JP2008140585A

JP2008140585A - Fuel cartridge

Info

Publication number: JP2008140585A
Application number: JP2006323514A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yadoiwa; 武宿岩; Yukinori Sawa; 澤　　幸儀; Toshifumi Kamiya; 俊史神谷
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cartridge in which with or without of residual amount of a liquid fuel can be detected precisely by a visual observation even if the liquid level is fluctuated owing to the direction of the fuel cartridge. <P>SOLUTION: This is the fuel cartridge in which the liquid fuel 15 is housed in a fuel storage tank 10 having a valve body 11 and an air replacing hole, a fuel derivative 20 to which a capillary force is imparted in order to guide the liquid fuel 15 is included, and by the fact that the fuel derivative 20 and a fuel feed body 40 in order to supply the liquid fuel is brought into contact, the liquid fuel becomes suppliable. This is the fuel cartridge A in which the liquid fuel 15 is supplied to a fuel feed body 40 via a fuel guide tube 30 formed of a resin having light transmittance installed at the fuel derivative 20, and a liquid fuel end sign from the fuel cartridge is detected by judging the fuel guide tube 30 with a sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池用の燃料カートリッジに関し、更に詳しくは、携帯電話、ノート型パソコン及びＰＤＡなどの携帯用電子機器の電源として用いられる小型の燃料電池用に好適な燃料カートリッジに関する。 The present invention relates to a fuel cartridge for a fuel cell, and more particularly to a fuel cartridge suitable for a small fuel cell used as a power source for portable electronic devices such as a mobile phone, a notebook computer, and a PDA.

一般に、燃料電池は、空気電極層、電解質層及び燃料電極層が積層された燃料電池セルと、燃料電極層に還元剤としての燃料を供給するための燃料供給部と、空気電極層に酸化剤としての空気を供給するための空気供給部とからなり、燃料と空気中の酸素とによって燃料電池内で電気化学反応を生じさせ、外部に電力を得るようにした電池であり種々の形式のものが開発されている。 In general, a fuel cell includes a fuel cell in which an air electrode layer, an electrolyte layer, and a fuel electrode layer are stacked, a fuel supply unit for supplying fuel as a reducing agent to the fuel electrode layer, and an oxidant for the air electrode layer. As an air supply unit for supplying air as a battery, an electrochemical reaction is generated in the fuel cell by the fuel and oxygen in the air, and electric power is obtained outside. Has been developed.

近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりにより、クリーンなエネルギー源としての燃料電池を、各種用途に用いることが検討されており、特に、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる燃料電池が注目されてきている（例えば、特許文献１及び２参照）。
これらの燃料電池において、液体燃料を直接収容する燃料タンクとしては、例えば、液体燃料を直接収容するカートリッジ型の燃料電池用液体燃料貯蔵容器（例えば、特許文献３参照）や、燃料タンクの側面の少なくとも一部を透明若しくは半透明とし、また、視認性の窓部を設け、液体燃料の残量を視認可能とする燃料電池用燃料タンク、燃料カートリッジ（例えば、特許文献４〜６参照）が知られている。 In recent years, due to increasing awareness of environmental issues and energy conservation, the use of fuel cells as clean energy sources for various applications has been studied. In particular, power can be generated simply by supplying liquid fuel containing methanol and water directly. Fuel cells have attracted attention (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
In these fuel cells, as a fuel tank that directly stores liquid fuel, for example, a cartridge-type liquid fuel storage container for a fuel cell that directly stores liquid fuel (see, for example, Patent Document 3) or a side surface of the fuel tank. There are known fuel tanks and fuel cartridges for fuel cells (see, for example, Patent Documents 4 to 6), which are at least partially transparent or translucent and provided with a visibility window so that the remaining amount of liquid fuel can be visually recognized. It has been.

しかしながら、これらの文献に記載された液体燃料を直接収容する燃料タンク等は、残燃料を残量視認部で視認することにより容易に確認できるものとしているが、残液体燃料を確認するための液面は、燃料タンクや燃料カートリッジの向きによって変動するため、液体燃料の残量を視認により正確に検知することができないという課題がある。また、光学センサーを取り付けて液体燃料の残量を検知する試みもなされているが、残液体燃料の液面が変動するため、センサーの一と、カートリッジの向きによっては、センサーにて電気的に検知することも難しく技術上の課題があるのが現状である。
特開平５−２５８７６０号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開平５−３０７９７０号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００３−１０９６３３号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００５−３２７２０号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００５−１０８８１２号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００６−１７３００６号公報（特許請求の範囲、実施例等） However, a fuel tank or the like that directly stores liquid fuel described in these documents can be easily confirmed by visually recognizing the remaining fuel with the remaining amount visually recognizing portion. Since the surface varies depending on the orientation of the fuel tank or the fuel cartridge, there is a problem that the remaining amount of liquid fuel cannot be detected accurately by visual recognition. Attempts have also been made to detect the remaining amount of liquid fuel by attaching an optical sensor. However, since the liquid level of the remaining liquid fuel fluctuates, depending on the sensor and the orientation of the cartridge, It is difficult to detect and there are technical problems at present.
JP-A-5-258760 (Claims, Examples, etc.) JP-A-5-307970 (Claims, Examples, etc.) JP 2003-109633 A (Claims, Examples, etc.) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-32720 (Claims, Examples, etc.) JP-A-2005-108812 (Claims, Examples, etc.) JP 2006-173006 A (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来の燃料カートリッジにおける課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、燃料カートリッジの向きによって液面が変動しても、液体燃料の残量の有無をセンサーにより判別することができる燃料カートリッジを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems and current situation of the conventional fuel cartridge, and even if the liquid level fluctuates depending on the orientation of the fuel cartridge, the presence or absence of the remaining amount of liquid fuel is detected. An object of the present invention is to provide a fuel cartridge that can be discriminated by the above.

本発明者らは、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、燃料貯蔵槽内に、液体燃料が収容されると共に、液体燃料を誘導するための毛管力が付与された燃料誘導体が内包され、かつ、該燃料誘導体と液体燃料を供給するための燃料供給体とが接触することにより液体燃料が供給可能となる燃料カートリッジにおいて、燃料誘導体から燃料供給体に供給される構造を特定構造等とすることにより、上記目的の燃料カートリッジが得られることに成功し、本発明を完成するに至ったのである。 As a result of intensive studies on the above-described conventional problems and the like, the present inventors have encapsulated a fuel derivative in which liquid fuel is contained and a capillary force for inducing liquid fuel is provided in the fuel storage tank. In addition, in the fuel cartridge capable of supplying liquid fuel by contacting the fuel derivative and a fuel supply body for supplying liquid fuel, the structure supplied from the fuel derivative to the fuel supply body is a specific structure, etc. As a result, the above-described fuel cartridge was successfully obtained, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、次の（１）〜（１３）に存する。
（１）弁体及び空気置換孔を有する燃料貯蔵槽内に、液体燃料が収容されると共に、液体燃料を誘導するための毛管力が付与された燃料誘導体が内包され、かつ、該燃料誘導体と液体燃料を供給するための燃料供給体とが接触することにより液体燃料が供給可能となる燃料カートリッジであって、前記液体燃料は、燃料誘導体に設けられた光透過性を有する樹脂で形成された燃料誘導管を介して燃料供給体に供給されると共に、前記燃料カートリッジからの液体燃料終了サインを燃料誘導管をセンサーにて判別することにより検知することを特徴とする燃料カートリッジ。
（２）前記燃料誘導管の内周部及び／又は外周部には、液体燃料はじき層が形成されていることを特徴とする上記（１）記載の燃料カートリッジ。
（３）前記燃料供給体の毛管力が、燃料誘導体の毛管力よりも大きいことを特徴とする上記（１）又は（２）記載の燃料カートリッジ。
（４）前記燃料誘導管の内周部に微小な凹凸部を形成してなることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。
（５）前記燃料誘導体が、燃料貯蔵槽内下部まで挿入されたことを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。
（６）弁体は、スリット弁から構成され、該スリット弁に燃料供給体を挿入することで燃料カートリッジの燃料誘導体と挿入した燃料供給体とを連通させ、燃料カートリッジ内部の液体燃料を外部へ供給させる連通部が形成されると共に、スリット弁外周に突出部が形成され、該スリット弁が燃料カートリッジに収納された際に、前記突出部によりスリット弁が径方向に圧縮されることで前記連通部に圧縮力が作用するようにしたことを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。
（７）前記空気置換孔は、燃料供給体をスリット弁に挿入することで、燃料供給体及びスリット弁の隙間に形成され、該空気置換孔によって燃料カートリッジ内部を開放し、燃料カートリッジ内部に空気置換できる空気置換部が形成されることを特徴とする上記（６）記載の燃料カートリッジ。
（８）前記空気置換孔は、燃料カートリッジの何れか部分に形成されることを特徴とする上記（１）〜（６）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。
（９）前記空気置換孔を、燃料供給体に挿入した状態で、閉鎖可能であることを特徴とする上記（８）記載の燃料カートリッジ。
(１０) 前記空気置換孔は、液体燃料に対し毛管力を有しないことを特徴とする上記（１）〜（９）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。
(１１) 燃料カートリッジは、酸素バリア性に優れる樹脂層を少なくとも一層以上有する樹脂層により構成されていることを特徴とする上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。
(１２) 酸素バリア性に優れる樹脂が、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも１種である上記（１１）記載の燃料カートリッジ。
(１３) 液体燃料がメタノール液、エタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、ショ糖水溶液から選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（１２）の何れか一つに記載の燃料カートリッジ。 That is, the present invention resides in the following (1) to (13).
(1) In a fuel storage tank having a valve body and an air replacement hole, a liquid derivative is contained, and a fuel derivative to which a capillary force for guiding the liquid fuel is applied is included. A fuel cartridge capable of supplying liquid fuel by contact with a fuel supply body for supplying liquid fuel, wherein the liquid fuel is formed of a light-transmitting resin provided in a fuel derivative A fuel cartridge which is supplied to a fuel supply body via a fuel guide pipe and detects a liquid fuel end sign from the fuel cartridge by discriminating the fuel guide pipe with a sensor.
(2) The fuel cartridge according to (1), wherein a liquid fuel repellent layer is formed on an inner peripheral portion and / or an outer peripheral portion of the fuel guide pipe.
(3) The fuel cartridge as described in (1) or (2) above, wherein the capillary force of the fuel supply body is larger than the capillary force of the fuel derivative.
(4) The fuel cartridge according to any one of (1) to (3), wherein a minute uneven portion is formed on an inner peripheral portion of the fuel guide tube.
(5) The fuel cartridge according to any one of (1) to (4), wherein the fuel derivative is inserted to a lower portion in the fuel storage tank.
(6) The valve body is composed of a slit valve. By inserting the fuel supply body into the slit valve, the fuel derivative of the fuel cartridge and the inserted fuel supply body are communicated with each other, and the liquid fuel inside the fuel cartridge is discharged to the outside. A communicating portion to be supplied is formed, and a protruding portion is formed on the outer periphery of the slit valve. When the slit valve is accommodated in the fuel cartridge, the slit valve is compressed in the radial direction by the protruding portion, so that the communicating The fuel cartridge according to any one of (1) to (5) above, wherein a compressive force acts on the portion.
(7) The air replacement hole is formed in a gap between the fuel supply body and the slit valve by inserting the fuel supply body into the slit valve, and the inside of the fuel cartridge is opened by the air replacement hole. The fuel cartridge according to the above (6), wherein an air replacement portion that can be replaced is formed.
(8) The fuel cartridge according to any one of (1) to (6), wherein the air replacement hole is formed in any part of the fuel cartridge.
(9) The fuel cartridge according to (8), wherein the air replacement hole can be closed in a state where the air replacement hole is inserted into the fuel supply body.
(10) The fuel cartridge according to any one of (1) to (9), wherein the air replacement hole has no capillary force with respect to the liquid fuel.
(11) The fuel cartridge as described in any one of (1) to (10) above, wherein the fuel cartridge is constituted by a resin layer having at least one resin layer excellent in oxygen barrier properties.
(12) The resin having excellent oxygen barrier properties is at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride (11) The fuel cartridge described.
(13) The above (1) to (1), wherein the liquid fuel is at least one selected from methanol, ethanol, dimethyl ether (DME), formic acid, hydrazine, ammonia, ethylene glycol, sodium borohydride aqueous solution, and sucrose aqueous solution. 12) The fuel cartridge according to any one of 12).

本発明によれば、燃料カートリッジの向きによって液面が変動しても、液体燃料の残量の有無をセンサーにて簡単に判別することができる燃料カートリッジが提供される。 According to the present invention, there is provided a fuel cartridge that can easily determine whether or not the remaining amount of liquid fuel is present even if the liquid level varies depending on the direction of the fuel cartridge.

以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
図１〜図５は、本発明の燃料カートリッジの実施形態の一例を示す図面であり、図１〜図５は、燃料カートリッジの縦断面図、傾斜状態の縦断面図、横向きに載置した状態の縦断面図、逆転状態の縦断面図であり、図５（ａ）は、燃料誘導体に液体燃料を供給するための燃料供給体を接触した状態を示す縦断面図、（ｂ）は燃料供給体を弁体（スリット弁）に挿入した状態を示す概略横断面図である。
本実施形態の燃料カートリッジＡは、図１〜図５に示すように、燃料貯蔵槽１０と、該燃料貯蔵槽１０内に収容される液体燃料１５と、該液体燃料１５を誘導するための毛管力が付与された燃料誘導体２０と、光透過性を有する樹脂で形成された燃料誘導管３０と、燃料供給体４０とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 5 are drawings showing an example of an embodiment of a fuel cartridge according to the present invention. FIGS. 1 to 5 are a longitudinal sectional view of a fuel cartridge, a longitudinal sectional view in an inclined state, and a state in which the fuel cartridge is placed sideways. FIG. 5 (a) is a longitudinal sectional view showing a state in which a fuel supply body for supplying liquid fuel to the fuel derivative is in contact with the fuel derivative, and FIG. 5 (b) is a fuel supply. It is a schematic cross-sectional view which shows the state which inserted the body into the valve body (slit valve).
As shown in FIGS. 1 to 5, the fuel cartridge A of the present embodiment includes a fuel storage tank 10, a liquid fuel 15 accommodated in the fuel storage tank 10, and a capillary for guiding the liquid fuel 15. A fuel derivative 20 to which a force is applied, a fuel guide pipe 30 formed of a light-transmitting resin, and a fuel supply body 40 are provided.

燃料貯蔵槽１０は、液体燃料を直接収容するものであり、先端側に排出口部１０ａを有する前部貯蔵部１０ｂと、後部貯蔵部１０ｃとを有し、該前部貯蔵部１０ｂと後部貯蔵部１０ｃとが嵌合等により固着することにより構成されている。
また、前記排出口１０ａには、その内周縁に、中央部に直線状のスリット部１１ａが形成されたスリット弁１１が固着されている。スリット弁１１は、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴムや、熱可塑性エラストマー等により構成されており、スリット弁１１の外周に設けられる突出部となる排出口１０ａによりスリット弁１１が径方向に圧縮される構成となっている。 The fuel storage tank 10 directly stores liquid fuel, and includes a front storage portion 10b having a discharge port portion 10a on the front end side and a rear storage portion 10c, and the front storage portion 10b and the rear storage portion. The part 10c is configured by being fixed by fitting or the like.
Further, a slit valve 11 having a linear slit portion 11a formed at the center is fixed to the inner peripheral edge of the discharge port 10a. The slit valve 11 is made of rubber such as butyl rubber, silicone rubber or fluoro rubber, thermoplastic elastomer, or the like, and the slit valve 11 is radially formed by a discharge port 10a serving as a protrusion provided on the outer periphery of the slit valve 11. It is configured to be compressed.

上記前部貯蔵部１０ｂと後部貯蔵部１０ｃとにより構成される燃料貯蔵槽１０としては、直接収容する液体燃料１５に対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性（酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性）があるものから構成されることが好ましく、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられる。
特に好ましくは、燃料貯蔵槽１０は、光透過性を有し、酸素バリア性に優れる樹脂層を少なくとも一層（単層又は２層以上の多層構造）以上有することが望ましい。光透過性、酸素バリア性に優れる樹脂としては、例えば、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの樹脂は、光透過性、ガス不透過性、特に酸素バリア性に優れ、しかも、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性の点で特に好ましい。
燃料貯蔵体１０が多層構造の場合は、少なくとも１層が、前記した性能（酸素バリア性等）を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層は通常の光透過性を有する樹脂でも実使用上問題はない。このような構造の燃料貯蔵槽１０は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。
本実施形態では、燃料貯蔵槽１０全体が光透過性を有する樹脂から構成されたものである。なお、燃料貯蔵槽１０の大部分を着色加工などにより光透過できない遮光部とし、燃料貯蔵槽１０の前方側を光透過部とし、該光透過部から燃料誘導管３０をセンサーにて判別できる構成としてもよいものである。この光透過部の全長は、該光透過部より、液体燃料貯蔵槽１０内に保持される液体燃料誘導管３０をセンサーで判別できる長さであればよく、好ましくは、１ｍｍ以上液体燃料貯蔵槽１０の全長以下、更に好ましくは、５ｍｍ以上が望ましい。 As the fuel storage tank 10 constituted by the front storage part 10b and the rear storage part 10c, the storage stability, durability, and gas impermeability (oxygen gas, nitrogen gas, etc.) with respect to the liquid fuel 15 stored directly For example, a metal such as aluminum or stainless steel, a synthetic resin, or glass.
Particularly preferably, the fuel storage tank 10 has at least one resin layer (single layer or multilayer structure of two or more layers) having light permeability and excellent oxygen barrier properties. Examples of the resin excellent in light permeability and oxygen barrier property include at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. It is done. These resins are particularly preferable in terms of light transmittance, gas impermeability, particularly oxygen barrier properties, and cost reduction during production and assembly and ease of production.
When the fuel storage body 10 has a multi-layer structure, if at least one layer is made of a resin having the above-described performance (oxygen barrier property, etc.), the remaining layers are actually used even with a resin having ordinary light transmittance. There is no problem. The fuel storage tank 10 having such a structure can be manufactured by extrusion molding, injection molding, coextrusion molding, or the like.
In this embodiment, the whole fuel storage tank 10 is comprised from resin which has a light transmittance. A structure in which most of the fuel storage tank 10 is a light-shielding part that cannot transmit light by coloring processing, the front side of the fuel storage tank 10 is a light transmission part, and the fuel guide tube 30 can be identified from the light transmission part by a sensor. It is good. The total length of the light transmission portion may be a length that allows the liquid fuel guide tube 30 held in the liquid fuel storage tank 10 to be discriminated by a sensor from the light transmission portion, and is preferably 1 mm or more. The total length is 10 or less, more preferably 5 mm or more.

上記燃料貯蔵槽１０内に直接収容され、燃料貯蔵槽１０内を自由に動ける液体燃料１５としては、例えば、メタノールと水とからなるメタノール液が挙げられるが、燃料供給体から図示しない燃料電池本体の燃料電極体において燃料として供給された化合物から効率良く水素イオン（Ｈ^＋）と電子（ｅ⁻）が得られるものであれば、液体燃料は特に限定されず、燃料誘導体の構造などにもよるが、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、エタノール液、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコール、水素化ホウ素ナトリウム水溶液、ショ糖水溶液などの液体燃料も用いることができる。
また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、１〜１００％濃度の液体燃料を用いることができる。 Examples of the liquid fuel 15 that is directly accommodated in the fuel storage tank 10 and can freely move in the fuel storage tank 10 include a methanol liquid composed of methanol and water. The liquid fuel is not particularly limited as long as hydrogen ions (H ⁺ ) and electrons (e ⁻ ) can be efficiently obtained from the compound supplied as fuel in the fuel electrode body of the above, and it depends on the structure of the fuel derivative and the like. However, liquid fuels such as dimethyl ether (DME), ethanol solution, formic acid, hydrazine, ammonia solution, ethylene glycol, sodium borohydride aqueous solution, and sucrose aqueous solution can also be used.
Moreover, the liquid fuel of various density | concentrations can be used for the density | concentration of these liquid fuels by the structure of a fuel cell, a characteristic, etc. For example, 1-100% concentration liquid fuel can be used.

燃料誘導体２０は、燃料貯蔵槽１０内に直接収容される液体燃料１５を誘導するための毛管力が付与された部材であり、図１に示すように、例えば、棒状となっており、燃料貯蔵槽１０の中央部に配置されている。
本実施形態の燃料誘導体２０は、燃料誘導体本体部２１と先端燃料誘導部２２とから構成されており、燃料誘導体本体部２１と先端燃料誘導部２２とは、光透過性を有する樹脂で形成された燃料誘導管３０を介して連結されている。また、先端燃料誘導部２２には、燃料供給体４０の挿入体４１を挿入するための凹部２３が形成されている。
この燃料誘導体２０を構成することとなる燃料誘導体本体部２１と先端燃料誘導部２２は、共に、液体燃料１５を誘導するための毛管力が付与された部材であればその材質は特に限定されず、例えば、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組み合わせからなる繊維束、フェルト等の繊維束を加工したもの、また、スポンジ、樹脂粒子、焼結体等の多孔体などから構成することができる。 The fuel derivative 20 is a member to which a capillary force for guiding the liquid fuel 15 that is directly accommodated in the fuel storage tank 10 is applied. For example, as shown in FIG. Arranged in the center of the tank 10.
The fuel derivative 20 of the present embodiment is composed of a fuel derivative main body portion 21 and a tip fuel guide portion 22, and the fuel derivative main body portion 21 and the tip fuel guide portion 22 are formed of a resin having optical transparency. Are connected via a fuel guide pipe 30. Further, the tip fuel guiding portion 22 is formed with a recess 23 for inserting the insert 41 of the fuel supply body 40.
The material of the fuel derivative main body portion 21 and the tip fuel guide portion 22 constituting the fuel derivative 20 are not particularly limited as long as they are members to which a capillary force for guiding the liquid fuel 15 is applied. For example, natural fiber, animal hair fiber, polyacetal resin, acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyolefin resin, polyvinyl resin, polycarbonate resin, polyether resin, polyphenylene resin It is possible to configure a fiber bundle made of one or two or more combinations such as those obtained by processing a fiber bundle such as felt, or a porous body such as a sponge, resin particles, or a sintered body.

燃料誘導管３０は、光透過性を有する筒状（管状）の液体燃料流路部材となるものであり、例えば、樹脂、ゴム、または、ガラス製等の透明部材又は半透明部材の材質から構成されている。具体的には、透明又は半透明の樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、環状ポリオレフィン、ポリ（１−メチル−４−ペンテン）などのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートやポリブチレンテレフタレート、並びに、フッ素樹脂、フッ化ビニリデンなどのフッ素プラスチックなどが挙げられ、また、透明又は半透明のゴムとしては、フッ素ゴムやシリコーンゴムなどが挙げられる。本実施形態では、ポリプロピレンから構成されている。 The fuel guide tube 30 serves as a cylindrical (tubular) liquid fuel flow path member having optical transparency, and is made of, for example, a material of a transparent member or a translucent member such as resin, rubber, or glass. Has been. Specific examples of the transparent or translucent resin include polyolefin resins such as polypropylene, polyethylene, cyclic polyolefin, and poly (1-methyl-4-pentene), polycarbonate, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene. Examples include terephthalate and fluoroplastics such as fluororesin and vinylidene fluoride, and examples of the transparent or translucent rubber include fluororubber and silicone rubber. In this embodiment, it is made of polypropylene.

この燃料誘導管３０の後端部分に、燃料誘導体本体部２１が嵌入されると共に、前端部分に先端燃料誘導部２２が嵌入され、先端燃料誘導部２２の先端側は排出口１０ａの後端側に嵌入され、先端燃料誘導部２２の後端部は燃料貯蔵槽１０内の下部まで挿入、具体的には、後部貯蔵体１０ｃの底面部に接触する構造となっている。これにより、燃料貯蔵槽１０内の液体燃料を最後まで燃料誘導体本体部２１により吸入する構成となっており、また、燃料誘導管３０は、燃料誘導体本体部２１と先端燃料誘導部２２とにより、燃料貯蔵槽１０内の前方部に保持される構成となっている。 The fuel derivative main body 21 is fitted into the rear end portion of the fuel guide pipe 30, and the tip fuel guide portion 22 is fitted into the front end portion. The tip side of the tip fuel guide portion 22 is the rear end side of the discharge port 10a. And the rear end portion of the tip fuel guide portion 22 is inserted to the lower portion of the fuel storage tank 10, specifically, the bottom portion of the rear reservoir 10c is contacted. Thereby, the liquid fuel in the fuel storage tank 10 is configured to be sucked by the fuel derivative main body 21 to the end, and the fuel guide pipe 30 is constituted by the fuel derivative main body 21 and the tip fuel guide 22. The fuel storage tank 10 is configured to be held at the front portion.

この燃料誘導管３０を保持する構成により、光透過性を有する燃料貯蔵槽１０の前方側を光学センサーによるセンサー５０にて測定すれば燃料誘導管３０が容易に判別することができる。
このセンサー５０は、図５に示すように、投光素子部５１と受光素子部５２からなり構成され、投光素子部５１からの光を燃料誘導管３０を介して、受光素子部５２に照射する装置である。具体的には、光学センサーとしては、キーエンス社製の光ファイバセンサＦＳ−Ｖ２１光源ＬＥＤ赤、ファイバユニットＦＵ−５ＦＺなどを用いて構成することができる。
このセンサー５０により、液体燃料が燃料誘導管３０にある場合と、ない場合（空気が燃料誘導管にある場合）では、燃料と空気との屈折率が変化するため、受光素子部５２に照射される光量が変化し、残量を識別することができるものとなる。
このセンサー５０を構成する光学センサーは、燃料カートリッジに搭載してもよいが、燃料電池（発電機）本体に搭載されることが好ましい。 With the configuration in which the fuel guide pipe 30 is held, the fuel guide pipe 30 can be easily identified by measuring the front side of the light-transmitting fuel storage tank 10 with a sensor 50 using an optical sensor.
As shown in FIG. 5, the sensor 50 includes a light projecting element unit 51 and a light receiving element unit 52, and irradiates light from the light projecting element unit 51 to the light receiving element unit 52 through the fuel guide tube 30. It is a device to do. Specifically, as an optical sensor, it can comprise using optical fiber sensor FS-V21 light source LED red, fiber unit FU-5FZ, etc. by Keyence.
The sensor 50 irradiates the light receiving element portion 52 because the refractive index of the fuel and air changes depending on whether the liquid fuel is in the fuel guide tube 30 or not (when air is in the fuel guide tube). The amount of light to be changed changes so that the remaining amount can be identified.
The optical sensor constituting the sensor 50 may be mounted on a fuel cartridge, but is preferably mounted on a fuel cell (generator) body.

また、液体燃料１５は毛細管力により燃料誘導体本体部２２、燃料誘導体３０に流入し、該燃料誘導体３０を介して先端燃料誘導部２２、該先端燃料誘導部２２に挿入される燃料供給体４０に供給され、燃料電池本体に供給されることとなる。
この燃料誘導管３０の長さは、液体燃料をスムーズに流通させると共に、液体燃料終了サインをセンサーで判別できる長さであればよく、通常、１〜１０ｍｍ程度である。 Further, the liquid fuel 15 flows into the fuel derivative main body 22 and the fuel derivative 30 by capillary force, and enters the tip fuel guide portion 22 and the fuel supply body 40 inserted into the tip fuel guide portion 22 via the fuel derivative 30. Will be supplied to the fuel cell body.
The length of the fuel guide pipe 30 may be any length as long as the liquid fuel can be smoothly circulated and the end sign of the liquid fuel can be determined by a sensor, and is usually about 1 to 10 mm.

また、用いる液体燃料は透明なことが多いので、光透過性を有する燃料誘導管３０を用いても、液体燃料の供給が終了したか否かの終了サインをセンサーでの判別感度が悪い場合がある。このような場合には、燃料誘導管３０の内周部にヤスリ等による切削加工やレーザー加工などによって微小な凹凸部を形成することで、液体燃料が存在しているときは光が透過するが、液体燃料の供給が終了した場合に光が拡散し、透過しなくなる。更に、微小な凹凸部を、燃料終了を告知できるような文字、例えば、「終了」の表示となる標章として形成することにより、センサーによる検知後、取り外したカートリッジを使用者が見たとき、目視においても終了を知ることができるようにしてもよいものである。 In addition, since the liquid fuel to be used is often transparent, even when the light-guiding fuel guide tube 30 is used, the end sensitivity of whether or not the supply of the liquid fuel has ended may be poorly detected by the sensor. is there. In such a case, a minute uneven portion is formed on the inner peripheral portion of the fuel guide tube 30 by a cutting process such as a file or a laser process, so that light is transmitted when liquid fuel is present. When the supply of liquid fuel is finished, the light diffuses and does not pass. Furthermore, when the user sees the removed cartridge after detection by the sensor by forming a minute uneven portion as a character that can notify the end of the fuel, for example, a mark indicating “end”, The end may be known even visually.

更に、液体燃料１５の供給を更に円滑に、かつ、スムーズに行い、更に良好な光透過性を発揮するために、光透過性を有する燃料誘導管３０の内周部及び／又は外周部に液体燃料をはじく液体燃料はじき層を形成することが好ましい。
この液体燃料はじき層は、光透過性及び液体燃料はじき性に優れ、燃料誘導管３０内を流通する液体燃料及び外周に接する液体燃料の付着、残存防止機能を有し、これにより液体燃料終了サインをきわめて容易に確認（判別）するために形成するものである。
この液体燃料はじき層としては、例えば、パーフルオロアルキル基を有するフッ素樹脂をコーティングしたコーティング層からなるもの、ジメチルシリコーンを有するシリコーンワニスの硬化物からなるもの、上記シリコーンワニスの硬化機構が、縮合型、付加型、ＵＶ型の何れかであるもの、更に、上記シリコーンワニスにはシリカ微粒子が含有してなるもの、アクリル系樹脂にジメチルシリコーン又はパーフルオロアルキル基又はこれらの両方がグラフトしてなるコーティング層からなるものが挙げられる。 Furthermore, in order to perform the supply of the liquid fuel 15 more smoothly and smoothly and to exhibit better light transmittance, liquid is supplied to the inner peripheral portion and / or the outer peripheral portion of the fuel guide tube 30 having light transmittance. Preferably, the liquid fuel repellent layer that repels the fuel is formed.
This liquid fuel repellency layer is excellent in light permeability and liquid fuel repellency, and has a function of preventing the adhesion and remaining of the liquid fuel flowing in the fuel guide tube 30 and the liquid fuel in contact with the outer periphery. Is formed in order to confirm (discriminate) extremely easily.
Examples of the liquid fuel repellent layer include a coating layer coated with a fluororesin having a perfluoroalkyl group, a cured layer of a silicone varnish having dimethyl silicone, and the curing mechanism of the silicone varnish is a condensation type. , Addition type, UV type, and the silicone varnish containing silica fine particles, acrylic resin coated with dimethyl silicone or perfluoroalkyl group or both. The thing which consists of a layer is mentioned.

液体燃料はじき層の形成方法としては、例えば、上記パーフルオロアルキル基を有するフッ素樹脂、上記ジメチルシリコーンを有するシリコーンワニス（付加型、ＵＶ型、縮合型）又はシリカ微粒子を含有するもの、上記グラフト樹脂等をそのまま塗布、または適宜、ＭＣＨ（メチルシクロヘキサン）、ＩＰＡ／トルエンの混合液溶媒、ｎ−ＰＡなどの溶媒に溶解して液体燃料誘導管３０の内周部及び／又は外周部に塗布することにより、または、これらの燃料誘導管３０を前記各コーティング樹脂液中等に浸漬処理すること（ディッピング法）等により、燃料誘導管３０の液体燃料と接する面に液体燃料はじき層を形成することができる。
この液体燃料はじき層の厚みとしては、好ましくは、０．０５〜２００μｍ、更に好ましくは、０．１〜５０μｍとすることが望ましい。この厚みの形成は、塗布回数、塗布液濃度等を変えることにより調整することができる。 Examples of the method for forming the liquid fuel repellant layer include: a fluororesin having the perfluoroalkyl group, a silicone varnish (addition type, UV type, condensation type) having the dimethylsilicone or silica fine particles, and the graft resin. Etc. as they are, or appropriately dissolved in a solvent such as MCH (methylcyclohexane), IPA / toluene mixed solvent, n-PA, etc. and applied to the inner periphery and / or outer periphery of the liquid fuel guide tube 30. Or by immersing these fuel guide pipes 30 in the respective coating resin liquids (dipping method) or the like, a liquid fuel repellent layer can be formed on the surface of the fuel guide pipe 30 in contact with the liquid fuel. .
This liquid fuel has a repellency layer thickness of preferably 0.05 to 200 μm, more preferably 0.1 to 50 μm. The formation of this thickness can be adjusted by changing the number of coatings, the concentration of the coating solution, and the like.

燃料供給体４０は、燃料貯蔵槽１０内の液体燃料１５を図示しない燃料電池本体に供給する部材であり、上述の燃料誘導体本体部２２、先端燃料誘導部２２と同様に、多孔質体及び／又は繊維束体などから構成される棒状の挿入体４１を有している。
この燃料供給体４０の挿入体４１を先端燃料誘導部２２の凹部２３に挿入することにより、先端燃料誘導部２２と燃料供給体４０とが毛管連結されて燃料貯蔵槽１０内の液体燃料１５が図示しない燃料電池本体に供給可能となる。
本実施形態において、液体燃料１５の供給を更に円滑に、かつ、スムーズに行うために、燃料供給体４０の毛管力は、燃料誘導体２０の毛管力よりも大きくすることが好ましく、更に好ましくは、燃料誘導体本体部２２の毛管力＜燃料誘導管３０の毛管力＜先端燃料誘導部２２の毛管力＜燃料供給体４０の毛管力とすることが望ましい。 The fuel supply body 40 is a member that supplies the liquid fuel 15 in the fuel storage tank 10 to a fuel cell main body (not shown). Like the fuel derivative main body portion 22 and the tip fuel guide portion 22 described above, Or it has the rod-shaped insertion body 41 comprised from a fiber bundle body etc.
By inserting the insertion body 41 of the fuel supply body 40 into the recess 23 of the tip fuel guide section 22, the tip fuel guide section 22 and the fuel supply body 40 are capillary-connected, and the liquid fuel 15 in the fuel storage tank 10 is It can be supplied to a fuel cell main body (not shown).
In the present embodiment, in order to more smoothly and smoothly supply the liquid fuel 15, the capillary force of the fuel supply body 40 is preferably larger than the capillary force of the fuel derivative 20, more preferably It is desirable that the capillary force of the fuel derivative body portion 22 <capillary force of the fuel guide tube 30 <capillary force of the tip fuel guide portion 22 <capillary force of the fuel supply body 40.

このように構成される本第実施形態の燃料カートリッジＡでは、図５（ａ）に示すように、燃料供給体４０の挿入体４１を燃料貯蔵槽１０内のスリット弁１１のスリット孔１１ａを介して燃料カートリッジの燃料誘導体をなす先端燃料誘導部２２の凹部２３まで挿入することで燃料誘導体２０と燃料供給体４０とが連通され、燃料カートリッジＡ内の液体燃料１５を外部へ供給させる連通部が形成されることとなる。
燃料貯蔵槽１０内のスリット弁１１は、燃料供給体４０の挿入部４１が挿入されることで、図５（ｂ）に示すように、スリット弁１１が径方向に圧縮されることで連通部を構成する挿入体４１に圧縮力が作用する構造となる。また、燃料供給体４０の挿入体４１とスリット弁１１の隙間に液体燃料１５に対し毛管力を有しない空気置換孔１２ができることによって、燃料カートリッジＡ内部を開放し、燃料カートリッジＡ内部に空気置換できる空気置換部が形成され、燃料カートリッジＡ内部の液体燃料１５を効率よく燃料電池本体へ供給することができることとなる。 In the fuel cartridge A of the present embodiment configured as described above, as shown in FIG. 5A, the insert 41 of the fuel supply body 40 is inserted through the slit hole 11 a of the slit valve 11 in the fuel storage tank 10. The fuel derivative 20 and the fuel supply body 40 are in communication with each other by being inserted up to the recess 23 of the tip fuel guide portion 22 that forms the fuel derivative of the fuel cartridge, and a communication portion for supplying the liquid fuel 15 in the fuel cartridge A to the outside is provided. Will be formed.
As shown in FIG. 5 (b), the slit valve 11 in the fuel storage tank 10 is compressed in the radial direction by inserting the insertion portion 41 of the fuel supply body 40. It becomes a structure where a compressive force acts on the insert 41 which constitutes. Further, since the air replacement hole 12 having no capillary force with respect to the liquid fuel 15 is formed in the gap between the insertion body 41 of the fuel supply body 40 and the slit valve 11, the inside of the fuel cartridge A is opened, and the air replacement inside the fuel cartridge A is performed. An air replacement portion that can be formed is formed, and the liquid fuel 15 inside the fuel cartridge A can be efficiently supplied to the fuel cell body.

この燃料カートリッジＡでは、上記燃料供給体４０の挿入体４１をスリット弁１１を介して燃料カートリッジの燃料誘導体をなす先端燃料誘導部２２の凹部２３に挿入することで燃料誘導体２０と燃料供給体４０とが連通され、燃料誘導体２０、燃料誘導管３０、燃料供給体４０の毛管力により、好ましくは、上述の不等式となる各毛管力により、液体燃料１５は燃料誘導管３０内を通過し、燃料供給体４０に供給され、燃料電池本体へ供給されることとなり、液体燃料１５は常時燃料誘導管３０内を通り燃料供給体４０に供給される構造となるので、燃料貯蔵槽１０内の液体燃料が減少して終了する場合には、液体燃料誘導管３０内の液体燃料の通過が無くなることにより判るものとなる。
すなわち、本第実施形態の燃料カートリッジＡでは、燃料貯蔵槽１０内の液体燃料の終了サインを光透過性の燃料貯蔵槽１０を介して上記燃料誘導管３０をセンサー５０にて判別することにより検知することができるものとなる。よって、燃料貯蔵槽１０内の残りの液体燃料の有無をセンサー５０により、カートリッジの向き、若しくは液面の位置よらず燃料カートリッジの残量を判別する位置を固定した状態においても、確実に判別することができるものとなる。 In this fuel cartridge A, the fuel derivative 20 and the fuel supply body 40 are inserted by inserting the insert 41 of the fuel supply body 40 through the slit valve 11 into the recess 23 of the tip fuel guide portion 22 that forms the fuel derivative of the fuel cartridge. And the liquid fuel 15 passes through the fuel guide pipe 30 by the capillary forces of the fuel derivative 20, the fuel guide pipe 30, and the fuel supply body 40, preferably by the capillary forces that become the above-mentioned inequalities. Since the liquid fuel 15 is supplied to the supply body 40 and supplied to the fuel cell main body, and the liquid fuel 15 is always supplied to the fuel supply body 40 through the fuel guide pipe 30, the liquid fuel in the fuel storage tank 10 is supplied. When the process ends with a decrease, it is understood that the liquid fuel does not pass through the liquid fuel guide pipe 30.
That is, in the fuel cartridge A of the present embodiment, the end sign of the liquid fuel in the fuel storage tank 10 is detected by determining the fuel guide pipe 30 with the sensor 50 via the light transmissive fuel storage tank 10. Will be able to do. Therefore, the presence or absence of the remaining liquid fuel in the fuel storage tank 10 is reliably determined by the sensor 50 even when the position for determining the remaining amount of the fuel cartridge is fixed regardless of the direction of the cartridge or the position of the liquid level. Will be able to.

本実施形態では、燃料貯蔵槽１０は、上述の如く、前部貯蔵部１０ｂと後部貯蔵部１０ｃとにより構成されるものであるが、後部貯蔵部１０ｃを前部貯蔵体１０ｂに着脱自在に密閉できる機構として、液体燃料の終了サインを燃料誘導管３０のセンサー５０にて判別後、後部貯蔵体１０ｃを取り外して補充液体燃料を充填することより、また、燃料貯蔵槽１０に別個に再充填口を設けて、該再充填口から液体燃料を充填することなどにより再使用してもよいものである。 In the present embodiment, the fuel storage tank 10 is constituted by the front storage part 10b and the rear storage part 10c as described above, but the rear storage part 10c is detachably sealed to the front storage body 10b. As a possible mechanism, after the end sign of the liquid fuel is determined by the sensor 50 of the fuel guide pipe 30, the rear storage body 10c is removed and the replenishment liquid fuel is filled, or the fuel storage tank 10 is separately refilled. And may be reused by filling liquid fuel from the refilling port.

図６は、本発明の燃料カートリッジの他の実施形態を示す縦断面図である。なお、図６中、上記実施形態の燃料カートリッジＡと同様の構造は同一符号を付してその説明を省略する。
この実施形態となる燃料カートリッジＢは、空気置換孔１２ａを、図６に示すように、燃料貯蔵槽１０の上部に形成した点でのみ、上述の実施形態の燃料カートリッジＡと相違するものである。
この空気置換孔１２ａを別個に設けることにより、更に、液体燃料１５の供給を更に円滑に、かつ、スムーズに行うことができることとなる。
なお、空気置換孔１２ａの形成位置は、燃料貯蔵槽１０の何れか部分に形成することができ、好ましくは毛管力を有しないことが望ましい。また、この空気置換孔１２ａは、燃料供給体４０が挿入された状態で、閉鎖可能であることが好ましく、本実施形態では、蓋体を挿入することで閉鎖可能となる構成となっている。 FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the fuel cartridge of the present invention. In FIG. 6, the same structure as that of the fuel cartridge A of the above embodiment is given the same reference numeral, and the description thereof is omitted.
The fuel cartridge B according to this embodiment is different from the fuel cartridge A according to the above-described embodiment only in that the air replacement hole 12a is formed in the upper part of the fuel storage tank 10 as shown in FIG. .
By providing the air replacement hole 12a separately, the liquid fuel 15 can be supplied more smoothly and smoothly.
In addition, the formation position of the air replacement hole 12a can be formed in any part of the fuel storage tank 10, and preferably has no capillary force. The air replacement hole 12a is preferably closable in a state where the fuel supply body 40 is inserted. In the present embodiment, the air replacement hole 12a can be closed by inserting a lid.

本発明の燃料カートリッジは、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。
例えば、燃料貯蔵槽内の底部や下側隅部の燃料を効率よく誘導するため、燃料誘導体の下部に底部面に接触する第２燃料誘導体を毛管連結させた状態のもの、例えば、横Ｔ字状の燃料誘導体を配置したものあってもよい。
また、上記実施形態では、断面が円形形状の燃料貯蔵槽を用いたが、四角形状も牛久は多角形断面や、楕円断面形状の燃料貯蔵槽を用いても良いものである。 The fuel cartridge of the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, in order to efficiently guide the fuel in the bottom and lower corners in the fuel storage tank, the second fuel derivative in contact with the bottom surface is capillary-connected to the lower part of the fuel derivative, for example, a horizontal T-shape. There may be provided a fuel derivative arranged in the form of a tube.
In the above embodiment, the fuel storage tank having a circular cross section is used. However, Ushiku may use a fuel storage tank having a polygonal cross section or an elliptic cross section.

次に、本発明を実施例及び比較例により、更に詳述するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not limited to the following Example.

〔実施例１：図１〜図５に準拠〕
下記に示す構成の液体燃料カートリッジを作製した。
（燃料貯蔵槽１０、スリット弁１１の構成）
燃料貯蔵槽１０全体：ポリプロピレン製、大きさ：直径４０ｍｍ×全長１００ｍｍ、光透過性を有する。
スリット弁１１：長さ２ｍｍ、外形７ｍｍ、ブチルゴム製、スリット長さ４ｍｍ、
（燃料誘導体２０の構成）
燃料誘導体本体部２１：ポリエステル繊維束製、気孔率７０％、長さ７０ｍｍ、外径８ｍｍ、毛管力２００ｍｍ７０ｗｔ％メタノール液
先端燃料誘導部２２：ポリエステル繊維束製、気孔率６０％、長さ１２ｍｍ、外径８ｍｍ、毛管力３００ｍｍ７０ｗｔ％メタノール液、凹部の深さ７ｍｍ、内径３ｍｍ
（燃料誘導管３０の構成）
ポリプロピレン製、長さ２０ｍｍ、内径８ｍｍ、外径１０ｍｍ、毛管力：なし（１０ｍｍ以下）、燃料誘導管３０内に燃料誘導体本体部２１及び先端燃料誘導部２２の端部を夫々５ｍｍ嵌入した。
（燃料供給体４０の構成）
燃料供給体４０として、ポリエステル繊維束製、気孔率５７％、大きさ１５×３ｍｍ、毛管力３５０ｍｍ７０ｗｔ％メタノール液
（液体燃料種及び充填量）
７０ｗｔ％メタノール液、４０ｍｌ充填
（センサーの構成）
センサーとして、キーエンス社製の光学センサーである光ファイバセンサＦＳ−Ｖ２１光源ＬＥＤ赤、ファイバユニットＦＵ−５ＦＺを用いて燃料誘導管を挟んで配置し、その距離を５０ｍｍで用いた。 [Example 1: Conforms to FIGS. 1 to 5]
A liquid fuel cartridge having the following configuration was produced.
(Configuration of fuel storage tank 10 and slit valve 11)
The fuel storage tank 10 as a whole: made of polypropylene, size: diameter 40 mm × total length 100 mm, light transmissive.
Slit valve 11: length 2 mm, external shape 7 mm, made of butyl rubber, slit length 4 mm,
(Configuration of fuel derivative 20)
Fuel derivative main body 21: made of polyester fiber bundle, porosity 70%, length 70mm, outer diameter 8mm, capillary force 200mm 70wt% methanol liquid Tip fuel guide part 22: made of polyester fiber bundle, porosity 60%, length 12mm, Outer diameter 8mm, Capillary force 300mm 70wt% methanol solution, Concave depth 7mm, Inner diameter 3mm
(Configuration of fuel guide pipe 30)
Made of polypropylene, length 20 mm, inner diameter 8 mm, outer diameter 10 mm, capillary force: none (less than 10 mm), the end portions of the fuel derivative main body portion 21 and the tip fuel guide portion 22 were inserted 5 mm into the fuel guide tube 30.
(Configuration of fuel supply body 40)
The fuel supply body 40 is made of a polyester fiber bundle, has a porosity of 57%, a size of 15 × 3 mm, a capillary force of 350 mm and a 70 wt% methanol liquid (liquid fuel type and filling amount).
70wt% methanol solution, 40ml filling (sensor configuration)
As a sensor, an optical fiber sensor FS-V21, a light source LED red, and a fiber unit FU-5FZ, which are optical sensors manufactured by Keyence Corporation, were arranged with a fuel guide tube interposed therebetween, and the distance was 50 mm.

（比較例１：図７、図８参照）
下記に示す構成の液体燃料カートリッジを作製した。
（燃料貯蔵槽１０、スリット弁１１の構成）
上記実施例１と同じ構成
（燃料誘導体２５の構成）
燃料誘導体２５：ポリエステル繊維束製、気孔率６０％、長さ９３ｍｍ、外径８ｍｍ、毛管力３００ｍｍ７０ｗｔ％メタノール液
（燃料誘導管３０及び燃料供給体４０の構成、液体燃料種及び充填量、光学センサー）
上記実施例１と同じ構成 (Comparative example 1: see FIGS. 7 and 8)
A liquid fuel cartridge having the following configuration was produced.
(Configuration of fuel storage tank 10 and slit valve 11)
Same configuration as in the first embodiment (configuration of fuel derivative 25)
Fuel derivative 25: made of polyester fiber bundle, porosity 60%, length 93 mm, outer diameter 8 mm, capillary force 300 mm 70 wt% methanol liquid (configuration of fuel guide tube 30 and fuel supply body 40, liquid fuel type and filling amount, optical sensor )
Same configuration as the first embodiment

上記構成により得られた実施例１の燃料カートリッジＡは、組立後、スリット弁に燃料供給体を挿入することで燃料カートリッジの燃料誘導体２０の先端燃料誘導部２２と挿入した燃料供給体の挿入体４１とが連通されて連通部が形成され、燃料貯蔵槽内の液体燃料は、光透過性を有する樹脂で形成された燃料誘導管を介して燃料供給体に供給できることが判った。次いで、液体燃料がなくなっていること、すなわち、燃料カートリッジからの液体燃料終了サインを、燃料カートリッジの向きによらず、燃料誘導管３０をセンサー５０にて判別することで、確実に検知することができた。
これに対して、比較例１の燃料カートリッジでは、液体燃料の液面の位置がカートリッジの向きによって変化するため、残燃料がある状態でも、センサーが燃料終了サインを検知し、最後まで燃料を排出することができない構造であることが判った。 The fuel cartridge A of the first embodiment obtained by the above configuration is inserted into the slit valve after inserting the fuel supply body into the slit valve, and the fuel supply body inserted into the front end of the fuel derivative 20 of the fuel derivative 20 of the fuel cartridge. 41 is communicated to form a communication portion, and it has been found that the liquid fuel in the fuel storage tank can be supplied to the fuel supply body through a fuel guide pipe formed of a resin having optical transparency. Next, the fact that the liquid fuel has run out, that is, the liquid fuel end sign from the fuel cartridge can be reliably detected by determining the fuel guide pipe 30 with the sensor 50 regardless of the direction of the fuel cartridge. did it.
On the other hand, in the fuel cartridge of Comparative Example 1, the position of the liquid level of the liquid fuel changes depending on the direction of the cartridge. Therefore, even when there is remaining fuel, the sensor detects the fuel end sign and discharges the fuel to the end. It turned out to be a structure that cannot be done.

本発明の実施形態の一例を示す燃料カートリッジの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fuel cartridge which shows an example of embodiment of this invention. 燃料カートリッジを傾斜状態にした縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which made the fuel cartridge into the inclination state. 燃料カートリッジを横向きに載置した状態の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a state where the fuel cartridge is placed sideways. 燃料カートリッジを逆さま状態にした縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which made the fuel cartridge the upside down state. （ａ）は、燃料カートリッジの燃料誘導体に液体燃料を供給するための燃料供給体を接触した状態を示す縦断面図、（ｂ）は燃料供給体を弁体（スリット弁）に挿入した状態を示す概略横断面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which contacted the fuel supply body for supplying liquid fuel to the fuel derivative of a fuel cartridge, (b) is the state which inserted the fuel supply body in the valve body (slit valve). It is a schematic cross-sectional view shown. 本発明の実施形態の他例を示す燃料カートリッジの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fuel cartridge which shows the other examples of embodiment of this invention. （ａ）は比較例１の燃料カートリッジの縦断面図、（ｂ）傾斜状態にした縦断面図である。(A) is the longitudinal cross-sectional view of the fuel cartridge of the comparative example 1, (b) It is the longitudinal cross-sectional view made into the inclined state. 比較例１の燃料カートリッジの使用状態を示す縦断面図である。6 is a longitudinal sectional view showing a usage state of the fuel cartridge of Comparative Example 1. FIG.

Explanation of symbols

Ａ燃料カートリッジ
１０燃料貯蔵槽
２０燃料誘導体
３０燃料誘導管
４０燃料供給体
５０センサー A fuel cartridge 10 fuel storage tank 20 fuel derivative 30 fuel guide pipe 40 fuel supply body 50 sensor

Claims

A fuel storage tank having a valve body and an air replacement hole contains liquid fuel and a fuel derivative to which a capillary force for guiding the liquid fuel is applied, and the fuel derivative and the liquid fuel are contained in the fuel storage tank. A fuel cartridge capable of supplying liquid fuel by contact with a fuel supply body for supply, wherein the liquid fuel is formed of a light-transmitting resin provided in a fuel derivative. The fuel cartridge is supplied to the fuel supply body via the fuel cartridge, and detects a liquid fuel end sign from the fuel cartridge by discriminating a fuel guide tube with a sensor.

2. The fuel cartridge according to claim 1, wherein a repellent layer of liquid fuel is formed on an inner peripheral portion and / or an outer peripheral portion of the fuel guide pipe.

3. The fuel cartridge according to claim 1, wherein the capillary force of the fuel supply body is larger than the capillary force of the fuel derivative.

The fuel cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein a minute uneven portion is formed on an inner peripheral portion of the fuel guide tube.

The fuel cartridge according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel derivative is inserted to a lower portion in a fuel storage tank.

The valve body is composed of a slit valve, and by connecting the fuel derivative of the fuel cartridge and the inserted fuel supply body by inserting the fuel supply body into the slit valve, the communication for supplying the liquid fuel inside the fuel cartridge to the outside And a protrusion is formed on the outer periphery of the slit valve. When the slit valve is stored in the fuel cartridge, the slit valve is compressed in the radial direction by the protrusion so that the communication portion is compressed. The fuel cartridge according to any one of claims 1 to 5, wherein force is applied.

The air replacement hole is formed in the gap between the fuel supply body and the slit valve by inserting the fuel supply body into the slit valve. The air replacement hole opens the inside of the fuel cartridge so that the air can be substituted into the fuel cartridge. The fuel cartridge according to claim 6, wherein a replacement portion is formed.

The fuel cartridge according to claim 1, wherein the air replacement hole is formed in any part of the fuel cartridge.

9. The fuel cartridge according to claim 8, wherein the air replacement hole can be closed in a state where the air replacement hole is inserted into the fuel supply body.

The fuel cartridge according to claim 1, wherein the air replacement hole has no capillary force with respect to the liquid fuel.

The fuel cartridge according to any one of claims 1 to 10, wherein the fuel cartridge is constituted by a resin layer having at least one resin layer excellent in oxygen barrier properties.

12. The fuel cartridge according to claim 11, wherein the resin excellent in oxygen barrier property is at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. .

The liquid fuel is at least one selected from methanol, ethanol, dimethyl ether (DME), formic acid, hydrazine, ammonia, ethylene glycol, sodium borohydride aqueous solution, and sucrose aqueous solution. The fuel cartridge described in 1.