JP4643239B2

JP4643239B2 - Fuel supply device for fuel cell and fuel cartridge used therefor

Info

Publication number: JP4643239B2
Application number: JP2004354959A
Authority: JP
Inventors: 明田中; 修久保田; 保昭中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: JP2006164769A

Description

本発明は、燃料電池用燃料供給装置およびこれに用いられる燃料カートリッジに関し、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燃料電池用燃料供給装置およびこれに用いられる燃料カートリッジに関するものである。 The present invention relates to a fuel supply device for a fuel cell and a fuel cartridge used therefor, and more particularly to a fuel supply device for a fuel cell that supplies fuel to a fuel cell provided in an electronic device such as a notebook personal computer and the like. The present invention relates to a fuel cartridge.

従来、ノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器の電源として、燃料電池を設けたものが知られている（特許文献１および特許文献２）。これらの特許文献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、また、パーソナルコンピュータは、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）である。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。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply for an electronic device such as a notebook personal computer is known in which a fuel cell is provided (Patent Document 1 and Patent Document 2). The fuel cells disclosed in these patent documents are direct methanol fuel cells (DMFC) that directly supply methanol to the fuel electrode of the fuel cell, and the personal computer is a notebook personal computer ( Hereinafter, it is simply referred to as a notebook PC). 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.

従って、ノートＰＣを外出先に携行した場合でも、予備の燃料カートリッジを携帯していれば、使用済みの燃料カートリッジを新しいものに交換することによって、燃料切れを心配することなく継続的にノートＰＣ等の電子機器を使用することができる。 Therefore, even if you carry your notebook PC away from home, if you carry spare fuel cartridges, you can replace your used fuel cartridges with new ones without worrying about running out of fuel. Etc. can be used.

特開２００２−４９４４０号公報（図１、図２）JP 2002-49440 A (FIGS. 1 and 2) 特開２００４−１７９１４０号公報（図１）Japanese Patent Laying-Open No. 2004-179140 (FIG. 1)

特許文献１に開示された燃料カートリッジは、カバー部材の外縁の全長に亘る長さを有し、全体が外縁から突出した状態で取り付けられている。また、特許文献２に開示された燃料カートリッジは、カバー部材の外縁に沿って、外縁の内側に配置されている。 The fuel cartridge disclosed in Patent Document 1 has a length over the entire length of the outer edge of the cover member, and is attached in a state where the whole protrudes from the outer edge. Further, the fuel cartridge disclosed in Patent Document 2 is disposed inside the outer edge along the outer edge of the cover member.

これらの特許文献１および特許文献２に開示された燃料カートリッジは、いずれも、ノートＰＣのサイズと比較して、大型であり、携帯に不便である。また、これらの燃料カートリッジを携帯に便利に小型化した場合は、電源を使用できる時間が短くなり、電源に燃料電池を使用するメリットが低下する。 These fuel cartridges disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are both large and inconvenient to carry compared to the size of a notebook PC. Further, when these fuel cartridges are conveniently reduced in size for carrying, the time during which the power source can be used is shortened, and the merit of using the fuel cell as the power source is reduced.

また、上記２つの従来技術は、燃料を自重で燃料電池に供給するシステムであるので、カバー部材に配置された燃料電池のパネルに燃料を供給するためには、燃料電池は、必然的にカバー部材の上縁に配置されることとなる。その結果、重い燃料電池によって、使用時のノートＰＣの安定性が悪くなるという問題があった。 In addition, since the above two conventional technologies are systems for supplying fuel to the fuel cell by its own weight, in order to supply fuel to the panel of the fuel cell disposed on the cover member, the fuel cell is necessarily covered. It will be arranged at the upper edge of the member. As a result, there is a problem that the stability of the notebook PC is deteriorated due to the heavy fuel cell.

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、携帯に好都合な小型の燃料カートリッジを使用しながら、燃料電池を使用した電子機器を長時間使用することができる、燃料電池用燃料供給装置およびこれに用いられる燃料カートリッジ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 these points, and the present invention provides a fuel that can use an electronic device using a fuel cell for a long time while using a small fuel cartridge that is convenient for carrying. An object of the present invention is to provide a fuel supply device for a battery and a fuel cartridge used therefor.

また、本発明の他の目的は、燃料電池用燃料供給装置および燃料カートリッジを電子機器に装着しても、電子機器の安定性を維持することができ、また嵩張らないサイズの燃料電池用燃料供給装置およびこれに用いられる燃料カートリッジを提供することにある。 Another object of the present invention is to maintain the stability of the electronic device even when the fuel supply device for fuel cell and the fuel cartridge are mounted on the electronic device, and to supply the fuel for the fuel cell of a size that is not bulky. An apparatus and a fuel cartridge used therefor are provided.

本発明の燃料電池用燃料供給装置は、電子機器の燃料電池に燃料を供給する燃料電池用燃料供給装置であって、１次圧力を所定の２次圧力に調圧する圧力調整器と、圧力調整器の両端に互いに逆向きに設けられた１対の１次圧力側の導入口に取り付けられて、１次圧力を有する燃料を導入口から供給する１対の筒状の燃料カートリッジとからなり、燃料カートリッジが、圧力調整器を挟んで、電子機器の略直線状の外縁に沿って配列されるように構成されていることを特徴とするものである。 A fuel cell fuel supply apparatus according to the present invention is a fuel cell fuel supply apparatus that supplies fuel to a fuel cell of an electronic device, a pressure regulator that regulates a primary pressure to a predetermined secondary pressure, and a pressure adjustment A pair of cylindrical fuel cartridges that are attached to a pair of primary pressure side inlets provided in opposite directions at both ends of the vessel, and that supply fuel having a primary pressure from the inlets, The fuel cartridge is configured to be arranged along a substantially linear outer edge of the electronic device with the pressure regulator interposed therebetween.

本発明の一実施形態において、圧力調整器の調圧された燃料を排出する排出ノズルは、直線と直角の方向に設けられて電子機器内の燃料電池に供給されるよう構成されていてもよい。なお、ここで直角とは、９０度の角度の場合のほか、９０度から僅かにずれた場合も含む。 In one embodiment of the present invention, the discharge nozzle that discharges the regulated fuel of the pressure regulator may be provided in a direction perpendicular to the straight line and supplied to the fuel cell in the electronic device. . Here, the right angle includes not only the case of an angle of 90 degrees but also a case of a slight deviation from 90 degrees.

本発明の一実施態様において、燃料カートリッジが、導入口に接続される接続部を有し、接続部が、燃料カートリッジの容器本体の中心軸線から偏倚しており、導入口が、燃料カートリッジの接続部に対応して、互いに逆側に偏倚して配置されているように構成することができる。In one embodiment of the present invention, the fuel cartridge has a connecting portion connected to the inlet, the connecting portion is offset from the central axis of the container body of the fuel cartridge, and the inlet is connected to the fuel cartridge. Corresponding to each part, it can be configured so as to be biased to the opposite sides.

また、電子機器がノート型パーソナルコンピュータであり、装置が、ノート型パーソナルコンピュータの本体にヒンジ部を介して連結されたカバー部材のヒンジ部に沿って、本体のヒンジ部近傍に配置されているように構成してもよい。 Further, the electronic device is a notebook personal computer, and the apparatus is disposed in the vicinity of the hinge portion of the main body along the hinge portion of the cover member connected to the main body of the notebook personal computer via the hinge portion. You may comprise.

また、本発明の燃料カートリッジは、請求項１又は２に記載の燃料電池用燃料供給装置に用いられる燃料カートリッジであって、筒状の容器本体と、容器本体の一端部に取り付けられた接続部とを備え、接続部が容器本体の中心軸線から偏倚した位置にあることを特徴とするものである。The fuel cartridge of the present invention is a fuel cartridge used in the fuel supply device for a fuel cell according to claim 1 or 2, and is a cylindrical container body and a connection part attached to one end of the container body. And the connecting portion is located at a position deviated from the central axis of the container body.

本発明の燃料電池用燃料供給装置は、１次圧力を所定の２次圧力に調圧する圧力調整器と、圧力調整器の両端に互いに逆向きに設けられた１対の１次圧力側の導入口に取り付けられて、１次圧力を有する燃料を導入口から供給する１対の筒状の燃料カートリッジとからなり、燃料カートリッジが、圧力調整器を挟んで、電子機器の略直線状の外縁に沿って配列されるように構成されているので、次の効果を奏する。 A fuel supply device for a fuel cell according to the present invention includes a pressure regulator that regulates a primary pressure to a predetermined secondary pressure, and a pair of primary pressure sides provided at opposite ends of the pressure regulator. A pair of cylindrical fuel cartridges attached to the inlet and supplying fuel having a primary pressure from the inlet, and the fuel cartridge is sandwiched between the pressure regulator and the substantially linear outer edge of the electronic device. Since it is configured to be arranged along, the following effects are produced.

即ち、圧力調整器の両側に燃料カートリッジを２本配置するようにしたので、燃料カートリッジを携帯に好都合に小型化できるとともに、電子機器を長時間使用することができる。 That is, since the two fuel cartridges are arranged on both sides of the pressure regulator, the fuel cartridge can be downsized conveniently for carrying and the electronic device can be used for a long time.

また、圧力調整器の調圧された燃料を排出する排出ノズルが直線と直角の方向に設けられて電子機器内の燃料電池に供給されるよう構成されている場合は、燃料カートリッジを２本配置しながら、排出ノズルを燃料カートリッジと干渉せずに配置することができる。 Further, when the discharge nozzle for discharging the regulated fuel of the pressure regulator is provided in a direction perpendicular to the straight line and is supplied to the fuel cell in the electronic device, two fuel cartridges are arranged. However, the discharge nozzle can be arranged without interfering with the fuel cartridge.

また、燃料カートリッジが、導入口に接続される接続部を有し、接続部が、燃料カートリッジの容器本体の中心軸線から偏倚しており、導入口が、燃料カートリッジの接続部に対応して、互いに逆側に偏倚して配置されている場合は、圧力調整器の部分を燃料カートリッジの直線状の配列方向に小型化することができ、燃料電池用燃料供給装置全体としても小型化できる。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燃料の容量を増加することができる。The fuel cartridge has a connection portion connected to the introduction port, the connection portion is offset from the central axis of the container body of the fuel cartridge, and the introduction port corresponds to the connection portion of the fuel cartridge, In the case where they are arranged so as to be deviated from each other, the pressure regulator portion can be reduced in size in the linear arrangement direction of the fuel cartridge, and the fuel supply device for the fuel cell as a whole can also be reduced in size. Further, the fuel capacity can be increased by enlarging the size of the fuel cartridge as much as the size of the pressure regulator is reduced.

また、電子機器がノート型パーソナルコンピュータであり、装置が、ノート型パーソナルコンピュータの本体に連結されたカバー部材のヒンジ部に沿って、本体のヒンジ部近傍に配置されている場合は、重量の重い装置や燃料カートリッジが本体側に配置されるので、ノートＰＣを設置した時の安定性が維持される。 Further, if the electronic device is a notebook personal computer and the device is disposed near the hinge portion of the main body along the hinge portion of the cover member connected to the main body of the notebook personal computer, the weight is heavy. Since the device and the fuel cartridge are arranged on the main body side, the stability when the notebook PC is installed is maintained.

以下、本発明による燃料電池用燃料供給装置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燃料供給装置（以下、単に供給装置という）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。 Embodiments of a fuel supply device for a fuel cell according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a fuel cell fuel supply device (hereinafter simply referred to as a supply device) and a notebook PC (electronic device) 1 incorporating a fuel cartridge according to an embodiment 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 main body 2 with built-in electronic components such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and a keypad (not shown) arranged on the upper surface 2d. And a cover member 8 rotatably attached to the rear end portion of the main body 2 by a hinge portion 6. The cover member 8 has a rectangular shape that covers the main body 2. Here, for the sake of convenience, the front and rear of the notebook PC 1 is defined as “front” on the operator side (left side in FIG. 1) and “rear” on the opposite side (right side in FIG. 2). A liquid crystal display panel, that is, a liquid crystal display unit 10 is disposed on the front surface of the cover member 8, that is, the surface facing the operator side. Further, a panel fuel cell 26 is incorporated in the cover member 8 on the back side of the liquid crystal display unit 10. In FIG. 1, only a region where the fuel cell 26 is located is indicated by a one-dot chain line. Since the fuel cell 26 itself is not the gist of the present invention, detailed description thereof is omitted.

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 curved convex portion 2 b that bulges in a curved shape on the lower surface 2 a of the main body 2 is formed along the linear outer edge 12 of the main body 2 at the rear end portion of the main body 2. By forming the curved convex portion 2b, when the notebook PC 1 is placed on a flat surface 28 such as a desk, for example, the upper surface 2d of the notebook PC 1 is inclined so as to slightly face the operator. . This inclination makes it easier for the operator to press the keyboard.

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 curved convex portion 2 b is formed with cartridge accommodating cavities (hereinafter simply referred to as “accommodating cavities”) 14, 14 that open to both end faces 2 c, 2 c of the main body 2 along the outer edge 12. Between the two receiving cavities 14, 14, a pressure regulator 50 of the supply device is arranged. One fuel cartridge (hereinafter simply referred to as a cartridge) 100 is inserted into each housing cavity 14 from the opening 14 a of the housing cavity 14 and connected to the pressure regulator 50.

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 accommodation cavities 14 are the same, only one of the accommodation cavities 14 will be described. In the opening 14a of the housing cavity 14, notches 16 and 18 are formed, which open to the upper surface 2d of the main body 2 and the curved convex portion 2b of the lower surface 2a, respectively. The notches 16 and 18 are formed along the longitudinal direction of the receiving cavity 14, and each notch 16 and 18 can access the cartridge 100 by putting the cartridge 100 in the receiving cavity 14 into the notches 16 and 18. It has a width and a length along the outer edge 12. The cartridge 100 pushed into the receiving cavity 14 and connected to the pressure regulator 50 is picked and removed by inserting a finger from these notches 16 and 18.

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 key rib 15 for positioning the cartridge 100 along the outer peripheral direction is formed in the accommodation cavity 14. The key rib 15 protrudes into the accommodating cavity 14 along the longitudinal direction of the accommodating cavity 14 so as to engage with a key groove 106 (FIG. 4) described later of the cartridge 100 inserted into the accommodating cavity 14. Yes.

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 cap 20 is attached to the opening 14a. The cap 20 has a substantially disc-shaped plate portion 22 that is substantially flush with the end surface 2c of the main body 2 when attached to the opening 14a. Complementary tongue pieces 22 a and 22 b corresponding to the notches 16 and 18, respectively, are integrally projected at right angles to the plate portion 22 at the upper and lower ends of the plate portion 22. The cap 20 and the opening 14a may be connected to each other by appropriate means, for example, a concave / convex engaging portion including a projection and a recess (not shown), or a latch arm and a latch engaging portion (none of which is shown) engaged with the latch arm. It is configured to be engaged and fixed to each other. These engaging portions can be provided in the cap 20 and the main body 2 so as to be compatible with each other. Further, an elastic body, that is, a coil spring 24 for holding the cartridge 100 accommodated therein is attached inwardly to the inner surface 23 of the plate portion 22, that is, the surface facing the accommodation cavity 14. The elastic body is not limited to the coil spring 24, and an elastic member such as a leaf spring, sponge-like foamed resin, or rubber can be used.

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 cartridge 100 attached to the pressure regulator 50 of the main body 2 is a flexible tube made of, for example, silicone and connected to the pressure regulator 50 after the fuel in the cartridge 100 is regulated by the pressure regulator 50. The fuel cell 26 is supplied through 30.

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 cartridge 100 and the pressure regulator 50 will be described with reference to FIG. 3 shows the positional relationship between the pressure regulator 50 and the cartridge 100 when the cartridge 100 is mounted on the pressure regulator 50, FIG. 3 (a) is a plan view, and FIG. 3 (b) is a front view. . A portion of the pressure regulator 50 to which the cartridge 100 is connected, that is, the introduction convex portion 52 is formed on the case 54 of the pressure regulator 50 in opposite directions. As shown in FIG. 3A, these introduction protrusions 52 are at the same position in the front-rear direction 4, that is, at the same position when viewed from above. Further, as shown in FIG. 3B, when viewed from the front, they are arranged apart from each other along the vertical direction 5. Further, the connecting portion 102 of the cartridge 100 is inserted into the introduction convex portion 52 of the pressure regulator 50, and the connecting portion 102 is offset from the central axis 103 along the longitudinal direction of the cartridge 100. It can be seen that the aforementioned tube 30 is formed in the pressure regulator 50.

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 same cartridge 100 is attached to the pressure regulator 50. As shown in FIG. 3A, the cartridge 100 is formed with a key groove 106 extending in the insertion direction of the cartridge 100 in the shoulder portion 104. As described above, the key groove 106 is engaged with the key rib 15 formed in the housing cavity 14 and is positioned in the rotational direction around the central axis 103 of the cartridge 100. With this positioning, when the cartridge 100 is inserted, the connecting portion 102 is aligned with the introduction convex portion 52 and smoothly inserted.

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 cartridge 100 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the cartridge 100 passing through the connecting portion 102. The cartridge 100 has a cylindrical shape as a whole. For example, a transparent hollow cylindrical outer container (container main body) 108 made of polycarbonate and the outer container 108 are respectively crowned to seal the outer container 108. It has an upper lid 110 and a lower lid 112. Here, for the sake of convenience, the term “up and down” refers to the up and down direction in FIG. In the outer container 108, for example, a transparent inner container 114 made of polycarbonate is disposed, and a partition wall member 116 is disposed in the lower part of the inner container 114. A fuel storage chamber 118 for storing alcohol fuel such as methyl alcohol and ethyl alcohol is formed in the inner container 114 by the partition member 116. As fuel, in addition to alcohol fuel, dimethyl ether or the like may be used. The dimensions of the inner container 114 and the outer container 108 are determined so that a gap S is formed between the outer peripheral surface of the inner container 114 and the inner peripheral surface of the outer container 108.

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 outer container 108 is preferably polycarbonate resin in terms of toughness and transparency, but may be AS resin or ABS resin. The material of the inner container 114 is preferably a polypropylene resin in terms of methanol fuel resistance. Since the outer container 108 and the inner container 114 are transparent, the position of the partition member 116 that moves in the inner container 114 according to the consumption of fuel can be known, and the remaining amount of fuel in the fuel storage chamber 118 can be visually checked. I can grasp it. The upper lid 110 and the lower lid 112 of the outer container 108 are made of, for example, polycarbonate resin, and are fixed to the outer container 108 by ultrasonic welding. Any one of the upper lid 110 and the lower lid 112 may be molded integrally with the outer container 108.

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 portion 102 is attached to the upper lid 110 at a position deviated from the central axis 103. The connection part 102 is entirely formed in a cylindrical shape, and has an attachment part 122 and a flange part 124 in which a male screw is formed. The connection portion 102 is attached by attaching the attachment portion 122 into the screw hole 120 of the upper lid 110. The connection part 102 has a through hole 126 that penetrates along the longitudinal direction of the connection part 102. A sealing shaft 128 is slidably disposed in the through hole 126 in the through hole 126. The sealing shaft 128 has a large-diameter portion 130 that is in sliding contact with the inner surface of the through hole 126 at the upper end, and a valve body, that is, an O-ring 132 is attached to the peripheral groove at the lower end. Further, a reduced diameter portion 134 is formed in the central portion of the through hole 126. A compression coil spring 136 is mounted between the sealing shaft 128 and the reduced diameter portion 134, and normally urges the sealing shaft 128 upward. As a result, the O-ring 132 is pressed against the reduced diameter portion 134 and the inside of the outer container 108 is sealed. A circumferential groove 138 is formed in the vicinity of the upper end of the connecting portion 102, and an O-ring 140 is mounted in the circumferential groove 138. An O-ring 142 is attached to the circumferential groove near the lower end of the connecting portion 102.

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 inner container 114 is open, and a substantially cylindrical convex portion 146 is formed on the closed top wall 144 at a position deviated from the central axis 103 corresponding to the connecting portion 102. A concave portion 147 is formed at the upper end of the convex portion 146. A hole 146 a penetrating in parallel with the central axis 103 is formed in the convex portion 146. The hole 146 a communicates with the through hole 126 when the lower end portion of the connection portion 102 is received in the recess 147. The inner surface of the top wall 144 is substantially complementary to the upper surface 116 d of the partition wall member 116. With this shape, the fuel can be discharged without waste.

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 partition member 116 includes a disk-shaped or columnar upper portion 116a having an outer diameter disposed in the inner container 114, and a rib 148 formed integrally with the upper portion 116a at the lower end of the upper portion 116a. The ribs 148 are formed radially at a plurality of locations. A circumferential groove 116b is formed on the outer periphery of the upper portion 116a, and an O-ring 150 is attached to the circumferential groove 116b. The O-ring 150 is in sliding contact with the inner surface of the inner container 114 and maintains the inside of the fuel storage chamber 118 in a sealed state. An annular groove 116 c is formed in the lower center of the upper part 116 a, and the inside of the annular groove 116 c becomes the boss 152. A compression coil spring 154 is interposed between the annular groove 116 c and the lower lid 112. Further, a notch 114 a is formed in the lower part of the inner container 114 along the longitudinal direction of the inner container 114. This notch 114a is open to the lower end of the inner container 114, and has a length extending from directly below the O-ring 150 when the partition wall member 116 is at the lower end as shown in FIG. .

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 fuel storage chamber 118, a fuel of a predetermined concentration of methanol and pure water or a mixed liquid of ethanol and pure water is accommodated. The space 156 between the inner container 114 and the outer container 108 is filled with the pressurized gas G, and the lower space 158 of the partition member 116 communicated by the notch 114a of the inner container 114 by the pressure of the pressurized gas G. The partition member 116 is pressed upward. Therefore, the fuel in the fuel storage chamber 118 is always in a pressurized state, and the fuel is discharged from the connecting portion 102 to the outside as soon as the sealing of the connecting portion 102 is released. As the pressurized gas G, an inert gas is used.
Next, the outline of the pressure regulator 50 will be described with reference to FIG. 5 shows the pressure regulator 50, FIG. 5 (a) is a perspective view seen from above, and FIG. 5 (b) is a plan view. The pressure regulator 50 includes a case 54 including a main body portion 56 and a cover portion 58. The main body portion 56 and the cover portion 58 each have flanges 56a and 58a having a substantially rectangular shape. These flanges 56 a and 58 a are arranged so as to face each other, and are fixed to each other by a screw 60 and integrated. A circular convex portion 58b is projected from the cover portion 58, and a screw adjusting portion 58c is further projected from the circular convex portion 58b.

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’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 main body 56 has two flat side walls 56b and 56b ′ facing each other and a pair of rectangular recesses 56c and 56d formed vertically so as to be orthogonal to the side walls 56b and 56b ′. Here, the vertical direction means the vertical direction in FIG. 5A for convenience. On each side wall 56b, 56b ′, two cylindrical introduction convex portions 52 are formed in the horizontal direction in opposite directions.
The two introduction convex portions 52 are formed at positions that are biased to the opposite sides in the vertical direction. The introduction convex portion 52 is formed with an introduction port 52a into which the connecting portion 102 of the cartridge 100 is mounted. Further, a discharge nozzle 62 for discharging the fuel adjusted to the secondary pressure is provided in the upper recess 56c so as to protrude upward.

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 pressure regulator 50 will be described with reference to FIG. 6 shows a cross-section of the pressure regulator 50, FIG. 6 (a) is a cross-sectional view taken along line 6a-6a in FIG. 5 (b), and FIG. 6 (b) is taken along line 6b-6b in FIG. 5 (b). Each of the cross-sectional views is shown. As shown in FIG. 6A, the main body 56 is formed with screw holes 64 for receiving the introduction convex portions 52 at the upper part of the side wall 56b and the lower part of the side wall 56b '. Note that the two introduction convex portions 52 have the same shape that are spaced apart from each other in the opposite direction and symmetrical with respect to the central axis 51 that passes through the center of the diaphragm 82 of the pressure regulator 50. Therefore, only the introduction convex portion 52 on one side will be described, and description on the other side will be omitted. The introduction convex portion 52 has a distal end cylindrical portion 52b in which an introduction port 52a is formed, and a male screw portion 52c to be screwed into the screw hole 64. The introduction port 52 a is directed parallel to the main surface of the diaphragm 82. The male screw part 52c has a smaller diameter than the front end cylinder part 52b, and has a rearwardly facing step part 52d on the back surface of the front end cylinder part 52b. A forward stepped portion 64 b is formed in the opening of the screw hole 64. When the introduction convex portion 52 is screwed into the screw hole 64, the O-ring 66a is compressed between the step portion 52d and the step portion 64b to seal between the distal end cylindrical portion 52b and the main body portion 56.

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 opening 52 e is formed at the center in the introduction port 52 a of the introduction convex portion 52. The opening 52e continues to the hole 52g having a larger diameter than the opening 52e through the step 52f. A sealing shaft 68 is slidably disposed in the hole 52g. The sealing shaft 68 includes a tapered tip 68a protruding from the opening 52e, a flange 68b accommodated in the hole 52g, and a main shaft 68c accommodated in the hole 52g. The diameter of the main shaft 68c is substantially the same as the diameter of the tip 68a, and a cylindrical space is formed between the hole 52g. A compression coil spring 70a is disposed in this space. The compression coil spring 70a is disposed in a compressed state between the bottom wall 64a of the screw hole 64 and the flange 68b. An O-ring 66b is disposed between the flange 68b and the step portion 52f. Therefore, since the flange 68b presses the O-ring 66b against the stepped portion 52f by the elastic force of the compression coil spring 70a, the inside of the hole 52g and the introduction port 52a are closed.

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 screw holes 64 communicate with an intermediate chamber 72 located in the middle of the two screw holes 64. The intermediate chamber 72 extends in a direction orthogonal to the screw hole 64, that is, a direction along the central axis 51. The intermediate chamber 72 is formed inward from the end wall 74 of the main body portion 56. The opening 72a opened to the end wall 74 is sealed with a plug 76 by screwing. The intermediate chamber 72 can communicate with an adjacent pressure regulating chamber 80 through a partition wall 78 in which an opening 78a is formed.

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 cover portion 58 is attached to the front surface 56e of the main body portion 56 as described above. Between the main body part 56 and the cover part 58, a substantially disk-shaped diaphragm 82 is attached in a state of being pressed from both sides. The diaphragm 82 has an opening 82a at the center and an annular raised portion 82b concentric with the opening 82a. A sealing member 84 is attached to the diaphragm 82 on the pressure regulating chamber 80 side, and a supporter 86 is attached to the opposite side.

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(シャフト)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 member 84 includes a flange portion 84a serving as a mounting surface to the diaphragm 82, a boss portion 84b protruding from the flange portion 84a, and a sealing shaft (shaft) 84c inserted from the boss portion 84b into the opening 78a. Have concentric. The sealing member 84 is formed with a screw hole 84d in alignment with the opening 82a of the diaphragm 82. An O-ring 66c is crowned at the tip of the sealing shaft 84c, and an O-ring 66d is crowned near the shoulder 84e of the boss 84b. These O-rings 66 c and 66 d are arranged in a circumferential groove formed in the sealing shaft 68 so as to be located on the opposite sides of the partition wall 78. The sealing shaft 84c and the O-ring 66c constitute an adjustment valve that reduces the primary pressure to the secondary pressure.

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 supporter 86 is a substantially disk-shaped member, and a male screw portion 86a to be screwed into the screw hole 84d of the sealing member 84 is formed at the center. With this configuration, the diaphragm 82 is sandwiched between the sealing member 84 and the supporter 86. In other words, the sealing member 84 is attached to the diaphragm 82 by engaging the supporter 86 with the diaphragm 82 interposed therebetween.

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 cover portion 58 has a concave portion that accommodates the diaphragm 82 and the supporter 86, that is, an atmospheric chamber 58d. The recess 58d communicates with a hole 58e of a screw adjusting portion 58c in which a female screw is formed. A pressure adjusting screw 59 is screwed into the hole 58e and fixed. A compression coil spring 70b is compressed between the inward shoulder 59a of the pressure adjusting screw 59 and the supporter 86, and an appropriate pressure is applied to the diaphragm 82. This pressure is adjusted by a pressure adjusting screw 59. That is, the pressure is regulated so that the difference between the secondary pressure in the pressure regulating chamber 80 and the atmospheric pressure becomes substantially constant. The pressure regulating chamber 80 has an inner surface substantially complementary to the outer diameter of the sealing member 84. A discharge port 62 a communicating with the pressure regulating chamber 80 is formed in the discharge nozzle 62 of the recess 56 c described above.

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 cartridge 100 is attached to the pressure regulator 50 will be described with reference to FIGS. The cartridge 100 is partially shown in FIG. 7 and omitted in the other FIGS. 7 is a cross-sectional view showing a state before the cartridge 100 is attached to the pressure regulator 50, FIG. 8 is a cross-sectional view showing an initial stage of connecting the cartridge 100, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state immediately before the connection is completed. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state where the connection is completed, and each is shown together with the connection portion 102 of the cartridge 100.

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 cartridge 100 has the connection portion 102 in a state where the axis of the connection portion 102 and the axis of the introduction port 52 a of the introduction convex portion 52 are substantially aligned by the keying means including the key groove 106 described above. Approaches the inlet 52a. At this time, the inside of the connecting portion 102 is filled with fuel pressurized to the primary pressure. Next, as shown in FIG. 8, when the connecting portion 102 is inserted into the introduction port 52a, the distal end portion 68a of the sealing shaft 68 on the pressure regulator 50 side and the distal end of the sealing shaft 128 on the cartridge 100 side. In contact with the recess 128a. However, the sealing shafts 68 and 128 are not moved. That is, the sealed state is maintained in the cartridge 100, and the sealed state is also maintained in the pressure regulator 50. At this time, the O-ring 140 of the connecting portion 102 is pressed against the inner surface of the introduction port 52a, and the inside of the introduction port 52a is sealed to be in a multi-state.

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 cartridge 100 is further pressed, the connection portion 102 further enters the introduction port 52a as shown in FIG. At this time, since the compression coil spring 70a of the sealing shaft 68 is set to be less elastic than the compression coil spring 136 on the cartridge 100 side, the sealing shaft 68 is pushed into the screw hole 64 by the sealing shaft 128. This operation continues until the main shaft 68c of the sealing shaft 68 contacts the bottom wall 64a of the screw hole 64. As a result, the O-ring 66b in the screw hole 64 is separated from the stepped portion 52f, and the opening 52e is unsealed. However, in the connection part 102 of the cartridge 100, the O-ring 132 is still in contact with the reduced diameter part 134 of the connection part 102, so that the primary pressure fuel has not yet been injected into the introduction port 52a.

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 cartridge 100 is further pushed in and completely inserted, the cartridge is brought into contact with the bottom wall 64 a of the screw hole 64 and is prevented from further movement by the sealing shaft 68. The sealing shaft 128 on the 100 side is pushed inward of the cartridge 100, the O-ring 132 is separated from the reduced diameter portion 134, and the primary pressure fuel is supplied to the reduced diameter portion 134, the large diameter portion 130, the opening 52e, the screw. It flows into the intermediate chamber 72 through the hole 64.

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 pressure regulating chamber 80 is set so that the balance of the diaphragm 82 is maintained at a desired secondary pressure in advance with respect to the atmospheric pressure on the right side of the diaphragm 82. If the pressure in the pressure regulating chamber 80 drops below a predetermined secondary pressure due to the fuel being discharged from the discharge nozzle 62, the atmospheric pressure exceeds the secondary pressure and the diaphragm 82 is adjusted by the spring 70b. It is pushed out to the pressure chamber 80 side. As a result, the O-ring 66 c is separated from the partition wall 78, and the fuel in the intermediate chamber 72 higher than the set secondary pressure flows into the pressure regulating chamber 80. When the pressure in the pressure regulating chamber 80 increases to a desired secondary pressure, the diaphragm 82 returns to the right, the O-ring 66c is again brought into pressure contact with the partition wall 78, and the intermediate chamber 72 and the pressure regulating chamber 80 are Closed to each other. This operation is repeatedly performed according to the consumption of the fuel while the supply of the fuel is continued.

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 partition member 116 is gradually pushed into the inner container 114 by the pressure of the pressurized gas G by the pressurized gas G. Then, the fuel is discharged from the connecting portion 102 until the partition member 116 comes close to the top wall 144.

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 fuel cartridges 100 are used, the number of fuel cartridges connected to the pressure regulator 50 is not limited to two, and the fuel cartridge 100 and the pressure regulator are used. It is also possible to connect two or more fuel cartridges between the fuel cartridges 50 using a branch pipe (not shown). For example, by connecting four fuel cartridges, the fuel capacity per one can be reduced, and the fuel cartridge can be further downsized. As described above, by connecting a plurality of fuel cartridges, a large amount of fuel can be supplied with a small fuel cartridge. Further, in the present embodiment, the case of one discharge port 62a of the pressure regulator 50 has been described, but the number is not limited to one, and may be two or more. Further, the connection port of the fuel cell 26 to which the discharge port 62a of the pressure regulator 50 is connected is not limited to one, and may be two or more. The number of discharge ports 62a of the pressure regulator 50 and the number of connection ports of the fuel cell 26 are not necessarily the same. In order to uniformly supply fuel to a plurality of unit cells (not shown) constituting the fuel cell 26, it is preferable that there are two or more connection ports of the fuel cell 26. Further, in the fuel cell 26, a unit in which a plurality of the unit cells are connected in series is used as one power generation unit (not shown). When the unit is composed of a plurality of power generation units, the fuel is uniformly distributed to each power generation unit. In order to supply, it is preferable that the pressure can be adjusted corresponding to each power generation unit. By providing a secondary pressure regulator (not shown) between the pressure regulator 50 and the fuel cartridge, the fuel supply to each of the power generation units described above becomes uniform.

図１１は、カートリッジ１００を燃料電池用燃料供給装置に装着したときの、燃料電池用燃料供給装置と燃料カートリッジの位置関係を示し、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は正面図をそれぞれ示す。燃料カートリッジ１００を燃料電池用燃料供給装置に装着したときの、燃料カートリッジ１００の軸方向の長さを短くするために、圧力調整器の本体部５６の平坦な側壁５６ｂの平面と、もう一方の燃料カートリッジに接続される導入口５２aの面とが、同一平面状に位置している。フランジ５６ａ、５８ａは、燃料カートリッジ１００の外容器１０８を密閉する上蓋１１０と接触しないように、燃料カートリッジ１００の直径よりも外側に配置する構造となっている。これにより、圧力調整器５０の燃料カートリッジ１００の軸方向における長さは、一つの燃料カートリッジ１００から燃料供給するのに必要な圧力調整器５０の本体部５６と導入凸部５２とからなる長さで、２つの燃料カートリッジが接続可能となるため、より燃料供給部の小型化が可能となった。 11 shows the positional relationship between the fuel supply device for the fuel cell and the fuel cartridge when the cartridge 100 is mounted on the fuel supply device for the fuel cell, FIG. 11 (a) is a plan view, and FIG. 11 (b) is the front view. Each figure is shown. In order to shorten the axial length of the fuel cartridge 100 when the fuel cartridge 100 is mounted on the fuel supply device for the fuel cell, the flat side wall 56b of the main body 56 of the pressure regulator and the other side The surface of the inlet 52a connected to the fuel cartridge is located on the same plane. The flanges 56a and 58a are arranged outside the diameter of the fuel cartridge 100 so as not to contact the upper lid 110 that seals the outer container 108 of the fuel cartridge 100. Thus, the length of the pressure regulator 50 in the axial direction of the fuel cartridge 100 is the length formed by the main body portion 56 and the introduction convex portion 52 of the pressure regulator 50 necessary for supplying fuel from one fuel cartridge 100. Thus, since the two fuel cartridges can be connected, the fuel supply unit can be further downsized.

本発明は燃料電池を使用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 using fuel cells.

本発明の一具体例を示す燃料電池用燃料供給装置および燃料カートリッジを組み込んだノートＰＣの概略斜視図。1 is a schematic perspective view of a notebook PC incorporating a fuel supply device for a fuel cell and a fuel cartridge according to a specific example of the present invention. 図１における２−２線に沿うノートＰＣ本体の断面図。Sectional drawing of the notebook PC main body which follows the 2-2 line in FIG. 燃料カートリッジを燃料電池用燃料供給装置に装着したときの、燃料電池用燃料供給装置と燃料カートリッジの位置関係を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図をそれぞれ示す。The positional relationship between the fuel supply device for the fuel cell and the fuel cartridge when the fuel cartridge is mounted on the fuel supply device for the fuel cell is shown, (a) is a plan view, and (b) is a front view. 燃料カートリッジの、接続部を通る縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which passes along a connection part of a fuel cartridge. 本発明の燃料電池用燃料供給装置を示し、（ａ）は上側から見た斜視図、（ｂ）は平面図をそれぞれ示す。The fuel supply apparatus for fuel cells of this invention is shown, (a) is the perspective view seen from the upper side, (b) shows a top view, respectively. 図５の燃料電池用燃料供給装置の断面を示し、（ａ）は図５（ｂ）の６ａ−６ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図５（ｂ）の６ｂ−６ｂ線に沿う断面図をそれぞれ示す。5 shows a cross section of the fuel supply device for a fuel cell of FIG. 5, where (a) is a cross sectional view taken along line 6a-6a in FIG. 5 (b), and (b) is a cross section taken along line 6b-6b in FIG. 5 (b). Each figure is shown. 図５の燃料電池用燃料供給装置に燃料カートリッジが取り付けられる前の状態を、燃料カートリッジの接続部とともに示す断面図。Sectional drawing which shows the state before a fuel cartridge is attached to the fuel supply apparatus for fuel cells of FIG. 5 with the connection part of a fuel cartridge. 燃料カートリッジを接続した初期の段階を、燃料カートリッジの接続部とともに示す燃料電池用燃料供給装置の断面図。Sectional drawing of the fuel supply apparatus for fuel cells which shows the initial stage which connected the fuel cartridge with the connection part of a fuel cartridge. 接続完了直前の状態を示す、燃料カートリッジの接続部とともに示す燃料電池用燃料供給装置の断面図。Sectional drawing of the fuel supply apparatus for fuel cells shown with the connection part of a fuel cartridge which shows the state just before completion of a connection. 接続が完了した状態を、燃料カートリッジの接続部とともに示す燃料電池用燃料供給装置の断面図。Sectional drawing of the fuel supply apparatus for fuel cells which shows the state which the connection was completed with the connection part of a fuel cartridge. 燃料カートリッジを燃料電池用燃料供給装置に装着したときの、燃料電池用燃料供給装置と燃料カートリッジの位置関係を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図をそれぞれ示す。The positional relationship between the fuel supply device for the fuel cell and the fuel cartridge when the fuel cartridge is mounted on the fuel supply device for the fuel cell is shown, (a) is a plan view, and (b) is a front view.

Explanation of symbols

１…ノート型パーソナルコンピュータ（電子機器）、６…ヒンジ部、８…カバー部材、１２…外縁、２６…燃料電池、５０…圧力調整器、５２ａ…導入口、６２…排出ノズル、１００…燃料カートリッジ、１０２…接続部、１０３…中心軸線、１０８…容器本体（外容器）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Notebook-type personal computer (electronic device), 6 ... Hinge part, 8 ... Cover member, 12 ... Outer edge, 26 ... Fuel cell, 50 ... Pressure regulator, 52a ... Inlet, 62 ... Discharge nozzle, 100 ... Fuel cartridge , 102 ... connecting portion, 103 ... central axis, 108 ... container body (outer container).

Claims

A fuel supply device for a fuel cell, which is installed in a portable electronic device and supplies fuel to a fuel cell in the electronic device, a pressure regulator for adjusting a primary pressure to a predetermined secondary pressure, and the pressure adjustment A pair of cylindrical portable fuel cartridges which are attached to a pair of primary pressure side inlets provided in opposite directions at both ends of the vessel and supply fuel having the primary pressure from the inlets And consist of
The fuel cartridge includes a cylindrical container body and a connection part attached to one end of the container body, and the connection part is in a position deviated from the central axis of the container body,
The pair of inlets of the pressure regulator are disposed corresponding to the connecting portions of the pair of fuel cartridges and biased to the opposite sides with respect to the center of the pressure regulator, in the fuel cartridge across the pressure regulator, the connection of said electronic device are arranged along the straight line-shaped outer edge and the pair of fuel cartridge inserted into the inlet of a pair of the pressure regulator A fuel supply device for a fuel cell, which is connected .

The discharge nozzle for discharging the pressure regulator regulating pressure fuel is provided before Kijika linear outer edge perpendicular direction, it is configured to be supplied to the fuel cell in the electronic device The fuel supply device for a fuel cell according to claim 1.

The electronic device is a notebook personal computer, and the device is disposed in the vicinity of the hinge portion of the main body along the hinge portion of a cover member connected to the main body of the notebook personal computer via a hinge portion. The fuel supply device for a fuel cell according to claim 1 , wherein the fuel supply device is a fuel cell.