CN102057526A - 燃料注入套件和燃料注入方法 - Google Patents

Abstract

一种燃料注入套件(10)，具有：能够插入燃料储筒的开口中的注入管嘴(11)；注入容器(12)，其能够将容纳在注入容器(12)中的液体燃料通过注入管嘴(11)置于燃料储筒中；以及密封所述开口的开口密封板(14)。该开口密封板(14)具有耐受液体燃料的甲醇阻隔部(14b)并且还具有能够附着到所述燃料储筒上的粘附部(14a)。

Description

燃料注入套件和燃料注入方法

技术领域

本发明涉及一种燃料注入套件(燃料填充套件，fuel filling kit)和一种用于将液体燃料注入到用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒(燃料元件，fuel cartridge)的燃料注入方法。更具体地，本发明涉及一种使再利用燃料储筒成为可能的技术，降低了运行成本并使得有可能实现资源节省。

背景技术

近年来，伴随便携式电子设备如便携式电话机、笔记本型个人计算机、数字照相机和可携式摄像机的功能增强或多功能化，它们的功耗具有增加的趋势。因此，关注能够预期作为这样的便携式电子设备的电源的燃料电池，对其能量密度和输出功率密度的改进。

在燃料电池中，供应到负极侧的燃料被氧化而空气或氧供应到正极以还原氧。并且，燃料所具有的化学能被有效地转化成电能，而电能被提取和利用。因此，如果燃料持续供应到燃料电池，则燃料电池即使不进行充电也能够持续被用作电源。

在如上述的这样的燃料电池中，采用质子传导性聚合物膜作为电解质的固体聚合物型燃料电池(PEFC)，具有它可以成为便携式电子设备的电源的最高可能性。在这样的聚合物型燃料电池中，使用没有改性的甲醇作为燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)，将燃料甲醇作为高浓度或低浓度的甲醇水溶液供应至负极侧。并且，所供应的甲醇通过负极侧上的催化剂层被氧化成二氧化碳。而且，由此产生的氢离子穿过夹在正极和负极之间的质子传导性聚合物电解质膜而移动至正极侧，并与正极侧上的催化剂中的氧发生反应而生成水。

以这种方式，在直接甲醇燃料电池(DMFC)中，作为液体燃料的甲醇，被供应至负极侧以产生电能。而且，甲醇储存在燃料储筒中，其中的燃料储筒例如可拆除地安装在燃料电池主体上。通常，提供了用于检测甲醇剩余量的剩余量检测装置(remaining detection means)。并且，如果通过剩余量检测装置检测到甲醇用完，则将燃料储筒从燃料电池主体移出并用新的燃料储筒(其中储存甲醇)替换。

然而，如果用过的燃料储筒在被新的燃料储筒替换后被抛弃，则这从运行成本、资源节约等方面来说是一种不期望的情形。而且，用过的燃料储筒不同之处仅在于其内没有储存液体燃料如甲醇，但是并不丧失将液体燃料供应至燃料电池主体的功能。

因此，已知一种能够将液体燃料注入到燃料储筒中的技术。具体地，这种技术包括用于连接至燃料储筒的注入管嘴(注入短管，filling nozzle)，和如果注入管嘴连接至燃料储筒则进行操作的阀门(例如，参见专利文献1)。

而且，在喷墨打印机的领域中，其中墨水能够注入至可拆除地安装在打印机主体上的墨水盒中的技术是已知的。具体地，这种技术包括用于在墨水盒上形成一个开口的夹具(钻模，jig)，和用于从夹具中形成的开口再注入墨水的再注入容器(例如，参见专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利临时公开No.2007-87777

专利文献2：日本专利临时公开No.2001-180004

发明内容

然而，在专利文献1中公开的技术在结构上是复杂的并且不允许便携式电子设备等(其由燃料电池驱动)的用户容易地注入液体燃料。同时，专利文献2中公开的技术不适合用于注入液体燃料如甲醇，因为它是用于注入喷墨打印机的墨水的一种技术。尤其是，如果专利文献2的技术用于注入燃料电池的液体燃料，则即使开口随后被密封，液体燃料也会泄漏。

因此，本发明解决的主题是使得有可能允许用户容易地将液体燃料注入到用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒中，并且除此之外，还防止注入之后液体燃料的泄漏。

本发明通过以下的解决方案解决了上述主题。

根据如在权利要求1中提出的发明，提供了一种燃料注入套件，包括：注入管嘴，能够插入用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒的开口；注入容器(加注容器，filling vessel)，能够将其内部储存的液体燃料通过注入管嘴而注入到燃料储筒中；以及用于密封所述开口的开口密封件(opening sealing member)，该开口密封件具有对液体燃料有耐受性的燃料耐受部(fuel resisting portion)和能够附着到燃料储筒的附着部(attaching portion)。

同时，根据权利要求4提出的发明，提供了一种燃料注入方法，包括：注入管嘴插入步骤，将燃料注入管嘴插入用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒的开口中；燃料注入步骤，在注入管嘴插入步骤之后，将储存在注入容器内部的液体燃料通过插入开口中的注入管嘴注入到燃料储筒中；以及开口密封步骤，在燃料注入步骤之后，将注入有液体燃料的燃料储筒的开口用具有对液体燃料有耐受性的燃料耐受部的开口密封件进行密封。

(操作)

在上述权利要求1和4中提出的发明中，注入管嘴插入到燃料储筒的开口中，并且储存在注入容器内部的液体燃料通过注入管嘴注入到燃料储筒中。因此，采用燃料电池操作的便携式电子设备的用户能够容易地将液体燃料注入到燃料储筒中。

而且，在如权利要求1和4中提出的发明中，燃料储筒的开口用具有对液体燃料有耐受性的燃料耐受部的开口密封件进行密封。因此，在注入液体燃料之后，即使液体燃料与开口密封件发生接触，但由于开口密封件通过燃料耐受部被保护，所以在注入之后能够防止液体燃料的泄漏。

利用以上描述的发明，用户能够容易地将液体燃料注入到用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒中，并且还能够防止在注入之后的泄漏。因此，用户再利用燃料储筒是可能的，并且不仅降低运行成本，而且能够实现资源节约。

附图说明

图1是示出了用于储存液体燃料的燃料储筒的透视图和剖视图。

图2是示出了使用液体燃料产生电能的燃料电池系统的示意图。

图3是示出了第一实施方式的燃料注入套件的侧视图等。

图4是示出了使用第一实施方式的燃料注入套件用于注入甲醇的燃料注入方法(开口形成步骤)的解释性视图。

图5是示出了使用第一实施方式的燃料注入套件用于注入甲醇的燃料注入方法(注入管嘴插入步骤和燃料注入步骤)的视图。

图6是示出了使用第一实施方式的燃料注入套件用于注入甲醇的燃料注入方法(开口密封步骤)的解释性视图。

图7是示出了第二实施方式的燃料注入套件的侧视图等。

图8是示出了使用第二实施方式的燃料注入套件用于注入甲醇的燃料注入方法的解释性视图。

图9是示出了第三实施方式的燃料注入套件的注入容器的剖视图

图10是示出了第四实施方式的燃料注入套件的注入容器的剖视图

图11是示出了第五实施方式的燃料注入套件的注入容器的剖视图

图12是示出了第六实施方式的燃料注入套件的注入容器的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。

图1是示出了用于储存液体燃料的燃料储筒110的透视图和剖视图。

如图1的(a)中所示，燃料储筒110具有燃料容器部111和燃料供应端口112。

燃料容器部111是用于储存作为液体燃料的甲醇的具有高密封性能的空间。并且，燃料容器部111的外部轮廓被形成作为可拆除地安装于下文描述的燃料电池主体120(未示出)上的平行六面体。而且，用于检测甲醇剩余量的剩余量传感器(未示出)附着至燃料容器部111的内部。因此，当通过剩余量传感器检测到燃料容器部111中的甲醇被用完时，就可能将燃料储筒110从燃料电池主体120上取下并用新的燃料储筒110(其中储存有甲醇)替换。应该注意，在图1的(b)中，示出了处于其中燃料容器部111中的甲醇被用完的状态下的燃料储筒110。

燃料供应端口112是用于通过其供应储存在燃料容器部111中的甲醇的出口，并形成在燃料容器部111的一个侧面上。并且，设置截止阀(on-offvalve)(参照图1的(b))以使甲醇不会因疏忽而通过燃料供应端口112流出。因此，在燃料储筒110的运输、储存、销售等中，燃料容器部111中的甲醇根本不会泄漏到外部。

图2是示出了用于由液体燃料产生电力的燃料电池系统100的设计图。

图2中所示的燃料电池系统100是一种使用甲醇作为燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)。燃料电池系统100包括燃料储筒110和燃料电池主体120，以使甲醇从燃料储筒110供应至燃料电池主体120。

同时，燃料电池主体120具有电力产生设备电力产生设备(发电设备，power generating apparatus)121、控制装置122、燃料供应泵123和辅助电池124。此外，燃料电池主体120具有用于从燃料储筒110接受甲醇的燃料接受端口125。

电力产生设备121由甲醇具有的化学能产生电力(电能，electricpower)。具体地，电力产生设备121包括膜电极组件(MEA)，其中负极侧的燃料电极和正极侧的氧电极结合至质子传导性聚合物电解质膜的相对面上。并且，燃料电极具有形成在导电性多孔基底表面上的氧化催化剂层，而氧电极具有形成在导电性多孔基底上的还原催化剂层。应该注意到，导电性多孔基底使用例如碳片或碳布形成。而且，氧化催化剂层和还原催化剂层例如由作为催化剂的铂等和质子导体的混合物形成。

向这样的膜电极组件(MEA)的燃料电极，供应甲醇，而向氧电极，则供应氧或空气。并且，向负极侧上的燃料电极供应的甲醇被氧化催化剂层氧化成二氧化碳。同时，产生了电子(e^-)与其分离的氢离子(质子：H⁺)，并且所产生的氢离子穿过质子传导性聚合物电解质膜而移动到正极侧，而电子(e^-)从燃料电池提取并供应至负载。此外，穿过负载的电子(e^-)和穿过质子传导性聚合物电解质膜的氢离子(质子：H⁺)，与氧电极的还原催化剂层中的氧反应而生成水。

以这种方式，电力产生设备121通过电化学反应产生电力，并且作为不同于电力的副产物，基本上仅产生水。并且，要供应至载荷的电动势依赖于要供应至电力产生设备121的燃料电极的甲醇量。因此，电力能够借助于控制装置122通过控制燃料供应泵123而调节甲醇的供应量而任意地产生电力。

这里，甲醇从燃料储筒110供应。具体地，形成包括燃料容器部111的整个燃料储筒110以便被可拆除地安装在燃料电池主体120上。而且，甲醇储存在燃料容器部111中，并且如果燃料储筒110安装在燃料电池主体120上，则燃料供应端口112和燃料接受端口125相互对齐，并打开在燃料供应端口112处的截止阀112a(参见图1中的(b))。

在这种状态下，燃料供应泵123通过辅助电池124的电力驱动。因此，燃料储筒110的甲醇通过燃料供应端口112和燃料接受端口125供应至燃料电池主体120的电力产生设备121。应该注意到，辅助电池124例如是二次电池如，例如，锂聚合物电池，并且由电力产生设备121产生的一部分电力供应至并积累到辅助电池124中。

而且，如果安装在燃料电池主体120上的燃料储筒110的甲醇被用完，则应该移出燃料储筒110并且可以安装新的燃料储筒110(其中储存有甲醇)。因此，由于甲醇从新的燃料储筒110供应至燃料电池主体120，所以通过电力产生设备121的电力产生也能够在此之后持续。

然而，抛弃旧的燃料储筒110(其中甲醇用完)从运行成本、资源节约等方面看不是优选的。而且，旧的燃料储筒110不同之处仅在于其内部没有储存甲醇，但并没有丧失向燃料电池主体120供应甲醇的功能。因此，如果燃料电池系统100的用户本人能够直接地将甲醇再注入到旧燃料储筒110中，则允许再利用旧燃料储筒110，并且不仅降低运行成本而且能够实现资源节约。

图3是显示用于将甲醇注入到图1所示燃料储筒110中的第一实施方式的燃料注入套件10的侧视图等。

如图3的(a)所示，第一实施方式的燃料注入套件10由包括注入管嘴11的注入容器12、开口形成销13(其对应于本发明中的开口形成件)和开口密封片(开口密封板，opening sealing sheet)14(其对应于本发明中的开口密封件)构成。

注入管嘴11提供用于将储存于注入容器12内部的甲醇注入到燃料储筒11中(参见图1)。为此，注入管嘴11具有细长圆筒形管的形式并设置在注入容器12的端面上以使其与注入容器12的内部联通。应该注意到，注入管嘴11和注入容器12由对液体燃料(除了甲醇外，能够使用乙醇、甲酸等)具有耐受性的硅类或氟碳类树脂材料、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、环烯烃聚合物(COP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)+铝涂层、聚乙烯(PE)+铝涂层等彼此集成地形成。

注入容器12具有甲醇储存在其内部的伸缩管(风箱，bellow)形式，并且具有能够通过手指从相反一侧向注入管嘴11推压的柔性。而且，注入容器12一般是透明的或半透明的以使储存在其内部的甲醇的剩余量能够易于通过肉眼辨认。

开口形成销13提供用于在燃料容器部111(参见图1)的一个侧面上形成穿孔以使注入管嘴11能够插入到燃料储筒110(参见图1)中。为此，开口形成销13由金属件形成，具有使自由端侧尖锐的针形式，并具有一个由树脂制成并附着至其后端侧的盘状件(disk)以使其能够在其盘状件上进行推压。

开口密封片14提供用于封闭通过开口形成销13形成的通孔。为此，开口密封片14具有粘附部14a(其对应于本发明中的附着部)，如图3的(b)中所示。具体地，开口密封片14能够通过粘附部14a粘附至燃料容器部111形成通孔的部分(参见图1)。应该注意到，粘附部14a提供在开口密封片14的外侧上并且由对燃料容器部111具有高粘附性的环氧树脂类、丙烯酸类、苯乙烯橡胶类或氯乙烯类材料等制成。

而且，开口密封片14具有甲醇阻隔部14b(其对应于本发明中的燃料耐受部)。该甲醇阻隔部14b由其上层压有例如铝的金属薄膜的树脂材料(聚丙烯(PP)，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等)制成，以使液体燃料如甲醇不会渗透通过，并可以提供对甲醇等的足够耐受性能。

此外，开口密封片14具有密封部14c。这个密封部14c具有稍大于通过开口形成销13形成的通孔的直径的环形形状。并且，密封部14c由具有对甲醇等的不可渗透性和耐受性的硅类或氟碳类弹性件形成，并且通过硅类或氟碳类粘结剂粘附于构成甲醇阻隔部14b的材料。

以这种方式，开口密封片14在其甲醇接触的部分通过甲醇阻隔部14b提供耐受性能，并借助于密封部14c将对甲醇等具有低耐受性的粘附部14a分隔开。因此，如果通过开口形成销13形成的通孔用开口密封片14封闭，则肯定能够防止甲醇的渗透等。应该注意到，尽管开口密封片14具有由层压有金属薄膜的树脂材料作为基础制成的甲醇阻隔部14b，并且包括提供在甲醇阻隔部14b上的粘附部14a和密封部14c，但是基础材料可以利用金属、树脂、橡胶等的薄片形成。

图4～6是示出了借助于图3所示的第一实施方式的燃料注入套件10来注入甲醇的燃料注入方法的解释性视图。

应该注意到，图4示出了燃料注入方法的开口形成步骤，图5示出了了注入管嘴插入步骤和燃料注入步骤，而图6示出了开口密封步骤。

为了借助于图3所示第一实施方式的燃料注入套件10来注入甲醇，首先通过图4中示出的开口形成步骤在燃料储筒110的燃料容器部111形成开口113。具体地，如图4的(a)所示，将开口形成销13的针形端部对着燃料容器部111的开口形成区域，并推压在后端侧上的盘状部以如箭头标记所示压下开口形成销13。由此，开口形成销13的针形端部穿透燃料容器部111从而形成如图4的(b)中所示的开口113。

通过如上所述的这样的开口形成步骤，通过开口113的针形部向下穿透至其根部而形成的开口113，是一个尺寸足以允许注入管嘴11(参见图3的(a))可以插入其中的通孔。应该注意到，在形成开口113之后，开口形成销13从燃料容器部111中抽出。

然后，在图5的(a)中示出的注入管嘴插入步骤中，注入管嘴11插入到开口113中。由此，注入管嘴11的自由端侧进入燃料容器部111的内部，而与注入管嘴11集成的注入容器12置于燃料容器部111的侧面上。随后，在图5的(b)中示出的燃料注入步骤中，如果注入容器12如通过箭头标记指示的通过手指从注入管嘴11的相反侧压入，随后挤压具有弹性的伸缩管形式的注入容器12。作为结果，注入容器12的体积减小，并且储存于注入容器12内部的甲醇从注入管嘴11压出对应的量，使得甲醇被注入到燃料储筒110中。

以这种方式，仅通过挤压注入容器12用户就能够容易地将甲醇注入到燃料储筒110中。而且，由于在透明(半透明)的注入容器12中的甲醇的剩余量能够从外部容易地肉眼辨认，所以注入容器12中的所有甲醇能够被用完。应该注意到，在注入甲醇之后，注入容器12(注入管嘴11)从燃料容器部111(开口113)抽出。

最后，在燃料容器部111上形成的开口113通过图6中示出的开口密封步骤加以密封。具体地，开口密封片14以靠近开口113的方式如箭头标记指示的粘附于燃料容器部111，如图6的(a)中所示。由此，其中注入甲醇的燃料储筒110的开口113用开口密封片14密封，如图6的(b)中所示。因此，燃料储筒110中注入的甲醇不会泄漏到外部。

具体地，开口密封片14在其相对于开口113的部分处具有甲醇阻隔部14b，而开口密封片14的这个部分对甲醇具有耐受性。而且，包围开口113的密封部(参见图3的(b))防止甲醇接触粘附至燃料容器部111的粘附部14a(参见图3的(b))。因此，由于开口密封片14不会受到甲醇的劣化并且不会从燃料容器部111剥离，所以确保能够防止甲醇的泄漏。

图7是示出了第二实施方式的燃料注入套件20的侧视图等。

如图7的(a)中所示，第二实施方式的燃料注入套件20由包括注入管嘴21的注入容器22、开口形成销23(其对应于本发明中的开口形成件)、开口密封片24(其对应于本发明中的开口密封件)和近端密封(件)(proximal seal)25构成。

注入管嘴21具有在注入容器22端面上集成地形成的细长圆筒形形状以使其与注入容器22内部联通。并且，盘状件形式的近端密封25附着至注入管嘴21的根部。应该注意到，注入管嘴21、注入容器22和近端密封25都是由对甲醇等具有耐受性能的硅类或氟碳类树脂材料制成。

注入容器22具有内部储存有甲醇的圆筒形形状，并且具有允许注入容器22的腹部通过手指如箭头标记指示的从相对外侧向圆筒中心推压的弹性。而且，注入容器22具有注入容器22a以使其内部储存的甲醇剩余量能够容易地从外部肉眼辨认。

开口形成销23提供用于在燃料容器部111的一个侧面上形成通孔以使注入管嘴21能够插入燃料储筒110中。并且，开口形成销23具有由金属制成的钻孔部23a以使可以有利于通孔的形成。因此，如果将开口形成销23压入燃料容器部111中同时进行旋转，则能够安全且快速地形成通孔。

开口密封片24类似于图3中所示第一实施方式的燃料注入套件10的开口密封片14。具体地，如图7的(a)中所示，开口密封片24具有粘附部24a(其对应于本发明实施方式中的附着部)、甲醇阻隔部24b(其对应于本发明中的燃料耐受部)和密封部24c。

然而，甲醇阻隔部24b和密封部24c以与开口密封片24的中心错位的关系进行设置，并且粘附部24a水平拉长。这用来使得有可能粘住开口密封片24以便在燃料容器部111的两个侧面上延伸。因此，粘住面积增加并且通过开口密封片24的密封变得更强。

而且，开口113(参见图6)可以是已经形成的，或者开口113可以一开始就形成，如在其中甲醇再次注入到同一个燃料储筒110中的情况，并且开口113可以用开口密封片24封闭。在这种情况下，尽管能够省去用于形成开口113的时间和劳力，但是必需除去封闭开口113的开口密封片24。在如刚才描述的这样的情况下，如果开口密封片24的弯曲部(参见图7的(b))被用于拉起，则开口密封片24能够被简单地剥离。

图8是示出了借助于图7所示第二实施方式的燃料注入套件20(注入容器22)来注入甲醇的燃料注入方法的解释性视图。

为了注入甲醇，将注入管嘴21插入到燃料容器部111上形成的开口113中，如图8所示。然后，如箭头标记指示的从相对侧面挤压注入容器22的腹部。由此，储存于注入容器22内部的甲醇通过注入管嘴21而注入到燃料容器部111中。

这里，如果注入管嘴21通过开口113插入到内部，则近端密封25紧密接触燃料容器部111。具体地，如果在注入时注入容器22压靠燃料容器部11，则开口113除了其注入管嘴21处的部分外，都用近端密封25完全封闭。因此，确保能够防止甲醇从开口113泄漏的事故。

而且，在图8的(a)中所示的燃料储筒110a中，在燃料容器部111中设置通风孔114。具体地，不仅开口113而且第二开口(通风口114)都通过开口形成销23(参见图7的(a))形成在燃料容器部111上。由此，由于燃料容器部111中空气随着甲醇的注入而从通风孔114排出，所以即使开口113用近端密封25封闭，注入也平稳地完成。应当注意的是，在注入甲醇之后，不仅开口113，而且通风孔114都用开口密封片24(参见图7)密封。

此外，可以利用其中多孔件115(例如，硅类或氟碳类树脂泡沫)插入燃料容器部111中的燃料储筒110b，如图8(b)中所示。在如刚才描述的这样的燃料储筒110b中，形成的开口113保持远离甲醇不能容易地注入到其中的多孔组件115处的部分。由此，不仅甲醇能够有效地注入，而且能够防止由开口形成销23(参见图7(a))对多孔件115的损坏。

图9是示出了第三实施方式的燃料注入套件30的注入容器32的剖视图。

如图9中所示，第三实施方式的燃料注入套件30使用活塞33来注入甲醇。具体地，注入容器32是注射器型的透明或半透明容器，并且不仅具有在其自由端侧的注入管嘴31，而且具有在其内部的活塞33。并且，甲醇储存在注入管嘴31和活塞33之间的注入容器32中。因此，如果突出到注入容器32外部的手柄34如箭头标记指示压入，则通过活塞33的移动压力就会作用于注入容器32中的甲醇，并且甲醇能够被注入到燃料储筒110中。

而且，注入管嘴31由同轴双圆筒体构成。构成注入管嘴31的内侧圆筒体的内部形成用于供应注入容器32中的甲醇的燃料供应部31a，而在内侧圆筒体和外侧圆筒体之间的部分充当用于排出燃料储筒110中的气体的排气部31b。应当注意，排气部31b通过透明或半透明通风管35连接至注入容器32中的空间，其形成在活塞33施加压力以作用于甲醇的面的相反面侧上。

此外，注入管嘴31在其外侧上具有密封橡胶件36(其对应于本发明中的密封件)。这种密封橡胶件36由对液体燃料如甲醇具有耐受性的硅类或氟碳类橡胶体材料制成。并且，当注入管嘴31插入开口113a时，密封橡胶件36封闭从而密封开口113a。应当注意，尽管注入管嘴31具有燃料供应部31a和排气部31b，但是由于其具有双圆筒体的形式，所以具有这样的优点，即如果所具有的尺寸与注入管嘴31的外径一致，则仅使用一个开口113a，并且类似地可以使用仅一个密封橡胶件36。

利用具有如上描述的这样的构造的第三实施方式的燃料注入套件30，通过活塞33向注入管嘴31的移动所产生的正压力将注入容器32中的甲醇通过注入管嘴31的燃料供应部31a注入到燃料储筒110中。同时，在活塞33引起甲醇施加正压力而作用的面的相对面侧上形成的注入容器32中的空间扩大而产生负压。因此，随着甲醇注入进行，燃料储筒110的内部气体被吸入到排气部31b中。由此，不仅甲醇的注入量能够通过活塞33的移动量任意调节，而且活塞33的移动(甲醇的注入)也变得平稳。

而且，由于开口113a用密封橡胶件36封闭，所以一旦配合，不仅可以防止甲醇的泄漏，而且燃料储筒110的所有内部气体通过排气部31b排出。这样，内部气体通过排气管35积聚到注入容器32的内部空间中。因此，即使内部气体包含挥发的甲醇，甲醇也能够安全地回收而不会泄漏到外部。

此外，由于在透明(半透明)的注入容器32中的甲醇剩余量能够容易地从外部肉眼确认，所以注入容器32中的甲醇能够注入到燃料储筒110中以使其都能够被用完。除此之外，如果保持为液体形式的甲醇由于甲醇过量注入等而从注入管嘴31的排气部31b流入，则这种流入能够通过透明(半透明)排气管35确认。因此，甲醇能够在合适的范围内注入(能够防止过量注入等)。应当注意，如果处于在注入容器32中推压的状态的活塞33被拉起时，则由于新的甲醇能够吸入到注入容器32中，所以向燃料储筒110中的注入能够通过注入容器32实施任意次数。

图10是示出了第四实施方式燃料注入套件40的注入容器42的剖视图。

如图10所示，在第四实施方式的燃料注入套件40中，甲醇通过活塞43注入，类似于图9中所示第三实施方式的燃料注入套件30。具体地，如果手柄44如箭头标记指示的推入，则注入容器42中的甲醇通过活塞43的移动，通过注入管嘴41的燃料供应部41a而注入到燃料储筒110中。应当注意，注入管嘴41插入的开口113a用密封橡胶件47封闭和密封，防止注入时甲醇的泄漏。

而且，随着甲醇注入进行，燃料储筒110的内部气体进入注入管嘴41的排气部41b。并且，在第四实施方式的燃料注入套件40中，没有提供如图9中所示第三实施方式的燃料注入套件30中的这样的排气管35，但是排气部41b在密封橡胶件47上方具有排气口45，如图10中所示。因此，进入排气部41b的内部气体，通过排气口45排出到燃料储筒110的外部。

利用具有如上所述的构造的第四实施方式的燃料注入套件40，注入容器42以减小的尺寸形成并且能够在结构上简化。应当注意，注入容器42具有通风口46，其在注入甲醇时用于将空气引入到在活塞43引起甲醇施加正压力而作用的面的相反侧上的空间中，以使活塞的移动可以变得平稳。

图11是示出了第五实施方式的燃料注入套件50的注入容器52的剖视图。

如图11中所示，在第五实施方式的燃料注入套件50中，注入管嘴51由两个圆筒形管构成。并且，在构成注入管嘴51的圆筒形管之一(较长的一个)的内部用作用于供应注入容器52中的甲醇的燃料供应部51a，而另一(较短的一个)圆筒形管的内部用作用于排出燃料储筒110的内部气体的排气部51b。应当注意，在燃料储筒110中，例如，借助于开口形成销13(参见图3)来形成两个开口113a和113b以便对应于注入管嘴51的燃料供应部51a和排气部51b。

而且，注入管嘴51的燃料供应部51a具有由对液体燃料如甲醇有耐受性的硅类或氟碳类橡胶材料制成的密封橡胶件56a，并且排气部51b具有类似的密封橡胶件56b。因此，如果注入管嘴51插入，则开口113a和113b用密封橡胶件56a和56b封闭并且密封。

此外，注入容器52是透明或半透明的并具有燃料储存部52a、气体容纳部52b和空间部52c。并且，燃料储存部52a连接至注入管嘴51的燃料供应部51a并具有在其内部储存的甲醇。此外，气体容纳部52b连接至注入管嘴51的排气部51b并且容纳燃料储筒110的内部气体。

而且在具有如以上所述的构造的第五实施方式的燃料注入套件50中，甲醇通过活塞53注入，类似于图9所示的第三实施方式的燃料注入套件30中的。具体地，如果手柄54如箭头标记指示的推入，则压力通过活塞53的移动而作用于甲醇，并且在注入容器52的燃料储存部52a中储存的甲醇通过注入管嘴51的燃料供应部51a注入到燃料储筒110中。

这里，甲醇吸收装置55设置在注入容器52的气体容纳部52b中。作为这种甲醇吸收装置55，例如，活性碳、硅胶、沸石如分子筛等都适合采用。并且，甲醇吸收装置55吸收通过注入管嘴51的排气部51b进入气体容纳部52b中的甲醇(液体甲醇或挥发的甲醇)。应当注意，可以使用用于氧化醇如甲醇的催化剂(贵金属催化剂如铂(Pt)和钯(Pd))来代替甲醇吸收装置55。

而且，注入容器52的气体容纳部52b连接至空间部52c，该空间部52c形成在活塞53引起甲醇施加正压力而作用于相对于甲醇吸收装置55的下游侧上的面的相反面侧上。因此，如果活塞53朝向注入管嘴51移动而引起燃料储存部52a中的甲醇产生正压力，从而将甲醇注入到燃料储筒110中，则空间部52c通过活塞53的移动扩大而产生负压。由此，由于气体容纳部52b也处于负压状态，所以燃料储筒110的内部气体被吸入到注入管嘴51的排气部51b中。

除此之外，由于开口113a和113b分别用密封橡胶件56a和56b封闭，所以不仅能够防止注入时甲醇的泄漏，而且燃料储筒110的所有内部气体通过排气部51b被有效地排出。并且，该内部气体通过甲醇吸收装置55而容纳到注入容器52的气体容纳部52b中。

因此，第五实施方式的燃料注入套件50不仅能够使甲醇注入平稳进行，而且即使内部气体包含挥发的甲醇，也能够通过将甲醇吸收到甲醇吸收装置55中而回收甲醇。因此，进一步改善了安全性。应当注意，在保持为液体形式的甲醇从注入管嘴51的排气部51b被吸入的情况下，甲醇同样通过甲醇吸收装置55完全回收。

图12是示出了第六实施方式的燃料注入套件60的注入容器62的剖视图。

如图12中所示，在第六实施方式的燃料注入套件60中，类似于图11所示第五实施方式的燃料注入套件50中的，注入管嘴61也由燃料供应部61a和排气部61b的两个圆筒形管构成。而且，开口113a和113b用密封橡胶件66a和66b封闭并密封。此外，透明或半透明的注入容器62具有燃料储存部62a、气体容纳部62b和空间部62c。并且，甲醇通过活塞63注入。

然而，注入容器62的燃料储存部62a具有有弹性的袋状形状，并且甲醇储存于袋子中。而且，活塞63插入气体容纳部62b中。并且，气体容纳部62b在其注入管嘴61侧的相反侧上具有通风口65a并与外部联通。此外，空间部62c在其注入管嘴61侧的相反侧上具有通风口65b并与外部联通。

利用具有如以上所述的构造的第六实施方式的燃料注入套件60，如果手柄64如箭头标记指示的拉起，则活塞63朝向通风端口65a移动，并将注入容器62的气体容纳部62b置于负压。因此，燃料储筒110的内部气体就从注入管嘴61的排气部61b吸入并容纳在气体容纳部62b中。由此，即使内部气体含有挥发的甲醇，甲醇也能够被安全地回收。应当注意，由于气体容纳部62b的空气从通风口65a逸出，所以活塞63的移动平稳地完成。

而且，由于开口113a和113b分别用密封橡胶件66a和66b封闭，所以当内部气体从注入管嘴61的排气部61b排出时，燃料储筒110内部就处于负压状态。于是，由于注入容器62的空间部62c通过通风口65b而维持在大气压状态，所以处于具有柔性的袋子形式的燃料储存部62a如箭头标记指示的收缩，并将甲醇通过注入管嘴61的燃料供应部61a吸出。作为结果，甲醇而被注入到燃料储筒110中。

以这种方式，在第六实施方式的燃料注入套件60中，燃料储筒110的内部处于负压状态而将甲醇从注入容器62的燃料储存部62a吸出。因此，即使手柄64如箭头标记指示的拉起而将活塞63朝向通风口65a侧移动，如果燃料储筒110的内部由于挥发的甲醇等的压力(如果燃料储筒110的内部具有正压)而没有处于负压状态，则甲醇不被注入。因此，注入时的安全性被进一步改善。

尽管已经描述了本发明的实施方式，但是本发明并不限于以上描述的实施方式，而是允许如以下描述的这样的各种改变等。具体地，

(1)尽管在以上描述的实施方式中，甲醇被用作在燃料电池系统100中要使用的用于电力产生的燃料，但是用于产生电力的燃料并不限于甲醇，只要它是组成中含有氢的液体燃料即可。尤其是，还可能使用醇类型液体燃料如乙醇或丁醇、在室温标准压力条件下呈现为气体形式的二甲醚或异丁烷，以及通过使烃如天然气液化而获得液体。

(2)尽管以上描述的实施方式中(例如，在第一实施方式中)，燃料注入套件10的注入管嘴11与注入容器12集成地(整体地)形成，但是作为独立构件的注入管嘴可以在注入时附着至注入容器。而且，活塞13可以构造成能够从注入容器12拉出，并且甲醇从注入管嘴11的相反侧供应到注入容器12中。

(3)尽管以上描述的实施方式中(例如在第一实施方式中)，燃料注入套件10具有开口形成销13，但是由于开口113可以预先设置在燃料储筒110中或可拆除开口密封件可以附着至开口113，所以开口形成件可以不属于燃料注入套件。而且，开口密封件可以是塞子等，其不是通过粘住如开口密封片14的薄片来封闭开口，而是配合到开口等中而密封开口。

Claims (5)

1.一种燃料注入套件，包括：

注入管嘴，能够插入用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒的开口中；

注入容器，能够将其内部储存的液体燃料通过所述注入管嘴注入到所述燃料储筒中；以及

用于密封所述开口的开口密封件；

所述开口密封件具有

对液体燃料具有耐受性的燃料耐受部，和

能够附着至所述燃料储筒的附着部。

2.根据权利要求1所述的燃料注入套件，其中，所述注入管嘴包括：

构造用于供应所述注入容器中的所述液体燃料的燃料供应部；

构造用于排出所述燃料储筒中的气体的排气部；和

密封件，设置在所述注入管嘴的外侧上，用于在所述注入管嘴插入到所述开口中时密封所述注入管嘴和所述开口之间的空间。

3.根据权利要求1所述的燃料注入套件，进一步包括：

开口形成件，用于在所述燃料储筒上形成所述注入管嘴能够插入其中的开口。

4.一种燃料注入方法，包括：

注入管嘴插入步骤，将注入管嘴插入用于储存向燃料电池主体供应的液体燃料的燃料储筒的开口中；

燃料注入步骤，在所述注入管嘴插入步骤之后，通过插入在所述开口中的所述注入管嘴将储存在注入容器内部的液体燃料注入到所述燃料储筒中；以及

开口密封步骤，在所述燃料注入步骤之后，利用具有对液体燃料有耐受性的燃料耐受部的开口密封件密封注入有液体燃料的所述燃料储筒的开口。

5.根据权利要求4所述的燃料注入方法，进一步包括：

开口形成步骤，在所述注入管嘴插入步骤之前，在所述燃料储筒上形成所述注入管嘴能够插入其中的开口。

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