JP2008047404A - Method and system for manufacturing fuel cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体燃料を燃料電池に供給するための燃料カートリッジを製造する燃料カートリッジ製造方法及び燃料カートリッジ製造システムに関する。 The present invention relates to a fuel cartridge manufacturing method and a fuel cartridge manufacturing system for manufacturing a fuel cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell.
近年、携帯電話機や自動車の電源として燃料電池が実用化されつつある。このような燃料電池にはメタノール等の液体燃料が用いられる。燃料電池に液体燃料を供給する際には、容器に液体燃料を充填し、燃料電池に供給するための燃料カートリッジが用いられる(例えば、特許文献1及び2参照)。
ところで、燃料カートリッジには、安全性等の観点から液体燃料の漏洩しないことが要求される。このため、製造工程において、液体燃料の漏洩の観点から燃料カートリッジの良否を的確に検査することが必要となる。 By the way, the fuel cartridge is required not to leak liquid fuel from the viewpoint of safety or the like. For this reason, in the manufacturing process, it is necessary to accurately inspect the quality of the fuel cartridge from the viewpoint of leakage of liquid fuel.
本発明は従来の問題を解決するためになされたもので、燃料カートリッジの良否を的確に検査することが可能な燃料カートリッジ製造方法及び燃料カートリッジ製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object thereof is to provide a fuel cartridge manufacturing method and a fuel cartridge manufacturing system capable of accurately inspecting the quality of a fuel cartridge.
本発明は、液体燃料を燃料電池に供給するための燃料カートリッジを製造する燃料カートリッジ製造方法であって、容器に液体燃料を充填する充填ステップと、バルブを備え、前記液体燃料が充填された容器の開口部に取り付けられて該容器の内部を密封し、前記バルブが押圧されることによって前記容器の内部を開放する注出口部材を取り付ける第1の取り付けステップと、前記第1の取り付けステップにより注出口部材が取り付けられた容器の漏れを検出する検出ステップと、前記漏れ検出ステップにより漏れが検出されなかった容器に取り付けられた注出口部材に、蓋体を取り付ける第2の取り付けステップとを有することを特徴とする。 The present invention relates to a fuel cartridge manufacturing method for manufacturing a fuel cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell, comprising a filling step for filling a liquid fuel into a container, a valve, and the container filled with the liquid fuel A first attachment step that attaches a spout member that is attached to the opening of the container to seal the inside of the container and opens the inside of the container when the valve is pressed; A detection step of detecting leakage of the container to which the outlet member is attached, and a second attachment step of attaching a lid to the spout member attached to the container in which leakage has not been detected by the leakage detection step. It is characterized by.
この構成によれば、容器と注出口部材との間に隙間が生じていたり、容器に穴が開いていること等によって、容器に漏れが生じている場合には、その漏れが検出され、容器の内部が密封された状態であるか否かが検査される。従って、液体燃料の漏洩の観点から燃料カートリッジの良否を的確に検査することができる。また、容器の漏れの検出が、蓋体が注出口部材に取り付けられた後に行われると、容器と注出口部材の接続部分に隙間が生じていても、蓋体によって容器の内部が密封された状態となり、容器の漏れを的確に検出することができない場合があるが、蓋体が容器に取り付けられる前に容器の漏れの検出が行われることにより、容器の漏れの有無をより的確に検出する、換言すれば、燃料カートリッジの良否をより的確に検査することができる。 According to this configuration, if a leak occurs in the container due to a gap between the container and the spout member or a hole in the container, the leak is detected, and the container It is inspected whether the inside of the container is in a sealed state. Therefore, the quality of the fuel cartridge can be accurately inspected from the viewpoint of liquid fuel leakage. In addition, when the detection of the leakage of the container is performed after the lid is attached to the spout member, the inside of the container is sealed by the lid even if there is a gap in the connection portion between the container and the spout member. In some cases, it may not be possible to accurately detect the leakage of the container, but by detecting the leakage of the container before the lid is attached to the container, the presence or absence of the leakage of the container is more accurately detected. In other words, the quality of the fuel cartridge can be inspected more accurately.
また、本発明の燃料カートリッジ製造方法は、前記検出ステップが、前記注出口部材が取り付けられた容器を密閉された空間に配置し、該密閉された空間を減圧して前記注出口部材が取り付けられた容器の漏れを検出するようにしてもよい。 In the fuel cartridge manufacturing method of the present invention, in the detection step, the container to which the spout member is attached is arranged in a sealed space, the sealed space is decompressed, and the spout member is attached. You may make it detect the leak of a container.
また、本発明の燃料カートリッジ製造方法は、前記検出ステップが、前記密閉された空間の気圧の変化を検出するようにしてもよい。 In the fuel cartridge manufacturing method of the present invention, the detection step may detect a change in atmospheric pressure in the sealed space.
容器と注出口部材との間に隙間が生じていたり、容器に穴が開いていること等によって、容器に漏れが生じている場合には、減圧された密閉空間の気圧が増加する。従って、密閉空間の気圧の変化を検出することによって、容器の漏れの有無、換言すれば、燃料カートリッジの良否をより的確に検査することができる。また、容器側面を押圧して容器の漏れを検出する場合には、その押圧に大きな力を必要とするが、密閉された空間を減圧して、その空間の気圧の変化を検出する場合には、押圧力が必要でなく、容易に容器の漏れを検出することができる。 If a leak occurs in the container due to a gap between the container and the spout member or a hole in the container, the pressure in the decompressed sealed space increases. Therefore, by detecting a change in the air pressure in the sealed space, it is possible to more accurately inspect the presence or absence of leakage of the container, in other words, the quality of the fuel cartridge. In addition, when detecting the leakage of the container by pressing the side of the container, a large force is required for the pressing, but when the pressure of the space is detected by depressurizing the sealed space, No pressing force is required, and the leakage of the container can be easily detected.
また、本発明は、 液体燃料を燃料電池に供給するための燃料カートリッジを製造する燃料カートリッジ製造システムであって、容器に液体燃料を充填する充填手段と、バルブを備え、前記液体燃料が充填された容器の開口部に取り付けられて該容器の内部を密封し、前記バルブが押圧されることによって前記容器の内部を開放する注出口部材を取り付ける第1の取り付け手段と、前記第1の取り付け手段により注出口部材が取り付けられた容器の漏れを検出する検出手段と、前記検出手段により漏れが検出されなかった容器に取り付けられた注出口部材に、蓋体を取り付ける第2の取り付け手段とを有することを特徴とする。 The present invention also provides a fuel cartridge manufacturing system for manufacturing a fuel cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell, comprising a filling means for filling a liquid fuel into a container and a valve, and the liquid fuel is filled. A first attachment means for attaching a spout member attached to the opening of the container to seal the inside of the container and opening the inside of the container when the valve is pressed; and the first attachment means Detecting means for detecting leakage of the container to which the spout member is attached, and second attaching means for attaching the lid to the spout member attached to the container for which leakage has not been detected by the detecting means. It is characterized by that.
本発明によれば、蓋体が容器に取り付けられる前に、容器の漏れ検出が行われることにより、燃料カートリッジの良否を的確に検査することができる。 According to the present invention, the quality of the fuel cartridge can be accurately inspected by detecting leakage of the container before the lid is attached to the container.
以下、本発明の実施の形態の燃料カートリッジ製造方法について、図面を用いて説明する。図1は、燃料電池に対する液体燃料としてのメタノールの供給に用いられる、燃料カートリッジの製造工程を示す図である。図1に示すように、燃料カートリッジの製造工程は、容器内異物除去工程10と、容器組立工程20と、メタノール精製工程30と、充填ステップ及び第1の取り付けステップに対応する充填密封工程40と、重量測定ステップに対応する充填量検査工程50と、検出ステップに対応する密封検査工程60と、第2の取り付けステップに対応するキャップ巻き締め工程70と、包装工程80とからなる。
Hereinafter, a fuel cartridge manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a fuel cartridge used for supplying methanol as a liquid fuel to a fuel cell. As shown in FIG. 1, the fuel cartridge manufacturing process includes a container foreign
容器内異物除去工程10では、ボトル内の異物を吸引すること等により、当該異物をボトル内から除去する。容器組立工程20では、容器内異物除去工程10を経たボトルをハードケースに収容した容器が組み立てられる。メタノール精製工程30では、原料のメタノールを受け入れ、金属を除去するとともに、水により濃度を調整し、燃料電池の液体燃料に適したメタノールが精製される。このメタノール精製工程30によって、メタノールの金属濃度は1[ppb]以下程度まで低減される。
In the foreign
図2は、燃料カートリッジの製造に使用される製造システムの構成を示す図である。図2に示す製造システムは、上述した容器内異物除去工程10乃至包装工程80のうち、充填密封工程40、充填量検査工程50、密封検査工程60及びキャップ巻き締め工程70を担当するものである。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a manufacturing system used for manufacturing a fuel cartridge. The manufacturing system shown in FIG. 2 is in charge of the filling /
この製造システムは、搬送ベルト101乃至104、搬送ホイール111乃至113と、充填密封工程40を担当するヘッドタンク120、定量シリンダ121、カップラー整列器122、カップラー挿入・有無検査器124、コンテナノズル整列器126、コンテナノズル仮締め器128、コンテナノズル本締め器130と、充填量検査工程50を担当するウェイトチェッカ132と、密封検査工程60を担当するリーク検査器134と、キャップ巻き締め工程70を担当するキャップ整列器136、キャップ仮締め器138、キャップ本締め器140により構成される。
This manufacturing system includes a transport belt 101 to 104, a transport wheel 111 to 113, a
搬送ホイール111内にはヘッドタンク120及び定量シリンダ121が設けられている。ヘッドタンク120は、メタノール精製工程30において精製されたメタノールを貯蔵する。このヘッドタンク120の内壁面は、不動態化処理が施されており、当該内壁面の部材がメタノールに溶出することが防止される。定量シリンダ121は、図3に示すように、容器200を支持する支持部302と、ノズル部304とを有する。この定量シリンダ121は、ノズル部304の先端を容器200内に挿入するとともに、ヘッドタンク120に貯蔵されたメタノールを容器200の1本分に相当する量ずつ抽出し、当該容器200に充填する。この定量シリンダ121の内壁面は、PEEK(ポリ・エーテル・エーテル・ケトン)樹脂により形成されており、当該内壁面の部材がメタノールに溶出することが防止される。
A
更に、搬送ホイール111には、カップラー挿入・有無検査器124、コンテナノズル仮締め器128及びコンテナノズル本締め器130が所定の間隔で配置されている。搬送ホイール111は、回転と搬送と停止とを繰り返す間欠搬送により容器200を搬送する。具体的には、搬送ホイール111は、容器200がカップラー挿入・有無検査器124、コンテナノズル仮締め器128及びコンテナノズル本締め器130のそれぞれの配置位置に到達した時に所定時間停止するような間欠搬送を行う。
Further, a coupler insertion /
カップラー整列器122は、容器200の開口部に挿入される注出口部材を構成するカップラーを整列させる。カップラー挿入・有無検査器124は、図4(a)に示すように、整列されたカップラー201を摘み上げ、搬送ホイール111が停止するタイミングで、図4(b)及び(c)に示すように、到達した容器200の開口部にカップラー201を挿入し、更に、挿入されたか否かを判定する。容器200の開口部にカップラーを挿入することができなかった場合には、その容器200は不良品として排出される。
The coupler aligner 122 aligns the couplers constituting the spout member that is inserted into the opening of the
コンテナノズル整列器126は、注出口部材を構成するコンテナノズルを整列させる。コンテナノズル仮締め器128は、図5(a)に示すように、整列されたコンテナノズル202を摘み上げ、搬送ホイール111が停止するタイミングで、図5(b)及び(c)に示すように、到達した容器200のハードケースに対して、コンテナノズル202の仮締めを行う。更に、コンテナノズル本締め器130は、搬送ホイール111が停止するタイミングで、到達した容器200のハードケースに対して、コンテナノズル202の本締めを行う。これにより、容器200とカップラー201とを係合させて、容器200にカップラー201を固定することができる。このようにして、容器200にカップラー201及びコンテナノズル202が取り付けられることによって、燃料カートリッジ本体300が製造される。
The
図6は、燃料カートリッジ本体300の拡大断面図である。ボトル210は、ハードケース215に収容されており、当該ボトル210の口部先端には、バルブ220が配置される。バルブホルダ230は、環状の部材であり、バルブ220の下部を挿入するバネ250の下端を支持する。カートリッジベース240は、環状の部材であり、バルブホルダ230を嵌合して支持するとともに、バルブ220を、当該バルブ220の上部との間にわずかな隙間が生じるように収容する。バネ250は、バルブ220の下部を挿入し、下端がバルブホルダ230により支持されることによって、バルブ220を上方に付勢する。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the
Oリング260は、ゴムによって形成された環状部材であり、バルブホルダ230の側面に形成された凸部234とボトル210の上端との間に挿入され、バルブホルダ230を固定する。Oリング270は、同様にゴムによって形成された環状部材であり、下部がバネ250によって上方に付勢されたバルブ220の側面に形成された凸部222に当接し、上部がカートリッジベース240に当接することによってバルブ220を固定する。
The O-
カップラー201は、上述したバルブ220、バルブホルダ230、カートリッジベース240、バネ250、Oリング260及びOリング270によって構成される。コンテナノズル202は、ハードケース215に巻き締められることによって、カップラー201を固定する。
The
燃料カートリッジ本体300は、通常は、バルブ220がバネ250によって口部の先端の側に付勢されているため、Oリング270とバルブ220の凸部222との間に隙間が生じず、ボトル210の内部は、密封された状態となる。一方、燃料電池にメタノールが供給される場合には、燃料電池側に設けられた凸部によって、バルブ220は先端とは反対の側(図6の下方)に押圧され、バルブホルダ230の底部232に当接するまで移動する。この際、Oリング270とバルブ220の凸部222との間に隙間が生じる。これによって、ボトル210の内部と外部とが通気した状態となり、ボトル210の内部に充填されたメタノールが燃料電池に流れ込むことになる。
In the fuel cartridge
再び、図2に戻って説明する。コンテナノズル130によってコンテナノズル202がハードケース215に巻き締められることにより製造された燃料カートリッジ本体300は、搬送ホイール111によって搬送された後、更に、搬送ベルト102によって搬送される。
Again, referring back to FIG. The fuel cartridge
ウェイトチェッカ132は、搬送ベルト102上に配置され、当該搬送ベルト102を搬送される燃料カートリッジ本体300の重量を測定する。重量が予め定められた範囲内にない燃料カートリッジ本体300は、充填されたメタノールに過不足があるものとみなされ、不良品として排出される。
The weight checker 132 is disposed on the transport belt 102 and measures the weight of the fuel cartridge
重量が予め定められた範囲内である燃料カートリッジ本体300は、搬送ベルト102を搬送されて、搬送ホイール112に到達する。この搬送ホイール112の外周部には、リーク検査器134が配置されている。搬送ホイール112は、上述した搬送ホイール112と同様、回転と搬送と停止とを繰り返す間欠搬送により燃料カートリッジ本体300を搬送する。具体的には、搬送ホイール112は、燃料カートリッジ本体300がリーク検査器134の配置位置に到達した時に所定時間停止するような間欠搬送を行う。
The fuel cartridge
リーク検査器134は、図7に示すようにチャンバ135を有し、当該チャンバ135によって形成される密閉空間133内に燃料カートリッジ本体300を収容する。更に、リーク検査器134は、密閉空間133内の空気を吸引することによって減圧し、図示しない気圧検出器によって密閉空間133の気圧を検出する。この際、燃料カートリッジ本体300を構成するボトル210の内部が密封された状態であれば、密閉空間133の気圧は所定値に維持される。一方、ボトル210とカップラー201との間に隙間が生じていたり、ボトル210に穴が開いていること等によって、ボトル210に漏れが生じている場合には、ボトル210の内部と密閉空間133とが通気した状態となり、ボトル210の内部の気体の漏れによって密閉空間133の気圧が増加する。従って、密閉空間133の気圧が維持されていれば、燃料カートリッジ本体300は良品であると判定され、気圧が増加すれば、燃料カートリッジ本体300は不良品であると判定される。
As shown in FIG. 7, the leak tester 134 has a
また、リーク検査器134は、図示しない検出器によって密閉空間133に漏洩したメタノールを検出してもよい。この場合には、メタノールが検出された場合には、当該メタノールはボトル210の内部から漏洩したものであるから、不良品であると判定される。
Moreover, the leak tester 134 may detect methanol leaked into the sealed
再び、図2に戻って説明する。ボトル210の内部が密封された状態でない、すなわち、燃料カートリッジ本体300が不良品である場合には、当該燃料カートリッジ300は排出される。一方、ボトル210の内部が密封された状態である、すなわち、燃料カートリッジ本体300が良品である場合には、当該燃料カートリッジ本体300は、搬送ホイール112によって搬送された後、更に、搬送ベルト103によって搬送される。
Again, referring back to FIG. When the inside of the
搬送ベルト103によって搬送された燃料カートリッジ本体300は、搬送ホイール113に到達する。この搬送ホイール113の外周部には、キャップ仮締め器138及びキャップ本締め器140が所定の間隔で配置されている。搬送ホイール113は、上述した搬送ホイール111及び112と同様、回転と搬送と停止とを繰り返す間欠搬送により燃料カートリッジ本体300を搬送する。具体的には、搬送ホイール113は、燃料カートリッジ本体300がキャップ仮締め器138及びキャップ本締め器140のそれぞれの配置位置に到達した時に所定時間停止するような間欠搬送を行う。
The fuel cartridge
キャップ整列器136は、蓋体としてのキャップ203を整列させる。キャップ仮締め器138は、図8(a)に示すように、整列されたキャップ203を摘み上げ、搬送ホイール113が停止するタイミングで、図8(b)及び(c)に示すように、到達した燃料カートリッジ本体300のコンテナノズル202に対して、キャップ203の仮締めを行う。更に、キャップ本締め器140は、搬送ホイール113が停止するタイミングで、到達した燃料カートリッジ本体300のコンテナノズル202に対して、キャップ203の本締めを行う。
The cap aligner 136 aligns the
キャップ203が取り付けられた燃料カートリッジ本体300は、搬送ホイール113によって搬送された後、更に、搬送ベルト104によって搬送される。その後は、包装工程80に移行し、燃料カートリッジ本体300の底部への印字、側面へのステッカの貼付等が行われて、燃料カートリッジが完成し、更に、当該燃料カートリッジの箱詰めが行われる。
The
このように、本実施形態では、キャップ203がコンテナノズル202に巻き締められる前に、リーク検査器134が、減圧された密閉空間133の気圧の変化を検出することによって、ボトル210の内部が密封されているか否か、換言すれば、燃料カートリッジが良品であるか否かが検査されており、キャップ203がコンテナノズル202に巻き締められた後に、ボトル210の内部が密封されているか否かが検査される場合と比較して、燃料カートリッジの良否をより的確に検査することができる。
As described above, in this embodiment, before the
以上のように、本発明に係る燃料カートリッジ製造方法及び燃料カートリッジ製造システムによれば、燃料カートリッジの良否を的確に検査することができ、燃料カートリッジ製造方法等として有用である。 As described above, according to the fuel cartridge manufacturing method and the fuel cartridge manufacturing system of the present invention, the quality of the fuel cartridge can be accurately inspected, which is useful as a fuel cartridge manufacturing method and the like.
101、102、103、104 搬送ベルト
111、112、113 搬送ホイール
120 ヘッドタンク
121 定量シリンダ
122 カップラー整列器
124 カップラー挿入・有無検査器
126 コンテナノズル整列器
128 コンテナノズル仮締め器
130 コンテナノズル本締め器
132 ウェイトチェッカ
133 密閉空間
134 リーク検査器
135 チャンバ
136 キャップ整列器
138 キャップ仮締め器
140 キャップ本締め器
200 容器
201 カップラー
202 コンテナノズル
203 キャップ
101, 102, 103, 104 Conveying belt 111, 112, 113 Conveying
Claims (4)
容器に液体燃料を充填する充填ステップと、
バルブを備え、前記液体燃料が充填された容器の開口部に取り付けられて該容器の内部を密封し、前記バルブが押圧されることによって前記容器の内部を開放する注出口部材を取り付ける第1の取り付けステップと、
前記第1の取り付けステップにより注出口部材が取り付けられた容器の漏れを検出する検出ステップと、
前記漏れ検出ステップにより漏れが検出されなかった容器に取り付けられた注出口部材に、蓋体を取り付ける第2の取り付けステップとを有することを特徴とする燃料カートリッジ製造方法。 A fuel cartridge manufacturing method for manufacturing a fuel cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell, comprising:
A filling step for filling the container with liquid fuel;
A first outlet that is provided with a valve and is attached to an opening of a container filled with the liquid fuel so as to seal the inside of the container; An installation step;
A detection step for detecting leakage of the container to which the spout member is attached in the first attachment step;
A fuel cartridge manufacturing method, comprising: a second attachment step of attaching a lid to a spout member attached to a container in which no leakage was detected by the leakage detection step.
容器に液体燃料を充填する充填手段と、
バルブを備え、前記液体燃料が充填された容器の開口部に取り付けられて該容器の内部を密封し、前記バルブが押圧されることによって前記容器の内部を開放する注出口部材を取り付ける第1の取り付け手段と、
前記第1の取り付け手段により注出口部材が取り付けられた容器の漏れを検出する検出手段と、
前記検出手段により漏れが検出されなかった容器に取り付けられた注出口部材に、蓋体を取り付ける第2の取り付け手段とを有することを特徴とする燃料カートリッジ製造システム。
A fuel cartridge manufacturing system for manufacturing a fuel cartridge for supplying liquid fuel to a fuel cell,
Filling means for filling the container with liquid fuel;
A first outlet that is provided with a valve and is attached to an opening of a container filled with the liquid fuel so as to seal the inside of the container; Attachment means;
Detecting means for detecting leakage of the container to which the spout member is attached by the first attaching means;
A fuel cartridge manufacturing system comprising: a second attachment means for attaching a lid to a spout member attached to a container in which leakage has not been detected by the detection means.
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JP2006221377A JP2008047404A (en) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | Method and system for manufacturing fuel cartridge |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113405744A (en) * | 2021-06-16 | 2021-09-17 | 重庆科技学院 | Automatic detection system for air tightness of box |
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-
2006
- 2006-08-15 JP JP2006221377A patent/JP2008047404A/en active Pending
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