液体収納容器
【課題】可撓性袋の位置を安定させるとともに、可撓性袋が均一に収縮できるようにする。
【解決手段】液体収納容器１は、二つのケース１０，２０が組み合わせられて内部空間を形成してなる組み体と、重ねられた二枚の可撓性シート４１，４２の縁部分が接合されてなり、その縁部分がケース１０，２０の組み体の内面に接合され、ケース１０，２０の組み体の内部空間を二つの室１３，２３に区切り、液体を収納する可撓性袋４０と、可撓性袋４０に設けられ、可撓性袋４０内からケース１０，２０の組み体の外に通じた液体取出口４３と、ケース１０，２０の組み体に設けられ、室１３からケース１０，２０の組み体の外に通じたインレットポート１４と、ケース１０，２０の組み体に設けられ、室２３から組み体の外に通じた排気口２５と、組み体の内側に設けられ、室１３，２３に通じた開口４５，４６と、を備える。
【解決手段】液体収納容器１は、二つのケース１０，２０が組み合わせられて内部空間を形成してなる組み体と、重ねられた二枚の可撓性シート４１，４２の縁部分が接合されてなり、その縁部分がケース１０，２０の組み体の内面に接合され、ケース１０，２０の組み体の内部空間を二つの室１３，２３に区切り、液体を収納する可撓性袋４０と、可撓性袋４０に設けられ、可撓性袋４０内からケース１０，２０の組み体の外に通じた液体取出口４３と、ケース１０，２０の組み体に設けられ、室１３からケース１０，２０の組み体の外に通じたインレットポート１４と、ケース１０，２０の組み体に設けられ、室２３から組み体の外に通じた排気口２５と、組み体の内側に設けられ、室１３，２３に通じた開口４５，４６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として一次電池又は二次電池を用いるのが一般的であるが、エネルギー利用効率のよい燃料電池を電子機器の電源に用いるための研究開発が行われている。電子機器に用いる燃料電池として、直接燃料方式と呼ばれるものや、改質方式と呼ばれるものがある。直接燃料方式とは、燃料電池に直接供給された燃料の電気化学反応により発電する方式である。一方、改質方式とは、燃料を水素にいったん改質し、燃料電池に供給された水素の電気化学反応により発電する方式である。何れの方式にしても液体燃料が必要であるため、液体燃料を収納する容器が電子機器に必要となる。
【０００３】
液体燃料の収納容器には、可撓性の袋体を用いたものがある。例えば、特許文献１に記載されているように、可撓性袋（７）が剛性容器（６）の内側に配設され、可撓性袋（７）には液体燃料が貯留され、可撓性袋（７）の外側であって剛性容器（６）の内側には、燃料電池で生成された生成物が回収される。
【特許文献１】特開２００６−４９０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、小型電子機器に配置された液体燃料の収容容器は、可撓性袋の位置が安定しないため、小型電子機器の配置方向や、小型電子機器を携帯して移動させることによって、可撓性袋が剛性容器内で移動してしまう。そうすると、剛性容器に設けられた圧力調整穴が可撓性容器で塞がれたり、回収した生成物が可撓性袋に押されて圧力調整穴から漏れたりすることがある。
また、可撓性袋内の液体燃料が減少する過程で、可撓性袋の一部が極端に収縮するので、その収縮した部分に液体燃料が残留したり、その収縮した部分によって可撓性袋の口が塞がれて液体燃料を使い切れなかったりする。
そこで、本発明の課題は、可撓性袋の位置を安定させるとともに、可撓性袋が均一に収縮できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、
複数のケースが組み合わせられて内部空間を形成してなる組み体と、
重ねられた二枚の可撓性シート又は二つ折りにされた可撓性シートの縁部分が接合されてなり、前記縁部分が前記組み体の内面に接合され、前記組み体の内部空間を二つの室に区切り、液体を収納する可撓性袋と、
前記可撓性袋に設けられ、前記可撓性袋内から前記組み体の外に通じた取出口と、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち一方の室から前記組み体の外に通じたポートと、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち他方の室から前記組み体の外に通じた排気口と、
前記組み体の内側に設けられ、前記二つの室に通じた連通路と、を備えることを特徴とする液体収納容器が提供される。
【０００６】
請求項２に係る発明によれば、
前記可撓性袋の縁部分が前記ケースに挟持されていることによって、前記可撓性袋の縁部分が前記組み体の内面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器が提供される。
【０００７】
請求項３に係る発明によれば、
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設され、前記第２のポートを塞いだイオン交換樹脂と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体収納容器が提供される。
【０００８】
請求項４に係る発明によれば、
前記一方の室内に配設され、前記イオン交換樹脂に接触した吸収体を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の液体収納容器が提供される。
【０００９】
請求項５に係る発明によれば、
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設された吸収体と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【００１０】
請求項６に係る発明によれば、
前記吸収体が前記第２のポートを塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の液体収納容器が提供される。
【００１１】
請求項７に係る発明によれば、
前記連通路は、前記可撓性袋の縁部分に形成され且つ前記組み体の内部空間に配設された開口であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【００１２】
請求項８に係る発明によれば、
前記連通路は、前記組み体の内面に形成された溝であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器。
【００１３】
請求項９に係る発明によれば、
前記排気口を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【００１４】
請求項１０に係る発明によれば、
前記連通路を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可撓性袋の縁部分が組み体の内面に接合されているので、可撓性袋に張力が作用するので、可撓性袋内の液体が減少する過程における可撓性袋の収縮を均一にすることができる。そのため、可撓性袋内の液体を使い切ることができるようになる。とくに、可撓性袋が重ねられた二枚のシート又は二つ折りにされたシートからなるものであるため、その効果が相乗する。
また、可撓性袋の縁部分が組み体の内面に接合されているから、可撓性袋の位置が安定する。そのため、可撓性袋によって排気口やポートが塞がれたり、可撓性袋の外側であって組み体の内側にある液体等が可撓性袋によって圧縮されてポートや排気口から排出されたりすることを防止することができる。
また、可撓性袋によって区切られた二つの室が連通路によって通じているのみであるから、ポートから一方の室に入ってきた液体を一箇所に収集することが出来る。また、その液体が他方の室に流れ込みにくいため、排気口から液体が漏れにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
図１は、液体収納容器１の縦断面を示した断面図である。図２は、図１に示されたII−IIに沿った横断面を示した断面図である。図１は、図２に示されたI−Iに沿った縦断面を示したものである。
【００１８】
液体収納容器１は内部に液体９９を収納するものであって、本体に着脱可能な交換用のカートリッジである。この液体収納容器１においては、剛性の下ケース１０の上面側に剛性の上ケース２０が組み合わせられ、下ケース１０と上ケース２０によって内部空間が形成され、その内部空間が可撓性袋４０によって上下に分けられている。
【００１９】
下ケース１０の上側が凹んだ状態に設けられ、これにより下ケース１０が上面側で開口した箱状に設けられている。上ケース２０の下側が凹んだ状態に設けられ、これにより上ケース２０が下面側で開口した箱状に設けられている。下ケース１０及び上ケース２０は、ポリプロピレン、ポリカーボネートといった樹脂又はアルミニウム、マグネシウムといった金属で形成されている。
【００２０】
可撓性袋４０は、二枚の可撓性シート４１，４２を重ねてこれらの縁部分を接合して袋状にしたものである。可撓性シート４１，４２の接合は例えば溶接、溶着又は接着によるものである。なお、一枚の可撓性シートを二つ折りにして、その縁部分を接合して袋状にし、それを可撓性袋４０として用いてもよい。
【００２１】
可撓性シート４１，４２には、ポリエチレン、ナイロン、アルミ等が積層されてなるラミネートフィルムを用いる。なお、他の素材のシートを可撓性シート４１，４２に用いてもよい。
【００２２】
可撓性袋４０には液体９９が収納され、可撓性袋４０内が液体９９によって充填されている。可撓性袋４０は、つまり、可撓性シート４１，４２は、伸縮性を有してもよいし、伸縮性を有していなくてもよい。可撓性シート４１，４２が伸縮性を有している場合、可撓性袋４０内に液体９９が充填されているときには、可撓性シート４１，４２が伸張して可撓性袋４０が膨張している。一方、可撓性シート４１，４２が伸縮性を有していない場合、可撓性袋４０内に液体９９が充填されているときには、可撓性シート４１，４２が殆ど伸張せずに可撓性袋４０が膨張している。
【００２３】
可撓性袋４０の縁部分、つまり、可撓性シート４１，４２の接合された部分には、開口４５，４６が形成されている。開口４５，４６は、切欠きであってもよいし、穴であってもよい。開口４５，４６が可撓性袋４０の内側に至っていないので、可撓性袋４０内の液体９９が開口４５，４６より漏れることはない。
【００２４】
可撓性シート４１，４２の縁部分は一部を除いて全周にわたって接合され、その接合されていない部分が液体取出口４３となる。液体取出口４３には管材４４が差し込まれ、この管材４４が可撓性袋４０に取り付けられている。液体取出口４３は、開口４５，４６から離れた位置にある。
【００２５】
管材４４には一方向弁が栓として取り付けられていてもよい。一方向弁は可撓性袋４０の内側から液体取出口４３を通って外に向かった液体の流れを阻止するものであり、一方向弁が強制的に開かれることによって可撓性袋４０の内側の液体が外に向かって流れ得る。具体的には、一方向弁は、可撓性・弾性を有する材料をダックビル状に形成したダックビル弁であり、この一方向弁はそのダックビル状の先端を可撓性袋４０の内側に向けた状態で管材４４に嵌め込まれている。
【００２６】
上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１が突き合わせられ、周壁２１と周壁１１の間に可撓性袋４０の縁部分が挟まれて、上ケース２０と下ケース１０が接合されている。可撓性袋４０の縁部分が全周にわたって上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１との間に挟まれていてもよいし、可撓性袋４０の縁部分の一部が上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１との間に挟まれていてもよい。可撓性袋４０の縁部分が全周にわたって上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１との間に挟まれていれば、可撓性袋４０の位置がずれずに安定する。可撓性袋４０の縁部分の一部が上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁との間に挟まれている場合、液体取出口４３が設けられている部分（辺）とその反対側の部分（辺）が周壁１１，２１の間に挟まれていれば、可撓性袋４０の位置がずれずに安定する。
【００２７】
上ケース２０と下ケース１０の接合は、例えばネジ、爪又は接着剤によるものである。図１では、接着剤５０によって上ケース２０と下ケース１０が接合されている。そして、この接着剤５０が周壁１１，２１の全周にわたってこれらの隙間に充填されているので、接着剤５０が液体と気体の外部への漏洩を防ぐシール材として機能する。
【００２８】
管材４４が下ケース１０の周壁１１と上ケース２０の周壁２１との間に挟まれている。管材４４が塞がれていないので、液体取出口４３が上ケース２０と外ケース１０の組み体の外面で開口している。
【００２９】
上ケース２０と下ケース１０の組み体による内部空間は、可撓性袋４０によって、上ケース２０側の室２３と下ケース１１側の室１３に区分けされている。可撓性袋４０の縁部分に形成された開口４５，４６の一部又は全体が周壁１１，２１よりも内側に配設され、室１３，２３が開口４５，４６によって通じている。そのため、開口４５，４６が連通路となっている。開口４５，４６が、後述する気液分離膜７０と同じもしくは同等機能の膜４７，４８によって閉塞されている。なお、膜４７，４８がなくてもよい。
【００３０】
下ケース１０の周壁１１には、インレットポート１４が設けられている。このインレットポート１４は、下側の室１３に通じている。
【００３１】
下ケース１０の周壁１１であって下ケース１０の底近傍には、アウトレットポート１５が設けられている。アウトレットポート１５は、下ケース１０の底近傍において下側の室１３に通じている。
【００３２】
室１３内には吸収体６０が配設されている。具体的には、下ケース１０の底に吸収体６０が貼着されている。吸収体６０はその毛管力により液体を吸収し得るものである。吸収体６０は、親水性を有するスポンジであって、具体的にはポリウレタン発泡体である。吸収体６０は予め圧縮された状態で室１３内の底に配設されている。
【００３３】
室１３内であってアウトレットポート１５近傍には、化学フィルタ６５が設けられている。具体的には、化学フィルタ６５は、室１３内においてアウトレットポート１５を閉塞するように設けられている。また、化学フィルタ６５は吸収体６０に接触している。化学フィルタ６５は、液体に含まれる不純物（例えば、イオン化した電解質）を吸着することで不純物を除去し、液体を純化する機能を有する。化学フィルタ６５は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とで構成されたイオン交換樹脂である。
なお、化学フィルタ６５がなく、吸収体６０がアウトレットポート１５を塞ぐように室１３内に配設されていてもよい（図３参照）。こうすれば、吸収体６０に吸収された液体がアウトレットポート１５から排出されやすい。
【００３４】
上ケース２０の上面であってインレットポート１４、アウトレットポート１５、液体取出口４３から離れた位置には、排気口２５が形成され、この排気口２５が室２３に通じている。排気口２５に気液分離膜７０が設けられ、排気口２５が気液分離膜７０によって閉塞されている。気液分離膜７０は気体を透過する性質と、液体を遮蔽する性質とを併せ持つ。気液分離膜７０は、例えば、ポリテラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質膜である。
【００３５】
この液体収納容器１の使用方法について説明する。
初期には、可撓性袋４０内に液体９９が満たされており、可撓性袋４０が膨張している。また、吸収体６０が圧縮されている。
【００３６】
液体収納容器１を本体に装着すると、本体に設けられた管等が液体取出口４３に挿入される。液体取出口４３に一方向弁が設けられている場合には、その管等が一方向弁に差し込まれ、一方向弁が強制的に開かれる。また、本体に設けられたポートがインレットポート１４、アウトレットポート１５にそれぞれ接続される。
【００３７】
そして、可撓性袋４０内の液体９９が液体取出口４３を通って流れ出て、本体に供給される。可撓性袋４０内の液体９９が減少していくと、可撓性袋４０が収縮し、可撓性袋４０内の容積が減っていく。
【００３８】
一方、可撓性袋４０内の液体９９が減少する過程で、蒸気を含むガス及び液体等が本体からインレットポート１４を通って室１３に送り込まれる。室１３に送り込まれるガスや液体の圧力によって可撓性袋４０が圧縮され、可撓性袋４０内の液体９９が効率よく減少し、可撓性袋は均一に収縮していく。
【００３９】
また、室１３内に送り込まれた液体及びそれに含まれる微粒子（例えば、カーボン粉などの固形物）が吸収体６０の毛管力によって吸収体６０に吸収される。液体等が吸収体６０に吸収されることで、吸収体６０が膨張する。吸収体６０が予め圧縮されていたので、可撓性袋４０内の液体９９の消費に伴う可撓性袋４０の体積変化に応じて、吸収体６０自体が膨張できる。
【００４０】
吸収体６０に吸収された液体は化学フィルタ６５に浸透し、化学フィルタ６５では、液体中のイオン成分が除去される。そして、純化した液体がアウトレットポート１５を通って流れ出て、本体に供給される。具体的には、本体側にポンプが設けられ、吸収体６０に吸収された液体がそのポンプによって化学フィルタ６５及びアウトレットポート１５を通過して、本体に供給される。
【００４１】
以上のように室１３に送られた液体が吸収体６０に吸収されるが、吸収体６０に吸収されなかった少量の液体やガス等は開口４５，４６を通って室２３に至る。ここで、液体は気液分離膜７０を透過せず、ガスが気液分離膜７０を透過して、外部に排出される。
【００４２】
室１３内に液体が貯留されるが、液体９９の消費に伴って室１３の容積が増える上、吸収体６０に吸収された液体がアウトレットポート１５を通じて本体に供給されるから、室１３内の液体が溢れることなく、安全に長時間連続してシステムを駆動することができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、可撓性袋４０が剛体の上ケース２０と剛体の下ケース１０の組み体内にあるので、可撓性袋４０が保護される。
また、上ケース２０と下ケース１０の組み体が剛性であるから、単なる可撓性袋と比較して取り扱いが容易であり、本体への液体収納容器１の装着・組み付けを容易に行うことができる。
また、可撓性袋４０の縁部分を上ケース２０と下ケース１０の縁部分に挟み込むという簡単な組み立て工程で、液体収納容器１を作成することができる。
【００４４】
また、可撓性袋４０の縁部分が上ケース２０と下ケース１０の組み体の内面に接合されているので、液体９９が減少する過程で可撓性袋４０が均一に収縮する。可撓性袋４０内の液体９９を使い切ることができる。つまり、可撓性袋４０の一部が極端に収縮しないので、その部分に液体９９が残留するといったことが起こりにくい。特に、その効果は、可撓性袋４０が重ねられた二枚のシート４１，４２からなるものであることによって相乗する。
【００４５】
また、可撓性袋４０の縁部分が挟まれることで、可撓性袋４０の位置が安定するから、可撓性袋４０によって各種の流路や穴（例えば、インレットポート１４、アウトレットポート１５、排気口２５）が塞がれることを防止することができる。
【００４６】
また、上ケース２０と下ケース１０の組み体の内部空間が可撓性袋４０によって上下に分けられたので、その内部空間を各種の用途に利用することができる。具体的には、液体９９とは別の液体を貯留するのに室１３を用いることができる。一方、室１３に対して仕切られた室２３があるので、室２３には液体が流入しにくく、気液分離膜７０の液体透過を防止するために室２３を用いることができる。
【００４７】
また、可撓性袋４０内に液体９９が充填され、液体９９が減少してもガスが可撓性袋４０内に入り込まないから、液体収納容器１の向きに関わらず、液体９９が液体取出口４３から排出される。また、室１３内に貯留された水は吸収体６０に吸収されるから、液体収納容器１の向きにかかわらず、液体がアウトレットポート１５から排出される。
【００４８】
また、室１３と室２３は開口４５，４６によって通じているだけだから、室１３内に貯留された液体が室２３へ移動しにくく、液体が排気口２５から外に漏れにくい。特に、開口４５，４６が気液分離膜によって閉塞されていると、その効果はさらに強化される。
また、開口４５，４６がインレットポート１４から離れた位置に設けられているから、室１３に導入された液体が開口４５，４６に達する前に、確実に吸収体６０に吸収される。
【００４９】
なお、可撓性袋４０の縁部分が両ケース１０，２０に挟持されることによって、可撓性袋４０の縁部分が両ケース１０，２０の組み体の内面に接合されているが、他の構成（例えば、接着、溶着、溶接等）により可撓性袋４０の縁部分が両ケース１０，２０の組み体の内面に接合されていてもよい。
【００５０】
また、図２の変形例として図４に示すように、可撓性袋４０の縁部分に開口４５，４６を形成せずに、上ケース２０及び下ケース１０の内面に溝５１，５２が上下方向に形成されていてもよい。溝５１，５２は可撓性袋４０の縁部分によって塞がれていないうえ、接着剤５０が溝５１，５２に埋め込まれていない。上ケース２０と下ケース１０の組み体の内面に上下の溝５１，５２が形成されているので、室１３と室２３が溝５１，５２によって通じ、溝５１，５２が連通路になっている。溝５１，５２が気液分離膜によって塞がれていてもよいし、塞がれていなくてもよい。
【００５１】
また、外容器が二つのケース２０，１０の組み体であったが、三つ以上のケースの組み体であってもよい。例えば、上ケース２０が更に複数のケースに分割され、これらが組み合わせられることで上ケース２０が構成され、下ケース１０が複数のケースに分割され、これらが組み合わせられることで下ケース１０が構成されてもよい。
【００５２】
また、液体収納容器１の用途は特に限定されるものではない。例えば、液体９９が液体燃料（例えば、メタノール）若しくは水又はこれらの混合液である場合、液体収納容器１を小型燃料電池システムに用いることができる。液体９９がインクである場合、液体収納容器１をインクジェットプリンタに用いることができる。
【００５３】
〔応用例〕
液体９９が液体燃料（例えば、メタノール、もしくはメタノール水溶液）である場合に、この液体収納容器１を用いた燃料電池システムの例について説明する。
【００５４】
図５は、液体収納容器１を用いた燃料電池システム１００を示したブロック図である。この燃料電池システム１００は携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器に搭載されている。この燃料電池システム１００は液体収納容器１に貯留された液体９９を用いて発電を行うものであり、燃料電池システム１００で発電した電力によって電子機器本体が動作する。
【００５５】
液体収納容器１が交換品であり、液体収納容器１が燃料電池システム１００の本体に対して着脱可能とされており、液体９９を消費したら、新たな液体収納容器１を用いる。
【００５６】
燃料電池システム本体１０１には、燃料供給ポート１０２、排出ポート１０３及び水供給ポート１０４が設けられている。液体収納容器１が燃料電池システム１００の本体に装着されると、燃料供給ポート１０２が液体取出口４３に接続される。また、排出ポート１０３はインレットポート１４に接続され、水供給ポート１０４はアウトレットポート１５に接続される。
【００５７】
燃料供給ポート１０２にはポンプ１０５が接続され、可撓性袋４０内の液体９９がポンプ１０５によって送液される。ポンプ１０５の下流に気化器１０６が設けられている。そのため、可撓性袋４０内の液体９９が気化器１０６に送られる。
【００５８】
水供給ポート１０４の下流にはポンプ１０７が接続されている。ポンプ１０７の下流に気化器１０６が設けられている。そのため、吸収体６０に吸収された水が化学フィルタ６５を介してポンプ１０７に吸引され、気化器１０６に送られる。水が化学フィルタ６５を透過する際に、水の中の不純物が化学フィルタ６５に吸着することで、水が純水化される。気化器１０６には、液体燃料である液体９９と水が適正な割合で混合された液体が流れ込む。
【００５９】
気化器１０６では、水と液体９９の混合液が気化される。気化器１０６で気化した燃料と水の混合気が改質器１０８に送られる。
【００６０】
改質器１０８では、燃料と水から水素等が触媒により生成される。液体９９がメタノールである場合、改質器１０８では次式（１）に示すような主反応である水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（１）
【００６１】
また、化学反応式（１）についで逐次的に起こる次式（２）のような副反応によって、副生成物として一酸化炭素が微量に（１％程度）生成される。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（２）
【００６２】
（１）式及び（２）式の反応による生成物が改質器１０８から一酸化炭素除去器１０９に送出される。また、一酸化炭素除去器１０９には外部の空気がエアポンプ１１０によって供給される。
【００６３】
一酸化炭素除去器１０９には、生成物と空気が混合されたものが投入される。一酸化炭素除去器１０９は、生成物のうち一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させ（式（３）参照）、一酸化炭素を除去するものである。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2 …（３）
【００６４】
一酸化炭素除去器１０９を経て得られた生成物が燃料電池１１１のアノードに供給される。一方、エアポンプ１１０によって吸引された空気は燃料電池１１１のカソードに供給される。
【００６５】
燃料電池１１１は固体高分子型燃料電池である。つまり、燃料電池１１１は、セパレータ、アノード、固体高分子電解質膜、カソード、セパレータの順に積層したものである。燃料電池１１１のアノード側では、一酸化炭素除去器１０９から送出された生成物中の水素による次式（４）のような反応が起こり、生成した水素イオンが固体高分子電解質膜を透過して酸素極に到達する。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- …（４）
一方、燃料電池１１１のカソードでは、固体高分子電解質膜を透過した水素イオンと、空気中の酸素と、電子とにより、次式（５）に示すように水が生成される。
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（５）
以上により、燃料電池１１１にて発電が行われる。燃料電池１１１で生成された電気は二次電池に充電されたり、電子機器の各部に供給されたりする。
【００６６】
燃料電池１１１のアノードではすべての水素が反応するわけでなく、未反応の水素も存在する。その水素は他の生成物とともに触媒燃焼器１１２に送られる。一方、外部の空気がエアポンプ１１０によって触媒燃焼器１１２に送られる。
【００６７】
触媒燃焼器１１２には、燃料電池１１１のアノードから送られた生成物と空気が混合されたものが投入される。触媒燃焼器１１２は、水素を触媒により燃焼するものである。触媒燃焼器１１２で水素燃焼が生じ、その燃焼熱は小型反応装置内に配置されている気化器１０６、改質器１０８及び一酸化炭素除去器１０９の加熱に利用される。
【００６８】
触媒燃焼器１１２で生じた水及び燃料電池１１１のカソードで生成された水は、残留ガスと共に熱交換器１１３に送られる。熱交換器１１３は、供給されたガスと外気との間で熱の交換を行うことで残留ガスの中に含まれる水蒸気を冷却し、凝縮させて水を液化するものである。熱交換器１１３で液化した水、残留ガスとその他の生成物が熱交換器１１３から排出ポート１０３及びインレットポート１４を通って室１３内に送り込まれる。そして、室１３では液体が吸収体６０に吸収される。気体の生成物等は気液分離膜７０を透過して、外部に排出される。
【００６９】
なお、液体収納容器１を燃料直接型の燃料電池システムや、液体燃料を用いる固体酸化物型燃料電池システムにも用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態における液体収納容器を示した縦断面図である。
【図２】上記液体収納容器を示した横断面図である。
【図３】上記液体収納容器に対して一部変更した液体収納容器を示した縦断面図である。
【図４】上記液体収納容器に対して一部変更した液体収納容器を示した縦断面図である。
【図５】上記液体収納容器を用いた燃料電池システムの構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 液体収納容器
１０ 下ケース
１４ インレットポート
１５ アウトレットポート
２０ 上ケース
２５ 排気口
４０ 可撓性袋
４１ 可撓性シート
４２ 可撓性シート
４３ 液体取出口
４５、４６ 開口
４７、４８ 膜
５１、５２ 溝
６０ 吸収体
６５ 化学フィルタ
７０ 気液分離膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として一次電池又は二次電池を用いるのが一般的であるが、エネルギー利用効率のよい燃料電池を電子機器の電源に用いるための研究開発が行われている。電子機器に用いる燃料電池として、直接燃料方式と呼ばれるものや、改質方式と呼ばれるものがある。直接燃料方式とは、燃料電池に直接供給された燃料の電気化学反応により発電する方式である。一方、改質方式とは、燃料を水素にいったん改質し、燃料電池に供給された水素の電気化学反応により発電する方式である。何れの方式にしても液体燃料が必要であるため、液体燃料を収納する容器が電子機器に必要となる。
【０００３】
液体燃料の収納容器には、可撓性の袋体を用いたものがある。例えば、特許文献１に記載されているように、可撓性袋（７）が剛性容器（６）の内側に配設され、可撓性袋（７）には液体燃料が貯留され、可撓性袋（７）の外側であって剛性容器（６）の内側には、燃料電池で生成された生成物が回収される。
【特許文献１】特開２００６−４９０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、小型電子機器に配置された液体燃料の収容容器は、可撓性袋の位置が安定しないため、小型電子機器の配置方向や、小型電子機器を携帯して移動させることによって、可撓性袋が剛性容器内で移動してしまう。そうすると、剛性容器に設けられた圧力調整穴が可撓性容器で塞がれたり、回収した生成物が可撓性袋に押されて圧力調整穴から漏れたりすることがある。
また、可撓性袋内の液体燃料が減少する過程で、可撓性袋の一部が極端に収縮するので、その収縮した部分に液体燃料が残留したり、その収縮した部分によって可撓性袋の口が塞がれて液体燃料を使い切れなかったりする。
そこで、本発明の課題は、可撓性袋の位置を安定させるとともに、可撓性袋が均一に収縮できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、
複数のケースが組み合わせられて内部空間を形成してなる組み体と、
重ねられた二枚の可撓性シート又は二つ折りにされた可撓性シートの縁部分が接合されてなり、前記縁部分が前記組み体の内面に接合され、前記組み体の内部空間を二つの室に区切り、液体を収納する可撓性袋と、
前記可撓性袋に設けられ、前記可撓性袋内から前記組み体の外に通じた取出口と、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち一方の室から前記組み体の外に通じたポートと、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち他方の室から前記組み体の外に通じた排気口と、
前記組み体の内側に設けられ、前記二つの室に通じた連通路と、を備えることを特徴とする液体収納容器が提供される。
【０００６】
請求項２に係る発明によれば、
前記可撓性袋の縁部分が前記ケースに挟持されていることによって、前記可撓性袋の縁部分が前記組み体の内面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器が提供される。
【０００７】
請求項３に係る発明によれば、
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設され、前記第２のポートを塞いだイオン交換樹脂と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体収納容器が提供される。
【０００８】
請求項４に係る発明によれば、
前記一方の室内に配設され、前記イオン交換樹脂に接触した吸収体を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の液体収納容器が提供される。
【０００９】
請求項５に係る発明によれば、
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設された吸収体と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【００１０】
請求項６に係る発明によれば、
前記吸収体が前記第２のポートを塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の液体収納容器が提供される。
【００１１】
請求項７に係る発明によれば、
前記連通路は、前記可撓性袋の縁部分に形成され且つ前記組み体の内部空間に配設された開口であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【００１２】
請求項８に係る発明によれば、
前記連通路は、前記組み体の内面に形成された溝であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器。
【００１３】
請求項９に係る発明によれば、
前記排気口を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【００１４】
請求項１０に係る発明によれば、
前記連通路を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可撓性袋の縁部分が組み体の内面に接合されているので、可撓性袋に張力が作用するので、可撓性袋内の液体が減少する過程における可撓性袋の収縮を均一にすることができる。そのため、可撓性袋内の液体を使い切ることができるようになる。とくに、可撓性袋が重ねられた二枚のシート又は二つ折りにされたシートからなるものであるため、その効果が相乗する。
また、可撓性袋の縁部分が組み体の内面に接合されているから、可撓性袋の位置が安定する。そのため、可撓性袋によって排気口やポートが塞がれたり、可撓性袋の外側であって組み体の内側にある液体等が可撓性袋によって圧縮されてポートや排気口から排出されたりすることを防止することができる。
また、可撓性袋によって区切られた二つの室が連通路によって通じているのみであるから、ポートから一方の室に入ってきた液体を一箇所に収集することが出来る。また、その液体が他方の室に流れ込みにくいため、排気口から液体が漏れにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
図１は、液体収納容器１の縦断面を示した断面図である。図２は、図１に示されたII−IIに沿った横断面を示した断面図である。図１は、図２に示されたI−Iに沿った縦断面を示したものである。
【００１８】
液体収納容器１は内部に液体９９を収納するものであって、本体に着脱可能な交換用のカートリッジである。この液体収納容器１においては、剛性の下ケース１０の上面側に剛性の上ケース２０が組み合わせられ、下ケース１０と上ケース２０によって内部空間が形成され、その内部空間が可撓性袋４０によって上下に分けられている。
【００１９】
下ケース１０の上側が凹んだ状態に設けられ、これにより下ケース１０が上面側で開口した箱状に設けられている。上ケース２０の下側が凹んだ状態に設けられ、これにより上ケース２０が下面側で開口した箱状に設けられている。下ケース１０及び上ケース２０は、ポリプロピレン、ポリカーボネートといった樹脂又はアルミニウム、マグネシウムといった金属で形成されている。
【００２０】
可撓性袋４０は、二枚の可撓性シート４１，４２を重ねてこれらの縁部分を接合して袋状にしたものである。可撓性シート４１，４２の接合は例えば溶接、溶着又は接着によるものである。なお、一枚の可撓性シートを二つ折りにして、その縁部分を接合して袋状にし、それを可撓性袋４０として用いてもよい。
【００２１】
可撓性シート４１，４２には、ポリエチレン、ナイロン、アルミ等が積層されてなるラミネートフィルムを用いる。なお、他の素材のシートを可撓性シート４１，４２に用いてもよい。
【００２２】
可撓性袋４０には液体９９が収納され、可撓性袋４０内が液体９９によって充填されている。可撓性袋４０は、つまり、可撓性シート４１，４２は、伸縮性を有してもよいし、伸縮性を有していなくてもよい。可撓性シート４１，４２が伸縮性を有している場合、可撓性袋４０内に液体９９が充填されているときには、可撓性シート４１，４２が伸張して可撓性袋４０が膨張している。一方、可撓性シート４１，４２が伸縮性を有していない場合、可撓性袋４０内に液体９９が充填されているときには、可撓性シート４１，４２が殆ど伸張せずに可撓性袋４０が膨張している。
【００２３】
可撓性袋４０の縁部分、つまり、可撓性シート４１，４２の接合された部分には、開口４５，４６が形成されている。開口４５，４６は、切欠きであってもよいし、穴であってもよい。開口４５，４６が可撓性袋４０の内側に至っていないので、可撓性袋４０内の液体９９が開口４５，４６より漏れることはない。
【００２４】
可撓性シート４１，４２の縁部分は一部を除いて全周にわたって接合され、その接合されていない部分が液体取出口４３となる。液体取出口４３には管材４４が差し込まれ、この管材４４が可撓性袋４０に取り付けられている。液体取出口４３は、開口４５，４６から離れた位置にある。
【００２５】
管材４４には一方向弁が栓として取り付けられていてもよい。一方向弁は可撓性袋４０の内側から液体取出口４３を通って外に向かった液体の流れを阻止するものであり、一方向弁が強制的に開かれることによって可撓性袋４０の内側の液体が外に向かって流れ得る。具体的には、一方向弁は、可撓性・弾性を有する材料をダックビル状に形成したダックビル弁であり、この一方向弁はそのダックビル状の先端を可撓性袋４０の内側に向けた状態で管材４４に嵌め込まれている。
【００２６】
上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１が突き合わせられ、周壁２１と周壁１１の間に可撓性袋４０の縁部分が挟まれて、上ケース２０と下ケース１０が接合されている。可撓性袋４０の縁部分が全周にわたって上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１との間に挟まれていてもよいし、可撓性袋４０の縁部分の一部が上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１との間に挟まれていてもよい。可撓性袋４０の縁部分が全周にわたって上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁１１との間に挟まれていれば、可撓性袋４０の位置がずれずに安定する。可撓性袋４０の縁部分の一部が上ケース２０の周壁２１と下ケース１０の周壁との間に挟まれている場合、液体取出口４３が設けられている部分（辺）とその反対側の部分（辺）が周壁１１，２１の間に挟まれていれば、可撓性袋４０の位置がずれずに安定する。
【００２７】
上ケース２０と下ケース１０の接合は、例えばネジ、爪又は接着剤によるものである。図１では、接着剤５０によって上ケース２０と下ケース１０が接合されている。そして、この接着剤５０が周壁１１，２１の全周にわたってこれらの隙間に充填されているので、接着剤５０が液体と気体の外部への漏洩を防ぐシール材として機能する。
【００２８】
管材４４が下ケース１０の周壁１１と上ケース２０の周壁２１との間に挟まれている。管材４４が塞がれていないので、液体取出口４３が上ケース２０と外ケース１０の組み体の外面で開口している。
【００２９】
上ケース２０と下ケース１０の組み体による内部空間は、可撓性袋４０によって、上ケース２０側の室２３と下ケース１１側の室１３に区分けされている。可撓性袋４０の縁部分に形成された開口４５，４６の一部又は全体が周壁１１，２１よりも内側に配設され、室１３，２３が開口４５，４６によって通じている。そのため、開口４５，４６が連通路となっている。開口４５，４６が、後述する気液分離膜７０と同じもしくは同等機能の膜４７，４８によって閉塞されている。なお、膜４７，４８がなくてもよい。
【００３０】
下ケース１０の周壁１１には、インレットポート１４が設けられている。このインレットポート１４は、下側の室１３に通じている。
【００３１】
下ケース１０の周壁１１であって下ケース１０の底近傍には、アウトレットポート１５が設けられている。アウトレットポート１５は、下ケース１０の底近傍において下側の室１３に通じている。
【００３２】
室１３内には吸収体６０が配設されている。具体的には、下ケース１０の底に吸収体６０が貼着されている。吸収体６０はその毛管力により液体を吸収し得るものである。吸収体６０は、親水性を有するスポンジであって、具体的にはポリウレタン発泡体である。吸収体６０は予め圧縮された状態で室１３内の底に配設されている。
【００３３】
室１３内であってアウトレットポート１５近傍には、化学フィルタ６５が設けられている。具体的には、化学フィルタ６５は、室１３内においてアウトレットポート１５を閉塞するように設けられている。また、化学フィルタ６５は吸収体６０に接触している。化学フィルタ６５は、液体に含まれる不純物（例えば、イオン化した電解質）を吸着することで不純物を除去し、液体を純化する機能を有する。化学フィルタ６５は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とで構成されたイオン交換樹脂である。
なお、化学フィルタ６５がなく、吸収体６０がアウトレットポート１５を塞ぐように室１３内に配設されていてもよい（図３参照）。こうすれば、吸収体６０に吸収された液体がアウトレットポート１５から排出されやすい。
【００３４】
上ケース２０の上面であってインレットポート１４、アウトレットポート１５、液体取出口４３から離れた位置には、排気口２５が形成され、この排気口２５が室２３に通じている。排気口２５に気液分離膜７０が設けられ、排気口２５が気液分離膜７０によって閉塞されている。気液分離膜７０は気体を透過する性質と、液体を遮蔽する性質とを併せ持つ。気液分離膜７０は、例えば、ポリテラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質膜である。
【００３５】
この液体収納容器１の使用方法について説明する。
初期には、可撓性袋４０内に液体９９が満たされており、可撓性袋４０が膨張している。また、吸収体６０が圧縮されている。
【００３６】
液体収納容器１を本体に装着すると、本体に設けられた管等が液体取出口４３に挿入される。液体取出口４３に一方向弁が設けられている場合には、その管等が一方向弁に差し込まれ、一方向弁が強制的に開かれる。また、本体に設けられたポートがインレットポート１４、アウトレットポート１５にそれぞれ接続される。
【００３７】
そして、可撓性袋４０内の液体９９が液体取出口４３を通って流れ出て、本体に供給される。可撓性袋４０内の液体９９が減少していくと、可撓性袋４０が収縮し、可撓性袋４０内の容積が減っていく。
【００３８】
一方、可撓性袋４０内の液体９９が減少する過程で、蒸気を含むガス及び液体等が本体からインレットポート１４を通って室１３に送り込まれる。室１３に送り込まれるガスや液体の圧力によって可撓性袋４０が圧縮され、可撓性袋４０内の液体９９が効率よく減少し、可撓性袋は均一に収縮していく。
【００３９】
また、室１３内に送り込まれた液体及びそれに含まれる微粒子（例えば、カーボン粉などの固形物）が吸収体６０の毛管力によって吸収体６０に吸収される。液体等が吸収体６０に吸収されることで、吸収体６０が膨張する。吸収体６０が予め圧縮されていたので、可撓性袋４０内の液体９９の消費に伴う可撓性袋４０の体積変化に応じて、吸収体６０自体が膨張できる。
【００４０】
吸収体６０に吸収された液体は化学フィルタ６５に浸透し、化学フィルタ６５では、液体中のイオン成分が除去される。そして、純化した液体がアウトレットポート１５を通って流れ出て、本体に供給される。具体的には、本体側にポンプが設けられ、吸収体６０に吸収された液体がそのポンプによって化学フィルタ６５及びアウトレットポート１５を通過して、本体に供給される。
【００４１】
以上のように室１３に送られた液体が吸収体６０に吸収されるが、吸収体６０に吸収されなかった少量の液体やガス等は開口４５，４６を通って室２３に至る。ここで、液体は気液分離膜７０を透過せず、ガスが気液分離膜７０を透過して、外部に排出される。
【００４２】
室１３内に液体が貯留されるが、液体９９の消費に伴って室１３の容積が増える上、吸収体６０に吸収された液体がアウトレットポート１５を通じて本体に供給されるから、室１３内の液体が溢れることなく、安全に長時間連続してシステムを駆動することができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、可撓性袋４０が剛体の上ケース２０と剛体の下ケース１０の組み体内にあるので、可撓性袋４０が保護される。
また、上ケース２０と下ケース１０の組み体が剛性であるから、単なる可撓性袋と比較して取り扱いが容易であり、本体への液体収納容器１の装着・組み付けを容易に行うことができる。
また、可撓性袋４０の縁部分を上ケース２０と下ケース１０の縁部分に挟み込むという簡単な組み立て工程で、液体収納容器１を作成することができる。
【００４４】
また、可撓性袋４０の縁部分が上ケース２０と下ケース１０の組み体の内面に接合されているので、液体９９が減少する過程で可撓性袋４０が均一に収縮する。可撓性袋４０内の液体９９を使い切ることができる。つまり、可撓性袋４０の一部が極端に収縮しないので、その部分に液体９９が残留するといったことが起こりにくい。特に、その効果は、可撓性袋４０が重ねられた二枚のシート４１，４２からなるものであることによって相乗する。
【００４５】
また、可撓性袋４０の縁部分が挟まれることで、可撓性袋４０の位置が安定するから、可撓性袋４０によって各種の流路や穴（例えば、インレットポート１４、アウトレットポート１５、排気口２５）が塞がれることを防止することができる。
【００４６】
また、上ケース２０と下ケース１０の組み体の内部空間が可撓性袋４０によって上下に分けられたので、その内部空間を各種の用途に利用することができる。具体的には、液体９９とは別の液体を貯留するのに室１３を用いることができる。一方、室１３に対して仕切られた室２３があるので、室２３には液体が流入しにくく、気液分離膜７０の液体透過を防止するために室２３を用いることができる。
【００４７】
また、可撓性袋４０内に液体９９が充填され、液体９９が減少してもガスが可撓性袋４０内に入り込まないから、液体収納容器１の向きに関わらず、液体９９が液体取出口４３から排出される。また、室１３内に貯留された水は吸収体６０に吸収されるから、液体収納容器１の向きにかかわらず、液体がアウトレットポート１５から排出される。
【００４８】
また、室１３と室２３は開口４５，４６によって通じているだけだから、室１３内に貯留された液体が室２３へ移動しにくく、液体が排気口２５から外に漏れにくい。特に、開口４５，４６が気液分離膜によって閉塞されていると、その効果はさらに強化される。
また、開口４５，４６がインレットポート１４から離れた位置に設けられているから、室１３に導入された液体が開口４５，４６に達する前に、確実に吸収体６０に吸収される。
【００４９】
なお、可撓性袋４０の縁部分が両ケース１０，２０に挟持されることによって、可撓性袋４０の縁部分が両ケース１０，２０の組み体の内面に接合されているが、他の構成（例えば、接着、溶着、溶接等）により可撓性袋４０の縁部分が両ケース１０，２０の組み体の内面に接合されていてもよい。
【００５０】
また、図２の変形例として図４に示すように、可撓性袋４０の縁部分に開口４５，４６を形成せずに、上ケース２０及び下ケース１０の内面に溝５１，５２が上下方向に形成されていてもよい。溝５１，５２は可撓性袋４０の縁部分によって塞がれていないうえ、接着剤５０が溝５１，５２に埋め込まれていない。上ケース２０と下ケース１０の組み体の内面に上下の溝５１，５２が形成されているので、室１３と室２３が溝５１，５２によって通じ、溝５１，５２が連通路になっている。溝５１，５２が気液分離膜によって塞がれていてもよいし、塞がれていなくてもよい。
【００５１】
また、外容器が二つのケース２０，１０の組み体であったが、三つ以上のケースの組み体であってもよい。例えば、上ケース２０が更に複数のケースに分割され、これらが組み合わせられることで上ケース２０が構成され、下ケース１０が複数のケースに分割され、これらが組み合わせられることで下ケース１０が構成されてもよい。
【００５２】
また、液体収納容器１の用途は特に限定されるものではない。例えば、液体９９が液体燃料（例えば、メタノール）若しくは水又はこれらの混合液である場合、液体収納容器１を小型燃料電池システムに用いることができる。液体９９がインクである場合、液体収納容器１をインクジェットプリンタに用いることができる。
【００５３】
〔応用例〕
液体９９が液体燃料（例えば、メタノール、もしくはメタノール水溶液）である場合に、この液体収納容器１を用いた燃料電池システムの例について説明する。
【００５４】
図５は、液体収納容器１を用いた燃料電池システム１００を示したブロック図である。この燃料電池システム１００は携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子手帳等といった小型電子機器に搭載されている。この燃料電池システム１００は液体収納容器１に貯留された液体９９を用いて発電を行うものであり、燃料電池システム１００で発電した電力によって電子機器本体が動作する。
【００５５】
液体収納容器１が交換品であり、液体収納容器１が燃料電池システム１００の本体に対して着脱可能とされており、液体９９を消費したら、新たな液体収納容器１を用いる。
【００５６】
燃料電池システム本体１０１には、燃料供給ポート１０２、排出ポート１０３及び水供給ポート１０４が設けられている。液体収納容器１が燃料電池システム１００の本体に装着されると、燃料供給ポート１０２が液体取出口４３に接続される。また、排出ポート１０３はインレットポート１４に接続され、水供給ポート１０４はアウトレットポート１５に接続される。
【００５７】
燃料供給ポート１０２にはポンプ１０５が接続され、可撓性袋４０内の液体９９がポンプ１０５によって送液される。ポンプ１０５の下流に気化器１０６が設けられている。そのため、可撓性袋４０内の液体９９が気化器１０６に送られる。
【００５８】
水供給ポート１０４の下流にはポンプ１０７が接続されている。ポンプ１０７の下流に気化器１０６が設けられている。そのため、吸収体６０に吸収された水が化学フィルタ６５を介してポンプ１０７に吸引され、気化器１０６に送られる。水が化学フィルタ６５を透過する際に、水の中の不純物が化学フィルタ６５に吸着することで、水が純水化される。気化器１０６には、液体燃料である液体９９と水が適正な割合で混合された液体が流れ込む。
【００５９】
気化器１０６では、水と液体９９の混合液が気化される。気化器１０６で気化した燃料と水の混合気が改質器１０８に送られる。
【００６０】
改質器１０８では、燃料と水から水素等が触媒により生成される。液体９９がメタノールである場合、改質器１０８では次式（１）に示すような主反応である水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（１）
【００６１】
また、化学反応式（１）についで逐次的に起こる次式（２）のような副反応によって、副生成物として一酸化炭素が微量に（１％程度）生成される。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（２）
【００６２】
（１）式及び（２）式の反応による生成物が改質器１０８から一酸化炭素除去器１０９に送出される。また、一酸化炭素除去器１０９には外部の空気がエアポンプ１１０によって供給される。
【００６３】
一酸化炭素除去器１０９には、生成物と空気が混合されたものが投入される。一酸化炭素除去器１０９は、生成物のうち一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させ（式（３）参照）、一酸化炭素を除去するものである。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2 …（３）
【００６４】
一酸化炭素除去器１０９を経て得られた生成物が燃料電池１１１のアノードに供給される。一方、エアポンプ１１０によって吸引された空気は燃料電池１１１のカソードに供給される。
【００６５】
燃料電池１１１は固体高分子型燃料電池である。つまり、燃料電池１１１は、セパレータ、アノード、固体高分子電解質膜、カソード、セパレータの順に積層したものである。燃料電池１１１のアノード側では、一酸化炭素除去器１０９から送出された生成物中の水素による次式（４）のような反応が起こり、生成した水素イオンが固体高分子電解質膜を透過して酸素極に到達する。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- …（４）
一方、燃料電池１１１のカソードでは、固体高分子電解質膜を透過した水素イオンと、空気中の酸素と、電子とにより、次式（５）に示すように水が生成される。
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（５）
以上により、燃料電池１１１にて発電が行われる。燃料電池１１１で生成された電気は二次電池に充電されたり、電子機器の各部に供給されたりする。
【００６６】
燃料電池１１１のアノードではすべての水素が反応するわけでなく、未反応の水素も存在する。その水素は他の生成物とともに触媒燃焼器１１２に送られる。一方、外部の空気がエアポンプ１１０によって触媒燃焼器１１２に送られる。
【００６７】
触媒燃焼器１１２には、燃料電池１１１のアノードから送られた生成物と空気が混合されたものが投入される。触媒燃焼器１１２は、水素を触媒により燃焼するものである。触媒燃焼器１１２で水素燃焼が生じ、その燃焼熱は小型反応装置内に配置されている気化器１０６、改質器１０８及び一酸化炭素除去器１０９の加熱に利用される。
【００６８】
触媒燃焼器１１２で生じた水及び燃料電池１１１のカソードで生成された水は、残留ガスと共に熱交換器１１３に送られる。熱交換器１１３は、供給されたガスと外気との間で熱の交換を行うことで残留ガスの中に含まれる水蒸気を冷却し、凝縮させて水を液化するものである。熱交換器１１３で液化した水、残留ガスとその他の生成物が熱交換器１１３から排出ポート１０３及びインレットポート１４を通って室１３内に送り込まれる。そして、室１３では液体が吸収体６０に吸収される。気体の生成物等は気液分離膜７０を透過して、外部に排出される。
【００６９】
なお、液体収納容器１を燃料直接型の燃料電池システムや、液体燃料を用いる固体酸化物型燃料電池システムにも用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態における液体収納容器を示した縦断面図である。
【図２】上記液体収納容器を示した横断面図である。
【図３】上記液体収納容器に対して一部変更した液体収納容器を示した縦断面図である。
【図４】上記液体収納容器に対して一部変更した液体収納容器を示した縦断面図である。
【図５】上記液体収納容器を用いた燃料電池システムの構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 液体収納容器
１０ 下ケース
１４ インレットポート
１５ アウトレットポート
２０ 上ケース
２５ 排気口
４０ 可撓性袋
４１ 可撓性シート
４２ 可撓性シート
４３ 液体取出口
４５、４６ 開口
４７、４８ 膜
５１、５２ 溝
６０ 吸収体
６５ 化学フィルタ
７０ 気液分離膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のケースが組み合わせられて内部空間を形成してなる組み体と、
重ねられた二枚の可撓性シート又は二つ折りにされた可撓性シートの縁部分が接合されてなり、前記縁部分が前記組み体の内面に接合され、前記組み体の内部空間を二つの室に区切り、液体を収納する可撓性袋と、
前記可撓性袋に設けられ、前記可撓性袋内から前記組み体の外に通じた取出口と、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち一方の室から前記組み体の外に通じたポートと、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち他方の室から前記組み体の外に通じた排気口と、
前記組み体の内側に設けられ、前記二つの室に通じた連通路と、を備えることを特徴とする液体収納容器。
【請求項２】
前記可撓性袋の縁部分が前記ケースに挟持されていることによって、前記可撓性袋の縁部分が前記組み体の内面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項３】
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設され、前記第２のポートを塞いだイオン交換樹脂と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体収納容器。
【請求項４】
前記一方の室内に配設され、前記イオン交換樹脂に接触した吸収体を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の液体収納容器。
【請求項５】
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設された吸収体と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項６】
前記吸収体が前記第２のポートを塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の液体収納容器。
【請求項７】
前記連通路は、前記可撓性袋の縁部分に形成され且つ前記組み体の内部空間に配設された開口であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項８】
前記連通路は、前記組み体の内面に形成された溝であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項９】
前記排気口を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項１０】
前記連通路を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項１】
複数のケースが組み合わせられて内部空間を形成してなる組み体と、
重ねられた二枚の可撓性シート又は二つ折りにされた可撓性シートの縁部分が接合されてなり、前記縁部分が前記組み体の内面に接合され、前記組み体の内部空間を二つの室に区切り、液体を収納する可撓性袋と、
前記可撓性袋に設けられ、前記可撓性袋内から前記組み体の外に通じた取出口と、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち一方の室から前記組み体の外に通じたポートと、
前記組み体に設けられ、前記二つの室のうち他方の室から前記組み体の外に通じた排気口と、
前記組み体の内側に設けられ、前記二つの室に通じた連通路と、を備えることを特徴とする液体収納容器。
【請求項２】
前記可撓性袋の縁部分が前記ケースに挟持されていることによって、前記可撓性袋の縁部分が前記組み体の内面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の液体収納容器。
【請求項３】
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設され、前記第２のポートを塞いだイオン交換樹脂と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体収納容器。
【請求項４】
前記一方の室内に配設され、前記イオン交換樹脂に接触した吸収体を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の液体収納容器。
【請求項５】
前記組み体に設けられ、前記一方の室から前記組み体の外に通じた第２のポートと、
前記一方の室内に配設された吸収体と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項６】
前記吸収体が前記第２のポートを塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の液体収納容器。
【請求項７】
前記連通路は、前記可撓性袋の縁部分に形成され且つ前記組み体の内部空間に配設された開口であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項８】
前記連通路は、前記組み体の内面に形成された溝であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項９】
前記排気口を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の液体収納容器。
【請求項１０】
前記連通路を塞いだ気液分離膜を更に備えることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の液体収納容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１５４８８２（Ｐ２００９−１５４８８２Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３１９０４（Ｐ２００７−３３１９０４）
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２５日（２００７．１２．２５）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]