JP2007026803A - Fuel cell cartridge and fuel cell - Google Patents

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Takahiro Terada
貴洋 寺田
Yasutada Nakagawa
泰忠 中川
Shinya Azuma
真也 東
Yuichi Yoshida
勇一 吉田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell cartridge and a fuel cell which can generate the electrical power without fail when required, and can keep the stable and continuous power generation. <P>SOLUTION: The fuel cell cartridge for supplying a liquid fuel to a fuel cell is provided with a primary charging chamber into which a liquid fuel is charged, and a secondary charging chamber into which a liquid fuel is charged. A liquid fuel can be supplied to the fuel cell selectively from either one of the primary charging chamber or secondary charging chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池用カートリッジ及び燃料電池に関し、より詳細には、自発呼吸型の燃料電池に液体燃料を供給する燃料電池用カートリッジ及び自発呼吸型の燃料電池液に関する。   The present invention relates to a fuel cell cartridge and a fuel cell, and more particularly to a fuel cell cartridge for supplying liquid fuel to a spontaneous breathing fuel cell and a spontaneous breathing fuel cell fluid.

ノートパソコン、小型オーディオプレーヤやワイヤレスヘッドセットなどの小型電子機器の電源として、メタノールなどを燃料とした燃料電池が実用化されつつある。このメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ:Direct Methanol Fuel Cell）は、 自発呼吸型の燃料電池であり、燃料としてのメタノールが毛細管現象や拡散現象等により、燃料極まで自発的に輸送される。そして、燃料極で発生した活性化した水素イオン（以下、プロトン）及び電子と、電解質膜を介して空気側から取り込んだ酸素ガスとの間で電気化学反応が生じ、電力が発生する（例えば、特許文献１）。   As a power source for small electronic devices such as notebook computers, small audio players, and wireless headsets, fuel cells using methanol or the like as fuel are being put into practical use. This methanol fuel cell (DMFC) is a self-breathing fuel cell, and methanol as a fuel is spontaneously transported to the fuel electrode by capillarity or diffusion. Then, an electrochemical reaction occurs between activated hydrogen ions (hereinafter referred to as protons) and electrons generated at the fuel electrode and oxygen gas taken from the air side through the electrolyte membrane, and electric power is generated (for example, Patent Document 1).

その燃料供給方法についてみると、燃料を含んだカートリッジを、本体に設けられた受け入れカートリッジに装着し、液体燃料を供給する燃料電池が開示されている（特許文献２）。   As for the fuel supply method, a fuel cell is disclosed in which a cartridge containing fuel is attached to a receiving cartridge provided in a main body to supply liquid fuel (Patent Document 2).

しかし、自発呼吸型の燃料電池の場合、発電しない状態においても、液体燃料であるメタノールが蒸発するため、自然的に燃料が減少し、ユーザが使用したい時に燃料切れが発生しているという問題が生じうる。
また、燃料電池の場合、通常は、燃料として例えばメタノールと水との混合液体が用いられる。しかし、発電している状態において、メタノールのほうが優先的に蒸発し消費されるため、使用を続けるとメタノール濃度が低下するという問題もある。
特開２０００−１０６２０１号公報 特開２００４−３４９０８７号公報 However, in the case of a self-breathing type fuel cell, methanol, which is a liquid fuel, evaporates even in a state where power generation is not performed. Can occur.
In the case of a fuel cell, usually, a mixed liquid of, for example, methanol and water is used as the fuel. However, since methanol is preferentially evaporated and consumed in the power generation state, there is also a problem that the methanol concentration decreases if the use is continued.
JP 2000-106201 A JP 2004-349087 A

本発明は、使いたい時に確実に発電でき、また安定で連続的な発電を続けることが可能な燃料電池用カートリッジ及び燃料電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a fuel cell cartridge and a fuel cell that can reliably generate power when desired to be used and can continue stable and continuous power generation.

本発明の一態様によれば、
燃料電池に液体燃料を供給する燃料電池用カートリッジであって、
液体燃料が充填される第１の充填室と、
液体燃料が充填される第２の充填室と、
を備え、
前記第１の充填室と前記第２の充填室と、のいずれかから選択的に前記燃料電池に液体燃料を供給可能としたことを特徴とする燃料電池用カートリッジが提供される。 According to one aspect of the invention,
A fuel cell cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell,
A first filling chamber filled with liquid fuel;
A second filling chamber filled with liquid fuel;
With
A fuel cell cartridge is provided in which liquid fuel can be selectively supplied to the fuel cell from either the first filling chamber or the second filling chamber.

また、本発明の他の一態様によれば、
液体燃料を供給する燃料供給部と、
外部から酸素を導入する酸素導入部と、
前記燃料供給部から供給された前記液体燃料と、前記酸素導入部から供給された酸素と、により電力を発生する発電部と、
前記燃料供給部に燃料を供給する燃料タンクと、
を備え、
前記燃料タンクは、
液体燃料が充填される第１の充填室と、
液体燃料が充填される第２の充填室と、
を有し、
前記第１の充填室と前記第２の充填室と、のいずれかから選択的に前記燃料供給部に液体燃料を供給可能としたことを特徴とする燃料電池が提供される。 According to another aspect of the present invention,
A fuel supply for supplying liquid fuel;
An oxygen introduction part for introducing oxygen from the outside;
A power generation unit that generates electric power from the liquid fuel supplied from the fuel supply unit and oxygen supplied from the oxygen introduction unit;
A fuel tank for supplying fuel to the fuel supply unit;
With
The fuel tank is
A first filling chamber filled with liquid fuel;
A second filling chamber filled with liquid fuel;
Have
A fuel cell is provided in which liquid fuel can be selectively supplied to the fuel supply section from either the first filling chamber or the second filling chamber.

本発明によれば、使いたい時に確実に発電でき、また安定で連続的な発電を続けることが可能な燃料電池用カートリッジ及び燃料電池を提供することができ、産業上のメリットは多大である。   According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell cartridge and a fuel cell that can reliably generate power when desired to be used and can continue stable and continuous power generation.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池用カートリッジの基本構成を表す概念図である。
すなわち、本実施形態の燃料電池用カートリッジ３００は、複数のゾーンに分割されている。図１に表した具体例の場合、仕切り板３０２により第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂとに分割され、それぞれに液体燃料を独立に貯留可能とされている。これらゾーン３１０Ａ、３１０Ｂは、それぞれを空洞状として液体燃料を貯留可能な構造としてもよく、または繊維状や多孔質状の保持媒体を充填して、これら保持媒体に液体燃料を含ませるようにしてもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a fuel cell cartridge according to a first embodiment of the present invention.
That is, the fuel cell cartridge 300 of this embodiment is divided into a plurality of zones. In the case of the specific example shown in FIG. 1, the partition plate 302 divides the zone into a first zone 310A and a second zone 310B, and each can store liquid fuel independently. Each of the zones 310A and 310B may have a structure in which each of the zones 310 is hollow and can store the liquid fuel, or is filled with a fibrous or porous holding medium so that the holding medium includes the liquid fuel. Also good.

また、それぞれのゾーンには、燃料電池の燃料供給口に接続可能な接続部３２０Ａ、３２０Ｂが設けられている。第１のゾーン３１０Ａに貯留された液体燃料は、接続部３２０Ａを介して燃料電池に供給され、第２のゾーン３１０Ｂに貯留された液体燃料は、接続部３２０Ｂを介して燃料電池に供給される。   Each zone is provided with connection portions 320A and 320B that can be connected to the fuel supply port of the fuel cell. The liquid fuel stored in the first zone 310A is supplied to the fuel cell via the connection part 320A, and the liquid fuel stored in the second zone 310B is supplied to the fuel cell via the connection part 320B. .

図２は、本具体例の燃料電池用カートリッジの外観を例示する模式図である。
本実施形態においては、カートリッジの内部が複数のゾーンに分割されているので、図２に例示したような透明あるいは半透明の覗き窓３４０を設け、それぞれのゾーンの液体燃料の有無を確認できるようにすると便利である。 FIG. 2 is a schematic view illustrating the appearance of the fuel cell cartridge of this example.
In this embodiment, since the inside of the cartridge is divided into a plurality of zones, a transparent or translucent viewing window 340 as illustrated in FIG. 2 is provided so that the presence or absence of liquid fuel in each zone can be confirmed. This is convenient.

図３は、本実施形態の燃料電池用カートリッジを装填可能な燃料電池の基本構成を表す模式断面図である。
すなわち、本実施形態の燃料電池は、筐体１４０の中に、燃料供給部２と、発電部４と、酸素導入部６と、がこの順に積層された構造を有する。筐体１４０の上部には、カソード側筐体部１５０が閉止されて機械的な衝撃や外力などから保護する。そして、筐体１４０の中には、燃料電池用カートリッジ３００が着脱自在に収容されている。なお、燃料電池用カートリッジ３００は、筐体１４０の外側に装着してもよく、または燃料電池用カートリッジの一部が筐体１４０の外側に露出するように装着してもよい。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of a fuel cell in which the fuel cell cartridge of this embodiment can be loaded.
That is, the fuel cell of this embodiment has a structure in which the fuel supply unit 2, the power generation unit 4, and the oxygen introduction unit 6 are stacked in this order in the housing 140. The cathode-side casing 150 is closed at the top of the casing 140 to protect it from mechanical impacts and external forces. In the housing 140, the fuel cell cartridge 300 is detachably accommodated. The fuel cell cartridge 300 may be attached to the outside of the housing 140 or may be attached so that a part of the fuel cell cartridge is exposed to the outside of the housing 140.

燃料供給部２は、燃料電池用カートリッジ３００から供給されたメタノールなどの燃料を発電部４に供給する。燃料電池用カートリッジ３００の接続部３２０Ａ（３２０Ｂ）は、燃料供給部２に設けられた燃料供給口１０に接続され、第１のゾーン３１０Ａまたは第２のゾーン３１０Ｂから液体燃料が燃料供給部２に供給される。
なお、接続部３２０Ａ（３２０Ｂ）と燃料供給口１０との接続機構としては、例えば、「ねじ込み方式」や「押し込み方式」などを用いることができる。そして、燃料供給口１０に設けられている接続管の先端によって接続部３２０Ａ（３２０Ｂ）の一部を破壊し貫通させることにより液体燃料の流路を連通させたり、または、スプリングなどにより閉状態に付勢された開閉弁を接続部３２０Ａ（３２０Ｂ）に設けて、接続部３２０Ａ（３２０Ｂ）を燃料供給口１０に差し込むとこの開閉弁が開くような機構を採用することができる。 The fuel supply unit 2 supplies fuel such as methanol supplied from the fuel cell cartridge 300 to the power generation unit 4. The connection part 320A (320B) of the fuel cell cartridge 300 is connected to the fuel supply port 10 provided in the fuel supply part 2, and liquid fuel is supplied to the fuel supply part 2 from the first zone 310A or the second zone 310B. Supplied.
In addition, as a connection mechanism between the connection part 320A (320B) and the fuel supply port 10, for example, a “screw-in method” or a “push-in method” can be used. Then, a part of the connecting portion 320A (320B) is broken and penetrated by the tip of the connecting pipe provided in the fuel supply port 10, so that the flow path of the liquid fuel is communicated, or is closed by a spring or the like. It is possible to employ a mechanism in which the energized on / off valve is provided in the connecting portion 320A (320B) and the on / off valve opens when the connecting portion 320A (320B) is inserted into the fuel supply port 10.

一方、酸素導入部６は、矢印Ａで表したように、外部から酸素を取り入れて発電部４に供給する部分である。酸素を酸素導入部６に導入するため、カソード側筐体部１５０には、図示しない開口を設けて、通気性を確保する必要がある。
発電部４は、これら燃料と酸素との分解・電気化学反応により電力を発生する。なお、これら各要素の具体的な構造については、後に詳述する。 On the other hand, as shown by the arrow A, the oxygen introduction part 6 is a part that takes in oxygen from the outside and supplies it to the power generation part 4. In order to introduce oxygen into the oxygen introduction part 6, the cathode side housing part 150 needs to be provided with an opening (not shown) to ensure air permeability.
The power generation unit 4 generates electric power by the decomposition and electrochemical reaction between these fuels and oxygen. The specific structure of each element will be described in detail later.

そして、本実施形態においては、燃料電池用カートリッジ３００を複数のゾーンに分割することにより、いざという時の「燃料切れ」に対処でき、また燃料濃度の低下による発電出力の低下にも対処できる。以下のこれらの点について、比較例を参照しつつ説明する。   In the present embodiment, by dividing the fuel cell cartridge 300 into a plurality of zones, it is possible to cope with an “out of fuel” in case of emergency, and to cope with a decrease in power generation output due to a decrease in fuel concentration. These points will be described with reference to comparative examples.

図４は、比較例の燃料電池用カートリッジを搭載した燃料電池を例示する模式図である。   FIG. 4 is a schematic view illustrating a fuel cell equipped with a fuel cell cartridge of a comparative example.

すなわち、本比較例においては、燃料電池用カートリッジは、単一のゾーン３１０のみを有し、ここに液体燃料が貯留される。貯留された液体燃料は、接続部３２０から燃料供給口１０を介して燃料供給部２に供給される。
しかし、このような単一のゾーン３１０のみを有する燃料電池用カートリッジを用いた場合には、以下の問題が生ずることがある。
まず第１に、自然呼吸型の燃料電池は、電力を使用しない状態においても燃料が消費されるという問題がある。具体的には、電力不使用時にも燃料供給部２から発電部４の固体高分子膜を通じ酸素導入部６まで燃料が拡散することにより燃料を消費してしまう。つまり、燃料電池を搭載する電子機器などを使わない状態においても、徐々に燃料がなくなっていく。このため、停止状態で放置されていた電子機器をユーザが使用したい時に、「燃料切れ」や「燃料不足」が生ずる場合がある。つまり、図４に例示したような燃料電池用カートリッジを用いた場合、満タンにしてあったはずの燃料電池用カートリッジが、使っていないのに、いざという時には空になっている、という事態が生じうる。 That is, in this comparative example, the fuel cell cartridge has only a single zone 310 in which liquid fuel is stored. The stored liquid fuel is supplied from the connection part 320 to the fuel supply part 2 through the fuel supply port 10.
However, when the fuel cell cartridge having only such a single zone 310 is used, the following problems may occur.
First of all, the spontaneous breathing type fuel cell has a problem that fuel is consumed even in a state where electric power is not used. Specifically, the fuel is consumed by diffusing the fuel from the fuel supply unit 2 to the oxygen introduction unit 6 through the solid polymer film of the power generation unit 4 even when the power is not used. In other words, the fuel gradually runs out even when an electronic device equipped with a fuel cell is not used. For this reason, when the user wants to use an electronic device that has been left in a stopped state, “fuel out” or “fuel shortage” may occur. That is, when the fuel cell cartridge as illustrated in FIG. 4 is used, the fuel cell cartridge that should have been full is not used, but is empty in an emergency. Can occur.

これに対して、本実施形態によれば、燃料電池用カートリッジを複数のゾーンに分割することにより、自然消耗による液体燃料の消失をいずれかのゾーンのみに制限できる。つまり、他のゾーンに貯留されている液体燃料については、自然消耗が生ずることことなく保存できる。その結果として、「使いたい時」、あるいは「いざという時」などに、いつでも確実に発電できる。   On the other hand, according to the present embodiment, by dividing the fuel cell cartridge into a plurality of zones, the disappearance of the liquid fuel due to natural consumption can be limited to only one of the zones. That is, the liquid fuel stored in the other zone can be stored without causing natural consumption. As a result, it is possible to reliably generate power at any time, such as “when you want to use it” or “when you need it”.

第２に、液体燃料濃度の低下の問題がある。すなわち、通常、自然呼吸型の燃料電池に用いられる燃料としては、例えばメタノール３０％と水７０％とを混合したメタノール水溶液が用いられる。しかし、燃料カートリッジや燃料タンクに貯留されたメタノール水溶液の濃度は、燃料の消費に伴って低下する。これは水の蒸気圧よりもメタノール蒸気圧のほうが高いためであり、結果としてメタノールのほうが優先的に蒸発し消費される。このため長く発電するほど、また燃料カートリッジや燃料タンクの容量が大きいほど、液体燃料のメタノール濃度の低下が顕著となり、ついには必要な電力を発電できないという事態が発生する場合がある。つまり、図４に表したような燃料電池用カートリッジを用いた場合、カートリッジにはまだ液体燃料が十分に残っているのに、発電電力が低下して電子機器がうまく動作しない、という事態が生じうる。   Second, there is a problem of a decrease in liquid fuel concentration. That is, normally, as a fuel used for a natural respiration type fuel cell, for example, a methanol aqueous solution in which 30% methanol and 70% water are mixed is used. However, the concentration of the aqueous methanol solution stored in the fuel cartridge or the fuel tank decreases as the fuel is consumed. This is because the methanol vapor pressure is higher than the water vapor pressure, and as a result, methanol is preferentially evaporated and consumed. For this reason, the longer the power is generated, and the larger the capacity of the fuel cartridge or fuel tank, the more markedly the methanol concentration of the liquid fuel decreases, and eventually there may be a situation where necessary power cannot be generated. That is, when the fuel cell cartridge as shown in FIG. 4 is used, there is a situation in which the liquid fuel still remains in the cartridge, but the generated power is reduced and the electronic device does not operate well. sell.

これに対して、本実施形態によれば、燃料電池用カートリッジを複数のゾーンに分割することにより、液体燃料の濃度の低下をいずれかのゾーンのみに制限できる。つまり、他のゾーンに貯留された液体燃料については、濃度を低下させることなく保存できる。   On the other hand, according to the present embodiment, by dividing the fuel cell cartridge into a plurality of zones, the decrease in the concentration of the liquid fuel can be limited to only one of the zones. That is, liquid fuel stored in other zones can be stored without reducing the concentration.

第３に、「燃料切れ」のタイミングの問題がある。すなわち、図４に表したように単一のゾーンのみを有する燃料電池用カートリッジを使って、「燃料切れ」が生じた場合、新しい燃料電池用カートリッジに交換する必要がある。しかし、ユーザが新しい燃料電池用カートリッジを常に手元に用意してあるとは限らない。このため、「燃料切れ」が発生した時に、新しい燃料電池用カートリッジを手配するまでの間、発電できないという事態も生じうる。   Third, there is a problem of the timing of “out of fuel”. That is, as shown in FIG. 4, when “fuel out” occurs using a fuel cell cartridge having only a single zone, it is necessary to replace it with a new fuel cell cartridge. However, the user does not always have a new fuel cell cartridge at hand. For this reason, when “fuel out” occurs, it may occur that power generation cannot be performed until a new fuel cell cartridge is arranged.

これに対しても、本実施形態によれば、燃料電池用カートリッジを複数のゾーンに分割することにより、使用中のゾーンで「燃料切れ」が生じたら、別のゾーンに切り替えてすぐに発電を再開できる。そして、ユーザは、最後のゾーンの液体燃料を使い切るまでの間に、新しい燃料電池用カートリッジを手元に準備すればよい。つまり、本実施形態によれば、予測できない「燃料切れ」が生じた場合にも、他のゾーンに切り替えるだけで発電を続けることができ、またさらにユーザに対して新しい燃料電池用カートリッジが必要であることの注意を喚起するとともに、新しい燃料電池用カートリッジの準備するための時間的な猶予を与えることができる。   In contrast, according to the present embodiment, by dividing the fuel cell cartridge into a plurality of zones, if a “run out of fuel” occurs in the zone being used, power is immediately generated by switching to another zone. You can resume. Then, the user has only to prepare a new fuel cell cartridge at hand until the liquid fuel in the last zone is used up. That is, according to the present embodiment, even when an unforeseen “fuel shortage” occurs, power generation can be continued by simply switching to another zone, and a new fuel cell cartridge is required for the user. It can be a reminder of something and give time to prepare a new fuel cell cartridge.

以上説明したように、本実施形態によれば、燃料電池用カートリッジ３００を複数のゾーンに分割することにより、使用者が使いたい時に確実に発電でき、また、使用を続けて電力が低下してもすぐに使用を再開でき、燃料電池用カートリッジの交換も円滑に実施できる。   As described above, according to the present embodiment, by dividing the fuel cell cartridge 300 into a plurality of zones, the user can surely generate power when he / she wants to use it, and the power can be reduced by continuing use. The use can be resumed immediately, and the fuel cell cartridge can be replaced smoothly.

図５は、本実施形態の燃料電池用カートリッジの使用態様を例示する模式図である。 また、図６は、この使用態様に対応するフローチャートである。   FIG. 5 is a schematic view illustrating the usage mode of the fuel cell cartridge of the present embodiment. FIG. 6 is a flowchart corresponding to this usage mode.

すなわち、本実施形態によれば、まず、燃料電池用カートリッジ３００の第１の接続部３２０Ａを燃料供給口１０に接続して、第１のゾーン３１０Ａに貯留された液体燃料を使い始める（ステップＳ１１０）。
発電を続けると、 図５（ａ）に表したように、第１のゾーン３１０Ａの液体燃料が消費され、やがて図５（ｂ）に表したように、第１のゾーン３１０Ａは、空になる（ステップＳ１２０）。この時、ユーザが電子機器などを使用していれば、「電池切れ」のインジケータが点灯したり、またはその動作が停止したり緩慢になるなどの現象により、燃料が切れたことが分かる。 That is, according to the present embodiment, first, the first connection part 320A of the fuel cell cartridge 300 is connected to the fuel supply port 10, and the liquid fuel stored in the first zone 310A is started to be used (step S110). ).
When power generation is continued, as shown in FIG. 5A, the liquid fuel in the first zone 310A is consumed, and as shown in FIG. 5B, the first zone 310A becomes empty. (Step S120). At this time, if the user is using an electronic device or the like, it can be understood that the fuel has run out due to a phenomenon such as the “battery exhausted” indicator being lit or the operation being stopped or slowed down.

また一方、上述したように、自然呼吸型の燃料電池では、発電しない状態でも燃料が消費される。従って、燃料電池を搭載した電子機器を使わないまま放置した場合も、やがては、図５（ｂ）に表したように、第１のゾーン３１０Ａは空になる（ステップＳ１２０）。この場合にも、その後にユーザがその電子機器を使用する時に、「電池切れ」のインジケータや、動作の停止などにより燃料切れを知ることができる。   On the other hand, as described above, in the natural breathing type fuel cell, fuel is consumed even in a state where power generation is not performed. Therefore, even if the electronic device equipped with the fuel cell is left without being used, the first zone 310A is eventually emptied as shown in FIG. 5B (step S120). Also in this case, when the user uses the electronic device after that, it is possible to know that the fuel has run out by an indicator of “battery running out” or by stopping the operation.

図４に例示したような従来の燃料電池用カートリッジを用いた場合は、このように液体燃料が切れると、新しいカートリッジを交換しなければならなかった。しかし、燃料が空になるタイミングをユーザが正確に予測することは困難であり、またそうかと言って、常に予備の新しい燃料電池用カートリッジを手元に置くことも容易ではない。従って、従来の燃料電池用カートリッジを用いた場合、このように燃料が切れても、新しい燃料電池用カートリッジが常に手元にあるとは限らず、ユーザが電子機器の使用をすぐに開始または再開できない場合があった。   When a conventional fuel cell cartridge as illustrated in FIG. 4 is used, when the liquid fuel runs out in this way, a new cartridge must be replaced. However, it is difficult for the user to accurately predict when the fuel is empty, and it is not easy to always have a spare new fuel cell cartridge at hand. Therefore, when a conventional fuel cell cartridge is used, even if the fuel runs out, a new fuel cell cartridge is not always at hand, and the user cannot immediately start or resume using the electronic device. There was a case.

これに対して、本実施形態においては、第１のゾーン３１０Ａが空になったら、図５（ｃ）に表したように、燃料電池用カートリッジ３００をひっくり返して、第２の接続部３２０Ｂを燃料供給口１０に接続し、第２のゾーン３１０Ｂに貯留されている液体燃料を使い始めることができる（ステップＳ１３０）。つまり、予測できない「燃料切れ」が発生しても、燃料電池用カートリッジ３００をひっくり返して接続し直すだけで、直ちに電子機器の使用を開始または再開できる。   In contrast, in the present embodiment, when the first zone 310A becomes empty, as shown in FIG. 5C, the fuel cell cartridge 300 is turned over so that the second connection portion 320B is The liquid fuel that is connected to the fuel supply port 10 and stored in the second zone 310B can be used (step S130). In other words, even if an unforeseen “out of fuel” occurs, the use of the electronic device can be started or resumed immediately by simply turning over the fuel cell cartridge 300 and reconnecting it.

そして、ユーザは、第２のゾーンが空になる前に、新しい燃料電池用カートリッジ３００を用意すればよい（ステップＳ１４０）。そうすれば、第２のゾーンが空になった時に（ステップＳ１５０）、直ちに燃料電池用カートリッジ３００を交換して、新たに第１のゾーン３１０Ａの液体燃料を利用できる（ステップＳ１６０）。   Then, the user may prepare a new fuel cell cartridge 300 before the second zone becomes empty (step S140). Then, when the second zone becomes empty (step S150), the fuel cell cartridge 300 can be immediately replaced to newly use the liquid fuel in the first zone 310A (step S160).

以上説明したステップを繰り返すことにより、予測できない「燃料切れ」が生じても、燃料電池用カートリッジをひっくり返しまたは交換することにより電子機器の使用を直ちに開始または再開できる。   By repeating the steps described above, even if an unforeseen “out of fuel” occurs, the use of the electronic device can be started or resumed immediately by turning over or replacing the fuel cell cartridge.

なお、上述した一連のステップは、燃料電池用カートリッジに貯留された液体燃料の濃度が低下した場合にも同様に適用できる。すなわち、上述したように、液体燃料を使用するに従って、その濃度が低下することがある。このような場合にも、ユーザが濃度の低下を正確に予測することは容易ではなく、不意に「燃料切れ」や動作の停止など現象が生ずることがある。このような場合にも、燃料電池用カートリッジをひっくり返して直ちに使用を開始または再開できる。そして、そのゾーンが空になる前に新しい燃料電池用カートリッジを用意すればよい。   The series of steps described above can be similarly applied when the concentration of the liquid fuel stored in the fuel cell cartridge decreases. That is, as described above, as the liquid fuel is used, its concentration may decrease. Even in such a case, it is not easy for the user to accurately predict the decrease in concentration, and phenomena such as “out of fuel” and stoppage of operation may occur unexpectedly. Even in such a case, the fuel cell cartridge can be turned over and used immediately or resumed. Then, a new fuel cell cartridge may be prepared before the zone becomes empty.

図７は、本実施形態の実施例と比較例の燃料電池用カートリッジをそれぞれ用いた場合について経過時間に対する液体燃料の相対エタノール濃度および相対発電効率の変化を例示するグラフ図である。   FIG. 7 is a graph illustrating changes in relative ethanol concentration and relative power generation efficiency of liquid fuel with respect to elapsed time when the fuel cell cartridges of the example of the present embodiment and the comparative example are respectively used.

ここで、本発明の実施例としては、図１に例示した２分割の燃料電池用カートリッジ３００を用い、また、比較例としては、図４に表したように分割しない燃料電池用カートリッジを用いた。   Here, as an example of the present invention, the two-divided fuel cell cartridge 300 illustrated in FIG. 1 was used, and as a comparative example, a non-divided fuel cell cartridge was used as shown in FIG. .

このグラフは、３０mol％のメタノール水溶液を１０ｃｃ用いて発電させたときの、発電経過時間（横軸）に対する液体燃料の相対エタノール濃度を表したものである。ここで、縦軸の相対メタノール濃度は、メタノール水溶液の当初濃度（３０mol％）を１００％とした相対的な濃度を表す。   This graph represents the relative ethanol concentration of the liquid fuel with respect to the power generation elapsed time (horizontal axis) when power is generated using 10 cc of a 30 mol% aqueous methanol solution. Here, the relative methanol concentration on the vertical axis represents a relative concentration with the initial concentration (30 mol%) of the methanol aqueous solution as 100%.

比較例の燃料電池用カートリッジを用いた場合、発電を６時間続けると液体燃料の濃度は当初の６０％にまで低下する。これに対応して、発電効率も低下する。そしてさらに６時間の間、発電を続けると、液体燃料の濃度は当初の約３０％にまで低下してしまう。   When the fuel cell cartridge of the comparative example is used, if the power generation is continued for 6 hours, the concentration of the liquid fuel is reduced to the initial 60%. Correspondingly, the power generation efficiency decreases. If the power generation is continued for another 6 hours, the concentration of the liquid fuel is reduced to about 30% of the initial level.

これに対して、本実施形態によれば、例えば、第１のゾーン３１０Ａの液体燃料を用いて発電を開始させ、６時間程度が経過した後に、第２のゾーン３１０Ｂに切り替えることにより、液体燃料の相対メタノール濃度は初期レベルに復帰し、十分に高い発電効率を維持することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, for example, power generation is started using the liquid fuel in the first zone 310A, and after about 6 hours, the liquid fuel is switched to the second zone 310B. The relative methanol concentration of the gas returns to the initial level, and sufficiently high power generation efficiency can be maintained.

以上説明したように、本実施形態によれば、燃料電池用カートリッジ３００に複数のゾーンを設けることにより、使用者が使いたい時に確実且つ連続的に使用でき、また、使用を続けて電力が低下してもすぐに使用を再開できる燃料電池を実現できる。   As described above, according to the present embodiment, by providing a plurality of zones in the fuel cell cartridge 300, the user can use it reliably and continuously when he / she wants to use it, and the power is reduced with continued use. Even so, it is possible to realize a fuel cell that can be used again immediately.

図８は、本実施形態の燃料電池用カートリッジの第２の具体例を表す概念図である。
本具体例の燃料電池用カートリッジ３００は、大きな容積を有する第１のゾーン３１０Ａと小さな容積を有する第２のゾーン３１０Ｂと、に分割されている。この場合、小さな容積の第２のゾーン３１０Ｂは、「緊急用」あるいは「補助用」として用いることができる。第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂの容積比は、例えば、９：１とすることができる。
ユーザが第１のゾーン３１０Ａの液体燃料を使用して電子機器を動作させていて燃料が切れた時に、常に新しい燃料電池用カートリッジが手元にあるとは限らない。このような場合に、とりあえず燃料電池用カートリッジ３００をひっくり返して、第２のゾーン３１０Ｂを接続して電子機器の使用を続け、第２のゾーン３１０Ｂが空になる前に新しい燃料電池用カートリッジを用意すれば、とぎれることなく連続的に電子機器を使用できるようになる。 FIG. 8 is a conceptual diagram showing a second specific example of the fuel cell cartridge of the present embodiment.
The fuel cell cartridge 300 of this specific example is divided into a first zone 310A having a large volume and a second zone 310B having a small volume. In this case, the second zone 310B having a small volume can be used as “emergency” or “auxiliary”. The volume ratio of the first zone 310A and the second zone 310B can be 9: 1, for example.
When the user operates the electronic device using the liquid fuel in the first zone 310A and the fuel runs out, a new fuel cell cartridge is not always at hand. In such a case, the fuel cell cartridge 300 is turned over for the time being, and the second zone 310B is connected to continue to use the electronic device, and a new fuel cell cartridge is installed before the second zone 310B becomes empty. If prepared, the electronic device can be used continuously without interruption.

そして、第１のゾーン３１０Ａの容積を相対的に大きくすることにより、切り替えまでの時間を長くして電子機器を長時間に亘り連続的に使用することが可能となる。また、第２のゾーン３１０Ｂの使用可能時間は短くなるので、「第２のゾーン３１０Ｂに切り替えたらすぐに新しい燃料電池用カートリッジを用意しなければならない」とユーザに注意を喚起する効果も得られる。つまり、大容量の第１のゾーン３１０Ａを接続して電子機器を連続的に使用し、燃料が切れたら、小容量の第２のゾーン３１０Ｂを「緊急用」あるいは「補助用」として接続して使用を続けつつ、すぐに新しいカートリッジを用意する、という使い方ができ、電子機器を長時間に亘り連続的に使用する場合に便利である。   Then, by relatively increasing the volume of the first zone 310A, it is possible to lengthen the time until switching and use the electronic device continuously for a long time. In addition, since the usable time of the second zone 310B is shortened, an effect of alerting the user that “a new fuel cell cartridge must be prepared immediately after switching to the second zone 310B” can be obtained. . That is, the electronic device is continuously used by connecting the large capacity first zone 310A, and when the fuel runs out, the small capacity second zone 310B is connected as “emergency” or “auxiliary”. It can be used to prepare a new cartridge immediately while continuing to be used, which is convenient when the electronic device is used continuously for a long time.

図９は、本実施形態の燃料電池用カートリッジの第３の具体例を表す概念図である。
すなわち、本具体例の燃料電池用カートリッジ３００は、第１乃至第４のゾーン３１０Ａ〜３１０Ｄに４分割されている。これらゾーン３１０Ａ〜３１０Ｄには、それぞれ接続部３２０Ａ〜３２０Ｄが設けられている。
この燃料電池を電子機器に装着する際に、その方向や上下の向きを区別することにより、４つのゾーン３１０Ａ〜３１０Ｄのいずれか１つを選択して接続することができる。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing a third specific example of the fuel cell cartridge of the present embodiment.
That is, the fuel cell cartridge 300 of this specific example is divided into four zones, ie, first to fourth zones 310A to 310D. These zones 310A to 310D are provided with connecting portions 320A to 320D, respectively.
When this fuel cell is attached to an electronic device, one of the four zones 310A to 310D can be selected and connected by distinguishing the direction and the vertical direction.

本具体例によれば、燃料電池用カートリッジ３００を４分割することにより、４回に分けて順次使用することができる。そして、電子機器を放置する時間が長い場合や、発電しない状態での自然消耗による消費量が大きい場合などでも、無駄になる液体燃料の量を減らすことができる。つまり、本具体例の場合、仮に長時間放置したとしても、自然消耗による液体燃料の損失をいずれかのゾーンのみ、すなわちカートリッジの全体容量の１／４までに抑えることができる。
従って、本具体例の燃料電池用カートリッジ３００は、電子機器の不使用状態が長時間に亘る場合や、たまに少しだけ使うような使用態様において、特に便利である。
なお、図９においては、カートリッジを４分割する具体例を表したが本発明はこれには限定されず、３あるいは５以上の複数のゾーンに分割してもよい。またさらに、これら複数のゾーンは必ずしも同一の容積を有する必要はなく、図８に関して前述したように、他とは異なる容積を有するゾーンを設けてもよい。 According to this specific example, the fuel cell cartridge 300 is divided into four parts, so that the fuel cell cartridge 300 can be used in four steps. Further, even when the electronic device is left for a long time or when the amount of consumption due to natural consumption without power generation is large, the amount of wasted liquid fuel can be reduced. That is, in the case of this specific example, even if left for a long time, the loss of liquid fuel due to natural consumption can be suppressed to only one zone, that is, to 1/4 of the entire capacity of the cartridge.
Therefore, the fuel cell cartridge 300 of this specific example is particularly convenient when the electronic device is not used for a long time or in a usage mode in which the electronic device is used only occasionally.
Although FIG. 9 shows a specific example in which the cartridge is divided into four, the present invention is not limited to this, and the cartridge may be divided into three or five or more zones. Still further, the plurality of zones do not necessarily have the same volume, and as described above with reference to FIG. 8, a zone having a volume different from the others may be provided.

図１０は、本実施形態の燃料電池用カートリッジの第４の具体例を表す模式図である。 本具体例においては、燃料電池用カートリッジ３００は、第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂとに分割されている。そして、第１のゾーン３１０のみに接続部３２０Ａが設けられている。また、第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂとを区画している仕切３０４は、外力を加えることにより、変形または変位が可能とされている。つまり、第１のゾーン３１０Ａに貯留されている液体燃料から使い始め、第１のゾーン３１０Ａが空になったら、仕切３０４に外力を加えて変形させあるいは変位させて第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂとを連通させることにより、第２のゾーン３１０Ｂに貯留されている液体燃料を接続部３２０Ａを介して取り出すことができる。   FIG. 10 is a schematic view showing a fourth specific example of the fuel cell cartridge of the present embodiment. In this specific example, the fuel cell cartridge 300 is divided into a first zone 310A and a second zone 310B. A connection part 320 </ b> A is provided only in the first zone 310. In addition, the partition 304 that divides the first zone 310A and the second zone 310B can be deformed or displaced by applying an external force. That is, when the first zone 310A starts to be used from the liquid fuel stored in the first zone 310A and the first zone 310A becomes empty, an external force is applied to the partition 304 to deform or displace the first zone 310A and the second zone 310A. By communicating with the zone 310B, the liquid fuel stored in the second zone 310B can be taken out via the connecting portion 320A.

このようにすると、接続部３２０Ａがひとつで済むので、コストを下げることができる。燃料電池用カートリッジ３００を使い捨てタイプとし、使用済みカートリッジを回収するとしても、その製造コストはできるだけ下げることが望ましい。この要求に対して、接続部をひとつにできるとコストを効率的に低減できる。
また、接続部をひとつにすれば、燃料電池用カートリッジ３００の小型化や軽量化の点でも有利であり、さらに、接続部を介した液体燃料のリークなどの可能性も下げることができる。 In this way, since only one connecting portion 320A is required, the cost can be reduced. Even if the fuel cell cartridge 300 is of a disposable type and used cartridges are collected, it is desirable to reduce the manufacturing cost as much as possible. In response to this requirement, the cost can be reduced efficiently if a single connecting portion is provided.
Further, if one connection portion is provided, it is advantageous in terms of miniaturization and weight reduction of the fuel cell cartridge 300, and the possibility of leakage of liquid fuel through the connection portion can be reduced.

図１１及び図１２は、仕切３０４に外力を加えて変形または変位させる具体例を表す模式図である。
すなわち、燃料電池用カートリッジ３００の筐体を樹脂などの柔軟性を有する材料により形成し、仕切３０４は、外力により脆性破壊しやすい材料により形成するとよい。あるいは、外力を加えると、カートリッジの内部で仕切３０４が外れたり斜めにズレて、第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３２０とが連通するような構造にしてもよい。 FIG. 11 and FIG. 12 are schematic diagrams illustrating specific examples of deforming or displacing the partition 304 by applying an external force.
That is, the casing of the fuel cell cartridge 300 may be formed of a flexible material such as resin, and the partition 304 may be formed of a material that is easily brittlely broken by an external force. Alternatively, when an external force is applied, the partition 304 may be disengaged or obliquely displaced inside the cartridge, so that the first zone 310A and the second zone 320 communicate with each other.

例えば、図１１（ａ）に表したように、第１のゾーン３１０Ａが空になったら、同図（ｂ）に表したように、カートリッジの外側から仕切３０４の部分を矢印方向に押すことにより、仕切３０４を破壊し、あるいは、外したり斜めにずらすことが可能である。このようにして、図１１（ｃ）に表したように、第２のゾーン３１０Ｂに貯留した液体燃料を接続部３１０Ａから取り出すことができる。
または、図１２（ｂ）に例示したように、カートリッジを屈曲させることにより、仕切３０４を変形させ、あるいは外したり斜めにずらして隙間を形成することも可能である。 For example, as shown in FIG. 11A, when the first zone 310A becomes empty, as shown in FIG. 11B, the partition 304 is pushed from the outside of the cartridge in the direction of the arrow. The partition 304 can be destroyed, removed, or displaced obliquely. In this way, as shown in FIG. 11C, the liquid fuel stored in the second zone 310B can be taken out from the connecting portion 310A.
Alternatively, as illustrated in FIG. 12B, it is also possible to deform the partition 304 by bending the cartridge, or to remove or obliquely shift the partition 304 to form a gap.

図１３は、本実施形態の燃料電池用カートリッジの第５の具体例を表す模式図である。 本具体例においては、燃料電池用カートリッジ３００は第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂとに分割され、さらにこれらゾーンの間に、仕切３０６、３０８により区画された第３のゾーン３１０Ｅが形成されている。第１のゾーン３１０Ａと第２のゾーン３１０Ｂにはそれぞれ液体燃料が貯留される。一方、第３のゾーン３１０Ｅには、圧縮された気体が充填されている。第３のゾーン３１０Ｅに充填する気体としては、例えば、空気、窒素、アルゴンなどを用いることができ、またその圧力は、例えば２０気圧程度とすることができる。
そして、本具体例においては、仕切３０６、３０８が移動可能とされている。 FIG. 13 is a schematic diagram showing a fifth specific example of the fuel cell cartridge of the present embodiment. In this specific example, the fuel cell cartridge 300 is divided into a first zone 310A and a second zone 310B, and a third zone 310E partitioned by partitions 306 and 308 is formed between these zones. Has been. Liquid fuel is stored in each of the first zone 310A and the second zone 310B. On the other hand, the third zone 310E is filled with a compressed gas. As the gas filled in the third zone 310E, for example, air, nitrogen, argon, or the like can be used, and the pressure can be set to about 20 atm, for example.
In this specific example, the partitions 306 and 308 are movable.

図１４は、本具体例の燃料電池用カートリッジ３００の使用態様を説明するための模式図である。
例えば、第１の接続部３２０Ａを介して第１のゾーン３１０Ａに貯留されている液体燃料を消費すると、図１４（ａ）に表したように、第３のゾーン３１０Ｅに充填された圧縮気体の圧力によって仕切３０８が第１の接続部３２０Ａに向けて移動する。つまり、第１のゾーン３１０Ａに貯留された液体燃料には、第３のゾーン３１０Ｅに充填された圧縮気体の圧力を受けた仕切３０８によって外部に押し出される力が作用する。このようにすれば、接続部３２０Ａが鉛直上方を向いている場合などでも、液体燃料を確実に取り出すことができる。つまり、燃料電池の向きに関わらず、液体燃料を安定的に取り出して最後まで使い切ることができる。 FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a usage mode of the fuel cell cartridge 300 of this example.
For example, when the liquid fuel stored in the first zone 310A is consumed via the first connection part 320A, as shown in FIG. 14A, the compressed gas filled in the third zone 310E Due to the pressure, the partition 308 moves toward the first connecting portion 320A. In other words, the liquid fuel stored in the first zone 310A is subjected to a force pushed outside by the partition 308 that receives the pressure of the compressed gas filled in the third zone 310E. In this way, the liquid fuel can be reliably taken out even when the connecting portion 320A is oriented vertically upward. That is, liquid fuel can be stably taken out and used up to the end regardless of the orientation of the fuel cell.

図１４（ｂ）に表したように、第１のゾーン３１０Ａが空になったら、燃料電池をひっくり返して第２の接続部３２０Ｂから第２のゾーン３２０Ｂの液体燃料を供給する。この時も、図１４（ｃ）に表したように、第２のゾーン３２０Ｂの液体燃料は、仕切３０６に押されているので、確実且つ安定的に取り出し、最後まで使い切ることができる。
第２のゾーン３１０Ｂも空になると、図１４（ｄ）に表したように、仕切３０６、３０８がそれぞれ両端に移動し、貯留されていた液体燃料を完全に使い切った状態となる。 As shown in FIG. 14B, when the first zone 310A becomes empty, the fuel cell is turned over and the liquid fuel in the second zone 320B is supplied from the second connection portion 320B. Also at this time, as shown in FIG. 14C, the liquid fuel in the second zone 320B is pushed by the partition 306, so that it can be taken out reliably and stably and used up to the end.
When the second zone 310B is also emptied, as shown in FIG. 14D, the partitions 306 and 308 move to both ends, and the stored liquid fuel is completely used up.

以上説明したように、本具体例においては、移動式の仕切３０６、３０８を圧縮気体により付勢することにより、燃料電池の向きによらずに第１及び第２のゾーン３１０Ａ、３１０Ｂに貯留されている液体燃料を確実に取り出し、最後まで使い切ることができる。
なお、本具体例において第１及び第２のゾーンの液体燃料に圧力を付与する手段としては、圧縮気体には限定されず、例えば、図１５に例示したように、スプリングなどの弾性体３５０により仕切３０６、３０８に付勢力を与えるようにしてもよい。 As described above, in this specific example, the movable partitions 306 and 308 are energized by the compressed gas, so that they are stored in the first and second zones 310A and 310B regardless of the orientation of the fuel cell. The liquid fuel can be taken out and used up to the end.
In this specific example, the means for applying pressure to the liquid fuel in the first and second zones is not limited to compressed gas. For example, as illustrated in FIG. 15, by means of an elastic body 350 such as a spring. A biasing force may be applied to the partitions 306 and 308.

次に、本実施形態の第２の実施の形態について説明する。
図１６は、本実施形態の第２の実施の形態に係る燃料電池の模式断面図である。
本実施形態においては、燃料電池には、第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂとに分割された燃料タンク３３０が設けられている。第１のゾーン３３０Ａには第１の燃料供給口１０Ａが接続され、第２のゾーン３３０Ｂには第２の燃料供給口１０Ｂが接続されている。そして、燃料供給部２に対して、これら第１の燃料供給口１０Ａと第２の燃料供給口１０Ｂのいずれかから選択的に液体燃料を供給される。なお、これとは別に、必要に応じて、第１の燃料供給口１０Ａ及び第２の燃料供給口１０Ｂの両方から同時に燃料供給部２に対して液体燃料を供給できるようにしてもよい。 Next, a second embodiment of the present embodiment will be described.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell according to the second embodiment of the present embodiment.
In the present embodiment, the fuel cell is provided with a fuel tank 330 divided into a first zone 330A and a second zone 330B. The first fuel supply port 10A is connected to the first zone 330A, and the second fuel supply port 10B is connected to the second zone 330B. Then, liquid fuel is selectively supplied to the fuel supply unit 2 from either the first fuel supply port 10A or the second fuel supply port 10B. Apart from this, if necessary, liquid fuel may be supplied to the fuel supply unit 2 simultaneously from both the first fuel supply port 10A and the second fuel supply port 10B.

本具体例においても、燃料タンク３３０を複数のゾーンに分割することにより、自然消耗による液体燃料の消失を、いずれかのゾーンのみに制限できる。従って、燃料電池あるいはそれを搭載した電子機器を放置した後、使用したい時に燃料が完全に切れているという事態を回避できる。つまり、いざという時でも、確実に使用することができる。
また、第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂとを適宜使い分けることにより、予測できない「燃料切れ」にも迅速に対処でき、連続的に発電を続けることができる。 Also in this specific example, by dividing the fuel tank 330 into a plurality of zones, the disappearance of the liquid fuel due to natural consumption can be limited to only one of the zones. Accordingly, it is possible to avoid a situation in which the fuel is completely cut when it is desired to use it after leaving the fuel cell or the electronic device on which the fuel cell is mounted. In other words, it can be used reliably even in an emergency.
Further, by appropriately using the first zone 330A and the second zone 330B, it is possible to quickly cope with an unforeseen “fuel shortage” and to continue power generation.

図１７は、本具体例の燃料電池の使用態様を例示する模式図である。
また、図１８は、この使用態様に対応するフローチャートである。 FIG. 17 is a schematic view illustrating the usage mode of the fuel cell of this example.
FIG. 18 is a flowchart corresponding to this usage mode.

すなわち、本具体例においては、まず、第１の燃料供給口１０Ａを介して第１のゾーン３３０Ａに貯留された液体燃料を使い始める（ステップＳ２１０）。
発電を続けると、 図１７（ａ）に表したように、第１のゾーン３３０Ａの液体燃料が消費され、やがて図１７（ｂ）に表したように、第１のゾーン３１０Ａは、空になる（ステップＳ２２０）。また、第１実施形態に関して前述したように、発電しない状態で放置した場合も燃料は消費され、やがては、図１７（ｂ）に表したように、第１のゾーン３３０Ａは空になる（ステップＳ２２０）。 That is, in this specific example, first, the liquid fuel stored in the first zone 330A is started to be used via the first fuel supply port 10A (step S210).
When power generation is continued, the liquid fuel in the first zone 330A is consumed as shown in FIG. 17A, and the first zone 310A becomes empty as shown in FIG. 17B. (Step S220). Further, as described above with respect to the first embodiment, the fuel is consumed even when left in a state where power generation is not performed, and eventually the first zone 330A becomes empty as shown in FIG. S220).

第１のゾーン３３０Ａが空になったら、図１７（ｂ）に表したように、第１の燃料供給口１０Ａを閉じ、第２の燃料供給口１０Ｂを開いて第２のゾーン３３０Ｂに貯留されている液体燃料を使い始める（ステップＳ２３０）。つまり、予測できない「燃料切れ」が発生しても、燃料供給口を切り替えるだけで、直ちに電子機器の使用を開始または再開できる。   When the first zone 330A becomes empty, as shown in FIG. 17B, the first fuel supply port 10A is closed, the second fuel supply port 10B is opened and stored in the second zone 330B. The liquid fuel being used is started (step S230). In other words, even if an unforeseen “out of fuel” occurs, the use of the electronic device can be started or resumed immediately by simply switching the fuel supply port.

そして、ユーザは、第２のゾーン３３０Ｂが空になる前に、図１７（ｃ）に表したように、第１のゾーン３３０Ａに液体燃料を充填すればよい（ステップＳ２４０）。このようにすれば、第２のゾーン３３０Ｂが空になった時に（ステップＳ２５０）、直ちに燃料供給口１０Ａに切り替えて、新たに第１のゾーン３３０Ａの液体燃料を利用できる（ステップＳ２６０）。
第１のゾーン３３０Ａの液体燃料を使い始めたら、第２のゾーン３３０Ｂに液体燃料を充填すればよい（ステップＳ２７０）。 Then, the user may fill the first zone 330A with the liquid fuel as shown in FIG. 17C before the second zone 330B becomes empty (step S240). In this way, when the second zone 330B becomes empty (step S250), it is possible to immediately switch to the fuel supply port 10A and newly use the liquid fuel in the first zone 330A (step S260).
When the liquid fuel in the first zone 330A is started to be used, the second zone 330B may be filled with the liquid fuel (step S270).

以上説明したステップを繰り返すことにより、予測できない「燃料切れ」が生じても、燃料供給口１０Ａ、１０Ｂを切り替えることにより電子機器の使用を直ちに開始でき、また連続的に使用できる。   By repeating the steps described above, even if an unforeseen “fuel shortage” occurs, the use of the electronic device can be started immediately by switching the fuel supply ports 10A and 10B, and can be used continuously.

なお、本具体例においても、上述した一連のステップは、燃料タンクに貯留された液体燃料の濃度が低下した場合にも同様に適用できる。すなわち、上述したように、液体燃料を使用するに従って、その濃度が低下したような場合にも、燃料供給口１０Ａ、１０Ｂを切り替えて直ちに使用を開始または再開できる。そして、そのゾーンが空になる前にメタノールなどを充填して液体燃料の濃度を所期のレベルに戻せばよい。
また、本具体例においては、図１９に例示したように、第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂがいずれも空になってから、それぞれに液体燃料を充填してもよい。この場合も、第１のゾーン３３０Ａが空になって第２のゾーン３３０Ｂに切り替える時に、ユーザは、液体燃料の準備を忘れずに行うことができる。 In this specific example as well, the series of steps described above can be similarly applied when the concentration of the liquid fuel stored in the fuel tank is reduced. That is, as described above, even when the concentration of the liquid fuel decreases as the liquid fuel is used, the fuel supply ports 10A and 10B can be switched to immediately start or resume use. Then, before the zone becomes empty, methanol or the like may be filled to return the liquid fuel concentration to the intended level.
In this specific example, as illustrated in FIG. 19, the first zone 330A and the second zone 330B may be emptied and then filled with liquid fuel. Again, when the first zone 330A is empty and switched to the second zone 330B, the user can remember to prepare for liquid fuel.

またさらに、本実施形態においても、燃料電池に設けられた燃料タンクを図８に関して前述したように異なる容積に分割してもよく、また、図９に関して前述したように３以上の複数のゾーンに分割してもよく、また、図１３乃至図１５に関して前述したように、液体燃料を加圧して確実に取り出すことができるようにしてもよい。   Still further, in this embodiment, the fuel tank provided in the fuel cell may be divided into different volumes as described above with reference to FIG. 8, and may be divided into a plurality of three or more zones as described above with reference to FIG. Alternatively, the liquid fuel may be pressurized and reliably taken out as described above with reference to FIGS.

以上、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明した。
以下、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。
図２０は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池用カートリッジ３００を装填した燃料電池の具体的な構造を例示する模式断面図である。
すなわち、本具体例の燃料電池は、保液シート２０と、液体を気化させるための多孔質膜３０と、燃料極側集電体４０と、燃料側ガス拡散層５０と、燃料極６０と、電解質板７０と、酸化剤極８０と、酸化剤側ガス拡散層９０と、酸化剤側集電体１００と、保湿シート１１０と、をこの順に積層させた構造を有する。これらの要素は、複数のセルＣを構成し、これらセルＣは、筐体１４０により保護されている。 The first and second embodiments of the present invention have been described above.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view illustrating the specific structure of a fuel cell loaded with the fuel cell cartridge 300 according to the first embodiment of the invention.
That is, the fuel cell of this specific example includes a liquid retaining sheet 20, a porous film 30 for vaporizing a liquid, a fuel electrode side current collector 40, a fuel side gas diffusion layer 50, a fuel electrode 60, The electrolyte plate 70, the oxidant electrode 80, the oxidant side gas diffusion layer 90, the oxidant side current collector 100, and the moisturizing sheet 110 are stacked in this order. These elements constitute a plurality of cells C, and these cells C are protected by a housing 140.

そして、筐体１４０に設けられた着脱部１４０Ｌを介して燃料電池用カートリッジ３００が着脱可能に収容されている。つまり、着脱部１４０Ｌを開けて燃料電池用カートリッジ３００を挿入すると、接続部１０Ａ（または１０Ｂ）が燃料供給口１０と液密状態で接続され、第１のゾーン３１０Ａ（または第２のゾーン３１０Ｂ）の液体燃料が保湿シート２０に供給される。   The fuel cell cartridge 300 is detachably accommodated via an attachment / detachment portion 140 </ b> L provided in the housing 140. That is, when the detachable portion 140L is opened and the fuel cell cartridge 300 is inserted, the connecting portion 10A (or 10B) is connected to the fuel supply port 10 in a liquid-tight state, and the first zone 310A (or second zone 310B). The liquid fuel is supplied to the moisturizing sheet 20.

次に、本具体例の燃料電池における発電メカニズムについて説明する。
まず、燃料極６０側は、次式（１）により表されるメタノールと水の電気化学反応に基づく半反応により、プロトン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とを発生させる。

ＣＨ３ＯＨ(l)＋Ｈ２Ｏ(l) → ＣＯ２(g)↑＋６Ｈ＋＋６ｅ− （１）

ここで、メタノールは毛細管現象をドライビングフォースとして保液シート２０の中を自発的に移動し、燃料極側集電体４０に設けられた開口（図示せず）を介して蒸発し、燃料側ガス拡散層５０を経由して燃料極６０に供給される。 Next, the power generation mechanism in the fuel cell of this example will be described.
First, the fuel electrode 60 side generates protons (H + ) and electrons (e − ) by a half reaction based on an electrochemical reaction of methanol and water represented by the following formula (1).

CH 3 OH (l) + H 2 O (l) → CO 2 (g) ↑ + 6H + + 6e − (1)

Here, the methanol spontaneously moves in the liquid retaining sheet 20 using the capillary phenomenon as a driving force, evaporates through an opening (not shown) provided in the fuel electrode side current collector 40, and fuel side gas It is supplied to the fuel electrode 60 via the diffusion layer 50.

これに対応して、酸化剤極８０側においては、保湿シート１１０から燃料電池系内に酸素を取り込み、次式（２）より表される半反応により、大気中の酸素（Ｏ２）ガスを燃料側からのＨ＋とｅ−と、電気化学反応を行うことで、発電が生じる。

３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ− → ３Ｈ２Ｏ （２）

なお、この電気化学反応により生じた水（Ｈ２Ｏ）は、保液シート２０へ移動し、燃料を希釈する水の一部として、再利用することが可能である。また、（１）式に表した電気化学反応により発生した二酸化炭素ガス（ＣＯ２）は、多孔質膜３０を介して、ガス排出孔１３０から燃料電池の系外へ排出される。 Correspondingly, on the oxidant electrode 80 side, oxygen is taken into the fuel cell system from the moisturizing sheet 110, and oxygen (O 2 ) gas in the atmosphere is removed by a half reaction represented by the following formula (2). Electricity is generated by performing an electrochemical reaction with H + and e − from the fuel side.

3 / 2O 2 + 6H + + 6e − → 3H 2 O (2)

In addition, the water (H 2 O) generated by this electrochemical reaction moves to the liquid retaining sheet 20 and can be reused as a part of water for diluting the fuel. Further, carbon dioxide gas (CO 2 ) generated by the electrochemical reaction expressed by the formula (1) is discharged from the gas discharge hole 130 to the outside of the fuel cell through the porous membrane 30.

次に、本実施形態の燃料電池を構成する主要部の材料の具体例について説明する。
まず、燃料供給口１０は熱可塑性ポリエステル、保液シート２０はナイロン繊維、多孔質膜３０は厚さ２００ｍｍのシリコーンゴムシートによりそれぞれ形成することができる。 また、燃料極６０は、白金族元素の単体金属（例えば、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏａ、Ｐｄ等）や白金属元素を有する合金などを用いて形成することができ、メタノールや一酸化炭素に対する耐性の強いＰｔ−Ｒｕ合金を用いることがましいが、これには限定されない。また、燃料極６０の材料として、炭素材料のような伝導性担持体を使用する担持触媒を用いることもできる。
電解質板７０には、例えば、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂、スルホン酸基を有するハイドロカーボン系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸などの無機物などを用いることができるが、こられには限定されない。一方、酸化剤極８０には、白金族元素の単体金属（例えば、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等）、白金族元素を含有する合金など、炭素材料のような伝導性担持体を使用する担持触媒を使用することもできる。 Next, specific examples of the material of the main part constituting the fuel cell of this embodiment will be described.
First, the fuel supply port 10 can be formed of thermoplastic polyester, the liquid retaining sheet 20 can be formed of nylon fiber, and the porous membrane 30 can be formed of a 200 mm thick silicone rubber sheet. In addition, the fuel electrode 60 can be formed using a platinum group elemental metal (for example, Pt, Ru, Rh, Ir, Oa, Pd, etc.), an alloy containing a white metal element, or the like. Although it is preferable to use a Pt—Ru alloy having high resistance to carbon, the present invention is not limited to this. Further, as the material of the fuel electrode 60, a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material can be used.
For example, a fluorine-based resin having a sulfonic acid group, a hydrocarbon-based resin having a sulfonic acid group, or an inorganic substance such as tungstic acid or phosphotungstic acid can be used for the electrolyte plate 70, but is not limited thereto. . On the other hand, the oxidizer electrode 80 includes a conductive carrier such as a carbon material such as a platinum group element simple metal (for example, Pt, Ru, Rh, Ir, Os, Pd, etc.), an alloy containing the platinum group element, or the like. A supported catalyst using can also be used.

また、保湿シート１１０としては、例えば、厚み５００μｍのポリエチレン製多孔質フィルムを用いることができる。この場合、フィルムの透気度は、例えば２秒／１００ｃｍ３程度で、透湿度は４０００ｇ／ｍ２・２４ｈ程度とすることができる。
そして、本実施形態によれば、このような燃料電池において、複数のゾーンに分割された燃料電池用カートリッジ３００を用いることにより、放置した状態の自然消耗で、全ての液体燃料が消失することを防止し、また、予測できない「燃料切れ」にも迅速に対処でき、連続的に発電を続けることができる。また、液体燃料を使用するに従って、その濃度が低下したような場合にも、着脱部１４０Ｌを開けて燃料電池用カートリッジ３００を取り出し、ひっくり返して再度装填するだけで、直ちに使用を開始または再開できる。そして、そのゾーンが空になる前に新しい燃料電池用カートリッジを用意すれば、連続的に発電させることができる。
またさらに、図８〜図１５に関して前述した各具体例の燃料電池用カートリッジ３００を装填することにより、それぞれの具体例に関して前述した作用効果が得られる。 Moreover, as the moisture retention sheet 110, for example, a polyethylene porous film having a thickness of 500 μm can be used. In this case, the air permeability of the film can be about 2 seconds / 100 cm 3 , for example, and the moisture permeability can be about 4000 g / m 2 · 24 h.
According to the present embodiment, in such a fuel cell, by using the fuel cell cartridge 300 divided into a plurality of zones, all the liquid fuel is lost due to natural consumption in a neglected state. It is possible to prevent and to quickly cope with an unforeseen “fuel shortage” and to continue power generation. Further, even when the concentration of liquid fuel decreases as the liquid fuel is used, the use can be started or resumed immediately by opening the detachable portion 140L, taking out the fuel cell cartridge 300, turning it over and reloading it. . If a new fuel cell cartridge is prepared before the zone becomes empty, power can be generated continuously.
Furthermore, by loading the fuel cell cartridge 300 of each specific example described above with reference to FIGS. 8 to 15, the effects described above with respect to each specific example can be obtained.

図２１は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の具体的な構造を例示する模式断面図である。同図については、図１乃至図２０に関して前述したものと同様の要素に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本具体例においては、燃料電池に燃料タンク３３０が設けられ、この燃料タンクは第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂとに分割されている。これら第１及び第２のゾーン３３０Ａ、３３０Ｂには、切替弁８が接続され、第１及び第２のゾーン３３０Ａ、３３０Ｂのいずれかから選択的に液体燃料を保湿シート２０に供給可能とされている。また、筐体４０の外部から燃料供給口１５が延設され、それぞれ逆止弁９を介して第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂに連通している。 FIG. 21 is a schematic cross-sectional view illustrating the specific structure of the fuel cell according to the second embodiment of the invention. In this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In this specific example, a fuel tank 330 is provided in the fuel cell, and this fuel tank is divided into a first zone 330A and a second zone 330B. A switching valve 8 is connected to the first and second zones 330A and 330B, so that liquid fuel can be selectively supplied to the moisturizing sheet 20 from either the first or second zone 330A or 330B. Yes. Further, the fuel supply port 15 extends from the outside of the housing 40 and communicates with the first zone 330A and the second zone 330B via the check valves 9, respectively.

図１６乃至図１９に関して前述したように、燃料タンク３３０を複数のゾーンに分割し、切替弁８で選択的に保湿シート２０に液体燃料を供給することによって、自然消耗による液体燃料の消失をいずれかのゾーンのみに制限し、いざという時にも確実に発電することが可能となる。   As described above with reference to FIGS. 16 to 19, the fuel tank 330 is divided into a plurality of zones, and the liquid fuel is selectively supplied to the moisturizing sheet 20 by the switching valve 8. It is possible to limit power generation to only those zones and to reliably generate power in the event of an emergency.

また、第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂのそれぞれを、逆止弁９を介して燃料供給口１５に連通させることにより、これらゾーンからの逆流を防止しつつ、単一の燃料供給経路からそれぞれのゾーンに液体燃料を供給することができる。つまり、燃料供給口１５から燃料を供給すると、第１及び第２のゾーン３３０Ａ、３３０Ｂのそれぞれに同時に燃料を充填することも可能となる。この時、第１及び第２のゾーン３３０Ａ、３３０Ｂのいずれか一方が満タン状態であれば、他方のゾーンのみに液体燃料を充填できる。   Further, each of the first zone 330A and the second zone 330B is communicated with the fuel supply port 15 via the check valve 9, thereby preventing a back flow from these zones and a single fuel supply path. Liquid fuel can be supplied to each zone. That is, when fuel is supplied from the fuel supply port 15, it is possible to simultaneously fill the first and second zones 330A and 330B with fuel. At this time, if one of the first and second zones 330A, 330B is full, only the other zone can be filled with liquid fuel.

図２２は、第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂの容積が異なる燃料電池を例示する模式図である。
すなわち、本具体例の場合、第１のゾーン３３０Ａの容積が第２のゾーン３３０Ｂの容積よりも大きい。このようにすると、図８に関して前述した具体例と同様に、小さな容積の第２のゾーン３３０Ｂは、「緊急用」あるいは「補助用」として用いることができる。この場合も、第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂの容積比は、例えば、９：１とすることができる。
ユーザが第１のゾーン３３０Ａの液体燃料を使用して電子機器を動作させていて燃料が切れた時に、常に補充用の液体燃料が手元にあるとは限らない。このような場合に、とりあえず、第２のゾーン３３０Ｂに切り替えて電子機器の使用を続け、第２のゾーン３３０Ｂが空になる前に、補充用の液体燃料を用意すれば、とぎれることなく連続的に電子機器を使用できるようになる。 FIG. 22 is a schematic view illustrating a fuel cell in which the volumes of the first zone 330A and the second zone 330B are different.
That is, in the case of this specific example, the volume of the first zone 330A is larger than the volume of the second zone 330B. In this way, the small volume second zone 330B can be used for "emergency" or "auxiliary" as in the specific example described above with reference to FIG. Also in this case, the volume ratio of the first zone 330A and the second zone 330B can be 9: 1, for example.
When the user operates the electronic device using the liquid fuel in the first zone 330A and the fuel runs out, the replenishment liquid fuel is not always at hand. In such a case, for the time being, it is possible to continuously switch to the second zone 330B and continue to use the electronic device, and prepare liquid fuel for replenishment before the second zone 330B becomes empty. It becomes possible to use electronic equipment.

そして、第１のゾーン３３０Ａの容積を相対的に大きくすることにより、切り替えまでの時間を長くして電子機器を長時間に亘り連続的に使用することが可能となる。また、第２のゾーン３３０Ｂの使用可能時間は短くなるので、「第２のゾーン３３０Ｂに切り替えたらすぐに補充用の液体燃料を用意しなければならない」とユーザに注意を喚起する効果も得られる。つまり、大容量の第１のゾーン３３０Ａを接続して電子機器を連続的に使用し、燃料が切れたら、小容量の第２のゾーン３３０Ｂを「緊急用」あるいは「補助用」として接続して使用を続けつつ、すぐに補充余裕の液体燃料を用意する、という使い方ができ、電子機器を長時間に亘り連続的に使用する場合に便利である。   Then, by relatively increasing the volume of the first zone 330A, it is possible to use the electronic device continuously for a long time by extending the time until switching. Further, since the usable time of the second zone 330B is shortened, an effect of alerting the user that “the liquid fuel for replenishment must be prepared immediately after switching to the second zone 330B” is obtained. . That is, the electronic device is continuously used by connecting the large capacity first zone 330A, and when the fuel runs out, the small capacity second zone 330B is connected as “emergency” or “auxiliary”. It can be used in such a way that liquid fuel that can be replenished immediately is prepared while continuing to be used, which is convenient when the electronic device is used continuously for a long time.

以上、具体例を限定しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明の燃料電池は、これらの具体例には限定されない。
例えば、燃料電池用カートリッジ、燃料タンク、切替弁、逆止弁等の各要素について、当業者が適宜変更したものであっても、本発明の要旨を有する限りにおいて、本発明の範囲に包含される。
また、本発明の燃料電池を構成する各要素の材質、サイズ、形状、配置関係などについては、当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を包含する限りにおいて本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with specific examples being limited. However, the fuel cell of the present invention is not limited to these specific examples.
For example, elements such as a cartridge for a fuel cell, a fuel tank, a switching valve, a check valve, etc., which are appropriately changed by those skilled in the art, are included in the scope of the present invention as long as they have the gist of the present invention. The
Further, the material, size, shape, arrangement relationship, and the like of each element constituting the fuel cell of the present invention may be modified as appropriate by those skilled in the art as long as they include the gist of the present invention. It is included in the range.

なお、本願明細書において、「燃料電池用カートリッジ」とは、燃料電池とは別体の要素として形成され、燃料電池に着脱自在であり、ユーザが燃料電池用カートリッジごと交換することにより燃料電池に燃料を供給可能としたものをいう。
また、本願明細書において、「燃料電池タンク」とは、燃料電池と一体の要素として形成され、ユーザが液体燃料を充填可能としたものをいう。 In the present specification, the “fuel cell cartridge” is formed as a separate element from the fuel cell, is detachable from the fuel cell, and the user replaces the fuel cell cartridge with the fuel cell. This means that fuel can be supplied.
In the specification of the present application, the “fuel cell tank” refers to a fuel cell tank that is formed as an element integrated with the fuel cell and that can be filled with liquid fuel by the user.

本発明の第１の実施の形態に係る燃料電池用カートリッジの基本構成を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the basic composition of the cartridge for fuel cells which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の具体例の燃料電池用カートリッジの外観を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the external appearance of the cartridge for fuel cells of the example of this invention. 本発明の実施形態の燃料電池用カートリッジを装填可能な燃料電池の基本構成を表す模式断面図である。It is a schematic cross section showing the basic composition of the fuel cell which can load the cartridge for fuel cells of the embodiment of the present invention. 比較例の燃料電池用カートリッジを搭載した燃料電池を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the fuel cell carrying the cartridge for fuel cells of a comparative example. 本発明の実施形態の燃料電池用カートリッジの使用態様を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the usage condition of the cartridge for fuel cells of embodiment of this invention. 図５に表した使用態様に対応するフローチャートである。6 is a flowchart corresponding to the usage mode illustrated in FIG. 5. 本発明の実施形態の実施例と比較例の燃料電池用カートリッジをそれぞれ用いた場合について経過時間に対する液体燃料の相対エタノール濃度および相対発電効率の変化を例示するグラフ図である。It is a graph which illustrates the change of the relative ethanol concentration of liquid fuel with respect to elapsed time, and the relative power generation efficiency about the case where the example of the embodiment of the present invention and the fuel cell cartridge of a comparative example are used, respectively. 本発明の実施形態の燃料電池用カートリッジの第２の具体例を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the 2nd specific example of the cartridge for fuel cells of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の燃料電池用カートリッジの第３の具体例を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the 3rd specific example of the cartridge for fuel cells of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の燃料電池用カートリッジの第４の具体例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the 4th specific example of the cartridge for fuel cells of embodiment of this invention. 仕切３０４に外力を加えて変形または変位させる具体例を表す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a specific example in which an external force is applied to a partition 304 to be deformed or displaced. FIG. 仕切３０４に外力を加えて変形または変位させる具体例を表す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a specific example in which an external force is applied to a partition 304 to be deformed or displaced. FIG. 本発明の実施形態の燃料電池用カートリッジの第５の具体例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the 5th example of the cartridge for fuel cells of embodiment of this invention. 本発明の具体例の燃料電池用カートリッジ３００の使用態様を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the usage aspect of the cartridge 300 for fuel cells of the specific example of this invention. スプリングなどの弾性体３５０により仕切３０６、３０８に付勢力を与える具体例を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the specific example which gives urging | biasing force to partition 306,308 by elastic bodies 350, such as a spring. 本発明の実施形態の第２の実施の形態に係る燃料電池の模式断面図である。It is a schematic cross section of the fuel cell which concerns on 2nd Embodiment of embodiment of this invention. 本発明の具体例の燃料電池の使用態様を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the usage aspect of the fuel cell of the specific example of this invention. 図１７に表した使用態様に対応するフローチャートである。18 is a flowchart corresponding to the usage mode illustrated in FIG. 17. もうひとつの使用態様を表すフローチャートである。It is a flowchart showing another usage condition. 本発明の第１の実施形態に係る燃料電池用カートリッジ３００を装填した燃料電池の具体的な構造を例示する模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a specific structure of a fuel cell loaded with a fuel cell cartridge 300 according to the first embodiment of the invention. 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の具体的な構造を例示する模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a specific structure of a fuel cell according to a second embodiment of the invention. 第１のゾーン３３０Ａと第２のゾーン３３０Ｂの容積が異なる燃料電池を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the fuel cell from which the volume of 1st zone 330A and 2nd zone 330B differs.

符号の説明Explanation of symbols

２ 燃料供給部
４ 発電部
６ 酸素導入部
８ 切替弁
９ 逆止弁
１０、１５ 燃料供給口
２０ 保液シート
３０ 多孔質膜
４０ 燃料側集電体
５０ 燃料側ガス拡散層
６０ 燃料極
７０ 電解質板
８０ 酸化剤極
９０ カソード側ガス拡散層
１００ カソード側集電体
１１０ 保湿シート
１２０ メタノールガス流路
１３０ ガス排出孔
１４０ 筐体
１５０ カソード側筐体部
１６０ 保護シート
２００ 遮蔽物
３００ 燃料電池用カートリッジ
３１０Ａ〜３１０Ｄ ゾーン
３０２、３０４、３０６、３０８ 仕切り板
３２０Ａ〜３２０Ｄ 接続部
３３０ 燃料タンク
３３０Ａ、３３０Ｂ ゾーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Fuel supply part 4 Electric power generation part 6 Oxygen introduction part 8 Switching valve 9 Check valve 10, 15 Fuel supply port 20 Liquid retention sheet 30 Porous membrane 40 Fuel side collector 50 Fuel side gas diffusion layer 60 Fuel electrode 70 Electrolyte plate 80 Oxidant electrode 90 Cathode side gas diffusion layer 100 Cathode side current collector 110 Moisturizing sheet 120 Methanol gas flow path 130 Gas exhaust hole 140 Case 150 Cathode side case 160 Protective sheet 200 Shielding object 300 Fuel cell cartridge 310A- 310D Zone 302, 304, 306, 308 Partition plate 320A-320D Connection 330 Fuel tank 330A, 330B Zone

Claims (8)

燃料電池に液体燃料を供給する燃料電池用カートリッジであって、
液体燃料が充填される第１の充填室と、
液体燃料が充填される第２の充填室と、
を備え、
前記第１の充填室と前記第２の充填室と、のいずれかから選択的に前記燃料電池に液体燃料を供給可能としたことを特徴とする燃料電池用カートリッジ。 A fuel cell cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell,
A first filling chamber filled with liquid fuel;
A second filling chamber filled with liquid fuel;
With
A fuel cell cartridge characterized in that liquid fuel can be selectively supplied to the fuel cell from either the first filling chamber or the second filling chamber. 前記第１の充填室の容積と、前記第２の充填室の容積と、が異なることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用カートリッジ。   2. The fuel cell cartridge according to claim 1, wherein a volume of the first filling chamber is different from a volume of the second filling chamber. 3. 前記第１の充填室に充填された液体燃料を前記燃料電池に供給するための第１の接続部と、
前記第２の充填室に充填された液体燃料を前記燃料電池に供給するための第２の接続部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用カートリッジ。 A first connecting portion for supplying liquid fuel filled in the first filling chamber to the fuel cell;
A second connection for supplying liquid fuel filled in the second filling chamber to the fuel cell;
The fuel cell cartridge according to claim 1, further comprising: 前記第１の充填室に充填された液体燃料を前記燃料電池に供給するための接続部と、
前記第１の充填室と前記第２の充填室とを区画する仕切と、
をさらに備え、
前記仕切に外力を加えることにより前記第１の充填室と前記第２の充填室とを連通させて前記第２の充填室に充填されている液体燃料を前記接続部を介して前記燃料電池に供給可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用カートリッジ。 A connection for supplying liquid fuel filled in the first filling chamber to the fuel cell;
A partition that divides the first filling chamber and the second filling chamber;
Further comprising
By applying an external force to the partition, the first filling chamber and the second filling chamber are communicated with each other, and the liquid fuel filled in the second filling chamber is supplied to the fuel cell through the connection portion. 3. The fuel cell cartridge according to claim 1, wherein the cartridge can be supplied. 前記第１の充填室と前記第２の充填室との間に設けられ、前記第１の充填室と前記第２の充填室のそれぞれに対して圧力を印加する加圧手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料電池用カートリッジ。   A pressurizing unit provided between the first filling chamber and the second filling chamber and further applying pressure to each of the first filling chamber and the second filling chamber is further provided. The fuel cell cartridge according to claim 1, wherein the cartridge is a fuel cell cartridge. 液体燃料を供給する燃料供給部と、
外部から酸素を導入する酸素導入部と、
前記燃料供給部から供給された前記液体燃料と、前記酸素導入部から供給された酸素と、により電力を発生する発電部と、
前記燃料供給部に燃料を供給する燃料タンクと、
を備え、
前記燃料タンクは、
液体燃料が充填される第１の充填室と、
液体燃料が充填される第２の充填室と、
を有し、
前記第１の充填室と前記第２の充填室と、のいずれかから選択的に前記燃料供給部に液体燃料を供給可能としたことを特徴とする燃料電池。 A fuel supply for supplying liquid fuel;
An oxygen introduction part for introducing oxygen from the outside;
A power generation unit that generates electric power from the liquid fuel supplied from the fuel supply unit and oxygen supplied from the oxygen introduction unit;
A fuel tank for supplying fuel to the fuel supply unit;
With
The fuel tank is
A first filling chamber filled with liquid fuel;
A second filling chamber filled with liquid fuel;
Have
A fuel cell characterized in that liquid fuel can be selectively supplied to the fuel supply section from either the first filling chamber or the second filling chamber. 前記第１の充填室の容積と、前記第２の充填室の容積と、が異なることを特徴とする請求項６記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 6, wherein a volume of the first filling chamber is different from a volume of the second filling chamber. 外部から液体燃料を供給する燃料供給経路と、
前記燃料供給経路と前記第１の充填室との間に設けられ、前記第１の充填室から前記燃料供給経路への液体燃料の逆流を防止する第１の逆止弁と、
前記燃料供給経路と前記第２の充填室との間に設けられ、前記第２の充填室から前記燃料供給経路への液体燃料の逆流を防止する第２の逆止弁と、
をさらに備え、
前記燃料供給経路から前記第１の逆止弁と前記第２の逆止弁とを介して前記第１の充填室と前記第２の充填室とに液体燃料を同時に供給可能としたことを特徴とする請求項６または７に記載の燃料電池。

A fuel supply path for supplying liquid fuel from the outside;
A first check valve provided between the fuel supply path and the first filling chamber to prevent backflow of liquid fuel from the first filling chamber to the fuel supply path;
A second check valve provided between the fuel supply path and the second filling chamber to prevent backflow of liquid fuel from the second filling chamber to the fuel supply path;
Further comprising
Liquid fuel can be simultaneously supplied from the fuel supply path to the first filling chamber and the second filling chamber via the first check valve and the second check valve. The fuel cell according to claim 6 or 7.

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WO2011033798A1 (en) 2009-09-16 2011-03-24 コニカミノルタエムジー株式会社 X-ray imaging device, x-ray image system, and x-ray image generation method

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