(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯用を含む小型燃料電池への燃料供給手段として、例えば切り屑のアルミと水、または再生利用可能なボロハイドライドとリンゴ酸水溶液などの触媒溶液との化学反応により、十分に実用可能な水素生成量の報告がされている、こうした新しい技術に対応した量産向で安全・安価・リユース可能で、かつ、３Ｗ〜１０００Ｗを超える機器までシームレスに対応できる手段を提供する。【解決手段】化学反応開始〜水素生成・調圧供給〜化学反応停止〜リユースのプロセスでの重要要素技術に対して、多用途にシームレスに対応可能なバリエーションに応える手段を層別したものを基に、各要素をモジュールか可能な技術・構造を、主にコンパクト化技術（成型技術など）と技術の融合（バルーン、磁石、省電力ピエゾアクチュエータなど）により、多様なバリエーションにもワンボディ収納化を実現した。【選択図】図１２
2007103333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液供給手段と、該手段を収納する第１収納体と、前記溶液が介在することにより化学反応を起こしガスを生成する粒子状部材と、該部材を収納する第２収納体と、前記第１と第２収納体が嵌合する手段と、前記嵌合動作過程において前記第１と第２収納体の連通手段と、前記溶液供給手段に導通して設けた前記ガスの前記第１収納体への逆流防止手段と、前記ガスを供給する供給口を前記第２収納体に設けたことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項２】
請求項１において、前記液体が前記粒子状部材内に拡散さるための１つまたは複数に分岐した溶液拡散手段を備えていることを特徴とするガス生成供給装置
【請求項３】
請求項１〜請求項２において、前記第１収納体は外部から前記溶液が注入できる注入口を供えていることを特徴とするガス生成供給装置
【請求項４】
請求項１〜請求項３において、前記溶液連通手段の出口に成型材を基にした開閉手段と、前記第２収納体を貫通して前記開閉手段を操作する外部操作手段と、前記貫通可動部位周辺に溶液拡散手段と溶液漏れ遮断手段の少なくても１つを備えていることを特徴とするガス生成供給装置
【請求項５】
請求項１〜請求項４において、水素生成部材と連通してガス吸蔵材を収納する第３収納手段を備えていることを特徴とするガス生成供給装置
【請求項６】
請求項１〜請求項５において、磁力を備えた前記溶液開閉手段を前記外部手段により操作することを特徴とするガス生成供給装置）
【請求項７】
請求項５および請求項６において、前記生成ガス供給口に備えたガスの流入と流出が１つの薄板成型円管よりなるガス開閉手段と、前記ガス開閉手段は成型加工による開閉用操作口と、該口の外周に設けたオネジと該オネジを外周に設けた薄板円形成型材の圧入嵌合のいずれか一つと、前記操作口内面に設けたガス遮断用シール用平滑面と、前記オネジと噛合うメネジを持つ薄板円形成型材を内側に備えた凹型薄板成型蓋と、該蓋と一体化され前記ガスシール用平滑面に接した漏れガスシール用弾性変形部材を備えたガス開閉用軸と、該軸に備えた供給ガス開閉用弾性変形シール部材と、前記供給ガス開閉用弾性変形シール部材に対応した前記薄板成型円管部に絞り加工部を有したガス供給開閉手段を備えたことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項８】
請求項４〜請求項７において、前記第２収納体内の前記ガス生成部にガス透過部材を隔てて設けた空間と、前記空間に前記生成ガス量に応じて可動する部材と、前記可動部材が所定圧より高い時に閉じる方向に、低い時には開く方向に調圧する水素生成量調整手段を具備していることを特徴とするガス生成供給装置
【請求項９】
請求項１〜請求項８において、生成ガス受圧側に凸状形状を備えた薄板成型可動部材と、前記可動部材の凹内側に収納したガス供給圧の高低調整を行う弾性変形部材と、前記ガス供給圧が０．１Ｍｐａ以下向けには１〜２ｃｃの体積まで小型化を可能にした薄板成型によるガス供給圧調整装置を設けたことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項１０】
請求項９において、前期凹内側弾性変形部材が受圧方向弾性を許容する空間を備えたことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項１１】
請求項９において、前記薄板成型によるガス供給圧調整部材を１方向の機械加工のみで１つのボディに収納可能にしたガス供給圧調整装置を設けたことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項１２】
上下または左右のいずれかに配列された前記第１収納体および前記第２収納体と、前期第２前記収納体と連通する前記第３収納体と、前記前期第１と第２収納体の貫通孔と、該連通孔に設けた逆流防止手段および前記溶液を導通する嵌合口と、前記第１または第２収納体の壁面のいずれか１つに沿ってより広い受圧面積を備えて第２収納体と連通した空間に設けた前記ガス生成量調整手段と、該量調整手段の背圧側に弾力変形部材を介して操作調整する外部操作手段と、前記第１または第２収納体のほぼ中央部に備えた前記溶液の開閉手段と、前記第１または第２収納体を貫通して前記開閉手段を操作する前記受圧面と一体化した貫通可動部材と、該可動部位周辺に前記溶液拡散手段と該溶液漏れ遮断手段の少なくても１つを持つ手段と、前記受圧面と連通した生成ガス供給出口を備えていることを特徴とするガス生成供給装置
【請求項１３】
請求項１２において、前記第１または第２収納体の壁面のいずれか１つに沿ってより広い受圧面を持つ前記ガス供給量調整手段と、前記第１または第２収納体のほぼ中央部に前記受圧面の変位の大きさで生成ガスを開閉する開閉手段と、前記受圧面の背圧側に弾力変形部材を介して前記第１または第２収納体を貫通して操作調整する外部操作手段を配列したことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項１４】
触媒溶液供給手段と、該手段を収納する第１収納体と、前記液体が介在することにより化学反応を起こしガスを生成する粒子状部材と、該部材を収納する第２収納体と、前記第１と第２収納体が嵌合する手段と、該嵌合動作過程において前記第１と第２収納体の連通手段と、前記第２収納体に設けた前記生成ガスを供給する供給口と、前記第１と第２収納体の連通手段上に備えた前記溶液の圧力室と、該圧力室の前記溶液導通側に設けた絞り手段と逆流防止手段の少なくても１つの手段と、前記圧力室の排出側に設けた前記生成ガス逆流防止手段と、前記圧力室に接した少なくても１つの電気的駆動手段と、料電池制御システムからの制御情報を基に前記溶液供給の開閉および供給量を調整する信号を出力する駆動電圧制御手段を設けたことを特徴とするガス生成供給装置。
【請求項１５】
上下または左右のいずれかに配列された前記第１収納体および前記第２収納体と、前記第２収納体と連通する前記第３収納体と、前記第１と第２収納体の貫通孔と、前記連通孔に設けた逆流防止手段および前記溶液を供給する嵌合口と、前記第１または第２収納体の壁面のいずれか１つに沿ってより広い受圧面積を持つ前記水素ガス供給量調整手段と、前記受圧面のほぼ中央部に位置する可動部と接して前記生成ガスの供給を調整する生成ガスの供給開閉手段と、前記受圧面の背圧側に弾力変形部材を介して操作調整する外部操作手段と、前記受圧面と連通する生成ガス供給口と、前記第１または第２収納体のいずれかの面に沿って前記第１と第２収納体に連通する前記溶液の圧力室と、前記圧力室の前記溶液供給手段側に設けられた絞り手段と逆流防止手段の少なくても１つと、前記圧力室の前記第２収納体への前記溶液排出細孔を少なくても１つを備え、前記圧力室のより広い面に接した少なくても１つの電気的駆動手段と、燃料電池制御システムからの制御情報を基に前記溶液供給の開閉および供給量を調整する信号を出力する駆動電圧制御手段を具備したことを特徴とするガス生成供給装置
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５において、少なくても第１収納体の１部または全てまたは全ての収納体が可視化構造であることを特徴とするガス生成供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、小型燃料電池発電用ガス生成供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来は小型燃料電池用燃料供給手段として、たとえば図１９に示すように水素吸蔵合金等に水素を吸蔵させたものをボンベに詰め、燃料ガス供給必要時に調圧弁を開き燃料水素を燃料電池の発電部に供給するものであるが、構造が複雑で重くてかさばり燃料とする水素ガスの供給容量も十分なものでなく研究試作領域のものである。例えば、最近発表された下記非特許文献によるキャノンの例では、およそ４．５ｃｃの水素吸蔵合金入りボンベで０．９ＮＬ、２００５年９月現在のＦＣ−Ｒ＆Ｄ社のホームページによれば、３０ｃｃのボンベで４ＮＬの水素燃料を貯蔵すると紹介されている。【０００３】  しかし、最近になって技術の進展が見られ、例えば、「水」と「特殊な処理をした合金アルミニュウム」が接触すると水素がゆっくり安定的に、かつ、単位重量当たりのガス生成量も従来手段を充分に超えると期待される技術が発表され、小型燃料電池への燃料供給の最も有望な手段の１つとなってきた。例えば、下記非特許文献によるキャノンの例では、およそ１ｃｃのリンゴ酸水溶液とボロハイドライド（ＮａＢＨ４）どの反応でおよそ２，５ＮＬ、また、およそ１ｃｃの水と１ｃｃのアルミニューム合金でおよそ１ＮＬの水素ガス生成の実験データも紹介されている。ちなみに、１ｃｃの水素ガスでは、３Ｗ機器の場合およそ１時間駆動出来る量である。【０００４】こうした技術の進展に伴い必念的に従来手法より安全・安価・軽量で、取り扱い易くしかもリサイクル可能な使い切り型用途含めて、パームトップ型機器から１００〜１０００Ｗを超える可動型への応用が急務となり、そのためには、下のクラスは親指大の水素ガス生成・供給装置も期待されるようになって来た。
【特許文献１】  特開２００５−１９５１７号公報、特開２００−９３１０４号公報、特開２００４−３１８６８３号公報、特開２０００−１６１５０９号公報、
【非特許文献１】  日経エレクトロニクス  ２００４年１２月２２日号  「キャノンが燃料電池を公開  水素ガスを吸蔵合金に貯蔵」（ｈｔｔｐ：／／ｔｅｃｈｏｎ．ｎｉｋｋｅｉｂｐ．ｃｏ．ｊｐ／ｆｒｅｅ／ａｒｔｉｃｌｅ／２００４１２１５／１０６８７２／）および  日経エレクトロニクス  ２００５年６−６  Ｎ０．９０１「ボロハイドライド燃料電池携帯機器向け名乗り」Ｐ．３８−３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、小型燃料電池向け燃料提供に、上記新しい手段が最も有望な１つとされながら、化学反応を基にした水素燃料供給の実用的水素供給手段として有望なものはまだ見当たっていない。それを実用化するための、【０００４】  第１の課題は、必要な時に必要な量の水素ガスを供給するために「触媒溶液」とその溶液にと接すると化学反応により水素が生成する「粒子状物質」との“接触”と“遮断”のレスポンスを良くすること。【０００５】  第２の課題は、それでも化学反応を瞬時に停止させることは困難なため、余剰の生成水素ガスを効果的に貯蔵・放出機能を持たすこと。【０００６】  第３の課題は、携帯用途にも適合可能なシンプル構造・安価で、下は数ｃｃの容量で２ＮＬの燃料を生成・供給するクラスまで含めた小型化・１パッケージ化させリュースも可能にしたガス生成供給装置から、家庭用および可動型で１００〜１０００Ｗを超える用途までシームレスに適用出来る装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  以上の課題を解決するために、第一発明は、触媒溶液供給手段（例えばバルーン）と、前期液体供給手段を収納する第１収納体と、前記液体が介在することにより化学反応を起こしガスを生成する粒子状部材を収納する第２収納体と、両収納体の嵌合動作過程において自動的に両部材が接触して化学反応で水素ガスを供給することを特徴とするガス生成供給装置【０００８】  第二発明〜第三発明は、均一な化学反応を起こさせるための溶液拡散手段を備え、そして、外部溶液注入口（例えば耐水素のフッ素系ゴムのような弾性変形部材）を備えたことを特徴とするガス生成供給装置【０００９】  第四発明および第六発明は、外部操作により成型材を基にした溶液導通開閉手段を設け、開閉手段にスプリング力を用いた手段と、同様作用・効果を磁力を利用したシンプル省スペース周辺に溶液拡散手段を備えたことを特徴とするガス生成供給装置【００１０】  第五発明は、水素ガス吸蔵材収納体を粒子状部材収納体と連通して設けたことを特徴とするガス生成供給装置【００１１】  第七発明は、１つの薄板円形管成型加工材構成による省スペースガス供給開閉手段を特徴とするガス生成供給装置【００１２】  第八発明は、水素ガス生成部にガス透過部材（例えば、カーボンクロス）を隔てて設けた空間に前記生成ガス量に応じて可動部材を備えて水素ガスの生成量を調整する水素生成量調整手段を具備していることを特徴とするガス生成供給装置【００１３】  第九発明〜第十一発明は、成型材を基にした０．１Ｍｐａ以下向けには１〜２ｃｃの体積まで小型化を可能にしたガス供給圧調整装置から、家庭用および可動型で１００〜１０００Ｗを超える用途までシームレスに適用出来る装置を特徴とするガス生成供給装置【００１４】  第十二発明および第十三発明は、第１、第２、第３収納体構成壁面のいずれか１つに沿ってより広い受圧面積を持つ前記ガス生成量調整手段と、第２収納体のほぼ中央部に備えた溶液の開閉手段と、第２収納体を貫通して前記開閉手段を操作する前記受圧面と一体化した貫通可動部材、貫通可動部位周辺に溶液拡散手段と溶液漏れ遮断手段の少なくても１つを持つ手段と、前記ガス生成量調整手段前記受圧面と連通した生成ガス供給出口と、同様コンセプトによる前記収納体構成壁面のいずれか１つに沿ってより広い受圧面積を持つ水素ガス供給調整手段付加できることを特徴とするガス生成供給装置【００１５】  第十四発明は、触媒溶液供給手段を収納する第１収納体と、水素ガスを生成する粒子状部材を収納する第２収納体と、第２収納体の連通手段上に備えた前記溶液の圧力室と、前記圧力室に接した少なくても１つの電気的駆動手段と、料電池制御システムからの制御情報を基に触媒溶液供給の開閉および供給量を調整する信号を出力する駆動電圧制御手段を設けたことを特徴とするガス生成供給装置。【００１６】  第十五発明は、第１、第２、第３収納体構成壁面のいずれか１つに沿ってより広い受圧面積を持ち第１と第２の収納体の連通する前記溶液の圧力室と、圧力室のより広い面に接した少なくても１つの電気的駆動手段と、前記圧力室の前記溶液供給手段側に設けられた絞り手段と逆流防止手段の少なくても１つの手段と、駆動電圧制御手段を備えたことを���徴とするガス生成供給装置【００１７】  第十六発明は、少なくても第１収納体の１部または全ての収納体が可視化構造であることを特徴とするガス生成供給装置。
【発明の効果】
【００１８】  第一発明によれば、小型携帯用燃料電池を含めて、安全・安価で、万年筆のキャップをかぶせるような動作で扱いやすく燃料を必要な時に供給できる。かつ、安価な使いきりタイプへの用途も可能にした。【００１９】  第二発明〜第三発明によれば、触媒溶液の補給も注射針のような手段で簡単にリユース・リサイクル可能にした。【００２０】  第四発明および第六発明によれば、手動による化学反応の開始・停止作用に、用途に応じてより開閉の信頼性が高いスプリングを用いた構造と、磁力を用いてさらに小型化・省スペースの選択を可能にして、いずれも必要な時に必要な量の燃料の供給手段を可能にした。【００２１】  第五発明によれば、化学反応の開始・停止による水素生成のタイムラグをなくす簡単な手段に代わり、少ない量の水素ガス吸蔵材の連通収納により、燃料の無駄防止と必要時には瞬時に供給を可能にした。【００２２】  第七発明によれば、薄板円形管成型加工材を用いた省スペースガス供給開閉手段により、例えば、１００Ｗ出力以下程度の機器に対しては、ガス開閉体積１ｃｃ程度までコンパクト化を可能にした。【００２３】  第八発明によれば、水素ガスの生成量を調整する水素生成量調整手段により、化学反応の進行の制御を可能にして、燃料消費量に応じた生成を可能にした。【００２４】  第九発明〜第十一発明によれば、第六発明の発明コンセプトを基にした成型材の用途を発展させ、例えば、０．１Ｍｐａ以下向けには２ｃｃ程度の体積まで小型化を可能にしたガス供給圧調整装置を可能にした。【００２５】  第十二発明および第十三発明によれば、第１、第２、第３収納体をモジュール化することにより配列の自由度を与え、例えば、１００〜１０００クラスの機器への適応に対しても、ガス受面をより大きくしたことにより調圧精度を上げたガス生成量調整手段および水素ガス供給調整手段の提供により、対応を可能にした。【００２６】  第十四発明によれば、電気的駆動手段を持った触媒溶液供給の開閉制御を可能にすることにより、料電池制御システムからの制御情報を基に触媒溶液供給の開閉および供給量の高度な調整して、触媒溶液供給量の精度を上げることにより無駄をなくし、さらには、運転パターンに合わせて運転終了前に水素吸蔵合金の水素吸蔵量をも考慮した触媒溶液供給を止める高度な予知制御への対応を可能にした。【００２７】  第十五発明によれば、第十発明コンセプトを第十二発明と融合・発展させることにより、例えば、１００〜１０００クラスの機器への適応に対しても、圧力室のより広い面に接した電気的駆動手段により高度な制御への対応を可能にした。【００２８】  第十六発明によれば、可視化構造を持つことにより、簡単に触媒溶液の残存量を把握できる上、先進技術に対して見える形で現象を一般の人が容易に理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】  以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。【００２９】図１は本発明の第１実施例で、例えば携帯用小型燃料電池への燃料供給のための化学反応により水素ガスを生成・供給する水素ガス生成供給装置の断面図である。【００３０】  本発明のガス生成供給装置は、第１収納体１と第２収納体２の２つから構成されていて、嵌合部２００で一体化した状態を示している。第１収納体１には、ボディ（例えば、０．１Ｐａ以下程度の低圧小容量水素ガス供給の場合には一部または全て透明ボディ）１０と、触媒溶液（例えば、水、リンゴ酸水溶液など）１１ａを収納した例えば耐水素フッソ系ゴム製バルーン１１がボディ１２ａ、ボール１２ｂ、スプリング１２ｃとシート１２ｄから構成された前記溶液逆流防止弁１２および例えば前記バルーンと同材質の栓１４をシート１５と共にボディ１０の嵌合部２００に圧入され、かつ、空気孔１０ａを備えている。また、前記栓１４と同様構造で栓１３ｂと締付リング１３ａを備えた注入口１３から溶液１１ａを外部から充填できる。なお、該図では、バルーン１１を備えているが、前記化学反応における前記溶液１１ａの消費量は小型燃料電池向けの場合には少ないため、同様機能を持つ毛細管現象、位置エネルギー利用や加・減圧手段を用いても良い。【００３１】  前記第２収納体２は、前記溶液１１ａと接触すると化学反応により水素ガスを生成する粒子状部材（例えば、特殊処理したアルムニューム合金、ボロハイドライド（ＮａＢＨ４）など）２１ａをガス透過部材（例えばガス透過性の良いクロスカーボン）２１で収納し、針状導管２２が圧入されたシート２３でボディ２０に圧入されており、両収納体１と２が嵌合部２００で嵌合される過程において針状導管２２が栓１４を貫通して溶液１１ａが第２収納体２に流入する。収納体２のほぼ中央部には前記導管２２の出口にはつながる溶液１１ａの拡散を良くするための拡散部材（例えばＳＵＳ製発泡金属またはカーボンクロス等）２３を備えており、均一化した化学反応による水素ガス生成が平均的に行われ、ボディ２０に備えた供給口３０に圧入されたから管３０ａから図示３００より供給される。以上により本発明による水素ガス生成供給装置は、例えば小さいもので直径１０ｍｍ以下、長さ数十ｍｍで丸型ボンベ２〜３ＮＬ程度の燃料供給を可能とする。【００３２】図２は、本発明の第２実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第２実施例の第２収納体２は、前記第１実施例に付加した、前記溶液１１ａの第２収納体２への流入開閉操作を外部から可能にした外部開閉機能４と、該機能と連動している開閉機能４４を付加したものである。また、第１収納体１は前記第１実施例と同じ構成である。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００３３】  前記外部開閉機能４は、ボディ２０にＯリング４０ａを介してネジ４０ｂで嵌合し、開閉弁４４のボール４４ｃを外部のネジ４０ｄにより開閉操作が出来る。前記開閉弁４４は、前記導管２２に圧入されていて、スプリング４４ｂとボール４４ｃを備えたボディ４４ａ、４４ｄが相互に圧入されている。前記ボール４４ｃはナット４０ｅで締め付けられたネジ４０ｄの回転によりシャフト４０ｃ���開放方向に押されて前記溶液１１ａがボディ４４ｂとの隙間から第２収納体２内に流入する。ネジ４０ｄを反対方向に回すとボール４４ｃは閉じる方向に動く。前記シャフト４０ｃ周辺には前記溶液拡散部材２３を備えている。【００３４】図３は、本発明の第３実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第３実施例の第１収納体１は、前記第２実施例の第１収納体１から逆流防止弁１２を除去し、第２収納体２に付加した、磁石１２ｇを備えた逆流防止弁１２ｅと、第３収納体３および生成ガス供給開閉機能５を付加したものである。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００３５】  前記開閉弁１２ｅは、磁力に影響を受けるボール４４ｆと、ボディ４４ｅが磁力を持たない場合は前記磁石１２ｇと、前記針状導管２２と、ボディ４４ａが円管１２ｆにより圧入嵌合されている。該ボール位置は取り付け状態では前記溶液１１ａの流出閉じる位置に引き寄せられ、開閉ネジ４の手動操作により反対側口まで行かない位置までシャフト４０ｃで押し上げられ、前記溶液１１ａが流動できる。しかし、生成ガスが前記第１収納体１に逆流しようとした時は、ボディ４４ａで閉じられる磁力の大きさで設定されている。【００３６】  前記水素吸蔵合金３１は、前記粒子状部材２１ａとガス透過部材２１ｂを隔ててボディ２０内に収納されており水素ガスの吸蔵・放出が可能となる。従って、前記開閉弁１２ｅを開いた時は瞬時に水素ガスを放出して化学反応の立ち上がりの遅れ分を補完すすることが出来る。前記生成ガス供給開閉機能５は前記生成ガス供給口３０に備えている。生成ガスの流入口５ａと流出口３００が１つの薄板成型円管（例えば、アルミ管成型加工）５ｂが開閉操作口５ｃと、該口に圧入された内側５ｄにメネジを備えた薄板円形成型材５ｅと、前記操作口５ｃ内面に備えたガス遮断用シール用平滑面５ｆと、前記メネジ５ｄと噛合い前記平滑５ｆ面に接したシール用Ｏリング５ｇを備え、供給ガス開閉用弾性変形シート５ｊを備えたシャフト５ｈが回転操作用ネジ５ｍがナット５ｎで締め付けられ前記シート５ｊに対応した前記薄板成型円管５ｂの位置に絞り加工部５ｋを有して、例えば、１００Ｗ出力以下程度の機器に対しては、供給開閉機能５の体積を１ｃｃ程度以下までコンパクト化を可能にした。【００３７】図４は、本発明の第４実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第４実施例の第２収納体２は、前記第２実施例に付加した、水素ガス生成量調整機能６を備えた水素ガス生成供給装置である。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００３８】  前記水素ガス生成量調整機能６は、前記ガス透過部材２１を隔て前記粒子状部材２１ａに隣接した空間６に、シール部材６１ａを備えて前記第２収納体内を貫通して前記ボール４４ｃに接するシャフト６１ｄが固定され前記生成ガス圧の高低に応じた変位をする薄板可動部材６１と、背圧側にはスプリング６１ｂを介して前記シャフト４０ｃに固定されたシート６１ｃに接していて、前記可動部材６１が所定圧より高い時に閉じる方向に低い時には開く方向に作用して生成ガス量を調整することが出来る。前記シャフト６１ｄの周辺には拡散部材２３と溶液１１ａをシール���る弾性シール部材６２を備えている。【００３９】図５は、本発明の第５実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第５実施例の第２収納体２に付加した、前記第３収納室３と新たに水素ガス供給圧調整機能７を設けたものである。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００４０】  前記水素ガス供給圧調整装置７は、生成ガス受圧側に凸状形状をなし外周にシール７１ａを備えた薄板成型可動部材７１と該部材７１の凹内側に収納したスプリング７１ｂがネジ７１ｆ、７１ｇ、シャフト７１ｄと固定されたシート７１ｃに接し、ボディ７２のネジ７１ｅにより開閉ボール７３ａに作用する。該ボール７３ａはプレート７３ｂとスプリング７３ｃと共にボディ７３に収納され前記ボディ７２に圧入され１体かしたものがガス供給口３０に圧入され、管７２ａから排出される。従って、例えば、前記ガス供給圧が０．１Ｍｐａ以下向けには１〜２ｃｃの体積まで小型化を可能にした薄板成型（例えば、アルミ管成型加工）によるガス供給圧調整装置を可能としたことである。【００４１】図６は、前記第５実施例記載の成型材からなる水素ガス供給圧調整機能７をさらに省スペース・安価にして、例えば、数十Ｗ以下クラスの小型携帯用の使い切り用途にも可能にした前記水素ガス供給圧調整機能の第２の実施例７ａの断面図である。基本的には同様の構成、作用を有するので共通の機能する部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００４２】  該図６は、前記機能７の説明で記載した、前記ボディ７３内に弾性変形部材７１ｈと７３ｄを収納するのみである。前記部材７１ｈはシャフト７１ｄの月型形状した外周と嵌合し、前記シャフト７１ｄに対して可動方向の荷重特性選択の自由度を増すための空洞７１ｋを有し外周はリップ形状７１ｊを備えボディ７３に接してガスの漏れを防止している。前記変形部材７３ｄはかまぼこ型形状をなしてガス流入側７４ａは一部にガスが流れる少なくても１つのスリット７３ｅを備えシート７３ｂに取り付け状態においては所定の弾性変形量を持って設定されてガスシール状態にある。その作動原理は前記と同じである。【００４３】図７は、前記実施例７ａとは逆に、例えば、１００〜１０００Ｗクラスへも精度良く高い供給圧を可能にしたシリーズ化に寄与する前記水素ガス供給圧調整機能７の第２の実施例７ｂの断面図である。基本的には同様の構成、作用を有するので共通の機能する部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００４４】  該図７は、前記水素ガス生成供給装置７で記載の前記ボディ７２および７３で収納する部材を１方向の機械加工のみで１つのボディ（例えばアルミ鋳造品）７４に収納を可能し１００〜１０００Ｗクラスへも精度良く高い供給圧を可能にするものである。水素ガス流入口７４ａの外周に継手用（図示なし）ネジ７４ｂと、流出口３００の内周に継手用（図示なし）ネジ７４ｃを備えて、高圧にも確実に対応可能である。【００４５】図８は、本発明の第８実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第８実施例は前記第５実施例と同じ構成・機能を持つ、第１収納体１と、第２収納体２と、第３収納体３を並列配置にして、１００〜１０００Ｗクラスの各種用途対応可能な���料供給量と調圧精度を持たせコンパクトに１ボディ化したものである。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００４６】  前記第３収納体３は、前記両収納体１と２の余剰空間を利用して、例えばアルミダイキャストで一体成型された並列空間を持つ１つのボディ１０ｂに収納されている。前記第１および第２収納体の１と２は前記溶液１１ａを導通する勘合口２２ｂを備えた貫通孔２２ａを有し、前記嵌合口２２ｂにＯリング２２ｃを備えたチューブ２２ｄが挿入されている。また、前記第３収納体３は前記第２収納体２との貫通孔３１ａとカバー２０ａの間にシール２０ｂを備えている。前記第２収納体２の面に沿って調整精度を上げるため受圧面積をより広く備えたダイヤフラム６１が前記第１収納体１上部のボディ１０ｂに圧入され、該下部まで貫通するシャフト６１ｄを前記ダイヤフラム６１に固定し前記第３実施例で示した磁石１２ｇを備えた水素ガス開閉弁１２ｅに作用する。従って、調圧の精度を上げた生成水素ガスを前記貫通孔３１ａを経由し、出口３００から供給する構造を１つのボディ１０ｂと１つのカバー２０ｂで可能としている。【００４７】図９は、前記第８実施例をＡ−Ａ′断面から見た図で符号は同じであるが、該図９でしか見えないボルト孔１０ｃはカバー２０ａの締め付け用を新たに付与した以外派は同じである。【００４８】図１０は、本発明の第１０実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第１０実施例の第１、２と第３収納体の１，２と３は、前記第８実施例と基本的に同じ構成をしているが、前記磁石１２ｇを備えた開閉弁１２ｅの機能を前記第１収納体１への逆流防止弁１２と前記溶液開閉弁４４に置き換えた構成をなし、機能の信頼性を上げさらに前記溶液１１ａが重力も利用して前記収納体２へ滴下する構造をとったものである。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００４９】  該図１０は、前記第８実施例の磁石１２ｇを備えた開閉弁１２ｅが備える１つ目の機能である前記第１収納体１への逆流防止弁１２を該両収納体１と２の連通孔２２ａの前記バルーン１１側に設け、２つ目の機能である前記溶液開閉弁４４を重力が利用できる前記第２収納体２の上部に備え、該下部に前記水素ガス生成量調整機能６を配列し、ガス透過板（例えば、ＳＵＳ発泡金属）を介して前記広い面積を有するダイヤフラム６１の可動空間６ａを備え、前記シャフト６１ｄはゴム６１ａで柔軟性を持たせ、かつ、前記溶液１１ａ漏れ防止のためのシール６２を備えて、上述した信頼性をより上げたことを特徴とするガス生成供給装置である。【００５０】図１１は、本発明の第１１実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第１１実施例は、前記第１０実施例の第１収納体１に沿って水素ガス供給調圧機能７を付加したものである。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００５１】  前記水素ガス供給調圧機能７は、前記第１収納体１の下面に沿ってより大きな受圧面積を持ったダイヤフラム７１を有し、該ダイヤフラム７１が前記第１と第２収納体の１と２と連通孔３１ａを介して受圧して前記開閉ボール７３ａに作用し、圧力を調整してカバー４０ｄの供給口３００より供給し���いる。前記ダイヤフラム７１の背圧側は、外部のネジ７１ｆと１体となったシャフト７１ｄが第１収納体１を貫通して前記スプリング７１ｂ、シート７１ｃを介して外部ネジ７１ｆの加減力が操作される。前記シャフト７１ｄは、リング１１ｂと１１ｅでバルーン１１とシールされた中空管１１ｃ内を可動し、前記溶液１１ａはパイプ１１ｄで前記カバー２０ａに圧入されプレート１１ｆで固定されている。以上の構成を１つのボディと２つのカバーで例えば、１００〜１０００Ｗクラスの機器に安価でコンパクト、しかし、高い供給圧精度を持ったことを特徴とするガス生成供給装置である。【００３５】図１２は、本発明の第１２実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第１２実施例は、前記第２実施例に対して電気的駆動開閉機能８を用いて、燃料電池システムとしてより高度な制御を可能にした水素ガス生成供給調圧装置である。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００５１】  前記電気的駆動開閉機能８は、１つの圧力室８０を前記第１と第２収納体１と２に連通して設け、前記溶液導通側２２に絞り８３と、排出側８２にガス逆流防止機能４４を持つボディ４４ａに圧入・シールされている。前記圧力室８０の両側には少なくても１つの電気的駆動装置（例えば、ピエゾアクチュエータ）８１に接し、回路８４から燃料電池制御システム８６からの制御情報を基にして開閉制御信号を受け、出力する駆動電圧制御装置８５を備えることにおり、溶液のムダ消費を防止して、かつ、予知制御により運転パターンに合わせて運転終了前に水素吸蔵合金の水素吸蔵量を考慮した触媒溶液供給を止めるタイミングを決めることが出来る高度な制御への対応を可能にした。【００５２】図１３は、本発明の第１３実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第１３実施例は、前記第１２実施例に前記第３収納体３と前記水素ガス供給圧調整機能７を付加したものである。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００５３】  前記第３収納体３は、ガス透過材２１ｂを介して前記第２収納体２に隣接して、かつ、出口３０に前記水素ガス供給圧調整機能７を設けている。それらの説明は既になされているのでここでは省略するが、該実施例は、例えば、１００Ｗ以下クラスの機器に対してもさらに高機能対応した携帯用小型ボンベ形で電気的駆動装置を備えた水素ガス生成供給調圧装置である。【００５４】図１４は、本発明の第１４実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第１４実施例は、前記第１３実施例をベースに前記第８実施例で示した磁力を応用した逆流防止弁１２ｆと、前記第３実施例で示した開閉機能５を備えた薄型のカードタイプに適合できる構造である。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００５５】  前記逆流防止弁１２ｆは、前記第３実施例記載の磁石１２ｇを持った開閉弁１２ｅを前記電気的駆動装置８１向けに適合するように発明したものである。磁石１２ｇを前記ボディ１２ａの第１収納体１側に備え、取り付け状態におけるボール４４ｆの位置はボディ１２ａ側面に引き付けられ、その力は前記バルーン１１の圧送力より高く、電気的駆動により前記圧力室８０からの前記溶液���１ａの排出力より低く、該排出力押されたボール４４ｆは前記ボディ１２ａに設けた少なくても一つの突起１２ｈで止まり、前記溶液１１ａはスキマを通って前記第２収納体２内に流出することが出来る。また、該実施例が適合する用途は、次の外観図１５に示すように前記第１２および第１３実施例の丸型ボンベタイプより広い面に電気的駆動装置８１を備え、排出量および圧送力も高い能力を持つため該圧送力より低く設定することは十分に可能で、前記薄型のカードタイプを可能にしたものある。また、供給口３０には前記開閉装置５を圧入した例が示されている。【００５６】図１５は、前記第１４実施例の外観図であり、同じ部位に同じ符号を付けている。該１５図の断面Ｂ−Ｂ′が前記第１４実施例に示した断面図である。【００５７】図１６は、本発明の第１６実施例の水素ガス生成供給装置の断面図である。本第１６実施例は、前記第１４実施例に前記電気的駆動開閉機能８を備え、前記第１５実施例に対して例えば、高度な制御が要求される１００〜１０００Ｗクラス機器向け燃料電池への燃料供給を特徴とした水素ガス生成供給調圧装置である。従って、同じ部位には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。【００５８】  前記電気的駆動開閉機能８は、前記バルーン１１に沿ってより広い面を持つ圧力室８０を導通パイプ８２と８３が圧入されたプレート８０ｂとリング８０ａで構成されている。前記パイプ８２は、栓８１ｃを貫通して連通孔２２ａに導通している。前記圧力室の面に沿って少なくても一つ以上のリング状電気的駆動装置８１を備え、前記溶液１１ａ排出量と排出圧を高めたものである。従って、前記第２収納体への溶液噴出口８２ｃに圧入されている扁平タンク８２ａには少なくても一つ以上の細孔８２ｂを設けた円形扁平部材８２ａを備え均一な前記溶液１１ａの噴出を可能にしている。【００５９】図１７は、燃料電池システム用レギュレータであって、背圧室側のダイヤフラムと調圧室側のダイヤフラムを有し、背圧室の背圧により調圧室の圧力を調圧するものにおいて、背圧室の背圧よりも高い範囲で調圧できることを特徴としているものである。該図１７は、本発明とは目的を具とするもので、必ずしも従来技術の１つとして挙げられるものではないが、現在の燃料電池システムを構成に挙げられる１つである。冒頭に述べたように、本発明の課題に対応する従来技術の代表的なものの１つに、水素吸蔵合金を備えた例えば３０ｃｃ程度で４ＮＬの小型ボンベであるが、現在はまだ、安価・軽量で量産に向いた、燃料を生成して供給する携帯も可能な装置が見当たっていないので、現在の燃料電池システムを構成する１つの例として挙げさせていただいた。【００６０】「実施形態の効果」
この実施形態によれば、燃料ガス生成に関する技術の進展に伴い、新しい形態として、例えば、３Ｗ程度から１０００Ｗを超える出力を持つ機器への燃料電池への燃料供給に対して、シームレスに多用途に適応が可能なように発明の要素をモジュール化させ、バリエーションが最適に選択可能な多様な形態の要の発明を示して、直にでも実施可能なレベルのもので、新しい供給形態を拓くものである。かつ、ここに示した実施例が全てでなく、ここに示した要のバリエーション例を基に容易に多種多用途に展開拡大が出来るようにしたものである。【００６０】「他の実施形態」
図１から図１６までの実施形態では、多種多用途向けに燃料供給システムとして、各要素が備える基本的機能をモジュール化し、その要素毎に各発明の基本形態を示し、それらの組合せ・応用は容易に可能に出来るようにしてある。また。本発明は、主に燃料電池用水素燃料を対称にしているが、ここに列挙各発明要素は水素以外のガス、液体にも勿論適応可能なものが多い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施例の丸型ボンベタイプ水素ガス生成供給装置の断面図。
【図２】図１にガス生成用外部開閉弁を設けた断面図。
【図３】図２に水素吸蔵合金とガス供給開閉の外部開閉弁を設けた断面図。
【図４】図２にガス生成制御弁を設けた断面図。
【図５】図４に水素吸蔵合金とガス供給圧調整弁を設けた断面図。
【図６】図５例示のガス供給圧調整弁を更に簡単構造化した断面図。
【図７】図６例示のガス供給圧調整弁を更に高圧対応化した断面図。
【図８】本発明の並列１ボディ化タイプの水素ガス生成供給装置の断面図。
【図９】図８の外観図。
【図１０】図８で排出液の重力拡散も利用した断面図。
【図１１】図１０図にガス供給圧調整弁を設けた断面図。
【図１２】図２に電気的駆動開閉弁を設けた丸型ボンベタイプ水素ガス生成供給装置の断面図。
【図１３】図１２に水素吸蔵合金とガス供給開閉の外部開閉弁を設けた断面図。
【図１４】図１３に電気的駆動開閉弁を設けた断面図。
【図１５】図１４図の外観図。
【図１６】図１０に電気的駆動開閉弁を設けた断面図。
【図１７】従来の燃料電池シュステム用レギュレータ機構を示す断面図。
【符号の説明】
【００６２】      図中、１，２，３は収納体、４、６、７は調圧弁、５は開閉弁、５ｅ、２０ａ、４０ｄはカバー、５ｇ、５ｊ、２０ｂ、４０ｂ、６２はシール部材、８は電気的駆動装置、１０，１２、２０、４４ａ、４４ｄ、７２、７３、７３ｄ、７４、８２ｃはボディ、１１はバルーン、１１ａは触媒溶液、１２、４４は逆流防止弁、１２ｂ、４４ｃ、４４ｆ、７３ａはボール、１２ｃ、４４ｂ、６１ｂ、７１ｂ、７１ｃはスプリング、１２ｇは磁石、１３は注入口、１３ｂ、１４、８０ｃはゴム栓、２１はガス透過部材、２１ａは粒子状アルミ合金、２２、８２、８３は連通管、２２ａ、３１８、７１ｈは連通孔、２３は拡散部材、３１は水素貯蔵合金、６１、７１はダイヤフラム、６２、２００は嵌合部、８０は圧力室、８２ｂは細孔、８５は駆動電圧制御部、８６は燃料電池制御部、３００は燃料供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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