專利名稱：：燃料盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及燃料盒，更具體地說，涉及可以適用于作為手機(jī)、筆記本電腦、PDA、數(shù)字照相機(jī)以及電子筆記本等便攜式電子設(shè)備的電源使用的小型燃料電池。
背景技術(shù)：
：一般來說，燃料電池包括燃料電池單元、燃料供給部和空氣供給部，其中所述燃料電池單元由空氣電極層、電解質(zhì)層和燃料電極層層疊而成，所述燃料供給部用于向所述燃料電極層供給作為還原劑的燃料，所述空氣供給部用于向所述空氣電極層供給作為氧化劑的空氣，所述燃料電池通過燃料與空氣中的氧在燃料電池單元內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而在外部得到電力，并該燃料電池已被開發(fā)成各種各樣的形式。近年來，對環(huán)境問題和節(jié)約能源的意識的提高，一直在研究將作為清潔能源的燃料電池用于各種用途，特別是僅僅直接供給含有甲醇和水的液體燃料就能發(fā)電的燃料電池一直受到關(guān)注(例如，參照專利文獻(xiàn)1和2)。其中，已知有利用毛細(xì)管力供給液體燃料的各種液體燃料電池(例如，參照專利文獻(xiàn)3-7)。這些專利文獻(xiàn)中記載的液體燃料電池由于是利用毛細(xì)管力將液體燃料從燃料箱向燃料極供給，不需要壓送液體燃料的泵，在小型化方面具有優(yōu)勢。但是，這樣的僅僅設(shè)置在燃料儲存槽上并僅利用多孔體和/或纖維素體的毛細(xì)管力供給燃料的液體燃料電池在結(jié)構(gòu)上適用于小型化，但是，因?yàn)槿剂弦灾苯右后w狀態(tài)向燃料極供給，配置在小型便攜設(shè)備上，所以在電池的前后左右或上下不斷地變化的使用環(huán)境下，長時間使用期間，會發(fā)生燃料的隨動性不完全，燃料供給中斷等問題，很難向燃料電極層恒定地供給燃料。還有，作為這些缺點(diǎn)的解決方法的之一，例如，已知有一種燃料電池系統(tǒng)，利用毛細(xì)管力將液體燃料導(dǎo)入單元后，液體燃料經(jīng)燃料氣化層氣化后再使用(例如，參照專利文獻(xiàn)8)，但存在的基本問題是，燃料的隨動性不足沒有得到改善。還有，這種結(jié)構(gòu)的燃料電池是燃料在液體氣化后使用的系統(tǒng)，小型化之類問題仍未解決。進(jìn)一步，已知設(shè)置有礦物油類、硅油類等高粘性液體的燃料容器以使得在具有流出口的容器主體中在流出口側(cè)的對面一側(cè)與燃料接觸(例如，參照專利文獻(xiàn)9)，但在液體燃料的容量變大、盒徑變粗等情況下，燃料容器前后左右或上下不斷變化的使用環(huán)境下，特別是在橫向放置配置時，具有下述的問題在長時間的使用期間，燃料的隨動性不完全，會有高粘性液體倒下，或者與燃料分離，燃料溢出等。因此，在現(xiàn)有的燃料盒中，現(xiàn)在的狀況是在向燃料極供給直接液體燃料時燃料的供給不穩(wěn)定，導(dǎo)致燃料電池動作中的輸出值變化，或者難于實(shí)現(xiàn)可以以保持穩(wěn)定的特性的狀態(tài)搭載到便攜式設(shè)備上的小型化。專利文獻(xiàn)l:特開平5—258760號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)2:特開平5—307970號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)3:特開昭59—66066號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)4:特開平6—188008號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)5:特開2003—229158號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)6:特開2003—299946號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)7:特開2003—340273號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)8:特開2001—102069號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)專利文獻(xiàn)9:特開2004—281340號公報(bào)(權(quán)利要求書、實(shí)施例等)
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有的燃料盒中的問題以及現(xiàn)狀，本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供一種燃料盒，其能向燃料電池主體穩(wěn)定地供給直接液體燃料，而且在保管時沒有液體燃料的損失。其目的是特別是提供一種燃料盒，即使在液體燃料的容量變大，燃料盒徑變粗等情況下，也能燃向料電池主體穩(wěn)定地供給直接液體燃料，而且在保管時也沒有液體燃料的損失。本發(fā)明者們就所述現(xiàn)有的課題等進(jìn)行了銳意的研究，結(jié)果得到了所述目的的燃料盒，完成了本發(fā)明。該燃料盒與燃料電池主體連接自如，其中包括收容液體燃料的燃料收容容器、燃料流出部、在液體燃料的后端部具有特定物性的隨動體和特定結(jié)構(gòu)的隨動輔助部件。艮P，本發(fā)明由下面(1)(11)項(xiàng)構(gòu)成。(1)一種與燃料電池主體連接自如的燃料盒，其特征在于，該燃料盒中包括收容液體燃料的燃料收容容器；燃料流出部；和在液體燃料的后端部密封該液體燃料并且隨著液體燃料消耗而移動的隨動體；而且，該隨動體中插入無流動性且相對于液體燃料為不溶性的隨動輔助部件，而且在該隨動輔助部件的上端部形成至少一個以上的凸起部。(2)根據(jù)上述(1)所述的燃料盒，其中隨動體從相對于液體燃料為不溶性或者難溶性的液體，以及該液體的凝膠狀物中選擇的至少一種構(gòu)成，并且隨動體的比重為液體燃料的比重的卯％200%。(3)根據(jù)上述(2)所述的燃料盒，其中不溶性或難溶性的液體由不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑構(gòu)成，不溶性或難溶性的液體的凝膠狀物由含有不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑和增稠劑的物質(zhì)構(gòu)成。(4)根據(jù)上述(3)所述的燃料盒，其中不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑是從聚丁烯、礦物油、硅油、液體石蠟中選擇的至少一種。(5)根據(jù)上述(3)所述的燃料盒，其中增稠劑是從苯乙烯系熱塑性彈性體、氯乙烯系熱塑性彈性體、烯烴系熱塑性彈性體、聚酰胺系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚氨酯系熱塑性彈性體、磷酸酯的轉(zhuǎn)鹽、二氧化硅微粒、乙?；檠趸X二垸基化物中選擇的至少一種。(6)根據(jù)上述(1)(5)中任何一項(xiàng)所述的燃料盒，其中隨動輔助部件具有為燃料電池收容容器的徑向的截面面積的50%以上的截面面積。(7)根據(jù)上述(1)(6)中任何一項(xiàng)所述的燃料盒，其中隨動輔助部件是固形物、中空結(jié)構(gòu)體或多孔材質(zhì)體中的任一種。(8)根據(jù)上述(1)(7)中任何一項(xiàng)所述的燃料盒，其中凸起部的一部分從隨動體突出。(9)根據(jù)上述(1)(8)中任何一項(xiàng)所述的燃料盒，其中液體燃料是從甲醇液、乙醇液、二甲醚(DME)、甲酸、肼、氨液、乙二醇、硼氫化鈉水溶液中選擇的至少一種。(10)根據(jù)上述(1)(9)中任何一項(xiàng)所述的燃料盒，其中燃料收容容器被調(diào)整成，至少與液體燃料接觸的壁面的表面自由能比液體燃料的表面自由能低。(11)根據(jù)上述(1)(10)中任何一項(xiàng)所述的燃料盒，其中燃料電池主體具有如下的結(jié)構(gòu)通過在燃料電極體的外表面部上構(gòu)筑電解質(zhì)層、在該電解質(zhì)層的外表面部上構(gòu)筑空氣電極層而形成的單元電池被多個地連接，而且在所述單元電池上連接有與燃料盒連接的燃料供給體以供給液體燃料。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種燃料盒，其即使在液體燃料的容量大、燃料盒徑粗的情況下，也不會有燃料的隨動性不完全，或者隨動體倒下而與液體燃料分離的情況，可以穩(wěn)定地向燃料電池主體供給直接液體燃料，同吋在保管時沒有液體燃料的損失。根據(jù)所述211的發(fā)明，能夠得到穩(wěn)定地向燃料電池主體供給直接液體燃料以及在保管時液體燃料的損失極少的燃料盒。圖1(a)是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的燃料盒的縱剖面狀態(tài)的概略剖面圖，(b)為其平面圖。圖2(a)(d)是表示作為本發(fā)明的燃料流出部的止回閥，(a)為止回閥的縱剖面圖，(b)為閥適配器的縱剖面圖，(c)為止回閥體的縱剖面圖，(d)為止回閥體的平面圖。圖3(a)為表示隨動輔助部件的其他形態(tài)的局部縱剖面圖，(b)為其平面圖。圖4(a)為表示隨動輔助部件的其他形態(tài)的局部縱剖面圖，(b)為其平面圖。圖5(a)為表示隨動輔助部件的其他形態(tài)的局部縱剖面圖，(b)為其平面圖。圖6(a)為表示隨動輔助部件的其他形態(tài)的局部縱剖面圖，(b)為其平面圖。圖7(a)為表示隨動輔助部件的其他形態(tài)的局部縱剖面圖，(b)為其平面圖。圖8為表示將圖1的燃料盒與燃料電池主體連接而作為燃料電池使用的狀態(tài)的一例子的概略剖面圖。圖9(a)以及(b)為用于說明燃料電池單元的立體圖和縱剖面圖。圖10為用縱剖面狀態(tài)表示將本發(fā)明的第2實(shí)施方式的燃料盒安裝于燃料電池主體前的狀態(tài)的概略剖面圖。圖11為用縱剖面狀態(tài)表示將本發(fā)明的第2實(shí)施方式的燃料盒安裝于燃料電池主體的狀態(tài)的概略剖面圖。符號說明A燃料盒F液體燃料10燃料收容容器11燃料流出部12隨動體13隨動輔助部件13b凸起部具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1圖2顯示了表示本發(fā)明的基本形態(tài)的燃料盒A的基本形態(tài)(第一實(shí)施方式)。(第1實(shí)施方式)本第1實(shí)施方式的燃料盒A是與燃料電池主體連接自如的，其具有收容液體燃料F的管狀燃料收容容器10、燃料流出部11、在液體燃料F的后端部密封該液體燃料且隨著液體燃料消耗而移動的隨動體12，而且，該隨動體12中插入無流動性且相對于液體燃料F為不溶性的隨動輔助部件13，而且在該隨動輔助部件13的上端部形成至少一個以上的凸起部13b。作為上述管狀燃料收容容器10，優(yōu)選的是由相對于被收容的液體具有保存穩(wěn)定性、耐久性、氣體不透過性(對氧氣、氮?dú)獾鹊臍怏w不透過性)、而且具有能夠目視確認(rèn)液體燃料的剩余量的透明性的材料構(gòu)成。作為燃料收容容器IO，例如在不要求透明性的情況下，可以列舉出鋁、不銹鋼等金屬，合成樹脂，玻璃等，但從前述的液體燃料的剩余量的目視確認(rèn)性、氣體不透過性、制造或組裝時的降低成本以及制造的容易性等考慮，優(yōu)選的是由具有上述各特性的聚丙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚樹脂、聚丙烯腈、尼龍、賽璐玢、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯等之中的單獨(dú)一種樹脂或兩種以上的樹脂制成的單層結(jié)構(gòu)、二層以上的多層結(jié)構(gòu)。在為多層結(jié)構(gòu)的情況下，如果至少一層是由具有上述性能(氣體透過度)的樹脂構(gòu)成，則即使剩下的層即使由通常的樹脂構(gòu)成，在實(shí)際使用上也沒有問題。這種多層結(jié)構(gòu)的管可以通過擠出成形、注射成形、共擠出成形等來制造。作為所述管型燃料收容容器10的大小，如后所述，即使是液體燃料的容量大、盒徑粗的燃料盒，也不會有液體燃料的隨動不完全，或者隨動體倒下而與液體燃料分離的情況，可以發(fā)揮本發(fā)明的效果，內(nèi)徑可以設(shè)定為550mm，長度可以設(shè)定為30200mm，更進(jìn)一步，內(nèi)徑可以設(shè)定為1050mm。對于燃料流出部ll，例如可以列舉出具有閥結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中是由止回閥構(gòu)成。該止回閥具有與筆類用具等中應(yīng)用的部件同樣的結(jié)構(gòu)，如圖2(a)(d)所示，可以防止由于氣壓、溫度變化等原因，在燃料收容容器11內(nèi)直接收容的液體燃料F中從后述的燃料供給管周邊侵入空氣等異物，是由具有中央部為圓拱狀的切口部lla的圓形狀(或橢圓形狀)的止回閥體llb、支撐該止回閥體llb的止動部llc、具有l(wèi)lc的閥適配器lld、保持所述止回閥體lib的筒狀的保持體lie構(gòu)成，成為在使用停止(未使用)時也防止空氣等異物侵入的結(jié)構(gòu)。這是為了防止由于空氣等侵入造成作為液體燃料儲存槽的收容容器10內(nèi)的壓力增加等原因?qū)е氯剂闲孤姵龅仁鹿?。作為這些包括止回閥體lib的止回閥11的材質(zhì)，只要是對收容的液體燃料有保存穩(wěn)定性、耐久性、氣體不透過性、可以與燃料供給管密合的彈性，就沒有特別的限定?？梢粤信e出聚乙烯醇、乙烯與乙烯醇共聚樹脂、聚丙烯腈、尼龍、賽璐玢、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯等合成樹脂；天然橡膠、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、1，2—聚丁二烯橡膠、苯乙烯一丁二烯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、乙烯一丙烯橡膠、氯磺化聚乙烯、丙烯酸酯橡膠、表氯醇橡膠、聚硫橡膠、硅橡膠、氟橡膠、聚氨酯橡膠等橡膠、彈性體；可以由通常的注射成形或硫化成形等工藝制造。作為液體燃料F，可以列舉出由甲醇和水組成的甲醇溶液，但只要是在后述的燃料電池中能從作為燃料供給的化合物中高效率地得到氫離子(IT)和電子(e—)就行，對液體燃料無特別的限制，而且雖然與燃料電極體的結(jié)構(gòu)有關(guān)，但也可以使用例如二甲醚(DME)、乙醇液、甲酸、肼、氨液、乙二醇、硼氫化鈉水溶液等液體燃料。另外，對于這些液體燃料的濃度而言，根據(jù)燃料電池的結(jié)構(gòu)、特性等可以使用各種濃度的液體燃料，例如可以使用1100%濃度的液體燃料。隨動體12與收容在燃料收容容器10中的液體燃料F的后端面接觸，將該液體燃料F密封并且隨著燃料的消耗而移動，可防止燃料收容容器IO內(nèi)的液體燃料漏出，同時還可防止空氣侵入液體燃料。作為該隨動體12，要求相對于液體燃料F不溶解、不擴(kuò)散。如果相對于液體燃料F發(fā)生溶解、擴(kuò)散，則一般認(rèn)為，不僅作為燃料儲存槽的燃料收容容器10中的液體燃料漏出、蒸發(fā)了而沒有起到燃料儲存槽的作用，而且構(gòu)成隨動體12的物質(zhì)與液體燃料F—同浸入燃料電池主體的燃料極，會給反應(yīng)帶來不良影響?？紤]到這些條件，選擇本發(fā)明中使用隨動體ll的優(yōu)選特性等。作為可以使用的隨動體12由相對于液體燃料F為不溶性或者難溶性的液體構(gòu)成，或者由這些液體的凝膠狀物構(gòu)成，而且優(yōu)選隨動體的比重為液體燃料F的比重的90%200%。作為不溶性或者是難溶性的液體例如是從聚丁烯、礦物油、聚乙二醇、聚脂、硅油、液體石蠟等不揮發(fā)性或難揮發(fā)性有機(jī)溶劑中選擇的至少一種?？梢允褂玫木鄱∠?，例如可以列舉出市售品NissanPolybuteneN(日本油脂公司制)、LV—7、LV—IO、LV—25、LX—50、LV—100、HV一15、HV—35、HV—50、HV—IOO、HV—300、HV—1900、HV—3000(日本石油化學(xué)公司制)、35R(出光興產(chǎn)公司制)等；礦物油，例如，可以列舉出市售品DianaProcessOilMC—W90，PS—430，PS—90(以上產(chǎn)品為出光興產(chǎn)公司制)。作為硅油，可以列舉出KF—960.6530，000(以上產(chǎn)品為信越Silicones公司制)。這些不揮發(fā)性或難揮發(fā)性有機(jī)溶劑可以使用一種，或者兩種以上組合使用。另外，不溶性或難溶性的液體的凝膠狀物是由含有所述不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑和增稠劑的物質(zhì)構(gòu)成。增稠劑只要是在所述不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑中可溶或溶脹，且能夠?qū)⒉蝗苄曰螂y溶性的液體制成凝膠狀物即可，例如，可以使用從苯乙烯系熱塑性彈性體、氯乙烯系熱塑性彈性體、烯烴系熱塑性彈性體、聚酰胺系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚氨酯系熱塑性彈性體、磷酸酯的鈣鹽、二氧化硅微粒、乙?；檠趸X二垸基化物、脂肪酸金屬鹽和改性粘土中選擇的至少一種。苯乙烯系熱塑性彈性體(SBC)是具有聚苯乙烯嵌段和橡膠中間嵌段、聚苯乙烯部分形成物理交聯(lián)(微區(qū))而成為交聯(lián)點(diǎn)的熱塑性彈性體(TPE)，可以采用通過硬鏈段聚苯乙烯(S)和軟鏈段聚苯乙烯(B)、聚異戊二烯(1)、乙烯丁烯(EB)、乙烯丙烯(EP)、乙烯基—聚異戊二烯(V—I)等組合而構(gòu)成的S—B—S、S-I—S、S—EB—S、S—EP—S、V—SI—S等線型、放射狀型、以及它們的加氫產(chǎn)物。可以使用的氯乙烯系熱塑性彈性體(TPVC)是硬鏈段使用PVC、NBR等、軟鏈段使用PVC的TPE;烯烴系熱塑性彈性體(TPO)是硬鏈段使用聚丙烯或聚乙烯等、軟鏈段使用EPDM等的TPE。另外，可以使用的聚酰胺系熱塑性彈性體(TPAE)是以尼龍為硬鏈段、并且在其中以聚酯或多元醇(PTMG或PPG)為軟鏈段的嵌段共聚物等，聚酯系熱塑性彈性體(TPEE)是硬鏈段使用高熔點(diǎn)且高結(jié)晶的芳香族聚酯例如聚對苯二甲酸丁二醇酯、軟鏈段使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低(例如，一70'C以下)的非晶性聚醚例如聚四亞甲基醚乙二醇(PTMG)的多嵌段共聚合物或軟鏈段使用脂肪族聚酯的類型等的TPE，聚氨酯系熱塑性彈性體(TPU)可列舉出在分子內(nèi)有部分交聯(lián)的不完全可塑類型，和由完全線狀的高分子體構(gòu)成的完全熱塑性類型等，二異氰酸酯和短鏈乙二醇構(gòu)成的聚合物鏈作為硬鏈段，由二異氰酸酯和聚多元醇構(gòu)成的聚合物鏈作為軟鏈段。依據(jù)二異氰酸酯、長鏈和短鏈聚多元醇的種類、含量的不同，可以制成各種聚合物，可以是己內(nèi)酯型、己二酸型、聚丁二醇型[PTMG型(或醚型)]等。二氧化硅微粒可使用疏水性二氧化硅等(作為市售品，有AerosilR—974D，日本Aerosil公司制)等。這些增稠劑可以使用一種，或組合使用兩種以上。在由含有這些不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑和增稠劑的凝膠狀構(gòu)成隨動體中，相對于隨動體的總量，不發(fā)揮性或難發(fā)揮性有機(jī)溶劑適宜為7099.8重量％(以下，簡稱％)，優(yōu)選為8599.5%，更優(yōu)選為8799.5%;增稠劑適宜為0.230%，優(yōu)選為0.515%，更優(yōu)選為0.510°/0。如上所述，可以使用的隨動體由不溶性或難溶性的液體構(gòu)成，或者由這些液體的凝膠狀物構(gòu)成。從即使在將燃料盒徑變粗的情況下隨動性也好、也能穩(wěn)定地供給液體燃料的方面考慮，優(yōu)選適宜由液體的凝膠狀物構(gòu)成。而且，從隨著燃料的消耗，能夠有效地隨動的方面考慮，優(yōu)選隨動體的比重為液體燃料F的比重的90200%，更優(yōu)選50150%。本發(fā)明中，根據(jù)所用的液體燃料的種類及其濃度，隨動體的比重有所不同。所用液體燃料的種類及其濃度的比重如下表l中所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>(甲醇的濃度和比重)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在本發(fā)明中，在例如使用70%的甲醇(比重為0.872)作為液體燃料F的情況下，由不溶性或難溶性的液體構(gòu)成的隨動體，或者由這些液體的凝膠狀物構(gòu)成的隨動體的比重優(yōu)選為0.7851.744，更優(yōu)選為0.7851.308，而在使用DME(比重0.661)作為液體燃料F的情況下，隨動體的比重優(yōu)選為0.5951.322，更優(yōu)選為0.59150.9915。在本發(fā)明中，因?yàn)槿剂想姵厮萌剂系谋戎匦?大部分為1以下)，因?yàn)樵谥谱魈幱谏鲜鰞?yōu)選的比重范圍的隨動體時，通過將所述不溶性或難溶性的液體的種類及其使用量，以及增稠劑及其使用量，以及其制法等進(jìn)行的組合來進(jìn)行制備。另外，從良好的隨動性、落下時的耐沖擊性的方面考慮，上述構(gòu)成的隨動體的使用量優(yōu)選是所用液體燃料的初期填充量(容量比)的0.010.5倍，更優(yōu)選為0.10,2倍。例如，在2ml70n/。的甲醇液作為液體燃料填充于收容容器時，隨動體的量優(yōu)選為0.20.4ml。本發(fā)明中使用的隨動輔助部件13無流動性且相對于液體燃料為不溶性、而且被插入在隨動體12中，其包括隨動輔助部件主體部13a、和在主體部13a的上端部上形成的至少1個以上的凸起部13b。具有該隨動輔助部件13是為了即使在燃料的消耗速度快或搭載了大容量液體燃料時在使用管狀等燃料收容容器直徑粗的情況下，隨動體12的隨動也不會發(fā)生隨動斷開、而使之能夠良好地隨動。另外，為了防止燃料盒橫倒(橫向配置等)時隨動體12也不能支撐自重而倒下，形成了凸起部13b。特別是在液體燃料剛剛消耗完了時，隨動體12處于容易變動、容易倒的狀態(tài)，凸起部13b被嵌入隨動體12，可以支撐隨動體12，因此，可以防止隨動體12倒下、并避免伴隨其倒下而發(fā)生與液體燃料的分離、以及由于此分離而引起液體燃料溢出，同時隨動體12的填充量也可以減少。再者，通過將具有凸起部的隨動輔助部件13插入到隨動體12中，管狀容器10的截面面積即使大，隨動體12的截面面積也可以小(隨動體的填充量可以小)，所以即使使燃料盒橫倒(橫向配置等)時，也可以防止隨動體12倒下，防止液體燃料溢出。隨動輔助部件13的材質(zhì)，例如，可列舉出由聚丙烯、乙烯-乙烯醇共聚樹脂、聚丙烯腈、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、各種橡膠等構(gòu)成的材質(zhì)，優(yōu)選的是，可以使用由這些材質(zhì)構(gòu)成的固形物或其中空結(jié)構(gòu)體、多孔材質(zhì)體等。關(guān)于隨動輔助部件13的形狀，主體部13a可以是圓柱狀、四角柱狀、三角柱狀、球狀或與燃料盒截面相似的形狀等，其全體(主體部13a+凸起部13b)的長(高)度優(yōu)選為隨動體12全長的3070%。從在燃料的消耗速度快，或者搭載了大量的燃料、且燃料收容容器直徑變大的情況下發(fā)揮良好的隨動性等方面考慮，所用隨動輔助部件13優(yōu)選具有為燃料收容容器10的徑向的截面面積的50%以上的截面面積，更優(yōu)選為8095%的截面面積。另外，隨動輔助部件13可以沒入由不溶性或難溶性的液體或該液體的凝膠狀物構(gòu)成的隨動體12中，或者該隨動輔助部件13的一部分可以是從隨動體12的下面突出的狀態(tài)。該隨動輔助部件13的凸起部13a只要是通過該凸起部13a的至少一部分被嵌入隨動體12而形成可以防止隨動體12的倒下的結(jié)構(gòu)就行，對其沒有特別的限制，在隨動輔助部件13的上端部上必須形成至少一個以上的凸起部。只要有這種結(jié)構(gòu)，也可以是具有凸起部13a的隨動輔助部件13沒入隨動體12中的結(jié)構(gòu)，或凸起部13a的一部分從隨動體12中突出的結(jié)構(gòu)，或者，隨動輔助部件13的下端的一部分從隨動體12中露出的結(jié)構(gòu)等。作為凸起部13a的形狀，只要具有上述特征即可，如圖1(a)所示，可以是比主體部13a縮徑的圓柱形的凸起物13b。在本實(shí)施方式中，如圖1所示，在隨動輔助部件13和燃料收容容器10之間(空隙)具有由不溶性或難溶性的液體或者該液體的凝膠狀物構(gòu)成的隨動體12，該隨動輔助部件13的一部分處于從隨動體的下面突出的狀態(tài)。另外，在本實(shí)施方式中，液體收容容器的內(nèi)徑為6.0mm、外徑為8.0mm、長度為100mm、液體燃料F為70%的甲醇液(比重為0.872)、12a為不溶性或難溶性液體的凝膠狀物(比重為1.0)，隨動輔助部件13由聚丙烯制成，比重為0.5，所述主體部13a和凸起部13b的合計(jì)長度(高度)為隨動體全長的70%，主體部13a的截面面積為燃料收容容器10的徑向的截面面積的80%。圓柱狀的凸起部13b是比主體部13a縮徑(2/3)的。作為隨動輔助部件13的凸起部13a的其他形狀等，例如，可列舉出圖3圖7的(a)以及(b)的各凸起部形狀。圖3(a)以及(b)中所示的凸起部13b是在圓柱狀的主體部13a上由上端面為圓形的平板面的6個棒狀凸起部構(gòu)成。圖4(a)以及(b)中所示的凸起部13b是在圓柱狀的主體部13a上由圓筒狀的凸起部構(gòu)成。圖5(a)以及(b)中所示的凸起部13b是在圓柱狀的主體部13a上由4個四角柱狀的凸起部構(gòu)成。圖6(a)以及(b)中所示的凸起部13b的結(jié)構(gòu)是，在圓柱狀的主體部13a上由以錐形狀縮徑且上端面為四角形的凸起部構(gòu)成，凸起部的一部分從隨動體12突出。圖7(a)以及(b)中所示的凸起部13b的結(jié)構(gòu)是，在圓柱狀的主體部13a上比主體部13a縮徑的凸起部以從隨動體12突出的長度設(shè)置。如圖8以及圖9所示，如此構(gòu)成的燃料盒A與燃料電池主體連接自如，并供作使用。艮口，如圖8以及圖9所示，燃料電池主體N具有通過在微小碳多孔體構(gòu)成的燃料電極體21的外表面部上構(gòu)筑電解質(zhì)層23、在該電解質(zhì)層23的外表面部上構(gòu)筑空氣電極層24而形成的單元電池(燃料電池單元)20、20;與燃料貯留體A連接的具有浸透結(jié)構(gòu)的燃料供給體30;和在燃料供給體30的終端設(shè)置的使用過的燃料貯藏槽40;所述各單元電池20，20為串聯(lián)連接并通過燃料供給體30依次供給燃料的結(jié)構(gòu)，所述燃料盒A為可以更換的燃料盒結(jié)構(gòu)體，且是插入到燃料電池主體N的支撐體15中的結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方式中，如圖1以及圖2所示，直接液體燃料F被貯藏，通過插入到在收容液體燃料F的燃料收容容器10的下部作為燃料流出部的止回閥11中的燃料供給體30，如此便可供給液體燃料。這些燃料盒A的燃料收容容器10、作為燃料流出部的止回閥11和燃料供給體30用嵌合等方法分別接合。這時，在各個部件比液體燃料F的表面自由能高時，液體燃料F容易進(jìn)入結(jié)合部的間隙，泄漏的可能性變高。因此，優(yōu)選調(diào)整這些部件的表面自由能，使至少與液體燃料接觸的壁面的表面自由能比液體燃料的表面自由能低。作為該調(diào)整方法，可以是通過在燃料收容容器10等的與液體燃料接觸的壁面上利用使用有機(jī)硅樹脂或氟系憎水劑的凃?qū)觼韺?shí)施形成憎水膜的處理。構(gòu)成單元電池的各燃料電池單元20如圖9(a)以及(b)所示，具有下述的結(jié)構(gòu)由微小柱狀的碳多孔體構(gòu)成的燃料電極體21，在其中央部具有貫通燃料供給體30的貫通部22，在所述燃料電極體21的外表面部構(gòu)筑有電解質(zhì)層23、在該電解質(zhì)層23的外表面部構(gòu)筑有空氣電極層24。另夕卜，相對于燃料電池單元20的每一個，在理論上產(chǎn)生L2V的電動勢。作為構(gòu)成該燃料電極體21的微小柱狀的碳多孔體，只要是具有微小連通孔的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)體即可，例如，可以列舉出具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或點(diǎn)燒結(jié)結(jié)構(gòu)、由石墨碳和碳粉構(gòu)成的碳復(fù)合成形體，各向同性高密度的碳成形體、碳纖維抄紙成形體、活性炭成形體等，從在燃料電池的燃料極上的反應(yīng)控制容易而且提高反應(yīng)效率的方面來看，優(yōu)選無定形碳和碳粉構(gòu)成的具有微小連通孔的碳復(fù)合成形體。作為在由該多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的碳復(fù)合體的制作時使用的碳粉，從提高反應(yīng)效率的方面來看，優(yōu)選是從高取向性熱分解石墨(HOPG)、結(jié)晶石墨、天然石墨、人造石墨、納米碳管、富勒烯中選擇的至少一種(單獨(dú)或兩種以上的組合)。而且，鉑一釕(Pt—Ru)催化劑、銥一釕(Ir一Ru)催化劑、鉑一錫(Pt—Sn)催化劑等是通過在含有這些金屬離子或金屬絡(luò)合體等的金屬微粒子前驅(qū)體的溶液中進(jìn)行含浸或浸漬處理后，用還原處理的方法或金屬微粒子的電析法來形成于該燃料電極體21的外表面部上。作為電解質(zhì)層23，可以列舉出具有質(zhì)子傳導(dǎo)性或氫氧化物離子傳導(dǎo)性的離子交換膜，例如，可以列舉出以Nafion(Dupont公司制造)為代表的氟系離子交換膜，還可以列舉出具有良好的耐熱性、甲醇交換抑制性的膜，例如以無機(jī)化合物作為質(zhì)子傳導(dǎo)材料、以聚合物作為膜材料的復(fù)合膜。具體地可以列舉出通過使用沸石作為無機(jī)化合物，使用聚乙烯一丁二烯系橡膠作為聚合物而構(gòu)成的復(fù)合膜、烴系的接枝膜等。此外，作為空氣電極層24，可以列舉出由使鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等利用采用含有所述金屬微粒子前驅(qū)體的溶液等的方法來負(fù)載于多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)上而構(gòu)成的碳多孔體。所述燃料供給體30只要是可以插入到燃料貯留體A的止回閥11中、并具有能夠向各單元電池20供給該液體燃料的浸透結(jié)構(gòu)就行，無特別限制，例如可以列舉出過濾體、海綿體、或由樹脂粒子燒結(jié)體、樹脂纖維燒結(jié)體等燒結(jié)體構(gòu)成的具有毛細(xì)管力的多孔體、天然纖維、獸毛纖維、聚縮醛系樹脂、丙烯酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚氨酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚乙烯基系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醚樹脂、聚苯撐系樹脂等的一種或兩種以上的組合而成的纖維束體。這些多孔體、纖維束體的氣孔率等根據(jù)向各單元電池20的供給量來適當(dāng)確定。使用過的燃料貯藏槽40被配置于燃料供給體30的終端。此時，使使用過的燃料貯藏槽40與燃料供給體30的終端直接接觸，通過直接吸收體使使用過的燃料得以吸收也是沒有問題的，但在與燃料供給體30接觸的連接部中也可以設(shè)置保藏體或多孔體，或纖維束體等作為中繼芯，從而作為使用過的燃料的排出路。還有，由燃料供給體30供給的液體燃料供作在燃料電池單元20中反應(yīng)，因?yàn)槿剂瞎┙o量與燃料的消耗量聯(lián)動，未反應(yīng)時基本沒有向電池的外部排出液體燃料，不必象現(xiàn)有的液體燃料電池同樣在燃料出口一側(cè)加裝處理系統(tǒng)，而采用的是下述結(jié)構(gòu)根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，在達(dá)到供給過剩時，此時反應(yīng)中未使用的液體燃料儲存于貯藏槽40，可以防止阻礙反應(yīng)。另外，50是由將燃料盒A和使用過的燃料貯藏槽40的連接并將直接液體燃料從燃料盒10通過燃料供給體30個確實(shí)地供給到各單元電池20、20中的每一個的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的部件。使用了如此構(gòu)成的燃料盒A的燃料電池是通過插入到作為燃料供給部的止回閥11的具有浸透結(jié)構(gòu)的燃料供給體30，從燃料貯留體A供給燃料電極體21，從而將液體燃料導(dǎo)入燃料電池單元20、20內(nèi)。在本發(fā)明中，在與燃料電池主體連接自如的燃料盒A中具有收容液體燃料F的燃料收容容器10、燃料流出部ll、和在液體燃料F的后端部密封該液體燃料F并且隨著液體燃料F消耗而移動的隨動體12，在該隨動體12中插入無流動性且相對于液體燃料F為不溶性的隨動輔助部件13，而且在隨動輔助部件13的上端部至少形成1個以上的凸起部13a，所以即使在燃料的消耗速度快、或使用了管狀等燃料收容容器直徑粗的情況下會隨著燃料電池發(fā)電產(chǎn)生的燃料消耗，插入了隨動輔助部件13的隨動體12也能不會發(fā)生隨動中斷地進(jìn)行移動，由此適應(yīng)液體燃料體積減少，而且，即使在燃料貯留體(液體燃料)因燃料電池運(yùn)轉(zhuǎn)而被加熱的情況下隨動體也會移動，由此也可以適應(yīng)體積膨脹，而且可以通過凸起部13b嵌入隨動體12中，所以可以支撐隨動體12，可以防止隨動體12的倒下，避免伴隨其倒下而與液體燃料的分離以及由于該分離導(dǎo)致的液體燃料溢出。另外，通過使用輔助部件，也可以減少隨動體12的填充量。再有，通過將具有凸起部的隨動輔助部件13插入到隨動體12中，即使管狀容器10的截面面積大，隨動體12的填充量也可以少，由此即使將燃料盒橫倒(橫向配置)，結(jié)果也可以防止隨動體12倒下和液體燃料溢出。另外，在上述方式中，至少在與燃料電池體21和/或燃料電極體連接的燃料供給體30中具有毛細(xì)管力，利用該毛細(xì)管力從燃料貯藏槽10到各單元電池20、20每一個中直接液體燃料可以穩(wěn)定且連續(xù)地供給燃料，而不會發(fā)生逆流、途中中斷。更優(yōu)選的是，通過將與燃料電池體21和/或燃料電極體連接的燃料供給體30的毛細(xì)管力設(shè)定得小于使用過的燃料貯藏槽40的毛細(xì)管力，可以使從燃料貯藏槽IO、各單元電池20、20到使用過的燃料貯藏槽中直接液體燃料形成穩(wěn)定且連續(xù)的燃料流，而不回發(fā)生逆流、途中中斷。此外，因?yàn)樵撛撊剂想姵鼐哂邢率龅慕Y(jié)構(gòu)沒有特別使用泵或鼓風(fēng)機(jī)、燃料氣化器、冷凝器等輔助設(shè)備，可將液體燃料不經(jīng)氣化而直接地順利地供給，所以可以實(shí)現(xiàn)燃料電池的小型化。因此，在該形態(tài)的燃料電池中，提供了一種小型的燃料電池，其能夠使燃料電池整體形成為一個盒，可以用作手機(jī)或筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備、電子照相機(jī)的電源。另外，在上述形態(tài)中，雖然顯示了使用兩個燃料電池單元20的形態(tài)，但是根據(jù)燃料電池的使用用途，可以增加燃料電池單元20的連接(串聯(lián)或并聯(lián))的個數(shù)，從而得到所需要的電動勢。圖10以及圖11顯示了與燃料電池主體連接的其他形態(tài)。在以下的形態(tài)中，對于與所述第1實(shí)施方式的燃料電池主體具有相同的構(gòu)成以及發(fā)揮了相同的效果的部件，標(biāo)注與圖l相同的符號，并省略其說明。如圖10以及圖11所示，該形態(tài)在通過插入到止回閥11中的燃料供給管31與燃料供給體30連接的這一點(diǎn)與所述第1實(shí)施方式不同。另外，雖然圖中未示出，但燃料供給體30的前端(圖10、圖11中的箭頭方向)可以具有與所述第1實(shí)施方式(圖8)同樣地與燃料電池單元20、20…串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。在這樣的實(shí)施方式的燃料電池中，燃料貯藏槽可以更換且具有目視確認(rèn)性的燃料盒A通過包括收容液體燃料F的燃料收容容器10，具有止回閥的燃料流出部11、隨燃料消耗而移動的隨動體12以及插入到隨動體12中的具有凸起部13b的隨動輔助部件13，從而與所述第1實(shí)施方式同樣地可以目視確認(rèn)燃料盒結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的液體燃料，能夠容易地目視確認(rèn)燃料的使用狀況，通過隨動體12以及隨動輔助部件13，即使是在燃料的消耗速度快或管狀等燃料收容容器直徑粗的情況下，隨動體12也能不會發(fā)生隨動中斷地移動，由此可以適應(yīng)液體燃料的體積減少，而且即使在由于燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)而使液體燃料被加熱時也可以通過隨動體移動來對應(yīng)體積膨脹，而且因?yàn)橥蛊鸩?3b可以嵌入到隨動體12中，從而可以支撐隨動體12，所以可以防止隨動體12倒下、和與其相伴的液體燃料的溢出。因此，在保管時沒有液體燃料的損失，依靠燃料供給體30的毛細(xì)管力，在從燃料貯藏槽10到各單元電池的每一個中直接液體燃料可以穩(wěn)定而且連續(xù)地供給燃料，而不會發(fā)生逆流、途中中斷。本發(fā)明的燃料盒A不限于所述各實(shí)施方式，可以在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如，燃料電池單元20使用的是圓柱狀，但也可以是角柱狀、板狀的其他形狀，而且與燃料供給體30的連接除了為串聯(lián)連接之外，也可以為并聯(lián)連接。另外，在上述實(shí)施方式中，使用在圖2(a)(d)中所示的止回閥作為燃料流出部，但沒有特別的限定，只要是下述的結(jié)構(gòu)就行可以防止由于氣壓、溫度變化等在燃料收容容器10內(nèi)直接收容的液體燃料F中從燃料供給管31的周邊浸入空氣等異物，而且可以插入有燃料供給體30并將液體燃料供給到燃料供給體30中。另外，在上述實(shí)施方式中，雖然是以直接甲醇型的燃料電池的形式進(jìn)行說明的，但是與燃料電池主體連接自如的燃料盒只要包括收容液體燃料的燃料收容容器、燃料流出部、在液體燃料的后端部密封該液體燃料并且隨著液體燃料消耗而移動的隨動體、以及具有凸起部的隨動輔助部件就行，本發(fā)明不限于所述直接甲醇型的燃料電池，也可以適宜地使用包括改質(zhì)型的高分子改質(zhì)膜型的燃料電池，而且在搭載了大容量(例如，100ml以上)的液體燃料時，在管狀等燃料收容容器直徑變粗的情況下，與此相應(yīng)地使隨動體的量、隨動輔助部件的大小等增加或加大，由此隨動體可以良好地隨動，而不會發(fā)生的隨動中斷。再者，作為燃料電池主體，雖然是通過在由微小碳多孔體構(gòu)成的燃料電極體的外表面部上構(gòu)筑電解質(zhì)層、在該電解質(zhì)層的外表面部上構(gòu)筑空氣電極層來構(gòu)成燃料電池主體，但對燃料電池主體結(jié)構(gòu)并無特別限制，例如，可以是具有下述結(jié)構(gòu)的燃料電池主體以具有導(dǎo)電性的碳質(zhì)多孔體作為基材，具有在該基材的表面上形成電極/電解質(zhì)/電極的各層而得到的單元電池或?qū)?個以上的該單元電池連接而得到的連接體，具有通過燃料供給體使液體燃料浸透到所述基材中的構(gòu)成，并且在基材的外表面上形成的電極面暴露于空氣中。實(shí)施例其次，通過實(shí)施例和比較例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例13分別制造了具有如下所述的構(gòu)成以及隨動體、隨動輔助部件、填充了2g液體燃料(70wtX甲醇液，比重為0.87)的燃料盒，比較例1制造了具有如下所述的構(gòu)成以及隨動體、填充了2g液體燃料(70wtX甲醇液，比重為0.87)的燃料盒，從各實(shí)施例以及比較例的燃料排出孔以0.2ml/分的速度排出液體燃料，用下述評價方法對排出性、隨動體的穩(wěn)定性進(jìn)行評價。將它們的結(jié)果示于表2中。(燃料收容容器的構(gòu)成管l)管l:長100mm、外徑5.4mm、內(nèi)徑4.0mm、聚丙烯制擠出管燃料排出部(止回閥，基于圖2):長5mm、外徑4mm、內(nèi)徑lmm、硅橡膠制液體燃料70wt^甲醇溶液(比重為0.87)(隨動體A的組成)使用具有以下的配合組成的凝膠狀隨動體(比重為0.90)。礦物油DianaProcessOilMC—W90(出光興產(chǎn)公司制造)93重量份疏水性二氧化硅AerosilR—974D6重量份(日本Aerosil公司制造，BET表面積200m2/g)硅系表面活性劑SILWETFZ—21711重量份(日本Unicar公司制造)(隨動體B的組成)使用具有以下的配合組成的凝膠狀隨動體(比重l.O)。硅油KF—9630，000(信越Silicones公司制造)93重量份疏水性二氧化硅AerosilR—974D6重量份(日本Aerosil公司制造，BET表面積200m2/g)硅氧烷系表面活性劑SILWETFZ—21711重量份(日本Unicar公司制造)(隨動體C的組成)使用具有以下配合組成的凝膠狀隨動體(比重l.O)。聚丁烯NissanPolybutene015N(日本油脂公司制造，MW=580)94重量份疏水性二氧化硅AerosilR—974D5重量份(日本Aerosil公司制造，BET表面積200m2/g)硅系表面活性劑SILWETFZ—21101重量份(日本Unicar公司制造)隨動輔助部件(基于圖1)材質(zhì)聚丙烯制，主體部形狀圓柱狀，凸起部形狀圓柱狀，主體部+凸起部結(jié)構(gòu)全長7mm(為隨動體全長的40%)，凸起部長3mm，比重0.5截面面積燃料收容容器10的徑向的截面面積的40%(排出性的評價方法)排出性以下述的基準(zhǔn)進(jìn)行評價評價基準(zhǔn)〇填充的燃料全部能夠被排出。燃料80%以上能夠被排出。X:燃料的排出量為50%以下。(隨動體的穩(wěn)定性的評價方法)將各管橫向配置，在加熱至50'C的條件下從高30mm的高度橫向落下三次，以下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。評價基準(zhǔn)〇隨動體沒有變形。隨動體發(fā)生變形。X:隨動體脫落，燃料泄漏。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>由上述表2的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，處于本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例13與處于本發(fā)明范圍外的比較例1相比，排出性以及隨動體的穩(wěn)定性優(yōu)良。具體地說，在實(shí)施例13和比較例1中，隨著燃料消耗，隨動體發(fā)生移動，燃料可以完全消耗，但是發(fā)現(xiàn)，在穩(wěn)定性試驗(yàn)中，對于象比較例1那樣沒有具有凸起部的隨動輔助部件來說，隨動體的穩(wěn)定性差。本發(fā)明中的燃料盒，可以適用于作為手機(jī)、筆記本電腦、PDA、數(shù)字照相機(jī)以及電子筆記本等便攜式電子設(shè)備的電源使用的小型燃料電池。權(quán)利要求1.一種與燃料電池主體連接自如的燃料盒，其特征在于，該燃料盒中包括收容液體燃料的燃料收容容器；燃料流出部；在液體燃料的后端部密封該液體燃料并且隨著液體燃料消耗而移動的隨動體；并且，在該隨動體中插入無流動性且相對于液體燃料為不溶性的隨動輔助部件，而且在該隨動輔助部件的上端部形成至少一個以上的凸起部。全文摘要一種與燃料電池主體連接自如的燃料盒，在該燃料盒中包括收容液體燃料的燃料收容容器；燃料流出部；在液體燃料的后端部密封該液體燃料并且隨著液體燃料消耗而移動的隨動體；并且，該隨動體中插入無流動性且相對于液體燃料為不溶性的隨動輔助部件，而且在該隨動輔助部件的上端部形成至少一個以上的凸起部。文檔編號B65D83/00GK101111962SQ20068000392公開日2008年1月23日申請日期2006年1月27日優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日發(fā)明者椛澤康成,神谷俊史申請人:三菱鉛筆株式會社;卡西歐計(jì)算機(jī)株式會社