JP5099963B2

JP5099963B2 - Liquid fuel supply system for fuel cell

Info

Publication number: JP5099963B2
Application number: JP2004225551A
Authority: JP
Inventors: 俊史神谷
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2024-08-02
Also published as: JP2006048995A

Description

本発明は、燃料電池における液体燃料供給システムに関し、更に詳しくは、携帯電話、ノート型パソコン及びＰＤＡなどの携帯用電子機器の電源として用いられる小型の燃料電池用に好適な燃料電池における液体燃料供給システムに関する。 The present invention relates to a liquid fuel supply system in a fuel cell, and more particularly, to supply liquid fuel in a fuel cell suitable for a small fuel cell used as a power source for portable electronic devices such as a mobile phone, a notebook personal computer, and a PDA. About the system.

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

近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりにより、クリーンなエネルギー源としての燃料電池を、各種用途に用いることが検討されており、特に、メタノールと水を含む液体燃料を直接供給するだけで発電できる燃料電池が注目されてきている（例えば、特許文献１及び２参照）。
これらの中でも、液体燃料の供給に毛管力を利用した各液体燃料電池等が知られている（例えば、特許文献３〜７参照）。
これらの各特許文献に記載される液体燃料電池は、燃料タンクから液体燃料を毛管力で燃料極に供給するため、液体燃料を圧送するためのポンプを必要としないなど小型化に際してメリットがある。 In recent years, due to increasing awareness of environmental issues and energy conservation, the use of fuel cells as clean energy sources for various applications has been studied. In particular, power can be generated simply by supplying liquid fuel containing methanol and water directly. Fuel cells have attracted attention (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Among these, each liquid fuel cell etc. which utilized capillary force for supply of liquid fuel are known (for example, refer to patent documents 3-7).
Since the liquid fuel cell described in each of these patent documents supplies liquid fuel from a fuel tank to the fuel electrode by capillary force, there is an advantage in downsizing such as not requiring a pump for pumping liquid fuel.

しかしながら、このような単に燃料貯蔵槽に設けられた、多孔体及び／又は繊維束体の毛管力だけを利用した液体燃料電池は、構成上は小型化に適するものの、燃料極に燃料が直接液体状態で供給されるため小型携帯機器に搭載し、電池部の前後左右や上下が絶えず変わる使用環境下では、長時間の使用期間中に燃料の追従が不完全となり、燃料供給遮断などの弊害が発生し、電解質層への燃料供給を一定にすることを阻害する原因となっている。 However, although the liquid fuel cell using only the capillary force of the porous body and / or fiber bundle provided in the fuel storage tank is suitable for downsizing in terms of configuration, the fuel is directly liquid at the fuel electrode. Because it is supplied in a state, it is mounted on a small portable device, and in a usage environment where the front, back, left, right, top and bottom of the battery part constantly changes, fuel tracking becomes incomplete during a long period of use, causing problems such as shutting off the fuel supply This is a cause of hindering the constant supply of fuel to the electrolyte layer.

また、これら欠点の解決策の一つとして、例えば、液体燃料を毛管力によりセル内に導入した後、液体燃料を燃料気化層にて気化して、使用する燃料電池システム（例えば、特許文献８参照）が知られているが、基本的な問題点である燃料の追従性不足は改善されていないという課題を有し、また、この構造の燃料電池は液体を気化させた後に燃料として用いるシステムのため、小型化が困難となるなどの課題がある。 Further, as one of solutions to these drawbacks, for example, after introducing liquid fuel into the cell by capillary force, the liquid fuel is vaporized in the fuel vaporization layer and used (for example, Patent Document 8). However, there is a problem that the lack of fuel followability, which is a basic problem, has not been improved, and a fuel cell of this structure is used as a fuel after vaporizing a liquid For this reason, there are problems such as difficulty in miniaturization.

このように従来の燃料電池用燃料貯留体では、燃料極に直接液体燃料を供給する際に、燃料の供給が不安定で動作中の出力値に変動が生じたり、安定な特性を維持したまま携帯機器への搭載が可能な程度の小型化は困難であるのが現状である。 As described above, in the conventional fuel cell fuel reservoir, when supplying liquid fuel directly to the fuel electrode, the fuel supply is unstable and the output value during operation fluctuates or remains stable. At present, it is difficult to reduce the size so that it can be mounted on a portable device.

そこで、本願出願人は、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結される燃料電池であって、上記各単位セルには液体燃料を貯蔵するカートリッジ構造体からなる燃料貯留体に接続される浸透構造を有する燃料供給体が連結されて液体燃料が供給される直接メタノール型燃料電池を出願している（例えば、特許文献９参照）。
この燃料電池は、今までにない優れた機能を有するものであるが、燃料電池用の液体燃料を安定に貯留しておくためには、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出し防止に更に留意する必要があり、また、液体燃料をカートリッジの向きによらず液体燃料を供給できるものとすることが望ましく、更に、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外すとき、液体燃料が暴露しないようにして液体燃料の揮発を防止する必要があるなどの更なる機能の向上を必要とする課題がある。
特開平５−２５８７６０号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開平５−３０７９７０号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開昭５９−６６０６６号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開平６−１８８００８号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００３−２２９１５８号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００３−２９９９４６号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００３−３４０２７３号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００１−１０２０６９号公報（特許請求の範囲、実施例等）特開２００４−６３２００号公報（特許請求の範囲、実施例等） Therefore, the applicant of the present application constructs an electrolyte layer on the outer surface of a fuel electrode body made of a microporous carbon body, and a plurality of unit cells formed by constructing an air electrode layer on the outer surface of the electrolyte layer are connected. A direct methanol type in which each unit cell is connected to a fuel supply body having a permeation structure connected to a fuel storage body comprising a cartridge structure for storing liquid fuel, and the liquid fuel is supplied to each unit cell. A fuel cell application has been filed (see, for example, Patent Document 9).
This fuel cell has an unprecedented function, but in order to stably store the liquid fuel for the fuel cell, it prevents the liquid fuel from blowing out during heating or under reduced pressure. It should be further noted that it is desirable that the liquid fuel can be supplied regardless of the orientation of the cartridge. Further, when the supply of the liquid fuel is interrupted and the cartridge body is removed, the liquid fuel There is a problem that requires further functional improvements such as the need to prevent volatilization of liquid fuel without exposure.
JP-A-5-258760 (Claims, Examples, etc.) JP-A-5-307970 (Claims, Examples, etc.) JP 59-66066 A (Claims, Examples, etc.) JP-A-6-188008 (Claims, Examples, etc.) JP 2003-229158 A (Claims, Examples, etc.) JP 2003-299946 A (Claims, Examples, etc.) JP-A-2003-340273 (Claims, Examples, etc.) JP 2001-102069 A (Claims, Examples, etc.) JP-A-2004-63200 (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来の燃料電池における液体燃料供給システムにおける課題及び現状に鑑み、これを解消するためになされたものであり、燃料電池における液体燃料供給システムにおいて、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出しを防止し、かつ、液体燃料をカートリッジの向きによらず液体燃料を供給できるものとすると共に、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外すときでも、液体燃料が暴露しないようにして液体燃料の揮発を防止することができる燃料電池における液体燃料供給システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems and current situation in the liquid fuel supply system in the conventional fuel cell. In the liquid fuel supply system in the fuel cell, the heating and depressurization environment are used. Liquid fuel is prevented from being blown out, and liquid fuel can be supplied regardless of the orientation of the cartridge, and liquid fuel supply is temporarily interrupted and liquid fuel is not exposed even when the cartridge body is removed. Thus, an object of the present invention is to provide a liquid fuel supply system in a fuel cell that can prevent volatilization of liquid fuel.

本発明者は、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、燃料電池における液体燃料供給システムにおいて、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体を内包し、かつ、壁面に中継芯を挿入することができる特定構造となる液体燃料カートリッジ体を、燃料電池本体に設置された中継芯に挿入することで液体燃料が供給可能となることを見い出し、上記目的の燃料電池における液体燃料供給システムが得られることに成功し、本発明を完成するに至ったのである。 As a result of intensive studies on the above-described conventional problems and the like, the present inventors have included a fuel occlusion body provided with a capillary force for storing liquid fuel in a liquid fuel supply system in a fuel cell, and on the wall surface. It has been found that liquid fuel can be supplied by inserting a liquid fuel cartridge body having a specific structure into which a relay core can be inserted into a relay core installed in the fuel cell main body, and the liquid in the above-described fuel cell can be supplied. A fuel supply system was successfully obtained and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、次の（１）〜（１１）に存する。
（１）液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体を内包し、かつ、壁面に多孔質体及び／又は繊維束体からなる中継芯を挿入することができるスリット弁から構成され、中継芯を挿入することで液体燃料カートリッジ体の燃料吸蔵体と中継芯とを連通させ、液体燃料カートリッジ体内部の液体燃料を外部へ供給させる連通部が形成されると共に、円状の外周部が形成され、該弁体が該液体燃料カートリッジの筒状のアダプターに収納挟持された際に、前記円状の外周部により弁体が径方向に圧縮されることで、該連通部に圧縮力が作用するようにした弁体、及び、液体燃料供給時に開放され空気置換できる空気置換孔を有する液体燃料カートリッジ体を、燃料電池本体に設置された該中継芯に挿入することで液体燃料が供給され、該中継芯を介して、発電セル部の燃料極まで断続的に毛管力が付与され、液体燃料が供給されることを特徴とする燃料電池における液体燃料供給システム。
（２）液体燃料カートリッジ体が燃料電池本体に備える発電セル部よりも下に位置した状態で継続して液体燃料が供給される上記（１）記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（３）前記多孔質体及び／又は繊維束体からなる中継芯の前記燃料電池側本体を金属、ガラス、プラスティックで被覆したことを特徴とする上記（１）又は（２）記載の液体燃料供給システム。
（４）前記多孔質体及び／又は繊維束体からなる中継芯の中心部を、棒状に成形された金属、ガラス、プラスティックで貫通させたことを特徴とする上記（１）又は（２）記載の液体燃料供給システム。
（５）前記燃料電池本体に設置された前記中継芯は、燃料吸蔵体よりも大きな毛管力を有する上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（６）前記空気置換孔は、スリット弁から構成され、空気置換管を挿入することで前記液体燃料カートリッジ体内部を開放し、前記液体燃料カートリッジ体内部に空気置換できる空気置換部が形成されると共に、円状の外周部が形成され、該スリット弁が前記液体燃料カートリッジ体の筒状のアダプターに収納挟持された際に、前記円状の外周部により該スリット弁が径方向に圧縮されることで、前記連通部に圧縮力が作用するようにした請求項１〜５の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（７）前記空気置換孔は、弾性体によって閉じられ、前記液体燃料カートリッジ体を前記燃料電池本体に挿入することにより開かれる弁体から構成される上記（１）〜（５）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（８）前記液体燃料カートリッジ体の燃料タンク部は、酸素バリア性に優れる樹脂層を少なくとも一層以上有する上記（１）〜（７）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（９）前記酸素バリア性に優れる樹脂が、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも１種である上記（８）に記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１０）前記液体燃料がメタノール液、エタノール液、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコールから選ばれる少なくとも１種である上記（１）〜（９）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。
（１１）前記燃料電池本体は、燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで形成される単位セルが複数連結されると共に、上記単位セルには前記液体燃料カートリッジ体に接続される前記中継芯が連結されて前記液体燃料が供給される構成となる上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載の燃料電池における液体燃料供給システム。 That is, this invention exists in following (1)-(11).
(1) Consists of a slit valve that encloses a fuel occlusion body to which a capillary force is applied in order to store liquid fuel, and can insert a relay core made of a porous body and / or a fiber bundle into the wall surface And a communication portion for connecting the fuel storage body and the relay core of the liquid fuel cartridge body to each other by inserting the relay core to supply the liquid fuel inside the liquid fuel cartridge body to the outside, and a circular outer periphery parts are formed, when the valve body is accommodated clamped tubular adapter of the liquid fuel cartridge, when the valve body is radially compressed by the circular outer peripheral portion, compressed into the communicating portion By inserting a liquid fuel cartridge body having a valve body in which force is applied and an air replacement hole that is opened when liquid fuel is supplied and can be replaced with air into the relay core installed in the fuel cell body, the liquid fuel Supplied A liquid fuel supply system in a fuel cell, in which a capillary force is intermittently applied to the fuel electrode of the power generation cell section via the relay core and liquid fuel is supplied.
(2) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to (1), wherein the liquid fuel is continuously supplied in a state where the liquid fuel cartridge body is positioned below a power generation cell portion included in the fuel cell main body.
(3) The liquid fuel supply as described in (1) or (2) above, wherein the fuel cell side main body of the relay core made of the porous body and / or fiber bundle is covered with metal, glass, or plastic. system.
(4) The said (1) or (2) description characterized by making the center part of the relay core which consists of the said porous body and / or a fiber bundle body penetrated with the metal, glass, and plastic shape | molded by the rod shape. Liquid fuel supply system.
(5) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to any one of (1) to (4), wherein the relay core installed in the fuel cell main body has a capillary force larger than that of the fuel occlusion body.
(6) The air replacement hole is constituted by a slit valve, and an air replacement portion is formed in which the inside of the liquid fuel cartridge body is opened by inserting an air replacement pipe and air can be replaced inside the liquid fuel cartridge body. together, the outer peripheral portion of the circular is formed, when the slit valve is housed sandwiched tubular adapter of the liquid fuel cartridge body, the slit valve is compressed in the radial direction by the circular outer peripheral portion Accordingly, the liquid fuel supply system in the fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein a compressive force acts on the communication portion.
(7) The air replacement hole is any one of the above (1) to (5) configured by a valve body that is closed by an elastic body and is opened by inserting the liquid fuel cartridge body into the fuel cell main body. A liquid fuel supply system for a fuel cell according to claim 1.
(8) The liquid fuel supply system in the fuel cell according to any one of (1) to (7), wherein the fuel tank portion of the liquid fuel cartridge body includes at least one resin layer having excellent oxygen barrier properties.
(9) The above (8), wherein the resin having excellent oxygen barrier properties is at least one selected from ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. The liquid fuel supply system in the fuel cell as described in 1).
(10) The liquid fuel according to any one of (1) to (9), wherein the liquid fuel is at least one selected from methanol, ethanol, dimethyl ether (DME), formic acid, hydrazine, ammonia, and ethylene glycol. Liquid fuel supply system for a fuel cell in Japan.
(11) The fuel cell body includes an electrolyte layer formed on the outer surface of the fuel electrode body, and a plurality of unit cells formed by building an air electrode layer on the outer surface of the electrolyte layer. The liquid in the fuel cell according to any one of (1) to (10), wherein the unit cell is connected to the relay core connected to the liquid fuel cartridge body to supply the liquid fuel. Fuel supply system.

本発明によれば、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出しを防止できると共に、液体燃料カートリッジ体の向きによらず液体燃料を安定に供給でき、しかも、液体燃料の供給を一時中断し、カートリッジ体を取り外すときでも、液体燃料は暴露せず液体燃料の揮発を防止することができる燃料電池における液体燃料供給システムが提供される。 According to the present invention, it is possible to prevent the liquid fuel from being blown out during heating or in a reduced pressure environment, and it is possible to stably supply the liquid fuel regardless of the direction of the liquid fuel cartridge body, and to temporarily interrupt the supply of the liquid fuel. There is provided a liquid fuel supply system in a fuel cell capable of preventing the liquid fuel from volatilizing without exposing the liquid fuel even when the cartridge body is removed.

以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳しく説明する。
図１〜図５は、本発明の燃料電池における液体燃料供給システムＳの基本形態（第１実施形態）を示すものである。
本第１実施形態の燃料電池における液体燃料供給システムＳは、燃料タンク部１０を有し、該燃料タンク部１０に、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体１１を内包し、かつ、燃料タンク部１０の壁面に燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０を挿入することができる弁体１２及び液体燃料供給時に開放され空気置換できる空気置換孔１７を有する液体燃料カートリッジ体Ａを、燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０に挿入することで液体燃料が供給されることを特徴とするものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 5 show a basic form (first embodiment) of a liquid fuel supply system S in a fuel cell of the present invention.
The liquid fuel supply system S in the fuel cell according to the first embodiment includes a fuel tank unit 10 and includes a fuel storage unit 11 to which a capillary force is applied in order to store liquid fuel in the fuel tank unit 10. And a liquid fuel cartridge having a valve body 12 into which the relay core 30 installed in the fuel cell main body N can be inserted in the wall surface of the fuel tank section 10 and an air replacement hole 17 that is opened when liquid fuel is supplied and can be replaced with air. Liquid fuel is supplied by inserting the body A into the relay core 30 installed in the fuel cell main body N.

この液体燃料カートリッジ体Ａの燃料タンク部１０としては、液体燃料を吸蔵する燃料吸蔵体１１に対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性（酸素ガス、窒素ガス等に対するガス不透過性）があるものから構成されることが好ましく、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属、合成樹脂、ガラスなどが挙げられる。
特に好ましくは、燃料タンク部１０は、酸素バリア性に優れる樹脂層を少なくとも一層(単層又は２層以上の多層構造)以上有することが望ましい。酸素バリア性に優れる樹脂としては、例えば、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの樹脂は、ガス不透過性、特に酸素バリア性に優れ、しかも、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性の点で特に好ましい。
燃料タンク部１０が多層構造の場合は、少なくとも１層が、前記した性能（酸素バリア性等）を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層は通常の樹脂でも実使用上問題はない。このような構造のタンク部１０は、押出し成形、射出成形、共押出し成形などにより製造することができる。 As the fuel tank portion 10 of the liquid fuel cartridge body A, the storage stability, durability, and gas impermeability (gas impermeability to oxygen gas, nitrogen gas, etc.) with respect to the fuel occlusion body 11 that occludes liquid fuel. For example, a metal such as aluminum or stainless steel, a synthetic resin, or glass can be used.
Particularly preferably, the fuel tank section 10 has at least one resin layer (single layer or multilayer structure of two or more layers) having an excellent oxygen barrier property. Examples of the resin having excellent oxygen barrier properties include at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. These resins are excellent in gas impermeability, particularly oxygen barrier properties, and are particularly preferable from the viewpoints of cost reduction during production and assembly and ease of production.
In the case where the fuel tank portion 10 has a multilayer structure, if at least one layer is made of a resin having the above-described performance (oxygen barrier property or the like), the remaining layers may be normal resins without any problem in practical use. The tank portion 10 having such a structure can be manufactured by extrusion molding, injection molding, coextrusion molding, or the like.

燃料吸蔵体１１は、液体燃料を貯留するために毛管力が付与されたものであり、中綿や多孔体、または繊維束体などから構成されている。この吸蔵体１１は液体燃料を貯留するために毛管力が付与されて液体燃料を吸蔵できるものであれば特に限定されず、具体的には、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組合せからなる繊維束体からなるものが挙げられ、これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０への供給量に応じて適宜設定されるものである。 The fuel occlusion body 11 is provided with a capillary force in order to store liquid fuel, and is composed of a batting, a porous body, or a fiber bundle. The occlusion body 11 is not particularly limited as long as a capillary force is applied to store the liquid fuel and can occlude the liquid fuel, and specifically, felt, sponge, resin particle sintered body, resin Porous bodies having a capillary force composed of sintered bodies such as fiber sintered bodies, natural fibers, animal hair fibers, polyacetal resins, acrylic resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, polyolefins Resin-based, polyvinyl-based resin, polycarbonate-based resin, polyether-based resin, polyphenylene-based resin, and the like. The porosity and the like are appropriately set according to the supply amount to each unit cell 20.

燃料タンク部１０の下方側の壁面には、貫通孔１０ａ、１０ｂが形成されている。この貫通孔１０ａには、燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０を挿入することができる弁体１２が収容され、また、貫通孔１０ｂには、液体燃料供給時に開放され空気置換できる空気置換孔１７を有している。
貫通孔１０ａに収容（固着）される弁体１２は、燃料タンク部１０の内部と外部との連通を封止する弁体であり、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、気圧、温度変化等により燃料タンク１０内に浸入する空気などの異物を防ぐものである。
この弁体１２は、燃料電池本体Ｎに設置された液体燃料供給部材となる中継芯３０を挿入することで液体燃料カートリッジ体１０の燃料吸蔵体１１と中継芯３０とを連通させ、液体燃料カートリッジ体１０内部の液体燃料を外部へ供給させる連通部１３が形成されると共に、前記弁体１２の外周部１４が形成され、前記弁体１２が貫通孔１０ａに収納された際に、前記外周部１４により弁体１２が径方向に圧縮されることで、前記連通部１３に圧縮力が作用するようにしたものであり、本実施形態では図４（ｄ）に示すように円状であって、該外周部１４は連通部となるスリット１３が閉じる方向にも圧縮力が作用する位置に形成したものである。
なお、上記連通部１３を直線状のスリットで形成したが、液体燃料供給部材となる中継芯３０を挿入することで燃料タンク部１０と内部とを連通させ、燃料タンク部１０内部に吸蔵される液体燃料を外部へ供給できる構造となるものであれば、特に限定されず、十字状や放射状のスリット、スリットを複数形成し各スリットが同一箇所で交差するようにした構造、円孔状、矩形孔状であってもよい。好ましくは、上記直線状や十字状のスリットが望ましい。また、外周部１４の形状は、特に限定されず、上記形態のように円状の他、楕円状等を形成することができ、更に弁体１２を弁収納部となる貫通孔１０ａに設けることもできる。 Through holes 10 a and 10 b are formed in the lower wall surface of the fuel tank portion 10. The through hole 10a accommodates the valve body 12 into which the relay core 30 installed in the fuel cell main body N can be inserted, and the through hole 10b is air replacement that can be opened and replaced when liquid fuel is supplied. A hole 17 is provided.
The valve body 12 accommodated (adhered) in the through hole 10a is a valve body that seals communication between the inside and the outside of the fuel tank portion 10, and as shown in FIGS. In order to prevent foreign matter such as air entering the fuel tank 10 due to temperature changes or the like.
The valve body 12 allows the fuel storage body 11 of the liquid fuel cartridge body 10 and the relay core 30 to communicate with each other by inserting a relay core 30 serving as a liquid fuel supply member installed in the fuel cell main body N. A communication portion 13 for supplying liquid fuel inside the body 10 to the outside is formed, and an outer peripheral portion 14 of the valve body 12 is formed. When the valve body 12 is housed in the through hole 10a, the outer periphery is formed. By compressing the valve body 12 in the radial direction by the portion 14, a compressive force is applied to the communication portion 13. In this embodiment, the valve body 12 has a circular shape as shown in FIG. The outer peripheral portion 14 is formed at a position where the compressive force acts also in the direction in which the slit 13 serving as the communication portion is closed.
In addition, although the said communication part 13 was formed by the linear slit, the fuel tank part 10 and the inside are connected by inserting the relay core 30 used as a liquid fuel supply member, and it is occluded in the fuel tank part 10 inside. Any structure that can supply liquid fuel to the outside is not particularly limited. A cross-shaped or radial slit, a structure in which a plurality of slits are formed so that each slit intersects at the same location, a circular hole shape, a rectangular shape It may be a hole. Preferably, the linear or cross-shaped slit is desirable. Moreover, the shape of the outer peripheral part 14 is not specifically limited, In addition to circular shape like the said form, elliptical shapes etc. can be formed, Furthermore, the valve body 12 is provided in the through-hole 10a used as a valve storage part. You can also.

この弁体１２の外面側には、液体燃料供給部材となる中継芯３０を挿入する際にスムーズに挿入できるように燃料タンク部１０の内部に向かって凹状のテーパー面１５を形成することが好ましい。
この弁体１２には、アダプター１６が設けられ、該アダプター１６は筒状に形成され、その内周面にストッパー部１６ａ，１６ａが形成された本体部１６ｂと、筒状に形成された固定部材１６ｃとからなり、前記ストッパー部１６ａと固定部材１６ｃとの間で上記構成の弁体１２を挟持してなるものである。
この構造の弁体１２により、使用休止（未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止する構造となっている。これは、空気などの浸入により燃料タンク部１０内の圧力増加などによる燃料漏れ、噴出しなどの事故を防止するためである。 A concave tapered surface 15 is preferably formed on the outer surface side of the valve body 12 so as to be smoothly inserted when the relay core 30 serving as a liquid fuel supply member is inserted. .
The valve body 12 is provided with an adapter 16, the adapter 16 is formed in a cylindrical shape, a main body portion 16b having stopper portions 16a and 16a formed on the inner peripheral surface thereof, and a fixing member formed in a cylindrical shape. The valve body 12 having the above-described configuration is sandwiched between the stopper portion 16a and the fixing member 16c.
The valve body 12 having this structure has a structure that prevents intrusion of foreign substances such as air even when it is suspended (not used). This is to prevent accidents such as fuel leakage and jetting due to an increase in pressure in the fuel tank 10 due to intrusion of air or the like.

これらの弁体１２としては、液体燃料の漏洩をより効果的に防止する点から、上記構造等で、液体燃料に対して気体透過性の低い材質からなり、かつ、ＪＩＳＫ６２６２−１９９７で規定される圧縮永久歪み率が２０％以下の材質から構成されるものが好ましい。
これらの弁体１２の材質としては、吸蔵される液体燃料に対して保存安定性、耐久性、ガス不透過性、中継芯に密着できる弾性を有し、上記特性を有するものであれば、特に限定されず、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられ、通常の射出成形や加硫成形などによって製造することができる。 These valve bodies 12 are made of a material having a low gas permeability with respect to the liquid fuel in the above-described structure and the like in order to more effectively prevent leakage of the liquid fuel, and are specified in JIS K 6262-1997. It is preferable to use a material having a compression set rate of 20% or less.
As the material of these valve bodies 12, as long as it has storage stability, durability, gas impermeability, elasticity that can be in close contact with the relay core with respect to the stored liquid fuel, and has the above characteristics, Without limitation, polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, cellophane, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, and other synthetic resins, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber , Acrylonitrile butadiene rubber, 1,2-polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, silica Ngomu, fluorine rubber, rubber such as urethane rubber, include thermoplastic elastomers, it can be produced by such conventional injection molding and vulcanization.

また、空気置換孔１７は、貫通孔１０ｂに設けられるものであるが、本実施形態では、空気置換孔１７は、上記図４に示す弁体１２と同様の構造からなるスリット弁１８からなるものであり、このスリット弁１８に、例えば、直径１ｍｍ程度の空気置換管１９を挿入することで液体燃料カートリッジ１０体内部を開放し、液体燃料カートリッジ体１０内部に空気置換できる空気置換部が形成されることとなる。該スリット弁１８は、上述の弁体１２と同様の構造からなるので、その外周部が形成され、スリット弁１８が液体燃料カートリッジ１０の貫通孔１０ｂに収納された際に、上述の弁体１２と同様に、外周部によりスリット弁が径方向に圧縮されることで、連通部に圧縮力が作用するようにしたものである。
このスリット弁からなる弁体１８（空気置換孔１７）により、使用休止（未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止することができると共に、空気などの浸入により燃料タンク部１０内の圧力増加などによる燃料漏れ、噴出しなどを防止することができる。 Moreover, although the air replacement hole 17 is provided in the through-hole 10b, in this embodiment, the air replacement hole 17 consists of the slit valve 18 which has the structure similar to the valve body 12 shown in the said FIG. For example, by inserting an air replacement pipe 19 having a diameter of about 1 mm into the slit valve 18, the inside of the liquid fuel cartridge 10 body is opened, and an air replacement portion that can replace air is formed inside the liquid fuel cartridge body 10. The Rukoto. Since the slit valve 18 has the same structure as the above-described valve body 12, the outer peripheral portion thereof is formed, and when the slit valve 18 is accommodated in the through hole 10 b of the liquid fuel cartridge 10, the above-described valve body 12. In the same manner as described above, the slit valve is compressed in the radial direction by the outer peripheral portion so that a compressive force acts on the communicating portion.
The slit ing from valve valve element 18 (air displacement holes 17), it is possible to even when using resting (not used) to prevent the intrusion of foreign matters such as air, in the fuel tank 10 by infiltration such as air It is possible to prevent fuel leakage and jetting due to an increase in pressure.

用いる液体燃料としては、メタノールと水とからなるメタノール液が挙げられるが、後述する燃料電極体において燃料として供給された化合物から効率良く水素イオン（Ｈ⁺）と電子（ｅ^-）が得られるものであれば、液体燃料は特に限定されず、燃料電極体の構造などにもよるが、例えば、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、エタノール液、ギ酸、ヒドラジン、アンモニア液、エチレングリコールなどの液体燃料も用いることができる。
また、これらの液体燃料の濃度は、燃料電池の構造、特性等により種々の濃度の液体燃料を用いることができ、例えば、１〜１００％濃度の液体燃料を用いることができる。 As the liquid fuel to be used, a methanol liquid composed of methanol and water can be mentioned, and hydrogen ions (H ⁺ ) and electrons (e ⁻ ) can be efficiently obtained from a compound supplied as fuel in a fuel electrode body described later. If so, the liquid fuel is not particularly limited, and depending on the structure of the fuel electrode body, for example, liquid fuel such as dimethyl ether (DME), ethanol solution, formic acid, hydrazine, ammonia solution, ethylene glycol, etc. may be used. it can.
Moreover, the liquid fuel of various density | concentrations can be used for the density | concentration of these liquid fuels by the structure of a fuel cell, a characteristic, etc. For example, 1-100% concentration liquid fuel can be used.

このように構成される液体燃料カートリッジ体Ａは、図１〜図３に示すように、燃料電池本体Ｎに設置された上部側の中継芯３０に挿入することで液体燃料が供給可能となり、使用に供されることとなる。
燃料電池本体Ｎは、図１及び図５に示すように、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体２１の外表部に電解質層２３を構築し、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４を構築することで形成される単位セル（燃料電池セル、発電セル部）２０，２０と、液体燃料カートリッジ体Ａに接続される浸透構造を有する燃料供給体となる中継芯３０と、該中継芯３０の終端に設けられる使用済み燃料貯蔵槽４０とを備え、上記各単位セル２０、２０は直列に連結されて中継芯３０により燃料が順次供給される構造となっており、前記液体燃料カートリッジ体Ａは、交換可能なカートリッジ構造体となっており、燃料電池本体Ｎの支持体Ｎ₁の収容部Ｎ₂に挿入される構造となっている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the liquid fuel cartridge body A configured in this way can be supplied with liquid fuel by being inserted into the relay core 30 on the upper side installed in the fuel cell main body N. It will be offered to.
As shown in FIGS. 1 and 5, the fuel cell main body N is constructed with an electrolyte layer 23 on the outer surface portion of a fuel electrode body 21 made of a fine carbon porous body, and an air electrode layer 24 is formed on the outer surface portion of the electrolyte layer 23. Unit cells (fuel cell, power generation cell unit) 20 and 20 formed by construction, a relay core 30 serving as a fuel supply body having a permeation structure connected to the liquid fuel cartridge body A, and the relay core 30 And the unit cell 20, 20 is connected in series so that fuel is sequentially supplied from the relay core 30, and the liquid fuel cartridge body A Is a replaceable cartridge structure that is inserted into the accommodating portion N ₂ of the support N ₁ of the fuel cell main body N.

発電セル部となる各燃料電池セル２０は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、微小柱状の炭素多孔体よりなる燃料電極体２１を有すると共に、その中央部に燃料供給体３０を貫通する貫通部２２を有し、上記燃料電極体２１の外表部に電解質層２３が構築され、該電解質層２３の外表部に空気電極層２４が構築される構造からなっている。なお、各燃料電池セル２０の一つ当たり、理論上約１．２Ｖの起電力を生じる。 As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), each fuel cell 20 serving as a power generation cell section has a fuel electrode body 21 made of a micro-columnar carbon porous body, and a fuel supply body 30 at the center thereof. The electrolyte layer 23 is constructed on the outer surface of the fuel electrode body 21, and the air electrode layer 24 is constructed on the outer surface of the electrolyte layer 23. A theoretical electromotive force of about 1.2 V is generated per fuel cell 20.

この燃料電極体２１を構成する微小柱状の炭素多孔体としては、微小な連通孔を有する多孔質構造体であれば良く、例えば、三次元網目構造若しくは点焼結構造よりなり、アモルファス炭素と炭素粉末とで構成される炭素複合成形体、等方性高密度炭素成形体、炭素繊維抄紙成形体、活性炭素成形体などが挙げられ、好ましくは、燃料電池の燃料極における反応制御が容易かつ反応効率の更なる向上の点で、アモルファス炭素と炭素粉末とからなる微細な連通孔を有する炭素複合成形体が望ましい。 The fine columnar carbon porous body constituting the fuel electrode body 21 may be a porous structure having minute communication holes, and is composed of, for example, a three-dimensional network structure or a point-sintered structure, and includes amorphous carbon and carbon. Carbon composite molded body composed of powder, isotropic high-density carbon molded body, carbon fiber papermaking molded body, activated carbon molded body, etc., preferably, reaction control at the fuel electrode of the fuel cell is easy and reaction From the viewpoint of further improving efficiency, a carbon composite molded body having fine communication holes made of amorphous carbon and carbon powder is desirable.

この多孔質構造からなる炭素複合体の作製に用いる炭素粉末としては、更なる反応効率の向上の点から、高配向性熱分解黒鉛（ＨＯＰＧ）、キッシュ黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンより選ばれる少なくとも１種（単独または２種以上の組合せ）が好ましい。
また、この燃料電極体２１の外表部には、白金−ルテニウム（Ｐｔ−Ｒｕ）触媒、イリジウム−ルテニウム（Ｉｒ−Ｒｕ）触媒、白金−スズ（Ｐｔ−Ｓｎ）触媒などが当該金属イオンや金属錯体などの金属微粒子前駆体を含んだ溶液を含浸や浸漬処理後還元処理する方法や金属微粒子の電析法などにより形成されている。 The carbon powder used for the production of the carbon composite having the porous structure includes highly oriented pyrolytic graphite (HOPG), quiche graphite, natural graphite, artificial graphite, carbon nanotube, At least one (single or a combination of two or more) selected from fullerenes is preferred.
Further, a platinum-ruthenium (Pt-Ru) catalyst, an iridium-ruthenium (Ir-Ru) catalyst, a platinum-tin (Pt-Sn) catalyst, and the like are present on the outer surface of the fuel electrode body 21. For example, a solution containing a metal fine particle precursor, such as impregnation or dipping treatment, a reduction treatment, a metal fine particle electrodeposition method, or the like.

電解質層２３としては、プロトン伝導性又は水酸化物イオン伝導性を有するイオン交換膜、例えば、ナフィオン（Nafion、Du pont社製）を初めとするフッ素系イオン交換膜が挙げられる他、耐熱性、メタノールクロスオーバーの抑制が良好なもの、例えば、無機化合物をプロトン伝導材料とし、ポリマーを膜材料としたコンポジット（複合）膜、具体的には、無機化合物としてゼオライトを用い、ポリマーとしてスチレン−ブタジエン系ラバーからなる複合膜、炭化水素系グラフト膜などが挙げられる。
また、空気電極層２４としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等を上述の金属微粒子前駆体を含んだ溶液等を用いた方法で担持させた多孔質構造からなる炭素多孔体が挙げられる。 Examples of the electrolyte layer 23 include ion exchange membranes having proton conductivity or hydroxide ion conductivity, for example, fluorine ion exchange membranes including Nafion (Nafion, manufactured by Du Pont), heat resistance, Good suppression of methanol crossover, for example, a composite membrane using an inorganic compound as a proton conducting material and a polymer as a membrane material, specifically, using a zeolite as the inorganic compound and a styrene-butadiene system as the polymer Examples thereof include a composite film made of rubber, a hydrocarbon-based graft film, and the like.
As the air electrode layer 24, carbon having a porous structure in which platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) or the like is supported by a method using a solution containing the above-mentioned metal fine particle precursor or the like. A porous body is mentioned.

前記中継芯３０は、燃料吸蔵体１１に吸蔵される液体燃料を各単位セル２０に供給できる浸透構造を有するものであり、この中継芯の毛管力は、多孔質体及び／又は繊維束体からなるもので付与され、例えば、フェルト、スポンジ、または、樹脂粒子焼結体、樹脂繊維焼結体などの焼結体等から構成される毛管力を有する多孔質体や、天然繊維、獣毛繊維、ポリアセタール樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの１種又は２種以上の組み合わせから成る繊維束体から成るものが挙げられる。これらの多孔体、繊維束体の気孔率等は各単位セル２０への供給量に応じて適宜設定されるものである。
また、中継芯３０は、必要に応じて、強度を高めるための処理を施すことができる。例えば、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記焼結体及び／又は繊維束体３０ａを、金属、ガラス、プラスティック３０ｂ等で一部を被覆し、強度を向上させることができる。また、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、棒状に成型された金属、ガラス、プラスティック３０ｃ等の周りを焼結体及び／又は繊維束体３０ｄにて覆うことにより強度の高い中継芯３０を得ることができる。 The relay core 30 has a permeation structure that can supply the liquid fuel stored in the fuel storage body 11 to each unit cell 20, and the capillary force of the relay core is obtained from a porous body and / or a fiber bundle. For example, felts, sponges, porous bodies having a capillary force composed of sintered bodies such as resin particle sintered bodies, resin fiber sintered bodies, natural fibers, animal fibers, etc. , Polyacetal resin, acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyolefin resin, polyvinyl resin, polycarbonate resin, polyether resin, polyphenylene resin, or a combination of two or more What consists of the fiber bundle which consists of is mentioned. The porosity and the like of these porous bodies and fiber bundles are appropriately set according to the supply amount to each unit cell 20.
Further, the relay core 30 can be subjected to a process for increasing the strength as necessary. For example, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the sintered body and / or fiber bundle 30a can be partially covered with metal, glass, plastic 30b, etc. to improve the strength. . Also, as shown in FIGS. 7A and 7B, high strength relay is achieved by covering the periphery of the metal, glass, plastic 30c, etc. formed into a rod shape with a sintered body and / or fiber bundle 30d. The core 30 can be obtained.

使用済み燃料貯蔵槽４０は、燃料供給体となる中継芯３０の終端に配置されるものである。この時、使用済み燃料貯蔵槽４０を中継芯３０の終端に直接接触させて使用済み燃料を直接吸蔵体等により吸蔵させても問題ないが、中継芯３０と接触する接続部に中綿や多孔体、または繊維束体などを中継芯として設け、使用済み燃料排出路としてもよい。
また、中継芯３０により供給される液体燃料は、燃料電池セル２０で反応に供されるものであり、燃料供給量は、燃料消費量に連動しているため、未反応で電池の外に排出される液体燃料は殆どなく、従来の液体燃料電池のように、燃料出口側の処理系を必要としないが、運転状況により供給過剰時に至った際には、反応に使用されない液体燃料が貯蔵槽４０に蓄えられ阻害反応を防ぐことができる構造となっている。
なお、５０は、液体燃料カートリッジ体Ａと使用済み燃料貯蔵槽４０を連結すると共に、燃料タンク部１０から各単位セル２０、２０の個々に中継芯３０を介して直接液体燃料を確実に供給するメッシュ構造などからなる部材である。 The spent fuel storage tank 40 is disposed at the end of the relay core 30 serving as a fuel supply body. At this time, there is no problem even if the spent fuel storage tank 40 is brought into direct contact with the end of the relay core 30 and the spent fuel is occluded directly by the occlusion body or the like. Alternatively, a fiber bundle or the like may be provided as a relay core to form a spent fuel discharge path.
Further, the liquid fuel supplied by the relay core 30 is used for the reaction in the fuel battery cell 20, and the fuel supply amount is linked to the fuel consumption amount, so that it is unreacted and discharged out of the battery. There is almost no liquid fuel to be used, and unlike the conventional liquid fuel cell, there is no need for a processing system on the fuel outlet side. It is stored in 40 and has a structure that can prevent an inhibition reaction.
In addition, 50 connects the liquid fuel cartridge body A and the spent fuel storage tank 40, and reliably supplies liquid fuel directly from the fuel tank unit 10 to each of the unit cells 20, 20 via the relay core 30. A member made of a mesh structure or the like.

このように構成される本実施形態では、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体１１を内包し、かつ、壁面に中継芯３０を挿入することができる弁体１２及び液体燃料供給時に開放され空気置換できるスリット弁１８からなる空気置換孔１７を有する液体燃料カートリッジ体Ａを、燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０を挿入することで液体燃料が供給可能となるものであり、液体燃料は燃料吸蔵体１１から弁体１２に挿入された中継芯３０に供給され、浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル２０、２０内に円滑に供給されるものとなっている。
本実施形態では、燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０を介して、発電セル部２０の燃料極まで断続的に毛管力が付与され、液体燃料が供給されるものとなっているので、液体燃料の供給が更に円滑に行なわれるものとなっている。 In the present embodiment configured as described above, the valve body 12 and the liquid which can contain the fuel storage body 11 to which the capillary force is applied in order to store the liquid fuel and can insert the relay core 30 into the wall surface. A liquid fuel cartridge body A having an air replacement hole 17 formed of a slit valve 18 that can be opened and replaced with air when fuel is supplied can be supplied with liquid fuel by inserting a relay core 30 installed in the fuel cell main body N. The liquid fuel is supplied from the fuel storage body 11 to the relay core 30 inserted into the valve body 12, and the liquid fuel is smoothly supplied into the fuel cells 20 and 20 by the permeation structure. .
In the present embodiment, since the capillary force is intermittently applied to the fuel electrode of the power generation cell unit 20 via the relay core 30 installed in the fuel cell main body N, the liquid fuel is supplied. Liquid fuel can be supplied more smoothly.

上記実施形態において、好ましくは、毛管力の大きさを燃料吸蔵体１１の毛管力＞発電セル部から燃料吸蔵体１１端面までの距離Ｌとすることにより、液体燃料の供給を更に円滑に行うことができるものとなる。
また、毛管力の大きさを、（発電セル部２０の毛管力）−（発電セル２０から燃料吸蔵体１１端面までの距離Ｌ）＞（燃料吸蔵体１１の毛管力）とすることにより、液体燃料カートリッジ体Ａが燃料電池本体Ｎに備える発電セル部２０よりも下に位置した状態でも、継続して燃料吸蔵体１１から弁体１２に挿入された中継芯３０に供給され、浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル２０、２０内に導入されて円滑に液体燃料の供給が行われることとなる。 In the above-described embodiment, it is preferable that the liquid fuel be supplied more smoothly by setting the size of the capillary force to be the capillary force of the fuel storage body 11> the distance L from the power generation cell portion to the end surface of the fuel storage body 11. Will be able to.
Further, by setting the magnitude of the capillary force as (capillary force of the power generation cell unit 20) − (distance L from the power generation cell 20 to the end face of the fuel storage body 11)> (capillary force of the fuel storage body 11), Even in a state where the fuel cartridge body A is located below the power generation cell unit 20 provided in the fuel cell main body N, the fuel cartridge body A is continuously supplied from the fuel storage body 11 to the relay core 30 inserted into the valve body 12, The liquid fuel is introduced into the fuel cells 20 and 20 so that the liquid fuel is smoothly supplied.

従来の燃料電池における液体燃料供給システムでは、燃料電池用の液体燃料を安定に貯留しておくためには、加熱時や減圧環境下での液体燃料の吹き出し防止に留意する必要（課題）があり、また、液体燃料をカートリッジの向きによらず燃料を供給できることが望ましく、更に、燃料供給を一時中断し、カートリッジを取り外すとき、液体燃料が暴露しないようにする必要があった。
これらの課題、要望等に対して、本発明では、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体１１を内包し、かつ燃料タンク部１０の壁面に上記燃料吸蔵体１１よりも大きな毛管力を有する中継芯３０を挿入することができる弁体１２、及び、燃料供給時に開放され空気置換できる空気置換孔１７、本実施形態では、スリット弁１８に、空気置換管１９を挿入することで液体燃料カートリッジ１０体内部を開放し、液体燃料カートリッジ体１０内部に空気置換できる空気置換部が形成される燃料カートリッジＡと、上記中継芯３０が設置された燃料電池本体Ｎによる燃料供給システムにより、上記課題、要望等を解決することができるものとなる。 In a liquid fuel supply system in a conventional fuel cell, in order to stably store the liquid fuel for the fuel cell, it is necessary to pay attention (problem) to prevent the liquid fuel from blowing out during heating or in a reduced pressure environment. In addition, it is desirable that the liquid fuel can be supplied regardless of the orientation of the cartridge, and further, it is necessary to temporarily interrupt the fuel supply so that the liquid fuel is not exposed when the cartridge is removed.
In response to these problems and demands, in the present invention, the fuel storage body 11 to which a capillary force is applied is stored to store liquid fuel, and the wall surface of the fuel tank portion 10 is more than the fuel storage body 11. The air replacement pipe 19 is inserted into the valve body 12 into which the relay core 30 having a large capillary force can be inserted, and the air replacement hole 17 that can be opened and replaced with air when the fuel is supplied. In this embodiment, the air replacement pipe 19 is inserted into the slit valve 18. Thus, the fuel supply system by the fuel cell body N in which the inside of the liquid fuel cartridge 10 body is opened and an air replacement part capable of air replacement is formed in the liquid fuel cartridge body 10 and the relay core 30 is installed. Thus, the above-mentioned problems and requests can be solved.

すなわち、空気置換孔１７を有する吸蔵体１１（中綿）方式とすることで、燃料供給中に温度、圧力変化が起こっても、燃料の異常な吹き出しを防止できるものとなる。また、未使用時は、スリット弁１２、１７によりカートリッジ体Ａ内部を密閉できるため、加熱により内圧上昇に耐えられるだけの、スリット弁となっている。これまでの実験結果から、上記構造のスリット弁１２、１７で十分目的は達成できるものとなっている。
また、燃料タンク部１０がコレクター方式やバルブ方式では、上下逆向きの時、燃料を供給できないが、本発明の燃料吸蔵体（中綿）１１の方式となるものであれば、毛管力さえ十分あれば、どのような向きでも液体燃料を供給できる構造となっている。
更に、筆記具の様に、中綿と中継芯（若しくはペン芯）を連結させた状態で保存する燃料カートリッジでは、燃料カートリッジ体を燃料電池本体から外すと、中継芯部分の燃料が暴露される。液体燃料の揮発を防止するためには、キャップ等を設ける必要があるが、本発明では、燃料吸蔵体１１を内蔵したカートリッジ体Ａに、燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０に挿入される構造とすることで、カートリッジ体Ａからの液体燃料の暴露及びカートリッジ体Ａからの液体燃料の揮発を防止できる構造となっている。 That is, by adopting the occlusion body 11 (filling) system having the air replacement hole 17, even if the temperature and pressure change during fuel supply, abnormal fuel blowout can be prevented. Further, since the inside of the cartridge body A can be sealed by the slit valves 12 and 17 when not in use, the slit valve can only withstand an increase in internal pressure due to heating. From the experimental results so far, the objectives can be sufficiently achieved by the slit valves 12 and 17 having the above structure.
Further, when the fuel tank unit 10 is in the collector system or the valve system, the fuel cannot be supplied when the fuel tank unit 10 is upside down. For example, the liquid fuel can be supplied in any direction.
Further, in a fuel cartridge that is stored in a state in which a batting and a relay core (or pen core) are connected like a writing instrument, when the fuel cartridge body is removed from the fuel cell body, the fuel in the relay core portion is exposed. In order to prevent volatilization of the liquid fuel, it is necessary to provide a cap or the like. In the present invention, the cartridge body A containing the fuel storage body 11 is inserted into the relay core 30 installed in the fuel cell body N. By adopting such a structure, the liquid fuel from the cartridge body A and the liquid fuel from the cartridge body A can be prevented from being volatilized.

上記実施形態では、弁体１２は、液体燃料供給部材３０を挿入することで燃料タンク部１０と内部とを連通させ、燃料タンク部１０内部の吸蔵体１１の液体燃料を外部へ供給させる連通部１３が形成されると共に、外周部１４が形成され、弁体１２が燃料タンク部の貫通孔１０ａに収納された際に、前記外周部１４により弁体１２が径方向に圧縮されることで、連通部１３に圧縮力が作用するようにしたので、連通部１３からの液体燃料の漏洩をより効果的に防止することができ、また、燃料タンク部１０には、アダプター１６を設け、弁体１２をアダプター１２のストッパー部１２ａと固定部材１６ｃとの間で挟持してなる構造としたので、組み立ての容易であり、弁体１２を燃料タンク部１０の壁面に収容されるので、安定的に固定することができる。 In the above-described embodiment, the valve body 12 is connected to the fuel tank portion 10 and the inside by inserting the liquid fuel supply member 30, and the communication portion for supplying the liquid fuel of the storage body 11 inside the fuel tank portion 10 to the outside. 13 and the outer peripheral portion 14 are formed, and the valve body 12 is compressed in the radial direction by the outer peripheral portion 14 when the valve body 12 is accommodated in the through hole 10a of the fuel tank portion. Since the compressive force is applied to the communication portion 13, it is possible to more effectively prevent the liquid fuel from leaking from the communication portion 13, and the fuel tank portion 10 is provided with an adapter 16 to provide a valve. Since the body 12 is structured to be sandwiched between the stopper portion 12a of the adapter 12 and the fixing member 16c, it is easy to assemble, and the valve body 12 is accommodated on the wall surface of the fuel tank portion 10, so that it is stable. Secure to be able to.

上記実施形態では、少なくとも、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する中継芯３０に毛管力が存在し、この毛管力により、燃料タンク部１０から各単位セル２０、２０の個々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料を供給することができるものとなっている。より好ましくは、燃料電極体２１及び／又は燃料電極体２１に接する中継芯３０の毛管力＜使用済み燃料貯蔵槽４０の毛管力と設定することにより、燃料タンク部１０、各単位セル２０、２０から使用済み燃料貯蔵槽４０までの夫々に直接液体燃料が逆流や途絶を起こすことなく、安定的かつ継続的に燃料の流れを作ることができるものとなる。
更に、この燃料電池では、ポンプやブロワ、燃料気化器、凝縮器等の補器を特に用いることなく、液体燃料を気化せずそのまま円滑に供給することができる構造となるため、燃料電池の小型化を図ることが可能となる。
従って、この形態の燃料電池では、燃料電池全体のカートリッジ化が可能となり、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯用電子機器の電源として用いられることができる小型の燃料電池が提供されることとなる。
なお、上記形態では、燃料電池セル２０を二つ使用した形態を示したが、燃料電池の使用用途により燃料電池セル２０の連結（直列又は並列）する数を増加させて所要の起電力等とすることができる。 In the above-described embodiment, at least the fuel electrode body 21 and / or the relay core 30 in contact with the fuel electrode body 21 has a capillary force, and by this capillary force, each unit cell 20, 20 directly from the fuel tank unit 10. Liquid fuel can supply fuel stably and continuously without causing backflow or interruption. More preferably, by setting the fuel electrode body 21 and / or the capillary force of the relay core 30 in contact with the fuel electrode body 21 <the capillary force of the spent fuel storage tank 40, the fuel tank unit 10, the unit cells 20, 20 To the spent fuel storage tank 40, the liquid fuel can be made to flow in a stable and continuous manner without causing a back flow or interruption.
Furthermore, this fuel cell has a structure that can smoothly supply liquid fuel without vaporization without using any auxiliary devices such as pumps, blowers, fuel vaporizers, and condensers. Can be achieved.
Therefore, in the fuel cell of this embodiment, the entire fuel cell can be formed into a cartridge, and a small fuel cell that can be used as a power source for portable electronic devices such as a mobile phone and a notebook computer is provided. .
In addition, although the form which used two fuel cells 20 was shown in the said form, the number of the connection (series or parallel) of the fuel cells 20 is increased by use use of a fuel cell, and required electromotive force etc. can do.

図８及び図９は、本発明の燃料電池における液体燃料供給システムＳの第２実施形態を示すものである。以下の形態において、前記第１実施形態の液体燃料供給システムと同様の構成及び効果を発揮するものについては、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態の液体燃料供給システムは、図８及び図９に示すように、上記第１実施形態の空気置換孔１７を形成するスリット弁を、スプリング部材やバネ部材などの弾性体を有するバルブ部材からなる弾性体によって閉じられ、燃料カートリッジ体１０を燃料電池本体Ｎに挿入すると、該弁体も開かれる構造として空気置換できる構造の弁体とした点でのみ、上記第１実施形態と相違するものである。
この弁体６０は、液体燃料カートリッジ体Ａの貫通孔１０ｂに収容されるものであり、本体部６１にバルブ受け部６１ａを有し、スプリング部材やバネ部材などの弾性体６２により断面十字状の弁体部６３ａと押圧部６３ｂとからなるバルブ部材６３の弁体部６３ａがバルブ受け部６１に常時付勢されて閉じられており、燃料カートリッジ体１０を燃料電池本体Ｎに連結すると、具体的には、燃料カートリッジ体１０を燃料電池本体Ｎの収納部Ｎ₂に挿入すると、スリット弁体１２は燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０に挿入されると共に、弁体６０のバルブ部材６３の押圧部６３ｂの下端部が弾性体６２を押し上げて、弁体６０の弁体部６３ａが開かれ、空気置換できる構造となっている。なお、空気置換するために、燃料電池本体Ｎの収納部の下端面には、台座部Ｎ₃、Ｎ₄が設けられて、燃料カートリッジ体１０と燃料電池本体Ｎの収納部Ｎ₂の下端面とは空間部Ｎ₅が設けられる構造となっている。 8 and 9 show a second embodiment of the liquid fuel supply system S in the fuel cell of the present invention. In the following embodiments, the same configurations and effects as those of the liquid fuel supply system of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
As shown in FIGS. 8 and 9, the liquid fuel supply system of the second embodiment has an elastic body such as a spring member or a spring member for the slit valve forming the air replacement hole 17 of the first embodiment. When the fuel cartridge body 10 is closed by an elastic body made of a valve member and inserted into the fuel cell body N, the valve body is also opened so that the valve body can be replaced with air. It is different.
The valve body 60 is accommodated in the through hole 10b of the liquid fuel cartridge body A, and has a valve receiving portion 61a in the main body portion 61. The valve body 60 has a cross-shaped cross section by an elastic body 62 such as a spring member or a spring member. When the valve body portion 63a of the valve member 63 composed of the valve body portion 63a and the pressing portion 63b is always urged and closed by the valve receiving portion 61 and the fuel cartridge body 10 is connected to the fuel cell main body N, When the fuel cartridge body 10 is inserted into the storage portion N ₂ of the fuel cell main body N, the slit valve body 12 is inserted into the relay core 30 installed in the fuel cell main body N and the valve member 63 of the valve body 60. The lower end portion of the pressing portion 63b pushes up the elastic body 62, the valve body portion 63a of the valve body 60 is opened, and the air can be replaced. In order to replace air, pedestal portions N ₃ and N ₄ are provided on the lower end surface of the storage portion of the fuel cell main body N, and the lower end surfaces of the fuel cartridge body 10 and the storage portion N ₂ of the fuel cell main body N are provided. Is a structure in which a space portion N ₅ is provided.

このように構成される第２実施形態の燃料電池における液体燃料供給システムでは、上記第１実施形態と同様に、液体燃料を貯留するために毛管力が付与された燃料吸蔵体１１を内包し、かつ、燃料タンク部１０の壁面に中継芯３０を挿入することができる弁体１２及び液体燃料供給時に開放され空気置換できる弁体６０を備える液体燃料カートリッジ体Ａを、燃料電池本体Ｎに設置された中継芯３０を挿入することで液体燃料が供給可能となるものであり、液体燃料は燃料吸蔵体１１から弁体１２に挿入された中継芯３０に供給され、浸透構造により、液体燃料を燃料電池セル２０、２０内に円滑に供給されるものとなっている。
本実施形態では、空気置換孔は、弾性体６２によって閉じられ、液体燃料カートリッジ体Ａを燃料電池本体Ｎに挿入することにより開かれる弁体６０から構成されるので、使用休止（未使用）時にも空気などの異物の浸入を防止できるため、空気などの浸入により燃料タンク部１０内の圧力増加などによる燃料漏れ、噴出しなどの事故を防止することができる。 In the liquid fuel supply system in the fuel cell of the second embodiment configured as described above, as in the first embodiment, the fuel storage body 11 to which the capillary force is applied in order to store the liquid fuel is included, In addition, a liquid fuel cartridge body A including a valve body 12 that can insert the relay core 30 into the wall surface of the fuel tank 10 and a valve body 60 that is opened when liquid fuel is supplied and can be replaced with air is installed in the fuel cell main body N. The liquid fuel can be supplied by inserting the relay core 30, and the liquid fuel is supplied from the fuel storage body 11 to the relay core 30 inserted into the valve body 12. The battery cells 20 and 20 are smoothly supplied.
In the present embodiment, the air replacement hole is configured by the valve body 60 that is closed by the elastic body 62 and opened by inserting the liquid fuel cartridge body A into the fuel cell main body N. In addition, since the intrusion of foreign matters such as air can be prevented, accidents such as fuel leakage and jetting due to an increase in pressure in the fuel tank portion 10 due to the entry of air or the like can be prevented.

本発明の燃料電池における液体燃料供給システムは、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができるものである。
例えば、燃料電池セル２０は円柱状のものを用いたが、角柱状、板状の他の形状のものであってもよく、また、燃料供給体３０との接続は直列接続のほか、並列接続であってもよい。
また、上記実施形態では、図４（ａ）〜（ｄ）に示す逆止弁（スリット弁）となる弁体１２を用いたが、気圧、温度変化等により燃料タンク部１０内に燃料貯蔵体１１に吸蔵される液体燃料に中継芯３０周辺より浸入する空気などの異物を防ぐものであり、中継芯３０が挿入されて液体燃料を中継芯に供給できる構造となるものであれば、特に限定されるものではない。
更に、上記実施形態では、直接メタノール型の燃料電池として説明したが、本発明は上記直接メタノール型の燃料電池に限定されるものではなく、改質型を含む高分子改質膜型の燃料電池にも好適に適用することができるものである。
更にまた、燃料電池本体として、微小炭素多孔体よりなる燃料電極体の外表部に電解質層を構築し、該電解質層の外表部に空気電極層を構築することで燃料電池本体を構成したが、燃料電池本体の構造は特に限定されず、例えば、電気導電性を有する炭素質多孔体を基材とし、該基材の表面に電極／電解質／電極の各層を形成した単位セル又は該単位セルを２以上連結した連結体を備え、上記基材に燃料供給体を介して液体燃料を浸透させる構成とすると共に、基材の外表面に形成される電極面を空気に曝す構造からなる燃料電池本体としてもよいものである。 The liquid fuel supply system in the fuel cell of the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, the fuel cell 20 is a cylindrical one, but may have other shapes such as a prismatic shape or a plate shape, and the connection to the fuel supply body 30 is not only a series connection but also a parallel connection. It may be.
Moreover, in the said embodiment, although the valve body 12 used as the non-return valve (slit valve) shown to Fig.4 (a)-(d) was used, a fuel storage body in the fuel tank part 10 by atmospheric pressure, temperature change, etc. 11 to prevent foreign matters such as air entering the liquid fuel occluded from the periphery of the relay core 30 and to have a structure in which the liquid fuel can be supplied to the relay core by insertion. Is not to be done.
Further, in the above embodiment, the direct methanol type fuel cell has been described. However, the present invention is not limited to the direct methanol type fuel cell, and the polymer reformed membrane type fuel cell including the reformed type. Also, it can be suitably applied to.
Furthermore, as the fuel cell body, an electrolyte layer was constructed on the outer surface portion of the fuel electrode body made of a fine carbon porous body, and the fuel cell body was constructed by constructing an air electrode layer on the outer surface portion of the electrolyte layer. The structure of the fuel cell body is not particularly limited. For example, a unit cell in which a carbonaceous porous body having electrical conductivity is used as a base material, and each layer of electrode / electrolyte / electrode is formed on the surface of the base material or the unit cell is provided. A fuel cell main body comprising two or more connected bodies, in which liquid fuel is infiltrated into the base material via a fuel supply body, and an electrode surface formed on the outer surface of the base material is exposed to air It is good.

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

〔実施例１〜２〕
下記に示す構成の空気置換孔が相違する液体燃料カートリッジ体を２種類（図２、図８準拠）作製し、燃料貯蔵体に液体燃料（７０ｗｔ％メタノール液、比重０．８７）６ｇを吸蔵した。
（燃料タンク部の構成：タンク１）
タンク：長さ９０ｍｍ、外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、
ポリプロピレン製、貫通孔１０ａ直径４ｍｍ、貫通孔１０ｂ直径４ｍｍ、
（燃料吸蔵体の構成）
燃料吸蔵体：ポリエステル繊維束製、気孔率９０％、長さ７０ｍｍ、外径１５ｍｍ
（中継芯の構成）
中継芯：燃料吸蔵体：ポリエステル繊維束製、気孔率５０％、長さ８０ｍｍ、外径１ｍｍ、中継芯の毛管力＞燃料吸蔵体の毛管力に設定 [Examples 1-2]
Two types of liquid fuel cartridge bodies having different air replacement holes as shown below (based on FIGS. 2 and 8) were prepared, and 6 g of liquid fuel (70 wt% methanol solution, specific gravity 0.87) was occluded in the fuel storage body. .
(Composition of fuel tank: Tank 1)
Tank: length 90mm, outer diameter 18mm, inner diameter 16mm,
Made of polypropylene, through hole 10a diameter 4mm, through hole 10b diameter 4mm,
(Configuration of fuel storage)
Fuel storage: Polyester fiber bundle, porosity 90%, length 70 mm, outer diameter 15 mm
(Construction of relay core)
Relay core: Fuel storage: Made of polyester fiber bundle, Porosity 50%, Length 80mm, Outer diameter 1mm, Capillary force of relay core> Capillary force of fuel storage

中継芯挿入用スリット弁（図４に準拠）：
長さ２ｍｍ、外径３ｍｍ、内径１ｍｍ、ブチルゴム製、スリット長さ１ｍｍ、このブチルゴム製スリット弁は、７０ｗｔ％メタノール液の液体燃料に対して気体透過性０．１ｍｇ／ｄａｙ／ａｔｍ・５０℃ ３０％ＲＨからなり、ＪＩＳＫ６２６２−１９９７で規定される圧縮永久歪み率は１０％であった。
空気置換用スリット弁（図４に準拠）：
長さ２ｍｍ、外径３ｍｍ、内径１ｍｍ、ブチルゴム製、スリット長さ１ｍｍ、このブチルゴム製スリット弁は、７０ｗｔ％メタノール液の液体燃料に対して気体透過性０．１ｍｇ／ｄａｙ／ａｔｍ・５０℃ ３０％ＲＨからなり、ＪＩＳＫ６２６２−１９９７で規定される圧縮永久歪み率は１０％であった。
バルブ弁（図８及び図９に準拠）：
長さ５ｍｍ、外径４ｍｍ、バルブ本体６１：ポリプロピレン製、弾性体６２：ステンレス製スプリング、バルブ体６３：ポリプロピレン製 Relay core insertion slit valve (conforms to Fig. 4):
Length 2 mm, outer diameter 3 mm, inner diameter 1 mm, made of butyl rubber, slit length 1 mm, this butyl rubber slit valve has a gas permeability of 0.1 mg / day / atm · 50 ° C. for liquid fuel of 70 wt% methanol solution 30 The compression set rate defined by JIS K 6262-1997 was 10%.
Air replacement slit valve (conforms to Fig. 4):
Length 2 mm, outer diameter 3 mm, inner diameter 1 mm, made of butyl rubber, slit length 1 mm, this butyl rubber slit valve has a gas permeability of 0.1 mg / day / atm · 50 ° C. for liquid fuel of 70 wt% methanol solution 30 The compression set rate defined by JIS K 6262-1997 was 10%.
Valve valve (according to FIGS. 8 and 9):
Length 5 mm, outer diameter 4 mm, valve body 61: made of polypropylene, elastic body 62: stainless steel spring, valve body 63: made of polypropylene

上記構成の各弁体を備えた液体燃料カートリッジ体の弁体を介して、燃料供給部材となる中継芯を燃料貯蔵体に４０ｍｍ挿入した。
この液体燃料カートリッジ体の各排出性を評価したところ、共に燃料吸蔵体１１に吸蔵した液体燃料５ｇを排出できることが判った。 A relay core serving as a fuel supply member was inserted into the fuel storage body by 40 mm through the valve body of the liquid fuel cartridge body provided with each valve body having the above configuration.
As a result of evaluating each dischargeability of the liquid fuel cartridge body, it was found that 5 g of the liquid fuel stored in the fuel storage body 11 can be discharged.

本発明の第１実施形態の燃料電池における液体燃料供給システムを示すものであり、液体燃料カートリッジ体を燃料電池本体に接続して燃料電池として使用した状態の一例を示す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a state in which a liquid fuel supply system in a fuel cell according to a first embodiment of the present invention is used as a fuel cell by connecting a liquid fuel cartridge body to a fuel cell main body. （ａ）〜（ｃ）は、液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体との連結部をより詳細に示した図面であり、（ａ）はその部分分解概略図、（ｂ）は液体燃料カートリッジ体の側面図、（ｃ）は液体燃料カートリッジ体の底面図である。(A)-(c) is drawing which showed the connection part of a liquid fuel cartridge body and a fuel cell main body in detail, (a) is the partial exploded schematic diagram, (b) is a liquid fuel cartridge body. A side view and (c) are bottom views of a liquid fuel cartridge body. 図２における液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体とが連結した状態の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a state in which the liquid fuel cartridge body and the fuel cell main body in FIG. 2 are connected. （ａ）はスリット弁からなる弁体構造の縦断面図、（ｂ）は弁アダプターの縦断面図、（ｃ）は弁体の縦断面図、（ｄ）は弁体の平面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of the valve body structure which consists of a slit valve, (b) is a longitudinal cross-sectional view of a valve adapter, (c) is a longitudinal cross-sectional view of a valve body, (d) is a top view of a valve body. （ａ）及び（ｂ）は燃料電池セル２０を説明する斜視図、縦断面図である。(A) And (b) is the perspective view explaining the fuel cell 20, and a longitudinal cross-sectional view. （ａ）は、中継芯の他の実施形態を示す概略図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線拡大断面図である。(A) is the schematic which shows other embodiment of a relay core, (b) is the XX expanded sectional view of (a). （ａ）は、中継芯の他の実施形態を示す概略図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線拡大断面図である。(A) is the schematic which shows other embodiment of a relay core, (b) is the YY line expanded sectional view of (a). 本発明の第２実施形態の液体燃料供給システムを示すものであり、空気置換するために、図４のスリット弁の代わりにバルブ体を配置した液体燃料カートリッジ体などを示すものであり、（ａ）は液体燃料カートリッジ体と燃料電池本体との連結部をより詳細に示した部分分解概略図、（ｂ）バルブ体の断面図である。4 shows a liquid fuel supply system according to a second embodiment of the present invention, and shows a liquid fuel cartridge body in which a valve body is arranged in place of the slit valve in FIG. () Is a partially exploded schematic view showing a connecting portion between the liquid fuel cartridge body and the fuel cell main body in more detail, and (b) a sectional view of the valve body. （ａ）は、図８において、液体燃料カートリッジ体と、燃料電池本体とを接合したことによって、バルブ体が押されバルブが開放され、空気置換孔が連通している状態を示す部分分解概略図、（ｂ）そのバルブ体の断面図である。FIG. 8A is a partially exploded schematic view showing a state in which the valve body is pushed, the valve is opened, and the air replacement hole is communicated by joining the liquid fuel cartridge body and the fuel cell main body in FIG. (B) It is sectional drawing of the valve body.

Explanation of symbols

Ｓ燃料電池における液体燃料供給システム
Ａ液体燃料カートリッジ体
Ｎ燃料電池本体
１０燃料タンク部
１１燃料貯蔵体
１２弁体（スリット弁）
１７空気置換孔
３０中継芯 DESCRIPTION OF SYMBOLS S Liquid fuel supply system in fuel cell A Liquid fuel cartridge body N Fuel cell main body 10 Fuel tank part 11 Fuel storage body 12 Valve body (slit valve)
17 Air replacement hole 30 Relay core

Claims

Consists of a slit valve that encloses a fuel occlusion body to which a capillary force is applied in order to store liquid fuel and can insert a relay core made of a porous body and / or a fiber bundle into a wall surface. By inserting the wick, the fuel storage body of the liquid fuel cartridge body and the relay wick are communicated to form a communication portion for supplying the liquid fuel inside the liquid fuel cartridge body to the outside, and a circular outer peripheral portion is formed. It is, when the valve body is accommodated clamped tubular adapter of the liquid fuel cartridge, when the valve body is radially compressed by the circular outer peripheral portion, a compressive force is applied to the communicating portion Liquid fuel is supplied by inserting a liquid fuel cartridge body having a valve body and an air replacement hole that can be opened and replaced when liquid fuel is supplied into the relay core installed in the fuel cell body, The Via Tsugishin intermittently capillary force to the fuel electrode of the power generation cell section is given, the liquid fuel supply system in a fuel cell, wherein a liquid fuel is supplied.

2. The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 1, wherein the liquid fuel is continuously supplied in a state where the liquid fuel cartridge body is located below a power generation cell portion provided in the fuel cell main body.

3. The liquid fuel supply system in a fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell side body of the relay core made of the porous body and / or fiber bundle is covered with metal, glass, or plastic.

3. The liquid fuel in a fuel cell according to claim 1, wherein a central portion of the relay core made of the porous body and / or the fiber bundle is penetrated by a rod-shaped metal, glass, or plastic. Supply system.

The fuel cell the junction core installed in the body, a liquid fuel supply system in the fuel cell according to any one of claims 1-4 having a larger capillary force than the fuel-storing member.

The air displacement hole is formed of a slit valve, with opening the inside of the liquid fuel cartridge body by inserting the air displacement tube, air displacement unit that can be air displacement within said liquid fuel cartridge body is formed, a circle Jo of the outer peripheral portion is formed, when the slit valve is housed sandwiched tubular adapter of the liquid fuel cartridge body, by the circular outer peripheral portion by the slit valve is compressed in the radial direction, The liquid fuel supply system in a fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein a compressive force acts on the communication portion.

The air displacement hole is closed by the elastic body, the fuel cell according to the liquid fuel cartridge body to any one of constituted claims 1-5 from the valve body to be opened by inserting into the fuel cell main body Liquid fuel supply system.

The liquid fuel supply system for a fuel cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the fuel tank portion of the liquid fuel cartridge body has at least one resin layer having an excellent oxygen barrier property.

9. The resin according to claim 8, wherein the resin having excellent oxygen barrier properties is at least one selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, polyacrylonitrile, nylon, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride. Liquid fuel supply system in a fuel cell.

The liquid fuel in a fuel cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the liquid fuel is at least one selected from methanol, ethanol, dimethyl ether (DME), formic acid, hydrazine, ammonia and ethylene glycol. Supply system.

The fuel cell body has an electrolyte layer formed on the outer surface of the fuel electrode body, and a plurality of unit cells formed by building an air electrode layer on the outer surface of the electrolyte layer are connected to the unit cell. liquid fuel supply system in a fuel cell according to any one of claims 1 to 10 which is a structure in which the junction core is connected to the liquid fuel cartridge body said liquid fuel is connected is supplied.