JP5207441B2 - Hydrogen generator and a fuel cell system - Google Patents

Hydrogen generator and a fuel cell system

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JP5207441B2 JP2007211110A JP2007211110A JP5207441B2 JP 5207441 B2 JP5207441 B2 JP 5207441B2 JP 2007211110 A JP2007211110 A JP 2007211110A JP 2007211110 A JP2007211110 A JP 2007211110A JP 5207441 B2 JP5207441 B2 JP 5207441B2
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孝史 皿田
考応 柳瀬
徹 尾崎
恒昭 玉地
一貴 譲原
文晴 岩崎
昇 石曽根
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セイコーインスツル株式会社
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources

Description

本発明は、例えば、金属水素化物を分解して水素を発生させる水素発生装置及び水素発生装置で発生した水素を燃料とする燃料電池システムに関する。 The present invention relates to, for example, a fuel cell system in which the hydrogen generated by the hydrogen generating apparatus and a hydrogen generating device for generating hydrogen by decomposing a metal hydride as fuel.

近年のエネルギー問題の高まりから、より高いエネルギー密度で、排出物がクリーンな電源が要求されている。 With growing recent energy problems, a higher energy density, clean power is required effluent. 燃料電池は、既存電池の数倍のエネルギー密度を有する発電機であり、エネルギー効率が高く、また、排出ガスに含まれる窒素酸化物や硫黄酸化物がない、もしくは、少ないといった特徴がある。 Fuel cells are power generator having several times the energy density of the existing battery, high energy efficiency, also there is no nitrogen oxides and sulfur oxides contained in the exhaust gas, or is characterized such small. 従って、次世代の電源デバイスとしての要求に合った極めて有効なデバイスであるといえる。 Therefore, it can be said to be a very effective device that meets the requirements for a next-generation power device.

水素と酸素の電気化学反応により起電力を得る燃料電池では、燃料として水素が必要となる。 In the fuel cell to obtain an electromotive force through electrochemical reaction of hydrogen with oxygen, hydrogen is required as a fuel. 水素ガスを生成する装置の一例としては、例えば、金属水素化物(水素化ホウ素塩)等の反応物固体が収容された反応容器と、水等の反応溶液が収容された溶液容器とを有し、反応容器内の圧力が溶液容器内の圧力よりも低下した場合に溶液容器内の反応溶液を反応容器に送液し、金属水素化物と反応溶液との反応(水素発生反応)により水素を発生させる水素発生装置がある(例えば、特許文献1参照)。 An example of an apparatus for producing hydrogen gas, for example, includes a reaction vessel reactants solid is accommodated such as a metal hydride (boron hydride salt), and a solution vessel reaction solution is accommodated, such as water, , the reaction solution of the solution in the container a when the pressure in the reaction vessel becomes lower than the pressure in the solution container was fed to the reaction vessel, generating hydrogen by the reaction between the reaction solution and the metal hydride (hydrogen generation reaction) it is hydrogen generator which (for example, see Patent Document 1).

このような燃料電池等に用いられる水素発生装置においては、燃料(水素)の残量を検出する必要がある。 In the hydrogen generating device used in the fuel cell or the like, it is necessary to detect the remaining amount of fuel (hydrogen). 水素発生装置で発生する水素(燃料)の残量を目視によって確認することは難しいため、目視以外の方法が各種提案されている。 Since it is difficult to check visually the remaining amount of hydrogen (fuel) generated by the hydrogen generating apparatus, a method other than the visual it has been proposed. 例えば、水素吸蔵合金が充填されているタンク内の圧力を検出し、この圧力に基づいて燃料の残量を検出するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。 For example, to detect the pressure in the tank to the hydrogen storage alloy is filled, there is that to detect the remaining amount of fuel based on the pressure (for example, see Patent Document 2).

特開2006−160545号公報 JP 2006-160545 JP 特開2007−80632号公報 JP 2007-80632 JP

例えば、特許文献1の装置において反応容器内の圧力を常時検出すれば、その圧力から燃料(水素)の残量を求めることができるかもしれないが、反応容器内の圧力検出に使用される消費電力が大きいという問題がある。 For example consumers, if constantly detect the pressure in the reaction vessel in the apparatus of Patent Document 1, may be able to determine the remaining amount of fuel (hydrogen) from the pressure, that is used to pressure sensing in the reaction vessel there is a problem that the power is large. 水素発生装置を用いた燃料電池では、水素発生装置の燃料残量検出を常時行うと、その検出に使用される消費電力が大きく、燃料電池に接続されている電子機器に使用される電力量が少なくなってしまうという問題がある。 In the fuel cell using the hydrogen generating apparatus, when constantly fuel remaining amount detection of the hydrogen generating apparatus, a large consumption power used in the detection, the amount of power used in electronic equipment that is connected to the fuel cell there is a problem that becomes smaller.

燃料残量検出(圧力検出)に使用される消費電力を抑えるために、例えば、一定時間毎に圧力検出を行うことが考えられる。 To reduce power consumption for use in a fuel remaining amount detection (pressure detection), for example, it is conceivable to perform pressure detected every predetermined time. しかしながら、反応容器内の圧力は常に一定の変化をするわけではない。 However, the pressure in the reaction vessel not always a constant change. 例えば、特許文献1の装置においては、反応容器内の圧力は減少と増加とを繰り返すがそのタイミングは一定ではない。 For example, in the apparatus of Patent Document 1, pressure in the reaction vessel repeats an increase and decrease, but the timing is not constant. このため、一定時間毎に圧力検出を行うと正確な燃料残量を求めるのは難しい。 Therefore, it is difficult to determine the precise quantity of the remaining fuel when performing pressure detected every predetermined time.

さらに、上述した水素発生反応により水素を発生する装置の場合、水素発生反応時に生成される水素以外の生成物が反応物固体に付着し、この生成物の付着の度合によって水素の発生量、つまり反応容器内の圧力に変化が生じる場合がある。 Furthermore, if the apparatus for generating hydrogen by the hydrogen generation reaction described above, the product other than hydrogen generated during the hydrogen generation reaction adheres to the reaction solids, the amount of hydrogen by the degree of adhesion of the product, i.e. there are cases where the change in the pressure in the reaction vessel occurs. このため、反応容器内の圧力を検出するだけでは、燃料残量を正確に求めることができない虞がある。 Therefore, only detects the pressure in the reaction vessel, there may not be able to determine the remaining fuel amount accurately.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、少ない消費電力量で燃料残量(水素の残量)を正確に把握することができる水素発生装置及び燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, to provide a hydrogen generator and a fuel cell system that can accurately grasp the fuel remaining amount (the remaining amount of hydrogen) with a small power consumption With the goal.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、反応溶液が収容される溶液容器と、前記反応溶液との反応により水素を生成する反応物固体が収容される反応容器と、前記溶液容器と前記反応容器とを連通する送液路とを有し、前記反応容器の内圧が前記溶液容器の内圧以下である場合に前記反応溶液が前記溶液容器から前記反応容器に送液される水素発生装置であって、前記溶液容器から前記反応容器への前記反応溶液の送液開始及び送液停止を検出する検出手段と、該検出手段による検出をトリガとして前記反応溶液の送液期間の長さを測定する測定手段と、該測定手段による測定値に基づいて前記反応物固体と前記反応溶液との反応により生成される水素残量を算出する残量算出手段と、を具備すると共に、前記送液路に設けられ、前記反 A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a solution vessel reaction solution is accommodated, a reaction vessel reactants solids are accommodated to produce hydrogen by the reaction between the reaction solution, and the solution container wherein a reaction vessel and a liquid feed passage communicating the hydrogen generating apparatus in which the reaction solution when the internal pressure of the reaction vessel is less than the internal pressure of the solution container is fed to said reaction vessel from said solution container a is a detecting means for detecting the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution from the solution container into the reaction vessel, the length of the liquid feed period of the reaction solution as a trigger detection by the detection means measuring means for measuring, as well as comprising a remaining amount calculating means for calculating the residual hydrogen quantity produced by the reaction between the reaction solution and the reactant solid based on measurements by said measuring means, said feeding It provided the road, the anti 容器の内圧が所定圧力以下である場合に当該送液路を開放して前記反応容器から前記反応物溶液への前記反応溶液の送液を許容する逆止弁である開閉手段を有し、且つ該開閉手段は、前記検出手段を兼ねており、前記逆止弁を構成する弁体が閉状態である場合に接触する導電部と接点部を有し、前記導電部と前記接点部との導通状態から前記反応溶液の送液開始及び送液停止を検出することを特徴とする水素発生装置にある。 The internal pressure of the container has an opening and closing means is a valve that allows liquid feed of the reaction solution of the liquid feed passage to the said reaction vessel opening when the predetermined pressure or less to the reaction solution, and the switching means also serves as said detecting means, conduction between the valve body constituting the check valve has a conductive portion and the contact portion in contact with the case in the closed state, the contact portion and the conductive portion lying in the hydrogen generating apparatus according to claim for detecting a liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution state.

かかる第1の態様では、反応溶液の送液期間の長さから水素残量(燃料残量)を算出しているため、燃料残量を取得するのに必要な消費電力量が大幅に抑えられる。 In such first embodiment, since the calculated residual hydrogen quantity (residual fuel quantity) from the length of the liquid-feeding period of the reaction solution, it is suppressed significantly the power consumption required to get the fuel remaining amount . また反応溶液の送液開始及び送液停止を検出することで、燃料残量を取得するのに必要な消費電力量をさらに削減することができる。 Also by detecting the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution, it is possible to further reduce the power consumption required to get the fuel remaining amount. また反応溶液の送液開始及び送液停止の検出には電力を必要としないため、燃料残量を取得するのに必要な消費電力量をさらに削減することができる。 Also since the detection of liquid transfer start and feeding stop of the reaction solution does not require power, it is possible to further reduce the power consumption required to get the fuel remaining amount.

本発明の第2の態様は、前記送液期間の長さと前記水素残量とを関連付けたテーブルが予め記憶された記憶部をさらに有し、前記残量算出手段は、前記測定手段による測定値と前記テーブルとから前記水素残量を算出することを特徴とする第1の態様の水素発生装置にある。 A second aspect of the present invention may further include a storage unit in which a table is stored in advance which associates a length and said remaining amount of hydrogen of the liquid feed period, the remaining amount calculation means, the value measured by said measuring means and from said table in the hydrogen generator of the first aspect, characterized in that to calculate the residual hydrogen quantity.

かかる第2の態様では、上記のようなテーブルを参照することで、燃料残量をより正確且つ容易に求めることができる。 In the second aspect, by referring to the table as described above, it is possible to obtain the fuel remaining amount more accurately and easily.

本発明の第3の態様は、前記測定手段の測定値を記憶する記憶部をさらに有し、前記残量算出手段は、前記測定手段による最新の測定値と、前記記憶部に記憶されている前回の測定値との差に基づいて前記水素残量を算出することを特徴とする第1又は2の態様の水素発生装置にある。 A third aspect of the present invention, the further includes a storage unit for storing the measured values ​​of the measuring means, the remaining amount calculating means, the latest measured value by said measuring means, stored in said storage unit in the hydrogen generator of the first or second aspect, and calculates the remaining amount of hydrogen, based on the difference between the previous measurement value.

かかる第3の態様では、反応溶液の送液期間の長さの変化量に基づいて燃料残量が算出される。 In the third aspect, the fuel remaining amount is calculated based on the amount of change in the length of the liquid-feeding period of the reaction solution. これにより、燃料残量をさらに正確に算出することができる。 Thus, it is possible to more accurately calculate the remaining fuel quantity.

本発明の第の態様は、前記反応溶液が一定流量で前記反応容器に送液されることを特徴とする第1〜3の何れか一つの態様の水素発生装置にある。 A fourth aspect of the present invention is the hydrogen generating apparatus of the first to third any one embodiment, wherein the reaction solution is fed to the reaction vessel at a constant flow rate.

かかる第の態様では、燃料残量の変化が安定するため、燃料残量をより正確に求めることができる。 In the fourth aspect, since the change of the fuel remaining amount is stabilized, it is possible to determine the remaining fuel amount more accurately.

本発明の第の態様は、水素が供給されるアノード室を有すると共に、該アノード室への水素供給手段として第1〜 の何れか一つの態様の水素発生装置を具備することを特徴とする燃料電池システムにある。 A fifth aspect of the present invention, a characterized by including with an anode chamber in which hydrogen is supplied, the hydrogen generating apparatus of any one of the aspects of the first through 4 as a hydrogen supply means to the anode chamber in the fuel cell system.

かかる第の態様では、発電量を向上することができる。 In such a fifth aspect, it is possible to improve the power generation amount. また、燃料残量が正確に分かることで、燃料を最後まで使用することができるようになる。 Further, the fuel remaining amount by precisely known, it is possible to use the fuel to the end.

本発明の水素発生装置は、水素発生により発生する水素残量(燃料残量)を比較的容易且つ正確に求めることができる。 The hydrogen generator of the present invention can be determined residual hydrogen quantity generated by the hydrogen generating (residual fuel quantity) relatively easily and accurately. また燃料残量を求める際に使用する消費電力を極めて少なく抑えることができる。 Also it is suppressed to an extremely small power consumption to be used in determining the remaining fuel amount. したがって、本発明の燃料電池システムでは、発電量を向上させることができる。 Therefore, the fuel cell system of the present invention can improve the power generation amount. また、燃料残量を正確に把握することで、燃料を最後まで使用することができるようになり、経済性が向上する。 In addition, by accurately grasp the fuel remaining amount, it becomes possible to use the fuel to the end, economic efficiency is improved.

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter will be described in detail with reference to embodiments of the present invention.

(実施形態1) (Embodiment 1)
図1は本発明の実施形態1に係る水素発生装置の概略構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 1 of the present invention.

図1に示すように、本実施形態に係る水素発生装置10は、水素発生物質である反応物固体11が格納される反応容器12と、反応溶液13が収容された溶液容器14と、この溶液容器14と反応容器12とを連通する送液路である送液管15とを有する。 As shown in FIG. 1, the hydrogen generating apparatus 10 of the present embodiment includes a reaction vessel 12 which reactant solid 11 is hydrogen generating material is stored, the solution container 14 to the reaction solution 13 is accommodated, the solution the container 14 and the reaction vessel 12 and a liquid supply pipe 15 is a liquid feed passage communicating. そして、溶液容器14内の反応溶液13が、送液管15を介して反応容器12内の反応物固体11に送液され、この反応物固体11と反応溶液13とが反応(水素発生反応)することで燃料である水素が生成される。 Then, the reaction solution 13 in the solution container 14, is fed to the reaction solids 11 in the reaction vessel 12 through the liquid feed pipe 15, the reaction solution 13 and is reacted with the reactant solid 11 (hydrogen generation reaction) hydrogen as a fuel is produced by.

ここで、反応容器12内に保持された反応物固体(水素発生物質)11としては、金属水素化合物、例えば、水酸化ホウ素ナトリウム、水酸化ホウ素カリウム、水酸化リチウムアルミニウム等が挙げられ、本実施形態では、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH 4 )を用いている。 Here, the reactant solid (hydrogen generating material) 11 held in the reaction vessel 12, a metal hydrogen compound, for example, sodium borohydride, boron potassium hydroxide, lithium aluminum and the like hydroxide, present in the form, it uses a sodium borohydride (NaBH 4). 一方、反応物固体に供給される反応溶液としては、促進剤水溶液、例えば、リンゴ酸、クエン酸、コハク酸等の水溶液が好適に用いられるが、水を用いることもできる。 On the other hand, the reaction solution fed to the reaction solid, accelerator solution, for example, malic acid, citric acid, aqueous solution of succinic acid are preferably used, it is also possible to use water. 本実施形態では、リンゴ酸水溶液を用いている。 In the present embodiment, by using a malic acid solution. なおこれら反応物固体11及び反応溶液13は、特に限定されるものではなく、反応物固体11は加水分解型の金属水素化物であれば全て適用可能であり、反応溶液13としては、例えば、有機酸及び無機酸あるいはルテニウム等、水素発生触媒であれば全て適用可能である。 Note these reaction solids 11 and the reaction solution 13 is not particularly limited, reactant solid 11 are all applicable to any hydrolysable metal hydride, the reaction solution 13, for example, organic and inorganic acids or ruthenium are all applicable to any hydrogen generation catalysts. また例えば、水素発生触媒であるリンゴ酸粉末を反応容器12内に保持し、水素発生物質である水素化ホウ素ナトリウムの水溶液を反応容器12に供給することで水素発生反応させるようにしてもよい。 Further, for example, malic acid powder are hydrogen generation catalyst retained in the reaction vessel 12, an aqueous solution of sodium borohydride is hydrogen generating material may be caused to hydrogen generation reaction by supplying into the reaction vessel 12. さらに、水素発生物質として卑金属を用いることもでき、この場合、反応溶液13としては、塩基性あるいは酸性水溶液、あるいは水を用いればよい。 Furthermore, it is also possible to use a base metal as the hydrogen generating material, in this case, the reaction solution 13 may be used a basic or acidic aqueous solution or water.

なお、反応容器12には、このような反応物固体11と反応溶液13との反応(水素発生反応)により発生した水素を外部に排出するための排出管16の一端側が接続され、この排出管16の他端側は、図示しないが、例えば、燃料電池の発電部等に接続される。 Note that the reaction vessel 12, one end of the discharge pipe 16 for discharging the hydrogen generated by the reaction (hydrogen generation reaction) with such reactant solid 11 with the reaction solution 13 to the outside are connected, the discharge pipe 16 the other end of the, not shown, for example, is connected to the power generation unit of the fuel cell.

また溶液容器14内の反応溶液13は、図示しない加圧手段によって常に所定の圧力が付与されている。 The reaction solution 13 in the solution container 14 is always the predetermined pressure by pressurizing means (not shown) is applied. そして、反応容器12の内圧が溶液容器14の内圧を下回ると、溶液容器14から送液管15を介して反応容器12内に反応溶液13が一定流量で送液されるようになっている。 Then, the internal pressure of the reaction vessel 12 is below the internal pressure of the solution container 14, the reaction solution 13 in the reaction vessel 12 from the solution container 14 through the liquid supply pipe 15 is adapted to be fed at a constant flow rate. つまり、反応容器12における水素の発生量が常に所定範囲となるように反応溶液13の送液量が制御されている。 That is, feed rate of the reaction solution 13 so that the amount of generation is always a predetermined range of hydrogen in the reaction vessel 12 is controlled. なお送液管15には、反応容器12の内圧が溶液容器14の内圧以下になった時に送液管15の流路を開放する圧力調整弁等の開閉手段を設けるようにしてもよい。 Note that the liquid feed pipe 15 may be provided with closing means such as a pressure regulating valve which opens the flow channel of the liquid supply tube 15 when the internal pressure of the reaction vessel 12 is below the internal pressure of the solution container 14.

ここで、例えば、一定量の水素が反応容器12から排出管16を介して外部に排出されている場合、水素発生反応は断続的に行われるため、反応溶液13も水素発生反応に伴って断続的に反応容器12に送液される。 Here, for example, when a certain amount of hydrogen is discharged to the outside through the discharge pipe 16 from the reaction vessel 12, since the hydrogen generation reaction is intermittently performed, the reaction solution 13 even with the hydrogen generation reaction intermittent It is fed to a reacting vessel 12. 図2は、このような断続的な水素発生反応を生じさせた場合の反応容器内の圧力変化、及び燃料残量(発生する水素の残量)の変化を示すグラフである。 Figure 2 is a graph showing changes in the pressure change in the reaction container, which caused such intermittent hydrogen generation reaction, and the fuel remaining amount (the remaining amount of hydrogen generated).

本実施形態では、一定流量で水素が排出されているため、反応容器12の内圧は水素の排出に伴って一定の勾配で低下し、図2に示すように、反応容器12の内圧が基準圧力、本実施形態では、溶液容器14の内圧を下回ると上昇に転じる。 In this embodiment, the hydrogen at a constant flow rate is discharged, the internal pressure of the reaction vessel 12 is lowered at a constant gradient with the discharge of hydrogen, as shown in FIG. 2, the internal pressure of the reaction vessel 12 is the reference pressure in the present embodiment, it starts to rise and fall below the internal pressure of the solution container 14. つまり、反応容器12に反応溶液13が送液されて水素発生反応により水素が発生することで、反応容器12の内圧が上昇に転じる。 That is, the reaction solution 13 in the reaction vessel 12 by being fed hydrogen is generated by the hydrogen generation reaction, the internal pressure of the reaction vessel 12 starts to rise. そして、反応容器12の内圧が基準圧力を上回ると反応溶液13の送液が停止する。 Then, the internal pressure of the reaction vessel 12 is feed solution of the reaction solution 13 exceeds the reference pressure is stopped. 送液が停止した後も、しばらくの間は水素発生反応が継続されるため反応容器12の内圧は上昇し続ける。 Even after the liquid delivery is stopped, while the internal pressure of the reaction vessel 12 for hydrogen generation reaction is continued it continues to rise. そして、水素発生反応が停止すると、反応容器12の内圧は再び一定の勾配で減少する。 When the hydrogen generation reaction is stopped, the internal pressure of the reaction vessel 12 is reduced again at a constant gradient. このように反応溶液13は、断続的、つまり図2中の期間T1〜T4において反応容器12に送液され、反応容器12の内圧はそれに伴って増減を繰り返すことになる。 The reaction solution 13 thus is intermittently, i.e. be fed to the reaction vessel 12 in a period T1~T4 in Figure 2, the internal pressure of the reaction vessel 12 will be repeatedly increases and decreases accordingly.

反応溶液13が反応容器12に送液されて水素発生反応が生じると、この水素発生反応により生成される水素の残量(燃料残量)は徐々に減少する。 When the reaction solution 13 is fed to the reaction vessel 12 hydrogen generating reaction occurs, the remaining amount (remaining fuel amount) of the hydrogen produced by the hydrogen generation reaction gradually decreases. つまり、水素発生反応が生じている間は、燃料残量は所定の勾配で減少する。 In other words, while the hydrogen generation reaction is occurring, the fuel quantity is reduced at a predetermined gradient. また水素発生反応が進むにつれて、反応物固体11の濃度は徐々に減少するため水素発生反応の反応速度が低下する。 As also proceeds hydrogen generation reaction, concentration of reactants solid 11 gradually kinetics of hydrogen evolution reaction to reduce decreases. このため、反応容器12内の圧力が基準圧力に達するまでの時間は徐々に長くなる。 Therefore, the time until the pressure in the reaction vessel 12 reaches the reference pressure gradually becomes longer. 例えば、図2中の各期間T1〜T4の長さは、T1<T2<T3<T4となり、反応溶液13の送液時間は徐々に長くなる。 For example, the length of each period T1~T4 in FIG. 2, T1 <T2 <T3 <T4, and the liquid feed time of the reaction solution 13 gradually becomes longer.

なお本実施形態では、反応物固体11として水素化ホウ素ナトリウムを用いているため、水素発生反応時に水素以外の反応生成物が生じる。 In the present embodiment, due to the use of sodium borohydride as a reactant solid 11, the reaction products other than hydrogen generated during hydrogen generation reaction. この反応生成物は、反応物固体11の表面に付着して水素発生反応を阻害する。 The reaction product adheres to the surface of the reactant solids 11 inhibits hydrogen evolution reaction. このため、反応生成物の付着の度合にもよるが、水素発生反応の反応速度は徐々に低下してしまう。 Therefore, depending on the degree of adhesion of the reaction products, the reaction rate of the hydrogen generation reaction would gradually decrease. つまり、反応物固体11の濃度低下だけでなく、他の要因によっても反応溶液13の送液時間は徐々に長くなる場合がある。 That is, the reactant solid 11 well density loss, the liquid feed time of the reaction solution 13 by other factors which may gradually become longer.

本発明は、このような知見に基づき、反応溶液の送液期間の長さから燃料残量を算出するようにした点に特徴がある。 The present invention is based on these findings, it is characterized in that to calculate the fuel quantity from the length of liquid delivery period of the reaction solution. 具体的には、送液管15に反応溶液13の送液開始及び送液停止を検出する検出手段としての検出部17が設けられており、この検出部17による検出をトリガとして反応溶液の送液期間の長さを測定する測定手段18と、測定手段18による測定値に基づいて水素発生反応により生成される燃料残量(水素残量)を算出する残量算出手段19とを有する。 Specifically, a detector 17 is provided as a detecting means for detecting the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution 13 in the liquid feed pipe 15, feed of the reaction solution detected by the detection unit 17 as a trigger having a measuring means 18 for measuring the length of the liquid period, the remaining amount calculating unit 19 for calculating a fuel quantity which is generated by the hydrogen generation reaction based on the measured value by the measuring means 18 (remaining amount of hydrogen).

検出部17は、反応溶液13の送液開始及び送液停止を検出できるものであれば、その構成は特に限定されるものではない。 Detector 17, as long as it can detect the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution 13, the configuration is not limited in particular. 具体的には、例えば、送液管15内にピトー管を配してその圧力差によって送液開始及び送液停止を検出するものが挙げられる。 Specifically, for example, those for detecting the liquid feeding start and feeding stop by the pressure differential arranged pitot tube liquid feed pipe 15. また、例えば、送液管15を挟んで配される一対の電磁コイルで構成され、導電性を有する反応溶液13が送液管15を流れることにより発生する起電力から送液開始及び送液停止を検出するものであってもよい。 Further, for example, a pair of electromagnetic coils disposed across the liquid feed pipe 15, liquid feed start and feeding stop from electromotive force generated by the reaction solution 13 having conductivity flows through the liquid feed pipe 15 it may be configured to detect. さらに、送液管15内の反応溶液13に超音波を伝搬させ流れにより生じる時間差から送液開始及び送液停止を検出するものであってもよい。 Furthermore, it may be designed to detect the start and feeding stop feeding from the time difference caused by the flow by propagating an ultrasonic wave into the reaction solution 13 in the liquid feed pipe 15.

測定手段18は、検出部17が送液開始を検出すると、その検出をトリガとして時間の計測を開始し、検出部17が送液停止を検出すると、その検出をトリガとして時間の計測を停止する。 Measuring means 18, when the detection unit 17 detects the start feeding, and starts measuring the time of the detection as a trigger, the detection unit 17 detects the feeding stop, to stop the measurement of the time the detection as a trigger . これにより、反応溶液13の送液期間の長さが測定されることになる。 As a result, the length of the liquid-feeding period of the reaction solution 13 is measured.

上述したように、この反応溶液13の送液期間の長さと燃料残量との間には図2に示したような関係を有しており、本実施形態では、この送液期間の長さと燃料残量(水素残量)とを関連付けたテーブルが予め記憶された記憶部20をさらに有する。 As described above, it has a relationship as shown in FIG. 2 between the length and the amount of fuel remaining liquid delivery period of the reaction solution 13, in the present embodiment, the length of the liquid delivery period further comprising a fuel remaining amount (the remaining amount of hydrogen) and the storage unit 20 a table is stored in advance which associates. そして、残量算出手段19は、測定手段18による測定値と、この記憶部20に記憶されているテーブルとから燃料残量を算出する。 Then, the remaining amount calculating unit 19, a measured value by the measuring means 18 to calculate the fuel quantity from the table stored in the storage unit 20. なお、この記憶部20に記憶されているテーブルは、例えば、水素発生反応による反応生成物が反応物固体11に付着することによる反応速度の低下等を適宜考慮して作成されている。 Note that the table stored in the storage unit 20 is, for example, the reaction product by the hydrogen generation reaction is generated in consideration of the decrease in the reaction rate due to adhering to the reaction solid 11 as appropriate. また、水素発生反応の反応速度は、反応溶液13の流量によっても変化するため、反応溶液の流量が一定でない場合には、この点も考慮する必要がある。 Further, the reaction rate of the hydrogen generation reaction, in order to change the flow rate of the reaction solution 13, when the flow rate of the reaction solution is not constant, this point is also needs to be considered.

このように反応溶液13の送液期間の長さから燃料残量を算出することで、燃料残量を比較的容易に且つ正確に取得することができる。 By thus calculating the fuel remaining amount from the length of liquid delivery period of the reaction solution 13, it is possible to obtain a fuel quantity relatively easily and accurately. また検出部17の検出をトリガとして、測定手段18が反応溶液13の送液期間の長さを測定するようにしているため、この測定による消費電力量が極めて少なく抑えることができる。 As trigger detection of the detection unit 17, since the measuring means 18 is adapted to measure the length of the liquid-feeding period of the reaction solution 13, it is possible to power consumption by the measurement is suppressed to an extremely small. 例えば、反応容器12の内圧を常時測定することで燃料残量を求める場合などと比べて、消費電力量は大幅に抑えられる。 For example, as compared with a case of obtaining the remaining fuel amount by measuring the internal pressure of the reaction vessel 12 at all times, the power consumption is suppressed significantly.

本実施形態では、残量算出手段19が送液期間の長さから燃料残量を算出するようにしたが、算出方法は、これに限定されるものではない。 In this embodiment, although to calculate the fuel quantity from the length of liquid delivery period remaining amount calculating unit 19, the calculation method is not limited thereto. 例えば、測定手段18によって測定された各送液期間の長さをそれぞれ記憶部20に記憶しておき、残量算出手段19が、測定手段18による最新の測定値と、記憶部20に記憶されている前回の測定値との差に基づいて燃料残量を算出するようにしてもよい。 For example, stores the length of each liquid sending period measured by the measuring means 18 in the respective storage unit 20, the remaining amount calculating means 19, the most recent measurement by the measuring means 18, it is stored in the storage unit 20 it may be calculated remaining fuel quantity based on the difference between the measured value of the previous and are. 例えば、図2のグラフを例に挙げると、最新の測定値である送液期間T4の長さと、前回の測定値である送液期間T3の長さとの差に基づいて燃料残量を算出するようにしてもよい。 For example, to calculate Taking as an example the graph of FIG. 2, the length of the most recent measurement at which liquid transfer period T4, the remaining fuel amount based on a difference between the length of the liquid-feeding period T3 is a previous measurement value it may be so. このように燃料残量を算出するようにしても、比較的容易且つ正確に燃料残量を取得することができる。 Also be thus calculating the fuel remaining amount can be obtained relatively easily and accurately fuel quantity.

(実施形態2) (Embodiment 2)
図3は、実施形態2に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図であり、図4は、水素発生装置の送液管部分を示す断面図である。 Figure 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 2, FIG. 4 is a sectional view showing a liquid feed tube portion of the hydrogen generating apparatus. なお、本実施形態は、検出手段を変更した例であり、それ以外の構成は実施形態1と同様である。 The present embodiment is an example of changing the detection means, and the other configurations are the same as in the first embodiment. このため、同一部材には同一符号を付し重複する説明は省略する。 Therefore, the duplicated description the same reference numerals denote the same members will be omitted.

図示するように、溶液容器14と反応容器12とを繋ぐ送液管15に、開閉手段としての逆止弁21が設けられている。 As illustrated, the liquid feed pipe 15 for connecting the solution container 14 and the reaction vessel 12, the check valve 21 is provided as switching means. これにより、溶液容器14から反応容器12への反応溶液13の流れのみが許容され、反応容器12から溶液容器14への逆流が防止されている。 Accordingly, only the flow of the reaction solution 13 from the solution container 14 into the reaction vessel 12 is allowed, the backflow from the reaction vessel 12 to the solution container 14 is prevented. そして、本実施形態では、この逆止弁21が検出手段を兼ねるようにした例であり、逆止弁21の開閉状態から反応溶液13の反応容器12への送液開始及び送液停止を検出している。 In the present embodiment, the check valve 21 is an example in which double as a detecting means, the detecting liquid transfer start and feeding stop from opening and closing states of the check valve 21 into the reaction vessel 12 of the reaction solution 13 are doing. 具体的には、図4に示すように、本実施形態に係る逆止弁21は、弾性部材、例えば、ブチルゴム、ニトリルゴム等のゴム材料、ポリエチレンテレフタラート(PET)、シリコーンなど、からなる筒状の弁体22で構成されている。 Specifically, as shown in FIG. 4, the check valve 21 according to this embodiment, the elastic member, for example, butyl rubber, rubber material such as nitrile rubber, polyethylene terephthalate (PET), silicone, etc., consisting of cylinder It is composed of Jo valve body 22. この弁体22は、その一端側にから流路の厚さが徐々に減少するテーパ状に形成されており、他端側開口22aがスリット状に形成されている。 The valve body 22 has a thickness of color on one end side flow path is formed gradually decreases tapered, the other end side opening 22a is formed in a slit shape. そして、スリット状の端部側開口22aが反応容器12側となるように、弁体22の一端部側が送液管15内に固定されて逆止弁21が構成されている。 Then, a slit-shaped end portion-side opening 22a is such that the reaction vessel 12 side, check valve 21 one end is fixed to the liquid feed pipe 15 of the valve body 22 is formed.

この逆止弁21は、反応溶液13が送液されていない状態では、図4(a)に示すように、弁体22の他端側開口22aが閉じられており、溶液容器14から反応容器12に反応溶液が送液されると、図4(b)に示すように、その流れによって弁体22が弾性変形して他端側開口22aが開いた状態となる。 The check valve 21 is in a state where the reaction solution 13 is not fed, as shown in FIG. 4 (a), and is closed the other end side opening 22a of the valve element 22, the reaction vessel from the solution container 14 When the reaction solution is fed to 12, as shown in FIG. 4 (b), a state where the valve body 22 by the flow the other end side opening 22a is elastically deformed open. なお、反応容器12から溶液容器14に向かう流れでは弁体22の開口22aが開くことはない。 It is not possible to open the opening 22a of the valve body 22 is in flow from the reaction vessel 12 in the solution container 14.

この弁体22の開口22aの縁部には、例えば、金属材料等の導電性を有する材料からなる一対の導電部23及び接点部24が設けられている。 This edge portion of the opening 22a of the valve body 22, for example, a pair of conductive portions 23 and the contact portion 24 made of a material having a conductive metal material or the like is provided. そして、これら導電部23と接点部24とは、弁体22開口22aが閉じられた状態で接触し、開口22aが開いた状態では離間するように設けられている。 Then, from these conductive parts 23 and the contact portion 24 in contact while the valve body 22 opening 22a is closed, is provided so as to be separated in a state where the opening 22a is opened. また、導電部23及び接点部24は、送液管15に設けられた一対の端子部25,26と配線27によってそれぞれ接続されている。 The conductive portions 23 and the contact portion 24 are connected by a pair of terminal portions 25, 26 and the wiring 27 provided on the liquid feed pipe 15.

そして、例えば、これら端子部25,26間の抵抗値から導電部23と接点部24との導通状態によって反応溶液13の送液開始及び送液停止が検出される。 Then, for example, liquid transfer start and feeding stop of the reaction solution 13 is detected by electrical continuity between the conductive portion 23 and the contact portion 24 from the resistance value between the terminals 25 and 26. つまり、これら導電部23と接点部24とが接触した状態から離間することで送液開始が検出され、その後、導電部23と接点部24とが接触することで送液停止が検出される。 In other words, these conductive portions 23 and the liquid feed start by the contact portion 24 is separated from the state of being in contact is detected, then, sent by the conductive portion 23 and the contact portion 24 contacts liquid stop is detected. そして、測定手段18は、この送液開始及び送液停止の検出をトリガとして反応溶液13の送液期間の長さを測定し、残量算出手段19がこの測定結果と記憶部20のテーブルとに基づいて燃料残量を算出する。 The measurement means 18, and the liquid feed start and detection of the liquid supply stop measuring the length of the liquid-feeding period of the reaction solution 13 as a trigger, the remaining amount calculating unit 19 is the measurement result storage unit 20 table calculating the remaining fuel quantity based on.

このような本実施形態の構成では、送液開始及び送液停止の検出が明確になるため、送液期間の長さをさらに正確に測定することができる。 In such a configuration of the present embodiment, since the detection of the liquid supply starting and feeding stop become clear, it is possible to more accurately measure the length of the liquid delivery period. したがって、その測定結果に基づいて燃料残量を算出することで、極めて正確な燃料残量を取得することができる。 Therefore, by calculating the remaining fuel quantity based on the measurement result, it is possible to obtain a very precise quantity of the remaining fuel. また、検出手段の構成が簡略化されるため、燃料残量の取得に必要な消費電力量をさらに少なく抑えることができる。 Further, since the structure of the detection means is simplified, it is possible to suppress further reduce the power consumption necessary to obtain a remaining fuel amount. さらに送液管15内に逆止弁21が設けられていることで、反応容器12から溶液容器14への反応溶液13の逆流を防止して、反応溶液13の送液安定性を向上することもできる。 By the check valve 21 is provided in the further feeding tube 15, to prevent backflow of the reaction solution 13 from the reaction vessel 12 to the solution container 14, to improve the feeding stability of the reaction solution 13 It can also be.

なお、図4に逆止弁の一例を示したが、この逆止弁の構成は、特に限定されるものではない。 Incidentally, an example of a check valve in FIG. 4, the structure of the check valve is not limited in particular. 例えば、図5に示すように、逆止弁21Aは、送液管15内に弁体22Aの一端側が弁軸28によって回動可能に支持されてなるものであってもよい。 For example, as shown in FIG. 5, the check valve 21A is one end of the valve body 22A into liquid feed pipe 15 may be made of is rotatably supported by the valve shaft 28. この例では、送液管15が、小径部15aと小径部15aよりも内径の大きい大径部15bとを有し、この小径部15aと大径部15bとの境界部分に弁体22Aが配されている。 In this example, liquid feed pipe 15, and a larger large diameter portion 15b of the inner diameter than the small-diameter portion 15a and the small diameter portion 15a, the valve body 22A in the boundary portion between the small-diameter portion 15a and a large diameter portion 15b is distribution It is. そして、この逆止弁21Aは、反応溶液13が送液されていない状態では、図5(a)に示すように、小径部15aと大径部15bとの境界部分の段差である干渉部15cに弁体22Aが当接した状態で流路が塞がれており、溶液容器14から反応容器12に反応溶液13が送液されると、図5(b)に示すように、その流れによって弁体22Aが弁軸28を中心として回動して流路が開かれた状態となる。 Then, the check valve 21A, the reaction in the state where the solution 13 is not fed, as shown in FIG. 5 (a), the interference unit 15c is a step at the boundary between the small-diameter portion 15a and a large diameter portion 15b the valve body 22A has the flow path is blocked while abutting, the reaction solution 13 in the reaction vessel 12 from the solution container 14 is fed, as shown in FIG. 5 (b), by its flow the valve body 22A is in a state where the flow path by rotating around the valve shaft 28 is opened.

このような逆止弁21Aを用いる場合、弁体22A自体が導電性を有する材料で形成されて導電部23Aとなっている。 When using such a check valve 21A, is formed of a material valve body 22A itself is conductive and has a conductive portion 23A. そして、弁体22Aの弁軸28側の端部が送液管15に設けられる一方の端子部25Aに接続されており、他方の端子部26Aは、導電部23Aである弁体22Aが干渉部15cに当接した状態で電気的に接続される接点部24Aを兼ねている。 The end of the valve shaft 28 side of the valve body 22A is connected to one terminal portion 25A provided in the liquid feed pipe 15, the other terminal section 26A, the valve body 22A is a conductive portion 23A interference portion also it serves as a contact portion 24A to be electrically connected in contact with the 15c. そして、このような構成においても、上述したように導電部23Aと接点部24Aとの接触状態から反応溶液13の送液開始及び送液停止が検出される。 Even in such a configuration, feed liquid starts and feeding stop of the reaction solution 13 from contact with the conductive portion 23A and the contact portion 24A as described above is detected.

(実施形態3) (Embodiment 3)
図6は、実施形態3に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図であり、図7は、送液管部分を示す断面図である。 Figure 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 3, FIG. 7 is a sectional view showing a liquid feed pipe portion. なお、本実施形態は、検出手段を変更した例であり、それ以外の構成は実施形態1と同様である。 The present embodiment is an example of changing the detection means, and the other configurations are the same as in the first embodiment. このため、同一部材には同一符号を付し重複する説明は省略する。 Therefore, the duplicated description the same reference numerals denote the same members will be omitted.

本実施形態は、図示するように、送液管15に圧力調整弁29が設けられていると共に、圧力調整弁29に近接してスイッチ部材30が配されており、検出手段がこれら圧力調整弁29とスイッチ部材30とで構成された例である。 This embodiment, as illustrated, the pressure control valve 29 is provided in the liquid feed pipe 15, and the switch member 30 is disposed in proximity to the pressure regulating valve 29, the detection means of these pressure control valve 29 and is an example configured with the switch member 30. そして、圧力調整弁29によるスイッチ部材30の押圧状態から、反応溶液13の送液開始及び送液停止を検出するようにした例である。 Then, the pressing state of the switch member 30 by the pressure regulating valve 29, an example in which to detect the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution 13.

圧力調整弁29は、基体31に設けられた貫通部32の基体31の厚さ方向両側を塞ぐように、可撓性のシートからなり厚さ方向に変形可能な第1の圧力変形部33及び第2の圧力変形部34が設けられている。 The pressure regulating valve 29, so as to close the thickness direction on both sides of the base 31 of the penetrating part 32 provided in the base 31, the flexible first deformable in the thickness direction becomes a sheet of pressure deformation portion 33 and second pressure deformation portion 34 is provided. この第1の圧力変形部33の外側は反応容器12に連通される連通路35が設けられており、第1の圧力変形部33は、その外側から反応容器12の内圧を受けている。 The outer side of the first pressure deformation portion 33 is communicating passage 35 is provided in communication with the reaction vessel 12, the first pressure deformation portion 33 is undergoing internal pressure of the reaction vessel 12 from the outside. 一方、第2の圧力変形部34の外側は外部に開放されており、第2の圧力変形部34はその外側から大気圧を受けている。 On the other hand, outside of the second pressure deformation portion 34 is open to the outside, a second pressure deformation portion 34 is under the atmospheric pressure from the outside.

また、貫通部32の第1及び第2の圧力変形部33,34の間の空間は、基体31の厚さ方向の中間に設けられた仕切部材36により区画され、第1の圧力変形部33側が第1の流路37、第2の圧力変形部34側が第2の流路38となり、それぞれ基体31の平面方向に延設されており、これら第1の流路37と第2の流路38とは、仕切部材36に設けられた貫通孔39によって連通されている。 Also, the space between the first and second pressure deformation portions 33 and 34 of the penetrating part 32 is partitioned by the partition member 36 provided in the thickness direction the middle of the base 31, the first pressure deformation portion 33 side first flow passage 37, the second pressure deformation portion 34 side next to the second flow path 38, and extends in the planar direction of the base body 31 respectively, these first flow path 37 second flow path 38 and is communicated by the through-hole 39 provided in the partition member 36. これら第1の流路37及び第2の流路38は、送液管15の一部を構成しており、第1の流路37が反応容器12に連通し、第2の流路38が溶液容器14に連通している。 These first channel 37 and second channel 38 constitutes a part of the liquid feed pipe 15, the first flow path 37 communicates with the reaction vessel 12, the second flow path 38 It communicates with the solution containers 14.

また、貫通部32の第1及び第2の圧力変形部33,34の間の空間には、第1及び第2の圧力変形部33,34に連結された状態でこれら第1及び第2の圧力変形部33,34と共に図中上下方向に2点間で移動する弁部材40が設けられている。 Also, the space between the first and second pressure deformation portions 33 and 34 of the penetrating part 32, first and second of these in a state of being connected to the first and second pressure deformation portions 33 the valve member 40 to move between two points in vertical direction in the drawing is provided with pressure deformation portion 33. 弁部材40は、第1及び第2の圧力変形部33,34を連結すると共に貫通孔39を貫通して配置された連結部41と連結部41の第1の圧力変形部33側に設けられて貫通孔39を開閉可能な弁部42とを具備する。 The valve member 40 is provided on the first and the first pressure deformation portion 33 side of the second connecting portion 41 and the connecting portion 41 which is disposed through the through hole 39 with connecting the pressure deformation portions 33 and 34 comprising a valve unit 42 which can open and close the through-hole 39 Te.

また本実施形態では、このような圧力調整弁29の貫通部32に対向する位置に、圧力調整弁29に近接してスイッチ部材30が配されている。 In the present embodiment, at a position opposed to the through portions 32 of such a pressure regulating valve 29, the switch member 30 is disposed in proximity to the pressure regulating valve 29. 以下に説明するように、圧力調整弁29の弁部材40が所定位置にある場合にこのスイッチ部材30を押圧するようになっている。 As explained below, the valve member 40 of the pressure regulating valve 29 is adapted to push the switch member 30 when in a predetermined position. そして、弁部材40がスイッチ部材30を押圧しているか否かを電気的に検出することで、反応溶液13の送液開始及び送液停止が検出されるようになっている。 Then, the valve member 40 is adapted to be to electrically detect whether or not pressing the switch member 30, liquid transfer start and feeding stop of the reaction solution 13 is detected.

具体的には、まず第1の圧力変形部33が受ける反応容器12の内圧が第2の圧力変形部34が受ける大気圧より高い状態においては、図7(a)に示すように、第1及び第2の圧力変形部33,34は弁部材40と共に図中上方に移動して弁部42が仕切部材36に当接して貫通孔39が閉じられた状態、すなわち、第1の流路37と第2の流路38との連通が遮断された状態となる。 Specifically, first, in the first atmospheric pressure higher than the state where the internal pressure of the reaction vessel 12 to pressure deformation portion 33 receives the second pressure deformation portion 34 is subjected, as shown in FIG. 7 (a), first and a second state in which the valve portion 42 moves upward in the drawing with pressure deformation portion 33 and the valve member 40 through hole 39 in contact with the partition member 36 is closed, i.e., the first channel 37 a state in which communication is blocked between the second flow path 38. また弁部材40の連結部41によってスイッチ部材30が押圧された状態となる。 Also the state where the switch member 30 is pressed by the connecting portion 41 of the valve member 40.

一方、第1の圧力変形部33が受ける反応容器12の内圧が、第2の圧力変形部34が受ける大気圧より低い状態となると、図7(b)に示すように、第1及び第2の圧力変形部33,34は弁部材40と共に図中下方に移動して弁部42が仕切部材36から離間して貫通孔39が開かれた状態、すなわち、第1の流路37と第2の流路38とが連通された状態となる。 On the other hand, the internal pressure of the reaction vessel 12 in which the first pressure deformation portion 33 is received by and becomes lower than the atmospheric pressure by the second pressure deformation portion 34 is subjected, as shown in FIG. 7 (b), first and second state the valve portion 42 moves downward in the drawing with pressure deformation portion 33 and the valve member 40 through hole 39 spaced from the partition member 36 is opened, i.e., a first flow path 37 second a state of being passed through the flow path 38 communicate with each other. また弁部材40の連結部41がスイッチ部材30から離れた状態となる。 Also a state of connecting portion 41 of the valve member 40 moves away from the switch member 30. この状態では、反応溶液13が溶液容器14から送液管15の一部である第2の流路38及び第1の流路37を介して反応容器12に送液される。 In this state, the reaction solution 13 is fed to the reaction vessel 12 via the second channel 38 and the first flow path 37 from the solution container 14 which is a part of the liquid supply pipe 15. そして、反応溶液13の送液により水素発生反応が生じ反応容器12の内圧が大気圧より高くなると、上述したように再び閉状態となる。 When the internal pressure of the reaction solution 13 liquid feed reaction vessel 12 occurs hydrogen generation reaction by the is higher than atmospheric pressure, and again closed, as described above. なお、本実施形態では、第2の圧力変形部34が大気圧を受けるようにしたが、例えば、この第2の圧力変形部34をバネ部材等によって付勢するようにし、反応溶液13が送液される圧力を調整してもよい。 In the present embodiment, the second pressure deformation portion 34 is adapted to receive atmospheric pressure, for example, the second pressure deformation portion 34 so as to bias by a spring member or the like, the reaction solution 13 is fed the pressure to be liquid may be adjusted.

このように本実施形態では、弁部材40がスイッチ部材30から離れた場合に反応溶液13の送液開始が検出され、弁部材40がスイッチ部材30を押圧した場合に送液停止が検出される。 As described above, in this embodiment, the valve member 40 is liquid delivery start of the reaction solution 13 in the case away from the switch member 30 is detected, feeding stop is detected when the valve member 40 presses the switch member 30 . そして、測定手段18は、この送液開始及び送液停止の検出をトリガとして反応溶液13の送液期間の長さを測定し、残量算出手段19がその測定結果に基づいて燃料残量を算出する。 The measurement means 18, the detection of the liquid feed start and feeding stop measuring the length of the liquid-feeding period of the reaction solution 13 as a trigger, the remaining amount calculating unit 19 is a fuel remaining amount based on the measurement result calculate.

このような本実施形態の構成では、弁部材40の開閉制御に電力を必要としない。 In such a configuration of the present embodiment does not require power to open and close control of the valve member 40. そしてこの弁部材40によってスイッチ部材30を機械的に押圧されているか否かによって反応溶液13の送液開始及び送液停止を検出しているため、その検出にも電力を必要としない。 And because it detects the liquid feed start and feeding stop of the reaction solution 13 by whether or not it is mechanically pressing the switch member 30 by the valve member 40, it does not require power to the detection. したがって、燃料残量の取得に必要な消費電力量をさらに少なく抑えることができる。 Therefore, it is possible to suppress further reduce the power consumption necessary to obtain a remaining fuel amount. また、スイッチ部材30が送液管15の外側に配されているため、スイッチ部材30から電気信号を送る配線等の腐食を防止することができるという効果もある。 Moreover, there is the switch member 30 is disposed on the outside of the liquid feed pipe 15, also an effect that it is possible to prevent corrosion of the wirings for sending an electrical signal from the switch member 30.

(実施形態4) (Embodiment 4)
図8は、本発明の実施形態4に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図である。 Figure 8 is a sectional view showing a schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 4 of the present invention. なお、本実施形態は、溶液容器を反応容器内に配置した例であり、同一部材には同一符号を付し重複する説明は省略する。 The present embodiment is an example in which the solution container into the reaction vessel, duplicated description thereof is omitted the same reference numerals denote the same members.

本実施形態では、図8に示すように、反応容器12Aの内部に溶液容器14Aが備えられており、反応容器12Aと溶液容器14Aは、反応容器12A内に配された送液管15Aにより接続されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the reaction is provided with an internal solution container 14A of the container 12A, the reaction vessel 12A and the solution container 14A is connected by a liquid supply pipe 15A disposed in the reaction vessel 12A It is. この送液管15Aは、その先端部が反応容器12A内に保持されている反応物固体11に向かうように配されており、送液管15Aを介して送液された反応溶液13は反応物固体11に直接噴射されるようになっている。 The liquid feed pipe 15A has its front end portion is disposed to face the reaction solids 11 held in the reaction vessel 12A, the reaction solution 13 is the reaction product was fed through a liquid feed pipe 15A It is adapted to be directly injected into a solid 11.

本実施形態に係る溶液容器14Aは、例えば、樹脂材料やゴム等の可撓性材料の袋部材からなり、その底部が反応容器12A内に固定されている。 Solution container 14A according to this embodiment, for example, a bag member of a flexible material such as a resin material or rubber, the bottom portion is fixed to the reaction vessel 12A. なお、溶液容器14Aの材料としては、具体的には、例えば、ポリプロピレン、PET、シリコーン、シリコーンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム等が挙げられる。 As the material of the solution container 14A, specifically, for example, polypropylene, PET, silicone, silicone rubber, butyl rubber, isoprene rubber and the like. 溶液容器14Aの上面側と反応容器12Aの上部壁面との間には、例えば、ばね部材からなる付勢部材43が設けられており、この付勢部材43によって溶液容器14Aが付勢されている。 Between the upper wall of the upper side and the reaction container 12A of the solution container 14A, for example, a biasing member 43 consisting of a spring member is provided, the solution container 14A is urged by the urging member 43 . なお、付勢部材43を構成するばね部材としては、例えば、定荷重ばね、圧縮コイルばね等が好適に用いられる。 As the spring member constituting the urging member 43, for example, constant force spring, a compression coil spring or the like is preferably used. 勿論、付勢部材43は、溶液容器14Aを付勢できるものであれば、ばね部材に限定されるものではない。 Of course, biasing member 43, as long as it can urge the solution container 14A, is not limited to the spring member.

そして、上述したように送液管15Aには検出部17が設けられており、測定手段18がこの検出部17の検出をトリガとして反応溶液13の送液期間の長さを測定し、残量算出手段19が、その測定結果と記憶部20のテーブルとに基づいて燃料残量を算出する。 Then, the detection unit 17 is provided in the liquid supply pipe 15A, as described above, the measuring means 18 measures the length of the liquid-feeding period of the reaction solution 13 as a trigger detection of the detector 17, the remaining amount calculating means 19 calculates the remaining fuel quantity based on its measurement result storage unit 20 tables.

このような本実施形態の構成においても、上述の実施形態と同様に、燃料残量を比較的容易且つ正確に取得することができる。 Also in such a configuration of the present embodiment, similarly to the above-mentioned embodiment, it is possible to obtain a fuel quantity relatively easily and accurately. また、本実施形態の構成では、溶液容器14A内の反応溶液13が反応容器12Aの反応物固体11に供給されるにしたがって、付勢部材43の付勢力により溶液容器14Aが付勢されてその体積が減少する。 Further, in the configuration of the present embodiment, according to the reaction solution 13 in the solution container 14A is supplied to the reaction solids 11 in the reaction vessel 12A, the urging force of the urging member 43 solution container 14A is energized the volume is reduced. このため、反応容器12Aの容積は溶液容器14Aの体積減少分だけ増加することになる。 Therefore, the volume of the reaction vessel 12A will increase by the volume decrease of the solution container 14A. したがって、デッドスペースがなくなり、少ないスペースで水素の発生を行う領域を増加させることができ、水素発生量を減らすことなく省スペース化が可能になる。 Therefore, there is no dead space, it is possible to increase the area for the generation of hydrogen in a small space, space saving is possible without reducing the amount of hydrogen generation. また、スペースを増加させることなく水素発生量を増加させることが可能になる。 Further, it is possible to increase the amount of hydrogen generation without increasing the space.

(実施形態5) (Embodiment 5)
図9は、本発明の実施形態5に係る燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。 Figure 9 is a schematic diagram showing an example of a fuel cell system according to Embodiment 5 of the present invention. なお、同一部材には同一部号を付し、重複する説明は省略する。 Incidentally, the same members denoted by the same unit No., and duplicate explanations are omitted.

図9に示す本実施形態に係る燃料電池システムは、図1に示した水素発生装置10を燃料電池に接続したシステムである。 The fuel cell system according to the present embodiment shown in FIG. 9 is a system connected to the fuel cell hydrogen generation device 10 shown in FIG. すなわち、燃料電池50にはアノードチャンバ51が備えられ、アノードチャンバ51は燃料電池セル52のアノード室に接する空間を構成している。 That is, the fuel cell 50 provided with an anode chamber 51, anode chamber 51 constitutes a space in contact with the anode compartment of the fuel cell 52. アノード室は、アノードで消費する水素を一時的に保持する空間である。 The anode chamber is a space for temporarily holding the hydrogen consumed by the anode. アノードチャンバ51と反応容器12とは、排出管16により接続されており、反応容器12で発生した水素がアノードチャンバ51のアノード室に供給される。 The anode chamber 51 and the reaction vessel 12 are connected by a discharge pipe 16, the hydrogen generated in the reaction vessel 12 is supplied to the anode compartment of the anode chamber 51. アノード室に供給された水素は、アノードでの燃料電池反応で消費される。 Hydrogen supplied to the anode chamber is consumed by the fuel cell reaction at the anode. アノードでの水素の消費量は、燃料電池50の出力電流に応じて決定される。 Consumption of hydrogen in the anode is determined according to the output current of the fuel cell 50.

このような構成の燃料電池システムでは、燃料カートリッジ等である水素発生装置10の燃料残量を正確に把握することができ、また燃料残量の検出のための消費電力量が抑えられているため、発電量を向上することができる。 In such a configuration of the fuel cell system, the fuel remaining amount of the hydrogen generator 10 is a fuel cartridge or the like can be accurately grasped, and because the power consumption for detecting the remaining amount of fuel is suppressed , it is possible to improve the power generation amount. また、燃料を最後まで使い切ることができるようになり、経済性が向上する。 Further, it becomes possible to use up the fuel to the end, economic efficiency is improved.

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるまでもない。 Having described the embodiments of the present invention, the present invention is not even limited to these embodiments. また上述の各実施形態の構成を組み合わせてもよいことは言うまでもない。 Also it may be combined with the structure of each of the above embodiments of course.

本発明の実施形態1に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図である。 A schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 1 of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 時間経過と燃料残量及び反応容器の内圧との関係を示すグラフである。 It is a graph showing the relationship between the elapsed time and the fuel quantity and the internal pressure of the reaction vessel. 本発明の実施形態2に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図である。 A schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 2 of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 本発明の実施形態2に係る送液管部分を示す断面図である。 It is a sectional view showing a liquid feed tube portion according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2に係る送液管部分の変形例を示す断面図である。 A modification of the liquid feed tube portion according to the second embodiment of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 本発明の実施形態3に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図である。 A schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 3 of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 本発明の実施形態3に係る送液管部分を示す断面図である。 It is a sectional view showing a liquid feed tube portion according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4に係る水素発生装置の概略構成を示す断面図である。 A schematic configuration of a hydrogen generator according to Embodiment 4 of the present invention is a cross-sectional view illustrating. 本発明の実施形態5に係る燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。 Is a schematic diagram showing an example of a fuel cell system according to Embodiment 5 of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 水素発生装置 11 反応物固体 12 反応容器 13 反応溶液 14 溶液容器 15 送液管 16 排出管 17 検出部 18 測定手段 19 残量算出手段 20 記憶部 21 逆止弁 22 弁体 23 導電部 24 接点部 25,26 端子部 27 配線 28 弁軸 29 圧力調整弁 30 スイッチ部材 31 基体 32 貫通部 33 第1の圧力変形部 34 第2の圧力変形部 35 連通路 36 仕切部材 37 第1の流路 38 第2の流路 39 貫通孔 40 弁部材 41 連結部 42 弁部 43 付勢部材 50 燃料電池 10 hydrogen generating apparatus 11 reaction solid 12 reaction vessel 13 the reaction solution 14 solution container 15 liquid feed pipe 16 discharge pipe 17 detector 18 measuring unit 19 remaining calculating unit 20 storage unit 21 the check valve 22 the valve body 23 conductive portion 24 contacts parts 25, 26 terminal 27 line 28 valve stem 29 a pressure regulating valve 30 switching member 31 the base 32 through portion 33 first pressure deformation portion 34 and the second pressure deformation portion 35 communication passage 36 partition member 37 first channel 38 second channel 39 through holes 40 valve member 41 connecting portion 42 valve unit 43 biasing member 50 fuel cell

Claims (5)

  1. 反応溶液が収容される溶液容器と、前記反応溶液との反応により水素を生成する反応物固体が収容される反応容器と、前記溶液容器と前記反応容器とを連通する送液路とを有し、前記反応容器の内圧が前記溶液容器の内圧以下である場合に前記反応溶液が前記溶液容器から前記反応容器に送液される水素発生装置であって、 It includes a solution container which the reaction solution is accommodated, a reaction vessel reactants solids are accommodated to produce hydrogen by the reaction between the reaction solution, and a liquid feed path communicating with said reaction container and the solution container the a hydrogen generator internal pressure is the reaction solution is less than or equal to the internal pressure of the solution container is fed to the reaction vessel from the solution container of a reaction vessel,
    前記溶液容器から前記反応容器への前記反応溶液の送液開始及び送液停止を検出する検出手段と、該検出手段による検出をトリガとして前記反応溶液の送液期間の長さを測定する測定手段と、該測定手段による測定値に基づいて前記反応物固体と前記反応溶液との反応により生成される水素残量を算出する残量算出手段と、を具備すると共に、 Detecting means for detecting the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution from the solution container into the reaction vessel, measuring means for measuring the length of the liquid feed period of the reaction solution as a trigger detection by the detection means If, while anda remaining amount calculating means for calculating the residual hydrogen quantity produced by the reaction between the reaction solution and the reactant solid based on measurements by said measuring means,
    前記送液路に設けられ、前記反応容器の内圧が所定圧力以下である場合に当該送液路を開放して前記反応容器から前記反応物溶液への前記反応溶液の送液を許容する逆止弁である開閉手段を有し、 Wherein provided on the feeding path, check that the internal pressure of the reaction vessel to allow the liquid feed of the reaction solution of the liquid feed passage to the said reaction vessel opening when the predetermined pressure or less to the reaction product solution It has a closing means is a valve,
    且つ該開閉手段は、前記検出手段を兼ねており、前記逆止弁を構成する弁体が閉状態である場合に接触する導電部と接点部を有し、前記導電部と前記接点部との導通状態から前記反応溶液の送液開始及び送液停止を検出することを特徴とする水素発生装置。 And said switching means also serves as said detection means, the valve body constituting the check valve has a conductive portion and the contact portion in contact with the case in the closed state, and the conductive portion of said contact portion hydrogen generating apparatus characterized by detecting the liquid feeding start and feeding stop of the reaction solution from a conductive state.
  2. 前記送液期間の長さと前記水素残量とを関連付けたテーブルが予め記憶された記憶部をさらに有し、 Further comprising a storage unit which table is stored in advance which associates a length and said remaining amount of hydrogen of the liquid transfer period,
    前記残量算出手段は、前記測定手段による測定値と前記テーブルとから前記水素残量を算出することを特徴とする請求項1に記載の水素発生装置。 The remaining amount calculating means, the hydrogen generating apparatus according to claim 1, characterized in that to calculate the residual hydrogen quantity and a measured value and said table by said measuring means.
  3. 前記測定手段の測定値を記憶する記憶部をさらに有し、 Further comprising a storage unit for storing the measured value of the measuring means,
    前記残量算出手段は、前記測定手段による最新の測定値と、前記記憶部に記憶されている前回の測定値との差に基づいて前記水素残量を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の水素発生装置。 The remaining amount calculating unit according to claim 1, characterized in that for calculating the latest measurement values ​​by the measurement unit, the difference the remaining amount of hydrogen, based on the measured values ​​of the previous time stored in the storage unit or hydrogen generator according to 2.
  4. 前記反応溶液が一定流量で前記反応容器に送液されることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の水素発生装置。 The reaction solution hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is fed to the reaction vessel at a constant flow rate.
  5. 水素が供給されるアノード室を有すると共に、該アノード室への水素供給手段として請求項1〜4の何れか一項に記載の水素発生装置を具備することを特徴とする燃料電池システム。 With an anode chamber in which hydrogen is supplied, the fuel cell system characterized by comprising the hydrogen generating apparatus according to any one of claims 1 to 4 as a hydrogen supply means to said anode compartment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088415Y2 (en) * 1988-01-22 1996-03-06 武晴 恵良 Flow rate detector
JPH03172766A (en) * 1989-11-30 1991-07-26 Ngk Spark Plug Co Ltd Liquid flow detecting device for conduit
JP2002071403A (en) * 2000-08-31 2002-03-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd Fluid detector and water purifier using it and purified water shower
WO2006053236A8 (en) * 2004-11-12 2007-01-25 Howard Anderson Hydrogen generator cartridge
JP2006077822A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Saginomiya Seisakusho Inc Pressure-operated valve with switching function
JP2007058011A (en) * 2005-08-26 2007-03-08 Kyocera Mita Corp Fixing device
JP4868352B2 (en) * 2005-12-27 2012-02-01 セイコーインスツル株式会社 Hydrogen generating facility and a fuel cell system

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