[发明专利]燃料电池用耦合器和燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池用耦合器和使用该燃料电池用耦合器的燃料电池。

背景技术

近年来，为了使笔记本电脑和移动电话等各种移动用电子设备不经过长时间充电就可使用，进行了在这些移动电子设备的电源中使用燃料电池的尝试。燃料电池只要供给燃料和空气就能发电，若补充燃料就可连续长时间发电。因此，若能使燃料电池小型化，则作为移动用电子设备的电源，可以说是非常有利的系统。

特别地，由于采用能量密度高的甲醇燃料的直接甲醇型燃料电池(DMFC：direct methanol fuel cell)的小型化是可能的，而且燃料的使用操作也容易，因此，作为移动设备用的电源是有前景的。作为DMFC的液体燃料的供给方式，已知有气体供给型和液体供给型等主动方式、及使燃料容器内的液体燃料在电池内部气化并供给到燃料极的内部气化型等被动方式。在这其中，被动方式对于DMFC的小型化是有利的。

内部气化型等被动型DMFC中，将燃料收容部内的液体燃料例如通过燃料浸渍层、燃料汽化层等进行汽化从而供给到燃料极(例如参照专利文献1～2)。此外，液体燃料向燃料收容部的供给例如采用燃料芯来进行。采用直接注入方式(日文：サテライトタイプ)(外部注入式)的燃料芯时，利用由将阀机构内置的一对套筒和喷嘴构成的耦合器，将套筒安装于DMFC的燃料收容部等，并且将喷嘴安装于燃料芯，将安装于燃料芯的喷嘴与安装于DMFC的燃料收容部等的套筒连接，通过使这些配置于阀机构内的阀抵接而成为开放状态，从而来进行液体燃料的供给(例如参照专利文献3)。

内部汽化型等被动型DMFC为了装载在例如移动用电子设备上而推进小型化，其结果是，安装于DMFC的燃料收容部等的套筒和安装于燃料芯的喷嘴均被小型化。此外，伴随这种套筒和喷嘴的小型化，设于它们内部的阀也小型化、小径化。作为这种阀，例如使用杆部的直径为1mm左右的阀，从进一步小型化、小径化来考虑，正在研究杆部的直径为0.8mm左右的阀。

然而，现有的阀是由树脂材料形成的，强度未必高，此外伴随上述这样的小型化、小径化，强度会有进一步降低的可能性。对于这种强度低的阀，当将套筒与喷嘴连接或拆开时，会由于施加过大载重而导致变形或破损。由于阀主要是在套筒和喷嘴中构成阀机构，因此变形或破损会使阀机构难以正常地工作，例如在连接时可能会使液体燃料从燃料芯向DMFC的供给变得困难，此外在非连接时可能会有液体燃料从DMFC或燃料芯漏出。

专利文献1：日本专利特许第3413111号说明书

专利文献2：日本专利特开2004-171844公报

专利文献3：日本专利特开2004-127824公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种例如抑制阀在套筒与喷嘴连接或拆开时的变形或破损、可靠性好的燃料电池用耦合器和使用该燃料电池用耦合器的燃料电池。

本发明的燃料电池用耦合器，具有：套筒，该套筒设于燃料电池，并包括阀和将该阀朝关闭方向施力的施力单元；以及喷嘴，该喷嘴设于将燃料电池用的液体燃料收容的燃料芯，并包括阀和将该阀朝关闭方向施力的施力单元，通过将上述套筒与上述喷嘴连接从而使上述两阀抵接并开放，将收容于上述燃料芯内的上述液体燃料向上述燃料电池供给，其特征在于，从上述套筒侧和上述喷嘴侧选择的至少一方的阀具有头部和设于上述头部的轴向两端的杆部，并且上述抵接侧的杆部主要是由金属构件构成的。

本发明的燃料电池的特征在于包括：上述燃料电池用耦合器的套筒，该套筒包括阀，该阀的抵接侧的杆部主要是由金属构件构成的；燃料收容部，该燃料收容部将通过上述套筒所供给的液体燃料收容；以及起电部，该起电部采用上述液体燃料进行发电动作。

附图说明

图1是表示本发明的燃料电池用耦合器和使用该燃料电池用耦合器的燃料电池的概略图。

图2是表示本发明的燃料电池用耦合器的一例的剖视图(非连接状态)。

图3是将图2所示的套筒放大表示的剖视图。

图4是表示图2所示的燃料电池用耦合器的连接状态的剖视图。

图5是表示本发明所采用的阀的一例的外观图。

图6是图5所示阀的俯视图、主视图、仰视图、A-A线剖视图和B-B线剖视图。

图7是表示图5所示的阀的变形例的剖视图。

图8是表示抵接侧杆部的轴向视图的截面形状为三向型的阀的外观图。

图9是表示抵接侧杆部的轴向视图的截面形状为星型的阀的外观图。

图10是表示抵接侧杆部的轴向视图的截面形状为齿轮型的阀的外观图。