具有操作阻力的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種含有多個(gè)閥組件及燃料電池的系統(tǒng)，并且增加插入和/或移除燃料補(bǔ)給器時(shí)的操作阻力的燃料補(bǔ)給。通過增加插入或移除阻力以及插入和/或移除的多個(gè)相關(guān)動(dòng)作、鎖銷、傳動(dòng)裝置、開啟/關(guān)閉開關(guān)、使用者認(rèn)知能力、視覺對(duì)齊、聲音反饋、使用者手部大小等方式，以增加操作阻力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
具有操作阻力的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)裝置本申請(qǐng)為2007年10月16日遞交的、國際申請(qǐng)日為2005年02月16日、專利技術(shù)名稱為“具有操作阻力的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)裝置”、申請(qǐng)?zhí)枮?00580049493.7的專利技術(shù)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。交叉引用本申請(qǐng)案為2004年11月1日在美國提出申請(qǐng)，案號(hào)第10/978,949號(hào)，專利名稱為“燃料盒的閥門”的審查中專利申請(qǐng)案的部分連續(xù)申請(qǐng)案，而該申請(qǐng)案則為2003年7月29日在美國提出申請(qǐng)，案號(hào)第10/629,006號(hào)，專利名稱為“含連接閥門的燃料盒”的審查中專利申請(qǐng)案的部分連續(xù)申請(qǐng)案?，F(xiàn)將第‘949號(hào)申請(qǐng)案及‘006號(hào)申請(qǐng)案中所揭示的內(nèi)容完整并入本文中參考。
本專利技術(shù)涉及一種供給各種燃料電池使用的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)，更具體地說，本專利技術(shù)涉及具有較高操作阻力的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
燃料電池是一種直接將如燃料和氧化劑之類的反應(yīng)物化學(xué)能量，轉(zhuǎn)換成直流電(DC)的裝置?；趹?yīng)用上的大幅增加，與傳統(tǒng)的礦石燃燒發(fā)電機(jī)及如鋰電池類型的攜帶式儲(chǔ)存電源相比，燃料電池具有更高的效率。通常，燃料電池技術(shù)包括各種不同類型燃料電池，如堿性燃料電池、高分子膜燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固態(tài)氧化物燃料電池及酵素燃料電池。現(xiàn)今較重要的燃料電池可分為許多類型，即(i)使用壓縮氫氣(H2)做為燃料的燃料電池，(ii)使用酒精如甲醇(CH3OH)、金屬氫化物如硼氫化鈉(NaBH4)、碳?xì)浠衔锘蚱渌剂限D(zhuǎn)換成氫氣燃料的質(zhì)子交換膜(ProtonExchangeMembrane，PEM)燃料電池，(iii)可以直接消耗非氫氣燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池或直接氧化燃料電池，以及(iv)在高溫下直接將碳?xì)浠衔锶剂限D(zhuǎn)化為電力的固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)。壓縮氫氣一般均在高壓下保存，因此很難處理，此外，通常需要大型儲(chǔ)存盒，對(duì)小型消費(fèi)性電子裝置不能將其制備地充分小。傳統(tǒng)重組型燃料電池需要轉(zhuǎn)化劑及其它蒸發(fā)與輔助系統(tǒng)，將燃料轉(zhuǎn)化成氫氣以在燃料電池中與氧化劑相互反應(yīng)。最近的發(fā)展讓轉(zhuǎn)化或重組型燃料電池有希望供消費(fèi)性電子裝置使用。最常見的直接氧化燃料電池是直接甲醇燃料電池或DMFC。其它直接氧化燃料電池包括直接乙醇燃料電池及直接四甲基碳酸鹽燃料電池。直接甲醇燃料電池的甲醇在燃料電池中直接與氧化物進(jìn)行反應(yīng)，是最簡單也可能是最小型的燃料電池，但是也擁有相當(dāng)可觀的電力應(yīng)用可供消費(fèi)性電子裝置使用。固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)在高熱轉(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锶剂希缍⊥?，以產(chǎn)生電力。SOFC需要范圍在1000℃的相對(duì)高溫才可讓燃料電池產(chǎn)生反應(yīng)。每一種類型的燃料電池產(chǎn)生電力所需的化學(xué)反應(yīng)都不同。以直接甲醇燃料電池為例，直接甲醇燃料電池每個(gè)電極的化學(xué)電氣反應(yīng)以及整體的反應(yīng)如下所示：陽極的半反應(yīng)：CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-陰極的半反應(yīng)：1.5O2+6H++6e-→3H2O整體燃料電池反應(yīng)：CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O因?yàn)闅潆x子(H+)透過質(zhì)子交換膜由陽極移動(dòng)到陰極，以及自由電子(e-)無法穿透質(zhì)子交換膜的緣故，電子流經(jīng)外部電路，并在外部電路產(chǎn)生電流。外部電路可能用于供電給任何可用的消費(fèi)性電子裝置，如行動(dòng)電話、計(jì)算器、個(gè)人數(shù)字助理器、筆記型計(jì)算機(jī)及電源工具等。直接甲醇燃料電池已揭露于美國專利案號(hào)第5,992,008號(hào)及第5,945,231號(hào)案中，于此并入本文參考。通常，質(zhì)子交換膜是由如杜邦公司的薄膜之類的聚合物制作而成，它是一種磺酰全氟化聚合物，厚度范圍大約在0.05毫米到0.5毫米，或是其它適合的薄膜。陽極一般由鐵弗龍?zhí)技堉谱鞫?，并由已含有鉑-釕金屬沉淀的催化劑薄層所支撐。而陰極是一種氣體擴(kuò)散電極將鉑金屬粒子結(jié)合在薄膜的一邊。另一種金屬氫化物，如硼氫化鈉，重組型燃料電池的燃料電池反應(yīng)如下：NaBH4+2H2O→(加熱或催化劑)→4(H2)+(NaBO2)陽極的半反應(yīng)：H2→2H++2e-陰極的半反應(yīng)：2(2H++2e-)+O2→2H2O用于該反應(yīng)的適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻€包括鉑及釕和其他金屬。由硼氫化鈉轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的氫氣燃料在燃料電池中與氧化劑，如氧氣，發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生電流(或一種電子的流動(dòng))及副產(chǎn)品水。同時(shí)在轉(zhuǎn)化過程中也產(chǎn)生副產(chǎn)品硼酸鹽化鈉(NaBO2)。硼氫化鈉燃料電池已揭露在美國專利第4,261,956號(hào)案中，在此并入本文參考。在直接硼氫化物燃料電池(DBFC)中，反應(yīng)如下：陽極的半反應(yīng)：BH4-+8OH-→BO2-+6H2O+8e-陰極的半反應(yīng)：2O2+4H2O+8e-→8OH-燃料電池應(yīng)用最重要的功能之一就是燃料儲(chǔ)存。另外一項(xiàng)重要功能則是調(diào)節(jié)燃料自燃料盒傳輸?shù)饺剂想姵?。為了能夠付諸商業(yè)應(yīng)用，燃料電池如直接甲醇燃料電池系統(tǒng)應(yīng)能夠儲(chǔ)存足夠燃料以滿足消費(fèi)者正常使用量。例如，對(duì)于行動(dòng)電話、筆記型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理器(PDAs)，燃料電池供電給這些裝置必須至少要能和目前的電池有同樣長的續(xù)航力，且時(shí)間越長越好。此外，燃料電池也應(yīng)該具有容易替換或重新填充的燃料罐，以減少或避免像目前的充電電池那樣長時(shí)間充電。在燃料盒、燃料電池和/或燃料填充裝置之間傳送燃料需要閥。先前技術(shù)已揭示各種不同的閥及流量控制裝置，如美國專利第6,506,513號(hào)及第5,723,229號(hào)案以及公告的美國專利申請(qǐng)案第2003/0082427及2002/0197522號(hào)案所揭示。因?yàn)閮?chǔ)存在燃料盒及通過閥傳送的燃料具有腐蝕性，因此需要在燃料補(bǔ)給系統(tǒng)上設(shè)置能夠抗拒無意使用者操作的閥。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及具有較高操作阻力，從而阻止無意使用者操作燃料電池的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)。依據(jù)本專利技術(shù)的一方面的特點(diǎn)，閥具有兩個(gè)組件。一個(gè)可以連接在燃料補(bǔ)給器上，而另一個(gè)則可以連接在燃料電池或電子裝置上。第一及第二閥組件可以在至少彼此相對(duì)的兩個(gè)方向移動(dòng)以建立流動(dòng)路徑，或是可以較強(qiáng)外力朝單一方向移動(dòng)。在至少兩個(gè)方向上移動(dòng)，要求使用者在認(rèn)知能力和/或物理特性上達(dá)到預(yù)定程度，從而期降低無意操作的可能性。這種燃料補(bǔ)給系統(tǒng)在圖1－15及圖17－24等均有顯示。其它各種具體實(shí)施例，也需要燃料補(bǔ)給器相對(duì)于這類型容器的兩種移動(dòng)，如圖26－41的系統(tǒng)所示。其它具體實(shí)施例需要多向移動(dòng)以連接，但需要單向移動(dòng)以中斷連接，如圖93－96所示。其它具體實(shí)施例則具有第一閥組件，在密封活塞移動(dòng)之前，例如旋轉(zhuǎn)，最好不要開啟，而第二閥組件具有可移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)第一閥組件中密封活塞的裝置，如圖97－99所示。這些系統(tǒng)也可以下列顯示方式加以分類，因此這些類型并不互相排斥。另一種類型的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)包括第一閥組件及可連接至第一閥組件的第二閥組件。第一閥組件或噴嘴是燃料補(bǔ)給器的一部分，而第二閥組件或出口是容器的一部分。容器可與燃料電池FC、再填充裝置或電子裝置配合使用。容器也可以具有內(nèi)部密封，如單向閥。這種燃料補(bǔ)給系統(tǒng)可以為一個(gè)閥組件提供傳動(dòng)裝置。在一具體實(shí)施例中，燃料補(bǔ)給器是可移除地連接到容器，因此可以在噴嘴及容器的出口之間選擇性地建立流動(dòng)路徑，傳動(dòng)裝置可以選擇性地開啟噴嘴以建立流動(dòng)路徑。傳動(dòng)裝置可以是如圖26－27及圖33－34所示不動(dòng)的楔形部分，也可以是如圖33－39所示可容納噴嘴的可旋轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)體，或是如圖36－37、圖42或其后所示的軸接式傳動(dòng)裝置。為了對(duì)無意使用者提供操作阻力，其它的燃料補(bǔ)給系統(tǒng)可以如圖25、28－29及圖31所示應(yīng)用防護(hù)物以本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種燃料電池系統(tǒng)，包括：燃料電池，該燃料電池與燃料電池的閥組件流體連通，燃料補(bǔ)給器，該燃料補(bǔ)給器具有燃料補(bǔ)給器的閥組件并包含燃料，其中當(dāng)燃料補(bǔ)給器的閥組件與燃料電池的閥組件連接時(shí)，在兩個(gè)閥組件之間建立流動(dòng)路徑，從而燃料能從燃料補(bǔ)給器轉(zhuǎn)移到燃料電池以轉(zhuǎn)換為電能，并且燃料電池系統(tǒng)還包括：阻力系統(tǒng)，用于對(duì)燃料補(bǔ)給器與燃料電池的連接或燃料補(bǔ)給器從燃料電池的分離增加操作阻力，其中阻力系統(tǒng)包括以下結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)：(i)位于燃料電池上的第一校準(zhǔn)組件和位于燃料補(bǔ)給器上的第二校準(zhǔn)組件，其中第一校準(zhǔn)組件和第二校準(zhǔn)組件彼此對(duì)齊，從而允許燃料補(bǔ)給器與燃料電池連接；或者(ii)覆蓋閥組件中的至少一個(gè)的至少一部分或校準(zhǔn)組件中的至少一個(gè)的閘門，并且該閘門可移動(dòng)到未被覆蓋的位置，并且其中該閘門偏向被覆蓋的位置。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種燃料電池系統(tǒng)，包括：燃料電池，該燃料電池與燃料電池的閥組件流體連通，燃料補(bǔ)給器，該燃料補(bǔ)給器具有燃料補(bǔ)給器的閥組件并包含燃料，其中當(dāng)燃料補(bǔ)給器的閥組件與燃料電池的閥組件連接時(shí)，在兩個(gè)閥組件之間建立流動(dòng)路徑，從而燃料能從燃料補(bǔ)給器轉(zhuǎn)移到燃料電池以轉(zhuǎn)換為電能，并且燃料電池系統(tǒng)還包括：阻力系統(tǒng)，用于對(duì)燃料補(bǔ)給器與燃料電池的連接或燃料補(bǔ)給器從燃料電池的分離增加操作阻力，其中阻力系統(tǒng)包括以下結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)：(i)位于燃料電池上的第一校準(zhǔn)組件和位于燃料補(bǔ)給器上的第二校準(zhǔn)組件，其中第一校準(zhǔn)組件和第二校準(zhǔn)組件彼此對(duì)齊，從而允許燃料補(bǔ)給器與燃料電池連接；或者(ii)覆蓋閥組件中的至少一個(gè)的至少一部分或校準(zhǔn)組件中的至少一個(gè)的閘門，并且該閘門可移動(dòng)到未被覆蓋的位置，并且其中該閘門偏向被覆蓋的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中校準(zhǔn)組件是電傳感器或磁傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其中所述阻力系統(tǒng)還包括控制器，用于查詢傳感器的對(duì)齊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)組件包括凸出部分和相應(yīng)的孔洞。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：保羅·亞當(dāng)斯，安德魯·J·庫瑞羅，佛洛伊德·菲爾班克斯，安東尼·史格洛依，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：法商BIC公司，
類型：發(fā)明
國別省市：法國;FR