JP2007087705A - 燃料電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】発電部への燃料供給を遮断しても、発電部内に残存している燃料が消費されるまで燃料と酸素の反応が継続してしまう。
【解決手段】吸気口１０及び排気口１１が設けられた筐体２と、筐体２内に設置され、吸気口１０から取り込まれた空気が流入する流入口２０、及び流入口２０から流入した空気が流出する流出口２１が設けられた内容器３と、内容器３内に設置され、流入口２０から流入した空気中の酸素と燃料とを反応させて発電を行う発電部４と、外力が作用した際に、吸気口１０と排気口１１の双方または一方を発泡剤によって閉塞する閉塞手段１４Ａとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池に関し、特に、燃料電池の安全性をさらに向上させるための技術に関する。

近年、ノート型パーソナルコンピューターやＰＤＡ（Personal Digital Assistance）といった携帯型の電子機器が広く普及している。このような携帯型電子機器の電源には、主に、ニッケル水素バッテリーやリチウムイオンバッテリー等の二次電池が用いられてきた。しかし、携帯型電子機器さらなる小型化や長時間駆動の要請から、燃料電池が新たな電源として注目されている。

燃料電池は、電解質膜と電極（含む触媒）とが一体化された電極接合体からなる発電部内で、水素と酸素を反応させて発電を行う。この発電部は、一般的にＭＥＡ(Membrane Electrode Assembly)と呼ばれており、本明細書中でも「ＭＥＡ」と称する場合もある。ところで、燃料電池は、発電部への水素の供給方式によって、直接水素型（ＰＥＦＣ：Polymer Electrolyte Fuel Cell）、改質燃料型、ダイレクトメタノール型(ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell)の３つのタイプに大別することができる。

ここで、前記ＰＥＦＣ型燃料電池では、文字通り、水素が発電部に供給されるが、改質燃料型燃料電池では、メタノール、ガソリン、天然ガス等の燃料が改質器によって水素に改質され、改質された水素が発電部に供給される。また、ＤＭＦＣ型燃料電池では、発電部に供給されたメタノール水溶液が燃料極（アノード）上で反応して二酸化炭素と水素が生成され、生成された水素が酸素と反応して発電が行われる。本発明においては、ＰＥＦＣ型燃料電池において発電部に供給される水素、改質燃料型燃料電池において水素に改質されるメタノールやガス及び改質された水素、ＤＭＦＣ型燃料電池において発電部に供給されるメタノール水溶液及びメタノール水溶液から生成された水素のすべてを「燃料」と総称する。

いずれにしても、燃料電池の発電原理は上記の通りであり、何らかの原因によって水素と酸素が異常反応を起こす等すると、過熱その他の不具合を生じる虞がある。そこで、燃料電池に衝撃が加えられたり、変形が生じたり、燃料漏れが発生したりしたような非常時に、発電部への燃料の供給を遮断して異常反応等を未然に防ぐための安全機構が設けられるのが一般的である。例えば、特許文献１には、加速度センサ（Ｇセンサ）と、水素タンクの供給側配管に設けられた遮断弁とを備えた燃料電池が開示されている。この燃料電池では、Ｇセンサによって検出される加速度の値に応じて遮断弁が自動的に閉じられ、燃料（水素）の供給が遮断される。また、特許文献２には、衝撃センサからの検知信号に基づいて電磁弁を強制閉弁し、水素供給経路を閉鎖する燃料電池が開示されている。特許文献３及び４にも、センサによる衝撃等の検知をトリガとして、ＭＥＡへの燃料供給を遮断する安全機構を具備した燃料電池が開示されている。
特開２００４−０８２７９３号公報 特開２００１−３５７８６３号公報 特開２００１−１８９１６１号公報 特開２００１−１１９８１５号公報

上記従来の燃料電池に備えられている安全機構は、発電部への燃料供給を遮断するものが全てである。しかし、燃料の供給が遮断されても、発電部内には、遮断前に供給された燃料が残存している。特に、発電部に液状の燃料（メタノール水溶液）が供給されるＤＭＦＣ型燃料電池では、燃料供給が遮断されたときに、比較的多くの燃料が発電部内に残存している。よって、燃料供給を遮断したとしても、発電部内に残存している燃料が消費されるまで反応は継続される。また、発電部に液状の燃料を供給する場合、燃料タンクから発電部へ供給管を介して燃料が供給される。そして、燃料供給を遮断するための安全弁等は、この供給管の途中に設けられるのが一般的である。しかし、燃料電池に加えられた衝撃等によって、燃料タンクと安全弁との間の区間に亀裂等が生じた場合、安全弁を閉じることによって発電部への燃料供給は遮断されるが、亀裂からの燃料の漏洩は防げない。そして、亀裂から漏洩した燃料は、周囲の酸素と反応し、異常過熱等の問題を生じさせる虞がある。

本発明の目的は、非常時に、発電部内における燃料と酸素の反応を確実、かつ、早期に停止させることが可能な燃料電池ユニットを提供することである。

本発明の燃料電池ユニットは、燃料ではなく、酸素（空気）の供給を絶つことによって、燃料と酸素との反応を確実、かつ、即座に停止させることを特徴とする。

より具体的には、本発明の燃料電池ユニットの一つは、吸気口及び排気口が設けられた筐体と、前記筐体内に設置され、前記吸気口から取り込まれた空気が流入する流入口、及び前記流入口から流入した空気が流出する流出口が設けられた内容器と、前記内容器内に設置され、前記流入口から流入した空気中の酸素と燃料とを反応させて発電を行う発電部と、前記吸気口と前記排気口の双方または一方を閉塞可能な閉塞手段とを有する。

本発明の燃料電池ユニットの他の一つは、吸気口及び排気口が設けられた筐体と、前記筐体内に設置され、前記吸気口から取り込まれた空気が流入する流入口、及び前記流入口から流入した空気が流出する流出口が設けられた内容器と、前記内容器内に設置され、前記流入口から流入した空気中の酸素と燃料とを反応させて発電を行う発電部と、前記流入口と前記流出口の双方または一方を閉塞可能な閉塞手段とを有する。

本発明の燃料電池ユニットの一つは、吸気口及び排気口が設けられた筐体と、前記筐体内に設置され、前記吸気口から取り込まれた空気が流入する流入口、及び前記流入口から流入した空気が流出する流出口が設けられた内容器と、前記内容器内に設置され、前記流入口から流入した空気と燃料とを反応させて発電を行う発電部と、
前記吸気口、前記排気口、前記流入口及び前記流出口を閉塞可能な閉塞手段とを有する。

本発明の燃料電池ユニットによれば、所定条件下において酸素の供給を絶つことができるので、発電部に燃料が残存していたとしても、該燃料と酸素との反応が確実、かつ、早期に停止させることができる。特に、筐体に設けられている吸気口及び排気口を閉塞する構成の場合、筐体内で燃料漏れ等が発生した場合にも、該燃料と酸素との反応をも確実、かつ、早期に停止させることが可能である。

（実施形態１）
以下、本発明の燃料電池ユニットの実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。本例の燃料電池ユニットは、所謂ダイレクトメタノール型(ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell)の燃料電池であり、その基本構成は図１に示す通りである。具体的には、筐体２と、筐体２内に設けられた内容器３内に収容された発電部４と、筐体２に対して着脱可能な燃料カートリッジ５と、燃料カートリッジ５内の燃料を発電部４に供給するための燃料供給管６及びポンプ７とを有する。

筐体２は、合成樹脂によって形成された略直方体の箱である。筐体２の対向する一方の側面上部には吸気口１０が、他方の側面下部には排気口１１が設けられており、吸気口１０から外気（空気）が導入され、排気口１１から排気される。空気の給排気については、筐体２内にファン等の強制給排気手段を設置することによって実現することができる。もっとも、強制給排気手段を設置しなくとも、自然対流等によって空気の吸排気を実現することも可能である。

一方、筐体２は、吸気口１０及び排気口１１を介してのみ外部と連通しており、吸気口１０及び排気口１１が閉塞されると、その内部は密閉空間となる。尚、吸気口１０及び排気口１１には、それぞれフィルタ１２が装着されている。このフィルタ１２は、筐体２内へ塵芥や水等が侵入することを防止するためのものであり、空気は通すが水は通さないことが望ましい。もっとも、フィルタ１２のメッシュの細かさは、必要に応じて適宜選択することができる。

吸気口１０及び排気口１１には、所定条件下で吸気口１０及び排気口１１を自動的に閉塞する閉塞手段が設けられている。ここで、吸気口１０に設けられている閉塞手段と、排気口１１に設けられている閉塞手段とは同一の構造を有する。そこで、吸気口１０に設けられている閉塞手段１４Ａについて図２を参照しながら詳細に説明し、排気口１１に設けられている閉塞手段についての説明は省略する。

閉塞手段１４Ａは、吸気口１０の内側（筐体２内）に配置された袋状の容器（以下「袋１５」）と、その袋１５に充填された不図示の発泡剤と、鋭利な先端が袋１５の近傍に配置されたニードル１６と、該ニードル１６の後端に連設された可動部材１７と、該可動部材１７を支持する一対のスプリング１８とから構成されている。より具体的には、可動部材１７は、筐体２の角に設けられた設置面１９の上に配置されており、可動部材１７の底面と設置面１９との間に介在する一対のスプリング１８によって支持されている。また、ニードル１６の後端は可動部材１７の底面に固定され、可動部材１７とニードル１６とは一体化されている。さらに、ニードル１６の先端は設置面１９を貫通して袋１５の近傍に位置している。

以上の構造により、可動部材１７に、スプリング１８の弾性力以上の外力が作用すると、可動部材１７がスプリング１８の弾性力に抗して設置面１９に接近する方向に変位する。この結果、ニードル１６の先端が袋１５に突き刺さり、袋１５が破れて内部の発泡剤が発泡する。そして、発泡した発泡剤によって、吸気口１０（フィルタ１２）が閉塞され、吸気口１０から筐体２内への空気の流入が遮断される。すなわち、スプリング１８によって支持された可動部材１７と、可動部材１７と一体化されたニードル１６とは、所定値以上の外力が作用した際に袋１５を開封する開封手段を構成している。ここで、上記発泡剤は、空気（酸素）と反応して膨張するものや、異なる２液が混合されることによって膨張するもの等が好適である。また、フィルタ１２は、筐体２内へ塵芥や水等の侵入防止のみでなく、膨張した発泡剤が筐体２外に流出することを防止する役割も果たす。さらに、上記作用から明らかなように、スプリング１８は所定の弾性を有する任意の部材、例えば、ゴムやスポンジ等に変更することも可能である。

尚、念のために繰り返すと、排気口１１にも同様の開封手段を備えた同様の閉塞手段が設けられており、所定以上の外力が作用すると、排気口１１が発泡剤によって自動的に閉塞される。

再び図１を参照すると、内容器３も合成樹脂によって形成された略直方体の箱である。内容器３の対向する一方の側面には、筐体２の吸気口１０から流入した空気を内容器３内に取り込むための流入口２０が形成され、他方の側面には、流入口２０から内容器３内に流入した空気を内容器３外に排出するための流出口２１が形成されている。一方で、内容器３は、流入口２０及び流出口２１を介してのみ外部（筐２体の内部空間）と連通しており、流入口２０及び流出口２１が閉塞されると、その内部は密閉空間となる。

発電部４は、電解質膜と触媒を含む電極とが一体化された電極接合体であって、一般的にＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly)と呼ばれている。ＤＭＦＣ型の燃料電池では、発電部４において、燃料（メタノール水溶液）から生成された水素と空気（酸素）とが反応して発電が行われる。この点、本例の燃料電池ユニット１Ａも同一である。すなわち、筐体２の吸気口１０から該筐体２内に取り込まれた空気は、内容器３の流入口２０から該内容器３内に流入し、発電部４に供給される。これと同時に、発電部４には、燃料カートリッジ５から燃料供給管６を介して燃料（メタノール水溶液）が供給される。そして、発電部４の燃料極（アノード）においてメタノール水溶液が反応して二酸化炭素と水素が生成され、生成された水素が空気（酸素）と反応して発電が行われる。その後、発電部４内の空気は、内容器３の流出口２１から筐体２内に流出し、筐体２の排気口１１から外部に排気される。

以上の構造を有する本例の燃料電池ユニット１Ａによれば、筐体２が落下する等して可動部材１７に所定値以上の外力が作用すると、筐体２の吸気口１０と排気口１１の一方或いは双方が自動的に閉塞され、筐体２内への空気の流入が完全に遮断されるか、極めて制限される。この結果、発電部４への空気の供給も遮断或いは極めて制限される。よって、発電部４への燃料供給が継続していたとしても、燃料と酸素との反応が停止或いは極めて抑制される。さらに、落下時の衝撃等によって、燃料カートリッジ５や燃料供給管６が損傷し、筐体２内に燃料が漏れ出した場合等においても、筐体２内への空気の供給が遮断或いは極めて制限されているので、漏れ出した燃料が周囲の空気と異常反応する等の不都合も回避される。

本例の閉塞手段は、加速度センサ（Ｇセンサ）や衝撃センサ等の検知手段による検知結果に基づいて前記発泡剤を発泡させる構成に変更することもできる。例えば、前記検知手段と、図２に示すニードル１６をその軸線方向に移動させるアクチュエータと、検知手段の検知結果に基づいて前記アクチュエータを作動させる制御部とを設け、検知手段が所定値以上の加速度や衝撃を検知すると、前記アクチュエータが作動してニードル１６が袋１５を破る、といった構成が考えられる。さらに、所定値以上の加速度が一定時間継続した場合に前記アクチュエータを作動させることによって、筐体２が自由落下している最中に吸気口１０や排気口１１等が予め閉塞されるようにすることもできる。すなわち、筐体２に衝撃が加わる前に吸気口１０や排気口１１等を予め閉塞させてしまうことも可能である。

また、図１に示す吸気口１０と流入口２０との間、及び排気口１１と流出口２１との間に流路が形成される場合には、それら流路の途中に発泡剤が充填された袋１５を配置することによって、該流路を閉鎖することも可能である。この場合、流路の形状や径に応じて、袋１５の大きさ、形状、発泡剤の充填量等を適宜変更する。

（実施形態２）
以下、本発明の燃料電池ユニットの実施形態の他例について説明する。本例の燃料電池ユニットの基本構成は、実施形態１の燃料電池ユニット１Ａと同一である。本例の燃料電池ユニットと実施形態１の燃料電池ユニット１Ａとの実質的な相違点は、筐体に設けられている閉塞手段の構造のみである。そこで、上記実質的相違点について以下に説明すると共に、同一構成には同一の符号を用いることによって説明を省略する。

本例の燃料電池ユニット１Ｂが備える閉塞手段１４Ｂの構造を図３（ａ）（ｂ）に示す。この閉塞手段１４Ｂは、吸気口１０の内側（筐体２内）に配置された袋１５と、該袋１５に充填された不図示の発泡剤と、鋭利な上端が袋１５の近傍に配置されたニードル２０と、該ニードル２０の下端に連設されたプランジャ２１とから構成されている。尚、実施形態１の燃料電池ユニット１Ａにおいては、ニードル１６が筐体２の設置面１９を貫通している。換言すれば、ニードル１６は、その先端が筐体２内に位置し、後端が筐体２の外に位置している。しかし、本例の燃料電池ユニット１Ｂにおけるニードル２０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、その全体が筐体２内に位置している。また、ニードル２０は、ピン２２によって、図中の矢印方向に回動可能に支持されている。

プランジャ２１は、温度によって形態が変化する金属材料（例えば、形状記憶合金）によって形成された細長の部材である。プランジャ２１の一端は、袋１５が取り付けられている筐体２のリブ２２に固定され、他端はニードル２０の下端に固定されている。また、プランジャ２１の長手方向中央には、湾曲部２３が形成されており、温度が所定値を超えると、該湾曲部２３が図３（ｂ）に示すように伸長する。

以上の構造により、筐体２内の温度が所定値を超えると、図３（ｂ）に示すように、プランジャ２１の全長が伸び、ニードル２０の下端が吸気口１０側に押される。すると、ニードル２０がピン２１を支点として袋１５側に回動し、ニードル２０の鋭利な上端が袋１５に突き刺さる。これによって、袋１５が破れて内部の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって吸気口１０（フィルタ１２）が閉塞され、吸気口１０から筐体２内への空気の流入が遮断される。すなわち、スランジャ２１及びニードル２０は、筐体２内温度が所定値以上に上昇すると、袋１５を開封する開封手段を構成している。

尚、排気口１１にも閉塞手段１４Ｂと同様の開封手段を備えた閉塞手段が設けられていることは、燃料電池ユニット１Ａと共通である。

（実施形態３）
以下、本発明の燃料電池ユニットの実施形態の他例について説明する。本例の燃料電池ユニットの基本構成は、実施形態１の燃料電池ユニット１Ａと同一である。本例の燃料電池ユニットと実施形態１の燃料電池ユニット１Ａとの実質的な相違点は、筐体に設けられている閉塞手段の構造と、該閉塞手段が筐体のみならず、内容器にも設けられていることである。そこで、上記実質的相違点について以下に説明すると共に、同一構成には同一の符号を用いることによって説明を省略する。

本例の燃料電池ユニット１Ｃが備える閉塞手段１４Ｃの構造を図４に示す。この閉塞手段１４Ｃは、筐体２の吸気口１０の内側に配置された蓋（以下「第１シャッタ３０」）と、内容器３の流入口２０の外側に配置された蓋（以下「第２シャッタ３１」）と、これらシャッタ３０、３１を開閉させる駆動部としてのアクチュエータ（不図示）と、アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部３２と、筐体２の設置面１９の上方に設置された可動部材１７と、可動部材１７を支持する一対のスプリング１８と、設置面１９上であって、且つ、一対のスプリング１８の間に設けられたスイッチ３３と、これら閉塞手段１４Ｂを駆動するための独立電源３４とから構成されている。

以上の構成を有する閉塞手段１４Ｃでは、可動部材１７に、スプリング１８の弾性力以上の外力が作用すると、可動部材１７がスプリング１８の弾性力に抗して設置面１９に接近する方向に変位し、可動部材１７の底面によってスイッチ３３が押されることによって、信号が出力される。すなわち、スプリング１８によって支持された可動部材１７と、該可動部材１７によって押圧されることによって信号を出力するスイッチ３３とは、所定値以上の外力が作用した際に検知信号を出力する外力検知手段を構成している。スイッチ３３から出力された信号が入力されたアクチュエータ制御部３２は、アクチュエータに駆動信号を出力する。駆動信号が入力されたアクチュエータは、該駆動信号に従って第１シャッタ３１を図中の矢印ａ方向に回動させると共に、第２シャッタ３１を図中の矢印ｂ方向に回動させる。これによって、吸気口１０（フィルタ１２）が第１シャッタ３０によって閉塞され、流入口２０が第２シャッタ３１によって閉塞される。尚、流入口２０に装着されているフィルタ３５は、吸気口１０に装着されているフィルタ１２と同様のフィルタである。

これまでは、筐体２の吸気口１０及び内容器３の流入口２０を閉塞する閉塞手段１４Ｃについてのみ説明してきたが、筐体２の排気口１１及び内容器３の流出口２１にも同様の閉塞手段が設けられている。すなわち、所定値以上の外力が作用すると、上記と同様にして排気口１１及び流出口２１が閉塞される。

以上の構造を有する本例の燃料電池ユニット１Ｃによれば、筐体２が落下する等して可動部材１７に外力が作用すると、筐体２の吸気口１０及び排気口１１の双方が自動的に閉塞されるのみならず、内容器３の流入口２０及び流出口２１の双方も自動的に閉塞される。この結果、筐体２内及び内容器３内への空気の流入が完全に遮断される。もっとも、閉塞手段１４Ｃの構造を簡略化する観点からは、各閉塞手段１４Ｃにおける第１シャッタ３０又は第２シャッタ３１の一方を省略することもできる。この場合、燃料カートリッジ５や燃料供給管６から漏れた燃料と周囲の空気との反応をも回避する観点からは、第２シャッタ３１を省略することが望ましい。第１シャッタ３０によって筐体２の吸気口１０及び排気口１１を閉塞すれば、燃料カートリッジ５や燃料供給管６から漏れた燃料と周囲の空気との反応を回避可能であるばかりでなく、筐体２内への空気の流入を遮断することによって、内容器３内への空気の流入も遮断されるからである。

尚、図４では、吸気口１０の位置や吸気口１０と内容器３との位置関係等が図１と異なっている。しかし、これら相違点は、閉塞手段の変更に伴う付随的な変更であって、本質的な相違点ではない。

また、図４に示す閉塞手段１４Ｃは、加速度センサ（Ｇセンサ）や衝撃センサ等の検知手段による検知結果に基づいて第１シャッタ３０や第２シャッタ３１が開閉される構成に変更することもできる。例えば、図４に示すアクチュエータ制御部３２は、スイッチ３３が押されることによって不図示のアクチュエータを作動させるが、これを前記検知手段による検出結果に基づいてアクチュエータを作動させるように設定を変更する。さらに、所定値以上の加速度が一定時間継続した場合に前記アクチュエータを作動させるように設定変更することによって、筐体２が自由落下している最中に吸気口１０や排気口１１等が予め閉塞されるようにすることもできる。

加えて、筐体２内や内容器３内の温度変化に基づいて第１シャッタ３０や第２シャッタ３１が開閉される構成に変更することもできる。かかる構成の具体例の一つを図５に示す。図５において符号４０は、筐体２内に設けられた第１金属片を示す。同様に、符号４１は、内容器３内に設けられた第２金属片、符号４２は、第１金属片４０の下方に設けられた第１スイッチ、符号４３は、第２金属片４１の下方に設けられた第２スイッチをそれぞれ示している。ここで、第１金属片４０及び第２金属片４１は、温度によって形態が変化する材料（例えば、形状記憶合金）によって形成されており、それぞれの長手方向中央には湾曲部が形成されている。そして、各金属片４０、４１は、温度が所定値を超えると、図３に示すプランジャ２１と同様に伸長する。

以上の構造により、筐体２内の温度が所定値を超えると、第１金属片４０の全長が伸び、第１スイッチ４２が押されて信号が出力される。また、内容器３内の温度が所定値を超えると、第２金属片４１の全長が伸び、第２スイッチ４３が押されて信号が出力される。また、筐体２内及び内容器３内の温度が共に所定値を超えると、スイッチ４２、４３の双方が押される。すなわち、第１金属片４０と第１スイッチ４２、及び第２金属片４１と第２スイッチ４３は、所定値以上に温度が上昇すると検知信号を出力する温度検知手段を構成している。そして、第１スイッチ４２から出力された信号が入力されたアクチュエータ制御部３２は、不図示のアクチュエータを作動させて第１シャッタ３０を回動させる。第２スイッチ４３から出力された信号が入力されたアクチュエータ制御部３２は、不図示のアクチュエータを作動させて第２シャッタ３１を回動させる。これによって、吸気口１０が第１シャッタ３０によって閉塞され、流入口２０が第２シャッタ３１によって閉塞される。

図４や図５に示す第１シャッタ３０及び第２シャッタ３１を回動させる代わりに、これらシャッタ３０、３１を所定方向にスライドさせて吸気口１０や排気口１１等を開閉させることもできる。さらに、第１シャッタ３０及び第２シャッタ３１をこれらシャッタ３０、３１が吸気口１０や排気口１１等を閉塞する方向に常時付勢すると共に、この付勢に抗するように固定しておき、スイッチ３３やスイッチ４２、４３が押されると、前記固定が解除されるようにすることもできる。もちろん、これらスイッチが押される代わりに、検知手段による検出結果に基づいて前記固定が解除されるようにすることも可能である。

加えて、吸気口１０と流入口２０との間、及び排気口１１と流出口２１との間に流路が形成される場合には、それら流路の途中に図３や図２に示す第１シャッタ３０や第２シャッタ３１を配置することによって、流路を閉鎖することも可能である。この場合、流路の形状や径に応じて、シャッタ３０、３１の大きさ、形状等を適宜変更する。

これまでは、筐体の吸気口（排気口）や内容器の流入口（流出口）、或いは、これら吸気口等に設けられたフィルタを発泡剤によって閉塞させる閉塞手段を例にとって本発明の実施形態を説明した。しかし、筐体内や内容器内に発泡剤を充満させることによって空気の流入を遮断する閉塞手段を備えた燃料電池ユニットも本発明に含まれる。

また、筐体の吸気口等に設けられるフィルタの内側に別のフィルタを設け、これら対向する２つのフィルタと筐体の壁面の一部とによって囲まれた空間内に閉塞手段を配置することもできる。かかる構成の場合、上記空間内に発泡剤を充満させることによって筐体内への空気の流入を遮断可能であると共に、閉塞手段、２つのフィルタ及び筐体の壁面の一部をユニット化して交換可能とすることで、燃料電池ユニットの再使用の利便性を向上させることができる。加えて、内容器内に空気を給排気するための流路を設ける場合、該流路内にフィルタによって区画された空間を形成すると共に、該空間内に閉塞手段を設けることもできる。この場合、流路全体又はフィルタによって区画された流路の一部を交換可能とすることもできる。

本発明の燃料電池ユニットの実施形態の一例を示す概略図である。 本発明の燃料電池ユニットが備える閉塞手段の一例を示す概略図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の燃料電池ユニットが備える閉塞手段の一例を示す概略図である。 本発明の燃料電池ユニットが備える閉塞手段の一例を示す概略図である。 本発明の燃料電池ユニットが備える閉塞手段の一例を示す概略図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｃ 燃料電池ユニット
２ 筐体
３ 内容器
４ 発電部
５ 燃料カートリッジ
１０ 吸気口
１１ 排気口
１４Ａ〜１４Ｃ 閉塞手段
１５ 袋
１６、２０ ニードル
１７ 可動部材
１８ スプリング
２１ プランジャ
３０ 第１シャッタ
３１ 第２シャッタ
３２ アクチュエータ制御部
３３ スイッチ
３４ 独立電源
４０ 第１金属片
４１ 第２金属片
４２ 第１スイッチ
４３ 第２スイッチ

Claims (15)

1. 吸気口及び排気口が設けられた筐体と、
   前記筐体内に設置され、前記吸気口から取り込まれた空気が流入する流入口、及び前記流入口から流入した空気が流出する流出口が設けられた内容器と、
   前記内容器内に設置され、前記流入口から流入した空気中の酸素と燃料とを反応させて発電を行う発電部と、
   前記吸気口と前記排気口の双方または一方を閉塞可能な閉塞手段と、
   を有する燃料電池ユニット。
2. 吸気口及び排気口が設けられた筐体と、
   前記筐体内に設置され、前記吸気口から取り込まれた空気が流入する流入口、及び前記流入口から流入した空気が流出する流出口が設けられた内容器と、
   前記内容器内に設置され、前記流入口から流入した空気中の酸素と燃料とを反応させて発電を行う発電部と、
   前記流入口と前記流出口の双方または一方を閉塞可能な閉塞手段と、
   を有する燃料電池ユニット。
3. 吸気口及び排気口が設けられた筐体と、
   前記筐体内に設置され、前記吸気口から取り込まれた空気が流入する流入口、及び前記流入口から流入した空気が流出する流出口が設けられた内容器と、
   前記内容器内に設置され、前記流入口から流入した空気中の酸素と燃料とを反応させて発電を行う発電部と、
   前記吸気口、前記排気口、前記流入口及び前記流出口を閉塞可能な閉塞手段と、
   を有する燃料電池ユニット。
4. 請求項１記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、発泡剤が充填された容器と、所定値以上の外力が作用すると前記容器を開封する開封手段とを有し、前記開封手段によって前記容器が開封されると、該容器内の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって前記吸気口と前記排気口の双方または一方が閉塞される燃料電池ユニット。
5. 請求項２記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、発泡剤が充填された容器と、所定値以上の外力が作用すると前記容器を開封する開封手段とを有し、前記開封手段によって前記容器が開封されると、該容器内の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって前記流入口と前記流出口の双方または一方が閉塞される燃料電池ユニット。
6. 請求項３記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、発泡剤が充填された容器と、所定値以上の外力が作用すると前記容器を開封する開封手段とを有し、前記開封手段によって前記容器が開封されると、該容器内の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって前記吸気口、前記排気口、前記流入口及び前記流出口が閉塞される燃料電池ユニット。
7. 請求項１記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、発泡剤が充填された容器と、所定値以上に温度が上昇すると前記容器を開封する開封手段とを有し、前記開封手段によって前記容器が開封されると、該容器内の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって前記吸気口と前記排気口の双方または一方が閉塞される燃料電池ユニット。
8. 請求項２記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、発泡剤が充填された容器と、所定値以上に温度が上昇すると前記容器を開封する開封手段とを有し、前記開封手段によって前記容器が開封されると、該容器内の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって前記流入口と前記流出口の双方または一方が閉塞される燃料電池ユニット。
9. 請求項３記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、発泡剤が充填された容器と、所定値以上に温度が上昇すると前記容器を開封する開封手段とを有し、前記開封手段によって前記容器が開封されると、該容器内の発泡剤が発泡し、発泡した発泡剤によって前記吸気口、前記排気口、前記流入口及び前記流出口が閉塞される燃料電池ユニット。
10. 請求項１記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、前記吸気口及び前記排気口の近傍にそれぞれ設けられた蓋と、前記蓋を開閉させる駆動部と、所定以上の外力が作用すると検知信号を出力する外力検知手段と、前記検知信号が入力されると、前記駆動部を作動させて前記蓋を閉じさせる制御部とを有する燃料電池ユニット。
11. 請求項２記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、前記流入口及び前記流出口の近傍にそれぞれ設けられた蓋と、前記蓋を開閉させる駆動部と、所定以上の外力が作用すると検知信号を出力する外力検知手段と、前記検知信号が入力されると、前記駆動部を作動させて前記蓋を閉じさせる制御部とを有する燃料電池ユニット。
12. 請求項３記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、前記吸気口、前記排気口、前記流入口及び前記流出口の近傍にそれぞれ設けられた蓋と、前記蓋を開閉させる駆動部と、所定以上の外力が作用すると検知信号を出力する外力検知手段と、前記検知信号が入力されると、前記駆動部を作動させて前記蓋を閉じさせる制御部とを有する燃料電池ユニット。
13. 請求項１記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、前記吸気口及び前記排気口の近傍にそれぞれ設けられた蓋と、前記蓋を開閉させる駆動部と、所定値以上に温度が上昇すると検知信号を出力する温度検知手段と、前記検知信号が入力されると、前記駆動部を作動させて前記蓋を閉じさせる制御部とを有する燃料電池ユニット。
14. 請求項２記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、前記流入口及び前記流出口の近傍にそれぞれ設けられた蓋と、前記蓋を開閉させる駆動部と、所定値以上に温度が上昇すると検知信号を出力する温度検知手段と、前記検知信号が入力されると、前記駆動部を作動させて前記蓋を閉じさせる制御部とを有する燃料電池ユニット。
15. 請求項３記載の燃料電池ユニットであって、前記閉塞手段が、前記吸気口、前記排気口、前記流入口及び前記流出口の近傍にそれぞれ設けられた蓋と、前記蓋を開閉させる駆動部と、所定値以上に温度が上昇すると検知信号を出力する温度検知手段と、前記検知信号が入力されると、前記駆動部を作動させて前記蓋を閉じさせる制御部とを有する燃料電池ユニット。
    

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