JP2004139742A

JP2004139742A - 燃料供給装置および携帯機器

Info

Publication number: JP2004139742A
Application number: JP2002282545A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Nishino; 西納　直行; Shigeaki Ushiro; 後　成明
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】燃料の補給時期を高精度に把握し得る。
【解決手段】燃料パック４８，サブパック５０を別々に接続したポンプ４６は、燃料を両パック間に送液しかつ両パック内の燃料を燃料電池３４に供給する。ポンプ４６がサブパック内に燃料を備蓄した後に、燃料パック内の燃料を優先的に使用するようにポンプの切換えをコントロール部が制御する。燃料パック内の燃料が空になっても、備蓄しているサブパック内の燃料が空になる前に、ユーザに早期に燃料補充を促すことができる。ポンプが両パックに別々に接続したので、たとえ燃料パック内の燃料が空になった場合でも、直ちに燃料電池の発電が停止しないので、燃料の入手に猶予ができ、使い勝手が向上する。即ち、燃料パック内の燃料が空になったことを認識することで、燃料の補給時期を高精度に把握できるので、燃料切れに対する不安が解消され、使い勝手が向上する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばメタノール直接型燃料電池（ＤＭＦＣ）などの燃料電池の燃料極に対して燃料を供給する燃料供給装置または携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラには、太陽電池の起電力を２次電池に蓄え駆動する太陽電池ユニットを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、従来の燃料電池には、負荷変動によって所定量の燃料を燃料極に供給するものがある（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。さらに、従来の燃料電池には、水素ガスの圧力を調整する圧力調整器を備えるものがある（例えば、特許文献４および特許文献５参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１６３９６５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１０６２０１公報
【特許文献３】
特開２００２−４９４４０公報
【特許文献４】
特開平１０−６４５６７号公報
【特許文献５】
特開平１０−６４５７２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１の太陽電池ユニットは、太陽エネルギーを直接に電気エネルギーへ変換して２次電池に蓄積するタイプであるので、太陽が照射しない夜間などでは電気エネルギーを２次電池に充電することができない。そのため、特許文献１では、夜間などで２次電池に充電された電気エネルギーが全て消費（完全放電）されると、カメラを使用することができなくなる。従って、特許文献１に係るカメラでは、夜間などにおいて、長時間の使用が困難であった。
【０００５】
一方、近年では、燃料と空気中の酸素とを電気化学反応させて生じた化学エネルギーを直接に電気エネルギーへ変換することにより、定常的に発電を続けることができる燃料電池が提案されている。ここで、カメラなどの携帯機器の高容量電源として注目されているのが、固定高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）である。
【０００６】
固定高分子型燃料電池の中でも、水が混合されたメタノール水（燃料）を直接に燃料極へ供給するメタノール直接型燃料電池（ＤＭＦＣ）は、メタノール水から水素を作る改質器または二酸化炭素濃度制御用の反応器などの周辺補助機器が不要となるので、小型化に適している。そして、上記燃料電池を携帯機器であるカメラまたはノート型パーソナル・コンピュータなどの電源として適用することが想定し得る。
【０００７】
一方、携帯機器において、例えば燃料パックなどに収容された燃料のメタノール水が空になり、燃料電池の発電が完全に停止した後に、空になった燃料パックを新品の燃料パックに交換しても、必ずしも直ちに機器セットとして機能しないことが想定される。即ち、燃料パック内の燃料が空になった後に、新品の燃料パックを装着する場合、機器本体の起動復帰に手間を要すことになるので、使い勝手が悪くなる。
【０００８】
また、燃料電池において発電を行うためには、例えば燃料パックに収容された燃料を燃料極に供給する必要がある。しかし、燃料はメタノール水などの液体であるので、たとえば携帯機器などの使用方向によっては燃料タンク中の燃料の残容量を正確に把握することが困難であり、そして携帯機器を燃料の計測が正確にできる正位置とした場合突然に燃料が少ないことが検出されるという事態も考えられる。そして、突然に燃料が少ないと警告されても、現在のインフラにおいては燃料を迅速に入手できないことも想定される。
【０００９】
なお、特許文献２乃至特許文献５では、負荷変動によって所定量の燃料を燃料極に供給する構造または圧力調整器が開示されているが、予備燃料機構などがないので、上述したように燃料タンク中の燃料が突然に空になるおそれがある。
【００１０】
本発明の目的は、上記事実を考慮して、燃料の補給時期を高精度に把握し得る燃料供給装置または携帯機器を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の燃料供給装置では、燃料極に供給される燃料と空気極に供給される酸素とを電気化学反応させて生じた化学エネルギーを、直接に電気エネルギーへ変換する燃料電池の前記燃料極に燃料を供給する燃料供給装置であって、燃料を収容する主燃料収容部と、燃料を収容する補助燃料収容部と、前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部がそれぞれ別に接続され、かつ燃料を前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部間で流通可能にすると共に、前記主燃料収容部内の燃料または前記補助燃料収容部内の燃料を前記燃料極に供給する燃料供給手段と、を備える。
【００１２】
請求項１記載の燃料供給装置においては、主燃料収容部のほかに、補助燃料収容部を設け、かつ主燃料収容部および補助燃料収容部をそれぞれ別に接続した燃料供給手段によって燃料を主燃料収容部および補助燃料収容部間で流通させると共に、主燃料収容部内の燃料または補助燃料収容部内の燃料を燃料電池の燃料極に供給させる構成としたので、たとえば補助燃料収容部内に燃料が備蓄されている場合には、主燃料収容部内の燃料が空になっても、補助燃料収容部内の燃料を燃料電池の燃料極に供給できる。
【００１３】
請求項１記載の燃料供給装置によれば、主燃料収容部内の燃料が空になったことを認識することで、燃料の補給時期を高精度に把握できるので、燃料切れに対する不安が解消され、使い勝手が向上する。また、請求項１記載の燃料供給装置によれば、補助燃料収容部内に備蓄した燃料は燃料電池に供給できるので、バックアップ用の燃料容量が増大すると共に、燃料の入手に余裕が生じる。
【００１４】
即ち、請求項１記載の燃料供給装置によれば、燃料供給手段が主燃料収容部および補助燃料収容部に対してそれぞれ別に接続したので、たとえ主燃料収容部内の燃料が空になった場合でも、直ちに燃料電池の発電が停止しないので、燃料の入手に猶予ができ、使い勝手が向上する。
【００１５】
請求項２に係る発明では、請求項１記載の燃料供給装置において、前記補助燃料収容部内の燃料が所定レベル以上の場合には前記主燃料収容部内の燃料を前記燃料極に供給するように前記燃料供給手段の切換えを制御し、かつ前記補助燃料収容部内の燃料が所定レベル以下の場合には前記主燃料収容部内の燃料を前記補助燃料収容部に供給するように前記燃料供給手段の切換えを制御すると共に、前記主燃料収容部内の燃料が空の場合には前記補助燃料収容部内の燃料を前記燃料極に供給するように前記燃料供給手段の切換えを制御する切換制御手段を設ける。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、切換手段が補助燃料収容部内に燃料を備蓄した後に、主燃料収容部内の燃料を優先的に使用するように燃料供給手段の切換えを制御するので、主燃料収容部内の燃料が空になっても、備蓄している補助燃料収容部内の燃料が空になる前に、ユーザに早期に燃料補充たとえば空になった燃料パックを新品の燃料パックに交換するように促すことができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明では、請求項１記載の燃料供給装置において、前記主燃料収容部は前記燃料供給手段に対して着脱可能に配置され、前記補助燃料収容部は前記燃料供給手段に固定されているので、主燃料収容部たとえば燃料パック内の燃料が空になった場合には新品の燃料パックを空になった燃料パックと交換でき、燃料の補充が迅速に行える。
【００１８】
請求項４に係る発明では、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料供給装置を携帯機器に設けるので、使い勝手が向上する。なお、上記携帯機器は、銀塩フィルムカメラ，デジタルカメラ，携帯電話，ノート型パーソナル・コンピュータ，ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などを含む概念である。
【００１９】
また、請求項５に係る発明では、請求項４記載の携帯機器において、前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部の燃料の残容量に基づき燃料の補充を注意または警告するので、ユーザはたとえば燃料パックの交換時期を的確に認識できる。さらに、請求項６に係る発明では、請求項４または５記載の携帯機器において、前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部の燃料の残容量に基づき機器動作を制限するので、省電力化が図られ、たとえば燃料パックが交換されるまで延長される。即ち、請求項６に係る発明よれば、電力消費を最小限にできるので、早期のシステムダウンを防止できる。
【００２０】
なお、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料供給装置に対し、前記燃料電池からの電気エネルギーを蓄積可能にすると共に、蓄積された電気エネルギー基づいて機器動作を可能とした充電蓄積手段を設けるようにしても良い。
【００２１】
燃料電池は、燃料と空気中の酸素とを電気化学反応させて電気エネルギーを発生させるものであるので、携帯機器の起動時の応答が十分に速いとはいえない。即ち、燃料電池は、起動または停止を繰り返す携帯機器での使用よりも、安定的に使い続ける装置での使用に適している。つまり、燃料電池は、応答が十分に速いとはいえないので、起動または停止を繰り返す携帯機器の電源としては適さない。
【００２２】
しかし、上記充電蓄積手段として２次電池またはコンデンサなどを設ければ、燃料電池で発電された電気エネルギーが蓄積されるので、起動または停止を繰り返す携帯機器にも対応できる。即ち、燃料電池を直接にＣＰＵ，モータなどの電子部品に接続せず、２次電池などの充電蓄積手段に電気エネルギーを蓄えかつ電子部品を駆動させる構成にすれば、起動または停止を繰り返す携帯機器の電源にも十分に対応できる。なお、たとえば燃料切れなどによって燃料電池での電気エネルギーの発生が停止した場合にも、充電蓄積手段に蓄えられた電気エネルギーに基づき、機器動作が可能となる。
【００２３】
また、上記充電蓄積手段に接続可能に配置され、前記燃料電池での電気エネルギーの発生が停止し、さらに前記充電蓄積手段に蓄積された電気エネルギーがない場合には前記充電蓄積手段に対して電気エネルギーを供給する外部電源手段を設けるようにすれば、外部電源手段が充電蓄積手段に対して電気エネルギーを供給する起動電力源となるので、たとえば燃料パック内の燃料を完全に使い切り、燃料パック内の燃料が空になった場合に、たとえば空になった燃料パックを新品の燃料パックに交換した後の燃料電池への燃料供給動作などを復帰させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４に基づいて、本発明の実施形態に係る燃料供給装置または携帯機器について説明する。なお、本実施形態では、携帯機器をデジタルスチルカメラとした例であり、燃料電池をメタノール直接型燃料電池（ＤＭＦＣ）とした例である。また、図１は本実施形態に係る燃料電池を装着したデジタルスチルカメラのブロック図、図２は図１に示すメタノール直接型燃料電池の概略を示す図、図３は図１に示すポンプにおける燃料の流れを説明するための図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係るデジタルスチルカメラ（以下、単に「カメラ」という）１０では、操作部１２に配置されたレリーズスイッチが操作されると、シャッタ１４が開き、レンズ１６から入射された光はＣＣＤ１８で結像し、光学データは電気的な画像データに変換される。この画像データは、画像処理部２０へ送られ画像処理される。そして、画像処理部２０で処理された画像データは、フラッシユメモリなどで構成される記録部２２に保存されると共に、バックライト２４を備える表示部（ＬＣＤ）２６に表示される。
【００２６】
カメラ１０を構成する各部は、切換制御手段または制限手段であるコントロール部２８によって制御される。コントロール部２８には２次電池３０が接続されており、カメラ１０を構成する各部は２次電池３０にバッファされた電気エネルギーで作動される。なお、本実施形態では、充電蓄積手段の一部を構成する２次電池３０を、たとえばコンデンサなどとしても良い。
【００２７】
そして、２次電池３０にバッファされた電気エネルギーが不足すると、コントロール部２８は、コンバータなどで構成される変換部３２を作動させ、メタノール直接型燃料電池（以下、単に「燃料電池」という）３４の発電を行わせる。燃料電池３４から電気エネルギーが供給されて２次電池３０の充電が完了すると、コントロール部２８は、変換部３２の作動を停止させ、燃料電池３４の発電を停止させる。
【００２８】
充電蓄積手段の一部を構成する変換部３２には、外部電源手段である外部電源回路３６が接続されており、外部電源回路３６の接続部には外部電源である例えば一次電池としての単三電池３８が接続可能となっている。なお、外部電源回路３６の接続部には、一次電池の他に、たとえば商業電源を供給するためのＡＣアダプタを接続可能としても良い。
【００２９】
ここで、図２に基づき、燃料電池３４の構成について概説する。燃料電池３４は、燃料であるメタノール水（ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ）を直接にアノード（燃料極）４０に供給し、かつ空気中の酸素（Ｏ_２）をカソード（空気極）４２に供給することによって電力を得るタイプである。燃料極４０には触媒（Ｐｔ／Ｒｕ）が含まれており、空気極４２には触媒（Ｐｔ）が含まれている。燃料極４０および空気極４２との間には、電解質膜としてのプロトン導電膜４４が、真中に挟まれた状態で配置されている。
【００３０】
そして、メタノール水（ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ）は、燃料極４０での触媒反応により、水素イオン（Ｈ⁻），電子（ｅ⁻），二酸化炭素（ＣＯ_２）に分解される。上記水素イオン（Ｈ⁻）はプロトン導電膜４４を通過して空気極４２に移動するが、上記電子（ｅ⁻）はプロトン導電膜３６を通過できず燃料極４０および空気極４２の端子間に流れる。
【００３１】
即ち、燃料極４０での触媒反応によって電子（ｅ⁻）が発生すると、上記端子間に電流が発生し、発電される。また、プロトン導電膜３６を透過した上記水素イオン（Ｈ⁻）などが空気極２２中の酸素（Ｏ_２）で触媒燃焼されると、水（Ｈ_２Ｏ）が生成される。
【００３２】
なお、図１に示す燃料電池３４には、燃料極４０（図２参照）側に燃料を収容する図示しない燃料室が形成されていると共に、空気極４２（図２参照）側に空気を収容する図示しない空気室が形成されている。また、燃料室の入口には燃料を燃料室に供給させるためのパイプが連結されていると共に、燃料室の出口には二酸化炭素を外部に排出させるフィルタが配置されている。さらに、空気室の入口および出口には、フィルタがそれぞれ配置されている。
【００３３】
燃料電池３４の燃料室に連結されたパイプは、燃料供給手段のポンプ４６に連結されている。ポンプ４６には、主燃料収容部である燃料パック４８および補助燃料収容部であるサブパック５０がそれぞれ別に連結可能となっている。燃料パック４８はポンプ４６に対して着脱可能となっており、サブパック５０はポンプ４６に対して取外しできないように固定されている。
【００３４】
図３に示すように、ポンプ４６は、いわゆる３方向弁（図示省略）を備え、燃料パック４８内の燃料を燃料電池３４またはサブパック５０にそれぞれ送液可能としており、かつサブパック５０内の燃料を燃料電池３４に送液可能としている。なお、本実施形態は、サブパック５０内の燃料を燃料パック４８に送液できるように、ポンプ４６を設定変更しても良い。
【００３５】
カメラ１０には、燃料パック４８内の燃料およびサブパック５０内の燃料が、所定レベル以下か否かを検出する検出手段のセンサ５２および５４がそれぞれ配置されている。そして、センサ５２，５４およびポンプ４６はコントロール部２８に接続され、コントロール部２８はセンサ５２，５４の検出信号に基づいてポンプ４６の３方向弁を制御する。
【００３６】
また、センサ５２は、燃料パック４８がポンプ４６に装着されているかを検出すると共に、燃料パック４８内の燃料が空であるかを検出できるように設定されている。さらに、コントロール部２８は、２次電池３０の電圧値などを検出することにより、２次電池３０に所定レベル以上の充電容量があるかを判断し得るように設定されている。
【００３７】
引続き、図１および図３に基づき、カメラ１０に配置された燃料供給装置の作用について説明する。まず、新品の燃料パック４８の図示しないキャップを外し、満タンの燃料が収容された燃料パック４８をポンプ４６の図示しない接続部に接続する。即ち、燃料パック４８は、カメラ１０の図示しない装填部に装填することにより、ポンプ４６に接続される。
【００３８】
燃料パック４８の装填がセンサ５２で検出されると、コントロール部２８は、サブパック５０内の燃料が所定レベル以下か否かを検出するセンサ５４の検出信号に基づき、ポンプ４６の弁方向（燃料の送液方向）を制御する。また、コントロール部２８は、２次電池３０の電圧値などを検出することにより、２次電池３０に所定レベル以上の充電容量があるかを判断する。
【００３９】
そして、サブパック５０内の燃料残容量が所定レベル以上であれば、コントロール部２８はポンプ４６を制御し、燃料パック４８内の燃料を燃料電池３４の燃料室に供給させる。また、２次電池３０の充電容量が所定レベル以下であれば、コントロール部２８は変換部３２を制御し、図２で説明したように燃料電池３４で発生した電気エネルギーを変換部３２で受け、所定電圧レベルに変換させた後に、２次電池３０に充電させる。２次電池３０での充電が完了すると、コントロール部２８は変換部３２の動作を停止させ、燃料電池３４での発電を停止させる。
【００４０】
次に、表１に基づき、エネルギー残容量と動作モードの関係を説明する。動作モードにはモード０〜６があり、パック４８，５０の燃料残容量および２次電池３０の充電容量によって分類されている。以下、表１に基づき、エネルギー残容量と動作モードの関係について説明する。
【００４１】
【表１】

【００４２】
モード０は、パック４８，５０内の燃料残容量および２次電池３０の充電容量が所定レベル以上のモードであり、燃料パック４８内の燃料を燃料電池３４の燃料室に供給する。モード１は、燃料パック４８内の燃料が空であると共に、サブパック５０内の燃料残容量および２次電池３０の充電容量が所定レベル以上のモードであり、サブパック５０内の燃料を燃料電池３４の燃料室に供給する。
【００４３】
モード２は、サブパック５０内の燃料が空であると共に、燃料パック４８内の燃料残容量および２次電池３０の充電容量が所定レベル以上のモードであり、燃料パック４８内の燃料をサブパック５０に送液する。モード３は、パック４８および５０内の燃料が空であると共に、２次電池３０の充電容量が所定レベル以上のモードである。そして、モード３は、２次電池３０がカメラ１０の電源となっており、燃料補給待ちすなわち新品の燃料パック４８の交換待ち状態である。
【００４４】
モード４〜６は、２次電池３０の充電容量が所定レベル以下（充電容量がない完全放電）のモードである。本実施形態では、２次電池３０が燃料電池３４へ燃料を供給するポンプ４６を、駆動させる構成となっているので、２次電池３０が完全放電してしまうと、カメラ１０が独力で動作を開始することが困難となる。
【００４５】
即ち、モード４〜６は、外部電源である単三電池３８が外部電源回路３６に接続されるのを待つモードであり、単三電池３８が外部電源回路３６に接続されると、単三電池３８の電気エネルギーによってカメラ１０が復帰する。即ち、単三電池３８が外部電源回路３６に接続されると、単三電池３８の電気エネルギーが変換部３２によって２次電池３０の電圧に変換され充電されるので、２次電池３０がポンプ４６の動作トリガとしてポンプ４６の動作を開始させる。
【００４６】
２次電池３０に最低限レベルのエネルギーが充電された場合、モード５のように、燃料パック４８がポンプ４６に装填されていると、２次電池３０がポンプ４６を駆動し、燃料電池３４を発電させる。さらに、２次電池３０に所定レベル以上のエネルギーが充電されると、モード２で説明したように、燃料パック４８内の燃料をサブパック５０に送液（補給）する。そのため、モード０へ移行するので、通常動作の実行モードとなる。
【００４７】
なお、２次電池３０がポンプ４６を駆動し、燃料電池３４を発電させた後は、単三電池３８を外部電源回路３６から取り外すことができる。　ここで、モード４は、上述したように２次電池３０が完全放電された状態であり、パック４８および５０内の燃料が空である。
【００４８】
モード５および６は、パック４８および５０が空である状態（モード４）から燃料が補給されるモードである。即ち、モード５は、２次電池３０が完全放電された状態であり、燃料パック４８内の燃料残容量が所定レベル以上であると共に、サブパック５０内の燃料が空である。また、モード６は、２次電池３０が完全放電された状態であり、パック４８，５０内の燃料残容量が所定レベル以上である。
【００４９】
引続き、図４のフローチャートに基づき、上記各モードの移行処理について説明する。なお、図４は、例えばユーザによってカメラ１０の操作部１２に配置された電源スイッチ（図示省略）がオンされた際に、コントロール部２８によって実行される。また、本フローチャートはセンサ５２または５４等からの検出信号が入力される毎に処理されるプログラムであり、このプログラムはコントロール部２８の図示しないＲＯＭなどの記憶手段に予め記憶されている。
【００５０】
ステップ１００では燃料パック４８が装填されているか否かをセンサ５２の検出信号に基づいて判断し、ステップ１００が肯定の場合（燃料パック４８が装填されている場合）にはステップ１０２で燃料パック４８内の燃料残量を確認する。なお、ステップ１００の処理は、燃料パック４８が装填されるまで続けられる。
【００５１】
ステップ１０４では燃料パック４８内の燃料残量が所定レベル以下であるか否かをセンサ５２の検出信号に基づいて判断し、ステップ１０４が肯定の場合（残量が所定レベル以下である場合）にはステップ１０６で注意手段としての表示部２６に「注意」に関するメッセージを表示させる。
【００５２】
たとえば、上記メッセージは、燃料パック４８内の燃料残量が所定レベル以下となっているので、「燃料パック残量少」などの内容である。そして、ユーザは、表示部２６に表示された「注意」に関するメッセージを、視認することによって燃料パック４８の交換時期が確認できる。
【００５３】
ステップ１０４が否定の場合（残量が所定レベル以上である場合）には、ステップ１０８において、燃料パック４８内の燃料が空か否かを、センサ５２の検出信号に基づいて判断する。ステップ１０８が肯定の場合（燃料パック４８内の燃料が空ではない場合）には、ステップ１１２において、サブパック５０内の燃料が空か否かを、センサ５４の検出信号に基づいて判断する。
【００５４】
ステップ１１２が肯定の場合（サブパック５０内の燃料が空である場合）には、ステップ１１４において、ポンプ４６をサブパック５０側に切換え、燃料パック４８内の燃料をサブパック５０内に送液させる。
【００５５】
なお、ステップ１１２が肯定の場合において、２次電池３０に所定以上の充電容量がある場合には、上述したモード２となっている。モード２は、上述したモード３からの復帰時に通過するモードである。ステップ１１６では、サブパック５０が満タンになったか否かを、センサ５４の検出信号に基づいて判断する。なお、ステップ１１６の処理は、サブパック５０が満タンになるまで続けられる。
【００５６】
ステップ１１６が肯定の場合（サブパック５０が満タンになった場合）には、ステップ１１８において、ポンプ４６の燃料供給を燃料パック４８から燃料電池３４の燃料室側へ切換える。そして、ステップ１１２が否定の場合（サブパック５０内の燃料が空ではない場合）およびステップ１１８の処理後は「モード０」となる。ここで、モード０は、カメラ１０の全動作（表１に示す通常動作）が実行可能な通常モードである。
【００５７】
一方、ステップ１０８が肯定の場合（燃料パック４８内の燃料が空である場合）にはステップ１１０で警告手段としての表示部２６に「警告」に関するメッセージを表示させる。たとえば、上記メッセージは、燃料パック４８内の燃料が空となっているので、「燃料パックの残量なし」などの内容である。
【００５８】
そして、ユーザは、表示部２６に表示された「警告」に関するメッセージを、視認することによって燃料パック４８を迅速に交換する必要があることを認識する。なお、本実施形態では、注意手段または警告手段をたとえば音声出力装置または警告ランプなどに変更しても良い。
【００５９】
ここで、本実施形態においては、後述するように、サブパック５０内に燃料が備蓄されていれば（モード１の状態）、上記警告後であっても、カメラ１０を暫くの間（サブパック５０内に燃料が空になるまでの間、あるいは２次電池３０が完全放電されるまでの間）は使用できるので、燃料の入手に余裕が生じる。
【００６０】
ステップ１２０では、サブパック５０内の燃料が空か否かを、センサ５４の検出信号に基づいて判断する。ステップ１２０が否定の場合（サブパック５０内に燃料が収容されている場合）には、ステップ１２２において、ポンプ４６の燃料供給をサブパック５０から燃料電池３４の燃料室側へ切換える。
【００６１】
そして、ステップ１２２の処理後は「モード１」となる。即ち、モード１は、燃料パック４８内の燃料を使い切り、サブパック５０内の燃料を燃料電池３４に供給しているモードである。モード１においても、ステップ１１０のように、表示部２６に「警告」に関するメッセージを表示させても良い。たとえば、上記メッセージは、サブパック５０が燃料電池３４に対し燃料を供給しているので、「サブパック使用中」などの内容である。
【００６２】
さらに、サブパック５０内の燃料が所定レベル以上であれば、モード１に切換った際に、ステップ１０６のように、表示部２６に「注意」に関するメッセージを表示させても良い。たとえば、上記メッセージは、サブパック５０が燃料電池３４に対し燃料を供給し始めた段階であるので、「サブパック切換直後」などの内容である。
【００６３】
また、サブパック５０内の燃料が所定レベル以下になった段階において、ステップ１１０のように、表示部２６に「警告」に関するメッセージを表示させても良い。たとえば、上記メッセージは、サブパック５０内の燃料が少なくなっているので、「サブパック残量少」などの内容である。上記の場合には、表示部２６に「注意」または「警告」が表示されるので、ユーザに新規な燃料パック４８の交換を促すことができる。
【００６４】
さらに、モード１では、表１に示すように、ユーザすなわちコントロール部２８からのコマンドを拒否し、電力消費を最小限にする「スリープ」モードに移行させても良い。または、モード１では、表１に示すように、フラッシユ撮影禁止，動画撮影禁止などのカメラ動作に制限を設ける「動作モード制限」に移行させても良い。上記の場合には、スリープモードまたは動作モード制限に移行するので、ユーザに新規な燃料パック４８の交換を強力に促すことができる。
【００６５】
ステップ１２０が肯定の場合（サブパック５０内の燃料が空である場合）には、ステップ１２４において、２次電池３０に所定以上の充電容量があるか否かを判断する。ステップ１２４が肯定の場合（２次電池３０に所定以上の充電容量がある場合）はモード３であり、ステップ１２４が否定の場合（２次電池３０が完全放電している場合）はモード４である。
【００６６】
ここで、モード３では、パック４８および５０内の燃料が空になり、２次電池３０のみに電気エネルギーが蓄えられている状態ではあるが、表１に示すように燃料補給で動作復帰が可能である。モード３は、モード１よりも電源装置全体の残エネルギー容量が少ないので、さらに省電力化にする必要がある。
【００６７】
即ち、モード３では、カメラ１０がシステムダウンしないように、たとえば上記スリープモードおよび動作モード制限などを同時に行い、新規な燃料パック４８に交換されるまでの時間的余裕を延長可能とする。また、２次電池３０に所定以上の充電容量がある場合には、その充電容量をモニタ（検出）することにより、所定レベルまでは動作を許容し、所定レベル以下になった場合には上記動作モード制限などを行うようにしても良い。
【００６８】
即ち、本実施形態においては、パック４８および５０内の燃料の残容量に基づき燃料の補充を注意または警告するので、ユーザは燃料パック４８の交換時期を的確に認識できる。また、本実施形態においては、パック４８および５０内の燃料の残容量に基づき動作を制限するので、省電力化が図られ、燃料パック４８が交換されるまで延長される。即ち、本実施形態よれば、電力消費を最小限にできるので、早期のシステムダウンを防止できる。
【００６９】
上述したように、本実施形態においては、燃料パック４８のほかに、サブパック５０を設け、かつパック４８および５０をそれぞれ別に接続したポンプ４６により、燃料パック４８内の燃料またはサブパック５０内の燃料を燃料電池３４の燃料極４０（図２参照）に供給させる構成としたので、サブパック５０内に燃料が備蓄されている場合には、燃料パック４８内の燃料が空になっても、サブパック５０内の燃料を燃料電池３４の燃料極４０に供給できる。
【００７０】
即ち、本実施形態においては、ポンプ４６がサブパック５０内に燃料を備蓄した後に、燃料パック４８内の燃料を優先的に使用するようにポンプ４６の切換えをコントロール部２８が制御するので、燃料パック４８内の燃料が空になっても、備蓄しているサブパック５０内の燃料が空になる前に、ユーザに早期に燃料補充を促すことができる。
【００７１】
従って、本実施形態によれば、ポンプ４６が燃料パック４８およびサブパック５０に対してそれぞれ別に接続したので、たとえ燃料パック４８内の燃料が空になった場合でも、直ちに燃料電池３４の発電が停止しないので、燃料の入手に猶予ができ、使い勝手が向上する。
【００７２】
また、本実施形態によれば、燃料パック４８内の燃料が空になったことを認識することで、燃料の補給時期を高精度に把握できるので、燃料切れに対する不安が解消され、使い勝手が向上する。なお、本実施形態によれば、サブパック５０内に備蓄した燃料は燃料電池３４に供給できるので、バックアップ用の燃料容量が増大する。
【００７３】
なお、本実施形態によれば、燃料パック４８をポンプ４６に対して着脱可能に配置したので、燃料パック４８内の燃料が空になった場合には新品の燃料パックを空になった燃料パックと交換でき、燃料の補充が迅速に行える。また、本実施形態によれば、上記燃料供給装置をカメラ１０に設けたので、使い勝手が向上する。
【００７４】
また、本実施形態においては、燃料電池３４からの電気エネルギーを蓄積する２次電池３０を設けると共に、この２次電池３０に蓄積された電気エネルギーに基づいてカメラ１０を駆動可能としたので、燃料電池３４を起動または停止を繰り返すカメラ１０にも対応できる。なお、本実施形態によれば、たとえば燃料切れなどによって燃料電池３４での電気エネルギーの発生が停止した場合にも、２次電池３０に蓄えられた電気エネルギーに基づき、機器動作が可能となる。
【００７５】
さらに、本実施形態においては、変換部３２に接続可能に配置され、燃料電池３４での電気エネルギーの発生が停止し、さらに２次電池３０に蓄積された電気エネルギーがない場合にも、変換部３２に対して電気エネルギーを供給する外部電源手段の外部電源回路３６および単三電池３８を設けたので、外部電源回路３６および単三電池３８が変換部３２に対して電気エネルギーを供給する起動電力源となる。
【００７６】
即ち、本実施形態によれば、パック４８および５０内の燃料を完全に使い切り、パック４８および５０内の燃料が空になった場合でも、空になった燃料パック４８を新品の燃料パック４８に交換した後の燃料電池３４への燃料供給動作などを復帰させることができる。
【００７７】
なお、本実施形態に係る燃料電池３４の構成などは任意に変更でき、または図１に示す燃料供給装置および電源装置を含むカメラ１０の構成なども任意に変更できる。例えば、本実施形態では主燃料収容部の燃料パック４８を着脱可能とした例であるが、本発明に係る請求項１または２では主燃料収容部内の燃料が空になった場合に燃料を主燃料収容部内に再充填（補充）できるように構成しても良い。
【００７８】
また、本実施形態では補助燃料収容部のサブパック５０を燃料供給手段のポンプ４６に対し取外しできないよう固定した例であるが、本発明に係る請求項１または２では補助燃料収容部を燃料供給手段に対して着脱可能としても良い。さらに、本実施形態では補助燃料収容部のサブパック５０が１個である例を示したが、本発明では補助燃料収容部を複数個設けるようにしても良い。
【００７９】
上記実施形態に係る携帯機器は、デジタルスチルカメラの他に、例えば銀塩フィルムカメラ，デジタルビデオカメラ，携帯電話，パーソナル・コンピュータ，ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などであっても、同様に適用できる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、主燃料収容部内の燃料が空になったことを認識することで、燃料の補給時期を高精度に把握できるので、燃料切れに対する不安が解消され、使い勝手が向上する。また、本発明によれば、補助燃料収容部内に備蓄した燃料は燃料電池に供給できるので、バックアップ用の燃料容量が増大すると共に、燃料の入手に余裕が生じる。
【００８１】
即ち、本発明によれば、燃料供給手段が主燃料収容部および補助燃料収容部に対してそれぞれ別に接続したので、たとえ主燃料収容部内の燃料が空になった場合でも、直ちに燃料電池の発電が停止しないので、燃料の入手に猶予ができ、使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るメタノール直接型燃料電池を装着したデジタルスチルカメラのブロック図である。
【図２】図１に示すメタノール直接型燃料電池の概略を示す図である。
【図３】図１に示すポンプにおける燃料の流れを説明するための図である。
【図４】図１に示すデジタルスチルカメラの各モードへ移行する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　　　　　　　　　デジタルスチルカメラ（携帯機器）
２６　　　　　　　　　表示部（注意手段または警告手段）
２８　　　　　　　　　コントロール部（切換制御手段または制限手段）
３０　　　　　　　　　２次電池（充電蓄積手段）
３２　　　　　　　　　変換部（充電蓄積手段）
３４　　　　　　　　　燃料電池
３６　　　　　　　　　外部電源回路（外部電源手段）
３８　　　　　　　　　単三電池（外部電源手段）
４０　　　　　　　　　アノード（燃料極）
４２　　　　　　　　　カソード（空気極）
４４　　　　　　　　　プロトン導電膜（電解質膜）
４６　　　　　　　　　ポンプ（燃料供給手段）
４８　　　　　　　　　燃料パック（主燃料収容部）
５０　　　　　　　　　サブパック（補助燃料収容部）
５２　　　　　　　　　燃料パックのセンサ（検出手段）
５４　　　　　　　　　サブパックのセンサ（検出手段）

Claims

燃料極に供給される燃料と空気極に供給される酸素とを電気化学反応させて生じた化学エネルギーを、直接に電気エネルギーへ変換する燃料電池の前記燃料極に燃料を供給する燃料供給装置であって、
燃料を収容する主燃料収容部と、
燃料を収容する補助燃料収容部と、
前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部がそれぞれ別に接続され、かつ燃料を前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部間で流通可能にすると共に、前記主燃料収容部内の燃料または前記補助燃料収容部内の燃料を前記燃料極に供給する燃料供給手段と、
を備える燃料供給装置。
前記補助燃料収容部内の燃料が所定レベル以上の場合には前記主燃料収容部内の燃料を前記燃料極に供給するように前記燃料供給手段の切換えを制御し、かつ前記補助燃料収容部内の燃料が所定レベル以下の場合には前記主燃料収容部内の燃料を前記補助燃料収容部に供給するように前記燃料供給手段の切換えを制御すると共に、前記主燃料収容部内の燃料が空の場合には前記補助燃料収容部内の燃料を前記燃料極に供給するように前記燃料供給手段の切換えを制御する切換制御手段を設ける請求項１記載の燃料供給装置。
前記主燃料収容部は前記燃料供給手段に対して着脱可能に配置され、前記補助燃料収容部は前記燃料供給手段に固定されている請求項１または２に記載の燃料供給装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料供給装置を備える携帯機器。
前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部の燃料の残容量に基づき、燃料の補充を注意または警告する請求項４に記載の携帯機器。
前記主燃料収容部および前記補助燃料収容部の燃料の残容量に基づき、機器動作を制限する請求項４または５に記載の携帯機器。