CN100444450C - 流量调节过滤器、以及燃料电池用燃料容器 - Google Patents

流量调节过滤器、以及燃料电池用燃料容器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种流量调节过滤器、以及具有该流量调节过滤器的燃料电池用燃料容器。流量调节过滤器被设置在燃料电池用燃料容器的排出流道上，用于调节液状内容物的排出量，上述的燃料电池用燃料容器用于收容可以以液状或者气体状排出的燃料电池用液体燃料的液状内容物，该流量调节过滤器(1)包括：弹性体(2)，具有连续气孔；以及固定件(3)，由熔敷于该弹性体(2)的模制体构成，用于固定弹性体(2)，使弹性体(2)封堵排出流道。弹性体(2)及固定件(3)由不会被液状内容物腐蚀的热塑性树脂构成。因此，不需要大型的液量调节机构这样的结构，就可调节燃料电池用燃料容器的内容物的排出流量。

Description

流量调节过滤器、以及燃料电池用燃料容器
技术领域
本发明涉及一种设置于燃料电池用燃料容器中的流量调节过滤器及包括该流量调节过滤器的燃料电池用燃料容器。
背景技术
可实现工作温度低、装置小型化的燃料电池被广泛地应用于当前各种用途。例如，在可使笔记本电脑及便携式电话的连接工作时间长时化的移动设备用电源等领域中正在进行不断地开发。在该燃料电池中有各种的方式，而且，所使用的燃料也有若干种类。
例如，对于直接提供甲醇的直接甲醇型燃料电池(DMFC)，正在研究将甲醇与纯水的混合溶液作为燃料的方式、以及通过循环使用作为燃料电池的废液的水的方式而将纯甲醇作为燃料的方式(例如，参照日本特开2003-297401号公报)。
而且，下述的现有技术已被公开，即，对于将甲醇水溶液喷雾的类型，将氮气或者二甲醚(以下称为DME)作为喷射剂混入甲醇水溶液中，并作为燃料(例如，参照日本特开平6-310166号公报)。
而且，关于直接DME型燃料电池(DDFC)，目前正在讨论将把液化DME与水混合的物质、或者在液化DME和水中加入甲醇的物质作为燃料、以及将从DME中制出的氢提供给燃料电池的DME改性方式(参照例如，日本特表2002-505511号公报，「固体高分子形燃料電池の研究開発ジメチルエ一テル(DME)を燃料とする固体高分子形燃料電池(PEFC)の研究」平成13年度成果報告書独立行政法人新エネルギ一·産業技術総合開発機構発行、発行日平成14年3月、[平成16年3月1日検索]、インタ一ネツト<URL；http//www.nedo.go.jp>，译为：“固体高分子形燃料电池的研究开发将二甲醚(DME)作为燃料的固体高分子形燃料电池(PEFC)的研究”平成13年度成果报告书独立行政法人新能源·产业技术综合开发机构发行，发行日平成14年3月，[平成16年3月1日检索]，互联网<URL；http//www.nedo.go.jp>)。
由于DME是不含硫磺、重金属、芳族类的清洁液体燃料，而且，还具有很好的可燃性及燃烧性，除此之外，也可比较方便地进行输送和储藏而备受瞩目，对于小型固体氧化物型燃料电池(μSOFC)，也正在研究将液化DME与水混合后的物质作为燃料的方式。(参照例如，基盤技術研究促道事業「DME·LPGを燃料としたマイクロ固体酸化物型燃料電池の研究」平成14年度成果報告書独立行政法人新エネルギ一·産業技術総合開発機構発行、発行日平成15年3月、[平成16年3月1日検索]、インタ一ネツト<URL；http//www.nedo.go.jp>，译为：基础技术研究促进事业“将DME·LPG作为燃料的微型固体氧化物型燃料电池的研究”，平成14年度成果报告书独立行政法人新能源·产业技术综合开发机构发行，发行日平成15年3月，(“平成16年3月1日检索”)，互联网<URL；http//www.nedo.go.jp>)。
另一方面，还在研究一种用于向燃料电池提供燃料电池燃料的燃料容器。该燃料电池用燃料容器希望是一种小型轻量、且从确认内容物的余量方面考虑由树脂制成的容器。而且，正在研究这样一种机构，在使用液体燃料在情况下，希望可以省略使用燃料电池的设备主体的配件类，尤其是省略吸入泵，而用于收容燃料的燃料容器本身依靠自己排出提供燃料。而且，还在研究一种耐DME的树脂容器，本申请人已提出申请(例如，参照日本特开2003-176899号公报、日本特願2003-270600号，日本特願2003-297049号等)。
当向小型燃料电池提供燃料电池用的液体燃料时，要求燃料供给流量为微量，因此，也要求收容燃料的燃料电池用燃料容器可每次少量地提供稳定的燃料。尤其是小型燃料电池的燃料消耗量在数小时内减少到数ml～十数ml，所以，在实现燃料电池方面的机构简化的基础上，具备在容器主体侧精密控制内容物的排出量的排出特性是非常重要的。
在一般的喷雾器中，当想减少内容物的排出量时，可以采取减小阀口直径和排出口直径的措施，但是，阀口直径、排出口直径可以达到的极限是减小到0.3mm的直径，这样，在数分钟内就可将内容物全部排出，因此作为燃料电池用燃料容器是不适宜的。而且，因为每小时由于内容物自身重量而导致自然排出的流出量极其微小，所以出现可使用的设备将受到限制的问题。
严格要求稳定的排出量的容器通常需要设置液量调节机构。但是，由于要求使用小型轻量的燃料电池用燃料容器，所以不能使用大型的液量调节机构。
本发明的发明者研究了将用于调节流量的过滤器配置于燃料电池用燃料容器主体中的方案，其中，用于调节流量的过滤器类似于在气体引燃器的火焰调节中使用的流量调节过滤器。但是，对于气体引燃器所使用的聚氨酯泡沫系、橡胶海绵系、无纺布系材料的过滤器，当收容液体含有甲醇时，过滤器被该甲醇腐蚀，或者由于膨胀而发生流量变化，因此，在可靠性上存在问题。
而且，当收容液体中含有DME时，过滤器将被腐蚀，除此之外，当在过滤器中使用无纺布时，作为无纺布的粘结剂的层(binder)被DME腐蚀而出现碎丝，成为堵塞喷嘴的原因。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种流量调节过滤器、及具有该流量调节过滤器的燃料电池用燃料容器，其中，该流量调节过滤器可简单地调节内容物的排出流量，并且，不会被液体燃料的DME、甲醇、乙醇所腐蚀，不会溶出灰尘、油分等杂质。
本发明的流量调节过滤器被设置在燃料电池用燃料容器的排出流道上，用于调节液状内容物的排出量，其中，该燃料电池用燃料容器用于收容可以以液状或气体状排出的燃料电池用液体燃料的液状内容物。该流量调节过滤器包括：弹性体，具有孔径小于等于30μm、气孔率为60～90％的连续气孔；以及固定件，由与该弹性体熔敷的模制体构成，用于固定上述弹性体，以便使该弹性体封堵上述排出流道，上述弹性体及上述固定件由不会被上述液状内容物腐蚀的热塑性树脂构成，其中，将所述热塑性树脂、水溶性有机化合物及水溶性高分子材料混合后，利用水提取、并除去上述水溶性有机化合物及上述水溶性高分子材料，由此得到所述弹性体。
优选方式是，上述热塑性树脂是至少从包括下述物质的组中选择的一种：聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚丙烯腈。
根据本发明第一方面的燃料电池用燃料容器，包括：容器主体，向外面开口、具有用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，储藏上述液状内容物；挤压装置，通过被封入到气室内的压缩气体的压力，将该储藏室内的液状内容物加压并挤出，其中，上述的气室与上述储藏室分离形成；阀门，在上述储藏室和上述连接部之间打开或关闭；以及上述流量调节过滤器，被配置于从上述储藏室至上述连接部的通道内。通过该流量调节过滤器调节上述液状内容物的排出量。
作为上述第一方面的燃料电池用燃料容器的液状内容物，优选从包括下述物质的组中选择的任一种：甲醇、甲醇和纯水、乙醇、乙醇和纯水、二甲醚和纯水、二甲醚和纯水和甲醇、二甲醚和纯水和乙醇。在此，所谓纯水是指尽可能去除杂质的、可以认为与纯粹的水几乎相同的水，当然，作为化学种类，也包含蒸馏水的意思。下面所谓的纯水就是这个意思。
根据本发明第二方面的燃料电池用燃料容器，燃料电池用燃料容器包括：容器主体，具有向外面开口并用于提供内容物的连接部、以及用于储存内容物的储藏室；阀门，在上述储藏室和上述连接部之间打开或关闭；以及上述流量调节过滤器，被配置于从上述储藏室至上述连接部的通道内。使上述储藏室内的液状内容物气化后的气体通过该气体的压力进行加压、并经过上述阀门排出，通过上述流量调节过滤器调节上述气体的排出量。上述第二方面的燃料电池用燃料容器的液状内容物为二甲醚。
本发明的第三方面的燃料电池用燃料容器，燃料电池用燃料容器包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存上述液状内容物；阀门，在上述储藏室和上述连接部之间打开或关闭；以及上述流量调节过滤器，被配置于从上述储藏室至上述连接部的通道内。使上述储藏室内的液状内容物利用该液状内容物的压力进行加压、并经过上述阀门排出，通过上述流量调节过滤器调节上述液状内容物的排出量。
作为上述第一方面的燃料电池用燃料容器的液状内容物，优选方式是，从包括二甲醚、二甲醚和纯水、二甲醚和纯水和甲醇、二甲醚和纯水和乙醇的组中选择一种。
根据本发明的压力容器，包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存上述液状内容物；挤压装置，通过封入到气室内的压缩气体的压力，将该储藏室内的液状内容物加压并挤出，其中，上述的气室与上述储藏室分离形成；阀门，在上述储藏室和上述连接部之间打开或关闭；以及上述流量调节过滤器，配置于从上述储藏室至上述连接部的通道内。通过该流量调节过滤器调节上述液状内容物的排出液量。
根据本发明的压力容器的其他形式，包括：容器主体，具有向外面开口并用于提供内容物的连接部、以及用于储存内容物的储藏室；阀门，在上述储藏室和上述连接部之间打开或关闭；以及上述流量调节过滤器，被配置于从上述储藏室至上述连接部的通道内。使上述储藏室内的液状内容物气化后的气体利用该气体的压力进行加压、并经过上述阀门排出。通过上述流量调节过滤器调节上述液状内容物的气体排出量。
根据本发明的压力容器的另一形式，包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存上述液状内容物；阀门，在上述储藏室和上述连接部之间打开或关闭；以及上述流量调节过滤器，配置于从上述储藏室至上述连接部的通道内。使上述储藏室内的液状内容物利用该液状内容物的压力进行加压、并经过上述阀门排出。通过上述流量调节过滤器调节上述液状内容物的排出液量。
根据本发明的流量调节过滤器，包括：弹性体，具有连续气孔；以及固定件，由与该弹性体熔敷的模制体构成，该模制体用于固定上述弹性体，以便该弹性体封堵上述排出流道。由于弹性体及固定件都是由不会被液状内容物腐蚀的热塑性树脂构成，所以不会被燃料电池用的液体燃料的液状内容物所腐蚀，因此，就不会出现被液状内容物腐蚀的过滤器的溶出物或腐蚀物堵塞燃料电池用燃料容器的喷嘴的问题，并且，由于不会腐蚀而也具有可靠性。
而且，本发明的流量调节过滤器通过具有连续气孔的弹性体可简单地调节液状内容物的排出流量，因此，当使用燃料电池用燃料容器时，可作为每次可少量提供稳定的燃料的燃料电池用燃料容器。尤其是，上述流量调节过滤器被设置在燃料电池用燃料容器的排出流道上，其中，该燃料电池用燃料容器用于收容可以以液状或气体状排出的燃料电池用的液体燃料，所以，不需要类似大型液量调节机构的结构，就可以满足燃料电池用燃料容器的小型轻量的要求。
而且，无论排出燃料电池用的液体燃料的液状内容物时的形状是液状还是气体状，都可以应用本发明的流量调节过滤器，因此，通过将该流量调节过滤器安装到由现有技术可知的压力容器中，就可得到可稳定地提供燃料的燃料电池用燃料容器。
由于本发明的燃料电池用燃料容器具有上述流量调节过滤器，所以，不需要类似大型液量调节机构的结构，可作为每次可少量地提供稳定的燃料的燃料电池用燃料容器。
附图说明
图1A、图1B、及图1C是过滤器的平面图、剖面图及作成前的分解剖面图；
图2是本发明的第一实施例涉及的燃料电池用燃料容器的中央剖面正视图；
图3是图2的过滤器及关闭状态的阀门部位的放大剖面图；
图4是阀门打开工作时的相同剖面图；
图5是本发明的第二实施例涉及的燃料电池用燃料容器的剖面图；
图6是图5的过滤器及阀门部位的放大剖面图；以及
图7是第三实施例涉及的燃料电池用燃料容器的剖面图。
具体实施方式
本发明的流量调节过滤器被设置在燃料电池用燃料容器的排出流道上，以便调节液状内容物的排出量，其中，该燃料电池用燃料容器用于收容可以以液状或气体状排出的燃料电池用的液体燃料，该流量调节过滤器包括：弹性体，具有连续气孔；固定件，由与弹性体熔敷的模制体构成，该模制体用于固定上述弹性体，以使弹性体封堵上述排出流道，而且，弹性体及固定件由不会被液状内容物腐蚀的热塑性树脂构成。
作为不会被液状内容物腐蚀的热塑性树脂，可以列举有如下物质：聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯等聚烯烃、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、聚对苯二甲酸盐环己烷二甲醇等聚酯、或聚丙烯腈等。尤其是，优选方式是，这种热塑性树脂至少是从包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或者聚丙烯腈的组中选择的一种。
此外，除高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯之外，聚乙烯还可以是乙烯和乙烯基乙酸酯的共聚物、乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物以及将用一部分代替金属盐的离聚物等乙烯系共聚物，聚甲醛可以是均聚物，也可以是共聚物。
上述弹性体是通过下述方法获得的：将热塑性树脂、水溶性有机化合物及水溶性高分子材料混合后，通过水来提取、除去水溶性有机化合物及上述水溶性高分子材料。更详细地说，按照规定的体积比混合热塑性树脂和、按35～95/65～5的体积比包含水溶性有机化合物及水溶性高分子材料的水溶性成分，在由热塑性树脂构成的三维连续网状骨架间，形成保持水溶性成分的混合体后，使该混合体和水接触，并从混合体中提取并除去水溶性成分。
热塑性树脂是一种可在上述混合时熔融、并和其他成分一起均匀地分散的树脂，其可使用不会被液状内容物腐蚀的材料。热塑性树脂通常只使用一种，但是，如果熔点或者软化点比较相似、且存在某种程度的互溶性，则也可同时使用二种以上材料。
优选方式是，对于热塑性树脂和水溶性成分的量之比，根据热塑性树脂的种类而进行适当调整，以便在热塑性树脂中形成三维连续网状骨架。而且，热塑性树脂、水溶性有机化合物及水溶性高分子材料的混合可通过转子式搅拌机、捏和机、碾轮、密封式混练机、双轴挤压机等通常的装置进行。
优选方式是，混合时，热塑性树脂及水溶性高分子材料熔融，水溶性有机化合物仍为原有固体状态。因此，水溶性有机化合物可选择熔点高于热塑性树脂的熔点或者软化点的物质，并可选择熔点高于水溶性高分子材料的熔点的物质。而且，上述混合时的温度可被调整为小于水溶性有机化合物的熔点、大于热塑性树脂的熔点或者软化点及上述水溶性高分子材料的熔点。
作为水溶性有机化合物，是一种满足上述条件的化合物，可使用相对于作为结晶性而言具有熔点的水或温水而具有溶解性的化合物。具体地说，优选如下化合物：尿素、硫脲、双氰胺、甘露醇、果糖、葡萄糖等糖类、甘露糖醇、三甲基乙烷、季戊四醇、雷佛奴耳、乌头酸、橡实(akon)酸、乙酰基苯甲酸、乙酰硫脲、乙炔基羧酸、乙酰氨石碳酸、硫酸阿托品、茴香酸、盐酸苯胺、氨基丙酮酰苯胺、氨基苯甲酸、氨基戊酸、氨基肉桂酸、氨基丁酸、丙氨酸、氨基苯胂酸、蛋白清、槟榔啶、阿脲酸、安息香酸钠、氨茴酸、靛红、靛红肟、异龙脑酸、异糖酸、异烟酸、异烟酸酰肼、异戊酰胺、异酞腈、盐酸异丙肾上腺素等。
作为水溶性高分子材料，是一种满足上述条件的材料，可使用通过水或温水能够与水溶性有机化合物一起提取并除去的材料，优选列举有，例如，聚乙二醇、聚乙二醇·聚丙二醇共聚物、聚氧化乙烯烷基醚等的界面活性剂，尤其是，在聚乙二醇或聚乙二醇·聚丙二醇共聚物等中添加乙醇的非离子系界面活性剂、聚磺酸胺酯、聚乙烯醇、聚乙烯甲基醚、聚烯丙胺等。
将各个成分混合后，使形成的上述混合体与水接触，但是，此时优选使混合体为片状。成形可通过加压成形、挤压成形等适当的方法进行，如果是挤压成形，由于通过均匀加热混合体而可获得均质的、且机械强度大的片等，所以成为优选。
关于与水的接触，只要可充分地提取、除去水溶性成分，无论通过何种方法都可以，但是优选将形成片的混合体浸入水中的方法。从混合体中提取、并除去水溶性成分时的水的温度优选为50至90℃。
如上所述获得的具有连续气孔的弹性体具有通液特性，即，相对于挤压力，液体燃料的通过流量为要求的一定流量。具有连续气孔的弹性体的孔径小于等于30μm，而且优选小于等于20μm，气孔率为60至90％，而且优选为60至75％。
在此，空孔直径为通过电子显微镜观察多孔体的剖面、并从拍摄的照片中读取的平均值。而且，将形成片状的多孔体的重量除以通过测定该多孔体的厚度和底面积所求得的体积的值作为多孔体的外观密度，此时，空孔率是用下式所求得的。
(多孔体的外观密度/热塑性树脂的真实密度)×100
另外，具有连续气孔的弹性体可通过上述方法制造，但是也可以使用孔径小于等于30μm、气孔率为60～90％的市场上销售的具有连续气孔的弹性体。
下面，根据图1对过滤器的结构进行说明。图1为过滤器的平面图(图1A)、剖面图(图1B)、完成前的分解剖面图(图1C)。该过滤器1包括具有连续气孔的弹性体2、以及用于固定并保持该弹性体2的固定件3。如图1C所示，弹性体2具有通过上述方法制造(或者具有规定空孔直径和空孔率的在市场销售的商品)的由连续气孔形成的微细孔，并冲切成圆片状的规定形状，与固定件3熔敷之前的状态为片状。
固定件3为树脂成形品，包括在中央具有通气口3c的圆板部3a、以及在该圆板部3a外沿上连续设置的筒部3b，弹性体2在挤压状态下被热熔敷在圆板部3a底面上的通气口3c的周边部上。作为固定件3的树脂材料，使用从包括下述材料的组中选择的一种以上材料，并与弹性体2的材料一起作为具有熔敷性的组件，这些材料是与弹性体2同样对于液体燃料具有耐性的聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或者聚丙烯腈。
上述过滤器1的熔敷是通过以下方法进行的：准备如图1C所示的分别成形为规定形状的弹性体2和固定件3，将固定件3的圆板部3a的底面压在片状的弹性体2上，在压缩弹性体2的状态下，推压加热到规定温度的密封器(未图示)，从而进行弹性体2的热熔敷。如图1A、图1B所示，熔敷后的过滤器1的弹性体2以从固定件3的底面的通气口3c向内部隆起的方式形成圆顶状，固定件3的底面的熔敷部分的弹性体片树脂化，作成该部分的密封状态，以阻止液体燃料向外围方向流出。
此外，上述弹性体2与固定件3的固定是通过热熔敷、超声波熔敷等进行的，但是为了不损坏中央的弹性体2的通液特性，当进行热熔敷、超声波熔敷等时，需要进行适当的温度条件、熔敷时间的调节。
下面，对燃料电池用燃料容器的第一实施例进行说明。图2是第一实施例涉及的燃料电池用燃料容器的中央剖面正视图，图3是图2的过滤器及阀门部位的放大剖面图，图4是阀门打开工作时的相同部位的剖面图。
图2的实施例的燃料容器10用于收容作为液状内容物的燃料电池用液体燃料F，并以规定的低流量向燃料电池排出提供液体燃料。该燃料容器10用于收容燃料电池用液体燃料F，并向直接甲醇型燃料电池(DMFC)、直接DME型燃料电池(DDFC)等提供燃料，被安装使用在未图示的燃料电池主体上。其中，燃料电池用液体燃料F是从例如包括甲醇、甲醇和纯水、乙醇、乙醇和纯水、DME和纯水、DME和纯水和甲醇、DME和纯水和乙醇的组中选择一种。
燃料容器10包括：容器主体20，向外面开口，具有用于提供液体燃料F的连接部24；储藏室30，形成于该容器主体20的内部，存储向燃料电池(未图示)提供的液体燃料F；作为挤压装置的气室4，形成于容器主体20的内部，在端部与储藏室30相互连通，封入压缩气体G，其中，该压缩气体G通过将储藏室30的液体燃料F加压而产生用于挤压的应力；活塞状的隔壁部件(挤压部件)5，可自由移动地设置在储藏室30内，用于隔开液体燃料F和压缩气体G；阀门7，用于打开、关闭储藏室30和连接部24之间的通道6；以及流量调节过滤器1，插装在通道6中。
上述容器主体20为树脂成形，包括：构成外形的圆筒状的外容器21；盖体22，用于密封该外容器21的上开口部；以及圆筒状的内容器23，与该盖体22形成为一体，在外容器21的内部设置成双层结构，下端开放。其中，在盖体22的中央形成连接部24，并设置有阀门7及过滤器1。
而且，在储藏室30中，通过内容器23中的隔壁部件5构成上部的空间，在气室4中，通过外容器21与内容器23之间的空间及隔离部件5构成下方的内容器23的空间。
盖体22在中央的开口的下部周围具有筒部22a，该筒部22a的下端周缘部与内容器23的上壁部连接。而且，在上述筒部22a的底部中央设有通孔22b，并形成有连通储藏室30与连接部24的通路6，在该通路6中设置有过滤器1及阀门7，根据阀门7的打开关闭动作，排出提供由过滤器1调节流量、并除去异物的液体燃料F(液状内容物)。该阀门7的详细介绍将通过图3、图4在后面描述。
内容器23的下端部开放，而不与外容器21的底面连接，可滑动地嵌入该内容器23的圆顶状隔壁部件5通过外周的上下密封部5a、5b与圆筒状的内容器23的内壁密封接触，并以稳定的姿态下上下移动，从而将液体燃料F密封在其上部空间的储藏室30中。该隔壁部件5作为用于分开收容于储藏室30中的液体燃料F与收容于气室4中的压缩气体G的移动隔壁而发挥作用，通过作用于隔壁部件5背面的压缩气体G的压力而将前面的液体燃料F加压，当阀门7打开动作时，通过过滤器1从连接部24压出该液体燃料F。
此外，对应于在储藏室30中剩余的液体燃料F的储藏容积，隔壁部件5的位置也发生变化，与此对应，压缩气体G的体积变化，同时压力也发生变化，但是，需要确保使隔壁部件5移动的压力，以便挤压出液体燃料F，直到其储藏量用尽为止。
而且，优选方式是，在上述隔壁部件5的密封部5a、5b的表面或者内容器23的内壁面、或者在两者上，实施相对液体燃料F为非溶出性的PTFE(聚四氟乙烯)涂覆、或者基于DLC(diamondlike carbon，类金刚石碳)涂覆等的低摩擦系数涂覆，从而降低隔壁部件5的移动阻力，即使压缩气体G的压力降低，仍可确保可靠、且良好的动作。
考虑到对在燃料电池中的反应产生不良影响的氧混入到液体燃料F，而且还考虑到防止液体燃料F氧化，优选方式是，封入气室4的压缩气体G使用氮气、碳酸气体、脱氧空气等不含氧的气体。
对阀门7的机构例进行说明。如图3放大示出阀门关闭状态，图4放大示出阀门打开状态，阀门7包括：引导螺钉71，是一种固定到盖体22的部件；棒状的杆72，根据与燃料电池的连接动作而移动；弹簧73，对杆72向关闭方向加力；作为用于打开、关闭燃料供给的阀体的圆板状杆垫圈74；以及筒状的固定套筒75，用于保持弹簧73的下端，同时，按压过滤器1；等等。
而且，面对通往盖体22的连接部24的通道6，将过滤器1及O形环状件83插入底部，而且，将具有连通孔75a的固定套筒75插入底部中心，将弹簧73插入其内部，在其上面插入杆72，在该杆72的外周嵌入杆垫圈74，从杆72的上方将引导螺钉71的螺纹部71a与盖体22的连接部24的螺纹孔拧合装配，通过弹簧73的作用力，对杆72向上方的导向螺钉71加力，由于导向螺钉71和固定套筒75的上端的夹持，垫圈74的外周部被保持为其内周部可向下方位移。如图3所示，过滤器1被组装在阀门7的前段位置。通过在外周设置O形环83，过滤器1组装成对液体燃料F向阀门7的固定套筒75的外周部的流动进行密封。
上述杆72在外周形成有圆槽72a，在该圆槽72a的底部开有细嘴72b，并与中心通道72c连通。中心通道72c设有上端排出口。此外，中心通道72c的底部被封闭。而且，垫圈74的内圆部被嵌套在上述杆72的圆槽72a中，如图3所示，在通过垫圈74的内圆部的弹性压紧而关闭上述细嘴72b的情况下，燃料通道6被断开，停止燃料的供给。另一方面，如图4所示，当杆72克服弹簧73的弹力而被压入时，垫圈74的内圆部随着其移动而发生变形，从而打开细嘴72b，连通通道6，从储藏室3流过过滤器1而被调整流量的液体燃料F从细嘴72b进入杆72的中心通道72c，并从上开口端排出。
此外，将压缩气体G密封到气室4是在向储藏室30注入液体燃料F之前进行的。例如，通过阀门7将压缩气体G注入储藏室30，与此对应，隔壁部件5下降，在下端位置使隔壁部件5倾斜，或者在内容器23的内壁下端设置槽，使隔壁部件5的上下为连通状态，从而将压缩气体从储藏室3注入到气室4中。然后，当气室4内达到规定的压力时，停止压缩气体的注入后，将关闭的阀门7打开，并排出储藏室30中的压缩气体。
对此对应，隔壁部件5上升，储藏室30返回到密封状态，由于进一步排出气体，隔壁部件5在其背部受到气室4的压缩气体的压力作用的状态下，移动上升到内容器23的上端，并全部排出储藏室30的气体，由此，压缩气体G被密封在气室4内。然后，连接燃料注入装置，经由阀门7向储藏室30中注入液体燃料F，同时使隔壁部件5下降，由此可构成收容可排出的液体燃料F的燃料电池用燃料容器10。
下面，对燃料电池用燃料容器的第二实施例进行说明。图5是第二实施例涉及的燃料电池用燃料容器的中央剖面正视图，图6是图5的过滤器及阀门部位的放大剖面图。
燃料容器100用于收容作为燃料电池用的气体燃料的DME的液化气体LG。本实施例的内容物为加压状态，可以排出气体，并且，不需要如图2示出的第一实施例的用于构成燃料电池用燃料容器中挤压装置的内容器23、隔壁部件5、气室4。其他的阀门7等为相同的结构，对于与图2及图3相同的结构部分，在图5及图6中标注了相同的符号，在下面的内容中省略对其的说明。
此外，在第二实施例中示出的燃料容器100的情况下，在如图所示的设置方向状态下，如果在DME中加入水，则只排出DME，而不能将内容物作为液体取出。但是，当在将燃料容器100倒立固定后使用的状态下，可将内容物作为液体取出。因此，当燃料容器100的使用状态被限定为倒立固定时，作为内容物，也可在DME液化气体中加入水。作为水的混合比没有特别的限定，根据内容物适当选择即可。
容器主体12包括外容器21和盖体22，形成于内部的储藏室13中收容有包含DME的液化气体LG。而且，在在盖体22的底面上突出设置的筒部22a的内部，形成有到达连接部24的通道16，同样设置有阀门7及流量调节过滤器1。过滤器1包括上述已说明的具有连续气孔的多孔通气性的弹性体2、以及与其熔敷的固定件3。在本实施例的燃料容器100中，当阀门7打开动作时，作为内容物的DME的液化气体LG以气体状态通过流量调节过滤器1，调节流量后排出。
图7示出燃料电池用燃料容器的第三实施例的剖面图。收容于该第三实施例所示的燃料电池用燃料容器150的液体LS是由作为供给主剂的溶液和作为喷射剂的DME形成的液化气体的混合流体。
在第三实施例中，与图5所示的燃料电池用燃料容器一样，不需要内容器23、隔壁部件5、气室4。但是为了提供排出收容液体LS，设置了上吸管11(其他与图5的结构相同，对于与图5相同结构部分，在图7中标注了相同的符号，在下面省略对其的说明。)。而且，由于储藏室内的收容液体LS所含有的作为喷射剂的DME作用于收容液体LS液面的压力，将收容液体LS从上吸管11的前端压入阀门7，并在阀门7打开动作时，排出由过滤器1调节流量的规定流量的液体。
容器主体12包括外容器21和盖体22，在形成于内部的储藏室13中收容收容液体LS，该收容液体LS是从包括DME、或者DME和纯水、或者DME和纯水和甲醇、或者DME和纯水和乙醇的组中选择的任一种。
而且，上吸管11的一端连接于在盖体22底面上突出设置的筒部22a的通孔22b上，另一端接近外容器21的底面并开口。而且，在筒部22a的内部形成有到达连接部24的通道16，同样设置有阀门7及流量调节过滤器1。过滤器1包括上述的具有连续气孔的多孔通气性的弹性体2、以及与其熔敷的固定件3，经过该过滤器1，排出调节流量后的收容液体LS。
下面，示出配置有本发明的流量调节过滤器的燃料电池用燃料容器的实施例。
实施例
实施例1
作为过滤器1的弹性体2如下形成：在热增塑化后的低密度聚乙烯树脂中，混合雾化尿素和聚乙二醇，并将调整为平均蜂窝(cell)直径为30μm、气孔率为70％的乳胶以1mm的厚度挤压成片状。然后，用水清洗该成形片，除去尿素及聚乙二醇，由此制作只有树脂形成的多孔片，并冲切成规定形状，获得弹性体2。另一方面，固定件3由聚丙烯成形为开有内径为2.6mm的通气口3c的形状，装配该成型品固定件3与弹性体2，以185℃×1秒钟的加热加压进行熔敷，获得流量调节过滤器1。
将该过滤器1配置在如图2所示的燃料容器10的阀门7的前段，在储藏室30中填充5ml的由甲醇为10重量％的水溶液(甲醇/水为10/90的水溶液)形成的液体燃料F。在气室4中，作为压缩气体，填充氮气，使其压力达到300kPa。隔壁部件5移动到上端部时的气体压为100kPa。当使阀门7的杆72移动埋入后排出液体燃料F时，在15分钟内完成全部收容液量的排出。
实施例2
将热增塑化后的高密度聚乙烯树脂和尿素和聚乙二醇混合雾化，并将调整到平均蜂窝直径为10μm、空隙率为80％的乳胶以厚度1mm挤压成片状，然后，制成用水清洗并除去水溶性软膏的多孔片，由此获得规定形状的弹性体2。将该弹性体2和与实施例1相同的由聚丙烯形成的成型品固定件3以185℃×1秒钟的加热加压进行熔敷，从而获得流量调节过滤器1。
将该过滤器1配置在与实施例1一样的如图2所示的燃料容器10的阀门7的前段，在储藏室30中填充5ml的由甲醇为10重量％的水溶液形成的液体燃料F，在气室4中，作为压缩气体，填充氮气，使其形成300kPa压力。隔壁部件5移动到上端部时的气体压力为100kPa。当使阀门7的杆72移动没入、并排出液体燃料F时，在500小时内完成全部收容液量的排出。
实施例3
将热增塑性化后的高密度聚乙烯树脂和尿素和聚乙二醇混合雾化，并将平均蜂窝直径为10μm、空隙率为80％的乳胶挤压以厚度1mm的片状，然后，制成用水清洗并除去水溶性软膏的多孔片，由此获得规定形状的弹性体2。将该弹性体2和由与实施例1相同的聚丙烯形成的成型品固定件3以185℃×1秒钟的加热加压进行熔敷，从而获得流量调节过滤器1。
将该过滤器1配置在如图5所示的燃料容器100的阀门7的前段，在储藏室13中填充5ml的DME液化气体LG，使阀门7打开，当排出收容于储藏室13中的DME液化气体LG时，以35ml/min的流量稳定地排出气体流体。
如上所述，本发明的流量调节过滤器通过具有连续气孔的弹性体可轻松地调节液状内容物的排出流量，所以，当使用在燃料电池用燃料容器中时，可作为每次可少量地提供稳定的燃料的燃料电池用燃料容器。尤其是，本发明的流量调节过滤器被设置在燃料电池用燃料容器的排出流道上，其中，该燃料电池用燃料容器用于收容可以液状或者气体状排出的燃料电池用液体燃料的液状内容物，所以，不需要大型的液量调节机构这样的结构，就可以满足燃料电池用燃料容器的小型轻量的要求。
而且，由于弹性体及固定件都是由不会被液状内容物腐蚀的热塑性树脂形成的，所以，不会被燃料电池用液体燃料的液状内容物所腐蚀，因此，不会出现由来自被液状内容物腐蚀了的过滤器的溶出物和腐蚀物堵塞燃料电池用燃料容器的喷嘴的情况，而且，由于不会被腐蚀，所以可作为具有可靠性的材料。
而且，排出燃料电池用液体燃料的液状内容物时的形状无论是液状还是气体状，都可以应用本发明的流量调节过滤器，因此，通过将该流量调节过滤器安装到现有技术的压力容器中，可作为可稳定地提供燃料的燃料电池用燃料容器。
而且，本发明的燃料电池用燃料容器并不仅作为燃料电池用燃料容器，也可作为一般设置用忌避剂(除虫剂)或芳香剂等少量排出用喷雾器而使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种流量调节过滤器，其被设置在燃料电池用燃料容器的排出流道上，用于调节液状内容物的排出量，所述燃料电池用燃料容器用于收容可以以液状或者气体状排出的燃料电池用液体燃料的液状内容物，其特征在于，该流量调节过滤器包括：弹性体，具有孔径小于等于30μm、气孔率为60～90％的连续气孔；以及固定件，由与该弹性体熔敷的模制体构成，用于固定所述弹性体，以使该弹性体封堵所述排出流道，所述弹性体及所述固定件由不会被所述液状内容物腐蚀的热塑性树脂构成，其中，将所述热塑性树脂、水溶性有机化合物及水溶性高分子材料混合后，利用水提取、并除去上述水溶性有机化合物及上述水溶性高分子材料，由此得到所述弹性体。
2.根据权利要求1所述的流量调节过滤器，其特征在于，所述热塑性树脂是至少从包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈的组中选择的一种。
3.一种燃料电池用燃料容器，其特征在于，所述燃料电池用燃料容器包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存所述液状内容物；挤压装置，通过压缩气体的压力进行加压、并挤出该储藏室内的液状内容物，其中，所述压缩气体被封入与所述储藏室分离而形成的气室内；阀门，在所述储藏室和所述连接部之间打开或关闭；以及根据权利要求1至2中任一项所述的流量调节过滤器，被配置于从所述储藏室至所述连接部的通道内，其中，通过该流量调节过滤器调节所述液状内容物的排出量。
4.根据权利要求3所述的燃料电池用燃料容器，其特征在于，所述液状内容物是从包括甲醇、甲醇和纯水、乙醇、乙醇和纯水、二甲醚和纯水、二甲醚和纯水和甲醇、二甲醚和纯水和乙醇的组中所选择的一种。
5.一种燃料电池用燃料容器，其特征在于，所述燃料电池用燃料容器包括：容器主体，具有向外面开口并提供内容物的连接部、以及用于储存内容物的储藏室；阀门，用于在所述储藏室和所述连接部之间打开或关闭；以及根据权利要求1～2中任一项所述的流量调节过滤器，被配置于从所述储藏室至所述连接部的通道内；使所述储藏室内的液状内容物气化后的气体通过该气体的压力进行加压、并经过所述阀门排出，其中，通过所述流量调节过滤器调节所述气体的排出量。
6.根据权利要求5所述的燃料电池用燃料容器，其特征在于，所述液状内容物为二甲醚。
7.一种燃料电池用燃料容器，其特征在于，所述燃料电池用燃料容器包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存所述液状内容物；阀门，在所述储藏室和所述连接部之间打开或关闭；以及根据权利要求1至2中任一项所述的流量调节过滤器，被配置于从所述储藏室至所述连接部的通道内；使所述储藏室内的液状内容物通过该液状内容物的压力进行加压、并经过所述阀门排出，其中，通过所述流量调节过滤器调节所述液状内容物的排出量。
8.根据权利要求7所述的燃料电池用燃料容器，其特征在于，所述液状内容物是从包括二甲醚、二甲醚和纯水、二甲醚和纯水和甲醇、二甲醚和纯水和乙醇的组中选择的一种。
9.一种压力容器，其特征在于，包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存所述液状内容物；挤压装置，通过封入与所述储藏室分离形成的气室内的压缩气体的压力进行加压、并挤出该储藏室内的液状内容物；阀门，在所述储藏室和所述连接部之间打开或关闭；以及根据权利要求1至2中任一项所述的流量调节过滤器，配置于从所述储藏室至所述连接部的通道内，其中，通过该流量调节过滤器调节所述液状内容物的排出液量。
10.一种压力容器，其特征在于，包括：容器主体，具有向外面开口并用于提供内容物的连接部、以及用于储存内容物的储藏室；阀门，在所述储藏室和所述连接部之间打开或关闭；以及根据权利要求1至2中任一项所述的流量调节过滤器，被配置于从所述储藏室至所述连接部的通道内，所述压力容器使所述储藏室内的液状内容物气化后的气体利用该气体的压力进行加压、并经过所述阀门排出，其中，通过所述流量调节过滤器调节所述液状内容物的排出气体量。
11.一种压力容器，其特征在于，包括：容器主体，具有向外面开口、用于提供液状内容物的连接部；储藏室，形成于该容器主体内部，用于储存所述液状内容物；阀门，在所述储藏室和所述连接部之间打开或关闭；以及根据权利要求1至2中任一项所述的流量调节过滤器，被配置于从所述储藏室至所述连接部的通道内，所述压力容器使所述储藏室内的液状内容物利用该液状内容物的压力进行加压、经过所述阀门排出，其中，通过所述流量调节过滤器调节所述液状内容物的排出液量。
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