液体槽和燃料电池的制作方法

专利名称：液体槽和燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于存储燃料电池的液体燃料等的液体槽以及涉及一种具有该 液体槽的燃料电池。
背景技术：
使用如甲醇之类的液体燃料和如水之类的氢助生剂的燃料电池系统通常在其中 具有存储液体的槽。通常，在这种液体槽中，要存储的液体和如空气之类的气体共存。而 且，提出了将空气供应到槽中并通过空气的压力推动液体燃料的方法(参照例如日本未审 专利申请公开No. 2005-30699)。

发明内容
然而，在这种常规液体槽中，当槽中气体通过加热而升温时，空气膨胀并且内部压 力上升。所担心的是，液体异常爆出或者槽破裂，因而，存在改进的空间。为了对应该缺陷，例如，考虑到在液体槽中设置作为空气孔的气体入/出口的方 法。在固定式燃料电池系统中，液体槽的姿势不改变，从而在液体槽的顶面中设置一个气体 出/入口即足够。另一方面，安装在便携装置上的燃料电池系统则要求即使在液体槽以任 何角度倾斜的状态下也要通过使气体逃逸到外部同时防止液体从气体入/出口泄漏来保 持内部压力恒定。日本专利No. 2，716，883公开了一种用于喷墨打印机的墨水存储槽，其中空气孔 设置在槽的拐角处，并且通过使空气孔的内面具有拒水性，而可以抑制墨水从定位在液面 下方的空气孔泄漏。由于用于喷墨的大多数墨水是水溶液和水分散体，所以即使空气孔直 接开口于大气，像日本专利申请公开No. 2005-30699中那样，有害材料也几乎不泄漏到外 部。然而，在燃料电池的情况下，由于在槽中蒸发的甲醇混合在气体中，所以存在如果使用 与日本专利申请公开No. 2005-30699的构形类似的构形则甲醇泄漏到大气的问题。所期望的是，提供一种即使在以任何角度倾斜的状态下也能够保持内部压力恒定 的液体槽，和一种使用该液体槽的燃料电池。本发明实施方式的第一液体槽包括(A)设置有一个气体入/出口的外部壳体；以及(B)拒液结构，所述拒液结构设置在所述外部壳体的内部，连接所述外部壳体的两 个或更多顶点、边或面和所述气体入/出口，并且由具有供气体从中穿过的空隙的拒液材 料制成。本发明实施方式的第二液体槽包括拒液壳体，所述拒液壳体的所有面由具有供气 体从中穿过的空隙的拒液材料制成。术语“拒液”表示与液体的接触角e的余弦为负。相反，术语“亲液”表示与液体 的接触角0的余弦为正。本发明实施方式的第一和第二燃料电池具有燃料电池本体和具有液体槽的燃料
4盒。使用如本发明实施方式所述的第一和第二液体槽作为所述液体槽。根据本发明实施方式的第一液体槽，外部壳体的两个或更多顶点、边或面和气体 入/出口通过拒液结构连接。拒液结构由具有供气体从中穿过的空隙的拒液材料制成。结 果，液体不会由于毛细作用力而进入拒液结构，并且该结构的内部总是充有气体。即使当外 部壳体以任何角度倾斜时，外部壳体的至少一个顶点总是与气体接触。因此，气体通过拒液 结构的内部进入/离开与气体接触的该顶点、包括该顶点的边、或包括该顶点的面的一部 分，并且内部压力保持恒定。根据本发明实施方式的第二液体槽，拒液壳体的所有面由具有供气体从中穿过的 空隙的拒液材料制成。液体不会由于毛细作用力而进入拒液材料，并且材料的内部总是充 有气体。即使当拒液壳体以任何角度倾斜时，拒液壳体的至少一个顶点也总是与气体接触。 因此，气体通过拒液材料的内部进入/离开与气体接触的顶点，并且内部压力保持恒定。由于本发明实施方式的第一和第二燃料电池具有本发明实施方式的第一和第二 液体槽，所以即使在液体槽以任何角度倾斜的状态下，内部压力也保持恒定。于是，抑制了 液体的异常喷出和液体槽的破裂，提高了安全性。根据本发明实施方式的第一液体槽，拒液结构由具有供气体从中穿过的空隙的拒 液材料制成，并且外部壳体的两个或更多顶点、边或面和气体入/出口通过拒液结构连接。 因此，即使当外部壳体以任何角度倾斜时，内部压力也保持恒定。根据本发明实施方式的第二液体槽，拒液壳体的所有面由具有供气体从中穿过的 空隙的拒液材料制成。因此，即使当拒液壳体以任何角度倾斜时，内部压力也保持恒定。由于本发明实施方式的第一和第二燃料电池具有本发明实施方式的第一和第二 液体槽，所以无论液体槽的姿势如何，内部压力都保持恒定。特别地，本发明适合于要安装 在便携电子装置上的燃料电池，并且提高了装置的安全性。本发明的其它和另外的目的、特征和优点将从下面的描述中变得更加清楚。


图1是示出了本发明第一实施方式所述的液体槽的构形的截面图。图2是示出了图1中所示的液体槽的外观的立体图。图3是用于解释图1中所示的拒液材料的操作的图示。图4是用于解释图1中所示的拒液壳体倾斜的状态的图示。图5是示出了本发明第二实施方式所述的液体槽的构形的截面图。图6是示出了本发明第三实施方式所述的液体槽的构形的截面图。图7A至7D是用于解释图6中所示的毛细梯度材料的操作的图示。图8是示出了本发明第四实施方式所述的液体槽的构形的截面图。图9是示出了图8中所示的液体槽的外观的立体图。图10是示出了图8中所示的拒水结构的例子的立体图。图11是示出了图8中所示的拒水结构的另一例子的立体图。图12是示出了图8中所示的拒水结构的再一例子的立体图。图13是示出了本发明第五实施方式所述的燃料电池的示意性构形的截面图。图14是示出了从阴极侧板构件侧观察的图13中所示的燃料电池本体的构形的平面图。
图15是示出了图13中所示的燃料电池的主要部分的立体图。
图16是示出了图13中所示的液体槽的内部结构的例子的立体图。
图17是示出了图16中所示的排斥结构的截面图。
图18是示出了排斥结构和亲液结构的布置的例子的立体图。
图19是示出了排斥结构和亲液结构的布置的另一例子的立体图。
图20是示出了排斥结构和亲液结构的布置的再一例子的立体图。
图21是示出了图17中所示的亲液结构的例子的分解立体图。
图22是用于解释图16中所示的亲液结构的操作的立体图。
图23是示出了本发明第六实施方式所述的液体槽的构形的截面图。
图24是示出了本发明第七实施方式所述的液体槽的构形的截面图。
图25是示出了本发明第八实施方式所述的燃料电池的构形的图示。
具体实施例方式下面将参照附图详细描述本发明实施方式。将以如下顺序进行描述。1.第一实施方式(液体槽；拒水壳体)2.第二实施方式(液体槽；拒水壳体的外面覆盖有外部壳体)3.第三实施方式(液体槽；拒水壳体由毛细梯度材料形成)4.第四实施方式(液体槽；拒水结构设置在外部壳体中)5.第五实施方式(燃料电池的液体槽；拒水结构和亲液结构设置在外部壳体中)6.第六实施方式(燃料电池的液体槽；亲液结构设置在拒水结构中)7.第七实施方式(燃料电池的液体槽；亲液结构设置在拒水结构中，并且拒水结 构的外面覆盖有外部壳体)8.第八实施方式(来自液体槽的排气不释放到大气)第一实施方式图1示出了本发明第一实施方式所述液体槽的截面构形。图2示出了图1中所示 液体槽的外观。液体槽1用作例如燃料电池的燃料槽，并具有拒液壳体10。拒液壳体10具有例如长方体形状。拒液壳体10的所有六个面由具有供气体从中 穿过的孔隙的拒液材料11制成。因此，在液体槽1中，即使在拒液壳体10以任何角度倾斜 的状态下，内部压力也可保持恒定。拒液材料11具有对液体的低可湿性，也就是，液体的接触角e的余弦为负。因 此，由于液体不通过毛细作用力进入，所以拒液材料11的内部总是充有气体。也就是，如图 3中所示，拒液材料11不使液体A1通过，但是使空气A2通过。因此，其面全部由拒液材料 11制成的拒液壳体10可以使空气自由通过，而不使内部的液体A1泄漏。这种拒液材料11由例如多孔材料、海棉材料、泡沫材料、纤维材料和细管束中的 至少一种制成。具体地，通过使用具有全氟烷基的树脂对天然纤维、动物毛发纤维、聚缩醛、 丙烯酸树脂、如聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚酯树脂、如尼龙之类的聚酰胺树脂、如聚氨 酯、聚丙烯或聚乙烯之类的聚烯烃基树脂、乙烯聚合物、聚碳酸酯、聚醚树脂、聚亚苯基树 脂、聚乳酸树脂、泡沫金属、泡沫氧化物、沸石或素烧陶瓷进行拒水处理而获得合适的材料。拒液材料11可以是通过对这些材料中的一种或者它们中的两种或两种以上的组合制成的 泡沫(泡沫材料)、毡、毡烧结体或颗粒烧结体进行上述拒水处理而获得的材料。具体材料 通过例如通过使用含氟树脂(如由Fluoro Technology Co.，Ltd制造的“Fluoro Surf (注 册商标)”)对由镍(Ni)制成的多孔金属材料(如由Sumitomo Electric Toyama Co.，Ltd 制造的“Celmet”(商标名))进行拒水处理而获得。多孔金属材料通过由电镀在泡沫树脂 的表面上形成镍膜而获得，并具有三维网状骨架结构。液体槽1例如如下制造。首先，例如，准备由镍(Ni)制成的上述多孔金属材料(如由SumitomoElectric Toyama Co.，Ltd 制造的“Celmet” (商标))。多孔金属材料用 FluoroTechnology Co.，Ltd 制造的由硅烷基化合物制成的“专用于Fluoro Surf (注册商标)的底漆”处理。随后，通 过用含氟树脂(例如由Fluoro TechnologyCo.，Ltd制造的“Fluoro Surf (注册商标))在 经处理的多孔金属材料上进行涂覆处理，形成拒液材料11。随后，通过拒液材料11，形成拒 液壳体10的所有面。以这种方式，完成图1和2中所示的液体槽1。当拒液材料11以类似于上述制造方法的方式实际制造，并且将水滴放置在所获 得的拒液材料11上时，则拒液材料11完全排斥水，并且没有水穿透内部。当拒液材料11 落在水中时，拒液材料11漂浮在水上。镍的比重为8. 9g/cc，它比水的比重(l.Og/cc)重得 多，从而该材料理应沉没。由于拒液材料11极好地排斥水，并且空气存储在内部，所以认为 拒液材料11由于其浮力而漂浮。而且，当拒液材料11落在80vol%的甲醇水溶液中时，拒 液材料11以类似于水的情况的方式漂浮。因此，应当理解的是，当拒液壳体10的所有面由 拒液材料11制成时，不泄漏地盛放液体A1。在液体槽1中，拒液壳体10的所有面由具有供气体从中穿过的空隙的拒液材料11 制成。液体不由于毛细作用力而进入拒液材料11，并且该材料内部总是充有气体。即使当 拒液壳体10如图4中所示以任何角度倾斜时，拒液壳体10的至少一个顶点也总是与气体 接触。因此，气体通过拒液材料11内部而进入/离开与气体接触的顶点10A，并且拒液壳体 10的内部压力保持恒定。如上所述，在本实施方式中，拒液壳体10的所有面由具有供气体从中穿过的空隙 的拒液材料11制成，从而即使在拒液壳体10以任何角度倾斜的状态下内部压力也可保持恒定。尽管上面已在前述实施方式中描述了拒液壳体10具有长方体形状的情况，但是 显然，拒液壳体10的形状并不受限。第二实施方式图5示出了本发明第二实施方式所述液体槽2的截面构形。除了设置覆盖拒液壳 体10的外面的外部壳体20之外，液体槽2以类似于第一实施方式中所述的液体槽1的方 式构造。因此，相同附图标记表示相对应部件。拒液壳体10和拒液材料11以类似于第一实施方式的方式构造。设置外部壳体20以提高液体槽2的耐冲击性。当强烈震动、冲击等施加到内部的 液体A1时(也就是，当施加大加速度时)，大的力施加到拒液材料11的表面(该力与加速 度成比例)。当该力超过毛细作用力时，液体A1进入拒液材料11，并进一步到达拒液材料 11的后侧，并且发生所谓的“泄漏”。而且，在设置外部壳体20的情况下，不防止液体A1进入内部，而是可以防止液体A1泄漏到外部。外部壳体20还具有减小液体A1的蒸发速度的功能。在不设置外部壳体20的情 况下，内部气体和外部气体可以容易地彼此更换。在这种情形下，当有害物质例如甲醇包含 在液体A1中时，甲醇易于蒸发并扩散到空气中。通过设置外部壳体20，延迟了甲醇的蒸发 速度。外部壳体20具有气体入/出口 21。气体入/出口 21的位置可以根据液体槽2附 接到其上的装置侧的构形进行选择，并可以恰好位于液体A1下方。气体入/出口 21的数 量和尺寸也不受限。然而，一个气体入/出口 21即足够。与通常壳体不同，不需要在外部 壳体20的拐角处设置空气孔。通过一个气体入/出口 21，允许气体出/进。因此，甚至在 存储含有有害物质的液体A1的情况下，会有助于对从气体入/出口 21排出的气体的管理， 减小了有害物质泄漏到大气的可能性，并提高了安全性。外部壳体20还设置有用于液体A1 的液体入/出口(未示出)。液体槽2可以例如如下制造。首先，以类似于第一实施方式的方式，形成拒液材料11，并且拒液壳体10的所有 面由拒液材料11制成。接下来，通过上述材料，形成具有气体入/出口 21的外部壳体20。 拒液壳体10的外面用外部壳体20覆盖。以这种方式，完成液体槽2。在液体槽2中，拒液壳体10的外面覆盖有外部壳体20，并且外部壳体20设置有气 体入/出口 21。如图4中所示，即使当拒液壳体10以任何角度倾斜时，拒液壳体10的至少 一个顶点也总是与气体接触。因此，拒液壳体10起到气体通道的作用，并且气体进入/离 开与气体接触的顶点10A，穿过拒液材料11的内部，并通过气体入/出口 21进/出。因此， 拒液壳体10的内部压力保持恒定。当由于液体槽2的晃动、跌落等而强烈震动、冲击等施加到内部的液体A1时(也 就是，当施加大的加速度时)，大的力施加到拒液材料11的表面(该力与加速度成比例)。 当该力超过毛细作用力时，液体A1进入拒液材料11，并进一步到达拒液材料11的后侧。由 于在本实施方式中拒液壳体10的外面覆盖有外部壳体20，所以抑制了液体A1泄漏到液体 槽2外部。在液体A1盛放在拒液材料11中时，阻挡了气体A2的通过，从而失去了保持内 部压力恒定的功能。然而，当通过液体A1的移动、蒸发等再次确保气体A2的通过时，也就 恢复了保持内部压力恒定的功能。如上所述，在第二实施方式中，拒液壳体10的外面覆盖有外部壳体20，并且为外 部壳体20设置气体入/出口 21。于是，除了第一实施方式的效果之外，提高了耐冲击性，并 且还减小了液体A1的蒸发速度。尽管上面已在前述实施方式中描述了拒液壳体10和外部壳体20中的每一个具有 长方体形状的情况，但是显然，拒液壳体10和外部壳体20的形状并不受限。第三实施方式图6示出了本发明第三实施方式所述液体槽的截面构形。在本实施方式中，通过 适当控制液体排斥材料11中空隙的形状，使得进入拒液材料11内部的液体A1自发排出。 除了这一点之外，本实施方式的液体槽3以类似于第二实施方式中所述的液体槽2的方式 构造。因此，相同附图标记表示相对应部件。具体地，在本实施方式的拒液材料11中，如图7A中所示，空隙的形状在表面11A和后面11B的相对方向11C(面垂直方向)上改变。结果，表面11A中的毛细作用力小于后 面11B中的毛细作用力。也就是，拒液材料11的毛细作用力在面垂直方向上倾斜。在这种情况下，如图7B中所示，当液体A1进入拒液材料11时，液体A1自主排出 到毛细作用力小的表面11A侧。另一方面，如图7C中所示，在拒液材料11中空隙的形状在面垂直方向上一致的情 况下，拒液材料11的毛细作用力也在面垂直方向上一致。在这种情况下，如图7D中所示， 当液体A1进入拒液材料11时，液体A1从中排出的侧面，即表面11A侧或后面11B侧，是未 知的。也存在液体A1平衡并保持在内部的可能性。在图6中所示的拒液壳体10中，所有的面由拒液材料11形成，它的毛细作用力在 面垂直方向上改变。拒液材料11中具有较小毛细作用力的表面11A布置在拒液壳体10的 内面上。具有较大毛细作用力的后面11B布置在拒液壳体10的外面上。采用这种布置方 式，进入拒液材料11内部的液体A1自主导引到毛细作用力小的表面11A侧，并返回到拒液 壳体10的内部。因此，同样在气体通道因冲击等而被临时阻挡的情况下，更加容易地恢复 保持内部压力恒定的功能。除了形成毛细作用力在面垂直方向上改变的拒液材料11之外，液体槽3以类似于 第二实施方式的液体槽2的方式制造，其中通过在制造拒液材料11的过程中适当控制空隙 的形状来形成所述拒液材料11。在如上所述的实施方式中，拒液壳体10的所有面由拒液材料11制成，在所述拒液 材料11中毛细作用力在面垂直方向上倾斜，具有较小毛细作用力的表面11A布置在拒液壳 体10的内面上，并且具有较大毛细作用力的后面11B布置在拒液壳体10的外面上。结果， 进入拒液材料11内部的液体A1自主排出。第四实施方式图8示出了本发明第四实施方式所述液体槽的截面构形。图9示出了图8中所示 液体槽的外观。除了设置X形拒液结构30来代替外部壳体20中的拒液壳体10之外，液体 槽4以类似于第二实施方式中所述的液体槽2的方式构造。因此，相同的附图标记表示相 对应部件。外部壳体20以类似于第二实施方式的方式构造。拒液结构30具有作为外部壳体20中的气体通道的功能，由类似于第一实施方式 的拒液材料11制成，并连接外部壳体20的两个或更多顶点、边或面和气体入/出口 21。采 用该布置方式，在液体槽3中，即使在外部壳体20以任何角度倾斜的状态下，内部压力也保 持恒定。具体地，拒液结构30具有拒液分支部31，它是始于外部壳体20中特定位置24的 例如X形分支部。采用该构形，与像第一实施方式中那样由拒液材料11形成拒液结构30 的壳体10的所有面的情况相比，拒液结构30的体积小得多。由于拒液材料11的内部充有 气体，所以通过减小拒液结构30的体积，可以增大液体槽4的实质容量。拒液分支部31具有多个末端31A。在外部壳体20具有长方体形状的情况下，如图 8中所示，所期望的是，拒液分支部31的多个末端31A与外部壳体20的八个顶点接触，也就 是顶面22的所有顶点22k至22D和底面23的所有顶点23A至23D。特别地，在外部壳体 20具有扁平长方体形状的情况下，也就是具有厚度方向上的四个边“z”短于宽度方向上四个边“X”和高度方向上的四个边“y”的长方体形状的情况下，如图9中所示，拒液分支部31 的多个末端31A优选地与外部壳体20的厚度方向上的四个边“z”接触。采用该构形，消除 了方位依赖性，并且本发明按术语的真正含义来应对所有角，也就是滚动角(前-后轴的转 动角)、俯仰角(横向轴的转动角)和偏转角(竖向轴的转动角)中的所有角。厚度方向上 的四个边“z”是顶面22的两个相对边22E和22F，以及底面23的两个相对边23E和23F。外部壳体20可以具有例如筒形形状，如图12中所示，也就是具有作为两个相对端 面的顶面22和底面23和存在于顶面22和底面23之间的侧面25的形状。顶面22和底面 23中的每一个不局限于圆形，而是可以是包括如椭圆形之类的曲线的形状或可以是多边 形。在侧面25的纵向方向上的尺寸L充分长于顶面22和底面23的直径或最大尺寸W。在外部壳体20具有这种筒形形状的情况下，拒液分支部31的多个末端31A可以 与顶面22中的至少一个点和底面23中的至少一个点接触，以便可以消除方位依赖性。拒液 分支部31的末端31A优选地与顶面22的中心和底面23的中心接触。同样，在此情况下， 以类似于具有长方体形状的外部壳体20的情况的方式，拒液分支部31可以具有八路分支 部或四路分支部的结构。作为拒液分支部31的起点的特定位置24优选为外部壳体20的中心位置。原因 是拒液分支部31在所有方向上具有相等距离，并且这有利于解决方位依赖性。气体入/出口 21的位置根据液体槽2附接到其上的装置侧的构形进行选择，而且 并不受限。具体地，气体入/出口 21优选地设置在拒液分支部31的延长线上，也就是末端 31A处，从而拒液结构30的体积得以最小化并且减小了额外的体积损失。在气体入/出口 21设置在除了拒液分支部31的末端31A之外的位置中的情况下，优选的是设置连接拒液分 支部31和气体入/出口 21的拒液连接部分32。以类似于第二实施方式的方式，一个气体入/出口 21即足够。与通常壳体不同， 不需要在外部壳体20的拐角处设置空气孔。通过一个气体入/出口 21，允许气体出/进。 因此，甚至在存储含有有害物质的液体A1的情况下，会有助于对从气体入/出口 21排出的 气体的管理，减小了有害物质泄漏到大气的可能性，并提高了安全性。液体槽4可以例如如下制造。首先，以类似于第一实施方式的方式，形成拒液材料11，并且形成具有拒液分支部 31的拒液结构30，并且当需要时，则形成拒液连接部分32。接下来，由上述材料形成具有气 体入/出口 21的外部壳体20，并且将拒液结构30布置在外部壳体20中。以这种方式，完 成液体槽4。在液体槽4中，外部壳体20的两个或更多顶点、边或面和气体入/出口 21经由拒 液结构30连接。由于拒液结构由具有供气体从中穿过的空隙的拒液材料11制成，所以液体 不由于毛细作用力而进入，并且内部总是充有气体。如图4中所示，即使当外部壳体20以任 何角度倾斜时，外部壳体20的至少一个顶点也总是与气体接触。因此，气体进入/离开与 气体接触的顶点、包括该顶点的边、或包括该顶点的面的一部分，穿过拒液结构30的内部， 并通过气体入/出口 21进/出，并且内部压力保持恒定。由于拒液壳体10的外面覆盖有 外部壳体20，所以即使在强烈震动、冲击等施加到内部的液体A1时，也抑制了液体A1泄漏 到液体槽4的外部。在如上所述的实施方式中，拒液结构30由具有供气体从中穿过的空隙的拒液材料11制成，并且外部壳体20的两个或更多顶点、边或面和气体入/出口 21经由拒液结构 30连接。因此，即使在外部壳体20以任何角度倾斜的状态下，内部压力也保持恒定。第五实施方式图13示出了本发明第五实施方式所述燃料电池的截面构形。燃料电池100是将 液体燃料例如甲醇直接供应至其上以产生反应的直接甲醇燃料电池(DMFC)。燃料电池100 用于如手机或笔记本电脑之类的电气装置。燃料电池100具有例如燃料电池本体110和燃 料盒120。燃料电池本体110具有多个结合构件130。每个结合构件130具有阳极电极(燃 料电极)132和阴极电极(氧电极)133布置成彼此面对同时将电解质膜131夹入中间的构 形。结合构件130夹在阳极侧板构件111和阴极侧板构件112之间，并由例如衬垫(未示 出)密封。尽管在图13中电解质膜131是多个结合构件130共用的层，但是也可以为每个 结合构件130设置电解质膜131。电解质膜131由例如具有磺基(-S03H)的质子传导材料制成。质子传导材料的例 子包括聚全氟烃基磺酸基(polyperfluoroalkylsulfonic-acid-based)的质子传导材料 (例如，由DuPont Kabushiki Kaisha制造的“Nafion (注册商标)”)、如聚酰亚胺磺酸之类 的碳氢化合物基的质子传导材料和富勒烯(fullerene-based)的质子传导材料。阳极电极132和阴极电极133具有例如含有如钼(Pt)或钌(Ru)之类的催化剂的 催化剂层形成在如碳纸之类的气体扩散基材中的构形。通过将如支承催化剂的碳黑之类的 支承材料分散到聚全氟烃基磺酸基的质子传导材料等中而构成催化剂层。含有甲醇的液体 燃料作为气体经由形成在阳极侧板构件111中的开口 111A而供应到阳极电极132。阴极电 极133经由形成在阳极侧板构件112中的开口 112A与外部连通。空气也就是氧通过自然 通风或空气供应泵(未示出)而供应到阴极电极133。图14是从阴极侧板构件112观察时图13中所示的燃料电池本体110的平面构形。 例如，总的六个结合构件130以在平面方向上两个结合构件130乘三个结合构件130的布 置方式布置。例如，六个结合构件130通过未示出的电力收集结构而电串联连接，如附图标 记P1所示。图13中所示的燃料盒20设置在燃料电池本体110的阳极侧板构件111侧，并具 有将在后面描述的燃料槽5和具有蒸发单元121。燃料槽5和蒸发单元121经由流动通路 122彼此连接。流动通路122设置有泵123。来自燃料槽5的液体燃料A3通过泵123在一 个方向B1上输送到蒸发单元121。蒸发单元121使得从燃料槽5供应的液体燃料A3蒸发，并基于蒸馏理论而消除燃 料中含有的低蒸气压力的杂质(如离子杂质和具有大分子量的增塑剂)。通过设置扩散体 (未示出)而获得蒸发单元121，所述扩散体用于促进燃料在板形构件(未示出)上的扩散， 该板形构件具有例如大约0. 1mm至1.0mm的厚度，并由含有不锈钢、铝等金属或合金，或者 如环烯共聚物(C0C)之类的高刚性树脂材料制成。对于扩散体，可以使用如氧化铝、硅石、 氧化钛等之类的无机多孔材料或树脂多孔材料。优选地，通过堆叠由不锈钢制成的板形构 件，蒸发单元121具有内部流动通路。采用该构形，能够进行充分的燃料供应，从而有利于 减小厚度。在蒸发单元121的表面中，形成作为燃料排放口的喷嘴121A。喷嘴121A具有例 如0. 1mm至0. 5mm的直径。
密封层140设置在燃料电池本体110和蒸发单元121之间。密封层140设置在燃 料电池本体110周围，并由如硅橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、特氟隆(注册商标)等之类的树 脂材料制成。采用该构形，预定空间s设置在燃料电池本体110和蒸发单元121之间。通 过该空间S，从蒸发单元121喷出的燃料进一步扩散，从而燃料均勻地供应到燃料电池本体 110。优选地，燃料盒120可从燃料电池本体110分离，例如如图15中所示。燃料中含 有的杂质浓缩在蒸发单元121中，并通过长时间的使用而使得燃料供应功能劣化。通过使 燃料盒120可分离，在更换燃料盒120之时，更换蒸发单元121，以定期消除浓缩在蒸发单元 121中的杂质的蒸发残留物。具体地，在燃料电池本体110下方，布置顶面和四个侧面之一开放的容纳构件 150。燃料电池本体110覆盖容纳构件150的顶面。阳极侧板构件111和阴极侧板构件112 之一设置有对应于容纳构件150的开放侧面的突起113。突起113通过铰链151可转动地 联接到容纳构件150，从而燃料电池本体110打开/关闭容纳构件150。燃料盒120在箭头 B2方向上从容纳构件150和阳极侧板构件112之间的间隙G容纳到容纳构件150的内部， 或者在与箭头B2方向相反的箭头B3方向上取出。如控制电路之类的未示出的容纳单元设 置在容纳构件150的内底部处。图16示出了图13中所示的燃料槽5的外部壳体20的构形。在外部壳体20中， 气体入/出口 21和液体入/出口 27在容纳方向B2上的前端面26中形成到容纳构件150。 在外部壳体20内部，设置拒液结构30和亲液结构40。外部壳体20以类似于第二和第三实施方式的方式构造。液体入/出口 27的位置、 个数等不受限制，而是根据液体槽2附接到其上的装置侧上的构形进行选择。液体入/出 口 27不总是必须设置在和气体入/出口 21相同的面上。拒液结构30以类似于第四实施方式的方式构造。亲液结构40起到外部壳体20中液体燃料A3的通道的作用，并连接外部壳体20 的两个或更多顶点、边或面和液体入/出口 27。亲液结构40具有例如和拒液结构30相同 的形状，并布置成在外部壳体20中重叠在拒液结构30上。图17示出了亲液结构40的截面结构。亲液结构40具有例如从外部壳体20中特 定位置24分支成X形状的分支管41，和设置在分支管41内部的亲液内部构件43。在液体 入/出口 27设置在除了分支管41的末端41A之外的位置中的情况下，分支41和液体入/ 出口 27经由连接管42连接。亲液内部构件43也设置在连接管42中。分支管41具有多个末端41A。多个末端41A与外部壳体20的两个或更多顶点、边 或面接触。多个末端41A中的每一个设置有液体入口 41B。采用该构形，在液体槽4中，即 使在外部壳体20以任何角度倾斜的状态下，也可取出外部壳体20中的所有液体燃料A3。具体地，在外部壳体20具有长方体形状的情况下，如图18中所示，所期望的是，分 支管41的多个末端41A与外部壳体20的八个顶点也就是顶面22的所有顶点22k至22D 和底面23的所有顶点23A至23D接触。特别地，在外部壳体20具有扁平长方体形状的情 况下，也就是具有厚度方向上的四个边“z”短于宽度方向上的四个边“X”和高度方向上的 四个边“y”的长方体形状的情况下，如图16所示，分支管41的多个末端41A优选地与外部 壳体20的厚度方向上的四个边“z”接触。采用该构形，消除了方位依赖性，并且本发明以术语的真正含义来处置所有角，也就是滚动角(前-后轴的转动角)、俯仰角(横向轴的转 动角)和偏转角(竖向轴的转动角)中的所有角。在外部壳体20具有筒形形状的情况下，如图19中所示，分支管41的多个末端41A 可以与顶面22中的至少一个点和底面23中的至少一个点接触，以便可以消除方位依赖性。 分支管41的末端41A优选地与顶面22的中心和底面23的中心接触。同样，在此情况下， 以与具有长方体形状的外部壳体20的情况类似的方式，分支管41可以具有八路分支或四 路分支的结构。在分支管41的多个末端41A与外部壳体20的八个顶点接触的情况下，如图18中 所示，亲液结构40可以分成两个亲液结构，并且两个亲液结构可以布置在拒液结构30的两 侧上。作为其中一个亲液结构的亲液结构40A的末端41A与顶面22的顶点22k和22D以 及底面23的顶点23A和23D接触。另一亲液结构40B的末端41A与顶面22的顶点22B和 22C以及底面23的顶点23B和23C接触。两个亲液结构40A和40B经由连接管42A和42B 彼此连通，并连接到液体入/出口 27。类似地，同样在分支管41的多个末端41A与外部壳体20的厚度方向上的四个边 “z”接触的情况下，如图18中所示，亲液结构40可以分成两个亲液结构，并且两个亲液结 构可以布置在拒液结构30的两侧上。同样在此情况下，作为其中一个亲液结构的亲液结构 40A的末端41A与顶面22的顶点22A和22D以及底面23的顶点23A和23D接触。另一亲 液结构40B的末端41A与顶面22的顶点22B和22C以及底面23的顶点23B和23C接触。 两个亲液结构40A和40B经由连接管42A和42B彼此连通，并连接到液体入/出口 27。在图18和20中，拒液结构30可以分成两个结构，并且两个结构可以布置在亲液 结构40的两侧上。然而，更加优选的是，将亲液结构40分成两个结构，并将这两个结构布 置在拒液结构30的两侧上。在液体槽4中，重要的是完全使用液体燃料A3。由于残余液体 燃料A3往往积聚在外部壳体20的顶点处，所以通过将亲液结构40布置在外部壳体20的 八个顶点处，可更加容易地取出液体燃料A3。在分支管41由单个管构造并且特定位置24是外部壳体20的中心位置的情况下， 分支管41的半径“r”满足公式1。SQR (x2+y2+z2) < 4 y cos 0 /r P gHI = 2 y cos 0 /r P gH2 = SQR(x2+y2+z2)/2...公式 1(在等式中，SQR(a)表示a的平方根，并且x、y、z表示外部壳体20的边的长度 (m)，Hl表示在筒形管的情况下因毛细作用力而引起的液面上升的高度(m)，Y表示液体的 表面张力(N/m)，0表示接触角，r表示管的半径(m)，P表示液体的密度(kg/m3)，g表示 重力加速度(9. 8m/s2)，而H2表示液体槽4中所需的液面上升的高度(m)。)公式1中的第二等式表示分支管41为筒形管的情况下因毛细作用力而引起的液 面上升的高度HI。公式1中的第三等式表示液体槽4中所需的液面上升的高度H2。具体 地，为了用针(未示出)等将液体燃料A3从特定位置24取出到外部壳体20外部，液体燃 料A3的水平必须通过毛细作用力从液体入口 41B上升到至少特定位置24。因此，在外部 壳体20具有长方体形状的情况下，液体槽4中所需的液面上升高度H2是从外部壳体20的 每个顶点到特定位置24的距离，所述特定位置24也就是外部壳体20的中心位置。结果，在满足H2 < H1，也就是公式1的第一等式的情况下，必须选择外部壳体20的尺寸、分支管 41的材料、分支管41的内径等。显然，在特定位置不是外部壳体20的中心位置的情况下， 用于获得高度H2的公式1的第三等式变得不同。在通过单个管构造分支管41的情况下，通过在公式1的第一等式中代入近似尺 寸和属性值而获得分支管41的材料和内径。例如，当外部壳体20的尺寸x、y和z分别为 18mm、34mm和5. 5mm，作为属性值，21N/m取代y，30°取代e，并且0. 79g/cm3取代P时， 应当理解的是分支管41的半径“r”必须设定为242 ym或以下。也就是，应当理解的是分 支管41由具有高可湿性和具有大约30度的接触角的材料制成，并且内径必须小于484i!m。然而，484iim的内径是非常小的值。当强制取出液体燃料A3时，流动通路阻力高， 并需要相当大的抽吸压力。为了解决该问题，例如考虑到通过每个细管具有484iim的内径 的一束细管，或者具有484 P m平均孔径的多孔构件、海绵材料、泡沫材料或纤维材料(下文 中称为“泡沫材料等”)来构造分支管41。严格地，管的内径不用泡沫材料等的平均孔径代 替，但是认为在近似数字的讨论中不存在问题。在管和泡沫材料等之间存在另一大的不同 点。具体地，在管中，液体仅在两端面处进入和离开。另一方面，液体在泡沫材料等的任何 面处进入/离开，从而流动方向不确定。由于泡沫材料等用作管的代替品，所以重要的是覆 盖泡沫材料等的侧面，从而像管那样液体燃料A3仅在两端面处进入/离开，也就是用泡沫 材料等充填分支管41。通过用分支管41覆盖泡沫材料等，也获得了抑制液体燃料A3的蒸 发的优点。亲液内部构件43对应于作为管的替代品的泡沫材料等，通过由多孔材料、海绵材 料、泡沫材料、纤维材料和细管束中的至少一种制成的亲液材料形成，并具有用于使液体通 过的多个空隙。亲液内部构件43中的空隙具有平均孔径，由于该平均孔径液体燃料A3通 过毛细作用力而从入口 41B被取出到特定位置24。具体地，在分支管41由单个管构造的情 况下，亲液内部构件43的平均孔径满足类似于与半径“r”相关的公式1的要求。因此，在 液体槽4中，分支管41的直径增大，抑制了流动通路阻力的增大，增大了液体燃料A3的吸 取速度或吸取量，并且降低了液体燃料A3的抽吸压力。亲液内部构件43可以由多孔材料、 海绵材料、泡沫材料、纤维材料和细管束中的至少一种，或者这些材料中的两种或两种以上 的组合制成。亲液内部构件43由具有对液体燃料A3的高可湿性的材料制成，也就是液体燃料 A3的接触角e的余弦为正。从公式1的第一等式，为了使管的半径“! ”为正值，接触角e 的余弦必须为正(当e > 90时，cos e < o)，从而亲液内部构件43的平均孔径也必须满 足类似于管的半径“r”的要求。从公式1的第一等式，应当理解的是，为了增大外部壳体20 的尺寸，亲液内部构件43的孔径越小越好，并且可湿性越高越好。例如，亲液内部构件43的合适材料是天然纤维、动物毛发纤维、聚缩醛、丙烯酸树 脂、如聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚酯树脂、如尼龙之类的聚酰胺树脂、如聚氨酯、聚丙 烯或聚乙烯之类的聚烯烃基树脂、乙烯聚合物、聚碳酸酯、聚醚树脂、聚亚苯基树脂、聚乳酸 树脂、泡沫金属、泡沫氧化物、沸石或素烧陶瓷。通过在这些材料上进行臭氧处理等，可以提 高对甲醇的可湿性。亲液内部构件43可以由泡沫(泡沫构件)、毡、毡烧结体或颗粒烧结体 制成，而这些泡沫(泡沫构件)、毡、毡烧结体或颗粒烧结体由这些材料中的一种或者它们 中的两种或两种以上的组合制成。具体材料为例如由镍(Ni)制成的多孔金属材料(如由Sumitomo ElectricToyama Co.，Ltd 制造的 Celmet (商标名))。图21示出了亲液结构40的具体结构的例子。分支管41和连接管42具有例如通 过将一对由不锈钢(如SUS304)制成的X形半构件44A和44B重叠、并以粘合剂(未示出) 将它们粘合而获得的构形。凹槽45A和45B分别形成在半构件44A和44B中。通过将凹槽 45A和45B组合，形成分支管41和连接管42。亲液内部构件43容纳在凹槽45A和45B中。燃料电池100例如如下制造。在如下制造方法中，将描述通过使用图21中所示的 半构件44A和44B形成亲液结构40的情况。首先，以类似于第一实施方式的方式，形成拒液材料11。通过拒液材料11，形成具 有拒液分支部31和拒液连接部分32的拒液结构30。接下来，沿着凹槽45A和45B的形状切割由多孔金属材料制成的薄板，从而形成亲 液内部构件43。准备由上述材料制成的半构件44A和44B。如图21中所示，亲液内部构件 43分别充填在半构件44A和44B中的凹槽45A和45B中。半构件44A和44B通过改性聚丙 烯顺丁烯二酸酯等的粘合剂(未示出)热粘合。通过该过程，形成图17中所示的亲液结构 40。随后，通过上述材料，形成具有气体入/出口 21和液体入/出口 27的外部壳体 20。在外部壳体20中，布置拒液结构30和亲液结构40。结果，完成图16和17中所示的液 体槽5。此后，将蒸发单元121布置在液体槽5的一个面中，并且液体槽5和蒸发单元121 经由流动通路122彼此连接。流动通道122设置有泵123。结果，形成图15中所示的燃料 盒 120。由上述材料制成的电解质膜131夹在由上述材料制成的阳极电极132和阴极电极 133之间，并且对所形成的组合体进行热压缩粘结。阳极电极132和阴极电极133粘结到电 解质膜131，从而形成结合构件130。此后，结合构件130电串联连接，并布置在阳极侧板构 件111和阴极侧板112之间。通过以上操作，形成图13中所示的燃料电池本体110。最后， 燃料盒120布置在燃料电池本体110的阳极侧板构件111的外侧上。结果，完成图13中所 示的燃料电池100。在燃料电池100中，液体燃料A3从液体槽5供应到每个结合构件130的阳极电极 132，并且通过反应产生质子和电子。质子穿过电解质膜131，移动到阴极电极133，并与电 子和氧发生反应，从而生成水。通过该操作，液体燃料A3，也就是甲醇的化学能的一部分，转 换成电能并作为电流取出，并且外部载荷受到驱动。在液体槽5中，外部壳体20的两个或更多顶点、边或面和气体入/出口 21经由拒 液结构30连接。由于拒液结构30由具有供气体从中穿过的空隙的拒液材料11制成，所以 液体燃料A3不因毛细作用力而进入，并且内部总是充有气体。如图4中所示，即使当外部 壳体20以任何角度倾斜时，外部壳体20的至少一个顶点也总是与顶面22或底面23中的 气体接触。因此，气体进入/离开与气体接触的顶点、包括该顶点的边、或包括该顶点的面 的一部分，穿过拒液结构30的内部，并通过气体入/出口 21进/出，并且内部压力保持恒 定。由于拒液壳体10的外面覆盖有外部壳体20，所以即使在强烈震动、冲击等施加到内部 的液体A1的情况下，也抑制了液体A1泄漏到液体槽4外部。由于液体燃料A3到亲液结构40的入口 41B仅限制在分支管41的末端处，所以在
15外部壳体20中的液体燃料A3的流动上形成了预定方向，从而液体燃料A3仅从入口 41B进 入分支管41，被输送到特定位置24，并在液体入/出口 27处经由连接管42而被抽吸到外 部壳体20的外部。如图22中所示，在外部壳体20的任何倾斜角度下，顶点22A至22D和 23A至23D中的至少一个与液体燃料A3接触。因此，即使当外部壳体20中的液体燃料A3 减少时，存在于外部壳体20中厚度方向上的四个边“z”的任意一边处的液体燃料A3从与 该边接触的分支管41前部处的入口 41B进入分支管41。因此，即使当外部壳体20以任何 角度倾斜时，也可取出所有液体燃料A3。而且，亲液结构40具有由亲液材料形成的亲液内部构件43，亲液材料由多孔材 料、海绵材料、泡沫材料、纤维材料和细管束中的至少一种制成。于是，抑制了分支管41中 流动通路阻力的增大，增大了液体燃料A3的吸取速度或吸取量，并且降低了液体燃料A3的 抽吸压力。在如上所述实施方式的液体槽5中，拒液结构30由具有供气体从中穿过的空隙的 拒液材料制成。通过拒液结构30来连接外部壳体20的两个或更多顶点、边或面和气体入 /出口 21。因此，即使在外部壳体20以任何角度倾斜的状态下，内部压力也保持恒定。于 是，通过将液体槽5用于燃料电池100的燃料盒120，抑制了液体燃料A3的异常喷出和液体 槽5的破裂，从而提高了安全性。由于亲液结构40设置在外部壳体20中并且液体燃料A3的入口 41B设置在分支 管41的末端处，所以液体燃料A3的流动方向变得恒定。即使液体燃料A3的量变小，也能可 靠地取出液体燃料A3。因此，即使当外部壳体20以任何角度倾斜时，也可取出外部壳体20 中的所有液体燃料A3。特别地，液体槽5适合于要安装在便携电子装置上的燃料电池100， 增大了液体燃料A3的使用效率，并且提高了装置的用户友好性。特别地，由于由亲液材料形成的亲液内部构件43设置在亲液结构40中，所述亲液 材料由多孔材料、海绵材料、泡沫材料、纤维材料和细管束中的至少一种制成，所以抑制了 流动通路阻力的增大，液体燃料A3的吸取速度或吸取量增大，并且液体燃料A3的抽吸压力 下降。第六实施方式图23示出了本发明第六实施方式所述燃料槽6的截面构形。通过使第一实施方 式所述燃料槽1的拒液壳体10设置有液体入/出口 12，并将类似于第五实施方式的亲液结 构40设置在拒液壳体10中，而获得燃料槽6。燃料槽6的操作和效果类似于第一和第五实 施方式。燃料槽6可以以类似于第一和第五实施方式的方式制造。第七实施方式图24示出了本发明第七实施方式所述燃料槽7的截面构形。通过使第二实施方 式所述燃料槽2的外部壳体20设置有液体入/出口 27，使拒液壳体10设置有液体入/出 口 12，并将类似于第五实施方式的亲液结构40设置在拒液壳体10中，而获得燃料槽7。燃 料槽7的操作和效果类似于第二和第五实施方式。燃料槽7可以以类似于第二和第五实施 方式的方式制造。第八实施方式图25示出了本发明第八实施方式所述燃料电池100的构形。通过从外部空气取 入空气并将排气导引到燃料电池本体110，该燃料电池100在例如第五实施方式所述燃料槽5中实现了提高的安全性。因此，相同附图标记表示相对应部件。燃料电池本体110以类似于第五实施方式的方式构造。燃料盒120具有例如连接到气体入/出口 21的管线161，和从管线161分支的第 一分支部162和第二分支部163。第一分支部162连接管线161和外部空气的吸取口 164，并具有例如逆流防止阀 162A，其作为将气体的流动限制于进入到液体槽4中的一个方向上的机构。第二分支部163 连接管线161、蒸发单元121和燃料电池本体110，并具有逆流防止阀163A，其作为将气体的 流动限制于通向液体槽4的外部的一个方向上的机构。第二分支部163与液体槽4的液体 入/出口 27连通。采用该构形，在燃料电池100中，包含在来自液体槽4的排气中的液体 燃料A3不释放到大气，抑制了用户暴露到甲醇等，并提高了安全性。第一分支部162可以根据需要设置有灰尘过滤器162B或者氧吸收剂过滤器162C。 灰尘过滤器162B用于去除空气中的灰尘，并设置在例如吸取口 164和逆流防止阀162A之 间。设置氧吸收剂过滤器162C以抑制燃料电池本体110的发电性能因空气中的氧而变差， 以及抑制燃料的氧化劣化等。氧吸收剂过滤器162C设置在例如逆流防止阀162A和气体入 /出口 21之间。尽管泵123在图25中布置在逆流防止阀163A的前段中，但是泵123可布置在逆 流防止阀163A与蒸发单元121和燃料电池本体110之间的位置123A处。在燃料电池100中，当外部壳体20的内部压力减小时，气体从吸取口 164抽吸到 第一分支部162。气体通过逆流防止阀162A而被限制在进入到液体槽4中的一个方向上， 并经由管线161和气体入/出口 21而输入到液体槽4中。另一方面，当外部壳体20的内 部压力上升时，气体从气体入/出口 21通过拒液结构30的内部排出到管线161和第二分 支部163。排气通过逆流防止阀163A而被限制于通向液体槽4的外部的一个方向上，并与 来自液体入/出口 27的蒸发的燃料一起供应到蒸发单元121和燃料电池本体110。排气中 含有的液体燃料A3由燃料电池本体110消耗。因此，液体燃料A3不释放到大气，并且抑制 了用户暴露于甲醇等。在如上所述实施方式中，连接到气体入/出口 21的管线161分支成第一和第二分 支部162和163。第一分支部162设置有逆流防止阀162A，该阀将气体的流动限制在通向 液体槽4内部的一个方向上。第二分支部163设置有逆流防止阀163A，该阀将气体的流动 限制在通向液体槽4的外部的一个方向上。采用该构形，防止了包含在来自液体槽4排气 中的液体燃料A3释放到大气，抑制了用户暴露到甲醇等，提高了安全性。第八实施方式也可应用于如第二和第七实施方式中所述的燃料槽2和7，它们各 自具有拒液壳体10的外面覆盖有外部壳体20的构形。尽管已在上面通过实施方式描述了本发明，但是本发明并不局限于前述实施方 式，而是可以以各种方式进行修改。例如，在前述实施方式中，已描述了作为拒液分支部31 或分支管41的起点的特定位置24是外部壳体20的中心位置的情况。然而，特定位置24并 不局限于上述情况，而是可以根据外部壳体20的姿势进行适当选择。例如，在外部壳体20 较为经常地布置成面向下(使得顶面22向下定位)的情况下，中心位置下方的位置可以设 定为特定位置24。例如，前述实施方式中每个部件的材料和厚度、燃料电池的发电情况等并不受限，而且可以是其它材料、其它厚度和其它发电情况。例如，当燃料槽1至5中任意一个用作燃 料槽时，液体燃料不局限于甲醇，而是可以是如乙醇或二甲醚之类的另一种液体燃料。而且，本发明的液体槽不仅可应用于燃料电池，而且也可应用于使用如加热用油、 轻油和汽油之类的用于燃烧的燃料的装置(如照明火把、加热器和发动机)的燃料槽、喷墨 打印机中的墨盒、喷枪、香水瓶等。本发明的燃料电池适合用于便携电子装置，如手机、电子摄像机、电子日记、笔记 本电脑、可携式摄像机、便携游戏机、便携放像机、立体声耳机和PDA(个人数字助理)。本申请包含与2009年3月31日在日本专利局提交的日本优先权专利申请 JP2009-085736中公开的主题相关的主题，该申请的整个内容在此通过引用而并入。本领域技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等效物的范围内，可以根据 设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和改变。
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权利要求
一种液体槽，包括外部壳体，所述外部壳体设置有一个气体入/出口；以及拒液结构，所述拒液结构设置在所述外部壳体的内部，连接所述外部壳体的两个或更多顶点、边或面和所述气体入/出口，并且由具有通气空隙的拒液材料制成。
2.如权利要求1所述的液体槽，其中，所述拒液结构具有从所述外部壳体中的特定位 置分支的拒液分支部，并且，所述拒液分支部的多个末端与所述外部壳体的两个或更多顶 点、边或面接触。
3.如权利要求2所述的液体槽，其中，所述外部壳体具有一个液体入/出口并在其中具 有亲液结构，并且所述亲液结构包括分支管，所述分支管从所述外部壳体中的特定位置分支并具有多个末端，所述多个末 端与所述外部壳体的两个或更多顶点、边和面接触并各自设置有液体入口 ；以及亲液内部构件，所述亲液内部构件设置在所述分支管中并由具有通液空隙的亲液材料 制成。
4.如权利要求3所述的液体槽，其中，所述亲液结构具有和所述拒液结构的形状相同 的形状，并且在所述外部壳体中重叠在所述拒液结构上。
5.如权利要求2至4中任一项所述的液体槽，其中，所述外部壳体具有长方体形状， 在所述长方体形状中，厚度方向上的四个边短于宽度方向上的四个边和高度方向上的四个 边，并且所述拒液分支部的多个末端与所述外部壳体的厚度方向上的四个边接触。
6.如权利要求5所述的液体槽，其中，所述分支管的多个末端与所述外部壳体的厚度 方向上的四个边接触。
7.如权利要求2所述的液体槽，其中，所述外部壳体具有长方体形状，并且所述拒液分支部的多个末端与所述外部壳体的八个顶点接触。
8.如权利要求7所述的液体槽，其中，所述分支管的多个末端与所述外部壳体的八个 顶点接触。
9.如权利要求2所述的液体槽，其中，所述外部壳体具有筒形，所述筒形具有两个相对 的端面和存在于所述两个端面之间的侧面，并且所述拒液分支部的多个末端与所述外部壳体的两个端面接触。
10.如权利要求9所述的液体槽，其中，所述分支管的多个末端与所述外部壳体的两个 端面接触。
11.一种液体槽，所述液体槽包括拒液壳体，所述拒液壳体的所有面由具有通气空隙的 拒液材料制成。
12.如权利要求11所述的液体槽，还包括外部壳体，所述外部壳体覆盖所述拒液壳体 的外面并具有气体入/出口。
13.如权利要求12所述的液体槽，其中，所述拒液材料具有相对的表面和后面，所述空 隙的形状在所述表面和所述后面的相对方向上改变，使得所述表面中的毛细作用力小于所 述后面中的毛细作用力，所述拒液材料的所述表面布置在所述拒液壳体的内面上，而所述拒液材料的所述后面则布置在所述拒液壳体的外面上。
14.一种燃料电池，包括 燃料电池本体，以及燃料盒，所述燃料盒具有液体槽， 其中，所述液体槽包括外部壳体，所述外部壳体设置有一个气体入/出口 ；以及拒液结构，所述拒液结构设置在所述外部壳体的内部，连接所述外部壳体的两个或更 多顶点、边或面和所述气体入/出口，并且由具有通气空隙的拒液材料制成。
15.如权利要求14所述的燃料电池，其中，所述燃料盒具有蒸发单元并能够与所述燃 料电池本体分离，所述蒸发单元使供应自所述液体槽的液体燃料蒸发。
16.如权利要求14所述的燃料电池，还包括 管线，所述管线连接到所述气体入/出口；第一分支部，所述第一分支部从所述管线分支并设置有将气体的流动限制于通向所述 液体槽的内部的一个方向上的机构；以及第二分支部，所述第二分支部从所述管线分支，设置有将气体的流动限制在通向所述 液体槽的外部的一个方向上的机构，并且与液体入/出口连通。
17.一种燃料电池，包括 燃料电池本体，以及燃料盒，所述燃料盒具有液体槽，其中，所述液体槽的所有面由具有通气空隙的拒液材料制成。
18.如权利要求17所述的燃料电池，其中，所述燃料盒具有蒸发单元并能够与所述燃 料电池本体分离，所述蒸发单元使供应自所述液体槽的液体燃料蒸发。
19.如权利要求17所述的燃料电池，还包括 管线，所述管线连接到气体入/出口 ；第一分支部，所述第一分支部从所述管线分支并设置有将气体的流动限制于通向所述 液体槽的内部的一个方向上的机构；以及第二分支部，所述第二分支部从所述管线分支，设置有将气体的流动限制在通向所述 液体槽的外部的一个方向上的机构，并且与液体入/出口连通。
全文摘要
本发明提供一种液体槽和一种使用该液体槽的燃料电池，即使在以任何角度倾斜的状态下该液体槽也能够保持内部压力恒定。一种液体槽，包括外部壳体，所述外部壳体设置有一个气体入/出口；以及拒液结构，所述拒液结构设置在所述外部壳体的内部，连接所述外部壳体的两个或更多顶点、边或面和所述气体入/出口，并且由具有通气空隙的拒液材料制成。
文档编号H01M8/04GK101853948SQ201010140198
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年3月31日
发明者志村重辅 申请人:索尼公司