專利名稱：燃料電池用燃料盒以及燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池用燃料盒(fuel cartridge)以及使用這種燃料盒的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以前，為了向具備從液體燃料輸出電能的燃料電池的燃料電池單元(unit)供給液體燃料，已知是通過(guò)經(jīng)由燃料盒向設(shè)置于燃料電池單元中的貯存罐補(bǔ)給燃料來(lái)達(dá)到的。這種燃料盒是在用人手按壓就可以變形的盒體內(nèi)直接收容液體燃料、并在盒體的一端設(shè)置燃料流出用的閥門部而構(gòu)成的。其構(gòu)成如下在向燃料電池單元的貯存罐注入燃料時(shí)，在為了使燃料盒的閥門部低于燃料液面而使之倒立的狀態(tài)下，用人手按壓盒體使液體燃料流出，在注入后通過(guò)解除對(duì)盒體的按壓而使盒體返回原始狀態(tài)時(shí)，使外氣從燃料電池單元側(cè)逆流。
另外，對(duì)于在燃料盒被安裝在燃料電池單元上的狀態(tài)下使用的類型來(lái)說(shuō)，為了不管燃料盒的安裝方向怎樣都能取出內(nèi)部的液體燃料，已知有在燃料盒的剛性高的外裝盒體的內(nèi)部設(shè)置內(nèi)袋或者與之對(duì)應(yīng)的物品、在內(nèi)袋或者其對(duì)應(yīng)物內(nèi)收容液體燃料的技術(shù)方案(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
特開2003-308871號(hào)公報(bào)然而，當(dāng)使用將液體燃料直接收容于盒體內(nèi)部的燃料盒時(shí)，不能夠取出燃料液面的位置低于閥門部的容積部分的燃料。因此，在使用了直接收容液體燃料的燃料盒的燃料電池單元中，存在的問(wèn)題是為了補(bǔ)給燃料，在用人手按壓盒體以將液體燃料注入儲(chǔ)存罐時(shí)，為了吐出幾乎所有的燃料，在燃料盒的安裝上會(huì)產(chǎn)生方向性的問(wèn)題，操作性和使用方便性變差，經(jīng)常會(huì)發(fā)生盒體內(nèi)的燃料不能用完的情況。
并且，在將這種燃料盒安裝在燃料電池單元上、并使用燃料電池單元一側(cè)的泵吸出燃料的情況下，存在不能夠取出燃料液面的位置低于閥門部的容積部分的燃料的問(wèn)題。
并且，對(duì)于在有剛性的外裝盒體的內(nèi)部設(shè)置內(nèi)袋來(lái)收容液體燃料的燃料盒，存在不能夠以人手將液體燃料注入燃料電池單元的貯存罐的問(wèn)題，將這種燃料盒安裝在燃料電池單元上、和以人手注入燃料電池單元的貯存罐這兩種方式不能共同使用，存在燃料盒的使用方便性差的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述迄今為止的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池用燃料盒和使用這種燃料盒的燃料電池系統(tǒng)，不管安裝方向如何都能夠幾乎全部取出內(nèi)部的液體燃料、并且能夠使用通過(guò)人手按壓而注入的類型和用泵吸出的類型這兩種類型。
本發(fā)明的燃料電池用燃料盒具備由柔韌性的材料構(gòu)成且在內(nèi)部填充了液體燃料的內(nèi)袋；設(shè)置于內(nèi)袋的燃料流出用的閥門；以及僅使閥門露出于外部并收納內(nèi)袋、并且用手可以變形且可以自己復(fù)原為原先形狀的外裝盒。
根據(jù)這種構(gòu)造，因?yàn)樵谟檬挚梢宰冃尾⑶铱梢宰约簭?fù)原的外裝盒內(nèi)收納了收容液體燃料的柔韌性的內(nèi)袋，因此按壓外裝盒使之變形，能夠通過(guò)外裝盒直接地、或者通過(guò)使外裝盒變形而在外裝盒內(nèi)產(chǎn)生的空氣壓來(lái)按壓內(nèi)袋，由此使液體燃料從閥門吐出；并且由于隨著液體燃料的減少，內(nèi)袋的內(nèi)容積也同時(shí)減少，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)袋內(nèi)的空氣積存，因此能夠與燃料盒的方向或閥門的位置無(wú)關(guān)地幾乎全部取出內(nèi)袋內(nèi)的液體燃料；并且對(duì)于用人手按壓外裝盒體而注入液體燃料的類型和用泵從閥門吸出液體燃料的類型的這兩種類型都能夠照原樣使用。
另外，如果在外裝盒體上設(shè)置當(dāng)外裝盒體復(fù)原到原先的形狀時(shí)吸入外氣的被動(dòng)閥(passive valve)，則在按壓外裝盒體而吐出液體燃料后、外裝盒體復(fù)原到原先的形狀時(shí)自動(dòng)吸入相當(dāng)于液體燃料的吐出體積的外氣后外裝盒體內(nèi)被關(guān)閉，因此在使液體燃料吐出時(shí)，僅僅單純地重復(fù)按壓外裝盒體就可以了，使用方便性良好。
另外，如果構(gòu)成為在外裝盒體上設(shè)置在外裝盒體復(fù)原到原先的形狀時(shí)吸入外氣的開口時(shí)，則在按壓外裝盒體而吐出液體燃料時(shí)通過(guò)用手指等按壓使該開口關(guān)閉，能夠順利地吐出液體燃料，而且因?yàn)闆]有設(shè)置如上所述的被動(dòng)閥，所以能夠廉價(jià)地構(gòu)成。
另外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)是由上述燃料電池用燃料盒、和從由該燃料電池筒供給的液體燃料輸出電能的燃料電池而構(gòu)成的，能夠發(fā)揮由于使用上述燃料電池用燃料盒而帶來(lái)的效果。
根據(jù)本發(fā)明的燃料電池用燃料盒，因?yàn)橥ㄟ^(guò)按壓外裝盒體使之變形能夠使內(nèi)袋內(nèi)的液體燃料從閥門吐出，并且在內(nèi)袋內(nèi)不產(chǎn)生空氣積存，因此能夠與燃料盒的方向或閥門位置無(wú)關(guān)地幾乎全部取出內(nèi)袋內(nèi)的液體燃料，而且對(duì)于用人手按壓外裝盒體而注入液體燃料的類型和用泵從閥門吸出液體燃料的類型這兩種類型都可以照原樣使用。


圖1表示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的燃料盒，(a)是縱向剖面主視圖，(b)是外裝盒體的按壓時(shí)的狀態(tài)的示意圖，(c)是解除該按壓時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
圖2表示了同一實(shí)施方式的中途使用量的燃料盒，(a)是外裝盒體的按壓時(shí)的狀態(tài)的示意圖，(b)是解除該按壓時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
圖3表示了同一實(shí)施方式的最終使用量的燃料盒，(a)是外裝盒體的按壓時(shí)的狀態(tài)的示意圖，(b)是解除該按壓時(shí)的狀態(tài)的示意圖。
圖4是適用了同一實(shí)施方式的燃料盒的燃料電池系統(tǒng)的全體概略構(gòu)成圖。
符號(hào)說(shuō)明
1 燃料盒2 燃料電池單元10 閥門11 內(nèi)袋12 外裝盒體16 被動(dòng)閥F 甲醇燃料(液體燃料)具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的燃料電池用燃料盒和使用這種燃料盒的燃料電池系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，參照?qǐng)D1～圖4進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4所示，本實(shí)施方式的燃料電池用燃料盒(以下簡(jiǎn)稱為“燃料盒”)1是對(duì)向各種電子設(shè)備3提供電力的燃料電池單元2補(bǔ)給燃料的部件。圖示例中的燃料電池單元2包括結(jié)構(gòu)為在供給甲醇等燃料的陽(yáng)極(anode)和供給氧氣的陰極(cathode)之間介入高分子固體電解質(zhì)、使得能從兩極間取出電能的燃料電池組件(module)4；從內(nèi)部燃料罐5供給燃料至該燃料電池組件4的的燃料供給部6、對(duì)從燃料電池組件4取出的電能進(jìn)行控制的輸出控制部7、和連接燃料電池單元2和電子設(shè)備3的接頭8。
構(gòu)成為在內(nèi)部燃料罐5的注入口設(shè)置雌側(cè)的閥門9，將在燃料盒1上設(shè)置的雄側(cè)的閥門10插入并連接到該閥門9使處于彼此連通的狀態(tài)，在所述狀態(tài)下，從燃料盒1向內(nèi)部燃料罐5內(nèi)注入甲醇燃料進(jìn)行燃料補(bǔ)給。
如圖1所示，燃料盒1具備由柔韌性的材料構(gòu)成且在內(nèi)部充填了甲醇燃料F、并在形成于其一端的吐出11a上設(shè)置有閥門10的內(nèi)袋11；和收納內(nèi)袋11、并且用手可以變形且能夠自我復(fù)原到原先形狀的外裝盒體12。作為內(nèi)袋11的構(gòu)成材料，可以使用尼龍，但從柔軟性和燃料遮斷性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為聚乙烯或聚丙烯。并且，作為外裝盒體12的構(gòu)成材料，從柔軟性和復(fù)原性以及耐燃料性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為聚丙烯或聚乙烯。
閥門10的結(jié)構(gòu)是在形成于閥門主體10a的軸芯部的閥通路10b上配置閥體10c而閉閥，通過(guò)反抗將閥體10c向閉閥方向作用的彈簧10d的作用力、壓入從閥體10c朝向閥通路10b的開口端附近延伸出的軸部10e而開閥。其閥門主體10a的底端部被固定在內(nèi)袋11的吐出口11a的外周部。
外裝盒體12形成為幾乎正好收納內(nèi)袋11的形狀和大小，在其一端的中央部設(shè)置保持筒部13，使閥門主體10a的底端側(cè)的半部插通并保持，同時(shí)使前端部向外部突出。并且，為了確保避免幼兒等誤將閥門10部分放入口中時(shí)的安全性，構(gòu)成為在保持筒部13的外周形成螺絲14，通過(guò)向其螺合螺帽15，使閥門10不直接暴露在外部。
并且，在外裝盒體12的另一端設(shè)置被動(dòng)閥16，其通常處于閉閥狀態(tài)，且僅向外裝盒體12內(nèi)吸入外氣的方向開閥，構(gòu)成為當(dāng)按壓外裝盒體12使之變形時(shí)在關(guān)閉狀態(tài)下使外裝盒體12內(nèi)的空氣壓力上升，此后在解除按壓而復(fù)原到原先的形狀時(shí)使外氣可以被順利地吸入外裝盒體12內(nèi)。
另外，根據(jù)情況可以設(shè)置簡(jiǎn)單的開口(圖中未表示)來(lái)代替被動(dòng)閥16，當(dāng)按壓外裝盒體12使之變形時(shí)，用手指將該開口封閉，當(dāng)復(fù)原到原先的形狀時(shí)通過(guò)開放而吸入外氣。
在以上的構(gòu)成中，當(dāng)從燃料盒1向燃料電池單元2的內(nèi)部燃料罐5補(bǔ)給甲醇燃料F時(shí)，如圖4所示，向燃料電池單元2的閥門9插入燃料盒1的閥門10并連接。由此，閥門9，10開閥使得燃料盒1和內(nèi)部燃料罐5相連通，在這種狀態(tài)下以用手壓縮燃料盒1的外裝盒體12的方式進(jìn)行按壓。
燃料盒1在通過(guò)手壓可以變形且可以自我復(fù)原到原先的形狀的外裝盒體12內(nèi)收納有收容了甲醇燃料F的柔韌性的內(nèi)袋11，因此，如圖1(b)所示，按壓外裝盒體12使之變形，通過(guò)外裝盒體12而直接壓內(nèi)袋11，由此能夠使甲醇燃料F從閥門10吐出。當(dāng)吐出規(guī)定量的甲醇燃料后，解除對(duì)外裝盒體12的按壓，如圖1(c)所示，外裝盒體12自我復(fù)原到原先的形狀，并且此時(shí)被動(dòng)閥16打開，外氣順利地流入外裝盒體12內(nèi)，毫無(wú)困難地完全復(fù)原到了原先的形狀。并且，在這種狀態(tài)下，隨著內(nèi)袋11內(nèi)的甲醇燃料F的減少，內(nèi)袋11的內(nèi)容積也同時(shí)減少，在內(nèi)袋11內(nèi)不產(chǎn)生空氣積存，當(dāng)外裝盒體12與內(nèi)容積減了的內(nèi)袋11之間所產(chǎn)生的空間被外氣充滿后，被動(dòng)閥16關(guān)閉。
當(dāng)進(jìn)一步使甲醇燃料F從燃料盒1吐出時(shí)，再次重復(fù)地按壓外裝盒體12使之變形，則外裝盒體12內(nèi)的空氣被加壓，通過(guò)這個(gè)空氣壓來(lái)按壓內(nèi)袋11，從而能夠使甲醇燃料F從閥門10吐出。當(dāng)甲醇燃料F對(duì)內(nèi)部燃料罐5的補(bǔ)給完成后，通過(guò)將閥門10從閥門9稍微拔出一些，使兩閥門9、10關(guān)閉，直接將燃料盒1從燃料電池單元2取出。
此后當(dāng)再次向燃料電池單元2的內(nèi)部燃料罐5補(bǔ)給甲醇燃料F時(shí)，與上述相同地向燃料電池單元2的閥門9插入燃料盒1的閥門10并連接。通過(guò)按壓外裝盒體12使之變形，如圖2(a)所示，對(duì)外裝盒體12內(nèi)的空氣加壓，通過(guò)該空氣壓來(lái)按壓內(nèi)袋11，從而能夠使甲醇燃料F從閥門10吐出，此后通過(guò)解除對(duì)外裝盒體12的按壓，如圖2(b)所示，外裝盒體12自我復(fù)原到原先的形狀，并且此時(shí)被動(dòng)閥16打開，外氣順利地流入外裝盒體12內(nèi)，毫無(wú)困難地復(fù)原到原先的形狀。
這樣一來(lái)，通過(guò)反復(fù)按壓燃料盒1的外裝盒體12，能夠逐次將內(nèi)袋11內(nèi)的甲醇燃料F吐出，而且在此時(shí)如上所述由于隨著甲醇燃料F的減少，內(nèi)袋11的內(nèi)容積也同時(shí)減少，在內(nèi)袋11內(nèi)不產(chǎn)生空氣積存，能夠與燃料盒1的方向和閥門10的位置無(wú)關(guān)地吐出內(nèi)袋11內(nèi)的甲醇燃料F，并且如圖3(a)，(b)所示，能夠使內(nèi)袋11內(nèi)的甲醇燃料F幾乎完全吐出直至沒有。
另外，在以上的實(shí)施方式的說(shuō)明中，例示了在對(duì)燃料電池單元2補(bǔ)給燃料時(shí)，將燃料盒1連接于燃料電池單元2，用人手按壓這個(gè)燃料盒1的外裝盒體12而將甲醇燃料F注入內(nèi)部燃料罐5的類型，但在下述類型中，也可以照原樣使用這個(gè)燃料盒1，所述類型的構(gòu)成是將燃料盒1存儲(chǔ)在燃料電池單元2內(nèi)部，在存儲(chǔ)狀態(tài)下閥門10開閥，用燃料電池單元2內(nèi)部的泵經(jīng)由閥門10而將內(nèi)袋11內(nèi)的甲醇燃料F吸出。
并且，由于上述實(shí)施方式中在外裝盒體12上設(shè)置了被動(dòng)閥16，如上所述，在外裝盒體12復(fù)原到原先的形狀時(shí)，相當(dāng)于甲醇燃料F的吐出容積部分的外氣被自動(dòng)吸入后，外裝盒體12內(nèi)被封閉，能夠僅僅簡(jiǎn)單重復(fù)對(duì)外裝盒體12的按壓而逐次使甲醇燃料被吐出，因此使用方便性好，但也可以構(gòu)成為簡(jiǎn)單地在外裝盒體12上設(shè)置吸入外氣的開口(圖中未表示)，在這種情況下，在按壓外裝盒體12使甲醇燃料吐出F時(shí)，通過(guò)用手指等按住該開口(圖中未表示)使之關(guān)閉，能夠沒有障礙地使甲醇燃料F吐出，而且由于在這種情況不設(shè)置被動(dòng)閥16，能夠廉價(jià)地構(gòu)成。
本發(fā)明的燃料電池用燃料盒是，通過(guò)按壓外裝盒體使之變形，能夠使內(nèi)袋內(nèi)的液體從閥門吐出，并且不產(chǎn)生內(nèi)袋內(nèi)的空氣積存，因此能夠與燃料盒的方向和閥門的位置無(wú)關(guān)地使內(nèi)袋內(nèi)的液體燃料幾乎全部被取出，而且可以照原樣使用以人手按壓外裝盒體而注入液體燃料的類型和以泵從閥門吸出液體燃料的類型這兩種類型，因此，對(duì)于手機(jī)和筆記本電腦等攜帶電子設(shè)備的燃料電池系統(tǒng)是有用的。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池用燃料盒，其特征在于，具備由柔韌性的材料構(gòu)成且內(nèi)部填充了液體燃料的內(nèi)袋；設(shè)置在內(nèi)袋上的燃料流出用的閥門；和僅使閥門暴露在外部而收納內(nèi)袋、并且用手就可以變形且可以自我復(fù)原為原先形狀的外裝盒體。
2.權(quán)利要求1所述的燃料電池用燃料盒，其特征在于，在外裝盒體上設(shè)置當(dāng)外裝盒體復(fù)原為原先形狀時(shí)吸入外氣的被動(dòng)閥。
3.權(quán)利要求1所述的燃料電池用燃料盒，其特征在于，在外裝盒體上設(shè)置當(dāng)外裝盒體復(fù)原為原先形狀時(shí)吸入外氣的開口。
4.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，由權(quán)利要求1所述的燃料電池用燃料盒、和從由該燃料盒所供給的液體燃料輸出電能的燃料電池而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種與安裝方向無(wú)關(guān)地能夠?qū)?nèi)部的液體燃料幾乎全部取出、并且對(duì)于用人手按壓而注入的類型和用泵吸出的類型這兩種類型都能夠使用的燃料電池用燃料盒。所述燃料電池筒具備由柔韌性的材料構(gòu)成且在內(nèi)部填充了液體燃料F的內(nèi)袋(11)；設(shè)置在內(nèi)袋(11)上的燃料流出用閥門(10)；和僅將閥門(10)暴露于外部而將內(nèi)袋(11)收納、并且用手就可以變形且可以自我復(fù)原到原先形狀的外裝盒體(12)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101026245SQ20071007899
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者高津克巳 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社