CN101673830A - 燃料电池系统和使用该燃料电池系统的终端用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供燃料电池系统和使用该燃料电池系统的终端用设备,在该燃料电池系统中,在贮氢合金容器(110)与燃料电池单元(128)之间配置有第1、第2开闭阀(112、114)、第1、第2检测用压力传感器(116、118)以及第1、第2压力调整阀(124、126),使第1、第2开闭阀(112、114)或者第1、第2检测用压力传感器(116、118)与第1、第2安全阀(120、122)直接连接。在与贮氢合金容器(110)连接的第1配管和与燃料电池单元(128)连接的第2配管之间具有至少1个系统的细微流路和配备在该流路附近或终端设备内的温度传感器,根据该温度传感器的输出,在发生异常时,打开或关闭使用的开闭阀,打开安全阀。
Description
本申请是申请日为2007年10月18日、申请号为200710182360.8、发明名称为“燃料电池系统和使用该燃料电池系统的终端用设备”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请以2006年10月18日在日本申请的在先申请第2006-284196号为基础,主张优先权,并将其内容引用于此。
技术领域
本发明涉及在便携用电子设备等中以氢气等的燃料电池作为电源的燃料电池系统和使用该燃料电池系统的终端用设备。
背景技术
氢气或甲醇等的燃料电池由于轻量化和便利性等,可考虑作为例如摄像机、笔记本型个人计算机、便携用电话机、便携信息终端机(PersonalDigital Assistants(个人数字助理):PDA)、声频播放器之类的各种信息处理装置等的燃料电池的用途。
本发明涉及应用贮氢合金材料的贮氢合金容器和使用该贮氢合金容器的燃料电池系统,特别地提出了用于便携设备的燃料电池系统。
例如,在日本特开2006-24028号公报中公开了一种超小型减压流量控制装置,该装置具有:开闭阀;使流体流动并减少流体压力的第1细微流体流路;用于使来自第1细微流体流路的流体流动的N条(N是2以上的整数)第2细微流体流路;分别设置在各细微流体流路内的微型阀;以及用于使来自各细微流体流路的流体合流并向外部排出的流体聚集流路。
并且,配置有温度补偿构件,该温度补偿构件设置在第1细微流体流路或第2细微流体流路内,随着温度上升而热膨胀,使各细微流体流路的截面面积减少。
并且,在日本特开2006-164872号公报中公开了一种燃料供给装置,该装置用于从燃料箱通过在中途分支出的燃料导入路径向多个燃料电池单元各方提供燃料的燃料电池,该装置具有与上述多个单元各方对应的多个压电式或电磁型的燃料阀,其输出侧的燃料导入路径与上述燃料电池单元连接,其输入侧的燃料导入路径汇集成1条来与1个燃料泵连接。
并且,在日本特开2004-362786号公报中记载了一种装置,该装置具有氢气排放阀51,该氢气排放阀51在箱内温度或氢气压力为规定值以上时,从贮氢容器1向外部排放氢气。然后,从贮氢合金2起依次排列有配管路径A5、1次压力检测机构30、压力调节机构20、2次压力检测机构31以及通向燃料电池单元3的配管路径B5。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种使用贮氢合金壳体的燃料电池系统和使用该燃料电池系统的终端用设备,该贮氢合金容器壳体能提高燃料电池系统中的细微流体流路内的温度或压力的异常检测精度、并能保护压力调整阀。
即,本发明的第1目的是提供一种燃料电池系统,该燃料电池系统具有:贮氢合金容器;第1配管,其一端与该贮氢合金容器连接;燃料电池单元;第2配管,其一端与该燃料电池单元连接;至少1个系统的细微流体流路,其配置在上述第1配管的另一端与上述第2配管的另一端之间,并构成为配置有开闭阀、检测用压力传感器以及压力调整阀,而且将上述开闭阀或上述检测用压力传感器与安全阀直接连接而对它们进行了配置;以及温度传感器,该燃料电池系统的特征在于,
上述温度传感器配置在上述细微流体流路附近;
根据上述温度传感器的输出,在发生异常时,打开或关闭使用中的上述开闭阀,之后打开上述安全阀。
本发明的第2目的是提供一种燃料电池系统,该燃料电池系统具有:贮氢合金容器;第1配管,其一端与该贮氢合金容器连接;燃料电池单元;第2配管,其一端与该燃料电池单元连接;至少1个系统的细微流体流路和辅助细微流体流路,该细微流体流路配置在上述第1配管的另一端与上述第2配管的另一端之间,并构成为配置有开闭阀、检测用压力传感器以及压力调整阀,而且将上述开闭阀或上述检测用压力传感器与安全阀直接连接而对它们进行了配置;以及温度传感器,该燃料电池系统的特征在于,
上述温度传感器配置在上述细微流体流路附近;
根据上述温度传感器的输出,关闭任一个上述细微流体流路的开闭阀,打开上述辅助细微流体流路的安全阀。
本发明的第3目的是提供一种终端用设备,该终端用设备具有燃料电池系统、二次电池、单元用温度传感器以及控制电路,其中,该燃料电池系统具有:贮氢合金容器;第1配管,其一端与该贮氢合金容器连接;燃料电池单元;第2配管,其一端与该燃料电池单元连接;至少1个系统的细微流体流路和辅助细微流体流路,该细微流体流路配置在上述第1配管的另一端与上述第2配管的另一端之间,并构成为在贮氢合金容器与燃料电池单元之间配置有开闭阀、检测用压力传感器以及压力调整阀,而且将上述开闭阀或上述检测用压力传感器与安全阀直接连接而对它们进行了配置,该终端用设备的特征在于,
上述控制电路在根据上述单元用温度传感器的输出信号判断为上述燃料电池系统内的温度出现异常时,打开或关闭使用中的上述开闭阀,之后打开上述安全阀。
本发明的第4目的是提供一种终端用设备,该终端用设备具有燃料电池系统、二次电池、单元用温度传感器以及控制电路,其中,该燃料电池系统具有至少1个系统的细微流体流路和辅助细微流体流路,该细微流体流路构成为在贮氢合金容器与燃料电池单元之间配置有开闭阀、检测用压力传感器以及压力调整阀,该终端用设备的特征在于,
上述控制电路在根据上述单元用温度传感器的输出信号判断为上述燃料电池系统内的温度出现异常时,关闭使用中的上述开闭阀,之后关闭任一个上述细微流体流路的开闭阀,打开上述辅助细微流体流路的安全阀。
本发明的其他目的和优点将在以下说明中进行阐述,并且部分地将从说明中明白或者可以通过实施本发明来得知。本发明的目的和优点可以借助以下特别指出的手段和组合来实现和获得。
附图说明
附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分,示出本发明的优选实施方式,并与以上给出的一般说明和以下给出的优选实施方式的详细说明一起用于对本发明的原理进行阐述。
图1A是示出根据本发明的第1实施方式的燃料电池系统的结构的截面图,图1B是示出图1A的端子用基板50的配置例的结构图。
图2是示出图1A所示的燃料电池系统10的压力调整机构的部分详细结构的截面图。
图3A和3B是本发明的第1实施方式中的2种燃料电池系统的框结构图。
图4A是表示存储在ROM内的数据项目的一例的表,图4B是表示存储在ROM内的数据项目的另一例的表。
图5A和5B是本发明的第1实施方式中的另外2种燃料电池系统的框结构图。
图6是示出燃料电池系统中的控制电路的要部的概略结构的框图。
图7是对本发明的第1实施方式中的燃料电池系统的动作进行说明的流程图。
图8是用于对图7的流程图中的步骤S6的子例程“温度传感器异常检测”的详细动作进行说明的流程图。
图9是用于对在从图5B的燃料电池系统中去除第1和第2检测用压力传感器,在辅助阀与辅助压力调整阀之间配置辅助检测用压力传感器,并在从辅助检测用压力传感器与辅助压力调整阀之间分支出的位置配置安全阀的情况下的动作进行说明的流程图。
图10是用于对安全阀的动作进行说明的时序图。
图11是用于对在使用各种贮氢合金时的从检测用压力传感器向压力调整阀施加电压的情况进行说明的图。
图12是多个温度特性中的压力-余量线图。
图13A是对内置有燃料电池系统、二次电池以及CPU的电子设备的余量显示的组合进行说明的框结构图,图13B是概略示出图13A的切换开关226周边的结构的框结构图。
图14A至14C是示出通过用户指定所选择的燃料电池的画面显示例的图。
图15A和15B是示出使用电磁致动器构成安全阀的燃料电池系统的一例的截面图,图15A是示出安全阀关闭的状态的图,图15B是示出安全阀打开的状态的图。
图16A和16B是示出使用发热体致动器构成开闭阀的燃料电池系统的一例的截面图,图16A是示出开闭阀关闭的状态的图,图16B是示出开闭阀打开的状态的图。
图17A和17B是示出使用形状记忆合金材料构成开闭阀的燃料电池系统的一例的截面图,图17A是示出开闭阀关闭的状态的图,图17B是示出开闭阀打开的状态的图。
图18是示出根据本发明的第2实施方式的燃料电池系统的结构的图。
图19是用于对图18的结构的燃料电池系统的动作进行说明的图。
图20是示出根据本发明的第3实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
图21A是示出作为本发明的第3实施方式的变形例的电子设备系统的结构的框图,图21B是示出图21A的开关430a、430b、430c的动作状态的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1A是示出根据本发明的第1实施方式的燃料电池系统的结构的截面图。
在图1A中,燃料电池系统10构成为在贮氢合金容器壳体40内设置在第2硅基板18上形成有压力调整机构的氢气流路的上层和借助形成在第1玻璃基板12上的第1硅基板16来设置的氢气流路的下层,该压力调整机构具有将在向燃料电池单元30提供氢气时的氢气压力调整成贮氢合金的平衡压力以下的功能。
在第1玻璃基板12上配置有第1硅基板14和第2硅基板16。在放置于第1玻璃基板12上的第2硅基板18内嵌入有温度传感器20及振幅信号放大电路用的前置放大器芯片(HA芯片)22。另一方面,在第1硅基板16上的第2硅基板18内设置有配管路径A26和配管路径B32。上述配管路径A26经由第1玻璃基板12延伸到贮氢合金容器24。并且,配管路径B32经由第2玻璃基板14和绝热构件28延伸到燃料电池单元30。这些配管路径A26和配管路径B32是为了将氢气提供给燃料电池单元30而连接的。
第2玻璃基板14与合成树脂制的保持板36粘接成与第1玻璃基板12平行。上述第2玻璃基板14设置有配置在与第1玻璃基板12之间的空间内的各压力传感器或者压力调整阀的流体元件,以便防止静电破坏。并且,可采用以下结构,即:通过插入配置在上述合成树脂制的保持板36上的绝热构件28,来使燃料电池单元30侧和支撑贮氢合金容器24的贮氢合金容器壳体40绝热。即,通过阻断从燃料电池单元30产生的热向贮氢合金容器24的传热传导,可抑制贮氢合金容器24急剧的温度上升。
燃料电池单元30以氢气作为燃料来提供电力。该燃料电池单元30以导电性粉末作为芯材,将该芯材封入由无纺织布构成的袋中,经由用外皮覆盖的真空绝热材料即绝热构件28,与合成树脂制的保持板36密合。当使用该真空绝热材料时,由于绝热构件28的厚度为几mm,因而期望的是,不使用保持板36而直接将真空绝热材料与贮氢合金容器壳体40粘接。
并且,在贮氢合金容器24和贮氢合金容器壳体40内设置有氢气补给口42。该氢气补给口42具有通过以拆装式连接来使阀打开的机构。然后,使通过甲醇、乙醇、二甲醚等的孔质产生氢气的氢气产生器等的氢气补给贮气瓶与氢气补给口42连接来注入氢气,从而向贮氢合金容器24内的贮氢合金补给氢气并贮存氢气。
贮氢合金容器24呈厚度方向的长度短的长方体形状,在厚度方向的贮氢合金容器24上密合配置有燃料电池单元30。作为贮氢合金容器壳体40外形尺寸的一例、即作为构成矩形形状的贮氢合金容器壳体40的材料,使用铝或不锈钢等的金属,以耐受贮氢合金容器24的压力。贮氢合金容器壳体40的外表面,在其为铝的情况下,通过许多槽加工等,形成有在与纸面垂直的方向上具有凹凸形状的冷却用的多个翼片44。
并且,在燃料电池单元30或第1玻璃基板12与第2玻璃基板14之间插入有空气引入口46。空气引入口46通过在贮氢合金容器壳体40的安装有端子用基板50的一面以外的面上的翼片44的槽部设置开口,可引入空气,而不会妨碍用于在插入便携用设备时按压端子用基板50的端子的板弹簧构件(未作图示)。
并且,通过在燃料电池单元30与保持板36之间插入绝热构件28,可阻断从燃料电池单元30产生的热,可防止配置在第2硅基板18上的温度传感器20的误检。并且,销端子48a、48b与上述端子用基板50进行了耦合。上述销端子48a、温度传感器20、HA芯片22及中继端子基板52使用接合线54来进行了连接。
对于硅基板16或18上的电子构件(例如,温度传感器20等)、销端子、中继端子基板52与分别它们连接的接合线54之间的连接部和凹部,利用硅凝胶剂进行填充时,能够防止由来自外部的冲击或配置在内部的振子(例如,由向光轴方向驱动摄像光学系统的校正透镜或摄像元件的致动器形成的像抖校正)的振动引起上述接合线54的破坏。并且,通过在凹部嵌入硅凝胶,防止硅凝胶流出。
并且,如图1B所示,在上述端子用基板50上设置有信号线56a~56h和驱动线58a~58h各自的8个端子。上述信号线56a~56h用于从后述的温度传感器、检测用压力传感器、压力调整阀向控制电路发送信号。并且,驱动线58a~58h用于把电力提供给从燃料电池单元侧向装置负荷部或二次电池提供电力的驱动线以及安全阀、检测用压力传感器和压力调整阀。通过在同一端子用基板上配置不同的2组进行电力供给的驱动线,不用进行燃料电池系统内的布线牵拉,可削减组装工时,可使燃料电池系统内得到简化。另外,上述第1玻璃基板12与第2玻璃基板14之间构成为压力调整机构。
贮氢合金的平衡压力也根据贮氢合金的温度而变化,随着温度上升,平衡压力也增加。例如,在使用AB5型的以LaNi5作为主成分的贮氢合金的情况下,假定使用环境是0~45℃左右,则优选使用平衡压力在0℃时是常压以上,在45℃时是0.6MPa,而且20℃的平衡压力是0.25~0.35MPa左右,以便在60℃时不超过1.0MPa的贮氢合金用材料。贮氢合金容器壳体40与燃料电池单元30相组合,使从贮氢合金容器24到燃料电池单元30的路径一体化,从而形成本实施方式的燃料电池系统。上述温度传感器20是为了测定这样的贮氢合金容器壳体40内的温度而设置的。
图2是示出图1A所示的燃料电池系统10的检测用压力传感器和压力调整阀的压力调整机构的部分详细结构的截面图。
在图2中,第1玻璃基板12经由倾斜调整构件62和O形环(填密材料)64配置在贮氢合金容器24上。然后,第2硅基板18配置有第3硅基板66。另外,这里使用了第3硅基板66,然而如图1A所示,可以使用第2硅基板18。
在第2硅基板18上的上部位置设置有与隔板68接合的可动侧的驱动电极板70。并且,在中继端子基板52上设置有固定侧的驱动电极板72。该可动侧驱动电极板70和固定侧驱动电极板72配置在对置位置,并构成为1组,以检测静电电容变化。在该情况下,尽管未作图示,然而可以配置2组驱动电极板。
检测用压力传感器在第2硅基板18上具有空心部74,在该第2硅基板18的下方侧形成流路。在该空心部74的内表面形成有用于保护第2硅基板18不受气体等的腐蚀的保护膜76。
另一方面,在第3硅基板66的上方耦合有使用晶体振荡器的正弦波电压电路80和振幅检测电路用的IC芯片82。并且,第3硅基板66的上侧耦合有多个销端子48a。然后,在图1A所示的温度传感器20的两侧形成有开闭阀、安全阀的驱动线和来自检测用压力传感器的信号线等的引线用的通孔。
以上的IC芯片82或中继端子基板52、多个销端子48a使用接合线组54a(接合线54)来进行了连接。正弦波电压电路80根据CPU的指示开始驱动。正弦波电压电路80的输出信号经由封装在振幅检测电路用的IC芯片上的驱动电路系统,使隔板68强制振动。当隔板68的压力增加或减少时,输出信号的振幅也随此而变化。该输出信号经由振幅检测电路用的IC芯片(HA芯片)82的振幅放大用电路(前置放大器)输入到电子设备的CPU。CPU根据来自存储器(ROM)的基准值进行反馈控制。并且,当在贮氢合金容器壳体与开闭阀之间配置了细的配管(毛细管)时,由于氢气通过时的压力损失而使压力调整阀驱动时的压力下降,因而压力调整器也会降低负荷。
这里,图1A所示的燃料电池系统10、燃料电池单元30以及贮氢合金容器24借助贮氢合金容器壳体40实现一体化。然而,由于配管路径A26具有通过以拆装式连接来使阀打开的机构,因而可从燃料电池系统10拆装贮氢合金容器24。这样,可从电子设备内的电池收纳室仅拆装贮氢合金容器24。在该情况下,不使用图1A所示的温度传感器20,而使用例如配置在后述的盘状记录介质附近的温度传感器、或者测定镜头驱动电路用IC芯片的表面温度的温度传感器。
图3A和3B是第1实施方式中的2种燃料电池系统的框结构图。
在图3A中,在上述的贮氢合金容器壳体40内具有贮氢合金容器90。从该贮氢合金容器90经由未作图示的配管路径A配置有开闭阀92、检测用压力传感器94、安全阀96、压力调整阀98以及辅助用压力调整阀100。压力调整阀98和辅助用压力调整阀100经由未作图示的配管路径B与燃料电池单元102连接。
开闭阀92是兼有当终端用设备的电源开关接通时打开、并当该电源开关断开时关闭的阀机构的氢气补给的开闭阀。安全阀96连接在检测用压力传感器94与外部空气口之间。该安全阀96是作为使用公知技术的静电驱动方式的微型阀或热变形导电材料(例如,形状记忆合金材料)的隔板的结构,具有可接通(阀打开)或断开(阀关闭)的开关功能。
并且,在图3B中,从贮氢合金容器110经由未作图示的配管路径A配置有第1和第2开闭阀112和114、以及第1和第2检测用压力传感器116和118。然后,在第1和第2检测用压力传感器116和118与外部空气口之间配置有第1和第2安全阀120和122。并且,在第1和第2检测用压力传感器116和118与燃料电池单元128之间配置有第1和第2压力调整阀124和126。
下面,对向贮氢合金容器补给氢气和燃料电池单元驱动时的动作进行说明。
参照图3B,贮氢合金容器110具有通过以拆装式连接来使阀打开的机构的氢气补给口。然后,在未作图示的氢气补给时,上述的氢气补给贮气瓶与氢气补给口连接。然后,经由氢气补给口向贮氢合金容器110内的贮氢合金补给氢气并贮存氢气。所补给的氢气被贮存在贮氢合金中,而且在配管路径、以及开闭阀以后被阻断的状态下,从第1和第2开闭阀112和114到燃料电池单元128的配管路径上存在余量的氢气。当终端用设备的电源开关接通时,第1和第2开闭阀112和114打开,贮存在贮氢合金内的氢气被提供给压力调整阀,与余量的氢气混合,与贮氢合金内的内压相同。
然后,将来自第1和第2检测用压力传感器116和118的检测器的输出信号换算成存储在未作图示的存储器(ROM)内的表(例如,图4A的表),打开压力调整阀。在氢气燃料电池单元动作时,如果对燃料电池单元128的氢气压达到0.1MPa,则燃料电池单元128开始动作。在图3A所示的例(A公司)中有开闭阀,为了补给所消耗的氢气而贮存在贮氢合金内的氢气从该开闭阀92依次经由检测用压力传感器94和压力调整阀98被提供给燃料电池单元102。在将燃料电池单元102侧的氢气压力保持一定的同时,燃料电池单元102继续动作,把电力稳定地提供给未作图示的终端用设备等。在该情况下,检测用压力传感器94和安全阀92进行了直接连接。
另外,在图4A的表内存储有贮氢合金种类、贮氢量、安全阀和流路数量、电容、管内压极限值、压力传感器灵敏度、制造年月等的要管理的管理数据。并且,在根据图4A的表进行压力调整阀的排放流量运算的情况下,通过求出从检测用压力传感器输出的实测值与从压力调整阀输出的实测值之间的差压,可进行检测。
在本实施方式中,为了减轻由高压氢气施加给压力调整阀的负荷,在图3B所示的例(B公司)中,将多个(这里是2个)开闭阀112、114以及检测用压力传感器116、118和压力调整阀124、126并列配置。第1和第2检测用压力传感器116和118与各自的第1和第2安全阀120和122进行了直接连接。然后,第1和第2安全阀120和122与外部空气口连接。
第1和第2开闭阀112和114以及第1和第2安全阀120和122借助隔板的动作,使各自的阀打开,该隔板使用作为公知技术的静电驱动方式的微型阀或热变形导电材料(例如,形状记忆合金材料)构成,并具有能接通(阀打开)或断开(阀关闭)的开关功能。另外,作为另一例(C公司),在不使用第2安全阀的情况下,形成为虚设部件。
这里,在B公司的情况下,在氢气被分压的规定时间后,当检测用压力传感器达到期望值时,第1开闭阀112关闭,打开第2开闭阀114,之后第2检测用压力传感器118进行监视。第1和第2开闭阀120和122根据检测用压力传感器116、118的监视来重复接通/断开动作。当检测用压力传感器116、118达到期望的氢气压时,压力调整阀124、126开始进行控制,控制成在燃料电池单元128内达到0.1MPa压力。并且,为了保护压力调整阀124、126,还能同时使用多个开闭阀112、114。
在重复这种接通/断开动作的结构中,期望的是将CPU或模拟开关等的芯片嵌入在第2硅基板内。
图5A和5B是第1实施方式中的另外2种燃料电池系统的框结构图。
在图5A所示的结构例的D公司的燃料电池系统中,与第1和第2开闭阀112和114的阀动作同步,辅助阀130也进行开闭。该燃料电池系统具有:燃料箱即贮氢合金容器110,使燃料电池单元128之间经由配管路径连接的主细微流体流路即第1和第2开闭阀112和114;以及第1和第2压力调整阀124和126。并且,在贮氢合金容器110与燃料电池单元128之间还依次配置有副细微流体流路的辅助阀130和辅助检测用压力传感器132。此外,上述辅助检测用压力传感器132和安全阀134没有进行直接连接。
根据温度传感器的输出和管内的辅助检测用压力传感器132的输出达到预先决定的基准数据(按各单元的销售商或氢气种类的管内温度极限值或管内压极限值规定值)的情况,打开安全阀134,在打开辅助阀130的状态下,将来自贮氢合金容器110的氢气向外部排放。通过在发生异常时打开使用中的开闭阀(第1或第2开闭阀112或114中的任一方),可保护第1和第2微型阀即(第1和第2)压力调整阀(124和126)。
并且,在图5B所示的结构例的E公司的燃料电池系统中,在燃料箱即贮氢合金容器110与第1、第2和第3开闭阀112、114和136之间插入辅助阀130,辅助阀130也与燃料电池单元动作同步进行开闭。在该辅助阀130开闭后,第1、第2和第3开闭阀112、114和136打开。并且,在上述辅助阀130与燃料电池单元128之间依次配置有副细微流体流路的第3开闭阀136和辅助检测用压力传感器132。然后,辅助阀130和安全阀134进行了直接连接。
根据温度传感器的输出和管内的辅助检测用压力传感器132的输出达到预先决定的基准数据(按各单元的销售商或氢气种类的管内温度极限值或管内压极限值规定值)的情况,打开安全阀134,在打开辅助阀130的状态下,将来自贮氢合金容器110的氢气向外部排放。通过在发生异常时打开使用中的第1或第2开闭阀112或114,可保护第1和第2微型阀即第1和第2压力调整阀124和126。
另外,可以在各开闭阀与各压力调整阀之间分别配置检测用压力传感器。并且,还能在辅助检测用压力传感器与连接燃料电池单元的配管路径B之间配置第3辅助用压力调整阀。或者,还能使辅助检测用压力传感器和安全阀进行直接连接。
此外,当把氢气提供给贮氢合金容器时等、把细微流体流路内的空气(外部空气)置换成氢气时,可通过在使用开始时将开闭阀、辅助阀、安全阀全部打开来实现。
下面,参照图6所示的框图对燃料电池系统中的控制电路的要部的概略结构进行说明。
在图6中,硅基板140用于使贮氢合金容器24和燃料电池单元30连接。在该硅基板140上配置有第1和第2开闭阀112和114、第1和第2检测用压力传感器146和148、第1和第2压力调整阀124和126、第1和第2安全阀142和144、辅助阀152、辅助检测用压力传感器136以及安全阀150。第1和第2检测用压力传感器146和148以及辅助检测用压力传感器132经由模拟开关156和A/D转换器158与微处理器162连接。
微处理器162根据上述第1和第2检测用压力传感器146和148以及辅助检测用压力传感器132的输出,把控制信号发送到各驱动电路,从而可提供压力传感器或压力调整阀的位移量。另外,按照各开闭阀的动作时间设定(例如,每隔360秒设定),根据微处理器162的指示来进行模拟开关156的切换。
电池系统单元160构成为具有:微处理器(与后述的图13的CPU 222相同,或者单独配备)162,输入操作部164,各开闭阀动作时间设定部166,D/A转换器168,模拟开关170,开闭阀和安全阀的驱动电路172,检测用压力传感器和辅助检测用压力传感器驱动电路174,压力调整阀驱动电路176,以及余量和温度(压力)异常显示部178。
并且,微处理器162与作为存储单元的ROM 182、存储部184以及上述的温度传感器20连接。ROM 182存储有表数据值(图4A和4B、或者日本特开2004-241261号公报记载的图4或图5所示的氢气压力-氢气余量的表数据值)。并且,存储部184存储有各单元的基准数据值(按销售商、贮氢合金的种类或型式等的管内温度极限值或者管内压极限值和燃料余量)。
另外,微处理器162内置有各开闭阀动作时间设定单元(定时器等),该各开闭阀动作时间设定单元用于根据输入操作部164的状态和温度传感器20的输出,依照规定程序来按各开闭阀的设定时间驱动。
余量和温度(压力)异常显示部178由微处理器162来控制,并由显示电池种类或销售商名等的显示元件构成。该余量和温度(压力)异常显示部178显示多个LED,该多个LED显示温度(压力)异常检测状态。或者,可以在余量和温度(压力)异常显示部178显示例如“电池余量剩下不多。请进行电池更换准备。”、“由于异常检测,请重新设置燃料电池。”等的消息。
这样,由于设置了设定燃料电池的氢气种类等的开关单元,因而通过使用按销售商、贮氢合金的种类或型式等的管内温度极限值或者管内压极限值,可提高燃料电池系统中的异常检测精度。
然后,在这样的结构中,在电源接通的状态下显示电池种类的设定画面。微处理器162对进行了输入操作部164的键输入、以及从输入操作部164所指定的贮氢合金的种类或销售商或型式进行检测。微处理器162从ROM 182中读出表示与所输入的贮氢合金的种类或销售商之间的对应关系的表数据值。然后,在存储部184内,与细微流体流路内的温度或检测用压力极限值同时存储燃料的余量。然后,微处理器162使余量和温度(压力)异常显示部178显示燃料的余量。
下面,参照图7的流程图对根据本结构的燃料电池系统的动作进行说明。
开始本工序,首先在步骤S1中进行开闭阀的切换。然后,在步骤S2中打开第1开闭阀112,在接下来的步骤S3中,开始第1检测用压力传感器146的动作。然后,在步骤S4中,判定第1检测用压力传感器146的值是否在规定范围内。这里,当第1检测用压力传感器146的值不在规定范围内时,转移到上述步骤S3,重复上述的处理动作。另一方面,在第1检测用压力传感器146的值在规定范围内的情况下,转移到步骤S5。
在步骤S5中,开始第1压力调整阀124的动作,并且起动微处理器162内的未作图示的定时器。然后,在步骤S6中,执行子例程“温度传感器异常检测”。后面对该子例程“温度传感器异常检测”的详细动作进行描述。然后,在步骤S7中,判定在上述步骤S5中起动的定时器的计时是否经过规定时间。
结果,当未经过规定时间时,转移到上述步骤S6,重复上述的处理动作。另一方面,当经过规定时间时,转移到步骤S8,判定本开闭阀(例如,在2个系统的细微流体流路的情况下是第1或第2开闭阀,还能适应于对于4个系统开闭阀是4个、对于8个系统开闭阀是8个等的情况。)的动作结束。在未结束的情况下,转移到上述步骤S1,重复以后的处理(例如,第1开闭阀切换到第2开闭阀,或者第2开闭阀切换到第1开闭阀。)动作,在结束的情况下,本工序结束。
图8是用于对图7的流程图中的步骤S6的子例程“温度传感器异常检测”的详细动作进行说明的流程图。
进入本例程,首先,在步骤S11中,开始温度传感器20的监视动作。然后,在步骤S12中,判定是否是温度异常、或者第1检测用压力传感器146的输出值是否为规定值以上。这里,当不是温度异常、或者该传感器的值在规定值内时,认为是正常结束,退出本子例程,转移到图7的流程图中的步骤S7。另一方面,在上述步骤S12中,判定为是温度异常、或者第1检测用压力传感器146的输出值为规定值以上的情况下,转移到步骤S13。
在步骤S13中,开始进行这些针对异常的再试动作(retry operation)。然后,在步骤S14中,判定再试次数。例如,在该情况下把再试次数设定为3次,在低于3次的情况下,转移到上述步骤S12,重复上述处理动作。然后,在再试次数达到3次并检测出上述异常的情况下,转移到步骤S15。
在该步骤S 15中,在发生异常时使使用中的开闭阀(在该情况下是第1开闭阀112)处于打开状态,打开安全阀150。然后,在步骤S16中,停止燃料电池系统。该燃料电池系统的停止按以下方式进行。
在未作图示的燃料电池单元与装置负荷部之间,使用升压直流/直流转换器的开关动作,切断与燃料电池连接的负荷,停止发电。然后,当中止了燃料电池的发电时,燃料电池单元切换到二次电池,在规定时间后,实施上述开关动作。即,CPU在燃料电池单元中的发电停止后,通过使燃料电池的输出端从负荷连接到二次电池,可将从残留在燃料电池单元内的氢气和空气产生的剩余电力向二次电池充电,无需将残留在燃料电池单元内的氢气向外部排放。此时,确保二次电池内有规定值以上的空闲容量来进行充电。
之后,转移到步骤S17,进行异常结束处理。
图9是用于对在从上述结构的燃料电池系统中去除第1和第2检测用压力传感器,在辅助阀与辅助压力调整阀之间配置辅助检测用压力传感器,并在从辅助检测用压力传感器与辅助压力调整阀之间分支出的位置配置安全阀的情况下的动作进行说明的流程图。
开始本工序,首先在步骤S21中打开辅助阀130,接下来在步骤S22中进行开闭阀的切换。并且,在步骤S23中打开第1开闭阀112,在接下来的步骤S24中开始进行辅助压力调整阀的动作,并起动微处理器162内的未作图示的定时器。然后,在步骤S25中,判定辅助压力传感器的值是否在规定范围内。这里,当辅助压力传感器的值不在规定范围内时,转移到上述步骤S24,重复上述的处理动作。另一方面,在辅助压力传感器的值在规定范围内的情况下,转移到步骤S26。
在步骤S26中,执行上述的图8所示的子例程“温度传感器异常检测”。省略该子例程“温度传感器异常检测”的详细动作。然后,在步骤S27中,判定在上述步骤S24中起动的定时器的计时是否经过规定时间。结果,当未经过规定时间时,转移到上述步骤S26,重复上述的处理动作。另一方面,当经过规定时间时,转移到步骤S28,判定本开闭阀(例如,在2个系统的细微流体流路的情况下是第1或第2开闭阀,还能适应于对于4个系统开闭阀是4个、对于8个系统开闭阀是8个等的情况。)的动作结束。在未结束的情况下,转移到上述步骤S22,重复以后的处理(例如,第1开闭阀切换到第2开闭阀,或者第2开闭阀切换到第1开闭阀。)动作,在结束的情况下,本工序结束。
下面,参照图10的时序图对安全阀的动作进行说明。
有以下情况,例如,使用B公司的无翼片一体型燃料电池系统,在第2开闭阀114动作中,发生来自利用便携用设备内的CPU监视的温度传感器的异常检测。在CPU中,在图示a中,在53℃(0.44MPa)以上时60秒内进行3次再试,在53℃以上继续的情况下判断为温度异常检测(图示b)。
测定来自第2检测用压力传感器118的内压,在该内压为规定值以上的情况下,第2安全阀122打开,使氢气向外部空气口流出。此时,第2开闭阀114处于打开状态。在经过一定时间后,当第2检测用压力传感器118达到规定值以下的值时,第2安全阀122关闭。然后,第2开闭阀114关闭,第1开闭阀112处于打开状态并处于复原状态。通过在第1开闭阀112与第1安全阀120之间配置压力传感器,还能减少在第1开闭阀112侧的流路内的压力。
并且,当第1安全阀120关闭时,在第1检测用压力传感器116的动作时发生温度异常检测,第1开闭阀112处于打开状态。当第1检测用压力传感器116的输出信号是期望的范围时,第1安全阀120关闭。或者,将多个第1和第2开闭阀112和114组合在硅基板上来使用的情况下,求出来自借助第1和第2开闭阀112和114连接的第1和第2检测用压力传感器116和118的输出信号的平均值,从而安全阀关闭。并且,如C公司那样,还能进行来自1个检测用压力传感器的输出信号监视,当是期望范围时,关闭第1安全阀。
另外,作为另一手段,在发生温度异常而关闭使用中的开闭阀之后,打开上述安全阀,则关闭开闭阀时继续施加给压力调整阀的高压力负担可通过从燃料电池单元向装置负荷部或二次电池提供电力来减少。图中的虚线表示第1和第2开闭阀的正常状态。
在本实施方式中,在配置于贮氢合金容器壳体的侧方的端子板上具有8根信号线和8根驱动线。其中,第2开闭阀的使用数量可以根据贮氢合金材料等来选择。并且,第1开闭阀可以将公知的机械电磁阀安装在贮氢合金容器壳体上。并且,嵌入有温度传感器或振幅信号放大电路用的HA芯片的第2硅基板还能与第1硅基板和第2硅基板分开配置在第1玻璃基板上。
并且,可将温度传感器和加速度传感器嵌入在第2硅基板内。在用于液体燃料电池的情况等下,在将液面传感器用于余量检测的情况下,由于余量测定根据燃料电池的姿势而发生误差,因而设置该加速度传感器是特别有效的。
并且,在本发明的实施方式中,使用了作为燃料的贮氢合金容器壳体,然而还能使用醇类燃料(例如,甲醇)的容器壳体。并且有时,安全阀在燃料箱更换时在燃料流路内混入有外部空气。当在燃料流路内混入了空气时,燃料电池单元的输出下降,因而安全阀可用作在燃料更换后将燃料流路内的空气置换成氢气的排气阀。
以上,根据燃料电池系统,将配置在从贮氢合金容器向燃料电池单元提供氢气的配管路径上的多个开闭阀、检测用压力传感器、压力调整阀以及安全阀设置在玻璃基板上的硅基板上,并且将玻璃基板配置在贮氢合金容器壳体内部来进行一体化,可减小容积。并且,通过驱动安全阀,可减轻压力调整阀的负荷。结果,可实现便携设备用燃料电池系统整体的小型化。
下面,参照图11对在使用各种贮氢合金时的从检测用压力传感器向压力调整阀施加的电压进行说明。
如图11所示,以燃料贮存合金材料的AB5型的LaNi5或AB2型合金为例进行说明。这些合金材料的温度特性根据制造商或由相同制造商制造的种类而不同。在本实施方式中,根据该温度特性表,决定施加给压力调整阀的电压,从而可校正燃料贮存合金材料的误差值(例如,在A公司、B公司制造的贮氢合金的温度特性不同的情况下,在当前使用温度35℃的状态下为δ值)。(在该情况下,设定在20℃时的A公司制的为0.25MPa,B公司制的为0.40MPa。并且,极限值对于A公司制和B公司制都为1MPa。)
把余量显示用压力基准温度设定为27℃。例如,在以氢气或甲醇等的燃料电池作为电源的单反型数字照相机等的信息设备中,使用EL(电致发光)元件或LED(发光二极管)等的显示照明装置耗电多,难以使用照明显示控制。或者,在包含利用可换镜头与照相机主体之间的通信的可换镜头拆装检测等的摄影准备动作等、并实际使用的情况下(例如,当等待快门机会时)要进行摄影时,引起违背使用者的意思的动作,具有以下问题,即:利用依赖于数字照相机侧的姿势控制的燃料电池的余量显示或设备可动作时间显示等的自动管理与使用者的意思不一致。
根据以上所述,在进行余量显示时,尽可能地使温度特性不受影响,因而将当前的环境使用时的温度设定为35度。
这里,贮氢合金材料所要求的性质是反应快,存在贮存压力和排放平衡压力的滞后,目的是校正由材料等的差异而发生的误差。存在配置有温度传感器的场所与来自贮氢合金容器壳体的配管路径A的内压温度之间的温度差和压力传感器的内压温度差。在电子设备的使用状况中,每次都测定并进行余量显示是困难的。把初始值设定为20℃,可根据其平均值即27.5℃(例如,在预定的组范围内来自CPU的指示是27℃)的压力传感器值,使用PCT线图来求出余量显示值,可抑制余量显示误差,而不会受到由温度变化引起的过大压力的影响。
这里,通过使用平均值或分组(预先每隔2℃至3℃描绘温度测定范围来决定测定点,将其上下范围视为测定点的方法),可在出厂时,减少存储预先测定的各温度的压力线图的存储器的存储容量。或者,尽管未作图示,然而在内置有多个在贮氢合金容器内壁使用振荡器的从一对驱动电极板接合隔板的压力传感器的情况下等,在配置有温度传感器的位置和用金属材料覆盖的贮氢合金容器内有温度差。贮氢合金容器内的一对驱动电极板隔开配置,在余量减少的情况下,还能切换到差动输出信号。这样,由于存在环境导致的差异,因而使用当前的使用环境温度35℃和在温度特性中使用的常温20℃的平均值的温度表。
在贮氢合金容器内使用一对驱动电极板来测定余量容量的情况下,或者使用公知的应变规来测定余量氢气量的情况(日本特开平6-33787号公报)下等,由于在出厂前预先求出数据特性表,因而对与制品相同的容器进行二次加工,温度传感器的输出可以每隔20℃、23℃、27℃、30℃、32℃、35℃、40℃、45℃来变化,因而将热模块安装在容器的外表面。打开贮氢合金容器的阀,使用各温度的氢气流量计来求出排放氢气量,经由来自对应的一对驱动电极板的振幅电压电路求出余量氢气量。即,在图3A的燃料电池的结构中,求出该各排放氢气量时的燃料电池的总耗时的关系。
余量显示采用余量时间或(余量时间/总耗时)的%显示,余量时间是通过从总耗时中减去压力调整阀和安全阀的使用次数和使用时间的累积来求出的。并且,决定各温度时的PCT系数,从而决定相关度(加权)。这里获得的数据(图10A、10B的表)被存储在ROM 182内。并且,在ROM 182内存储有用于写入或读出存储在存储部184内的数据的程序。这样,还能省略设置在贮氢合金容器内的余量检测传感器。
通过在由金属材料的不锈钢材料构成的贮氢合金容器壳体的外表面的凹面内配置热模块(例如,佩尔蒂埃(Pelletier)元件)布线基板,可进行使用CPU的温度控制,以达到20℃(常温)。结果,可使检测用压力传感器的输出信号稳定。因此,可仅存储常温(20℃)附近的数据。因此,可大幅减少存储器(例如,ROM等)的存储容量。
这里,对PCT系数进行说明。
当为了取得电子设备内的温度传感器的配置场所与燃料电池系统内的硅基板上配置的氢气配管内的温度之间的温度差相关度而使用PCT系数时,可显示准确的余量,而不检测出过大或过小的余量。
在使用在燃料电池单元或二次电池单元内使用的将温度转换成电阻的热敏电阻等的温度传感器的情况下,由在燃料电池单元或二次电池的表面露出的温度检测部检测出的二次电池的温度被输出到微处理器内的PCT系数运算部,以便经由将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器进行余量显示。温度传感器按各规定时间以几次的采样周期来检测燃料电池单元或二次电池温度,并将检测出的燃料电池单元或二次电池温度输出到PCT系数运算部。在上述PCT系数运算部中,进行PCT系数的运算,以便取得在电子设备内使用的温度传感器的配置位置与燃料电池内的管内温度之间的相关度。
图12是多个温度特性中的压力-余量线图。根据图12对向使用PCT系数δPCT的余量显示用表T0温度的转换进行说明。另外,实测温度时的燃料电池的余量由实线表示,氢气流路内的燃料电池的余量由虚线表示。
这里,例如设燃料电池单元温度(30℃)或二次电池温度T4(30℃),氢气压力值P4MPa,按各机型预先实测照相机内的结构,以求出燃料电池内的设有检测用压力传感器的氢气管内部的温度T0。这里,例如在设氢气管内部的温度T0(27℃)的情况下,PCT系数为δPCT=T0-T4。
这样,通过进行利用温度差的PCT系数的运算,即使在燃料电池内未内置有温度传感器的情况下,也能求出氢气管内部的温度。并且,当温度上升到燃料电池单元温度(33℃)或二次电池温度T4(33℃)时,氢气管内部的温度为T0(30℃),PCT系数δPCT为3℃的差。
同样,如本实施方式那样,在单反照相机等的照相机模块单元内配置有温度检测部的情况下,可使用PCT系数。或者,在具有在数字照相机的表面露出的水深和水压/湿度以及未作图示的水压、温度(带湿度换算的)检测部、并可根据上述数据等的位置信息从所摄影的相册进行检索的带防水的数字照相机等中,也能使用PCT系数。
或者,具体地说可利用在具有开闭用于在环境条件寒冷、低温时保护照相机用镜头的盖的机构以及驱动电路的数字照相机等中。并且,在水中或海中摄影的防水用数字照相机的情况下,设表面温度为T3(10℃~20℃)、氢气压力值为PSMPa,或者在气压变化的阿尔卑斯群山的情况等的各利用环境条件下,可决定PCT系数。
并且,在室外的摄影用数字照相机的情况下,设表面温度为T1(35℃),即使在利用任一数字照相机的情况下,也将未作图示的校正外部气压的校正数据存储在存储器内。或者,可以在高山或水中等停止余量显示,在显示画面上进行例如“余量显示停止中”的警告显示。
当要选择燃料电池内的设有检测用压力传感器的氢气管内部的温度T0(27℃)时,PCT系数为δPCT=T0-T1。
通过进行这样的PCT系数的运算,即使在燃料电池装置内未内置有温度传感器的情况下,也能求出氢气管内部的温度差。
并且,设照相机模块单元内的温度为T2(25℃),当要选择燃料电池内的设有检测用压力传感器的氢气管内部的温度T0(27℃)时,PCT系数为δPCT=T0-T2。
这样,通过选择使用配置在某一处的温度传感器,并进行上述的各PCT系数运算,即使在燃料电池装置内未内置有温度传感器的情况下,也能求出氢气管内部的温度。
作为其他方法,还可置换成,使用安装在电子设备内的电池收纳室内的热敏电阻来测定电池收纳室的室内温度,并根据电池收纳室温度与硅基板上的氢气流路内的温度之间的温度差,即PCT系数来求出。
下面,参照图13A和13B,对内置有燃料电池系统与二次电池或CPU的电子设备的余量显示的组合进行说明。
贮氢合金容器壳体形成有贮氢合金容器190、以及配置在硅基板192上的开闭阀194、检测用压力传感器196和压力调整阀198,并且具有温度传感器200。燃料电池单元210由阳电极212、阴电极214以及高分子固体电解膜216构成。在便携用电子设备放置单元(例如,支架装置,プリンタドツク(Printer Dock,科达公司产品名)、投影仪放置台)220内配备有:控制电路(CPU)222;使上述的开闭阀194或检测用压力传感器196和压力调整阀198初始驱动的二次充电器(二次电池)224;检测该二次电池224的余量的电流检测器(装置负荷部(除电池外))228;切换开关226;存储有温度变化的数据(图4A、4B的表)的存储器232;进行燃料电池的余量显示的显示部234;以及由用户操作用输入键构成的输入操作部230。
按各种类或制造年月的各燃料电池,将配管路径内(例如,27℃或15℃)设定为测定环境温度,电池的电池寿命是在出厂前通过以下作业来测定,按各氢气燃料电池将摄影次数和闪光灯发光次数存储在存储器232内(实际使用的是1/5至1/10的阈值)。
(1)液晶显示器始终接通。
(2)每隔30秒使用光学变焦机构在望远端和广角端交替进行摄影。
(3)闪光灯发光每进行2次时进行1次全发光。
(4)每摄影10张时进行电源的接通/断开动作。
根据以上的条件(1)~(4)继续摄影。然后,在最初电源关闭或不能摄影的时刻结束测定。然后,将各动作中的测定时间和总次数保存在存储器232内。对于所存储的各动作中的测定时间和总次数的余量显示,特别是当燃料电池的余量超过1/5至1/10的阈值时的余量显示,在显示画面上输出例如“余量少。”之类的消息。并且,当根据燃料电池的余量显示,将运算处理切换到存储有与1/5~1/10的余量对应的各动作的总时间和所需次数的存储器时,可切换到余量中可实现的摄影次数或可实现的闪光灯发光次数等的显示。然后,减去用户使用的各动作的次数,在照相机在动作状态下每隔规定时间进行了采样时或电源断开时等,更新各动作的剩余次数。
这样,对用户来说,便利性更加良好。
作为其他医疗设备,在例如日本特开2003-210395公报的图1作了公开。该公报中公开有一种可接通电源等的开关的胶囊型内窥镜的胶囊型医疗设备。其具有一种体内单元,该体内单元用于接收由图1所示的胶囊型内窥镜所摄影并从内置于胶囊型内窥镜中的天线发送的例如面像信号,并且例如具有在表面露出的温度传感器、天线单元、体内单元用电源(燃料电池)、面像显示器、操作按钮、控制电路、存储器等。本发明也能用于这种体内单元。
另外,在例如上述胶囊型医疗设备的情况下,可以在中途使用中继器。
回到图13A,来自压力调整阀198的配管路径与阳电极212连接。CPU(控制电路)222监视嵌入在硅基板192内的温度传感器200的输出信号。并且,CPU 222监视燃料电池单元210的余量显示或者装置负荷部228的电流值。并且,当燃料电池单元210与电子设备220连接时,CPU 222可使用切换开关(SW)226,根据装置负荷部228的输出信号进行余量检测。
然而,这里,通过忽略余量检测,来使检测用压力传感器196的输出信号和来自温度传感器200的输出信号优先,根据存储在存储器232内的用户指定的B公司的贮氢合金容器即AB5型的贮氢合金容器的种类和温度特性,利用数据(图4A、4B的表)的余量运算值,显示在显示部(显示器)234上。由此,用户可进行确认。
例如,在图14A所示的例中,在显示部234上显示有贮氢合金240和甲醇242。然而,用户操作输入操作部230,从而例如如图14B所示,可选择并显示AB5型氢气合金244和AB2型氢气合金246。并且,如图14C所示,还能进行可使用的电池,例如二次电池、以及燃料电池或者使用各种贮氢合金时的燃料电池的组合的情况的各种电池各自的余量显示。在该情况下,使用中进行余量显示,然而未使用的电池余量显示消失。
在装置负荷部228的被输入动作开始信号时的起动时,CPU 222闭合开关236,使二次电池224动作。即,如图13B所示,从燃料电池单元210到二次电池224是利用切换开关226在充电时来连接的。在作为便携用设备的支架的情况下,安装了装置负荷部(例如,电子照相机等)228,当燃料电池单元210进行动作时,CPU 222使切换开关226动作,二次电池224暂停。然后,压力调整阀198的控制或燃料电池单元210处于动作状态,装置负荷部228进行动作。此时,CPU 222具有以下优点,即:通过仅使用燃料电池单元210或者将燃料电池单元210和二次电池224并用,即使在没有插座的室外等也能利用。
下面,参照图15A、15B至图17A、17B,对本发明的第1实施方式中的安全阀和开闭阀的结构进行说明。
图15A和15B是示出使用电磁致动器构成安全阀的燃料电池系统的一例的截面图,图15A是示出安全阀关闭的状态的图,图15B是示出安全阀打开的状态的图。
安全阀250在第1硅基板252上配置有第2硅基板254,在其间设置有流路256。然后,在第1硅基板252的上侧表面配置有阀座托盘258,该阀座托盘258被涂有与后述的第1磁性层260a不同的第2磁性层260b。另一方面,在第2硅基板254的下层形成有上方由环形状的磁铁层264构成的隔板266。
并且,在第2硅基板254的上层、而且通过细微加工与上述磁铁层264对置的位置配置有驱动线圈层268。在该驱动线圈层268内设置有作为保护膜的线圈保护层270。然后,在隔板266的中央设置有圆形或矩形的通孔。并且,上述第1磁性层260a与磁铁层264的S极面接合,该第1磁性层260a突出到隔板266的通孔。
另外,为了使外部气压按压磁铁层264和隔板266的表面,在驱动线圈层268的中央部设置通孔。
并且,在第1硅基板252上设置有配管路径A272,而且在第2硅基板254上设置有配管路径B274。
在这样构成的安全阀250中,首先,对驱动线圈未通电的状态进行说明。
在第2硅基板254上的隔板266的磁铁层264与第1硅基板252的具有第2磁性层260b的阀座托盘258之间进行存在引力。因此,在该状态下,安全阀250处于关闭状态。因此,流路256内的氢气276留在配管路径A272侧的流路256内(参照图15A)。
并且,配置在隔板266上的磁铁层264与锻铁合金等的第2磁性层260b之间的关系是利用来自由包含在厚度方向磁化的稀土类元素的合金材料(例如,钐钴合金)构成的磁铁层的S层的漏磁通,从而在其与第2磁性层260b之间产生引力。
当阻断了驱动线圈层268的驱动电流时,能可靠地阻断送往配管路径B274侧的氢气。
下面,对驱动线圈层268通电的状态进行说明。
当驱动线圈层268通电时,在磁铁层264与驱动线圈层268之间产生引力。于是,当与第1硅基板252的具有第2磁性层260b的阀座托盘258之间引力增加时,隔板266上升。因此,安全阀250处于打开状态(参照图15B)。这里的第2磁性层260b和磁铁层264,如图15A所示,可置换成在厚度方向磁化的N和S极的呈环形状或矩形形状的永久磁铁。
另外,这里对安全阀250作了说明,然而即使是开闭阀也能同样构成。
图16A和16B是示出使用发热体致动器构成开闭阀的燃料电池系统的一例的截面图,图16A是示出开闭阀关闭的状态的图,图16B是示出开闭阀打开的状态的图。
在开闭阀280中,在第1硅基板252上配置有第2硅基板254,在其间设置有流路256。然后,在第1硅基板252的上侧表面的凹部配置有发热体282,在其外周配置有环状的磁铁层264。另一方面,在设置于第2硅基板252上的隔板266的下部形成有磁性层260。由于外部气压以及第1硅基板252上的磁铁层264与隔板266的磁性层260之间的引力,而使隔板266朝下侧(第1硅基板252的发热体282侧)按压。
并且,在第1硅基板252上设置有配管路径A272,而且在第2硅基板254上设置有配管路径B274。
在这样构成的开闭阀280中,首先,在脉冲施加电压未被施加给发热体元件的状态下,由于外部气压以及第1硅基板252上的磁铁层264与隔板266的磁性层260之间的引力,而使隔板266朝下侧(第1硅基板252的发热体282侧)按压。因此,在该状态下,氢气276留在配管路径A272侧的流路256内(参照图16A)。
然后,当脉冲驱动电压被施加给发热体282时,在发热体元件的表面产生气泡284。当该气泡284膨胀时,由于磁铁层264与隔板266的磁性层260的引力而使气泡284变大,隔板266朝上侧移动。因此,阀处于打开状态(参照图16B)。
然后,当停止了向发热体元件施加的脉冲驱动电压时,气泡284收缩。于是,设置于第1硅基板252上的磁铁层264与隔板266的磁性层260之间的引力增大,隔板266回到原来位置,阀关闭(参照图16A)。
另外,这里对开闭阀作了说明,然而即使是安全阀也能同样构成。
图17A和17B是示出使用形状记忆合金材料构成开闭阀的燃料电池系统的一例的截面图,图17A是示出开闭阀关闭的状态的图,图17B是示出开闭阀打开的状态的图。
在开闭阀290中,在玻璃基板292上配置有第1硅基板294和第2硅基板296,在该第1硅基板294与第2硅基板296之间设置有流路298。然后,在玻璃基板292的上侧表面配置有阀座托盘258。并且,在第2硅基板296的上层设置有由负极302和正极304层压的使用马氏体相的形状记忆合金材料的隔板306。并且,在上述负极302与正极304之间设置有绝缘板308。
并且,形成在玻璃基板292上的阀座托盘258呈长方体形状并在中央部形成有凹部258a。该长方体的凹部258a和形状记忆合金(隔板)306的突起部306a嵌合。
并且,在玻璃基板292上设置有配管路径A272,而且在第2硅基板296上设置有配管路径B274。
在这样构成的开闭阀290中,在非通电状态下,隔板306具有朝流路256侧呈球面形状的凹面形状,并且形成在中央的突起部306a与阀座托盘258的凹部258a嵌合。因此,氢气276由隔板306阻挡,留在配管路径A272侧的流路256内(参照图17A)。
然后,在通电时,当经由正极304和负极302提供了电流时,由于隔板306发热而使温度上升。于是,形状记忆合金发生相变化而成为扁平形状,开闭阀处于打开状态(参照图17B)。
另外,这里对开闭阀作了说明,然而即使是安全阀也能同样构成。
并且,上述的安全阀和开闭阀的形状不限于图15A、15B至图17A、17B所示的结构。
(第2实施方式)
下面,对本发明的第2实施方式进行说明。
图18是示出根据本发明的第2实施方式的燃料电池系统的结构的图,图19是用于对图18的结构的燃料电池系统的动作进行说明的图。
第2实施方式中的燃料电池系统310具有使贮氢合金容器312和2个燃料电池单元314、314一体化的结构。
具体地说,在壳体320中具有:贮氢合金容器即具有氢气供给口322的燃料箱容器324;以及配置在半导体基板326上的开闭阀328、检测用压力传感器330、第1和第2压力调整阀332和334及安全阀336。燃料箱容器324和开闭阀328与配管路径A338连接。然后,在燃料电池单元314侧设置有使第1压力调整阀332和第1阳电极342连接的配管路径B344。同样,设置有使第2压力调整阀334和第2阳电极346连接的配管路径B358。
燃料电池单元314、314由上述的第1和第2阳电极342和346、第1和第2高分子固体电解膜348和350、阴电极352和催化剂构成。在燃料电池单元314、314的中央部配置有构成2个阴电极的空气室。该空气室从空气引入口354提供外部空气。
在阴电极侧与阳电极侧之间,使用多个O形环356即弹性构件来分别保持第1和第2高分子固体电解膜348和350。第1和第2高分子固体电解膜348和350使用O形环356来密封。另外,构成上述半导体基板326的360是玻璃基板、362是第1硅基板。
在这样构成的燃料电池系统310中的动作中,当未作图示的便携用设备的操作按钮的开关接通时,二次电池起动,开闭阀328打开,向第1阳电极342和第2阳电极346侧补给氢气。然后,对检测用压力传感器330的值是否是期望的压力值进行检测。按照该检测出的压力值,根据存储数据(图4A、4B的表或图19所示),开始第1和第2压力调整阀332和334的控制。
阴电极352侧的空气室始终从空气引入口354提供空气。各燃料电池单元314、314构成为,通过被提供来自燃料箱容器324和外部空气的空气,使得由燃料电池单元所发的电力从未作图示的电极被提供给装置负荷部或显示装置。
在图19中,在内压0.92kPa(53℃以下)的贮氢合金容器324与高分子固体电解膜的机械强度是0.1MPa内压的燃料电池单元314之间形成有玻璃基板360,在该玻璃基板360上形成有第1硅基板362。然后,在该第1硅基板362上,从通过MEMS细微加工技术所形成的贮氢合金容器324侧设置有开闭阀328、测定来自该开闭阀328的氢气压力的检测用压力传感器330、用于对来自上述开闭阀328的氢气进行减压的压力调整阀332(334)。该压力调整阀332(334)被控制成,在运转动作时减压到1/9(在配置有n个压力调整阀的情况下为n/9)。此时,压力调整阀的变化量δ(例如,压电体的静电电容的变化)根据图4A所示的表,向两电极间施加电压。
尽管未作图示,然而开闭阀328借助作为公知技术的燃料电池单元314侧的氢气压力而被调整厚度,以使进行热变形的热变形导电材料发生变化。然后,通过开闭阀328的控制,减少从贮氢合金容器324侧承受压力的面积,从而减少从上部向形成有在电极间插入了绝缘膜的热变形材料的隔板施加的力。即,该结构是,利用配置在开闭阀328的下侧的弹性材料即O形环356朝上方按压。当向热变形材料施加了电压时,隔板发生变形,以克服O形环356按压的作用力,构成为使从贮氢合金容器324输送氢气的配管路径与向压力调整阀提供氢气的配管路径连通。
检测用压力传感器330是使用绝缘膜形成和蚀刻等的细微加工技术来形成的,以使与作为公知技术的应变变形构件接合的隔板位于上方侧。或者,可以使静电基板与隔板接合。在其与在下方侧形成流路的第1硅基板362之间具有空心部。
作为另一变形例,还能在本发明的压力传感器中,在第1硅基板的表面上,在空心部内的表面配置温度传感器。这样来构成,可直接测定气体温度,也没有由温度传感器引起的隔板的应变,不会包含由配置有温度传感器的部位的位置偏差引起的误差,可使PCT系数(温度传感器的输出温度是60度,1MPa的状态下决定为1.0)简化。
并且,由于在出厂前要求测定压力传感器的空心部和压力调整阀的各温度的压力差,因而还能存储将用于转换成来自压力调整阀的流量的函数运算式ROM化后的数据。
(第3实施方式)
下面,对本发明的第3实施方式进行说明。
本第3实施方式是对上述的图3B所示的第1实施方式中的燃料电池系统作了变形的实施方式,是关于具有多个燃料箱和多个燃料电池的燃料电池系统的例子。
图20是示出根据本发明的第3实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
在该燃料电池系统370中,从贮氢合金不同的第1和第2燃料箱(贮氢合金容器)372和374,经由未作图示的各自的配管路径,在硅基板376上并列配置有第1和第2检测用压力传感器378和380以及第1和第2开闭阀382和384。然后,在第1和第2开闭阀382和384与外部空气之间配置有安全阀390。并且,在上述第1和第2开闭阀382和384与第1和第2燃料电池单元396和398之间分别配置有第1和第2压力调整阀386和388。
在上述第1和第2燃料电池单元396和398与装置负荷部406和二次电池408之间串联配置有第1和第2切换开关400和402。
上述第1和第2燃料电池单元396和398以及第1和第2切换开关400和402按以下方式进行动作。
通过选择第1燃料电池单元396和第2燃料电池单元398,装置负荷部(摄影时可取得的摄影张数或者动态图像时间的限制或者再现时的幻灯片演示的时间限制等)406的电池规格条件会改变。
并且,作为另一具体例,在将所摄影的动态图像或静态图像数据记录在由垂直磁化膜记录材料或相变化记录材料构成的盘(光盘;例如,相变化型记录介质、垂直磁化非晶形记录介质)状记录介质内的用户区内的盘摄像机中,盘摄像机还能利用具有温度检测单元的盘摄像机,该温度检测单元通过内置于盘装置中的磁头部的半导体激光器,或者内置于使磁头朝半径方向进行搜索动作的存取机构驱动系统中的温度传感器、或者配置在盘状记录介质的附近的温度传感器,检测温度。
在该情况下,在第1和第2燃料电池单元396和398与装置负荷部406和二次电池408之间并列配置有第2切换开关216(不具有选择第1燃料电池单元396和第2燃料电池单元398的第1切换开关)。
在具有第1和第2燃料电池单元的燃料电池装置中,将冷却元件配置在燃料箱的附近,该冷却元件由安装向上述燃料电池单元提供燃料的一组燃料箱(贮氢合金容器)的封装件构成,并具有比燃料箱的内面面积小的面积。然后,在摄像装置中,进行在摄像元件(例如,CCD或CMOS)对被摄体进行摄像的起动时使冷却元件动作的控制。
或者,在由测定镜头驱动电路用IC芯片的表面温度的温度传感器构成的装置负荷部中,根据温度传感器的测定结果,使用控制电路控制一对燃料电池单元的动作。在镜头驱动电路用IC芯片的表面温度达到预定的值的情况下,该控制电路开始上述冷却元件的电力供给,或者降低燃料电池单元的电力供给量。
并且,在装置负荷部的动作时,在从控制电路开始上述摄像动作到从上述摄像元件把静态图像信号转发到盘装置之前的期间,还能由冷却元件冷却燃料电池。在该情况下,构成为使用第1燃料电池单元驱动摄像装置,使用第2燃料电池单元驱动盘装置和缓存。然后,不暂停第1和第2燃料电池单元,而使其同时进行动作。
当从该动作起与第1燃料电池单元连接的第1燃料箱的余量达到驱动摄像装置的极限值时,切换成由第2燃料电池单元驱动摄像装置以及盘装置和缓存。
并且,当与第2燃料电池单元连接的第2燃料箱的余量达到驱动盘装置和缓存的极限值时,切换成由第1燃料电池单元驱动摄像装置以及盘装置和缓存。
因此,还能构成为,在用户使用摄像装置时,在显示装置(LCD)上进行警告显示,或者使发光二极管(LED)亮灯,发出警告消息音或使警告消息发音,以使用户知道第1或第2燃料电池单元的状态(燃料电池的双方在使用中,或者任一燃料电池在使用中)。由此。不暂停盘装置,CPU检测使用配置在光盘装置内的盘附近的温度传感器等的细微流体流路管内的压力传感器,使第1和第2燃料电池单元工作,可驱动摄像装置。
在电池余量警告显示中,具有与常温环境下相比在低温环境下可使用的时间自身短的课题。因此,将检测温度的温度传感器设置成在装置负荷部的外部露出。只有当所检测的温度为规定的低温度时,才打开各自的开闭阀,以使第1和第2燃料电池单元工作,可进行从2个燃料电池单元向装置负荷部内的各驱动电路的电力供给。这样,可保护由低温度引起的燃料余量检测的过小检测。
因此,对用户来说,即使在低温度的环境下,也能维持摄影模式,而装置负荷部内的控制电路不会误动作。或者,在摄影模式时,在从闪光灯装置发出闪光时电压的负荷变动增大,然而燃料电池以氢气作为燃料,因而与以甲醇作为燃料的燃料电池相比发电效率高,从而也能应对负荷变动。
并且,通过兼用作自动聚焦模块单元的温度校正用的温度检测传感器,可削减装置负荷部的构件,因而可廉价地制造本实施方式的装置负荷部。
作为另一具体例,具有无接点充电用支架装置(例如,日本特开2006-203997号公报、或者日本特开2006-353094号公报)。这里,作为无接点充电用支架装置的电源,可使用种类不同的2个燃料电池。具有识别装置负荷部的重量或外形形状的识别传感器和一次线圈。
作为放置装置负荷部的支架装置,装置负荷部(例如电子照相机)和设置在支架装置上的未作图示的无接点充电用支架装置将装置负荷部安装在无接点充电用支架装置上。由此,对内置于装置负荷部中的二次电池进行充电。支架装置内的无接点充电用支架装置内置有一次线圈和用于使用直流励磁该一次线圈的不同的2种燃料电池。
并且,在设定闹钟用或充电时间时,可以将作为提供给定时器显示用的背光装置的电源的单一燃料电池和用于使用直流励磁一次线圈的单一的燃料电池并用来内置于支架装置内。装置负荷部内置有与无接点充电用支架装置的一次线圈电磁耦合的二次线圈以及控制二次电池的充电状态的充电控制电路。当装置负荷部安装在支架装置的无接点充电用支架装置上时,直流电力由内置于装置负荷部内的二次线圈所感应,由充电控制电路控制,还能给内置于装置负荷部内的二次电池充电。
并且,取代上述充电时间设定用的定时器显示,还能使用具有当二次电池充满电时开关元件从接通被切换到断开的保护电路的控制电路。
并且,在上述支架装置与装置负荷部之间设置通信单元,在第1燃料电池与装置负荷部的二次电池连接的状态下,还能按以下方式进行。即,当第1燃料电池的余量为规定值以下时,控制电路阻断燃料电池单元和二次电池。然后,在停止向二次电池的供给后,经由上述通信单元把请求从支架装置内的第2燃料电池开始供给的信号发送到装置负荷部的二次电池。这样,还能进行向装置负荷部的二次电池的补给。
并且,上述的第2切换开关是为了在燃料箱发生高温高压时将燃料电池的余量从装置负荷部切换到二次电池而设置的。在该燃料箱的高温高压状态下,把第1或第2检测用压力传感器的输出信号输入到CPU,CPU向未作图示的开关驱动电路发出指示,以使第2切换开关工作。CPU在由用户确认了电源投入后,监视与根据CPU的指示所选择的燃料箱(贮氢合金容器)连接的第1或第2检测用压力传感器的输出信号。
然后,当该输出信号为规定值以下时,CPU打开第1或第2开闭阀,之后开始控制第1或第2压力调整阀。然后,所选择的燃料箱的氢气从第1或第2压力调整阀流到燃料电池单元。当在该燃料箱至压力调整阀之间即流体流路内实测的压力值超过压力调整阀可容许的压力的规定值以上时,安全阀打开,可使氢气排放到外部空气中,可保护压力调整阀。
另外,这里对从多个燃料箱与各自的燃料电池单元连接的2个细微流体流路作了说明,然而通过使用使单一的燃料箱和单一的燃料电池单元连接的细微流体流路,可省略第1切换开关,可构成具有简化的细微流体流路的燃料电池系统。
下面,对第3实施方式的变形例进行说明。
图21A是示出作为本发明的第3实施方式的变形例的电子设备系统的结构的框图。
在该图中,该电子设备系统构成为,将第1燃料电池安装在装置负荷部的电池收纳室内,并将第2燃料电池安装在支架装置的电池收纳室内。
即,本电子设备系统410构成为具有装置负荷部414和支架装置418。
装置负荷部414由以下构成,即:第1燃料电池422,二次电池424,装置负荷部(例如,光盘驱动装置,变焦镜头驱动装置,聚焦驱动装置等)426,控制部(CPU)428,以及3个开关430a、430b、430c。这3个开关430a、430b、430c的切换端子由CPU 428控制。
这些开关430a、430b、430c如图21B的表所示,在通常动作时(可取下支架装置418),开关430a、430b断开,开关430c接通。并且,在备用时(支架装置418在连接或非连接时都能使用),开关430a~430c全都接通,在充电时,开关430a接通,开关430b、430c断开。
另外,在闪光灯发光时,开关430a断开,开关430b、430c接通。特别是,当提供闪光灯发光时的由负荷变动引起的二次电池的电力时,可增强燃料电池的电力特性。
支架装置418构成为具有第2燃料电池442和充电控制部444。上述二次电池442由例如锂离子电池或镊氢电池构成。这里,充电控制部444由CPU、直流-直流转换器以及电磁继电器构成,尽管未作图示。当装置负荷部414侧的二次电池424的余量减少时,从装置负荷部414侧的CPU 428向支架装置418侧的CPU发送电力供给请求信号。然后,支架装置418侧的CPU在上述信号接收后,驱动直流-直流转换器,向二次电池424进行电力供给。
之后,从支架装置418侧的CPU将是否充满电的询问定期发送到装置负荷部414侧的CPU 428。然后,当二次电池424的容量为充满电时,从装置负荷部414侧的CPU 428向支架装置418侧的CPU发送充满电信息。支架装置418侧的CPU断开电磁继电器,二次电池424的充电结束。
例如,对DVD记录介质的摄像机的情况进行说明。
在使用DVD±RW或HDD存储介质或盒式盘的记录介质的摄像机的结构中,在图21A中,当第1燃料电池422与装置负荷部426连接时,第2燃料电池442与二次电池424连接,二次电池424也与装置负荷部426并列连接。于是,由于摄像机保存的数据主要是动态图像或静态图像,因而其数据量也大,需要用于采取备份的时间和电力。在这种备用状态下,可利用由使用配置在盘记录介质附近的温度传感器的温度检测部所控制的第1燃料电池422和二次电池424,提供从由使用温度传感器的温度检测部控制的第2燃料电池442所充电的二次电池424的综合电力。
上述结构具有:检测第1和第2燃料电池422和442的输出电压的检测单元;以及根据该检测单元检测出的输出电压控制切换开关的接通/断开的控制部428。特别是,在装置负荷部414的二次电池424导致光盘装置的温度上升时,与半导体激光器的电力调整(利用温度检测的再现光量调整或半导体激光器的各个偏差调整)开始同步,根据介质附近的温度检测开始起动第1燃料电池422。
光盘附近温度加热而达到规定温度以上的CPU 428具有被输入温度信息来阻断与装置负荷部426之间的连接、并停止第1和第2燃料电池422和442的动作的功能。然后,将保存在DVD或HDD内的保存用图像数据转发到具有某种程度的容量的外部记录介质来进行备份。在保存该图像数据时燃料电池不会中断,可获得备用电力。因此,可在用户感觉不到的情况下将摄影数据可靠地转发并保存到外部记录介质内。
在日本特开2002-216782号公报中,公开了使燃料电池和由该燃料电池充电的多个(3个)二次电池并列连接的燃料电池混合系统。该系统具有检测各二次电池的充电状态的检测单元39,该检测单元39由检测各二次电池的电流的电流传感器、检测电压的电压传感器以及检测温度的温度传感器构成。并且,公开了一种管理单元。这里的暖机运转是根据来自外部空气温度检测部16和单元温度检测部17的检测温度,经由暖机运转控制部20驱动加热器6、燃料电池2或冷却风扇7。
这样,可均匀地保持各二次电池的充放电能力,可防止过充电或充电不足。
这样,燃料电池具有保护功能,这使得系统整体规模变大,并使用外部空气温度检测部16、单元温度检测部17、具有温度传感器的各二次电池等的许多温度传感器。结果,装置整体大型化,充放电管理变得复杂。
在本发明中,例如,无需在燃料电池或燃料箱内新设置使用温度传感器的温度检测部,可减少构件。
并且,通过将第1燃料电池和第2燃料电池的温度检测位置设定为相同场所(例如,仅是配置在盘记录介质附近的温度传感器或配置在摄像元件内的温度传感器),当紧急地发生温度异常时,与阻断向光盘或磁盘内的摄影数据写入或者从摄像元件向记录介质的数据转发同步来阻断燃料电池,因而简化了系统的接通/断开动作处理。然后,可补偿依赖于可进行记录介质的图像记录的温度上限值和下限值的燃料电池内的细微流体流路内的温度,可解决所摄影的图像数据由于光盘不能记录而存储在缓存内的问题。此外,即使发生第1或第2燃料电池用尽,也能使用剩余的燃料电池补偿装置负荷部的动作。
并且,作为另一具体实施,还能在第1燃料电池起动时从二次电池将电力提供给装置负荷部,还具有消除第1燃料电池的上升沿时间损失的优势。在规定时间后,进行从装置负荷部的二次电池向第1燃料电池的切换。并且,温度传感器配置在支架装置的第2燃料电池收纳室的附近,还能控制第2燃料电池。
认为用户需要的是,只需将装置负荷部(例如数字照相机)414设置在支架装置418上,就能给装置负荷部414的二次电池424充电。因此,对用户来说期望的是,在不能使用交流电源的野外活动时,可给装置负荷部414自动充电。当装置负荷部414被设置在支架装置418上时,在默认状态下支架装置418从燃料电池把电力提供给装置负荷部414,给装置负荷部414的二次电池424充电。在装置负荷部414的二次电池424的余量少的情况下,使用配备在支架装置418内的包含第2燃料电池442的充电控制部444进行充电。
尽管未作图示,然而装置负荷部414和支架装置418经由电接口(例如USB接口)连接。在装置负荷部414收发了该二次电池的种类、容量、电池温度的固有信息之后,装置负荷部414的CPU 428控制充电显示。然后,在液晶显示画面(未作图示)上进行充电状态(LED闪烁或者LED识别,以便容易知道充电容量的进展)的显示。
下面,对Printer Dock的情况进行说明。
使装置负荷部(以下记为电子照相机)和打印机直接连接,电子照相机具有向打印机转发图像信息的转发单元以及接收从打印机发送的打印结束信息的接收单元,在第1燃料电池配置在数字照相机内、第2燃料电池配置在打印机(带有支架)的打印系统中,可从配置在打印机内的第2燃料电池将电力提供给数字照相机的二次电池,该打印机根据使用配置在打印机的外表面的温度传感器的温度检测部进行控制。然后,在数字照相机使用时,也不出现二次电池的余量不足的情况,自动进行图像数据的打印,从而可在使用者感觉不到的情况下将图像数据可靠地转发到打印机进行打印。
在这种结构中,还能用于具有以下的无线通信网络的数字照相机系统,即:拥有无线通信功能的多个数字照相机,可实现以这些数字照相机中至少一个上述数字照相机为主机、其他各数字照相机为从机来进行相互无线通信。并且,在设置了具有一次电池的装置负荷部的情况下,由于从装置负荷部发送电池的种类信息,因而在支架装置侧的CPU中不进行充电控制,而仅提供装置负荷部的动作用电力,在装置负荷部的液晶显示画面上进行“电池种类不同,不能充电”等的显示。
并且,在充电时,在燃料电池的余量少的情况下等,优先提供装置负荷部的动作所需要的电力,实施停止向二次电池的电力供给等,之后还能在装置负荷部的液晶显示画面上进行显示。结果,装置负荷部的液晶显示画面不会被阻断,可停止向二次电池的充电。因此,对用户来说,提高了操作性和便利性。
认为用户需要的是,只需将装置负荷部(例如数字照相机)设置在支架装置上,就能给装置负荷部的二次电池充电。因此,对用户来说期望的是,在不能使用交流电源的野外活动时,可给装置负荷部自动充电。当装置负荷部被设置在支架装置上时,在默认状态下支架装置从燃料电池把电力提供给装置负荷部,给装置负荷部的二次电池充电。在装置负荷部的二次电池的余量少的情况下,使用配备在支架装置内的包含燃料电池的充电控制电路进行充电。
装置负荷部和支架装置经由电接口(例如USB接口)连接。在装置负荷部收发了该二次电池的种类、容量、电池温度的固有信息之后,装置负荷部的CPU控制充电显示,在液晶显示画面上进行充电状态(LED闪烁或者LED识别,以便容易知道充电容量的进展)的显示。
另外,这里对支架装置作了说明,然而通过附加打印存储在装置负荷部的存储介质内的图像数据的打印功能,还能将支架装置置换成带有纸托盘的便携用打印机。并且,对于装置负荷部,还能将上述记载的内容附加到在日本特开2006-208832号公报记载的具有燃料电池和充电功能的投影仪系统中所公开的技术内容。
以上,对本发明的实施方式作了说明,然而本发明不限于上述的实施方式,当然可在不背离本发明的要旨的范围内进行各种变形实施。例如,尽管是使玻璃基板与作为半导体基板的硅基板接合的结构,然而也能将玻璃基板置换成半导体基板,使半导体基板的双方接合。
并且,上述的实施方式包含各种阶段的发明,通过所公开的多个构成要件的适当组合,可提出各种发明。例如,即使从实施方式所示的全部构成要件中去除若干构成要件,也能解决在发明内容中所述的课题,在能获得在发明内容所述的效果的情况下,去除了该构成要件的结构也能作为发明提出。
本领域技术人员将容易想到其他优点和修改。因此,本发明在更广泛的方面不限于本说明书中所示和所述的具体细节和代表性实施方式。因此,可以在不背离所附权利要求及其等效权利要求所定义的本发明一般概念的精神或范围的情况下进行各种修改。
Claims (8)
1.一种燃料电池系统,该燃料电池系统具有:细微流体流路,其构成为在贮氢合金容器与燃料电池单元之间配置有开闭阀、检测用压力传感器以及压力调整阀;安全阀,其进行从上述细微流体流路分出的分支路的开闭;温度传感器;以及控制电路,其至少对上述开闭阀和上述安全阀的开闭进行控制,该燃料电池系统的特征在于,
上述控制电路在根据上述温度传感器的输出信号判断为上述燃料电池系统内的温度出现异常时,在保持打开上述开闭阀的状态下打开上述安全阀,或者在关闭上述开闭阀之后打开上述安全阀。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统,其特征在于,在上述温度传感器和上述检测用压力传感器的输出中包含有再试动作。
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统,其特征在于,
该燃料电池系统还具有硅基板,该硅基板形成有上述温度传感器、上述检测用压力传感器以及上述压力调整阀,上述硅基板与玻璃基板接合,
上述硅基板在上述玻璃基板上具有形成细微流体流路用的下层的第1硅基板和形成上述细微流体流路用的上层的第2硅基板,
在上述第2硅基板上配置有上述检测用压力传感器、上述压力调整阀以及上述安全阀。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统,其特征在于,
在上述贮氢合金容器的外表面形成有凹形的翼片,在该翼片的凹底部开设有通气口。
5.一种使用燃料电池系统的终端用设备,其特征在于,该终端用设备具有:
燃料电池系统,该燃料电池系统具有:细微流体流路,其构成为在贮氢合金容器与燃料电池单元之间配置有开闭阀、检测用压力传感器以及压力调整阀;安全阀,其进行从上述细微流体流路分出的分支路的开闭;温度传感器;以及控制电路,其至少对上述开闭阀和上述安全阀的开闭进行控制,上述控制电路在根据上述温度传感器的输出信号判断为上述燃料电池系统内的温度出现异常时,在保持打开上述开闭阀的状态下打开上述安全阀,或者在关闭上述开闭阀之后打开上述安全阀,
该终端用设备还具有:
二次电池;
装置负荷部;
存储单元,其具有多个温度特性中的压力一余量线图;以及
切换开关,其配置在上述装置负荷部和上述二次电池与上述燃料电池单元之间。
6.根据权利要求5所述的使用燃料电池系统的终端用设备,其特征在于,
上述装置负荷部是至少数字照相机、照相机模块单元和摄像机中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的使用燃料电池系统的终端用设备,其特征在于,该终端用设备还具有放置上述装置负荷部的电子设备放置单元。
8.根据权利要求7所述的使用燃料电池系统的终端用设备,其特征在于,上述电子设备放置单元具有上述燃料电池系统和充电控制电路。
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