(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収容する燃料カートリッジが離脱可能に装着される装着部と、
前記装着部に装着される燃料カートリッジを識別する識別部と、
を含む燃料電池であって、
前記識別部は、
複数の嵌合部と、
前記複数の嵌合部の中から、特定の燃料カートリッジと選択的に嵌合させる一の嵌合部を使用可能にする選択部と、を含むことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池において、
前記嵌合部が前記燃料カートリッジと嵌合したか否かを検知する検知部をさらに含み、
前記検知部が前記嵌合部と前記燃料カートリッジとの嵌合を検知したときに、動作可能となるように構成されたことを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池において、
前記識別部は、前記燃料カートリッジと選択的に電気的に接続する端子を含むことを特徴とする燃料電池。
【請求項４】
請求項１または２に記載の燃料電池において、
前記識別部は、複数の端子と、
前記複数の端子の中から、特定の燃料カートリッジと電気的に接続させる一の端子を選択する選択部と、
を含むことを特徴とする燃料電池。
【請求項５】
請求項３または４に記載の燃料電池において、
前記端子が前記燃料カートリッジと電気的に接続したか否かを検知する検知部をさらに含み、
前記検知部が前記端子と前記燃料カートリッジとの電気的接続を検知したときに、動作可能となるように構成されたことを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項１または２に記載の燃料電池において、
前記識別部は、
複数の端子と、
前記複数の端子と前記装着部に装着された燃料カートリッジとの電気的接続状態とを検出する検出部と、
を含むことを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池において、
前記識別部は、前記複数の端子と前記燃料カートリッジとの電気的接続状態に基づき、当該燃料カートリッジが収容する燃料の種類を判断する判断部と、
前記判断部が判断した燃料の種類に応じて、動作状態を制御する制御部と、
をさらに含むことを特徴とする燃料電池。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池の前記識別部に識別される標識部を有することを特徴とする燃料カートリッジ。
【請求項９】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の燃料電池の前記識別部に識別される標識部を有する燃料カートリッジであって、
複数の端子と、
前記燃料電池の前記端子と電気的に接続させる一の端子を前記複数の端子の中から選択する選択部と、
を含むことを特徴とする燃料カートリッジ。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジの前記標識部を識別する識別部を有する燃料電池本体と、
を含む燃料電池システムであって、
前記燃料カートリッジが、収容する燃料を示す標識部を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１１】
燃料を収容する燃料カートリッジが離脱可能に装着される装着部と、
前記装着部に装着される燃料カートリッジを識別する識別部と、
を含む燃料電池であって、
前記識別部は、
複数の端子と、
前記複数の端子の中から、特定の燃料カートリッジと電気的に接続させる一の端子を選択する選択部と、
を含むことを特徴とする燃料電池。
【請求項１２】
燃料を収容する燃料カートリッジが離脱可能に装着される装着部と、
前記装着部に装着される燃料カートリッジを識別する識別部と、
を含み、
前記識別部は、前記燃料カートリッジと選択的に電気的に接続する端子を含むことを特徴とする燃料電池の前記識別部に識別される標識部を有する燃料カートリッジであって、
複数の端子と、
前記燃料電池の前記端子と電気的に接続させる一の端子を前記複数の端子の中から選択する選択部と、
を含むことを特徴とする燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池、当該燃料電池に装着する燃料カートリッジ、およびこれらを含む燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料極および酸化剤極と、これらの間に設けられた電解質から構成され、燃料極には燃料が、酸化剤極には酸化剤が供給されて電気化学反応により発電する。燃料としては、一般的には水素が用いられるが、近年、安価で取り扱いの容易なメタノールを燃料として直接利用する直接型の燃料電池の開発も盛んに行われている。【０００３】
燃料として水素を用いた場合、燃料極での反応は以下の式（１）のようになる。【０００４】
３Ｈ２  →  ６Ｈ＋  ＋  ６ｅ−    （１）【０００５】
燃料としてメタノールを用いた場合、燃料極での反応は以下の式（２）のようになる。【０００６】
ＣＨ３ＯＨ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ６Ｈ＋  ＋  ＣＯ２  ＋  ６ｅ−    （２）【０００７】
また、いずれの場合も、酸化剤極での反応は以下の式（３）のようになる。【０００８】
３／２Ｏ２  ＋  ６Ｈ＋  ＋  ６ｅ−  →  ３Ｈ２Ｏ    （３）【０００９】
特許文献１には、携帯型電子機器の電源として燃料電池を用いる場合、燃料を燃料電池に供給するための燃料カートリッジが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−９２１２８号公報
【発明の開示】
【００１０】
このように、燃料電池に取り替え可能に構成された燃料カートリッジが使用されるようになってきた。しかし、燃料電池においては、運転状況や使用場所に応じて、たとえば濃度の異なる燃料等、種々の燃料を使用することが考えられる。これに対応して、濃度や種類が異なる種々の燃料を収容した種々の燃料カートリッジが準備されることが想定される。このような場合に、種々の燃料カートリッジの中から適切な燃料カートリッジを選んで燃料電池に取り付ける必要がある。また、メタノール等の有機液体燃料を使用する場合、使用場所によっては使用を制限されることも考えられる。
【００１１】
本発明は上記事情を踏まえてなされたものであり、簡単な構造および構成で、適切な燃料を収容した燃料カートリッジを燃料電池に取り付ける技術を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明によれば、燃料を収容する燃料カートリッジが離脱可能に装着された装着部と、装着部に装着される燃料カートリッジを識別する識別部と、を含む燃料電池であって、上記識別部は、複数の嵌合部と、前記複数の嵌合部の中から、特定の燃料カートリッジと選択的に嵌合させる一の嵌合部を使用可能にする選択部と、を含むことを特徴とする燃料電池が提供される。
本発明によれば、燃料を収容する燃料カートリッジが離脱可能に装着される装着部と、前記装着部に装着される燃料カートリッジを識別する識別部と、を含む燃料電池であって、上記識別部は、複数の端子と、上記複数の端子の中から、特定の燃料カートリッジと電気的に接続させる一の端子を選択する選択部と、を含むことを特徴とする燃料電池が提供される。
【００１３】
この構成によれば、燃料電池において、適切な燃料カートリッジが装着されたか否かを識別することができるので、不適切な燃料カートリッジが装着されるのを防ぐことができる。これにより、燃料電池使用時の安全性等を確保することができる。
【００１４】
本発明の燃料電池において、識別部は、燃料カートリッジと選択的に嵌合する嵌合部を含むことができる。このような構成とすることにより、嵌合部に嵌合しない燃料カートリッジが装着されるのを防ぐことができる。
【００１５】
本発明の燃料電池において、識別部は、複数の嵌合部と、複数の嵌合部の中から、特定の燃料カートリッジと選択的に嵌合させる一の嵌合部を使用可能にする選択部と、を含むことができる。ここで、選択部は、たとえば複数の嵌合部の中の一の嵌合部のみを開放し、他の嵌合部を覆うシャッターとすることができる。嵌合部は、燃料カートリッジの種類に応じて、異なる形状または配置を有する。このような構成とすることにより、燃料電池側で適宜嵌合部を選択できるので、燃料電池を使用する環境や状況に応じて、適切な燃料カートリッジが装着されるようにすることができる。
【００１６】
本発明の燃料電池は、嵌合部が燃料カートリッジと嵌合したか否かを検知する検知部をさらに含むことができ、検知部が嵌合部と燃料カートリッジとの嵌合を検知したときに、動作可能となるように構成することができる。検知部は、燃料カートリッジを収容する収容部の蓋が閉まったか否かを検知するセンサ等とすることもでき、また電気的接続を検知する手段とすることもできる。
【００１７】
本発明の燃料電池において、識別部は、燃料カートリッジと選択的に電気的に接続する端子を含むことができる。
【００１８】
本発明の燃料電池において、識別部は、複数の端子と、複数の端子の中から、特定の燃料カートリッジと電気的に接続させる一の端子を選択する選択部と、を含むことができる。ここで、燃料電池は、燃料カートリッジと識別部の端子との電気的接続状態を検出する検出部をさらに含むことができ、選択部は、複数の端子のうち、いずれか一の端子を検出部に電気的に接続するスイッチとすることができる。
【００１９】
本発明の燃料電池は、端子が燃料カートリッジと電気的に接続したか否かを検知する検知部をさらに含むことができ、検知部が端子と燃料カートリッジとの電気的接続を検知したときに、動作可能となるように構成することができる。
【００２０】
本発明の燃料電池において、識別部は、複数の端子と、複数の端子と装着部に装着された燃料カートリッジとの電気的接続状態とを検出する検出部と、を含むことができる。
【００２１】
本発明の燃料電池において、識別部は、複数の端子と燃料カートリッジとの電気的接続状態に基づき、当該燃料カートリッジが収容する燃料の種類を判断する判断部と、判断部が判断した燃料の種類に応じて、動作状態を制御する制御部と、をさらに含むことができる。
【００２２】
本発明によれば、上記燃料電池の識別部に識別される標識部を有することを特徴とする燃料カートリッジが提供される。ここで、標識部は、燃料電池の嵌合部と嵌合する接続部や、燃料電池の端子と電気的に接続する端子とすることができる。
【００２３】
本発明によれば、上記燃料電池の識別部に識別される標識部を有する燃料カートリッジであって、複数の端子と、燃料電池の端子と電気的に接続させる一の端子を複数の端子の中から選択する選択部と、を含むことを特徴とする燃料カートリッジが提供される。
【００２４】
本発明によれば、上記燃料カートリッジと、燃料カートリッジの標識部を識別する識別部を有する燃料電池本体と、を含む燃料電池システムであって、上記燃料カートリッジが、収容する燃料を示す標識部を有することを特徴とする燃料電池システムが提供される。
本発明によれば、燃料を収容する燃料カートリッジが離脱可能に装着される装着部と、
上記装着部に装着される燃料カートリッジを識別する識別部と、を含み、上記識別部は、上記燃料カートリッジと選択的に電気的に接続する端子を含むことを特徴とする燃料電池の上記識別部に識別される標識部を有する燃料カートリッジであって、複数の端子と、上記燃料電池の前記端子と電気的に接続させる一の端子を前記複数の端子の中から選択する選択部と、を含むことを特徴とする燃料カートリッジが提供される。
【００２５】
本発明によれば、上記燃料電池と、前記燃料の使用規制情報を受信する受信部と、を含むことを特徴とする燃料電池システムが提供される。また、燃料電池システムの出力部は、使用規制情報を出力することができる。さらに、前記燃料電池の前記制御部は、前記燃料判別部によって判別された前記燃料の判別結果と、前記受信部によって受信された前記使用規制情報に基づいて、前記燃料電池の動作を制御することができる。また、前記切り替え部は、前記受信部によって受信された前記使用規制情報に基づいて、前記燃料電池の前記識別部を切り替えてもよい。
【００２６】
また、この燃料電池システムは、前記使用規制情報を送信する送信機を含むことができる。さらに、この燃料電池システムにおいて、前記受信部および／または前記送信機は、無線通信により前記使用規制情報を送受信することができる。
【００２７】
この構成によれば、使用環境に応じて、使用規制がかかるような状況にあっても、適切な燃料を使用することができ、安全性を高めることが可能となる。
【００２８】
以上述べたように、本発明によれば、燃料電池が、装着される燃料カートリッジを識別する識別部を有するので、簡単な構造および構成で、適切な燃料を収容した燃料カートリッジを燃料電池に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の燃料電池のカートリッジ取付機構の一例を示す斜視図である。
【図３】図２の燃料電池に燃料カートリッジを取り付けた状態を示す正面図である。
【図４】図１の燃料電池の燃料カートリッジの接続部を示す斜視図である。
【図５】燃料カートリッジの接続部と、燃料カートリッジの接続部と嵌合する形状を有する燃料電池の嵌合部を示す図である。
【図６】燃料カートリッジの接続部と、燃料カートリッジの接続部と嵌合する形状を有する燃料電池の嵌合部を示す図である。
【図７】燃料カートリッジの接続部と、燃料カートリッジの接続部と嵌合する形状を有する燃料電池の嵌合部を示す図である。
【図８】図１の燃料電池のカートリッジ取付機構の他の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態における燃料電池の嵌合部と対応する燃料カートリッジの接続部の他の例を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態における燃料電池の嵌合部と対応する燃料カートリッジの接続部の他の例を模式的に示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態における燃料電池の嵌合部の一例を模式的に示した図である。
【図１２】図１１の燃料電池に装着可能な燃料カートリッジの接続部を示す図である。
【図１３】図１１の燃料電池に装着可能な燃料カートリッジの接続部を示す図である。
【図１４】図１１の燃料電池に装着可能な燃料カートリッジの接続部を示す図である。
【図１５】図１２の燃料カートリッジが図１１の燃料電池に装着された状態を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態における燃料電池の嵌合部と対応する燃料カートリッジの接続部の別の例を模式的に示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態における燃料電池の嵌合部と対応する燃料カートリッジの接続部の別の例を模式的に示す図である。
【図１８】図９の燃料電池の嵌合部の他の例を模式的に示す図である。
【図１９】図９の燃料電池の嵌合部の他の例を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態の燃料電池の構成の一例を模式的に示すブロック図である。
【図２１】図２０に示した燃料電池の記憶部の内部構成を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態の燃料電池の他の例を示す模式図である。
【図２３】本発明の実施の形態の燃料電池の他の例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の実施の形態の燃料電池の構成の他の例を模式的に示すブロック図である。
【図２５】図２４に示された燃料電池の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態の燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２７】図２６の燃料電池システムの動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図２８】図２６の燃料電池システムの動作手順の他の一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の実施の形態の燃料電池および燃料カートリッジの他の例を示すブロック図である。
【図３０】本発明の実施の形態の燃料電池および燃料カートリッジの他の例を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態の燃料電池の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、以下の説明において詳細な説明を適宜省略する。【００３２】
本発明の実施の形態における燃料電池は、携帯電話、ノート型等の携帯型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、各種カメラ、ナビゲーションシステム、ポータブル音楽再生プレーヤ等の小型電気機器に適用可能である。また、燃料電池は、交換可能な燃料カートリッジを使用する。【００３３】
（第一の実施の形態）
本実施の形態において、燃料カートリッジには、収容する燃料に対応する接続部が設けられ、燃料電池には、適切な燃料カートリッジを装着するために、燃料カートリッジの接続部と嵌合する嵌合部が設けられる。【００３４】
図１は、本実施の形態における燃料電池の構成を模式的に示した図である。図１（Ａ）は、側面配置図、図１（Ｂ）は、平面配置図である。【００３５】
燃料電池１００は、セルスタック１２０１と、セルスタック１２０１を収容する筐体１２０３を有する。燃料電池１００には燃料１２４を収容する燃料カートリッジ１２２０が取り付けられる。燃料カートリッジ１２２０は、燃料１２４を収容する燃料室１２２１と、燃料室１２２１に開口し、燃料電池１００に燃料１２４を注入する注入口１２２３と、収容する燃料１２４に対応する形状を有する接続部１２２５とを有する。ここで、接続部１２２５は、注入口１２２３と一体に形成されている。【００３６】
燃料電池１００は、嵌合部１２０５と、燃料供給流路１２０７と、燃料循環流路１２０９と、ポンプ１２１１と、排気用ファン１２１３とを含む。嵌合部１２０５は、燃料カートリッジ１２２０の注入口１２２３から燃料１２４を受け入れる。また、嵌合部１２０５は、燃料カートリッジ１２２０を離脱可能に装着するとともに、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５と選択的に嵌合する。燃料供給流路１２０７は、嵌合部１２０５からセルスタック１２０１に燃料１２４を供給する。燃料循環流路１２０９は、セルスタック１２０１から排出された燃料１２４を循環させる。ポンプ１２１１は、燃料供給流路１２０７に設けられ、燃料カートリッジ１２２０から燃料１２４を吸入するとともに、燃料循環流路１２０９からの燃料１２４を循環させる。排気用ファン１２１３は、筐体１２０３内の湿気および反応生成気体を筐体１２０３外部に排気口（不図示）から排出する。【００３７】
セルスタック１２０１は、固体電解質膜（不図示）と、固体電解質膜を挟んで対向して設けられた燃料極（不図示）および酸化剤極（不図示）とをそれぞれ有する複数の単位セル（不図示）とを含む。燃料極には、燃料カートリッジ１２２０から供給された燃料１２４が供給され、酸化剤極には、酸化剤として空気が供給される。または、酸化剤として、酸素ガスを供給してもよい。【００３８】
本発明の燃料電池１００において、燃料１２４は、たとえばメタノール、エタノール、ジメチルエーテル、または他のアルコール類、あるいはシクロパラフィン等の液体炭化水素等の有機液体燃料を用いることができる。有機液体燃料は、水溶液とすることができる。【００３９】
図２は、図１に示した燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０を示す斜視図である。また図３は、図２に示した燃料電池１００に燃料カートリッジ１２２０を取り付けた状態を示す正面図である。
燃料電池１００は、筐体１２０３に燃料カートリッジ１２２０を着脱可能に取り付けるカートリッジ取付機構を有する。本実施の形態において、燃料カートリッジ１２２０は、接続部１２２５が設けられた取付面１２２６と、取付面１２２６の反対側の押圧面１２２７と、取付面１２２６に実質的に鉛直な短手方向の２つの側面１２２８とを有する。また、燃料カートリッジ１２２０は、両側面１２２８上にそれぞれ形成された溝１２２９を含む。【００４０】
燃料電池１００の筐体１２０３は、燃料カートリッジ１２２０を装着する際に、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６と対面する受入面１２１５を有する。カートリッジ取付機構は、筐体１２０３の受入面１２１５に対して実質的に鉛直方向に延在する一対のガイド部１２３１と、一対のガイド部１２３１の対面する２つの側面１２３２の長手方向に設けられ、燃料カートリッジ１２２０の溝１２２９に対して嵌合する形状を有するレール部１２３３と、ガイド部１２３１の一方に設けられたピン１２３４を回転軸として揺動可能に設けられた蓋１２３５と、蓋１２３５の内側に向かって突出し、燃料カートリッジ１２２０に対面する面１２３７に設けられ、燃料カートリッジ１２２０の押圧面１２２７を筐体１２０３側に押圧する弾性部材からなる押圧部１２３９と、ガイド部１２３１の他方側で、蓋１２３５を閉状態に固定する固定部（不図示）とを含む。【００４１】
このように構成された燃料電池１００に燃料カートリッジ１２２０を装着させる際には、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６と筐体１２０３の受入面１２１５を対面させ、燃料カートリッジ１２２０の溝１２２９をガイド部１２３１のレール部１２３３に沿って挿入する。つづいて、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５を筐体１２０３の嵌合部１２０５に嵌め合わせ、蓋１２３５を閉じて、固定部によって固定する。これにより、蓋１２３５の内側に設けられた押圧部１２３９によって燃料カートリッジ１２２０が筐体１２０３に向かって押圧され、図３に示したように、燃料カートリッジ１２２０が筐体１２０３にしっかりと固定される。【００４２】
また、燃料電池１００は、燃料カートリッジ１２２０が装着され、蓋１２３５が閉じられたことを検知する検知部（不図示）を有し、検知部が蓋１２３５が閉じられたことを検知したとき、燃料電池１００の運転が可能となるように構成することができる。
以上の例では、ピン１２３４を回転中心として蓋１２３５を回転して閉じることで燃料カートリッジ１２２０が装着されることを記述したが、装着方法としてはこれに限定されるものではなく他にもツメ等を引っ掛けて合致させる方式やスライドロック方式等で装着することができる。【００４３】
図４は、それぞれ形状が異なる複数の燃料カートリッジの接続部を示す斜視図である。図４（Ａ）に示した接続部１２２５は円形、図４（Ｂ）に示した接続部１２２５は矩形、図４（Ｃ）に示した接続部１２２５は略Ｌ字型の形状を有するが、これらは互いに重なり合わない形状を有する。本実施の形態において、これらの燃料カートリッジ１２２０は、異なる種類の燃料を収容するものとする。【００４４】
図５、図６および図７は、それぞれ図４（Ａ）、図４（Ｂ）、および図４（Ｃ）に示した燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５と、各燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５と嵌合する燃料電池１００側の嵌合部１２０５を示す図である。図５（Ａ）、図６（Ａ）、および図７（Ａ）は、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５の正面図である。図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、および図７（Ｂ）は、それぞれ、図５（Ａ）〜図７（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（Ｄ）、図６（Ｄ）、および図７（Ｄ）は、嵌合部１２０５の正面図である。図５（Ｃ）、図６（Ｃ）、および図７（Ｃ）は、それぞれ、図５（Ｄ）〜図７（Ｄ）のＢ−Ｂ断面図である。【００４５】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５は、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６に設けられた円形の注入口１２２３と、注入口１２２３から取付面１２２６に対して実質的に鉛直方向に突出した円筒状の挿入部１２４１とを含む。挿入部１２４１の端部１２４３には、燃料１２４を密封するための隔膜１２４５が設けられている。隔膜１２４５は、弾性、伸縮性を有するとともに、燃料１２４を透過しない材質からなるのが好ましい。【００４６】
図５（Ｃ）および図５（Ｄ）に示すように、燃料電池１００の嵌合部１２０５は、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が嵌合する大きさおよび形状に形成される。詳細には、嵌合部１２０５は、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５の注入口１２２３より少し大きな直径および実質的に同じ形状を有する円形の開口部１２５１と、開口部１２５１から筐体１２０３の受入面１２１５に実質的に鉛直方向に延在する円筒状の導入部１２５３と、導入部１２５３の端部に形成された円形の底面部１２５５と、導入部１２５３の中心軸に実質的に平行に底面部１２５５の中心から筐体１２０３内外に向かって延在する中空針１２５７とを含む。開口部１２５１は、筐体１２０３の受入面１２１５に形成される。【００４７】
図５の燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が燃料電池１００の嵌合部１２０５に挿入されると、燃料カートリッジ１２２０の隔膜１２４５が燃料電池１００の嵌合部１２０５の中空針１２５７によって穿刺され、燃料カートリッジ１２２０の燃料室１２２１と燃料電池１００の燃料供給流路１２０７（図１参照）が中空針１２５７を介して連通される。ここで、隔膜１２４５は、燃料が燃料供給流路１２０７に注入される際に、中空針１２５７との間の穿孔部分をシールドすることができる伸縮性を有する材料により構成されることが好ましい。隔膜１２４５は、たとえば、高密度ゴムやセプタムにより構成することができる。【００４８】
このような状態で、図２に示した蓋１２３５を閉じると、蓋１２３５の内側に設けられた押圧部１２３９によって燃料カートリッジ１２２０が筐体１２０３に向けて押圧され、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６と、燃料電池１００の筐体１２０３の受入面１２１５とが当接し、燃料カートリッジ１２２０が装着される（図３参照）。【００４９】
また、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示した構成においては、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５は、正方形の注入口１２２３および挿入部１２４１を含む。【００５０】
図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示した構成においては、燃料電池１００の嵌合部１２０５は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示した燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が嵌合する大きさおよび形状を有する。【００５１】
図６においても、図５に関して説明したのと同様に、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が燃料電池１００の嵌合部１２０５に挿入されると、燃料カートリッジ１２２０の隔膜１２４５が燃料電池１００の嵌合部１２０５の中空針１２５７によって穿刺され、燃料カートリッジ１２２０の燃料室１２２１と燃料供給流路１２０７が中空針１２５７を介して連通される。【００５２】
また、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示した構成においては、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５は、Ｌ字形の注入口１２２３および挿入部１２４１を含む。【００５３】
図７（Ｃ）および図７（Ｄ）に示した構成においては、燃料電池１００の嵌合部１２０５は、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示した燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が嵌合する大きさおよび形状を有する。【００５４】
図７においても、図５に関して説明したのと同様に、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が燃料電池１００の嵌合部１２０５に挿入されると、燃料カートリッジ１２２０の隔膜１２４５が燃料電池１００の嵌合部１２０５の中空針１２５７によって穿刺され、燃料カートリッジ１２２０の燃料室１２２１と燃料供給流路１２０７が中空針１２５７を介して連通される。【００５５】
本実施の形態において、異なる種類の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５は、異なる形状を有するように構成される。燃料カートリッジ１２２０は、収容する燃料の種類、濃度、および／または添加剤の有無によって区別することができる接続部１２２５を有する。また、燃料電池１００の嵌合部１２０５は、このように構成された燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５と嵌合するように形成される。【００５６】
以上のように構成された本実施の形態の燃料電池の作用について、図１〜図７を参照して説明する。
ここで、たとえば、図４（Ａ）に示した形状の接続部１２２５を有する燃料カートリッジ１２２０は、濃度１０％のメタノール水溶液を収容し、図４（Ｂ）に示した形状の接続部１２２５を有する燃料カートリッジ１２２０は、濃度３０％のメタノール水溶液を収容し、図４（Ｃ）に示した形状の接続部１２２５を有する燃料カートリッジ１２２０は、濃度５０％のメタノール水溶液を収容するものとする。以下、このように想定して説明する。【００５７】
燃料電池１００が、濃度１０％のメタノール水溶液を燃料１２４として使用するものであるとき、燃料電池１００には、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）に示した嵌合部１２０５が設けられる。この嵌合部１２０５には、図５（Ａ）に示した接続部１２２５のみが嵌合することができ、この燃料電池１００に図６（Ａ）および図７（Ａ）に示した接続部１２２５を有する燃料カートリッジ１２２０を取り付けることはできない。このように、この燃料電池１００に取り付けられる燃料カートリッジ１２２０は、図５（Ａ）に示した接続部１２２５を有するものだけなので、濃度１０％のメタノール水溶液以外の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０を誤って取り付けることを防止できる。【００５８】
同様に、燃料電池１００が、濃度３０％のメタノール水溶液を燃料１２４として使用するものであるときは、燃料電池１００には、図６（Ｃ）および図６（Ｄ）に示した嵌合部１２０５を設ければよい。また、燃料電池１００が、濃度５０％のメタノール水溶液を燃料１２４として使用するものであるときは、燃料電池１００には、図７（Ｃ）および図７（Ｄ）に示した嵌合部１２０５を設ければよい。【００５９】
このように、燃料カートリッジ１２２０に、種類、濃度、および／または添加剤の有無等に応じて区別される接続部１２２５を設け、燃料電池１００に対応する嵌合部１２０５を設けることにより、適切な燃料カートリッジ１２２０を選択的に燃料電池１００に取り付け可能とすることができる。これによって、誤って使用不可能な燃料１２４を含む燃料カートリッジ１２２０を燃料電池１００に取り付けてしまうことを防ぐこともできる。【００６０】
上記実施の形態において、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が、凸形状を有し、燃料電池１００の嵌合部１２０５が凹形状を有する形態を説明したが、これに限定されるものではなく、凹凸関係は逆でもよいし、あるいは双方に凹凸形状をそれぞれ設けてもよい。
また、図４では接続部１２２５の形状が円形、矩形、および略Ｌ字形である場合を例として示したが、接続部１２２５の形状の形状はこれに限定されるものではなく、さまざまな形状とすることができる。【００６１】
また、燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０は、図８に示すような構成とすることもできる。ここで、燃料カートリッジ１２２０は、取付面１２２６に設けられた接続部１２２５と、取付面１２２６に実質的に鉛直な長手方向の２つの側面１２２８にそれぞれ形成された溝１２２９とを含む。【００６２】
燃料電池１００には、燃料カートリッジ１２２０を装着可能に収納する開口が設けられた収納部１２４０が設けられる。収納部１２４０には、嵌合部１２０５が設けられる。また、収納部１２４０の開口部分には、燃料カートリッジ１２２０が装着されるときに溝１２２９と嵌合する形状を有するレール部１２３３が設けられる。ここでは図示していないが、燃料電池１００は、図２に示した形態と同様、蓋、押圧部、固定部等を含むことができる。また、燃料電池１００の嵌合部１２０５および燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５は、図４〜図７に示したように、種々の形状とすることができる。このように構成された燃料電池１００においても、上記と同様な効果が得られる。【００６３】
図９は、燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０の他の例を示す図である。
ここで、燃料カートリッジ１２２０は、接続部１２２５の挿入部１２４１の高さを異ならせることにより、燃料電池１００と嵌合する形状とすることができる。燃料電池１００の嵌合部１２０５は、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５の挿入部１２４１がそれぞれ嵌合する深さを有する。【００６４】
また、各燃料電池１００の嵌合部１２０５に設けられた中空針１２５７は、対応する燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５の隔膜１２４５を穿刺するのに必要十分な長さのみ突出するようにする。このように構成すれば、たとえば、図９（Ａ）の燃料カートリッジ１２２０が、図９（Ｂ）の燃料電池１００に装着された場合に、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５を挿入することができても、中空針１２５７が燃料カートリッジ１２２０の隔膜１２４５に届かないので、燃料カートリッジ１２２０の燃料室１２２１と燃料電池１００の燃料供給流路１２０７が中空針１２５７を介して連通されることはない。【００６５】
また、燃料電池１００は、燃料カートリッジ１２２０が適切に装着されたかを検知するように構成され、燃料カートリッジ１２２０が適切に装着されたときにのみ運転可能に構成することができる。燃料カートリッジ１２２０が適切に装着されたか否かは、蓋１２３５（図２参照）が閉じられたか否かにより判断することができる。このようにすれば、たとえば、図９（Ｃ）の燃料カートリッジ１２２０が、図９（Ａ）の燃料電池１００に装着された場合、蓋１２３５を閉じることができず、運転を行うことができない。これにより、不適切な燃料カートリッジ１２２０が装着されることを防ぐことができる。【００６６】
図１０は、燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０のまた他の例を示す図である。
燃料カートリッジ１２２０は、接続部１２２５の縦断面の形状を異ならせることにより、燃料電池１００と嵌合する形状とすることができる。燃料電池１００の嵌合部１２０５は、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が嵌合する形状を有する導入部１２５３を含む。【００６７】
以上のように、本実施の形態において、燃料カートリッジ１２２０には、収容する燃料に対応する接続部１２２５が設けられ、燃料電池１００には接続部１２２５に対応する嵌合部１２０５が設けられるので、適切な燃料を収容した燃料カートリッジ１２２０を燃料電池１００に取り付けることができる。【００６８】
（第二の実施の形態）
本実施の形態において、燃料電池１００は、使用環境や状況に応じて、適切な燃料を収容した燃料カートリッジを選択することができるように、嵌合部を適宜選択可能に構成される。【００６９】
図１１は、本実施の形態における燃料電池の嵌合部の一例を模式的に示した図であり、図１１（Ａ）は正面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。【００７０】
本実施の形態において、燃料電池１００の筐体１２０３の受入面１２１５には、複数（図１１では３つ）の受入孔１２６１ａ、受入孔１２６１ｂおよび受入孔１２６１ｃと、複数の受入孔１２６１ａ〜１２６１ｃのうち一つのみを開口し、他を閉じるシャッター１２６３と、中空針１２５７と、位置決め凸部１２６７ａと、位置決め凹部１２６７ｂとが設けられる。シャッター１２６３は、受入面１２１５の背面または前面に設けられる。ここでは、シャッター１２６３を受入面１２１５の背面に設けた構成を示している。中空針１２５７は、受入面１２１５に実質的に鉛直に設けられる。【００７１】
本実施の形態において、嵌合部１２０５の機能は、複数の受入孔１２６１ａ〜１２６１ｃ、シャッター１２６３、位置決め凸部１２６７ａ、および位置決め凹部１２６７ｂにより実現される。複数の受入孔１２６１ａ、受入孔１２６１ｂおよび受入孔１２６１ｃは、中空針１２５７と同軸周りの円周上に所定の角度間隔で配置される。受入孔の数は、切り替えて使用可能な燃料の種類の数等に対応させることができる。【００７２】
シャッター１２６３は、受入孔１２６１ａ〜１２６１ｃの一つを開口させる開放部１２６５を有する円形プレートであり、シャッター駆動機構（不図示）により、中空針１２５７と同軸周りに回転し、３つの受入孔１２６１ａ〜１２６１ｃを一つずつ開口させる３つの異なるポジションを取ることができる。シャッター１２６３のポジションは、手動で変更することもでき、モーター（不図示）などにより自動制御で変更することもできる。これにより、燃料電池１００の嵌合部１２０５の複数の受入孔１２６１ａ〜１２６１ｃのうち一つのみを開口させることができる。【００７３】
図１２、図１３および図１４は、それぞれ図１１の燃料電池に装着可能な燃料カートリッジの接続部を示す図である。図１２（Ａ）、図１３（Ａ）および図１４（Ａ）は正面図、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）および図１４（Ｂ）はそれぞれ図１２（Ａ）、図１３（Ａ）および図１４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。【００７４】
本実施の形態において、図１２に示す燃料カートリッジ１２２０は、図１１に示したシャッター１２６３の開放部１２６５が受入孔１２６１ａを開口させているときに燃料電池１００と嵌合する。燃料カートリッジ１２２０は、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６に設けられた注入口１２２３と、取付面１２２６に対して実質的に鉛直方向に突出した円筒状の接続部１２２５と、注入口１２２３を覆い、燃料１２４を密封するための隔膜１２４５とを含む。燃料カートリッジ１２２０は、燃料電池１００の嵌合部１２０５の位置決め凸部１２６７ａおよび位置決め凹部１２６７ｂとそれぞれ嵌合する位置決め凹部１２６９ａおよび位置決め凸部１２６９ｂをさらに含む。【００７５】
図１３に示す燃料カートリッジ１２２０は、図１１に示したシャッター１２６３の開放部１２６５が受入孔１２６１ｂを開口させているときに燃料電池１００と嵌合する。同様に、図１４に示す燃料カートリッジ１２２０は、図１１に示したシャッター１２６３の開放部１２６５が受入孔１２６１ｃを開口させているときに燃料電池１００と嵌合する。【００７６】
図１５は、図１２に示した燃料カートリッジが図１１の燃料電池に装着された状態を示す断面図である。燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５が燃料電池１００の嵌合部１２０５の受入孔１２６１ａに挿入されると、燃料カートリッジ１２２０の注入口１２２３に設けられた隔膜１２４５が燃料電池１００の中空針１２５７により穿刺され、燃料カートリッジ１２２０の燃料室１２２１と燃料供給流路１２０７が中空針１２５７を介して連通される。このとき、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６と、燃料電池１００の受入面１２１５とが当接する。【００７７】
本実施の形態において、燃料電池１００のシャッター１２６３を回転させて所望の受入孔を開口させることにより、燃料電池１００に取り付け可能な燃料カートリッジ１２２０を設定することができる。これにより、燃料電池１００を使用する環境や状況に応じて、取り付け可能な燃料カートリッジを選択することができる。
以上の例では、受入口が三つある場合を例として記述したが、受入口の数に制限はない。【００７８】
図１６は、燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０の他の例を示す図である。
図１６（Ａ）に示すように、燃料電池１００には、一つの受入孔１２８１が設けられた構成とすることができる。受入孔１２８１は、中空針１２５７と同軸に形成された扇状の開口部である。シャッター１２６３は、受入孔１２８１の一部を開口させる開放部１２６５を有する円形プレートである。ここでは、シャッター１２６３の開放部１２６５は、受入孔１２８１を３分割した大きさのみ開口させる。シャッター１２６３は、シャッター駆動機構（不図示）により、中空針１２５７と同軸周りに回転可能であり、３つの異なるポジションをとる。【００７９】
図１６（Ｂ）〜図１６（Ｄ）は、図１６（Ａ）に示した燃料電池１００のシャッター１２６３が３つの異なるポジションをとるときに、受入孔１２８１と選択的にそれぞれ嵌合する接続部１２２５を有する燃料カートリッジ１２２０を示す図である。【００８０】
このように構成された燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０において、シャッター１２６３の開放部１２６５が受入孔１２８１を開口させる位置に応じて、図１６（Ｂ）〜図１６（Ｄ）に示した燃料カートリッジ１２２０のいずれかが燃料電池１００に装着可能となるので、燃料電池１００に取り付ける燃料カートリッジ１２２０を選択的に設定することができる。【００８１】
図１７は、燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０のまた他の例を示す図である。
図１７（Ａ）に示すように、燃料電池１００は、開放部１２６５が設けられたスライド式のシャッター１２６３を有する構成とすることができ、シャッター１２６３をスライドさせることにより、受入孔１２８１の開口位置をかえる。シャッター１２６３は、シャッター駆動機構（不図示）により、図中左右方向に移動可能であり、３つの異なるポジションをとる。【００８２】
図１７（Ｂ）〜図１７（Ｄ）は、図１７（Ａ）に示した燃料電池１００のシャッター１２６３が３つの異なるポジションをとるときに、受入孔１２８１と選択的にそれぞれ嵌合する接続部１２２５を有する燃料カートリッジ１２２０を示す図である。【００８３】
また、第一の実施の形態において図５〜図７を参照して説明したのと同様に、燃料電池１００に形状の異なる複数の嵌合部１２０５を設け、これらのいずれかをシャッター１２６３で開口する構成とすることもできる。【００８４】
さらに、第一の実施の形態において図９を参照して説明したのと同様に、嵌合部１２０５の深さを異ならせ、これらのいずれかをシャッター１２６３で開口する構成とすることもできる。【００８５】
図１８および図１９は、燃料電池１００の他の例を示す図である。ここで、燃料電池１００には、嵌合部１２０５の導入部１２５３の深さを変える機構が設けられる。このとき、図９に示したのと同様の燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に取り付けられる。【００８６】
図１８においては、燃料電池１００は、嵌合部１２０５の導入部１２５３の底面部１２５５を導入部１２５３の深さ方向に移動する底面可動部１２７１を含む。ここで、中空針１２５７が底面部１２５５の中央に設けられており、底面部１２５５とともに移動する。この燃料電池１００において、底面可動部１２７１が底面部１２５５を移動させることにより、嵌合部１２０５の導入部１２５３の深さが変化する。【００８７】
図１９においては、燃料電池１００は、受入面１２１５を中空針１２５７の軸方向に移動する受入面可動部１２７５を含む。この燃料電池１００において、受入面可動部１２７５が受入面１２１５を移動させることにより、嵌合部１２０５の導入部１２５３の深さが変化する。【００８８】
以上のように、本実施の形態において、燃料電池１００側で取り付けたい燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５に対応する嵌合部１２０５を選択的に設定することができるので、燃料電池１００を使用する環境や状況に応じて、取り付け可能な燃料カートリッジ１２２０を選択することができる。【００８９】
（第三の実施の形態）
本実施の形態において、燃料電池１００は、燃料カートリッジ１２２０との電気的接続状態により、装着された燃料カートリッジ１２２０を識別する。また、燃料電池１００は、装着された燃料カートリッジ１２２０が収容する燃料の種類を検出し、その種類に応じて運転状態を制御する。【００９０】
図２０は、本実施の形態における燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０を示す図である。
燃料カートリッジ１２２０は、複数の接続端子Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４と、接続端子Ｘ１と接続端子Ｘ２、Ｘ３またはＸ４のいずれかとを選択的に接続する端子Ｚを含む。燃料カートリッジ１２２０は、収容する燃料の種類に応じて、接続端子Ｘ１と接続端子Ｘ２〜Ｘ４のいずれを接続するかを選択可能に構成される。また、ここでは接続端子Ｘ１を固定としたが、燃料カートリッジ１２２０は、接続端子Ｘ１〜Ｘ４のいずれか２つを選択的に接続する端子を含む構成とすることもできる。【００９１】
燃料電池１００は、複数の接続端子Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３およびＹ４と、接続端子Ｙ１〜Ｙ４間の電気的接続状態を検出する検出部１２９１と、制御部１２９３と、記憶部１２９４とを含む。【００９２】
記憶部１２９４は、たとえば不揮発性記憶装置であり、接続端子Ｙ１〜Ｙ４間の電気的接続状態と燃料カートリッジ１２２０が収容する燃料の種類とを対応付けて記憶する。【００９３】
ここで、図２０に示した燃料カートリッジ１２２０が、濃度１０％の燃料を収容する場合、接続端子Ｘ１とＸ２とが端子Ｚにより電気的に接続され、濃度３０％の燃料を収容する場合、接続端子Ｘ１とＸ３とが端子Ｚにより電気的に接続され、濃度５０％の燃料を収容する場合、接続端子Ｘ１とＸ４とが端子Ｚにより電気的に接続されるものとする。濃度１０％の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に装着された場合、検出部１２９１は、接続端子Ｙ１とＹ２が燃料カートリッジ１２２０の接続端子Ｘ１とＸ２と電気的に接続したことを検出する。同様に、濃度３０％の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に装着された場合、検出部１２９１は、接続端子Ｙ１とＹ３が燃料カートリッジ１２２０の接続端子Ｘ１とＸ３と電気的に接続したことを検出する。同様に、濃度５０％の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に装着された場合、検出部１２９１は、接続端子Ｙ１とＹ４が燃料カートリッジ１２２０の接続端子Ｘ１とＸ４と電気的に接続したことを検出する。記憶部１２９４は、図２１に示すように、検出部１２９１が検出する接続端子の種類と燃料カートリッジ１２２０が収容する燃料の種類とを対応付けて記憶する。【００９４】
制御部１２９３は、検出部１２９１が検出した電気的接続状態に基づき、記憶部１２９４を参照して装着された燃料カートリッジ１２２０が収容する燃料の種類を識別する。制御部１２９３は、装着された燃料カートリッジ１２２０が収容する燃料の種類に応じて、燃料電池１００の運転を制御する。制御部１２９３は、たとえば、装着された燃料カートリッジ１２２０が収容する燃料の濃度に応じて、図１に示したポンプ１２１１の駆動を制御することができる。制御部１２９３は、高濃度の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に装着された場合に、燃料の流量を抑えるようポンプ１２１１を駆動したり、低濃度の燃料を収容する燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に装着された場合に、燃料の流量を多くするようポンプ１２１１を駆動したりすることができる。【００９５】
さらに、燃料電池１００は、開口部１２５１（図５参照）の開閉を制御するシャッターなどの開口部開閉機構（不図示）を含むこともできる。検出部１２９１は、この開口部開閉機構を制御して開口部１２５１の開口度を調整することにより、燃料カートリッジ１２２０からの燃料１２４の流量を制御することもできる。【００９６】
制御部１２９３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＩＣ（Integrated Circuit）とすることができ、予めプログラムされ、記憶装置（不図示）に記憶された手順に従って動作する。また、制御部１２９３は、リレーなどによるシーケンス回路とすることもできる。【００９７】
図２２は、燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０の他の例を示す図である。
ここで、嵌合部１２０５および接続部１２２５は、互いに嵌合する形状に形成される。
燃料電池１００の嵌合部１２０５は、図２２（Ａ）に示すように、嵌合部１２０５の円周上に設けられた位置決め凹部１２８５と、位置決め凹部１２８５に設けられた金属プレートからなる接続端子Ｙ１と、嵌合部１２０５の導入部１２５３の内側面の円周上に一定の間隔を空けて配置された３つの金属プレートからなる接続端子Ｙ２、接続端子Ｙ３および接続端子Ｙ４とを有する。【００９８】
また、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５は、図２２（Ｂ）に示すように、位置決め凹部１２８５と嵌合する位置決め凸部１２８７と、位置決め凸部１２８７に設けられた接続端子Ｘ１とを有する。また、接続部１２２５は、接続端子Ｘ２、接続端子Ｘ３、または接続端子Ｘ４のいずれかを有する。ここでは、接続部１２２５が接続端子Ｘ２を有する例を示す。【００９９】
このような構成とすれば、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５を燃料電池１００の嵌合部１２０５と嵌合させたときの接続端子Ｙ１〜Ｙ４、および接続端子Ｘ１〜Ｘ４の接続状態に応じて、どの燃料カートリッジ１２２０が装着されたかを検出することができる。【０１００】
また、図２３に示すように、燃料電池１００は、検出部１２９１によって検出された情報に基づいて、装着されている燃料カートリッジ１２２０の種類を報知する報知部１２９９を設けてもよい。報知部１２９９は、たとえば、ＬＥＤや液晶表示器などの表示器、音声出力用スピーカ、またはディジタルおよび／またはアナログ出力信号を出力する出力端子などである。また、報知部１２９９は、装着された燃料カートリッジ１２２０が、燃料電池１００に適合しているか否かを報知するものであってもよい。【０１０１】
（第四の実施の形態）
図２４は、本実施の形態における燃料電池１００を示す図である。本実施の形態において、燃料電池１００は、第三の実施の形態において図２０に示した燃料電池１００の構成に加え、燃料電池１００に装着される燃料カートリッジ１２２０の選択を使用者から受け付ける指示受付部１２９６と、指示受付部１２９６が受け付けた燃料カートリッジ１２２０の種類に応じて、接続端子Ｙ２、Ｙ３またはＹ４のいずれか一つを選択するよう切り替えるスイッチ１２９７とを含む。本実施の形態において、燃料カートリッジ１２２０は、第三の実施の形態で説明したのと同様の構成を有する。【０１０２】
図２５は、図２４に示された燃料電池の動作手順の一例を示すフローチャートである。
指示受付部１２９６は、使用者から燃料電池１００に使用する燃料カートリッジ１２２０の種類の選択を受け付ける（ステップＳ１０１）。スイッチ１２９７は、ステップＳ１０１で選択された燃料カートリッジ１２２０の種類に応じて、接続端子Ｙ２〜Ｙ４のいずれかが検出部１２９１に接続されるように端子を切り替える（ステップＳ１０２）。これにより、燃料電池１００の設定が終了する。【０１０３】
このような状態で、燃料電池１００に適切な燃料カートリッジ１２２０が装着されると、検出部１２９１は、燃料カートリッジ１２２０と接続端子Ｙ１〜Ｙ４の導通を検出する（Ｓ１０３のＹＥＳ）。これにより、燃料電池１００の運転が開始される（ステップＳ１０４）。【０１０４】
このように、本実施の形態において、燃料電池１００側で装着可能とする燃料カートリッジ１２２０の種類を設定することができるので、使用環境に応じて、適宜適切な燃料カートリッジ１２２０を装着可能とすることができる。【０１０５】
（第五の実施の形態）
図２６は、本実施の形態の燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態において、燃料電池システムは、燃料電池１００の使用において、燃料の種類や濃度などが規制されている場合に、その燃料の使用規制情報を無線通信によって送信する送信機１３０１と、送信機１３０１から送信された使用規制情報を無線通信によって受信する受信部１３０３とを含む。受信部１３０３および送信機１３０１は、無線通信で送受信を行ってもよく、また有線で送受信を行ってもよい。【０１０６】
図２７は、本実施の形態の燃料電池システムの動作手順の一例を示すフローチャートである。
はじめに、受信部１３０３が送信機１３０１からの使用規制情報を含む信号を受信したか否かが判定される（ステップＳ２０１）。受信部１３０３が信号を受信した場合（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、制御部１２９３によって、使用規制情報が読み取られる（ステップＳ２０２）。制御部１２９３は、検出部１２９１によって検出された電気的接続状態を示す情報と、記憶部１２９４に記憶されたカートリッジが収容する燃料の情報とに基づいて判別された燃料カートリッジ１２２０の種類と、使用規制情報とに基づいて、現在装着されている燃料カートリッジ１２２０が、規制範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。燃料カートリッジ１２２０が規制範囲内である場合（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、燃料電池の運転を続け（ステップ２０７）、その後処理を終了する。一方、燃料カートリッジ１２２０が規制範囲外である場合（ステップＳ２０３のＮＯ）、規制範囲外であることを使用者に報知部１２９９を介して報知する（ステップＳ２０４）。【０１０７】
このように構成された燃料電池システムにおいて、送信機１３０１から送信される使用規制情報に基づいて、使用している燃料カートリッジ１２２０が規制範囲内であるか否かを使用者に報知することができるので、不適切な燃料カートリッジ１２２０を誤って使用するのを防ぐことができ、安全性を向上することができる。【０１０８】
さらに、他の例において、図２８に示すような処理とすることもできる。ここでは、図２７のステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理に加えて次の処理が行われる。規制範囲外であることを報知し（Ｓ２０４）、一定時間経過後、再度、燃料カートリッジ１２２０が規制範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ２０５）、燃料カートリッジ１２２０が規制範囲外である場合（ステップＳ２０５のＮＯ）、制御部１２９３により、燃料電池１００の運転を強制的に停止させる（ステップＳ２０６）ようにする。ステップ２０３またはステップ２０５において、燃料カートリッジ１２２０が規制範囲内である場合、定期的に継続して信号を受信し、常時燃料電池１００が規制範囲内で動作できるように制御部１２９３が監視するようにする。【０１０９】
このように構成された燃料電池システムにおいて、規制範囲外である場合に、強制的に燃料電池１００の運転を停止させることができるので、使用環境によっては、危険な状態にもなる不適切な燃料の使用を防止することができ、燃料電池１００の安全性を確保することができる。【０１１０】
なお、本実施の形態において、燃料電池システムは、受信部１３０３に電源を供給するバッテリ電源（不図示）を含んでもよい。これにより、燃料電池使用機器の電源が入っていない場合でも受信部１３０３を待機状態に保ち、使用規制情報を受信できる。【０１１１】
なお、上記実施の形態においては、燃料カートリッジ１２２０の使用規制情報を含む信号を受信した場合の処理についてのみ記載されたが、規制が解除された場合は、そのことを使用者に通知し、燃料電池１００の運転を再開させるようにしてもよい。これらの処理は、制御部１２９３を動作させるプログラムまたは回路によって適宜変更が可能である。【０１１２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明した。この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。【０１１３】
たとえば、燃料電池１００は、所定の燃料カートリッジ１２２０が装着されたときにのみ、電気的な導通が得られる構成とすることもできる。第三の実施の形態において、図２０に示した燃料電池１００は、接続端子Ｙ１〜Ｙ４を有する構成としたが、図２９に示すように、燃料電池１００は接続端子Ｙ１およびＹ２のみを有する構成とし、検出部１２９１は、接続端子Ｙ１およびＹ２と電気的に導通する燃料カートリッジ１２２０が装着されたか否かを検出するように構成することができる。この場合、燃料電池１００は、制御部１２９３および記憶部１２９４を有しない構成とすることができ、検出部１２９１が電気的導通を検出すると、燃料電池１００の運転が開始されるようにすることもできる。【０１１４】
また、たとえば、第三の実施の形態において、接続端子と接続端子間が電気的に接続されたことを検出部１２９１により検出したが、これとは逆に、接続端子と接続端子間が電気的に絶縁されたことを検出部１２９１により検出する構成とすることもできる。また、複数の端子間の電気的接続状態の複数のパターンを検出部１２９１により検出することにより、いずれの燃料を含む燃料カートリッジ１２２０が装着されたかを判別する構成とすることもできる。【０１１５】
また、第三の実施の形態において、燃料電池１００が制御部１２９３を有する構成として説明したが、制御部１２９３にかえて、燃料電池１００が、検出部１２９１によって検出された情報に基づいて、燃料電池１００の運転を開始または停止させるスイッチ等の回路を含む構成とすることもできる。【０１１６】
また、第四の実施の形態で示した指示受付部１２９６は、第五の実施の形態で図２６を参照して説明した燃料電池システムのように、燃料電池１００の外部からの操作指示を受信する受信部を含み、外部からの指示を受け付ける構成とすることもできる。これにより、たとえば、外部から燃料電池１００が装着可能な燃料カートリッジ１２２０の設定を行うことができる。【０１１７】
さらに、上記の実施の形態では、機械的および電気的な燃料カートリッジの識別方法について別々に述べてきたが、これらは組み合わせて利用することができる。図３０は、図９に示した燃料電池１００および燃料カートリッジ１２２０の変形例を示す図である。図３０（Ａ）は、燃料カートリッジ１２２０の正面図を示し、図３０（Ｂ）は、燃料電池１００の嵌合部１２０５の正面図を示す。図３０（Ｃ）は、図３０（Ａ）の線Ａ−Ａ断面図、図３０（Ｄ）は、図３０（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図を示す。【０１１８】
燃料カートリッジ１２２０は、互いに接続ライン１２８９を介して電気的に接続された２つの接続端子Ｘ１およびＸ２を有する。接続ライン１２８９の表面は絶縁部材によって被覆されている。接続端子Ｘ１は、燃料カートリッジ１２２０の取付面１２２６上の接続部１２２５の周囲に設けられ、接続端子Ｘ２は、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５の挿入部１２４１の端部１２４３の周囲に設けられている。【０１１９】
燃料電池１００は、２つの接続端子Ｙ１およびＹ２を有する。接続端子Ｙ１は、筐体１２０３の受入面１２１５上の嵌合部１２０５の周囲に設けられ、接続端子Ｙ２は、嵌合部１２０５の導入部１２５３の内側面の底面部１２５５よりに設けられている。【０１２０】
燃料カートリッジ１２２０の接続端子Ｘ１およびＸ２と燃料電池１００の接続端子Ｙ１およびＹ２は、燃料カートリッジ１２２０が燃料電池１００に装着されたときに、それぞれ互いに電気的に接続可能な位置に配置される。【０１２１】
これにより、燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５と燃料電池１００の嵌合部１２０５が確実に嵌め合った場合に、燃料カートリッジ１２２０の接続端子Ｘ１およびＸ２が燃料電池１００の接続端子Ｙ１およびＹ２にそれぞれ接触し、電気的な接続が確立する。一方、適切な燃料カートリッジ１２２０が装着されていない場合は、燃料カートリッジ１２２０の接続端子Ｘ１およびＸ２のいずれか一方しか燃料電池１００の接続端子と接触しないため、電気的に接続されない。【０１２２】
このようにして、燃料電池１００は、適切な燃料カートリッジ１２２０を判別することができる。【０１２３】
また、図３１に示すように、燃料電池１００は、複数の接続端子Ｙ２、Ｙ３およびＹ４を、嵌合部１２０５の導入部１２５３の内側面上に、所定の間隔を空けて配置されるように設けてもよい。このとき、各接続端子Ｙ２、Ｙ３およびＹ４は、異なる燃料カートリッジ１２２０の接続部１２２５の挿入部１２４１の端部１２４３に設けられた接続端子と電気的に接続可能な位置に配置される。【０１２４】
燃料電池１００は、図２０に示された燃料電池１００と同じ構成を有し、これにより、燃料カートリッジ１２２０が装着されたとき、電気的接続が確立している接続端子が検出部１２９１によって検出され、制御部１２９３に送信される。制御部１２９３において、検出部１２９１によって検出された電気的接続状態を示す情報と、記憶部１２９４に記憶されたカートリッジ情報とに基づいて、燃料カートリッジ１２２０の種類が判別され、判別された燃料カートリッジ１２２０が適切か否かが判定され、適切な場合は、燃料電池１００の運転を開始し、不適切な場合は運転を停止する。【０１２５】
また、燃料カートリッジにバーコード等を付し、燃料電池側で当該バーコードを読み取ることにより、燃料電池カートリッジが収容する燃料の種類を検出するようにすることもできる。【０１２６】
なお、以上の実施の形態においては、燃料１２４が有機液体燃料である場合を例として説明したが、燃料１２４として、水素、メタン、プロパン、ブタン、またはバイオマスガス等の天然および合成のガスを用いる場合も同様とすることができる。
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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