JPWO2008105182A1 - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008105182A1
JPWO2008105182A1 JP2009501142A JP2009501142A JPWO2008105182A1 JP WO2008105182 A1 JPWO2008105182 A1 JP WO2008105182A1 JP 2009501142 A JP2009501142 A JP 2009501142A JP 2009501142 A JP2009501142 A JP 2009501142A JP WO2008105182 A1 JPWO2008105182 A1 JP WO2008105182A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
socket
fuel cell
cell according
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2009501142A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
高橋 賢一
賢一 高橋
川村 公一
公一 川村
長谷部 裕之
裕之 長谷部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of JPWO2008105182A1 publication Critical patent/JPWO2008105182A1/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/06Releasable fastening devices with snap-action
    • F16B21/07Releasable fastening devices with snap-action in which the socket has a resilient part
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

本発明は、燃料電池に対するソケット部の取付け性やソケット部による液体燃料のシール性を簡易な構造で高めることによって、小型化を阻害することなく、信頼性や安全性を高めた燃料電池を提供することを目的とする。本発明は、燃料カートリッジのノズルの着脱動作に応じて開閉される燃料流路を有するソケット部4と、ソケット部4が収納されるソケット収納部5と、ソケット収納部5と燃料供給路9を介して接続される燃料収容部と、燃料収容部から燃料が供給されて発電動作する起電部とを具備する燃料電池に関する。ソケット部4内の燃料流路と燃料供給路9との間は弾性体31でシールされる。ソケット部4のソケット収納部5内への挿入位置は、ソケット部4による弾性体31の押圧力を制御するように位置決めされる。ソケット収納部5内への挿入位置が規定されたソケット部4は固定部で固定される。The present invention provides a fuel cell that has improved reliability and safety without hindering downsizing by enhancing the mounting property of the socket portion to the fuel cell and the sealing performance of the liquid fuel by the socket portion with a simple structure. The purpose is to do. The present invention includes a socket part 4 having a fuel flow path that is opened and closed in accordance with an attaching / detaching operation of a nozzle of a fuel cartridge, a socket accommodating part 5 in which the socket part 4 is accommodated, a socket accommodating part 5 and a fuel supply path 9. The present invention relates to a fuel cell including a fuel storage unit connected via a fuel cell, and an electromotive unit that is supplied with fuel from the fuel storage unit and performs a power generation operation. An elastic body 31 seals between the fuel flow path in the socket portion 4 and the fuel supply path 9. The insertion position of the socket part 4 into the socket storage part 5 is positioned so as to control the pressing force of the elastic body 31 by the socket part 4. The socket part 4 in which the insertion position into the socket storage part 5 is defined is fixed by a fixing part.

Description

本発明は液体燃料を用いた燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell using liquid fuel.

ノートパソコンや携帯電話等の携帯用電子機器を長時間充電なしで使用可能とするために、携帯用電子機器の電源や充電器に燃料電池を用いることが試みられている。燃料電池は燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料を補給すれば連続して長時間発電することが可能であるという特徴を有している。このため、燃料電池を小型化できれば、携帯用電子機器の電源や充電器として極めて有利なシステムといえる。   In order to make it possible to use portable electronic devices such as notebook computers and mobile phones without charging for a long time, it has been attempted to use a fuel cell for a power source or a charger of the portable electronic device. A fuel cell is characterized in that it can generate electric power simply by supplying fuel and air, and can generate electric power continuously for a long time if fuel is replenished. For this reason, if the fuel cell can be reduced in size, it can be said that the system is extremely advantageous as a power source or a charger for portable electronic devices.

直接メタノール型燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell:DMFC)は小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、携帯用電子機器の電源や充電器として有望視されている。DMFCにおける液体燃料の供給方式としては、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式、また燃料収容部内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式が知られている。これらのうち、パッシブ方式はDMFCの小型化に対して有利である。   A direct methanol fuel cell (DMFC) is promising as a power source and a charger for portable electronic devices because it can be miniaturized and can easily handle fuel. As the liquid fuel supply method in the DMFC, there are known an active method such as a gas supply type and a liquid supply type, and a passive method such as an internal vaporization type in which the liquid fuel in the fuel container is vaporized inside the cell and supplied to the fuel electrode. It has been. Of these, the passive method is advantageous for downsizing the DMFC.

パッシブ型等のDMFCにおいては、燃料収容部内の液体燃料を直接もしくは流路を介して起電部の燃料極側に送り、液体燃料の気化成分を燃料極に供給することで発電反応を生起する(特許文献1〜2参照)。燃料収容部に対しては、燃料カートリッジを用いて液体燃料を供給する。サテライトタイプ(外部注入式)の燃料カートリッジにおいては、バルブ機構を内蔵するノズル部とソケット部とを具備するカップラを用いて、液体燃料の遮断並びに注入を行うことが検討されている(特許文献3参照)。   In a DMFC such as a passive type, the liquid fuel in the fuel storage unit is sent directly or via a flow path to the fuel electrode side of the electromotive unit, and the vaporization component of the liquid fuel is supplied to the fuel electrode to generate a power generation reaction. (See Patent Documents 1 and 2). Liquid fuel is supplied to the fuel storage portion using a fuel cartridge. In a satellite type (external injection type) fuel cartridge, it has been studied to shut off and inject liquid fuel by using a coupler having a nozzle part and a socket part with a built-in valve mechanism (Patent Document 3). reference).

燃料カートリッジに収容された液体燃料は、燃料カートリッジに装着されたノズル部を燃料電池の燃料収容部に設けられたソケット部に接続し、これらノズル部およびソケット部内のバルブ機構を開放することによって、燃料電池の燃料収容部に供給される。ソケット部は小型化が進められている燃料電池の限られた空間内に設置する必要がある。さらに、ソケット部には漏液や破損による事故の発生を防止することが可能な構造が求められる。そこで、ソケット部には燃料電池に対して省スペースで簡易に取付けることができ、それ自体や取付け部からの漏液を簡易な構造で確実に防止することが求められる。
国際公開第2005/112172号パンフレット 特開2006−085952公報 特開2006−093001公報
The liquid fuel contained in the fuel cartridge is connected to the socket part provided in the fuel containing part of the fuel cell by connecting the nozzle part attached to the fuel cartridge, and by opening the valve mechanism in these nozzle part and socket part, It is supplied to the fuel storage part of the fuel cell. The socket portion needs to be installed in a limited space of a fuel cell that is being miniaturized. Further, the socket portion is required to have a structure that can prevent an accident due to leakage or damage. Therefore, it is required that the socket portion can be easily attached to the fuel cell in a space-saving manner, and it is required to reliably prevent leakage from itself or the attachment portion with a simple structure.
International Publication No. 2005/112172 Pamphlet JP 2006-089552 A JP 2006-093001 A

本発明の目的は、燃料電池に対するソケット部の取付け性やソケット部による液体燃料のシール性を簡易な構造で高めることによって、小型化を阻害することなく、信頼性や安全性を高めた燃料電池を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve reliability and safety without hindering downsizing by enhancing the mounting property of a socket part to a fuel cell and the sealing property of liquid fuel by the socket part with a simple structure. The purpose is to provide.

本発明の態様に係る燃料電池は、燃料カートリッジのノズル部が着脱可能に接続され、前記ノズル部の着脱動作に応じて開閉される燃料流路を有するソケット部と、前記ソケット部が収納されるソケット収納部と、前記ソケット収納部と燃料供給路を介して接続され、前記ソケット部に前記ノズル部が接続された前記燃料カートリッジから供給された液体燃料を収容する燃料収容部と、前記ソケット部内の前記燃料流路と前記燃料供給路との間をシールする弾性体と、前記ソケット部による前記弾性体の押圧力を制御するように、前記ソケット部の前記ソケット収納部内への挿入位置を規定する位置決め部と、前記位置決め部に基づいて前記ソケット収納部内への挿入位置が規定された前記ソケット部を固定する固定部と、燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極と前記酸化剤極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備え、前記燃料収容部から燃料が供給されて発電動作する起電部とを具備することを特徴としている。   In a fuel cell according to an aspect of the present invention, a nozzle portion of a fuel cartridge is detachably connected, and a socket portion having a fuel flow path that is opened and closed according to the attachment / detachment operation of the nozzle portion, and the socket portion are accommodated. A socket housing portion, a fuel housing portion connected to the socket housing portion via a fuel supply path, and containing the liquid fuel supplied from the fuel cartridge having the nozzle portion connected to the socket portion; An elastic body that seals between the fuel flow path and the fuel supply path, and an insertion position of the socket part in the socket housing part is defined so as to control a pressing force of the elastic body by the socket part. Positioning part, a fixing part for fixing the socket part in which the insertion position into the socket housing part is defined based on the positioning part, a fuel electrode, and an oxidizer And a membrane electrode assembly having an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the oxidant electrode, and an electromotive unit that is supplied with fuel from the fuel storage unit and performs a power generation operation. It is said.

本発明の実施形態による燃料電池を燃料カートリッジと組合せた構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which combined the fuel cell by embodiment of this invention with the fuel cartridge. 本発明の実施形態による燃料電池のソケット部とソケット収納部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the socket part and socket accommodating part of the fuel cell by embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態による燃料電池のソケット部とソケット収納部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the socket part and socket accommodating part of the fuel cell by other embodiment of this invention. 図3に示すソケット部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the socket part shown in FIG. 図3に示すソケット部の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the socket part shown in FIG. 図3に示すソケット部を固定ピンで固定した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which fixed the socket part shown in FIG. 3 with the fixing pin. 図3に示すソケット部を固定ピンで固定した他の状態を示す図である。It is a figure which shows the other state which fixed the socket part shown in FIG. 3 with the fixing pin. 図3に示すソケット部を固定スリーブで固定した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which fixed the socket part shown in FIG. 3 with the fixing sleeve. 図3に示すソケット部を固定スリーブで固定した他の状態を示す図である。It is a figure which shows the other state which fixed the socket part shown in FIG. 3 with the fixing sleeve. 本発明のさらに他の実施形態による燃料電池のソケット部を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a socket part of a fuel cell according to still another embodiment of the present invention. 図10に示すソケット部を収納するソケット収納部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the socket accommodating part which accommodates the socket part shown in FIG. 図10に示すソケット部をソケット収納部に収納した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which accommodated the socket part shown in FIG. 10 in the socket accommodating part. 図10に示すソケット部の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the socket part shown in FIG. 本発明の第1の実施形態による燃料電池の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fuel cell by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による燃料電池の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fuel cell by the 2nd Embodiment of this invention. 図15に示す燃料電池の燃料供給部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the fuel supply part of the fuel cell shown in FIG. 図15に示す燃料電池の燃料供給部の他の構成を示す平面図である。FIG. 16 is a plan view showing another configuration of the fuel supply unit of the fuel cell shown in FIG. 15.

符号の説明Explanation of symbols

1,72…燃料電池、2…起電部、3…燃料収容部、4…ソケット部、5…ソケット収容部、6…燃料カートリッジ、7…カートリッジ本体、8…ノズル部、9…燃料供給路、11…ノズル挿入口、12…ソケット本体、18…ゴムホルダ、19…バルブ、19a…バルブヘッド、19b…バルブステム、20…バルブシート、21…Oリング、22…圧縮スプリング、31…シール用弾性体、32,41…突起部、33,42,47b,49b…突起受け部、34,36…凹部、35,43…固定ピン、44,45…固定スリーブ、47…二分割構造のソケット収容部の下側半体、49…二分割構造のソケット収容部の上側半体、52…アノード触媒層、54…アノード(燃料極)、55…カソード触媒層、57…カソード(酸化剤極)、58…電解質膜、72…燃料供給部、73…流路、74…燃料供給ポンプ、81…燃料分配板、82…燃料注入口、83…燃料排出口。     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,72 ... Fuel cell, 2 ... Electromotive part, 3 ... Fuel accommodating part, 4 ... Socket part, 5 ... Socket accommodating part, 6 ... Fuel cartridge, 7 ... Cartridge main body, 8 ... Nozzle part, 9 ... Fuel supply path 11 ... Nozzle insertion port, 12 ... Socket body, 18 ... Rubber holder, 19 ... Valve, 19a ... Valve head, 19b ... Valve stem, 20 ... Valve seat, 21 ... O-ring, 22 ... Compression spring, 31 ... Elasticity for sealing Body, 32, 41 ... Projection, 33, 42, 47b, 49b ... Projection receiving part, 34, 36 ... Recess, 35, 43 ... Fixing pin, 44, 45 ... Fixing sleeve, 47 ... Socket housing part with two-part structure Lower half, 49 ... upper half of the socket housing portion of the two-part structure, 52 ... anode catalyst layer, 54 ... anode (fuel electrode), 55 ... cathode catalyst layer, 57 ... cathode (oxidant electrode), 8 ... electrolyte membrane, 72 ... fuel supply unit, 73 ... passage, 74 ... fuel supply pump, 81 ... fuel distribution plate, 82 ... fuel inlet, 83 ... fuel outlet.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態による燃料電池の構成、さらに燃料電池を燃料カートリッジと組合せた構成を示している。図1に示す燃料電池1は、起電部2と燃料収容部3とを具備している。燃料収容部3の下面には、燃料受容部となるソケット部4を収納するソケット収納部5が設置されている。ソケット収納部5にはソケット部4が配置されている。ソケット収納部5は後述するように燃料供給路を介して燃料収容部3と接続されている。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a fuel cell according to an embodiment of the present invention, and further a configuration in which the fuel cell is combined with a fuel cartridge. A fuel cell 1 shown in FIG. 1 includes an electromotive unit 2 and a fuel storage unit 3. On the lower surface of the fuel accommodating portion 3, a socket accommodating portion 5 for accommodating a socket portion 4 serving as a fuel receiving portion is installed. A socket part 4 is arranged in the socket storage part 5. The socket housing portion 5 is connected to the fuel housing portion 3 through a fuel supply path as will be described later.

ここでは、起電部2を燃料収容部3上に配置しているが、起電部2と燃料収容部3とは配管等の流路を介して接続されていてもよい。すなわち、燃料収容部3は起電部2とは別体として配置し、起電部2と流路を介して接続することができる。起電部2と燃料収容部3とを繋ぐ流路には、燃料供給ポンプ等を設置してもよい。起電部2と燃料収容部3とを流路を介して接続した構造については後に詳述する。   Here, although the electromotive part 2 is arrange | positioned on the fuel accommodating part 3, the electromotive part 2 and the fuel accommodating part 3 may be connected via flow paths, such as piping. That is, the fuel storage unit 3 can be arranged separately from the electromotive unit 2 and can be connected to the electromotive unit 2 via the flow path. A fuel supply pump or the like may be installed in the flow path connecting the electromotive unit 2 and the fuel storage unit 3. The structure in which the electromotive unit 2 and the fuel storage unit 3 are connected via a flow path will be described in detail later.

燃料カートリッジ6は液体燃料を収容するカートリッジ本体(液体燃料容器)7を有している。カートリッジ本体7の先端には、その内部に収容された液体燃料を燃料収容部3に供給する際の燃料吐出部となるノズル部8が設けられている。燃料カートリッジ6は燃料収容部3に液体燃料を注入するときのみ燃料電池1に接続されるものであり、いわゆるサテライトタイプ(外部注入式)の燃料カートリッジである。   The fuel cartridge 6 has a cartridge main body (liquid fuel container) 7 that stores liquid fuel. At the tip of the cartridge body 7, a nozzle portion 8 is provided as a fuel discharge portion when supplying the liquid fuel accommodated therein to the fuel accommodating portion 3. The fuel cartridge 6 is connected to the fuel cell 1 only when liquid fuel is injected into the fuel storage portion 3, and is a so-called satellite type (external injection type) fuel cartridge.

燃料カートリッジ6のカートリッジ本体7には、燃料電池1に応じた液体燃料、例えば直接メタノール型燃料電池(DMFC)であれば各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が収容される。カートリッジ本体7に収容する液体燃料はメタノール燃料に限られるものではなく、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。カートリッジ本体7には燃料電池1に対応した液体燃料が収容される。   The cartridge main body 7 of the fuel cartridge 6 accommodates liquid fuel corresponding to the fuel cell 1, for example, methanol fuel such as methanol aqueous solution of various concentrations or pure methanol in the case of a direct methanol fuel cell (DMFC). The liquid fuel accommodated in the cartridge body 7 is not limited to methanol fuel. For example, ethanol fuel such as ethanol aqueous solution or pure ethanol, propanol fuel such as propanol aqueous solution or pure propanol, glycol fuel such as glycol aqueous solution or pure glycol, dimethyl ether, etc. , Formic acid, and other liquid fuels. The cartridge body 7 contains liquid fuel corresponding to the fuel cell 1.

燃料電池1のソケット収納部5に収納されたソケット部4と燃料カートリッジ6のカートリッジ本体7に設けられたノズル部8とは、一対の接続機構(カップラ)を構成するものである。燃料電池1と燃料カートリッジ6とを接続(連結)するカップラにおいて、カートリッジ側接続機構としてのノズル部(オス側カップラ)8は、図示を省略したバルブ機構を内蔵している。通常状態(燃料カートリッジ6が燃料電池1から切り離された状態)において、ノズル部8のバルブ機構は閉状態とされている。燃料カートリッジ6を燃料電池1に接続すると、ノズル部8のバルブ機構が開状態となる。   The socket part 4 accommodated in the socket accommodating part 5 of the fuel cell 1 and the nozzle part 8 provided in the cartridge main body 7 of the fuel cartridge 6 constitute a pair of connection mechanisms (couplers). In a coupler that connects (couples) the fuel cell 1 and the fuel cartridge 6, a nozzle portion (male side coupler) 8 as a cartridge side connection mechanism incorporates a valve mechanism that is not shown. In a normal state (a state where the fuel cartridge 6 is disconnected from the fuel cell 1), the valve mechanism of the nozzle portion 8 is closed. When the fuel cartridge 6 is connected to the fuel cell 1, the valve mechanism of the nozzle portion 8 is opened.

燃料電池側接続機構としてのソケット部(メス側カップラ)4は、図2に示すようにソケット収納部5内に収納されている。ソケット収納部5はノズル部8が挿入される凹部5Aを有する。ソケット収納部5は凹部5Aの底部に開口された燃料供給路9を介して燃料収容部3と接続されている。ソケット部4はノズル部8の着脱動作に応じて開閉される燃料流路を有している。この燃料流路の開閉動作はソケット部4に内蔵されたバルブ機構により実施される。すなわち、ソケット部4はその内部の燃料流路をノズル部8の着脱動作に応じて動作するバルブ機構で開閉させるように構成されている。   A socket part (female side coupler) 4 as a fuel cell side connection mechanism is housed in a socket housing part 5 as shown in FIG. The socket housing part 5 has a recess 5A into which the nozzle part 8 is inserted. The socket housing portion 5 is connected to the fuel housing portion 3 via a fuel supply path 9 opened at the bottom of the recess 5A. The socket part 4 has a fuel flow path that is opened and closed according to the attaching / detaching operation of the nozzle part 8. The opening and closing operation of the fuel flow path is performed by a valve mechanism built in the socket portion 4. That is, the socket portion 4 is configured to open and close the internal fuel flow path by a valve mechanism that operates in accordance with the attaching / detaching operation of the nozzle portion 8.

ソケット部4の具体的な構成は以下の通りである。ソケット部4は凹状のノズル挿入口11を有するソケット本体12を具備している。ソケット本体12は円筒状の本体外周上部13と本体外周下部14とを有している。本体外周上部13と本体外周下部14の内側には、バルブ室を形成する本体中部15と本体下部16とが配置されている。これらによって、ソケット本体12が構成されている。本体中部15と本体下部16との間にはOリング17が介在されており、バルブ室の密閉性を高めている。   The specific configuration of the socket part 4 is as follows. The socket part 4 includes a socket body 12 having a concave nozzle insertion port 11. The socket main body 12 has a cylindrical main body outer peripheral upper portion 13 and a main body outer peripheral lower portion 14. Inside the main body outer periphery upper part 13 and the main body outer periphery lower part 14, a main body middle part 15 and a main body lower part 16 forming a valve chamber are arranged. These constitute the socket body 12. An O-ring 17 is interposed between the main body middle portion 15 and the main body lower portion 16 to enhance the sealing performance of the valve chamber.

ソケット本体12の本体中部15上には、弾性体ホルダとしてゴムホルダ18が設置されている。ゴムホルダ18はジャバラ形状と材料特性(ゴム弾性)に基づいて軸方向に弾性が付与されている。ゴムホルダ18はその先端部をノズル部8の先端側に嵌め合わせることによって、ノズル部8との間にシールを形成するシール部材である。ゴムホルダ18の内側は燃料流路とされている。すなわち、ゴムホルダ18はソケット部4のバルブ機構を開放した際に外部と燃料流路との間をシールするシール部材である。   A rubber holder 18 is installed as an elastic holder on the middle part 15 of the socket body 12. The rubber holder 18 is given elasticity in the axial direction based on the bellows shape and material characteristics (rubber elasticity). The rubber holder 18 is a seal member that forms a seal with the nozzle portion 8 by fitting the tip portion thereof to the tip side of the nozzle portion 8. The inside of the rubber holder 18 is a fuel flow path. That is, the rubber holder 18 is a seal member that seals between the outside and the fuel flow path when the valve mechanism of the socket portion 4 is opened.

ソケット本体12内にはバルブ19が配置されている。バルブ19はバルブヘッド19aとバルブステム19bとガイドピン19cとを備えている。バルブヘッド19aは本体中部15と本体下部16とで規定されたバルブ室内に配置されている。バルブステム19bはゴムホルダ18内に収納されている。ガイドピン19cは外周に流路を有し、燃料供給路9に挿入されている。このようなバルブ19は軸方向(ノズル部8の挿入方向)に進退可能とされている。バルブヘッド19aと本体中部15の下面側に形成されたバルブシート20との間にはOリング21が配置されている。   A valve 19 is disposed in the socket body 12. The valve 19 includes a valve head 19a, a valve stem 19b, and a guide pin 19c. The valve head 19 a is disposed in a valve chamber defined by the main body middle portion 15 and the main body lower portion 16. The valve stem 19b is accommodated in the rubber holder 18. The guide pin 19 c has a flow path on the outer periphery and is inserted into the fuel supply path 9. Such a valve 19 can be moved back and forth in the axial direction (insertion direction of the nozzle portion 8). An O-ring 21 is disposed between the valve head 19a and the valve seat 20 formed on the lower surface side of the main body middle portion 15.

バルブ19には圧縮スプリング22等の弾性体でバルブヘッド19aをバルブシート20に押し付ける力が常時加えられている。これによって、Oリング21は押圧されている。通常状態(燃料電池1から燃料カートリッジ6が切り離された状態)において、Oリング21はバルブヘッド19aを介してバルブシート20に押し付けられている。これによって、ソケット部4内の燃料流路が閉状態とされている。   A force that presses the valve head 19a against the valve seat 20 by an elastic body such as a compression spring 22 is constantly applied to the valve 19. As a result, the O-ring 21 is pressed. In a normal state (a state where the fuel cartridge 6 is separated from the fuel cell 1), the O-ring 21 is pressed against the valve seat 20 via the valve head 19a. Thereby, the fuel flow path in the socket part 4 is closed.

ソケット本体12の本体下部16には連通孔23が設けられている。連通孔23は燃料供給路9を介して燃料収容部3と接続されている。燃料カートリッジ6のノズル部8を燃料電池1のソケット部4に接続すると、バルブステム19bが後退してバルブヘッド19aがバルブシート20から離れる。これによって、ソケット部4内の燃料流路は開状態とされる。ノズル部8内の燃料流路もソケット部4に接続した際に開状態とされる。   A communication hole 23 is provided in the lower body portion 16 of the socket body 12. The communication hole 23 is connected to the fuel storage unit 3 through the fuel supply path 9. When the nozzle portion 8 of the fuel cartridge 6 is connected to the socket portion 4 of the fuel cell 1, the valve stem 19 b moves backward and the valve head 19 a moves away from the valve seat 20. Thereby, the fuel flow path in the socket part 4 is opened. The fuel flow path in the nozzle portion 8 is also opened when connected to the socket portion 4.

ノズル部8をソケット部4に接続するとノズル部8とソケット部4のバルブ機構が順に開くことで、ノズル部8とソケット部4の燃料流路が連通した状態となる。このようなノズル部8とソケット部4との接続動作とそれに基づくバルブ機構の開閉動作に基づいて、カートリッジ本体7内に収容された液体燃料を、ノズル部8およびソケット部4内の燃料流路、さらに燃料供給路9を介して燃料収容部3に供給することが可能とされている。   When the nozzle portion 8 is connected to the socket portion 4, the nozzle mechanism 8 and the valve mechanism of the socket portion 4 are sequentially opened, so that the fuel flow path of the nozzle portion 8 and the socket portion 4 is in communication. Based on the connection operation between the nozzle portion 8 and the socket portion 4 and the opening / closing operation of the valve mechanism based on the connection operation, the liquid fuel stored in the cartridge body 7 is supplied to the fuel flow path in the nozzle portion 8 and the socket portion 4. In addition, the fuel can be supplied to the fuel storage unit 3 through the fuel supply path 9.

ソケット部4はソケット収納部5内に挿入されている。ソケット収納部5内にはソケット部4内の燃料流路とソケット収納部5に接続された燃料供給路9との間をシールする弾性体31が配置されている。弾性体31は略円筒状のソケット部4の下面と凹部状のソケット収納部5の底部との間に配置される。弾性体31にはゴム製や樹脂製の弾性部材が用いられる。弾性体31の形状はシール部品として機能するものであれば特に限定されるものではなく、Oリング、ガスケット、パッキン等が挙げられる。弾性体31の具体例としては、ゴム製Oリングやフッ素系樹脂等からなる樹脂製パッキンが挙げられる。   The socket part 4 is inserted into the socket storage part 5. An elastic body 31 that seals between the fuel flow path in the socket portion 4 and the fuel supply path 9 connected to the socket storage portion 5 is disposed in the socket storage portion 5. The elastic body 31 is disposed between the lower surface of the substantially cylindrical socket portion 4 and the bottom portion of the concave socket housing portion 5. For the elastic body 31, an elastic member made of rubber or resin is used. The shape of the elastic body 31 is not particularly limited as long as it functions as a seal part, and examples thereof include an O-ring, a gasket, and packing. Specific examples of the elastic body 31 include a resin packing made of a rubber O-ring or a fluorine resin.

弾性体31はソケット収納部5内に挿入されたソケット部4の下面で押圧されて変形することによって、ソケット部4内の燃料流路と燃料供給路9との間をシールする。弾性体31によるシール機能はソケット部4の押圧力に左右される。すなわち、ソケット部4で弾性体31を押圧する力が不十分であると、弾性体31の変形量が不足して十分なシール機能を得ることができない。ソケット部4による弾性体31の押圧力が過剰になりすぎても、弾性体31によるシール機能が低下する。   The elastic body 31 is pressed and deformed by the lower surface of the socket part 4 inserted into the socket housing part 5 to seal between the fuel flow path in the socket part 4 and the fuel supply path 9. The sealing function by the elastic body 31 depends on the pressing force of the socket portion 4. That is, if the force pressing the elastic body 31 with the socket portion 4 is insufficient, the deformation amount of the elastic body 31 is insufficient and a sufficient sealing function cannot be obtained. Even if the pressing force of the elastic body 31 by the socket part 4 becomes excessive, the sealing function by the elastic body 31 is deteriorated.

そこで、この実施形態の燃料電池1は、ソケット部4による弾性体31の押圧力を所定の値に制御するように、ソケット収納部5内におけるソケット部4の挿入位置を規定する位置決め部を備えている。この実施形態の位置決め部は、ソケット部4の外周面から突出させた突起部32と、突起部32を受けてソケット部4の挿入位置を規定する突起受け部33とで構成されている。突起受け部33はソケット収納部5の上面で構成されている。   Therefore, the fuel cell 1 of this embodiment includes a positioning portion that defines the insertion position of the socket portion 4 in the socket housing portion 5 so as to control the pressing force of the elastic body 31 by the socket portion 4 to a predetermined value. ing. The positioning portion of this embodiment includes a protrusion 32 protruding from the outer peripheral surface of the socket portion 4 and a protrusion receiving portion 33 that receives the protrusion 32 and defines the insertion position of the socket portion 4. The protrusion receiving portion 33 is configured by the upper surface of the socket housing portion 5.

さらに、ソケット本体12の本体下部16は突出部24を有しており、この突出部24の高さに基づいて弾性体31の配置空間が形成されている。突出部24は燃料供給路9に接続された連通孔25を有しており、液体燃料の流通を確保している。本体下部16の突出部24に代えて、ソケット収納部5内に座金を配置したり、またソケット収納部5の底面に突出部を設けてもよい。これらによっても、弾性体31の配置空間を規定することができる。ソケット収納部5内に配置される座金やソケット収納部5に設けられる突出部にも、本体下部16の突出部24と同様に液体燃料の流通路を形成することが好ましい。   Further, the main body lower portion 16 of the socket body 12 has a protruding portion 24, and an arrangement space for the elastic body 31 is formed based on the height of the protruding portion 24. The protrusion 24 has a communication hole 25 connected to the fuel supply path 9 to ensure the flow of liquid fuel. Instead of the protruding portion 24 of the main body lower portion 16, a washer may be disposed in the socket accommodating portion 5, or a protruding portion may be provided on the bottom surface of the socket accommodating portion 5. Also by these, the arrangement space of the elastic body 31 can be defined. It is preferable to form a liquid fuel flow passage in the washer disposed in the socket housing portion 5 and the protrusion provided in the socket housing portion 5 as well as the protrusion portion 24 of the lower body portion 16.

ソケット部4は、突起部32と突起受け部33とで構成された位置決め部に基づいて、ソケット収納部内5への挿入位置が規定された状態で固定されている。この実施形態の固定部は、ソケット本体12の本体外周上部13の外周面に設けられた凹部34と、この凹部34と係合する固定ピン35とで構成されている。凹部34は本体外周上部13の外周面を、その接線方向にくびれさせた形状を有している。ここでは、ソケット収納部内5にもソケット本体12の凹部34と対向するように凹部36が設けられている。   The socket portion 4 is fixed in a state where the insertion position into the socket housing portion 5 is defined based on a positioning portion constituted by the protrusion portion 32 and the protrusion receiving portion 33. The fixing portion of this embodiment includes a concave portion 34 provided on the outer peripheral surface of the main body outer peripheral upper portion 13 of the socket main body 12 and a fixing pin 35 that engages with the concave portion 34. The concave portion 34 has a shape in which the outer peripheral surface of the outer peripheral upper portion 13 is constricted in the tangential direction. Here, a recess 36 is also provided in the socket housing portion 5 so as to face the recess 34 of the socket body 12.

そして、凹部34、36による空間に円筒状ソケット部4の外周面と接線方向で接するように固定ピン35を挿入することによって、ソケット部4がソケット収納部内5に固定される。固定ピン35は凹部34、36間に挿入されることで、ソケット部4の軸方向の位置を規定している。凹部34、36を固定ピン35が挿入される箇所のみに形成すると周方向に対しても位置が規定される。燃料カートリッジ6をソケット部4に回転させて接続する方式の場合、ソケット部4の回転を防止する効果も得られる。固定ピン35は後述するように2本の針状ピンやU字ピンで構成される。針状ピンを適用する場合、テーパーピンを使用することで挿入性を高め、かつ固定状態の安定化を図ることができる。   And the socket part 4 is fixed to the inside 5 of a socket accommodating part by inserting the fixing pin 35 so that the outer peripheral surface of the cylindrical socket part 4 may be contacted in the space by the recessed parts 34 and 36 tangentially. The fixing pin 35 is inserted between the recesses 34 and 36 to define the position of the socket portion 4 in the axial direction. If the recesses 34 and 36 are formed only in the place where the fixing pin 35 is inserted, the position is also defined in the circumferential direction. In the case where the fuel cartridge 6 is connected to the socket portion 4 by rotating it, an effect of preventing the socket portion 4 from rotating can be obtained. The fixing pin 35 is composed of two needle-like pins and a U-shaped pin as will be described later. When a needle pin is applied, the insertion property can be improved and the fixed state can be stabilized by using a taper pin.

上述したように、ソケット部4の外周面から突出させた突起部32をソケット収納部5側の突起受け部33で受けて、ソケット部4のソケット収納部5内への挿入位置を規定することによって、ソケット部4による弾性体31の押圧力を所定の値に制御している。従って、弾性体31によるシール機能を安定的に得ることが可能となる。さらに、ソケット部4による弾性体31の押圧力は、ソケット本体12に設けられた突出部24によっても規制されるため、弾性体31によるシール機能をより安定的に得ることができる。   As described above, the protrusion 32 protruding from the outer peripheral surface of the socket part 4 is received by the protrusion receiving part 33 on the socket storage part 5 side, and the insertion position of the socket part 4 in the socket storage part 5 is defined. Thus, the pressing force of the elastic body 31 by the socket portion 4 is controlled to a predetermined value. Therefore, it is possible to stably obtain the sealing function by the elastic body 31. Furthermore, since the pressing force of the elastic body 31 by the socket part 4 is also regulated by the protrusion 24 provided on the socket body 12, the sealing function by the elastic body 31 can be obtained more stably.

この実施形態の燃料電池1においては、ソケット部4の取付け性(固定性)や取付け部における液体燃料のシール性を、位置決め部や固定部による簡易な構造で確実に高めることができる。これはソケット部4の取付け部を含む燃料電池1の小型化や構造の簡易化に寄与する。従って、小型化が進められている燃料電池1の限られた空間内にソケット部4を設置した上で、漏液による事故の発生を防止することが可能となる。すなちわ、小型で信頼性や安全性に優れる燃料電池1を提供することができる。   In the fuel cell 1 of this embodiment, the attachment property (fixability) of the socket portion 4 and the liquid fuel sealing property at the attachment portion can be reliably improved with a simple structure by the positioning portion and the fixing portion. This contributes to miniaturization and simplification of the structure of the fuel cell 1 including the attachment portion of the socket portion 4. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of an accident due to leakage after installing the socket portion 4 in a limited space of the fuel cell 1 that is being miniaturized. That is, it is possible to provide a fuel cell 1 that is small and excellent in reliability and safety.

次に、本発明の他の実施形態について、図3ないし図9を参照して説明する。図3はソケット部4とソケット収納部5の他の構成を示す図であり、ソケット部4をソケット収納部5に収納した状態を示している。なお、燃料電池の全体構成や燃料電池を燃料カートリッジと組合せた構成は、図1および図2に示した実施形態の燃料電池1と同様とされている。ソケット部4の内部構造等も同様である。以下において、図1および図2と同一部分には同一符号を付して、その説明を一部省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a view showing another configuration of the socket unit 4 and the socket storage unit 5, and shows a state in which the socket unit 4 is stored in the socket storage unit 5. The overall configuration of the fuel cell and the configuration in which the fuel cell is combined with the fuel cartridge are the same as those of the fuel cell 1 of the embodiment shown in FIGS. The internal structure of the socket part 4 is the same. In the following, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.

図3に示すソケット部4は、円筒状のソケット本体12の外周面から径方向外側に突出させた突起部41を有している。突起部41はソケット本体12の本体外周上部13の下端部側、すなわちソケット本体12の中央付近に設けられている。突起部41の具体的な形状としては、図4に示すようにソケット本体12の外周面の円周方向に対して部分的に径方向外側に突出させた突起形状や、図5に示すようにソケット本体12の外周面の円周方向に沿って径方向外側に突出させたリブ形状が挙げられる。   The socket part 4 shown in FIG. 3 has a protrusion 41 that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical socket body 12. The protruding portion 41 is provided on the lower end side of the outer peripheral upper portion 13 of the socket body 12, that is, near the center of the socket body 12. As a specific shape of the protrusion 41, as shown in FIG. 4, a protrusion shape partially protruding radially outward with respect to the circumferential direction of the outer peripheral surface of the socket body 12, or as shown in FIG. A rib shape that protrudes radially outward along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the socket body 12 may be mentioned.

ソケット収納部5は、ソケット部4が挿入される凹部5Aと、突起部41の挿入をガイドしつつ突起部41を受ける突起挿入部5Bが設けられている。突起部41が図4に示したような突起形状を有する場合、突起受け部としての突起挿入部5Bには凹部5Aの内壁面に軸方向に沿って形成された溝部が適用される。突起部41が図5に示したようなリブ形状を有する場合、突起挿入部5Bには凹部5Aより内径が大きい凹部が適用される。この場合、凹部5Aと突起挿入部5Bを構成する凹部とは段付穴を構成する。   The socket housing portion 5 is provided with a recess 5A into which the socket portion 4 is inserted and a protrusion insertion portion 5B that receives the protrusion 41 while guiding the insertion of the protrusion 41. When the protrusion 41 has a protrusion shape as shown in FIG. 4, a groove formed along the axial direction on the inner wall surface of the recess 5A is applied to the protrusion insertion part 5B as the protrusion receiving part. When the protrusion 41 has a rib shape as shown in FIG. 5, a recess having an inner diameter larger than that of the recess 5A is applied to the protrusion insertion portion 5B. In this case, the concave portion 5A and the concave portion constituting the protrusion insertion portion 5B constitute a stepped hole.

ソケット部4は、突起部41を突起挿入部5Bに係合させつつ、ソケット収納部5の凹部5A内に挿入される。ソケット部4をソケット収納部5内に挿入した際に、突起部41は突起挿入部5Bの底面で支持される。突起挿入部5Bの底面42は突起部41の受け部となる。突起挿入部5Bの深さ(ソケット部4の挿入方向に対する深さ)は、ソケット部4をソケット収納部5内に挿入した際に、ソケット部4による弾性体31の押圧力を所定の値に制御する深さに設定されている。突起部41と突起挿入部5Bとは、ソケット収納部5内におけるソケット部4の挿入位置を規定する位置決め部を構成している。   The socket part 4 is inserted into the recess 5A of the socket housing part 5 while engaging the protrusion 41 with the protrusion insertion part 5B. When the socket part 4 is inserted into the socket storage part 5, the protrusion 41 is supported by the bottom surface of the protrusion insertion part 5B. The bottom surface 42 of the protrusion insertion portion 5B serves as a receiving portion for the protrusion 41. The depth of the protrusion insertion portion 5B (the depth with respect to the insertion direction of the socket portion 4) is set so that the pressing force of the elastic body 31 by the socket portion 4 becomes a predetermined value when the socket portion 4 is inserted into the socket storage portion 5. The depth to be controlled is set. The protrusion 41 and the protrusion insertion part 5 </ b> B constitute a positioning part that defines the insertion position of the socket part 4 in the socket storage part 5.

ソケット部4は突起部41が突起挿入部5Bの底面42で構成される突起受け部で支持されることによって、ソケット収納部5内の挿入位置が規定される。これによって、ソケット部4による弾性体31の押圧力が所定の値に制御されるため、弾性体31によるシール機能を安定的に得ることができる。この実施形態においても、ソケット本体12の下部やソケット収納部5の下面に突出部を設けたり、ソケット収納部5内に座金等を配置することは有効である。これらによって、弾性体31の配置空間を確保することができると共に、弾性体31によるシール機能をより安定的に得ることが可能となる。   The socket portion 4 is supported by a projection receiving portion constituted by the bottom surface 42 of the projection insertion portion 5B, so that the insertion position in the socket storage portion 5 is defined. Thereby, since the pressing force of the elastic body 31 by the socket part 4 is controlled to a predetermined value, the sealing function by the elastic body 31 can be stably obtained. Also in this embodiment, it is effective to provide a protrusion on the lower part of the socket main body 12 or the lower surface of the socket housing part 5 or to place a washer or the like in the socket housing part 5. Accordingly, it is possible to secure an arrangement space for the elastic body 31 and obtain a sealing function by the elastic body 31 more stably.

位置決め部を構成する突起部41は、さらにソケット部4の固定部としても機能する。例えば、図6や図7に示すように、突起部41を押さえる固定部材として固定ピン43を挿入することによって、ソケット部4がソケット収納部5内に固定される。図6は固定ピン43として2本の針状ピン43Aを使用した状態を示している。図7は固定ピン43としてU字ピン43Bを使用した状態を示している。固定ピン43はソケット収納部内5に設けられた挿入孔に挿入される。固定ピン43はソケット本体12の外周面の接線方向に挿入される。この状態で、突起部41が固定ピン43で押さえられることによって、ソケット部4を固定することができる。   The protruding portion 41 constituting the positioning portion further functions as a fixing portion for the socket portion 4. For example, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the socket portion 4 is fixed in the socket housing portion 5 by inserting a fixing pin 43 as a fixing member that holds the protruding portion 41. FIG. 6 shows a state where two needle pins 43 </ b> A are used as the fixing pins 43. FIG. 7 shows a state in which a U-shaped pin 43B is used as the fixing pin 43. The fixing pin 43 is inserted into an insertion hole provided in the socket housing portion 5. The fixing pin 43 is inserted in the tangential direction of the outer peripheral surface of the socket body 12. In this state, the projection portion 41 is pressed by the fixing pin 43, whereby the socket portion 4 can be fixed.

図4に示したような突起形状を有する突起部41を用いた場合には、突起挿入部5Bを構成する溝部の形状をL字形やJ字形等とすることによって、位置決め部を構成する突起部41と突起挿入部5Bとで固定部を兼ねることができる。例えば、突起部41を突起挿入部5Bとしての溝部の深さ方向(ソケット収納部5の軸方向)に挿入し、突起部41が溝部の底面に突き当たったところで、L字形等の溝部に沿ってソケット収納部5の周方向に例えば90°回転させる。突起部41はL字形等の溝部で固定される。このように、突起部41と突起挿入部5Bのみでソケット部4を固定することも可能である。   When the projection 41 having the projection shape as shown in FIG. 4 is used, the projection portion constituting the positioning portion is formed by making the shape of the groove constituting the projection insertion portion 5B L-shaped, J-shaped, or the like. 41 and the protrusion insertion part 5B can also serve as a fixing part. For example, when the protrusion 41 is inserted in the depth direction of the groove as the protrusion insertion portion 5B (the axial direction of the socket housing portion 5) and the protrusion 41 abuts against the bottom surface of the groove, the protrusion 41 extends along the L-shaped groove. For example, the socket housing part 5 is rotated by 90 ° in the circumferential direction. The protrusion 41 is fixed by an L-shaped groove. In this way, it is possible to fix the socket portion 4 only by the protrusion 41 and the protrusion insertion portion 5B.

さらに、固定部材は図8や図9に示すように、ソケット部4の外周面を覆うようなスリーブ形状を有するものであってもよい。図8は凹部形状の突起挿入部5Bに突起部41の上方から固定スリーブ44を押し込んだ状態を示している。図8に示す固定スリーブ44は弾性部材で構成されており、これを凹部形状の突起挿入部5Bに圧入して突起部32を押さえる。ソケット部4はソケット収納部5内に固定される。図9に示す固定スリーブ45は、凹部形状の突起挿入部5Bとネジ止めされる。固定スリーブ44、45の固着には各種の構造を適用することが可能である。   Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the fixing member may have a sleeve shape that covers the outer peripheral surface of the socket portion 4. FIG. 8 shows a state in which the fixing sleeve 44 is pushed from above the protrusion 41 into the protrusion-shaped protrusion 5B having a concave shape. The fixing sleeve 44 shown in FIG. 8 is made of an elastic member, and presses the protrusion 32 into the recess-shaped protrusion insertion part 5B. The socket part 4 is fixed in the socket storage part 5. The fixing sleeve 45 shown in FIG. 9 is screwed to the recess-shaped protrusion insertion portion 5B. Various structures can be applied to the fixing sleeves 44 and 45.

この実施形態の燃料電池においても、ソケット部4の取付け性(固定性)や取付け部における液体燃料のシール性を、位置決め部や固定部による簡易な構造で確実に高めることができる。これはソケット部4の取付け部を含む燃料電池の小型化や構造の簡易化に寄与する。従って、小型化が進められている燃料電池の限られた空間内にソケット部4を設置した上で、漏液等による事故の発生を防止することが可能となる。すなちわ、小型で信頼性や安全性等に優れる燃料電池を提供することができる。   Also in the fuel cell of this embodiment, the attachment property (fixability) of the socket portion 4 and the liquid fuel sealing property at the attachment portion can be reliably improved with a simple structure by the positioning portion and the fixing portion. This contributes to miniaturization and simplification of the structure of the fuel cell including the mounting portion of the socket portion 4. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of an accident due to leakage or the like after the socket portion 4 is installed in a limited space of a fuel cell whose size is being reduced. In other words, it is possible to provide a fuel cell that is small and excellent in reliability, safety, and the like.

次に、本発明のさらに他の実施形態について、図10ないし図13を参照して説明する。図10はソケット部4の他の構成を示す図であり、図11および図12はソケット部4をソケット収納部5に収納する状態を示す図である。なお、燃料電池の全体構成や燃料電池を燃料カートリッジと組合せた構成は、図1および図2に示した実施形態の燃料電池1と同様とされている。ソケット部4の内部構造等も同様である。以下において、図1および図2と同一部分には同一符号を付して、その説明を一部省略する。   Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a view showing another configuration of the socket portion 4, and FIGS. 11 and 12 are views showing a state in which the socket portion 4 is stored in the socket storage portion 5. The overall configuration of the fuel cell and the configuration in which the fuel cell is combined with the fuel cartridge are the same as those of the fuel cell 1 of the embodiment shown in FIGS. The internal structure of the socket part 4 is the same. In the following, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted.

図10に示すソケット部4は、円筒状のソケット本体12の外周面から径方向外側に突出させた突起部41を有している。突起部41はソケット本体12の本体外周上部13の下端部側、すなわちソケット本体12の中央付近に設けられている。突起部41はソケット本体12の外周面の円周方向に沿って径方向外側に突出させたフランジ形状を有している。フランジ状の突起部41は円形の外周形状を有する。さらに、ソケット本体12の上端部にはソケットカバー46が配置されている。ソケットカバー46はソケット部4の回転を防止する四角形のフランジ46aを有している。   The socket part 4 shown in FIG. 10 has a protrusion 41 that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical socket body 12. The protruding portion 41 is provided on the lower end side of the outer peripheral upper portion 13 of the socket body 12, that is, near the center of the socket body 12. The protrusion 41 has a flange shape that protrudes radially outward along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the socket body 12. The flange-shaped protrusion 41 has a circular outer peripheral shape. Further, a socket cover 46 is disposed at the upper end of the socket body 12. The socket cover 46 has a rectangular flange 46 a that prevents the socket portion 4 from rotating.

ソケット収納部5は図11に示すように、ソケット部4の挿入方向に分割された二分割構造を有する。ソケット収納部5の下側半体(第1の半体)47は燃料収容部3と一体的に設けられている。ソケット収納部5の下側半体47はソケット部4を軸方向に二分割したときの下半分の形状に対応する凹部47aを有している。さらに、下側半体47は燃料供給路9が設けられた流路部48を有している。ソケット収納部5の上側半体(第2の半体)49は、ソケット部4の上半分の形状に対応する凹部49aと、流路部48と接合される接合部50とを有している。   As shown in FIG. 11, the socket housing part 5 has a two-part structure divided in the insertion direction of the socket part 4. The lower half (first half) 47 of the socket accommodating part 5 is provided integrally with the fuel accommodating part 3. The lower half 47 of the socket housing 5 has a recess 47a corresponding to the shape of the lower half when the socket 4 is divided into two in the axial direction. Further, the lower half 47 has a flow path portion 48 in which the fuel supply path 9 is provided. The upper half (second half) 49 of the socket housing part 5 has a recess 49 a corresponding to the shape of the upper half of the socket part 4 and a joint part 50 joined to the flow path part 48. .

上述したソケット収納部5において、ソケット部4を収容する部分は二分割されているものの、燃料供給路9が設けられる流路部48は下側半体47に一体的に設けられている。Oリング等のシール部品形状を有する弾性体31が配置されるソケット部4の下端面には、液体燃料に対するシールの安定性の観点から、金型成形時に生じる分割痕(パーティングライン)を設けないことが好ましい。この実施形態ではその点に配慮し、ソケット収納部5を非対称の下側半体47と上側半体49とで構成している。   In the socket housing portion 5 described above, the portion for housing the socket portion 4 is divided into two parts, but the flow passage portion 48 in which the fuel supply passage 9 is provided is provided integrally with the lower half 47. In the lower end surface of the socket part 4 where the elastic body 31 having a sealing part shape such as an O-ring is disposed, a division mark (parting line) generated at the time of molding the mold is provided from the viewpoint of the stability of the seal against the liquid fuel. Preferably not. In this embodiment, in consideration of this point, the socket housing portion 5 is composed of an asymmetric lower half 47 and upper half 49.

ソケット収納部5の下側半体47および上側半体49には、それぞれフランジ状の突起部41に対応するスロット47b、49bが設けられている。スロット47b、49bは下側半体47と上側半体49とを合体させた際に、突起部41の全周と係合するような形状を有している。さらに、下側半体47および上側半体49の先端側には、それぞれソケットカバー46に設けられた四角形のフランジ46aに対応するフランジ受け部47c、49cが設けられている。フランジ受け部47c、49cは下側半体47と上側半体49とを合体させた際に、四角形のフランジ46aを挟み込むような形状を有している。   The lower half 47 and the upper half 49 of the socket housing 5 are provided with slots 47b and 49b corresponding to the flange-shaped protrusions 41, respectively. The slots 47b and 49b have a shape that engages with the entire circumference of the protrusion 41 when the lower half 47 and the upper half 49 are combined. Further, flange receiving portions 47 c and 49 c corresponding to the square flanges 46 a provided on the socket cover 46 are provided on the distal ends of the lower half 47 and the upper half 49. The flange receiving portions 47c and 49c have a shape that sandwiches the rectangular flange 46a when the lower half 47 and the upper half 49 are combined.

この実施形態のソケット部4とソケット収納部5は、図11および図12に示すようにして組立てられる。まず、ソケット部4の下端面にOリング等のシール部品形状を有する弾性体31をセットした後、燃料供給路9にソケット部4のガイドピン19cを挿入しつつ、ソケット部4をソケット収納部5の下側半体47の凹部47a内に配置する。次に、ソケット収納部5の上側半体49をソケット部4の上から被せる。この後、ソケット収納部5の下側半体47と上側半体49との各端面間(流路部48と接合部50との間を含む)を接合することによって、ソケット部4をソケット収納部5内に収納する。下側半体47と上側半体49との接合には、例えば超音波溶着やレーザ溶着が用いられる。   The socket part 4 and the socket storage part 5 of this embodiment are assembled as shown in FIGS. First, an elastic body 31 having a sealing part shape such as an O-ring is set on the lower end surface of the socket part 4, and then the socket part 4 is inserted into the socket housing part while inserting the guide pin 19 c of the socket part 4 into the fuel supply path 9. 5 in the recess 47a of the lower half 47. Next, the upper half 49 of the socket housing part 5 is put on the socket part 4. Thereafter, the socket portion 4 is accommodated in the socket by joining the end surfaces of the lower half 47 and the upper half 49 of the socket accommodating portion 5 (including between the flow path portion 48 and the joining portion 50). Housed in part 5. For joining the lower half 47 and the upper half 49, for example, ultrasonic welding or laser welding is used.

この際、ソケット部4の突起部41がソケット収納部5のスロット47b、49bで保持されるため、ソケット部4はソケット収納部5内の所定の位置に配置される。これによって、ソケット部4による弾性体31の押圧力は所定の値に制御されるため、弾性体31によるシール機能を安定的に得ることができる。ソケット部4の突起部41と二分割構造のソケット収納部5のスロット47b、49bは、ソケット部4の位置決め部と固定部とを兼ねるものである。さらに、ソケット部4が有する四角形のフランジ46aはソケット収納部5のフランジ受け部47c、49cで挟み込まれるため、ソケット収納部5内に配置されたソケット部4の回転が防止される。ノズル部8をソケット部4に回転させて接続する方式の場合、ソケット部4の回転を防止することで接続性が向上する。   At this time, since the protruding portion 41 of the socket portion 4 is held by the slots 47 b and 49 b of the socket storage portion 5, the socket portion 4 is disposed at a predetermined position in the socket storage portion 5. Accordingly, the pressing force of the elastic body 31 by the socket portion 4 is controlled to a predetermined value, so that the sealing function by the elastic body 31 can be stably obtained. The projection part 41 of the socket part 4 and the slots 47b and 49b of the socket housing part 5 having a two-part structure serve both as a positioning part and a fixing part of the socket part 4. Furthermore, since the rectangular flange 46a of the socket portion 4 is sandwiched between the flange receiving portions 47c and 49c of the socket storage portion 5, the rotation of the socket portion 4 disposed in the socket storage portion 5 is prevented. In the case where the nozzle unit 8 is connected to the socket unit 4 by rotating it, the connectivity is improved by preventing the socket unit 4 from rotating.

ソケット部4に設ける突起部41は、図13に示すように、ソケット本体12の外周面に対して径方向外側に部分的に突出させた形状を有していてもよい。この場合、二分割構造のソケット収納部5には突起部41に対応した幅と深さを有するスロットが設けられる。図13に示した突起部41とそれに対応するスロットを適用した場合、突起部41とそれを受けるスロットとがソケット部4の位置決め部および固定部として機能することに加えて、ソケット部4の回転防止部としても機能する。図10ないし図13に示すように、二分割構造のソケット収納部5を適用した場合、ソケット部4を固定するピンやスリーブを省くことができるため、部品点数の削減を図ることが可能となる。   As shown in FIG. 13, the protruding portion 41 provided on the socket portion 4 may have a shape partially protruding outward in the radial direction with respect to the outer peripheral surface of the socket body 12. In this case, the socket housing part 5 having a two-part structure is provided with a slot having a width and a depth corresponding to the protruding part 41. When the protrusion 41 and the corresponding slot shown in FIG. 13 are applied, the protrusion 41 and the slot that receives the protrusion 41 function as a positioning part and a fixing part of the socket part 4, and the rotation of the socket part 4 It also functions as a prevention unit. As shown in FIGS. 10 to 13, when the socket housing part 5 having a two-part structure is applied, the pins and sleeves for fixing the socket part 4 can be omitted, so that the number of parts can be reduced. .

この実施形態の燃料電池においても、ソケット部4の取付け性(固定性)や取付け部における液体燃料のシール性を、位置決め部や固定部による簡易な構造で確実に高めることができる。これはソケット部4の取付け部を含む燃料電池の小型化や構造の簡易化に寄与する。従って、小型化が進められている燃料電池の限られた空間内にソケット部4を設置した上で、漏液等による事故の発生を防止することが可能となる。すなちわ、小型で信頼性や安全性等に優れる燃料電池を提供することができる。   Also in the fuel cell of this embodiment, the attachment property (fixability) of the socket portion 4 and the liquid fuel sealing property at the attachment portion can be reliably improved with a simple structure by the positioning portion and the fixing portion. This contributes to miniaturization and simplification of the structure of the fuel cell including the mounting portion of the socket portion 4. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of an accident due to leakage or the like after the socket portion 4 is installed in a limited space of a fuel cell whose size is being reduced. In other words, it is possible to provide a fuel cell that is small and excellent in reliability, safety, and the like.

次に、上述した燃料電池1における起電部2の具体的な構造等について説明する。燃料電池1の構成は特に限定されるものではなく、サテライトタイプの燃料カートリッジ6が必要時に接続される燃料電池であればよい。燃料電池1としては、例えばパッシブ型のDMFC、アクティブ型のDMFC、起電部2と燃料収容部3とが流路を介して接続されたセミパッシブ型と称されるDMFCが挙げられる。   Next, a specific structure of the electromotive unit 2 in the fuel cell 1 described above will be described. The configuration of the fuel cell 1 is not particularly limited, and may be any fuel cell in which a satellite type fuel cartridge 6 is connected when necessary. Examples of the fuel cell 1 include a passive type DMFC, an active type DMFC, and a DMFC called a semi-passive type in which an electromotive unit 2 and a fuel storage unit 3 are connected via a flow path.

まず、第1の実施形態としてパッシブ型の燃料電池1について、図14を参照して述べる。図14に示す燃料電池(DMFC)1は起電部2と燃料収容部3に加えて、これらの間に介在された気液分離膜51を具備している。起電部2は、アノード触媒層52とアノードガス拡散層53とを有するアノード(燃料極)54と、カソード触媒層55とカソードガス拡散層56とを有するカソード(酸化剤極/空気極)57と、アノード触媒層52とカソード触媒層55とで挟持されたプロトン(水素イオン)伝導性の電解質膜58とから構成される膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly:MEA)を備えている。   First, a passive fuel cell 1 will be described as a first embodiment with reference to FIG. A fuel cell (DMFC) 1 shown in FIG. 14 includes a gas-liquid separation membrane 51 interposed therebetween in addition to the electromotive unit 2 and the fuel storage unit 3. The electromotive unit 2 includes an anode (fuel electrode) 54 having an anode catalyst layer 52 and an anode gas diffusion layer 53, and a cathode (oxidant electrode / air electrode) 57 having a cathode catalyst layer 55 and a cathode gas diffusion layer 56. And a membrane electrode assembly (MEA) comprising a proton (hydrogen ion) conductive electrolyte membrane 58 sandwiched between an anode catalyst layer 52 and a cathode catalyst layer 55.

アノード触媒層52やカソード触媒層55に含有される触媒としては、例えばPt、Ru、Rh、Ir、Os、Pd等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。アノード触媒層52にはメタノールや一酸化炭素に対して強い耐性を有するPt−RuやPt−Mo等を用いることが好ましい。カソード触媒層55にはPtやPt−Ni等を用いることが好ましい。ただし、触媒はこれらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。触媒は炭素材料等の導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。   Examples of the catalyst contained in the anode catalyst layer 52 and the cathode catalyst layer 55 include a simple substance of a platinum group element such as Pt, Ru, Rh, Ir, Os, and Pd, an alloy containing the platinum group element, and the like. For the anode catalyst layer 52, it is preferable to use Pt—Ru, Pt—Mo or the like having strong resistance to methanol or carbon monoxide. It is preferable to use Pt, Pt—Ni or the like for the cathode catalyst layer 55. However, the catalyst is not limited to these, and various substances having catalytic activity can be used. The catalyst may be either a supported catalyst using a conductive support such as a carbon material or an unsupported catalyst.

アノード触媒層52に積層されるアノードガス拡散層53は、アノード触媒層52に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層52の集電機能を有するものである。カソード触媒層55に積層されるカソードガス拡散層56は、カソード触媒層55に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層55の集電機能を有するものである。アノードガス拡散層53やカソードガス拡散層56は、例えばカーボンペーパーのような導電性を有する多孔質基材で構成される。   The anode gas diffusion layer 53 laminated on the anode catalyst layer 52 serves to uniformly supply fuel to the anode catalyst layer 52 and has a current collecting function of the anode catalyst layer 52. The cathode gas diffusion layer 56 laminated on the cathode catalyst layer 55 serves to uniformly supply an oxidant to the cathode catalyst layer 55 and has a current collecting function of the cathode catalyst layer 55. The anode gas diffusion layer 53 and the cathode gas diffusion layer 56 are made of a porous base material having conductivity, such as carbon paper.

電解質膜58を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂(ナフィオン(商品名、デュポン社製)やフレミオン(商品名、旭硝子社製)等)、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸等の無機物等が挙げられる。ただし、これらに限られるものではなく、各種のプロトン伝導性材料を使用することができる。   Examples of the proton conductive material constituting the electrolyte membrane 58 include a fluorine-based resin (Nafion (trade name, manufactured by DuPont) or Flemion (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) such as a perfluorosulfonic acid polymer having a sulfonic acid group. Etc.), hydrocarbon resins having a sulfonic acid group, and inorganic substances such as tungstic acid and phosphotungstic acid. However, it is not limited to these, and various proton conductive materials can be used.

アノードガス拡散層53はアノード導電層59と積層されている。カソードガス拡散層56はカソード導電層60と積層されている。アノード導電層59やカソード導電層60は、例えばAuのような導電性金属材料からなるメッシュや多孔質膜等で構成される。電解質膜58とアノード導電層59との間、および電解質膜58とカソード導電層60との間には、それぞれゴム製のOリング61が介在されている。これらによって、起電部2からの燃料漏れや酸化剤漏れを防止している。   The anode gas diffusion layer 53 is laminated with the anode conductive layer 59. The cathode gas diffusion layer 56 is laminated with the cathode conductive layer 60. The anode conductive layer 59 and the cathode conductive layer 60 are composed of a mesh or a porous film made of a conductive metal material such as Au. Rubber O-rings 61 are interposed between the electrolyte membrane 58 and the anode conductive layer 59 and between the electrolyte membrane 58 and the cathode conductive layer 60, respectively. As a result, fuel leakage and oxidant leakage from the electromotive unit 2 are prevented.

燃料収容部3には、液体燃料Fとしてメタノール燃料が充填されている。燃料収容部3は起電部2側が開口されており、この燃料収容部3の開口と起電部2との間に気液分離膜51が配置されている。気液分離膜51は、液体燃料Fの気化成分のみを透過し、液体成分は透過させないものである。気液分離膜51の構成材料としては、例えばポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂が挙げられる。液体燃料Fの気化成分とは、液体燃料Fとしてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノールの気化成分と水の気化成分からなる混合気、純メタノールを使用した場合にはメタノールの気化成分を意味する。   The fuel storage unit 3 is filled with methanol fuel as the liquid fuel F. The fuel container 3 is open on the electromotive part 2 side, and a gas-liquid separation membrane 51 is disposed between the opening of the fuel container 3 and the electromotive part 2. The gas-liquid separation membrane 51 transmits only the vaporized component of the liquid fuel F and does not allow the liquid component to pass therethrough. Examples of the constituent material of the gas-liquid separation membrane 51 include a fluororesin such as polytetrafluoroethylene. The vaporized component of the liquid fuel F means a mixed gas composed of a vaporized component of methanol and a vaporized component of water when an aqueous methanol solution is used as the liquid fuel F, and a vaporized component of methanol when pure methanol is used. .

カソード導電層60上には保湿層62が積層されており、さらにその上には表面層63が積層されている。表面層63は酸化剤である空気の取入れ量を調整する機能を有し、その調整は表面層63に設けられた空気導入口64の個数やサイズで調整される。保湿層62はカソード触媒層55で生成された水の一部が含浸されて水の蒸散を抑制する機能と、カソードガス拡散層56に酸化剤を均一に導入することで、カソード触媒層55への酸化剤の均一拡散を促進する機能を有している。保湿層62は例えば多孔質部材で構成される。具体的にはポリエチレンやポリプロピレンの多孔質体等が用いられる。   A moisturizing layer 62 is laminated on the cathode conductive layer 60, and a surface layer 63 is further laminated thereon. The surface layer 63 has a function of adjusting the amount of air that is an oxidizing agent, and the adjustment is adjusted by the number and size of the air inlets 64 provided in the surface layer 63. The moisturizing layer 62 is impregnated with a part of the water generated in the cathode catalyst layer 55 and suppresses the transpiration of water, and the oxidant is uniformly introduced into the cathode gas diffusion layer 56, so that the cathode catalyst layer 55 is introduced. It has a function of promoting uniform diffusion of the oxidizing agent. The moisturizing layer 62 is made of a porous member, for example. Specifically, a porous body of polyethylene or polypropylene is used.

そして、燃料収容部3の開口上に気液分離膜51、起電部2、保湿層62、表面層63を順に積層し、その上からステンレス製のカバー65を被せて全体を保持することによって、燃料電池1が構成されている。カバー65には表面層63の空気導入口64と対応する部分に開口が設けられている。燃料収容部3にはカバー65の爪部65aを受けるテラス66が設けられている。カバー65はテラス66に爪65aをかしめることで燃料電池全体を一体的に保持している。図14では図示を省略したが、図1に示したように燃料収容部3の下面側にはソケット部4が収納されたソケット収納部5が設けられている。   Then, the gas-liquid separation membrane 51, the electromotive unit 2, the moisturizing layer 62, and the surface layer 63 are laminated in this order on the opening of the fuel storage unit 3, and a stainless steel cover 65 is put on the layer to hold the whole. The fuel cell 1 is configured. The cover 65 has an opening at a portion corresponding to the air inlet 64 of the surface layer 63. The fuel storage portion 3 is provided with a terrace 66 that receives the claw portion 65 a of the cover 65. The cover 65 integrally holds the entire fuel cell by caulking a claw 65a to the terrace 66. Although not shown in FIG. 14, as shown in FIG. 1, a socket housing portion 5 in which the socket portion 4 is housed is provided on the lower surface side of the fuel housing portion 3.

上述した燃料電池(DMFC)1においては、燃料収容部3内の液体燃料F(例えばメタノール水溶液)が気化し、この気化成分が気液分離膜51を透過して起電部2に供給される。起電部2内において、液体燃料Fの気化成分はアノードガス拡散層53で拡散されてアノード触媒層52に供給される。アノード触媒層52に供給された気化成分は、下記の式(1)に示すメタノールの内部改質反応を生じさせる。
CH3OH+H2O → CO2+6H++6e- …(1)
In the fuel cell (DMFC) 1 described above, the liquid fuel F (for example, aqueous methanol solution) in the fuel storage unit 3 is vaporized, and this vaporized component is supplied to the electromotive unit 2 through the gas-liquid separation membrane 51. . In the electromotive unit 2, the vaporized component of the liquid fuel F is diffused by the anode gas diffusion layer 53 and supplied to the anode catalyst layer 52. The vaporized component supplied to the anode catalyst layer 52 causes an internal reforming reaction of methanol represented by the following formula (1).
CH 3 OH + H 2 O → CO 2 + 6H + + 6e (1)

液体燃料Fとして純メタノールを使用した場合には、燃料収容部3から水蒸気が供給されない。このため、例えばカソード触媒層55で生成した水や電解質膜58中の水をメタノールと反応させて、式(1)の内部改質反応を生じさせる。あるいは、式(1)の内部改質反応によらず、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。   When pure methanol is used as the liquid fuel F, water vapor is not supplied from the fuel storage unit 3. For this reason, for example, the water generated in the cathode catalyst layer 55 or the water in the electrolyte membrane 58 is reacted with methanol to cause the internal reforming reaction of the formula (1). Alternatively, the internal reforming reaction is caused by another reaction mechanism that does not require water, regardless of the internal reforming reaction of the formula (1).

内部改質反応で生成されたプロトン(H+)は電解質膜58を伝導し、カソード触媒層55に到達する。表面層63の空気導入口64から取り入れられた空気(酸化剤)は、保湿層62、カソード導電層60、カソードガス拡散層56を拡散して、カソード触媒層55に供給される。カソード触媒層55に供給された空気は、下記の式(2)に示す反応を生じさせる。この反応によって、水の生成を伴う発電反応が生じる。
(3/2)O2+6H++6e- → 3H2O …(2)
Protons (H + ) generated by the internal reforming reaction are conducted through the electrolyte membrane 58 and reach the cathode catalyst layer 55. Air (oxidant) taken from the air inlet 64 of the surface layer 63 diffuses through the moisture retaining layer 62, the cathode conductive layer 60, and the cathode gas diffusion layer 56 and is supplied to the cathode catalyst layer 55. The air supplied to the cathode catalyst layer 55 causes the reaction shown in the following formula (2). This reaction causes a power generation reaction that accompanies the generation of water.
(3/2) O 2 + 6H + + 6e → 3H 2 O (2)

上述した反応に基づく発電反応が進行するにしたがって、燃料収容部3内の液体燃料F(例えばメタノール水溶液や純メタノール)は消費される。燃料収容部3内の液体燃料Fが空になると発電反応が停止するため、その時点でもしくはそれ以前の時点で燃料収容部3内に燃料カートリッジ6から液体燃料を供給する。燃料カートリッジ6からの液体燃料の供給は、前述したように燃料カートリッジ6側のノズル部8を燃料電池1側のソケット部4に挿入して接続することにより実施される。   As the power generation reaction based on the above-described reaction proceeds, the liquid fuel F (for example, methanol aqueous solution or pure methanol) in the fuel storage unit 3 is consumed. Since the power generation reaction stops when the liquid fuel F in the fuel storage unit 3 becomes empty, the liquid fuel is supplied from the fuel cartridge 6 into the fuel storage unit 3 at that time or before that time. The liquid fuel is supplied from the fuel cartridge 6 by inserting and connecting the nozzle portion 8 on the fuel cartridge 6 side to the socket portion 4 on the fuel cell 1 side as described above.

次に、第2の実施形態としてセミパッシブ型の燃料電池について、図15ないし図17を参照して述べる。図15に示す燃料電池(DMFC)71は、第1の実施形態の燃料電池1と同様に起電部2を備えている。起電部2は前述したように、アノード54とカソード57と電解質膜58とから構成される膜電極接合体(MEA)を備えている。起電部2は燃料供給部72上に配置されている。電解質膜58と燃料供給部72およびカバープレート65との間には、それぞれゴム製のOリング61が介在されている。   Next, a semi-passive type fuel cell as a second embodiment will be described with reference to FIGS. A fuel cell (DMFC) 71 shown in FIG. 15 includes an electromotive unit 2 as in the fuel cell 1 of the first embodiment. As described above, the electromotive unit 2 includes a membrane electrode assembly (MEA) including the anode 54, the cathode 57, and the electrolyte membrane 58. The electromotive unit 2 is disposed on the fuel supply unit 72. A rubber O-ring 61 is interposed between the electrolyte membrane 58, the fuel supply unit 72, and the cover plate 65.

図示を省略したが、カバープレート65は酸化剤である空気を取入れるための開口を有している。起電部2とカバープレート65との間には、必要に応じて第1の実施形態と同様な保湿層や表面層が配置される。保湿層はカソード57で生成された水の一部が含浸されて水の蒸散を抑制すると共に、カソード57への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさが調整された複数の空気導入口を有する。   Although not shown, the cover plate 65 has an opening for taking in air as an oxidant. Between the electromotive part 2 and the cover plate 65, the moisture retention layer and surface layer similar to 1st Embodiment are arrange | positioned as needed. The moisturizing layer is impregnated with a part of the water generated at the cathode 57 to suppress the transpiration of water and promote the uniform diffusion of air to the cathode 57. The surface layer adjusts the amount of air taken in, and has a plurality of air inlets whose number and size are adjusted according to the amount of air taken in.

起電部2のアノード54側には燃料供給部72が配置されている。燃料供給部72は配管のような液体燃料の流路73を介して燃料収容部3と接続されている。燃料供給部72には燃料収容部3から流路73を介して液体燃料が導入される。流路73には燃料供給ポンプ74が介在されている。これらは燃料供給機構を構成している。流路73は燃料供給部72や燃料収容部3と独立した配管に限られるものではない。燃料供給部72と燃料収容部3とを積層して一体化する場合、これらを繋ぐ液体燃料の流路であってもよい。燃料供給部72は流路73を介して燃料収容部3と接続されていればよい。図15では図示を省略したが、燃料収容部3はソケット部4が収納されたソケット収納部5を有している。   A fuel supply unit 72 is arranged on the anode 54 side of the electromotive unit 2. The fuel supply unit 72 is connected to the fuel storage unit 3 through a liquid fuel flow path 73 such as a pipe. Liquid fuel is introduced into the fuel supply unit 72 from the fuel storage unit 3 through the flow path 73. A fuel supply pump 74 is interposed in the flow path 73. These constitute a fuel supply mechanism. The flow path 73 is not limited to piping independent of the fuel supply unit 72 and the fuel storage unit 3. When the fuel supply part 72 and the fuel storage part 3 are laminated and integrated, a liquid fuel flow path connecting them may be used. The fuel supply unit 72 only needs to be connected to the fuel storage unit 3 via the flow path 73. Although not shown in FIG. 15, the fuel storage unit 3 has a socket storage unit 5 in which the socket unit 4 is stored.

燃料供給部72はアノード54の面方向に燃料を分散並びに拡散させつつ供給するものである。ここでは燃料供給部72として図16や図17に示すような燃料分配板81を用いている。燃料供給部72は燃料拡散室とその内部に配置された燃料拡散材とで構成してもよい。燃料拡散室には上部が開口された箱状の容器が用いられる。燃料拡散室内に配置される燃料拡散材としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン等からなる樹脂製多孔質板が用いられる。起電部2は燃料拡散材を収納した燃料拡散室の開口側にアノード54が位置するように配置される。   The fuel supply unit 72 supplies fuel while dispersing and diffusing the fuel in the surface direction of the anode 54. Here, a fuel distribution plate 81 as shown in FIGS. 16 and 17 is used as the fuel supply unit 72. The fuel supply unit 72 may be composed of a fuel diffusion chamber and a fuel diffusion material disposed therein. A box-like container having an open top is used for the fuel diffusion chamber. For example, a resin porous plate made of polyethylene, polypropylene, polyurethane, or the like is used as the fuel diffusion material disposed in the fuel diffusion chamber. The electromotive unit 2 is disposed so that the anode 54 is positioned on the opening side of the fuel diffusion chamber in which the fuel diffusion material is stored.

燃料分配板81は図16に示すように、液体燃料が流路73を介して流入する少なくとも1個の燃料注入口82と、液体燃料やその気化成分を排出する複数個の燃料排出口83とを有している。燃料分配板81の内部には図15に示すように、燃料注入口82から導かれた液体燃料の通路となる空隙部84が設けられている。複数の燃料排出口83は燃料通路として機能する空隙部84にそれぞれ直接接続されている。   As shown in FIG. 16, the fuel distribution plate 81 includes at least one fuel inlet 82 through which liquid fuel flows through the flow path 73, and a plurality of fuel outlets 83 through which the liquid fuel and its vaporized components are discharged. have. As shown in FIG. 15, a gap 84 serving as a liquid fuel passage led from the fuel inlet 82 is provided inside the fuel distribution plate 81. The plurality of fuel discharge ports 83 are directly connected to the gaps 84 that function as fuel passages.

燃料注入口82から燃料分配板81に導入された液体燃料は空隙部84に入り、この燃料通路として機能する空隙部84を介して複数の燃料排出口83にそれぞれ導かれる。複数の燃料排出口83には、例えば液体燃料の気化成分のみを透過し、液体成分は透過させない気液分離体(図示せず)を配置してもよい。これによって、起電部2のアノード54には液体燃料の気化成分が供給される。気液分離体は燃料分配板81とアノード54との間に気液分離膜として設置してもよい。液体燃料の気化成分は複数の燃料排出口83からアノード54の複数個所に向けて排出される。   The liquid fuel introduced into the fuel distribution plate 81 from the fuel inlet 82 enters the gap portion 84 and is guided to the plurality of fuel discharge ports 83 through the gap portion 84 functioning as the fuel passage. For example, a gas-liquid separator (not shown) that transmits only the vaporized component of the liquid fuel and does not transmit the liquid component may be disposed in the plurality of fuel discharge ports 83. As a result, the vaporized component of the liquid fuel is supplied to the anode 54 of the electromotive unit 2. The gas-liquid separator may be installed as a gas-liquid separation film between the fuel distribution plate 81 and the anode 54. The vaporized component of the liquid fuel is discharged from a plurality of fuel discharge ports 83 toward a plurality of locations of the anode 54.

燃料排出口83は起電部2全体に燃料を供給することが可能なように、燃料分配板81のアノード54と接する面に複数設けられている。燃料排出口83の個数は2個以上であればよいが、起電部2の面内における燃料供給量を均一化する上で、0.1〜10個/cm2の燃料排出口83が存在するように形成することが好ましい。燃料排出口83の個数が0.1個/cm2未満であると、起電部2に対する燃料供給量を十分に均一化することができず、10個/cm2を超えて形成してもそれ以上の効果が得られない。A plurality of fuel discharge ports 83 are provided on the surface of the fuel distribution plate 81 in contact with the anode 54 so that fuel can be supplied to the entire electromotive unit 2. The number of the fuel discharge ports 83 may be two or more. However, in order to equalize the fuel supply amount in the plane of the electromotive unit 2, the fuel discharge ports 83 of 0.1 to 10 / cm 2 exist. It is preferable to form so as to. If the number of the fuel discharge ports 83 is less than 0.1 / cm 2 , the amount of fuel supplied to the electromotive unit 2 cannot be made sufficiently uniform, and even if it exceeds 10 / cm 2. No further effect can be obtained.

燃料供給部72は図17に示すように、燃料注入口82と複数の燃料排出口83とを細管85のような燃料通路で接続した燃料分配板81で構成してもよい。燃料分配板81の内部に設けられた細管85は途中で複数に分岐しており、これら分岐した細管85の各終端部に燃料排出口83がそれぞれ設けられている。細管85は内径が0.05〜5mmの貫通孔であることが好ましい。燃料通路は燃料分配板81内に形成した細管85に代えて燃料流通溝で構成してもよい。この場合、燃料流通溝を有する流路板を複数の燃料排出口を有する拡散板で覆うことによって、燃料分配板81が構成される。   As shown in FIG. 17, the fuel supply unit 72 may include a fuel distribution plate 81 in which a fuel inlet 82 and a plurality of fuel outlets 83 are connected by a fuel passage such as a thin tube 85. The narrow tubes 85 provided inside the fuel distribution plate 81 are branched into a plurality of portions along the way, and fuel discharge ports 83 are respectively provided at the end portions of the branched narrow tubes 85. The thin tube 85 is preferably a through hole having an inner diameter of 0.05 to 5 mm. The fuel passage may be constituted by a fuel flow groove instead of the narrow tube 85 formed in the fuel distribution plate 81. In this case, the fuel distribution plate 81 is configured by covering the flow path plate having the fuel flow grooves with a diffusion plate having a plurality of fuel discharge ports.

流路73にはポンプ74が介在されている。ポンプ74は燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部3から燃料供給部72に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。燃料供給部72から起電部2に供給された燃料は発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部3に戻されることはない。この実施形態の燃料電池71は燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは異なるものであり、装置の小型化等を損なうものではない。さらに、液体燃料の供給にポンプ74を使用しており、従来の内部気化型のような純パッシブ方式とも異なる。図15に示す燃料電池71はセミパッシブ型と呼称される方式を適用したものである。   A pump 74 is interposed in the flow path 73. The pump 74 is not a circulation pump that circulates fuel, but is a fuel supply pump that sends liquid fuel from the fuel storage unit 3 to the fuel supply unit 72 to the last. The fuel supplied from the fuel supply unit 72 to the electromotive unit 2 is used for a power generation reaction, and is not circulated thereafter and returned to the fuel storage unit 3. Since the fuel cell 71 of this embodiment does not circulate the fuel, it is different from the conventional active method, and does not impair the downsizing of the apparatus. Further, the pump 74 is used for supplying the liquid fuel, which is different from a pure passive system such as a conventional internal vaporization type. A fuel cell 71 shown in FIG. 15 applies a system called a semi-passive type.

ポンプ74の種類は特に限定されるものではないが、少量の液体燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリーベーンポンプはモータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。ダイアフラムポンプは電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。   The type of the pump 74 is not particularly limited, but a rotary vane pump, an electroosmotic flow pump, a diaphragm pump, from the viewpoint that a small amount of liquid fuel can be sent with good controllability and can be reduced in size and weight. It is preferable to use an ironing pump or the like. A rotary vane pump feeds liquid by rotating a wing with a motor. The electroosmotic flow pump uses a sintered porous material such as silica that causes an electroosmotic flow phenomenon. The diaphragm pump is a pump that feeds liquid by driving the diaphragm with an electromagnet or piezoelectric ceramics. The squeezing pump presses a part of the flexible fuel flow path and squeezes the fuel. Among these, it is more preferable to use an electroosmotic pump or a diaphragm pump having piezoelectric ceramics from the viewpoint of driving power, size, and the like.

ポンプ74の送液能力は、燃料電池71の主たる対象物が小型電子機器であることから、10μL/分〜1mL/分の範囲であることが好ましい。送液能力が1mL/分を超えると一度に送液される液体燃料の量が多くなりすぎて、全運転期間に占めるポンプ74の停止時間が長くなる。このため、起電部2への燃料の供給量の変動が大きくなり、その結果として出力の変動が大きくなる。これを防止するためのリザーバをポンプ74と燃料供給部72との間に設けてもよいが、そのような構成を適用しても燃料供給量の変動を十分に抑制することはできず、さらに装置サイズの大型化等を招いてしまう。   The liquid feeding capacity of the pump 74 is preferably in the range of 10 μL / min to 1 mL / min since the main object of the fuel cell 71 is a small electronic device. When the liquid feeding capacity exceeds 1 mL / min, the amount of liquid fuel delivered at one time becomes too large, and the stop time of the pump 74 occupying the entire operation period becomes long. For this reason, the fluctuation in the amount of fuel supplied to the electromotive unit 2 increases, and as a result, the fluctuation in output increases. A reservoir for preventing this may be provided between the pump 74 and the fuel supply unit 72. However, even if such a configuration is applied, fluctuations in the fuel supply amount cannot be sufficiently suppressed. This will increase the size of the device.

ポンプ74の送液能力が10μL/分未満であると、装置立ち上げ時のように燃料の消費量が増える際に供給能力不足を招くおそれがある。これによって、燃料電池71の起動特性が低下する。このような点から10μL/分〜1mL/分の範囲の送液能力を有するポンプ74を使用することが好ましい。ポンプ74の送液能力は10〜200μL/分の範囲であることがより好ましい。このような送液量を安定して実現する上でも、ポンプ74には電気浸透流ポンプやダイアフラムポンプを適用することが好ましい。   If the liquid feeding capacity of the pump 74 is less than 10 μL / min, there is a risk of insufficient supply capacity when the amount of fuel consumption increases, such as when the apparatus is started up. As a result, the starting characteristics of the fuel cell 71 are deteriorated. From such a point, it is preferable to use a pump 74 having a liquid feeding capacity in the range of 10 μL / min to 1 mL / min. The liquid feeding capacity of the pump 74 is more preferably in the range of 10 to 200 μL / min. In order to realize such a liquid feeding amount stably, it is preferable to apply an electroosmotic flow pump or a diaphragm pump to the pump 74.

この実施形態の燃料電池71においては、ポンプ74を用いて燃料収容部3から燃料供給部72に液体燃料が間欠的に送液される。ポンプ74で送液された液体燃料は燃料供給部72内を速やかに面方向に展開し、燃料排出口83から起電部2のアノード(燃料極)54の全面に対して均一に供給される。すなわち、アノード(燃料極)54の平面内に対して均一に燃料が供給され、これにより発電反応が生起される。燃料供給(送液)用のポンプ74の運転動作は、燃料電池71の出力、温度情報、電力供給先である電子機器の運転情報等に基づいて制御することが好ましい。   In the fuel cell 71 of this embodiment, liquid fuel is intermittently sent from the fuel storage unit 3 to the fuel supply unit 72 using the pump 74. The liquid fuel fed by the pump 74 is quickly developed in the surface direction in the fuel supply unit 72 and is uniformly supplied from the fuel discharge port 83 to the entire surface of the anode (fuel electrode) 54 of the electromotive unit 2. . That is, fuel is uniformly supplied to the plane of the anode (fuel electrode) 54, thereby generating a power generation reaction. The operation of the fuel supply (liquid feeding) pump 74 is preferably controlled based on the output of the fuel cell 71, temperature information, operation information of the electronic device that is the power supply destination, and the like.

燃料電池71の安定性や信頼性を高めるために、ポンプ74と直列に燃料遮断バルブを配置してもよい。燃料遮断バルブには、電磁石、モータ、圧電セラミックス等をアクチュエータとして、開閉動作を電気信号で制御することが可能な電気駆動バルブが適用される。燃料遮断バルブは状態保持機能を有するラッチタイプのバルブであることが好ましい。燃料収容部3や流路73には、燃料収容部3内の圧力を外気とバランスさせるバランスバルブを設置してもよい。燃料収容部3から燃料供給機構を用いて燃料を供給する場合、ポンプ74に代えて燃料遮断バルブのみを配置した構成とすることも可能である。この際の燃料遮断バルブは流路73による液体燃料の供給を制御するものである。   In order to improve the stability and reliability of the fuel cell 71, a fuel cutoff valve may be arranged in series with the pump 74. As the fuel cutoff valve, an electrically driven valve capable of controlling the opening / closing operation with an electric signal using an electromagnet, a motor, piezoelectric ceramics, or the like as an actuator is applied. The fuel cutoff valve is preferably a latch type valve having a state maintaining function. A balance valve that balances the pressure in the fuel storage unit 3 with the outside air may be installed in the fuel storage unit 3 or the flow path 73. When fuel is supplied from the fuel storage unit 3 using a fuel supply mechanism, a configuration in which only the fuel cutoff valve is arranged instead of the pump 74 is also possible. The fuel cutoff valve at this time controls the supply of liquid fuel through the flow path 73.

燃料供給部72から放出された燃料は、起電部2のアノード(燃料極)54に供給される。液体燃料としてメタノール燃料を用いた場合には、アノード触媒層で前述した式(1)に示すメタノールの内部改質反応が生じる。この反応で生成した電子(e-)は外部に導かれ、いわゆる電気として電子機器を動作させた後、カソード(酸化剤極)57に導かれる。式(1)の内部改質反応で生成したプロトン(H+)は電解質膜58を経てカソード57に導かれる。カソード57には酸化剤として空気が供給される。カソード57に到達した電子(e-)とプロトン(H+)は、カソード触媒層で空気中の酸素と前述した式(2)にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。The fuel released from the fuel supply unit 72 is supplied to the anode (fuel electrode) 54 of the electromotive unit 2. When methanol fuel is used as the liquid fuel, the internal reforming reaction of methanol shown in the above formula (1) occurs in the anode catalyst layer. Electrons (e ) generated by this reaction are guided to the outside, and are operated to the cathode (oxidant electrode) 57 after operating the electronic device as so-called electricity. Proton (H + ) generated by the internal reforming reaction of the formula (1) is guided to the cathode 57 through the electrolyte membrane 58. Air is supplied to the cathode 57 as an oxidant. Electrons (e ) and protons (H + ) that have reached the cathode 57 react with oxygen in the air in the cathode catalyst layer in accordance with the above-described formula (2), and water is generated along with this reaction.

上述した反応に基づく発電反応が進行するにしたがって、燃料収容部3内の液体燃料F(例えばメタノール水溶液や純メタノール)は消費される。燃料収容部3内の液体燃料Fが空になると発電反応が停止するため、その時点でもしくはそれ以前の時点で燃料収容部3内に燃料カートリッジ6から液体燃料を供給する。燃料カートリッジ6からの液体燃料の供給は、前述したように燃料カートリッジ6側のノズル部8を燃料電池1側のソケット部4に挿入して接続することにより実施される。   As the power generation reaction based on the above-described reaction proceeds, the liquid fuel F (for example, methanol aqueous solution or pure methanol) in the fuel storage unit 3 is consumed. Since the power generation reaction stops when the liquid fuel F in the fuel storage unit 3 becomes empty, the liquid fuel is supplied from the fuel cartridge 6 into the fuel storage unit 3 at that time or before that time. The liquid fuel is supplied from the fuel cartridge 6 by inserting and connecting the nozzle portion 8 on the fuel cartridge 6 side to the socket portion 4 on the fuel cell 1 side as described above.

なお、本発明は燃料カートリッジを用いて液体燃料を供給する各種の燃料電池に適用することができる。燃料電池の具体的な構成や燃料の供給形態も特に限定されるものではなく、MEAに供給される燃料の全てが液体燃料の蒸気、全てが液体燃料、または一部が液体状態で供給される液体燃料の蒸気等、種々形態に本発明を適用することができる。実施段階では本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。さらに、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組合せたり、また実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除する等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention can be applied to various fuel cells that supply liquid fuel using a fuel cartridge. The specific configuration and fuel supply form of the fuel cell are not particularly limited, and all of the fuel supplied to the MEA is liquid fuel vapor, all is liquid fuel, or part is supplied in a liquid state. The present invention can be applied to various forms such as liquid fuel vapor. In the implementation stage, the constituent elements can be modified and embodied without departing from the technical idea of the present invention. Furthermore, various modifications are possible, such as appropriately combining a plurality of constituent elements shown in the above embodiments, or deleting some constituent elements from all the constituent elements shown in the embodiments. Embodiments of the present invention can be expanded or modified within the scope of the technical idea of the present invention, and these expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の態様に係る燃料電池によれば、燃料収容部に対するソケット部の取付け性や液体燃料のシール性を簡易な構造で確実に高めることができる。従って、本発明の態様に係る燃料電池は小型で信頼性や安全性に優れるため、各種装置や機器の電源として有効に利用することが可能である。   According to the fuel cell according to the aspect of the present invention, the attachment property of the socket portion to the fuel storage portion and the sealing property of the liquid fuel can be reliably improved with a simple structure. Therefore, since the fuel cell according to the aspect of the present invention is small and excellent in reliability and safety, it can be effectively used as a power source for various apparatuses and devices.

Claims (17)

燃料カートリッジのノズル部が着脱可能に接続され、前記ノズル部の着脱動作に応じて開閉される燃料流路を有するソケット部と、
前記ソケット部が収納されるソケット収納部と、
前記ソケット収納部と燃料供給路を介して接続され、前記ソケット部に前記ノズル部が接続された前記燃料カートリッジから供給された液体燃料を収容する燃料収容部と、
前記ソケット部内の前記燃料流路と前記燃料供給路との間をシールする弾性体と、
前記ソケット部による前記弾性体の押圧力を制御するように、前記ソケット部の前記ソケット収納部内への挿入位置を規定する位置決め部と、
前記位置決め部に基づいて前記ソケット収納部内への挿入位置が規定された前記ソケット部を固定する固定部と、
燃料極と、酸化剤極と、前記燃料極と前記酸化剤極とに挟持された電解質膜とを有する膜電極接合体を備え、前記燃料収容部から燃料が供給されて発電動作する起電部と
を具備することを特徴とする燃料電池。
A socket part having a fuel flow path that is detachably connected to the nozzle part of the fuel cartridge and is opened and closed in accordance with the attaching / detaching operation of the nozzle part;
A socket housing portion in which the socket portion is housed;
A fuel storage portion that is connected to the socket storage portion via a fuel supply path, and that stores the liquid fuel supplied from the fuel cartridge in which the nozzle portion is connected to the socket portion;
An elastic body that seals between the fuel flow path and the fuel supply path in the socket portion;
A positioning part for defining an insertion position of the socket part into the socket housing part so as to control a pressing force of the elastic body by the socket part;
A fixing part for fixing the socket part in which the insertion position into the socket housing part is defined based on the positioning part;
An electromotive unit comprising a membrane electrode assembly having a fuel electrode, an oxidant electrode, and an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the oxidant electrode, wherein the fuel is supplied from the fuel storage unit and generates electricity. And a fuel cell.
請求項1記載の燃料電池において、
前記ソケット部は、前記ノズル部が挿入されるノズル挿入口を有するソケット本体と、前記ソケット本体に内蔵されたバルブ機構と、前記ソケット本体内に配置され、前記バルブ機構を開放した際に前記燃料流路をシールする弾性体ホルダとを備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The socket part is disposed in a socket body having a nozzle insertion opening into which the nozzle part is inserted, a valve mechanism built in the socket body, and the fuel when the valve mechanism is opened. A fuel cell comprising: an elastic holder that seals the flow path.
請求項1記載の燃料電池において、
前記ソケット収納部は前記ソケット部が挿入される凹部を有し、前記燃料供給路は前記凹部の底部に開口されていることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the socket housing portion has a recess into which the socket portion is inserted, and the fuel supply path is opened at a bottom portion of the recess.
請求項3記載の燃料電池において、
前記弾性体は前記ソケット部の下面と前記ソケット収納部の前記凹部の前記底部との間に配置されることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 3, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the elastic body is disposed between a lower surface of the socket portion and the bottom portion of the concave portion of the socket housing portion.
請求項1記載の燃料電池において、
前記位置決め部は、前記ソケット部の外周面から突出させた突起部と、前記ソケット収納部に設けられ、前記突起部を受けて前記ソケット部の挿入位置を規定する突起受け部とを備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The positioning part includes a protrusion protruding from the outer peripheral surface of the socket part, and a protrusion receiving part that is provided in the socket housing part and receives the protrusion and defines the insertion position of the socket part. A fuel cell.
請求項5記載の燃料電池において、
前記固定部は前記突起部を押さえる固定部材を備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 5, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the fixing portion includes a fixing member that presses the protrusion.
請求項6記載の燃料電池において、
前記固定部材は前記ソケット部の外周面に沿って挿入される固定ピンを有することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 6, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the fixing member has a fixing pin inserted along an outer peripheral surface of the socket portion.
請求項6記載の燃料電池において、
前記固定部材は前記ソケット部の外周面を覆うように係合される固定スリーブを有することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 6, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the fixing member has a fixing sleeve engaged so as to cover an outer peripheral surface of the socket portion.
請求項1記載の燃料電池において、
前記固定部は、前記ソケット部の外周面に設けられた凹部と、前記凹部と係合する固定ピンとを備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The said fixing | fixed part is provided with the recessed part provided in the outer peripheral surface of the said socket part, and the fixing pin engaged with the said recessed part, The fuel cell characterized by the above-mentioned.
請求項5記載の燃料電池において、
前記ソケット収納部は前記ソケット部の挿入方向に分割された第1および第2の半体を有し、前記第1および第2の半体はこれらを合体したときに前記突起受け部および前記固定部として機能するスロットを有することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 5, wherein
The socket housing portion has first and second halves divided in the insertion direction of the socket portion, and the first and second halves are combined with the protrusion receiving portion and the fixed portion when they are combined. A fuel cell comprising a slot functioning as a portion.
請求項5記載の燃料電池において、
前記ソケット部の突起部および前記ソケット収納部の前記突起受け部は、前記ソケット収納部内に配置された前記ソケット部の回転を防止する機能を有することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 5, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein the protrusion of the socket part and the protrusion receiving part of the socket storage part have a function of preventing rotation of the socket part disposed in the socket storage part.
請求項1記載の燃料電池において、
前記燃料収容部は開口を有し、前記起電部は気液分離膜を介して前記燃料収容部の前記開口上に配置されることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The fuel storage section according to claim 1, wherein the fuel storage section has an opening, and the electromotive section is disposed on the opening of the fuel storage section via a gas-liquid separation membrane.
請求項1記載の燃料電池において、
さらに、前記燃料収容部から前記起電部の前記燃料極に前記燃料を供給する燃料供給機構を具備することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The fuel cell further comprises a fuel supply mechanism for supplying the fuel from the fuel storage portion to the fuel electrode of the electromotive portion.
請求項13記載の燃料電池において、
前記燃料供給機構は、前記燃料収容部と流路を介して接続され、前記燃料極の面方向に前記燃料を分散させつつ供給する燃料供給部を備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 13, wherein
The fuel supply mechanism includes a fuel supply unit that is connected to the fuel storage unit via a flow path and that supplies the fuel while dispersing the fuel in the surface direction of the fuel electrode.
請求項13記載の燃料電池において、
前記燃料供給機構は、前記燃料収容部と流路を介して接続され、前記燃料を前記燃料極の複数個所に対して供給する燃料分配板を備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 13, wherein
The fuel supply mechanism includes a fuel distribution plate that is connected to the fuel accommodating portion through a flow path and supplies the fuel to a plurality of locations of the fuel electrode.
請求項15記載の燃料電池において、
前記燃料分配板は、前記燃料収容部から前記流路を介して前記液体燃料が流入する燃料注入口と、前記燃料注入口と燃料通路を介して接続された複数の燃料排出口とを有することを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 15, wherein
The fuel distribution plate has a fuel inlet through which the liquid fuel flows from the fuel accommodating portion through the flow path, and a plurality of fuel outlets connected to the fuel inlet through a fuel passage. A fuel cell.
請求項14記載の燃料電池において、
前記燃料供給機構は前記流路に設けられた燃料供給ポンプを備えることを特徴とする燃料電池。
The fuel cell according to claim 14, wherein
The fuel cell, wherein the fuel supply mechanism includes a fuel supply pump provided in the flow path.
JP2009501142A 2007-02-28 2008-02-28 Fuel cell Abandoned JPWO2008105182A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007048532 2007-02-28
JP2007048532 2007-02-28
PCT/JP2008/000380 WO2008105182A1 (en) 2007-02-28 2008-02-28 Fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2008105182A1 true JPWO2008105182A1 (en) 2010-06-03

Family

ID=39721023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009501142A Abandoned JPWO2008105182A1 (en) 2007-02-28 2008-02-28 Fuel cell

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2008105182A1 (en)
KR (1) KR20090111860A (en)
WO (1) WO2008105182A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093001A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Toshiba Corp Coupler
JP2006278159A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Toshiba Corp Fuel cell
JP2006313689A (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Toshiba Corp Fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090111860A (en) 2009-10-27
WO2008105182A1 (en) 2008-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4431577B2 (en) Fuel cartridge with connecting valve
JP2007128850A (en) Connection structure of fuel cartridge for fuel cell, and the fuel cell using the same
US20100239948A1 (en) Fuel cell socket and fuel cell using same
KR20090014213A (en) Fuel cell coupler and fuel cell using same
US20100266934A1 (en) Coupler for fuel cell and fuel cell
WO2007029790A1 (en) Fuel cartridge for fuel cell and fuel ceel using the same
JP2007128700A (en) Fuel cartridge for fuel cell, and the fuel cell using the same
JP2007311032A (en) Fuel cartridge for fuel cell and fuel cell using it
JP2007242572A (en) Connection mechanism for fuel cartridge for fuel battery, and fuel battery using the connection mechanism
JPWO2008105182A1 (en) Fuel cell
JP2007122961A (en) Fuel cartridge for fuel cell and fuel cell using it
JP2010073437A (en) Fuel supply device and fuel cell system
JP2008108554A (en) Fuel cartridge for fuel cell, and nozzle attachment for fuel cartridge
JP2007273219A (en) Fuel cartridge connection mechanism for fuel cell and fuel cell using it
JP2007220571A (en) Coupler for fuel cell, and fuel cell using it
JP2008218046A (en) Fuel cell
JP2007273092A (en) Fuel cartridge for fuel cell and fuel cell using it
WO2010047036A1 (en) Plug for fuel cell and coupler adapted for fuel cell and using same
JP2008218012A (en) Fuel cell
JP5222481B2 (en) Fuel cell and fuel cell
JP2008218048A (en) Cell for fuel cell and the fuel cell
JP2008218049A (en) Fuel battery cell and fuel cell
JP2010257691A (en) Socket for fuel cell, coupler for fuel cell, and fuel cell
JP2010060003A (en) Pressure regulating valve for fuel cell, and fuel cell using the same
WO2010070855A1 (en) Fuel cell sockets, fuel cell couplers using same and fuel cells

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110223

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120813

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20130213