JP2774981B2 - 液体燃料電池 - Google Patents
液体燃料電池Info
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- JP2774981B2 JP2774981B2 JP63303439A JP30343988A JP2774981B2 JP 2774981 B2 JP2774981 B2 JP 2774981B2 JP 63303439 A JP63303439 A JP 63303439A JP 30343988 A JP30343988 A JP 30343988A JP 2774981 B2 JP2774981 B2 JP 2774981B2
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- storage tank
- fuel cell
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体を燃料とし、燃料または燃料と電解液
とを混合したアノライトを貯蔵する貯蔵タンクを備えた
液体燃料電池に関するものである。
とを混合したアノライトを貯蔵する貯蔵タンクを備えた
液体燃料電池に関するものである。
［従来技術］ 従来、種々の液体燃料電池が提案されており、例えば
メタノールを液体燃料とし、電解質に硫酸、苛性カリ水
溶液等を用いて、燃料と電解質とを混合した混合液であ
るアノライト（以下アノライトという）を電解液循環用
ポンプにて燃料電池本体に循環する方式のメタノール−
空気燃料電池が広く知られている。例えばメタノール−
空気燃料電池では、発電を開始する前に、先の発電によ
り消費された燃料であるメタノール及び水またはアノラ
イトを貯蔵タンクに補給する必要がある。この補給作業
は、燃料を貯蔵容器から補給用容器に分取し、その後貯
蔵タンクに移し替えていた。補給終了後に電解液循環用
ポンプを作動して燃料電池の発電を開始させる。
メタノールを液体燃料とし、電解質に硫酸、苛性カリ水
溶液等を用いて、燃料と電解質とを混合した混合液であ
るアノライト（以下アノライトという）を電解液循環用
ポンプにて燃料電池本体に循環する方式のメタノール−
空気燃料電池が広く知られている。例えばメタノール−
空気燃料電池では、発電を開始する前に、先の発電によ
り消費された燃料であるメタノール及び水またはアノラ
イトを貯蔵タンクに補給する必要がある。この補給作業
は、燃料を貯蔵容器から補給用容器に分取し、その後貯
蔵タンクに移し替えていた。補給終了後に電解液循環用
ポンプを作動して燃料電池の発電を開始させる。
貯蔵タンクに液体燃料及び電解液等を補給した後に、
電解液循環用ポンプを作動させて燃料電池の発電を開始
するのであるが、燃料電池の温度は運転停止期間中に外
気温度まで低下しているために定格出力がすぐには得ら
れず、集電抵抗による発熱ならびに反応熱等によって作
動温度に達するのを待たなければならなかった。そこで
貯蔵タンク内に電気ヒータを配置してタンク内の電解液
を加熱したり、特開昭57−55070号公報に示される燃料
電池のように電解液またはアノライトを循環する循環経
路に電気ヒータを配設して電解液またはアノライトを加
熱するすることにより、短時間の間に電池の温度を上昇
させる技術が提案された。
電解液循環用ポンプを作動させて燃料電池の発電を開始
するのであるが、燃料電池の温度は運転停止期間中に外
気温度まで低下しているために定格出力がすぐには得ら
れず、集電抵抗による発熱ならびに反応熱等によって作
動温度に達するのを待たなければならなかった。そこで
貯蔵タンク内に電気ヒータを配置してタンク内の電解液
を加熱したり、特開昭57−55070号公報に示される燃料
電池のように電解液またはアノライトを循環する循環経
路に電気ヒータを配設して電解液またはアノライトを加
熱するすることにより、短時間の間に電池の温度を上昇
させる技術が提案された。
［発明が解決しようとする課題］ 従来は液体燃料や電解液をそれぞれの貯蔵容器から補
給用容器に分取後、補給用容器から貯蔵タンクに漏斗や
ポンプ等を用いて補給する作業を行っていたため、液体
燃料や電解液を貯蔵タンクに補給する際に、メタノール
等の燃料や電解液が飛散して床や作業者の衣類等を汚損
するという問題があった。
給用容器に分取後、補給用容器から貯蔵タンクに漏斗や
ポンプ等を用いて補給する作業を行っていたため、液体
燃料や電解液を貯蔵タンクに補給する際に、メタノール
等の燃料や電解液が飛散して床や作業者の衣類等を汚損
するという問題があった。
また従来用いられている電気ヒータを利用した液体燃
料やアノライトの加熱技術では、高価で取付けが面倒な
電気ヒータを容易する必要があり、また加熱のために必
ず電力を必要とするために加熱用の専用電源を用意しな
ければならなかった。
料やアノライトの加熱技術では、高価で取付けが面倒な
電気ヒータを容易する必要があり、また加熱のために必
ず電力を必要とするために加熱用の専用電源を用意しな
ければならなかった。
本発明は、電気ヒータを用いることなく、貯蔵タンク
への液体燃料等の補給時に貯蔵タンクを加熱することが
できる液体燃料電池を提供することにある。
への液体燃料等の補給時に貯蔵タンクを加熱することが
できる液体燃料電池を提供することにある。
また本発明の目的は、補給用容器を貯蔵タンクに結合
させると自動的に化学反応による発熱を開始する化学反
応発熱装置を用いる液体燃料電池を提供することにあ
る。
させると自動的に化学反応による発熱を開始する化学反
応発熱装置を用いる液体燃料電池を提供することにあ
る。
更に本発明の目的は、構造が簡単で且つ安価な化学反
応発熱装置を用いる液体燃料電池を提供することにあ
る。
応発熱装置を用いる液体燃料電池を提供することにあ
る。
また本発明の目的は、補給用容器と貯蔵タンクとの結
合が容易で、しかも液漏れを生じさせることなく補給用
容器から貯蔵タンクへ燃料等を補給することができる液
体燃料電池を提供することにある。
合が容易で、しかも液漏れを生じさせることなく補給用
容器から貯蔵タンクへ燃料等を補給することができる液
体燃料電池を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の問題点を解決するために、補給用容器
が貯蔵タンクに結合されると化学反応を開始して化学反
応熱を発生する化学反応発熱装置を用いて貯蔵タンクを
加熱する。化学反応発熱装置を補給用容器に設けること
により、貯蔵タンクに燃料等を補給する毎に、必ず貯蔵
タンクを加熱することができる。
が貯蔵タンクに結合されると化学反応を開始して化学反
応熱を発生する化学反応発熱装置を用いて貯蔵タンクを
加熱する。化学反応発熱装置を補給用容器に設けること
により、貯蔵タンクに燃料等を補給する毎に、必ず貯蔵
タンクを加熱することができる。
貯蔵タンクには補給用容器が結合された時に化学反応
発熱装置の少なくとも一部を収納する発熱装置収納部を
設けると、補給用容器の位置決めと貯蔵タンクへの熱伝
達を確実に行うことができる。
発熱装置の少なくとも一部を収納する発熱装置収納部を
設けると、補給用容器の位置決めと貯蔵タンクへの熱伝
達を確実に行うことができる。
化学反応発熱装置を、酸化物と水または空気との化学
反応により発熱するものから構成すると、安価に且つ簡
単に化学反応発熱装置を提供することができる。この場
合、例えば化学反応発熱装置を、補給用容器に固定され
て発熱装置収納部内に収納され且つ内部に酸化物及び水
の一方が充填された反応容器と、この反応容器内に配置
されて前記酸化物及び水の他方を密封解除可能に密封す
る密封容器と、貯蔵タンクに補給用容器が結合された時
に密封容器の密封状態を解除して酸化物と水とを反応容
器内で反応させる密封解除手段とから構成すると、少な
い部品点数で簡単に発熱装置を構成することができる。
そして補給用容器と貯蔵タンクとを結合させた時に自動
的に発熱を開始させるためには、反応容器として発熱装
置収納部に収納された時に少なくとも一部が変形する容
器壁部を備えたものを用い、密封解除手段として密封容
器に穴または亀裂を開けるか若しくは密封容器を破裂さ
せる針状または刃物状部材を用い、この針状または刃物
状部材を反応容器の容器壁部が変形したときに密封容器
に刺さるように反応容器の内壁部に固定すればよい。化
学反応発熱装置に所定の強度を付与し且つ確実に酸化物
と水との化学反応を発生させるためには、反応容器の容
器壁部のうち少なくとも底壁部が伸縮性を有する材料か
ら構成し、反応容器の底壁部の内壁部に針状または刃物
状部材を固定し、また発熱装置収納部には反応容器の底
壁部と当接して該底壁部を変形させる突起部を設ける。
なお搬送時等に反応容器内で密封容器が移動して破裂し
たり、また針状または刃物状部材が刺さらない位置に密
封容器が移動することを防止するためには、密封容器を
反応容器の内壁部に固定された密封容器保持手段によっ
て保持しておくことが好ましい。
反応により発熱するものから構成すると、安価に且つ簡
単に化学反応発熱装置を提供することができる。この場
合、例えば化学反応発熱装置を、補給用容器に固定され
て発熱装置収納部内に収納され且つ内部に酸化物及び水
の一方が充填された反応容器と、この反応容器内に配置
されて前記酸化物及び水の他方を密封解除可能に密封す
る密封容器と、貯蔵タンクに補給用容器が結合された時
に密封容器の密封状態を解除して酸化物と水とを反応容
器内で反応させる密封解除手段とから構成すると、少な
い部品点数で簡単に発熱装置を構成することができる。
そして補給用容器と貯蔵タンクとを結合させた時に自動
的に発熱を開始させるためには、反応容器として発熱装
置収納部に収納された時に少なくとも一部が変形する容
器壁部を備えたものを用い、密封解除手段として密封容
器に穴または亀裂を開けるか若しくは密封容器を破裂さ
せる針状または刃物状部材を用い、この針状または刃物
状部材を反応容器の容器壁部が変形したときに密封容器
に刺さるように反応容器の内壁部に固定すればよい。化
学反応発熱装置に所定の強度を付与し且つ確実に酸化物
と水との化学反応を発生させるためには、反応容器の容
器壁部のうち少なくとも底壁部が伸縮性を有する材料か
ら構成し、反応容器の底壁部の内壁部に針状または刃物
状部材を固定し、また発熱装置収納部には反応容器の底
壁部と当接して該底壁部を変形させる突起部を設ける。
なお搬送時等に反応容器内で密封容器が移動して破裂し
たり、また針状または刃物状部材が刺さらない位置に密
封容器が移動することを防止するためには、密封容器を
反応容器の内壁部に固定された密封容器保持手段によっ
て保持しておくことが好ましい。
貯蔵タンクへの補給用容器への結合をワンタッチで簡
単に且つ液漏れを生じさせることなく行なわせるために
は、貯蔵タンクの流入口及び補給用容器の流出口に第１
及び第２の連結弁部材を設ければよい。この第１及び第
２の連結弁部材は、流入口と流出口とが連結されない時
には開口部を封止し、流入口と前記流出口とが連結され
た時には流入口と流出口とを液密に連結して貯蔵タンク
と補給用容器との間に連通路を形成するように構成され
る。第１及び第２の連結弁部材を、少ない部品点数で簡
単に構成し且つ作動を確実なものとするためには、パッ
キンを介して他方の連結部材の筒状部と嵌合される筒状
部と、タンクまたは容器内に配置された弁体と、一端に
弁体が接続され他端に当接頭部が接続されて筒状部内を
移動自在に延びる弁棒と、当接頭部と筒状部の底壁部と
の間に圧縮状態で配置されたバネ部材とから構成するこ
とが好ましい。
単に且つ液漏れを生じさせることなく行なわせるために
は、貯蔵タンクの流入口及び補給用容器の流出口に第１
及び第２の連結弁部材を設ければよい。この第１及び第
２の連結弁部材は、流入口と流出口とが連結されない時
には開口部を封止し、流入口と前記流出口とが連結され
た時には流入口と流出口とを液密に連結して貯蔵タンク
と補給用容器との間に連通路を形成するように構成され
る。第１及び第２の連結弁部材を、少ない部品点数で簡
単に構成し且つ作動を確実なものとするためには、パッ
キンを介して他方の連結部材の筒状部と嵌合される筒状
部と、タンクまたは容器内に配置された弁体と、一端に
弁体が接続され他端に当接頭部が接続されて筒状部内を
移動自在に延びる弁棒と、当接頭部と筒状部の底壁部と
の間に圧縮状態で配置されたバネ部材とから構成するこ
とが好ましい。
［作 用］ 補給用容器から貯蔵タンクに燃料やアノライト等を補
給した時に、停止状態にある液体燃料電池の温度は低下
しており、短時間のうちに燃料電池を起動することはで
きない。燃料電池の電池温度を速やかに作動温度まで上
昇させる手段として、化学反応による反応熱によって発
熱する化学反応発熱装置を用いると、加熱用のヒータや
電源を必要とせずに、簡単な構成で貯蔵タンクを加熱し
て燃料電池に供給されて循環する燃料またはアノライト
を加熱することができる。その結果、燃料電池全体を加
熱することができ、燃料電池の起動性能の向上を図るこ
とができる。
給した時に、停止状態にある液体燃料電池の温度は低下
しており、短時間のうちに燃料電池を起動することはで
きない。燃料電池の電池温度を速やかに作動温度まで上
昇させる手段として、化学反応による反応熱によって発
熱する化学反応発熱装置を用いると、加熱用のヒータや
電源を必要とせずに、簡単な構成で貯蔵タンクを加熱し
て燃料電池に供給されて循環する燃料またはアノライト
を加熱することができる。その結果、燃料電池全体を加
熱することができ、燃料電池の起動性能の向上を図るこ
とができる。
特に、化学反応発熱装置を補給用容器に設けると、補
給を行うと同時に確実に貯蔵タンクを加熱することがで
きる。また、貯蔵タンクに補給用容器が結合された時に
化学反応発熱装置の少なくとも一部を収納する発熱装置
収納部を設けると、補給用容器の位置決めと貯蔵タンク
への熱伝達を確実に行うことができる。
給を行うと同時に確実に貯蔵タンクを加熱することがで
きる。また、貯蔵タンクに補給用容器が結合された時に
化学反応発熱装置の少なくとも一部を収納する発熱装置
収納部を設けると、補給用容器の位置決めと貯蔵タンク
への熱伝達を確実に行うことができる。
化学反応発熱装置を、酸化物と水または空気との化学
反応により発熱するものから構成すると、安価に且つ簡
単に化学反応発熱装置を構成することができる。
反応により発熱するものから構成すると、安価に且つ簡
単に化学反応発熱装置を構成することができる。
また貯蔵タンクの流入口及び補給用容器の流出口に、
特定の構成の第１及び第２の連結弁部材を設ければ、貯
蔵タンクへの補給用容器の結合をワンタッチで簡単に且
つ液漏れを生じさせることなく行なわせることができ、
作業者の衣服を汚したりせずに、安全に且つ作業性良く
燃料等の補給を行うことができる。
特定の構成の第１及び第２の連結弁部材を設ければ、貯
蔵タンクへの補給用容器の結合をワンタッチで簡単に且
つ液漏れを生じさせることなく行なわせることができ、
作業者の衣服を汚したりせずに、安全に且つ作業性良く
燃料等の補給を行うことができる。
［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図Ａ及びＢは、メタノール−空気燃料電池に本発
明を適用する場合の概略構成を示しており、第１図Ａは
補給用容器１を貯蔵タンクに結合する前の状態を、第１
図Ｂはメタノールと水の混合液ａが入った補給用容器１
を貯蔵タンクに結合した状態を示している。貯蔵タンク
２に貯蔵されたアノライトｂは循環経路３を通って燃料
電池本体４に供給される。５は循環ポンプである。
明を適用する場合の概略構成を示しており、第１図Ａは
補給用容器１を貯蔵タンクに結合する前の状態を、第１
図Ｂはメタノールと水の混合液ａが入った補給用容器１
を貯蔵タンクに結合した状態を示している。貯蔵タンク
２に貯蔵されたアノライトｂは循環経路３を通って燃料
電池本体４に供給される。５は循環ポンプである。
補給用容器１の下部には、後述する第１の連結弁部材
が内部に収納された流出口1aと後述する化学反応発熱装
置６とが設けられている。また貯蔵タンク２の上部に
は、第２の連結弁部材が内部に収納されて流出口1aと液
密に結合される流入口2aと化学反応発熱装置６の少なく
とも一部が収納される発熱装置収納部2aが設けられてい
る。
が内部に収納された流出口1aと後述する化学反応発熱装
置６とが設けられている。また貯蔵タンク２の上部に
は、第２の連結弁部材が内部に収納されて流出口1aと液
密に結合される流入口2aと化学反応発熱装置６の少なく
とも一部が収納される発熱装置収納部2aが設けられてい
る。
貯蔵タンク２に燃料を入れる場合、または発熱が終了
して貯蔵タンク２内のアノライトｂが減少したか又は燃
料が無くなった場合には、第１図Ｂに示すように補給用
容器１が貯蔵タンク２に結合される。補給用容器１の流
出口1aと貯蔵タンク２の流入口2aがワンタッチで液密に
結合されると、化学反応発熱装置６は化学反応を開始し
て化学反応熱を発生する。化学反応熱は、補給用容器１
を加熱すると同時に、貯蔵タンク２を所定時間加熱す
る。貯蔵タンク２が加熱されると、内部のアノライトｂ
が加熱され、加熱されたアノライトが循環ポンプ５の作
用によって燃料電池本体４に供給されて循環する。その
結果、加熱されたアノライトｂにより燃料電池本体４の
電池温度は速やかに作動温度まで上昇する。
して貯蔵タンク２内のアノライトｂが減少したか又は燃
料が無くなった場合には、第１図Ｂに示すように補給用
容器１が貯蔵タンク２に結合される。補給用容器１の流
出口1aと貯蔵タンク２の流入口2aがワンタッチで液密に
結合されると、化学反応発熱装置６は化学反応を開始し
て化学反応熱を発生する。化学反応熱は、補給用容器１
を加熱すると同時に、貯蔵タンク２を所定時間加熱す
る。貯蔵タンク２が加熱されると、内部のアノライトｂ
が加熱され、加熱されたアノライトが循環ポンプ５の作
用によって燃料電池本体４に供給されて循環する。その
結果、加熱されたアノライトｂにより燃料電池本体４の
電池温度は速やかに作動温度まで上昇する。
第２図Ａには結合前の補給用容器１の流出口1aと貯蔵
タンク２の流入口2aの構造を拡大断面図で示してあり、
第２図（Ｂ）には両者を結合した状態を示してある。流
出口1aには第１の連結弁部材が配置され、流出口2aには
第２の連結部材が配置されている。補給用容器１の底壁
に突設された第１の筒状部７の下部外周面には環状の溝
部7aが形成されて、この溝部にはゴム製のパッキン９が
きつく嵌合されている。８は弁部材であり、弁部材８は
補給用容器１内に配置された円盤状の弁体8aと、一端に
弁体8aが接続され他端に当接頭部8bが接続されて筒状部
７内を移動自在に延びる弁棒8cとを備えている。弁体8a
の下面には、環状の溝8dが形成され、この溝8d内にパッ
キン10が嵌合固定されている。筒状部７の内部に形成さ
れた貫通孔は、大径部7a及び小径部7bからなり、小径部
7bの容器内部側の端部が容器１の開口部を形成し、この
開口部の周囲の壁面が弁座を構成している。大径部7aと
小径部7bとの間の段部と弁部材８の当接頭部8bとの間に
圧縮された状態でコイルバネ11が配置されている。した
がって結合前は、バネ11のバネ力で弁部材８は筒状部７
の開口端側に引き付けられており、弁体８のパッキン10
が強い力で開口部11の周囲に圧接されてシールが形成さ
れ、容器１からの液漏れが阻止されている。なお容器１
内への燃料の供給は別の供給口から行う。
タンク２の流入口2aの構造を拡大断面図で示してあり、
第２図（Ｂ）には両者を結合した状態を示してある。流
出口1aには第１の連結弁部材が配置され、流出口2aには
第２の連結部材が配置されている。補給用容器１の底壁
に突設された第１の筒状部７の下部外周面には環状の溝
部7aが形成されて、この溝部にはゴム製のパッキン９が
きつく嵌合されている。８は弁部材であり、弁部材８は
補給用容器１内に配置された円盤状の弁体8aと、一端に
弁体8aが接続され他端に当接頭部8bが接続されて筒状部
７内を移動自在に延びる弁棒8cとを備えている。弁体8a
の下面には、環状の溝8dが形成され、この溝8d内にパッ
キン10が嵌合固定されている。筒状部７の内部に形成さ
れた貫通孔は、大径部7a及び小径部7bからなり、小径部
7bの容器内部側の端部が容器１の開口部を形成し、この
開口部の周囲の壁面が弁座を構成している。大径部7aと
小径部7bとの間の段部と弁部材８の当接頭部8bとの間に
圧縮された状態でコイルバネ11が配置されている。した
がって結合前は、バネ11のバネ力で弁部材８は筒状部７
の開口端側に引き付けられており、弁体８のパッキン10
が強い力で開口部11の周囲に圧接されてシールが形成さ
れ、容器１からの液漏れが阻止されている。なお容器１
内への燃料の供給は別の供給口から行う。
貯蔵タンク２の供給口すなわち流入口2aに設けられた
第２の連結弁部材の構成も、第１の連結弁部材の構成と
ほぼ同様である。貯蔵タンク２の上壁には第２の筒状部
12が突設されている。筒状部12内には大径部12a及び小
径部12bが形成され、大径部12aの径寸法は、第１の筒状
部７の外周に嵌合されたパッキン９の外径寸法よりも小
さく且つ第２図Ｂに示す結合状態でパッキン９と大径部
12aの内面との圧接により十分なシールが形成できるよ
うに設定されている。13は弁部材であり、弁部材13は補
給用容器１内に配置された弁体13aと、一端に弁体13aが
接続され他端に当接頭部13bが接続されて筒状部12内を
移動自在に延びる弁棒13cとを備えている。弁体13aの下
面には、環状の溝13dが形成され、その溝13d内にパッキ
ン14が嵌合固定されている。また小径部12bのタンク内
部側の端部が貯蔵タンク１の開口部を構成し、この開口
部の周囲の壁面が弁座を構成している。15はコイルバネ
12と同様にして設けられたコイルバネである。結合前
は、バネ15のバネ力で弁部材13は筒状部12の開口端側に
引き付けられており、弁体13のパッキン14が強い力で開
口部の周囲に圧接されてシールが形成され、貯蔵タンク
２からのアノライト蒸発が阻止されている。
第２の連結弁部材の構成も、第１の連結弁部材の構成と
ほぼ同様である。貯蔵タンク２の上壁には第２の筒状部
12が突設されている。筒状部12内には大径部12a及び小
径部12bが形成され、大径部12aの径寸法は、第１の筒状
部７の外周に嵌合されたパッキン９の外径寸法よりも小
さく且つ第２図Ｂに示す結合状態でパッキン９と大径部
12aの内面との圧接により十分なシールが形成できるよ
うに設定されている。13は弁部材であり、弁部材13は補
給用容器１内に配置された弁体13aと、一端に弁体13aが
接続され他端に当接頭部13bが接続されて筒状部12内を
移動自在に延びる弁棒13cとを備えている。弁体13aの下
面には、環状の溝13dが形成され、その溝13d内にパッキ
ン14が嵌合固定されている。また小径部12bのタンク内
部側の端部が貯蔵タンク１の開口部を構成し、この開口
部の周囲の壁面が弁座を構成している。15はコイルバネ
12と同様にして設けられたコイルバネである。結合前
は、バネ15のバネ力で弁部材13は筒状部12の開口端側に
引き付けられており、弁体13のパッキン14が強い力で開
口部の周囲に圧接されてシールが形成され、貯蔵タンク
２からのアノライト蒸発が阻止されている。
第２図Ｂに示されるように流出口1aの筒状部７が流入
口2aの筒状部12の大径部12aに挿入されると、弁部材８
及び13の当接頭部8b及び13bが相互に当接し、更に筒状
部７を挿入すると、バネ12及び15が更に圧縮されて弁体
8a及び13aに設けたパッキング10及び14が弁座から離れ
る。その結果、筒状部７及び12の内部に形成した貫通孔
を通って燃料が補給用容器１から貯蔵タンク２内に流入
する。なおパッキン10及び14が弁座から離れる前にパッ
キン９と筒状部12の内面との間にシールが形成されるよ
うに構成されているので、結合時に液漏れが発生するこ
とはない。筒状部７を筒状部12から抜くと、バネ12及び
15の復元力で弁部材８及び13は、自動的に第２図Ａの状
態に復帰する。
口2aの筒状部12の大径部12aに挿入されると、弁部材８
及び13の当接頭部8b及び13bが相互に当接し、更に筒状
部７を挿入すると、バネ12及び15が更に圧縮されて弁体
8a及び13aに設けたパッキング10及び14が弁座から離れ
る。その結果、筒状部７及び12の内部に形成した貫通孔
を通って燃料が補給用容器１から貯蔵タンク２内に流入
する。なおパッキン10及び14が弁座から離れる前にパッ
キン９と筒状部12の内面との間にシールが形成されるよ
うに構成されているので、結合時に液漏れが発生するこ
とはない。筒状部７を筒状部12から抜くと、バネ12及び
15の復元力で弁部材８及び13は、自動的に第２図Ａの状
態に復帰する。
第３図Ａは、化学反応発熱装置６の一例の概略断面図
を示している。この化学反応発熱装置６は、酸化物と水
との化学反応により発熱するものである。補給用容器１
の底壁には、内部に酸化物及び水が充填される反応容器
16が固定されている。本実施例においては、反応容器16
の筒状の周壁部16aは補給用容器１の底壁と一体に構成
され、補給用容器１の底壁の一部が反応容器の一部を兼
ねている。反応容器16の周壁部の開口する下方端部に
は、耐熱性と伸縮性とを有する材料、例えばゴム等の公
知の材料からなる蓋板16bが液密に接合されている。該
蓋16bの内面上には、接着剤を用いて針状部材17が固定
されている。
を示している。この化学反応発熱装置６は、酸化物と水
との化学反応により発熱するものである。補給用容器１
の底壁には、内部に酸化物及び水が充填される反応容器
16が固定されている。本実施例においては、反応容器16
の筒状の周壁部16aは補給用容器１の底壁と一体に構成
され、補給用容器１の底壁の一部が反応容器の一部を兼
ねている。反応容器16の周壁部の開口する下方端部に
は、耐熱性と伸縮性とを有する材料、例えばゴム等の公
知の材料からなる蓋板16bが液密に接合されている。該
蓋16bの内面上には、接着剤を用いて針状部材17が固定
されている。
18は水が密封された密封容器であり、この密封容器18
は例えばポリエチレンから作られている。密封容器18
は、剛性を有する金属又は合成樹脂製の密封容器保持部
材19によって反応容器16内の所定位置に固定保持されて
いる。密封容器保持部材19は、容易に変形しない程度の
剛性又は強度を有するカゴ状部19aと反応容器16の周壁
部の内面に固定された一対の支持部19bとから構成され
る。カゴ状部19aの格子形状は、針状部材17が密封容器1
8に刺さるのを妨害しないように設計されている。そし
て反応容器16の内部には、密封容器18の周囲をほぼ囲む
ように酸化カルシウム20が充填してある。酸化カルシウ
ムは、水と反応すると簡単に反応熱を発生する。
は例えばポリエチレンから作られている。密封容器18
は、剛性を有する金属又は合成樹脂製の密封容器保持部
材19によって反応容器16内の所定位置に固定保持されて
いる。密封容器保持部材19は、容易に変形しない程度の
剛性又は強度を有するカゴ状部19aと反応容器16の周壁
部の内面に固定された一対の支持部19bとから構成され
る。カゴ状部19aの格子形状は、針状部材17が密封容器1
8に刺さるのを妨害しないように設計されている。そし
て反応容器16の内部には、密封容器18の周囲をほぼ囲む
ように酸化カルシウム20が充填してある。酸化カルシウ
ムは、水と反応すると簡単に反応熱を発生する。
貯蔵タンク２に設けた発熱装置収納部2bの底部には、
反応容器16の蓋板16aを変形させて針状部材17を密封容
器18に突き刺すための突起部21が設けられている。補給
用容器１を貯蔵タンク２に結合する時に、化学反応発熱
装置を収納部2b内に入れると、蓋板16bが変形して針状
部材17により密封容器18が破られ、内部の水が反応容器
16ないの酸化カルシウムと反応を起こす。この反応によ
り発生した反応熱は、貯蔵タンク２に伝達される。熱伝
達を良好にするためには、できる限り反応容器16と収納
部2bとの間に形成される間隙寸法を小さくすることが好
ましい。またこの間隙内に水等の熱伝達媒体を入れてお
いてもよい。
反応容器16の蓋板16aを変形させて針状部材17を密封容
器18に突き刺すための突起部21が設けられている。補給
用容器１を貯蔵タンク２に結合する時に、化学反応発熱
装置を収納部2b内に入れると、蓋板16bが変形して針状
部材17により密封容器18が破られ、内部の水が反応容器
16ないの酸化カルシウムと反応を起こす。この反応によ
り発生した反応熱は、貯蔵タンク２に伝達される。熱伝
達を良好にするためには、できる限り反応容器16と収納
部2bとの間に形成される間隙寸法を小さくすることが好
ましい。またこの間隙内に水等の熱伝達媒体を入れてお
いてもよい。
なお上記実施例においては、密封容器18内に水を入れ
反応容器16内に酸化物を入れたが、密封容器18内に酸化
物を入れて反応容器内に水を入れてもよい。また空気と
反応して発熱する酸化物を用いる場合には、密封容器18
内に酸化物を入れ、収納容器16を空気が自由に出入りで
きる構造にすればよい。
反応容器16内に酸化物を入れたが、密封容器18内に酸化
物を入れて反応容器内に水を入れてもよい。また空気と
反応して発熱する酸化物を用いる場合には、密封容器18
内に酸化物を入れ、収納容器16を空気が自由に出入りで
きる構造にすればよい。
上記実施例では、反応容器16の一部の壁部（実施例で
は蓋板16b）に変形可能な材料を用いたが、反応容器16
の壁部の大部分を変形可能な材料で形成すれば突起部21
を用いなくても針状部材17により密封容器18を破裂させ
ることができる。またこの場合には、針状部材17を補給
用容器１側に固定することもできる。
は蓋板16b）に変形可能な材料を用いたが、反応容器16
の壁部の大部分を変形可能な材料で形成すれば突起部21
を用いなくても針状部材17により密封容器18を破裂させ
ることができる。またこの場合には、針状部材17を補給
用容器１側に固定することもできる。
また針状部材に変えて刃物状の部材を用いてもよい。
上記実施例では化学反応発熱装置６を補給用容器１に
固定しているが、化学反応発熱装置を別体にして補給用
容器１を貯蔵タンク２に結合する際に貯蔵タンク２の収
納部2b内に載置し、補給用容器１の重量を利用して化学
反応を開始させるようにしてもよい。
固定しているが、化学反応発熱装置を別体にして補給用
容器１を貯蔵タンク２に結合する際に貯蔵タンク２の収
納部2b内に載置し、補給用容器１の重量を利用して化学
反応を開始させるようにしてもよい。
上記実施例は酸化物と水又は空気との反応による反応
熱を利用するものであるが、他の公知の化学反応により
反応熱を発生させる技術を化学反応発熱装置に利用する
ことができる。なおその場合でも、補給用容器１が貯蔵
タンク２に結合された時に、反応を開始するようにして
おく必要があるのは勿論である。
熱を利用するものであるが、他の公知の化学反応により
反応熱を発生させる技術を化学反応発熱装置に利用する
ことができる。なおその場合でも、補給用容器１が貯蔵
タンク２に結合された時に、反応を開始するようにして
おく必要があるのは勿論である。
［発明の効果］ 本発明のように、燃料電池の電池温度を速やかに作動
温度まで上昇させる手段として、化学反応による反応熱
によって発熱する化学反応発熱装置を用いると、加熱用
のヒータや電源を必要とせずに、簡単な構成で貯蔵タン
クを加熱して燃料電池に供給されて循環する燃料または
アノライトを加熱することができる。従って、燃料電池
全体を加熱することができ、燃料電池の起動性能の向上
を図ることができる。
温度まで上昇させる手段として、化学反応による反応熱
によって発熱する化学反応発熱装置を用いると、加熱用
のヒータや電源を必要とせずに、簡単な構成で貯蔵タン
クを加熱して燃料電池に供給されて循環する燃料または
アノライトを加熱することができる。従って、燃料電池
全体を加熱することができ、燃料電池の起動性能の向上
を図ることができる。
特に、化学反応発熱装置を補給用容器に設けると、補
給を行うと同時に確実に貯蔵タンクを加熱することがで
きる。また、貯蔵タンクに補給用容器が結合された時に
化学反応発熱装置の少なくとも一部を収納する発熱装置
収納部を設けると、補給用容器の位置決めと貯蔵タンク
への熱伝達を確実に行うことができる。
給を行うと同時に確実に貯蔵タンクを加熱することがで
きる。また、貯蔵タンクに補給用容器が結合された時に
化学反応発熱装置の少なくとも一部を収納する発熱装置
収納部を設けると、補給用容器の位置決めと貯蔵タンク
への熱伝達を確実に行うことができる。
化学反応発熱装置を、酸化物と水または空気との化学
反応により発熱するものから構成すると、安価に且つ簡
単に化学反応発熱装置を構成することができる。
反応により発熱するものから構成すると、安価に且つ簡
単に化学反応発熱装置を構成することができる。
また貯蔵タンクの流入口及び補給用容器の流出口に、
特定の構成の第１及び第２の連結弁部材を設ければ、貯
蔵タンクへの補給用容器の結合をワンタッチで簡単に且
つ液漏れを生じさせることなく行なわせることができ、
作業者の衣服を汚したりせずに、安全に且つ作業性良く
燃料等の補給を行うことができる。
特定の構成の第１及び第２の連結弁部材を設ければ、貯
蔵タンクへの補給用容器の結合をワンタッチで簡単に且
つ液漏れを生じさせることなく行なわせることができ、
作業者の衣服を汚したりせずに、安全に且つ作業性良く
燃料等の補給を行うことができる。
第１図Ａは本発明の実施例で用いる補給用容器と貯蔵タ
ンクとを連結する前の状態を示す図、Ｂは補給用容器と
貯蔵タンクとを連結した状態を示す図、第２図Ａは補給
用容器の流出口と貯蔵タンクの流入口とを連結する前の
拡大断面図、第２図Ｂは補給用容器の流出口と貯蔵タン
クの流入口とを連結した状態の拡大断面図、第３図Ａは
本発明で用いる化学反応発熱装置の一例の概略断面図、
第３図Ｂは第３図Ａの化学反応発熱装置が貯蔵タンクの
収納部に収納されたて反応を開始する際の状態を示す概
略断面図である。 １……補給用容器、1a……流出口、２……貯蔵タンク、
2a……流出口、４……燃料電池本体、５……循環ポン
プ、６……化学反応発熱装置、７……筒状部、８……弁
部材、9,10,14……パッキン、11,15……バネ、12……筒
状部、13……弁部材、16……反応容器、17……針状部
材、18……密封容器、19……密封容器保持部材、20……
酸化カルシューム、21……突起部。
ンクとを連結する前の状態を示す図、Ｂは補給用容器と
貯蔵タンクとを連結した状態を示す図、第２図Ａは補給
用容器の流出口と貯蔵タンクの流入口とを連結する前の
拡大断面図、第２図Ｂは補給用容器の流出口と貯蔵タン
クの流入口とを連結した状態の拡大断面図、第３図Ａは
本発明で用いる化学反応発熱装置の一例の概略断面図、
第３図Ｂは第３図Ａの化学反応発熱装置が貯蔵タンクの
収納部に収納されたて反応を開始する際の状態を示す概
略断面図である。 １……補給用容器、1a……流出口、２……貯蔵タンク、
2a……流出口、４……燃料電池本体、５……循環ポン
プ、６……化学反応発熱装置、７……筒状部、８……弁
部材、9,10,14……パッキン、11,15……バネ、12……筒
状部、13……弁部材、16……反応容器、17……針状部
材、18……密封容器、19……密封容器保持部材、20……
酸化カルシューム、21……突起部。
Claims (10)
- 【請求項１】燃料またはアノライトを貯蔵する貯蔵タン
クを備えてなる液体燃料電池において、 前記貯蔵タンクは燃料、電解質またはアノライトを補給
する補給用容器が結合可能に構成され、 前記補給用容器には前記貯蔵タンクに結合されると化学
反応を開始して化学反応熱を発生する化学反応発熱装置
が設けられており、 前記貯蔵タンクは前記化学反応発熱装置が発生する熱に
よって加熱されることを特徴とする液体燃料電池。 - 【請求項２】前記貯蔵タンクには前記補給用容器が結合
された時に前記化学反応発熱装置の少なくとも一部を収
納する発熱装置収納部が設けられている請求項１に記載
の液体燃料電池。 - 【請求項３】前記化学反応発熱装置は、酸化物と水また
は空気との化学反応により発熱する請求項１に記載の液
体燃料電池。 - 【請求項４】前記化学反応発熱装置は、前記補給用容器
に固定されて前記発熱装置収納部内に収納され且つ内部
に前記酸化物及び前記水の一方が充填された反応容器
と、 前記反応容器内に配置されて前記酸化物及び前記水の他
方を密封解除可能に密封する密封容器と、 前記貯蔵タンクに前記補給用容器が結合された時に前記
密封容器の密封状態を解除して前記酸化物と前記水とを
前記反応容器内で反応させる密封解除手段とを備えてな
る請求項２に記載の液体燃料電池。 - 【請求項５】前記反応容器は前記発熱装置収納部に収納
された時に少なくとも一部が変形する容器壁部を有し、 前記密封解除手段は前記密封容器に穴または亀裂を開け
るか若しくは前記密封容器を破裂させる針状または刃物
状部材を備え、 前記針状または刃物状部材は前記反応容器の前記容器壁
部が変形したときに前記密封容器に刺さるように前記反
応容器の内壁部に固定されている請求項４に記載の液体
燃料電池。 - 【請求項６】前記反応容器の容器壁部のうち少なくとも
底壁部が伸縮性を有する材料から構成され、 前記底壁部の内壁部には前記針状または刃物状部材が固
定され、 前記発熱装置収納部には前記反応容器の前記底壁部と当
接して該底壁部を変形させる突起部が設けられている請
求項５に記載の液体燃料電池。 - 【請求項７】前記密封容器は前記反応容器の内壁部に固
定された密封容器保持手段によって保持されている請求
項４に記載の液体燃料電池。 - 【請求項８】前記貯蔵タンクの流入口及び前記補給用容
器の流出口には第１及び第２の連結弁部材が設けられ、 前記第１及び第２の連結弁部材は、前記流入口と前記流
出口とが連結されない時には開口部を封止し、前記流入
口と前記流出口とが連結された時には前記流入口と前記
流出口とを液密に連結して前記貯蔵タンクと前記補給用
容器との間に連通路を形成するように構成されている請
求項１に記載の液体燃料電池。 - 【請求項９】前記第１及び第２の連結弁部材は、パッキ
ンを介して他方の連結部材の筒状部と嵌合される筒状部
と、 タンクまたは容器内に配置された弁体と、一端に前記弁
体が接続され他端に当接頭部が接続されて前記筒状部内
を移動自在に延びる弁棒と、前記当接頭部と前記筒状部
の底壁部との間に圧縮状態で配置されたバネ部材とから
なる請求項８に記載の液体燃料電池。 - 【請求項１０】燃料またはアノライトを貯蔵する貯蔵タ
ンクを備え、前記貯蔵タンクは燃料、電解質またはアノ
ライトを補給する補給用容器が結合可能に構成されてい
る液体燃料電池において、 前記補給用容器が前記貯蔵タンクに結合されると化学反
応を開始して化学反応熱を発生する取換可能な化学反応
発熱装置を具備し、 前記化学反応発熱装置が発生する熱によって前記貯蔵タ
ンクが加熱されて前記燃料またはアノライトが加熱され
ることを液体燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303439A JP2774981B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 液体燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303439A JP2774981B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 液体燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148660A JPH02148660A (ja) | 1990-06-07 |
| JP2774981B2 true JP2774981B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=17921016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63303439A Expired - Fee Related JP2774981B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 液体燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2774981B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03126422A (ja) * | 1989-10-12 | 1991-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 食器洗浄機 |
| JP4727199B2 (ja) * | 2003-10-03 | 2011-07-20 | 日立マクセル株式会社 | 燃料電池システムとそれを用いた電子機器及び燃料電池の運転方法 |
| WO2005081346A1 (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 燃料電池用燃料タンク及び燃料電池システム |
| DE102005004091A1 (de) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Geschirrspülmaschine mit Ozonspeicher |
| JP4599204B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-12-15 | 株式会社東芝 | 燃料容器および燃料供給システム |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP63303439A patent/JP2774981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02148660A (ja) | 1990-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |