JP4643238B2 - Fuel cell pressure regulator - Google Patents
Fuel cell pressure regulator Download PDFInfo
- Publication number
- JP4643238B2 JP4643238B2 JP2004354956A JP2004354956A JP4643238B2 JP 4643238 B2 JP4643238 B2 JP 4643238B2 JP 2004354956 A JP2004354956 A JP 2004354956A JP 2004354956 A JP2004354956 A JP 2004354956A JP 4643238 B2 JP4643238 B2 JP 4643238B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- pressure
- pressure regulator
- cartridge
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
本発明は、燃料電池用圧力調整器に関し、特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器に設けられた燃料電池に燃料を供給するための燃料電池用圧力調整器に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell pressure regulator, and more particularly to a fuel cell pressure regulator for supplying fuel to a fuel cell provided in an electronic device such as a notebook personal computer.
近年、ポータブル電源として燃料電池が注目されている。この燃料電池用の圧力調整機構として、例えば、隔壁によって仕切られた第1の圧力調整室および第2の圧力調整室と、さらに第2の圧力調整室との間に他の隔壁を介して第3の圧力調整室と、第3の圧力調整室を画成する圧力調整壁に連結された、前述の隔壁を貫通する、前進および後退自在な支持軸とを有するものが知られている(特許文献1)。この圧力調整機構は、第1の圧力調整室に連通する1つの外部接続孔と、第2の圧力調整室に連通する外部接続孔とを有し、これらの外部接続孔の一方から流体(ガス)を流入させ、他方の外部接続孔から流出させることができるように構成されている。
In recent years, fuel cells have attracted attention as portable power sources. As the pressure adjusting mechanism for the fuel cell, for example, a first pressure adjusting chamber and a second pressure adjusting chamber partitioned by a partition, and a second partition between the second pressure adjusting chamber and the first pressure adjusting chamber. 3 having a
また、他方、ポータブル電子機器として、このような燃料電池を組み込んだノート型パーソナルコンピュータ(以下、単に、ノートPCという)が知られている(特許文献2)。これらのノートPCは、文字入力用のキーが配設された本体と、本体に回動可能にヒンジ結合されて、本体を覆うことが可能なカバー部材とを有する。カバー部材の先端の外縁即ち、ヒンジ結合部と反対側の外縁には、燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジが取り付けられている。そして、この燃料カートリッジから、カバー部材の表示用液晶パネルの背後に設けられた燃料電池のパネルに燃料を供給するようになっている。この特許文献2に開示された燃料電池は、燃料電池の燃料極にメタノールを直接供給する直接メタノール型燃料電池(DMFC, Direct Methanol Fuel Cell)であり、改質器が不要のため、システムを簡単な構成にできるという利点がある。
On the other hand, a notebook personal computer (hereinafter simply referred to as a notebook PC) incorporating such a fuel cell is known as a portable electronic device (Patent Document 2). These notebook PCs have a main body on which a character input key is disposed, and a cover member that is hinged to the main body so as to be able to cover the main body. A fuel cartridge for supplying fuel to the fuel cell is attached to the outer edge of the front end of the cover member, that is, the outer edge opposite to the hinge coupling portion. The fuel is supplied from the fuel cartridge to the panel of the fuel cell provided behind the display liquid crystal panel of the cover member. The fuel cell disclosed in
特許文献2に開示されたノートPCのような小型の電子機器に、特許文献1に開示された圧力調整機構と燃料カートリッジを組み込むには、燃料カートリッジおよび圧力調整機構を小型にする必要がある。特許文献1に開示された圧力調整機構は、燃料が流入する外部接続孔が1つしかなく1つの燃料カートリッジだけを装着可能になっている。電子機器の使用可能な時間は、同じ種類の燃料であれば、燃料の供給量によって決まるため、燃料カートリッジの容量は大きい方が好ましい。しかし、ノートPCのような電子機器を持ち歩いて、外出先で使用する場合、交換用の燃料カートリッジも持ち歩く可能性があるため、燃料カートリッジ自体は小型であることが望ましい。近年、このような相反する要望を満足することが求められている。そこで、例えば、燃料の容量を増大させるため、2つの燃料カートリッジを装着しようとすると圧力調整機構は、2つの燃料カートリッジの調圧機構を組み込む必要があるため大型化してしまい、ノートPCのような小さなスペースに組み込むことが困難となる。
In order to incorporate the pressure adjustment mechanism and the fuel cartridge disclosed in Patent Document 1 into a small electronic device such as a notebook PC disclosed in
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、本発明は、2つの燃料電池を装着することができ且つ小さなスペースに組み込むことができる小型の燃料電池用圧力調整器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and the present invention provides a small-sized fuel cell pressure regulator that can be mounted with two fuel cells and can be incorporated in a small space. It is intended.
本発明の燃料電池用圧力調整器は、電子機器の燃料電池に燃料を供給するための燃料電池用圧力調整器であって、1次圧力を有する流体を導入する導入口と、1次圧力を2次圧力に減圧する調整弁と、調整弁を通過した流体が流入する調圧室と、調圧室と大気室とを画成し、調圧室の2次圧力を受けて変位するダイヤフラムと、ダイヤフラムと調整弁を連動させる部材と、2次圧力を有する流体を排出する排出口とを備えた圧力調整器において、導入口が、互いに逆向きに1対配置されていることを特徴とするものである。A pressure regulator for a fuel cell according to the present invention is a pressure regulator for a fuel cell for supplying fuel to a fuel cell of an electronic device, and includes an inlet for introducing a fluid having a primary pressure and a primary pressure. A regulating valve for reducing the pressure to the secondary pressure, a pressure regulating chamber into which the fluid that has passed through the regulating valve flows, a pressure regulating chamber and an air chamber, and a diaphragm that is displaced by receiving the secondary pressure in the pressure regulating chamber; The pressure regulator includes a member that interlocks the diaphragm and the regulating valve, and a discharge port that discharges a fluid having a secondary pressure. The inlet ports are arranged in a pair opposite to each other. Is.
本発明の一実施態様において、排出口が、電子機器の外縁に沿い且つ圧力調整器を通る所定の軸線に対して直角方向に向けられているように構成することができる。なお、ここで直角方向とは、90度方向の場合のほか90度から僅かにずれた方向も含む。 In one embodiment of the present invention, the outlet can be configured to be oriented perpendicular to a predetermined axis along the outer edge of the electronic device and through the pressure regulator. Here, the right-angle direction includes a direction slightly deviated from 90 degrees in addition to the case of the 90-degree direction.
また、導入口が、所定の軸線に対して、互いに逆方向に偏倚した位置にあることが好ましい。Moreover, it is preferable that the introduction port is at a position deviated in opposite directions with respect to a predetermined axis.
また、1対の導入口が、ダイヤフラムの中心軸線から平行に離隔し、且つ中心軸線に対し、略線対称に配置されるよう構成することができる。 Further, the pair of introduction ports can be configured to be spaced apart in parallel from the central axis of the diaphragm and arranged substantially symmetrically with respect to the central axis.
本発明の燃料電池用圧力調整器は、電子機器の燃料電池に燃料を供給するための燃料電池用圧力調整器であって、1次圧力を有する流体を導入する導入口が、互いに逆向きに1対配置されているので、次の効果を奏する。 The pressure regulator for a fuel cell according to the present invention is a pressure regulator for a fuel cell for supplying fuel to a fuel cell of an electronic device, and inlets for introducing a fluid having a primary pressure are opposite to each other. Since one pair is arrange | positioned, there exists the following effect.
即ち、2つの燃料カートリッジを装着することができる。 That is, two fuel cartridges can be mounted.
また、排出口が、電子機器の外縁に沿い且つ圧力調整器を通る所定の軸線に対して直角方向に向けられている場合は、燃料カートリッジを2本配置しながら、排出ノズルは燃料カートリッジと干渉することがない。 In addition, when the discharge port is oriented along the outer edge of the electronic device and in a direction perpendicular to a predetermined axis passing through the pressure regulator, the discharge nozzle interferes with the fuel cartridge while arranging two fuel cartridges. There is nothing to do.
また、導入口が、所定の軸線に対して、互いに逆方向に偏倚した位置にある場合は、2の燃料カートリッジの間隔を接近させることができ、燃料カートリッジを小さなスペースに組み込むことができる。Further, when the introduction port is at a position deviated in the opposite directions with respect to the predetermined axis, the distance between the two fuel cartridges can be made closer, and the fuel cartridge can be incorporated into a small space.
また、1対の導入口が、前記ダイヤフラムの中心軸線から平行に離隔し、且つ中心軸線に対し、略線対称に配置されるよう構成されている場合は、燃料カートリッジの直線状の配列方向に寸法を小さくして小型化することができ、且つ装着される燃料カートリッジを小さなスペースに一直線上に配置することができる、また、圧力調整器のサイズを小型化した分だけ燃料カートリッジの寸法を拡大して所定のスペース内の燃料の容量を増加することができる。 Further, when the pair of introduction ports are configured to be separated from the central axis of the diaphragm in parallel and to be arranged substantially symmetrically with respect to the central axis, the fuel cartridge is arranged in a linear arrangement direction of the fuel cartridge. The size of the fuel cartridge can be reduced by reducing the size, and the installed fuel cartridge can be arranged in a straight line in a small space, and the size of the fuel cartridge is increased by the size reduction of the pressure regulator. Thus, the capacity of the fuel in the predetermined space can be increased.
以下、本発明による燃料電池用圧力調整器の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一具体例を示す燃料電池用圧力調整器(以下、単に圧力調整器という)および燃料カートリッジを組み込んだノートPC(電子機器)1の概略斜視図である。図2は図1の2−2線に沿うノートPC本体の断面図を示す。図1および図2に示すように、ノートPC1は、CPU(中央演算処理装置)(図示せず)等の電子部品を内蔵し、上面2dに図示しないキーパッドを配列した矩形の本体2と、本体2の後端部にヒンジ部6により回動可能に取り付けられたカバー部材8とを有する。カバー部材8は、本体2を覆う矩形形状を呈している。なお、ここで、ノートPC1の前後とは、便宜上、ノートPC1の操作者側(図1において左側)を「前」、逆側(図2において右側)を「後」というものとする。カバー部材8の前面即ち操作者側に向く面には、液晶表示パネル即ち液晶表示部10が配置されている。また、カバー部材8には、液晶表示部10の背面側にパネルの燃料電池26が組み込まれている。図1には、燃料電池26が位置する領域のみ一点鎖線で示す。燃料電池26自体は、本発明の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a pressure regulator for a fuel cell according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a fuel cell pressure regulator (hereinafter simply referred to as a pressure regulator) and a notebook PC (electronic device) 1 incorporating a fuel cartridge according to a specific example of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the notebook PC main body taken along line 2-2 in FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the notebook PC 1 has a rectangular
本体2の後端部には、本体2の直線状の外縁12に沿って、本体2の下面2aに湾曲状に膨出する湾曲凸部2bが形成されている。この湾曲凸部2bが形成されていることによって、ノートPC1を、例えば、机などの平面28上に置いたときに、ノートPC1の上面2dが、僅かに操作者の方を向くように傾斜する。この傾斜により、操作者は、キーボードの打鍵が容易になる。
A
この湾曲凸部2bには、外縁12に沿って、本体2の両端面2c、2cに各々開口するカートリッジ収容キャビティ(以下、単に収容キャビティという)14、14が形成されている。2つの収容キャビティ14、14の間には、供給装置の圧力調整器50が配置されている。各収容キャビティ14には1つの燃料カートリッジ(以下、単にカートリッジという)100が収容キャビティ14の開口14aから挿入されて、圧力調整器50に接続される。
The
2つの収容キャビティ14は、同じものであるので、一方の収容キャビティ14についてのみ説明する。収容キャビティ14の開口14aには、本体2の上面2dおよび下面2aの湾曲凸部2bにそれぞれ開放する切欠16、18が形成されている。切欠16、18は、収容キャビティ14の長手方向に沿って形成され、各切欠16、18は、収容キャビティ14内のカートリッジ100を切欠16、18に指を入れてカートリッジ100にアクセスすることができる幅と外縁12に沿う長さを有する。収容キャビティ14に押し込まれて圧力調整器50に接続されたカートリッジ100は、これらの切欠16、18から指を入れることにより摘んで取り出されるようになっている。
Since the two
また、収容キャビティ14内には、カートリッジ100の外周方向に沿う位置決めを行うためのキーイング手段即ちキーリブ15が形成されている。このキーリブ15は、収容キャビティ14に挿入されたカートリッジ100の後述するキー溝106(図4)と係合するように、収容キャビティ14の長手方向に沿って、収容キャビティ14内に突設されている。
A keying means, that is, a
また、開口14aにはキャップ20が取り付けられるようになっている。キャップ20は、開口14aに取り付けられたときに、本体2の端面2cと略面一となる略円板状の板部22を有する。この板部22の上端および下端には、切欠16、18にそれぞれ対応する相補形の舌片22a、22bが、板部22と直角に一体に突設されている。キャップ20と開口14aは、適宜手段、例えば、図示しない突起と凹みからなる凹凸係合部、或いはラッチアームとこのラッチアームに係合するラッチ係合部(いずれも図示せず)等により、互いに係合して相互に固定されるように構成される。これらの係合部は、キャップ20と本体2に、相互に互換性を有するように設けることができる。また、板部22の内面23即ち収容キャビティ14に向く面には、収容されたカートリッジ100を押さえる弾性体、即ちコイルばね24が、内向きに取り付けられている。弾性体はコイルばね24に限定されるものではなく、板ばね、スポンジ状の発泡樹脂、ゴム等の弾性部材を使用することができる。
A
本体2の圧力調整器50に取り付けられたカートリッジ100は、圧力調整器50によりカートリッジ100内の燃料が調圧されて、圧力調整器50に接続された、例えば、シリコーン製の可撓性のチューブ30を経て燃料電池26に供給されるようになっている。
The
次に、カートリッジ100と圧力調整器50の取り付け関係について図3を参照して説明する。図3は、カートリッジ100を圧力調整器50に装着したときの、圧力調整器50とカートリッジ100の位置関係を示し、図3(a)は平面図、図3(b)は正面図をそれぞれ示す。カートリッジ100が接続される圧力調整器50の部分即ち導入凸部52は、圧力調整器50のケース54に互いに逆向きに形成されている。これらの導入凸部52は図3(a)に示すように、前後方向4に互いに同じ位置、即ち上方から見たときは同じ位置にある。また、図3(b)に示すように、正面から見たときは、上下方向5に沿って互いに逆側に離隔して配置されている。また、この圧力調整器50の導入凸部52には、カートリッジ100の接続部102が挿入されるが、この接続部102は、カートリッジ100の長手方向に沿う中心軸線103から偏倚している。圧力調整器50には、前述のチューブ30が形成されているのが見える。Next, the mounting relationship between the
圧力調整器50には、同じカートリッジ100が1対取り付けられている。カートリッジ100には、図3(a)に示すように、肩部104に、カートリッジ100の挿入方向に延びるキー溝106が形成されている。このキー溝106は、前述の如く、収容キャビティ14内に形成されたキーリブ15と係合して、カートリッジ100の中心軸線103の周りの回動方向の位置決めがなされる。この位置決めがなされることによって、カートリッジ100を挿入したときに、接続部102が導入凸部52に位置合わせされて円滑に挿入される。
A pair of the
次に、カートリッジ100について、図4を参照してさらに詳細に説明する。図4は、カートリッジ100の、接続部102を通る縦断面図である。カートリッジ100は全体が円筒形をしており、例えば、ポリカーボネイト製の透明な中空円筒状の外容器(容器本体)108と、この外容器108の上下にそれぞれ被冠されて外容器108を密閉する上蓋110および下蓋112を有する。なお、ここで上下とは、便宜上、図4における上下方向をいうものとする。外容器108内には、例えば、ポリカーボネイト製の透明な内容器114が配置され、内容器114内の下部には隔壁部材116が配置される。この隔壁部材116によって内容器114内に、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール燃料を貯蔵する燃料貯蔵室118が形成される。燃料としては、アルコール燃料のほかに、ジメチルエーテルなどでもよい。内容器114の外周面と、外容器108の内周面との間には、間隙Sが形成されるように内容器114と外容器108との寸法が決められる。
Next, the
外容器108の材質は、強靭性、透明性の点でポリカーボネイト樹脂が好ましいが、AS樹脂やABS樹脂でもよい。また、内容器114の材質は、耐メタノール燃料性の点でポリプロピレン樹脂が好ましい。これらの外容器108および内容器114は、透明であるので、燃料の消費に応じて内容器114内を移動する隔壁部材116の位置がわかり、燃料貯蔵室118内の燃料の残量を目視で把握することができる。外容器108の上蓋110および下蓋112は、例えば、ポリカーボネイト樹脂からなり、外容器108に超音波溶着により固定される。これらの上蓋110および下蓋112のいずれか一方は、外容器108と一体に成型してもよい。
The material of the
上蓋110には、中心軸線103から偏倚した位置に接続部102が取り付けられている。接続部102は全体が筒状に構成され、雄ねじが形成された取り付け部122およびフランジ部124を有する。接続部102は、取り付け部122が上蓋110のねじ孔120に螺入されて取り付けられる。接続部102は、接続部102の長手方向に沿って貫通する貫通孔126を有する。貫通孔126内には、封止軸128が貫通孔126内を摺動可能に配置されている。封止軸128は、上端に貫通孔126の内面に摺接する大径部130を有し、下端の周溝には弁体即ちOリング132が装着されている。また、貫通孔126の中央部分には縮径部134が形成されている。前述の封止軸128と縮径部134との間には、圧縮コイルばね136が縮装され、通常は封止軸128を上方へ付勢している。これによりOリング132は、縮径部134に圧接されて外容器108内は封止される。また、接続部102の上端近傍に、周溝138が形成され、この周溝138内にOリング140が装着されている。また、接続部102の下端近傍の周溝にはOリング142が装着されている。A connecting
内容器114の下端は開放しており、閉鎖した頂壁144には、接続部102に対応して中心軸線103から偏倚した位置に概ね円柱状の凸部146が形成されている。凸部146の上端には凹部147が形成されている。凸部146には中心軸線103と平行に貫通する孔146aが形成されている。この孔146aは、接続部102の下端部が凹部147内に受容されると貫通孔126と連通するようになっている。頂壁144の内面は、隔壁部材116の上面116dと略相補形状となっている。この形状により燃料を無駄なく排出することができる。The lower end of the
隔壁部材116は、内容器114内に配置される外径を有する円板状乃至は円柱状の上部116aと、この上部116aの下端に上部116aと一体に形成されたリブ148を有する。リブ148は、複数箇所に放射状に形成されている。上部116aの外周には周溝116bが形成され、この周溝116bにはOリング150が装着されている。このOリング150は、内容器114の内面と摺接し、燃料貯蔵室118内を密封状態に維持する。上部116aの下部中央には、環状溝116cが形成されて、環状溝116cの内側がボス152となる。環状溝116cと下蓋112との間には圧縮コイルばね154が介装される。また、内容器114の下部には内容器114の長手方向に沿って切欠114aが形成されている。この切欠114aは、内容器114の下端に開放しており、その長さは、図4に示すように隔壁部材116が下端部にあるときのOリング150の直下から下方に至る長さを有する。
The
燃料貯蔵室118内には、所定濃度のメタノールと純水またはエタノールと純水の混合液による燃料が収容される。そして、内容器114と外容器108との間の空間156には、加圧ガスGが封入され、この加圧ガスGの圧力により内容器114の切欠114aにより連通した隔壁部材116の下部空間158から隔壁部材116を上方に押圧するようになっている。従って、燃料貯蔵室118内の燃料は常に加圧された状態にあり、接続部102の封止が解除されれば直ちに接続部102から外部に燃料が排出されるように構成されている。加圧ガスGとしては不活性ガスが使用される。
次に、圧力調整器50について、図5を参照して概略を説明する。図5は圧力調整器50を示し、図5(a)は上側から見た斜視図、図5(b)は平面図をそれぞれ示す。圧力調整器50は、本体部56とカバー部58からなるケース54を有する。本体部56およびカバー部58は、各々略矩形の同様な形状のフランジ56a、58aを有する。これらのフランジ56a、58aは、互いに対向するように配置され、ねじ60により相互に固定されて一体化されている。カバー部58には円形凸部58bが突設され、この円形凸部58bには、さらに、ねじ調節部58cが突設されている。
In the
Next, the outline of the
本体部56は、対向する2つの平坦な側壁56b、56b’と、この側壁56b、56b’に直交するように上下に形成された1組の矩形の凹所56c、56dを有する。なお、ここで、上下とは、便宜上、図5(a)における上下方向をいう。各側壁56b、56b’には、2つの円筒状の導入凸部52が、互いに逆向きに水平方向に形成されている。2つの導入凸部52は、上下方向に互いに逆側に偏倚した位置に形成されている。導入凸部52には、カートリッジ100の接続部102が装着される導入口52aが形成されている。また、上側の凹所56cには、2次圧力に調圧された燃料が排出される排出ノズル62が上方に向けて突設されている。The
次に、圧力調整器50の内部構造の詳細について、図6を参照して説明する。図6は圧力調整器50の断面を示し、図6(a)は図5(b)の6a−6a線に沿う断面図、図6(b)は図5(b)の6b−6b線に沿う断面図をそれぞれ示す。図6(a)に示すように、本体部56には、側壁56bの上部および側壁56b’の下部に、前述の導入凸部52を受容するねじ穴64がそれぞれ形成されている。なお、2つの導入凸部52は、圧力調整器50のダイヤフラム82の中心を通る中心軸線51に対して逆方向に互いに離隔し且つ線対称に配置されている同じ形状のものである。従って、片側の導入凸部52についてのみ説明し、他方は説明を省略する。導入凸部52は、導入口52aが形成された先端筒部52bと、ねじ穴64に螺入される雄ねじ部52cを有する。導入口52aは、ダイヤフラム82の主面と平行に向けられている。雄ねじ部52cは、先端筒部52bより小径であり、先端筒部52bの背面に後ろ向きの段部52dを有する。また、ねじ穴64の開口部には前向きの段部64bが形成されている。そして導入凸部52をねじ穴64に螺入したときに、段部52dと段部64bの間にOリング66aが圧縮されて先端筒部52bと本体部56の間が封止される。
Next, the details of the internal structure of the
導入凸部52の導入口52a内には中心に開口52eが形成されている。開口52eは、段部52fを経て開口52eより大径の孔52gへと連続している。この孔52g内には封止軸68が摺動可能に配置されている。封止軸68は、開口52eから突出する先細の先端部68aと、孔52g内に収容されるフランジ68bと、孔52g内に収容される主軸68cとから構成される。主軸68cの直径は先端部68aの直径と略同じであり、孔52gとの間には筒状の空間が形成されている。そして、この空間には圧縮コイルばね70aが配置される。圧縮コイルばね70aは、ねじ穴64の底壁64aとフランジ68bとの間に圧縮状態に配置される。また、フランジ68bと段部52fの間には、Oリング66bが配置されている。従って、フランジ68bは、圧縮コイルばね70aの弾発力によりOリング66bを段部52fに押圧するので、孔52g内と、導入口52aとは、互いに閉鎖された状態となる。
An
次に、図6(b)を参照して、さらに、詳細に説明する。2つのねじ穴64は、これら2つのねじ穴64の中間に位置する中間室72に連通している。中間室72は、ねじ穴64と直交する方向即ち中心軸線51に沿う方向に延びている。この中間室72は、本体部56の端壁74から内方に形成されている。端壁74に開放する開口72aは、プラグ76でねじ止めされて封止されている。中間室72は、開口78aが形成された仕切り壁78を経て隣接する調圧室80へと連通可能になっている。
Next, the details will be described with reference to FIG. The two
本体部56の前面56eには、カバー部58が前述の如く取り付けられている。本体部56とカバー部58との間には、概ね円板状のダイヤフラム82が両側から押圧された状態で取り付けられている。ダイヤフラム82は、中心に開口82aを有するとともに、開口82aと同心に環状隆起部82bを有する。ダイヤフラム82には、調圧室80側に封止部材84が取り付けられ、反対側にはサポータ86が取り付けられる。
The
封止部材84は、ダイヤフラム82への取り付け面となるフランジ部84aと、フランジ部84aから突出するボス部84bと、このボス部84bから開口78aに挿通される封止軸(部材)84cとを同心に有する。封止部材84には、ダイヤフラム82の開口82aに位置合わせして、ねじ穴84dが形成されている。封止軸84cの先端部にはOリング66cが被冠され、また、ボス部84bの肩84eに近接してOリング66dが被冠されている。これらのOリング66cおよび66dは、いずれも仕切り壁78に対して互いに逆側に位置するように封止軸68に形成された周溝内に配置されている。これら封止軸84cとOリング66cにより1次圧力を2次圧力に減圧する調整弁が構成される。
The sealing
前述のサポータ86は、概ね円板状の部材であり、中央に封止部材84のねじ穴84dに螺入される雄ねじ部86aが形成されている。この構成により、ダイヤフラム82は、封止部材84とサポータ86により挟持された状態となる。換言すると、封止部材84は、ダイヤフラム82を挟んでサポータ86と係合することによって、ダイヤフラム82に取り付けられる。
The above-described
また、カバー部58は、ダイヤフラム82とサポータ86を収容する凹部即ち大気室58dを有する。この凹部58dは、雌ねじが形成されたねじ調節部58cの孔58eと連通する。そして、この孔58eには、調圧ねじ59が螺入されて固定される。この調圧ねじ59の内向きの肩59aと、サポータ86の間には圧縮コイルばね70bが縮装され、ダイヤフラム82に適切な圧力を付勢している。この圧力は調圧ねじ59によって調節される。即ち、調圧室80内の2次圧力と、大気圧との差が略一定になるように調圧される。調圧室80は、封止部材84の外径と略相補形の内面を有している。前述の凹所56cの排出ノズル62には、調圧室80に連通する排出口62aが形成されている。
Further, the
次に、図7〜図10を参照して、カートリッジ100が圧力調整器50に取り付けられるときの態様について説明する。なお、カートリッジ100については、図7において部分的に示し、他の図8〜図10においては省略してある。図7は圧力調整器50にカートリッジ100が取り付けられる前の状態を示す断面図、図8は、カートリッジ100を接続した初期の段階を示す断面図、図9は接続完了直前の状態を示す断面図、図10は接続が完了した状態を示す断面図であり、それぞれカートリッジ100の接続部102とともに示す。
Next, an aspect when the
図7に示すように、カートリッジ100は、前述のキー溝106を含むキーイング手段により、接続部102の軸線と、導入凸部52の導入口52aの軸線とが略整合した状態で、接続部102が導入口52aに接近する。このとき接続部102の内部は、1次圧力に加圧された燃料が満たされている。次に、図8に示すように、接続部102が導入口52a内に挿入されると、圧力調整器50側の封止軸68の先端部68aと、カートリッジ100側の封止軸128の先端にある凹み128aとが接触する。しかし、封止軸68、128は、各々移動していない。即ち、カートリッジ100内は密封状態が維持され、また圧力調整器50内も密封状態が維持されている。このとき、接続部102のOリング140は、導入口52aの内面に圧接されて、導入口52a内が密封され多状態となっている。
As shown in FIG. 7, the
そして、さらにカートリッジ100を押圧すると、図9に示すように、接続部102はさらに導入口52a内に進入する。このとき封止軸68の圧縮コイルばね70aは、カートリッジ100側の圧縮コイルばね136より弾性が弱く設定されているので、封止軸68は、封止軸128によりねじ穴64内に押し込まれる。この動作は、封止軸68の主軸68cが、ねじ穴64の底壁64aに当接するまで継続する。その結果、ねじ穴64内のOリング66bは、段部52fから離れ、開口52eの封止が解除された状態となる。しかし、カートリッジ100の接続部102においては、Oリング132は、依然として接続部102の縮径部134に接触しているので、まだ、1次圧力の燃料は導入口52a内に噴出していない。
When the
次に、図10に示すように、カートリッジ100がさらに押し込まれて完全に挿入されると、ねじ穴64の底壁64aに当接し、それ以上の移動が阻止された封止軸68により、カートリッジ100側の封止軸128がカートリッジ100の内方に押し込まれ、Oリング132が縮径部134から離隔して1次圧力の燃料が、縮径部134、大径部130、開口52e、ねじ穴64を経て中間室72に流入する。
Next, as shown in FIG. 10, when the
ここで再び図6(b)を参照して、燃料のさらなる流路について説明する。調圧室80は、ダイヤフラム82の右側の大気圧に対して、予め所望の2次圧力でダイヤフラム82のバランスが保たれるように設定されている。仮に、燃料が排出ノズル62から排出されたことにより、調圧室80内の圧力が所定の2次圧力より低下した場合に、大気圧が2次圧力より勝ってダイヤフラム82は、ばね70bにより調圧室80側に押し出される。その結果、Oリング66cが仕切り壁78から離れ、設定された2次圧力より高い中間室72内の燃料が調圧室80に流入する。そして、調圧室80の圧力が所望の2次圧力に上昇したところで、ダイヤフラム82は右方向へ復帰し、Oリング66cが再び仕切り壁78に圧接されて、中間室72と調圧室80は互いに閉鎖される。燃料の供給の継続中、燃料の消費に応じて、この動作が反復してなされる。
Here, referring to FIG. 6B again, a further flow path of the fuel will be described. The
燃料が時間の経過とともに消費されて少なくなるにつれて、加圧ガスGにより隔壁部材116が内容器114内に加圧ガスGの圧力により少しずつ押し込まれる。そして、隔壁部材116が頂壁144に近接するまで、燃料が接続部102から排出される。
As the fuel is consumed over time and decreases, the
本実施例では、燃料カートリッジ100を2本用いる場合をもとに説明したが、圧力調整器50に接続される燃料カートリッジは、2本に限定されるものではなく、燃料カートリッジ100と圧力調整器50の間に分岐管(図示せず)を用いて2本以上の複数の燃料カートリッジを接続することも可能である。例えば、4本の燃料カートリッジを接続することで、1本当りの燃料容量を少なくして、更に燃料カートリッジを小型化することが可能である。このように、複数の燃料カートリッジを接続可能とすることで、小型の燃料カートリッジで大容量の燃料が供給可能になった。また、本実施例では、圧力調整器50の排出口62aは、1つの場合を説明したが、1つに限定されるものではなく、2つ以上の複数であってもよい。また、圧力調整器50の排出口62aの接続先である燃料電池26の接続口は1つに限定されるものではなく、2つ以上の複数であってもよい。圧力調整器50の排出口62aの個数と燃料電池26の接続口の個数は、必ずしも同数である必要はない。燃料電池26を構成している複数の単位セル(図示せず)に均一に燃料を供給するために、燃料電池26の接続口は2つ以上複数個所あることが好ましい。更に、燃料電池26は、前述の単位セルが複数直列に接続されたユニットを一つの発電ユニット(図示せず)とし、複数の発電ユニットから構成される場合は、各発電ユニットへ燃料を均一に供給するために、各発電ユニットに対応して圧力を調整可能にすることが好ましい。圧力調整器50と燃料カートリッジの間に、2次圧力調整器(図示せず)を配置することで、前述の各発電ユニットへの燃料供給が均一になった。
Although the present embodiment has been described based on the case where two
本発明は、燃料電池を搭載した電子機器の普及に貢献するものである。 The present invention contributes to the spread of electronic devices equipped with fuel cells.
1…ノート型パーソナルコンピュータ(電子機器)、12…外縁、26…燃料電池、50…燃料電池用圧力調整器、51…中心軸線、52a…導入口、58d…大気室、62a…排出口、66c…Oリング(調整弁)、80…調圧室、82…ダイヤフラム、84c…部材(調整弁)、100…燃料カートリッジ、102…接続部、103…中心軸線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Notebook-type personal computer (electronic device), 12 ... Outer edge, 26 ... Fuel cell, 50 ... Pressure regulator for fuel cells, 51 ... Center axis, 52a ... Inlet port, 58d ... Air chamber, 62a ... Outlet port, 66c DESCRIPTION OF SYMBOLS O-ring (regulation valve), 80 ... Pressure regulation chamber, 82 ... Diaphragm, 84c ... Member (regulation valve), 100 ... Fuel cartridge, 102 ... Connection part, 103 ... Center axis
Claims (3)
1対の前記導入口が、電子機器の外縁に沿い互いに逆向きに且つ前記圧力調整器を通る軸線に対して互いに逆側に偏倚して配置されていることを特徴とする燃料電池用圧力調整器。 A pressure regulator for a fuel cell that is mounted on a portable electronic device and supplies liquid fuel to a fuel cell in the electronic device, and directly connects a connection port of a pair of fuel cartridges that contain the same kind of liquid fuel A pair of inlets for introducing the same kind of liquid fuel having a primary pressure from these fuel cartridges , a regulating valve for reducing the primary pressure of the liquid fuel to a secondary pressure, and the regulating valve A pressure regulating chamber into which the liquid fuel that has passed through, a pressure regulating chamber and an atmospheric chamber are defined, a diaphragm that is displaced by receiving a secondary pressure in the pressure regulating chamber, and the diaphragm and the regulating valve Bei example a member for interlocking, and a discharge port for discharging the liquid fuel with the secondary pressure,
The fuel cell pressure regulator , wherein the pair of introduction ports are arranged in opposite directions along the outer edge of the electronic device and biased to the opposite sides with respect to the axis passing through the pressure regulator. vessel.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004354956A JP4643238B2 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Fuel cell pressure regulator |
US11/295,498 US7776487B2 (en) | 2004-12-08 | 2005-12-07 | Pressure regulator for a fuel cell, fuel supply system for a fuel cell using the regulator, electronic equipment having the fuel supply system, and fuel cartridge for a fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004354956A JP4643238B2 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Fuel cell pressure regulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006164768A JP2006164768A (en) | 2006-06-22 |
JP4643238B2 true JP4643238B2 (en) | 2011-03-02 |
Family
ID=36666531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004354956A Expired - Fee Related JP4643238B2 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Fuel cell pressure regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4643238B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4643239B2 (en) * | 2004-12-08 | 2011-03-02 | 株式会社日立製作所 | Fuel supply device for fuel cell and fuel cartridge used therefor |
JP4643238B2 (en) * | 2004-12-08 | 2011-03-02 | 株式会社日立製作所 | Fuel cell pressure regulator |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1064567A (en) * | 1996-06-14 | 1998-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fuel cell hydrogen supply system and portable electrical machinery and apparatus |
JP2001313047A (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Yuasa Corp | Direct methanol fuel cell |
JP2003086207A (en) * | 2001-07-06 | 2003-03-20 | Sony Corp | Fuel cell, supplying method of electric power using fuel cell, functional card, gas supplying mechanism of fuel cell, electric power generator and manufacturing method of electric power generator |
JP2003115308A (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-18 | Sony Corp | Pressure adjusting mechanism |
JP2003323911A (en) * | 2002-02-28 | 2003-11-14 | Casio Comput Co Ltd | Generator type power supply and electronic instrument |
JP2004179140A (en) * | 2002-10-02 | 2004-06-24 | Hitachi Ltd | Electronic apparatus using fuel cell |
JP2004185052A (en) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Keihin Corp | Regulator |
JP2005158667A (en) * | 2003-10-23 | 2005-06-16 | Hitachi Ltd | Fuel cell device and electronic apparatus |
WO2005069418A1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-07-28 | Hitachi, Ltd. | Fuel container for fuel cell |
JP2006126106A (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Tokai Corp | Method of detecting remaining amount of liquid |
JP2006164769A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Hitachi Ltd | Fuel supply device for fuel cell, and fuel cartridge used for the device |
JP2006164768A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Hitachi Ltd | Pressure adjuster for fuel cell |
-
2004
- 2004-12-08 JP JP2004354956A patent/JP4643238B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1064567A (en) * | 1996-06-14 | 1998-03-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fuel cell hydrogen supply system and portable electrical machinery and apparatus |
JP2001313047A (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Yuasa Corp | Direct methanol fuel cell |
JP2003086207A (en) * | 2001-07-06 | 2003-03-20 | Sony Corp | Fuel cell, supplying method of electric power using fuel cell, functional card, gas supplying mechanism of fuel cell, electric power generator and manufacturing method of electric power generator |
JP2003115308A (en) * | 2001-10-01 | 2003-04-18 | Sony Corp | Pressure adjusting mechanism |
JP2003323911A (en) * | 2002-02-28 | 2003-11-14 | Casio Comput Co Ltd | Generator type power supply and electronic instrument |
JP2004179140A (en) * | 2002-10-02 | 2004-06-24 | Hitachi Ltd | Electronic apparatus using fuel cell |
JP2004185052A (en) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Keihin Corp | Regulator |
JP2005158667A (en) * | 2003-10-23 | 2005-06-16 | Hitachi Ltd | Fuel cell device and electronic apparatus |
WO2005069418A1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-07-28 | Hitachi, Ltd. | Fuel container for fuel cell |
JP2006126106A (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Tokai Corp | Method of detecting remaining amount of liquid |
JP2006164769A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Hitachi Ltd | Fuel supply device for fuel cell, and fuel cartridge used for the device |
JP2006164768A (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Hitachi Ltd | Pressure adjuster for fuel cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006164768A (en) | 2006-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7776487B2 (en) | Pressure regulator for a fuel cell, fuel supply system for a fuel cell using the regulator, electronic equipment having the fuel supply system, and fuel cartridge for a fuel cell | |
US9455459B2 (en) | Fuel supply systems having operational resistance | |
ES2388610T3 (en) | Valves for fuel cartridge | |
US20090029224A1 (en) | Liquid send/receive joint device and fuel cell system using the same | |
WO2006109537A1 (en) | Liquid filling device for fuel cell, fuel cell, and fuel cartridge | |
JP2008530767A (en) | Fuel supply system with operating resistance | |
US20120138172A1 (en) | Hydrogen-Generating Fuel Cell Cartridges | |
JP4643239B2 (en) | Fuel supply device for fuel cell and fuel cartridge used therefor | |
JP5172105B2 (en) | Connector for fuel cell | |
JP4643238B2 (en) | Fuel cell pressure regulator | |
KR20080043310A (en) | Fuel supply container for fuel cell, fuel supply method, and holder for fuel supply container | |
KR20050027041A (en) | Fuel tank | |
US20060000512A1 (en) | Liquid sending and receiving joint device | |
WO2005069419A1 (en) | Fuel container for fuel cell | |
KR20050027042A (en) | Reaction fluid supply apparatus | |
KR20050027040A (en) | Fuel cell system | |
KR100731843B1 (en) | Power generation device, fuel package, and remaining fuel amount measuring device | |
JP4987308B2 (en) | Fuel cartridge | |
JP5127173B2 (en) | Fuel cell cartridge connector | |
KR100982635B1 (en) | Fuel container | |
JP4880318B2 (en) | Fuel cartridge | |
JP4449385B2 (en) | Power generation device and fuel storage module | |
JP5140906B2 (en) | Electronic device, fuel supply system and fuel supply method | |
JP2007080585A (en) | Holder for fuel refilling container | |
JP4096854B2 (en) | Fuel level measuring device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100817 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20101022 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101018 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20101022 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101130 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |