液体供給容器及びこれを備えた燃料電池システム
【課題】液体収容部内に収容された液体を、液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを抑制可能であると共に、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容部内に残留する液体の量を低減可能な液体供給容器を提供する。
【解決手段】対向配置された一対の側面13A及び13Bを有し、内部に液体を収容する液体収容部11と、液体収容部11に設けられ、液体収容部11に収容された液体を液体受容器に供給する供給口12を備え、液体収容部11の一対の側面13A及び13Bは、ガゼット折り込み構造を有してなり、当該ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bと、折り線15A及び15Bと略平行な縁16A、17A、16B、17Bとの間に、剛性部材18A、19A、18B、19Bが配設されてなる液体供給容器である。
【解決手段】対向配置された一対の側面13A及び13Bを有し、内部に液体を収容する液体収容部11と、液体収容部11に設けられ、液体収容部11に収容された液体を液体受容器に供給する供給口12を備え、液体収容部11の一対の側面13A及び13Bは、ガゼット折り込み構造を有してなり、当該ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bと、折り線15A及び15Bと略平行な縁16A、17A、16B、17Bとの間に、剛性部材18A、19A、18B、19Bが配設されてなる液体供給容器である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料電池等に使用される液体燃料等、各種液体を収容すると共に、収容された液体を液体受容体に供給する液体供給容器、及びこの液体供給容器を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、例えば、燃料電池システム等のように液体燃料を用いた各種機器、あるいは医療用薬液投与等において、液体を収容し且つ収容された液体を各種機器の液体受容体(液体アクセプタ)に供給する液体供給容器が広く普及されている。このような液体供給容器は、供給される液体が不足した時に、液体供給容器自体を直接取り替えることができるため、液体によって手を汚すことがほとんどなく、安全性が高く、簡便に液体を補給できるという利点がある。特に、人体に影響を及ぼす可能性がある液体や、外気に触れると劣化が激しい液体を用いる場合には、大変有効な手段である。
【0003】
また、最近、液体を燃料として発電する燃料電池の開発が進められており、特にメタノールを燃料としたメタノール直接型燃料電池(DMFC)に関しては、多くの電機メーカ等により開発が盛んに行われている。例えば、ノートパソコン、携帯可能な各種電子機器、携帯電話等に使用する次世代の新型電池として期待されている。しかし、一般に、メタノールは、人体に対する影響が大きく、吸入すると中枢神経を冒し、めまい、下痢を起こすことがある。また、大量に吸入したり、眼に入ったりした場合は、視神経に障害を起こすことがあり、失明する可能性も高く、危険性の高い有害な液体である。そのため、DMFCにおいても、一般需要者等に安全にかつ簡便に燃料供給を行う際には、メタノールを直接取り扱うことがなく、液体供給容器をカートリッジとしてメタノールを供給する手段が最適であると考えられており、広く開発が行われている。(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0004】
このような液体供給容器では、当該装置の液体収容部に収容されている液体を、前記液体受容器に効率よく供給する目的で、通常、ポンプ等を用いて当該液体を送液する方法が採用されている。
【0005】
また、例えば、燃料電池機構のための燃料容器(液体供給容器)として、燃料室の容積を当該燃料室の内部圧力に関連して変化させる手段を備えており、当該手段が、燃料を消費する機構への燃料供給の目的で、ポンプを使用することなく燃料を前記燃料室から押し出すために、必要な圧力を生じさせるように構成されたものが紹介されている。(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
また、容器の保形成や、液体排出時の容器形状を制御するために、ガゼット折り込み構造を有する袋の前面及び/または後面のフィルムの剛性を、ガゼット折り込み部のフィルムの剛性よりも高くした袋も紹介されている。(例えば、特許文献4参照)。
【特許文献1】特開2003−308871号公報
【特許文献2】特開平8−12301号公報
【特許文献3】特開2000−314376号公報
【特許文献4】特開2005−145549号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、液体供給容器の液体収容部内に収容された液体を前記液体受容器に効率よく供給する目的で、ポンプ等を用いる従来の方法では、前記液体収容部に収容された液体の供給(消費)により当該液体が減少した際に、この液体の減少に伴って、当該液体収容部の形状が変形(収縮)し難いと、液体収容部の内部圧力が下がるため、これに応じてポンプ等の吸引力を高める必要があるが、ポンプの回転速度、やトルクを高めるため、消費電力が大きくなってしまう。
【0008】
また、特許文献3に記載された、ポンプを使用することなく燃料を前記燃料室から押し出す方式の液体供給容器では、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体供給容器の液体収容部内に残留する液体の量を少なくし、液体の液体受容器への供給率を向上することが望まれている。
【0009】
そしてまた、特許文献4に記載された容器(袋)では、剛性を高くすることで補強された前面及び/または後面のフィルムの形状は維持されるが、容器の内容積が減少した際に折り畳まれる側面フィルムには規制がないため、当該側面フィルムが形通りに折り畳まれず、容器の内容積を適切に減少させることができない虞もある。
【0010】
そしてまた、液体供給容器では、液体が収容される液体収容部の、液体供給容器全体に対する容積比率をできるだけ高めること(外形状に対してより多くの量の液体を収容すること)が望まれている。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、液体収容部内に収容された液体を、液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを抑制可能であると共に、液体を液体受容器に供給し終えた際に、側面を確実に折り畳むことができ、液体収容部内に残留する液体の量を極力少なくすることが可能な液体供給容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この目的を達成するため本発明は、対向配置された一対の側面を有し、内部に液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に設けられ、該液体収容部に収容された液体を液体受容器に供給する供給口と、を備えてなる液体供給容器であって、前記液体収容部の一対の側面は、ガゼット折り込み構造を有してなり、当該ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されてなる液体供給容器を提供するものである。
【0013】
この構成を備えた液体供給容器は、液体収容部の対向配置された一対の側面が、ガゼット折り込み構造を有しているため、液体収容部内に収容されている液体の量が減少するに伴って、前記一対の側面が折り込まれ、液体収容部の内容積を減少させる。この時、液体収容部の一対の側面には、ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁(側面の縁)との間に、剛性部材が配設されているため、前記側面は、剛性部材に支持されて(補強されて)より一層折り込まれ易くなる。したがって、液体収容部内に収容されている液体の量の減少に追従させて当該液体収容部の内容積を減少させることができる。このため、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。また、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際には、液体収容部の側面がほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体が存在できる空間が殆ど無くなることになる。したがって、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容部内に残留する液体の量を低減することができる。
【0014】
また、本発明にかかる液体供給容器では、前記液体収容部が、その内部を仕切る仕切壁によって複数の液体収容室に分割され、当該仕切壁は、前記一対の側面が折り込まれる際に、当該一対の側面と同様に折り込まれるガゼット折り込み構造を有し、前記各々の液体収容室に前記供給口を設けた構造とすることができる。このように構成することで、液体収容室内に、異なった液体を各々収容することができ、使用環境等、任意の条件に応じて複数種の液体の中から最適な液体を選択し、各液体収容室に設けられた供給口を介して、液体受容器にこの液体を供給することができる。この時、前記仕切壁にも、液体収容部の一対の側面と同様に折り込まれるガゼット折り込み構造が形成されているため、液体収容室内に収容されている液体の量の減少に追従させて当該液体収容部の内容積を減少させることができる。このため、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容室内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容室内に残留する液体の量を低減することができる。
【0015】
そしてまた、前記液体収容部が前記仕切壁によって複数の液体収容室に分割された構成を有する場合、当該複数の液体収容室は、多重筒状に配設されていてもよい。このように複数の液体収容室を多重筒状に配設することで、前記利点に加え、種類の異なる液体を収容する際に、液体収容部内に複数個の袋体を収容する場合に比べ、収容スペースの無駄を少なくすることができ、液体収容部の内部空間をさらに効率よく使用することができる。したがって、液体供給容器全体に対する液体収容部の容積比率をさらに向上することができる。
【0016】
さらにまた、前記液体収容部が前記仕切壁によって複数の液体収容室に分割された構成を有する場合、前記仕切壁には、前記ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁(仕切壁の縁)との間に、剛性部材を配設することができる。このように仕切壁に剛性部材を配設することで、前記仕切壁は、剛性部材に支持されて(補強されて)より一層折り込まれ易くなる。したがって前記と同様の理由から、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容室内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際には、液体が存在できる空間が殆ど無くなることになり、液体収容室内に残留する液体の量を低減することができる。
【0017】
前記剛性部材は、例えば、紫外線硬化樹脂層から形成することができる。このように、紫外線硬化樹脂層を剛性部材として用いることで、剛性部材の配設作業が簡単となり、製造コストが増加することを必要最低限に抑えることができる。なお、紫外線硬化樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等、公知のものを使用することができる。
【0018】
また、本発明は、燃料電池と、前述した本発明にかかる液体供給容器と、前記液体供給容器に収容された液体燃料と、前記液体供給容器から供給される液体燃料を受容する液体受容器と、を備え、前記液体受容器に供給された液体燃料を用いて発電を行う燃料電池システムを提供するものである。
【0019】
この構成を備えた燃料電池システムは、液体供給容器の液体収容部内に収容された液体燃料の量の減少に伴って、当該液体収容部の内容積を効率よく減少させることができるため、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。また、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給し終えた際には、当該液体収容部内に液体燃料が存在できる空間が殆ど無くなることになる。したがって、液体収容部内に収容された液体燃料を、例えばポンプ等を用いて液体受容器に供給する際に、ポンプにかかる負荷を軽減することができる。このため、液体燃料を液体受容器に供給するために必要な消費電力を低減させることができ、且つ液体供給容器の液体収容部内に収容された液体を無駄なく使用することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明にかかる液体供給容器は、液体が収容される液体収容部の対向配置された一対の側面が、ガゼット折り込み構造を有しており、これらの側面には、当該ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されているため、液体収容部内に収容されている液体の量の減少に伴って、液体収容部が不定形に潰れることを防止しながら、前記側面を効率よく確実に折り込むことができる。この結果、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部の内容積を効率よく確実に減少させることができ、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。また、定形的に液体収容部の内容積を減少させることで、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際には、液体収容部の側面がほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体が存在できる空間が殆ど無くなることになり、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容部内に残留する液体の量を低減することができる結果、液体収容部に収容された液体を無駄無く使用することができる。
【0021】
また、本発明にかかる燃料電池システムは、液体供給容器の液体収容部内に収容された液体燃料の量の減少に伴って、当該液体収容部の内容積を効率よく減少させることができると共に、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給し終えた際には、当該液体収容部内に液体燃料が存在できる空間を殆ど無くすことができる。この結果、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができ、液体収容部内に収容された液体燃料を、例えばポンプ等を用いて液体受容器に供給する際に、ポンプにかかる負荷を軽減することができる。このため、液体燃料を液体受容器に供給するために必要な消費電力を低減させることができ、且つ液体収容部内に収容された液体燃料を無駄なく使用することができるため、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる液体供給容器及びこの液体供給容器を備えた燃料電池システムについて図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【0023】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に液体が満杯の状態で収容されている図、図2は、図1に示す液体供給容器の側面図、図3は、図1に示す液体供給容器の正面図、図4は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図、図5は、図4に示す液体供給容器の正面図、図6は、図4に示すVI−VI線に沿った断面図、図7は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体を使用した状態を示す図、図8は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器を備えた燃料電池システムの概略図である。
【0024】
なお、実施の形態1では、液体供給容器の液体収容部内に、燃料電池で使用される液体燃料を収容し、この液体燃料を燃料電池の液体受容部に供給する場合を例にとって説明する。
【0025】
図1〜図8に示すように、実施の形態1にかかる液体供給容器1は、内部に液体燃料を収容する液体収容部11と、液体収容部11に設けられ、液体収容部11に収容された液体燃料を、別体から構成される燃料電池100の液体受容部50に供給する供給口12とを備えて構成されている。
【0026】
液体収容部11は、対向配置された一対の側面13A及び13Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されており、この一対の側面13A及び13Bは、ガゼット折り込み構造を有している。すなわち、側面13A及び13Bは、図4〜図7に示すように、ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容部11の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。
【0027】
側面13Aには、ガゼット折り込み構造の折り線15Aと、この折り線15Aと略平行な縁16Aとの間の領域、及び折り線15Aと、この折り線15Aと略平行な縁17Aとの間の領域に、剛性部材18A及び19Aが各々配設されている。また、側面13Bも側面13Aと同様に、ガゼット折り込み構造の折り線15Bと、この折り線15Bと略平行な縁16Bとの間の領域、及び折り線15Bと、この折り線15Bと略平行な縁17Bとの間の領域に、剛性部材18B及び19Bが各々配設されている。これらの剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bの長手方向に沿って配設されている。
【0028】
剛性部材18A及び19Aと、剛性部材18B及び19Bは、側面13A及び13Bが折り線15A及び15Bを頂点として各々折り込まれる際に、側面13A及び13Bを補強して、この折り込みが確実に効率よく行われるように促進する役割と、上面14Aや下面14Bの長手方向での折れ曲がりを防止する役割を果たしている。なお、実施の形態1では、剛性部材18A、19A、18B及び19Bとして、紫外線硬化樹脂層を配設した。この紫外線樹脂層は、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設すべき領域に、紫外線樹脂を塗布し、これに紫外線を照射するという簡単な工程で形成することができる。
【0029】
供給口12は、液体収容部11の側面13A及び13Bとは異なる面(実施の形態1では長手方向の一端面)に形成されている。この供給口12は、液体受容部50に接続された際に開口するようになっており、液体収容部11内に収容された液体燃料が不用意に外部に漏れ出すことを防止している。
【0030】
この構成を備えた液体供給容器1は、液体収容部11内に収容されている液体燃料の量が減少するに伴って、一対の側面13A及び13Bが折り込まれ(図4〜図7参照)、液体収容部11の内容積を減少させる。この時、一対の側面13A及び13Bには、剛性部材18A及び19Aと、剛性部材18B及び19Bがそれぞれ配設されているため、側面13A及び13Bは、剛性部材18A及び19A、剛性部材18B及び19Bに支持されて(補強されて)折り込まれ易くなる。したがって、液体収容部11内に収容されている液体燃料の減少に伴って、液体収容部11の内容積を効率よく減少させることができる。また、液体収容部11内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際には、液体収容部11の側面13A及び13Bが、ほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体燃料が存在できる空間が殆ど無くなることになり、液体燃料を液体受容部50に無駄なく供給することができる。
【0031】
次に、実施の形態1にかかる液体供給容器を燃料電池システムに適用する場合について図8を参照して説明する。
【0032】
実施の形態1にかかる燃料電池システムは、燃料電池100と、燃料電池100の燃料極に燃料(実施の形態1では液体燃料)を供給するための液体受容部50の入口150に接続された液体供給容器1と、燃料電池100の空気極へ酸素ガス(通常は空気)を供給するための空気供給部101の入口103に接続された酸素ガス供給源200を備えて構成されている。なお、符号102は、燃料電池100の燃料極から排出されるオフガスを外部に排出するためのオフガス排出口であり、符号104は、燃料電池100の空気極から排出されるオフガスを外部に排出するためのオフガス排出口、符号201は、酸素ガス供給源200の酸素ガス放出口である。
【0033】
なお、図8では、便宜上、液体供給容器1の供給口12と、液体受容部50の入口150との間を矢印で繋げているが、供給口12と入口150は直接接続してもよく、配管やチューブ等の連結部材を介して接続してもよい。なお、酸素ガス放出口201と酸素ガス入口103も同様である。また、酸素ガス供給源200は、例えば、酸素ガスを貯留したタンク等の収容容器等であってもよく、大気から直接空気を供給してもよい。
【0034】
また、燃料電池100としては、種々のタイプのものを使用することが可能であるが、実施の形態1では、DMFCを使用し、液体供給容器1の液体収容部11には、メタノールを収容(貯留)した。
【0035】
この構成を備えた燃料電池システムで発電を行う際は、液体供給容器1の液体収容部11に収容されている液体燃料が、供給口12を介して液体受容部50に供給される。この液体燃料は、通常、燃料電池システムに配設されている図示しないポンプ等によって、吸引されることで、液体収容部11から液体受容部50に供給される。そして、燃料電池100は、液体受容部50に供給された液体燃料から取り出された水素イオンと、酸素ガス供給源200から供給された酸素(あるいは大気から直接取り入れられる空気)とが電気化学反応を起こすことで発電を行う。
【0036】
この発電に伴って、液体収容部11に収容されている液体燃料が消費され、液体収容部11内の液体燃料が減少するが、この時、前述したように、液体燃料の量が減少するに伴って、液体収容部11の内容積を効率よく減少させることができるため、液体収容部11内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給する際に、液体収容部11内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。したがって、液体収容部11に収容されている液体燃料を、ポンプ等によって吸引する場合であっても、ポンプ等の吸引力を一定に維持することができ、消費電力が増大することを防止することができる。
【0037】
また、液体収容部11内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際には、液体収容部11の側面13A及び13Bが、ほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体燃料を液体受容部50に無駄なく供給することができ、液体収容部11内に残留する液体燃料を低減することができ、経済的である。
【0038】
なお、実施の形態1では、液体収容部11を、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成した場合について説明したが、これに限らず、液体収容部11は、ガゼット折り込み構造を有する一対の側面13A及び13Bを備えていれば、円筒形状、三角柱や四角柱等の多角柱形状等、他の形状を有していてもよい。
【0039】
また、液体収容部11は、収容される液体に対して耐性のある材料で形成されることは勿論であるが、液体の減少に伴って側面13A及び13Bが折り込まれ易い材料で形成することが望ましい。例えば、実施の形態1のように、液体として液体燃料(メタノール)を収容する場合、略長方体形状、三角柱や四角柱等の多角柱形状等が挙げられる。そして、液体収容部11を形成する容器(実施の形態1の場合は袋)の肉厚等は、任意に決定することができる。
【0040】
そしてまた、実施の形態1では、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを、紫外線硬化樹脂層から形成した場合について説明したが、これに限らず、剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bを補強して、ガゼット折り込みが確実に効率よく行われるようにする機能を発揮することが可能であれば、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等、他の材料から構成してもよい。また、剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bと一体的に形成してもよく、別部材として形成し、これらを粘着剤等により取り付けてもよい。
【0041】
また、実施の形態1では、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを、側面13A及び13Bの長手方向に沿ったほぼ全面(但し、折り線15A及び15Bの近傍除く)に亘って配設した場合について説明したが、これに限らず、剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bの任意の位置に任意のサイズで配設することができる。さらにまた、剛性部材18A、19A、18B及び19Bの厚さ(肉厚)も、所望により決定することができる。
【0042】
そしてまた、実施の形態1では、液体収容部11に燃料電池100で使用される液体燃料を収容した場合について説明したが、これに限らず、液体収容部11に収容される液体は、所望により任意に選択することができることは勿論である。
【0043】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2にかかる液体供給容器について図面を参照して説明する。なお、実施の形態2では、実施の形態1で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0044】
図9は、実施の形態2にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。図9に示すように、実施の形態2にかかる液体供給容器2の、実施の形態1にかかる液体供給容器1との異なる主な点は、液体収容部21が2つの液体収容室22及び23から構成されている点である。
【0045】
液体収容部21は、液体収容室22内に液体収容室23が、多重筒状に配設された構成を有している。すなわち、液体収容室23を画定する壁は、液体収容室22の内部を仕切る仕切壁の役割を果たしている。
【0046】
液体収容室22は、対向配置された一対の側面24A及び24Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されており、この一対の側面24A及び24Bは、ガゼット折り込み構造を有している。これらの側面24A及び24Bは、実施の形態1で説明した側面13A及び13Bと同様に、ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室22の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。そして、これらの側面24A及び24Bには、実施の形態1と同様に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが各々配設されている。さらに、液体収容室22の側面24A及び24Bとは異なる面であって、長手方向に延びる一方の面には、供給口12が配設されている。
【0047】
液体収容室23は、液体収容室22内に収容可能なサイズを備え、液体収容室22内に収容されることによって、液体収容室22から隔離された密閉空間を形成している。この液体収容室23は、対向配置された一対の側面25A及び25Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されている。一対の側面25A及び25Bは、ガゼット折り込み構造を有しており、これらの側面25A及び25Bは、実施の形態1で説明した側面13A及び13Bと同様に、ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室23の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。この液体収容室23は、折り線15A及び/または15B部分が、液体収容室22の折り線15A及び/または15B部分に固定されていてもよい。
【0048】
さらに、液体収容室23の側面25A及び25Bとは異なる面であって、長手方向に延びる一方の面には、供給口32が配設されている。この供給口32は、供給口12と同じ機能を有しているが、液体収容室22を貫通して外部に延出可能な長さを有している。なお、液体収容室22と供給口32との間は、密閉状態となっている。
【0049】
この構成を備えた液体供給容器2は、液体収容室22と液体収容室23に異なった種類の液体燃料を各々収容することができる。したがって、液体収容室22内に収容された液体燃料と、液体収容室23内に収容された液体燃料とを状況に応じて選択し、供給口12または供給口32を介して、液体受容部50(図8参照)に供給することができる。この時、液体収容室22の側面24A及び24Bには、ガゼット折り込み構造が形成されていると共に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが配設されているため、液体収容室22内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、側面24A及び24Bが次第に折り畳まれていき、液体収容室22の内容積を実施の形態1と同様に効率よく減少させることができる。
【0050】
また、液体収容室23の側面25A及び25Bには、ガゼット折り込み構造が形成されているため、液体収容室23内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、側面25A及び25Bが次第に折り畳まれていき、液体収容室23の内容積も効率よく減少させることができる。このため、液体収容室22及び23内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給する際に、液体収容室22及び23内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室22及び23内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際に、液体収容室22及び23内に残留する液体の量を低減することができる。
【0051】
なお、実施の形態2では、液体収容室23の側面25A及び25Bに剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設していない場合について説明したが、これに限らず、液体収容室23の側面25A及び25Bにも、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設してもよい。このようにすることで、液体収容室23内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、液体収容室23の内容積をより一層効率よく減少させることができる。
【0052】
また、実施の形態2では、液体収容室22内に液体収容室23が多重筒状(二重筒状)に配設された液体収容部21について説明したが、これに限らず、液体収容室23内に、さらに液体収容室を配設する等、三重以上の筒状にしてもよい。
【0053】
そしてまた、実施の形態2では、液体収容室23の側面25A及び25Bの折り線15A及び15B部分が、液体収容室22の側面24A及び24Bの折り線15A及び15B部分に固定されている場合について説明したが、これに限らず、例えば、図10に示すように、液体収容室23の側面25A及び25Bのいずれか一方を、液体収容室22の側面24A(24B)に固定してもよい。この場合、図11に示すように、液体収容室22の側面24A及び24Bの折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室22の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成し、液体収容室23の側面25A及び25Bの折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室23の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成してもよく、図12に示すように、液体収容室22の側面24A及び24Bと、液体収容室23の側面25A及び25Bが、折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室22及び23の外側に向けて略V字状に屈曲するように構成してもよい。なお、図11及び図12に示す構成の場合は、供給口32を変形可能なフレキシブルな材質で構成した。また、図11及び図12に示す構成は、実施の形態1にかかる液体収容部11についても応用可能である。
【0054】
さらにまた、実施の形態2では、液体収容室22及び23を、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成した場合について説明したが、これに限らず、液体収容室22及び23は、ガゼット折り込み構造を有する一対の側面24A及び24B、25A及び25Bを備えていれば、実施の形態1と同様に、他の形状を有していてもよい。
【0055】
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3にかかる液体供給容器について図面を参照して説明する。なお、実施の形態3では、実施の形態1及び2で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0056】
図13は、実施の形態3にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。図13に示すように、実施の形態3にかかる液体供給容器3の、実施の形態1にかかる液体供給容器1との異なる主な点は、液体収容部31が3つの液体収容室33、34及び35から構成されている点である。
【0057】
液体収容部31は、対向配置された一対の側面13A及び13Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されており、この一対の側面13A及び13Bには、実施の形態1と同様に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが配設されている。また、液体収容部31の内部には、この内部を仕切る仕切壁41及び42が配設されており、液体収容部31は、これらの仕切壁41及び42によって、3つの互いに隔離された液体収容室33、34及び35に分割されている。また、各々の液体収容室33、34及び35には、供給口12が形成されている。
【0058】
仕切壁41は、側面13Bに対向して配設されており、液体収容室33と液体収容室34とを分割するものであり、側面13Bと対称な構成(側面13Aと同様な構成)を備えている。すなわち、この仕切壁41は、ガゼット折り込み構造を有し、ガゼット折り込み構造の折り線115が頂点となるように、液体収容室33の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。
【0059】
仕切壁42は、側面13Aに対向して配設されており、液体収容室34と液体収容室35とを分割するものであり、側面13Aと対称な構成(側面13Bと同様な構成)を備えている。すなわち、この仕切壁42は、ガゼット折り込み構造を有し、ガゼット折り込み構造の折り線115が頂点となるように、液体収容室35の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。
【0060】
この構成を備えた液体供給容器3は、液体収容室33、34及び35に、それぞれ異なった種類の液体燃料を各々収容することができる。したがって、各々の液体収容室33、34及び35内に収容された液体燃料を状況に応じて選択し、それぞれの液体収容室33、34及び35に配設された供給口12を介して、液体受容部50(図8参照)に供給することができる。この時、液体収容部31の側面13A及び13Bには、ガゼット折り込み構造が形成されていると共に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが配設されており、且つ仕切壁42及び42にもガゼット折り込み構造が形成されているため、液体収容室33、34及び35内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、側面13A及び13B、仕切壁41及び42が次第に折り畳まれていき、液体収容室33、34及び35の内容積を実施の形態1と同様に効率よく減少させることができる。このため、液体収容室33、34及び35内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給する際に、液体収容室33、34及び35内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室33、34及び35内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際に、液体収容室33、34及び35内に残留する液体の量を低減することができる。
【0061】
なお、実施の形態3では、仕切壁41及び42に剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設していない場合について説明したが、これに限らず、仕切壁41及び42にも、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設してもよい。このようにすることで、液体収容室33、34及び35内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、液体収容室33、34及び35の内容積をより一層効率よく減少させることができる。
【0062】
また、実施の形態3では、液体収容部31の内部が3つの液体収容室33、34及び35に分割された場合について説明したが、これに限らず、液体収容部31の内部は、1つの仕切壁によって2つに分割してもよく、3つ以上の仕切壁によって4つ以上に分割してもよい。
【0063】
さらにまた、実施の形態3では、液体収容部31を、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成した場合について説明したが、これに限らず、液体収容部31は、ガゼット折り込み構造を有する一対の側面13A及び13Bを備えていれば、実施の形態1と同様に、他の形状を有していてもよい。
【0064】
なお、前述した実施の形態1〜3に限定されず、例えば、液体供給容器の上面14A、26A、27A及び36Aや、下面14B、26B、27B及び36Bに、剛性部材を配設してもよい。これらの面にも剛性部材を配設すれば、より安定した状態で内容積を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に液体が満杯の状態で収容されている図である。
【図2】図1に示す液体供給容器の側面図である。
【図3】図1に示す液体供給容器の正面図である。
【図4】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図5】図4に示す液体供給容器の正面図である。
【図6】図4に示すVI−VI線に沿った断面図である。
【図7】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体をさらに使用した状態を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器を備えた燃料電池システムの概略図である。
【図9】本発明の実施の形態2にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図10】本発明の他の実施の形態にかかる液体供給容器の断面図であって、液体収容部内に液体が満杯に収容されている状態を示す図である。
【図11】本発明の他の実施の形態にかかる液体供給容器の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図12】本発明の他の実施の形態にかかる液体供給容器の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図13】本発明の実施の形態3にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【符号の説明】
【0066】
1、2、3 液体供給容器
11、21、31 液体収容部
12、32 供給口
13A、13B、24A、24B、25A、25B 側面
14A、26A、27A、36A 上面
14B、26B、27B、36B 下面
15A、15B、115 折り線
16A、16B、17A、17B 縁
18A、18B、19A、19B 剛性部材
22、23、33、34、35 液体収容室
41、42 仕切壁
100 燃料電池
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料電池等に使用される液体燃料等、各種液体を収容すると共に、収容された液体を液体受容体に供給する液体供給容器、及びこの液体供給容器を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、例えば、燃料電池システム等のように液体燃料を用いた各種機器、あるいは医療用薬液投与等において、液体を収容し且つ収容された液体を各種機器の液体受容体(液体アクセプタ)に供給する液体供給容器が広く普及されている。このような液体供給容器は、供給される液体が不足した時に、液体供給容器自体を直接取り替えることができるため、液体によって手を汚すことがほとんどなく、安全性が高く、簡便に液体を補給できるという利点がある。特に、人体に影響を及ぼす可能性がある液体や、外気に触れると劣化が激しい液体を用いる場合には、大変有効な手段である。
【0003】
また、最近、液体を燃料として発電する燃料電池の開発が進められており、特にメタノールを燃料としたメタノール直接型燃料電池(DMFC)に関しては、多くの電機メーカ等により開発が盛んに行われている。例えば、ノートパソコン、携帯可能な各種電子機器、携帯電話等に使用する次世代の新型電池として期待されている。しかし、一般に、メタノールは、人体に対する影響が大きく、吸入すると中枢神経を冒し、めまい、下痢を起こすことがある。また、大量に吸入したり、眼に入ったりした場合は、視神経に障害を起こすことがあり、失明する可能性も高く、危険性の高い有害な液体である。そのため、DMFCにおいても、一般需要者等に安全にかつ簡便に燃料供給を行う際には、メタノールを直接取り扱うことがなく、液体供給容器をカートリッジとしてメタノールを供給する手段が最適であると考えられており、広く開発が行われている。(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0004】
このような液体供給容器では、当該装置の液体収容部に収容されている液体を、前記液体受容器に効率よく供給する目的で、通常、ポンプ等を用いて当該液体を送液する方法が採用されている。
【0005】
また、例えば、燃料電池機構のための燃料容器(液体供給容器)として、燃料室の容積を当該燃料室の内部圧力に関連して変化させる手段を備えており、当該手段が、燃料を消費する機構への燃料供給の目的で、ポンプを使用することなく燃料を前記燃料室から押し出すために、必要な圧力を生じさせるように構成されたものが紹介されている。(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
また、容器の保形成や、液体排出時の容器形状を制御するために、ガゼット折り込み構造を有する袋の前面及び/または後面のフィルムの剛性を、ガゼット折り込み部のフィルムの剛性よりも高くした袋も紹介されている。(例えば、特許文献4参照)。
【特許文献1】特開2003−308871号公報
【特許文献2】特開平8−12301号公報
【特許文献3】特開2000−314376号公報
【特許文献4】特開2005−145549号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、液体供給容器の液体収容部内に収容された液体を前記液体受容器に効率よく供給する目的で、ポンプ等を用いる従来の方法では、前記液体収容部に収容された液体の供給(消費)により当該液体が減少した際に、この液体の減少に伴って、当該液体収容部の形状が変形(収縮)し難いと、液体収容部の内部圧力が下がるため、これに応じてポンプ等の吸引力を高める必要があるが、ポンプの回転速度、やトルクを高めるため、消費電力が大きくなってしまう。
【0008】
また、特許文献3に記載された、ポンプを使用することなく燃料を前記燃料室から押し出す方式の液体供給容器では、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体供給容器の液体収容部内に残留する液体の量を少なくし、液体の液体受容器への供給率を向上することが望まれている。
【0009】
そしてまた、特許文献4に記載された容器(袋)では、剛性を高くすることで補強された前面及び/または後面のフィルムの形状は維持されるが、容器の内容積が減少した際に折り畳まれる側面フィルムには規制がないため、当該側面フィルムが形通りに折り畳まれず、容器の内容積を適切に減少させることができない虞もある。
【0010】
そしてまた、液体供給容器では、液体が収容される液体収容部の、液体供給容器全体に対する容積比率をできるだけ高めること(外形状に対してより多くの量の液体を収容すること)が望まれている。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、液体収容部内に収容された液体を、液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを抑制可能であると共に、液体を液体受容器に供給し終えた際に、側面を確実に折り畳むことができ、液体収容部内に残留する液体の量を極力少なくすることが可能な液体供給容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この目的を達成するため本発明は、対向配置された一対の側面を有し、内部に液体を収容する液体収容部と、前記液体収容部に設けられ、該液体収容部に収容された液体を液体受容器に供給する供給口と、を備えてなる液体供給容器であって、前記液体収容部の一対の側面は、ガゼット折り込み構造を有してなり、当該ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されてなる液体供給容器を提供するものである。
【0013】
この構成を備えた液体供給容器は、液体収容部の対向配置された一対の側面が、ガゼット折り込み構造を有しているため、液体収容部内に収容されている液体の量が減少するに伴って、前記一対の側面が折り込まれ、液体収容部の内容積を減少させる。この時、液体収容部の一対の側面には、ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁(側面の縁)との間に、剛性部材が配設されているため、前記側面は、剛性部材に支持されて(補強されて)より一層折り込まれ易くなる。したがって、液体収容部内に収容されている液体の量の減少に追従させて当該液体収容部の内容積を減少させることができる。このため、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。また、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際には、液体収容部の側面がほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体が存在できる空間が殆ど無くなることになる。したがって、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容部内に残留する液体の量を低減することができる。
【0014】
また、本発明にかかる液体供給容器では、前記液体収容部が、その内部を仕切る仕切壁によって複数の液体収容室に分割され、当該仕切壁は、前記一対の側面が折り込まれる際に、当該一対の側面と同様に折り込まれるガゼット折り込み構造を有し、前記各々の液体収容室に前記供給口を設けた構造とすることができる。このように構成することで、液体収容室内に、異なった液体を各々収容することができ、使用環境等、任意の条件に応じて複数種の液体の中から最適な液体を選択し、各液体収容室に設けられた供給口を介して、液体受容器にこの液体を供給することができる。この時、前記仕切壁にも、液体収容部の一対の側面と同様に折り込まれるガゼット折り込み構造が形成されているため、液体収容室内に収容されている液体の量の減少に追従させて当該液体収容部の内容積を減少させることができる。このため、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容室内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容室内に残留する液体の量を低減することができる。
【0015】
そしてまた、前記液体収容部が前記仕切壁によって複数の液体収容室に分割された構成を有する場合、当該複数の液体収容室は、多重筒状に配設されていてもよい。このように複数の液体収容室を多重筒状に配設することで、前記利点に加え、種類の異なる液体を収容する際に、液体収容部内に複数個の袋体を収容する場合に比べ、収容スペースの無駄を少なくすることができ、液体収容部の内部空間をさらに効率よく使用することができる。したがって、液体供給容器全体に対する液体収容部の容積比率をさらに向上することができる。
【0016】
さらにまた、前記液体収容部が前記仕切壁によって複数の液体収容室に分割された構成を有する場合、前記仕切壁には、前記ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁(仕切壁の縁)との間に、剛性部材を配設することができる。このように仕切壁に剛性部材を配設することで、前記仕切壁は、剛性部材に支持されて(補強されて)より一層折り込まれ易くなる。したがって前記と同様の理由から、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容室内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際には、液体が存在できる空間が殆ど無くなることになり、液体収容室内に残留する液体の量を低減することができる。
【0017】
前記剛性部材は、例えば、紫外線硬化樹脂層から形成することができる。このように、紫外線硬化樹脂層を剛性部材として用いることで、剛性部材の配設作業が簡単となり、製造コストが増加することを必要最低限に抑えることができる。なお、紫外線硬化樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等、公知のものを使用することができる。
【0018】
また、本発明は、燃料電池と、前述した本発明にかかる液体供給容器と、前記液体供給容器に収容された液体燃料と、前記液体供給容器から供給される液体燃料を受容する液体受容器と、を備え、前記液体受容器に供給された液体燃料を用いて発電を行う燃料電池システムを提供するものである。
【0019】
この構成を備えた燃料電池システムは、液体供給容器の液体収容部内に収容された液体燃料の量の減少に伴って、当該液体収容部の内容積を効率よく減少させることができるため、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。また、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給し終えた際には、当該液体収容部内に液体燃料が存在できる空間が殆ど無くなることになる。したがって、液体収容部内に収容された液体燃料を、例えばポンプ等を用いて液体受容器に供給する際に、ポンプにかかる負荷を軽減することができる。このため、液体燃料を液体受容器に供給するために必要な消費電力を低減させることができ、且つ液体供給容器の液体収容部内に収容された液体を無駄なく使用することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明にかかる液体供給容器は、液体が収容される液体収容部の対向配置された一対の側面が、ガゼット折り込み構造を有しており、これらの側面には、当該ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されているため、液体収容部内に収容されている液体の量の減少に伴って、液体収容部が不定形に潰れることを防止しながら、前記側面を効率よく確実に折り込むことができる。この結果、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部の内容積を効率よく確実に減少させることができ、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。また、定形的に液体収容部の内容積を減少させることで、液体収容部内に収容された液体を液体受容器に供給し終えた際には、液体収容部の側面がほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体が存在できる空間が殆ど無くなることになり、液体を液体受容器に供給し終えた際に、液体収容部内に残留する液体の量を低減することができる結果、液体収容部に収容された液体を無駄無く使用することができる。
【0021】
また、本発明にかかる燃料電池システムは、液体供給容器の液体収容部内に収容された液体燃料の量の減少に伴って、当該液体収容部の内容積を効率よく減少させることができると共に、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給し終えた際には、当該液体収容部内に液体燃料が存在できる空間を殆ど無くすことができる。この結果、液体収容部内に収容された液体燃料を液体受容器に供給する際に、当該液体収容部内の圧力が変化することを確実に抑制することができ、液体収容部内に収容された液体燃料を、例えばポンプ等を用いて液体受容器に供給する際に、ポンプにかかる負荷を軽減することができる。このため、液体燃料を液体受容器に供給するために必要な消費電力を低減させることができ、且つ液体収容部内に収容された液体燃料を無駄なく使用することができるため、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる液体供給容器及びこの液体供給容器を備えた燃料電池システムについて図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【0023】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に液体が満杯の状態で収容されている図、図2は、図1に示す液体供給容器の側面図、図3は、図1に示す液体供給容器の正面図、図4は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図、図5は、図4に示す液体供給容器の正面図、図6は、図4に示すVI−VI線に沿った断面図、図7は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体を使用した状態を示す図、図8は、本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器を備えた燃料電池システムの概略図である。
【0024】
なお、実施の形態1では、液体供給容器の液体収容部内に、燃料電池で使用される液体燃料を収容し、この液体燃料を燃料電池の液体受容部に供給する場合を例にとって説明する。
【0025】
図1〜図8に示すように、実施の形態1にかかる液体供給容器1は、内部に液体燃料を収容する液体収容部11と、液体収容部11に設けられ、液体収容部11に収容された液体燃料を、別体から構成される燃料電池100の液体受容部50に供給する供給口12とを備えて構成されている。
【0026】
液体収容部11は、対向配置された一対の側面13A及び13Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されており、この一対の側面13A及び13Bは、ガゼット折り込み構造を有している。すなわち、側面13A及び13Bは、図4〜図7に示すように、ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容部11の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。
【0027】
側面13Aには、ガゼット折り込み構造の折り線15Aと、この折り線15Aと略平行な縁16Aとの間の領域、及び折り線15Aと、この折り線15Aと略平行な縁17Aとの間の領域に、剛性部材18A及び19Aが各々配設されている。また、側面13Bも側面13Aと同様に、ガゼット折り込み構造の折り線15Bと、この折り線15Bと略平行な縁16Bとの間の領域、及び折り線15Bと、この折り線15Bと略平行な縁17Bとの間の領域に、剛性部材18B及び19Bが各々配設されている。これらの剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bの長手方向に沿って配設されている。
【0028】
剛性部材18A及び19Aと、剛性部材18B及び19Bは、側面13A及び13Bが折り線15A及び15Bを頂点として各々折り込まれる際に、側面13A及び13Bを補強して、この折り込みが確実に効率よく行われるように促進する役割と、上面14Aや下面14Bの長手方向での折れ曲がりを防止する役割を果たしている。なお、実施の形態1では、剛性部材18A、19A、18B及び19Bとして、紫外線硬化樹脂層を配設した。この紫外線樹脂層は、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設すべき領域に、紫外線樹脂を塗布し、これに紫外線を照射するという簡単な工程で形成することができる。
【0029】
供給口12は、液体収容部11の側面13A及び13Bとは異なる面(実施の形態1では長手方向の一端面)に形成されている。この供給口12は、液体受容部50に接続された際に開口するようになっており、液体収容部11内に収容された液体燃料が不用意に外部に漏れ出すことを防止している。
【0030】
この構成を備えた液体供給容器1は、液体収容部11内に収容されている液体燃料の量が減少するに伴って、一対の側面13A及び13Bが折り込まれ(図4〜図7参照)、液体収容部11の内容積を減少させる。この時、一対の側面13A及び13Bには、剛性部材18A及び19Aと、剛性部材18B及び19Bがそれぞれ配設されているため、側面13A及び13Bは、剛性部材18A及び19A、剛性部材18B及び19Bに支持されて(補強されて)折り込まれ易くなる。したがって、液体収容部11内に収容されている液体燃料の減少に伴って、液体収容部11の内容積を効率よく減少させることができる。また、液体収容部11内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際には、液体収容部11の側面13A及び13Bが、ほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体燃料が存在できる空間が殆ど無くなることになり、液体燃料を液体受容部50に無駄なく供給することができる。
【0031】
次に、実施の形態1にかかる液体供給容器を燃料電池システムに適用する場合について図8を参照して説明する。
【0032】
実施の形態1にかかる燃料電池システムは、燃料電池100と、燃料電池100の燃料極に燃料(実施の形態1では液体燃料)を供給するための液体受容部50の入口150に接続された液体供給容器1と、燃料電池100の空気極へ酸素ガス(通常は空気)を供給するための空気供給部101の入口103に接続された酸素ガス供給源200を備えて構成されている。なお、符号102は、燃料電池100の燃料極から排出されるオフガスを外部に排出するためのオフガス排出口であり、符号104は、燃料電池100の空気極から排出されるオフガスを外部に排出するためのオフガス排出口、符号201は、酸素ガス供給源200の酸素ガス放出口である。
【0033】
なお、図8では、便宜上、液体供給容器1の供給口12と、液体受容部50の入口150との間を矢印で繋げているが、供給口12と入口150は直接接続してもよく、配管やチューブ等の連結部材を介して接続してもよい。なお、酸素ガス放出口201と酸素ガス入口103も同様である。また、酸素ガス供給源200は、例えば、酸素ガスを貯留したタンク等の収容容器等であってもよく、大気から直接空気を供給してもよい。
【0034】
また、燃料電池100としては、種々のタイプのものを使用することが可能であるが、実施の形態1では、DMFCを使用し、液体供給容器1の液体収容部11には、メタノールを収容(貯留)した。
【0035】
この構成を備えた燃料電池システムで発電を行う際は、液体供給容器1の液体収容部11に収容されている液体燃料が、供給口12を介して液体受容部50に供給される。この液体燃料は、通常、燃料電池システムに配設されている図示しないポンプ等によって、吸引されることで、液体収容部11から液体受容部50に供給される。そして、燃料電池100は、液体受容部50に供給された液体燃料から取り出された水素イオンと、酸素ガス供給源200から供給された酸素(あるいは大気から直接取り入れられる空気)とが電気化学反応を起こすことで発電を行う。
【0036】
この発電に伴って、液体収容部11に収容されている液体燃料が消費され、液体収容部11内の液体燃料が減少するが、この時、前述したように、液体燃料の量が減少するに伴って、液体収容部11の内容積を効率よく減少させることができるため、液体収容部11内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給する際に、液体収容部11内の圧力が変化することを確実に抑制することができる。したがって、液体収容部11に収容されている液体燃料を、ポンプ等によって吸引する場合であっても、ポンプ等の吸引力を一定に維持することができ、消費電力が増大することを防止することができる。
【0037】
また、液体収容部11内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際には、液体収容部11の側面13A及び13Bが、ほぼ完全に折り込まれた状態となるため、液体燃料を液体受容部50に無駄なく供給することができ、液体収容部11内に残留する液体燃料を低減することができ、経済的である。
【0038】
なお、実施の形態1では、液体収容部11を、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成した場合について説明したが、これに限らず、液体収容部11は、ガゼット折り込み構造を有する一対の側面13A及び13Bを備えていれば、円筒形状、三角柱や四角柱等の多角柱形状等、他の形状を有していてもよい。
【0039】
また、液体収容部11は、収容される液体に対して耐性のある材料で形成されることは勿論であるが、液体の減少に伴って側面13A及び13Bが折り込まれ易い材料で形成することが望ましい。例えば、実施の形態1のように、液体として液体燃料(メタノール)を収容する場合、略長方体形状、三角柱や四角柱等の多角柱形状等が挙げられる。そして、液体収容部11を形成する容器(実施の形態1の場合は袋)の肉厚等は、任意に決定することができる。
【0040】
そしてまた、実施の形態1では、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを、紫外線硬化樹脂層から形成した場合について説明したが、これに限らず、剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bを補強して、ガゼット折り込みが確実に効率よく行われるようにする機能を発揮することが可能であれば、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等、他の材料から構成してもよい。また、剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bと一体的に形成してもよく、別部材として形成し、これらを粘着剤等により取り付けてもよい。
【0041】
また、実施の形態1では、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを、側面13A及び13Bの長手方向に沿ったほぼ全面(但し、折り線15A及び15Bの近傍除く)に亘って配設した場合について説明したが、これに限らず、剛性部材18A、19A、18B及び19Bは、側面13A及び13Bの任意の位置に任意のサイズで配設することができる。さらにまた、剛性部材18A、19A、18B及び19Bの厚さ(肉厚)も、所望により決定することができる。
【0042】
そしてまた、実施の形態1では、液体収容部11に燃料電池100で使用される液体燃料を収容した場合について説明したが、これに限らず、液体収容部11に収容される液体は、所望により任意に選択することができることは勿論である。
【0043】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2にかかる液体供給容器について図面を参照して説明する。なお、実施の形態2では、実施の形態1で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0044】
図9は、実施の形態2にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。図9に示すように、実施の形態2にかかる液体供給容器2の、実施の形態1にかかる液体供給容器1との異なる主な点は、液体収容部21が2つの液体収容室22及び23から構成されている点である。
【0045】
液体収容部21は、液体収容室22内に液体収容室23が、多重筒状に配設された構成を有している。すなわち、液体収容室23を画定する壁は、液体収容室22の内部を仕切る仕切壁の役割を果たしている。
【0046】
液体収容室22は、対向配置された一対の側面24A及び24Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されており、この一対の側面24A及び24Bは、ガゼット折り込み構造を有している。これらの側面24A及び24Bは、実施の形態1で説明した側面13A及び13Bと同様に、ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室22の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。そして、これらの側面24A及び24Bには、実施の形態1と同様に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが各々配設されている。さらに、液体収容室22の側面24A及び24Bとは異なる面であって、長手方向に延びる一方の面には、供給口12が配設されている。
【0047】
液体収容室23は、液体収容室22内に収容可能なサイズを備え、液体収容室22内に収容されることによって、液体収容室22から隔離された密閉空間を形成している。この液体収容室23は、対向配置された一対の側面25A及び25Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されている。一対の側面25A及び25Bは、ガゼット折り込み構造を有しており、これらの側面25A及び25Bは、実施の形態1で説明した側面13A及び13Bと同様に、ガゼット折り込み構造の折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室23の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。この液体収容室23は、折り線15A及び/または15B部分が、液体収容室22の折り線15A及び/または15B部分に固定されていてもよい。
【0048】
さらに、液体収容室23の側面25A及び25Bとは異なる面であって、長手方向に延びる一方の面には、供給口32が配設されている。この供給口32は、供給口12と同じ機能を有しているが、液体収容室22を貫通して外部に延出可能な長さを有している。なお、液体収容室22と供給口32との間は、密閉状態となっている。
【0049】
この構成を備えた液体供給容器2は、液体収容室22と液体収容室23に異なった種類の液体燃料を各々収容することができる。したがって、液体収容室22内に収容された液体燃料と、液体収容室23内に収容された液体燃料とを状況に応じて選択し、供給口12または供給口32を介して、液体受容部50(図8参照)に供給することができる。この時、液体収容室22の側面24A及び24Bには、ガゼット折り込み構造が形成されていると共に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが配設されているため、液体収容室22内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、側面24A及び24Bが次第に折り畳まれていき、液体収容室22の内容積を実施の形態1と同様に効率よく減少させることができる。
【0050】
また、液体収容室23の側面25A及び25Bには、ガゼット折り込み構造が形成されているため、液体収容室23内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、側面25A及び25Bが次第に折り畳まれていき、液体収容室23の内容積も効率よく減少させることができる。このため、液体収容室22及び23内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給する際に、液体収容室22及び23内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室22及び23内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際に、液体収容室22及び23内に残留する液体の量を低減することができる。
【0051】
なお、実施の形態2では、液体収容室23の側面25A及び25Bに剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設していない場合について説明したが、これに限らず、液体収容室23の側面25A及び25Bにも、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設してもよい。このようにすることで、液体収容室23内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、液体収容室23の内容積をより一層効率よく減少させることができる。
【0052】
また、実施の形態2では、液体収容室22内に液体収容室23が多重筒状(二重筒状)に配設された液体収容部21について説明したが、これに限らず、液体収容室23内に、さらに液体収容室を配設する等、三重以上の筒状にしてもよい。
【0053】
そしてまた、実施の形態2では、液体収容室23の側面25A及び25Bの折り線15A及び15B部分が、液体収容室22の側面24A及び24Bの折り線15A及び15B部分に固定されている場合について説明したが、これに限らず、例えば、図10に示すように、液体収容室23の側面25A及び25Bのいずれか一方を、液体収容室22の側面24A(24B)に固定してもよい。この場合、図11に示すように、液体収容室22の側面24A及び24Bの折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室22の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成し、液体収容室23の側面25A及び25Bの折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室23の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成してもよく、図12に示すように、液体収容室22の側面24A及び24Bと、液体収容室23の側面25A及び25Bが、折り線15A及び15Bが頂点となるように、液体収容室22及び23の外側に向けて略V字状に屈曲するように構成してもよい。なお、図11及び図12に示す構成の場合は、供給口32を変形可能なフレキシブルな材質で構成した。また、図11及び図12に示す構成は、実施の形態1にかかる液体収容部11についても応用可能である。
【0054】
さらにまた、実施の形態2では、液体収容室22及び23を、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成した場合について説明したが、これに限らず、液体収容室22及び23は、ガゼット折り込み構造を有する一対の側面24A及び24B、25A及び25Bを備えていれば、実施の形態1と同様に、他の形状を有していてもよい。
【0055】
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3にかかる液体供給容器について図面を参照して説明する。なお、実施の形態3では、実施の形態1及び2で説明した部材と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0056】
図13は、実施の形態3にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。図13に示すように、実施の形態3にかかる液体供給容器3の、実施の形態1にかかる液体供給容器1との異なる主な点は、液体収容部31が3つの液体収容室33、34及び35から構成されている点である。
【0057】
液体収容部31は、対向配置された一対の側面13A及び13Bを有し、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成されており、この一対の側面13A及び13Bには、実施の形態1と同様に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが配設されている。また、液体収容部31の内部には、この内部を仕切る仕切壁41及び42が配設されており、液体収容部31は、これらの仕切壁41及び42によって、3つの互いに隔離された液体収容室33、34及び35に分割されている。また、各々の液体収容室33、34及び35には、供給口12が形成されている。
【0058】
仕切壁41は、側面13Bに対向して配設されており、液体収容室33と液体収容室34とを分割するものであり、側面13Bと対称な構成(側面13Aと同様な構成)を備えている。すなわち、この仕切壁41は、ガゼット折り込み構造を有し、ガゼット折り込み構造の折り線115が頂点となるように、液体収容室33の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。
【0059】
仕切壁42は、側面13Aに対向して配設されており、液体収容室34と液体収容室35とを分割するものであり、側面13Aと対称な構成(側面13Bと同様な構成)を備えている。すなわち、この仕切壁42は、ガゼット折り込み構造を有し、ガゼット折り込み構造の折り線115が頂点となるように、液体収容室35の内側に向けて略V字状に屈曲するように構成されている。
【0060】
この構成を備えた液体供給容器3は、液体収容室33、34及び35に、それぞれ異なった種類の液体燃料を各々収容することができる。したがって、各々の液体収容室33、34及び35内に収容された液体燃料を状況に応じて選択し、それぞれの液体収容室33、34及び35に配設された供給口12を介して、液体受容部50(図8参照)に供給することができる。この時、液体収容部31の側面13A及び13Bには、ガゼット折り込み構造が形成されていると共に、剛性部材18A、19A、18B及び19Bが配設されており、且つ仕切壁42及び42にもガゼット折り込み構造が形成されているため、液体収容室33、34及び35内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、側面13A及び13B、仕切壁41及び42が次第に折り畳まれていき、液体収容室33、34及び35の内容積を実施の形態1と同様に効率よく減少させることができる。このため、液体収容室33、34及び35内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給する際に、液体収容室33、34及び35内の圧力が変化することを確実に抑制することができると共に、液体収容室33、34及び35内に収容された液体燃料を液体受容部50に供給し終えた際に、液体収容室33、34及び35内に残留する液体の量を低減することができる。
【0061】
なお、実施の形態3では、仕切壁41及び42に剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設していない場合について説明したが、これに限らず、仕切壁41及び42にも、剛性部材18A、19A、18B及び19Bを配設してもよい。このようにすることで、液体収容室33、34及び35内に収容されている液体燃料の量の減少に伴って、液体収容室33、34及び35の内容積をより一層効率よく減少させることができる。
【0062】
また、実施の形態3では、液体収容部31の内部が3つの液体収容室33、34及び35に分割された場合について説明したが、これに限らず、液体収容部31の内部は、1つの仕切壁によって2つに分割してもよく、3つ以上の仕切壁によって4つ以上に分割してもよい。
【0063】
さらにまた、実施の形態3では、液体収容部31を、液体燃料が満杯の状態で収容された際に、略長方体となる袋体から構成した場合について説明したが、これに限らず、液体収容部31は、ガゼット折り込み構造を有する一対の側面13A及び13Bを備えていれば、実施の形態1と同様に、他の形状を有していてもよい。
【0064】
なお、前述した実施の形態1〜3に限定されず、例えば、液体供給容器の上面14A、26A、27A及び36Aや、下面14B、26B、27B及び36Bに、剛性部材を配設してもよい。これらの面にも剛性部材を配設すれば、より安定した状態で内容積を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に液体が満杯の状態で収容されている図である。
【図2】図1に示す液体供給容器の側面図である。
【図3】図1に示す液体供給容器の正面図である。
【図4】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図5】図4に示す液体供給容器の正面図である。
【図6】図4に示すVI−VI線に沿った断面図である。
【図7】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器の斜視図であって、液体収容部内に収容されていた液体をさらに使用した状態を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態1にかかる液体供給容器を備えた燃料電池システムの概略図である。
【図9】本発明の実施の形態2にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図10】本発明の他の実施の形態にかかる液体供給容器の断面図であって、液体収容部内に液体が満杯に収容されている状態を示す図である。
【図11】本発明の他の実施の形態にかかる液体供給容器の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図12】本発明の他の実施の形態にかかる液体供給容器の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【図13】本発明の実施の形態3にかかる液体供給容器の図6と同様の断面図であって、液体収容部内に収容されていた液体が約半分程度使用された状態を示す図である。
【符号の説明】
【0066】
1、2、3 液体供給容器
11、21、31 液体収容部
12、32 供給口
13A、13B、24A、24B、25A、25B 側面
14A、26A、27A、36A 上面
14B、26B、27B、36B 下面
15A、15B、115 折り線
16A、16B、17A、17B 縁
18A、18B、19A、19B 剛性部材
22、23、33、34、35 液体収容室
41、42 仕切壁
100 燃料電池
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向配置された一対の側面を有し、内部に液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に設けられ、該液体収容部に収容された液体を液体受容器に供給する供給口と、
を備えてなる液体供給容器であって、
前記液体収容部の一対の側面は、ガゼット折り込み構造を有してなり、当該ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されてなり、
前記供給口は、前記一対の側面とは異なる面に設けられてなる液体供給容器。
【請求項2】
前記液体収容部は、その内部を仕切る仕切壁によって複数の液体収容室に分割されてなり、当該仕切壁は、前記一対の側面が折り込まれる際に、当該一対の側面と同様に折り込まれるガゼット折り込み構造を有し、前記各々の液体収容室に前記供給口を設けてなる請求項1記載の液体供給容器。
【請求項3】
前記複数の液体収容室が、多重筒状に配設されてなる請求項2記載の液体供給容器。
【請求項4】
前記仕切壁は、前記ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されてなる請求項2または請求項3記載の液体供給容器。
【請求項5】
前記剛性部材は、紫外線硬化樹脂層からなる請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の液体供給容器。
【請求項6】
前記液体が、燃料電池に使用される液体燃料である請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の液体供給容器。
【請求項7】
燃料電池と、
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の液体供給容器と、
前記液体供給容器に収容された液体燃料と、
前記液体供給容器から供給される液体燃料を受容する液体受容器と、
を備え、前記液体受容器に供給された液体燃料を用いて発電を行う燃料電池システム。
【請求項1】
対向配置された一対の側面を有し、内部に液体を収容する液体収容部と、
前記液体収容部に設けられ、該液体収容部に収容された液体を液体受容器に供給する供給口と、
を備えてなる液体供給容器であって、
前記液体収容部の一対の側面は、ガゼット折り込み構造を有してなり、当該ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されてなり、
前記供給口は、前記一対の側面とは異なる面に設けられてなる液体供給容器。
【請求項2】
前記液体収容部は、その内部を仕切る仕切壁によって複数の液体収容室に分割されてなり、当該仕切壁は、前記一対の側面が折り込まれる際に、当該一対の側面と同様に折り込まれるガゼット折り込み構造を有し、前記各々の液体収容室に前記供給口を設けてなる請求項1記載の液体供給容器。
【請求項3】
前記複数の液体収容室が、多重筒状に配設されてなる請求項2記載の液体供給容器。
【請求項4】
前記仕切壁は、前記ガゼット折り込み構造の折り線と、当該折り線に対し略平行な縁との間に、剛性部材が配設されてなる請求項2または請求項3記載の液体供給容器。
【請求項5】
前記剛性部材は、紫外線硬化樹脂層からなる請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の液体供給容器。
【請求項6】
前記液体が、燃料電池に使用される液体燃料である請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の液体供給容器。
【請求項7】
燃料電池と、
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の液体供給容器と、
前記液体供給容器に収容された液体燃料と、
前記液体供給容器から供給される液体燃料を受容する液体受容器と、
を備え、前記液体受容器に供給された液体燃料を用いて発電を行う燃料電池システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2008−16299(P2008−16299A)
【公開日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−186028(P2006−186028)
【出願日】平成18年7月5日(2006.7.5)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】(000226507)株式会社ニックス (96)
【出願人】(000224101)藤森工業株式会社 (292)
【出願人】(592007298)高千穂電気株式会社 (5)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年7月5日(2006.7.5)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】(000226507)株式会社ニックス (96)
【出願人】(000224101)藤森工業株式会社 (292)
【出願人】(592007298)高千穂電気株式会社 (5)
【Fターム(参考)】
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