專利名稱：燃料電池的氣體替換方法、燃料電池系統(tǒng)和用于燃料電池系統(tǒng)的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用諸如氫的氣體作為燃料的燃料電池系統(tǒng)中的氣體 替換方法，尤其涉及氣體替換方法、燃料電池系統(tǒng)和用于燃料電池系 統(tǒng)的裝置，該方法、系統(tǒng)和裝置使用燃料替換燃料電池系統(tǒng)中除燃料 之外的氣體，以使用從燃料筒供給的該燃料來填充燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部。
背景技術：
近年來，環(huán)境破壞已經(jīng)成為一個問題，并且需要不產(chǎn)生有害廢物 的清潔能源。礦物燃料的耗竭也成為一個問題，因此，需要新的能源。 同時，在電子領域中，信息量增大，隨之信息處理能力也顯著提高， 并且電子設備的電能消耗也趨于增大。包含在水中的氫具有較高的化學能，水在地球上是用之不竭的， 并且氫不會排放有害物質(zhì)，因此，氫作為一種能源引起了人們的關注。 能夠直接產(chǎn)生電能的燃料電池可以通過對氫的高效使用來獲取大量的 電能，因此，正在研究其在汽車和便攜式電子裝置例如筆記本計算機、移動電話和數(shù)字便攜式攝像機上的應用。能從氫獲取電能的所謂的燃料電池具有氫電極和氧化電極，其中， 向氬電極供給氫并且向氧化電極供給氧，該燃料電池通過氫電極中的 催化反應使氫原子分成電子和質(zhì)子，并且質(zhì)子穿過電解液膜片然后到 達氧化電極，通過催化反應與氧發(fā)生反應，由此產(chǎn)生水，并且在這個過程中，產(chǎn)生了電子流，即電能。與傳統(tǒng)的電池不同，在燃料電池中不需要充電，僅僅通過在燃料 用完之后使用燃料來補充就可以立即產(chǎn)生電能，這對于裝置的長期使 用來說很方便。例如，在已公開待審查的日本專利申請No. 2002-158022中描述了從燃料筒向燃料電池系統(tǒng)供給燃料的燃料電池系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容如上所述，燃料電池可以在任何時候任何地方通過補充燃料來獲 取電能，但是不同于傳統(tǒng)的蓄電池的是它必須使用諸如氫的氣體。在替換燃料筒時，需要從燃料電池系統(tǒng)上暫時移走燃料筒，在這 種情形下，大氣中的空氣會進入燃料電池系統(tǒng)中。這時，燃料電池的 輸出會顯著減小，或者在許多情形下，燃料電池的反應將會停止。因 此，在燃料替換的時候，使用燃料氣體替換燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部的氣體 這一點很重要。除了替換燃料筒這個時間之外，在除燃料氣體之外的任何氣體進 入燃料電池系統(tǒng)的時候，同樣需要氣體替換。當燃料電池系統(tǒng)不是筒式而是與燃料箱一體地提供時，可能有除 燃料之外的其它氣體進入燃料電池系統(tǒng)。鑒于這些背景實現(xiàn)了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的目的是提供一種更 簡單的氣體替換方法、燃料電池系統(tǒng)和用于燃料電池系統(tǒng)的裝置以使 用燃料氣體來替換除燃料之外的氣體，其中，該氣體已經(jīng)進入燃料電池系統(tǒng)，即，該燃料系統(tǒng)被供給了來自設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料筒 或者燃料箱的燃料。特別地，本發(fā)明提供了一種自動氣體替換方法、 燃料電池系統(tǒng)和用于燃料電池系統(tǒng)的裝置，通過這種方法、系統(tǒng)和裝 置，使用者不需要手動地執(zhí)行氣體替換操作。即，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種替換燃料電池系統(tǒng)中的 氣體的方法，該方法包括下面的步驟檢測燃料筒連接至包括燃料電池的燃料電池系統(tǒng)；基于所述檢測供給來自燃料筒的燃料，以便開始燃料電池系統(tǒng)中 氣體的替換。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，氣體替換執(zhí)行一段預定時間。另外，優(yōu)選地，基于所述檢測將燃料電池系統(tǒng)中的氣體從設在燃 料電池系統(tǒng)中的放氣閥排放。此外，優(yōu)選地，執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)中的氣體替換，直到燃料電池 的輸出電壓變成預定值或更大時為止。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種替換燃料電池系統(tǒng)中的氣體的方法，包括如下步驟檢測設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池的輸出電壓； 當輸出電壓變成預定值或更小時，供給來自燃料筒中的燃料，以便開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。優(yōu)選地，執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)中的氣體替換，直到燃料電池的輸出電壓變成預定值或更大時為止。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種替換燃料電池系統(tǒng)中的氣體的方法，包括如下步驟檢測設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池的輸出電壓；當輸出電壓變成預定值或更小時，供給來自設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料箱的燃料，以便開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。優(yōu)選地，執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)中的氣體替換，直到燃料電池的輸出 電壓變成預定值或更大時為止。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種替換連接至一種裝置的燃料 電池系統(tǒng)中的氣體的方法，包括如下的步驟當連接有燃料電池系統(tǒng) 的所述裝置的開關開啟時，供給來自燃料筒的燃料，以便開始燃料電 池系統(tǒng)中氣體的替換。優(yōu)選地，開關是所述裝置的電源開關。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種替換連接至一種裝置的燃料 電池系統(tǒng)中的氣體的方法，包括如下的步驟當連接有燃料電池系統(tǒng) 的所述裝置的開關開啟時，供給來自設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料箱的燃料，以便開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；用于連接燃料筒的連接部分； 用于檢測燃料筒連接至連接部分的傳感器， 其中，基于傳感器的所述檢測，燃料從連接至連接部分的燃料筒 供給，從而開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；用于連接燃料筒的連接部分；用于檢測燃料電池的輸出電壓的電壓檢測器；其中，當電壓檢測 器檢測到的輸出電壓變成第一預定值或更小時，燃料就從連接至連接 部分的燃料筒供給，以便開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種燃料電池系統(tǒng)，包括燃料電池；燃料箱；用于檢測燃料電池的輸出電壓的電壓檢測器，其中，當電壓檢測器檢測到的輸出電壓變成第一預定值或更小時， 燃料就從燃料箱供給，以便開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種用于燃料電池系統(tǒng)的裝置， 包括用于連接燃料電池系統(tǒng)的連接部分；和 設在所述裝置中的開關，其中，響應開關的開啟，燃料從連接至燃料電池系統(tǒng)的燃料筒供給，從 而開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種用于燃料電池系統(tǒng)的裝置， 包括燃料電池系統(tǒng)，所述燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池和用于連接燃料 筒的連接部分；和設在所述裝置中的開關，其中，響應開關的開啟，燃料從連接至燃料電池系統(tǒng)的燃料筒供 給，從而開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供了一種用于燃料電池系統(tǒng)的裝置，包括包括燃料電池和燃料箱的燃料電池系統(tǒng)；和 設在所述裝置中的開關，其中，響應開關的開啟，燃料從連接至燃料電池系統(tǒng)的燃料箱供 給，從而開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。利用依照本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法、燃料電池系統(tǒng)和用 于燃料電池系統(tǒng)的裝置，可以更容易地使用燃料氣體來替換除燃料之 外的氣體，該氣體已經(jīng)進入燃料電池，即，該燃料電池被供給了來自 設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料筒或燃料箱的燃料。特別地，使用者不必 手動地執(zhí)行氣體替換操作，相反，氣體替換可以自動執(zhí)行，從而啟動 燃料電池。通過下面結(jié)合附圖的說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將會變得更 力口明顯。


圖1是燃料電池系統(tǒng)主要部分的中央剖視圖，用于解釋依照本發(fā) 明的燃料電池系統(tǒng)的氣體替換方法的優(yōu)選實施例；圖2是顯示燃料電池系統(tǒng)和燃料筒的外觀的透視圖；圖3是顯示圖2的燃料筒部分的透視圖；圖4是用于解釋本發(fā)明的框圖；圖5是顯示解釋根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的操作的流程圖；圖6是顯示解釋根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的操作的流程圖；圖7是顯示解釋根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的操作的流程圖；圖8是顯示解釋根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的操作的流程圖；圖9是顯示使用了依照本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的數(shù)字照像機的示意透視圖；圖IO是顯示圖9的數(shù)字照像機的后表面和底面的示意透視圖；以及圖11是顯示其中本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)和燃料電池筒連接至圖 10中顯示的數(shù)字照像機的狀態(tài)的示意透視圖。
具體實施方式
本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法是一種替換燃料電池系統(tǒng)中氣 體的方法，該方法包括檢測燃料筒連接至包括燃料電池的燃料電池系 統(tǒng)，以及基于所做的檢測從燃料筒供給燃料以開始燃料電池系統(tǒng)中氣 體的替換。另外，本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法是一種替換燃料電池系 統(tǒng)中的氣體的方法，該方法包括檢測燃料電池系統(tǒng)中設置的燃料電池 的輸出電壓，以及在輸出電壓變成預定值或更小時，供給來自燃料筒 中的燃料以開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。此外，本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法是一種替換燃料電池系 統(tǒng)中的氣體的方法，該方法包括檢測燃料電池系統(tǒng)中設置的燃料電池 的輸出電壓，以及在輸出電壓變成預定值或更小時，供給來自燃料電 池系統(tǒng)中設置的燃料箱中的燃料以開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。另外，本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法是一種替換連接至一種 裝置的燃料電池系統(tǒng)中的氣體的方法，該方法包括在開啟燃料電池 系統(tǒng)所連接到的所述裝置的開關時，供給來自燃料筒中的燃料以開始 燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。此外，本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法是一種替換連接至一種 裝置的燃料電池系統(tǒng)中的氣體的方法，該方法包括在開啟燃料電池 系統(tǒng)所連接到的所述裝置的開關時，供給來自燃料電池系統(tǒng)中所設置 的燃料箱中的燃料以開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。在上述依照本發(fā)明的燃料電池的氣體替換方法中，優(yōu)選地在燃料 電池系統(tǒng)中進行氣體替換，直到燃料電池系統(tǒng)的燃料電池的輸出電壓變成預定值或更大時為止。如上所述，在本發(fā)明中，檢測燃料筒連接至燃料電池系統(tǒng)，并且 自動進行氣體替換操作?？蛇x地，檢測燃料電池的輸出，并且在沒有 產(chǎn)生預定電壓時執(zhí)行氣體替換。可選地，氣體替換可以與開啟便攜式 電子裝置例如個人電腦、移動電話、數(shù)字照像機或數(shù)字便攜式攝像機 的開關同時進行。特別優(yōu)選地，氣體替換與開啟這樣的便攜式電子裝 置的主開關同步進行。例如，在大多數(shù)裝置中，主開關是主電源開關。下面將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的燃料電池系統(tǒng)和燃料筒的主要部分的中央剖視圖。圖2是顯示其中燃料電池系統(tǒng)1和燃料筒2彼此 連接的狀態(tài)的透視圖。燃料電池系統(tǒng)1包含在便攜式電子裝置中，該 電子裝置例如在本實施例中為數(shù)字照像機。燃料電池系統(tǒng)1構(gòu)造成可 以從便攜式裝置上拆卸。燃料筒2能夠從數(shù)字照像機外部插入。圖3 是顯示燃料筒的透視圖。附圖標記3表示筒殼體，它可以填充有壓縮 氫，或者具有如下結(jié)構(gòu)其中氫儲存合金，例如Fe-Ti合金和Ti-Mn 合金用來錮囚氫。附圖標記3a表示后面將詳細描述的蓋構(gòu)件，附圖標 記4b表示閥的突出部分。在圖1中，附圖標記6表示燃料電池系統(tǒng)的殼體。附圖標記6a 表示凹陷部(即，凹陷部6a是燃料電池系統(tǒng)一側(cè)上的連接部分，燃料 筒的連接部分連接到該燃料電池系統(tǒng)側(cè)上的連接部分)，燃料筒的連接 部分插入到凹陷部6a中。附圖標記3a表示蓋構(gòu)件，蓋構(gòu)件繞著閥4 的突出部分4b布置，并且蓋構(gòu)件的突出部分大于突出部分4b。閥4 的環(huán)形圓錐表面4a與燃料筒的環(huán)形圓錐表面3b相接觸，使燃料氣體 不向外泄漏。附圖標記5表示壓縮彈簧，圖中該壓縮彈簧的右端部固 定至燃料筒內(nèi)的構(gòu)件(未顯示)，并且其左端部擠壓閥4的底面4c。 即，氫氣壓力和壓縮彈簧5的力使環(huán)形圓錐表面3b和4a彼此接觸以 便氫氣不往燃料筒外泄漏。圖中的閥4和蓋構(gòu)件3a制作得小于小孩的手指，制成這種大小用 于防止小孩的手指到達蓋構(gòu)件的孔3c中的閥4的突出部分4b。附圖標記6a表示凹陷部，在凹陷部中形成有V形槽6c并且O形 環(huán)7作為密封構(gòu)件設在其中。附圖標記3g表示設置在蓋構(gòu)件3a處的 螺紋部分。接下來，基于圖l對操作進行說明。當燃料筒2插入時，在蓋構(gòu)件3a的頂端部處形成的倒角部分3e 壓靠密封構(gòu)件7，蓋構(gòu)件3a沿著圖1的向左方向移動，同時壓縮密封 構(gòu)件7。密封構(gòu)件7與蓋構(gòu)件3a的外表面3d緊密接觸，以使燃料流 動路徑氣密。附圖標記6d表示設在凹陷部6a處的螺紋部分。在密封構(gòu)件7被 凹陷部6a和蓋構(gòu)件3a壓縮并且確保燃料流動路徑的氣密性之后，螺 紋3g和6d彼此接合從而將燃料筒的殼體3旋進燃料電池系統(tǒng)的殼體 6中，借此，閥4和銷8彼此壓靠并且燃料筒2抵抗燃料氣體壓力和 壓縮彈簧5的力進一步插入凹陷部6a中，因此釋放環(huán)形圓錐表面3b 和4a之間的接觸，并且從燃料筒的殼體3內(nèi)部向燃料電池系統(tǒng)1供給 氫氣。燃料筒的殼體3的表面3f和燃料電池系統(tǒng)的殼體6的表面6b彼 此壓靠至完全插入，并且燃料電池系統(tǒng)1和燃料筒2固定到彼此之上。附圖標記9表示膜片，膜片具有盤狀形狀，并且外圓周部分9a 固定至調(diào)節(jié)器主體的殼體10。殼體10固定至殼體6內(nèi)部的固定構(gòu)件 (未顯示)。膜片9具有固定至在中間處的平面部分9b的銷8，具有 同心地形成的波紋狀凹部和凸部，具有彈簧特性，承受圖中右側(cè)處的 氫的壓力以及殼體10內(nèi)的氣體壓力。依照氫氣壓力的變化，膜片9 可以向圖中的左方和右方自由地移動。圖中的銷8的右端部分是球形表面8a，該表面8a抵靠著閥4的 突出部分4b。附圖標記ll表示壓縮彈簧，它的一端固定至殼體10內(nèi) 側(cè)，另一端固定至具有銷固定在上面的膜片9的平面部分9b的與銷相 反的表面。接下來對操作進行說明。當燃料筒的殼體3插入并且旋進，螺紋 部分3g和6d彼此接合并且表面3f和6b彼此抵靠時，燃料筒內(nèi)的氫氣壓力和壓縮彈簧5沿圖中的向左方向施加力。膜片的殼體10內(nèi)的氣 體壓力和壓縮彈簧11沿圖中的向右方向施加力。燃料電池系統(tǒng)的殼體 6內(nèi)的氣體壓力沿圖中向左的方向向膜片9施加力。這些力的合力確 定了銷8和閥4的位置。即，當燃料電池系統(tǒng)的殼體6內(nèi)的氫氣壓力 為預定值時，閥4的環(huán)形圓錐表面4a和燃料筒的環(huán)形圓錐表面3b彼 此抵靠，并且從燃料筒側(cè)到燃料電池系統(tǒng)側(cè)的氫氣流停止。當燃料電池產(chǎn)生反應發(fā)電期間消耗氫氣時，燃料電池系統(tǒng)的殼體 6內(nèi)的氫氣壓力降低，從而膜片9就沿著圖中的向右方向位移。因此， 銷8沿圖中的向右方向擠壓閥4來使閥4位移，藉此釋放環(huán)形圓錐表 面4a和3b的接觸，燃料筒的殼體3內(nèi)的氫氣流入燃料電池系統(tǒng)側(cè)。如上所說明的那樣，膜片的外圓周部分固定到調(diào)節(jié)器的殼體10 上，并且因此不受環(huán)境空氣壓力的影響。因此，通過適當設定調(diào)節(jié)器 的殼體10內(nèi)的氣體壓力和壓縮彈簧11的力，就可以維持期望的氫氣 壓力。可選地，不使用在本實施例中顯示的壓縮彈簧，而僅僅通過適 當?shù)卦O定調(diào)節(jié)器的殼體10內(nèi)的氣體壓力，就可以獲得期望的氫氣壓 力。附圖標記12表示用于檢測燃料筒連接至燃料電池系統(tǒng)側(cè)的連接 部分的傳感器。在此實例中，附圖標記12表示微型開關，其布置成在 燃料筒一固定至燃料電池系統(tǒng)就開啟。附圖標記13表示執(zhí)行氣體替換 的放氣閥，其環(huán)形圓錐表面13a抵靠形成在燃料電池系統(tǒng)的殼體6處 的環(huán)形圓錐表面6e。附圖標記14表示壓縮彈簧，該彈簧使放氣閥13 沿圖中的向上方向偏壓。壓縮彈簧14始終使環(huán)形圓錐表面13a和6e 保持相互接觸，以便燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的氣體不向外泄漏。附圖標記15 是電磁體。通過激勵兩根引線15b，鐵心15a抵抗壓縮彈簧14的力沿 圖中的向下方向移動，以便釋放環(huán)形圓錐表面13a和6e之間的接觸， 從而使燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的氣體向外流動。圖4是依照本發(fā)明的框圖。圖中，附圖標記12表示如圖1中所示的開關，附圖標記15表示 圖l所示的電磁體。附圖標記16為用作控制裝置的微型計算機，其位于其中設有燃料電池系統(tǒng)主體的裝置(在本實施中為數(shù)字照相機)內(nèi)，附圖標記17表示數(shù)字照像機的主開關。附圖標記18表示數(shù)字照像機 中的電源，該電源用于燃料電池的致動等。附圖標記19表示燃料電池 輸出電壓檢測部分。接下來對操作進行說明。如從圖l中所見的那樣，當連接了燃料 筒時，環(huán)境空氣從燃料電池系統(tǒng)的殼體6的孔6a進入。在這個狀態(tài)下， 燃料電池的反應并未進行。剛完成燃料筒的連接之前，開關12開啟， 信號輸入微型計算機16。微型計算機16激勵電磁體15 —段預定時間 從而打開放氣閥13,藉此燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的氣體向外排放，燃料電池 系統(tǒng)內(nèi)的壓力降低，從而供給來自燃料筒中的燃料氣體，結(jié)果燃料電 池系統(tǒng)內(nèi)的氣體替換為燃料氣體。在這種情形下，需要注意的是，除 非燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力高于大氣壓，否則就不會發(fā)生氣體的替 換，并且取而代之的是環(huán)境空氣會進入系統(tǒng)。因此，在本實施例中， 燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力必須設置成高于大氣壓。例如可以通過回收箱回收氣體，來取代通過放氣閥將燃料電池系 統(tǒng)內(nèi)部的氣體放到大氣中。圖5是用于解釋操作的流程圖。將基于該流程圖來進行解釋。即使當圖4的數(shù)字照像機的主開關17處于OFF (關)狀態(tài)時， 微型計算機16也操作并且執(zhí)行燃料筒的連接/脫離檢測。微型計算機16檢測開關12的狀態(tài)(101)，并且在ON (開)狀態(tài) 下時，微型計算機16執(zhí)行循環(huán)并且繼續(xù)檢測開關12。當微型計算機16檢測到開關12處于OFF狀態(tài)時(101),它執(zhí)行 循環(huán)并且繼續(xù)檢測直到開關12開啟為止(102)。因為開關12的開啟意 味著連接了燃料筒，所以程序跳至下一步，其中，電磁體通電一段預 定時間(103)，以替換氣體。因此，不需要使用者的特別操作，就自動執(zhí)行氣體替換。接下來， 程序返回到起始處并且重復上述操作。圖6是用于解釋另一個實施例的流程圖。在該實施例中，圖4中所示的燃料電池輸出檢測部分19的操作添 加至圖5中所示的流程圖上。在程序進行到圖5的流程圖中的步驟103 之后，燃料電池輸出電壓檢測部分19檢測電壓(104)，并且當電壓小 于預定值時，就判定氣體替換不充分并且程序返回到步驟103，在步 驟103中，電》茲體15通電一段預定時間，放氣閥打開，并且執(zhí)行氣體 替換。當判定電壓是預定值或更大時(104), —系列操作完成并且程序 返回到起始處，繼續(xù)流程圖的操作。圖5和6中的上述流程圖的操作僅僅在數(shù)字照像機主開關17處于 ON狀態(tài)下才執(zhí)行。在這種情形下，可以減小數(shù)字照像機中的電源18 的消耗。接下來，將說明另一個實施例。當主開關17處于ON狀態(tài)下時， 本實施例中涉及的數(shù)字照像機檢測燃料電池輸出電壓檢測部分19中 的電壓，并且當電壓變成第一值或更小時，它就打開放氣閥13預定的 時間執(zhí)行氣體替換?？蛇x地，直到燃料電池輸出電壓檢測部分19中檢測到的電壓變成 第二預定值或更大時，放氣閥13才打開。第一預定值和第二預定值可以根據(jù)燃料電池的特性適當?shù)卮_定， 并且可以根據(jù)該特性設置為不同的值或相同的值。圖7是用于解釋的流程圖。將基于該流程圖來進行解釋。在數(shù)字 照像機操作的時候，燃料電池輸出電壓檢測部分19檢測所有時刻或者 預定時間間隔的電壓，并且確定電壓是否小于預定值(201)。當電壓是 預定值或更大時，繼續(xù)檢測電壓。當電壓小于預定值時，程序跳到下 一步，并且電磁體15通電一段預定時間(202),藉此放氣閥13打開并 且執(zhí)行氣體替換。之后，燃料電池輸出電壓檢測部分19檢測電壓并且 確定電壓是否不小于預定值(203)。當電壓沒有達到預定值時，氣體替 換就不充分，并且程序返回到步驟(202)，在步驟(202)中，電磁體15 通電一段預定時間并且執(zhí)行氣體替換。之后，確定電壓是否不小于預 定值(203)，并且當電壓是預定值或更大時，程序返回到開始處，并且 重復相同的過程。因此，不需要使用者進行特別的操作就可以穩(wěn)定地操作燃料電池。 接下來，將說明另一個實施例。在該實施例中，不論數(shù)字照像機的主開關17何時開啟，電磁體15都通電一段預定時間，藉此放氣閥 13開啟并且執(zhí)行氣體替換。圖8是用于解釋的流程圖。將基于該流程圖來進行解釋。當數(shù)字 照像機主開關17開啟時(301)，電磁體15通電一段預定時間(302)， 放氣閥13開啟，藉此執(zhí)行氣體替換。之后，燃料電池輸出電壓檢測部 分19檢測電壓并確定電壓是否不小于預定值(303)。當電壓小于預定 值時，氣體替換就不充分，因此程序返回到步驟(302),在步驟(302) 中，電磁體15通電一段預定時間并執(zhí)行氣體替換。之后，確定電壓是 否不小于預定值(303)，并且當電壓是預定值或更大時，過程就完成了。依照該實施例，燃料電池可以正常操作而無需使用者知道。在該 實施例中，并非必需執(zhí)行燃料電池輸出電壓的檢測，并且電磁體15 可以僅通電一段預定時間。圖9是顯示了數(shù)字照像機的透視圖，該數(shù)字照像機作為使用了依 照本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的一個實例。圖中，附圖標記91表示照像機 主體，附圖標記92表示拍攝鏡頭，附圖標記93表示主開關，該主開 關連接至圖4所示的數(shù)字照像機開關17。圖IO是顯示圖9中所示的數(shù)字照像機后面和底面的示意透視圖。 圖11是顯示其中本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)和燃料電池筒連接至圖10中 顯示的數(shù)字照像機的狀態(tài)的示意圖。附圖標記95表示連接部分96的 蓋子，并且附圖標記96表示用于容納燃料電池系統(tǒng)的連接部分(也被 稱作"電池外殼腔")，附圖標記97表示用于操作數(shù)字照像機的操作開 關，附圖標記98是用于數(shù)字照像機的取景器以及觀察已拍攝圖像等的 液晶屏。在該實施例中，作為例子，選取主開關93作為與氣體替換操作同 步的開關，但是考慮到燃料電池系統(tǒng)的氣體替換在諸如數(shù)字照像機的 裝置側(cè)上操作，可以使用操作開關97而不是主開關93。即，可以通 過操作裝置側(cè)上的操作開關97來控制氣體替換。當然，當諸如裝置的電源開關的主開關與氣體替換同步時，可以更容易地執(zhí)行替換，因為 當在多種情形下使用裝置時，主開關是被操作的第一開關。即，考慮 到使用者不必手動地執(zhí)行氣體替換操作，氣體替換可以自動執(zhí)行并且 燃料電池可以啟動，優(yōu)選地，與氣體替換操作同步的開關作為主開關。在該實例中，說明了燃料筒式的情況，但是取代燃料筒，本發(fā)明 可以適當?shù)貞玫狡渲腥剂想姵叵到y(tǒng)一體地設有燃料箱的情形中。即， 氣體替換可以根據(jù)燃料電池的輸出電壓來執(zhí)行，或者氣體替換可以對 應于裝置側(cè)上的開關(尤其是主開關)的開啟來執(zhí)行。在該實施例中，已經(jīng)說明了使用設置在數(shù)字照像機中的微型計算 機作為氣體替換的控制裝置的情形，但是控制裝置也可以設在燃料電 池系統(tǒng)側(cè)上并且通過該控制裝置來控制氣體替換。工業(yè)實用性使用燃料電池的氣體替換方法、燃料電池系統(tǒng)和用于燃料電池系 統(tǒng)的裝置，可以更加容易地使用燃料氣體來替換除燃料之外的其它氣 體，其中，該氣體已經(jīng)進入燃料電池，即該燃料電池被供給來自燃料筒或設置在燃^F電池系統(tǒng)中的燃料箱中的燃料。特別地，使用者不必 手動地執(zhí)行氣體替換操作，氣體替換自動執(zhí)行，并且燃料電池可以啟 動。本發(fā)明可以應用到用于汽車、便攜式電子裝置，例如筆記本計算 機、移動電話以及數(shù)字便攜式攝像機的燃料電池系統(tǒng)中。本申請要求2003年12月2日提交的日本專利申請 No.2003-402841的優(yōu)先權(quán)，該申請包含在此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種替換燃料電池系統(tǒng)中氣體的方法，包括如下步驟檢測設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池的輸出電壓；當輸出電壓變成預定值或更小時，從燃料筒中供給燃料以開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)中 氣體的替換，直到燃料電池的輸出電壓變成預定值或更大時為止。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，氣體替換執(zhí)行一段預 定時間。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，當輸出電壓變成預定 值或更小時，燃料電池系統(tǒng)中的氣體通過設在燃料電池系統(tǒng)中的放氣 閥排放。
5. —種替換燃料電池系統(tǒng)中的氣體的方法，包括如下步驟 檢測設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料電池的輸出電壓； 當輸出電壓變成預定值或更小時，從設在燃料電池系統(tǒng)中的燃料箱中供給燃料，以開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，氣體替換執(zhí)行一段預 定時間。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當輸出電壓變成預定 值或更小時，燃料電池系統(tǒng)中的氣體通過設在燃料電池系統(tǒng)中的放氣 閥排放。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)中 氣體的替換，直到燃料電池的輸出電壓變成預定值或更大時為止。
9. 一種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；用于連接燃料筒的連接部分；以及用于檢測燃料電池的輸出電壓的電壓檢測器，其中，當電壓檢測器檢測到輸出電壓變成第一預定值或更小時，就從連接至所述連接部分的燃料筒供給燃料，以開始燃料電池系統(tǒng)中 氣體的替換。
10. 如權(quán)利要求9所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，基于所述 傳感器的所述檢測，氣體替換通過設在連接燃料電池系統(tǒng)的一種裝置 中的控制裝置來執(zhí)行。
11. 如權(quán)利要求9所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括控制裝置，氣體 替換由控制裝置基于所述傳感器的所述檢測來執(zhí)行。
12. 如權(quán)利要求9所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，在氣體替 換開始之后，氣體替換繼續(xù)到燃料電池的輸出電壓變成第二預定值或 更大時為止。
13. 如權(quán)利要求9所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，氣體替換 執(zhí)行一段預定時間。
14. 如權(quán)利要求9所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括放氣閥，當輸出 電壓變成預定值或更小時，該放氣閥排放燃料電池系統(tǒng)中的氣體。
15. —種燃料電池系統(tǒng)，包括 燃料電池；燃料箱；用于檢測燃料電池的輸出電壓的電壓檢測器， 其中，當所述電壓檢測器檢測到輸出電壓變成第一預定值或更小 時，就從燃料箱供給燃料，以開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。
16. 如權(quán)利要求15所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，基于所述 傳感器的所述檢測，氣體替換由設在連接有燃料電池系統(tǒng)的 一種裝置 中的控制裝置來執(zhí)行。
17. 如權(quán)利要求15所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括控制裝置，氣體 替換由控制裝置基于所述傳感器的所述檢測來執(zhí)行。
18. 如權(quán)利要求15所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，在氣體替 換開始之后，氣體替換繼續(xù)到燃料電池的輸出電壓變成第二預定值或 更大時為止。
19. 如權(quán)利要求15所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，氣體替換執(zhí)行一段預定時間。
20.如權(quán)利要求15所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括放氣閥，當輸出 電壓變成預定值或更小時，放氣閥排放燃料電池系統(tǒng)中的氣體。
全文摘要
提供了一種用于替換燃料電池系統(tǒng)中的氣體的方法，該方法包括如下的步驟檢測燃料筒連接至具有燃料電池的燃料電池系統(tǒng)，并且基于所述檢測供給來自燃料筒的燃料以便開始燃料電池系統(tǒng)中氣體的替換。因此，提供了一種簡單的氣體替換方法，該方法使用燃料替換除燃料之外的氣體，該燃料已進入燃料電池系統(tǒng)，即，該燃料電池系統(tǒng)被供給了來自燃料筒中的燃料。特別地，使用者并不需手動地執(zhí)行氣體替換操作，相反氣體替換可以自動執(zhí)行。
文檔編號H01M8/00GK101232102SQ200810008719
公開日2008年7月30日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者齊藤修一郎 申請人:佳能株式會社