JP2008004388A - 液体燃料容器、燃料電池および機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により燃料の残量を確認することができる液体燃料容器を提供する。
【解決手段】液体燃料容器１００は、少なくとも一部が透明の材料により形成され、メタノール燃料３０を収容する収容部３２と、収容部３２を介して視認することができる位置に配置される視認部材と、を備える。収容部３２は、メタノール燃料３０が有る箇所を介して視認される視認材料とメタノール燃料３０が無い箇所を介して視認される視認部材とが異なる形状となる構成を有する。これにより、液体燃料の有無を知ることができ、液体燃料の残量を簡便に確認することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池に用いる液体燃料を収容する液体燃料容器の技術に関する。

燃料電池は、燃料および酸化剤から電気エネルギーを発生させる装置であり、高い発電効率を得ることができる。燃料電池の主な特徴としては、従来の発電方式のように熱エネルギーや運動エネルギーの過程を経ない直接発電が挙げられる。このため、燃料電池は、小規模でも高い発電効率が期待できる。また、燃料電池は、窒化化合物等の排出が少なく騒音や振動も小さいので環境に与える影響を低減することができる。このように、燃料電池は、燃料の持つ化学エネルギーを有効に利用することができ、環境に優しい特性を持っているので、２１世紀を担うエネルギー供給システムとして期待されている。そのため、燃料電池は、宇宙用から自動車用、携帯機器用まで、大規模発電から小規模発電まで、種々の用途に使用できる将来有望な新しい発電システムとして注目され、実用化に向けて技術開発が本格化している。

また、燃料電池の小型化、軽量化が図られつつあることで、携帯機器用の電源としての用途開発も進められている。例えば、近年、燃料電池の一形態として、ダイレクトメタノール燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell：以下、「ＤＭＦＣ」という）が注目を集めている。ＤＭＦＣは、燃料であるメタノールを改質することなく、アノードへ直接供給し、メタノールと酸素との電気化学反応により電力を得る。メタノールは、水素に比べて単位体積あたりのエネルギーが高く、貯蔵に適しており、また、取り扱いも容易なため、自動車や携帯機器などの電源への利用が期待されている。

このような燃料電池において、燃料電池自体の寿命を長くするために、発電の際に用いる燃料を、発電部分とは別の交換可能な容器に貯蔵した燃料容器が検討されている。特許文献１には、容器本体の内部に設けられた複数の隔壁により形成された液室に液体燃料が充填された燃料貯蔵モジュールが開示されている。
特開２００５−９８８３８号公報

ところで、上述のような燃料容器においては、交換時期をある程度推測するために、燃料の残量を検出する機構が求められている。特許文献１に記載の燃料貯蔵モジュールにおいては、充填された燃料の末端に追従する追従体に高反射率の金属粒子が添加されており、投光素子から発せられた光が追従体で反射した反射光を受光素子で受光することで追従体の変位が検出され、燃料の残量を知ることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、投光素子と受光素子とを備える複数のセンサが必要となり、また、追従体に金属粒子を添加する必要もある。そのため、部品点数が多くなると共に製造工程も複雑となり、製造コストの上昇を招くことになる。

本発明は上述の事情を鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成により燃料の残量を確認することができる液体燃料容器、燃料電池および機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の液体燃料容器は、少なくとも一部が透明の材料により形成され、液体燃料を収容する収容部と、収容部を介して視認することができる位置に配置される視認部材と、を備える。収容部は、液体燃料が有る箇所を介して視認される視認部材と液体燃料が無い箇所を介して視認される視認部材とが異なる形状となる構成を有する。

この態様によると、例えば、液体燃料容器の使用者が収容部の外部から視認部材を見ると、液体燃料が有る箇所を介して視認される視認部材と液体燃料が無い箇所を介して視認される視認部材との形状が異なるので、収容部のある箇所における液体燃料の有無を容易に判別することができ、液体燃料の残量を簡易な構成により確認することができる。ここで、「透明」の材料とは、無色に透きとおるものだけでなく何らかの色を着色したものであってもよい。換言すれば、視認部材を収容部の外部から流路を介して視認できる程度の透過率を有する材料であればよい。

本発明の別の態様もまた、液体燃料容器である。この液体燃料容器は、少なくとも一部が透明の材料により形成され、液体燃料を収容する収容部と、収容部の内部を液体燃料の減少とともに移動する移動部材と、備える。移動部材は、収容部の外部から視認することができる材料により構成されている。

この態様によると、液体燃料容器の使用者が収容部の外部から収容部を見ると、液体燃料の減少とともに移動する移動部材を視認することができるので、液体燃料の残量を簡易な構成により確認することができる。

収容部は、管状の流路を有してもよい。流路は、交互に折れ曲がっている複数の屈曲部を有してもよい。また、流路は、収容部から液体燃料が送出される出口に向かって断面積が大きくなる領域を有してもよい。これにより、移動部材が出口とは逆向きに移動することを防止することができ、残量を精度よく確認することができる。

収容部を収納するとともに、流路を視認することが可能な開口部を有する筐体を更に備えてもよい。これにより、収容部自体で形状を維持することができないような材料であっても、流路を視認することが可能な開口部を有する筐体に収容部を収納することで、液体燃料容器の強度を維持しつつ、流路に収容した液体燃料の残量の確認をすることができる。

燃料電池に接続されていないときには液体燃料を封止するとともに、燃料電池に接続されたときには液体燃料を外部に送出することが可能なように、収容部の一端に設けられた送出口と、液体燃料を封止するとともに、収容部の外部から気体が流入することが可能なように、収容部の他端に設けられた流入口と、を更に備えてもよい。これにより、液体燃料容器の可搬性が高まり、また、機器との着脱を容易にすることができる。

流入口から液体燃料までの間にある気体の圧力を大気圧より高めていてもよい。これにより、液体燃料容器の向きが変化しても流入口から送出口までの流路の中で液体燃料と気体とが入れ替わりにくくすることができ、液体燃料の残量を精度よく確認することができる。また、気体の圧力が大気圧より高いことで液体燃料容器から液体燃料を送出し易くすることができる。

複数の屈曲部を含む面に対して交差する方向へ空気が通過することができる通気口が設けられていてもよい。燃料電池は、電気を発生する際にそのカソード側で酸化剤を必要とする場合がある。そこで、酸化剤としての酸素を含む空気が通過することができる通気口を液体燃料容器に設けることで、液体燃料容器を機器に接続しても機器側に特段の機構を設けずに、空気をカソード側に供給することができる。

本発明の他の態様は燃料電池である。この燃料電池は、液体燃料を用いる燃料電池本体と、液体燃料を収容する液体燃料容器と、液体燃料を収容する上述した液体燃料容器と、を備える。上述の燃料電池においては、燃料電池の外部から上述の視認部材または上述の移動部材を視認することができる構成を有するとよい。これにより、燃料電池において、液体燃料の残量を簡易な構成により確認することができる。

本発明の他の態様は機器である。この機器は、上述の燃料電池と、燃料電池より電力が供給される受電部と、を備える。また、上述の機器においては、機器の外部から上述の視認部材または上述の移動部材を視認することができる構成を有するとよい。これにより、機器において、液体燃料の残量を簡易な構成により確認することができる。

なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。

本発明によれば、簡易な構成により燃料の残量を確認することができる液体燃料容器、燃料電池および機器を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態では、燃料電池の一形態として、固体高分子形であるダイレクトメタノール燃料電池（ＤＭＦＣ）を、液体燃料の一形態としてメタノールを例に説明する。本実施の形態に係る液体燃料容器は、燃料電池を内蔵する機器に接続することで燃料電池で消費される液体燃料を補充することができ、機器の稼働時間を延ばすことができる。

（ＤＭＦＣを内蔵する機器の基本構成）
はじめに、実施の形態で使用されるＤＭＦＣの概要について説明する。図１は、実施の形態に係るＤＭＦＣを内蔵した機器の基本構成を示す模式図である。

ＤＭＦＣ１０は、電解質膜１２と、電解質膜の一方の面に設けられたアノード電極１４と、電解質膜１２の他方の面に設けられたカソード電極１６とを備える。機器１８は、ＤＭＦＣ１０を内蔵し、アノード電極１４に液体燃料としてのメタノール水溶液あるいは純メタノール（以下、「メタノール燃料」と記載する）を供給する燃料供給経路２０と、後述する液体燃料容器２２を燃料供給経路２０に接続するための接続部２４とを備える。アノード電極１４と燃料供給経路２０との間には、メタノール燃料を一時的に満たす貯蔵室２１が設けられている。ＤＭＦＣ１０は、メタノール燃料中のメタノールと空気中の酸素との電気化学反応により発電する。機器１８は、ＤＭＦＣ１０で発電された電力が供給される不図示の受電部を更に備えている。

ここで、液体燃料容器２２を接続することができる機器１８としては、携帯電話、携帯端末、ノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器だけでなく、電力を必要とする機器であれば特に限定されるものではない。例えば、身近に電源がないような状態で使用する機器であってもよい。また、液体燃料容器２２だけでなくＤＭＦＣ１０も機器１８に対して交換可能としてもよい。以下、液体燃料容器および液体燃料容器を装着する機器について各実施の形態を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係る液体燃料容器の上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。

液体燃料容器１００は、液体燃料の一つであるメタノール燃料３０を収容する収容部３２と、ＤＭＦＣ１０等の燃料電池に接続されていないときにはメタノール燃料３０を封止するとともに、ＤＭＦＣ１０等に接続されたときにはメタノール燃料３０を外部に送出することが可能なように、収容部３２の一端に設けられた送出口３４と、メタノール燃料３０を封止するとともに、収容部３２の外部から気体が流入することが可能なように、収容部３２の他端に設けられた流入口３６と、収容部３２の内部の視認性を向上させるための視認部材３８と、収容部３２を収納する筐体４０とを備える。

収容部３２は、管状の流路３２ａにメタノール燃料３０を収容している。流路３２ａは、その断面が円形の透明なチューブで構成されており、交互に折れ曲がっている複数の屈曲部３２ｂを有し、図２に示すような筐体４０に収納されている。収容部３２は、透明性、耐薬品性、撥水性に加えて、所定の屈折率を有することが好ましい。このように、収容部３２がチューブやホース等の弾性を有する一本の透明な管を曲げて形成されているため、収容部３２の形状やレイアウトの設計が容易となる。

収容部３２の屈折率は、１に近いことが望ましいが、収容部３２を通過する液体燃料の屈折率の＋１０％程度までが好ましい。これにより、流路３２ａのうちメタノール燃料３０が有る箇所と無い箇所とで屈折率の違いにより視認部材３８の見かけ上の大きさが異なるように流路を形成することができる。

このような観点から収容部３２の材料として、シリコンゴム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、バイトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素ゴム等の弾性を有する材料が好適である。なお、収容部３２を形成するチューブの全体が透明である必要はなく、少なくともその一部が透明の材料により形成されていればよい。また、収容部３２に含まれる流路３２ａの断面は真円である必要はなく、楕円や多角形であっても構わないが、好ましくは、流路３２ａを形成する面または収容部３２の外面の少なくとも一方が曲面を有しているとよい。これにより、屈折率の違いによる視認部材３８の見かけ上の大きさの違いがより顕著になり、液体燃料の残量の確認がよりし易くなる。

また、収容部３２は、ユーザが液体燃料容器２２を装着した状態で機器１８を操作した場合や、液体燃料容器２２を運搬した場合のように、収容部３２の向きが変化しても流入口３６から送出口３４までの流路の中でメタノール燃料３０とそれ以外の気体とが重力により入れ替わらないように形成されている。これは、液体燃料の種類やチューブの材質、流路の形状に依存する。

具体的には、液体燃料の表面張力やチューブに対する濡れ性によって変化するが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブとメタノール水溶液のように撥水性のよい組み合わせにおいては、前述のように流路の形状が円形であり、チューブの内径が５ｍｍ以下であるとよい。１００％メタノールのように濡れ性のよい場合、より好ましくはチューブの内径が３ｍｍ以下であるとよい。一方、あまりチューブの内径が小さいと収容することができるメタノール燃料３０の量が少なくなってしまうので、チューブの内径は１ｍｍ以上であることが好ましい。

また、流入口３６からメタノール燃料３０までの間にある気体４４の圧力を大気圧より高めていてもよい。これにより、液体燃料容器１００の向きが変化しても流入口３６から送出口３４までの流路３２ａの中でメタノール燃料３０と気体４４とが入れ替わりにくくすることができ、液体燃料の残量を精度よく確認することができる。また、気体４４の圧力が大気圧より高いことで液体燃料容器１００からメタノール燃料３０を送出し易くすることができる。

気体４４の圧力を高めるもっとも簡便な方式としては、燃料の飽和蒸気圧を利用することができる。流入口３６を封止することで加圧機構を設けることなしに大気圧から燃料の飽和蒸気圧までの範囲の圧力が加わる構成とすることができる。

送出口３４は、メタノール燃料３０を機器１８に内蔵されているＤＭＦＣ１０に送る際に、機器１８に備えられている接続部２４と接続することで開弁する逆止弁である。これにより、ＤＭＦＣ１０に接続されていないときにはメタノール燃料３０を収容部３２中に封止することができる。

流入口３６は、収容部３２の外部から気体が流入することが可能なように、収容部３２の他端に設けられている逆止弁である。これにより、メタノール燃料３０を封止するとともに、メタノール燃料３０が減少し、収容部３２の中の空間の圧力が低下した場合に、収容部３２の外部から空気やその他の流体が流入することができる。そして、収容部３２内のメタノール燃料３０のない空間の圧力を維持し、メタノール燃料３０をＤＭＦＣ１０に送り出し易くすることができる。

筐体４０は、流路３２ａを視認することが可能な開口部を有する。本実施の形態に係る液体燃料容器１００は、直方体であり、視認部材３８が設置された底面４０ａと反対側は収容部３２の全ての流路３２ａを視認することが可能なように開放されている。

また、筐体４０は、チューブ形状の収容部３２を収納する際に、その姿勢が一定となるように複数のガイド壁４２が底面４０ａに設けられている。ガイド壁は、図２に示す直線のリブ形状であっても、収容部３２の形状に沿った曲線の壁面をもつ形状であってもよい。またガイド壁ではなく、収容部３２を折り曲げる箇所の内周側にピンを設けてもよい。

また、筐体４０は、複数の屈曲部３２ｂを含む面に対して交差する方向へ空気が通過することができる通気口４６が設けられている。これにより、例えば、液体燃料容器１００を機器１８に取り付けた際に、図１に示すように筐体４０でカソード電極側を覆っていても酸化剤としての酸素を含む空気が通過することができる。そのため、液体燃料容器１００を機器１８に接続しても機器側に特段の機構を設けずに、空気をカソード電極側に供給することができる。

視認部材３８は、収容部３２の外部から流路を介して視認することができる位置に配置されており、本実施の形態では、前述のように折れ曲がって配置された収容部３２に対応して筐体４０の底面４０ａに配置されている。なお、視認部材３８は、必ずしも収容部３２の全部に対応して設ける必要はなく、所定の間隔を開けて複数設けてもよい。これにより、液体燃料の残量を段階的に確認することができる。

（視認部材）
図４は、図３の要部を拡大した図である。図５（Ａ）は、気体が充填されているときの流路の断面における光の経路を示す模式図である。図５（Ｂ）は、液体燃料が充填されているときの流路の断面における光の経路を示す模式図である。

図４に示すように、流路３２ａに対向するように筐体４０の底面４０ａに、流路３２ａを通過するメタノール燃料３０および気体４４の視認性を向上させるための視認部材３８が配置されている。視認部材３８の表面には、色、模様またはこれらの組み合わせが付与されている。

流路３２ａの近傍のガイド壁４２および底面４０ａの表面には、視認性を向上させるために光を反射する材料を設けるとよい。材料は特に限定されないが、例えば、ステンレス膜、アルミ箔、樹脂ミラー等を用いることができる。このような反射材料を設けることにより外部の光が取り込まれ、流路３２ａの内部が明るくなる。これにより、流路３２ａを通過するメタノール燃料３０および気体４４の視認性が向上し、メタノール燃料３０と気体４４の区別がより容易となる。

図５（Ａ）に示すように、流路３２ａでの屈折を無視できるとすれば、流路３２ａに気体４４（屈折率：１）が充填されている場合には、視認部材３８から放射される光は、流路３２ａの内部をほぼ直進する。このため、流路３２ａを通して、ほぼ実物大の視認部材３８が視認可能となる。一方、図５（Ｂ）に示すように、流路３２ａに液体（例えば、メタノール燃料３０の場合、屈折率は１．３３）が充填されている場合には、視認部材３８から放射される光は、流路３２ａで屈折して、像が拡大する。このため、流路３２ａを通して、実物より拡大された視認部材３８が視認可能となる。この現象を利用し、視認部材３８を周囲に比べて目立つ色や模様とすることにより、流路３２ａを流通する液体および気体を容易に区別することができる。

図６は、流路３２ａにメタノール燃料３０と気体４４との界面が存在する状態を収容部３２の外部から見たときの模式図である。図６に示すように、流路３２ａを通して視認される視認部材３８の見かけ上の大きさが液体部分と気体部分とで顕著に異なる。すなわち、視認部材３８の色や模様を周囲に比べて目立たせることにより、流路３２ａの内部の液体および気体が直に視認可能でなくても、流路３２ａの内部に液体燃料が存在しているのか、気体が存在しているのかを容易に把握することができる。このように、センサのような複雑な機構を用いずに簡易な構成により液体燃料の残量を確認することができる。

（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る液体燃料容器を上方から見た模式図である。図８（Ａ）は、第２の実施の形態に係る視認部材の全体斜視図である。図８（Ｂ）は、図７のＢ方向から見た側面図である。なお、第１の実施の形態に係る液体燃料容器１００と同様の部分については説明を適宜省略し、異なる部分を主に説明する。

液体燃料容器２００は、収容部３２と、収容部３２の一端に設けられた送出口３４と、収容部３２の他端に設けられた流入口３６と、収容部３２の内部の視認性を向上させるための視認部材１３８と、収容部３２を収納する筐体１４０とを備える。

筐体１４０は、流路３２ａを視認することが可能な開口部１４０ｂを有する。本実施の形態に係る液体燃料容器２００は、直方体であり、液体燃料容器１００とは異なり底面１４０ａと対向する面は遮蔽されている。その代わりに、筐体１４０の側面に開口部１４０ｂが設けられている。また、筐体１４０は、チューブ形状の収容部３２を収納する際に、その姿勢が一定となるように後述の視認部材１３８に収容部３２を巻き付けるようにして収納している。

視認部材１３８は、収容部３２の外部から流路を介して視認することができる位置に配置されており、本実施の形態では、前述のように屈曲部３２ｂの内周側に配置されている。視認部材１３８は、図８（Ａ）に示すように、視認性を向上させるために光を反射する反射部材１３８ａと、液体燃料の有無を判別することができる、色、模様またはこれらの組み合わせが付与されているインジケータ１３８ｂとを有する。

これにより、屈曲部３２ｂの外周側からであっても、筐体１４０の開口部１４０ｂから屈曲部３２ｂにおけるメタノール燃料３０の有無を確認することができる。これにより、収容部３２を上方から視認することで液体燃料の残量を確認する液体燃料容器１００と比較して、筐体１４０の強度を向上することができる。また、開口部１４０ｂを複数の屈曲部３２ｂを筐体１４０の外部から見えるように設けることで、メタノール燃料３０の残量を段階的に確認することができる。

（第３の実施の形態）
図９は、第３の実施の形態に係る液体燃料容器の上面図である。図１０は、図９における収容部における流路の形状の変化を模式的に示した図である。なお、第１の実施の形態に係る液体燃料容器１００と同様の部分については説明を適宜省略し、異なる部分を主に説明する。

図９に示すように、液体燃料容器３００は、第１の実施の形態に係る液体燃料容器１００と比較して、視認部材３８の代わりに流路３２ａの内部をメタノール燃料３０の減少とともに移動する移動部材４８を備える点が大きく異なる点である。

移動部材４８は、収容部３２あるいは筐体４０の外部から視認することができる材料により構成されている。具体的には、着色したり模様をつけたりしたスポンジ状のゴム部材や、水を吸収して膨張する物質（酸化カルシウム等）を移動部材４８として用いることができる。

これにより、液体燃料容器３００の使用者が収容部３２あるいは筐体４０の外部から開口部を通して収容部３２を見ると、メタノール燃料３０の減少とともに移動する移動部材４８を視認することができるので、メタノール燃料３０の残量を簡易な構成により確認することができる。

また、本実施の形態に係る収容部３２の流路３２ａは、図１０に示すように、収容部３２からメタノール燃料３０が送出される送出口３４に向かって断面積が大きくなる領域を有している。これにより、移動部材４８がメタノール燃料３０の後端の移動方向とは逆に流入口３６へ向かって移動することを防止することができ、残量を精度よく確認することができる。

また、移動部材４８が水を吸収して膨張する物質の場合、機器１８が内蔵するＤＭＦＣ１０で発生する反応精製水を流入口３６から吸入するようにしてもよい。これにより、反応精製水を機器の外部に排気することなく有効に利用することができる。

（第４の実施の形態）
図１１は、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を上方から見た模式図である。図１２は、図１１のＣ−Ｃ’断面図である。なお、第１の実施の形態に係る液体燃料容器１００と同様の部分については説明を適宜省略し、異なる部分を主に説明する。

液体燃料容器４００は、液体燃料の一つであるメタノール燃料３０を収容する収容部４３２と、ＤＭＦＣ１０等の燃料電池に接続されていないときにはメタノール燃料３０を封止するとともに、ＤＭＦＣ１０等に接続されたときにはメタノール燃料３０を外部に送出することが可能なように、収容部４３２の一端に設けられた送出口３４と、収容部４３２の他端に設けられた流入口３６と、収容部４３２の内部の視認性を向上させるための視認部材４３８と、視認部材４３８を支持する反射部材４５０とを備える。

反射部材４５０は、視認性を更に向上させるために設けられており、視認部材４３８が配置されている面が、メッキや蒸着により形成されたステンレス膜、アルミ箔等の金属箔や樹脂ミラー等の光を反射する材料であるとよい。

収容部４３２は、管状の流路４３２ａにメタノール燃料３０を収容している。流路４３２ａは、交互に折れ曲がっている複数の屈曲部４３２ｂを有している。収容部４３２は、透明性、耐薬品性、撥水性に加えて、所定の屈折率を有することが好ましい。本実施の形態に係る収容部４３２は、低密度ポリエチレンなどの透明樹脂成型品を溶着して製造している。

図１３（Ａ）は、第４の実施の形態に係る液体燃料容器の製造方法を説明するための模式図である。図１３（Ｂ）は、第４の実施の形態に係る液体燃料容器の他の製造方法を説明するための模式図である。

図１３（Ａ）に示すように、予め、型による樹脂成形等により流路の一部が形成された透明樹脂成型品４１０，４２０を製造する。その際、液体燃料容器４００を機器に装着した際に使用者が見ることができる側に用いる透明樹脂成型品４１０は、流路４３２ａを形成する面４１０ａまたは収容部４３２の外面となる面４１０ｂの少なくとも一方が曲面を有しているとよい。これにより、屈折率の違いによる視認部材４３８の見かけ上の大きさの違いがより顕著になり、液体燃料の残量の確認がよりし易くなる。

透明樹脂成型品４１０，４２０は互いに溶着され収容部４３２を形成する。そして、透明樹脂成型品４２０の下面に、視認部材４３８が取り付けられた反射部材４５０が貼り付けられる。これにより、強度の高い液体燃料容器４００を簡易に製造することができる。また、図１３（Ｂ）に示すように、収容部４３２を予めブロー成型により作成し、視認部材４３８が取り付けられた反射部材４５０を貼り付けて液体燃料容器４００を製造してもよい。

なお、液体燃料容器４００は、視認部材４３８を用いる代わりに第３の実施の形態に係る移動部材４８を用いてもよい。

（第５の実施の形態）
本実施の形態では、液体燃料容器を機器に取り付ける方向と、液体燃料の送出方向との関係について説明する。図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、携帯電話の底部に液体燃料容器を装着する方向を説明するための模式図である。

携帯電話等の電子機器に液体燃料容器を装着する方法は種々考えられるが、前述の各実施の形態に係る液体燃料容器において、燃料電池を内蔵する機器に取り付ける取付部を更に備えてもよい。例えば、図１４（Ａ）に示す液体燃料容器５００は、取付部として、表示部５５２および操作部５５４とを有する携帯電話５５０に設けられた溝またはガイド部（不図示）と係合するガイド部または溝（不図示）を備えている。そして、液体燃料容器５００を携帯電話５５０の操作部５５４の底部に取り付ける方向Ｄ１と、送出口５３４から液体燃料を送出する方向Ｄ２とが平行になっている。

また、図１４（Ｂ）に示す液体燃料容器５１０は、取付部として、表示部５６２および操作部５６４とを有する携帯電話５６０に設けられた溝またはガイド部（不図示）と係合するガイド部または溝（不図示）を備えている。そして、液体燃料容器５１０を携帯電話５６０の操作部５６４の底部に取り付ける方向Ｄ３と、送出口５４４から液体燃料を送出する方向Ｄ４とが平行になっている。

また、図１４（Ｃ）に示す液体燃料容器５２０は、取付部として、表示部５７２および操作部５７４とを有する携帯電話５７０に設けられた凹部または突起（不図示）と係合する突起または凹部（不図示）を備えている。そして、液体燃料容器５２０を携帯電話５７０の操作部５７４の底部に取り付ける方向Ｄ５と、送出口５４６から液体燃料を送出する方向Ｄ６とが平行になっている。なお、液体燃料容器５２０の送出口５４６は、図１４（Ａ）や図１４（Ｂ）と比較して、送出する方向がほぼ９０°異なる方向となっており、操作部５７４の底面５７４ａの下方から携帯電話５７０へ装着することができる。

図１４に示す各液体燃料容器によれば、送出口の前方をそのまま携帯電話と接続することができ、燃料電池を内蔵する機器に液体燃料容器を取り付ける際に液体燃料が送出口から送出可能とする機構を簡易な構成とすることができる。送出口としては、例えば、逆止弁や電磁弁等の弁構造やシャッターを採用してもよい。

（第６の実施の形態）
本実施の形態では、液体燃料容器を機器に取り付ける位置について説明する。図１５（Ａ）は、カソード電極が液体燃料容器と離れた位置にある電子機器の構成を模式的に示した側面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。図１６は、液体燃料容器を機器の内部に装着する電子機器の構成を模式的に示した側面図である。

第５の実施の形態に係る各携帯機器では図１に示したように、機器の底面に液体燃料容器を装着することができる。そして、図１に示す機器１８の場合、液体燃料容器に設けられた通気口からカソード電極１６における反応に必要な空気を取り込むことができる。

しかし、図１５（Ａ）に示す本実施の形態に係る機器６１８は、電解質膜６１２とアノード電極６１４とカソード電極６１６とを備えるＤＭＦＣ６１０を内蔵し、カソード電極６１６に空気を供給するとともに反応ガスを排気する給排気経路６２２と、液体燃料容器６００を燃料供給経路６２０に接続するための接続部６２４とを備える。アノード電極６１４と燃料供給経路６２０との間には、メタノール燃料を一時的に満たす貯蔵室６２１が設けられている。ＤＭＦＣ６１０は、メタノール燃料中のメタノールと空気中の酸素との電気化学反応により発電する。

本実施の形態に係る液体燃料容器６００は、図１に示す液体燃料容器２２と異なり、アノード電極６１４とカソード電極６１６の位置が電解質膜６１２を挟んで入れ替わっている。そのため、燃料供給経路６２０を液体燃料容器６００の近傍に配置することができ、燃料供給経路６２０を短くすることができる。

一方、カソード電極６１６が電解質膜６１２を挟んで液体燃料容器６００と反対側に配置されているため、上述の各液体燃料容器に設けられた通気口によっては、空気をカソード電極６１６に送ることは困難となる。そこで、本実施の形態に係る機器６１８では、その中央部に給排気経路６２２を設けている。これにより、カソード電極６１６に空気を送ることができるとともに機器６１８内部の放熱を行うこともできる。また、液体燃料容器６００に通気口を設ける必要がないため液体燃料容器全体の強度を向上することができる。

図１６に示す液体燃料容器６５０は、図１や図１５に示す機器と異なり、機器６６８の内部に装着される点が大きく異なる。機器６６８は、電解質膜６６２とアノード電極６１４とカソード電極６１６とを備えるＤＭＦＣ６６０を内蔵し、アノード電極６６４にメタノール燃料３０を供給する燃料供給経路６７０と、液体燃料容器６５０を燃料供給経路６２０に接続するための接続部６７４とを備える。アノード電極６６４と燃料供給経路６７０との間には、メタノール燃料を一時的に満たす貯蔵室６７１が設けられている。ＤＭＦＣ６６０は、メタノール燃料中のメタノールと空気中の酸素との電気化学反応により発電する。

本実施の形態に係る液体燃料容器６５０は、図１に示す液体燃料容器２２と異なり、アノード電極６６４の近傍に装着されるので、燃料供給経路６２０を液体燃料容器６００の近傍に配置することができ、燃料供給経路６２０を短くすることができる。また、カソード電極６６６には機器６６８に設けられた開口部（不図示）より直接空気を送ることができるので、液体燃料容器６５０に通気口を設ける必要がないため液体燃料容器全体の強度を向上することができる。

（第７の実施の形態）
本実施の形態では、機器と液体燃料容器の残量視認部の位置関係について種々の携帯電話を例として説明する。
［折りたたみ式携帯電話］
図１７（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する機器の全体斜視図、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）に示す機器の操作部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図、図１７（Ｃ）は、図１７（Ａ）に示す機器の表示部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図である。

図１７（Ａ）に示す携帯電話７１８は、液晶ディスプレイを備える表示部７２２と、複数のボタンを備える操作部７２０とが互いに折りたたみ可能に接続されている。携帯電話７１８は、図１７（Ｂ）に示すように、操作部７２０の背面７２０ａ側の内部に液体燃料容器７００が装着されており、液体燃料が収容されている透明な流路を背面７２０ａに形成された複数の開口部７２４を通して視認することができる。液体燃料容器７００としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。これにより、開口部７２４および流路を介して視認部材を見たり、流路内の移動部材の位置を見たりすることで、流路におけるある箇所の液体燃料の有無を確認することができ、液体燃料の残量を使用者が簡便に知ることができる。

また、携帯電話７１８は、図１７（Ｃ）に示すように、表示部７２２の背面７２２ａに液体燃料容器７００が直接装着される構成とすることで、液体燃料が収容されている透明な流路を直接視認することができる。液体燃料容器７００としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。これにより、流路を介して視認部材を見たり、流路内の移動部材の位置を見たりすることで、流路におけるある箇所の液体燃料の有無を確認することができ、液体燃料の残量を使用者が簡便に知ることができる。また、携帯電話７１８に図１７（Ｂ）に示すような開口部を設ける必要がないので、携帯電話７１８の構造を簡素化し、強度を向上することができる。

図１８（Ａ）および図１８（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。なお、以下の説明では、構成や作用効果について前述の説明と重複する内容は適宜省略する。

図１８（Ａ）に示す携帯電話７２８は、操作部７２０のボタンのある操作面７２０ｂ側の内部に液体燃料容器７３０が装着されており、液体燃料が収容されている透明な流路を操作面７２０ｂに形成された開口部（不図示）を通して視認することができる。液体燃料容器７３０としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。

また、携帯電話７２８は、図１８（Ｂ）に示すように、表示部７２２の表示面７２２ｂ側の内部に液体燃料容器７３０が装着される構成とすることで、液体燃料が収容されている透明な流路を表示面７２２ｂの液晶の周囲に形成された開口部（不図示）を通して視認することができる。液体燃料容器７３０としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。

図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に示すように、携帯電話７３８は、操作部７２０に液体燃料容器７４０を装着した状態で、操作部７２０の側面７２０ｃから液体燃料容器７４０の液体燃料が収容されている透明な流路を視認することができる。液体燃料容器７４０としては、例えば、第２の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。また、携帯電話７３８は、液体燃料容器７４０の透明な流路が表示部７２２の側面から視認できるように構成してもよい。

（第８の実施の形態）
本実施の形態では、第７の実施の形態と同様に機器と液体燃料容器の残量視認部の位置関係について種々の携帯電話を例として説明する。
［スライド式、回転式携帯電話］
図２０（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する機器の全体斜視図、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に示す機器の操作部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図、図２０（Ｃ）は、図２０（Ａ）に示す機器の表示部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図である。

図２０（Ａ）に示す携帯電話８１８は、液晶ディスプレイを備える表示部８２２と、複数のボタンを備える操作部８２０とを備え、表示部８２２と操作部８２０とが互いにスライドするように接続されている。携帯電話８１８は、図２０（Ｂ）に示すように、操作部８２０の背面８２０ａ側の内部に液体燃料容器８００が装着されており、液体燃料が収容されている透明な流路を背面８２０ａに形成された複数の開口部８２４を通して視認することができる。液体燃料容器８００としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。これにより、開口部８２４および流路を介して視認部材を見たり、流路内の移動部材の位置を見たりすることで、流路におけるある箇所の液体燃料の有無を確認することができ、液体燃料の残量を使用者が簡便に知ることができる。

また、携帯電話８１８は、図２０（Ｃ）に示すように、表示部８２２の背面８２２ａに液体燃料容器８００が直接装着される構成とすることで、液体燃料が収容されている透明な流路を直接視認することができる。液体燃料容器８００としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。これにより、流路を介して視認部材を見たり、流路内の移動部材の位置を見たりすることで、流路におけるある箇所の液体燃料の有無を確認することができ、液体燃料の残量を使用者が簡便に知ることができる。また、携帯電話８１８に図２０（Ｂ）に示すような開口部を設ける必要がないので、携帯電話８１８の構造を簡素化し、強度を向上することができる。

図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。なお、以下の説明では、構成や作用効果について前述の説明と重複する内容は適宜省略する。

携帯電話８２８は、図２１（Ａ）に示すように、操作部８２０のボタンのある操作面８２０ｂ側の内部に液体燃料容器８３０が装着される構成とすることで、液体燃料が収容されている透明な流路を操作面８２０ｂに形成された開口部（不図示）を通して視認することができる。液体燃料容器８３０としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。

また、携帯電話８２８は、図２１（Ｂ）に示すように、表示部８２２の表示面８２２ｂ側の内部に液体燃料容器８３０が装着される構成とすることで、液体燃料が収容されている透明な流路を表示面８２２ｂの液晶の周囲に形成された開口部（不図示）を通して視認することができる。液体燃料容器８３０としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。

図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）に示すように、携帯電話８３８は、操作部８２０に液体燃料容器８４０を装着した状態で、操作部８２０の側面８２０ｃから液体燃料容器８４０の液体燃料が収容されている透明な流路を視認することができる。液体燃料容器８４０としては、例えば、第２の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。

（第９の実施の形態）
本実施の形態では、第７の実施の形態と同様に機器と液体燃料容器の残量視認部の位置関係について種々の携帯電話を例として説明する。
［ストレート式携帯電話］
図２３（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する機器の全体斜視図、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）に示す機器の操作部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図、図２３（Ｃ）は、図２３（Ａ）に示す機器の表示部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図である。

図２３（Ａ）に示す携帯電話９１８は、液晶ディスプレイを備える表示部９２２と、複数のボタンを備える操作部９２０とが互いに固定されて並んでいるストレート式の携帯電話である。携帯電話９１８は、図２３（Ｂ）に示すように、操作部９２０の背面９２０ａ側の内部に液体燃料容器９００が装着されており、液体燃料が収容されている透明な流路を背面９２０ａに形成された複数の開口部９２４を通して視認することができる。液体燃料容器９００としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。これにより、開口部９２４および流路を介して視認部材を見たり、流路内の移動部材の位置を見たりすることで、流路におけるある箇所の液体燃料の有無を確認することができ、液体燃料の残量を使用者が簡便に知ることができる。

また、携帯電話９１８は、図２３（Ｃ）に示すように、表示部９２２の背面９２２ａに液体燃料容器９００が直接装着される構成とすることで、液体燃料が収容されている透明な流路を直接視認することができる。液体燃料容器９００としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。これにより、流路を介して視認部材を見たり、流路内の移動部材の位置を見たりすることで、流路におけるある箇所の液体燃料の有無を確認することができ、液体燃料の残量を使用者が簡便に知ることができる。また、携帯電話９１８に図２３（Ｂ）に示すような開口部を設ける必要がないので、携帯電話９１８の構造を簡素化し、強度を向上することができる。

図２４（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。なお、以下の説明では、構成や作用効果について前述の説明と重複する内容は適宜省略する。

図２４（Ａ）に示すように、携帯電話９１８は、操作部９２０のボタンのある操作面および表示部９２２の液晶のある表示面を含む表面９２０ｂ側の内部に液体燃料容器９３０が装着されている。そして、液体燃料が収容されている透明な流路を表面９２０ｂのボタンおよび液晶の周囲に形成された開口部（不図示）を通して視認することができる。液体燃料容器９３０としては、例えば、第１、第３、第４の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。

図２４（Ｂ）および図２４（Ｃ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。図２４（Ｂ）、図２４（Ｃ）に示すように、携帯電話９１８は、液体燃料容器９４０を装着した状態で、操作部９２０または表示部９２２の側面９２０ｃから液体燃料容器９４０の液体燃料が収容されている透明な流路を視認することができる。液体燃料容器９４０としては、例えば、第２の実施の形態に係る液体燃料容器を用いることができる。また、液体燃料容器９４０の透明な流路が表示部９２２または操作部９２０の側面から視認できるように携帯電話９１８に装着してもよい。

上述のように、透明な流路に液体燃料を充填し機器に装着することで、直接あるいは機器の開口部を通して簡便に液体燃料の残量を確認することができ、使用者に液体燃料容器の交換時期を知らせることができる。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。

実施の形態に係るＤＭＦＣを内蔵した機器の基本構成を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る液体燃料容器の上面図である。 図２のＡ−Ａ’断面図である。 図３の要部を拡大した図である。 図５（Ａ）は、気体が充填されているときの流路の断面における光の経路を示す模式図である。図５（Ｂ）は、液体燃料が充填されているときの流路の断面における光の経路を示す模式図である。 流路にメタノール燃料と気体との界面が存在する状態を収容部の外部から見たときの模式図である。 第２の実施の形態に係る液体燃料容器を上方から見た模式図である。 図８（Ａ）は、第２の実施の形態に係る視認部材の全体斜視図である。図８（Ｂ）は、図７のＢ方向から見た側面図である。 第３の実施の形態に係る液体燃料容器の上面図である。 図９における収容部における流路の形状の変化を模式的に示した図である。 第４の実施の形態に係る液体燃料容器を上方から見た模式図である。 図１１のＣ−Ｃ’断面図である。 図１３（Ａ）は、第４の実施の形態に係る液体燃料容器の製造方法を説明するための模式図である。図１３（Ｂ）は、第４の実施の形態に係る液体燃料容器の他の製造方法を説明するための模式図である。 図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、携帯電話の底部に液体燃料容器を装着する方向を説明するための模式図である。 図１５（Ａ）は、カソード電極が液体燃料容器と離れた位置にある電子機器の構成を模式的に示した側面図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。 液体燃料容器を機器の内部に装着する電子機器の構成を模式的に示した側面図である。 図１７（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する機器の全体斜視図、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）に示す機器の操作部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図、図１７（Ｃ）は、図１７（Ａ）に示す機器の表示部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図である。 図１８（Ａ）および図１８（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。 図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。 図２０（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する機器の全体斜視図、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に示す機器の操作部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図、図２０（Ｃ）は、図２０（Ａ）に示す機器の表示部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図である。 図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。 図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。 図２３（Ａ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する機器の全体斜視図、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）に示す機器の操作部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図、図２３（Ｃ）は、図２３（Ａ）に示す機器の表示部の背面側に液体燃料容器を装着した状態を背面側から見た全体斜視図である。 図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）は、本実施の形態に係る液体燃料容器を装着する他の機器の全体斜視図である。

符号の説明

１０ ＤＭＦＣ、 １２ 電解質膜、 １４ アノード電極、 １６ カソード電極、 １８ 機器、 ２０ 燃料供給経路、 ２２ 液体燃料容器、 ２４ 接続部、 ３０ メタノール燃料、 ３２ 収容部、 ３２ａ 流路、 ３２ｂ 屈曲部、 ３４ 送出口、 ３６ 流入口、 ３８ 視認部材、 ４０ 筐体、 ４４ 気体、 ４６ 通気口、 ４８ 移動部材、 １００ 液体燃料容器、 １３８ 視認部材、 １３８ａ 反射部材、 １３８ｂ インジケータ。

Claims (7)

1. 少なくとも一部が透明の材料により形成され、液体燃料を収容する収容部と、
   前記収容部を介して視認することができる位置に配置される視認部材と、を備え、
   前記収容部は、前記液体燃料が有る箇所を介して視認される前記視認部材と前記液体燃料が無い箇所を介して視認される前記視認部材とが異なる形状となる構成を有することを特徴とする液体燃料容器。
2. 少なくとも一部が透明の材料により形成され、液体燃料を収容する収容部と、
   前記収容部の内部を前記液体燃料の減少とともに移動する移動部材と、を備え、
   前記移動部材は、前記収容部の外部から視認することができる材料により構成されることを特徴とする液体燃料容器。
3. 前記収容部は、管状の流路を有することを特徴とする請求項１または２に記載の液体燃料容器。
4. 液体燃料を用いる燃料電池本体と、前記液体燃料を収容する請求項１乃至３のいずれかに記載の液体燃料容器と、前記燃料電池本体へ前記液体燃料を供給する燃料供給経路と、を備えることを特徴とする燃料電池。
5. 請求項４に記載の燃料電池において、前記燃料電池の外部から前記視認部材または前記移動部材を視認することができる構成を有することを特徴とする燃料電池。
6. 請求項４または５に記載の燃料電池と、前記燃料電池より電力が供給される受電部と、を備えることを特徴とする機器。
7. 請求項６に記載の機器において、前記機器の外部から前記視認部材または前記移動部材を視認することができる構成を有することを特徴とする機器。

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