专利名称：燃料电池、燃料补给装置、电子设备和燃料电池系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及燃料电池、其燃料补给装置、安装了该燃料电池及其燃料补给装置的电子设备和燃料电池系统，特别是涉及在对燃料电池供给燃料的同时可容易地排出残存燃料的燃料电池、其燃料补给装置、安装了该燃料电池及其燃料补给装置的电子设备和燃料电池系统。
背景技术：
近年来，直接使用作为液体燃料的甲醇来发电的直接甲醇型燃料电池(DMFCDirect Methanol Fuel Cell)作为使便携式电子设备(例如，便携式个人计算机)长时间连续使用的电源越来越引人注目。
如果根据对作为DMFC的发电媒体的膜电极接合体(MEAMembrane Electrode Assenbly)供给燃料的方式对DMFC进行分类，则大体分类为使用泵或风扇一边使燃料循环一边供给的有源方式、不使用泵或风扇只用重力或自然对流供给燃料的无源方式这二种。
在便携式的电子设备中，根据对设备的小型轻量化的要求，采用后者的无源方式的DMFC正在成为主流。
现有的无源方式的燃料电池的结构至少具有膜电极接合体和保持对该膜电极接合体供给的燃料的燃料保持体。进而，该燃料电池有时具备用于对燃料保持体补给燃料的燃料补给单元作为其结构以便能进行长时间的发电(例如，参照专利文献1)。
在DMFC中，通常使用甲醇水溶液作为燃料。该燃料在理论上以甲醇与水的摩尔比为1∶1的比例在膜电极接合体中发生电化学反应而发电。
如果使用高浓度的甲醇水溶液作为燃料，则多数甲醇分子透过膜电极接合体，使空气一侧的活性下降(以下称为渗透现象)，导致发电效率的下降。因此，在燃料保持体中使用调节为可得到最佳的发电效率的浓度范围(以下称为适当浓度范围)的燃料。
专利文献1特开2004-79506号公报(段落0051，图3)但是，如果长时间地使用燃料电池，则存在不能避免由于因发电引起的燃料消耗而使保持在燃料保持体中的燃料的甲醇浓度变化的问题。通常为了使燃料电池内的燃料浓度成为适当浓度范围内，有必要供给与燃料电池固有的质量平衡(mass balance)对应的规定浓度的燃料。
因此，在专利文献1中记载的燃料电池中，虽然具有燃料补给单元，但由于残留在燃料保持体中的燃料(以下称为剩余燃料(ドレン))以原有状态重新供给燃料，因此会导致燃料保持体内的剩余燃料与新供给的燃料之间进行混合的问题。
发明内容
本发明是用于解决上述的课题的发明，其目的在于提供在对燃料电池供给了燃料的情况下可适当地进行燃料电池的燃料的供给的燃料电池、其燃料补给装置、安装了该燃料电池及其燃料补给装置的电子设备和燃料电池系统。
本发明的燃料电池是具备使燃料发生电化学反应来发电的膜电极接合体、和保持燃料以便对膜电极接合体供给燃料的燃料保持体的燃料电池，其特征在于，具有对燃料保持体注入被附加了压力的燃料的燃料注入路径；以及利用压力排出由燃料保持体保持的燃料的燃料排出路径。据此，如果补充新的燃料，则从燃料排出路径的排出口(排出机构)排出剩余燃料。
按照本发明，在从燃料注入路径对燃料电池供给了燃料的情况下，由于从燃料排出路径排出剩余燃料，故可适当地进行燃料的供给。此外，由此，即使在从燃料补给装置重复地进行燃料补给以便在长时间内连续使用时，也能防止燃料浓度的过度的变化，可提高发电的稳定性。
图1是示出本发明的燃料电池的第1实施形态的结构图。
图2是示出燃料电池的详细的结构的说明图。
图3是示出本发明的燃料电池的第2实施形态的结构图。
图4是示出燃料电池的详细的结构和动作的说明图。
图5是示出本发明的燃料电池的第3实施形态的结构图。
图6是示出从燃料补给装置分离了燃料回收室的结构图。
图7是示出在便携式个人计算机中的燃料电池和燃料补给装置的利用的说明图。
图8是示出在便携式电话机中的燃料电池和燃料补给装置的利用的说明图。
图9是示出燃料电池的详细的结构的说明图。
具体实施例方式
以下参照
本发明的实施形态。
(第1实施形态)图1是示出本发明的燃料电池的第1实施形态的结构图。燃料电池10(参照图2)的燃料部100具备燃料保持体30、燃料注入路径40、注入阀41、流路S、排出阀51和燃料排出路径50。此外，在燃料注入路径40上安装了可卸下的燃料补给装置60。燃料电池10用在燃料保持体30的内部设置的流路S保持燃料，同时将燃料供给膜电极接合体20(参照图2)，使该燃料发生电化学反应而发电。
燃料补给装置60具有利用内部压力压出燃料的功能，可安装在燃料注入路径40上或从燃料注入路径40卸下。如果为了燃料补给将燃料补给装置60安装在燃料注入路径40上，则燃料补给装置60的补给阀61打开，如果从燃料注入路径40卸下燃料补给装置60，则补给阀61关闭。
在燃料注入路径40中设置了注入阀41，燃料注入路径40的一端与流路S连通，另一端可与燃料补给装置60连接。
注入阀41具有在从燃料补给装置60对流路S补给被附加了压力的燃料时打开以使该燃料通过、在除此以外的情况下关闭以使燃料不能通过的功能。此外，也可根据外部指令来切换注入阀41的打开和关闭。
在燃料排出路径50中设置排出阀51，燃料排出路径50的一端与流路S的与燃料注入路径40相反一侧连通，另一端朝向燃料保持体30的外部开口。
排出阀51是这样动作的通过对在流路S的内部保持的燃料附加的压力值比第1阈值高，从关闭切换为打开，并且通过使该压力值比第2阈值(＜第1阈值)低，从打开切换为关闭。在此，所谓第1阈值，相当于比所补给的燃料的压力低一些的值，所谓第2阈值，相当于比大气压高一些的值。此外，排出阀51也可与注入阀41同步地自动地进行打开和关闭的切换。
再有，注入阀41和排出阀51不是必须的要素，可以是能堵塞燃料注入路径40和燃料排出路径50的盖或栓等那样的部件。再者，流路S示出了在一个方向上蛇行的流路作为燃料(流体)流动的流路的例子，但也可以是迂回的流路。流路S在阳极20a(参照图2)的整个面上可供给燃料，利用压出流动能排出燃料即可。此外，燃料保持体30的内部可以成为宽的空间。这是因为，如果注入燃料，则从燃料排出路径50排出燃料保持体30内部的剩余燃料，可适当地进行燃料补给。
图2是示出燃料电池的详细的结构的说明图。如图2(a)中所示，用二片集电板(阳极集电板21a、阴极集电板21c)夹住膜电极接合体(MEAMembrane Electrode Assembly)20的两面来构成。而且，膜电极接合体20与这些集电板一起利用夹持板11和拧紧构件12对燃料保持体30进行固定以便供给燃料。再有，如在图2(b)中示出其X-X’剖面那样，在阳极集电板21a和阴极集电板21c分别与燃料保持体30和夹持板11相接的边界部分上设置了绝缘膜13，以便在电气上不导通。
这样构成的膜电极接合体20使所供给的燃料发生电化学反应而发电，从由阳极集电板21a和阴极集电板21c分别延伸出来的负端子22a和正端子22c对外部输出电流。
膜电极接合体20，如图2(b)中所示，由电解质膜20b、在其两侧配置的阳极20a和阴极20c构成。将该阳极20a构成为其一部分从在阳极集电板21a上设置的多个燃料孔23a露出。
另一方面，将阴极20c构成为其一部分从在阴极集电板21c上设置的多个氧孔23c露出。如图示那样，夹住电解质膜20b在各自对峙的位置上设置了这些多个燃料孔23a和氧孔23c。再有，在膜电极接合体20的外周部分上设置密封构件24，以防止供给到阳极20a一侧的燃料绕到阴极20c一侧。
在此，阳极20a由用钌和铂的合金微粒子构成的催化剂与承载该催化剂的碳粉末的混合物构成。而且，如果对阳极20a供给燃料(甲醇和水)，则如公式(1)中所示，氧化该燃料，产生氢离子和电子。然后，该产生的电子移到阳极集电板21a上，经由负端子22a传递给外部。
电解质膜20b例如由聚全氟磺酸树脂构成，具体地说，可举出Nafion(商标)、Aciplex(商标)等。而且，电解质膜20b具有将在阳极20a中产生的氢离子朝向相反面的阴极20c输送，但不输送电子的功能。
阴极20c由用铂的微粒子构成的催化剂与承载该催化剂的碳粉末的混合物构成。而且，如果从正端子22c经由阴极集电板21c对阴极20c供给电子，则如公式(2)中所示，在还原了从氧孔23c进入的氧后与由电解质膜20b输送的氢离子反应，生成水。
这样，在膜电极接合体20中，如公式(1)和公式(2)中所示，使作为燃料的甲醇和水按摩尔比1∶1发生电化学反应而发电，如公式(3)中所示，在阳极20a中产生二氧化碳作为副产物气体，在阴极20c中产生水作为副产物。但是，因为由现实的燃料电池10的发电消耗的燃料跟水与氢离子的输送相关且有选择地通过膜电极接合体20，故达不到这样的理论比。此外，这样有选择地通过膜电极接合体20的水的量也随电解质膜20b的性能或使用环境而产生较大的变动。
阳极20aCH3OH+H2O→CO2+6H++6e-...(1)阴极20c3/2O2+6H++6e-→3H2O ...(2)全部反应CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O...(3)如图2(a)中所示，燃料保持体30由容器31和隔板34构成。将容器31构成为在由形成其底面的底板32和从其外周延伸出来形成侧面的侧板33形成的空间中可储存并保持燃料。
将隔板34设置成从底板32和侧板33延伸出来、其端部如图2(b)中所示支撑膜电极接合体20的下面一侧。这样，隔板34隔开在容器31的内部形成的空间，形成从始端到终端连成一条密闭的流路S。该流路S构成为如果在其中填满燃料，则将该燃料供给膜电极接合体20，发生电化学反应。再有，图2(a)的流路S是有折返的流路，在这一点上与图1的流路S不同。
但是，为了不使发电效率下降，将燃料保持体30(或流路S)中保持的燃料的浓度调节为不发生甲醇透过膜电极接合体20从而使阴极20c一侧的活性下降的渗透现象。具体地说，使燃料保持体30中保持比上述的理论比更低的浓度即约10％的甲醇浓度的燃料。
另一方面，如果继续地进行发电，则在燃料保持体30中保持的燃料的浓度由于按规定比率消耗甲醇和水而导致变动。如果该浓度的变动继续下去，则在燃料保持体30中保持的燃料脱离在高效发电方面适当的适当浓度范围，燃料电池10的发电效率下降。这样，脱离适当浓度范围的燃料是剩余燃料。
如图2(a)中所示，贯通侧板33的一部分设置了燃料注入路径40，以便能在流路S的始端附近注入燃料。在燃料注入路径40中设置了注入阀41。
如图2(a)中所示，贯通侧板33的一部分设置了燃料排出路径50，以便能从流路S的终端附近排出燃料。再者，在燃料排出路径50中设置了排出阀51。
这样，通过排出阀51起作用，即使对燃料保持体30注入被附加了压力的燃料，也能立即使该压力散逸。因此，可减轻对于燃料保持体30和膜电极接合体20的负荷。再有，与燃料注入路径40邻接地设置了图2(a)的燃料排出路径50，在这一点上与图1的燃料排出路径50不同。
其次，说明其动作。
在补给燃料的情况下，在燃料注入路径40上安装燃料补给装置60。于是，燃料补给装置60的补给阀61打开，用规定的压力注入燃料。排出阀51因对流路S内的燃料附加的值比第1阈值高而从关闭切换为打开。如果打开排出阀51，则从燃料排出路径50排出该流路S的剩余燃料。因此，利用燃料补给装置60的新的燃料填满流路S的燃料。其后，如果从燃料注入路径40卸下燃料补给装置60，则在关闭补给阀61的同时，关闭注入阀41。排出阀51因对流路S内的燃料附加的压力值比第2阈值低而从打开切换为关闭。
如上所述，在本实施形态中，如果在燃料注入路径40上安装燃料补给装置60，则排出阀51因对流路S内的燃料附加的压力值变大而打开。即，排出阀51具有排出剩余燃料的剩余燃料排出功能。因此，由于在排出流路S内的剩余燃料的方向上压出来自燃料注入路径40的燃料，故可从排出阀51排出剩余燃料。
此外，由于流路S是在一个路径上使燃料流动的流路，并且由于在排出剩余燃料的方向上压出流路S内的燃料，故可从排出阀51排出剩余燃料。
在本实施形态中，排出阀51利用第1阈值和第2阈值的值进行能关闭和打开的单向阀的控制，但也可与注入阀41的开闭动作同步地控制排出阀51的开闭动作。由此，如果在燃料注入路径40上安装燃料补给装置60，则排出阀51打开。于是，利用来自注入阀41的燃料压出流路S内的剩余燃料，可从排出阀51排出剩余燃料。再有，关于注入阀41等的动作，可以是利用橡胶或弹簧等的弹性体被动地动作，也可以是像螺线管那样利用来自外部的信号等主动地动作，也可以是利用手动的方式来动作。这一点对于以下说明的各阀都是同样的。
(第2实施形态)图3是示出本发明的燃料电池的第2实施形态的结构图。图3中示出的结构是对于图1中示出的结构在燃料补给装置70上附加了回收剩余燃料的单元的结构。燃料补给装置70具备补给阀71、燃料容纳室72、压力附加单元80、燃料回收室90、回收阀91和燃料回收路径92。
燃料容纳室72是在密闭状态下容纳对燃料电池10的燃料保持体30补给的燃料的空间，将燃料容纳室72构成为利用压力附加单元80对容纳的燃料附加压力。如果在燃料注入路径40上安装燃料补给装置70，则打开补给阀71，如果从燃料注入路径40卸下燃料补给装置70，则关闭补给阀71。
燃料回收室90是回收被从补给阀71补给的燃料的压力压出并从燃料排出路径50排出的剩余燃料的空间。燃料回收路径92是连接燃料排出路径50与燃料回收室90的燃料通路，在燃料排出路径50一侧配置了回收阀91。回收阀91具有若对燃料排出路径50的燃料施加压力则打开、不使剩余燃料在燃料排出路径50一侧返流的单向阀的功能。
图4是示出燃料电池的详细的结构和动作的说明图。图4(a)示出了燃料部100和燃料补给装置70的结构剖面图。对于燃料补给装置70来说，利用移动隔壁81将框体83的内部空间隔开为2个，形成了燃料容纳室72和燃料回收室90。在燃料容纳室72的一端，安装了补给阀71。补给阀71的前端部分具有与燃料保持体30的燃料注入路径40嵌合的结构。
移动隔壁81的外周边缘与框体83的内壁密接，一边分开地维持由该移动隔壁81隔开的燃料容纳室72和燃料回收室90的密封性，一边在一个方向上滑动。压力发生单元82沿移动隔壁81滑动的方向在燃料容纳室72的容积收缩的方向上给予压力。压力发生单元82在图4(a)中例示了弹簧，但不限定于此，只要是在使移动隔壁81滑动方面给予必要的压力的构件，就可以是任何的构件。
燃料回收室90伴随移动隔壁81的移动，以燃料容纳室72的空间缩小的部分大小进行扩展。将燃料回收路径92设置成贯通框体83的一部分以解除燃料回收室90的密闭状态。燃料回收路径92的前端部分具有与燃料保持体30的燃料排出路径50嵌合的结构。
在燃料回收室90或燃料回收路径92中设置了着色单元93，封入了在剩余燃料中均匀地扩散可使之着色的颜料或染料。利用该着色单元93对由燃料回收室90回收的剩余燃料进行着色。由此，对比在燃料回收室90中着色的剩余燃料的容积与在燃料容纳室72中未着色的燃料的容积，根据该比率可容易地掌握燃料补给装置70中的燃料的剩余量。
其次，说明其动作。
如图4(b)中所示，在燃料部100上安装了燃料补给装置70的情况下，补给阀71的引导棒的前端部71a与突起部42压接，补给阀71打开，以规定的压力注入燃料。于是，打开注入阀41。排出阀51因对在燃料保持体30的内部保持的流路S内的燃料附加的压力值比第1阈值高而从关闭切换为打开。如果打开排出阀51，则从燃料排出路径50排出该流路S的剩余燃料。已排出的剩余燃料经回收阀91被燃料回收室90回收。因此，利用燃料容纳室72的新的燃料填满流路S的燃料。
在从燃料部100卸下燃料补给装置70的情况下，补给阀71的引导棒的前端部71a与突起部42脱离，补给阀71关闭。于是，关闭注入阀41。排出阀51因对在燃料保持体30的内部保持的流路S内的燃料附加的压力值比第2阈值低而从打开切换为关闭。
按照本实施形态，补给阀71伴随安装在燃料部100上或从燃料部100脱离而在打开和关闭之间进行切换。因而，如果在燃料部100上安装燃料补给装置70，则开始燃料的补给，如果从燃料部100卸下燃料补给装置70，则结束补给，燃料的补给作业变得简便。
此外，也可使补给阀71的动作如下述那样来进行如果在燃料部100上安装燃料补给装置70，则打开补给阀71，即使不从燃料部100卸下燃料补给装置70，若满足规定条件，就将补给阀71切换为关闭。该所谓规定条件，例如可考虑补给阀71打开后所经过的时间或液压变动信息等。而且，关于该规定条件，设为通过切换一次补给阀71的打开和关闭，将从燃料容纳室72补给的燃料的量调节为与燃料保持体30的容积大体为同等。如果这样做，则如果在燃料部100上安装燃料补给装置70，则开始燃料补给和剩余燃料排出，在进行了适当的量的燃料补给(即，将剩余燃料置换为新的燃料)时，自动地关闭，燃料的补给作业和剩余燃料排出作业变得更加简便。
在燃料补给装置70中，在回收阀91中也可具备与补给阀71同样的结构。即，在上述形态中，在燃料部100上安装燃料补给装置70的同时使补给阀71打开的补给阀71与注入阀41的结构也可在排出阀51与回收阀91之间成立。在本形态的情况下，在将燃料补给装置70安装在燃料部100上的同时补给阀71、注入阀41、排出阀51和回收阀91同时打开。其结果，在注入燃料的同时，剩余燃料成为大致自然打开的状态，可在极短的时间内结束燃料与剩余燃料的调换工序。这一点不仅减轻实际实施本工序的装置使用者的工夫，而且可抑制燃料与剩余燃料之间的随时间的浓度扩散，在维持新注入的燃料的纯度方面有效地起作用。
在本实施形态的情况下，如果使在燃料容纳室72中能容纳燃料的最大容积与在燃料保持体30中能保持的燃料的容积为同等程度，则燃料补给装置70利用一次补给，燃料就用完了，适合于用一次燃料补给和剩余燃料排出就丢弃的类型的用途。
此外，如果使燃料容纳室72的最大容积为在燃料保持体30中保持的燃料的容积的2倍以上的整数倍，则可进行多次由燃料补给装置70进行的燃料补给和剩余燃料排出。
再者，在可进行多次燃料补给和剩余燃料排出的燃料容纳室72的情况下，最好用透明材质构成框体83，同时注上与由燃料保持体30能保持的燃料的容积相关的刻度，以便能从外观对燃料进行目视确认。如果有这样的刻度，则根据所容纳的燃料的液面的位置可掌握燃料的剩余量，也成为将由燃料保持体30保持的剩余燃料置换为新的燃料时的补给量的标准。
再者，在本实施形态中，设置了补给阀71，为了进行燃料的补给，可在打开和关闭之间进行切换。在通过这样设置补给阀71而可进行多次燃料补给的燃料补给装置70中，可采取如下的使用方法只在进行燃料补给的情况下，将燃料补给装置70安装在燃料部100上，在除此以外时，卸下燃料补给装置70。通过用补给阀71关闭未使用完的燃料，可在燃料容纳室72中按原样容纳该燃料。
在本实施形态的情况下，具有突起部42，但也可在注入阀41中具有能用手动来开动的突起部操作单元。在该情况下，在燃料部100上总安装燃料补给装置70，在必须进行燃料补给时，如果按压突起部操作单元的按压按钮，则突起部突起，打开补给阀71，若再一次按压突起部操作单元的按压按钮，则突起部返回，可关闭补给阀71。
图9是示出燃料电池的详细的结构的说明图，示出了燃料补给装置70的结构剖面图。燃料补给装置70在框体83的内部空间中设置了另外的框体83b，使其一个端面与燃料补给装置70的前端面一致，而且使相反一侧端面从燃料补给装置70的后端面离开，用框体83和框体83b构成了同心圆状的二重圆筒。此外，在框体83b的内壁上设置了移动隔壁81。其它的构成要素与图4(a)中示出的实施形态是同样的。在本结构中，框体83b的内面成为燃料容纳室72，此外，被框体83和框体83b夹住的部分和框体83b的移动隔壁81的背面成为燃料回收室。本结构的动作与使用图4(b)已说明的动作是同样的。通过应用本结构，由于燃料补给装置70的表面形态成为单纯的大致圆筒形，因此与图4(a)的结构相比，在提高搬运性、容纳性和操作性的同时，其体积小型化，提高了容积效率。
(第3实施形态)
图5是示出本发明的燃料电池的第3实施形态的结构图。图5中示出的结构对于图4中示出的结构变更了燃料补给装置75内的燃料回收室95的配置位置以及结构。在燃料补给装置75中，利用在框体83中设置的隔壁84隔开燃料容纳室72与燃料回收室95。
在燃料容纳室72的一端，设置了补给阀71。移动隔壁81的外周边缘与框体83的内壁密接而滑动。压力发生单元82沿移动隔壁81滑动的方向在燃料容纳室72的容积收缩的方向上给予压力。
在燃料回收室95的一端，设置了起到单向阀的功能的回收阀91。将燃料回收室95构成为其容积总是恒定，设置了用于在回收从回收阀91送来的燃料的同时将空气散逸到外部的通气孔96。
图6是示出从燃料补给装置分离了燃料回收室的结构图。在图5的情况下，对于燃料回收室95来说，利用在框体83内设置的隔壁84形成了空间，但最好从燃料补给装置75分离燃料回收室95。在图6的情况下，只通过回收了剩余燃料的燃料回收室95的更换，可再次利用燃料补给装置75。
再有，关于燃料部100，由于与已说明的被附以同一符号的图4的结构是相同的，故省略其说明。
其次，说明其动作。
在将燃料补给装置75安装在燃料部100上的情况下，补给阀71的引导棒的前端部71a与突起部42压接，补给阀71打开，以规定的压力注入燃料。于是，打开注入阀41。排出阀51因对在燃料保持体30的内部保持的流路S内的燃料附加的压力值比第1阈值高而从关闭切换为打开。如果打开排出阀51，则从燃料排出路径50排出该流路S的剩余燃料。已排出的剩余燃料经回收阀91被燃料回收室95回收。因此，利用燃料容纳室72的新的燃料填满流路S的燃料。
在从燃料部100卸下燃料补给装置75的情况下，补给阀71的引导棒的前端部71a与突起部42脱离，补给阀71关闭。于是，关闭注入阀41。排出阀51因对在燃料保持体30的内部保持的流路S内的燃料附加的压力值比第2阈值低而从打开切换为关闭。
在本实施形态的情况下，分离了燃料回收室95与燃料容纳室72。因此，如图6中所示，在燃料回收室95中回收了剩余燃料后，只通过将燃料回收室95更换为新的燃料回收室95，可再次利用燃料补给装置75。
其次，说明安装了与本发明的实施形态有关的燃料电池和燃料补给装置的电子设备。具体地说，例示便携式个人计算机和便携式电话机作为电子设备。
图7是示出在便携式个人计算机中的燃料电池和燃料补给装置的利用的说明图。在便携式个人计算机210中应用了与本发明有关的燃料电池10和燃料补给装置70作为电源。在图7中，在补给燃料的情况下，将燃料补给装置70安装在燃料电池10上。在燃料补给后，可卸下燃料补给装置70。此外，也可固定地安装燃料补给装置70。
图8是示出在便携式电话机中的燃料电池和燃料补给装置的利用的说明图。在支撑框体221内安装燃料补给装置70，构成为固定型。在便携式电话机220的内部配置了燃料电池10。在对便携式电话机220进行燃料补给时，将便携式电话机220放置在支撑框体221上，安装在燃料补给装置70上。
由于在各种各样的环境下使用这样的便携式电子设备，所消耗的甲醇∶水的比率变动，由燃料电池10保持的燃料偏离适当浓度范围，发电效率容易下降。
但是，在这样的发电效率下降的情况下，通过从燃料补给装置70进行燃料补给，排出由燃料电池10保持的剩余燃料，使发电效率恢复，可继续进行电子设备110的使用。
这样，与本发明有关的燃料电池10、其燃料补给装置70和燃料电池系统200可在长时间内稳定地进行发电，故可在长时间内使用安装了上述的燃料电池10、其燃料补给装置70和燃料电池系统200的电子设备。再者，如果作成对于燃料电池10可卸下燃料补给装置70的结构，则可使电子设备实现小型化。
权利要求
1.一种燃料电池，具备使燃料发生电化学反应来发电的膜电极接合体和保持上述燃料以便对上述膜电极接合体供给上述燃料的燃料保持体，其特征在于，上述燃料电池具有对上述燃料保持体注入被附加了压力的上述燃料的燃料注入路径；以及利用上述压力排出由上述燃料保持体保持的上述燃料的燃料排出路径。
2.如权利要求1中所述的燃料电池，其特征在于具有连通上述燃料注入路径与上述燃料排出路径的流路；在上述燃料注入路径中设置的、在打开和关闭之间进行切换的注入阀；以及在上述燃料排出路径中设置的、在打开和关闭之间进行切换的排出阀。
3.如权利要求2中所述的燃料电池，其特征在于对在上述流路的内部保持的燃料所附加的压力值比规定的第1控制值高时，上述排出阀从关闭切换为打开，在上述压力值比低于第1控制值的规定的第2控制值低时，则上述排出阀从打开切换为关闭。
4.一种电子设备，其特征在于安装了权利要求1至权利要求3的任一项中所述的燃料电池。
5.一种燃料电池的燃料补给装置，对燃料电池补给燃料，上述燃料电池具备使上述燃料发生电化学反应来发电的膜电极接合体和保持上述燃料以便对上述膜电极接合体供给上述燃料的燃料保持体，其特征在于，上述燃料补给装置具有容纳对上述燃料电池补给的上述燃料的燃料容纳室；对在上述燃料容纳室中容纳的上述燃料附加压力的压力附加单元；设置在上述燃料容纳室的一端并在打开和关闭之间进行切换的补给阀；回收被从上述补给阀补给的上述燃料压出并从上述燃料保持体排出的上述燃料的燃料回收室；使从上述燃料保持体排出的上述燃料回收到上述燃料回收室中的燃料回收路径；以及使上述燃料回收路径在打开和关闭之间进行切换的回收阀。
6.如权利要求5中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于上述压力附加单元具有隔开上述燃料容纳室和燃料回收室的同时在附加上述压力的方向上移动的移动隔壁和产生上述压力的压力发生单元。
7.一种燃料电池的燃料补给装置，对燃料电池补给燃料，上述燃料电池具备使上述燃料发生电化学反应来发电的膜电极接合体和保持上述燃料以便对上述膜电极接合体供给上述燃料的燃料保持体，其特征在于，上述燃料补给装置具有容纳对上述燃料电池补给的上述燃料的燃料容纳室；对在上述燃料容纳室中容纳的上述燃料附加压力的压力附加单元；设置在上述燃料容纳室的一端并在打开和关闭之间进行切换的补给阀；回收被从上述补给阀补给的上述燃料压出并从上述燃料保持体排出的上述燃料的燃料回收室；以及使上述燃料回收路径的打开和关闭之间进行切换的回收阀。
8.如权利要求7中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于上述燃料回收室可安装也可卸下。
9.如权利要求5至权利要求8的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于上述燃料容纳室容纳上述燃料的容积是由上述燃料保持体保持的上述燃料的容积的大致整数倍，上述燃料容纳室可从外观对上述燃料进行目视确认，同时注上与上述燃料保持体的容积相关的刻度。
10.如权利要求5至权利要求8的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于上述燃料容纳室容纳上述燃料的容积是由上述燃料保持体保持的上述燃料的容积的大致整数倍，与上述燃料保持体的容积相关联地调节从上述燃料容纳室一次补给的上述燃料的量。
11.如权利要求5至权利要求10的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于在将上述补给阀安装在上述燃料电池上的状态下使上述补给阀在打开和关闭之间进行切换。
12.如权利要求5至权利要求10的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于伴随将上述补给阀安装在上述燃料电池上或从上述燃料电池卸下的情况使上述补给阀在打开和关闭之间进行切换。
13.如权利要求5至权利要求12的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置，其特征在于设置有使回收到上述燃料回收室中的上述燃料着色的着色单元。
14.一种电子设备，其特征在于附带了权利要求5至权利要求13的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置。
15.一种燃料电池系统，其特征在于，包含权利要求1至权利要求3的任一项中所述的燃料电池；以及权利要求5至权利要求13的任一项中所述的燃料电池的燃料补给装置。
16.如权利要求15中所述的燃料电池系统，其特征在于上述燃料电池的燃料补给装置是总安装在上述燃料电池上使用的固定式的装置。
17.如权利要求15中所述的燃料电池系统，其特征在于上述燃料电池的燃料补给装置是只在对上述燃料电池补给上述燃料时安装并使用的分离式的装置。
18.如权利要求17中所述的燃料电池系统，其特征在于将上述燃料电池的燃料补给装置构成为固定型，在补给上述燃料时放置上述燃料电池。
全文摘要
提供在对燃料电池供给燃料的情况下对燃料电池供给燃料的同时可排出作为残存的燃料的剩余燃料的燃料电池、其燃料补给装置、安装了该燃料电池及其燃料补给装置的电子设备和燃料电池系统。燃料电池(10)的燃料部(100)具有保持燃料的燃料保持体(30)；注入被附加了压力的燃料的燃料注入路径(40)；利用压力排出由燃料保持体保持的燃料的燃料排出路径(50)；连通燃料注入路径与燃料排出路径的流路(S)；在燃料注入路径中设置的、在打开和关闭之间进行切换的注入阀(41)；以及在燃料排出路径中设置的、在打开和关闭之间进行切换的排出阀(51)。如果在燃料部(100)上安装燃料补给装置(60)，则新的燃料可压出作为在流路(S)内残存的燃料的剩余燃料，从排出阀(51)排出。
文档编号H01M8/00GK101026246SQ20061014155
公开日2007年8月29日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年2月24日
发明者河野龙治, 北野诚, 鸟羽速水, 福士美雪 申请人:株式会社日立制作所