燃料盒的制作方法

专利名称：燃料盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料盒，更具体地说，涉及可以适用于作为手机、笔记本
电脑、PDA、数字照相机以及电子笔记本等便携式电子设备的电源使用的 小型燃料电池的燃料盒。
背景技术：
一般来说，燃料电池包括燃料电池单元、燃料供给部和空气供给部， 其中所述燃料电池单元由空气电极层、电解质层和燃料电极层层叠而成， 所述燃料供给部用于向所述燃料电极层供给作为还原剂的燃料，所述空气 供给部用于向所述空气电极层供给作为氧化剂的空气，所述燃料电池是通 过燃料与空气中的氧在燃料电池单元内发生电化学反应，从而在外部得到 电力的电池，并且该燃料电池已被开发成各种各样的形式。
近年来，随着对环境问题和节约能源的意识的提高， 一直在研究将作 为清洁能源的燃料电池用于各种用途，特别是仅通过直接供给含有甲醇和 水的液体燃料就能发电的燃料电池一直受到关注(例如，参照专利文献1 和2)。
其中，已知有利用了毛细管力供给液体燃料的各种液体燃料电池等(例 如，参照专利文献3及4)。
这些专利文献中记载的液体燃料电池由于是利用毛细管力而将液体燃 料从燃料罐向燃料极供给，因此不需要压送液体燃料的泵等，在进行小型 化时具有优势。
但是，这样的设置在燃料储存槽上并仅利用了多孔体和/或纤维束体 的毛细管力供给燃料的液体燃料电池在结构上适用于小型化，但燃料以直 接液体状态向燃料极供给，所以在搭载于小型便携设备中、在电池部的前 后左右或上下不断地变化的使用环境下，在长时间使用期间，会发生燃料 的随动性不完全，燃料供给被切断等弊端，成为阻碍向电解质层恒定地供 给燃料的原因。
4还有，作为这些缺点的解决方法的之一，例如已知有一种燃料电池系 统，其利用毛细管力将液体燃料导入单元内后，液体燃料经燃料气化层气 化后再使用(例如，参照专利文献5)，但具有下述问题，作为基本问题的 燃料的随动性不足并没有得到改善。还有，这种结构的燃料电池是在将液 体气化后作为燃料使用的系统，因此存在小型化困难等问题。
因此，在现有的燃料盒中，能够维持燃料的随动性，并且能以稳定的 状态供给液体燃料，并具有迫切希望可搭载到便携式设备上的程度的小型 化的现状。
专利文献l:日本特开平5 — 258760号公报(权利要求书、实施例等) 专利文献2:日本特开平5—307970号公报(权利要求书、实施例等) 专利文献3:日本特开昭59 —66066号公报(权利要求书、实施例等) 专利文献4:日本特开平6—188008号公报(权利要求书、实施例等) 专利文献5:日本特开2001 — 102069号公报(权利要求书、实施例等)

发明内容
本发明是鉴于上述现有的燃料盒中的问题以及现状、为了解决上述问 题而做出的，例如，其目的是提供一种下述的耐振动性优良的燃料盒，即 使对燃料盒施加剧烈的振动，也可以维持液体燃料的随动性，同时稳定地 供给液体燃料，特别是，其目的是提供一种下述的燃料盒，即使在液体燃 料的内容量变为大容量、燃料盒直径变粗的情况下，也能向燃料电池主体 稳定地供给直接液体燃料，而且在保管时也没有液体燃料的损失，并且耐 振动性优良。
本发明者等就上述现有的课题等进行了锐意的研究，结果成功地得到 了上述目的与燃料电池主体连接自如的燃料盒，从而完成了本发明，该燃
料盒中具备收容液体燃料的燃料收容容器、燃料流出部、在液体燃料的 后端部具有特定物性的随动体、特定结构的随动辅助部件和盖部件。 艮口，本发明由下述(1) (17)构成。 (1) 一种与燃料电池主体连接自如的燃料盒，其特征在于，该燃料盒
中包括具备收容液体燃料的燃料收容容器；燃料流出部；以及在液体燃 料的后端部密封该液体燃料且随着液体燃料的消耗而移动的随动体；并且，该随动体中设有无流动性且相对于液体燃料为不溶性的随动辅助部件、和 无流动性且相对于液体燃料为不溶性的盖部件。
(2) 根据上述(1)所述的燃料盒，随动辅助部件和盖部件通过连接 部件连接在一起。
(3) 根据上述(1)或(2)所述的燃料盒，随动辅助部件和盖部件之
间的距离为燃料收容容器内面的直径或宽度的50 200%。
(4) 根据上述(1) (3)中任一项所述的燃料盒，随动体由从相对 于液体燃料为不溶性或难溶性的液体、以及该液体的凝胶状物中选择的至 少一种构成。
(5) 根据上述(4)所述的燃料盒，不溶性或难溶性的液体包含不发 挥性或难发挥性有机溶剂，不溶性或难溶性的液体的凝胶状物包含含有不 发挥性或难发挥性有机溶剂和增稠剂的物质。
(6) 根据上述(5)所述的燃料盒，不发挥性或难发挥性有机溶剂是 从聚丁烯、矿物油、硅油、和液体石蜡中选择的至少一种。
(7) 根据上述(5)所述的燃料盒，增稠剂是从苯乙烯系热塑性弹性 体、氯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性 体、聚酯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、磷酸酯的钙盐、二氧 化硅微粒、乙酰基烷氧基铝二烃基化合物中选择的至少一种。
(8) 根据上述(1) (7)中任一项所述的燃料盒，随动辅助部件具 有为燃料收容容器的径向的截面积的50%以上的截面积。
(9) 根据上述(1) (8)中任一项所述的燃料盒，盖部件具有为燃 料收容容器的径向的截面积的50%以上的截面积。
(10) 根据上述(1) (9)中任一项所述的燃料盒，随动辅助部件 具有与燃料收容容器的径向的截面形状相似的截面形状。
(11) 根据上述(1) (10)中任一项所述的燃料盒，盖部件具有与 燃料收容容器的径向的截面形状相似的截面形状。
(12) 根据上述(1) (11)中任一项所述的燃料盒，随动辅助部件 及/或盖部件是固形物、中空结构体或多孔材质体中的任一种。
(13) 根据上述(2) (12)中任一项所述的燃料盒，随动辅助部件、 盖部件及连接部件由随动体及相对于液体燃料为不溶性的材料或难挥发性的材料构成。
(14) 根据上述(1) (13)中任一项所述的燃料盒，在盖部件中设 有用于填充随动体的贯通孔。
(15) 根据上述(14)所述的燃料盒，在盖部件中设有用于填充随动 体的排气的空隙。
(16) 根据上述(1) (15)中任一项所述的燃料盒，液体燃料是从 甲醇液、乙醇液、二甲醚(DME)、甲酸、肼、氨液、乙二醇、硼氢化钠水 溶液、蔗糖水溶液中选择的至少一种。
(17) 根据上述(1) (16)中任一项所述的燃料盒，燃料收容容器 的至少接触液体燃料的壁面的表面自由能被调整成比液体燃料的表面自由 能低。
根据本发明，可以提供一种耐振动性优良的燃料盒，其在保管时没有 液体燃料的损失，而且能向燃料电池主体稳定地供给液体燃料，尤其是即 使在液体燃料的内容量变为大容量、燃料盒直径变粗的情况下，也能稳定 地向燃料电池主体供给直接液体燃料。


图1 (a)是用纵剖面状态表示本发明的实施方式的一例的燃料盒的概 略剖面图，(b)为其平面图。
图2 (a) (h)是表示本发明的第1实施方式的燃料流出部所具备的 阀体结构的图示，(a)为阔体的立体图，(b)为阀体的平面图，(c)为阀体 的纵剖面图，(d)为适配器的平面图，(e)为适配器的纵剖面图，(f)为将 阀体装填在适配器中的状态的平面图，(g)为将阀体装填在适配器中的状 态的纵剖面图，(h)为燃料盒的纵剖面图。
图3 (a) (c)为表示随动辅助部件及盖部件的另一形态的横剖视图、 平面图、立体图。
图4 (a) (c)为表示随动辅助部件及盖部件的另一形态的横剖视图、 平面图、立体图。
图5 (a) (c)为表示随动辅助部件及盖部件的另一形态的主视图、 平面图、立体图。图6 (a) (C)为表示随动辅助部件及盖部件的另一形态的主视图、 平面图、立体图。
图7 (a) (c)为表示随动辅助部件及盖部件的另一形态的横剖视图、 平面图、立体图。
图8为表示将图1的燃料盒与燃料电池主体连接而作为燃料电池使用 的状态的一例的概略剖面图。
图9 (a)以及(b)为用于说明燃料电池单元的立体图和纵剖面图。
图10为用纵剖面状态表示将本发明的燃料盒安装于燃料电池主体上之 前的状态的概略剖面图。
图11为用纵剖面状态表示将本发明的燃料盒安装于燃料电池主体上的 状态的概略剖面图。
图12 (a)为用纵剖面状态表示本发明的实施方式的另一例的燃料盒的 概略剖面图，(b) (d)为表示所用的随动辅助部件、盖部件及连接部件 的主视图、平面图、立体图。是其平面图。
图13 (a) (c)为表示随动辅助部件、盖部件及连接部件的另一状 态的主视图、平面图、立体图。
图14 (a) (c)为表示随动辅助部件、盖部件及连接部件的另一状 态的主视图、平面图、立体图。
图15 (a) (c)为表示随动辅助部件、盖部件及连接部件的另一状 态的主视图、平面图、立体图。
图16 (a) (c)为表示随动辅助部件、盖部件及连接部件的另一状 态的主视图、平面图、立体图。
图17 (a) (c)为表示随动辅助部件、盖部件及连接部件的另一状 态的主视图、平面图、立体图。
符号说明
A 燃料盒
F 液体燃料
10燃料收容容器.
11燃料流出部20随动体
21随动辅助部件
22 盖部件 23连接部件
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1 图2表示示出本发明的基本实施方式的燃料盒A的基本形态(第 1实施方式)。
本第1实施方式的燃料盒A与燃料电池主体连接自如，其具有收容 液体燃料F的管状燃料收容容器10、燃料流出部11、在液体燃料F的后端 部密封该液体燃料且随着液体燃料的消耗而移动的随动体12，而且，该随 动体20中设有无流动性的固体状并相对于液体燃料为不溶性的随动辅助部 件21以及无流动性的固体状并相对于液体燃料为不溶性的盖部件22。
作为上述管状燃料收容容器10，优选的是由相对于被收容的液体具有 保存稳定性、耐久性、气体不透过性(对氧气、氮气等的气体不透过性)、 而且具有能够从外部目视确认液体燃料的剩余量的光线透过性的材料构 成。
作为燃料收容容器10，例如在不要求光线透过性的情况下，可以列举 出铝、不锈钢等金属，光线不透过性例如可以列举出有色的合成树脂或玻 璃等，但从前述的液体燃料的剩余量的目视确认性、气体不透过性、制造 或组装时的成本降低以及制造的容易性等方面考虑，可列举出优选由含有 下述树脂中的单独一种或两种以上的单层结构、或包含一层以上的具有至 少一种以上的下述树脂的层的多层的多层结构形成，上述树脂是具有上述 各特性的聚丙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚树脂、聚丙烯腈、尼龙、赛 璐玢、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚 氯乙烯等。在为多层结构的情况下，如果至少一层是由具有上述性能(气 体透过度)的树脂构成，则即使其余的层即使由并非上述的通常的树脂构 成，在实际使用上也没有问题。这种多层结构的管可以通过挤出成形、注 射成形、共挤出成形等来制造。
9作为上述管状燃料收容容器IO的大小，没有特别限定，内径可以设定
为5 50mm，长度可以设定为30 200mm，更进一步，内径可以设定为10 50mm。
燃料流出部11中具备用于将筒状的燃料收容容器10的内部和外部的 连通进行密封的阀体12，在本实施方式中为将闽体12直接或经由阀体适配 器收纳在燃料流出部11内的结构。该阀体12具有与书写用具等中使用的 部件同样的结构，如图2 (a) (c)所示，能够防止空气等异物从后述的 燃料供给管周边侵入直接收容在燃料收容容器10内的液体燃料F中。
该阀体12通过插入液体燃料供给部件使燃料收容容器10和内部连通， 并具有将燃料收容容器10内部的液体燃料F供给至外部的直线状的狭缝构 成的连通部13、和包围连通部13的周围的阀体外缘部14。在将所述阀体 12收纳在燃料流出部11或阀体适配器16内时，通过从阀体外缘部14的周 围在径向上压缩阀体12，从而使压縮力作用到所述连通部13上，在本实施 方式中设置狭缝13，该狭缝13如图2 (b)所示为椭圆形状，为在短径方 向x具有切口的连通部，如果与短径方向x不同的方向的应力、例如与短 径方向x正交的长径方向y的应力施加到阀体12上，则作用到压缩外缘部 14而将狭缝13关闭的方向上。
再有，以直线状的狭缝形成上述连通部13，但只要形成通过插入液体 燃料供给部件而使燃料收容容器10和内部连通、能够将燃料收容容器10 内部的液体燃料F供给至外部的结构，就没有特别限定，也可以形成十字 状或放射状的狭缝、形成多个狭缝且各狭缝在同一处交叉的结构、圆孔状、 矩形孔状。优选上述直线状的狭缝。此外，对于外缘部14的形状没有特别 限定，如上述形态所示，除了椭圆形状以外，还可形成圆形状。
在该阀体12的内面侧，为了在插入液体燃料供给部件时能够顺利地插 入，优选朝燃料收容容器10的内部形成凸状的锥形面(突起)15，特别优 选在锥形面15上设置有连通部13。
在所述燃料流出部ll中，设有图2 (d)、 (e)所示的适配器16，适配 器16被形成为筒状，其由在其内周面形成了止动(stopper)部16a、 16a 的主体部16b、和形成了筒状的固定部件16c构成，在止动部16a和固定部 件16c之间夹持上述构成的阀体12。
10关于阀体12和适配器16的组合，如图2所示，可列举椭圆形状的狭 缝阀和圆形状的适配器的情况，此外，相反，也可以设定为圆形状的狭缝 阀和椭圆形状的适配器，在这种情况下，需要将狭缝阀的狭缝方向设定为 适配器的长径。
通过此结构的阀体12，形成在停止使用(未使用)时也能防止空气等 异物的侵入的结构。这是为了防止因空气等的侵入而使液体燃料收容容器 10内的压力增大等造成的燃料泄漏、喷出等事故。
作为该阀体12、适配器16，从更有效地防止液体燃料泄漏这点考虑， 在上述结构等中，优选由相对于液体燃料F气体透过性低的材料构成，并 且由JIS K6262-1997中规定的压縮永久变形率在20%以下的材料构成。
作为这些阀体12、适配器16的材料，只要是对收容的液体燃料F有保 存稳定性、耐久性、气体不透过性、可以与燃料供给管密合的弹性，并具 有上述特性，就没有特别的限定，可以列举出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共 聚树脂、聚丙烯腈、尼龙、赛璐玢、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、 聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯等合成树脂；天然橡胶、异戊二烯橡 胶、丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、1， 2 —聚丁二烯橡胶、苯乙烯一丁
二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、乙烯一丙烯橡胶、氯磺 化聚乙烯橡胶、丙烯酸橡胶、表氯醇橡胶、聚硫橡胶、硅橡胶、氟橡胶、
聚氨酯橡胶等橡胶、热塑性弹性体；可以由通常的注射成形或硫化成形等 制造。
作为所使用的液体燃料F，可以列举出由甲醇和水组成的甲醇溶液，但 只要是在后述的燃料电极体中能从作为燃料而供给的化合物中高效率地得 到氢离子(H+)和电子(e—)就可以，对液体燃料无特别的限制，而且虽 然与燃料电极体的结构等有关，但也可以使用例如二甲醚(DME)、乙醇液、 甲酸、肼、氨液、乙二醇、硼氢化钠水溶液、蔗糖水溶液等液体燃料。
另外，对于这些液体燃料的浓度而言，根据燃料电池的结构、特性等 可以使用各种浓度的液体燃料，例如可以使用1 100%浓度的液体燃料。
随动体20与收容在燃料收容容器10中的液体燃料F的后端面接触， 将该液体燃料F密封，并且通过燃料收容容器10内的液体燃料F从燃料流 出部11供给至燃料电池等中，随着所移动的液体燃料F的后端面而移动，可防止燃料收容容器10内的液体燃料F从与燃料收容容器10中的燃料流 出部11的相反侧、即随动体20—侧从漏出、蒸发，同时还可防止空气侵 入液体燃料中。
作为该随动体20，要求相对于液体燃料F不溶解、不扩散。如果相对 于液体燃料F发生溶解、扩散时， 一般认为，不仅作为燃料储存槽的燃料 收容容器10中的液体燃料漏出、蒸发掉而不会起到燃料储存槽的作用，而 且构成随动体12的物质通过液体燃料F而浸入到燃料电池主体的燃料极 中，会给反应带来不良影响。考虑这些条件而对本发明中使用的随动体20 的优选特性等进行选择。
作为可以使用的随动体20，由相对于液体燃料F为不溶性或者难溶性 的液体构成，或者由这些液体的凝胶状物构成，而且优选随动体的比重为 液体燃料F的比重的90% 200%。
作为不溶性或者是难溶性的液体，例如是从聚丁烯、矿物油、聚乙二 醇、聚酯、硅油、液体石蜡等不挥发性或难挥发性有机溶剂中选择的至少 一种。
作为可以使用的聚丁烯，例如可以列举出市售品Nissan Polybutene N (日本油脂公司制)、LV —7、 LV—IO、 LV_25、 LX—50、 LV—100、 HV —15、 HV_35、 HV—50、 HV—IOO、 HV — 300、 HV—1900、 HV — 3000 (以上产品为日本石油化学公司制)、35R (出光兴产公司制)等；作为矿 物油，例如可以列举出市售品Diana Process Oil MC—W90、 PS—430、 PS 一90 (以上产品为出光兴产公司制)等。
作为硅油，可以列举出KF_96 0.65 30，000(以上产品为信越Silicones 公司制)等。
这些不挥发性或难挥发性有机溶剂可以使用一种，或者两种以上组合 使用。
另外，不溶性或难溶性的液体的凝胶状物包含含有所述不发挥性或难 发挥性有机溶剂和增稠剂的物质。
作为所使用的增稠剂，只要是在所述不发挥性或难发挥性有机溶剂中 可溶或溶胀，且能够将不溶性或难溶性的液体制成凝胶状物即可，例如可 以使用从苯乙烯系热塑性弹性体、氯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性
12弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性 弹性体、磷酸酯的钙盐、二氧化硅微粒、乙酰基烷氧基铝二烃基化合物、 脂肪酸金属盐和改性粘土中选择的至少一种。
苯乙烯系热塑性弹性体(SBC)是具有聚苯乙烯嵌段和橡胶中间嵌段， 且聚苯乙烯部分形成物理交联(域)而成为交联点、中间的橡胶嵌段为制
品提供橡胶弹性的热塑性弹性体(TPE)，可以采用通过硬链段聚苯乙烯(S) 和软链段聚丁二烯(B)、聚异戊二烯(1)、乙烯和丁烯(EB)、乙烯和丙烯 (EP)、乙烯基一聚异戊二烯(V—I)等组合而构成的S—B —S、 S—I —S、 S — EB — S、 S—EP—S、 V—SI — S等直链状(线型)、放射状(径向型)、 以及它们的加氢产物。
可以使用的氯乙烯系热塑性弹性体(TPVC)是硬链段使用了 PVC、 NBR等、软链段使用了PVC的TPE;烯烃系热塑性弹性体(TPO)是硬链 段使用聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃、软链段使用了 EPDM等的TPE。
另夕卜，可以使用的聚酰胺系热塑性弹性体(TPAE)是以尼龙为硬链段、 并且在其中以聚酯或多元醇(PTMG或PPG)为软链段的嵌段共聚物等； 聚酯系热塑性弹性体(TPEE)是硬链段使用了高熔点且高结晶的芳香族聚 酯例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、软链段使用了玻璃化转变温度低(例 如，一7(TC以下)的非晶性聚醚例如聚四亚甲基醚二醇(PTMG)的多嵌段 聚合物、或软链段使用了脂肪族聚酯的类型等的TPE;聚氨酯系热塑性弹 性体(TPU)可以列举出在分子内有部分交联的不完全可塑类型、和由完 全是线状的高分子体构成的完全热塑性类型等，由二异氰酸酯和短链二醇 构成的聚合物链成为硬链段，由二异氰酸酯和多元醇构成的聚合物链成为 软链段。依据二异氰酸酯、长链和短链多元醇的种类、含量的不同，可以 制成各种聚合物，从而可以使用己内酯型、己二酸型、聚四亚甲基醚二醇 型[PTMG型(或醚型)]等。
作为二氧化硅微粒可使用疏水性二氧化硅(作为市售品，有Aerosil R —974D，日本Aerosil公司制)等。
这些增稠剂可以使用一种或组合使用两种以上。
对于由含有这些不发挥性或难发挥性有机溶剂和增稠剂的凝胶状物构 成随动体，相对于随动体的总量，不发挥性或难发挥性有机溶剂适宜设定为70 99.8重量％(以下，简称°/。)，优选为85 99.5%，更优选为87 99.5%; 增稠剂适宜设定为0.2 30%，优选为0.5 15%，更优选为0.5 10%。
如上所述，可以使用的随动体20由不溶性或难溶性的液体构成，或者 由这些液体的凝胶状物构成，从即使在将燃料盒直径变粗的情况下也可以 进一步提高随动性从而稳定地供给液体燃料的方面考虑，优选由液体的凝 胶状物构成，而且，从随着燃料的消耗能够有效地随动的方面考虑，优选 随动体的比重为液体燃料F的比重的90% 200%，更优选为95% 150%。 本发明中，根据所使用的液体燃料的种类及其浓度，随动体20的比重 有所变动。也就是说，所用的各液体燃料及其浓度的比重如下表l所示。 [表1]_(各液体燃料的比重)_
液体燃料种类比重(g/cc)
甲醇0.79
乙醇0.79
二甲醚0.661
甲酸1.241
肼1.00
氨水(浓度25%)约1.00
乙二醇1,10
硼氢化钠水溶液(浓度5%)1.05
蔗糖水溶液(浓度10%)1.00
(甲醇的沐i度和比重)
甲醇的浓度(wt%)比重(g/cc)
00.998
100.982
200.967
300.952
400.935
500.916
600.895
700.872
800.847
900.820
1000.792
14在本发明中，在例如使用70%的甲醇(比重为0.872)作为液体燃料F
的情况下，由不溶性或难溶性的液体构成的随动体或者由这些液体的凝胶
状物构成的随动体的比重优选设定为0.785 1.744，更优选为0.785 1.308， 而在使用DME (比重为0.661)作为液体燃料F的情况下，随动体的比重 优选设定为0.595 1.322，更优选为0.5915 0.9915。
在本发明中，因为燃料电池所使用的液体燃料F的比重(大部分为1 以下)小，因此在制作成为所使用的上述优选的比重范围的随动体时，可 通过将所述不溶性或难溶性的液体的种类及其使用量、增稠剂及其使用量、 以及其制法等进行适当的组合来进行制备。
另外，上述构成的随动体的使用量应该从良好的随动性、落下时的耐 冲击性的方面来确定，特别优选是所使用的液体燃料F的封入量(重量比 为1)的0.01 0.5倍，更优选为0.1 0.2倍。例如，在将70G/。的甲醇液2ml 作为液体燃料F填充于收容容器中时，随动体的量优选设定为0.2 0.4ml。
本发明中使用的随动辅助部件21为无流动性的固形状的物体，且相对 于液体燃料为不溶性、而且被插入在随动体20中。
该随动辅助部件21是为了下述目的而配备的，即，即使在燃料的消耗 速度快或为了搭载大量液体燃料而使用了管状等燃料收容容器的直径粗的 情况下，随动体i2的随动也不会发生随动中断、能够良好地随动；此外， 通过后述的盖部件22，即使对燃料盒施加剧烈的振动，也能防止随动体20 的变形或随动体20从液体燃料F的后端面的剥离，从而可用于稳定地向燃 料电池主体供给直接液体燃料。
作为该随动辅助部件21的材质例如可以列举出由聚丙烯、乙烯-乙烯醇 共聚树脂、聚丙烯腈、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙 烯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯、各种橡胶等构成的材质，优选的是，可以使 用由这些材质构成的固形物或其中空结构体、多孔材质体等。在本实施方 式中，虽未图示但采用了多孔材质体。
关于随动辅助部件21的形状，可以列举出圆柱状、四角柱状、三角 柱状、球状等，从进一步发挥本发明的效果的方面考虑，优选具有与燃料 盒的截面相似的形状，此外，其全体的长度(高度)优选为随动体20的全 长的30 70%。从在燃料的消耗速度快或者为了搭载大量的液体燃料而将燃料收容容 器的直径变大的情况下也能发挥良好的随动性等方面考虑，所使用的随动 辅助部件21优选具有为燃料收容容器20的径向的截面积的50%以上的截
面积，更优选为80 95%的截面积。另外，随动辅助部件21可以是插入在 由不溶性或难溶性的液体或该液体的凝胶状物构成的随动体20中，或者其 随动辅助部件23的一部分可以从由不溶性或难溶性的液体或该液体的凝胶 状物构成的随动体20的下面突出的状态。
另外，在本实施方式中，液体收容容器10的内径为6.0mm、外径为 8.0mm、长度为100mm、液体燃料F为70%的甲醇液(比重为0.872)、随 动体20为不溶性或难溶性液体的凝胶状物(比重为1.0)，随动辅助部件21 由聚丙烯制成，表观比重(重量/体积，以下相同)为0.5，其长度(高度) 为随动体全长的70%，直径为5mm，截面积为燃料收容容器10的径向的截 面积的70%。
作为本发明中所用的盖部件22，为无流动性的固形状的部件，其相对 于液体燃料为不溶性，并且作为随动体20的盖体被配置在随动体20的上面。
该盖部件22与上述随动辅助部件21—起而形成夹持随动体20的结构， 即使对燃料盒施加剧烈的振动，也能防止随动体20的变形或剥离，从而可 用于稳定地向燃料电池主体供给直接液体燃料。
作为该盖部件22的材质，由与上述的随动辅助部件20同样的各种树 脂、各种橡胶等构成，优选能够采用由这些材质构成的固形物、或其中空 结构体、多孔质体等。在本实施方式中，与上述随动辅助部件21同样，该 盖部件虽未图示但也由多孔质体构成。
此外，关于该盖部件22的形状，可以列举出圆柱状、四角柱状、三 角柱状、球状等，从进一步发挥本发明的效果的方面考虑，优选为与燃料 盒的截面相似的形状。
从在燃料的消耗速度快或者为了搭载大量的液体燃料而将燃料收容容 器的直径变大的情况下也可以发挥良好的随动性、以及即使对燃料盒施加 剧烈的振动也能防止随动体20的变形或剥离等方面考虑，所使用的盖部件 22优选具有为燃料收容容器10的径向的截面积的50%以上的截面积，更优选为80 95%的截面积。此外，盖部件22可以是插入到由不溶性或难溶性 的液体或该液体的凝胶状物构成的随动体20中，或者是该盖部件22的一 部分可以从由不溶性或难溶性的液体或该液体的凝胶状物构成的随动体20 的上面突出的状态。
此外，对于该盖部件22和上述随动辅助部件21之间的距离Z，如果过 小，则不能确保随动性，如果过大，则不能填充该燃料，从这些方面考虑， 距离Z最好设定为燃料收容容器10内面的直径或宽度的50 200%，此外 优选将距离Z的全体的长度(高度)设定为相对于随动体20的全长的50 90%。
另外，在本实施方式中，在盖部件22上设有用于填充随动体20的贯 通孑L22a、 22a。
在本实施方式中，液体收容容器的内径为6.0mm、外径为8.0mm、长 度为100mm、液体燃料F为70%的甲醇液(比重为0.872)、随动体20为 不溶性或难溶性液体的凝胶状物(比重为l.O)，盖部件22由聚丙烯制成， 表观比重为0.5 1.0，其直径为5mm，截面积为燃料收容容器10的径向的 截面积的70%。贯通孔的直径为lmm。此外，盖部件22和随动辅助部件 21的距离为3mm。
图3 图7示出了另一实施方式的随动辅助部件21和盖部件22的各种 结构，各图中的(a)为主视图(图3、图4、图7为横剖视图)，(b)为平 面图，(c)为立体图。再有，与图1及图2所示的随动辅助部件21及盖部 件22相同的构成用同一符号表示，并省略其说明。此外，所使用的燃料盒 (收容容器10)的形状与随动辅助部件21和盖部件22的截面形状相似。
图3将是将随动辅助部件21和盖部件22的外径形状设定为正方形形 状的图示，图4是将圆形形状的盖部件22双分割的图示，在使用时，使双 分割后的盖片22b、 22b稍隔开一些而形成了圆形状。另外，在此状态下， 形成为随动体填充用的贯通孔22a被形成在盖部件22的中央的结构。该图 3及图4的随动辅助部件21的材质为中空的结构。
图5是将随动辅助部件21和盖部件22的外径形状设定为长方形形状 的图示，盖部件22具有对长方形形状进行了双分割而得到的盖片22c、 22c， 在使用时，使双分割后的盖片22c、 22c稍隔开一些而形成了长方形状。另
17外，在此状态下，形成为贯通孔22a、 22a被形成在各盖片22c上的结构。 该图5的随动辅助部件21和盖部件22的材质由多孔质体(未图示)构成。
图6是将随动辅助部件21和盖部件22的外径形状设定为圆形形状的 图示，其形成为下述结构:在盖部件22内形成用于填充随动体的贯通孔22a、 22a，并且在其外周部形成用于更加顺利地填充随动体20的排气的间隙(包 括通气孔或狭缝)22d、 22d。该图6的随动辅助部件21和盖部件22的材 质由多孔质体(未图示)构成。
图7是将随动辅助部件21和盖部件22的外径形状设定为正方形形状 的图示，其形成为下述结构在盖部件22内形成用于填充随动体的贯通孔 22a、 22a，并且在其两角部形成用于更加顺利地填充随动体20的排气的间 隙(包括通气孔或切口) 22d、 22d。该图7的随动辅助部件21的材质为中 空的结构。
作为如此构成的燃料盒A的制作方法，例如如图1及图2所示，可通 过将具有阀体12的燃料流出部11配置在管状燃料收容容器10的下端部， 接着，在从上端的开口部填充了规定量的液体燃料后，插入随动辅助部件 21、随动体20、盖部件22，然后利用离心机向阀方向以10分钟加载300G 来，由此制作上述燃料盒A。
如图8及图9所示，如此构成的燃料盒A与燃料电池主体N连接自如， 并供作使用。再有，燃料电池主体并不限定于下述的实施方式。
本实施方式的燃料电池主体N如图8及图9所示，其具备通过在微 小碳多孔体构成的燃料电极体31的外表面部构筑电解质层33、在该电解质 层33的外表面部构筑空气电极层34而形成的单元电池(燃料电池单元) 30、 30;与燃料贮留体A连接的具有浸透结构的燃料供给体40;和在该燃 料供给体40的终端设置的使用完的燃料贮藏槽50。所述各单元电池30， 30为串联连接并通过燃料供给体40依次供给燃料的结构，所述燃料盒A 为可以更换的燃料盒结构体，且是插入到燃料电池主体B的支撑体15中的 结构。
在该实施方式中，如图1以及图2所示的那样，液体燃料F被直接贮 藏，燃料通过在收容液体燃料F的燃料收容容器10的下部的燃料流出部11 的阀体12中插入的燃料供给体40而被供给。这些燃料贮留体A的燃料收容容器10、燃料流出部11、和燃料供给体 40用嵌合等方法被分别接合。这时，在各个部件比液体燃料F的表面自由
能高时，液体燃料F容易进入结合部的间隙，液体燃料F发生泄漏的可能 性增大。因此，优选调整这些部件的表面自由能，使至少接触液体燃料F
的壁面的表面自由能比液体燃料的表面自由能低。作为该调整方法，可以
是通过在燃料收容容器10等的与液体燃料接触的壁面上利用使用硅酮类、 硅树脂或氟系防水剂的涂覆来实施形成防水膜的处理。
成为单元电池的各燃料电池单元30如图9 (a)以及(b)所示，具有 下述的结构具有由微小柱状的碳多孔体构成的燃料电极体31，在其中央 部具有贯通燃料供给体40的贯通部32，在所述燃料电极体31的外表面部 构筑有电解质层33，在该电解质层33的外表面部构筑有空气电极层34。 另外，相对于燃料电池单元30中的每一个，在理论上产生约1.2V的电动 势。
作为构成该燃料电极体31的微小柱状的碳多孔体，只要是具有微小连 通孔的多孔质结构体即可，例如可以列举出具有三维网状结构或点烧结 结构、由石墨碳和碳粉末构成的碳复合成形体、各向同性高密度的碳成形 体、碳纤维抄纸成形体、活性碳成形体等，从在燃料电池的燃料极上的反 应控制容易且进一步提高反应效率的方面考虑，优选由无定形碳和碳粉末 构成的具有微小连通孔的碳复合成形体。
作为在由该多孔质结构构成的碳复合体的制作时使用的碳粉末，从进 一步提高反应效率的方面考虑，优选是从高取向性热分解石墨(HOPG)、 结晶石墨、天然石墨、人造石墨、纳米碳管、富勒烯中选择的至少一种(单 独或两种以上的组合)。
而且，铂一钌(Pt—Ru)催化剂、铱一钌(Ir一Ru)催化剂、铀—锡(Pt 一Sn)催化剂等是通过在含有这些金属离子或金属络合物等的金属微粒前 体的溶液中进行含浸或浸渍处理后进行还原处理的方法或金属微粒的电析 法等来形成于该燃料电极体31的外表面部上。
作为电解质层33，可以列举出具有质子传导性或氢氧化物离子传导性 的离子交换膜，例如可以列举出以Nafion (Dupont公司制造)为代表的氟 系离子交换膜，此外还可以列举出具有良好的耐热性、甲醇渗透抑制性的膜，例如以无机化合物作为质子传导材料、以聚合物作为膜材料的复合膜。 具体地可以列举出通过使用沸石作为无机化合物，使用苯乙烯一丁二烯 系橡胶作为聚合物而构成的复合膜、烃系的接枝膜等。
此外，作为空气电极层34，可以列举出由下述的多孔质结构构成的碳 多孔体，所述多孔质结构是利用采用了含有上述金属微粒前体的溶液等的 方法来负载铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等而得到的。
所述燃料供给体40只要是可以插入到燃料贮留体A的燃料流出部11 的阀体12中、并具有能够向各单元电池30供给该液体燃料F的浸透结构
就可以，没有特别限制，例如可以列举出毛毡、海绵、或由树脂粒子烧
结体、树脂纤维烧结体等烧结体构成的具有毛细管力的多孔体、或天然纤 维、兽毛纤维、聚縮醛系树脂、丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树 脂、聚氨酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚乙烯基系树脂、聚碳酸酯系树脂、 聚醚树脂、聚亚苯基系树脂等中的一种或两种以上的组合而成的纤维束体。
这些多孔体、纤维束体的气孔率等根据向各单元电池20的供给量来适当确 定。
使用完的燃料贮藏槽50被配置于燃料供给体40的终端。此时，即使 将使用完的燃料贮藏槽50与燃料供给体40的终端直接接触、通过吸收体 等直接使使用完的燃料得以吸收也没有问题，但在与燃料供给体40接触的 连接部中也可以设置中绵、多孔体、或纤维束体等作为转换芯，作为使用 完的燃料的排出通路。
还有，由燃料供给体40供给的液体燃料供作在燃料电池单元30中发 生反应，因为燃料供给量与燃料的消耗量相关联，未反应时基本没有向电 池的外部排出液体燃料，不必设置像现有的液体燃料电池那样的燃料出口 一侧的处理系统，而采用下述结构根据运转状况，在达到供给过剩时， 此时反应中未使用的液体燃料被储存于贮藏槽50中，从而可以防止阻碍反 应。
另外，60是由将燃料贮留体A和使用完的燃料贮藏槽50进行连接、 并将直接液体燃料从燃料盒10通过燃料供给体40确实地供给到各单元电 池30、 30中的每一个中的由网状结构等构成的部件。
使用了如此构成的燃料盒A的燃料电池是从燃料贮留体A向插入到作为燃料供给部的燃料流出部11的阀体12中的燃料供给体40或具有浸透结 构的燃料电极体31中进行供给，通过任一浸透结构而将液体燃料导入燃料
电池单元30、 30内。
在本发明中，在与燃料电池主体连接自如的燃料盒A中具备收容液 体燃料F的燃料收容容器10、燃料流出部11、和在液体燃料F的后端部密 封该液体燃料且随着液体燃料的消耗而移动的随动体20，且该随动体20中 具有无流动性且相对于液体燃料为不溶性的随动辅助部件21、和无流动 性且相对于液体燃料为不溶性的盖部件22，且形成为随动体20被下部的随 动辅助部件21和上面的盖部件22夹持的结构。由此，随着燃料电池发电 产生的燃料消耗，随动辅助部件21及盖部件22利用随动体20移动而与液 体燃料的体积减少相对应，而且，即使在燃料贮留体(液体燃料)因燃料 电池的运转而被加热的情况下上述随动体20也会移动，由此也可以与体积 膨胀相对应，而且，即使对燃料盒施加剧烈的振动，由于随动体20形成被 随动辅助部件21和盖部件22夹持的结构，因此也能防止随动体20的变形 或剥离，并且能够稳定地向燃料电池主体N供给直接液体燃料，尤其能够 提供即使在液体燃料的内容量变大、燃料盒直径变粗的情况下，也能向燃 料电池主体稳定地供给直接液体燃料的耐振动性优良的燃料盒。此外，能 够提供一种在保管时液体燃料也没有损失、且可进行燃料电池的小型化的 燃料电池用燃料盒。
在该随动体20中，在由具有为上述燃料收容容器10的径向的截面积 的50%以上的截面积的部件构成的随动辅助部件21及盖部件22夹持的结 构中，即使在采用燃料的消耗速度快、或为搭载大容量液体燃料而使用将 管状等燃料收容容器直径变粗的结构的情况下耐振动性也优良、而且随动 体的随动也不会发生随动中断，能够更好地进行随动。
在上述实施方式中，在燃料流出部11上，形成将燃料收容容器10的 内部和外部的连通进行密封的阀体12，也就是说在形成通过插入液体燃料 供给部件40而使燃料收容容器10和内部连通、向外部供给燃料收容容器 10内部的液体燃料F的连通部13的同时，在将阀体12收纳在燃料流出部 11中时，由于通过利用阀体的外缘部14在径向上压縮阀体12，从而压縮 力被作用到连通部13上，因此能够更有效地防止液体燃料F从连通部13的漏泄。此外，由于在燃料收容容器10中设置适配器16、并形成将阀体
12夹持在适配器16的止动部16a和固定部件16c之间的结构，因此容易组 装，能够将阀体12稳定地固定在被固定于燃料收容容器10中的燃料流出 部11内。
此外，燃料收容容器10由于随着燃料排出而不进行置换空气，因此即 使在以某种程度排出了燃料的状态下使燃料流出部朝上，由于燃料总是与 燃料流出部接触，因此能够良好地排出燃料。
另外，在上述方式中，至少在燃料电池体31和/或与燃料电极体31 连接的燃料供给体40中存在毛细管力，利用该毛细管力可以稳定且连续地 将燃料从燃料收容容器10供给到各单元电池30、 30中，而且直接液体燃 料可以不会发生逆流、途中中断。更优选的是，通过设定成使使用完的燃 料贮藏槽50的毛细管力大于燃料电池体31和/或与燃料电极体31连接的 燃料供给体40的毛细管力，可以使直接液体燃料从燃料贮藏槽10、各单元 电池30、 30到使用完的燃料贮藏槽不会发生逆流、途中中断，而是形成稳 定且连续的燃料流。
此外，在该燃料电池中，由于是下述结构，所以可以实现燃料电池的 小型化，上述述结构是可在不特别使用泵或鼓风机、燃料气化器、冷凝 器等辅助设备的情况下，不用将液体燃料气化而是直接顺利地进行供给。
因此，在该形态的耐振动性优良的燃料电池中，提供了一种小型的燃 料电池，其能够使燃料电池整体形成为一个盒，可以用作手机或笔记本电 脑等便携式电子设备的电源。
另外，在上述形态中，虽然显示了使用两个燃料电池单元30的形态， 但是根据燃料电池的使用用途，可以增加燃料电池单元30的连接(串联或 并联)的个数，从而得到所需要的电动势等。
图10以及图11显示了与燃料电池主体连接的另一实施方式。在以下 的实施方式中，对于与前述实施方式的燃料电池主体具有相同的构成以及 发挥了相同的效果的部件标注与图1及图2相同的符号，并省略其说明。
如图10以及图11所示，该形态在燃料流出部11内通过插入到阀体中 的燃料供给管41而与燃料供给体40连接，在这点上与上述实施方式不同。
另外，虽然图中未示出，但燃料供给体40的前端(图10、图11中的
22箭头方向)可以具有与上述第1实施方式(图8)同样地与燃料电池单元
30、 30…串联或并联连接的结构。
在这样的实施方式的燃料电池中，具有目视确认性的燃料盒B具备
收容液体燃料F的燃料收容容器10、具有阀体12的燃料流出部11和随燃 料消耗而移动的随动体20，通过在随动体20中具有随动辅助部件21及盖 部件22，能与上述第1实施方式同样地目视确认燃料盒结构体内部的液体 燃料，因此能够容易地目视确认燃料的使用状况，通过随动体20、随动辅 助部件21以及盖部件22，即使是在燃料的消耗速度快或管状等燃料收容容 器的直径较粗的情况下，随动体20也能不会发生随动中断地进行移动，由 此可以与液体燃料的体积减少相适应，而且即使在由于燃料电池的运转而 使液体燃料被加热时随动体20进行移动，通过该移动也可以与体积膨胀相 对应，而且可以通过随动辅助部件21及盖部件22来支撑随动体20，所以 可以提高耐振动性，并防止随动体20的陷落、和与其相伴的液体燃料的溢 出及空气的侵入，由此，在保管时没有液体燃料的损失，利用燃料供给体 40的毛细管力，燃料可以被稳定而且连续地从燃料收容容器IO供给到各单 元电池的每一个中，直接液体燃料不会发生逆流、途中中断。 图12示出了燃料盒的另一实施方式。
该实施方式在通过连接部件23而将随动辅助部件21及盖部件22进行 连接的这点上与上述图1及图2等所示的燃料盒A不同，只有此点与上述 实施方式不同。对于与燃料盒A具有相同的构成标注同一符号，并省略其 说明。
在此实施方式中，如图12所示，其是按一定间隔(优选按上述Z的范 围)利用连接部件23对随动辅助部件21及盖部件22进行连接的构成，因 而在所固定的空间中能够消除随动体20的移动，因此可进一步防止随动体 20的陷落、和与其相伴的液体燃料的溢出及空气的侵入，由此，在保管时 也没有液体燃料的损失，依靠燃料供给体的毛细管力，能够稳定而且连续 地将燃料从燃料收容容器IO供给到各单元电池的每一个中，直接液体燃料 不会发生逆流、途中中断。尤其，在随动辅助部件21及盖部件22的连接 体中的燃料盒A的纵向的长度比燃料收容容器10的内径长的情况下，由于 在燃料收容容器10内不反转，因而能够防止反转造成的随动体20的形状的损坏。
再有，连接部件23也由相对于液体燃料为不溶性的材料或难挥发性的
材料构成，也可以是与随动辅助部件21或盖部件22相同的材料、或不同 的材料。此外，作为连接结构，可以一体地成形随动辅助部件21、盖部件 22及连接部件23，或通过将连接部件23与随动辅助部件21、盖部件22进 行嵌合或接合等的固定来进行一体化。
此外，在将随动辅助部件21、盖部件22及连接部件23成形成一体的 情况下，也可以是密合的成形体，但也可以形成中空体、或由多孔质体构 成。在一体成形的情况下，由多孔质体构成在性能上是有利的，因此优选。 另一方面，在通过利用嵌合或接合等的固定来进行一体化的情况下，可以 对将各部件形成为中空的结构、或由多孔质体构成进行适当选择，也可以 组合结构不同的各部件。
图13 图17示出了通过连接部件23将随动辅助部件21和盖部件22 形成一体的其它各种结构，各图中的(a)为主视图、(b)为平面图、(c) 为立体图。
上述图13 图17与图3 图7的通过连接部件23而将随动辅助部件 21和盖部件22形成一体的这点不同。再有，对于与图3 图7相同的构成 标注同一符号，并省略其说明。
即使是通过连接部件23将上述随动辅助部件21和盖部件22形成一体 的实施方式，也能与上述图12相同地实施，发挥相同的作用效果。
本发明的燃料盒A不限于上述各实施方式，可以在本发明的技术构思 的范围内进行各种变更。
例如，燃料电池单元30可以使用圆柱形状，但也可以是方柱状、板状 的其它形状，而且与燃料供给体40的连接除了为串联连接之外，也可以为 并联连接。
此外，在上述实施方式中，为下述的结构即可，没有特别的限定，例 如也可以是具备弹簧部件的阀门部件等，上述结构是使用在图2 (a) (d)中所示的止回阀11作为燃料流出部，但只要是可以防止空气等异物 由燃料供给管31的周边浸入到直接收容在燃料收容容器10内的液体燃料F 中，而且可以插入燃料供给体30并将液体燃料供给到燃料供给体30。另外，在上述实施方式中，虽然是以直接甲醇型的燃料电池的形式进 行了说明，但是与燃料电池主体连接自如的燃料盒中只要具备收容液体 燃料的燃料收容容器、燃料流出部、在液体燃料的后端部密封该液体燃料 并且随着液体燃料的消耗而移动的随动体、随动辅助部件、盖部件，并且 通过连接部件将随动辅助部件和盖部件形成一体就可以，本发明不限于上 述直接甲醇型的燃料电池，也可以适宜地使用包括改质型的高分子改质膜 型的燃料电池，而且在为了搭载大容量(例如，100ml以上)的液体燃料而 将管状等燃料收容容器直径变粗的情况下，与此相应地使随动体的量、随 动辅助部件的大小等增加或变大，由此随动体可以良好地随动而不会发生 随动体的随动中断，并且耐振动性优良。
再者，作为燃料电池主体，虽然是通过在由微小碳多孔体构成的燃料 电极体的外表面部构筑电解质层、在该电解质层的外表面部构筑空气电极 层来构成燃料电池主体，但对燃料电池主体的结构并无特别限制，例如可 以是具有下述结构的燃料电池主体所述结构是以具有导电性的碳质多 孔体作为基材，具有在该基材的表面上形成了电极/电解质/电极的各层 而得到的单元电池或将2个以上的该单元电池连接而得到的连接体，具有 通过燃料供给体使液体燃料浸透到所述基材中，在形成这样的构成的同时， 将在基材的外表面形成的电极面暴露于空气中。
实施例
其次，通过实施例和比较例更详细地说明本发明，但本发明不限于下 述的实施例。
实施例1 2以及比较例1分别按照下述方法制造了具有如下所述的构 成以及随动体、随动辅助部件、盖部件、连接部件、填充了 2g液体燃料(70wt %甲醇液，比重为0.87)的燃料盒，按随动体朝下的条件，在室温下，按 200Hz的振动数、lmm的振幅使各燃料盒振动，按以下的评价标准评价1 分钟后、IO分钟后的各燃料盒的状态。
将它们的结果示于表2中。 (燃料收容容器的构成管)管长度100mm、外径5.4mm、内径4.0mm、聚丙烯制挤出管 燃料排出部(止回阀，基于图2):长度5mm、外径4mm、内径lmm、
硅橡胶制
液体燃料70wt^甲醇溶液(比重为0.87)
(随动体的组成) 使用具有以下的配比组成的凝胶状随动体(比重为1.0)。 矿物油Nissan Polybutene015N(日本油脂公司制造，Mw=580)
94重量份
疏水性二氧化硅Aerosil R—974D
(日本Aerosil公司制造，BET表面积200m2 / g) 5重量份
硅酮系表面活性剂SILWETFZ—2171 (日本Unicar公司制造)
1重量份
随动辅助部件(基于图l)
材质聚丙烯制，主体部形状圆柱状、夕卜径3mm、长3mm (为随动 体全长的50%)、比重0.5、截面积为燃料收容容器10的径向的截面积的 56%
盖部件(基于图1):
材质聚丙烯制，主体部形状圆形形状、外径3mm、长3mm、比重 0.5、截面积为燃料收容容器10的径向的截面积的56%、贯通孔直径lmm 连接部件(基于图12):
材质聚丙烯制，主体部形状圆柱状、外径lmm、长5mm(在随动 辅助部件及盖部件中各插入lmm，因此随动辅助部件及盖部件的距离为 3mm)，随动辅助部件及盖部件的距离为燃料收容容器的径向的截面积的 75%、比重0.5
实施例1基于图12，实施例2基于图1 (没有连接部件)，比较例只由 随动辅助部件构成。 (制作方法)
1)实施例1:将具有阀体12的燃料流出部11配置在管状燃料收容容 器10的下端部，接着，在从上端开口部将液体燃料填充了规定量后，插入 一组随动辅助部件(随动辅助部件21、连接部件23以及盖部件22)，然后
26从贯通孔22a填充随动体，利用离心机向阀方向加载300G达IO分钟，如此制成了燃料盒。
2) 实施例2:将具有阀体12的燃料流出部11配置在管状燃料收容容器10的下端部，接着，在从上端开口部将液体燃料填充了规定量后，插入随动辅助部件21、盖部件22，然后从贯通孔22a填充随动体，利用离心机向阀方向加载300G达IO分钟，如此制成了燃料盒。
3) 比较例1:将具有阀体12的燃料流出部11配置在管状燃料收容容器10的下端部，接着，在从上端开口部将液体燃料填充了规定量后，插入随动辅助部件21，然后从贯通孔22a填充随动体，利用离心机向阀方向加载300G达10分钟，如此制成了燃料盒。
(耐振动性的评价方法)按上述条件施加振动1分钟、IO分钟，按以下评价标准评价了随动体的状态。
评价标准
〇随动体无变形，燃料无漏泄。
随动体稍微变形，燃料无漏泄。X:随动体变形，而且燃料漏泄。XX:随动体及燃料从燃料盒飞出。(排出性的评价方法)
排出性从燃料排出孔以0.5ml/分钟的速度排出液体燃料，用以下述
的评价方法评价了其排出性。
评价基准
〇填充的燃料全部能够被排出。△ : 80%以上燃料能够被排出。X:燃料的排出量为50%以下。
实施例1实施例2比较例1
耐振动性1分钟〇〇X
10分钟〇△X X
排出性〇〇〇
27由上述表2的结果可以判明，处于本发明的范围内的实施例1 2与处于本发明范围外的比较例1相比，耐振动性及排出性优良。具体地说，可以判明在实施例1 2和比较例1中，随着燃料消耗，随动体发生移动，燃料可以完全消耗，但发现在耐振动性试验中，如比较例1那样，对于只包含随动辅助部件的情况来说，随动体的耐振动性差。
本发明中的燃料盒由于保存时没有液体燃料的损失，而且即使对燃料盒施加剧烈的振动，也能防止随动体的变形或剥离，并能向燃料电池主体稳定地供给直接液体燃料，特别是，即使在液体燃料的内容量变为大容量、燃料盒直径变粗的情况下，也能向燃料电池主体稳定地供给直接液体燃料，因此可以适用于作为手机、笔记本电脑、PDA、数字照相机以及电子笔记本等便携式电子设备的电源中所使用的小型燃料电池。
权利要求
1、一种与燃料电池主体连接自如的燃料盒，其特征在于，该燃料盒中具备收容液体燃料的燃料收容容器；燃料流出部；以及在液体燃料的后端部密封该液体燃料且随着液体燃料的消耗而移动的随动体；并且，该随动体中设有无流动性且相对于液体燃料为不溶性的随动辅助部件、和无流动性且相对于液体燃料为不溶性的盖部件。
2、 根据权利要求1所述的燃料盒，其特征在于，随动辅助部件和盖部 件通过连接部件连接在一起。
3、 根据权利要求1或2所述的燃料盒，其特征在于，随动辅助部件和 盖部件之间的距离为燃料收容容器内面的直径或宽度的50 200%。
4、 根据权利要求1 3中任一项所述的燃料盒，其特征在于，随动体 由从相对于液体燃料为不溶性或难溶性的液体、以及该液体的凝胶状物中 选择的至少一种构成。
5、 根据权利要求4所述的燃料盒，其特征在于，不溶性或难溶性的液 体包含不发挥性或难发挥性有机溶剂，不溶性或难溶性的液体的凝胶状物 包含含有不发挥性或难发挥性有机溶剂和增稠剂的物质。
6、 根据权利要求5所述的燃料盒，其特征在于，不发挥性或难发挥性 有机溶剂是从聚丁烯、矿物油、硅油、和液体石蜡中选择的至少一种。
7、 根据权利要求5所述的燃料盒，其特征在于，增稠剂是从苯乙烯系 热塑性弹性体、氯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、聚酰胺系 热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、磷酸酯的 钙盐、二氧化硅微粒、乙酰基垸氧基铝二烃基化合物中选择的至少一种。
8、 根据权利要求1 7中任一项所述的燃料盒，其特征在于，随动辅助部件具有为燃料收容容器的径向的截面积的50%以上的截面积。
9、 根据权利要求1 8中任一项所述的燃料盒，其特征在于，盖部件具有为燃料收容容器的径向的截面积的50%以上的截面积。
10、 根据权利要求1 9中任一项所述的燃料盒，其特征在于，随动辅 助部件具有与燃料收容容器的径向的截面形状相似的截面形状。
11、 根据权利要求1 10中任一项所述的燃料盒，其特征在于，盖部 件具有与燃料收容容器的径向的截面形状相似的截面形状。
12、 根据权利要求1 11中任一项所述的燃料盒，其特征在于，随动 辅助部件及/或盖部件是固形物、中空结构体或多孔材质体中的任一种。
13、根据权利要求2 12中任一项所述的燃料盒，其特征在于，随动 辅助部件、盖部件及连接部件由随动体及相对于液体燃料为不溶性的材料 或难挥发性的材料构成。
14、 根据权利要求1 13中任一项所述的燃料盒，其特征在于，在盖 部件中设有用于填充随动体的贯通孔。
15、 根据权利要求14所述的燃料盒，其特征在于，在盖部件中设有用 于填充随动体的排气的空隙。
16、 根据权利要求1 15中任一项所述的燃料盒，其特征在于，液体 燃料是从甲醇液、乙醇液、二甲醚(DME)、甲酸、肼、氨液、乙二醇、硼 氢化钠水溶液、蔗糖水溶液中选择的至少一种。
17、 根据权利要求1 16中任一项所述的燃料盒，其特征在于，燃料 收容容器的至少接触液体燃料的壁面的表面自由能被调整成比液体燃料的 表面自由能低。
全文摘要
本发明提供一种适合小型的燃料电池使用的燃料盒，其保存时没有液体燃料的损失，而且即使对燃料盒施加剧烈的振动，也能防止随动体的变形或剥离，从而向燃料电池主体稳定地供给直接液体燃料，特别是即使将液体燃料的内容量变为大容量、燃料盒直径变粗的情况下，也能向燃料电池主体稳定地供给直接液体燃料。作为与燃料电池主体连接自如的燃料盒，其构成如下所述，该燃料盒中具备收容液体燃料的燃料收容容器(10)；燃料流出部(11)；以及在液体燃料的后端部密封该液体燃料且随着液体燃料的消耗而移动的随动体(20)；并且，该随动体(20)中设有无流动性且相对于液体燃料为不溶性的随动辅助部件(21)、和无流动性且相对于液体燃料为不溶性的盖部件(22)。
文档编号H01M8/04GK101461082SQ200780020910
公开日2009年6月17日 申请日期2007年5月29日 优先权日2006年6月5日
发明者松田侑悟, 椛泽康成, 神谷俊史, 藤泽清志 申请人:三菱铅笔株式会社;卡西欧计算机株式会社