專利名稱：用于燃料電池的燃料箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于儲存液體燃料的燃料箱，特別是涉及一種 用于燃料電池的儲存液體燃料供應(yīng)給燃料電池的燃料箱。
背景技術(shù)：
最近，小型的電子設(shè)備，例如移動電話、筆記本電腦、數(shù)字照 相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、小型筆記本等，已經(jīng)獲得顯著進(jìn)步和發(fā)展。 作為用于小型電子設(shè)備的電源，使用的是如堿性干電池、錳干電池 等的原電池和如鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋰離子電池等的蓄電池。如上所述的電子設(shè)備在尺寸方面是小型的，并且能被供應(yīng)一定 數(shù)量的電，與電池內(nèi)的布置和位置無關(guān)。因此，例如，當(dāng)被一只手 臂拿著并由一只手臂攜帶時(shí)，筆記本電腦可以被使用。當(dāng)被簡單地 放在上衣口袋或者放在包里并在上述狀態(tài)下被攜帶時(shí)，移動電話或 者數(shù)字照相機(jī)可以被使用。通過這種方式，根據(jù)使用者使用這些設(shè) 備時(shí)的條件而定，這些電子設(shè)備能以各種各樣的姿勢被使用。然而，從能源利用的效率方面看，不能說安裝在這些電子設(shè)備 上的原電池或者蓄電池被充分利用?，F(xiàn)在，用于代替上述類型的原 電池和蓄電池以及用于實(shí)現(xiàn)更高的能源利用效率的可代替燃料電 池的研究和發(fā)展非?；钴S。燃料電池是通過利用燃料與空氣中的氧之間的電化學(xué)反應(yīng)將 化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并被看作是一種有前途的電池。然而，在燃料電池中使用液體燃料作為燃料，用于儲存該燃料的燃料箱必須 小心地處理。更具體的是，這種類型的燃料電池在液體狀態(tài)下儲存 燃料。因此，每次儲存燃料的燃料箱的姿勢被改變時(shí)，燃料在燃料 箱內(nèi)沿受重力的方向運(yùn)動。此時(shí)，在一些情況下，燃料中可能包含 氣泡。在這種情況中，由于含有氣泡的燃料流出燃料箱，來自燃料 箱的燃料流量變得不穩(wěn)定。結(jié)果，被供應(yīng)給發(fā)電組件的燃料供應(yīng)量 也變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)生電的能力下降，其中發(fā)電組件是利用儲存 在燃料箱中的燃料產(chǎn)生電的。因此，在便攜式小型電子設(shè)備上安裝 使用液體燃料作為燃料的燃料電池是困難的。于是，要求提出一種能向發(fā)電組件穩(wěn)定供應(yīng)燃料，而與如何拿 著的姿勢無關(guān)的燃料箱。具體而言，沒有經(jīng)過審査的日本專利申請JP2001-93551 (特別 是第0011至0019段以及附圖1)公開了一種燃料箱，其具有一個(gè) 液體燃料滲透件，還具有一個(gè)在燃料箱側(cè)表面的預(yù)定位置形成的 孔，作為反負(fù)壓機(jī)構(gòu)。當(dāng)燃料箱內(nèi)的負(fù)壓通過從上述孔進(jìn)入的空氣 調(diào)整時(shí)，由于毛細(xì)吸引，滲透進(jìn)液體燃料滲透件的燃料從燃料箱被 供給發(fā)電組件的疊組。按照在上述文獻(xiàn)中公開的燃料箱，燃料安全地接觸和滲透進(jìn)液 體燃料滲透件，與燃料箱如何被安裝的姿勢無關(guān)。因此，燃料從其 中不含有任何氣泡的燃料箱中流出，使得向發(fā)電組件穩(wěn)定供應(yīng)燃料 成為可能。然而，當(dāng)儲存的燃料量變少時(shí)，如果燃料箱被傾斜放置 或安裝，保留在燃料箱內(nèi)的燃料不能接觸和滲透進(jìn)液體燃料滲透 件。因此，不是所有的儲存燃料能從燃料箱放出。就是說，在上述 文獻(xiàn)中公幵的燃料箱能穩(wěn)定來自燃料箱的燃料流量，與燃料箱的姿 勢無關(guān)，但是根據(jù)它的姿勢會遺留一些燃料。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的 一個(gè)目的是提供一種能使燃料從中流出的燃料箱，而 與燃料箱如何被放置的姿勢無關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，燃料箱包括 一個(gè)箱體(15);容納在箱體(15)內(nèi)的燃料(10);一個(gè)設(shè)置在箱體(15)上的排出口 (9)，目的是向箱體(15)的外部供應(yīng)燃料(10);一個(gè)導(dǎo)入流體的流體導(dǎo)入單元(19)，其使來自排出口 (9)的液體流進(jìn)箱體(15);和一個(gè)膨脹件(17)，它與流體導(dǎo)入單元(19)連通，并通過吸 收流體在箱體(15)內(nèi)膨脹。根據(jù)本發(fā)明，所述膨脹件通過吸收由流體導(dǎo)入單元導(dǎo)入的流體 膨脹。由于膨脹件膨脹，箱體內(nèi)的壓力上升，所以箱體內(nèi)的燃料能 通過排出口流出。不管此箱體被如何放置，只要流體從外部供應(yīng)， 膨脹件就持續(xù)不斷地膨脹和擴(kuò)張。相應(yīng)地，即使箱體內(nèi)的燃料正在 減少，因?yàn)槭艿脚蛎洏?gòu)件膨脹和擴(kuò)張的壓力，燃料也會一直從排出 口流出。因此，在上述燃料箱中，只要燃料被供應(yīng)給外部，它都會 從箱體中持續(xù)流出，不論箱體被放置的姿勢如何，這就使得穩(wěn)定供 應(yīng)燃料成為可能。所述流體可以是從排出口 (9)流出的燃料(10)產(chǎn)生的產(chǎn)物。 通過導(dǎo)入箱體，該產(chǎn)物是根據(jù)從排出口流出的燃料量而產(chǎn)生的，用 產(chǎn)生的產(chǎn)物補(bǔ)充從箱體流出的燃料，于是保持箱體基本上一致的體 積是可能的。然而，即使該產(chǎn)物的流入量小于燃料的流出量，保留 在箱體內(nèi)的燃料由于膨脹件的膨脹被壓縮。因此，不論箱體如何被 放置，保持燃料從排出口被供應(yīng)的狀態(tài)是可能的，即使在箱體內(nèi)的 燃料減少。燃料箱可以包括插入設(shè)置在箱體(15)內(nèi)的燃料(10)與膨脹 件(17)之間的高粘性液體(11)。即使由于內(nèi)部施加給箱體的壓 力，在燃料所受的壓力大于排出口外部壓力的情況下，或者在排出 口外部的壓力小于箱體內(nèi)壓力的情況下，燃料都被箱體和高粘性液 體覆蓋。因此，即使箱體內(nèi)的壓力發(fā)生改變，氣態(tài)的流體很難被混 進(jìn)燃料。結(jié)果，不論箱體被如何放置， 一旦燃料從箱體的排出口流 到外部，燃料的供應(yīng)能穩(wěn)定下來，除非箱體內(nèi)外的壓力達(dá)到平衡， 或者用于從箱體的排出口采集燃料到外部的采集裝置停止采集。因 為在箱體內(nèi)的燃料被保持在由箱體的內(nèi)壁(除了排出口)和高粘性 液體密封的狀態(tài)，燃料幾乎不能暴露到外界。因此，能防止箱體內(nèi) 燃料的揮發(fā)和減少。一個(gè)能吸收燃料(10)的吸收件(12)可以填充在箱體(15) 內(nèi)。因?yàn)槲占惶畛湓谙潴w內(nèi)，達(dá)到吸收件吸出燃料以持續(xù)吸收 燃料的效果。因此，不論燃料箱被如何放置，燃料的穩(wěn)定供應(yīng)是可 得到的。一個(gè)改變箱體(15)體積的體積改變單元(8)設(shè)置在箱體(15) 內(nèi)。響應(yīng)于所述體積改變單元使得對應(yīng)箱體的體積減少，箱體內(nèi)的 壓力上升以使燃料從排出口流出。因此，燃料能容易地從排出口供 應(yīng)。一個(gè)能吸收燃料(10)的吸收件(12)可以填充在箱體(15) 內(nèi)，并且響應(yīng)于體積改變單元(8)使得對應(yīng)箱體的體積減少，吸收件 (12)可以收縮。由于響應(yīng)于體積改變單元使得對應(yīng)箱體的體積減 少，吸收燃料而膨脹的吸收件收縮，于是被吸收件吸收的燃料能容易 地從排出口供應(yīng)。體積改變單元(8)可以是響應(yīng)應(yīng)力可收縮和伸長的伸縮管、。 在體積改變單元是設(shè)置在箱體內(nèi)的可收縮和伸長的伸縮管的情況下，通過收縮伸縮管減少箱體的體積使燃料安全地從排出口流出是 可能的。燃料箱包括導(dǎo)入外部空氣進(jìn)入箱體(15)外部空氣導(dǎo)入單元 (14)。箱體內(nèi)燃料的減少能通過外部空氣導(dǎo)入單元導(dǎo)入外部空氣 得到補(bǔ)充。外部空氣導(dǎo)入單元(14)是連通箱體(15)內(nèi)外的通氣孔。在 外部空氣導(dǎo)入單元(14)是通氣孔的情況中，通過箱體內(nèi)外之間的 通氣孔能容易地使外部空氣流進(jìn)和流出。因此，當(dāng)燃料從箱體的排 出口流出時(shí)，通過從作為外部空氣導(dǎo)入單元的通氣孔導(dǎo)入外部空 氣，調(diào)整在箱體內(nèi)起作用的負(fù)壓是可能的。作為外部空氣導(dǎo)入單元(14)的通氣孔可以具有一個(gè)阻擋燃料 (10)的揮發(fā)成分滲透并且選擇性地允許外部空氣透過的選擇性滲 透膜。在選擇性滲透膜設(shè)置在作為外部空氣導(dǎo)入單元的通氣孔時(shí)， 能防止燃料的揮發(fā)成分排放到箱體的外部。因此，能安全地防止箱 體內(nèi)的燃料揮發(fā)和減少。一個(gè)止回閥(13)設(shè)置在排出口(9)內(nèi)部，其允許燃料(10)從所述 箱體(15)流到排出口(9)的外部，并且防止流體從排出口(9)的外部流 進(jìn)箱體(15)。通過止回閥將燃料的流向限制在正常方向，能防止燃 料在反向流動。就是說，在燃料箱被連接到一個(gè)外泵時(shí)，因?yàn)槿剂?不能流回到燃料箱，由于燃料的反向流動引起的負(fù)壓，在燃料箱和 所述泵之間沒有氣體產(chǎn)生。流體導(dǎo)入單元可以是連接膨脹件(17)并且流體能從中流過的 通道。因?yàn)榱黧w導(dǎo)入單元，膨脹件能安全地捕獲所述流體。膨脹件(17)是一種通過壓縮添加了一種水溶性的膠粘成分的紙漿、纖維、紡織物或者物而得到的壓縮體。如果膨脹件是添加;r水溶粘結(jié)成分的壓縮體，當(dāng)所述流體是燃料電池中產(chǎn)生的水時(shí)，產(chǎn)生的水被膨脹件吸收引起水溶粘結(jié)成分融化。這使得膨脹件脫離壓 縮狀態(tài)并且安全地?cái)U(kuò)張。為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的第二方面的燃料箱包括一個(gè)具有排出口(9)的箱體(15); 容納在所述箱體(15)內(nèi)的燃料(10);和容納在所述箱體(15)內(nèi)的高粘性液體(11)，以在與排出口(9)存 在的 一 側(cè)相反的 一 偵ij接觸所述燃料(10)。因?yàn)橄潴w內(nèi)的燃料有與排出口相對的并覆蓋高粘性液體的一 側(cè)，燃料被保持在由箱體的內(nèi)壁和高粘性液體密封的狀態(tài)。即使由 于內(nèi)部施加給箱體的壓力，在燃料所受的壓力大于排出口外部壓力 的情況下，或者在排出口外部的壓力小于箱體內(nèi)壓力的情況下，即 使壓力發(fā)生改變，氣態(tài)的流體很難被混進(jìn)燃料。結(jié)果，不論燃料箱 被如何放置，即不論排出口朝向哪個(gè)方向， 一旦燃料從箱體的排出 口流到外部，燃料的供應(yīng)能穩(wěn)定下來，除非箱體內(nèi)外的壓力達(dá)到平 衡或者由于從箱體的排出口向外部采集燃料的采集裝置停止了采 集。由于箱體內(nèi)的燃料被保持在由箱體的內(nèi)壁(除了排出口)和高 粘性液體密封的狀態(tài)，燃料幾乎不會被暴露到外界。因此，能防止 箱體內(nèi)的燃料揮發(fā)和減少。為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的第三方面的燃料箱包括一個(gè)具有排出口(9)的箱體(15);容納在所述箱體(15)內(nèi)的燃料(10);和一個(gè)改變所述箱體(15)體積的體積改變單元(8)。按照此燃料箱，當(dāng)體積改變單元收縮時(shí)，箱體內(nèi)的壓力上升， 于是箱體的體積減少。這使得更快地從排出口供應(yīng)燃料成為可能。為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的第四方面的燃料箱包括、一個(gè)具有排出口(9)的箱體(15);容納在所述箱體(15)內(nèi)的燃料(10);和一個(gè)被填充在所述箱體(15)內(nèi)并能吸收所述燃料(10)的吸收件(12)。按照此燃料箱，因?yàn)橄潴w內(nèi)的吸收件吸收燃料，當(dāng)燃料正在減 少時(shí)，燃料總是朝吸收件移動。因此，燃料能有效地并且容易地被 吸到排出口，而且不論燃料箱被如何放置，燃料的穩(wěn)定供應(yīng)是可得 到的。


通過閱讀下面詳細(xì)的說明書以及相應(yīng)的附圖，本發(fā)明的這些目的以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中 圖1是表示發(fā)電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是表示燃料儲存組件和發(fā)電組件的示意結(jié)構(gòu)的部分剖面透 視圖；圖3A是表示燃料箱外形的透視圖，圖3B是表示燃料箱內(nèi)部結(jié) 構(gòu)的剖面圖；圖4是汽化器的截面圖；圖5是表示汽化器的熱熔爐外形的透視圖；圖6是表示每一個(gè)汽化重整反應(yīng)裝置、水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置和選 擇氧化反應(yīng)裝置的截面圖；圖7A至圖7D是表示當(dāng)燃料從燃料箱被供應(yīng)到發(fā)電組件時(shí)，在 燃料箱內(nèi)發(fā)生的變化的圖；圖8是表示燃料儲存組件和發(fā)電組件的示意結(jié)構(gòu)的部分透視圖；圖9A是表示燃料箱外形的透視圖，和圖9B是表示燃料箱內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的截面圖；圖IOA至圖IOD表示當(dāng)燃料從燃料箱被供應(yīng)到發(fā)電組件時(shí)，在燃料箱內(nèi)發(fā)生的變化的圖；和圖11是表示在圖9B中所示的燃料箱的一個(gè)修正例子的截面圖。
具體實(shí)施方式
(第一個(gè)實(shí)施例)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例將參照

。然而，本發(fā)明的范圍 不局限于在附圖中所示的例子。圖1是表示發(fā)電系統(tǒng)1的基本結(jié)構(gòu)的框圖，其中發(fā)電系統(tǒng)帶有 一個(gè)應(yīng)用本發(fā)明的燃料箱7。圖2是表示發(fā)電系統(tǒng)1具有的燃料儲 存組件2和發(fā)電組件3的示意結(jié)構(gòu)的部分剖面透視圖。需指出圖2 表示的只有燃料儲存組件2的一端的結(jié)構(gòu)，省略了其另一端的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，發(fā)電系統(tǒng)1包括用于儲存燃料10(見圖2和圖3) 的燃料儲存組件2，和利用儲存在燃料儲存組件2中的燃料10發(fā)電 的發(fā)電組件3。所述燃料儲存組件2和發(fā)電組件3被構(gòu)造成可以相 互分離。燃料儲存組件2具有一個(gè)基本上圓柱形的外殼4，如圖2 所示。 一個(gè)圓形連通孔5形成在外殼4頂部的中心，連通孔6形成 在外殼4頂部的外圓周的某個(gè)位置。燃料箱7被包含在外殼4內(nèi)。圖3是表示燃料箱7的示意結(jié)構(gòu)，其中圖3A是表示燃料箱7 外形的透視圖，圖3B是表示燃料箱7內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖3A所示，燃料箱7包括一個(gè)具有預(yù)定長度的圓柱形箱體 15。該箱體15由透明的或者半透明的材料制成，例如聚乙烯、聚 丙烯、聚碳酸酯、丙稀等。作為外部空氣導(dǎo)入裝置，用于導(dǎo)入外部空氣進(jìn)入燃料箱7的多 個(gè)外部空氣導(dǎo)入孔14形成在箱體15后端部分的側(cè)表面，以這樣一 種方式即沿箱體15的圓周方向并排地排列。每一個(gè)外部空氣導(dǎo)入 孔14是用于連通箱體15內(nèi)外部的主要通氣孔。排出口 設(shè)置在箱體15的前端，于是從箱體15凸出。作為體 積變化裝置的伸縮管8形成在靠近箱體15排出口的位置，其在燃 料箱7的縱向方向可收縮和伸長。箱體15是這樣的結(jié)構(gòu)，即當(dāng)伸 縮管8伸長時(shí)，體積增加，當(dāng)伸縮管8收縮時(shí)，體積減少。一個(gè)導(dǎo)水管16設(shè)置在箱體15的側(cè)面，在發(fā)電組件3產(chǎn)生的水 通過該管進(jìn)行循環(huán)，并且該管用于導(dǎo)入水進(jìn)入箱體15。導(dǎo)水管16 在燃料箱7的縱向方向從燃料箱7的前端部分到后端部分延伸。如圖3B所示，燃料IO被儲存在箱體15內(nèi)。具體地，燃料IO 是化學(xué)燃料和水的混合物。包含氫元素的化合物，例如，象甲醇、 乙醇等的醇類或者汽油能被用作化學(xué)燃料。在本實(shí)施例中，通過均 勻地混合具有同樣的百分比摩爾的甲醇和水得到的混合物被用作 燃料10。因此，燃料IO通過箱體15的內(nèi)壁(除了排水口 9)和高 粘性液體11被密封地限定在箱體15內(nèi)。高粘性液體11是一種其 粘度比燃料10的粘度更高的液體，具體來說，例如聚丁烯、液體 石蠟、錠子油等的礦物油，或者例如二甲基硅油、甲基硅油(methylfenylsilicon oil)等的硅油。高粘性液體11被例如顏料、 染料等的有色材料染色。此外，優(yōu)選的是高粘性液體11在燃料10 中不溶解或者很難溶解。燃料IO和高粘性液體11由于其水和油的特性沒有混合，彼此 分離。通過箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11，燃料10以完全密封地 狀態(tài)被儲存在箱體15內(nèi)。在燃料10和高粘性液體11之間的界面 混合的空氣或氣體或者被混合進(jìn)燃料10的空氣或氣體，提前通過 一個(gè)真空排氣設(shè)備或者類似的設(shè)備被吸出和排除。因此，在燃料IO 和高粘性液體11之間的界面或者在燃料10內(nèi)幾乎沒有(或者沒有) 氣泡。 "由高粘性液體11的液面(即與高粘性液體11和燃料10之間界面相對的面)和箱體15內(nèi)壁包圍的空間60被通過吸收水分膨脹 的膨脹件17填充。具體地，膨脹件17是一種通過壓縮添加了一種 水溶性的膠粘成分的紙漿、纖維、紡織物或者物而得到的壓縮體。 當(dāng)膨脹件17吸收水時(shí)，水溶性的膠粘成分融化，于是使膨脹件17 擺脫被壓縮的堅(jiān)固狀態(tài)，并且允許膨脹件17依照吸收的水的數(shù)量 逐漸膨脹。 一個(gè)用于將水引入膨脹件17的導(dǎo)水孔18形成在箱體15 的與膨脹件17接觸的后壁。箱體15內(nèi)靠近排出口 9的一部分被填充有吸收件12，吸收件 12用于在其被壓縮的狀態(tài)吸收燃料10。具體地，吸收件12是具有 多個(gè)微孔的多孔抗油件，高粘性液體11不能滲透進(jìn)這些微孔，并 且具有專門針對燃料10的高吸收特性。因此，高粘性液體ll不會 滲透進(jìn)(或者被吸收)吸收件12，于是高粘性液體11不會從排出 口9流出。吸收件12密封地接觸箱體15上的伸縮管8的內(nèi)壁。當(dāng) 箱體15的體積通過收縮伸縮管8減少時(shí)，吸收件12收縮。相反， 當(dāng)吸收件12吸收燃料10并膨脹時(shí)，伸縮管8伸長并增加箱體15 的體積。一個(gè)具有鴨嘴形狀(類似鴨子嘴或鵝嘴的形狀)的止回閥13 設(shè)置在箱體15的排出口 9的內(nèi)部。止回閥13具有允許燃料10從 嘴13a流到排出口 9并且防止燃料10從排出口 9倒流到箱體15的 功能。當(dāng)用于推壓燃料10的壓力(正壓)被施加給已被吸收進(jìn)吸 收件12內(nèi)的燃料10時(shí)，應(yīng)力在推動嘴13a打開的方向起作用。因 此，燃料IO被允許從嘴13a流到排出口 9。另一方面，由于箱體 15的內(nèi)部處于負(fù)壓的狀態(tài)，當(dāng)壓力從排出口 9被施加給止回闊13 時(shí)，應(yīng)力在封閉嘴13a的方向起作用。于是，從排出口9到箱體15 的倒流被防止。按照本發(fā)明的實(shí)施例，正如后面所述的，當(dāng)正壓被 施加給箱體15內(nèi)部，燃料10能從箱體15的內(nèi)部通過止回閥13流出到排出口 9的外部。此外，如上所述，為了防止例如燃料10的 液體從止回閥13倒流，當(dāng)負(fù)壓被施加給箱體15內(nèi)部時(shí)，止回閥13 封閉嘴13a。在設(shè)置于箱體15 —側(cè)的導(dǎo)水管16的內(nèi)部，具有一個(gè)通道19 作為流體導(dǎo)入的通道，通過該通道，水作為在發(fā)電組件3內(nèi)產(chǎn)生的 流體進(jìn)行循環(huán)。所述通道19基本上沿導(dǎo)水管16從導(dǎo)水管16的前 端延伸，并且在導(dǎo)水管16的后端彎曲以通過箱體15的導(dǎo)水孔18 與空間60連通。通道19的直徑以這樣的方式設(shè)定，即發(fā)電組件3 產(chǎn)生的水由于毛細(xì)作用通過通道19能循環(huán)。具有上述結(jié)構(gòu)的燃料箱7可拆卸地包含在燃料儲存組件2的外 殼4內(nèi)，于是排出口 9被插進(jìn)連通孔5，而且導(dǎo)水管16的前端被插 進(jìn)連通孔6，如圖2所示。在燃料箱7被安裝在燃料儲存組件2的 預(yù)定位置的狀態(tài)下，組成燃料箱7的箱體15的外圓周表面的一部 分暴露在外殼4外面。此外，如上所述，箱體15是透明的或者半 透明的，并且高粘性液體11被染色。因此，在燃料箱7被安裝到 燃料儲存組件2的狀態(tài)下，高粘性液體11的液面變動通過箱體15 顯然是可識別的，這使得輕松地確認(rèn)燃料10的存在與否或者燃料 10的剩余數(shù)量成為可能。另外，如上所述，形成在箱體15上作為外部空氣導(dǎo)入裝置的 外部空氣導(dǎo)入孔14， 14…是主要的通氣孔。然而，每一個(gè)外部空氣 導(dǎo)入孔14可以祛有一個(gè)選擇性的滲透膜，該膜具有的功能是防止 燃料10的揮發(fā)成分而不是高粘性液體11透過該膜，以及用于選擇 性地只允許外部氣體(空氣)滲透。在這種情況下，防止燃料10 的揮發(fā)成分被排出到箱體15外面成為可能，于是防止儲存在箱體 15的燃料10揮發(fā)和燃料10的減少成為可能。 -接下來，將說明發(fā)電組件3。如圖1所示，發(fā)電組件3包括用于轉(zhuǎn)化從燃料箱7供應(yīng)的燃料 10的轉(zhuǎn)化裝置20。轉(zhuǎn)化裝置20包括 一個(gè)汽化器21， 一個(gè)汽化重 整反應(yīng)裝置22， 一個(gè)水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，和一個(gè)選擇氧化反應(yīng) 裝置24。發(fā)電組件3還包括一個(gè)使用由轉(zhuǎn)化裝置20轉(zhuǎn)化的燃料10 來發(fā)電的燃料電池25，和一個(gè)儲存燃料電池25產(chǎn)生的電能以及根 據(jù)需要供應(yīng)儲存的電能的電儲存單元26， 一個(gè)將供應(yīng)的電能從電儲 存單元26分配給整個(gè)發(fā)電組件3的分配單元27，和一個(gè)通過電來 控制轉(zhuǎn)化裝置20、燃料電池25、電儲存單元26和分配單元27的 控制單元28。如圖2所示，發(fā)電組件3具有一個(gè)基本上圓柱形的外殼30。汽 化器21，汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化 反應(yīng)裝置24按照這種順序以被疊加的方式設(shè)置在外殼30內(nèi)。燃料 電池25還被設(shè)置在外殼30內(nèi)，以圍繞汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝 置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化反應(yīng)裝置24。多個(gè)用于呼 入空氣中的氧氣的狹縫31， 31…以相互平行的方式形成在位于外殼 30外圓周表面的燃料電池25的外部。一個(gè)用于供應(yīng)來自電儲存單元26 (見圖1)的電能到外部設(shè)備 的接線柱32設(shè)置在外殼30的頂端。多個(gè)微孔33， 33…繞接線柱 32形成在外殼30的頂端。為了與燃料儲存組件2配合，管34和35設(shè)置在外殼30的底 部以向下突出。管34用于循環(huán)在發(fā)電組件3內(nèi)產(chǎn)生的水，而管35 用于吸進(jìn)來自燃料箱7的燃料10。管34帶有一個(gè)閥36，和一個(gè)設(shè) 置在外殼30內(nèi)通過閥36與管34連通的管37。發(fā)生在轉(zhuǎn)化裝置20的反應(yīng)裝置和燃料電池25內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)過 程將在下面說明。汽化器21通過加熱穿過管35從燃料儲存組件2的燃料箱7供應(yīng)的燃料10，使燃料IO汽化?；旌虾蟮挠善?1汽化的氣體被 供應(yīng)到汽化重整反應(yīng)裝置22。汽化重整反應(yīng)裝置22通過使用重整催化劑將從汽化器21供應(yīng) 的混合氣體轉(zhuǎn)化成氫氣和二氧化碳?xì)怏w，如下面的化學(xué)反應(yīng)式(1) 所示。CH3OH+H203—H2+C02 —(1)從汽化器21供應(yīng)的混合氣體不是必然地被完全轉(zhuǎn)化成氫氣和 二氧化碳?xì)怏w。在這種情況中，少量的一氧化碳?xì)怏w在汽化重整反 應(yīng)裝置22中產(chǎn)生，如下面的化學(xué)反應(yīng)式(2)所示。2CH3OH+H20—5H2+CO+C02 —(2)在汽化重整反應(yīng)裝置22中產(chǎn)生的氫氣，二氧化碳?xì)怏w和一氧 化碳?xì)怏w以及沒有反應(yīng)的汽體被供應(yīng)到水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23。水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23通過使用一氧化碳?xì)怏w和催化劑引起水 分轉(zhuǎn)移反應(yīng)，該一氧化碳?xì)怏w包含在從汽化重整反應(yīng)裝置22供應(yīng) 的混合氣體中(氫氣，二氧化碳，汽體和一氧化碳)，如下面的化 學(xué)反應(yīng)式(3)所示。CO+ H20—C02+H2 —(3)在汽化重整反應(yīng)裝置22中沒有反應(yīng)的汽體被使用在水分轉(zhuǎn)移 反應(yīng)中。因此，在混合氣體中的汽體和一氧化碳?xì)怏w的密度變得及 其稀薄?；旌蠚怏w(包括氫氣，二氧化碳?xì)怏w和一氧化碳?xì)怏w)從 水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23被供應(yīng)給選擇氧化反應(yīng)裝置24。選擇氧化反應(yīng)裝置24通過催化劑選擇從水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23 供應(yīng)的混合氣體中的一氧化碳?xì)怏w，并且將一氧化碳?xì)怏w氧化，如 下面的化學(xué)反應(yīng)式(4)所示。2CO+02—2C02 -—(4)在化學(xué)反應(yīng)式(4)左側(cè)的氧氣通過形成在發(fā)電組件3上的多個(gè)微孔33， 33…從大氣中獲得并進(jìn)入選擇氧化反應(yīng)裝置24。此外， 因?yàn)檫x擇氧化反應(yīng)裝置24帶有催化劑，用于選擇性地促進(jìn)如化學(xué) 反應(yīng)式(4)所示的化學(xué)反應(yīng)，包含在混合氣體中的氫氣很難被氧 化。從選擇氧化反應(yīng)裝置24供應(yīng)到燃料電池25的混合氣體幾乎不 包括任何一氧化碳?xì)怏w，而且氫氣和二氧化碳?xì)怏w的純度非常高。 如果選擇氧化反應(yīng)裝置24帶有用于從其它無毒副產(chǎn)品中分離氫氣 的裝置，所述副產(chǎn)品可以從微孔33， 33…被釋放。燃料電池25包括粘附微小的催化劑顆粒的燃料電極(陽極)， 和粘附微小的催化劑顆粒的氣體電極(負(fù)極)，以及插入式地設(shè)置 在燃料電極和氣體電極之間的離子傳輸膜。混合氣體從選擇氧化反 應(yīng)裝置24供應(yīng)到燃料電極，在空氣中的氧氣氣體通過多個(gè)設(shè)置在 發(fā)電組件3的外圓周表面的狹縫31， 31…被供應(yīng)到氣體電極。當(dāng)氫氣被供應(yīng)到燃料電極，通過粘附在燃料電極上的催化劑， 電子被分離，氫離子產(chǎn)生，如下面的電化學(xué)反應(yīng)式(5)所示。產(chǎn) 生的氫離子通過離子傳輸膜被傳輸給氣體電極，于是從燃料電極獲 得電子。包含在從選擇氧化反應(yīng)裝置24供應(yīng)的混合氣體中的二氧 化碳?xì)怏w沒有發(fā)生反應(yīng)，被發(fā)送到外部。3H2—6H++6e- —畫(5)另一方面，當(dāng)氧氣被供應(yīng)到氣體電極時(shí)，已經(jīng)通過離子傳輸膜 被傳輸?shù)臍潆x子，氧氣氣體和電子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生水，如下面的電化 學(xué)反應(yīng)式(6)所示。6H++3/202+6e-—3H20 -—(6)通過上述在燃料電池25中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，電能產(chǎn)生。產(chǎn) 生的電能被儲存在電儲存單元26中。汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選 擇氧化反應(yīng)裝置24充當(dāng)微型反應(yīng)器，用于汽化流經(jīng)微型通道的液體，所述微型通道形成在由硅，鋁合金或者玻璃制成的小型基底上，或者用于在至少一部分液體中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。汽化器21，汽化重整 反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化反應(yīng)裝置24的結(jié)構(gòu) 將在下面說明。圖4是汽化器21的截面圖，圖5是表示帶有汽化器21的熱熔 爐40的透視圖。如圖4所示，汽化器21具有一個(gè)由低熔點(diǎn)玻璃制成的長方體 形狀的玻璃容器53。由鋁或者類似材料制成的輻射屏蔽膜51和52 形成在玻璃容器53的內(nèi)壁和外壁。輻射屏蔽膜51和52對包括紅 外線的電磁波具有高的反射率，并且將來自后面所述的熱熔爐，40 輻射的電磁波反射回玻璃容器53。因此，熱熔爐40輻射的電磁波 被屏蔽，而不能被傳輸?shù)讲Ａ萜?3的外部，使得阻止熱熔爐40 輻射的電磁波所產(chǎn)生的輻射熱被散射到玻璃容器53外部成為可能。支持件54， 54…設(shè)置在于玻璃容器53內(nèi)壁上形成的輻射屏蔽 膜51的內(nèi)側(cè)，位于對應(yīng)玻璃容器53的角的各部分。熱熔爐40設(shè) 置在玻璃容器53內(nèi)部并由支持件54， 54…支持。需指出熱熔爐40 與玻璃容器53的內(nèi)壁分離。如圖4所示，熱熔爐40的結(jié)構(gòu)是重疊兩個(gè)基底41和42并將 兩個(gè)基底連接。每一個(gè)基底41和42是由如硅晶體，鋁，玻璃等的 材料制成的。如圖5所示，彎曲的微型通道43形成在基底41和42 之間的連接界面上。微型通道43是通過這樣的方式連接基底41和42形成的，即 在基底41的一個(gè)表面上形成的彎曲槽與基底42相對。微型通道43 在基底41和42之間被密封。所述組成微型通道43的槽是采用光 刻法、蝕刻法或者類似的方法在基底41的一個(gè)表面形成的。j如圖4和圖5所示，流出管45的一端與微型通道43的一端連接。流出管45穿過基底41，輻射屏蔽膜51和52，和玻璃容器53， 從熱熔爐40被拽出直到玻璃容器53的外部。流入管44的一端與 微型通道43的另一端連接。與流出管45類似，流入管44穿過基 底42，輻射屏蔽膜51和52，和玻璃容器53，從熱熔爐40被拽出 直到玻璃容器53的外部。流入管44與管35連通，于是由于施加 給箱體15內(nèi)的壓力，儲存在燃料箱7中的燃料10能隨時(shí)通過管35 和流入管44流進(jìn)微型通道43。如圖4所示，對應(yīng)纏繞在微型通道43的發(fā)熱阻抗膜47形成在 基底42和41的連接界面上。在基底41和42連接在一起的狀態(tài)下， 發(fā)熱阻抗膜47重疊在組成微型通道43的槽上，并且形成微型通道 43的底面。發(fā)熱阻抗膜47沿微型通道43從微型通道43的一端到 另一端形成。導(dǎo)線48在微型通道43的一端與發(fā)熱阻抗膜47連接，導(dǎo)線49 在微型通道43的另一端與發(fā)熱阻抗膜47連接。每一個(gè)導(dǎo)線48和 49由具有非常低的阻抗和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的材料制成，例如金，人造 白金，鎳，等。導(dǎo)線48和49的電阻設(shè)定為比發(fā)熱阻抗膜47的電 阻低。如圖4所示，導(dǎo)線48和49穿過輻射屏蔽膜51和52以及玻璃 容器53，從熱熔爐40被拽出到玻璃容器53的外部，同時(shí)被夾在 兩個(gè)基底41和42之間。導(dǎo)線47與玻璃容器53外部的分配單元27 的一個(gè)電極連接，導(dǎo)線49與玻璃容器53外部的分配單元27的另 一個(gè)電極連接。按照來自控制單元28的控制信號，通過改變供應(yīng)到發(fā)熱阻抗 膜47的電，分配單元27控制發(fā)熱阻抗膜47的溫度。因此，分配 單元27適當(dāng)?shù)卣{(diào)整汽化器21中每單位時(shí)間內(nèi)熔爐IO的汽化數(shù)量， 以及后面所述的汽化重整裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，和選擇氧化反應(yīng)裝置24中的反應(yīng)進(jìn)度。例如，分配單元27是這樣的結(jié)構(gòu)， 即只要由分配單元27供應(yīng)的電壓固定，就能夠改變流過導(dǎo)線48和 49的電流。此外，分配單元27是這樣的結(jié)構(gòu)，即只要分配單元27 流出的電流固定，就能夠改變供應(yīng)到導(dǎo)線48和49的電壓。不必說， 分配單元27可以改變電壓和電流，而且可以執(zhí)行任何的直流電驅(qū) 動和交流電驅(qū)動?？刂茊卧?8包括一臺由通用的CPU (中央處理器)或者類似 的，或者專用的邏輯電路組成的計(jì)算機(jī)設(shè)備。控制單元28具有的 功能是反饋代表分配組件27的電壓和電流的信號，并且調(diào)整從分 配單元供應(yīng)到發(fā)熱阻抗膜47的電。由發(fā)熱阻抗膜47產(chǎn)生的熱量的 溫度通過上述結(jié)構(gòu)調(diào)整。在具有上述結(jié)構(gòu)的汽化器21中，玻璃容器53內(nèi)部具有密封的 空間，帶有一個(gè)流入管44，流出管45和穿過輻射屏蔽膜51和52 以及玻璃容器53的導(dǎo)線48， 49。玻璃容器53的內(nèi)部空間處于大氣 壓非常低的真空狀態(tài)。相應(yīng)地，幾乎沒有擴(kuò)散玻璃容器53內(nèi)部熱 量的催化劑。這使得阻止熱量從熱熔爐40排放到玻璃容器53外部 成為可能。圖6是表示汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，和 選擇氧化反應(yīng)裝置24的截面圖。在圖6中所示的汽化重整反應(yīng)裝 置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，和選擇氧化反應(yīng)裝置24中，和汽化 器21中的元件相同的元件由同樣的參照序號指示，對這些元件的 說明就忽略不說了。如圖6所示，每一個(gè)汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置 23，和選擇氧化反應(yīng)裝置24具有基本上和汽化器21同樣的結(jié)構(gòu)。 然而，特別地，汽化重整反應(yīng)裝置22的流入管44與汽化器:21的 流出管45連通，而汽化重整反應(yīng)裝置22的流出管45與水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23的流入管44連通。水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23的流出管45 與選擇氧化反應(yīng)裝置24的流入管44連通。選擇氧化反應(yīng)裝置24 的流出管45與燃料電池25的燃料電極連通。此外，如圖2所示， 汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，和選擇 氧化反應(yīng)裝置24依照這種順序被疊加。同時(shí)，各自的反應(yīng)裝置被 疊加，于是覆蓋外壁的輻射屏蔽膜52接觸鄰近反應(yīng)裝置的輻射屏 蔽膜52。在汽化重整反應(yīng)裝置22、水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化反 應(yīng)裝置24的任一個(gè)裝置中，重整催化膜46沿微型通道43從一端 到另一端，形成在微型通道43的內(nèi)壁和上頂部(即基底41的槽的 各個(gè)壁面)。通過轉(zhuǎn)化包含在燃料10中的化學(xué)燃料，重整催化膜 46用于產(chǎn)生氫氣。在汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23， 和選擇氧化反應(yīng)裝置24之間的重整催化膜46的成分和種類等可以 不同。在汽化重整反應(yīng)裝置22中，由化學(xué)反應(yīng)式(1)表示的化學(xué) 反應(yīng)是由重整催化膜46促進(jìn)的。在水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23中，由化 學(xué)反應(yīng)式(3)表示的化學(xué)反應(yīng)由重整催化膜46促進(jìn)的。在選擇氧 化反應(yīng)裝置24中，由化學(xué)反應(yīng)式(4)表示的化學(xué)反應(yīng)由重整催化 膜46促進(jìn)的。使用發(fā)電系統(tǒng)1的方法以及發(fā)電系統(tǒng)1的操作將在下面說明。 首先，為了向發(fā)電組件3供應(yīng)燃料10，儲存燃料10的燃料箱 7必須被固定在組成燃料儲存組件2的外殼4的預(yù)定位置。如圖7A 所示，在燃料箱7被固定之前，止回閥13被關(guān)閉，吸收件12吸收 燃料10而膨脹，伸縮管8伸長到L1的長度。如圖7A中所示狀態(tài)的燃料箱7被安裝在組成燃料儲存組件2 的外殼4的預(yù)定位置。此后，燃料箱7被推向發(fā)電組件3，于暴排 出口 9和導(dǎo)水管16的前端部分分別被插進(jìn)連通孔5和6。因此，發(fā)電組件3的管34被插進(jìn)如圖7B所示的導(dǎo)水管16。同時(shí)，通過將燃料箱7推向發(fā)電組件3，排出口9的前端搭接 在組成發(fā)電組件3的外殼30的底部，由此，在收縮伸縮管8的方 向?qū)ο潴w15施加一個(gè)力。因此，燃料箱7的伸縮管8收縮到比長 度Ll短的長度L2。吸收件12按照伸縮管8的長度L2收縮。通過 吸收件12被吸收的燃料10由于吸收件12的收縮從吸收件12被排 出。此時(shí)，由于伸縮管8的收縮，箱體15的體積減少，箱體15內(nèi) 的壓力上升，當(dāng)被擠壓時(shí)，燃料10集中到排出口 9。由此，燃料 10的壓力被施加到排出口 9的止回閥13，止回閥13使燃料10在 一段時(shí)間內(nèi)從排出口 9流出到管35。這平衡了箱體15的內(nèi)外壓力。 正在流出的燃料10通過汽化器21的管35和流入管44被供應(yīng)到汽 化器21。于是，燃料10從燃料儲存組件2到發(fā)電組件3的供應(yīng)開 始。當(dāng)燃料10的供應(yīng)按照這種方式開始時(shí)，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)化裝置20 的控制信號從控制單元28輸出到分配單元27。然后，電力從分配 單元27經(jīng)導(dǎo)線48和49被供應(yīng)到汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝置22， 水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化反應(yīng)裝置24的發(fā)熱阻抗膜47，引 起發(fā)熱阻抗膜發(fā)熱。為了控制分配單元27的電壓和電流，控制單 元28反饋回由分配單元27供應(yīng)給汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝置 22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化反應(yīng)裝置24的發(fā)熱阻抗膜47 的代表電壓和電流的信號，于是每一個(gè)發(fā)熱阻抗膜47產(chǎn)生具有預(yù) 定溫度的熱量。此吋，燃料10通過發(fā)電組件3的管35和汽化器21的流入管 44從燃料箱7被供應(yīng)給汽化器21的熱熔爐40。被供應(yīng)的燃料10 通過發(fā)熱阻抗膜47產(chǎn)生的熱量被汽化。這在汽化器21中產(chǎn)生大氣 壓并且引起對流。因此，處于液體狀態(tài)的燃料10改變它的相成為甲醇和水的混合氣體?；旌蠚怏w從汽化器21按照到汽化重整反應(yīng) 裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，選擇氧化反應(yīng)裝置24和到燃料電 池25的順序循環(huán)。在汽化重整反應(yīng)裝置22中，被混合的氣體穿過微型通道43從 流入管44流到流出管45。當(dāng)流過微型通道43時(shí)，混合氣體被發(fā)熱 阻抗膜47加熱?；旌蠚怏w被重整催化膜46促進(jìn)而引起由化學(xué)反應(yīng) 式(1)和(2)表示的反應(yīng)。如果由于由化學(xué)反應(yīng)式(2)表示的 反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水，所產(chǎn)生的水可以通過閥36從管37被排出到 管34。在水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23中，當(dāng)流過微型通道43時(shí)，混合的氣 體被發(fā)熱阻抗膜47加熱，并且引起由化學(xué)反應(yīng)式(3)表示的反應(yīng)。 類似的，在選擇氧化反應(yīng)裝置24中，當(dāng)流過微型通道43時(shí)，混合 的氣體被發(fā)熱阻抗膜47加熱，并且引起由化學(xué)反應(yīng)式(4)表示的 反應(yīng)。由汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化 反應(yīng)裝置24產(chǎn)生的氫氣，被供應(yīng)到燃料電池25的燃料電極。在燃 料電池25中，引起由電化學(xué)反應(yīng)式(5)和(6)表示的電化學(xué)反 應(yīng)，于是產(chǎn)生電能。所產(chǎn)生的電能被儲存在電儲存單元26中或者 通過接線柱32被供應(yīng)給外部。此外，在燃料電池25中，水隨著由電化學(xué)反應(yīng)式(6)表示的 電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生。由于持續(xù)產(chǎn)生的水和毛細(xì)作用，上述水作為由燃 料電池25產(chǎn)生的液體(此后稱作"產(chǎn)生的水")經(jīng)過閥36流過管 34，并且從管34流進(jìn)燃料箱7的導(dǎo)水管16。如在化學(xué)反應(yīng)式(1)和(3)的左側(cè)表示的水，產(chǎn)生的水可以 部分經(jīng)由閥36控制的管37導(dǎo)入汽化重整反應(yīng)裝置22。由于這種導(dǎo) 入，降低燃料10中水的密度并且增加燃料10中化學(xué)燃料的^度。產(chǎn)生的水流進(jìn)燃料箱7的導(dǎo)水管16，由于隨后產(chǎn)生的水以及毛細(xì)作用，流過導(dǎo)水管16的通道19，并且到達(dá)箱體15的導(dǎo)水管孔 18，從導(dǎo)水孔18被導(dǎo)入箱體15的空間60。如圖7C所示，被導(dǎo)入 的產(chǎn)生的水由膨脹件17吸收。因此，膨脹件17的水溶性粘結(jié)成分 從脫離被壓縮的固體狀態(tài)而融化，并且膨脹件17依照產(chǎn)生的水的 吸收量逐漸膨脹。當(dāng)膨脹件17膨脹時(shí)，空氣從箱體15的外部空氣 導(dǎo)入孔14， 14…被導(dǎo)進(jìn)空間60。膨脹件17由于吸收產(chǎn)生的水而膨 脹并且由于呼出被導(dǎo)入的空氣而擴(kuò)張，之后恢復(fù)到被壓縮和固化之 前的狀態(tài)。按照本發(fā)明的實(shí)施例，因?yàn)槊恳粋€(gè)外部空氣導(dǎo)入孔14是非常 微小的滲透孔，被導(dǎo)進(jìn)空間60和被導(dǎo)入膨脹及擴(kuò)張后的膨脹件17 的產(chǎn)生的水不會從每一個(gè)外部空氣導(dǎo)入孔14泄漏。如圖7C中箭頭所示，膨脹件17的膨脹和擴(kuò)張使膨脹件17推 動高粘性液體ll。由于受到膨脹件17的膨脹和擴(kuò)張的推力，所述 高粘性液體11被移動。因此，被吸收件12吸收的燃料IO依次從 排出口 9通過發(fā)電組件3的管35流出。膨脹件17的面向高粘性液體11的端面可以使用一種在產(chǎn)生的 水和高粘性液體11中不溶的粘結(jié)成分進(jìn)行固化，而且一個(gè)板件可 插在高粘性液體11和膨脹件17之間。在這種情況下，防止膨脹件 17破壞高粘性液體11的液面是可能的。此外，有效地傳遞由膨脹 件17的膨脹和擴(kuò)張引起的對整個(gè)高粘性液體11的液面(面向膨脹 件17的液面)的影響是可能的。結(jié)果，燃料IO能安全地從箱體15 流出。之后，順序地來自那些從燃料箱7較早地流出的燃料10，連續(xù) 地通過汽化器21的流入管44被供應(yīng)給汽化器21。然后，同前面一 樣，被供應(yīng)的燃料10從汽化器21流到汽化重整反應(yīng)裝置22/水分 轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23，選擇氧化反應(yīng)裝置24和燃料電池25，而且電能和產(chǎn)生的水在燃料電池25中產(chǎn)生。所述電能被儲存在電儲存單元 26或者經(jīng)過接線柱32被供應(yīng)給外部。所產(chǎn)生的水經(jīng)過閥36流過管 37，并且通過管37流進(jìn)燃料箱7的導(dǎo)水管16,而被引入箱體15的 空間60并且被膨脹件17吸收。然后，如上所述，膨脹件17膨脹 和擴(kuò)張，于是使儲存在箱體15中的燃料10從箱體15流出。就是 說，越多的燃料10被發(fā)電組件3轉(zhuǎn)化為氫氣，越多產(chǎn)生的水作為 一種副產(chǎn)品，被保留在空間60內(nèi)的膨脹件17中。因此， 一個(gè)應(yīng)力 用于將箱體15內(nèi)的燃料IO推出燃料箱15。結(jié)果，雖然箱體15內(nèi) 的燃料10減少，燃料IO依舊被從箱體15中推出。因此，燃料10從燃料箱7到轉(zhuǎn)化裝置20 (其中的汽化器)的 供應(yīng)以及產(chǎn)生的水從燃料電池25到燃料箱7的導(dǎo)入在燃料儲存組 件2和發(fā)電組件3之間重復(fù)進(jìn)行。如果燃料10持續(xù)從燃料箱7流出，在燃料箱7中將幾乎沒有 燃料10剩余。那時(shí)，燃料10從燃料箱7到轉(zhuǎn)化裝置20的供應(yīng)將 終止，并且高粘性液體11將被移動而接觸吸收件12并在燃料箱7 的這個(gè)位置停留，如圖7D所示。如上所述，吸收件12是由抗油性材料制成并且具有多個(gè)微型 孔。因此，高粘性液體11不會被吸收件12吸收，并且因此不能從 燃料箱7流到發(fā)電組件3。按照本發(fā)明的實(shí)施例，在燃料箱7中，因?yàn)楦哒承砸后wll被 置于在箱體15內(nèi)儲存的燃料10的上面，燃料10被保持在由箱體 15的內(nèi)壁和高粘性液體1完全密封的狀態(tài)。因?yàn)槲占?2被填充 在靠近箱體15的排出口 9的部分，燃料IO被箱體15內(nèi)部的吸收 件12吸收，并被引導(dǎo)到靠近排出口 9的部分。當(dāng)產(chǎn)生的水被引導(dǎo)進(jìn)箱體15的空間60時(shí)，此產(chǎn)生的水被膨脹 件17吸收，空氣被引入箱體15的空間60。膨脹件17由于吸收產(chǎn)生的水膨脹，由于呼出被引入的空氣而擴(kuò)張。因此，膨脹件17推動高粘性液體11。結(jié)果，高粘性液體11由于接受膨脹件17的膨脹 和擴(kuò)張產(chǎn)生的推力而移動，使得被吸收件12吸收的燃料10從排出 口9流出。相應(yīng)地，不論燃料箱7如何放置，只要產(chǎn)生的水在燃料 電池25中產(chǎn)生，膨脹件17就持續(xù)膨脹和擴(kuò)張，并且由于受到膨脹 件17膨脹和擴(kuò)張的推力，儲存在箱體15中的燃料10繼續(xù)從排出 口流出。因此，本實(shí)施例的燃料箱7能使儲存的燃料10流出，不 論其是如何被放置的。在本實(shí)施例的燃料箱7中，因?yàn)閮Υ嬖谙潴w15中的燃料IO被 箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11完全封閉，如上所述，燃料10不 會暴露到外界。因此，防止儲存在箱體15中的燃料IO揮發(fā)和減少 是可能的。此外，當(dāng)燃料10被儲存在燃料箱7時(shí)，在燃料10和高 粘性液體11之間的界面中或者在燃料10中不會包含(不存在)氣 泡。因此，按照本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)1，穩(wěn)定燃料10從燃料儲 存組件2的燃料箱7到發(fā)電組件3的供應(yīng)是可能的，于是防止由發(fā) 電組件3產(chǎn)生的電量的降低是可能的。(第二個(gè)實(shí)施例)下面參照相應(yīng)的

本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。如同在第一 個(gè)實(shí)施例中同樣的元件將用同樣的參照序號指示，對于這些元件的 說明將予以忽略。本實(shí)施例的燃料箱57對應(yīng)于圖1中發(fā)電系統(tǒng)1的燃料儲存組 件2中的燃料箱7。燃料箱57設(shè)置在圖8中發(fā)電系統(tǒng)1的燃料儲存 組件2中。圖9A是表示燃料箱57外形的透視圖，圖9B是表示燃料箱57 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖。燃料箱57具有一個(gè)有預(yù)定長度的圓柱形箱體15。所述箱體15是由透明或者半透明材料制成，如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、丙 稀，或者類似物。作為用于導(dǎo)入流體(例如空氣)的流體導(dǎo)入裝置的流體導(dǎo)入孔114形成在箱體15的底部，以穿透箱體15。流體導(dǎo)入孔114是用于連通箱體15的內(nèi)部和外部的主要通氣孔。排出口 9被設(shè)置在箱體15的前端以從箱體15突出。 一個(gè)作為體積改變裝置的伸縮管8形成在靠近箱體15的排出口 9附近，其在燃料箱57的縱向方向是可伸長和收縮的。當(dāng)伸縮管8伸長時(shí)，箱體15的體積增加，當(dāng)伸縮管8收縮時(shí)，箱體15的體積減少。如圖9B所示，燃料IO儲存在箱體15中。具體地，燃料10是化學(xué)燃料和水的混合物。 一種包含氫元素的化合物，例如，象甲醇、 乙醇等的醇類或者汽油能被用作化學(xué)燃料。在本實(shí)施例中，通過均勻地混合具有同樣的百分比摩爾的甲醇和水得到的混合物被用作 燃料IO。因此，燃料IO通過箱體15的內(nèi)壁(除了排水口 9)和高 粘性液體11被密封地限定在箱體15內(nèi)。高粘性液體11是一種其 粘度比燃料IO的粘度更高的液體。具體來說，高粘性液體ll是一 種例如聚丁烯、液體石蠟、錠子油等的礦物油，或者例如二甲基硅 油、甲基硅油(methylfenylsilicon oil)等的硅油。高粘性液體11 被例如顏料、染料等的有色材料染色。優(yōu)選的是高粘性液體11在 燃料10中不溶解或者很難溶解。燃料IO和高粘性液體11由于其水和油的特性沒有混合，彼此 分離。通過箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11，燃料10以完全密封地 狀態(tài)被儲存在箱體15內(nèi)。在燃料IO和高粘性液體11之間的界面 或者在燃料10中混合的氣體，例如空氣通過一個(gè)真空排氣設(shè)備或 者類似的設(shè)備提前被吸出和排除。因此，在燃料10和高粘性液體 11之間的界面或者在燃料10內(nèi)幾乎沒有(或者沒有)氣泡。用于吸收燃料10的吸收件12在壓縮狀態(tài)被填充在箱體15內(nèi)靠近排出口 9的部分。具體地，所述吸收件12是具有多個(gè)微孔的 多孔抗油件，高粘性液體11不能滲透進(jìn)這些微孔，并且具有專門 針對燃料IO的高吸收特性。因此，高粘性液體ll不會滲透進(jìn)(或 者被吸收)吸收件12，并且不會從箱體15的排出口 9流出。吸收 件12密封地接觸箱體15上的伸縮管8的內(nèi)壁。因此，當(dāng)該伸縮管 收縮并且箱體15的體積減少時(shí)，吸收件12收縮。相反，當(dāng)吸收件 12吸收燃料IO并膨脹時(shí)，伸縮管8伸長并且箱體15的體積增加。與第一個(gè)實(shí)施例中的燃料箱7相同，具有上述結(jié)構(gòu)的燃料箱57 是這樣的結(jié)構(gòu)，即可拆卸地容納在燃料儲存組件2的外殼4內(nèi)，于 是排出口 9被插進(jìn)連通孔5。在燃料箱57被安裝在燃料儲存組件2 的預(yù)定位置的狀態(tài)下，組成燃料箱57的箱體15的外圓周表面部分 暴露在外殼4外面。此外，如上所述，箱體15是透明的或者半透 明的，并且高粘性液體11被染色。因此，在燃料箱57被安裝到燃 料儲存組件2的狀態(tài)下，高粘性液體11的液面變動通過箱體15顯 然是可識別的，這使得輕松地確認(rèn)燃料10的存在與否或者燃料10 的剩余數(shù)量成為可能。如上所述，作為流體導(dǎo)入裝置的流體導(dǎo)入孔114是主要的通氣 孔，其形成在箱體15上。然而，所述流體導(dǎo)入孔14可以帶有一個(gè) 可選擇性的滲透膜，該膜具有的功能是防止燃料10的揮發(fā)成分而 不是高粘性液體11透過該膜滲透，以及用于選擇性地允許空氣滲 透。在這種情況下，能防止燃料10的揮發(fā)成分排到箱體15的外面， 于是能防止儲存在箱體15內(nèi)的燃料IO揮發(fā)和減少。朝下突出以被安裝在燃料儲存組件2上的管134和35設(shè)置在 發(fā)電組件3的外殼30的底部。所述管134用于排水，管35用于從 燃料箱57吸進(jìn)燃料10。管134設(shè)置有一個(gè)閥36，設(shè)置在外殼30 中的導(dǎo)水管37經(jīng)過閥36與管134連通。管134與燃料儲存組件2的管106連通，起連通通道的作用，用于向燃料儲存組件2運(yùn)輸發(fā) 電組件3中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。汽化器21通過加熱將通過管35從燃料儲存組件2的燃料箱57 供應(yīng)的燃料IO汽化。由汽化器21汽化的混合氣體被供應(yīng)給汽化重 整反應(yīng)裝置22。由于被施加給箱體15內(nèi)部的壓力，儲存在燃料箱57中的燃料 10準(zhǔn)備隨時(shí)通過管35和流入管44流進(jìn)如圖4和5所示的微型通道 43。接下來，將說明使用發(fā)電系統(tǒng)1的方法和發(fā)電系統(tǒng)1的操作方法。首先，為了燃料IO被供應(yīng)到發(fā)電組件3，儲存燃料10的燃料 箱57必須被安裝在燃料儲存組件2的外殼4的預(yù)定位置。如圖10A 所示，在燃料箱57被安裝之前，止回閥13關(guān)閉，吸收件12吸收 燃料10并膨脹，于是伸縮管8伸長。在燃料箱57的內(nèi)部，吸收件 12的回復(fù)力(吸收力)Fl和高粘性液體11的表面張力F2起作用， 于是回復(fù)力Fl和表面張力F2得到平衡。處于圖10A所示狀態(tài)的燃料箱57被安裝在組成燃料儲存組件 2的外殼4的預(yù)定位置。之后，燃料箱57被從燃料儲存組件2推向 發(fā)電組件3，于是排出口 9插進(jìn)連通孔5。因此，排出口9被插進(jìn) 連通孔5，發(fā)電組件3的管35被插進(jìn)如圖10B所示的燃料箱57的 排出口9。同時(shí)，通過燃料箱57被推向發(fā)電組件3，排出口9的前 端搭接在發(fā)電組件3的外殼30的底部，而且一個(gè)推力F3被施加在 箱體15上，使得燃料箱57的吸收件12和伸縮管8收縮。因此， 由于吸收件12的收縮，被吸收件12吸收的燃料10從吸收件12排 出。同時(shí)，因?yàn)橄潴w15的體積由于伸縮管8的收縮而減少，箱體 15內(nèi)的壓力升高，當(dāng)被驅(qū)動時(shí)，燃料IO集中在排出口 9。于是，燃料IO所受的壓力被施加給位于排出口 9的止回閥13，止回閥13 暫時(shí)允許燃料10從燃料箱57通過管35流到發(fā)電組件3。因此，箱 體15的內(nèi)外壓力得到平衡。流出的燃料10填充管35直到它到達(dá)微型泵的長度(一個(gè)插入 在管35和汽化器44的流入管44之間的微型泵)，起剌激物的作 用以獲得微型泵的升力。就是說，氣體的體積沒有由于管35內(nèi)的 壓力被改變，所以在箱體15內(nèi)的燃料10能容易地被微型泵獲得。 因?yàn)橹够亻y13不允許燃料IO倒流， 一旦燃料箱57被插進(jìn)發(fā)電組 件3的管35，就沒有氣體被混進(jìn)管35。因此，由于微型泵，燃料 IO的穩(wěn)定供應(yīng)是可得到的。之后，發(fā)電組件3的微型泵在控制單元28的控制下工作。于 是，如圖10C所示，在燃料箱57內(nèi)的燃料被吸收件12吸收，并通 過管35被微型泵吸入，對應(yīng)發(fā)電需要量的燃料IO依次被供應(yīng)給發(fā) 電組件3。在這種狀態(tài)下，箱體15內(nèi)的壓力隨著燃料10的減少而 降低。為了保持箱體15內(nèi)外的壓力平衡，力F4作用在燃料10和 高粘性液體11上，于是高粘性液體11跟隨燃料10的液面變動。 同時(shí)，在由箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11的液面組成的封閉空間 內(nèi)，產(chǎn)生了一個(gè)負(fù)壓(吸力)。然而，由于流體導(dǎo)入孔114形成在 組成燃料箱57的箱體15的底部，和燃料10被移動的量一樣多的 (和燃料10的液面變動的量一樣多的)外部空氣通過流體導(dǎo)入孔 114被導(dǎo)入。結(jié)果，箱體15內(nèi)的負(fù)壓被調(diào)整。燃料箱57內(nèi)的燃料10持續(xù)通過管35流出，燃料10從燃料儲 存組件2到發(fā)電組件3的供應(yīng)結(jié)束。然后，如圖10D所示，高粘性 液體11接觸燃料箱57內(nèi)的吸收件12。同時(shí)，因?yàn)槲占怯煽褂?材料制成，并具有如上所述的多個(gè)微孔，高粘性液體11不會被吸 收件12吸收，因此不會從燃料箱57流到發(fā)電組件3。當(dāng)燃料10以這種方式從燃料儲存組件2被供應(yīng)到發(fā)電組件3 時(shí)，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)化裝置20的控制信號從控制單元28輸入給發(fā)電組 件3內(nèi)的分配單元27。對應(yīng)此信號，電從分配單元27通過導(dǎo)線48 和49被供應(yīng)到每一個(gè)汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝置22，水分轉(zhuǎn)移 反應(yīng)裝置23和選擇氧化反應(yīng)裝置24的發(fā)熱阻抗膜47，引起發(fā)熱阻 抗膜47產(chǎn)生熱量。為了控制分配單元27的電壓和電流，控制單元 28反饋回由分配單元27供應(yīng)給汽化器21，汽化重整反應(yīng)裝置22， 水分轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置23和選擇氧化反應(yīng)裝置24的發(fā)熱阻抗膜47的 代表電壓和電流的信號，于是每一個(gè)發(fā)熱阻抗膜47產(chǎn)生具有預(yù)定 溫度的熱量。如上所述，在本實(shí)施例的燃料箱57中，儲存在箱體15中的燃 料IO被保持在由箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11完全封閉的狀態(tài)， 以至被布置成接受箱體15內(nèi)吸收件12的回復(fù)力(吸收力)。當(dāng)燃 料IO被吸收件12吸收時(shí)，高粘性液體11跟隨燃料10的移動，一 個(gè)負(fù)壓(吸力)在由箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11封閉的空間內(nèi) 產(chǎn)生。然而，因?yàn)榱黧w導(dǎo)入孔114形成在箱體15內(nèi)，和燃料10被 移動的量一樣多的(和燃料10的液面變動的量一樣多的)空氣通 過流體導(dǎo)入孔114被引進(jìn)箱體15的空間內(nèi)，于是調(diào)整了該空間內(nèi) 的負(fù)壓。因此，不論燃料箱57被如何放置，就是說，不論排出口9 的頂端是朝向何方向，通過填充在靠近排出口附近的吸收件12，儲 存在箱體15內(nèi)的燃料IO被安全地吸收，幾乎在箱體15內(nèi)沒有剩 余。因此，本實(shí)施例中的燃料箱57能引導(dǎo)儲存在里面的燃料10朝 向排出口9，不論其如何被放置，幾乎沒有燃料10剩余。在本實(shí)施例的燃料箱57中，如上所述，因?yàn)閮Υ嬖谙潴w15中 的燃料IO被箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11完全密封，燃料10不二 一.能接觸空氣。因此，能防止儲存在箱體15內(nèi)的燃料IO通過揮發(fā)而減少。此外，在燃料10被儲存在燃料箱57的狀態(tài)下，在燃料10 和高粘性液體11之間的界面或者在燃料10中不包含(不存在)氣 泡。因此，按照本實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)1，燃料10能從燃料儲存組件 2的燃料箱57被穩(wěn)定地供應(yīng)給發(fā)電組件3，而且能防止由發(fā)電組件 3產(chǎn)生的電量的減少。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，但是在本發(fā)明的意圖范圍內(nèi)，對 設(shè)計(jì)的各種改進(jìn)和修改是可以得到的。例如，如圖11所示，燃料箱57的箱體15可以被多個(gè)分隔板 116， 116…內(nèi)部分隔，分隔板被布置成與燃料箱57的縱向方向平 行(在燃料IO或者高粘性液體11被移動的方向)。在這種情況中， 高粘性液體11不但接觸箱體15的內(nèi)壁，而且接觸分隔板116。高 粘性液體11的粘性作用在箱體15的內(nèi)壁和分隔板116上，使得高 粘性液體11很難在箱體15內(nèi)移動。因此，即使燃料箱57掉落并 受到震動，保持燃料IO被箱體15的內(nèi)壁和高粘性液體11完全密 封的狀態(tài)是可能的，而且由于燃料IO在箱體15內(nèi)移動，防止任何 氣泡被包含在燃料10和高粘性液體11之間的界面或者燃料10中 是可能的。此外，通過表面張力，通過縮小分隔板16之間的間隔 促進(jìn)毛細(xì)現(xiàn)象是可能的。這使得更快地向發(fā)電組件3供應(yīng)燃料10 成為可能。在上述實(shí)施例中，止回閥14設(shè)置在燃料箱57中。然而，本發(fā) 明不局限于此，但是止回閥13可以設(shè)置在發(fā)電組件3中。在這種 情況中，止回閥13可以被安裝在任何位置，只要它介于微型泵和 管35頂端之間。在沒有脫離本發(fā)明的廣義精神和范圍的情況下，可以作出各種 實(shí)施例和變化。上述實(shí)施例意圖在于說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā) 明的范圍。本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求而不是由實(shí)施例表示的。在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)以及在權(quán)利要求的等同意義范圍 內(nèi)所作的修改均被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本申請是基于2003年3月19日提交的日本專利申請 JP2003-74891和2003年3月19日提交的日本專利申請 JP2003-74900，并且包括說明書，權(quán)利要求，附圖和摘要。上述日 本專利申請的公開內(nèi)容在此結(jié)合全部引為參考。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能適用于使用儲存液體燃料的燃料箱的工業(yè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種燃料箱，包括一個(gè)具有排出口(9)的箱體(15)；容納在所述箱體(15)內(nèi)的燃料(10)；和設(shè)置在所述箱體(15)內(nèi)的高粘性液體(11)，以在與排出口(9)存在的一側(cè)相反的一側(cè)接觸所述燃料(10)。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，還包括一個(gè)被填充在所述箱體(15)內(nèi)并能吸收所述燃料(10)的吸收件(12)。
3. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，還包括 一個(gè)用于改變所述箱體(15)體積的體積改變單元(8)。
4. 如權(quán)利要求3所述的燃料箱，還包括一個(gè)被填充在所述箱體(15)內(nèi)并能吸收所述燃料(10)的吸收件(12)，其中由于所述體積改變單元(8)，響應(yīng)所述箱體(15)的體積減少， 所述吸收件(12)是可收縮的。
5. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，還包括設(shè)置在所述箱體(15)內(nèi)的高粘性液體(11)，以在與排出口(9)存 在的一側(cè)相反的一側(cè)接觸所述燃料(10);和一個(gè)能導(dǎo)入流體進(jìn)入到由所述箱體(15)的內(nèi)壁和所述高粘性液 體(11)的液面封閉的空間內(nèi)的流體導(dǎo)入單元(114)。
6. 如權(quán)利要求5所述的燃料箱，其特征在于 所述流體導(dǎo)入單元(114)具有一個(gè)連通所述箱體(15)內(nèi)外部的孔。
7. 如權(quán)利要求6所述的燃料箱，還包括一個(gè)在所述孔(114)內(nèi)的可選擇性滲透膜，其阻擋所述燃料(IO) 的揮發(fā)成分的滲透而可選擇地允許外部空氣透過。
8. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，還包括一個(gè)設(shè)置在所述排出口(9)內(nèi)部的止回閥(13)，其允許所述燃料(10) 從所述箱體(15)流到所述排出口(9)的外部，并且防止流體從所 述排出口(9)的外部流進(jìn)所述箱體(15)。
9. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，其特征在于 所述高粘性液體(ll)具有礦物油或者硅油。
10. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，還包括 一個(gè)被填充在所述箱體(15)內(nèi)并能吸收所述燃料(10)的吸收件(12)，其中所述吸收件(12)是由抗油材料制成并且所述高粘性液體(11) 不能滲透進(jìn)去的多孔體。
11. 如權(quán)利要求1至10中任何一個(gè)所述的燃料箱，其特征在于所述箱體(15)的至少一部分是由透明或者半透明材料制成，所 述高粘性液體(l l)是被染色的。
12. 如權(quán)利要求1所述的燃料箱，還包括 一個(gè)將所述箱體(15)的內(nèi)部分成多個(gè)部分的分隔板(116)，其與所述燃料(10)或者所述高粘性液體(11)被移動的液面方向平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃料箱，包括一個(gè)具有排出口(9)的箱體(15)；容納在所述箱體(15)內(nèi)的燃料(10)；和設(shè)置在所述箱體(15)內(nèi)的高粘性液體(11)，以在與排出口(9)存在的一側(cè)相反的一側(cè)接觸所述燃料(10)。
文檔編號F17C11/00GK101241996SQ200810003540
公開日2008年8月13日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者椛澤康成 申請人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會社