[发明专利]燃料电池用螺旋弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃料电池或燃料电池燃料盒的燃料电池用螺旋弹簧，更详细地说，涉及对燃料电池或燃料电池用燃料盒中的酸性内容液也可有效抑制金属离子溶出的燃料电池用螺旋弹簧。

背景技术

无需使用用于取出氢气的重整器而将作为燃料的甲醇直接供给到阳极(燃料极)、可使其产生电化学反应的直接甲醇型燃料电池(DMFC)，由于其适于仪器小型化，所以特别作为便携仪器用的燃料电池而受到瞩目，这样的小型燃料电池中，为了燃料盒的小型化以及可在高温条件下使用，提出了使用金属部件。

另一方面，在这样的直接甲醇型燃料电池中，由于是将作为燃料的甲醇直接供给到阳极以使其产生电化学反应，因此燃料甲醇中存在金属离子时有可能阻碍电化学反应、电动势(electro motive force)降低等发电性能降低。为此，在如甲醇这样的在发电时被氧化成为酸性氧化物而内容液显示酸性的燃料、或作为内容液使用显示酸性的燃料的燃料电池中，与该燃料接触的部位所使用的金属部件有必要不溶出金属离子。

燃料电池的本体燃料罐和燃料电池用燃料盒都在燃料流路中具备阀、以仅在连接时流路贯通的方式来形成，为了使这样的阀在各种使用条件下稳定工作，金属弹簧是适合的，但在现有的弹簧的制造中，为了提高拉丝加工时润滑性，通常对丝材实施镀镍，在将这样的表面实施了镀镍的螺旋弹簧用于燃料电池的用途时，由于镍离子的溶出，有可能发电性能降低，因此其利用是困难的。

另一方面，日本特开平9-85332号公报中提出了一种不实施镀镍的发条用不锈钢钢线，其在奥氏体系不锈钢的表面通过溶融盐法进行膜厚为0.1～50μm的氮化处理，然后实施拉丝加工而成。

此外，为了防止金属离子从用于燃料电池的金属部件中溶出，如日本特开2002-42327号公报和日本特开2000-345363号公报记载的那样，提出了除了对金属表面进行钝化处理等以外，还实施镀金等。

发明内容

但是，上述任一方法制成的螺旋弹簧，在燃料电池或燃料电池用燃料盒中作为与甲醇等燃料接触的螺旋弹簧，在低溶出性方面是不充分的，此外，镀金和钛即便在耐溶出性方面可满足，对于作为常用部件使用也是昂贵的，经济性方面并不满足，需求可靠地抑制金属离子的溶出且也兼顾经济性的螺旋弹簧。

因此，本发明的目的在于，提供一种燃料电池或燃料电池用燃料盒用的螺旋弹簧，其在与燃料电池的显示酸性的内容液接触时，也可靠抑制金属离子的溶出。

根据本发明，提供一种燃料电池用螺旋弹簧，其特征在于，该燃料电池用螺旋弹簧用于燃料电池或燃料电池用燃料盒，其由奥氏体系不锈钢形成，且不在表面形成镍镀层，由下述式(1)表示的阳离子指数I为60以下，

I＝A+2B+3C    ((1)

式中，A、B、C分别表示将螺旋弹簧浸渍到甲醇溶液(含有水1％+甲酸4000ppm)中，并在60℃、1周的条件保存时的甲醇溶液中的、相对于1个螺旋弹簧的1价金属离子的浓度(ppb)、除1价或3价以外的金属离子的浓度(ppb)、3价金属离子的浓度(ppb)。

本发明的燃料电池或燃料电池用螺旋弹簧中，适合为：

1.具有短螺距部和长螺距部，短螺距部的线间距离大于1μm且小于螺旋弹簧的线径，并且短螺距部长度大于长螺距部的线间距离；

2.表层具有铬的氧化覆膜；

3.实施盐浴回火处理而成。

本发明的用于燃料电池或燃料电池用燃料盒的燃料电池用螺旋弹簧，由奥氏体系不锈钢形成，无需如通常的螺旋弹簧那样在表面形成镍镀层而成形加工为螺旋弹簧。

如前述那样，通常在螺旋弹簧的成形方法中，为了提高拉丝加工的润滑性而对丝材实施镀镍，但在本发明中，通过不实施镀镍而成形，从而防止了镍离子的溶出。

进而，本发明中使用的奥氏体系不锈钢的磁导率低，其自身低溶出性优异，但通过实施用于形成螺旋弹簧的拉丝和卷绕的加工，有可能诱发马氏体变态、损害低溶出性，但本发明中，在产生该马氏体变态的情况下，也可通过实施后述的回火处理，降低加工诱发马氏体，维持奥氏体系不锈钢所具有的优异的低溶出性。

为此，本发明的燃料电池用螺旋弹簧，其上述式(1)所示的阳离子指数I为60以下、特别是6以下，具有优异的低溶出性，且有效防止了阻碍燃料电池的发电性能。