JP2007128700A - Fuel cartridge for fuel cell, and the fuel cell using the same - Google Patents

Fuel cartridge for fuel cell, and the fuel cell using the same Download PDF

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賢一 高橋
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裕之 長谷部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a connection structure of a fuel cartridge for fuel cell that restrains the nozzle part of the fuel cartridge from nonconformities caused by breakage thereof. <P>SOLUTION: The nozzle part 9 arranged on the fuel cartridge is inserted into a socket part 6 arranged on the fuel cell body, and connects the fuel cartridge to the fuel tank of the fuel cell body. A valve structure housed in the nozzle part 9 has a structure capable of being divided on the basis of a low strength part. For example, a valve structure is arranged at the valve body 17, having a valve head 17 and at a tip end side of the valve body 17, and has a valve system 18 having a constricted part 22 as the low strength part. The valve structure is divided, on the basis of the low strength part, when the nozzle part 9 is broken by a bending load added applied to the fuel cartridge. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は燃料電池用燃料カートリッジとそれを用いた燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cartridge for a fuel cell and a fuel cell using the same.

近年、ノートパソコンや携帯電話等の各種携帯用電子機器を長時間充電なしで使用可能とするために、これら携帯用電子機器の電源に燃料電池を用いる試みがなされている。燃料電池は燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料のみを補給すれば連続して長時間発電することができるという特徴を有している。このため、燃料電池を小型化できれば、携帯用電子機器の電源として極めて有利なシステムといえる。   In recent years, attempts have been made to use a fuel cell as a power source for portable electronic devices such as notebook computers and mobile phones so that they can be used for a long time without being charged. A fuel cell has a feature that it can generate electric power only by supplying fuel and air, and can generate electric power continuously for a long time by replenishing only fuel. For this reason, if the fuel cell can be reduced in size, it can be said that the system is extremely advantageous as a power source for portable electronic devices.

特に、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：direct methanol fuel cell）は、エネルギー密度の高いメタノールを燃料に用い、メタノールから電極触媒上で直接電流を取り出すことができるため、改質器が不要で小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも水素ガス等に比べて容易であることから、携帯機器用の電源として有望視されている。ＤＭＦＣにおける液体燃料の供給方式としては、液体燃料を気化させてブロア等で燃料電池セル内に送り込む気体供給型や液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池セル内に送り込む液体供給型等のアクティブ方式、また燃料タンク内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式が知られている。   In particular, direct methanol fuel cells (DMFCs) use methanol with high energy density as fuel and can extract current directly from methanol on the electrocatalyst, eliminating the need for a reformer and miniaturization. In addition, since it is easier to handle fuel than hydrogen gas, it is considered promising as a power source for portable devices. As a liquid fuel supply method in the DMFC, an active method such as a gas supply type in which the liquid fuel is vaporized and fed into the fuel cell with a blower or the like, or a liquid supply type in which the liquid fuel is directly fed into the fuel cell with a pump or the like, In addition, a passive system such as an internal vaporization type in which liquid fuel in a fuel tank is vaporized inside a cell and supplied to a fuel electrode is known.

これらの燃料供給方式のうち、アクティブ方式はＤＭＦＣの高出力化（大電力化）が可能であるため、ノートパソコン等の電源として期待されている。一方、パッシブ方式は燃料ポンプ等の能動的な燃料移送手段を必要としないことから、特にＤＭＦＣの小型化に対して有利である。例えば、特許文献１や特許文献２には液体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料の気化成分を拡散させて燃料極に供給する燃料気化層とを具備する内部気化型のＤＭＦＣが記載されている。パッシブ型ＤＭＦＣは携帯用オーディオプレーヤや携帯電話等の小型携帯機器の電源として期待されている。   Among these fuel supply systems, the active system is expected as a power source for notebook personal computers and the like because it can increase the output (high power) of the DMFC. On the other hand, the passive system does not require an active fuel transfer means such as a fuel pump, and is particularly advantageous for reducing the size of the DMFC. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 include a fuel permeation layer that holds liquid fuel, and a fuel vaporization layer that diffuses a vaporized component of the liquid fuel held in the fuel permeation layer and supplies it to the fuel electrode. An internal vaporization type DMFC is described. Passive DMFC is expected as a power source for small portable devices such as portable audio players and mobile phones.

アクティブ型ＤＭＦＣでは、液体燃料を収容した燃料カートリッジを燃料電池本体に接続し、この燃料カートリッジから直接もしくは燃料タンク（希釈調整槽等）を介して液体燃料を循環させることによって、燃料電池セルに液体燃料を供給している。一方、内部気化型等のパッシブ型ＤＭＦＣは、燃料タンクと液体燃料を気化させる機構とを具備しており、この燃料タンクに対してアクティブ型と同様に燃料カートリッジを用いて液体燃料を供給する。サテライトタイプ（外部注入式）の燃料カートリッジでは、それぞれバルブ機構を内蔵するノズルとソケットとで構成されたカップラを用いて、液体燃料の遮断並びに注入を行うことが試みられている（例えば特許文献３参照）。
特許第3413111号公報 特開2004-171844号公報 特開2004-127824号公報 In the active type DMFC, a fuel cartridge containing liquid fuel is connected to the fuel cell main body, and liquid fuel is circulated from the fuel cartridge directly or through a fuel tank (dilution adjustment tank, etc.), whereby liquid is supplied to the fuel cell. Fuel is being supplied. On the other hand, a passive type DMFC such as an internal vaporization type includes a fuel tank and a mechanism for vaporizing liquid fuel, and supplies liquid fuel to the fuel tank using a fuel cartridge as in the active type. In satellite type (external injection type) fuel cartridges, attempts have been made to shut off and inject liquid fuel using couplers each composed of a nozzle and a socket incorporating a valve mechanism (for example, Patent Document 3). reference).
Japanese Patent No. 3413111 JP 2004-171844 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-127824

ところで、内部気化型等のパッシブ型ＤＭＦＣは、例えば携帯用電子機器に搭載するために小型化が進められているため、ＤＭＦＣ側の燃料供給口（ソケット）も必然的に小型化されることになる。また、その結果として燃料カートリッジ側のノズルも小径化される傾向にある。このようなノズルとソケットとを接続し、燃料カートリッジからＤＭＦＣの燃料タンクに液体燃料を注入する場合、小径化されたノズルは燃料カートリッジに対して曲げ荷重のような力が加わった際に破損するおそれがある。   By the way, the passive type DMFC such as the internal vaporization type is being reduced in size for mounting in a portable electronic device, for example, so that the fuel supply port (socket) on the DMFC side is necessarily reduced in size. Become. As a result, the nozzle on the fuel cartridge side also tends to be reduced in diameter. When such a nozzle and socket are connected and liquid fuel is injected from the fuel cartridge into the DMFC fuel tank, the nozzle with the reduced diameter is damaged when a force such as a bending load is applied to the fuel cartridge. There is a fear.

燃料カートリッジはノズルに内蔵されたバルブ機構で液体燃料を遮断しているため、ノズルが破損すると燃料カートリッジに収容された液体燃料が漏れ出すおそれがある。また、ノズルが破損した際にバルブ機構自体は破損しないまでも、バルブ機構の構成部品が突出することで、誤ってバルブ機構を作動させて液体燃料が漏れ出す危険性がある。ノズルが破損する危険性はその径が小径化するほど高まることになる。   Since the fuel cartridge shuts off the liquid fuel by a valve mechanism built in the nozzle, there is a possibility that the liquid fuel contained in the fuel cartridge leaks if the nozzle is damaged. Further, even if the valve mechanism itself is not damaged when the nozzle is damaged, there is a risk that liquid fuel leaks due to the valve mechanism being erroneously operated due to the protruding components of the valve mechanism. The risk of breakage of the nozzle increases with decreasing diameter.

特に、ＤＭＦＣ用燃料カートリッジのノズルには、耐メタノール性を有するポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等のスーパーエンジニアプラスチックや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の汎用エンジニアプラスチックを使用することが検討されているが、これらは硬く、靭性に劣ることから、曲げ加重に対して折れやすいという難点を有している。   In particular, DMFC fuel cartridge nozzles include methanol-resistant polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), super engineering plastics such as liquid crystal polymer (LCP), polyethylene terephthalate (PET), and polybutylene. The use of general-purpose engineer plastics such as terephthalate (PBT) and polyacetal (POM) has been studied, but these are hard and inferior in toughness.

本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、ノズル部が破損した場合の不具合の発生を抑制することを可能にした燃料電池用燃料カートリッジ、およびそのような燃料カートリッジを適用した燃料電池を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to cope with such problems, and has applied a fuel cartridge for a fuel cell capable of suppressing the occurrence of problems when the nozzle portion is damaged, and such a fuel cartridge. The object is to provide a fuel cell.

本発明の一態様に係る燃料電池用燃料カートリッジは、燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に設けられ、バルブ機構を内蔵するノズル部とを具備する燃料電池用燃料カートリッジにおいて、前記バルブ機構は低強度部に基づいて分割可能な構造を有することを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。   A fuel cartridge for a fuel cell according to an aspect of the present invention includes a cartridge main body that stores liquid fuel for a fuel cell, and a nozzle portion that is provided in the cartridge main body and that incorporates a valve mechanism. The fuel cartridge for a fuel cell according to claim 1, wherein the valve mechanism has a structure that can be divided based on a low strength portion.

本発明の一態様に係る燃料電池は、上記した本発明の態様に係る燃料電池用燃料カートリッジと、前記燃料カートリッジのノズル部と着脱可能に接続されるソケット部を有する燃料タンクと、前記燃料タンクから前記液体燃料が供給されて発電動作する起電部とを備える燃料電池本体とを具備することを特徴としている。   A fuel cell according to one aspect of the present invention includes a fuel cartridge for a fuel cell according to the above-described aspect of the present invention, a fuel tank having a socket portion detachably connected to a nozzle portion of the fuel cartridge, and the fuel tank. And a fuel cell main body including an electromotive unit that is supplied with the liquid fuel and performs a power generation operation.

本発明の一態様に係る燃料電池用燃料カートリッジは、ノズル部に内蔵されるバルブ機構に分割可能な構造を適用しているため、ノズル部に曲げ荷重等が加わって破損した場合においても、バルブ機構の損傷やバルブ機構の誤作動による液体燃料の漏れ出し等の不具合の発生を抑制することができる。従って、このような燃料カートリッジを使用することによって、信頼性や実用性を高めた燃料電池を提供することが可能となる。   The fuel cartridge for a fuel cell according to one aspect of the present invention employs a severable structure for the valve mechanism built in the nozzle portion. Therefore, even when the nozzle portion is damaged due to bending load or the like, the valve mechanism It is possible to suppress the occurrence of problems such as liquid fuel leakage due to damage to the mechanism or malfunction of the valve mechanism. Therefore, by using such a fuel cartridge, it becomes possible to provide a fuel cell with improved reliability and practicality.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although embodiment of this invention is described based on drawing below, those drawings are provided for illustration and this invention is not limited to those drawings.

図１は本発明の一実施形態による燃料電池の構成を示す図である。図１に示す燃料電池１は、起電部となる燃料電池セル２と燃料タンク３とから主として構成される燃料電池本体４と、燃料タンク３に液体燃料を供給するサテライトタイプ（外部注入式）の燃料カートリッジ５とを具備している。燃料タンク３の下面側には、液体燃料の供給口となるソケット部６を有する燃料供給部７が設けられている。ソケット部６は後に詳述するようにバルブ機構を内蔵しており、液体燃料が供給されるとき以外は閉状態とされている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. A fuel cell 1 shown in FIG. 1 includes a fuel cell main body 4 mainly composed of a fuel cell 2 and a fuel tank 3 as an electromotive unit, and a satellite type (external injection type) for supplying liquid fuel to the fuel tank 3. The fuel cartridge 5 is provided. On the lower surface side of the fuel tank 3, a fuel supply portion 7 having a socket portion 6 serving as a liquid fuel supply port is provided. As will be described in detail later, the socket portion 6 incorporates a valve mechanism, and is closed except when liquid fuel is supplied.

一方、燃料カートリッジ５は、燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体８を有している。カートリッジ本体８の先端には、その内部に収容された液体燃料を燃料電池本体４に供給する際の燃料注出口となるノズル部９が設けられている。ノズル部９は後に詳述するようにバルブ機構を内蔵しており、液体燃料を供給するとき以外は閉状態とされている。このような燃料カートリッジ５は、燃料タンク３に液体燃料を注入するときのみ燃料電池本体４に接続されるものである。   On the other hand, the fuel cartridge 5 has a cartridge body 8 that stores liquid fuel for a fuel cell. At the tip of the cartridge main body 8, a nozzle portion 9 is provided as a fuel outlet when supplying the liquid fuel accommodated therein to the fuel cell main body 4. As will be described in detail later, the nozzle portion 9 has a built-in valve mechanism and is closed except when liquid fuel is supplied. Such a fuel cartridge 5 is connected to the fuel cell body 4 only when liquid fuel is injected into the fuel tank 3.

燃料カートリッジ５のカートリッジ本体８には、燃料電池本体４に応じた液体燃料、例えば直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）であれば各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が収容されている。なお、カートリッジ本体８に収容する液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではなく、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料電池本体４に応じた液体燃料が収容される。   The cartridge main body 8 of the fuel cartridge 5 contains liquid fuel corresponding to the fuel cell main body 4, for example, methanol fuel such as methanol aqueous solutions of various concentrations or pure methanol in the case of a direct methanol fuel cell (DMFC). The liquid fuel stored in the cartridge body 8 is not necessarily limited to methanol fuel, and may be ethanol fuel such as ethanol aqueous solution or pure ethanol, dimethyl ether, formic acid, or other liquid fuel. In any case, liquid fuel corresponding to the fuel cell main body 4 is accommodated.

上述した燃料電池本体４の燃料タンク３に設けられたソケット部６と燃料カートリッジ５のカートリッジ本体８に設けられたノズル部９とは、一対の接続機構（カップラ）を構成するものである。ソケット部６とノズル部９とで構成されたカップラの具体的な構成について、図２を参照して説明する。なお、図２は本発明の一実施形態による燃料電池用燃料カートリッジの要部構成を示すものである。図２は燃料カートリッジ５のノズル部９と燃料電池本体４のソケット部６とを接続する前の状態を示している。   The socket portion 6 provided in the fuel tank 3 of the fuel cell main body 4 and the nozzle portion 9 provided in the cartridge main body 8 of the fuel cartridge 5 constitute a pair of connection mechanisms (couplers). A specific configuration of the coupler constituted by the socket portion 6 and the nozzle portion 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the main configuration of a fuel cartridge for a fuel cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a state before the nozzle portion 9 of the fuel cartridge 5 and the socket portion 6 of the fuel cell body 4 are connected.

燃料電池本体４と燃料カートリッジ５とを接続するカップラにおいて、カートリッジ側接続機構としてのノズル部（オス側カップラ）９は、カートリッジ本体８の先端開口部に固着されたノズルベース部１１を有している。ノズルベース部１１はソケット部６と対向する平坦面１１ａを有しており、この平坦面１１ａから突出するように円筒状のノズル挿入部１２が設けられている。ノズル挿入部１２はその先端側にノズル口１３を有している。また、ノズルベース部１１の内側にはバルブシート１４が設けられている。ノズルベース部１１とノズル挿入部１２とは一体成形されている。   In a coupler for connecting the fuel cell body 4 and the fuel cartridge 5, a nozzle portion (male side coupler) 9 as a cartridge side connection mechanism has a nozzle base portion 11 fixed to the tip opening of the cartridge body 8. Yes. The nozzle base portion 11 has a flat surface 11a facing the socket portion 6, and a cylindrical nozzle insertion portion 12 is provided so as to protrude from the flat surface 11a. The nozzle insertion portion 12 has a nozzle port 13 on the tip side. A valve seat 14 is provided inside the nozzle base portion 11. The nozzle base portion 11 and the nozzle insertion portion 12 are integrally formed.

カートリッジ本体８の先端側内部には、カップ状の中栓１５が配置されている。中栓１５はノズルベース部１１の内側に位置しており、ノズルベース部１１と共にバルブ室を規定するものである。中栓１５はその先端側外縁部がカートリッジ本体８とノズルベース部１１とで挟み込まれて固定されている。ノズルベース部１１と中栓１５とで規定されたバルブ室内には、バルブ１６が配置されている。バルブ１６は、バルブヘッド１７ａを有するバルブ本体１７と、バルブ本体１７の先端側に設けられたバルブステム１８と、バルブ本体１７の後方側に設けられたガイドピン１９とを備えている。   A cup-shaped inner plug 15 is disposed inside the front end side of the cartridge body 8. The inner plug 15 is located inside the nozzle base portion 11 and defines the valve chamber together with the nozzle base portion 11. The inner end 15 of the inner plug 15 is fixed by being sandwiched between the cartridge body 8 and the nozzle base 11. A valve 16 is disposed in the valve chamber defined by the nozzle base portion 11 and the inner plug 15. The valve 16 includes a valve main body 17 having a valve head 17 a, a valve stem 18 provided on the distal end side of the valve main body 17, and a guide pin 19 provided on the rear side of the valve main body 17.

バルブヘッド１７ａを有するバルブ本体１７は、ノズルベース部１１と中栓１５とで規定されたバルブ室内に配置されている。バルブステム１８は円筒状のノズル挿入部１２内に収納されている。これらバルブ本体１７やバルブステム１８を有するバルブ１６は、軸方向（ノズル部９の挿入方向）に進退可能とされている。バルブヘッド１７ａとバルブシート１４との間には、Ｏリング２０が配置されている。バルブ本体１７には、例えば圧縮スプリング２１のような弾性部材で、バルブヘッド１７ａをバルブシート１４に押し付ける力が常時加えられており、これによってＯリング２０は押圧されている。   The valve body 17 having the valve head 17 a is disposed in the valve chamber defined by the nozzle base portion 11 and the inner plug 15. The valve stem 18 is accommodated in the cylindrical nozzle insertion portion 12. The valve 16 having the valve main body 17 and the valve stem 18 can be advanced and retracted in the axial direction (the insertion direction of the nozzle portion 9). An O-ring 20 is disposed between the valve head 17a and the valve seat 14. The valve body 17 is constantly applied with a force that presses the valve head 17 a against the valve seat 14 by an elastic member such as a compression spring 21, thereby pressing the O-ring 20.

従って、通常状態（燃料カートリッジ５が燃料電池本体４から切り離された状態）においては、Ｏリング２０を介してバルブヘッド１７ａをバルブシート１４に押し付けることによって、ノズル部９内の流路を閉状態としている。一方、後述するように燃料カートリッジ５を燃料電池本体４に接続すると、バルブステム１８が後退してバルブヘッド１７ａがバルブシート１４から離れることによって、ノズル部９内の流路が開状態とされる。中栓１５の底部には液体燃料の通路となる連通孔１５ａが設けられている。バルブ本体１７の後方側に設けられたガイドピン１９は連通孔１５ａ内に挿通されている。   Therefore, in a normal state (a state in which the fuel cartridge 5 is separated from the fuel cell body 4), the flow path in the nozzle portion 9 is closed by pressing the valve head 17a against the valve seat 14 via the O-ring 20. It is said. On the other hand, when the fuel cartridge 5 is connected to the fuel cell main body 4 as will be described later, the valve stem 18 is retracted and the valve head 17a is separated from the valve seat 14, whereby the flow path in the nozzle portion 9 is opened. . A communication hole 15 a serving as a liquid fuel passage is provided at the bottom of the inner plug 15. A guide pin 19 provided on the rear side of the valve body 17 is inserted into the communication hole 15a.

ここで、バルブ１６のバルブステム１８は低強度部を有している。具体的には図３に示すように、バルブステム１８には低強度部としてくびれ部２２が設けられている。くびれ部２２はバルブステム１８の周方向に連続して形成された溝で構成されている。バルブステム１８のくびれ部２２が設けられた部分は、他の部分より径が細くなっているため、例えば曲げ荷重（燃料カートリッジ５の挿入方向に対して角度をもった方向からの力）に対して他の部分より低強度化されている。   Here, the valve stem 18 of the valve 16 has a low strength portion. Specifically, as shown in FIG. 3, the valve stem 18 is provided with a constricted portion 22 as a low strength portion. The constricted portion 22 is constituted by a groove formed continuously in the circumferential direction of the valve stem 18. The portion of the valve stem 18 in which the constricted portion 22 is provided has a smaller diameter than the other portions, and thus, for example, against bending load (force from a direction having an angle with respect to the insertion direction of the fuel cartridge 5). The strength is lower than other parts.

従って、上記した曲げ荷重等がノズル部９に加わった際に、バルブステム１８はくびれ部２２から上下に分割（破断）されることになる。このように、バルブステム１８は低強度部としてのくびれ部２２に基づいて分割可能な構造を有している。この際、くびれ部２２に基づく破断面が分割面となる。くびれ部２２を構成する溝の幅や深さは、通常のバルブ動作時における耐久性と曲げ荷重が加わった際の破断性とを考慮して設定される。   Therefore, when the above bending load or the like is applied to the nozzle portion 9, the valve stem 18 is divided (broken) up and down from the constricted portion 22. Thus, the valve stem 18 has a structure that can be divided based on the constricted portion 22 as a low-strength portion. At this time, the fracture surface based on the constricted portion 22 becomes a split surface. The width and depth of the groove constituting the constricted portion 22 are set in consideration of durability during normal valve operation and breakability when a bending load is applied.

バルブステム１８やバルブ本体１７等を一体化したバルブ１６の構成材料としては、例えばスーパーエンジニアプラスチックや汎用エンジニアプラスチック等の樹脂が用いられる。特に、バルブステム１８は曲げ荷重等が加わった際に弾性変形等を生じさせることなく、くびれ部２２から分割（破断）されることが好ましい。このような点から、バルブステム１８（バルブ１６）はJIS K7171に基づく曲げ弾性率が2500MPa以上の樹脂で構成することが好ましい。樹脂の曲げ弾性率が2500MPa未満であると、バルブステム１８の分割性が低下するおそれがある。さらに、バルブ１６はメタノール燃料等と接触することから、その構成材料は耐メタノール性を有していることが好ましい。   As a constituent material of the valve 16 in which the valve stem 18 and the valve body 17 are integrated, for example, a resin such as super engineer plastic or general-purpose engineer plastic is used. In particular, the valve stem 18 is preferably divided (broken) from the constricted portion 22 without causing elastic deformation or the like when a bending load or the like is applied. From this point, the valve stem 18 (valve 16) is preferably made of a resin having a flexural modulus of 2500 MPa or more based on JIS K7171. If the bending elastic modulus of the resin is less than 2500 MPa, the splitting property of the valve stem 18 may be lowered. Further, since the valve 16 comes into contact with methanol fuel or the like, it is preferable that the constituent material has methanol resistance.

このような樹脂材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の汎用エンジニアプラスチック、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等のスーパーエンジニアプラスチックが挙げられる。バルブ１６の以外のノズル部９についても、同様なスーパーエンジニアプラスチックや汎用エンジニアプラスチック等で構成することが好ましい。   Examples of such resin materials include general-purpose engineer plastics such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and polyacetal (POM), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), and liquid crystal polymer (LCP). ) And other super engineer plastics. The nozzle portion 9 other than the valve 16 is also preferably made of the same super engineer plastic or general-purpose engineer plastic.

上述した各樹脂材料はいずれも曲げ弾性率が2500MPa以上で、かつ良好な耐メタノール性を有している。具体的には、JIS K7114の「プラスチックの耐薬品性試験方法」に準拠する純メタノールの浸漬試験において、質量変化率が0.3％以下、長さ変化率が0.5％以下、厚さ変化率が0.5％以下の条件を満足している。各変化率の値が上記した値未満であると、燃料カートリッジ５にメタノール燃料等を収容して実用に供した際に、ノズル部９に溶解やストレスクラッキング等が生じるおそれがある。従って、燃料カートリッジ５の実用的な耐久性や信頼性が低下する。   Each of the resin materials described above has a flexural modulus of 2500 MPa or more and good methanol resistance. Specifically, in a pure methanol immersion test according to JIS K7114 “Plastic chemical resistance test method”, the mass change rate is 0.3% or less, the length change rate is 0.5% or less, and the thickness change rate is 0.5. % Or less is satisfied. When the value of each change rate is less than the above-described value, there is a possibility that dissolution or stress cracking or the like may occur in the nozzle portion 9 when methanol fuel or the like is accommodated in the fuel cartridge 5 for practical use. Therefore, practical durability and reliability of the fuel cartridge 5 are lowered.

前述したように、燃料カートリッジ５側のノズル部９は、燃料電池本体４の小型化等に伴って小径化される傾向にある。小径化されたノズル部９は、燃料カートリッジ５に対して曲げ荷重（燃料カートリッジ５の挿入方向に対して角度をもった方向からの力による荷重）が加わった際に破損するおそれがある。具体的には、図４に示すように、ノズルベース部１１から突出したノズル挿入部１２が折れる可能性が高い。ノズル部９が破損する危険性は小径化するほど高まり、特にノズル部９を上述したスーパーエンジニアプラスチックや汎用エンジニアプラスチック等の曲げ加重に対する靭性に劣る材料で構成した際に破損しやすくなる。   As described above, the nozzle portion 9 on the fuel cartridge 5 side tends to be reduced in diameter as the fuel cell main body 4 is downsized. The nozzle portion 9 having a reduced diameter may be damaged when a bending load (a load due to a force from a direction having an angle with respect to the insertion direction of the fuel cartridge 5) is applied to the fuel cartridge 5. Specifically, as shown in FIG. 4, there is a high possibility that the nozzle insertion portion 12 protruding from the nozzle base portion 11 is broken. The risk of breakage of the nozzle portion 9 increases as the diameter decreases. In particular, the nozzle portion 9 is likely to break when it is made of a material having poor toughness against bending load such as the above-described super engineer plastic or general-purpose engineer plastic.

この実施形態ではバルブステム１８にくびれ部２２を設けて分割可能な構造としている。このため、図４に示したようにノズル挿入部１２が折れた場合に、バルブステム１８もくびれ部２２から折れて、その先端部側のみがノズル挿入部１２と共に外れることになる。従って、液体燃料を遮断するバルブ機構（バルブヘッド１７ａによる液体燃料の遮断機構）の損傷を防ぐことができる。すなわち、バルブステム１８全体が高強度を有していると、それが折れるまでに加わる力でバルブ機構が損傷するおそれがある。このような点に対して、バルブステム１８にくびれ部２２で低強度部を設けておくことによって、バルブステム１８の破損に伴うバルブ機構の損傷を防ぐことができる。   In this embodiment, a constricted portion 22 is provided on the valve stem 18 to provide a structure that can be divided. For this reason, when the nozzle insertion portion 12 is folded as shown in FIG. 4, the valve stem 18 is also folded from the constricted portion 22, and only the tip end side is detached together with the nozzle insertion portion 12. Therefore, it is possible to prevent damage to the valve mechanism that shuts off the liquid fuel (the liquid fuel shut-off mechanism by the valve head 17a). That is, if the entire valve stem 18 has high strength, the valve mechanism may be damaged by the force applied before the valve stem 18 is broken. In contrast to this, by providing the valve stem 18 with a low-strength portion at the constricted portion 22, damage to the valve mechanism accompanying breakage of the valve stem 18 can be prevented.

さらに、ノズル挿入部１２が破損した際に、たとえバルブステム１８が折れなかったとしても、破損後にはバルブステム１８がノズルベース部１１の平坦面１１ａから突出することになる。このような状態になると、誤ってバルブステム１８を押した場合に液体燃料が漏れ出す危険性がある。この実施形態ではノズル部９が破損した際に、バルブステム１８もくびれ部２２から折れてノズル挿入部１２と共に外れるため、破損後にバルブステム１８がノズルベース部１１の平坦面１１ａから突出することがない。従って、ノズル部９が破損した際の不具合の発生（液体燃料の漏液等）を抑制することが可能となる。   Furthermore, even if the valve stem 18 is not broken when the nozzle insertion portion 12 is broken, the valve stem 18 protrudes from the flat surface 11a of the nozzle base portion 11 after the breakage. In such a state, there is a risk of liquid fuel leaking out if the valve stem 18 is accidentally pushed. In this embodiment, when the nozzle portion 9 is damaged, the valve stem 18 is also bent from the constricted portion 22 and detached together with the nozzle insertion portion 12, so that the valve stem 18 may protrude from the flat surface 11 a of the nozzle base portion 11 after the damage. Absent. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of problems (such as liquid fuel leakage) when the nozzle portion 9 is damaged.

上述したように、ノズル挿入部１２が破損した場合において、バルブステム１８はその一部がノズルベース部１１の平坦面１１ａから突出しないように破断（分割）することが好ましい。従って、バルブステム１８のくびれ部２２は、ノズルベース部１１の平坦面１１ａと同一面上、もしくは平坦面１１ａよりバルブ本体１７側に位置するように形成することが好ましい。これによって、ノズル挿入部１２が破損した際のバルブステム１８の突出をより確実に防ぐことができる。   As described above, when the nozzle insertion portion 12 is damaged, the valve stem 18 is preferably broken (divided) so that a part thereof does not protrude from the flat surface 11 a of the nozzle base portion 11. Accordingly, the constricted portion 22 of the valve stem 18 is preferably formed so as to be located on the same surface as the flat surface 11a of the nozzle base portion 11 or on the valve body 17 side of the flat surface 11a. Thereby, the protrusion of the valve stem 18 when the nozzle insertion portion 12 is damaged can be prevented more reliably.

バルブステム１８に形成するくびれ部２２の形状は、特に限定されるものではなく、例えば図３に示した丸溝形状、図５に示す角溝形状、さらには図６や図７に示すような形状等、各種形状の溝でくびれ部２２を構成することができる。図３、図５〜図７は周方向全周にわたって溝を形成したくびれ部２２を有するバルブステム１８を示したが、くびれ部２２の形状はこれに限られるものではない。くびれ部２２はバルブステム１８の周方向の一部に形成するようにしてもよい。くびれ部２２の形成位置は、例えば図８に示すように周方向に2箇所であってもよいし、また4箇所であってもよい。このように、くびれ部２２は周方向の少なくとも一部に設けられていればよい。   The shape of the constricted portion 22 formed in the valve stem 18 is not particularly limited. For example, the round groove shape shown in FIG. 3, the square groove shape shown in FIG. 5, and further as shown in FIG. 6 and FIG. 7. The constricted portion 22 can be configured by grooves of various shapes such as shapes. 3 and 5 to 7 show the valve stem 18 having the constricted portion 22 in which grooves are formed over the entire circumference in the circumferential direction, the shape of the constricted portion 22 is not limited to this. The constricted portion 22 may be formed in a part of the valve stem 18 in the circumferential direction. For example, as shown in FIG. 8, the constricted portion 22 may be formed at two locations in the circumferential direction or at four locations. Thus, the constricted part 22 should just be provided in at least one part of the circumferential direction.

さらに、バルブステム１８の破断性を高める上で、例えば図９に示すように、ノズル挿入部１２の内周面にくびれ部２２に対応するリブ２３を設けることも有効である。ノズル挿入部１２の内周面にリブ２３を設けることによって、ノズル挿入部１２に曲げ荷重が加わった際に、リブ２３を介してくびれ部２２に力を有効に伝えることができる。これによって、くびれ部２２からの破断性を高めることができる。リブ２３は全周にわたって形成してもよいし、また数箇所にポッチ状に形成してもよい。また、リブ２３の断面形状は特に限定されるものではなく、種々の形状が適用可能である。   Furthermore, in order to improve the breakability of the valve stem 18, it is also effective to provide a rib 23 corresponding to the constricted portion 22 on the inner peripheral surface of the nozzle insertion portion 12 as shown in FIG. 9, for example. By providing the rib 23 on the inner peripheral surface of the nozzle insertion portion 12, when a bending load is applied to the nozzle insertion portion 12, the force can be effectively transmitted to the constricted portion 22 through the rib 23. Thereby, the breakability from the constricted part 22 can be enhanced. The ribs 23 may be formed over the entire circumference, or may be formed in a pot shape at several places. The cross-sectional shape of the rib 23 is not particularly limited, and various shapes can be applied.

図２ないし図４はくびれ部２２をノズルベース部１１の平坦面１１ａと同一面上に形成したバルブステム１８を示したが、くびれ部２２はさらにバルブ本体１７に近い位置に形成してもよい。図１０はくびれ部２２をバルブステム１８とバルブ本体１７との間に設けたバルブ１６を示している。このようなくびれ部２２によれば、図１１に示すように、バルブステム１８の破断面（分割面）がバルブ本体１７との境目、すなわちノズル部９のより内部に存在することになるため、バルブ機構の誤作動による漏液をより確実に防ぐことができる。また、くびれ部２２は図１２に示すように、ノズルベース部１１の平坦面１１ａと同一面上とバルブ本体１７との境目の2箇所に形成するようにしてもよい。   2 to 4 show the valve stem 18 in which the constricted portion 22 is formed on the same plane as the flat surface 11 a of the nozzle base portion 11, the constricted portion 22 may be formed at a position closer to the valve body 17. . FIG. 10 shows the valve 16 in which the constricted portion 22 is provided between the valve stem 18 and the valve body 17. According to the constricted portion 22 as described above, as shown in FIG. 11, the fracture surface (divided surface) of the valve stem 18 exists at the boundary with the valve body 17, that is, more inside the nozzle portion 9. Leakage due to malfunction of the valve mechanism can be prevented more reliably. Further, as shown in FIG. 12, the constricted portion 22 may be formed at two locations on the same plane as the flat surface 11 a of the nozzle base portion 11 and the boundary between the valve body 17.

バルブステム１８に適用する低強度部は、上述したくびれ部２２に限られるものではない。例えば図１３に示すように、低強度部はバルブステム１８の径方向に貫通孔２４を形成して構成することもできる。バルブステム１８の径方向に形成された貫通孔２４は、上述したくびれ部２２と同様に、曲げ荷重に対して低強度部として機能するため、バルブステム１８は貫通孔２４から分割することが可能となる。図１３に示したバルブステム１８は、低強度部としての貫通孔２４に基づいて分割可能な構造を有していてもよい。   The low strength portion applied to the valve stem 18 is not limited to the above-described constricted portion 22. For example, as shown in FIG. 13, the low-strength portion can be configured by forming a through hole 24 in the radial direction of the valve stem 18. The through hole 24 formed in the radial direction of the valve stem 18 functions as a low-strength portion with respect to a bending load, like the above-described constricted portion 22, so that the valve stem 18 can be divided from the through hole 24. It becomes. The valve stem 18 shown in FIG. 13 may have a structure that can be divided based on the through hole 24 as a low-strength portion.

低強度部としての貫通孔２４の形成位置は、上述したくびれ部２２と同様に、ノズルベース部１１の平坦面１１ａと同一面上（図１３）、バルブステム１８とバルブ本体１７との境目（図１４）、さらにはこれら2箇所（図１５）のいずれであってもよい。また、貫通孔２４の形状は丸穴に限らず、例えば図１６に示すように角穴であってもよい。貫通孔２４の大きさ（内径等）は、通常のバルブ動作時における耐久性と曲げ荷重が加わった際の破断性とを考慮して適宜に設定されるものである。   The formation position of the through hole 24 as the low-strength portion is the same as the flat surface 11a of the nozzle base portion 11 (FIG. 13), like the constricted portion 22 described above, and the boundary between the valve stem 18 and the valve main body 17 ( 14), and further any of these two locations (FIG. 15). Further, the shape of the through hole 24 is not limited to a round hole, and may be a square hole, for example, as shown in FIG. The size (inner diameter, etc.) of the through hole 24 is appropriately set in consideration of durability during normal valve operation and breakability when a bending load is applied.

一方、燃料電池側接続機構としてのソケット部（メス側カップラ）６は、図２に示したように、円筒状のハウジング３１を有している。ハウジング３１は上部部材３１ａ、中間部材３１ｂ、下部部材３１ｃを有しており、これらは一体化されて燃料電池本体４の燃料供給部７内に埋め込まれている。ハウジング３１の中間部材３１ｂは、その径方向内側に突出したリング状凸部３２を有している。リング状凸部３２上には弾性体ホルダとしてゴムホルダ３３が設置されており、このゴムホルダ３３は上部部材３１ａ内に配置されている。ゴムホルダ３３は中間のジャバラ形状と材料特性（ゴム弾性）に基づいて軸方向に弾性が付与されている。ゴムホルダ３３の内側は液体燃料の通路とされている。   On the other hand, the socket part (female side coupler) 6 as the fuel cell side connection mechanism has a cylindrical housing 31 as shown in FIG. The housing 31 includes an upper member 31a, an intermediate member 31b, and a lower member 31c, which are integrated and embedded in the fuel supply unit 7 of the fuel cell body 4. The intermediate member 31b of the housing 31 has a ring-shaped convex portion 32 protruding inward in the radial direction. A rubber holder 33 is installed as an elastic holder on the ring-shaped convex portion 32, and the rubber holder 33 is disposed in the upper member 31a. The rubber holder 33 is given elasticity in the axial direction based on an intermediate bellows shape and material characteristics (rubber elasticity). The inside of the rubber holder 33 serves as a liquid fuel passage.

ハウジング３１内にはバルブ３４が配置されている。バルブ３４は、バルブヘッド３５ａを有するバルブ本体３５と、バルブ本体３５の先端側に設けられたバルブステム３６と、バルブ本体３５の後方側に設けられたガイドピン３７とを備えている。バルブヘッド３５ａを有するバルブ本体３５は、中間部材３１ｂと下部部材３１ｃとで形成されたバルブ室内に配置されている。バルブステム３６はゴムホルダ３３内に収納されている。これらバルブ本体３５やバルブステム３６を有するバルブ３４は、軸方向（ノズル部９の挿入方向）に進退可能とされている。   A valve 34 is disposed in the housing 31. The valve 34 includes a valve main body 35 having a valve head 35 a, a valve stem 36 provided on the distal end side of the valve main body 35, and a guide pin 37 provided on the rear side of the valve main body 35. A valve body 35 having a valve head 35a is disposed in a valve chamber formed by the intermediate member 31b and the lower member 31c. The valve stem 36 is accommodated in the rubber holder 33. The valve 34 having the valve body 35 and the valve stem 36 can be advanced and retracted in the axial direction (the insertion direction of the nozzle portion 9).

バルブヘッド３５ａとリング状凸部３２の下面側に形成されたバルブシート３８との間には、Ｏリング３９が配置されている。バルブ本体３５には、圧縮スプリング４０でバルブヘッド３５ａをバルブシート３８に押し付ける力が常時加えられており、これによってＯリング３９は押圧されている。従って、通常状態（燃料電池本体４から燃料カートリッジ５が切り離された状態）においては、Ｏリング３９を介してバルブヘッド３５ａがバルブシート３８に押し付けられて、ソケット部６内の流路が閉状態とされている。燃料電池本体４に燃料カートリッジ５を接続すると、バルブステム３６が後退してバルブヘッド３５ａがバルブシート３８から離れることで、ソケット部６内の流路が開状態とされる。   An O-ring 39 is disposed between the valve head 35 a and the valve seat 38 formed on the lower surface side of the ring-shaped convex portion 32. A force for pressing the valve head 35 a against the valve seat 38 by the compression spring 40 is constantly applied to the valve body 35, and the O-ring 39 is pressed by this force. Accordingly, in a normal state (a state where the fuel cartridge 5 is separated from the fuel cell body 4), the valve head 35a is pressed against the valve seat 38 via the O-ring 39, and the flow path in the socket portion 6 is closed. It is said that. When the fuel cartridge 5 is connected to the fuel cell body 4, the valve stem 36 is retracted and the valve head 35 a is separated from the valve seat 38, whereby the flow path in the socket portion 6 is opened.

ハウジング３１の下部部材３１ｃには、燃料供給部７内を介して燃料タンク３に接続された連通孔４１が設けられている。なお、バルブ本体３４の後方側に設けられたガイドピン３７は連通孔４１内に挿通されている。このように、ソケット部６はハウジング３１内に設けられた流路が下部部材３１ｃに設けられた連通孔４１を介して燃料タンク３に接続されている。そして、バルブ３４を開状態としてソケット部６内の流路を開くことによって、燃料カートリッジ５に収容された液体燃料をソケット部６を介して燃料タンク３内に注入することが可能とされている。   The lower member 31 c of the housing 31 is provided with a communication hole 41 connected to the fuel tank 3 through the fuel supply unit 7. A guide pin 37 provided on the rear side of the valve body 34 is inserted into the communication hole 41. As described above, the socket portion 6 is connected to the fuel tank 3 through the communication hole 41 provided in the lower member 31 c in the flow path provided in the housing 31. Then, by opening the flow path in the socket part 6 with the valve 34 opened, the liquid fuel accommodated in the fuel cartridge 5 can be injected into the fuel tank 3 through the socket part 6. .

燃料カートリッジ５に収容された液体燃料を燃料電池本体４の燃料タンク３に供給するにあたっては、燃料カートリッジ５のノズル部９をソケット部６に挿入して接続する。ここで、ノズル部９のノズル挿入部１２の外周面には、燃料カートリッジ５の挿入方向（ノズル部９の軸方向）に沿って、例えば2条の案内溝２５が形成されている。一方、ソケット部６のハウジング３１の内周面には、案内溝２５と係合して燃料カートリッジ５の挿入を案内するキー部４２が設けられている。キー部４２は案内溝２５の数にしたがってハウジング３１の径方向内側に突出するように形成されている。   In supplying the liquid fuel stored in the fuel cartridge 5 to the fuel tank 3 of the fuel cell main body 4, the nozzle portion 9 of the fuel cartridge 5 is inserted into the socket portion 6 and connected. Here, on the outer peripheral surface of the nozzle insertion portion 12 of the nozzle portion 9, for example, two guide grooves 25 are formed along the insertion direction of the fuel cartridge 5 (the axial direction of the nozzle portion 9). On the other hand, a key portion 42 that engages with the guide groove 25 and guides the insertion of the fuel cartridge 5 is provided on the inner peripheral surface of the housing 31 of the socket portion 6. The key part 42 is formed so as to protrude inward in the radial direction of the housing 31 according to the number of the guide grooves 25.

案内溝２５の形状は、例えばノズル挿入部１２の軸方向に沿った直線状のものが挙げられる。さらに、案内溝２５はキー部４２を軸方向に沿って案内すると共に、ノズル部９がソケット部６にロックされるように、途中から周方向に変位するものであってもよい。すなわち、案内溝２５は直線形状に限らずＪ形状を有するものであってもよく、このような形状を有する案内溝２５をノズル挿入部１２の外周面に形成してもよい。一方、案内溝２５と係合するキー部４２には、ハウジング３１の内周面にボスを一体的に形成したものや、ハウジング３１とは別部材のキーをハウジング３１に差し込んだもの等が適用される。キー部４２は金属材料等で形成してもよい。   Examples of the shape of the guide groove 25 include a linear shape along the axial direction of the nozzle insertion portion 12. Further, the guide groove 25 may guide the key portion 42 along the axial direction and be displaced in the circumferential direction from the middle so that the nozzle portion 9 is locked to the socket portion 6. That is, the guide groove 25 is not limited to a linear shape, and may have a J shape. The guide groove 25 having such a shape may be formed on the outer peripheral surface of the nozzle insertion portion 12. On the other hand, the key portion 42 that engages with the guide groove 25 may be one in which a boss is integrally formed on the inner peripheral surface of the housing 31 or a key in which a key different from the housing 31 is inserted into the housing 31. Is done. The key part 42 may be formed of a metal material or the like.

上述した案内溝２５にキー部４２を係合させながらノズル部９をソケット部６に挿入すると、まずノズル挿入部１２の先端がゴムホルダ３３に接触し、バルブ３４が閉状態となる前に液体燃料の流路周辺のシールが確立する。この状態からノズル部９をソケット部６に差し込むと、ノズル部９のバルブステム１８とソケット部６のバルブステム３６の先端部同士が突き当たる。この状態からさらにノズル部９をソケット部６に差し込むと、ソケット部６のバルブ３４が後退して流路を完全に開放した後、ノズル部９のバルブ１６が後退して流路が開状態となり液体燃料流路が確立する。このように、ノズル部９とソケット部６の流路をそれぞれ開くことによって、燃料カートリッジ５に収容された液体燃料を燃料電池本体４の燃料タンク３に供給することができる。   When the nozzle portion 9 is inserted into the socket portion 6 while the key portion 42 is engaged with the guide groove 25 described above, first, the tip of the nozzle insertion portion 12 contacts the rubber holder 33, and the liquid fuel before the valve 34 is closed. A seal around the channel is established. When the nozzle portion 9 is inserted into the socket portion 6 from this state, the tip portions of the valve stem 18 of the nozzle portion 9 and the valve stem 36 of the socket portion 6 abut each other. When the nozzle portion 9 is further inserted into the socket portion 6 from this state, the valve 34 of the socket portion 6 moves backward to completely open the flow path, and then the valve 16 of the nozzle portion 9 moves backward to open the flow path. A liquid fuel flow path is established. Thus, the liquid fuel accommodated in the fuel cartridge 5 can be supplied to the fuel tank 3 of the fuel cell body 4 by opening the flow paths of the nozzle portion 9 and the socket portion 6 respectively.

この実施形態においては、前述したようにノズル部９のバルブ１６に分割可能な構造を適用している。従って、燃料カートリッジ５のノズル部９を燃料電池本体４のソケット部６に接続した場合において、燃料カートリッジ５に曲げ荷重が加わってノズル部９（例えばノズル挿入部１２）が破損したとしても、バルブステム１８の一部もしくは全部がノズル挿入部１２と共に外れるため、バルブ機構の損傷を防ぐことができる。また、破損後にノズルベース部１１の平坦面１１ａからバルブ１６の一部が突出するようなこともない。これらによって、燃料カートリッジ５のノズル部９が破損した際の不具合（液体燃料の漏液等）を抑制することが可能となる。   In this embodiment, the structure which can be divided | segmented into the valve | bulb 16 of the nozzle part 9 is applied as mentioned above. Accordingly, when the nozzle portion 9 of the fuel cartridge 5 is connected to the socket portion 6 of the fuel cell body 4, even if a bending load is applied to the fuel cartridge 5 and the nozzle portion 9 (for example, the nozzle insertion portion 12) is damaged, the valve Since part or all of the stem 18 comes off together with the nozzle insertion portion 12, damage to the valve mechanism can be prevented. Further, a part of the valve 16 does not protrude from the flat surface 11a of the nozzle base portion 11 after breakage. By these, it becomes possible to suppress problems (such as leakage of liquid fuel) when the nozzle portion 9 of the fuel cartridge 5 is damaged.

ところで、ノズル部９が破損した燃料カートリッジ５は、そのままでは再使用することができない。この実施形態の燃料カートリッジ５は、図１７に示すように、破損したノズル部９の外側に取り付ける予備ノズル４５を有している。予備ノズル４５は、バルブステム１８の低強度部（２２、２４）に基づく分割面上に配置される予備のバルブステム４６を備えている。予備のバルブステム４６は、予備ノズル４５のノズル挿入部４５ａからの抜け落ちを防止する大径部４６ａを有している。予備ノズル４５は、予備のバルブステム４６を配置した上で、破損したノズルベース部１１の外側に装着される。   By the way, the fuel cartridge 5 in which the nozzle portion 9 is damaged cannot be reused as it is. As shown in FIG. 17, the fuel cartridge 5 of this embodiment has a spare nozzle 45 attached to the outside of the damaged nozzle portion 9. The spare nozzle 45 includes a spare valve stem 46 disposed on a dividing surface based on the low-strength portions (22, 24) of the valve stem 18. The spare valve stem 46 has a large-diameter portion 46a that prevents the spare nozzle 45 from coming off from the nozzle insertion portion 45a. The spare nozzle 45 is mounted on the outside of the damaged nozzle base portion 11 after the spare valve stem 46 is disposed.

このように、予備ノズル４５を用意しておくことによって、ノズル部９が破損した燃料カートリッジ５を再使用することが可能となる。この実施形態においては、ノズル部９が破損した場合においても、バルブ機構の損傷を防ぐことができる。従って、破損したノズル部９の外側に、予備のバルブステム４６を有する予備ノズル４５を取り付けることによって、液体燃料の漏液等を招くことなく、燃料カートリッジ５を再使用することができる。なお図１７において、符号４７は液体燃料をシールするＯリングである。   Thus, by preparing the spare nozzle 45, it becomes possible to reuse the fuel cartridge 5 in which the nozzle portion 9 is damaged. In this embodiment, even when the nozzle part 9 is broken, damage to the valve mechanism can be prevented. Therefore, by attaching the spare nozzle 45 having the spare valve stem 46 to the outside of the damaged nozzle portion 9, the fuel cartridge 5 can be reused without causing liquid fuel leakage or the like. In FIG. 17, reference numeral 47 denotes an O-ring that seals liquid fuel.

次に、燃料電池本体４の構造について説明する。燃料電池本体４は特に限定されるものではなく、例えばサテライトタイプの燃料カートリッジ５が必要時に接続されるパッシブ型やアクティブ型のＤＭＦＣを適用することができる。ここでは、燃料電池本体４に内部気化型のＤＭＦＣを適用した実施形態について、図１８を参照して説明する。図１８に示す内部気化型（パッシブ型）のＤＭＦＣ４は、起電部を構成する燃料電池セル２と燃料タンク３に加えて、これらの間に介在された気体選択透過膜５１を具備している。   Next, the structure of the fuel cell body 4 will be described. The fuel cell body 4 is not particularly limited, and for example, a passive or active DMFC to which a satellite type fuel cartridge 5 is connected when necessary can be applied. Here, an embodiment in which an internal vaporization type DMFC is applied to the fuel cell main body 4 will be described with reference to FIG. The internal vaporization type (passive type) DMFC 4 shown in FIG. 18 includes a gas permselective membrane 51 interposed between the fuel cell 2 and the fuel tank 3 constituting the electromotive unit. .

燃料電池セル２は、アノード触媒層５２およびアノードガス拡散層５３からなるアノード（燃料極）と、カソード触媒層５４およびカソードガス拡散層５５からなるカソード（酸化剤極／空気極）と、アノード触媒層５２とカソード触媒層５４とで挟持されたプロトン（水素イオン）伝導性の電解質膜５６とから構成される膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）を有している。アノード触媒層５２およびカソード触媒層５４に含有される触媒としては、例えば、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。   The fuel cell 2 includes an anode (fuel electrode) composed of an anode catalyst layer 52 and an anode gas diffusion layer 53, a cathode (oxidant electrode / air electrode) composed of a cathode catalyst layer 54 and a cathode gas diffusion layer 55, and an anode catalyst. A membrane electrode assembly (MEA) composed of a proton (hydrogen ion) conductive electrolyte membrane 56 sandwiched between the layer 52 and the cathode catalyst layer 54 is provided. Examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 52 and the cathode catalyst layer 54 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, an alloy containing the platinum group element, and the like.

具体的には、アノード触媒層５２にメタノールや一酸化炭素に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を、カソード触媒層５４に白金やＰｔ−Ｎｉ等を用いることが好ましい。また、炭素材料のような導電性担持体を使用する担持触媒、あるいは無担持触媒を使用してもよい。電解質膜５６を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）等）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸等の無機物等が挙げられる。ただし、これらに限られるものではない。   Specifically, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo or the like having strong resistance to methanol or carbon monoxide for the anode catalyst layer 52 and platinum, Pt—Ni or the like for the cathode catalyst layer 54. Further, a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst may be used. Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 56 include fluorine-based resins such as perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) and Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). Etc.), hydrocarbon resins having a sulfonic acid group, and inorganic substances such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, it is not restricted to these.

アノード触媒層５２に積層されるアノードガス拡散層５３は、アノード触媒層５２に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層５２の集電体も兼ねている。一方、カソード触媒層５４に積層されるカソードガス拡散層５５は、カソード触媒層５４に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層５４の集電体も兼ねている。アノードガス拡散層５３にはアノード導電層５７が積層され、カソードガス拡散層５５にはカソード導電層５８が積層されている。   The anode gas diffusion layer 53 laminated on the anode catalyst layer 52 serves to uniformly supply fuel to the anode catalyst layer 52 and also serves as a current collector for the anode catalyst layer 52. On the other hand, the cathode gas diffusion layer 55 laminated on the cathode catalyst layer 54 serves to uniformly supply the oxidant to the cathode catalyst layer 54 and also serves as a current collector for the cathode catalyst layer 54. An anode conductive layer 57 is stacked on the anode gas diffusion layer 53, and a cathode conductive layer 58 is stacked on the cathode gas diffusion layer 55.

アノード導電層５７およびカソード導電層５８は、例えば金のような導電性金属材料からなるメッシュや多孔質膜、あるいは薄膜等で構成されている。なお、電解質膜５６とアノード導電層５７との間、および電解質膜５６とカソード導電層５８との間には、ゴム製のＯリング５９、６０が介在されており、これらによって燃料電池セル（膜電極接合体）２からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。   The anode conductive layer 57 and the cathode conductive layer 58 are configured by a mesh, a porous film, a thin film, or the like made of a conductive metal material such as gold. Rubber O-rings 59 and 60 are interposed between the electrolyte membrane 56 and the anode conductive layer 57, and between the electrolyte membrane 56 and the cathode conductive layer 58, and thereby, fuel cell (membrane). Electrode assembly) 2 prevents fuel leakage and oxidant leakage.

燃料タンク３の内部には、液体燃料Ｆとしてメタノール燃料が充填されている。また、燃料タンク３は燃料電池セル２側が開口されており、この燃料タンク３の開口部と燃料電池セル２との間に気体選択透過膜５１が設置されている。気体選択透過膜５１は、液体燃料Ｆの気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離膜である。このような気体選択透過膜５１の構成材料としては、例えばポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂が挙げられる。ここで、液体燃料Ｆの気化成分とは、液体燃料Ｆとしてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノールの気化成分と水の気化成分からなる混合気、純メタノールを使用した場合にはメタノールの気化成分を意味する。   The fuel tank 3 is filled with methanol fuel as the liquid fuel F. The fuel tank 3 is opened on the fuel cell 2 side, and a gas selective permeable membrane 51 is installed between the opening of the fuel tank 3 and the fuel cell 2. The gas selective permeable membrane 51 is a gas-liquid separation membrane that transmits only the vaporized component of the liquid fuel F and does not transmit the liquid component. Examples of the constituent material of the gas selective permeable membrane 51 include a fluororesin such as polytetrafluoroethylene. Here, the vaporization component of the liquid fuel F is a mixture of a vaporization component of methanol and a vaporization component of water when a methanol aqueous solution is used as the liquid fuel F, and a vaporization component of methanol when pure methanol is used. Means.

カソード導電層５８上には保湿層６１が積層されており、さらにその上には表面層６２が積層されている。表面層６２は酸化剤である空気の取入れ量を調整する機能を有し、その調整は表面層６２に形成された空気導入口６３の個数やサイズ等を変更することで行う。保湿層６１はカソード触媒層５４で生成された水の一部が含浸されて、水の蒸散を抑制する役割を果たすと共に、カソードガス拡散層５５に酸化剤を均一に導入することで、カソード触媒層５４への酸化剤の均一拡散を促進する機能も有している。保湿層６１は例えば多孔質構造の部材で構成され、具体的な構成材料としてはポリエチレンやポリプロピレンの多孔質体等が挙げられる。   A moisturizing layer 61 is laminated on the cathode conductive layer 58, and a surface layer 62 is further laminated thereon. The surface layer 62 has a function of adjusting the amount of air that is an oxidant, and the adjustment is performed by changing the number and size of the air inlets 63 formed in the surface layer 62. The moisturizing layer 61 is impregnated with a part of the water produced in the cathode catalyst layer 54 and serves to suppress the transpiration of water, and by uniformly introducing an oxidant into the cathode gas diffusion layer 55, the cathode catalyst. It also has the function of promoting uniform diffusion of the oxidant into the layer 54. The moisturizing layer 61 is composed of, for example, a porous member, and specific constituent materials include polyethylene and polypropylene porous bodies.

そして、燃料タンク３上に気体選択透過膜５１、燃料電池セル２、保湿層６１、表面層６２を順に積層し、さらにその上から例えばステンレス製のカバー６４を被せて全体を保持することによって、この実施形態のパッシブ型ＤＭＦＣ（燃料電池本体）４が構成されている。カバー６４には表面層６２に形成された空気導入口６３と対応する部分に開口が設けられている。また、燃料タンク３にはカバー６４の爪６４ａを受けるテラス６５が設けられており、このテラス６５に爪６４ａをかしめることで燃料電池本体４全体をカバー６４で一体的に保持している。なお、図１８では図示を省略したが、図１に示したように燃料タンク３の下面側にはソケット部６を有する燃料供給部７が設けられている。   Then, the gas selective permeable membrane 51, the fuel battery cell 2, the moisture retention layer 61, and the surface layer 62 are sequentially laminated on the fuel tank 3, and further, for example, a stainless steel cover 64 is covered thereon to hold the whole, A passive DMFC (fuel cell main body) 4 of this embodiment is configured. The cover 64 is provided with an opening at a portion corresponding to the air inlet 63 formed in the surface layer 62. Further, the fuel tank 3 is provided with a terrace 65 for receiving the claw 64 a of the cover 64. The claw 64 a is caulked on the terrace 65 so that the entire fuel cell body 4 is integrally held by the cover 64. Although not shown in FIG. 18, a fuel supply unit 7 having a socket 6 is provided on the lower surface side of the fuel tank 3 as shown in FIG.

上述したような構成を有するパッシブ型ＤＭＦＣ（燃料電池本体）４においては、燃料タンク３内の液体燃料Ｆ（例えばメタノール水溶液）が気化し、この気化成分が気体選択透過膜５１を透過して燃料電池セル２に供給される。燃料電池セル２内において、液体燃料Ｆの気化成分はアノードガス拡散層５３で拡散されてアノード触媒層５２に供給される。アノード触媒層５２に供給された気化成分は、下記の(1)式に示すメタノールの内部改質反応を生じさせる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ → ＣＯ2＋6Ｈ+＋6ｅ- …(1) In the passive DMFC (fuel cell main body) 4 having the above-described configuration, the liquid fuel F (for example, methanol aqueous solution) in the fuel tank 3 is vaporized, and the vaporized component permeates the gas selective permeable membrane 51 to produce fuel. The battery cell 2 is supplied. In the fuel cell 2, the vaporized component of the liquid fuel F is diffused in the anode gas diffusion layer 53 and supplied to the anode catalyst layer 52. The vaporized component supplied to the anode catalyst layer 52 causes an internal reforming reaction of methanol represented by the following formula (1).
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e − (1)

なお、液体燃料Ｆとして純メタノールを使用した場合には、燃料タンク３から水蒸気が供給されないため、カソード触媒層５４で生成した水や電解質膜５６中の水をメタノールと反応させて(1)の内部改質反応を生起するか、あるいは上記した(1)式の内部改質反応によらず、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。   When pure methanol is used as the liquid fuel F, since water vapor is not supplied from the fuel tank 3, the water produced in the cathode catalyst layer 54 or the water in the electrolyte membrane 56 is reacted with methanol to satisfy (1). Either the internal reforming reaction occurs or the internal reforming reaction is caused by another reaction mechanism that does not require water, regardless of the internal reforming reaction of the above formula (1).

内部改質反応で生成されたプロトン（Ｈ+）は電解質膜５６を伝導し、カソード触媒層５４に到達する。表面層６２の空気導入口６３から取り入れられた空気（酸化剤）は、保湿層６１、カソード導電層５８、カソードガス拡散層５５を拡散して、カソード触媒層５４に供給される。カソード触媒層５４に供給された空気は、次の(2)式に示す反応を生じさせる。この反応によって、水の生成を伴う発電反応が生じる。
（3/2）Ｏ2＋6Ｈ+＋6ｅ- → 3Ｈ2Ｏ …(2) Protons (H + ) generated by the internal reforming reaction are conducted through the electrolyte membrane 56 and reach the cathode catalyst layer 54. Air (oxidant) taken from the air inlet 63 of the surface layer 62 diffuses through the moisture retaining layer 61, the cathode conductive layer 58, and the cathode gas diffusion layer 55 and is supplied to the cathode catalyst layer 54. The air supplied to the cathode catalyst layer 54 causes the reaction shown in the following formula (2). This reaction causes a power generation reaction that accompanies the generation of water.
(3/2) O 2 + 6H + + 6e − → 3H 2 O (2)

上述した反応に基づく発電反応が進行するにしたがって、燃料タンク３内の液体燃料Ｆ（例えばメタノール水溶液や純メタノール）は消費される。燃料タンク３内の液体燃料Ｆが空になると発電反応が停止するため、その時点でもしくはそれ以前の時点で燃料タンク３内に燃料カートリッジ５から液体燃料Ｆを供給する。燃料カートリッジ５からの液体燃料Ｆの供給は、前述したように燃料カートリッジ５側のノズル部９を燃料電池本体４側のソケット部６に挿入して接続することにより実施される。   As the power generation reaction based on the above-described reaction proceeds, the liquid fuel F (for example, methanol aqueous solution or pure methanol) in the fuel tank 3 is consumed. Since the power generation reaction stops when the liquid fuel F in the fuel tank 3 becomes empty, the liquid fuel F is supplied from the fuel cartridge 5 into the fuel tank 3 at that time or before that time. Supply of the liquid fuel F from the fuel cartridge 5 is performed by inserting and connecting the nozzle portion 9 on the fuel cartridge 5 side to the socket portion 6 on the fuel cell body 4 side as described above.

この実施形態の燃料電池（パッシブ型ＤＭＦＣ）においては、燃料カートリッジ５の接続時にノズル部９が破損したとしても、バルブステム１８の一部もしくは全部がノズル挿入部１２等と共に外れるため、バルブ機構の損傷を防ぐことができる。また、破損後にノズルベース部１１の平坦面１１ａからバルブ１６の一部が突出するようなこともない。これらによって、燃料カートリッジ５のノズル部９が破損した際の不具合（液体燃料の漏液等）を抑制することが可能となる。従って、信頼性や実用性に優れた燃料電池システム１を提供することが可能となる。本発明は、液体燃料を燃料カートリッジにより供給する電量電池であればその方式や機構等に何等限定されるものではないが、特にパッシブ型ＤＭＦＣに好適である。   In the fuel cell (passive DMFC) of this embodiment, even if the nozzle portion 9 is damaged when the fuel cartridge 5 is connected, part or all of the valve stem 18 is detached together with the nozzle insertion portion 12 and the like. Damage can be prevented. Further, a part of the valve 16 does not protrude from the flat surface 11a of the nozzle base portion 11 after breakage. By these, it becomes possible to suppress problems (such as leakage of liquid fuel) when the nozzle portion 9 of the fuel cartridge 5 is damaged. Therefore, it becomes possible to provide the fuel cell system 1 excellent in reliability and practicality. The present invention is not limited to the method and mechanism as long as it is a coulometric battery that supplies liquid fuel by a fuel cartridge, but is particularly suitable for a passive DMFC.

本発明の一実施形態による燃料電池の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fuel cell by one Embodiment of this invention. 図１に示す燃料電池における燃料カートリッジ側のノズル部と燃料電池本体側のソケット部の構成（未接続状態）を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration (unconnected state) of a nozzle part on the fuel cartridge side and a socket part on the fuel cell body side in the fuel cell shown in FIG. 1. 図２に示すノズル部に適用したバルブの一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the valve | bulb applied to the nozzle part shown in FIG. 図２に示すノズル部のノズル挿入部が破損した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the nozzle insertion part of the nozzle part shown in FIG. 2 damaged. 図３に示すバルブの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the valve | bulb shown in FIG. 図３に示すバルブの他の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the other modification of the valve | bulb shown in FIG. 図３に示すバルブのさらに他の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the further another modification of the valve | bulb shown in FIG. 図３に示すバルブのさらに他の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the further another modification of the valve | bulb shown in FIG. 図２に示すノズル部にリブを適用した構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure which applied the rib to the nozzle part shown in FIG. 図２に示すノズル部におけるバルブステムのくびれ部の位置を変更した例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example which changed the position of the constriction part of the valve stem in the nozzle part shown in FIG. 図１０に示すノズル部のノズル挿入部が破損した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the nozzle insertion part of the nozzle part shown in FIG. 10 damaged. 図１０に示すバルブの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the valve | bulb shown in FIG. 本発明の他の実施形態によるバルブを示す正面図である。It is a front view which shows the valve | bulb by other embodiment of this invention. 図１３に示すバルブの変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the modification of the valve | bulb shown in FIG. 図１３に示すバルブの他の変形例を示す正面図である。It is a front view which shows the other modification of the valve | bulb shown in FIG. 図１３に示すバルブのさらに他の変形例を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing still another modification of the valve shown in FIG. 13. 破損後のノズル部に予備ノズルを装着した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which attached the spare nozzle to the nozzle part after a damage. 図１に示す燃料電池における燃料電池本体の一例として内部気化型ＤＭＦＣの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of internal vaporization type DMFC as an example of the fuel cell main body in the fuel cell shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…燃料電池、２…燃料電池セル、３…燃料タンク、４…燃料電池本体、５…燃料カートリッジ、６…ソケット部（メス側カップラ）、８…カートリッジ本体、９…ノズル部（オス側カップラ）、１２…ノズル挿入部、１４…バルブシート、１６…バルブ、１７…バルブ本体、１７ａ…バルブヘッド、１８…バルブステム、２２…くびれ部、２３…リブ、２４…貫通孔、４５…予備ノズル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 2 ... Fuel cell, 3 ... Fuel tank, 4 ... Fuel cell main body, 5 ... Fuel cartridge, 6 ... Socket part (female side coupler), 8 ... Cartridge main body, 9 ... Nozzle part (male side coupler) 12 ... Nozzle insertion part, 14 ... Valve seat, 16 ... Valve, 17 ... Valve body, 17a ... Valve head, 18 ... Valve stem, 22 ... Constriction, 23 ... Rib, 24 ... Through-hole, 45 ... Spare nozzle .

Claims (12)

燃料電池用の液体燃料を収容するカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体に設けられ、バルブ機構を内蔵するノズル部とを具備する燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記バルブ機構は低強度部に基づいて分割可能な構造を有することを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 In a fuel cartridge for a fuel cell, comprising: a cartridge body that contains liquid fuel for a fuel cell; and a nozzle portion that is provided in the cartridge body and incorporates a valve mechanism;
The fuel cartridge for a fuel cell, wherein the valve mechanism has a structure that can be divided based on a low strength portion. 請求項１記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記バルブ機構は、バルブヘッドを有するバルブ本体と、前記バルブ本体の先端側に設けられ、前記低強度部としてくびれ部を有するバルブステムと、前記バルブヘッドを前記ノズル部内に設けられたバルブシートに押し付けることにより前記ノズル部内の前記液体燃料の流路を閉状態に保つ弾性部材とを備えることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to claim 1, wherein
The valve mechanism includes a valve main body having a valve head, a valve stem provided at a distal end side of the valve main body and having a constricted portion as the low-strength portion, and a valve seat provided with the valve head in the nozzle portion. A fuel cartridge for a fuel cell, comprising: an elastic member that keeps the flow path of the liquid fuel in the nozzle portion closed by being pressed. 請求項２記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記くびれ部は前記バルブステムの周方向の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to claim 2,
The fuel cartridge for a fuel cell, wherein the constricted portion is provided in at least a part of a circumferential direction of the valve stem. 請求項２または請求項３記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記くびれ部は、前記カートリッジ本体の先端開口部に固着されたノズルベース部の平坦面と同一面上、もしくは前記平坦面より前記バルブ本体側に位置するように形成されていることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to claim 2 or 3,
The constricted portion is formed so as to be located on the same surface as the flat surface of the nozzle base portion fixed to the front end opening of the cartridge main body or on the valve main body side from the flat surface. Fuel cartridge for fuel cells. 請求項２ないし請求項４のいずれか１項記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記ノズル部は前記バルブステムを収納する円筒状のノズル挿入部を有し、前記ノズル挿入部の内周面には前記くびれ部に対応するリブが設けられていることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to any one of claims 2 to 4,
The nozzle portion has a cylindrical nozzle insertion portion that houses the valve stem, and a rib corresponding to the constriction portion is provided on an inner peripheral surface of the nozzle insertion portion. Fuel cartridge. 請求項１記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記バルブ機構は、バルブヘッドを有するバルブ本体と、前記バルブ本体の先端側に設けられ、前記低強度部として径方向に形成された貫通孔を有するバルブステムと、前記バルブヘッドを前記ノズル部内に設けられたバルブシートに押し付けることにより前記ノズル部内の前記液体燃料の流路を閉状態に保つ弾性部材とを備えることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to claim 1, wherein
The valve mechanism includes a valve body having a valve head, a valve stem provided at a distal end side of the valve body and formed in a radial direction as the low-strength portion, and the valve head in the nozzle portion. A fuel cartridge for a fuel cell, comprising: an elastic member that keeps the liquid fuel flow path in the nozzle portion closed by being pressed against a provided valve seat. 請求項６記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記貫通孔は、前記カートリッジ本体の先端開口部に固着されたノズルベース部の平坦面と同一面上、もしくは前記平坦面より前記バルブ本体側に位置するように形成されていることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to claim 6, wherein
The through hole is formed so as to be located on the same plane as the flat surface of the nozzle base portion fixed to the front end opening of the cartridge main body or on the valve main body side from the flat surface. Fuel cartridge for fuel cells. 請求項２ないし請求項７のいずれか１項記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記バルブステムは、JIS K7171に基づく曲げ弾性率が2500MPa以上の樹脂からなることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to any one of claims 2 to 7,
The fuel cartridge for a fuel cell, wherein the valve stem is made of a resin having a flexural modulus of 2500 MPa or more based on JIS K7171. 請求項２ないし請求項８のいずれか１項記載の燃料電池用燃料カートリッジにおいて、
前記バルブステムの前記低強度部に基づく分割面上に配置される予備のバルブステムを有し、前記ノズル部の先端部側が破断した際に前記ノズル部の外側に取り付けられる予備ノズルを具備することを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。 The fuel cartridge for a fuel cell according to any one of claims 2 to 8,
A spare valve stem disposed on a dividing surface based on the low-strength portion of the valve stem, and having a spare nozzle attached to the outside of the nozzle portion when the tip end side of the nozzle portion is broken. A fuel cartridge for a fuel cell. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の燃料電池用燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジのノズル部と着脱可能に接続されるソケット部を有する燃料タンクと、前記燃料タンクから前記液体燃料が供給されて発電動作する起電部とを備える燃料電池本体と
を具備することを特徴とする燃料電池。 A fuel cartridge for a fuel cell according to any one of claims 1 to 9,
A fuel tank main body comprising: a fuel tank having a socket part detachably connected to the nozzle part of the fuel cartridge; and an electromotive part that is supplied with the liquid fuel from the fuel tank and operates to generate electric power. A fuel cell. 請求項１０記載の燃料電池において、
前記起電部は、燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極と前記酸化剤極とに挟持された電解質膜とを備えることを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 10, wherein
The electromotive unit includes a fuel electrode, an oxidant electrode, and an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the oxidant electrode. 請求項１１記載の燃料電池において、
さらに、前記燃料タンクと前記起電部との間に介在され、前記液体燃料の気化成分を前記燃料極に供給する気体選択透過膜を具備することを特徴とする燃料電池。 The fuel cell according to claim 11, wherein
The fuel cell further includes a gas permselective membrane interposed between the fuel tank and the electromotive unit and supplying a vaporized component of the liquid fuel to the fuel electrode.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220571A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Toshiba Corp Coupler for fuel cell, and fuel cell using it
WO2007139175A1 (en) * 2006-05-25 2007-12-06 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Plug structure for coupler
JP2008021481A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Tokai Corp Connector of cartridge for fuel cell
JP2009021252A (en) * 2007-07-16 2009-01-29 Samsung Sdi Co Ltd Power unit, cartridge, and fuel cell system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220571A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Toshiba Corp Coupler for fuel cell, and fuel cell using it
WO2007139175A1 (en) * 2006-05-25 2007-12-06 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Plug structure for coupler
JP2008021481A (en) * 2006-07-12 2008-01-31 Tokai Corp Connector of cartridge for fuel cell
JP2009021252A (en) * 2007-07-16 2009-01-29 Samsung Sdi Co Ltd Power unit, cartridge, and fuel cell system

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