具有能与燃料相容材料的燃料电池供应装置制造方法及图纸

本发明专利技术是有关一用于燃料电池之燃料供应装置，其中包括一外壳、一含甲醇的衬垫构件及一阀门组件，具有阀门本体构件和安装在阀门本体内的可滑动体构件。可滑动体构件通常会偏向一阀门座表面以密封阀门组件，且可滑动体构件可由阀门座表面移开以打开阀门组件，衬垫构件、阀门本体构件及可滑动体构件都至少由两种不同材料制作而成，而其中至少有一个构件会与甲醇兼容。因此，每一组件可挑选能在燃料供应装置中发挥实质上最佳功能的材料来制作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有能与燃料相容材料的燃料电池供应装置
本专利技术涉及一燃料电池供应装置，特别是，涉及一种能与燃料电池的各种燃料(包括甲醇在内)相容的燃料供应装置。
技术介绍
燃料电池是一种直接将如燃料和氧化剂之类的反应物化学能量，转换成直流电(DC)的装置。与传统使用燃烧化石燃料的发电机以及如锂电池类型的携带式储存电源相比更具效率的燃料电池应用，正不断地增加。通常，燃料电池技术包括各种不同类型的燃料电池，例如碱性燃料电池、高分子膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池及酵素燃料电池。现今较重要的燃料电池可分为三大类别，即，使用压缩氢气(H2)做为燃料的电池；使用甲醇(CH3OH)、硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化和物(例如丁烷)或其它燃料转换成氢气燃料的质子交换膜(proton exchange membrane，PEM)燃料电池；以及直接使用甲醇(CH3OH)燃料的质子交换膜燃料电池(称为“直接甲醇燃料电池”或“DMFC”)。压缩氢气一般均维持在高压下保存，因此很难处理。此外，通常需要大型储存槽，且不适用于小型的消费性电子装置上。传统的再填充燃料电池需要转化剂和其它蒸发与辅助系统，将燃料转化成氢气以在燃料电池中与氧化剂相互反应。最近的发展让转化或再填充燃料电池有希望供消费性电子装置使用。直接甲醇燃料电池的甲醇会在燃料电池中与氧化剂直接产生作用，是最简单也可能是最小的燃料电池，并有希望应用在消费性电子装置上。至于在较大型应用上，直接甲醇燃料电池通常包含一个风扇或压缩机来供应氧化剂(通常是空气或氧气)到阴极上，一个泵供应水/甲醇混合物到阳极和一个薄膜电极组(MEA)上，典型的薄膜电极组包括一阴极、一质子交换膜和一阳极。在操作期间，水/甲醇液体燃料混合物会直接供应到阳极上，而氧化剂则供应到阴极上，在每个电极上会产生电化反应，而直接甲醇燃料电池的整体反应叙述如下：-->阳极上的半反应：阴极上的半反应：燃料电池整体反应：因为氢离子(H+)透过质子交换膜由阳极移动到阴极，以及自由电子(e-)无法穿透质子交换膜的缘故，所以电子必须流经外部电路因而产生电流。而外部电路可能是任何可用的消费性电子装置，如手记、计算器、掌上电脑(PDA)、笔记本电脑及其它装置等。直接甲醇燃料电池(DMFC)已经在美国专利5,992,008号和第5,945,231中披露，在此完整并入本文参考使用。通常，质子交换膜是由例如杜邦公司的Nafion薄膜之类的聚合物制作而成，它是一种高氟化材料，厚度范围大约在0.05毫米到0.5毫米，或是其它适合的薄膜。阳极一般由特氟隆碳纸制作而成并由已含有例如铂-钌等金属沉淀的催化剂薄层所支撑。而阴极一般是一种气体扩散电极会将铂金属粒子结合在薄膜的一边。一个硼氢化钠再填充燃料电池的电池反应如下：适当的催化剂包括铂及钌等其它金属。由硼氢化钠转化产生的氢气燃料会在燃料电池中与氧化剂(如氧气)发生反应并产生电流(或一种电子的流动)及水副产品。同时在转化过程中也产生硼酸盐化钠(NaBO2)副产品。硼氢化钠燃料电池在美国公开的专利申请案第2003/0082427号中已有讨论，在此并入本文参考。不过，现有已知技术并未讨论能够供应与储存燃料相容材料的燃料供应装置。-->
技术实现思路
本专利技术涉及供燃料电池使用的与燃料相容的燃料供应装置。本专利技术更进一步而言，涉及供燃料电池使用的与甲醇相容的燃料供应装置。本专利技术更进一步而言，涉及燃料供应装置，其中每一组件都以在燃料供应装置中实质上能达到最佳功能的材料来制作。本件专利技术涉及一种用于燃料电池的燃料供应装置，其中包括一外壳、一含燃料的衬垫构件，例如甲醇，及一具有阀门本体构件和一安装于阀门本体构件内可滑动体构件的阀门组件，可滑动体构件通常会偏向一阀门座表面以密封阀门组件，且可滑动体构件可由阀门座表面移开以打开阀门组件，衬垫构件、阀门本体构件及可滑动体构件都至少由两种不同材料制作而成，而其中至少有一个构件会与甲醇相容，因此，每一组件可挑选能在燃料供应装置中达到实质上最佳功能的材料来制作。本件专利技术也涉及一种用于燃料电池的燃料供应装置，其中包括了一外壳，其内装有一内含燃料的内部衬垫及一第一阀门组件，该阀门组件具有一阀门本体和安装在阀门本体内的可滑动体，该可滑动体通常会偏向一阀门座表面以密封阀门组件，且可滑动体可由阀门座表面移开以打开阀门组件，内部衬垫最好是由一氟化聚合物制作而成。阀门本体可加压以装入一有开口的内部衬垫，而且阀门本体可用超音波焊接到外壳的开口上。附图说明附件的附图为本说明书的一部分且应被一并参阅，各附图中相同的附图标记代表相同的组件：图1是依据本件专利技术之燃料供应装置透视图；图2是在图1中沿着线2-2燃料供应装置的透视横剖面图；图3是图2中燃料供应装置的平面视图；及图4是燃料供应装置喷嘴部分的放大视图。-->具体实施方式如所附图式例示以及下列详细讨论，本专利技术涉及有关燃料供应装置，其内储存燃料电池燃料，例如甲醇和水、甲醇/水混合物、各种不同浓度的甲醇/水混合物或是纯甲醇。甲醇可供许多类型燃料电池使用，例如直接甲醇燃料电池(DMFC)、酵素燃料电池、再填充燃料电池等等。燃料可以包括其它类型的燃料电池燃料，例如乙醇或酒精，可转化成氢气的化学物质，或其它可改善燃料电池性能或效率的化学物质。燃料也包括氢氧化钾(KOH)电解液，可用在金属燃料电池或碱性燃料电池上，而且可储存在燃料供应装置。对金属燃料电池而言，燃料是以一种流体锌粒子形式浸入一氢氧化钾电解液反应溶剂中，并且在电池凹洞内的阳极上会布满锌粒子的微粒。氢氧化钾电解溶液已被披露在美国于2003年4月24日公告的专利申请案第2003/0077493号、名称为“使用设定的燃料电池系统以提供一或多个负载电源的方法”一案中，在此完整并入本文参考。燃料亦可包括甲醇、过氧化氢和硫酸的混合物，它流过在硅芯片上所形成的催化剂以产生一燃料电池反应，燃料亦可包括上述的硼氢化钠(NaBH4)和水，燃料更可包括碳氢化合物燃料，其包括但不限于，丁烷、煤油、酒精和天然气等，这些都揭示在美国于2003年5月22日公告的专利申请案号第2003/0096150号、名称为“液态接口的燃料电池装置”一案中，在此完整并入本文参考。燃料亦可包括能与燃料产生反应的液态氧化剂，因此，本件专利技术并不限于任何形式的燃料、电解液容剂、氧化物溶液或液体被置于燃料供应装置内或被燃料电池系统所使用，此处所使用的“燃料”一词，包含所有可在燃料电池或燃料供应装置中参与反应的燃料，并且包括但不限于所有上述合适的燃料、电解溶液剂、氧化物溶液、液体、固体及/或化学物质及其混合物。此处所使用的“燃料供应装置”一词，包括但不限于可弃式盒体、可再填充/再使用的盒体、容器、位于电子装置中的盒体、可拆式盒体、位于电子装置外的盒体、燃料箱、燃料再填充箱、可储存燃料并以管子连接到燃料箱与容器的其它容器。虽然以下所叙述的盒体结合本件专利技术的具体实施例的示范，但必须注意的是这些具体实旋例也适用在其它燃料供应装置，而且本件专利技术不受限于任何特殊形式的燃料供应装置。本件专利技术的燃料供应装置也可用来储存非使用在燃料电池的燃料。这些应用包括但不限于：储存碳氢化合物；提供建立在硅芯片上的微型燃器涡轮机使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池供应装置，包括：一外壳，其内装有内含燃料的内部衬垫；第一阀门组件，包括一阀门本体和一安装在阀门本体内的可滑动体，其中滑动体通常会压向一阀门座表面以密封阀门组件，且该滑动体可由阀门座表面移开以开启阀门组件；其中阀门本体连结到内部衬垫的一个开口，且该阀门本体连结到外壳的开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-12-1 10/725,2441.一种燃料电池供应装置，包括：一外壳，其内装有内含燃料的内部衬垫；第一阀门组件，包括一阀门本体和一安装在阀门本体内的可滑动体，其中滑动体通常会压向一阀门座表面以密封阀门组件，且该滑动体可由阀门座表面移开以开启阀门组件；其中阀门本体连结到内部衬垫的一个开口，且该阀门本体连结到外壳的开口。2.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中阀门本体会被压入内部衬垫的开口中。3.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中阀门本体是以超音波焊接到外壳的开口上。4.如权利要求1所述的燃料供应装置，其中外壳和内部衬垫是由不同材料制作而成。5.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中阀门座表面位在阀门本体上。6.如权利要求5所述的燃料电池供应装置，其中的可滑动体是一活塞。7.如申请专利第6所述的燃料电池供应装置，其中O型环被安装在活塞上。8.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中阀门座表面是由一隔膜所提供。9.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中的可滑动体是一个球体。10.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中还包括一外部密封部件，在第一阀门组件和相对应的第二阀门组件之间提供密封，其设置在使用燃料的装置上。11.如权利要求9所述的燃料电池供应装置，其中外部密封部件是一O型环。12.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中内部衬垫通过一锁扣固定在外壳上。13.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中内部衬垫包括至少一倒钩，将内部衬垫固定在外壳上。-->14.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中第一阀门组件包括一注入器或保保持性材料来调节燃料流动率。15.如权利要求1所述的燃料电池供应装置，其中保持性材料设置在一弹簧支撑器上，以支撑弹簧偏压向活塞。16.一种燃料电池的燃料供应装置，包括：一外壳，其内装有包含燃料的内部衬垫；第一阀门组件，包括一阀门本体和一安装在阀门本体内的可滑动体，其中可滑动体通常会偏压向一阀门座表面以密封阀门组件，其中可移动体可从阀门座表面上移开以开启阀门组件；其中内部衬垫是由氟化聚合物制成。17.如权利要求16所述的燃料供应装置，其中的燃料是甲醇。18.如权利要求16所述的燃料供应装置，其中的内部衬垫是由氟化低密度聚乙烯制成。19.如权利要求16所述的燃料供应装置，其中内部衬垫是由低密度聚乙烯和氟化物构成。20.如权利要求16所述的燃料供应装置，其中外壳和内部衬垫是由不同材料制成。21.如权利要求18所述的燃料供应装置，其中外壳是从下列材料中选择：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚缩醛、聚丙烯树脂、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚奈二甲酸二乙酯、尼龙、金属及其混合物。22.一种供燃料电池使用的燃料供应装置，包括：一内含甲醇的衬垫构件；一阀门组件，包括一阀门本体构件和一安装在阀门本体构件内可滑动体构件，其中可滑动体构件通常会偏向阀门座表面以密封阀门组件，而该可移动体可从阀门座表面上移开以开启阀门组件；其中衬垫构件、阀门本体构件及可滑动体构件都是由至少两种不同的材料制作而成，而其中至少有一个构件会与甲醇相容。-->23.如权利要求22所述的燃料供应装置，其中至少一个构件包含氟素聚合物。24.如权利要求23所述的燃料供应装置，其中的氟素聚合物是氟化聚乙烯。25.如权利要求23所述的燃料供应装置，其中至少一个构件是衬垫构件。26.如权利要求22所述的燃料供应装置，其中至少一个构件包括了一具有至少两层的薄层。27.如权利要求26所述的燃料供应装置，其中上述至少两层是从聚丙烯树脂、聚乙烯、聚醋酸乙烯、玻璃纤维、微玻璃和聚四氟乙烯等中选择。28.如权利要求26所述的燃料供应装置，其中至少有一个构件是衬垫构件。29.如权利要求22所述的燃料供应装置，其中上述至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗亚当斯，安德鲁J库瑞罗，佛洛伊德菲尔班克斯，
申请(专利权)人：法商BIC公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]