度に基づいて決定された時間であることが好ましい。これにより、セル２４の温度に応じたセル２４が発電を開始するまでの時間において排気弁２７の弁開度を上げる制御を行うことを防ぐことと、空気が混入して燃料の量が減少した気体により発電が開始されない場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御を可能な限り迅速に行うこととを両立し得る。したがって、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合に排気を行うことをよりいっそう軽減することと、空気が混入して燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から可能な限り迅速に排気することとを両立し得る。
【０２０８】
［ステップＳ４：排気弁の弁開度を上げる］
制御部２２は、排気制御部２２２を実行し、排気弁２７の弁開度を上げる（ステップＳ４）。制御部２２は、処理をステップＳ５に移す。
【０２０９】
ステップＳ２及びＳ４で行われる処理により、外部から燃料流路２４１への燃料の供給が開始される場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御を行い得る。
【０２１０】
発電が行われない場合において常に排気弁２７の弁開度を上げる制御では、燃料の供給が開始されていない場合にも排気弁２７の弁開度が大きい状態に制御され得る。これにより、排気弁２７を介して燃料流路２４１に空気が混入するリスクが高まり得る。
【０２１１】
使用の際に燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続することにより、燃料流路２４１への空気の混入が生じ得る。使用の際において、燃料の供給が開始されてから、発電が行われる。したがって、燃料の供給が開始される場合において燃料流路２４１に空気が混入しているリスクは、発電中において燃料流路２４１に空気が混入しているリスクより高い。
【０２１２】
ステップＳ２及びＳ４で行われる処理により、燃料の供給が開始される場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御が可能であるため、排気弁２７を介して燃料流路２４１に空気が混入するリスクを軽減しつつ、燃料流路２４１に空気が混入しているリスクが比較的高い場合である、燃料の供給が開始される場合において、空気が混入して燃料の量が減少した気体をより確実に排気するよう制御し得る。
【０２１３】
ステップＳ３及びＳ４で行われる処理により、発電の状況に応じて排気弁２７の開閉状態を制御し得る。これにより、空気が混入して発電が行われない場合に、混入した空気によって燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気し得る。この排気により、燃料流路２４１を流れる燃料の量が減少することにより発電が行われないリスクを軽減し、セル２４が発電を行い得る。
【０２１４】
また、発電の状況に応じて排気弁２７の開閉状態を制御可能であるため、燃料流路２４１における燃料の量が発電可能な量である気体が燃料流路２４１から排気されることを防ぎ得る。
【０２１５】
ステップＳ３で行われる処理が発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理を含む場合、ステップＳ２−Ｓ４で行われる処理により、外部から燃料流路２４１への燃料の供給が開始されてから所定の時間発電が行われない場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御を行い得る。
【０２１６】
燃料の供給が開始される場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御では、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合にも、燃料流路２４１からの排気が行われ得る。このような制御では、発電可能な量の燃料を含む気体が排気され、燃料が発電に使われることなく排気され得る。
【０２１７】
燃料の量を測定する燃料濃度計等を燃料流路２４１に備えれば、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合において、燃料が発電に使われることなく排気されることを軽減し得るが、燃料濃度計等によって燃料電池２の重量が増し得る。
【０２１８】
ステップＳ３で行われる処理が発電開始指令を受信してから所定時間が経過する前に発電を開始したか否かを判別する処理を含む場合におけるステップＳ２−Ｓ４で行われる処理によれば、燃料の供給が開始されてから所定の時間発電が行われない場合に、排気弁２７の弁開度を上げる制御が可能であるため、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電可能な量である場合に排気を行うことを軽減することと、空気が混入して燃料の量が減少した気体を燃料流路２４１から排気することとを、燃料濃度計等を備えることなく両立し得る。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池２をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池２を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【０２１９】
ステップＳ４で行われる処理によれば、燃料の量を測定する燃料濃度計等を燃料流路２４１に備えることなく、このような制御を実現可能である。したがって、燃料電池２をよりいっそう軽量とし得る。燃料電池２をよりいっそう軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池２を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【０２２０】
ステップＳ４で行われる処理は、燃料流路２４１を流れる燃料の量に応じて排気弁２７の開閉状態を制御する処理を含んでもよい。燃料の量を判別する手段は、特に限定されず、計量部が有する各種のセンサを用いて燃料の量に関する情報（例えば、燃料の流量、燃料の圧力、燃料の濃度等）を取得し、該情報を用いて燃料の量を判別する手段でよい。
【０２２１】
ステップＳ４で行われる処理が燃料流路２４１を流れる燃料の量に応じて排気弁２７の開閉状態を制御する処理を含むことにより、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電に十分な量である場合に排気弁２７を閉じ、発電に十分な量の燃料を含む気体が燃料流路２４１から排気されることを防ぎ得る。
【０２２２】
ステップＳ４で行われる処理が燃料流路２４１を流れる燃料の量に応じて排気弁２７の開閉状態を制御する処理を含むことにより、燃料流路２４１を流れる燃料の量が発電に十分な量でない場合に排気弁２７を開き、発電に十分な量の燃料を含まない気体を燃料流路２４１から排気し得る。これにより、外部から供給される燃料を燃料流路２４１に流し、燃料流路２４１を流れる燃料の量を発電に十分な量とし得る。
【０２２３】
［ステップＳ５：発電を開始したか否かを判別］
制御部２２は、排気制御部２２２を実行し、発電を開始したか否かを判別する（ステップＳ５）。発電を開始したならば、制御部２２は、処理をステップＳ６に移す。発電を開始していないならば、制御部２２は、処理をステップＳ５に移す。
【０２２４】
ステップＳ５で実行される処理により、発電を開始した場合に、電気機器５への送電に関する処理を実行できる。
【０２２５】
必須の態様ではないが、ステップＳ５で行われる処理は、ステップＳ４において排気弁２７の弁開度を上げてからの特定の時間が経過した場合に利用者に異常を通知する処理及び／又は燃料弁２３の弁開度を下げる処理を含むことが好ましい。
【０２２６】
ステップＳ５で行われる処理が特定の時間が経過した場合に利用者に異常を通知する処理を含むことにより、排気弁２７の弁開度を上げたにもかかわらず、発電が開始されない状況を利用者に通知し得る。利用者は、該通知を用いて、セル２４に障害が発生している場合及びは燃料供給手段３と燃料電池２とが適切に接続されていない場合等によって例示される排気弁２７の弁開度を上げても発電が開始されない場合に対応し得る。
【０２２７】
ステップＳ５で行われる処理が特定の時間が経過した場合に燃料弁２３の弁開度を下げる処理を含むことにより、セル２４に障害が発生している場合等の排気弁２７の弁開度を上げても発電が開始されない場合に、発電に利用されない燃料が燃料電池２に供給されることを軽減し得る。
【０２２８】
ステップＳ５で行われる処理が特定の時間が経過した場合に燃料弁２３の弁開度を下げる処理を含む場合、特定の時間の下限は、５秒以上であることが好ましく、７秒以上であることがより好ましく、９秒以上であることがさらに好ましい。特定の時間の下限を上述のとおり定めることにより、排気弁２７の弁開度を上げることによって発電が開始される場合において発電に十分な量の燃料を含まない気体を燃料流路２４１からよりいっそう確実に排気し得る。
【０２２９】
ステップＳ５で行われる処理が特定の時間が経過した場合に燃料弁２３の弁開度を下げる処理を含む場合、特定の時間の上限は、２０秒以下であることが好ましく、１５秒以上であることがより好ましく、１２秒以下であることがさらに好ましい。特定の時間の下限を上述のとおり定めることにより、排気弁２７の弁開度を上げても発電が開始されない場合において発電に利用されない燃料が燃料電池２に供給されることをよりいっそう軽減し得る。
【０２３０】
ステップＳ５で行われる処理が特定の時間が経過した場合に燃料弁２３の弁開度を下げる処理を含む場合、特定の時間は、９秒以上かつ１２秒以下の時間であることが好ましい。これにより、排気弁２７の弁開度を上げても発電が開始されない場合において発電に利用されない燃料が燃料電池２に供給されることをよりいっそう軽減することと、排気弁２７の弁開度を上げることによって発電が開始される場合において発電に十分な量の燃料を含まない気体を燃料流路２４１からよりいっそう確実に排気することとを両立し得る。
【０２３１】
必須の態様ではないが、発電制御処理は、ステップＳ６で行われる弁開度を下げる処理を含むことが好ましい。
【０２３２】
［ステップＳ６：弁開度を下げる］
制御部２２は、排気制御部２２２を実行し、排気弁２７の弁開度を下げる（ステップＳ６）。制御部２２は、処理をステップＳ７に移す。これにより、燃料流路２４１における燃料の量が発電可能な量である気体が燃料流路２４１から排気されることを防ぎ得る。
【０２３３】
必須の態様ではないが、発電制御処理は、ステップＳ６及びＳ７で行われる送電に関する処理を含むことが好ましい。
【０２３４】
［ステップＳ７：送電開始指令を受信したか否かを判別］
制御部２２は、発電制御部２２１を実行し、送電開始指令を受信したか否かを判別する（ステップＳ７）。送電開始指令を受信したならば、制御部２２は、処理をステップＳ８に移す。送電開始指令を受信していないならば、制御部２２は、処理をステップＳ７に移す。
【０２３５】
ステップＳ７で行われる処理により、送電開始指令を受信した場合に送電の開始に関する制御を行い得る。また、送電開始指令を受信していない場合に送電を行わないように制御し得る。
【０２３６】
送電開始指令を受信したか否かを判別する手段は、特に限定されず、例えば、操作部２１４の操作を介して与えられた送電開始指令を受信したか否かを判別する手段等でよい。
【０２３７】
［ステップＳ８：送電を開始］
制御部２２は、発電制御部２２１を実行し、電気機器５への送電を開始する（ステップＳ８）。制御部２２は、発電制御処理を終了し、ステップＳ１からステップＳ８の処理を繰り返す。
【０２３８】
ステップＳ７及びＳ８で行われる処理により、送電開始指令を受信した場合に電気機器５への送電を開始できる。また、送電開始指令を受信していない場合に電気機器５への送電を行わないように制御し得る。
【０２３９】
＜使用例＞
図４は、持ち運び状態の燃料電池システム１を右方からみた概略図である。図５は、使用状態の燃料電池システム１を右方からみた概略図である。図６は、燃料電池２に接続部４を介して燃料供給手段３を接続するときの空気の混入を説明する説明図である。図７は、燃料流路２４１に空気が混入した気体がある状態を説明する説明図である。図８は、空気が混入した気体を燃料流路２４１から排気することを説明する説明図である。図９は、台車Ｃの形状が図４と異なる燃料電池システム１を右方からみた概略図である。以下、必要に応じて図４から図９を参照し、本実施形態の燃料電池システム１の使用例を説明する。以下では、燃料供給手段３は、水素（Ｈ２）を供給可能な水素供給手段を含む燃料供給手段３であるものとして説明する。
【０２４０】
〔燃料電池２を屋外へ持ち運ぶ〕
燃料電池システム１の利用者（以下、単に利用者とも称する。）は、把持部２１２を把持し、台車Ｃの上に燃料電池２、燃料供給手段３、接続部４、及び電気機器５を載置する。これにより、システム１は、持ち運び容易な持ち運び状態となる（図４）。利用者は、持ち運び状態のシステム１を屋外へ持ち運ぶ。
【０２４１】
〔燃料電池２を使用状態にする〕
利用者は、伸ばした支持部材Ｓを用いて、燃料電池２、燃料供給手段３、接続部４、及び電気機器５を台車Ｃの上面において支持する（図５）。これにより、風等の気象現象によって横からの力がかかり得る屋外においてシステム１を利用できる。
【０２４２】
〔燃料供給手段を燃料電池に接続〕
利用者は、接続部４を介して燃料供給手段３を燃料電池２の燃料供給手段接続部２１３に接続する。利用者は、燃料供給手段３を操作し、燃料電池２への燃料供給を開始する。
【０２４３】
燃料供給手段３を燃料供給手段接続部２１３に接続する際に、燃料供給手段接続部２１３は、燃料電池２外部の空気と接触し得る。また、接続部４には、空気が混入している場合がある。これらの事情により、燃料供給手段３を燃料電池２の燃料供給手段接続部２１３に接続する際に、燃料供給手段接続部２１３を介して窒素（図６に示すＮ２）及び酸素（図６に示すＯ２）を含む空気が燃料流路２４１に混入し得る（図６）。
【０２４４】
〔発電開始指令を送信〕
利用者は、操作部２１４を操作し、燃料電池２に発電開始指令を送信する。燃料弁２３の弁開度が上がり、燃料である水素（Ｈ２）が燃料流路２４１に供給される。また、空気吸気部２５が窒素（Ｎ２）及び酸素（Ｏ２）を含む空気を酸素流路２４５に供給する。
【０２４５】
［混入した空気による燃料の量の減少］
燃料供給手段３を燃料供給手段接続部２１３に接続する際に空気が燃料流路２４１に混入した場合、燃料流路２４１内部には、混入した空気が含まれる。この空気（図７に示すＮ２及びＯ２）により、燃料流路２４１内部における燃料（図７に示すＨ２）の量が発電可能な量より少なくなり得る（図７）。
【０２４６】
燃料流路２４１内部における燃料の量が発電可能な量より少なくなることにより、燃料及び空気をセル２４に供給しているにもかかわらず、セル２４での発電が行われない場合があり得る。
【０２４７】
〔燃料流路内部の気体を排気〕
セル２４での発電が行われない場合及び／又はセル２４での発電が一定時間行われない場合、制御部２２は、排気制御部２２２を実行し、排気弁２７の弁開度を上げ、燃料流路２４１内部の気体を排気する。
【０２４８】
排気弁２７の弁開度を上げることにより、燃料流路２４１内部の空気（図８に示すＮ２及びＯ２）は、接続部４から供給される燃料（図８に示すＨ２）によって押され、排気弁２７から排気される。これにより、燃料流路２４１内部に燃料（Ｈ２）が供給される（図８）。
【０２４９】
したがって、燃料流路２４１内部における燃料（Ｈ２）の量が発電可能な量となり、セル２４が発電を開始する。これにより、使用の際に燃料供給手段３を燃料流路２４１に接続する構成によって燃料電池２を軽量にすることと、接続の際に燃料流路２４１に混入する空気によって発電が行われないリスクを防ぐこととを両立し得る。
【０２５０】
本実施形態のシステム１によれば、排気ポンプ等の排気手段を設けることなく、また、燃料濃度計等の燃料流路２４１を流れる燃料の量を測定可能な手段を燃料流路２４１に設けることなく、排気弁２７と排気制御部２２２とによる簡易な構成で燃料流路２４１からの排気を制御可能であるため、燃料電池２を軽量とし得る。燃料電池２を軽量とし得るため、持ち運びを容易とし得る。これにより、燃料電池２を屋内及び／又は屋外へ持ち運んで利用できる。
【０２５１】
〔排気弁の弁開度を下げる〕
セル２４での発電が行われた場合、制御部２２は、排気制御部２２２を実行し、排気弁２７の弁開度を下げる。これにより、燃料流路２４１における燃料の量が発電可能な量である気体が燃料流路２４１から排気されることを防ぎ得る。
【０２５２】
〔電気機器５へ送電〕
利用者は、操作部２１４を操作し、燃料電池２に送電開始指令を送信する。燃料電池２は、電力供給部２８を介して電気機器５に電力を供給する。電気機器５は、燃料電池２から供給される電力を用いて各種の動作を行う。
【０２５３】
〔燃料電池２を屋内の使用する場所へ持ち運ぶ〕
燃料電池システム１は、屋内でも利用できる。利用者は、把持部２１２を把持し、台車Ｃの上に燃料電池２、燃料供給手段３、及び接続部４を載置する（図９）。台車Ｃの上に電気機器５を載置しないことにより、システム１をよりいっそう軽量とし得る。これにより、システム１は、よりいっそう持ち運び容易となる。利用者は、システム１を屋内の利用する場所へ持ち運ぶ。
【０２５４】
システム１が軽量かつ容易に持ち運び可能であることにより、停電等の場合において、介護用ベッド等によって例示される介護用機器、医療用機器、照明装置、冷房装置、暖房装置、電子機器、情報機器等の各種の電気機器がある屋内にシステム１を持ち運び得る。したがって、これらの電気機器に電力を供給可能な非常用小型電源装置として、システム１を好適に利用できる。
【０２５５】
したがって、本実施形態のシステム１によれば、屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池２を提供できる。
【０２５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限るものではない。また、上述の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したものに過ぎず、本発明による効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。また、上述の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０２５７】
１      燃料電池システム
２      燃料電池
２１    筐体
２１１  筐体本体
２１２  把持部
２１３  燃料供給手段接続部
２１４  操作部
２２    制御部
２２１  発電制御部
２２２  排気制御部
２３    燃料弁
２４    セル
２４１  燃料流路
２４２  燃料極
２４３  電解質
２４４  酸素極
２４５  酸素流路
２５    空気吸気部
２６    空気排気部
２７    排気弁
２８    電力供給部
２９    調温部
３      燃料供給手段
４      接続部
５      電気機器
Ｃ      台車
Ｓ      支持部材
【要約】
【課題】屋内及び／又は屋外で利用可能であり、軽量かつ持ち運び容易な燃料電池及び燃料電池システムを提供する。
【解決手段】本発明の燃料電池２は、燃料を用いて発電可能なセル２４と、セル２４に設けられ、外部から供給される燃料を流すことが可能な燃料流路２４１と、燃料流路２４１内部の気体を排気可能な排気弁２７と、排気弁２７の開閉状態を制御可能な排気制御部２２２と、を備え、排気制御部２２２は、発電の状況に応じて排気弁２７の開閉状態を制御可能である。排気制御部２２２は、外部から燃料流路２４１への燃料の供給が開始されてから所定の時間発電が行われない場合に排気弁２７の弁開度を上げる制御が可能であることが好ましい。本発明の燃料電池システム１は、少なくとも、上述の燃料電池２と、燃料電池２とは別体に設けられ、燃料電池２に水素を供給可能な水素供給手段（図１の燃料供給手段３）と、を含んで構成される。
【選択図】図１【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９】
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