KR20080026199A - 연료용기 - Google Patents

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KR20080026199A
KR20080026199A KR1020087002470A KR20087002470A KR20080026199A KR 20080026199 A KR20080026199 A KR 20080026199A KR 1020087002470 A KR1020087002470 A KR 1020087002470A KR 20087002470 A KR20087002470 A KR 20087002470A KR 20080026199 A KR20080026199 A KR 20080026199A
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도시미 가미타니
기요시 후지사와
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가시오게산키 가부시키가이샤
미쓰비시 엔피쯔 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 있어서, 연료용기(1)는 액체연료(4)가 수용되고, 액체연료(4)를 외부로 배출하는 연료배출구(24, 31)가 형성된 용기 본체(2)와, 용기 본체(2) 내의 액체연료(4)의 말단측에 위치하며, 액체연료(4)의 배출에 동반해서 연료배출구(24, 31)측으로 이동하는 고체형상의 추종보조부재(71)와, 액체연료(4)의 말단측에 위치하고, 용기 본체(2)의 내주면과 추종보조부재(71)의 외주면에 의해서 형성되는 공간 내에 충전되며, 액체연료(4)의 배출에 동반해서 연료배출구(24, 31)로 이동하는 추종체(5)를 구비한다. 그리고, 서로 대향하는 용기 본체(2)의 내주면과, 추종보조부재(71)의 외주면 중 적어도 한쪽 면을 요철로 하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020087002470
연료용기, 액체연료, 추종보조부재, 연료배출구, 용기 본체

Description

연료용기{FUEL CONTAINER}
본 발명은 액체연료를 수용한 연료용기에 관한 것이다.
근래에는, 휴대전화기, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 디지털카메라, 손목시계, PDA(Personal Digital Assistance), 전자수첩 등이라고 하는 소형 전자기기가 눈부신 진보·발전을 이루고 있다. 전자기기의 전원으로서, 알칼리 건전지, 망간 건전지라고 하는 1차 전지 또는 니켈-카드뮴 축전지, 니켈-수소 축전지, 리튬이온전지라고 하는 2차 전지가 이용되고 있다. 그런데, 1차 전지 및 2차 전지는 에너지의 이용 효율의 관점에서 검증하면, 반드시 에너지의 유효 이용이 도모되고 있다고는 말할 수 없다. 그 때문에, 오늘날은 1차 전지 및 2차 전지의 대체를 위해서 높은 에너지 이용 효율을 실현할 수 있는 연료전지에 대한 연구·개발이 활발히 실행되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재되어 있는 연료전지는, 전해질판이 연료극과 산화제극의 사이에 협지되어 이루어지는 연료전지 본체와, 메탄올 등의 액체연료와 물의 혼합액을 수용하는 동시에 연료전지 본체에 접속된 연료용기로 구성되어 있다. 연료용기에는 접속부가 형성되고, 그 접속부에서 도입관에 접속되며, 액체연료가 공급된다. 연료용기가 비게 되면 새로운 연료용기로 교환하면 된다.
[특허문헌 1] 일본 특개 2001-93551호 공보
그런데, 상술한 바와 같이 연료전지의 연료를 카트리지형상으로서 공급하는 경우, 연료 카트리지는 소모품으로서, 제품 본체 메이커 등으로 판매 공급되고, 이들 소모품을 운반해서 판매점 등에 공급하는 것이 예상된다. 또, 휴대용 기기를 연료전지로 구동시키는 경우도 여러 가지 방법으로 휴대용 기기에 탑재한 상태로 연료전지를 운반, 이동하게 되고, 휴대용 기기나 연료 카트리지를 운반, 이동시켰을 때에 발생하는 진동에 의해서 연료전지용의 카트리지가 동작 불량이 되는 나쁜 상황이 발생해서는 안된다. 연료전지용 카트리지의 진동이나 충격에 의한 안좋은 상황에 의해, 소형 휴대기기의 동작 불량이 일어나지 않도록 충분한 진동 특성을 연료전지용 카트리지에 부여하는 것이 중요해지고 있다.
그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 진동 특성을 향상시킬 수 있는 연료용기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본원 발명은, 액체연료가 수용되고, 상기 액체연료를 외부로 배출하는 연료배출구가 형성된 용기 본체와,
상기 용기 본체 내의 상기 액체연료의 말단측에 위치하며, 상기 액체연료의 배출에 동반해서 상기 연료배출구측으로 이동하는 고체형상의 추종보조부재(follow-up auxiliary member)와,
상기 액체연료의 말단측에 위치하고, 상기 용기 본체의 내주면과 상기 추종보조부재의 외주면에 의해서 형성되는 공간 내에 충전되며, 상기 액체연료의 배출에 동반해서 상기 연료배출구로 이동하는 추종체(follow-up body)를 구비하고,
서로 대향하는 상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면 중 적어도 한쪽 면이 요철이다.
본원 발명에서는,
서로 대향하는 상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면이 서로 맞물리는 형상이다.
본원 발명에서는,
상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면이 각각 빗살형상이다.
본원 발명에서는,
상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면 중 적어도 한쪽 면은, 해당 한쪽 면이 평활한 경우에 비해서 표면적이 크다.
도 1은 연료용기(1)의 사시도이다.
도 2는 연료용기(1)의 분해 사시도이다.
도 3은 선L-L을 따른 세로 절단면의 단면도이다.
도 4는 도 3의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 전부(前部)를 확대한 도면이다.
도 5는 도 3의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 후부(後部)를 확대한 도면이다.
도 6은 선L-L을 따른 가로 절단면의 단면도이다.
도 7은 도 6의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 전부를 확대한 도면이다.
도 8은 도 6의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 후부를 확대한 도면이다.
도 9a는 연료용기의 용기 본체(2)의 대략 사시도이다.
도 9b는 추종보조부재(71)에 있어서 선L-L과 직교하는 방향을 따른 절단면의 단면도이다.
도 10은 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 사시도이다.
도 11은 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 사시도이다.
도 12는 앞쪽 내측 덮개부재(20)를 케이스(10)에 끼운 상태의 정면도이다.
도 13은 앞쪽 내측 덮개부재(20)에 앞쪽 외측 덮개부재(30)를 겹친 상태의 정면도이다.
도 14는 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 사시도이다.
도 15는 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 사시도이다.
도 16은 뒤쪽 내측 덮개부재(40)에 뒤쪽 외측 덮개부재(60)를 겹친 상태의 배면도이다.
도 17은 포장재(9)의 변형예의 사시도이다.
도 18은 다른 포장재(109)로 용기 본체(2)를 포장한 상태의 사시도이다.
도 19는 포장재(109)의 포장 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 20a는 발전유니트(901)의 블록도이다.
도 20b는 변형예를 나타내는 발전유니트(901)의 블록도이다.
도 21은 연료용기(1)가 수납된 전자기기(101)의 대략 사시도이다.
도 22는 전자기기(101)의 이면을 나타낸 대략 사시도이다.
도 23은 종래 예를 나타낸 연료용기의 용기 본체(2A)의 대략 사시도이다.
도 24는 선L1-L1을 따른 가로 절단면의 단면도이다.
도 25(a)는 Z방향으로 가진(加振)했을 때의 선L1-L1을 따른 세로 절단면의 단면도이다.
도 25(b)는 Y방향으로 가진했을 때의 선L1-L1을 따른 가로 절단면의 단면도이다.
도 25(c)는 X방향으로 가진했을 때의 선L1-L1을 따른 가로 절단면의 단면도이다.
도 26(a)는 Z방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 종단면도의 주요부 확대도이다.
도 26(b)는 Y방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 횡단면도의 주요부 확대도이다.
도 26(c)는 X방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 종단면도이다.
도 26(d)는 X방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 횡단면도이다.
도 27은 추종보조부재(71A), 추종체(5A) 및 케이스(10A)의 내주면과의 관계를 나타낸 용기 본체(2A)의 선L1-L1을 따른 횡단면도이다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대하여 도면을 이용해서 설 명한다. 단, 이하에 서술하는 실시형태에는, 본 발명을 실시하기 위해서 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 붙여져 있지만, 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예로 한정하는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명을 적용한 실시형태에 있어서의 연료용기(1)의 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 연료용기(1)는 액체연료가 수용된 대략 직육면체형상의 용기 본체(2)와, 용기 본체(2)를 포장한 포장재(9)를 구비한다.
용기 본체(2)에 대해서 도 1∼도 8을 이용해 설명한다. 여기에서, 도 2는 연료용기(1)의 분해 사시도이다. 도 3은 연료용기(1)의 긴쪽 방향(X)을 따른 중심선(L)을 통과하고 또한 연료용기(1)의 두께 방향(Z)에 평행한 절단면을 연료용기(1)의 폭방향(Y)을 향하여 본 단면도이며, 도 4는 도 3의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 전부(前部)를 확대한 도면이고, 도 5는 도 3의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 후부(後部)를 확대한 도면이다. 또, 도 6은 중심선(L)을 통과하고 또한 연료용기(1)의 폭방향(Y)에 평행한 절단면을 연료용기(1)의 두께 방향(Z)을 향하여 본 단면도이며, 도 7은 도 6의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 전부을 확대한 도면이고, 도 8은 도 6의 단면도에 있어서 연료용기(1)의 후부를 확대한 도면이다. 또한 도 6∼도 8에 있어서는 포장재(9)의 귀부(耳部)(92, 93)를 제거한 상태를 나타내고 있다. 또, 도 9a는 연료용기의 용기 본체(2)의 개략을 나타낸 전체 사시도, 도 9b는 추종보조부재(71)에 있어서, 중심선(L)과 직교하는 Y-Z평면에 평행한 절단면을 연료용기(1)의 긴쪽 방향(X)을 향하여 본 단면도이다. 또한 도면의 관계상, 도 9a에 있어서, 후술하는 앞쪽 내측 덮개부재(20), 뒤쪽 내측 덮개부재(40), 물수 용관(70) 및 추종체(7) 등의 도시는 생략하고 있다.
용기 본체(2)는 합성수지 또는 금속으로 이루어지는 케이스(10)를 구비하고, 케이스(10)에 앞쪽 내측 덮개부재(20), 앞쪽 외측 덮개부재(30), 뒤쪽 내측 덮개부재(40), 뒤쪽 외측 덮개부재(60) 및 물수용관(70)이 부착되는 것으로 용기 본체(2)가 구성되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 케이스(10)는 그 내측이 중공으로 되는 대략 직사각형 관형상인 것이며, 케이스(10)의 전단 및 후단이 개구하고, 케이스(10)를 긴쪽 방향(X)을 향하여 본 경우에 케이스(10)가 직사각형 틀 형상으로 형성되어 있다. 케이스(10)의 개구면적은 긴쪽 방향(X)으로 계속해서 균일하다. 케이스(10)의 외주면은 평면이며, 케이스(10)의 내주면은 방향 X에서 본 경우, 빗살형상으로 되어 있다. 즉, 도 9a, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 케이스(10)의 내주면에, 일정 간격으로 오목한 직사각형상의 복수의 오목부(13)가 케이스(10)의 후단부터 전단까지 직선형상으로 연재하여 형성되고, 서로 이웃하는 오목부(13) 사이에는 직사각형상의 볼록부(14)가 케이스(10)의 후단부터 전단까지 직선형상으로 연재하여 형성되며, 이와 같이 오목부(13) 및 볼록부(14)가 엇갈리게 인접하는 것으로 빗살형상의 형상으로 되어 있다. 볼록부(14)의 폭은 오목부(13)의 폭보다 작고, 서로 이웃하는 볼록부(14) 및 오목부(13)의 높낮이차(H1)는 오목부(13)의 폭(W1)보다 짧고 또한 볼록부(14)의 폭(W2)보다 길다. 이와 같은 케이스(10)의 빗살형상의 내주면은, 후술하는 추종보조부재(71)의 외주면에 서로 맞물리도록 되어 있다. 또한 케이스(10)의 외주면이 용기 본체(2)의 외면으로 되고, 케이스(10)의 내주면이 용기 본체(2)의 내면으로 되며, 케이스(10)의 외주면과 내주면의 사이의 두께부가 용기 본체(2)의 두께부로 된다.
또, 케이스(10)의 외주면 중 저면(底面) 및 상면에는 외주면측에서 보아 유로홈(11, 12)이 각각 오목 설치되어 있다. 유로홈(11, 12)은 케이스(10)의 후단부터 전단까지 직선형상으로 연재하고 있다.
케이스(10)로서는, 예를 들어, 투광성이 요구되지 않는 경우이면, 알루미늄, 스테인리스 등의 금속, 수지, 유색 유리, 도기, 자기 등을 들 수 있지만, 예를 들어 케이스(10) 내부에 봉입되어 있는 액체연료(4)가 외부에서 보이는 투광성이나, 가스불투과성, 제조나 조립시의 코스트 저감 및 제조의 용이성 등의 어느 한쪽을 고려하는 경우에는, 바람직하게는 상기 각 특정을 갖는 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 에틸렌·비닐 알코올 공중합수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 셀로판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐 등의 단독 또는 2종 이상의 수지의 혼합물, 무색 유리, 혹은, 상기 수지 또는 수지의 혼합물 표면에 알루미나, 실리카, 다이아몬드 라이크 카본(DLC)을 코트 한 것을 포함하는 단층구조, 2층구조 이상의 다층구조로 이루어지는 것을 들 수 있다. 다층구조의 경우는, 적어도 한층이 상기한 성능(가스불투과성)을 가지는 수지로 구성되어 있으면, 나머지 층은 가스투과성의 수지라도 문제는 없고, 상기 포장재의 가스 차폐성을 보충하는 효과를 기대할 수 있다.
케이스(10)의 전단측의 개구가 앞쪽 내측 덮개부재(20)에 의해서 폐색되고, 이 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 전면(前面)에는 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 후면이 접 합되어 있다. 그 때문에, 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 후면이 용기 본체(2)의 앞쪽의 내면으로 되고, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면이 용기 본체(2)의 앞쪽의 외면으로 되며, 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 후면과 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면의 사이의 부분이 용기 본체(2)의 앞쪽의 두께부로 된다.
또, 케이스(10)의 후단측의 개구가 뒤쪽 내측 덮개부재(40)에 의해서 폐색 되고, 이 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 후면에는 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 전면이 접합되어 있다. 그 때문에, 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 전면이 용기 본체(2)의 뒤쪽의 내면으로 되고, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면이 용기 본체(2)의 뒤쪽의 외면으로 되며, 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 전면과 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면의 사이의 부분이 용기 본체(2)의 뒤쪽의 두께부로 된다.
앞쪽 내측 덮개부재(20)에 대해서 도 10∼도 12를 이용해서 설명한다. 도 10은 비스듬히 앞에서 본 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 사시도이며, 도 11은 비스듬히 뒤에서 본 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 사시도이고, 도 12는 케이스(10)를 폐색한 상태의 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 정면도이다.
앞쪽 내측 덮개부재(20)는 제 1 층(21)과, 제 1 층(21)에 강고하게 접착 또는 고정된 제 2 층(22)으로 구성되어 있다. 제 1 층(21)의 둘레가장자리는 제 2 층(22)의 둘레가장자리보다도 크고, 제 1 층(21)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 전단면의 바깥쪽 가장자리에 일치하며, 제 2 층(22)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 앞쪽 개구의 안쪽 가장자리에 일치하고 있다.
제 2 층(22)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 전단의 두께분만큼 제 1 층(21) 의 둘레가장자리보다도 내측에 위치하므로, 앞쪽 내측 덮개부재(20)가 케이스(10)의 앞쪽 개구를 폐색한 상태에서는 제 2 층(22)이 케이스(10)의 앞쪽 개구에 끼워맞춰져서 제 2 층(22)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 내벽에 밀착하고, 제 1 층(21)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 전단면의 바깥쪽 가장자리와 일치하며, 제 1 층(21)의 가장자리부가 케이스(10)의 전단면과 겹쳐진다.
앞쪽 내측 덮개부재(20)의 중앙부에는, 제 1 층(21)의 전면에서부터 제 2 층(22)의 후면으로 관통한 물배출구(23)가 천공되어 있고, 이 물배출구(23)의 오른쪽에는 제 1 층(21)의 전면에서부터 제 2 층(22)의 후면으로 관통한 연료배출구(24)가 천공되어 있다.
또, 제 1 층(21)에는 슬릿(25)이 형성되어 있고, 제 1 층(21)에 제 2 층(22)이 접착 또는 고정됨으로써 슬릿(25)이 홈형상이 된다. 슬릿(25)은 제 1 층(21)의 위쪽 가장자리부터 제 1 층(21)의 아래쪽 가장자리에까지 연속해서 형성되고, 물배출구(23)를 피하도록 하여 굴곡하며, 후술하는 공기배출구(32)에 대응하는 위치에서 폭이 넓어지고 있다.
제 2 층(22)의 위쪽 가장자리부로서 슬릿(25)의 상단부와 겹쳐지는 부분에는, 노치(26)가 형성되고, 슬릿(25)의 상단부가 노치(26)를 통하여 케이스(10)의 유로홈(11)의 전단부에 연통하고 있다. 제 2 층(22)의 아래쪽 가장자리부로서 슬릿(25)의 하단부에 겹쳐지는 부분에는, 노치(27)가 형성되고, 슬릿(25)의 하단부가 노치(27)를 통하여 케이스(10)의 유로홈(12)의 전단부에 연통하고 있다.
도 13은, 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 전면에 겹친 상태의 앞쪽 외측 덮개부 재(30)의 정면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 앞쪽 외측 덮개부재(30)가 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 제 1 층(21)에 겹쳐져 있으므로 슬릿(25)이 앞쪽 외측 덮개부재(30)에 의해서 피복되고, 슬릿(25)에 의한 유로가 형성된다. 이 앞쪽 외측 덮개부재(30)에는 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)가 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면에서부터 후면으로 관통하도록 천공되어 있다. 물배출구(33)가 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 중앙부에 형성되고, 연료배출구(31), 물배출구(33), 공기배출구(32)가 이러한 순서로 연료용기(1)의 폭방향을 따라서 일직선형상으로 배열되어 있다. 그리고, 연료배출구(31)가 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 연료배출구(24)에 서로 대향하고, 물배출구(33)가 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 물배출구(23)에 서로 대향하며, 공기배출구(32)가 슬릿(25)의 폭이 넓은 부분에 서로 대향하고 있다.
도 1, 도 2, 도 3, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면에 있어서, 연료배출구(31) 및 공기배출구(32)는 각각의 주위가 볼록 설치된 니플부(38) 및 니플부(39)에 설치되어 있지만, 물배출구(33)는 관통구멍으로 되어 있기 때문에, 물수용관(70)이 삽입되어 있지 않은 상태에서는 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면에 대해서 돌출하고 있지 않지만, 물수용관(70)이 물배출구(33)에 삽입되어 있는 상태에서는 물수용관(70)의 선단이 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면에 대해서 볼록 설치되어 있다. 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 후면은 니플부(38) 및 니플부(39)에 있어서 각각 오목 설치되어 있다.
뒤쪽 내측 덮개부재(40)에 대해 도 14∼도 15를 이용해서 설명한다. 도 14 는 비스듬히 뒤에서 본 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 사시도이며, 도 15는 비스듬히 앞에서 본 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 사시도이다.
뒤쪽 내측 덮개부재(40)는 제 1 층(41)과, 제 1 층(41)에 강고하게 접착 또는 고정된 제 2 층(42)으로 구성되어 있다. 제 1 층(41)의 둘레가장자리는 제 2 층(42)의 둘레가장자리보다도 작고, 제 1 층(41)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 뒤쪽 개구의 안쪽 가장자리에 일치하고, 제 2 층(42)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 후단면의 바깥쪽 가장자리에 일치하고 있다.
도 5 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 층(41)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 후단의 두께분만큼 제 2 층(42)의 둘레가장자리보다도 내측에 위치하므로, 뒤쪽 내측 덮개부재(40)가 케이스(10)의 뒤쪽 개구를 폐색한 상태에서는 제 1 층(41)이 케이스(10)의 뒤쪽 개구에 끼워 맞춰져서 제 1 층(41)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 내벽에 밀착하고, 제 2 층(42)의 둘레가장자리가 케이스(10)의 둘레가장자리와 일치하며, 제 2 층(42)의 가장자리부가 케이스(10)의 후단면과 겹쳐진다.
도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 중앙부에는 제 1 층(41)의 전면에서부터 제 2 층(42)의 후면까지 관통한 홀딩구(43)가 천공되어 있다. 제 2 층(42)에 있어서의 홀딩구(43)의 좌우에는, 가로 슬릿(44, 45)이 형성되고, 이 가로 슬릿(44, 45)과 홀딩구(43)가 일체로 되어 연속하고 있다. 제 1 층(41)에 있어서의 홀딩구(43)의 왼쪽 및 오른쪽에는 통기구멍(46, 47)이 천공되어 있고, 통기구멍(46)이 가로 슬릿(44)의 단부에 연통하고, 통기구멍(47)이 가로 슬릿(45)의 단부에 연통하고 있다.
제 2 층(42)에는, 제 1 층(41)측에 볼록 설치되어 있는 니플부(52)가 설치되어 있고, 제 1 층(41)에는 관통하는 관통구멍이 설치되어 있다. 니플부(52)가 제 1 층(41)의 관통구멍에 삽입되면, 그 선단이 제 1 층(41)의 전면에 대해서 돌출된 상태로 된다. 니플부(52)에는 통기구멍(51)이 설치되어 있고, 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 앞뒤를 통기하고 있다.
또, 제 2 층(42)에는 슬릿(48)이 형성되어 있고, 제 2 층(42)에 제 1 층(41)이 접착 또는 고정됨으로써 슬릿(48)이 홈형상이 된다. 슬릿(48)은 제 2 층(42)의 위쪽 가장자리로부터 제 2 층(42)의 아래쪽 가장자리에까지 연속해서 형성되고, 홀딩구(43)를 피하도록 하여 굴곡하며, 후술하는 제 2 공기도입구(62)에 대응하는 위치에서 폭이 넓어지고 있다.
제 1 층(41)의 위쪽 가장자리부로서 슬릿(48)의 상단부에 겹쳐지는 부분에는 노치(49)가 형성되고, 슬릿(48)의 상단부가 노치(49)를 통하여 케이스(10)의 유로홈(11)의 후단부에 연통하고 있다. 제 1 층(41)의 아래쪽 가장자리부로서 슬릿(48)의 하단부에 겹쳐지는 부분에는 노치(50)가 형성되고, 슬릿(48)의 하단부가 노치(50)를 통하여 케이스(10)의 유로홈(12)의 후단부에 연통하고 있다.
도 16은 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 후면에 겹친 상태의 뒤쪽 외측 덮개부재(60)를 뒤쪽에서 본 정면도이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)가 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 제 2 층(42)에 겹쳐져 있으므로 슬릿(48)이 뒤쪽 외측 덮개부재(60)에 의해서 피복되고, 슬릿(48)에 의한 유로가 형성된다. 또한, 가로 슬릿(44, 45)도 뒤쪽 외측 덮개부재(60)에 의해서 피복된다. 도 2, 도 16에 나타내는 바와 같이, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)에는 원형상의 압력조정구(61)가 형성되어 있는 동시에, 직사각형상의 제 2 공기도입구(62)가 형성되어 있다. 압력조정구(61)는 후술하는 추종체(5, 7)의 뒤쪽으로 생기는 공간(65)의 압력을 조정하기 위해서 외부의 공기를 받아들이기 위한 구멍이며, 통기구멍(51)에 상대되는 위치에 형성되고, 공기도입구(62)는 슬릿(48)의 폭 넓게 된 부분에 상대되는 위치에 형성되어 있다.
도 2∼도 8에 나타내는 바와 같이, 케이스(10) 내에는 물수용관(70)이 배치설치되어 있다. 물수용관(70)의 일단부가 물배출구(33) 및 물배출구(23)에 삽입되고, 그 일단부가 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면보다도 앞쪽으로 돌출하며, 이 돌출부분의 돌출 높이는 연료배출구(31)의 니플부(38) 및 공기배출구(32)의 니플부(39)의 돌출 높이와 거의 같다. 한편, 물수용관(70)의 타단부가 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 홀딩구(43)에 삽입되어 있지만, 물수용관(70)의 후단면은 제 2 층(42)까지 도달하고 있지 않다. 그 때문에, 홀딩구(43) 내에는 홀딩구(43)의 사이에서 공간이 생기고, 가로 슬릿(44, 45)이 물수용관(70) 내까지 연통하고 있다.
연료배출구(31) 및 연료배출구(24)에는 케이스(10)에 외력이 가해져도 케이스(10) 내로부터 연료배출구(31) 및 연료배출구(24)를 통하여 케이스(10)의 바깥으로 향하는 유체의 불필요한 흐름을 저지하는 역지 밸브(35)가 끼워 넣어져 있다. 역지 밸브(35)의 외경은 니플부(38)의 내경보다 작고, 연료배출구(31)의 지름보다 크다. 이 때문에 역지 밸브(35)가 연료배출구(31)로부터 외부로 나오는 일은 없 다. 구체적으로는, 역지 밸브(35)는 덕빌형상으로 형성된 덕빌밸브이며, 역지 밸브(35)는 그 덕빌형상의 선단을 케이스(10)의 내측으로 향한 상태에서 니플부(38) 내 및 연료배출구(24)의 오목부에 수납되어 있다.
공기배출구(32)에는 케이스(10)에 외력이 가해져도 연료용기(1)의 내측의 슬릿(25)으로부터 공기배출구(32)를 통하여 바깥으로 향하는 유체의 불필요한 흐름을 저지하는 역지 밸브(36)가 끼워 넣어져 있다. 역지 밸브(36)의 외경은 니플부(39)의 내경보다 작고, 공기배출구(32)의 지름보다 크다. 이 때문에 역지 밸브(35)가 공기배출구(32)로부터 외부로 나오는 일은 없다. 구체적으로는, 역지 밸브(36)는 덕빌형상으로 형성된 덕빌밸브이며, 역지 밸브(36)는 그 덕빌형상의 선단을 케이스(10)의 내측으로 향한 상태로 니플부(39) 내 및 슬릿(25) 내에 수납되어 있다.
물수용관(70) 내로서 물배출구(33)측의 단부 근처에는, 케이스(10)를 통하여 물수용관(70)에 외력이 가해져도 물수용관(70) 내로부터 그 단부 개구로 향하는 유체의 불필요한 흐름을 저지하는 역지 밸브(73)가 끼워 넣어져 있다. 구체적으로는 역지 밸브(73)는 덕빌형상으로 형성된 덕빌밸브이며, 역지 밸브(73)는 그 덕빌형상의 선단을 뒤쪽 내측 덮개부재(40)쪽으로 향한 상태에서 물수용관(70)에 끼워 넣어져 있다.
압력조정구(61)에는 케이스(10) 내로부터 통기구멍(51) 및 압력조정구(61)를 통하여 바깥으로 향한 유체의 흐름을 저지하는 역지 밸브(64)가 끼워 넣어져 있다. 구체적으로는, 역지 밸브(64)는 덕빌형상으로 형성된 덕빌밸브이며, 역지 밸브(64)는 그 덕빌형상의 선단을 케이스(10)의 내측으로 향한 상태에서 압력조정구(61)의 주위의 오목부에 끼워 넣어져 있다. 역지 밸브(64)는 추종체(5, 7)보다 뒤쪽의 내부 공간(65)의 기압이 용기 본체(2) 바깥의 기압보다 현저하게 낮아졌을 때에 압력차를 완충하기 위해서 용기 본체(2) 바깥으로부터 안으로 공기의 진입을 허용하는 것이다.
역지 밸브(35, 36, 64, 73)는 탄성을 갖는 재료로 이루어진다. 역지 밸브(35, 36, 64, 73)의 재질로서는, 폴리비닐 알코올, 에틸렌·비닐 알코올 공중합수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 셀로판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐 등의 합성수지, 천연고무, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 1, 2-폴리 부타디엔 고무, 스틸렌-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 클로로 술폰화 폴리에틸렌, 아크릴 고무, 에피클로로히드린고무, 다황화고무, 실리콘 고무, 불소 고무, 우레탄고무 등의 고무, 엘라스토머를 들 수 있다.
또, 물수용관(70)은 유동성이 없는 고체인 추종보조부재(71)의 관통구멍(72)에 관통하고 있다. 추종보조부재(71)는 후술하는 액체연료(4)의 소비에 동반해서 액체연료(4)와의 사이의 계면의 이동에 의해 생기는 느린 작은 응력의 작용에 의해서 케이스(10)의 내벽과 물수용관(70)의 외벽의 사이의 공간 내에서 액체연료(4)의 사이의 계면과 함께 효율적으로 슬라이딩하도록, 부피에 대해 가벼운 구조로 하기 위해서 내부가 중공형상이 되어 있다. 추종보조부재(71)의 중앙부에는 물수용관(70)을 삽입하기 위한 관통구멍(72)이 형성되어 있다. 또, 추종보조부재(71)는 물수용관(70)에 안내되어 방향 X를 따라서 이동 가능하게 되어 있다.
또, 방향 X에서 본 경우, 추종보조부재(71)의 바깥 가장자리형상은 빗살형상으로 되어 있다. 즉, 도 9a, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 추종보조부재(71)의 외주면에, 일정 간격으로 오목한 직사각형상의 복수의 오목부(74)가 두께 방향으로 연재하여 형성되며, 이에 따라서 복수의 직사각형상의 볼록부(75)가 두께 방향으로 연재하여 형성되고, 각 볼록부(75)마다 잘라내어진 빗살형상의 형상으로 되어 있다. 추종보조부재(71)의 외주면에는, 볼록부(75)와 오목부(74)가 엇갈리게 인접하고 있고, 추종보조부재(71)의 외주면의 볼록부(75)가 오목부(13)에 대응하며, 추종보조부재(71)의 외주면의 오목부(74)가 볼록부(14)에 대응하고 있다. 볼록부(75)의 폭은 오목부(74)의 폭보다 작고, 서로 이웃하는 볼록부(75) 및 오목부(73)의 높낮이차(H2)는 오목부(74)의 폭(W3)보다 짧고 또한 볼록부(74)의 폭(W4)보다 길다. 또, 볼록부(14)의 폭(W2)은 오목부(74)의 폭(W3)보다 좁고, 볼록부(74)의 폭(W4)은 오목부(13)의 폭(W1)보다 좁다.
따라서, 이와 같은 추종보조부재(71)가 케이스(10) 내에 삽입됨으로써, 추종보조부재(71)의 볼록부(75)가 케이스(10)의 내주면에 형성된 오목부(13) 내에 배치되고, 케이스(10)의 내주면에 형성된 볼록부(14)가 추종보조부재(71)의 오목부(74) 내에 배치되며, 오목부(13, 74)와 볼록부(14, 75)가 서로 맞물리고 있다. 그리고, 이와 같은 추종보조부재(71)의 외주면과 케이스(10)의 내주면의 사이(오목부(74, 13)와 볼록부(14, 75)의 사이)에 형성되는 공간 내에 후술한 추종체(5)가 충전된다.
추종보조부재(71)로서는, 예를 들면, 폴리프로필렌, 에틸렌·비닐 알코올 공 중합수지, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 각종 고무 등으로 구성되는 것을 들 수 있다.
케이스(10)의 내부 공간 중 추종보조부재(71)보다도 앞쪽에는 액체연료(4)가 수용되어 있다. 케이스(10)의 내부 공간 중 액체연료(4)보다도 뒤쪽에는 액체연료(4)에 대해 친화성이 낮은 액체, 졸 또는 겔로 이루어지는 추종체(5)가 수용되고, 케이스(10)의 내부 공간이 추종체(5)에 의해서 폐색되어 있다. 케이스(10)의 내부 공간은 추종체(5)보다도 앞쪽의 영역과 추종체(5)보다도 뒤쪽의 영역으로 추종체(5)에 의해서 구분되어 있다. 그리고, 추종체(5)는 추종보조부재(71)와 케이스(10)의 틈새를 매설하고 있기 때문에, 액체연료(4)가 추종보조부재(71)와 케이스(10) 사이의 틈새에서 누설하는 일이 없다. 이와 같이 추종보조부재(71)는 액체연료(4)와 추종체(5)의 접촉부에 있고, 추종보조부재(71)의 후부가 액체연료(4)에 침지하며, 추종보조부재(71)의 후부가 추종체(5)에 침지하고 있다.
물수용관(70) 내에는 물(6)이 수용되어 있다. 이 물(6)은 도 20a에 나타내는 바와 같은 발전유니트(901)에 적용될 경우, 액체연료(4)와 혼합되어 기화기(902)에 공급되거나, 연료전지(905)의 전해질막을 이동하는 프로톤의 캐리어로서 이용하기 때문에, 전해질막에 수소가 공급되기 전에 사전에 전해질막에 공급되는 것이다. 또, 물(6)은 도 20b에 나타내는 발전유니트(901)에 적용되는 경우, 액체연료(4)와 혼합되어 기화기(906)에 공급되거나, 연료전지(907)의 전해질막을 이동하는 프로톤의 캐리어로서 이용하기 때문에, 전해질막에 연료가 공급되기 전에 사 전에 전해질막에 공급되는 것이다. 또한 도 20b와 같이 직접 연료를 연료전지(907)에 공급하는 경우, 직접 물(6)만을 가습을 위해서 전해질막에 공급하지 않아도 좋다. 또 연료전지(905, 907)에서는 발전을 일으키는 전기화학반응으로 물을 생성하므로, 이 생성수를 액체연료(4)에 혼합해서 기화기(902, 906)에 공급하거나 연료전지(905, 907)의 가습에 재이용할 수 있으므로, 물수용관(70)에서 수용되는 물(6)의 양은 발전유니트(901)의 기동시에 이용하는 양에 억제되어 있다. 물수용관(70) 내에서 물(6)보다도 뒤쪽에는, 액체, 졸 또는 겔로 이루어지는 추종체(7)가 수용되고, 물수용관(70)은 추종체(7)에 의해서 폐색되어 있다. 추종체(7)보다도 앞쪽은 물(6)에 의해서 충전되어 있고, 물(6)과 추종체(7)는 접촉하며, 물(6)이 추종체(7)에 의해서 밀봉되어 있다. 그리고, 물수용관(70) 내 중, 추종체(7)보다도 뒤쪽의 공간은 추종체(5)보다도 뒤쪽의 공간으로 연통하고 있다.
추종체(5)는 액체연료(4)의 연료배출구(31)로부터의 배출에 의한 액체연료(4)의 뒤쪽 말단에서의 이동에 동반해서 액체연료(4)와의 계면을 유지한 상태로 액체연료(4)측으로 이동하는 것이며, 액체연료(4)의 누출·증발을 방지하는 동시에 액체연료(4)로의 공기의 침입을 방지한다. 추종체(7)는 물(6)의 소비에 동반해서 물(6)에 접촉한 상태로 이동하는 것이며, 물(6)의 누출·증발을 방지하는 동시에 물(6)로의 공기의 침입을 방지한다.
추종체(5)는 액체연료(4)에 대해서 친화성이 낮으며, 액체연료(4)에 대해서 용해하지 않고 또한 확산하지 않는 것이며, 보다 바람직하게는 액체연료(4)보다도 표면에너지가 낮은 것이다. 추종체(7)는 물(6)에 대해서 친화성이 낮으며, 물(6) 에 대해서 용해하지 않고 또한 확산하지 않는 것이며, 보다 바람직하게는 물(6)보다도 표면에너지가 낮은 것이다.
추종체(5, 7)는 전단 응력(shear stress)(또는, 전단 속도(shear rate))이 증대하면 외관의 응력이 감소하는 구조 점성 유체(이상 점성 유체)의 성질을 갖고 있다.
추종체(5, 7)로서는, 폴리글리콜, 폴리에스텔, 폴리부텐, 유동 파라핀, 스핀들유, 그 외의 광유류, 디메틸실리콘유, 메틸페닐실리콘유, 그 외의 실리콘유류, 지방족금속비누, 변성클레이, 실리카겔, 카본블랙, 천연고무, 합성고무, 그 외의 합성폴리머, 이들의 조합을 이용할 수 있다. 또, 이들에 용제 등을 더함으로써 증점(增粘)시킨 것을 추종체(5, 7)로서 이용해도 좋다.
이와 같이, 추종체(5, 7)는 적절한 점성을 갖고 있으므로 연료용기(1)를 흔들어도 그 형상을 계속 유지하려고 한다. 다만, 추종체(5)는 연료용기(1) 내에서의 액체연료(4)의 감소에 동반해서 이동하는데, 일부가 이동하지 않고 용기 본체(2)의 내주면에 부착해 버리는 일이 있으며, 서서히 액체연료(4)와의 계면을 홀딩하는 추종체(5)의 양이 줄어 버리는 일이 있다. 이 때문에 액체연료(4)와 추종체(5)의 계면 면적이 비교적 큰 경우, 추종보조부재(71)가 설치되어 있지 않으면 액체연료(4)가 이동함에 따라서 계면 중앙의 추종체(5)의 두께가 얇아지고 곧 액체연료(4)가 노출되어 휘발되기 쉬운 상태로 떨어져 버린다. 그러나, 고형체인 추종보조부재(71)는 상술한 바와 같이 빗살형상이기 때문에, 진동에 의해서 액체연료(4)가 이동해도 변형하는 일이 없다. 그 때문에, 만일 추종체(5)의 두께가 서서 히 얇아져도, 액체연료(4)가 휘발하지 않도록 액체연료(4)와의 계면에 계속 개재할 수 있다.
여기에서, 특히 상술한 바와 같이 케이스(10)의 내주면과 추종보조부재(71)의 외주면을 서로 맞물리는 빗살형상으로 한 경우에, 가혹한 조건하(예를 들면 가속도 8G, 주파수 200Hz)에서 진동시켜도 변형하지 않고, 케이스(10)의 내주면 및 추종보조부재(71)의 외주면이 서로 평면인 경우에 비교해서 우위로 되는 이론에 대해서 이하의 진동시험을 예로 들어 설명한다.
[진동시험]
도 23은 종래 예를 나타낸 연료용기의 용기 본체(2A)의 개략을 나타낸 전체 사시도, 도 24는 도 23의 선L1-L1을 따른 가로 절단면의 단면도, 도 25(a)는 도 23의 Z방향으로 가진했을 때의 선L1-L1을 따른 세로 절단면의 단면도, 도 25(b)는 도 23의 Y방향으로 가진했을 때의 선L1-L1을 따른 가로 절단면의 단면도, 도 25(c)는 도 23의 X방향으로 가진했을 때의 선L1-L1을 따른 가로 절단면의 단면도이다. 또한 도면의 관계상, 도 23∼후술하는 도 27에 있어서 앞쪽 내측 덮개부재(20), 뒤쪽 내측 덮개부재(40), 물수용관(70) 및 추종체(7) 등의 도시는 생략하고 있다. 또, 관통구멍(72)은 도 23만 도시하고 있다.
사용하는 종래 예의 용기 본체(2A)는 케이스(10A)의 내주면과 추종보조부재(71A)의 외주면이 모두 평면으로 되어 있는 것으로, 그 외는 상술한 본 발명에 있어서의 연료용기(1)와 마찬가지이며, 도면 중, 같은 구성부분에 대해서는 같은 숫자를 붙인 것에 영문만을 A로 변경해 나타냈다.
진동시험은 리튬이온전지에 관한 UN(유엔)의 규격의 드래프트에 의거해서 실행된 시험으로서, 종래 예로서의 용기 본체(2A)에 진동을 가하는 시험이고, 진동 주파수 7Hz부터 200Hz의 대수 소인의 싸인 커브 파형으로 7Hz부터 200Hz로 오르기까지 1분으로 하며, 200Hz까지 오르면 13분 홀딩하고, 그 후 1분 걸려 200Hz부터 7Hz로 내려서 종료한다. 이 세트를 1회(15분)로 세고, 도 23에 나타낸 Z방향, Y방향, X방향의 3방향에 대해서 이 세트를 각각 12회 반복한다. X방향에 대해서는 추종체(5A)가 액체연료(4A)의 하부가 되는 상태로 용기 본체(2A)를 직립시켜 시험을 실행한다. 시험 시간은 각 방향의 합계 9시간으로 된다. 대수 소인 속도는 7Hz부터 18Hz에 이르기까지 피크 가속도를 1G로 유지한다. 18Hz에 이르면 진폭을 0. 8(합계 변위 1. 6mm)로 유지하고, 피크 가속도가 8G로 되기까지 진동을 증가한다. 그 후, 진동을 200Hz까지 증가한다.
[시험 결과]
도 26(a)는 Z방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 종단면도의 주요부 확대도, 도 26(b)는 Y방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 횡단면도의 주요부 확대도, 도 26(c)는 X방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 종단면도, 도 26(d)는 X방향에 있어서의 진동시험 후의 선L1-L1을 따른 횡단면도이다.
연료용기에 진동방향(Z) 및 진동방향(Y)의 진동시험을 실행한 결과, 진동방향(Z) 및 진동방향(Y)의 경우에는, 도 26(a), 도 26(b)에 나타내는 바와 같이, 추종체(5A)가 조금 변형했지만, 액체연료(4A)가 새거나, 기능이 손상되거나 하는 일 은 없었다.
진동방향(Z) 및 진동방향(Y)의 경우에는 추종체(5A)가 추종보조부재(71A)로부터 박리하는 일은 없었지만, 진동방향(X)의 경우에는 도 26(c), 도 26(d)에 나타내는 바와 같이 추종체(5A)가 추종보조부재(71A)로부터 완전하게 박리하여 액체연료(4A)가 후부측에 리크하며, 기능 저하를 일으켰다. 또한 추종보조부재(71A)와 앞쪽 외측 덮개부재(30A)의 사이에 기포(81)가 발생하고 있었다. 이와 같은 기포는 연료배출구(31)로부터 연료를 정량적으로 받아들일 때에, 유량 검출 센서의 검지 장해로 이루어질 수도 있다.
추종체(5A)가 추종보조부재(71A)로부터 박리한 원인을 이하에 설명한다. 진동에 의해서 추종체(5A)가 케이스(10A)의 내주면을 따른 이동을 한 경우, 추종체(5A)는 점도를 가진 유체이기 때문에, 추종체(5A)와 케이스(10A)의 내주면에 속도차가 생기는 것으로, 고체의 미끄럼마찰과 같이 운동을 방해하려고 하는 경향을 일으킨다. 따라서, 케이스(10A)의 내주면과 추종체(5A)의 사이에 이동을 방해하도록 작용하는 힘, 마찰력이 생기고 있다. 마찰력은 일반적으로 전단력으로서 정의되는 벡터이다.
도 27은 추종보조부재(71A), 추종체(5A) 및 케이스(10A)의 내주면과의 관계를 나타낸 용기 본체(2A)의 선L1-L1을 따른 횡단면도이다.
이 도 27에서, 진동시험을 실행했을 때에 추종체(5A)가 이동했을 때의 속도를 (u), 추종보조부재(71A)와 케이스(5A)의 내주면의 거리를 (x), 추종체의 점도를 (μ)로 한 경우에, 추종체(5A)와 케이스(10A)의 사이에 속도차가 생긴 경우에 발생 하는 전단력 τ은, τ=μ(u/x)에 의해 구할 수 있다.
그리고, 상기의 전단력(τ)보다 큰 힘이 추종체(5A)에 걸려 버리면, 추종체(5A)는 미끄럼을 일으켜서 추종체(5A)는 이동한다. 따라서, 상술한 진동시험을 실행한 결과, 추종체(5A)가 추종보조부재(71A)로부터 박리한 것은 상기의 전단력(τ)보다도 큰 힘이 추종체(5A)에 걸려 있는 것에 기인하고 있다. 상기의 전단력(τ)보다도 큰 힘이 작용하고 있는 원인으로서, 연료 중량(m)과 가진 속도(a)로부터 추종체(5A)에 걸리는 힘(F)을, F=ma에 의해 구할 수 있다.
진동시험의 영향으로부터 추종체(5A)가 내주면에 부착하고 있는 부분에 걸리는 단위면적당의 힘(F＇)은, 추종체(5A)가 케이스(10A)의 내주면에 접촉하고 있는 유효접촉면적(S)으로 하면, F＇=F/S에 의해 구할 수 있고, 단위면적당의 힘(F＇)이 F＇＞τ의 관계와 같이 추종체(5A)가 내주면에 접하고 있는 전단력(τ)보다 크기 때문에 추종체(5A)가 추종보조부재(71A)로부터 박리를 일으키고 있다.
따라서, F＇=F/A의 관계식과 F＇＞τ=μ(u/x)의 관계식으로부터, 추종보조부재(71A)와 케이스(10A)의 내주면의 거리(x)를 작게 하면 전단력(τ)은 커지고, 또, 힘(F＇)을 작게 하는데는 고체간의 거리(x)가 일정한 경우, 유효접촉면적(S)을 크게 하면 F＇는 작아지는 것이 자명하다. 이것으로부터 추종체(5A)의 변형을 억제하고, 내진동성을 향상시키기 위해서는 추종체(5A)와 케이스(10A) 또는 추종체(5A)와 추종보조부재(71A)의 유효접촉면적(S)을 크게 하는 것이 필요하다고 하는 것을 이해할 수 있다.
따라서, 상술한 본 발명과 같이 추종보조부재(71)를 빗살형상으로 함으로써, 추종보조부재(71)의 형상을 크게 하는 일 없이, 추종체(5)와 케이스(10) 및 추종보조부재(71)의 유효접촉면적(S)은 증대하기 때문에, 추종체(5)가 케이스(10)의 내주면에 부착하고 있는 부분에 걸리는 단위면적당의 힘(F＇)은 감소한다. 그 결과, 전단력(τ)과 단위면적당의 힘(F＇)의 차이가 작아지고, 추종체(5)가 추종보조부재(10)로부터 박리하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 진동방향(X)의 진동에 대해서도 안좋은 상황이 발생하는 일이 없어지고, 예를 들면 도 9a, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 추종보조부재(71)측의 오목부(74)의 폭, 볼록부(75)의 폭, 오목부(74) 및 볼록부(75)의 높이가 1：1：1이면 유효접촉면적(S)은 3배로 되고, 3배의 강성을 얻을 수 있게 된다. 또한 빗살형상으로 하는 것으로, 추종보조부재(71), 추종체(5)의 용적을 종래 예의 추종보조부재(71A), 추종체(5A)와 손색없는 용적으로 또한 유효접촉면적(S)을 증대시키고 있으므로, 유효접촉면적(S)을 증대하기 위해서 추종보조부재(71)의 치수를 크게 하거나 추종체(5)의 양을 늘릴 필요가 없고, 이 때문에 연료용기(1) 내에 봉입할 수 있는 액체연료(4)의 양을 실질적으로 줄일 필요가 없다.
또한 추종보조부재(71)측의 오목부(74) 및 볼록부(75), 케이스(10)측의 오목부(13) 및 볼록부(14)의 높이나 폭은 적절히 변경 가능하고, 이들의 높이 및 폭을 각각 바꿈으로써 그 배율을 더욱 크게 하는 설계가 가능해진다.
또 상기 실시형태에서는 추종보조부재(71)의 외주면 및 케이스(10)의 내주면을 모두 빗살형상으로 했지만, 추종보조부재(71)의 외주면만을 빗살형상으로 한 경우나, 케이스(10)의 내주면만을 빗살형상으로 한 경우라도, 표면적을 증대시켜 진 동 특성이 향상하고, 박리 등의 안좋은 상황을 억제할 수 있다.
이상과 같이 구성된 용기 본체(2)는 도 1∼도 2에 나타내는 바와 같이, 가스 차폐성을 갖는 포장재(9)에 의해서 포장되어 있다. 포장재(9)는 내부를 진공 흡인해서 용기 본체(2)를 포장하는 것이 바람직하다. 포장재(9)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어지는 상층과, 마찬가지로 PET로 이루어지는 하층의 사이에, 에틸렌·비닐 알코올 공중합수지(EVOH), 폴리아미드 혹은 폴리글리콜산(PGA) 또는 이들 중 2종 이상의 혼합체로 이루어지는 중간층을 사이에 둔 적층체이다. 이와 같은 중간층은 PET보다도 가스배리어성이 낮고, PET는 중간층의 보호막, 방습막으로서 기능하기 때문에, 가스배리어성은 중간층의 두께에 가장 의존된다. 에틸렌·비닐 알코올 공중합수지로서는, EVAL(등록상표 주식회사 쿠라레제)이 있고, 가스배리어성의 관점에서 공중합 비율이 낮은쪽이 바람직하고, 특히 EVAL(등록상표)의 L101, F101, H101, E105가 바람직하다. 폴리아미드로서는 나일론 MXD6(미츠비시 가스 화학 주식회사제)가 있다.
또한 포장재(9)로서 이하의 (A)∼(E)의 어느 것을 이용해도 좋다.
(A)…폴리에틸렌 테레프탈레이트 에틸렌·비닐 알코올 공중합수지, 폴리아미드 수지, 폴리글리콜산, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴로니트릴, 셀로판, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐의 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합체로 이루어지는 수지필름의 단층체.
(B)…상기 (A)의 단층체를 한층만 포함하는 복수의 층으로 이루어지는 적층체.
(C)…상기 (A)의 단층체를 복수 포함하는 복수의 층으로 이루어지는 적층체.
(D)…폴리에틸렌 테레프탈레이트 에틸렌·비닐 알코올 공중합수지, 폴리아미드 수지, 폴리글리콜산, 폴리프로필렌, 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴로니트릴, 셀로판, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐의 군으로부터 선택되는 1종으로 이루어지는 수지필름과, 상기 군으로부터 다른 종으로 이루어지는 수지필름과의 복수의 층을 갖는 적층체.
(E)…상기 (A)∼(D)의 상기 수지필름의 어느 것에 금속을 증착시킨 적층체.
포장재(9)는 케이스(10)의 몸통둘레에 감겨진 몸통감음부(91)와, 몸통감음부(91)로부터 앞쪽으로 연장 돌출해서 용기 본체(2)의 전단면(앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면)을 밀봉한 제 1 귀부(92)와, 몸통감음부(91)로부터 뒤쪽으로 연장 돌출해서 용기 본체(2)의 후단면(뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면)을 밀봉한 제 2 귀부(93)로 구성되어 있다. 제 1 귀부(92)에 의해서 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)가 덮여지고, 제 2 귀부(93)에 의해서 압력조정구(61) 및 공기도입구(62)가 덮여져 있다.
몸통감음부(91)와 제 1 귀부(92)의 사이에는 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면의 가장자리를 따른 절취선(94)이 형성되어 있고, 몸통감음부(91)와 제 2 귀부(93)의 사이에는 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면의 가장자리를 따른 절취선(95)이 형성되어 있다. 포장재(9)가 절취선(94)을 따라서 절단됨으로써 제 1 귀부(92)가 몸통감음부(91)로부터 용이하게 분리 가능하고, 포장재(9)가 절취선(95)을 따라서 절단됨으로써 제 2 귀부(93)가 몸통감음부(91)로부터 용이하게 분리 가능하다. 또한 몸통감음부(91)는 케이스(10)의 외면, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 가장자리, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 가장자리, 앞쪽 내측 덮개부재(20)의 제 1 층(21)의 가장자리, 뒤쪽 내측 덮개부재(40)의 제 2 층(42)의 가장자리에 접착되어 있는 것이 바람직하다.
미사용시의 용기 본체(2)가 포장재(9) 내에 봉입되어 있으므로, 연료배출구(31)로부터의 액체연료(4)의 배출 혹은 물배출구(33)로부터의 물(6)의 배출을 미리 막을 수 있는 동시에, 공기도입구(62)에 있어서 에어 필터(63)가 노출되어 있지 않기 때문에, 필터의 열화를 방지할 수 있다.
또, 포장재(9)가 가스 차폐성을 갖기 때문에, 용기 본체(2) 자체가 가스 차폐성을 갖지 않아도 기화한 연료가 새지 않는다. 용기 본체(2)가 가스 차폐성을 갖지 않아도 괜찮기 때문에, 용기 본체(2)의 재료 선택 범위가 넓어지고, 어떠한 재료라도 용기 본체(2)로서 이용할 수 있다. 특히, 용기 본체(2)로서 가스 차폐성이 낮은 수지를 이용할 수 있고, 용기 본체(2)를 가볍게 할 수 있다.
연료전지 등을 탑재한 전자기기에 용기 본체(2)로부터 물(6) 및 액체연료(4)를 공급할 때에는, 제 1 귀부(92)를 잡아당김으로써 절취선(94)을 따라서 제 1 귀부(92)를 몸통감음부(91)로부터 잘라내어 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)를 노출시킨다. 마찬가지로 제 2 귀부(93)를 잡아당김으로써 절취선(95)을 따라서 제 2 귀부(93)를 몸통감음부(91)로부터 잘라내어 압력조정구(61) 및 공기도입구(62)를 노출시킨다. 이 후, 몸통감음부(91)를 남긴 상태의 용기 본체(2)를 기기에 세트한다.
또한 도 17에 나타내는 바와 같이, 몸통감음부(91)와 제 1 귀부(92)의 사이의 일부에 조금 노치를 넣어서 단부가 이 노치와 겹쳐지도록 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 둘레가장자리를 따라서 절취가이드 테이프(96)를 설치하고, 이 절취가이드 테이프(96)를 잡아당김으로써 제 1 귀부(92)를 잡아떼어도 좋다. 유로홈(11, 12)이 노출되어 버리지 않도록 절취가이드 테이프(96)의 아래에 절취선(94)이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
뒤측에 대해서도 마찬가지로, 몸통감음부(91)와 제 2 귀부(93)의 사이의 일부에 조금 노치를 넣어서 단부가 이 노치와 겹쳐지도록 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 전면의 둘레가장자리를 따라서 절취가이드 테이프(97)를 설치하고, 이 절취가이드 테이프(97)를 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 둘레가장자리 방향으로 잡아당김으로써 제 2 귀부(93)를 잡아떼어도 좋다. 유로홈(11, 12)이 노출해 버리지 않도록 절취가이드 테이프(97)의 아래에 절취선(95)이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
포장재(9) 대신에, 도 18과 같은 포장재(109)에 의해서 용기 본체(2)를 포장해도 좋다. 포장재(109)는 공기를 충분히 투과하지 않는 합성수지로 형성되어 있다. 포장재(109)는 내부를 진공 흡인해서 용기 본체(2)를 포장하는 것이 바람직하다.
포장재(109)에 의한 용기 본체(2)의 포장은 이하의 공정에 의해 이루어진다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 유로홈(11, 12)에 포장재(109)가 메워지지 않도록 포장재(109)를 케이스(10)에 몸통감음하고, 포장재(109)의 몸통감음부(191)를 케이스(10)의 외면에 밀착시킨다. 그리고, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면보다 연장 돌출한 단변측의 한쌍의 귀부(192)를 선행해서 내측으로 귀를 접고, 다음으로 긴변측의 한쌍의 귀부(198)의 귀를 접으며, 귀부(192, 198)가 겹쳐진 부분을 접착한다. 이에 따라, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면을 귀부(192, 198)에 의해서 피복하고, 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)를 귀부(192, 198)에 의해서 막는다. 뒤측에 대해서 마찬가지로, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면보다 연장 돌출한 단변측의 한쌍의 귀부(193)의 귀를 접고, 다음으로 긴변측의 한쌍의 귀부(199)의 귀를 접으며, 귀부(193, 199)가 겹쳐진 부분을 접착한다. 이에 따라, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면을 귀부(193, 199)에 의해서 피복하고, 압력조정구(61) 및 공기도입구(62)를 귀부(193, 199)에 의해서 폐색한다.
이상과 같이 포장되면, 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)는 포장재(9)의 귀부(192, 198)에 의해서 덮여지고, 공기도입구(61, 62)는 귀부(193, 199)에 의해서 덮여져 있다. 그 때문에, 케이스(10) 내에 수용되어 있는 액체연료(4)의 보존성을 높일 수 있다. 이와 같은 보존성이 높은 포장에도 불구하고, 구조는 심플하다.
도 18∼도 19에 나타내는 바와 같이, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면의 가장자리를 따른 절취선(194)이 포장재(109)에 형성되어 있는 동시에, 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면의 가장자리를 따른 절취선(195)이 포장재(109)에 형성되어 있다. 그리고, 사용시에는, 절취선(194)을 따라서 귀부(192, 98)를 잘라냄으로써, 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)를 노출시킨다. 한편, 절취선(195)을 따라서 귀부(193, 199)를 잘라냄으로써, 공기도입구(61, 62)를 노출시킨다. 이와 같이, 절취선(194, 195)이 형성되어 있기 때문에, 사용자가 연료용기(1)를 사용할 때에 귀부(192, 193, 198, 199)를 간단하게 잘라낼 수 있으며, 연료배출구(31), 공기배출구(32), 물배출구(33) 및 공기도입구(61, 62)를 간단하게 노출시킬 수 있다.
귀부(192, 193, 198, 199)를 잘라낸 상태에서는 잔류한 몸통감음부(191)가 케이스(10)에 몸통감음되어 있기 때문에, 상술한 바와 같은 공기용의 유로가 형성되어 있다. 또한, 잔류한 몸통감음부(191)에 의해서 유로홈(11, 12)을 통하는 공기가 공기배출구(32)에 도달하기 전에 확산해 버리는 것을 방지할 수 있다.
사용시에 있어서는, 상술한 바와 같이, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면 및 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 후면을 제외하고, 앞쪽 외측 덮개부재(30), 앞쪽 내측 덮개부재(20), 뒤쪽 내측 덮개부재(40) 및 뒤쪽 외측 덮개부재(60)의 가장자리 및 케이스(10)의 측면 전체가 몸통감음부(91) 또는 몸통감음부(191)에 의해서 덮여져 포장되어 있다. 그리고, 그 측면은 유로홈(11) 및 유로홈(12)을 제외하고 몸통감음부(91) 또는 몸통감음부(191)에 밀착되거나 또는 접착되어 있다. 유로홈(11) 및 유로홈(12)이 몸통감음부(91) 또는 몸통감음부(191)에 의해서 덮여짐으로써, 공기도입구(62)를 통하여 받아들여지는 용기 본체(2)의 바깥으로부터의 공기를 공기배출구(32)로 흘리는 유로가 형성된다.
이와 같이, 케이스(10)의 외측 측면으로 유로홈(11, 12)을 형성해서 유로홈(11, 12)을 1mm 이하의 얇은 합성수지로 이루어지는 몸통감음부(91) 또는 몸통감음부(191)로 덮음으로써 공기를 흘리는 유로를 형성했으므로, 공기를 흘리기 위한 두꺼운 관 등을 용기 본체(2)에 설치할 필요가 없다. 그 때문에, 용기 본체(2)의 용적에 대한 액체연료(4)의 수용량을 늘릴 수 있다.
몸통감음부(91) 또는 몸통감음부(191)를 남긴 용기 본체(2)는 연료전지 등을 탑재한 전자기기에 부착하여 그 전자기기에 액체연료(4), 물(6)을 공급하는 것이며, 용기 본체(2) 내의 액체연료(4)가 비게 되면, 이 용기 본체(2)를 그 전자기기로부터 떼어내고, 새로운 연료용기(1)의 용기 본체(2)를 그 전자기기에 부착한다. 전자기기는 액체연료(4)를 이용해서 연료전지로 발전하고, 그 전력에 의해 작동하도록 설치되어 있다. 이하, 이 용기 본체(2)가 부착되는 전자기기에 대해서 설명한다.
전자기기에는, 연료도입관, 공기도입관 및 물도입관이 설치되어 있다. 연료도입관은 연료배출구(31)에 대응하고, 공기도입관은 공기배출구(32)에 대응하며, 물도입관은 물수용관(70)의 선단에 대응한다. 그리고, 용기 본체(2)의 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면을 전자기기를 향하게 하여 용기 본체(2)를 전자기기에 부착한다. 이에 따라, 연료도입관을 연료배출구(31)에 삽입하는데, 또한 연료도입관이 역지 밸브(35)에 삽입되며, 연료도입관에 의해서 역지 밸브(35)가 열린다. 마찬가지로 공기도입관이 공기배출구(32) 내의 역지 밸브(36)에 삽입되고, 물도입관이 물수용관(70) 내의 역지 밸브(73)에 삽입된다. 이에 따라, 용기 본체(2) 내의 액체연료(4)가 연료도입관을 통하여 전자기기에 공급되고, 물수용관(70) 내의 물(6)이 물도입관을 통하여 전자기기에 공급된다. 또한, 외부의 공기가 에어 필터(63)를 통해서 슬릿(48)에 빨려 들여가고, 또한 슬릿(48)으로부터 유로홈(11, 12), 슬릿(25), 공기도입관을 통하여 전자기기에 공급된다.
연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)가 동일한 면(즉, 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 전면)에 설치되어 있기 때문에, 1회의 간단한 장착 조작에 의해서 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)를 전자기기에 동시에 접속할 수 있다. 그 때문에, 용기 본체(2)의 장착 조작을 용이하게 실시할 수 있다.
또, 이 용기 본체(2)의 사용에 동반하여, 에어 필터(63)가 막혀간다. 그런데, 용기 본체(2)에 에어 필터(63)가 부착되어 있기 때문에, 용기 본체(2)의 교환에 의해서 에어 필터(63)도 함께 교환할 수 있다. 그 때문에, 에어 필터(63)의 점검을 하지 않아도 된다.
도 3, 도 6에 나타내는 바와 같이, 용기 본체(2) 내의 액체연료(4)가 줄어 가면, 그에 동반해서 추종체(5)에 전단 응력이 발생해서 추종체(5)의 점성률이 저하하고, 액체연료(4)의 소비에 동반해서 추종체(5)가 액체연료(4)의 후단측 액면에 접한 상태로 그 액면에 추종한다. 추종보조부재(71)도 액체연료(4)의 소비에 동반하고, 액체연료(4)와 추종체(5)에 접촉하면서 액체연료(4)의 후단측 액면에 추종한다.
한편, 물수용관(70) 내의 물(6)이 줄어 가면, 그에 동반해서 추종체(7)에 전단 응력이 발생해서 추종체(7)의 점성률이 저하하고, 물(6)의 소비에 동반해서 추종체(7)가 물(6)의 후단측 액면에 접한 상태로 그 액면에 추종한다. 액체연료(4) 및 물(6)이 줄어들면, 추종체(5) 및 추종체(5)보다도 뒤측의 공간이 감압되지만, 그 공간의 감압에 의해서 역지 밸브(64)가 열려 그 공간에 공기가 공급되기 때문에, 그 공간은 항상 거의 대기압으로 유지된다. 또한 추종체(7) 및 추종체(5)는 순발적으로 생긴 전단 응력에 대해서는 이동하기 어려운 재질로 구성되어 있다.
전자기기에는, 도 20에 나타내는 바와 같은 발전유니트(901)가 내장되어 있다. 발전유니트(901)는 연료용기(1)의 액체연료(4)를 이용해서 발전을 실행하는 것이고, 도 20a 또는 도 20b와 같이 구성되어 있다. 도 20a, 도 20b의 어느 쪽의 경우에서도 액체연료(4)의 일례로서 메탄올을 들지만, 그 외의 알코올류, 가솔린이라고 하는 수소원소를 포함하는 화합물을 이용해도 좋다.
도 20a의 경우에는, 발전유니트(901)가, 기화기(902)와, 개질기(903)와, 일산화탄소 제거기(904)와, 연료전지(905)로 구성되어 있다.
발전 동작을 일으키기 직전에, 펌프에 의해서 물(6)을 연료전지(905)의 전해질막에 공급해서 전해질막이 충분히 후술하는 프로톤을 이동할 수 있는 상태로 설정해 둔다. 그리고, 각각 펌프에 의해서 액체연료(4) 및 물(6)이 발전유니트(901)에 공급되어 혼합된다. 그리고, 액체연료(4)와 물(6)의 혼합액은 우선 기화기(902)에 공급된다. 기화기(902)에서는 공급된 혼합액이 가열되어 기화하고, 연료와 물의 혼합기가 된다. 기화기(902)에 있어서 생성된 혼합기는 개질기(903)에 공급된다.
개질기(903)에서는, 기화기(902)로부터 공급된 혼합기로부터 수소 및 이산화탄소가 생성된다. 구체적으로는, 화학반응식(1)과 같이, 혼합기가 촉매에 의해 반응해서 이산화탄소 및 수소가 생성된다.
CH3OH＋H2O→3H2＋CO2…(1)
개질기(903)에서는 메탄올과 수증기가 완전하게 이산화탄소 및 수소로 개질되지 않는 경우도 있고, 이 경우, 화학반응식(2)와 같이, 메탄올과 수증기가 반응해서 이산화탄소 및 일산화탄소가 생성된다.
H2＋CO2→H2O＋CO…(2)
개질기(903)에서 생성된 혼합기는 일산화탄소 제거기(904)에 공급된다.
일산화탄소 제거기(904)에서는 개질기(903)로부터 공급된 혼합기에 포함되는 일산화탄소가 선택적으로 산화해서 혼합기 속에서 일산화탄소가 제거된다. 구체적으로는, 개질기(903)로부터 공급된 혼합기 속에서부터 특이적으로 선택된 일산화탄소와, 펌프에 의해서 용기 본체(2)의 공기배출구(32)로부터 이송된 공기 중의 산소가 촉매에 의해 반응해서 이산화탄소가 생성된다.
2CO＋O2→2CO2…(3)
그리고, 혼합기가 일산화탄소 제거기(904)로부터 연료전지(905)의 연료극에 공급된다.
연료전지(905)의 연료극에서는, 전기화학반응식(4)에 나타내는 바와 같이, 일산화탄소 제거기(904)로부터 공급된 혼합기 중 수소가스가 연료극의 촉매의 작용을 받아서 수소이온과 전자로 분리한다. 수소이온은 연료전지(905)의 고체 고분자 전해질막을 통해서 공기극에 전도하고, 전자는 연료극에 의해 취출된다.
3H2→6H+＋6e-…(4)
연료전지(905)의 공기극에는, 펌프에 의해서 공기배출구(32)로부터 공기가 이송된다. 그리고, 전기화학반응식(5)에 나타내는 바와 같이, 공기 중의 산소와, 고체 고분자 전해질막을 통과한 수소이온과, 전자가 반응해서 물이 부생성물로서 생성된다.
6H+＋3/2O2＋6e-→3H2O…(5)
이상과 같이, 연료전지(905)로 상기 (4), (5)에 나타내는 전기화학반응이 일어남으로써 전기에너지가 생성된다. 생성된 생성물로서의 물, 이산화탄소, 공기 등의 혼합기는 외부로 배출된다.
도 20b의 경우에는, 발전유니트(901)가 기화기(906)와, 연료전지(907)로 구성되어 있다.
발전동작을 일으키기 직전에, 펌프에 의해서 물(6)을 연료전지(907)의 전해질막에 공급해서 전해질막이 충분히 후술하는 프로톤을 이동할 수 있는 상태로 설정해 둔다. 그리고, 각각 펌프에 의해서 액체연료(4) 및 물(6)이 발전유니트(901)에 공급되어 혼합된다. 그 혼합액은 기화기(906)에 있어서 기화되고, 메탄올 및 수증기의 혼합기로 된다. 기화기(906)에 있어서 생성된 혼합기는 연료전지(907)의 연료극에 공급된다.
연료전지(907)의 연료극에서는, 전기화학반응식(6)에 나타내는 바와 같이, 기화기(906)로부터 공급된 혼합기를, 연료극의 촉매의 작용을 받아서 수소이온과 전자와 이산화탄소로 분리한다. 수소이온은 고체 고분자 전해질막을 통해서 공기극에 전도하고, 전자는 연료극에 의해 취출된다.
CH3OH＋H2O→CO2＋6H+＋6e-…(6)
연료전지(907)의 공기극에는, 펌프에 의해서 용기 본체(2)의 공기배출구(32)로부터 이송된 공기가 이송된다. 그리고, 전기화학반응식(7)에 나타내는 바와 같이, 공기 중의 산소와, 고체 고분자 전해질막을 통과한 수소이온과, 연료극에 의해 취출된 전자가 반응해서 물이 생성된다.
6H+＋3/2O2＋6e-→3H2O…(7)
이상과 같이, 연료전지(907)에서 상기 (6), (7)에 나타내는 전기화학반응이 일어남으로써 전기에너지가 생성된다. 생성된 생성물로서의 물, 이산화탄소, 공기 등의 혼합기는 외부로 배출된다.
용기 본체(2)에 수용된 물(6)은 발전유니트(901)의 초기 동작시에 이용되지만, 용기 본체(2) 내의 물(6)이 소진한 경우, 연료전지(905, 907)에서 생성된 물이 기화기(902, 906)에 이송된다.
이 발전유니트(901)를 휴대전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 디지털카메라, PDA(Personal Digital Assistance), 전자수첩 등의 전자기기에 설치한 경우, 전자기기에 대해서 연료용기(1)가 착탈 자유롭게 되고, 발전유니트(901)에서 생성된 전기에너지에 의해 전자기기가 동작하게 된다.
전자기기(101)로서 노트형 퍼스널 컴퓨터를 적용한 경우를 도 21 및 도 22에 나타낸다. 본 실시형태의 전자기기(101)는 표시부(103)를 갖는 제 1 케이스(106) 와, 입력부(107)를 갖는 제 2 케이스(108)를 구비하고, 제 1 케이스(106) 및 제 2 케이스(108)는 힌지구조에 의해 연결되어 있다.
또, 제 2 케이스(108)에는, 연료용기(1)가 수납 자유로운 수납부(110)가 설치되고, 수납부(110)에서는 연료용기(1)의 연료배출구(31), 공기배출구(32) 및 물배출구(33)에 각각 대응한 부착구(121, 122, 123)가 노출되어 있다. 표시부(103)는 백 라이트형 액정표시패널이나 EL표시패널 등에 의해 구성되고, 제어부로부터 출력되는 전기신호에 의거해서 화면표시를 실행하며, 문자 정보 또는 화상 등이 표시된다. 입력부(107)는 기능키, 숫자키, 문자입력키 등의 각종의 버튼을 구비하고, 제 2 케이스(108)의 외부로 돌출한 버튼을 밀어누름 조작하면, 버튼이 탄성변형해서 버튼 내부의 가동 접점을 기반상의 고정 접점에 접리 가능하게 접촉시킴으로써 전기신호가 출력된다. 전자기기(101)의 제어부는 CPU(Central Processing Unit) 등의 연산수단과, 메모리 등의 기억수단으로 구성되고, 컴퓨터로 읽어들여진 소프트웨어와 협동해서 입력된 전기신호의 가공 또는 연산을 실행한다.
연료용기(1)의 앞쪽 외측 덮개부재(30)의 외면을 전자기기(101)의 수납부(110)를 향해서 화살표 A의 방향으로 삽입하면, 연료배출구(31)가 부착구(121)에 끼워 넣어지고, 공기배출구(32)가 부착구(122)에 끼워 넣어지며, 물수용관(70)의 선단부인 물배출구(33)가 부착구(123)에 끼워 넣어진다. 그와 동시에, 전자기기(101)의 연료도입관이 연료배출구(31)에 삽입해서 연료도입관에 의해 역지 밸브(35)가 열리고, 공기도입관이 공기배출구(32)에 삽입해서 역지 밸브(36)가 열리며, 물도입관이 물배출구(33)에 삽입해서 역지 밸브(73)가 열린다.
연료용기(1)는 전자기기(101)에 수납된 상태로, 에어 필터(63)가 전자기기(101)의 측면에서 노출하도록 설정되고, 전자기기(101)의 측면 및 아래쪽으로 돌출하지 않는 형상이 바람직하다. 연료용기(1)를 전자기기(101)로부터 떼어내는 경우는 화살표 A와 역방향으로 연료용기(1)를 끌어내면 된다.
이와 같은 전자기기(101)에 연료용기(1)를 장전하는 경우에서도 포장재(9, 109)의 몸통감음부(91, 191)가 케이스(10)를 밀폐하고 있으므로 연료용기(1)의 기밀성을 향상할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따르면, 서로 대향하는 케이스(10)의 내주면과 추종보조부재(71)의 외주면이 각각 빗살형상이며, 케이스(10)측의 오목부(13) 내에 추종보조부재(71)측의 볼록부(75)가 배치되고, 추종보조부재(71)측의 오목부(74) 내에 케이스(10)측의 볼록부(14)가 배치되어 서로 맞물리는 형상이므로, 추종체(5)와 케이스(10)의 내주면 및 추종보조부재(71)의 외주면의 유효접촉면적(S)이 증대한다. 이에 따라서, 추종체(5)의 케이스(10)의 내주면에 부착하고 있는 부분에 걸리는 단위면적당의 힘(F＇)이 감소한다. 그 때문에, 추종체(5)가 추종보조부재(71)로부터 박리하는 것을 억제할 수 있고, 가혹한 조건하에 있어서의 진동에 대해서도 변형하는 일 없이, 강성을 올릴 수 있다. 그 결과, 액체연료(4)의 충전율이 변하는 일이 없이, 용이하게 진동 특성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 일 없이, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 개량 및 설계의 변경을 실시해도 좋다.
예를 들면, 케이스(10)의 내주면에 형성한 오목부(13) 및 볼록부(14), 추종 보조부재(71)의 외주면에 형성한 오목부(74) 및 볼록부(75)는 직사각형상으로 했지만, 케이스(10)측의 오목부(13)와 추종보조부재(71)측의 볼록부(75), 추종보조부재(71)측의 오목부(74)와 케이스(10)측의 볼록부(14)가 서로 맞물리는 형상이면, 직사각형상에 한정하지 않고 산형상이어도 상관없다.
또, 추종체(5)와 케이스(10)의 내주면 및 추종보조부재(71)의 외주면의 유효접촉면적(S)을 증대시키면 좋기 때문에, 케이스(10)의 내주면 및 추종보조부재(71)의 외주면 모두 빗살형상으로 하는 것이 아니라, 케이스(10)의 내주면 또는 추종보조부재(71)의 외주면의 적어도 한쪽 면을 빗살형상으로 하면 좋다.
또한 포장재(9, 109)의 포장공정은 상술한 바와 같은 공정에 한정되지 않는다.
본 발명에 따르면, 추종체와 연료용기 또는 추종체와 추종보조부재의 유효접촉면적을 증가시킴으로써 추종체의 변형을 억제하고, 진동특성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 액체연료가 수용되고, 상기 액체연료를 외부로 배출하는 연료배출구가 형성된 용기 본체와,
    상기 용기 본체 내의 상기 액체연료의 말단측에 위치하며, 상기 액체연료의 배출에 동반해서 상기 연료배출구측으로 이동하는 고체형상의 추종보조부재와,
    상기 액체연료의 말단측에 위치하고, 상기 용기 본체의 내주면과 상기 추종보조부재의 외주면에 의해서 형성되는 공간 내에 충전되며, 상기 액체연료의 배출에 동반해서 상기 연료배출구로 이동하는 추종체를 구비하고,
    서로 대향하는 상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면 중 적어도 한쪽 면이 요철인 것을 특징으로 하는 연료용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    서로 대향하는 상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면이 서로 맞물리는 형상인 것을 특징으로 하는 연료용기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면이 각각 빗살형상인 것을 특징으로 하는 연료용기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기 본체의 내주면과, 상기 추종보조부재의 외주면 중 적어도 한쪽 면은, 해당 한쪽 면이 평활한 경우에 비해서 표면적이 큰 것을 특징으로 하는 연료용기.
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