提供了一种燃料电池系统，其燃料汽化部的浮色现象能够在不丧失发电特性的情况下被抑制。在燃料泵（４２）中，启动止回阀（４２５ａ）和（４２５ｂ）的打开／关闭操作的上限频率（阈值频率ｆＴＨ）低于压电体（４２２）的机械共振频率（ｆＥ）。而且，执行实施控制以使在规定情形下压电体（４２２）的振荡频率（ｆ）在该共振频率（ｆＥ）附近。由此，可以在停止通过燃料泵（４２）进行的燃料供应操作的同时，燃料泵（４２）的液体燃料通过压电体（４２２）的振荡而被加热，并且被加热的液体燃料（４１）供应到燃料汽化部（４４）。而且，由于产生的热是通过压电体４２２的振荡所产生的热量，所以发电部（１０）中的发电特性不会损失，这与过去的情形不同。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种燃料电池，其中通过甲醇等和氧化剂气体(OXidantgas)(氧气) 之间的反应进行发电以及一种包括这样的燃料电池系统的电子装置。
技术介绍
在过去，由于燃料电池具有高发电效率并且不会排出有毒物质，所以燃料电池已 在实践中被用作工业发电设备和家用发电设备，或者用作用于人造卫星、宇宙飞船等的电 源。而且，近年来，燃料电池已被日益增多地开发作为用于汽车如客车、公交车和货车的 电源。这样的燃料电池分成碱性水溶液燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸酯燃料电池 (molten carbonate fuel cell)、固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池等。特别地，固 体聚电解质(solid polyelectrolytdDMFC(直接甲醇燃料电池)能够通过利用甲醇作为 燃料氢源而提供高能量密度。而且，DMFC不需要重整器并因此能够减小尺寸。用于小型移 动燃料电池的DMFC已被日益增多地进行研究。在DMFC中，使用作为单元电池(unit cell)的MEA(膜电极组件)，其中固体聚电 解质夹在两个电极之间，并将所得物接合和集成。一种气体扩散电极被用作燃料电极(负 极)，并且作为燃料的甲醇供应到其表面。结果，甲醇被分解，产生氢离子(质子)和电子， 并且氢离子通过固体聚电解质膜。而且，另一气体扩散电极被用作氧电极(正极)，而作为 氧化剂气体的空气供应到其表面。结果，空气中的氧结合至前述氢离子和前述电子而产生 水。这样的电化学反应导致从DMFC产生电原动力(electro motive force)。在这样的DMFC中，作为将甲醇供应到燃料电极的一种方法，提出了液体供应 型燃料电池(液体燃料(甲醇水溶液)直接供应到燃料电极)和汽化供应型燃料电池 (汽化的液体燃料供应到燃料电极)。这之中，在汽化供应型燃料电池中，存在这样的问 题，即由于燃料汽化部(燃料蒸发部，fuel vaporization section)的温度随着燃料被 汽化而降低，所以产生的水易于在燃料汽化部中凝结。这样的水凝结也称为浮色现象 (floodingphenomenon)。尤其是，浮色现象在低环境温度下显著显现，其已是在寒冷区域中 长期使用时引起发电故障(power generation fault)的一个因素。用来防止燃料汽化部中这样的水凝结的方法的实例包括一种预先对燃料汽化部 升温的方法。然而，在这种方法中，必需单独地提供用于升温的加热器。另外，存在这样的 缺点，即对于对燃料汽化部整个区域升温浪费能量。因此，作为在没有利用用于升温的加热器的情况下防止浮色现象的方法之一，已 经提供了一种通过在发电部中产生的热来加热燃料汽化部的方法(例如，专利文献1)。文献列表专利文献专利文献1 日本未审查专利申请公开No. 2008-2781
技术实现思路
然而，前述专利文献1的方法中，存在这样的问题，即由于发电部的温度降低，所 以催化剂活性降低并且发电性能本身受损(发电特性受损)。鉴于前述问题，本专利技术的一个目的是提供一种能够抑制燃料汽化部中的浮色现象 同时不损失发电特性的燃料电池系统以及一种包括这样的燃料电池系统的电子装置。本专利技术的燃料电池系统包括发电部，通过被供应燃料和氧化剂气体而进行发电； 压电泵部(piezoelectric pump section)，包括压电体和止回阀，并且将液体燃料供应到 发电部侧；燃料汽化部，通过使从压电泵部供应的液体燃料汽化而将气体燃料供应到发电 部；以及控制部，通过控制压电体的振荡频率而调节从压电泵部供应的液体燃料的供应量。 这里，启动(激活，enable)止回阀的打开/关闭操作的上限频率低于压电体的机械共振频 率。而且，控制部执行进行控制以使在规定情形下(在某种情形下，in a certain case)压 电体的振荡频率在共振频率附近。另外，“启动止回阀的打开/关闭操作”状态不仅包括其中止回阀能够总体上进行打 开/关闭操作的状态，而且包括几乎没有进行液体燃料供应操作的状态，即使轻微进行打开/ 关闭操作。换句话说，“启动止回阀的打开/关闭操作的上限频率”是指，例如，由于其中在例 如止回阀的操作频率从额定值(rated value)逐渐增大时止回阀的打开/关闭操作不能遵循 压电体的操作的机制导致液体燃料的供应量下降到例如最大值的约十分之一以下的频率。而 且，压电体的机械共振频率是指，例如，压电体的振幅值为最大的机械共振频率。本专利技术的电子装置包括前述燃料电池系统。在本专利技术的燃料电池系统和电子装置中，从压电泵部供应的液体燃料在燃料汽化 部中汽化，并由此将气体燃料供应到发电部。而且，在发电部中，通过被供应气体燃料和氧 化剂气体进行发电。并且，控制压电泵部中压电体的振荡频率，并由此调节从压电泵部供应 的液体燃料的供应量。这时，在规定情形下，执行控制以使压电体的振荡频率在压电体的机 械共振频率附近。这里，启动止回阀的打开/关闭操作的上限频率低于压电体的机械共振 频率。因此，在其中压电体的振荡频率在前述共振频率附近的情形下，停止止回阀的打开/ 关闭操作，并停止通过压电泵部的燃料供应操作。而且，压电泵部中的液体燃料通过压电体 的振荡而被加热，并且被加热的液体燃料供应到燃料汽化部。在本专利技术的燃料电池系统中，前述上限频率可以是在可听频率区域(音频范围， audible frequency region)内的一个值，并且前述控制部可以执行进行控制以使压电体 的振荡频率在可听频率区域内高于前述上限频率。在这种情形下，由于压电体的振荡频率 高于前述上限频率，所以止回阀的打开/关闭操作停止，并且通过压电泵部的燃料供应操 作停止。而且，由于压电体的振荡频率在可听频率区域内，所以通过压电体的振荡产生可听 声(audible sound)。因此，在规定情形下，在没有单独提供诸如扬声器的构件的情形下能 够向使用者产生声效应等。根据本专利技术的燃料电池系统或电子装置，在压电泵部中，启动止回阀的打开/关 闭操作的上限频率的值被设定为低于压电体的机械共振频率，并且在规定情形下压电体的 振荡频率变为在该机械共振频率附近。因此，有可能在停止通过压电泵部的燃料供应操作 的同时，压电泵部中的液体燃料通过压电体的振荡而加热，并且被加热的液体燃料能够供 应到燃料汽化部。而且，由于该热是通过压电体的振荡产生的热量，所以发电部中的发电特性没有损失，这不同于过去的情形。因此，燃料汽化部的浮色现象能够被抑制同时没有损失 发电特性。附图说明图1是结构图，示出了根据本专利技术一个实施方式的燃料电池系统的整体构造。图2是剖视图，示出了图1所示的发电部的构造实例。图3是平面图，示出了图1所示的发电部的构造实例。图4是剖视图，示意性地示出了燃料泵的详细结构。图5是时间图，示出了压电体的位置和燃料泵的操作状态之间的关系。图6是特性要素图(characteristics diagram)，用于解释汽化供应方法的概要。图7是特性要素图，示出了压电体的振荡频率和燃料泵的操作状态之间的关系。图8是剖视图，用于解释制造图1所示的发电部的一种方法。图9是平面图，用于解释制造图1所示的发电部的一种方法。图10是特性要素图，示出了压电体的振荡频率和压电泵的温度/阻抗之间的关系 的一个实例。具体实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种燃料电池系统，包括：发电部，通过被供应燃料和氧化剂气体而进行发电；压电泵部，包括压电体和止回阀，并且将液体燃料供应到所述发电部侧；燃料汽化部，通过使从所述压电泵部供应的所述液体燃料汽化而将气体燃料供应到所述发电部；以及控制部，通过控制所述压电体的振荡频率而调节从所述压电泵部供应的所述液体燃料的供应量，其中，启动所述止回阀的打开／关闭操作的上限频率低于所述压电体的机械共振频率，并且所述控制部执行控制以使在规定情形下所述压电体的振荡频率在所述共振频率附近。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：志村重辅，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP
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