JP5211711B2 - Power generation device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、発電装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a power generation device and an electronic apparatus.
近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として、水素を燃料とする燃料電池が自動車や携帯機器などに応用され始めている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素を電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出す装置である。 In recent years, fuel cells using hydrogen as fuel as a clean power source with high energy conversion efficiency have begun to be applied to automobiles and portable devices. A fuel cell is a device that directly extracts electric energy from chemical energy by electrochemically reacting fuel and oxygen in the atmosphere.
燃料電池に用いる燃料としては水素が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱い・貯蔵に問題がある。そこで、アルコール類やガソリンといった液体燃料を改質させることによって、発電に必要な水素を取り出す改質型の燃料電池装置が開発されている。 The fuel used in the fuel cell includes hydrogen, but there is a problem in handling and storage due to being a gas at room temperature. Therefore, a reforming type fuel cell device has been developed that takes out hydrogen necessary for power generation by reforming liquid fuel such as alcohols and gasoline.
液体燃料を用いる燃料電池装置では、液体燃料が貯留された燃料カートリッジ内の燃料の残量を検出する種々の残量検出手段が考えられている。例えば、燃料カートリッジ内部に複数の導電端子を配置し、導電端子を短絡させるピストンが燃料の消費に応じて移動したときの抵抗値の変化や、燃料容積の違いによって変化する静電容量を検出することで、燃料残量を計測することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、燃料カートリッジ内部に導電端子を配置する場合には、構造が複雑となってしまうことや、耐メタノール性を考慮して導電端子やピストンの材料選定をしなければならず、また導電端子とピストンとの間の接触抵抗を一定にしなければならないため高精度の設計が要求されるといった問題があった。 However, when the conductive terminal is arranged inside the fuel cartridge, the structure becomes complicated and the material of the conductive terminal and piston must be selected in consideration of methanol resistance. There is a problem that a high-precision design is required because the contact resistance between the piston and the piston must be constant.
本発明の課題は、簡易な構造で燃料の残量を検出することができる発電装置及び電子機器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power generation device and an electronic apparatus capable of detecting the remaining amount of fuel with a simple structure.
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、発電装置であって、
内部に燃料を収容する筐体と、前記筐体内の燃料の収容量を検知するための発光素子の光に対して反射性であり、前記筐体内の燃料の収容量に従って移動する移動体と、を備え、前記筐体は、前記移動体が前記発光素子に対向する側に透光部を有し、前記透光部以外では前記発光素子の光を遮光し、前記筐体は、前記筐体内の燃料を供給する供給部と、前記燃料によって引き起こされる反応の副生成物を外部から流入する流入部と、前記副生成物中の気体成分のみを外へ排気する排気部と、外部から空気を取り込む吸気部と、を有する燃料容器が接続され、前記燃料容器より供給される燃料を用いて発電する燃料電池を備える発電装置本体を備え、前記発電装置本体の前記燃料容器の透光部との対向面には、前記発光素子と、前記発光素子の光を前記移動体によって反射された光を受光する受光素子と、を備える残量検知部が複数配列されており、前記発電装置本体には前記燃料容器が着脱されるカートリッジ搬送体が設けられ、
前記カートリッジ搬送体は前記発電装置本体に対して回動可能に設けられ、前記燃料容器は前記カートリッジ搬送体と反対方向に移動させることにより前記カートリッジ搬送体に対して着脱可能としており、前記カートリッジ搬送体の回転中心と同軸に円筒形部材が配置されており、前記燃料容器には前記円筒形部材の外周面と当接する円弧状の凹部が形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発電装置であって、前記筐体の一部は、前記発光素子の光に対して遮光性の金属薄板からなることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発電装置であって、前記吸気部は不純物を除去する除去部材を有し、前記排気部は気体成分のみを透過する気液分離部材を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電装置であって、前記カートリッジ搬送体は内部に前記燃料容器が挿入されるカートリッジ保持部を備え、
前記燃料容器の前記カートリッジ保持部に挿入される部分の外側面には係合凹部が設けられ、前記カートリッジ保持部には内側面に前記係合凹部に係合し前記燃料容器を固定する係止突起が設けられたカートリッジ固定部を備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発電装置であって、前記カートリッジ固定部は前記係止突起が前記係合凹部以外の前記燃料容器の外側面と当接しているときに前記カートリッジ保持部の外側面に突出し、前記発電装置本体は前記カートリッジ保持部の外側面に突出した前記カートリッジ固定部と当接し前記カートリッジ搬送体の回転を妨げる回転防止部を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発電装置であって、前記燃料容器が前記発電装置本体から離れる方向に回転するように前記カートリッジ搬送体を付勢する付勢装置を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発電装置であって、前記付勢装置は、前記発電装置本体に固定される筐体と、前記発電装置本体に固定される筐体に対して回転可能に設けられたギヤと、前記発電装置本体に固定される筐体に一端が固定され前記ギヤの回転軸に他端が固定された弾性体とを備え、前記ギヤを前記カートリッジ搬送体と噛み合わせることで前記カートリッジ搬送体を付勢することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発電装置であって、前記発電装置本体に対して回転可能に設けられるとともに、前記付勢装置に付勢された前記カートリッジ搬送体を係止する係止爪を有する固定部材をさらに備えることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、電子機器であって、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発電装置と、前記発電装置より電力が供給される電子機器本体とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a power generation device ,
A housing that contains fuel therein, a moving body that is reflective to the light of a light emitting element for detecting the amount of fuel contained in the housing, and moves according to the amount of fuel contained in the housing; The casing has a light transmitting portion on a side where the moving body faces the light emitting element, and shields light from the light emitting element except for the light transmitting section. A supply section for supplying the fuel, an inflow section for flowing in by-products of the reaction caused by the fuel, an exhaust section for exhausting only gas components in the by-products to the outside, and air from the outside is fuel container that Yusuke an intake unit, a connected capturing comprises a power generator body with a fuel cell which generates electric power using the fuel supplied from the fuel container, translucent of the fuel container of the power generator body On the surface facing the portion, the light emitting element and the light emitting element Wherein a light receiving element for receiving light reflected by the moving body, and the ink amount detection portion is arrayed with a, it said power generation device main cartridge carrier is provided with the fuel container is detachable to,
The cartridge transport body is provided so as to be rotatable with respect to the power generation device main body, and the fuel container is detachably attached to the cartridge transport body by moving in a direction opposite to the cartridge transport body. body and the cylindrical member is disposed on the rotation center coaxial with, the said fuel container, characterized that you have been formed the outer peripheral surface and the arc-shaped recess abutting the cylindrical member.
A second aspect of the present invention is the power generation apparatus according to the first aspect, wherein a part of the casing is made of a thin metal plate that is light-shielding with respect to light from the light-emitting element.
A third aspect of the present invention is the power generation apparatus according to the first or second aspect, wherein the intake section has a removal member that removes impurities, and the exhaust section is a gas-liquid separation that allows only a gas component to pass through. It has the member .
The invention described in 請 Motomeko 4 is a power generator according to claim 1, wherein the cartridge carrier is provided with a cartridge holding portion to which the fuel container is inserted therein,
An engagement recess is provided on the outer surface of the portion of the fuel container that is inserted into the cartridge holding portion, and the cartridge holding portion is engaged with the engagement recess on the inner surface to fix the fuel container. A cartridge fixing part provided with a protrusion is provided.
According to a fifth aspect of the present invention, in the power generation device according to the fourth aspect, when the cartridge fixing portion is in contact with the outer surface of the fuel container other than the engaging recess, The power generation device main body includes a rotation prevention unit that protrudes from an outer surface of the cartridge holding unit and abuts against the cartridge fixing unit that protrudes from the outer surface of the cartridge holding unit and prevents rotation of the cartridge transport body. .
The invention according to claim 6 is the power generation device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the cartridge transport body is attached so that the fuel container rotates in a direction away from the power generation device main body. And a biasing device for biasing.
The invention according to claim 7 is the power generation device according to claim 6 , wherein the biasing device is provided in a housing fixed to the power generation device body and a housing fixed to the power generation device body. A gear provided to be rotatable relative to the power generation device main body, and an elastic body having one end fixed to a housing fixed to the power generation device main body and the other end fixed to the rotation shaft of the gear. The cartridge transport body is biased by meshing with the body.
The invention according to claim 8 is the power generation apparatus according to claim 6 or 7 , wherein the cartridge transport body is provided rotatably with respect to the power generation apparatus main body and is urged by the urging apparatus. It further has a fixing member having a locking claw for locking.
The invention described in claim 9, an electronic device, comprising: the power generator according to any one of claims 1 to 8, and an electronic device body to which electric power is supplied from the power generating device And
本発明によれば、簡易な構造で燃料の残量を検出することができる燃料容器、発電装置及び電子機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fuel container, a power generation device, and an electronic device that can detect the remaining amount of fuel with a simple structure.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器１０００を示すブロック図であり、図２は電子機器１０００の背面、上面、右側面を示す斜視図である。この電子機器１０００はノート型パーソナルコンピュータである。 FIG. 1 is a block diagram showing an electronic device 1000 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a back surface, an upper surface, and a right side surface of the electronic device 1000. This electronic device 1000 is a notebook personal computer.
電子機器１０００は、発電装置１と、発電装置１から供給される電気エネルギーにより駆動される電子機器本体１００１と、を備える。発電装置１は後述するように、電気エネルギーを生成し電子機器本体１００１に出力する。 The electronic device 1000 includes a power generation device 1 and an electronic device main body 1001 that is driven by electric energy supplied from the power generation device 1. As will be described later, the power generation device 1 generates electrical energy and outputs it to the electronic device main body 1001.
次に、発電装置１について詳細に説明する。この発電装置１は、発電装置本体１０１と、発電装置本体１０１から着脱自在の燃料容器２を備えており、発電装置本体１０１は、、燃料容器２、燃料容器２の原燃料等の流体を流す流路を有する流路基板３、原燃料を改質する反応装置４、改質されてなる水素等により発電する燃料電池５、燃料電池５からの出力電圧を所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ６、燃料電池５からの出力電圧をチャージする二次電池７等を備える。 Next, the power generator 1 will be described in detail. The power generation device 1 includes a power generation device main body 101 and a fuel container 2 that is detachable from the power generation device main body 101, and the power generation device main body 101 allows fluid such as the fuel container 2 and raw fuel in the fuel container 2 to flow. A flow path substrate 3 having a flow path, a reaction apparatus 4 for reforming raw fuel, a fuel cell 5 that generates power using reformed hydrogen, and a DC / DC that converts an output voltage from the fuel cell 5 into a predetermined voltage A converter 6 and a secondary battery 7 for charging an output voltage from the fuel cell 5 are provided.
燃料容器２には、燃料封入部２１と、燃料封入部２１の原燃料２０７を排出する供給部２２と、燃料電池５等からの排出された水を回収する水回収部２６と、水回収部２６に排出する水を含む流体を流入する流入部２１０と、外部から空気を取り込む吸気部２２０と、水回収部２６から気体を排気する排気部２３０と、が設けられている。
燃料封入部２１には、液体の原燃料２０７が貯留される。ここで、原燃料としては、例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル等の液体燃料や、液体燃料と水との混合液である。なお、液体燃料と水とを別々の容器に貯留してもよい。燃料封入部２１には原燃料２０７が排出される供給部２２が設けられており、供給部２２は流路基板３のポンプ３１の吸液部３１ａと接続される。この供給部２２は例えば、可撓性・弾性を有する材料（例えば、エラストマー）をダックビル状に形成した逆止弁（弁体２２ｂ）を備え、そのダックビル状の先端を燃料容器２の内部に向けた状態で嵌め込まれている。供給部２２が逆止弁であるため、原燃料２０７が供給部２２の燃料排出孔から燃料容器２の外への漏れを防止することができる。吸液部３１ａが供給部２２に挿入されることで、燃料容器２内の燃料封入部２１からポンプ３１に原燃料２０７が供給される。
The fuel container 2 includes a fuel sealing part 21, a supply part 22 that discharges the raw fuel 207 of the fuel sealing part 21, a water recovery part 26 that recovers water discharged from the fuel cell 5 and the like, and a water recovery part An inflow portion 210 into which a fluid containing water discharged to 26 flows in, an intake portion 220 that takes in air from the outside, and an exhaust portion 230 that exhausts gas from the water recovery portion 26 are provided.
Liquid raw fuel 207 is stored in the fuel sealing portion 21. Here, the raw fuel is, for example, a liquid fuel such as methanol, ethanol, dimethyl ether, or a mixed liquid of liquid fuel and water. Note that the liquid fuel and water may be stored in separate containers. The fuel sealing part 21 is provided with a supply part 22 from which the raw fuel 207 is discharged. The supply part 22 is connected to the liquid absorption part 31 a of the pump 31 of the flow path substrate 3. The supply unit 22 includes, for example, a check valve (valve element 22b) in which a flexible and elastic material (for example, elastomer) is formed in a duckbill shape, and the duckbill-shaped tip faces the inside of the fuel container 2. It is fitted in the state. Since the supply unit 22 is a check valve, the raw fuel 207 can be prevented from leaking from the fuel discharge hole of the supply unit 22 to the outside of the fuel container 2. By inserting the liquid absorption part 31 a into the supply part 22, the raw fuel 207 is supplied from the fuel sealing part 21 in the fuel container 2 to the pump 31.
吸気部２２０には、外部からの空気を吸気する通路となる吸気流路２３が設けられており、吸気流路２３には空気中の塵等の物理的あるいは化学的な不純物を除去するエアフィルタ２２２が設けられている。吸気流路２３は流路基板３のエアポンプ３２と連通している。
流入部２１０は流路基板３の排気ポート３０２と接続される。
水回収部２６には水回収器３５から排出され排出バルブ３３ｃを通過した排気ガスが流入部２１０より流入する。水回収部２６は、排気部２３０に設けられた気液分離膜２３２により外部と仕切られており、排気ガスに含まれる水蒸気が結露した水が水回収部２６に残り、残存酸素や窒素、二酸化炭素等の気体のみが気液分離膜２３２を通して外部に放出される。これにより排気ガスに含まれる液体の生成水が水回収部２６に回収される。
The intake section 220 is provided with an intake passage 23 serving as a passage for taking in air from the outside. The intake passage 23 removes physical or chemical impurities such as dust in the air. 222 is provided. The intake flow path 23 communicates with the air pump 32 of the flow path substrate 3.
The inflow portion 210 is connected to the exhaust port 302 of the flow path substrate 3.
Exhaust gas discharged from the water recovery unit 35 and passing through the discharge valve 33 c flows into the water recovery unit 26 from the inflow unit 210. The water recovery unit 26 is partitioned from the outside by a gas-liquid separation membrane 232 provided in the exhaust unit 230, and the water in which the water vapor contained in the exhaust gas is condensed remains in the water recovery unit 26, and residual oxygen, nitrogen, dioxide dioxide Only a gas such as carbon is released to the outside through the gas-liquid separation membrane 232. Thereby, the liquid product water contained in the exhaust gas is recovered by the water recovery unit 26.
この電子機器１０００においては、図２に示すように、燃料容器２が電子機器１０００の背面側に設けられており、図３に示すように後述するカートリッジ搬送体４００を軸に電子機器１０００の端面から突出するように燃料容器２を回転動作させて取り外すことができる。 In this electronic device 1000, as shown in FIG. 2, the fuel container 2 is provided on the back side of the electronic device 1000. As shown in FIG. 3, the end surface of the electronic device 1000 is centered on a cartridge carrier 400 described later. The fuel container 2 can be removed by rotating it so as to protrude from the bottom.
流路基板３には、流体が流れる各種流路が設けられ、流路は適宜ポンプ３１、エアポンプ３２、各種バルブ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ及び流量計３４、水回収器３５等と連結されている。
燃料容器２が発電装置本体１０１に実装されると、ポンプ３１，３１はそれぞれ供給部２２に接続され、必要に応じて燃料封入部２１に貯留された原燃料２０７を吸引し、吸引された原燃料２０７は燃料供給バルブ３３ａによって反応装置４内の気化器４１に送液される。
エアポンプ３２は、吸気部２２０のエアフィルタ２２２を透過した空気を吸引し、各空気供給バルブ３３ｂが、吸引された空気を後述する一酸化炭素除去器４３、触媒燃焼器４５、及び燃料電池５の酸素極に供給する。
水回収器３５は触媒燃焼器４５及び燃料電池５の酸素極から排出される水を回収し、残った水蒸気等の気体は発電装置本体１０１に実装された燃料容器２に対応する排出バルブ３３ｃによって水回収部２６に配送される。水回収器３５が回収できる許容量に達したら、水回収器３５から液体の状態で水回収部２６に送られてもよい。また、水回収器３５は燃料電池５を加湿する加湿器５１で空気を加湿するのに用いられた余剰の水も回収する。
なお、水回収器３５はポンプも兼ねており、回収した水は改質等の反応系や加湿に用いるために排出バルブ３３ｃによって気化器４１や加湿器５１に供給される。
The flow path substrate 3 is provided with various flow paths through which fluid flows, and the flow paths are appropriately connected to a pump 31, an air pump 32, various valves 33a, 33b, 33c, 33d, 33e, a flow meter 34, a water recovery device 35, and the like. Has been.
When the fuel container 2 is mounted on the power generation apparatus main body 101, the pumps 31 and 31 are connected to the supply unit 22, respectively, and suck the raw fuel 207 stored in the fuel sealing unit 21 as necessary, and sucked raw material The fuel 207 is sent to the vaporizer 41 in the reactor 4 by the fuel supply valve 33a.
The air pump 32 sucks air that has passed through the air filter 222 of the intake section 220, and each air supply valve 33 b uses the carbon monoxide remover 43, the catalytic combustor 45, and the fuel cell 5 to be described later. Supply to the oxygen electrode.
The water recovery unit 35 recovers water discharged from the catalyst combustor 45 and the oxygen electrode of the fuel cell 5, and the remaining gas such as water vapor is discharged by a discharge valve 33 c corresponding to the fuel container 2 mounted on the power generation device main body 101. Delivered to the water recovery unit 26. When the allowable amount that can be recovered by the water recovery unit 35 is reached, the water recovery unit 35 may send it to the water recovery unit 26 in a liquid state. The water recovery unit 35 also recovers excess water used to humidify the air by the humidifier 51 that humidifies the fuel cell 5.
The water recovery device 35 also serves as a pump, and the recovered water is supplied to the vaporizer 41 and the humidifier 51 by a discharge valve 33c for use in a reaction system such as reforming or humidification.
反応装置４は、気化器４１、改質器４２、一酸化炭素除去器４３、二次電池でチャージされた電気エネルギーによって発熱する電気ヒーターであるヒーター４４、触媒燃焼器４５、これらを外部から断熱する断熱容器４６を備える。
気化器４１は、改質器４２や一酸化炭素除去器４３を加熱する触媒燃焼器４５やヒーター４４等からの余熱の伝搬等により約１１０〜１６０℃程度に加熱され、燃料容器２から送られた原燃料２０７と、水回収器３５から送られた水とを気化させる。気化器４１で気化した混合気は改質器４２へ送られる。
The reactor 4 includes a vaporizer 41, a reformer 42, a carbon monoxide remover 43, a heater 44 that is an electric heater that generates heat by electric energy charged in a secondary battery, a catalytic combustor 45, and these are thermally insulated from the outside. An insulating container 46 is provided.
The vaporizer 41 is heated to about 110 to 160 ° C. by the propagation of residual heat from the catalyst combustor 45 and the heater 44 that heat the reformer 42 and the carbon monoxide remover 43, and is sent from the fuel container 2. The raw fuel 207 and the water sent from the water recovery unit 35 are vaporized. The air-fuel mixture vaporized by the vaporizer 41 is sent to the reformer 42.
改質器４２は内部に流路が形成され、流路の壁面に触媒が担持されている。改質器４２は気化器４１から送られる混合気を触媒燃焼器４５やヒーター４４からの伝熱により約３００〜４００℃程度に加熱され、流路内の触媒により改質反応を起こさせる。すなわち、原燃料と水の触媒反応によって、燃料としての水素、二酸化炭素、及び、副生成物である微量な一酸化炭素等の混合気体（改質ガス）が生成される。 The reformer 42 has a flow path formed therein, and a catalyst is supported on the wall surface of the flow path. The reformer 42 heats the air-fuel mixture sent from the vaporizer 41 to about 300 to 400 ° C. by heat transfer from the catalyst combustor 45 and the heater 44, and causes a reforming reaction by the catalyst in the flow path. That is, a mixed gas (reformed gas) such as hydrogen, carbon dioxide as a fuel, and a minute amount of carbon monoxide as a by-product is generated by a catalytic reaction between raw fuel and water.
ここで、原燃料がメタノールの場合、改質器４２では主に次式（１）に示すような主反応である水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（１）
なお、化学反応式（１）についで逐次的に起こる次式（２）のような副反応によって、副生成物として一酸化炭素が微量に生成される。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（２）
（１）式及び（２）式の反応による生成物（改質ガス）は一酸化炭素除去器４３に送出される。
Here, when the raw fuel is methanol, the reformer 42 mainly undergoes a steam reforming reaction that is a main reaction as shown in the following equation (1).
CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)
Note that a small amount of carbon monoxide is generated as a by-product by a side reaction such as the following formula (2) that occurs sequentially following the chemical reaction formula (1).
H 2 + CO 2 → H 2 O + CO (2)
A product (reformed gas) resulting from the reaction of the expressions (1) and (2) is sent to the carbon monoxide remover 43.
一酸化炭素除去器４３の内部には流路が形成され、その流路の壁面に触媒が担持されている。一酸化炭素除去器４３には改質器４２で生成された改質ガス及び、外部の空気が送られる。一酸化炭素除去器４３は約１６０〜１９０℃程度に維持され、改質ガスのうちの一酸化炭素が触媒により次式（３）のような主反応（選択酸化反応）により優先的に酸化される。これにより主生成物として二酸化炭素が生成され、改質ガス中の一酸化炭素を燃料電池５に供給可能な１０ｐｐｍ程度まで低濃度化することができる。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2 …（３）
なお、改質器４２及び一酸化炭素除去器４３は起動時にはヒーター４４の熱により一時的に所望の温度に加熱され、燃料電池５が発電を開始して燃料電池５内の余剰の水素が触媒燃焼器４５に供給されて触媒燃焼器４５が触媒燃焼すると、ヒーター４４による発熱を抑えて改質器４２及び一酸化炭素除去器４３が所望の温度範囲に制御される。
一酸化炭素除去器４３を通過した水素を含む改質ガスは流路基板３の改質ガス供給バルブ３３ｄを通って燃料電池５に送出される。なお、必要に応じて、改質ガス供給バルブ３３ｅを開き、改質ガスを触媒燃焼器４５に供給する。
A channel is formed inside the carbon monoxide remover 43, and a catalyst is supported on the wall surface of the channel. The carbon monoxide remover 43 is supplied with the reformed gas generated by the reformer 42 and external air. The carbon monoxide remover 43 is maintained at about 160 to 190 ° C., and carbon monoxide in the reformed gas is preferentially oxidized by the main reaction (selective oxidation reaction) as shown in the following formula (3) by the catalyst. The As a result, carbon dioxide is generated as a main product, and the concentration of carbon monoxide in the reformed gas can be reduced to about 10 ppm at which the fuel cell 5 can be supplied.
2CO + O 2 → 2CO 2 (3)
In addition, the reformer 42 and the carbon monoxide remover 43 are temporarily heated to a desired temperature by the heat of the heater 44 at the time of start-up, and the fuel cell 5 starts power generation, and surplus hydrogen in the fuel cell 5 is converted into a catalyst. When the catalytic combustor 45 is supplied to the combustor 45 and catalytically combusts, the heat generation by the heater 44 is suppressed and the reformer 42 and the carbon monoxide remover 43 are controlled within a desired temperature range.
The reformed gas containing hydrogen that has passed through the carbon monoxide remover 43 is sent to the fuel cell 5 through the reformed gas supply valve 33 d of the flow path substrate 3. If necessary, the reformed gas supply valve 33e is opened to supply the reformed gas to the catalytic combustor 45.
ヒーター４４は、薄膜抵抗体であり、電力を消費して熱を発生させるヒーターの役割を果たす。また、温度に依存した電気抵抗が変化するため、抵抗値を計測することで温度計測に用いられ、温度センサの役割を果たす。 The heater 44 is a thin film resistor and plays the role of a heater that consumes electric power and generates heat. Moreover, since the electric resistance depending on temperature changes, it is used for temperature measurement by measuring a resistance value, and plays the role of a temperature sensor.
触媒燃焼器４５の内部には流路が形成され、その流路の壁面に触媒が担持されている。触媒燃焼器４５には後述するように燃料電池５を通過した未反応の改質ガス（オフガス）と外部の空気との混合気体が送られ、オフガス中に残留する水素が空気により燃焼される。これにより気化器４１における混合液の気化や改質器４２における改質反応等に用いられる反応熱が供給される。なお、触媒燃焼器４５に供給する空気の量を調整することで、供給される反応熱の量が調整される。 A flow path is formed inside the catalytic combustor 45, and a catalyst is supported on the wall surface of the flow path. As will be described later, a mixed gas of unreacted reformed gas (off gas) that has passed through the fuel cell 5 and external air is sent to the catalyst combustor 45, and hydrogen remaining in the off gas is combusted by the air. Thereby, reaction heat used for vaporization of the mixed solution in the vaporizer 41, reforming reaction in the reformer 42, and the like is supplied. The amount of reaction heat to be supplied is adjusted by adjusting the amount of air supplied to the catalyst combustor 45.
断熱容器４６は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）やコバール合金等の金属板や、ガラス基板等により形成された筐体の内壁面に熱線反射膜を形成してなり、内部に気化器４１、改質器４２、一酸化炭素除去器４３、ヒーター４４、触媒燃焼器４５が収容されている。断熱容器４６の内部空間は気体分子による熱伝導や対流を防ぐため、低圧（０．１Ｐａ以下）に維持されている。 The heat insulating container 46 is formed by forming a heat ray reflective film on the inner wall surface of a casing formed of a metal plate such as stainless steel (SUS304) or Kovar alloy, a glass substrate, or the like, and has a vaporizer 41 and a reformer 42 inside. A carbon monoxide remover 43, a heater 44, and a catalytic combustor 45 are accommodated. The internal space of the heat insulating container 46 is maintained at a low pressure (0.1 Pa or less) in order to prevent heat conduction and convection due to gas molecules.
燃料電池５は固体高分子型燃料電池であり、両面に燃料極（アノード）及び酸素極（カソード）が形成された固体高分子電解質膜と、燃料極に改質ガスを供給しあるいは酸素極に酸素を供給するセパレータとが積層されている。 The fuel cell 5 is a solid polymer fuel cell, and a solid polymer electrolyte membrane having a fuel electrode (anode) and an oxygen electrode (cathode) formed on both sides thereof, and a reformed gas is supplied to the fuel electrode, or an oxygen electrode is provided. A separator for supplying oxygen is laminated.
固体高分子電解質膜は水素イオンを透過するが、酸素分子や水素分子、電子を通さない性質を有する。固体高分子電解質膜の燃料極側では、一酸化炭素除去器４３から送出された改質ガス中の水素による次式（４）のような反応が起こる。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- …（４）
生成した水素イオンは固体高分子電解質膜を透過して酸素極側に到達する。生成した電子は外部回路を通って酸素極側に到達する。ここで、外部回路とはＤＣ／ＤＣコンバータ６である。
The solid polymer electrolyte membrane is permeable to hydrogen ions but has the property of not passing oxygen molecules, hydrogen molecules, and electrons. On the fuel electrode side of the solid polymer electrolyte membrane, a reaction represented by the following formula (4) occurs due to hydrogen in the reformed gas sent from the carbon monoxide remover 43.
H 2 → 2H + + 2e − (4)
The generated hydrogen ions permeate the solid polymer electrolyte membrane and reach the oxygen electrode side. The generated electrons reach the oxygen electrode side through an external circuit. Here, the external circuit is the DC / DC converter 6.
固体高分子電解質膜の酸素極側では、固体高分子電解質膜を透過した水素イオンと、空気中の酸素と外部回路を通って到達した電子とにより、次式（５）に示すように水が生成される。
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（５）
なお、空気供給バルブ３３ｂを通って酸素極側に供給される空気は、事前に加湿器５１により充分に加湿される。
On the oxygen electrode side of the solid polymer electrolyte membrane, water is permeated by hydrogen ions that have passed through the solid polymer electrolyte membrane and oxygen in the air and electrons that have reached through the external circuit as shown in the following formula (5). Generated.
2H + + 1 / 2O 2 + 2e − → H 2 O (5)
The air supplied to the oxygen electrode side through the air supply valve 33b is sufficiently humidified by the humidifier 51 in advance.
ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、燃料電池５により出力された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器本体１００１に供給する機能の他に、二次電池７に充電する機能を有する。これにより、発電装置１が動作していない時にも、二次電池７に蓄電された電気エネルギーを電子機器本体１００１に供給することができる。 The DC / DC converter 6 has a function of charging the secondary battery 7 in addition to a function of supplying electric energy output from the fuel cell 5 to an appropriate voltage after being converted to an appropriate voltage. Thereby, even when the power generator 1 is not operating, the electric energy stored in the secondary battery 7 can be supplied to the electronic device main body 1001.
〔発電装置の具体的な構造〕
次に、発電装置１の具体的な構造について説明する。図４は発電装置１の上面、背面及び左側面を示す斜視図であり、図５は発電装置１の上面、正面及び左側面を示す斜視図である。
[Specific structure of power generator]
Next, a specific structure of the power generator 1 will be described. 4 is a perspective view showing the top, back, and left side of the power generation apparatus 1, and FIG. 5 is a perspective view showing the top, front, and left side of the power generation apparatus 1. FIG.
発電装置１は、全体が直方体形状となっており、一般にノート型パーソナルコンピュータで使用されているリチウムイオン二次電池に近いサイズ及び形状となっている。また、発電装置１の正面には、電力供給用端子１１０が設けられている。電力供給用端子１１０は電子機器本体１００１に設けられた図示しない電源コネクタと接続される。 The power generation device 1 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and has a size and shape close to a lithium ion secondary battery generally used in a notebook personal computer. In addition, a power supply terminal 110 is provided on the front surface of the power generator 1. The power supply terminal 110 is connected to a power connector (not shown) provided on the electronic device main body 1001.
発電装置１の発電装置本体１０１が上部筐体１０２及び下部筐体１０３で覆われた構造となっている。上部筐体１０２及び下部筐体１０３には、それぞれ後述するカートリッジ搬送体４００の軸突起４０１が係合される貫通孔１０４，１０４が設けられている。 The power generator main body 101 of the power generator 1 is covered with an upper casing 102 and a lower casing 103. The upper housing 102 and the lower housing 103 are provided with through-holes 104 and 104, respectively, into which shaft projections 401 of a cartridge carrier 400 described later are engaged.
図６は燃料容器２の下面、背面及び右側面を示す斜視図である。２つの燃料容器２は直方体形状であり、図４、図５に示すように上下に重ね合わせられる。
図７は図６のVII−VII矢視断面図であり、図８は燃料容器２の分解斜視図である。燃料容器２は、遮光材２０１と、窓部材２０２と、移動体２０３と、流動体２０４と、着脱部２０５とから概略構成される。燃料封入部２１のうち一側面及び上下２面の計３面を遮光する遮光材２０１と、二側面に跨って形成された窓部材２０２と、残りの一側面に設けられた着脱部２０５により燃料容器２の容器が形成され、移動体２０３及び流動体２０４により燃料容器２内の空間が仕切られる。本実施形態においては、移動体２０３及び流動体２０４は燃料容器２内の空間を左右に分断している。図８において移動体２０３及び流動体２０４により仕切られた左側の空間が燃料封入部２１となり、右側（着脱部２０５側）の空間が水回収部２６となる。燃料封入部２１には原燃料２０７が貯留される。
移動体２０３は、後述する発光素子３２１により放射される光を反射する材料からなり、例えば金属により形成されている。
FIG. 6 is a perspective view showing the lower surface, the rear surface, and the right side surface of the fuel container 2. The two fuel containers 2 have a rectangular parallelepiped shape, and are stacked one above the other as shown in FIGS.
7 is a cross-sectional view taken along arrow VII-VII in FIG. 6, and FIG. 8 is an exploded perspective view of the fuel container 2. The fuel container 2 is generally composed of a light shielding material 201, a window member 202, a moving body 203, a fluid 204, and an attaching / detaching portion 205. Fuel is provided by a light shielding material 201 that shields one side surface and two upper and lower surfaces of the fuel sealing portion 21 in total, a window member 202 formed across the two side surfaces, and an attaching / detaching portion 205 provided on the remaining one side surface. A container of the container 2 is formed, and the space in the fuel container 2 is partitioned by the moving body 203 and the fluid 204. In the present embodiment, the moving body 203 and the fluid 204 divide the space in the fuel container 2 to the left and right. In FIG. 8, the left space partitioned by the moving body 203 and the fluid 204 becomes the fuel sealing part 21, and the right side (detachable part 205 side) space becomes the water recovery part 26. Raw fuel 207 is stored in the fuel sealing portion 21.
The moving body 203 is made of a material that reflects light emitted from the light emitting element 321 described later, and is made of, for example, metal.
流動体２０４は、移動体２０３の外側に設けられ、遮光材２０１及び窓部材２０２と移動体２０３との隙間を塞ぎかつ摩擦を低減する。流動体２０４としては、液体の原燃料２０７及び水に対し不溶性又は難溶性であり、かつ、後述する発光素子３２１により放射される光を透過させることが好ましい。流動体２０４としては、例えば、ポリブテン，流動パラフィン，スピンドル油等の鉱油類やジメチルシリコーン油、メチルフェニルシリコーン油等のシリコーン油類を用いることができる。 The fluid 204 is provided outside the moving body 203, closes the gaps between the light shielding material 201 and the window member 202 and the moving body 203, and reduces friction. The fluid 204 is preferably insoluble or sparingly soluble in the liquid raw fuel 207 and water and transmits light emitted from the light emitting element 321 described later. As the fluid 204, for example, mineral oils such as polybutene, liquid paraffin, and spindle oil, and silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil can be used.
遮光材２０１は、燃料容器２の上面、背面及び下面を形成する部材であり、断面略Ｕ字型に形成されている。遮光材２０１は、後述する受光素子３２２により検出される波長の光を遮る材料、例えば金属により形成されている。具体的には、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｇ合金、Ａｌ合金等の薄板材をプレス加工等によって成型することで遮光材２０１を形成することができる。 The light shielding material 201 is a member that forms the upper surface, the back surface, and the lower surface of the fuel container 2 and has a substantially U-shaped cross section. The light blocking member 201 is formed of a material that blocks light having a wavelength detected by a light receiving element 322, which will be described later, such as a metal. Specifically, the light shielding material 201 can be formed by molding a thin plate material such as Mg, Al, Mg alloy, and Al alloy by press working or the like.
一般に金属は遮光性が高く、肉厚が薄くても紫外から赤外にかけての透過率が低い。このため、金属の薄板材を用いた場合には、遮光材２０１の厚さを薄くすることができ、燃料容器２の容積を大きくすることができる。特に、Ｍｇは比強度（引張強度／比重）が１６０ＭＰａ（引張強度２５５〜３０５ＭＰａ／比重１．７８〜１．８）と高く、ポリプロピレンの（ＰＰ）比強度３０ＭＰａ（引張強度２７〜３０ＭＰａ／比重０．９５〜０．９６）と比べて５倍以上高い。これは同じ厚さのＭｇの引張強度がＰＰの引張強度の５倍以上であることを示しており、同じＭｇを使用した場合にはＰＰを使用した場合と同じ引張強度を得るのに１／５の厚さ（例えば０．２ｍｍ程度）で足りることを意味する。 In general, a metal has a high light-shielding property and has a low transmittance from the ultraviolet to the infrared even if it is thin. For this reason, when a metal thin plate material is used, the thickness of the light shielding material 201 can be reduced, and the volume of the fuel container 2 can be increased. In particular, Mg has a high specific strength (tensile strength / specific gravity) of 160 MPa (tensile strength 255-305 MPa / specific gravity 1.78-1.8), and polypropylene has a (PP) specific strength 30 MPa (tensile strength 27-30 MPa / specific gravity 0). .95 to 0.96), which is five times higher. This indicates that the tensile strength of Mg having the same thickness is 5 times or more the tensile strength of PP. When the same Mg is used, the same tensile strength as when PP is used is obtained. It means that a thickness of 5 (for example, about 0.2 mm) is sufficient.
本実施の形態においては、燃料容器２が略直方体形状であり、最も面積が大きい上面及び下面と、次に面積が大きい背面とを、金属の薄板材で形成することにより、燃料容器２の容積をより大きくすることができる。この３面は隣接するため、一枚の薄板材から成型することができ、簡易な構造とすることができる。 In the present embodiment, the fuel container 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and the volume of the fuel container 2 is formed by forming a top surface and a bottom surface with the largest area and a back surface with the next largest area with a metal thin plate material. Can be made larger. Since these three surfaces are adjacent to each other, they can be molded from a single sheet material, and a simple structure can be obtained.
窓部材２０２は、燃料容器２の前面及び右側面を形成する部材であり、断面略Ｌ字型に形成されている。窓部材２０２は後述する受光素子３２２により検出される波長の光を透過させる材料、例えばポリプロピレン樹脂等により形成されている。
なお、窓部材２０２の表面のうち、燃料容器２の右側面を形成する部分には、後述する受光素子３２２により検出される波長の光を遮るように、遮光部材２０２ａが設けられている。遮光部材２０２ａは例えば、遮光性の塗装、コーティング、あるいはフィルムである。窓部材２０２の表面のうち、遮光部材２０２ａが設けられていない部分が、発光素子３２１の光に対して透明である透光部２０２ｂになる。
遮光材２０１と窓部材２０２とは接着剤や溶着等による接合で一体化される。
The window member 202 is a member that forms the front surface and the right side surface of the fuel container 2 and has a substantially L-shaped cross section. The window member 202 is formed of a material that transmits light having a wavelength detected by a light receiving element 322, which will be described later, such as polypropylene resin.
A light shielding member 202a is provided on a portion of the surface of the window member 202 that forms the right side surface of the fuel container 2 so as to block light having a wavelength detected by a light receiving element 322 described later. The light shielding member 202a is, for example, a light shielding paint, coating, or film. Of the surface of the window member 202, a portion where the light blocking member 202 a is not provided becomes a light transmitting portion 202 b that is transparent to the light of the light emitting element 321.
The light shielding material 201 and the window member 202 are integrated by bonding using an adhesive or welding.
窓部材２０２の右端部には、ポンプ３１と接続される供給部２２が設けられている。図９は供給部２２を示す断面図である。窓部材には前後方向に貫通孔２２ａが設けられており、貫通孔２２ａに弁体２２ｂが挿入されて弁体２２ｂの外側に固定リング２２ｃを嵌め込むことにより弁体２２ｂが固定されることで供給部２２が形成されている。弁体２２ｂは逆止弁であり、弁体２２ｂの中央には燃料封入部２１の内外を貫通するスリット２２ｄが形成されている。 A supply unit 22 connected to the pump 31 is provided at the right end of the window member 202. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the supply unit 22. The window member is provided with a through hole 22a in the front-rear direction. The valve body 22b is fixed by inserting the fixing ring 22c outside the valve body 22b by inserting the valve body 22b into the through hole 22a. A supply unit 22 is formed. The valve body 22b is a check valve, and a slit 22d penetrating the inside and outside of the fuel sealing portion 21 is formed at the center of the valve body 22b.
図１０はポンプ３１の吸液部３１ａと接続された状態の供給部２２を示す断面図である。図１０に示すように、弁体２２ｂのスリット２２ｄに吸液部３１ａが挿入されると、燃料容器２内の燃料封入部２１からポンプ３１に原燃料２０７が供給される。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the supply unit 22 connected to the liquid absorption unit 31 a of the pump 31. As shown in FIG. 10, when the liquid absorbing portion 31 a is inserted into the slit 22 d of the valve body 22 b, the raw fuel 207 is supplied from the fuel sealing portion 21 in the fuel container 2 to the pump 31.
着脱部２０５は燃料容器２の左端部に設けられており、燃料容器２の他の部分よりも上下方向に薄くなっている。着脱部２０５は、カートリッジ搬送体４００のカートリッジ保持部４０３に着脱される。着脱部２０５には、円弧状の凹部２０５ａが形成されている。この凹部２０５ａは後述する円筒形のエアポンプ３２の外周面と当接して配置され、カートリッジ搬送体４００の回動に伴ってエアポンプ３２の外周面に沿って摺動する。 The detachable portion 205 is provided at the left end portion of the fuel container 2 and is thinner in the vertical direction than other portions of the fuel container 2. The attachment / detachment unit 205 is attached to / detached from the cartridge holding unit 403 of the cartridge carrier 400. The detachable portion 205 is formed with an arcuate recess 205a. The recess 205 a is disposed in contact with the outer peripheral surface of a cylindrical air pump 32 described later, and slides along the outer peripheral surface of the air pump 32 as the cartridge transport body 400 rotates.
また、着脱部２０５の流入部２１０が設けられた部分の上面及び下面には、後述するカートリッジ搬送体４００の係止突起４２２と係合する係合凹部２０６Ａ，２０６Ｂが形成されている。なお、両面に係合凹部２０６Ａ，２０６Ｂが形成されているため、燃料容器２は上下のいずれのカートリッジ搬送体４００にも取付け可能である。 Engagement recesses 206A and 206B that engage with locking protrusions 422 of the cartridge transport body 400, which will be described later, are formed on the upper and lower surfaces of the portion where the inflow portion 210 of the detachable portion 205 is provided. Since the engagement recesses 206A and 206B are formed on both surfaces, the fuel container 2 can be attached to either the upper or lower cartridge carrier 400.
着脱部２０５の凹部２０５ａよりも前方には、流路基板３の排気ポート３０２と接続される流入部２１０が設けられている。
図１１は流入部２１０を示す断面図である。着脱部の前方には左端面より左右方向に貫通孔２１１が設けられており、固定リング２１３を嵌め込むことにより弁体２１２が貫通孔２１１内に固定されることで流入部２１０が形成されている。
図１２は流路基板３の排気ポート３０２と接続された状態の流入部２１０を示す断面図である。排気ポート３０２からの排気ガスは流入部２１０から弁体２１２を通過し、燃料容器２内の水回収部２６に流入する。
An inflow portion 210 connected to the exhaust port 302 of the flow path substrate 3 is provided in front of the concave portion 205 a of the detachable portion 205.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the inflow portion 210. A through-hole 211 is provided in front of the attachment / detachment portion in the left-right direction from the left end surface, and the inflow portion 210 is formed by fixing the valve body 212 in the through-hole 211 by fitting the fixing ring 213. Yes.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the inflow portion 210 in a state connected to the exhaust port 302 of the flow path substrate 3. Exhaust gas from the exhaust port 302 passes through the valve body 212 from the inflow portion 210 and flows into the water recovery portion 26 in the fuel container 2.
着脱部２０５の凹部２０５ａの後方には、吸気部２２０、排気部２３０が設けられている。図１３は吸気部２２０及び排気部２３０の構造を示す断面図である。
吸気部２２０は、空気導入孔２２１、エアフィルタ２２２、シール材２２３を備える。図１３に示すように、吸気部２２０には凹部２０５ａから後方に貫通する空気導入孔２２１が設けられている。空気導入孔２２１の位置は後述するエアポンプ３２の吸気口３２ａの位置と対応し、エアポンプ３２に空気を導入する吸気流路２３となる。空気導入孔２２１はエアフィルタ２２２により塞がれている。エアフィルタ２２２は空気中の塵埃、硫黄酸化物や窒素酸化物等が空気導入孔２２１を通過するのを防止する。
空気導入孔２２１の凹部２０５ａ側には外周に沿ってシール材２２３が設けられている。シール材２２３は吸気口３２ａと着脱部２０５との隙間を閉塞する。
An intake section 220 and an exhaust section 230 are provided behind the recess 205a of the detachable section 205. FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure of the intake part 220 and the exhaust part 230.
The intake section 220 includes an air introduction hole 221, an air filter 222, and a sealing material 223. As shown in FIG. 13, the air intake portion 220 is provided with an air introduction hole 221 that penetrates backward from the recess 205 a. The position of the air introduction hole 221 corresponds to the position of an intake port 32a of the air pump 32 to be described later, and becomes an intake passage 23 for introducing air into the air pump 32. The air introduction hole 221 is closed by the air filter 222. The air filter 222 prevents dust, sulfur oxide, nitrogen oxide, and the like in the air from passing through the air introduction hole 221.
A sealing material 223 is provided along the outer periphery of the air introduction hole 221 on the recess 205a side. The sealing material 223 closes the gap between the air inlet 32a and the attaching / detaching portion 205.
排気部２３０は、排気口２３１と、気液分離膜２３２とを備える。図１３に示すように、着脱部２０５の後部において、燃料容器２の内側から外側に貫通する排気口２３１が設けられている。気液分離膜２３２は流入部２１０から燃料容器２の水回収部２６内に流入する排気ガス中の液体の水が排気口２３１を通過するのを防止する。排気ガス中の気体成分は気液分離膜２３２を通過して排気口２３１から外部へ排出される。以上により、排気ガス中の液体の生成水が水回収部２６に貯留される。 The exhaust unit 230 includes an exhaust port 231 and a gas-liquid separation membrane 232. As shown in FIG. 13, an exhaust port 231 penetrating from the inside to the outside of the fuel container 2 is provided at the rear part of the attachment / detachment unit 205. The gas-liquid separation membrane 232 prevents liquid water in the exhaust gas flowing from the inflow portion 210 into the water recovery portion 26 of the fuel container 2 from passing through the exhaust port 231. The gas component in the exhaust gas passes through the gas-liquid separation membrane 232 and is discharged from the exhaust port 231 to the outside. As a result, the liquid generated water in the exhaust gas is stored in the water recovery unit 26.
図１４、図１５は上部筐体１０２及び下部筐体１０３を取り去った状態の発電装置１の上面、背面及び左側面を示す斜視図である。また、図１６は発電装置１から燃料容器２を取り外した発電装置本体１０１を示す上面、背面及び左側面を示す斜視図であり、図１７は発電装置本体１０１を示す下面、背面及び右側面を示す斜視図であり、図１８は発電装置本体１０１の上面、正面及び左側面を示す斜視図である。また、図１９は発電装置本体１０１からカートリッジ搬送体４００及び付勢装置５００を取り外した状態の上面、背面及び左側面を示す分解斜視図であり、図２０は発電装置本体１０１からカートリッジ搬送体４００及び付勢装置５００を取り外した状態の上面、背面及び右側面を示す分解斜視図である。 14 and 15 are perspective views showing the top surface, back surface, and left side surface of the power generator 1 with the upper housing 102 and the lower housing 103 removed. 16 is a perspective view showing an upper surface, a rear surface, and a left side surface of the power generation device main body 101 with the fuel container 2 removed from the power generation device 1, and FIG. 17 shows a lower surface, a rear surface, and a right side surface of the power generation device main body 101. FIG. 18 is a perspective view showing an upper surface, a front surface, and a left side surface of the power generation apparatus main body 101. 19 is an exploded perspective view showing the top surface, the back surface, and the left side surface of the power generator main body 101 with the cartridge transport body 400 and the urging device 500 removed. FIG. 20 shows the cartridge transport body 400 from the power generator main body 101. FIG. 6 is an exploded perspective view showing an upper surface, a back surface, and a right side surface with the urging device 500 removed.
図１４、図１５に示すように、発電装置１の左右方向に流路基板３が配置され、流路基板３の正面には各種バルブ３３や流量計３４、反応装置４、燃料電池５、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及び二次電池７等が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は電力供給用端子１１０と接続されている。 As shown in FIGS. 14 and 15, the flow path substrate 3 is arranged in the left-right direction of the power generation device 1, and various valves 33, a flow meter 34, a reaction device 4, a fuel cell 5, and a DC are disposed on the front surface of the flow path substrate 3. A / DC converter 6 and a secondary battery 7 are provided. The DC / DC converter 6 is connected to a power supply terminal 110.
流路基板３の背面側つまり燃料容器２との対向面側には、吸液部３１ａ、複数の反射型フォトセンサ３２０，３２０，・・・、フレーム３０１、排気ポート３０２等が設けられている。フレーム３０１には、水回収器３５、エアポンプ３２、付勢装置５００、固定部材６００等が固定されている。また、エアポンプ３２の外周部に沿ってカートリッジ搬送体４００が配置されている。 On the back side of the flow path substrate 3, that is, on the side facing the fuel container 2, a liquid absorption part 31 a, a plurality of reflective photosensors 320, 320,. . A water recovery unit 35, an air pump 32, an urging device 500, a fixing member 600, and the like are fixed to the frame 301. A cartridge carrier 400 is disposed along the outer periphery of the air pump 32.
吸液部３１ａは流路基板３の右端部に設けられ、燃料容器２の供給部２２と接続される。水回収器３５は流路基板３の左端部に設けられている。なお、水回収器３５は流路基板３を介して排気ポート３０２と接続されている。
反射型フォトセンサ３２０，３２０，・・・は、発光素子３２１と受光素子３２２とを備え、移動体２０３を検出する。発光素子３２１としては、例えば発光ダイオード等を用いることができる。受光素子３２２としては、例えばフォトトランジスタ等を用いることができる。
The liquid absorption part 31 a is provided at the right end part of the flow path substrate 3 and is connected to the supply part 22 of the fuel container 2. The water recovery unit 35 is provided at the left end of the flow path substrate 3. The water recovery unit 35 is connected to the exhaust port 302 via the flow path substrate 3.
The reflection type photosensors 320, 320,... Include a light emitting element 321 and a light receiving element 322, and detect the moving body 203. As the light emitting element 321, for example, a light emitting diode or the like can be used. As the light receiving element 322, for example, a phototransistor or the like can be used.
発光素子３２１からは受光素子３２２により検出される波長の光が放射される。発光素子３２１から放射された光は燃料容器２の窓部材２０２を透過する。移動体２０３が近傍にある反射型フォトセンサ３２０では、発光素子３２１から放射され窓部材２０２を透過した光が移動体２０３により反射され、窓部材２０２を再び透過して受光素子３２２で検出される。一方、遮光材２０１や遮光部材２０２ａが受光素子３２２により検出される波長の光を遮る材料からなるため、燃料容器２の外部から入射した光を受光素子３２２が検出することはない。このため、光が検出された受光素子３２２を特定することにより、移動体２０３の位置を特定し、燃料容器２の残量を検出することができる。 The light emitting element 321 emits light having a wavelength detected by the light receiving element 322. The light emitted from the light emitting element 321 passes through the window member 202 of the fuel container 2. In the reflection type photosensor 320 in the vicinity of the moving body 203, the light emitted from the light emitting element 321 and transmitted through the window member 202 is reflected by the moving body 203, passes through the window member 202 again, and is detected by the light receiving element 322. . On the other hand, since the light shielding member 201 and the light shielding member 202a are made of a material that blocks light having a wavelength detected by the light receiving element 322, the light receiving element 322 does not detect light incident from the outside of the fuel container 2. For this reason, by specifying the light receiving element 322 in which the light is detected, the position of the moving body 203 can be specified and the remaining amount of the fuel container 2 can be detected.
水回収器３５の右側には、上下２つの付勢装置５００が配置され、付勢装置５００の後部にエアポンプ３２が配置されている。 On the right side of the water recovery unit 35, two upper and lower urging devices 500 are arranged, and an air pump 32 is arranged at the rear of the urging device 500.
排気ポート３０２はゴム状の弾性体からなり、図２０に示すように、流路基板３の付勢装置５００よりも右側より後方向に突出し、先端が右方向に屈曲している。排気ポート３０２は燃料容器２の流入部２１０と接続される。 As shown in FIG. 20, the exhaust port 302 protrudes rearward from the right side of the biasing device 500 of the flow path substrate 3, and the tip is bent rightward. The exhaust port 302 is connected to the inflow portion 210 of the fuel container 2.
フレーム３０１は水回収器３５、エアポンプ３２、付勢装置５００、固定部材６００等を流路基板３に固定するとともに、燃料容器２の取付け位置を定める。また、フレーム３０１には、エアポンプ３２の周囲に、カートリッジ搬送体４００の溝部４０５と係合する円弧状の凸部３１０が設けられている。 The frame 301 fixes the water recovery device 35, the air pump 32, the urging device 500, the fixing member 600 and the like to the flow path substrate 3 and determines the mounting position of the fuel container 2. Further, the frame 301 is provided with an arcuate convex portion 310 that engages with the groove portion 405 of the cartridge carrier 400 around the air pump 32.
エアポンプ３２は円筒形であり、図１９、図２０に示すように上下方向を軸方向として中央部でフレーム３０１を貫通して設けられている。エアポンプ３２の外周部には、エアフィルタ２２２と連通する箇所以外をシール材２２３で塞がれた吸気口３２ａが設けられている。
フレーム３０１の上下には、カートリッジ搬送体４００がエアポンプ３２の外周部に沿って配置されている。
The air pump 32 has a cylindrical shape and is provided so as to penetrate the frame 301 at the center with the vertical direction as the axial direction as shown in FIGS. 19 and 20. An air inlet 32 a is provided at the outer peripheral portion of the air pump 32, except for a portion communicating with the air filter 222, which is closed with a sealing material 223.
On the top and bottom of the frame 301, the cartridge carrier 400 is disposed along the outer peripheral portion of the air pump 32.
カートリッジ搬送体４００には燃料容器２が取り付けられ、図５、図１５に示すように燃料容器２を回動させる。
カートリッジ搬送体４００は、軸突起４０１と、接続部４０２と、カートリッジ保持部４０３と、ギヤ部４０４と、を備える。
The fuel container 2 is attached to the cartridge carrier 400, and the fuel container 2 is rotated as shown in FIGS.
The cartridge transport body 400 includes a shaft protrusion 401, a connection part 402, a cartridge holding part 403, and a gear part 404.
上側のカートリッジ搬送体４００の上端部、下側のカートリッジ搬送体４００の下端部には、それぞれ上部筐体１０２及び下部筐体１０３の貫通孔１０４，１０４と係合する軸突起４０１が設けられており、カートリッジ搬送体４００は軸突起４０１を中心に回動可能である。なお、軸突起４０１はエアポンプ３２の中心軸上に配置されており、カートリッジ搬送体４００の軌跡はエアポンプ３２の外周面と同心円となる。 A shaft protrusion 401 that engages with the through holes 104 and 104 of the upper housing 102 and the lower housing 103 is provided on the upper end portion of the upper cartridge transport body 400 and the lower end portion of the lower cartridge transport body 400, respectively. In addition, the cartridge transport body 400 can rotate around the shaft protrusion 401. The shaft protrusion 401 is disposed on the central axis of the air pump 32, and the locus of the cartridge transport body 400 is concentric with the outer peripheral surface of the air pump 32.
接続部４０２は、軸突起４０１とカートリッジ保持部４０３とを接続し、軸突起４０１を中心にカートリッジ保持部４０３を回動させる。
カートリッジ保持部４０３は、エアポンプ３２の外周部に沿って略円弧状に形成されており、前端に燃料容器２を挿入する際のガイドとなるガイドプレート４１０及びカートリッジ固定部４２０が設けられ、後端に係止部４３０が設けられている。ガイドプレート４１０は燃料容器２の正面と当接し、燃料容器２の吸気部２２０及び流入部２１０をカートリッジ保持部４０３に向けて案内する。
The connection unit 402 connects the shaft projection 401 and the cartridge holding unit 403, and rotates the cartridge holding unit 403 around the shaft projection 401.
The cartridge holding portion 403 is formed in a substantially arc shape along the outer peripheral portion of the air pump 32, and is provided with a guide plate 410 and a cartridge fixing portion 420 that serve as a guide when the fuel container 2 is inserted at the front end. The latching | locking part 430 is provided in this. The guide plate 410 abuts against the front surface of the fuel container 2 and guides the intake part 220 and the inflow part 210 of the fuel container 2 toward the cartridge holding part 403.
図２１はカートリッジ保持部４０３の前部の内側部分を示す斜視図である。カートリッジ保持部４０３の前部には、ガイドプレート４１０よりも後方にカートリッジ固定部４２０が設けられている。カートリッジ固定部４２０は、カートリッジ搬送体４００と一体に形成された渦巻状の板バネ４２１と、板バネ４２１の端部の内側面に設けられた係止突起４２２とを備える。係止突起４２２は板バネ４２１の端部に設けられているため、カートリッジ保持部４０３の厚さ方向に揺動可能である。係止突起４２２、４２２はそれぞれ燃料容器２の係合凹部２０６Ａ，２０６Ｂに係合し、燃料容器２を固定する。 FIG. 21 is a perspective view showing the inner part of the front part of the cartridge holding part 403. A cartridge fixing portion 420 is provided behind the guide plate 410 at the front portion of the cartridge holding portion 403. The cartridge fixing portion 420 includes a spiral plate spring 421 formed integrally with the cartridge transport body 400 and a locking projection 422 provided on the inner surface of the end portion of the plate spring 421. Since the locking protrusion 422 is provided at the end of the leaf spring 421, it can swing in the thickness direction of the cartridge holding portion 403. The locking protrusions 422 and 422 are engaged with the engaging recesses 206A and 206B of the fuel container 2 to fix the fuel container 2.
ここで、カートリッジ固定部４２０に燃料容器２を固定する手順について説明する。
まず、ガイドプレート４１０に沿って燃料容器２をカートリッジ保持部４０３に向けてスライドさせる。カートリッジ保持部４０３に燃料容器２の左端部が挿入されると、図２２に示すように、燃料容器２の着脱部２０５が係止突起４２２と当接し、板バネ４２１が弾性変形して係止突起４２２が押し上げられる。
Here, a procedure for fixing the fuel container 2 to the cartridge fixing portion 420 will be described.
First, the fuel container 2 is slid along the guide plate 410 toward the cartridge holder 403. When the left end portion of the fuel container 2 is inserted into the cartridge holding portion 403, as shown in FIG. 22, the attaching / detaching portion 205 of the fuel container 2 comes into contact with the locking projection 422, and the leaf spring 421 is elastically deformed and locked. The protrusion 422 is pushed up.
さらに燃料容器２の着脱部２０５がカートリッジ保持部４０３の奥まで挿入されると、図２３に示すように、係合凹部２０６Ａが係止突起４２２の位置に配置されるため、係止突起４２２は板バネ４２１の復元力により係合凹部２０６Ａに挿入される。これにより、燃料容器２の着脱部２０５がカートリッジ保持部４０３内に固定される。
以上により、カートリッジ固定部４２０に燃料容器２が固定される。
Further, when the attaching / detaching portion 205 of the fuel container 2 is inserted to the back of the cartridge holding portion 403, the engaging recess 206A is disposed at the position of the locking projection 422 as shown in FIG. The leaf spring 421 is inserted into the engaging recess 206A by the restoring force of the leaf spring 421. Thereby, the attaching / detaching portion 205 of the fuel container 2 is fixed in the cartridge holding portion 403.
As described above, the fuel container 2 is fixed to the cartridge fixing portion 420.
なお、カートリッジ固定部４２０に燃料容器２が固定された状態において、吸気流路２３を塞ぐことがないように、吸気部２２０と対応する位置に貫通孔４３１を有するエアフィルタ保護部４３２が設けられている。このため燃料容器２が発電装置本体１０１に装着されると、エアフィルタ２２２の外側にエアフィルタ保護部４３２が配置されることになり、さらにエアフィルタ保護部４３２の外側に、エアフィルタ保護部４３２の貫通孔４３１が形成されている部分との間でわずかな隙間をもって離間する固定部材６００が配置され、図１３の矢印に示すように、この隙間から吸気流路２３を通じて空気を吸気する。なお、固定部材６００は、エアフィルタ保護部４３２に対して上、下、右方向の三方が開放されている。 In the state where the fuel container 2 is fixed to the cartridge fixing part 420, an air filter protection part 432 having a through hole 431 is provided at a position corresponding to the intake part 220 so as not to block the intake flow path 23. ing. For this reason, when the fuel container 2 is attached to the power generation apparatus main body 101, the air filter protection unit 432 is disposed outside the air filter 222, and further, the air filter protection unit 432 is disposed outside the air filter protection unit 432. A fixing member 600 that is spaced apart from the portion where the through-hole 431 is formed with a slight gap is disposed, and air is sucked in through the intake passage 23 from the gap as shown by an arrow in FIG. Note that the fixing member 600 is open to the air filter protection part 432 in the three directions of the upper, lower, and right directions.
カートリッジ保持部４０３には、エアポンプ３２の外周部に沿って略円弧状の溝部４０５が形成されている。溝部４０５にはフレーム３０１の凸部３１０が挿入される。凸部３１０は、溝部４０５の弧の一部となる形状であって、凸部３１０が溝部４０５に挿入された状態で、カートリッジ保持部４０３は溝部４０５の弧に沿って、つまりエアポンプ３２の外周部に沿って回動する。 A substantially arc-shaped groove portion 405 is formed in the cartridge holding portion 403 along the outer peripheral portion of the air pump 32. The convex portion 310 of the frame 301 is inserted into the groove portion 405. The convex portion 310 has a shape that becomes a part of the arc of the groove portion 405. With the convex portion 310 inserted into the groove portion 405, the cartridge holding portion 403 follows the arc of the groove portion 405, that is, the outer periphery of the air pump 32. Rotate along the part.
カートリッジ保持部４０３の前側部分から左方向に略円弧状のギヤ部４０４が延出している。ギヤ部４０４は付勢装置５００のギヤ５０５と噛み合っている。 A substantially arcuate gear portion 404 extends leftward from the front portion of the cartridge holding portion 403. The gear unit 404 meshes with the gear 505 of the urging device 500.
図２４は付勢装置５００を示す斜視図であり、図２５は図２４のXXV−XXV切断線における一部切り欠き斜視断面図である。図２４、図２５に示すように、付勢装置５００は、筐体５０１と、固定部材５０２と、回転軸５０３と、コイルスプリング５０４と、ギヤ５０５とからなる。 24 is a perspective view showing the biasing device 500, and FIG. 25 is a partially cutaway perspective sectional view taken along the line XXV-XXV in FIG. As shown in FIGS. 24 and 25, the biasing device 500 includes a housing 501, a fixing member 502, a rotating shaft 503, a coil spring 504, and a gear 505.
筐体５０１は下端が開口した筒状であり、上端が回転軸５０３の上部側の軸受となっている。筐体５０１内にはコイルスプリング５０４、回転軸５０３及び固定部材５０２が挿入される。筐体５０１はフレーム３０１に固定される。
回転軸５０３は、上端に切り欠き５３１が設けられており、上端がギヤ５０５の係合孔５５１に挿入されることでギヤ５０５が回転軸５０３と係合した状態で回転軸５０３とともに回動できる。また、回転軸５０３は円環状の固定部材５０２の中央に挿入されているとともに、コイルスプリング５０４の中央に挿入されている。
The housing 501 has a cylindrical shape with an open lower end, and an upper end serves as a bearing on the upper side of the rotating shaft 503. A coil spring 504, a rotating shaft 503, and a fixing member 502 are inserted into the housing 501. The housing 501 is fixed to the frame 301.
The rotating shaft 503 is provided with a notch 531 at the upper end, and the upper end is inserted into the engagement hole 551 of the gear 505 so that the gear 505 can be rotated together with the rotating shaft 503 in a state of being engaged with the rotating shaft 503. . The rotating shaft 503 is inserted in the center of the annular fixing member 502 and in the center of the coil spring 504.
回転軸５０３の上部には、軸方向と垂直に貫通孔５３２が設けられており、貫通孔５３２にコイルスプリング５０４の一端が挿入される。コイルスプリング５０４の他端は固定部材５０２に固定されている。回転軸５０３の下端は拡径しており、固定部材５０２を係止して回転軸５０３から脱落するのを防止している。固定部材５０２は回転軸５０３の下部側の軸受となっている。固定部材５０２は筐体５０１に固定される。 A through hole 532 is provided in the upper part of the rotating shaft 503 perpendicular to the axial direction, and one end of the coil spring 504 is inserted into the through hole 532. The other end of the coil spring 504 is fixed to the fixing member 502. The lower end of the rotating shaft 503 has an enlarged diameter, and the fixing member 502 is locked to prevent the rotating shaft 503 from falling off the rotating shaft 503. The fixed member 502 is a bearing on the lower side of the rotating shaft 503. The fixing member 502 is fixed to the housing 501.
ギヤ５０５は中央に係合孔５５１を有し、筐体５０１から突出する回転軸５０３の上端と係合する。コイルスプリング５０４に蓄勢すると、回転軸５０３及びギヤ５０５はコイルスプリング５０４の復元力によりいずれかの回転方向に付勢される。このため、燃料容器２は、付勢装置５００によって電子機器本体１００１に収納された状態から回動して取り外しやすい状態になろうとするか（図２から図３に移行）、電子機器本体１００１に収納されていない状態から回動して収納された状態になろうとする（図３から図２に移行）。
なお、コイルスプリング５０４の代わりにゼンマイ等の弾性体を用いてもよく、付勢装置５００の代わりに、ステッピングモータ等を用いて電気的にカートリッジ搬送体４００を回動させてもよい。
The gear 505 has an engagement hole 551 at the center, and engages with the upper end of the rotating shaft 503 protruding from the housing 501. When energy is accumulated in the coil spring 504, the rotating shaft 503 and the gear 505 are urged in any rotation direction by the restoring force of the coil spring 504. For this reason, the fuel container 2 is rotated from the state accommodated in the electronic device main body 1001 by the biasing device 500 to be easily removed (shift from FIG. 2 to FIG. 3), or the electronic device main body 1001 From the state of not being stored, it tries to turn into a stored state (shift from FIG. 3 to FIG. 2).
An elastic body such as a spring may be used instead of the coil spring 504, and the cartridge carrier 400 may be electrically rotated using a stepping motor or the like instead of the biasing device 500.
例えば、ガイドプレート４１０が流路基板３に近づく方向に燃料容器２及びカートリッジ搬送体４００を回動させると、コイルスプリング５０４に蓄勢される。この状態では、カートリッジ搬送体４００はコイルスプリング５０４により、ガイドプレート４１０が流路基板３から離れる方向に付勢されることになる。 For example, when the fuel container 2 and the cartridge transport body 400 are rotated in a direction in which the guide plate 410 approaches the flow path substrate 3, the energy is stored in the coil spring 504. In this state, the cartridge carrier 400 is urged by the coil spring 504 in a direction in which the guide plate 410 is separated from the flow path substrate 3.
フレーム３０１の左後端部には、上下方向を軸方向とする回動軸３０３と、トーションスプリング３０４とが設けられている。回動軸３０３には、固定部材６００が回動可能に取り付けられる。また、トーションスプリング３０４は固定部材６００をカートリッジ搬送体４００と当接するように前方向に付勢する。 At the left rear end portion of the frame 301, a rotating shaft 303 having a vertical direction as an axial direction and a torsion spring 304 are provided. A fixed member 600 is rotatably attached to the rotation shaft 303. Further, the torsion spring 304 biases the fixing member 600 forward so as to contact the cartridge carrier 400.
図２６は燃料容器２を発電装置本体１０１に取り付けた状態における固定部材６００とカートリッジ搬送体４００との位置関係を示す平面図である。図２６に示すように、固定部材６００の前面には、カートリッジ搬送体４００の係止部４３０を係止する係止爪６０１が設けられている。この状態において、係止爪６０１には、付勢装置５００により付勢されたカートリッジ搬送体４００の係止部４３０が当接しており、付勢装置５００の付勢力に抗してカートリッジ搬送体４００を係止している。このとき、係止爪６０１は、エアフィルタ保護部４３２の貫通孔４３１を覆っていない。 FIG. 26 is a plan view showing a positional relationship between the fixing member 600 and the cartridge carrier 400 in a state where the fuel container 2 is attached to the power generation apparatus main body 101. FIG. As shown in FIG. 26, a locking claw 601 that locks the locking portion 430 of the cartridge carrier 400 is provided on the front surface of the fixing member 600. In this state, the latching claw 601 is in contact with the locking portion 430 of the cartridge transport body 400 biased by the biasing device 500, and the cartridge transport body 400 against the biasing force of the biasing device 500. Is locked. At this time, the locking claw 601 does not cover the through hole 431 of the air filter protection part 432.
トーションスプリング３０４の付勢力に抗して固定部材６００を後方に引くと、係止爪６０１によるカートリッジ搬送体４００の係止が解除され、カートリッジ搬送体４００は図２６において左回転方向に回転する。一方、左回転方向に回転したカートリッジ搬送体４００を反対方向に回転させると、固定部材６００がトーションスプリング３０４の付勢力により前方に付勢されているので、ガイドプレート４１０が流路基板３と平行に配置された位置で係止爪６０１によりカートリッジ搬送体４００が係止される。 When the fixing member 600 is pulled rearward against the urging force of the torsion spring 304, the locking of the cartridge transport body 400 by the locking claw 601 is released, and the cartridge transport body 400 rotates in the counterclockwise direction in FIG. On the other hand, when the cartridge carrier 400 rotated in the counterclockwise direction is rotated in the opposite direction, the fixing member 600 is urged forward by the urging force of the torsion spring 304, so that the guide plate 410 is parallel to the flow path substrate 3. The cartridge carrier 400 is locked by the locking claw 601 at the position where it is disposed.
なお、回動軸３０３と軸突起４０１との距離は、軸突起４０１から係止部４３０までの距離と固定部材６００の長さとを加えた長さよりも短く、係止爪６０１と係止部４３０との当接部は、回動軸３０３よりも前方に位置しているため、固定部材６００はカートリッジ搬送体４００により前方向に回転する方向（図２６において右回転方向）に付勢される。このため、固定部材６００は係止部４３０と当接するように付勢され、不用意に外れることがない。
また、固定部材６００と貫通孔４３１との間には隙間が形成されているため、固定部材６００が吸気流路２３を塞ぐことはない。
The distance between the pivot shaft 303 and the shaft protrusion 401 is shorter than the sum of the distance from the shaft protrusion 401 to the locking portion 430 and the length of the fixing member 600, and the locking claw 601 and the locking portion 430. The fixing member 600 is urged by the cartridge transport body 400 in the forward rotation direction (right rotation direction in FIG. 26). For this reason, the fixing member 600 is urged so as to come into contact with the locking portion 430 and does not come off carelessly.
In addition, since a gap is formed between the fixing member 600 and the through hole 431, the fixing member 600 does not block the intake flow path 23.
次に、燃料容器２の着脱方法について説明する。まず、図１６に示すように、固定部材６００によるカートリッジ搬送体４００の係止を解除した状態にする。次に、ガイドプレート４１０に沿って燃料容器２をカートリッジ保持部４０３に向けてスライドさせ、図１５に示すように燃料容器２をカートリッジ搬送体４００に固定する。次に、図１４に示すように、付勢装置５００の付勢力に抗して燃料容器２を前方に押し込む。すると、トーションスプリング３０４の付勢力により固定部材６００が前方に回動しカートリッジ搬送体４００を係止する。
このとき、供給部２２とポンプ３１とが接続され、排気ポート３０２と流入部２１０とが接続される。
Next, a method for attaching and detaching the fuel container 2 will be described. First, as shown in FIG. 16, the cartridge transport body 400 is unlocked by the fixing member 600. Next, the fuel container 2 is slid toward the cartridge holder 403 along the guide plate 410, and the fuel container 2 is fixed to the cartridge carrier 400 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 14, the fuel container 2 is pushed forward against the biasing force of the biasing device 500. Then, the fixing member 600 is rotated forward by the urging force of the torsion spring 304 and the cartridge transport body 400 is locked.
At this time, the supply part 22 and the pump 31 are connected, and the exhaust port 302 and the inflow part 210 are connected.
一方、図１４の状態から燃料容器２を取り外すには、まずトーションスプリング３０４の付勢力に抗して固定部材６００を後方に引く。すると、係止爪６０１によるカートリッジ搬送体４００の係止が解除され、燃料容器２及びカートリッジ搬送体４００は図１５に示すように後方にせり出してくる。その後、燃料容器２をガイドプレート４１０に沿って引き出すことで、図１６に示すように燃料容器２をカートリッジ搬送体４００から取り外すことができる。 On the other hand, in order to remove the fuel container 2 from the state of FIG. 14, first, the fixing member 600 is pulled backward against the urging force of the torsion spring 304. Then, the locking of the cartridge transport body 400 by the locking claw 601 is released, and the fuel container 2 and the cartridge transport body 400 protrude backward as shown in FIG. Thereafter, by pulling out the fuel container 2 along the guide plate 410, the fuel container 2 can be detached from the cartridge carrier 400 as shown in FIG.
なお、燃料容器２のカートリッジ搬送体４００への装着が不完全である場合には、図２２に示すように、係止突起４２２が係合凹部２０６Ａに係合せず、板バネ４２１が外側へ突出した状態となる。この状態でカートリッジ搬送体４００を前方に回動させようとすると、板バネ４２１が上部筐体１０２の回転防止部１０６にぶつかる。したがって、カートリッジ搬送体４００の回動が妨げられ、図５の位置でカートリッジ搬送体４００の回動が停止される。 When the fuel container 2 is not completely mounted on the cartridge carrier 400, as shown in FIG. 22, the locking protrusion 422 does not engage with the engaging recess 206A, and the leaf spring 421 protrudes outward. It will be in the state. In this state, when the cartridge carrier 400 is to be rotated forward, the leaf spring 421 hits the rotation prevention unit 106 of the upper housing 102. Therefore, the rotation of the cartridge carrier 400 is hindered, and the rotation of the cartridge carrier 400 is stopped at the position shown in FIG.
したがって、燃料容器２がカートリッジ搬送体４００に不完全に装着されたまま回動して供給部２２とポンプ３１とがぶつかることを防ぐことができる。また、燃料容器２が発電装置本体１０１に接続できないことにより、操作者が接続不良に気づき、目視または触覚により容易に確認することができる。 Therefore, it can be prevented that the fuel container 2 rotates while being incompletely attached to the cartridge carrier 400 and the supply unit 22 and the pump 31 collide with each other. Further, since the fuel container 2 cannot be connected to the power generation apparatus main body 101, the operator notices a connection failure and can easily confirm it visually or by touch.
このように、本実施の形態によれば、カートリッジ搬送体４００に燃料容器２を装着し、押し込むことで電子機器１０００に容易に燃料容器２を装着することができる。また、固定部材６００を後方に引くだけで燃料容器２が後方にせり出してくるので、容易に燃料容器２を取り外すことができる。 Thus, according to the present embodiment, the fuel container 2 can be easily attached to the electronic device 1000 by attaching the fuel container 2 to the cartridge carrier 400 and pushing it in. Moreover, since the fuel container 2 protrudes backward only by pulling the fixing member 600 backward, the fuel container 2 can be easily removed.
また、燃料容器２に水回収部２６が設けられているため、燃料容器２の廃棄と同時に水回収部２６に貯留された生成水を廃棄することができる。さらに、エアフィルタ２２２が燃料容器２と一体に設けられているため、燃料容器２の交換と同時にエアフィルタ２２２を交換することができる。 Further, since the water recovery unit 26 is provided in the fuel container 2, the generated water stored in the water recovery unit 26 can be discarded simultaneously with the disposal of the fuel container 2. Furthermore, since the air filter 222 is provided integrally with the fuel container 2, the air filter 222 can be replaced simultaneously with the replacement of the fuel container 2.
また、燃料容器２の左端部に、円弧状の凹部２０２が形成されており、この凹部２０２を円筒形のエアポンプ３２の外周面と当接して配置し、カートリッジ搬送体４００の回動に伴ってエアポンプ３２の外周面に沿って摺動させることで、容易に燃料容器２を回動させることができる。 In addition, an arc-shaped recess 202 is formed at the left end of the fuel container 2, and the recess 202 is disposed in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical air pump 32. By sliding along the outer peripheral surface of the air pump 32, the fuel container 2 can be easily rotated.
また、燃料容器２にはカートリッジ搬送体４００に着脱される着脱部２０１と反対側の端部に供給部２２が設けられているので、供給部２２の軌跡の曲率半径が大きくなり、より容易に吸液部３１ａを供給部２２に挿入することができる。 Further, since the supply portion 22 is provided at the end of the fuel container 2 opposite to the attachment / detachment portion 201 that is attached to and detached from the cartridge carrier 400, the radius of curvature of the locus of the supply portion 22 is increased, which makes it easier. The liquid absorption part 31 a can be inserted into the supply part 22.
また、燃料容器２を上下に配置しているので、固定部材６００も上下に近接して配置することができ、着脱の操作がしやすいという利点がある。
一方、固定部材６００を後方に引くことで燃料容器２を取り外すので、不用意にぶつかったりした場合であっても、燃料容器２が外れることがない。
In addition, since the fuel container 2 is arranged vertically, the fixing member 600 can also be arranged close to the top and bottom, and there is an advantage that it can be easily attached and detached.
On the other hand, since the fuel container 2 is removed by pulling the fixing member 600 rearward, the fuel container 2 is not detached even if it is accidentally bumped.
また、燃料容器２は、原燃料２０７が排出される供給部２２が前面にあり、吸気部２２０の空気導入孔２２１や、排気流路２５となる流入部２１０は燃料容器２の左側面に設けられているため、供給部２２と吸気部２２０及び流入部２１０との間で接続間違いが生じることがない。
このように、燃料容器２を第１方向に移動して、図５に示すように、燃料容器２の流入部２１０を発電装置本体１０１の排気ポート３０２に連結するとともに、燃料容器２の吸気部２２０を発電装置本体１０１の吸気口３２ａに連結してから、燃料容器２を第２方向に移動して、図４に示すように、燃料容器２の供給部２２を発電装置本体１０１の吸液部３１ａに連結している。このため、燃料容器２の供給部２２を流入部２１０や吸気部２２０と異なる面に配置でき、供給部２２、流入部２１０、吸気部２２０、ひいては排気部２３０のレイアウトの自由度が高くなり、１つの燃料容器に供給部２２、流入部２１０、吸気部２２０、排気部２３０を設けてもコンパクトな構造にすることが可能となる。
Further, the fuel container 2 has the supply part 22 from which the raw fuel 207 is discharged on the front surface, and the air introduction hole 221 of the intake part 220 and the inflow part 210 serving as the exhaust passage 25 are provided on the left side surface of the fuel container 2. Therefore, no connection error occurs between the supply unit 22, the intake unit 220, and the inflow unit 210.
In this way, the fuel container 2 is moved in the first direction, and as shown in FIG. 5, the inflow portion 210 of the fuel container 2 is connected to the exhaust port 302 of the power generator main body 101 and the intake portion of the fuel container 2 is connected. After connecting 220 to the intake port 32a of the power generator main body 101, the fuel container 2 is moved in the second direction, and the supply part 22 of the fuel container 2 is connected to the liquid absorber of the power generator main body 101 as shown in FIG. It is connected to the part 31a. For this reason, the supply part 22 of the fuel container 2 can be arranged on a different surface from the inflow part 210 and the intake part 220, and the degree of freedom of the layout of the supply part 22, the inflow part 210, the intake part 220, and the exhaust part 230 is increased. Even if the supply unit 22, the inflow unit 210, the intake unit 220, and the exhaust unit 230 are provided in one fuel container, a compact structure can be achieved.
なお、以上の実施形態においては、ノート型パーソナルコンピュータについて説明したが、本発明はこれに限らず、ＰＤＡ、電子手帳、デジタルカメラ、携帯電話機、腕時計、ゲーム機器等といった携帯型の電子機器に本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, a notebook personal computer has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, and is applied to a portable electronic device such as a PDA, an electronic notebook, a digital camera, a mobile phone, a wristwatch, and a game device. The invention may be applied.
１ 発電装置
２ 燃料容器
５ 燃料電池
２２ 供給部
１０１ 発電装置本体
２０１ 遮光材
２０２ 窓部材
２０３ 移動体
２１０ 流入部
２２２ エアフィルタ
２３０ 排気部
３２０ 反射型フォトセンサ
３２１ 発光素子
３２２ 受光素子
１０００ 電子機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generation device 2 Fuel container 5 Fuel cell 22 Supply part 101 Power generation apparatus main body 201 Light-shielding material 202 Window member 203 Moving body 210 Inflow part 222 Air filter 230 Exhaust part 320 Reflection type photosensor 321 Light emitting element 322 Light receiving element 1000 Electronic equipment
Claims (9)
前記筐体は、前記移動体が前記発光素子に対向する側に透光部を有し、前記透光部以外では前記発光素子の光を遮光し、
前記筐体は、前記筐体内の燃料を供給する供給部と、前記燃料によって引き起こされる反応の副生成物を外部から流入する流入部と、前記副生成物中の気体成分のみを外へ排気する排気部と、外部から空気を取り込む吸気部と、を有する燃料容器が接続され、前記燃料容器より供給される燃料を用いて発電する燃料電池を備える発電装置本体を備え、
前記発電装置本体の前記燃料容器の透光部との対向面には、前記発光素子と、前記発光素子の光を前記移動体によって反射された光を受光する受光素子と、を備える残量検知部が複数配列されており、
前記発電装置本体には前記燃料容器が着脱されるカートリッジ搬送体が設けられ、
前記カートリッジ搬送体は前記発電装置本体に対して回動可能に設けられ、
前記燃料容器は前記カートリッジ搬送体と反対方向に移動させることにより前記カートリッジ搬送体に対して着脱可能としており、
前記カートリッジ搬送体の回転中心と同軸に円筒形部材が配置されており、
前記燃料容器には前記円筒形部材の外周面と当接する円弧状の凹部が形成されていることを特徴とする発電装置。 A housing that contains fuel therein, a moving body that is reflective to the light of a light emitting element for detecting the amount of fuel contained in the housing, and moves according to the amount of fuel contained in the housing; With
The housing has a light transmitting part on a side where the moving body faces the light emitting element, and shields light from the light emitting element except for the light transmitting part,
The housing exhausts only a gas component in the by-product, a supply unit that supplies fuel in the housing, an inflow unit that flows in a by-product of reaction caused by the fuel, and the by-product. an exhaust portion, is connected to fuel containers that Yusuke an intake unit for taking in air from the outside, and includes a power generator body with a fuel cell which generates electric power using the fuel supplied from the fuel container,
Remaining amount detection comprising the light emitting element and a light receiving element that receives light reflected by the moving body on the surface of the power generation device main body facing the light transmitting portion of the fuel container. Multiple parts are arranged,
The power generator body is provided with a cartridge carrier to which the fuel container is attached and detached,
The cartridge carrier is provided so as to be rotatable with respect to the power generation device main body,
The fuel container is detachable from the cartridge carrier by moving in the opposite direction to the cartridge carrier,
A cylindrical member is arranged coaxially with the rotation center of the cartridge carrier,
The power generation apparatus according to claim 1, wherein the fuel container is formed with an arc-shaped recess that contacts the outer peripheral surface of the cylindrical member .
前記燃料容器の前記カートリッジ保持部に挿入される部分の外側面には係合凹部が設けられ、
前記カートリッジ保持部には内側面に前記係合凹部に係合し前記燃料容器を固定する係止突起が設けられたカートリッジ固定部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電装置。 The cartridge carrier includes a cartridge holding part into which the fuel container is inserted,
An engagement recess is provided on the outer surface of the portion inserted into the cartridge holding portion of the fuel container,
Any one of claims 1 to 3 in the cartridge holder, characterized in that it comprises a cartridge fixing portion locking projection is provided for fixing the engaging said fuel container to said engaging recess on the inner surface The power generator described in 1.
前記発電装置本体は前記カートリッジ保持部の外側面に突出した前記カートリッジ固定部と当接し前記カートリッジ搬送体の回転を妨げる回転防止部を備えることを特徴とする請求項４に記載の発電装置。 The cartridge fixing portion protrudes to the outer surface of the cartridge holding portion when the locking protrusion is in contact with the outer surface of the fuel container other than the engaging recess,
5. The power generation device according to claim 4 , wherein the power generation device main body includes a rotation preventing portion that abuts on the cartridge fixing portion protruding from an outer surface of the cartridge holding portion and prevents rotation of the cartridge transport body.
前記ギヤを前記カートリッジ搬送体と噛み合わせることで前記カートリッジ搬送体を付勢することを特徴とする請求項６に記載の発電装置。 The biasing device includes a housing fixed to the power generation device main body, a gear provided rotatably with respect to the housing fixed to the power generation device main body, and a housing fixed to the power generation device main body. And an elastic body having one end fixed to the rotating shaft of the gear and the other end fixed to
The power generation device according to claim 6 , wherein the cartridge transport body is biased by engaging the gear with the cartridge transport body.
前記付勢装置に付勢された前記カートリッジ搬送体を係止する係止爪を有する固定部材をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の発電装置。 While being provided rotatably with respect to the power generator main body,
The power generator according to claim 6 or 7 , further comprising a fixing member having a locking claw for locking the cartridge transport body biased by the biasing device.
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