JP2010060003A - Pressure regulating valve for fuel cell, and fuel cell using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池の燃料供給機構に装着されて内圧の調整を行う燃料電池用圧力調整バルブと、この燃料電池用圧力調整バルブを用いた燃料電池とに関する。 The present invention relates to a fuel cell pressure adjustment valve that is attached to a fuel supply mechanism of a fuel cell and adjusts an internal pressure, and a fuel cell using the fuel cell pressure adjustment valve.
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とを供給するだけで発電することができ、燃料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 simply by supplying fuel and air, and can generate electric power continuously for a long time if fuel is replenished. 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.
直接メタノール型燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell:DMFC)は小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、携帯用電子機器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、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式、また燃料収容部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。 A direct methanol fuel cell (DMFC) is promising as a power source for portable electronic devices because it can be miniaturized and the fuel can be easily handled. As the liquid fuel supply method in the DMFC, there are known an active method such as a gas supply type and a liquid supply type, and a passive method such as an internal vaporization type in which the liquid fuel in the fuel container is vaporized inside the cell and supplied to the fuel electrode. It has been.
これらのうち、内部気化型等のパッシブ方式はDMFCの小型化に対して特に有利である。パッシブ型DMFCにおいては、例えば燃料極、電解質膜および空気極を有する膜電極接合体(燃料電池セル)を、樹脂製の箱状容器からなる燃料収容部上に配置した構造が提案されている(例えば特許文献1参照)。燃料収容部から気化した燃料を直接燃料電池セルに供給する場合、燃料電池の出力の制御性を高めることが重要となるが、現状のパッシブ型DMFCでは必ずしも十分な出力制御性は得られていない。 Among these, a passive system such as an internal vaporization type is particularly advantageous for downsizing of the DMFC. In the passive DMFC, for example, a structure is proposed in which a membrane electrode assembly (fuel cell) having a fuel electrode, an electrolyte membrane, and an air electrode is disposed on a fuel containing portion made of a resin box-like container ( For example, see Patent Document 1). When the fuel vaporized from the fuel container is directly supplied to the fuel cell, it is important to improve the output controllability of the fuel cell, but the current passive DMFC does not always have sufficient output controllability. .
一方、DMFCの燃料電池セルと燃料収容部とを流路を介して接続することが検討されている(特許文献2〜4参照)。燃料収容部から供給された液体燃料を燃料電池セルに流路を介して供給することによって、流路の形状や径等に基づいて液体燃料の供給量を調整することができる。また、特許文献3では燃料収容部から流路にポンプで液体燃料を供給している。特許文献3にはポンプに代えて、流路に電気浸透流を形成する電界形成手段を用いることも記載されている。特許文献4には電気浸透流ポンプを用いて液体燃料等を供給することが記載されている。
循環構造を適用した燃料電池ではポンプを設けることが有効であるものの、パッシブ型DMFCのように燃料を循環させない場合には単にポンプを設けても燃料消費量が増大するだけで、必ずしも十分な出力を得ることができない。すなわち、燃料収容部内の液体燃料をポンプによって燃料電池セルに供給する場合、発電に伴う液体燃料の減少により燃料収容部内の圧力が低下し、ポンプの実質的な送液能力が低下する。このため、燃料電池セルへの燃料供給量が減少し、必ずしも十分な出力が得られなくなる。 Although it is effective to provide a pump in a fuel cell to which a circulation structure is applied, if fuel is not circulated as in the case of passive DMFC, even if a pump is provided, the fuel consumption will only increase and a sufficient output will not necessarily be obtained. Can't get. That is, when the liquid fuel in the fuel storage unit is supplied to the fuel cells by the pump, the pressure in the fuel storage unit decreases due to the decrease of the liquid fuel accompanying power generation, and the substantial liquid feeding capacity of the pump decreases. For this reason, the amount of fuel supplied to the fuel cells decreases, and a sufficient output cannot always be obtained.
一方、燃料電池については、例えば夏場の車内等に放置されることにより異常な高温状態となり、燃料収容部内の液体燃料が蒸発し、過度に内圧が上昇することがある。過度に内圧が上昇した場合、燃料収容部が破損し、液体燃料が漏れ出すおそれがある。 On the other hand, when the fuel cell is left in a car in the summer, for example, it becomes an abnormally high temperature state, and the liquid fuel in the fuel storage part evaporates, and the internal pressure may rise excessively. If the internal pressure rises excessively, the fuel storage portion may be damaged and liquid fuel may leak out.
このため、燃料電池には、内圧が低下したときに外気を導入して上昇させると共に、内圧が上昇したときに内気を排出して低下させる内圧調整手段を設けることが好ましい。しかしながら、このような外気の導入と内気の排出とを一つの内圧調整手段、例えばバルブ機構を利用した内圧調整手段で行おうとした場合、その構造が複雑となり、部品点数が増加すると共に、大型化するおそれがある。 For this reason, the fuel cell is preferably provided with an internal pressure adjusting means that introduces and raises the outside air when the internal pressure is reduced, and discharges and reduces the inside air when the internal pressure is raised. However, when the introduction of the outside air and the discharge of the inside air are performed by one internal pressure adjusting means, for example, an internal pressure adjusting means using a valve mechanism, the structure becomes complicated, the number of parts increases, and the size increases. There is a risk.
燃料電池は携帯用電子機器等の電源として用いるために小型化が進められており、これに合わせて燃料収容部等についても小型化が進められていることから、このような小型化された燃料収容部等にも装着できるように内圧調整装置についても小型化されていることが好ましい。また、小型化や製造性の観点からは、構造が簡素で、部品点数も少ないことが好ましい。 Since fuel cells are being reduced in size for use as a power source for portable electronic devices and the like, the fuel storage portion and the like are also being reduced in size accordingly. It is preferable that the internal pressure adjusting device is also miniaturized so that it can be attached to the housing or the like. From the viewpoint of miniaturization and manufacturability, it is preferable that the structure is simple and the number of parts is small.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、燃料電池の燃料供給機構に装着されて内圧の調整に用いられる燃料電池用圧力調整バルブであって、構造が簡素で部品点数が少なく、小型化が可能で製造性にも優れる燃料電池用圧力調整バルブを提供することを目的としている。また、本発明は、上記した燃料電池用圧力調整バルブを具備する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 to solve the above-described problems, and is a fuel cell pressure regulating valve that is mounted on a fuel supply mechanism of a fuel cell and is used for adjusting an internal pressure. An object of the present invention is to provide a pressure regulating valve for a fuel cell that is small in size, can be miniaturized, and is excellent in productivity. Another object of the present invention is to provide a fuel cell comprising the fuel cell pressure regulating valve.
本発明の燃料電池用圧力調整バルブは、バルブ室と、前記バルブ室に収容されるバルブ本体とを有し、燃料電池の燃料供給機構に装着されて内圧の調整を行うために用いられる燃料電池用圧力調整バルブであって、前記バルブ本体は、筒状部材と、前記筒状部材の一方の端部に配置され、前記端部の表面に配置される枠部と、前記筒状部材に嵌め込まれる嵌合部と、前記枠部に前記嵌合部を移動可能に保持し、孔部が形成される保持部とを有する弾性部材とを有することを特徴とする。 The pressure regulating valve for a fuel cell according to the present invention has a valve chamber and a valve main body accommodated in the valve chamber, and is used for adjusting an internal pressure by being attached to a fuel supply mechanism of the fuel cell. A pressure regulating valve for use, wherein the valve body is fitted into the tubular member, a frame portion disposed on one end portion of the tubular member, disposed on a surface of the end portion, and the tubular member And an elastic member having a holding part in which the fitting part is movably held in the frame part and a hole part is formed.
本発明の燃料電池用圧力調整バルブは、前記バルブ本体を前記弾性部材側に押圧する押圧用弾性体を有することが好ましい。また、前記バルブ室は、前記燃料供給機構の燃料収容部に形成される孔部と、前記燃料収容部の孔部に嵌め込まれるようにして固定される筒状の固定部材とから構成されていることが好ましい。さらに、前記燃料収容部の孔部は、前記燃料収容部の内部側に形成される径小部と、前記径小部の外部側に形成される径大部とから構成されていることが好ましい。 The pressure adjustment valve for a fuel cell according to the present invention preferably has a pressing elastic body that presses the valve body toward the elastic member. The valve chamber includes a hole formed in the fuel storage portion of the fuel supply mechanism and a cylindrical fixing member fixed so as to be fitted into the hole of the fuel storage portion. It is preferable. Furthermore, it is preferable that the hole portion of the fuel storage portion is composed of a small diameter portion formed on the inner side of the fuel storage portion and a large diameter portion formed on the outer side of the small diameter portion. .
前記バルブ本体は、例えば前記弾性部材側が前記燃料供給機構の外部側となるように配置されていてもよいし、また例えば前記弾性部材側が前記燃料供給機構の内部側となるように配置されていてもよい。 The valve main body may be disposed, for example, such that the elastic member side is an external side of the fuel supply mechanism, or, for example, is disposed such that the elastic member side is an internal side of the fuel supply mechanism. Also good.
本発明の燃料電池は、燃料極と、空気極と、前記燃料極と前記空気極とに挟持される電解質膜とを有する膜電極接合体と、液体燃料を収容する燃料収容部を有し、前記膜電極接合体の前記燃料極に燃料を供給する燃料供給機構と、前記燃料供給機構に装着される燃料電池用圧力調整バルブとを有するものであって、前記燃料電池用圧力調整バルブが、上記した本発明の燃料電池用圧力調整バルブであることを特徴とする。 The fuel cell of the present invention has a fuel electrode, an air electrode, a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the air electrode, and a fuel storage part for storing liquid fuel, A fuel supply mechanism for supplying fuel to the fuel electrode of the membrane electrode assembly; and a fuel cell pressure adjustment valve mounted on the fuel supply mechanism, wherein the fuel cell pressure adjustment valve comprises: It is the pressure regulating valve for a fuel cell according to the present invention described above.
本発明によれば、バルブ室と、このバルブ室に収容されるバルブ本体とを有する燃料電池用圧力調整バルブにおいて、バルブ本体を、筒状部材と、この筒状部材の一方の端部に配置される弾性部材とからなるものとし、さらに弾性部材を、筒状部材の端部の表面に配置される枠部と、筒状部材に嵌め込まれる嵌合部と、枠部に嵌合部を移動可能に保持し、孔部が形成される保持部とを有するものとすることで、構造を簡素化し、部品点数を少なくすると共に、小型で製造性に優れるものとすることができる。 According to the present invention, in a pressure adjustment valve for a fuel cell having a valve chamber and a valve main body accommodated in the valve chamber, the valve main body is disposed at the cylindrical member and at one end of the cylindrical member. And the elastic member is further moved to the frame portion disposed on the surface of the end portion of the cylindrical member, the fitting portion fitted into the cylindrical member, and the fitting portion moved to the frame portion. By holding the holding portion in a possible manner and having a holding portion in which a hole is formed, the structure can be simplified, the number of parts can be reduced, and the size can be reduced and the productivity can be improved.
また、本発明によれば、燃料電池にこのような燃料電池用圧力調整バルブを用いることで、出力特性を向上させると共に、燃料供給機構の破損を抑制して信頼性に優れるものとしつつ、小型で製造性に優れるものとすることができる。 In addition, according to the present invention, by using such a fuel cell pressure regulating valve for the fuel cell, the output characteristics are improved, and the fuel supply mechanism is prevented from being damaged and excellent in reliability. Therefore, it can be made excellent in manufacturability.
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。
図1は、本発明の燃料電池の一例を示す断面図である。図1に示す燃料電池1は、起電部を構成する膜電極接合体としての燃料電池セル2と、この燃料電池セル2に燃料を供給する燃料供給機構3と、この燃料供給機構3に設けられた燃料電池用圧力調整バルブ(以下、単に圧力調整バルブと呼ぶ)4とから主として構成されている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the fuel cell of the present invention. A fuel cell 1 shown in FIG. 1 includes a
燃料供給機構3は、例えば燃料分配機構5と、液体燃料を収容する燃料収容部6と、これら燃料分配機構5と燃料収容部6とを接続する流路7と、この流路7中に配置されたポンプ8とから構成されている。圧力調整バルブ4は、このような燃料供給機構3のうち例えば燃料収容部6に設けられている。
The
燃料電池セル2は、アノード触媒層11とアノードガス拡散層12とを有するアノード(燃料極)13と、カソード触媒層14とカソードガス拡散層15とを有するカソード(空気極/酸化剤極)16と、アノード触媒層11とカソード触媒層14とで挟持されたプロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜17とから構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を有している。
The
アノード触媒層11やカソード触媒層14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。アノード触媒層11にはメタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するPt−RuやPt−Mo等を用いることが好ましい。カソード触媒層14にはPtやPt−Ni等を用いることが好ましい。但し、触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。触媒は炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。 Examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 11 and the cathode catalyst layer 14 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, and an alloy containing the platinum group element. For the anode catalyst layer 11, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo, or the like having strong resistance to methanol, carbon monoxide, or the like. Pt, Pt—Ni or the like is preferably used for the cathode catalyst layer 14. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.
電解質膜17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等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。但し、プロトン伝導性の電解質膜17はこれらに限られるものではない。 Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 17 include fluorine-based resins (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) and Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group. Etc.), organic materials such as hydrocarbon resins having sulfonic acid groups, or inorganic materials such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, the proton conductive electrolyte membrane 17 is not limited to these.
アノード触媒層11に積層されるアノードガス拡散層12は、アノード触媒層11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11の集電体も兼ねている。カソード触媒層14に積層されるカソードガス拡散層15は、カソード触媒層14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14の集電体も兼ねている。アノードガス拡散層12およびカソードガス拡散層15は多孔質基材で構成されている。
The anode
アノードガス拡散層12やカソードガス拡散層15には、必要に応じて導電層が積層される。これら導電層としては、例えばAu、Ni等の導電性金属材料からなる多孔質層(例えばメッシュ)、薄膜または箔体、あるいはステンレス鋼(SUS)等の導電性金属材料にAuなどの良導電性金属を被覆した複合材等が用いられる。電解質膜17と燃料分配機構5およびカバープレート18との間には、それぞれゴム製のOリング19が介在されており、これらによって燃料電池セル(MEA)2からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。
A conductive layer is laminated on the anode
図示を省略したが、カバープレート18は酸化剤である空気を取入れるための開口を有している。カバープレート18とカソード16との間には、必要に応じて保湿層や表面層が配置される。保湿層はカソード触媒層14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と共に、カソード触媒層14への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさ等が調整された複数の空気導入口を有している。
Although not shown, the
燃料収容部6には、燃料電池セル2に対応した液体燃料が収容されている。液体燃料としては、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挙げられる。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い。液体燃料は、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、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、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、燃料収容部6には燃料電池セル2に応じた液体燃料が収容される。
Liquid fuel corresponding to the
この燃料収容部6は、耐メタノール性を有する樹脂材料として、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリスチレン(PS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK:ヴィクトレックス社商標)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール(POM)等、さらには耐メタノール性と透明性を有する樹脂材料として、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、環状オレフィンコポリマー(COC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリフェニルサルホン(PPSU)、ポリエーテルサルホン(PES)等により構成される。 For example, polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), high density polyethylene (HDPE), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK: Victorex) (Trademark), liquid crystal polymer (LCP), polybutylene terephthalate (PBT), polyacetal (POM), etc. Further, as a resin material having methanol resistance and transparency, polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), cyclic It is composed of olefin copolymer (COC), cycloolefin polymer (COP), polymethylpentene (TPX), polyphenylsulfone (PPSU), polyethersulfone (PES) and the like.
燃料電池セル2のアノード13側には、燃料分配機構5が配置されている。燃料分配機構5は途中にポンプ8が設けられた配管のような液体燃料の流路7を介して燃料収容部6と接続されている。燃料分配機構5にはこのような流路7を通して液体燃料が燃料収容部6から導入される。流路7は燃料分配機構5や燃料収容部6と独立した配管に限られるものではない。例えば、燃料分配機構5と燃料収容部6とを積層して一体化する場合、これらを繋ぐ液体燃料の流路であってもよい。燃料分配機構5は流路7を介して燃料収容部6と接続されていればよい。
A
燃料分配機構5は、例えば図2に示すように液体燃料が流路7を介して流入する少なくとも1個の燃料注入口5aと、液体燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口5bとを有する燃料分配板5cである。燃料分配板5cの内部には、図1に示すように燃料注入口5aから導かれた液体燃料の通路となる空隙部5dが設けられている。複数の燃料排出口5bは燃料通路として機能する空隙部5dにそれぞれ直接接続されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
燃料注入口5aから燃料分配板5cに導入された液体燃料は空隙部5dに入り、この燃料通路として機能する空隙部5dを介して複数の燃料排出口5bにそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口5bには、例えば液体燃料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体(図示せず)を配置してもよい。これによって、燃料電池セル2のアノード13には液体燃料の気化成分が供給される。なお、気液分離体は燃料分配機構5とアノード13との間に気液分離膜等として設置してもよい。液体燃料の気化成分は複数の燃料排出口5bからアノード13の複数個所に向けて排出される。
The liquid fuel introduced from the
燃料排出口5bは燃料電池セル2の全体に燃料を供給することが可能なように、燃料分配板5cのアノード13と接する面に複数設けられている。燃料排出口5bの個数は1個以上であればよいが、燃料電池セル2の面内における燃料供給量を均一化する上で、0.1〜10個/cm2の燃料排出口5bが存在するように形成することが好ましい。燃料排出口5bの個数が0.1個/cm2未満であると、燃料電池セル2に対する燃料供給量を十分に均一化することができない。燃料排出口5bの個数を10個/cm2を超えて形成しても、それ以上の効果が得られない。
A plurality of
燃料分配機構5から放出された燃料は、上述したように燃料電池セル2のアノード13に供給される。燃料電池セル2内において、燃料はアノードガス拡散層12を拡散してアノード触媒層11に供給される。液体燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層11で下記の(1)式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層14で生成した水や電解質膜17中の水をメタノールと反応させて(1)式の内部改質反応を生起させる。あるいは、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。
CH3OH+H2O → CO2+6H++6e− …(1)
The fuel released from the
CH 3 OH + H 2 O →
この反応で生成した電子(e−)は集電体を経由して外部に導かれ、いわゆる電気として携帯用電子機器等を動作させた後、カソード16に導かれる。また、(1)式の内部改質反応で生成したプロトン(H+)は電解質膜17を経てカソード16に導かれる。カソード16には酸化剤として空気が供給される。カソード16に到達した電子(e−)とプロトン(H+)は、カソード触媒層14で空気中の酸素と下記の(2)式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。
6e−+6H++(3/2)O2 → 3H2O …(2)
The electrons (e − ) generated by this reaction are guided to the outside via a current collector, and are guided to the cathode 16 after operating a portable electronic device or the like as so-called electricity. Further, (1) a proton (H +) generated by the internal reforming reaction of the formula is introduced to the cathode 16 via the electrolyte membrane 17. Air is supplied to the cathode 16 as an oxidant. Electrons (e − ) and protons (H + ) that have reached the cathode 16 react with oxygen in the air in the cathode catalyst layer 14 in accordance with the following equation (2), and water is generated along with this reaction.
6e − + 6H + + (3/2) O 2 → 3H 2 O (2)
ポンプ8は燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部6から燃料分配機構5に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。このようなポンプ8で必要時に液体燃料を送液することによって、燃料供給量の制御性を高めることができる。燃料分配機構5から燃料電池セル2に供給された燃料は発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部6に戻されることはない。図1に示す燃料電池1は燃料を循環させないことから、従来のアクティブ方式とは異なるものであり、装置の小型化等を損なうものではない。また、液体燃料の供給にポンプ8を使用しており、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも異なるため、例えばセミパッシブ方式と呼称されるものである。
The pump 8 is not a circulation pump that circulates fuel, but is a fuel supply pump that sends liquid fuel from the
ポンプ8の種類は特に限定されるものではないが、少量の液体燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリーベーンポンプはモータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。 The type of the pump 8 is not particularly limited, but a rotary vane pump, an electroosmotic flow pump, a diaphragm pump, from the viewpoint that a small amount of liquid fuel can be sent with good controllability and can be reduced in size and weight. It is preferable to use an ironing pump or the like. A rotary vane pump feeds liquid by rotating a wing with a motor. The electroosmotic flow pump uses a sintered porous material such as silica that causes an electroosmotic flow phenomenon. The diaphragm pump is a pump that feeds liquid by driving the diaphragm with an electromagnet or piezoelectric ceramics. The squeezing pump presses a part of the flexible fuel flow path and squeezes the fuel. Among these, it is more preferable to use an electroosmotic pump or a diaphragm pump having piezoelectric ceramics from the viewpoint of driving power, size, and the like.
ポンプ8の送液能力は燃料電池1の主たる対象物が小型電子機器であることから、10μL/分〜1mL/分の範囲とすることが好ましい。送液能力が1mL/分を超えると一度に送液される液体燃料の量が多くなりすぎて、全運転期間に占めるポンプ8の停止時間が長くなる。このため、燃料電池セル2への燃料の供給量の変動が大きくなり、その結果として出力の変動が大きくなる。これを防止するためのリザーバをポンプ8と燃料分配機構5との間に設けてもよいが、そのような構成を適用しても燃料供給量の変動を十分に抑制することはできず、さらに装置サイズの大型化等を招いてしまう。
Since the main object of the fuel cell 1 is a small electronic device, the liquid feeding capability of the pump 8 is preferably in the range of 10 μL / min to 1 mL / min. When the liquid feeding capacity exceeds 1 mL / min, the amount of liquid fuel fed at one time becomes too large, and the stop time of the pump 8 occupying the entire operation period becomes long. For this reason, fluctuations in the amount of fuel supplied to the
一方、ポンプ8の送液能力が10μL/分未満であると、装置立ち上げ時のように燃料の消費量が増える際に供給能力不足を招くおそれがある。これによって、燃料電池1の起動特性等が低下する。このような点から、10μL/分〜1mL/分の範囲の送液能力を有するポンプ8を使用することが好ましい。ポンプ8の送液能力は10〜200μL/分の範囲とすることがより好ましい。このような送液量を安定して実現する上でも、ポンプ8には電気浸透流ポンプやダイアフラムポンプを適用することが好ましい。 On the other hand, when the liquid feeding capacity of the pump 8 is less than 10 μL / min, there is a risk of insufficient supply capacity when the amount of fuel consumption increases as when the apparatus is started up. As a result, the starting characteristics of the fuel cell 1 are deteriorated. From such a point, it is preferable to use the pump 8 having a liquid feeding capacity in the range of 10 μL / min to 1 mL / min. The pumping capacity of the pump 8 is more preferably in the range of 10 to 200 μL / min. In order to stably realize such a liquid feeding amount, it is preferable to apply an electroosmotic flow pump or a diaphragm pump to the pump 8.
圧力調整バルブ4は、燃料収容部6の内圧(以下、単に内圧と呼ぶ)が適正範囲内となるように設けられている。すなわち、内圧が適正範囲を下回った場合、例えばポンプ8の実質的な送液能力を回復させるために、外気を導入して内圧を上昇させ、また内圧が適正範囲よりも高くなった場合、燃料収容部6の破損を抑制するために、内気を排出して内圧を低下させるために設けられている。なお、内圧が適正範囲内となっている場合には、全体として閉塞することにより、外部から燃料収容部6への異物の侵入を抑制すると共に、燃料収容部6から外部への液体燃料の流出を抑制する。
The
ここで、内圧の適正範囲としては、ポンプ8の送液能力、燃料収容部6の強度等に応じて適宜選択することができるが、例えば下限が大気圧に対して0.01MPa程度低い圧力であり、上限が大気圧に対して0.6MPa程度高い圧力である。下限が大気圧に対して0.01MPaを下回るような低い圧力となると、例えばポンプ8の実質的な送液能力が低下し、燃料電池1の出力特性が不安定となるおそれがあり、上限が大気圧に対して0.6MPaを上回るような高い圧力となると、例えば燃料収容部6等が破損し、液体燃料が流出するおそれがある。
Here, the appropriate range of the internal pressure can be appropriately selected according to the liquid feeding capacity of the pump 8, the strength of the
図3は、本発明の圧力調整バルブ4の第1の形態を示す断面図であり、内圧が適正範囲内となっている場合を示すものである。なお、以下の圧力調整バルブ4を示す図では、いずれも図中上側が燃料収容部6の外部側、図中下側が燃料収容部6の内部側となるように図示している。また、以下の説明では、燃料収容部6の外部側を単に外部側と呼び、燃料収容部6の内部側を単に内部側と呼んで説明する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the
圧力調整バルブ4は、バルブ室41と、このバルブ室41に収容されるバルブ本体42とを有している。また、圧力調整バルブ4は、バルブ本体42を押圧するスプリング等の押圧用弾性体43を有している。
The
この押圧用弾性体43は、燃料流路内に配置され液体燃料に接液するため、表面処理が施されたものであることが好ましい。具体的には、ステンレス系のスプリングに対し不動態化処理を行い、耐食性を高めたものが好ましい。表面処理に関しては不動態化処理に限らず、金等の貴金属めっきやフッ素系樹脂等の樹脂コーティングが好適に用いられる。また、素材としてカーボンを用いたバネを使用することもできる。
The pressing
バルブ室41は、例えば燃料収容部6の容器外壁を利用して形成され、具体的には容器外壁に設けられる孔部61と、この孔部61に外部側から嵌め込まれるようにして固定される固定部材44とから構成されている。
The
孔部61は、気体の流路となると共に、バルブ室41を主として構成するものであり、具体的には容器外壁の内部側に形成される内側孔部61aと、この内側孔部61aの外部側に形成される外側孔部61bとから構成されており、外側孔部61bがバルブ室41を主として構成している。
The
固定部材44は、筒状とされ、例えば外側孔部61bに挿入される挿入部44aと、この挿入部44aの外部側に形成され、外側孔部61bの縁部に引っかかるようにして形成される径大部44bと、これらを貫通する筒孔44cとを有している。挿入部44aは、バルブ本体42を外部側から抑えるようにして外側孔部61bに保持し、径大部44bは、外側孔部61bの縁部に引っかかるようにすることで全体が外側孔部61bに埋没しないように設けられている。また、筒孔44cは、気体の流路とするために設けられている。
The fixing
この固定部材44は、耐メタノール性を有する樹脂材料として、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリスチレン(PS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK:ヴィクトレックス社商標)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール(POM)等、さらには耐メタノール性と透明性を有する樹脂材料として、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、環状オレフィンコポリマー(COC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリフェニルサルホン(PPSU)、ポリエーテルサルホン(PES)等により構成される。特に、固定部材44は、燃料収容部6と同様の材料とすることにより、燃料収容部6への超音波接合などによる固定が良好となるため好ましい。
For example, polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), high density polyethylene (HDPE), polystyrene (PS), polyether ether ketone (PEEK: Trademark of Victorex Corporation) is used as the fixing
一方、バルブ本体42は、筒状部材46と、この筒状部材46の外部側の端部に配置される弾性部材47とから構成されており、全体が外部側、すなわち弾性部材47側へと押圧用弾性体43によって押圧されている。
On the other hand, the valve
筒状部材46は、バルブ本体42を主として構成し、外部側、すなわち弾性部材47側に径大部46aが形成され、反対側の端部に径小部46bが形成されると共に、全体を貫通するようにして軸孔46cが形成されている。
The
この筒状部材46は、耐メタノール性を有する樹脂材料として、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリスチレン(PS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK:ヴィクトレックス社商標)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール(POM)等、さらには耐メタノール性と透明性を有する樹脂材料として、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、環状オレフィンコポリマー(COC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリフェニルサルホン(PPSU)、ポリエーテルサルホン(PES)等により構成される。特に、筒状部材46は、固定部材44と異なる材料を使用することにより、固定部材44へ意図しない密着固定の発生を防止できるため好ましい。
The
径大部46aは、弾性部材47、特にその枠部47aを押圧すると共に、押圧用弾性体43による押圧のために設けられている。また、径小部46bは、内側孔部61aに挿入されることで、筒状部材46、すなわちバルブ本体42を軸方向に沿って適切に移動させるために設けられている。なお、内側孔部61aと径小部46bとの間には、気体の流路となる程度の隙間が設けられている。さらに、軸孔46cも気体の流路とするために設けられている。
The
弾性部材47は、例えば弾性材料から一体に形成されるものであり、筒状部材46の外部側の端部の表面に配置される枠部47aと、筒状部材46、具体的には軸孔46cに嵌め込まれる嵌合部47bと、枠部47aに嵌合部47bを移動可能に保持し、孔部47cが形成される保持部47dとを有している。
The
枠部47aは、筒状部材46と固定部材44との間、具体的にはこれらの対向する端部(縁部)をシール状態とすると共に、保持部47dを介して嵌合部47bを保持するために設けられている。また、嵌合部47bは、軸孔46cに嵌め込まれることによって、この軸孔46cを開閉させるために設けられている。さらに、保持部47dは、枠部47aに嵌合部47bを保持するために設けられている。また、孔部47cは、軸孔46cが開放された際の気体の流路とするために設けられている。
The
この弾性部材47は、例えば、耐メタノール性を有するエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)によって形成される。しかしながら、例えば保持部47dを構成する可動膜の材質についてはEPDMに限らず、シリコーンゴム(VMQ)、フロロシリコーンゴム(FVMQ)、フッ素ゴム(FKM)、ニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(HNBR)が好適に用いられる。また、可動膜の材質について上記列挙した材質を好適に用い、枠部47aに関しては耐メタノール性を有した樹脂、例えばポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK:ヴィクトレックス社商標)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等のフィルムを使用し、フィルム上にリップ形状の枠部47aを形成した構成としてもよい。
The
図4は、弾性部材47の一例を示す外観図であり、図4(a)は筒状部材46側、また図4(b)はその反対側をそれぞれ示したものである。
4 is an external view showing an example of the
例えば図4(a)に示すように、枠部47aは、例えば外観が略環状とされており、筒状部材46と固定部材44との間を周方向に渡って全体的にシール状態とすることができるようになっている。なお、この枠部47aは、例えば断面が図3に示すような円状とされており、筒状部材46と固定部材44との間をより確実にシール状態とすることができるようになっている。また、嵌合部47bは、例えば枠部47aの軸心部分に形成され、軸孔46cへの挿入、位置決め等が容易となるように外観が略円錐状とされている。
For example, as shown in FIG. 4A, the
嵌合部47bの側面部には、例えば軸方向に延びる溝部47eが形成されており、気体の流通が容易となるようになっている。なお、溝部47eは嵌合部47bの径大側には形成されておらず、この溝部47eが形成されていない環状部分が軸孔46cに密着してシール状態とするシール部47fとなっている。また、保持部47dは、枠部47aに嵌合部47bを保持するように膜状に形成されており、例えば嵌合部47bの周囲に均等な間隔を設けて4個の孔部47cが形成されている。
A groove portion 47e extending in the axial direction, for example, is formed on the side surface portion of the
このような圧力調整バルブ4によれば、内圧が適正範囲内となっている場合、図3に示すように、枠部47aと嵌合部47bとが保持部47dによって繋がれているために、嵌合部47bが軸孔46cに嵌め込まれ、軸孔46cが閉塞される。また、この軸孔46cが閉塞されたバルブ本体42の全体が押圧用弾性体43によって外部側へと押圧されることで、筒孔44cの周囲にバルブ本体42が接触し、筒孔44cが閉塞される。これにより、外部側からの異物の侵入が抑制されると共に、内部側からの液体燃料の流出が抑制される。
According to such a
一方、内圧が適正範囲の下限値を下回った場合、図5に示すように、この内圧と外圧(燃料収容部6の外部側の圧力;大気圧)との差を利用してバルブ本体42を内部側へと移動させ、筒孔44cを開放させることができる。これにより、筒孔44cから外側孔部61bとバルブ本体42の外径側との間に外気を導入し、さらにこの外気を内側孔部61aと径小部46bとの隙間から内側孔部61aを通して燃料収容部6へと導入することができる。結果として、燃料収容部6の内圧が上昇し、内圧を適正範囲内へと戻すことができる。このようにして内圧が適正範囲内へと戻った後は、再び押圧用弾性体43によってバルブ本体42の全体が外部側へと押圧されることで、図3に示すように筒孔44cが閉塞される。
On the other hand, when the internal pressure falls below the lower limit of the appropriate range, as shown in FIG. 5, the valve
また、内圧が適正範囲の上限値を上回った場合、図6に示すように、この内圧と外圧との差を利用して枠部47aに対して嵌合部47bを外部側へと移動させ、軸孔46cから嵌合部47b、特にシール部47fが外れるようにすることで、軸孔46cを開放させることができる。これにより、燃料収容部6の内気を内側孔部61a、軸孔46c、孔部47c、筒孔44cを順に通して外部側へと排出することができる。結果として、燃料収容部6の内圧が低下し、内圧を適正範囲内へと戻すことができる。このようにして内圧が適正範囲内へと戻った後は、再び枠部47aに繋がれた保持部47dに引っ張られるようにして嵌合部47bが内部側へ移動し、軸孔46cに嵌合部47bが嵌め込まれることで、図3に示すように軸孔46cが閉塞される。
Also, when the internal pressure exceeds the upper limit of the appropriate range, as shown in FIG. 6, the
なお、圧力調整バルブ4は、内圧が適正範囲の下限値を下回ったときに、この内圧と外圧との差によってバルブ本体42が内部側へと移動することができるように押圧用弾性体43の反発力が調整されている。また、内圧が適正範囲の上限値を上回ったときに、この内圧と外圧との差を利用して枠部47aに対して嵌合部47bが外部側へと移動することができるように、すなわち軸孔46cから嵌合部47bが外れるように保持部47dの収縮力が調整されている。このような保持部47dの収縮力の調整は、例えば保持部47dの構成材料、厚さ、孔部47cの個数等を適宜選択することにより行うことができる。
The
次に、本発明の圧力調整バルブ4の第2の形態について説明する。
図7は、第2の形態の圧力調整バルブ4を示す断面図であり、内圧が適正範囲内となっている場合を示すものである。この圧力調整バルブ4は、押圧用弾性体43も含めたバルブ本体42の向きが第1の形態の圧力調整バルブ4とは反対となっている。
Next, the 2nd form of the
FIG. 7 is a sectional view showing the
すなわち、バルブ本体42は、弾性部材47側が内側孔部61aの周囲、具体的には内側孔部61aと外側孔部61bとの間に形成される段部に接触し、また径小部46b側が筒孔44cに挿入されるように配置されている。そして、全体が内部側、すなわち弾性部材47側へと押圧用弾性体43によって押圧されている。なお、筒孔44cと径小部46bとの間には、気体の流路となる程度の隙間が設けられている。
That is, the
この圧力調整バルブ4では、第1の形態の圧力調整バルブ4に対して押圧用弾性体43も含めたバルブ本体42の向きを反対にすることで、内圧の調整方法も第1の形態の圧力調整バルブ4と反対となっており、具体的には、内圧が適正範囲を下回った場合の調整を弾性部材47による軸孔46cの開閉により行い、内圧が適正範囲を上回った場合の調整をバルブ本体42と押圧用弾性体43とによる内側孔部61aの開閉により行うようにしている。
In this
従って、この圧力調整バルブ4では、内圧が適正範囲の下限値を下回ったときに、この内圧と外圧との差を利用して枠部47aに対して嵌合部47bが内部側へと移動することができるように、すなわち軸孔46cから嵌合部47bが外れるように保持部47dの収縮力が調整されている。また、内圧が適正範囲の上限値を上回ったときに、この内圧と外圧との差によってバルブ本体42が外部側へと移動することができるように押圧用弾性体43の反発力が調整されている。
Therefore, in the
なお、この圧力調整バルブ4では、押圧用弾性体43も含めたバルブ本体42の向きが変更されると共に、これに合わせて弾性部材47の保持部47dの収縮力および押圧用弾性体43の反発力が変更される以外は、バルブ室41の構成、バルブ本体42の構成については第1の形態の圧力調整バルブ4と同様なものとなっている。
In the
このような圧力調整バルブ4によれば、内圧が適正範囲内となっている場合、枠部47aと嵌合部47bとが保持部47dによって繋がれているために、嵌合部47bが軸孔46cに嵌め込まれ、軸孔46cが閉塞される。また、この軸孔46cが閉塞されたバルブ本体42の全体が押圧用弾性体43によって内部側へと押圧されることで、内側孔部61aの周囲にバルブ本体42が接触し、内側孔部61aが閉塞される。これにより、外部側からの異物の侵入が抑制されると共に、内部側からの液体燃料の流出が抑制される。
According to the
一方、内圧が適正範囲の下限値を下回った場合、例えば図8に示すように、この内圧と外圧との差を利用して枠部47aに対して嵌合部47bを内部側へと移動させ、軸孔46cから嵌合部47b、特にシール部47fが外れるようにすることで、軸孔46cを開放させることができる。これにより、筒孔44c、軸孔46c、孔部47c、内側孔部61aを通して燃料収容部6へと外気を導入することができる。結果として、燃料収容部6の内圧が上昇し、内圧を適正範囲内へと戻すことができる。このようにして内圧が適正範囲内へと戻った後は、再び枠部47aに繋がれた保持部47dに引っ張られるようにして嵌合部47bが外部側へ移動し、軸孔46cに嵌合部47bが嵌め込まれることで、図7に示すように軸孔46cが閉塞される。
On the other hand, when the internal pressure falls below the lower limit of the appropriate range, for example, as shown in FIG. 8, the
また、内圧が適正範囲の上限値を上回った場合、例えば図9に示すように、この内圧と外圧との差を利用してバルブ本体42を外部側へと移動させ、内側孔部61aを開放させることができる。これにより、燃料収容部6の内気を内側孔部61aから外側孔部61bとバルブ本体42の外径側との間に排出し、さらに筒孔44cと径小部46bとの隙間を通して外部側へと排出することができる。結果として、燃料収容部6の内圧が低下し、内圧を適正範囲内へと戻すことができる。このようにして内圧が適正範囲内へと戻った後は、再び押圧用弾性体43によってバルブ本体42の全体が内部側へと押圧されることで、図7に示すように内側孔部61aが閉塞される。
If the internal pressure exceeds the upper limit of the appropriate range, for example, as shown in FIG. 9, the
以上、本発明の圧力調整バルブ4について第1の形態と第2の形態とを例に挙げて説明したが、これらの中では通常は第1の形態の圧力調整バルブ4を用いることが好ましい。第1の形態の圧力調整バルブ4を用いることで、内圧が適正範囲を下回ったときの調整を迅速かつ厳密に行うことができ、例えばポンプ8の実質的な送液能力の低下を効果的に抑制し、燃料電池1の出力特性をより向上させることができる。
As described above, the first embodiment and the second embodiment of the
すなわち、スプリング等の押圧用弾性体43を利用して圧力の調整を行うものと、弾性部材47、具体的には枠部47aに保持部47dを介して保持される嵌合部47bを利用して圧力の調整を行うものとでは、スプリング等の押圧用弾性体43を用いたものの方が迅速かつ正確に圧力の調整を行うことができる。このため、このようなスプリング等の押圧用弾性体43を内圧が適正範囲を下回ったときの調整に用いる第1の形態の圧力調整バルブ4によれば、内圧が適正範囲を下回ったときの調整を迅速かつ正確に行うことができ、例えばポンプ8の実質的な送液能力の低下を効果的に抑制し、燃料電池1の出力特性をより向上させることができる。
That is, the pressure is adjusted using the pressing
なお、内圧が適正範囲を上回るのは、例えば燃料電池1(燃料収容部6等)が100℃以上の高温となるときであり、このような高温となることはめったになく、またこのような場合の内圧の調整は必ずしも正確でなくてもよいことから、第1の形態の圧力調整バルブ4についても内圧が適正範囲を上回るときの調整を過不足なく十分に行うことができる。
Note that the internal pressure exceeds the appropriate range when, for example, the fuel cell 1 (the
以上、本発明の圧力調整バルブとこれを利用した燃料電池とについて説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、燃料電池セルへ供給する液体燃料についても、全て液体燃料の蒸気を供給してもよいが、一部が液体状態で供給される場合であってもよい。 Although the pressure regulating valve of the present invention and the fuel cell using the same have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and the constituent elements are modified within the scope not departing from the gist of the present invention. And can be materialized. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. Further, the liquid fuel supplied to the fuel cells may be supplied entirely with the vapor of the liquid fuel, but may be supplied in a liquid state.
例えば、圧力調整バルブは必ずしも燃料収容部の容器外壁に直接形成する必要はなく、容器外壁に別途バルブケース等を設けてバルブ室としてもよい。また、圧力調整バルブは、必ずしも燃料収容部に設ける必要はなく、燃料分配機構の他の部分、例えば流路等に設けてもよい。なお、流路に圧力調整バルブを設ける場合、ポンプの送液能力の低下を抑制する観点から、ポンプに対して燃料収容部側となる流路に設けることが好ましい。 For example, the pressure adjusting valve is not necessarily formed directly on the outer wall of the container of the fuel storage portion, and a valve case or the like may be provided on the outer wall of the container to form a valve chamber. In addition, the pressure adjustment valve is not necessarily provided in the fuel storage portion, and may be provided in another part of the fuel distribution mechanism, such as a flow path. In addition, when providing a pressure regulation valve in a flow path, it is preferable to provide in the flow path which becomes a fuel accommodating part side with respect to a pump from a viewpoint of suppressing the fall of the liquid feeding capability of a pump.
1…燃料電池、2…燃料電池セル、3…燃料供給機構、4…圧力調整バルブ、5…燃料分配機構、6…燃料収容部、7…流路、8…ポンプ、11…アノード触媒層、12…アノードガス拡散層、13…アノード(燃料極)、14…カソード触媒層、15…カソードガス拡散層、16…カソード(空気極/酸化剤極)、17…プロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜、41…バルブ室、42…バルブ本体、43…押圧用弾性体、44…固定部材、44a…挿入部、44b…径大部、44c…筒孔、46…筒状部材、46a…径大部、46b…径小部、46c…軸孔、47…弾性部材、47a…枠部、47b…嵌合部、47c…孔部、47d…接続部、47e…溝部、47f…シール部、61…孔部、61a…内側孔部、61b…外側孔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 2 ... Fuel cell, 3 ... Fuel supply mechanism, 4 ... Pressure adjustment valve, 5 ... Fuel distribution mechanism, 6 ... Fuel accommodating part, 7 ... Flow path, 8 ... Pump, 11 ... Anode catalyst layer, DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記バルブ本体は、筒状部材と、前記筒状部材の一方の端部に配置され、前記端部の表面に配置される枠部と、前記筒状部材に嵌め込まれる嵌合部と、前記枠部に前記嵌合部を移動可能に保持し、孔部が形成される保持部とを有する弾性部材とを有することを特徴とする燃料電池用圧力調整バルブ。 A pressure adjustment valve for a fuel cell, which has a valve chamber and a valve main body accommodated in the valve chamber, and is used for adjusting an internal pressure by being attached to a fuel supply mechanism of the fuel cell;
The valve body includes a tubular member, a frame portion disposed at one end of the tubular member, disposed on a surface of the end portion, a fitting portion fitted into the tubular member, and the frame. A pressure regulating valve for a fuel cell, comprising: an elastic member having a holding portion in which the fitting portion is movably held in a portion and a hole is formed.
前記バルブ本体を前記弾性部材側に押圧する押圧用弾性体を有することを特徴とする燃料電池用圧力調整バルブ。 The pressure regulating valve for a fuel cell according to claim 1,
A pressure adjusting valve for a fuel cell, comprising a pressing elastic body that presses the valve main body toward the elastic member.
前記バルブ室は、前記燃料供給機構の燃料収容部に形成される孔部と、前記燃料収容部の孔部に嵌め込まれるようにして固定される筒状の固定部材とから構成されていることを特徴とする燃料電池用圧力調整バルブ。 In the pressure regulation valve for fuel cells according to claim 1 or 2,
The valve chamber is composed of a hole formed in the fuel storage part of the fuel supply mechanism and a cylindrical fixing member fixed so as to be fitted into the hole of the fuel storage part. A fuel cell pressure regulating valve.
前記燃料収容部の孔部は、前記燃料収容部の内部側に形成される径小部と、前記径小部の外部側に形成される径大部とから構成されていることを特徴とする燃料電池用圧力調整バルブ。 In the pressure regulation valve for fuel cells according to claim 3,
The hole portion of the fuel storage portion is composed of a small diameter portion formed on the inner side of the fuel storage portion and a large diameter portion formed on the outer side of the small diameter portion. Pressure regulating valve for fuel cell.
前記バルブ本体は、前記弾性部材側が前記燃料供給機構の外部側となるように配置されていることを特徴とする燃料電池用圧力調整バルブ。 The pressure regulating valve for a fuel cell according to any one of claims 1 to 4,
The pressure adjustment valve for a fuel cell, wherein the valve body is disposed so that the elastic member side is on the outside of the fuel supply mechanism.
前記バルブ本体は、前記弾性部材側が前記燃料供給機構の内部側となるように配置されていることを特徴とする燃料電池用圧力調整バルブ。 The pressure regulating valve for a fuel cell according to any one of claims 1 to 4,
The pressure adjustment valve for a fuel cell, wherein the valve body is disposed so that the elastic member side is an inner side of the fuel supply mechanism.
前記燃料電池用圧力調整バルブが、請求項1乃至6のいずれか1項記載の燃料電池用圧力調整バルブであることを特徴とする燃料電池。 A membrane electrode assembly having a fuel electrode, an air electrode, and an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the air electrode; and a fuel storage unit for storing liquid fuel; A fuel cell having a fuel supply mechanism for supplying fuel to a fuel electrode, and a pressure adjustment valve for a fuel cell attached to the fuel supply mechanism,
The fuel cell pressure regulating valve according to any one of claims 1 to 6, wherein the fuel cell pressure regulating valve is a fuel cell pressure regulating valve.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013543955A (en) * | 2010-10-26 | 2013-12-09 | ソシエテ ビック | Relief valve for fuel cell system |
-
2008
- 2008-09-02 JP JP2008224269A patent/JP2010060003A/en active Pending
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JP2013543955A (en) * | 2010-10-26 | 2013-12-09 | ソシエテ ビック | Relief valve for fuel cell system |
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