CN101443943A - 流体泵和连接器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别适合于将燃料筒连接至燃料电池系统的流体泵和连接器组件。所述组件具有第一分组件，其包括流体入口，流体出口，以及与所述入口和出口流体连通的柔性膜片，以及第一连接器。所述组件还具有第二分组件，其包括适合于连接至第一连接器的第二连接器，致动器和与所述致动器连接的往复运动元件，当所述第一和第二分组件连接时所述往复运动元件接触所述膜片，其中所述致动器和元件的往复运动引起所述膜片往复运动并将流体从所述入口泵送至所述出口而不使所述流体暴露于所述第二分组件。

Description

流体泵和连接器组件
技术领域
[0001]本发明总的来说涉及一种用于将流体容器连接至另一设备并泵送流体容器中的流体的流体泵和连接器组件。
背景技术
[0002]现代便携式电子设备需要增加电力而化学电池组往往是这些设备的性能薄弱环节。无线产品，例如个人的数字处理机，移动电话，娱乐设备和下一代膝上计算机都特别需要持久的动力。对于长期便携的操作，燃料电池是诱人的解决方案。燃料电池，类似电池组，高效地将化学能转换成电能，而且还具有其它优点，例如高能量密度和瞬间补给燃料的能力。燃料电池通常用氢气作为燃料，但在以有效成本和高效的方式保存和传递氢气至所述燃料电池方面存在技术挑战。一个具体的挑战是，提供一种燃料供应源，其便宜，安全，轻型且十分紧凑足以容易携带，但存储有足够氢气以向所述燃料电池提供有用的燃料量。现有技术中存储氢的装置包括金属氢化物罐以在相对低压下存储氢气，以及压力箱以在升高的压力下存储压缩氢气。上述两种方案都有缺陷，例如，金属氢化物存储器相对安全但是能量密度/重量比低，压缩氢存储器具有高能量密度/重量比但需要高强度和昂贵的密封方式。
[0003]已经进行研究使用液态甲醇作为燃料并设计“直接的甲醇”燃料电池，其用电化学方法直接地从甲醇产生电力；然而，这存在很大的技术挑战，例如防止甲醇越过所述电解液薄膜，以及防止由甲醇燃料的催化剂中毒。
[0004]其它方面的努力是直接从含氢的燃料溶液例如硼氢化钠产生氢气。在这种解决方式中，燃料溶液暴露于催化剂中以便于制造氢气。虽然这种方法是有前途的，但在容纳所述腐蚀性燃料溶液和预防泄漏方面仍然存在技术挑战，特别是当所述便携的燃料电池系统与人体紧密接触使用时。
发明内容
[0005]本发明的目的是提供一种用于安全地和成本有效地在流体容器内部泵送液体而不从所述容器中移出所述液体的装置。
[0006]根据本发明的一个方面，提供一种包括两个可互连的分组件的流体泵。第一分组件，其包括流体入口，流体出口，以及与所述入口和出口流体连通的柔性膜片。第二分组件，包括致动器和与所述致动器连接的往复运动元件。当第一和第二分组件连接时，所述往复运动元件接触膜片。所述致动器和元件的往复运动引起所述膜片往复运动并将流体从所述入口泵送至所述出口而不使所述液体暴露于所述第二分组件。
[0007]所述分组件可以设有磁性连接器，其使得所述分组件可拆卸地互连。所述第一分组件可以安装到燃料筒上以及所述液体可以是与固体反应物混合时能产生氢气的液体反应物。所述液体反应物可以是柠檬酸溶液以及所述固体反应物可以是硼氢化钠。
[0008]所述第二分组件可以安装在燃料电池系统上并具有用于接收由所述燃料筒产生的氢气并将所述氢气传送至燃料电池系统中的燃料电池的进气口。
[0009]所述致动器可以是形状记忆合金，其被电连接至能将所述形状记忆合金加热至超过收缩温度的电源。特别是，所述致动器可以是连接至所述往复运动元件且在两端处附着于压接连接器以形成弓形结构的镍钛诺金属丝。所述金属丝可以被这样安装，即当在松驰相时，所述往复运动元件处于缩回位置，以及当在收缩相时，所述往复运动元件处于伸出位置。加于所述金属丝的脉冲电流将引起所述金属丝在所述松弛相和收缩相之间循环，从而引起往复运动元件和膜片往复运动。
[0010]由于致动器和往复运动部件位于第二分组件内，所以第一分组件的制造成本可以减少，使得所述燃料筒能以足够低的成本制造而成为一次使用的可处理的产品。此外，第一分组件使得所述反应物完全地保持在所述燃料筒内，这就减少了泄漏和随后对周围用户或设备损害的机会。
附图说明
[0011]图1是具有燃料电池连接器分组件的氢产生燃料筒的侧视图。
[0012]图2是燃料电池系统的局部分解视图，该燃料电池系统具有平燃料电池组，控制模块，以及用于连接于燃料筒分组件并且在所述燃料筒内部泵送流体的连接器和泵分组件。
[0013]图3是燃料筒内部液体流动的示意图。
[0014]图4是所述燃料筒的局部透视侧视图。
[0015]图5是所述连接器和泵分组件以及燃料筒连接器分组件的示意性局部透视图。
[0016]图6是所述燃料筒连接器分组件的示意性分解透视图。
具体实施方式
[0017]根据本发明的一个实施例并参见图1，便携的燃料筒10产生氢气以作为燃料电池的燃料之用。参见图2，便携的燃料电池系统12包括燃料电池14，其通过用电化学方法使氢气和环境空气中的氧反应产生电能。电化学反应的副产品还包括水和热量。产生的电能可用于驱动便携的电气设备，并提供热量。便携的燃料筒10具有连接器分组件15，连接器分组件15用于物理地和流体地将燃料电池筒10连接至燃料电池系统12。一旦被连接，通过燃料筒10产生的氢气可以被送到燃料电池系统12以供燃料电池14使用。
[0018]设想用于燃料筒10和燃料电池系统12的一个具体的应用是提供热量和电力至个人的衣服，例如上衣。图2所示的燃料电池系统12特别适合于这样的应用。每个燃料电池14以平面矩阵布置并串联从而形成组。燃料电池14以隔开的方式嵌入柔性泡沫和布基层压板隔框16内。柔性燃料管路18和导电体20互连每个燃料电池14。每个燃料电池14的燃料出口通过燃料管路18流体地连接至邻近的下游的燃料电池14的燃料进口。所述燃料电池组具有端部封闭的燃料流量设计，其中最后的燃料电池14与放泄阀连接，所述放泄阀可以周期地打开以排放燃料电池组中的污染物和水。第一燃料电池14流体地连接至泵和连接器分组件22，泵和连接器分组件22具有流体地和物理地连接至燃料筒10的连接器分组件15的装置。用于控制燃料电池系统的操作的控制系统23与所述泵和连接器分组件22电连接从而控制所述泵，放泄阀，电压传感器和压力传感器(未显示)，以及用户界面控制和显示器(未显示)的操作，压力传感器连接至导电体20。
[0019]燃料电池14是平的，被动空气自然对流式(passive airbreathing)质子交换膜(PEM)型燃料电池。每个燃料电池包括传统的铂催化剂敷料电极和NafionTM膜电极组件(MEA)，通过阴极和阳极组件(未显示)夹住。所述阴极组件包括与MEA的阴极侧面相邻接触的导电的网孔，和具有多个开口的导电板，通过那里与相邻的导电网孔接触；所述多个开口暴露于空气中并提供用于所述电化学反应的氧气的通道。所述阳极组件包括具有弯曲的流体通道的导电阳极板，其与相邻的所述MEA的阳极侧面接触，和氢气支管板并具有氢入口和出口和支管，其与阳极板燃料流量通道的入口和出口端流体连接。所述入口和出口支管与各自的入口和出口燃料管路18流体地连接。所述MEA还以在它的周围有粘合剂为特征，并且粘合剂层将燃料电池部件粘结在一起。
[0020]该实施例中的燃料电池组12被构造成提供大约10瓦的电力，然而在本发明的范围内可以通过改变燃料电池的数目或不同性能等级的代用燃料单元以将所述功率输出按比例地升高或降低。
[0021]这样平坦的PEM燃料电池14在本领域为大家所熟知，在此不再进一步详述。而燃料电池系统12特别适合于PEM燃料电池，其它的通过氢气提供燃料的燃料电池类型也可以作为替换，例如固体氧化物燃料电池，磷酸燃料电池以及碱性的燃料电池。此外，其它公知的PEM燃料电池设计也可以容易地作为替换。
[0022]因为燃料电池14嵌入柔性隔框16内并通过柔性管路18以及电连接器20互连，所以燃料电池系统12的形状可以被改变；这个特征特别有利于在衣服中使用，因为所述燃料电池系统10可以与穿衣者的形状相一致。优选地，燃料系统12沿上衣的上脊柱区域安装以便所述燃料电池组中的燃料电池14可以符合所述穿衣者的背部的形状。然而，在本发明范围内燃料电池系统12可以采用不同的结构，例如传统的垂直地布置的组。在这样可选的结构中，在所述组内的燃料电池并不必需柔性互连，且衣服中这种燃料电池组的安装会被更改以防止对用户造成的不适。此外，尽管在该实施例中显示了五个燃料电池14，然而在本发明范围内可以根据具体的应用和电力需求按比例增加或减少燃料电池的数目以及相应的功率输出。
[0023]在燃料电池系统中，两层柔软的泡沫被用来夹住所述气体，电流以及电压检测间的相互连接。这些部件将系统的相互连接保持在适当的位置并且提供了抵抗施加在所述系统上的机械力(弯曲，拉伸等)的张紧力缓冲。另外，他们提供轻型的用于互连元件(金属丝，管，电压检测金属丝)的盖，其对用户遮住这些元件并成为软的，对身体友好的包装件。
[0024]在目前实施例中，灯芯型织物在覆盖包括燃料电池14的阴极的平面的系统的外面被分层。这些材料被设计来快速蒸发任何与其接触的湿气。将这些材料与阴极接触使得任何在燃料电池14的阴极上收集的湿气可以迅速蒸发，从而减少所述电池14中溢流的风险。用该织物覆盖整个系统12使得用于蒸发的表面积最大化。另外，该织物起到所述系统12内多个燃料电池14之间柔性的解除张紧力互连的作用。最后，该织物成为用于燃料电池系统12的表面结构，当其与皮肤接近使用时，所述表面结构具有柔软舒适的感觉，从而使得所述产品更适合于接近身体的应用。
[0025]优选地，燃料筒10由轻型的而且便宜的材料构造以使得所述燃料筒10容易地携带并在使用一次后处理掉。在该实施例中并如图3所示，燃料筒10在外面的袋25中存储液体反应物，即28wt.％的柠檬酸溶液，且在管状的反应室26中存储固体反应物，即紧凑且熔化的硼氢化钠(NaBH4)粉末。反应室26(聚四氟乙烯管，0.60英寸内径，0.030英寸壁，McMaster)被存储在内袋27内，内袋27与所述溶液袋25流体地密封隔开。NaBH4粉末压缩为圆柱形丸28，所述反应室26内部的弹簧29相对于出口偏压丸28，所述出口在所述反应室26的一端具有分隔器帘30。在当前实施例中，0.5英寸直径的丸由在7吨的压力下按压大约12克硼氢化钠粉末形成3.2英寸长的丸。
[0026]反应室26应当由这样的材料构造，即既可以经得起反应产生的热量，且允许所述丸28在弹簧没有压缩时的压力下可以滑动，所述反应的热量可以导致超过170℉的温度。
[0027]分隔器帘30具有小于粉末粒度的网孔，从而防止所述丸28从所述出口流出，但允许液体，气体和小于所述网孔的颗粒从其中流过。具有0.080英寸的帘节距且具有0.005英寸的单股尺寸的塑造的网孔被用在当前的实施例中。
[0028]当燃料筒10与燃料电池系统12的泵和连接器分组件22连接时，酸性溶液经过连接器分组件15内部的增压室52从所述外面的袋25中泵送出并且进入分隔器帘30附近的反应室26之内。当所述酸性溶液和NaBH4混合时，形成氢气和废浆液；弹簧29的压力促使所述气体和浆液经过分隔器帘30并进入内袋27的生成物收集部分(“生成物收集器”31)。所述浆液包括悬浮在液体中的固体物，特别是偏硼酸钠，水，和酸盐的混合物，并具有pH值大约为7的温和的酸性。浆液固体物的具体尺寸应当小于分隔器帘30的网孔以便所述浆液固体物可以从其中穿过。在生成物收集器31的下游端是氢气分隔膜32，其可以透过氢气但不能透过液体和固体物。氢气从所述浆液中分开并经过连接器分组件15中的出口40传递至燃料电池系统10。
[0029]图4更详细地图示了燃料筒10的结构。内袋27位于外溶液袋25内部，这样酸性溶液位于溶液袋25和内袋27之间的空间内。在目前实施例中，6千分之一英寸氨基甲酸乙酯(Stevens Urethane，EastHampton，Massachusetts，美国)被加热焊接从而形成所述内和外袋25，27。溶液供给管路33流体地将该体积连接至所述增压室52，并从增压室52经过所述内袋在开口34处伸出，且到达分隔器帘30附近的反应室26内的喷嘴35。喷嘴35是细长的管(不锈钢组织的管，具有卷曲和密封的远端和垂直于所述管的中心轴线且面对所述丸28的中心轴线的开口，McMaster)，其跨过反应室26的直径。溶液经过所述孔排放并与丸28接触。喷嘴和分隔器帘30之间的距离允许反应物在离开反应室26之前混合。在本领域存在多个公知的替代方案以确保所述反应物和生成物的适当混合，从而使反应的产量和所述筒10的能量密度最大化。例如，所述筒10可以使用单个喷嘴或多个喷嘴(未显示)以确保反应物更均匀的混合。这些喷嘴可以是环形的或线性的排列，具有设计成雾化，喷涂，或向所述丸28提供液滴。喷嘴和分隔器帘30之间的距离和优选曲径允许反应物在离开反应室26之前充分混合。在目前实施例中，喷嘴35距分隔器网孔0.4英寸，尽管所述最佳距离将随着喷嘴设计，流速等等而改变。在反应面积设计中已经被认为是有利的附加特征被用来构造喷嘴35以便随着与来自喷嘴35的溶液反应所述反应丸可以在喷嘴35周围形成。这确保了喷嘴35和丸28之间密切接触以及在它们离开反应室26之前流体的适当的曲径。目前实施例另外的优点是反应的热量可以限制在相对小的空间，从而使反应面积的温度最大化，在所述实施例中所述反应面积限制在丸的端部。此高温对所述反应效率，动力学，和能力来说具有良好的影响，所述能力重新起动具有在所述分隔器帘30周围被收集且变硬的反应产物的系统12。
[0030]随着弹簧29相对于分隔器帘30在丸28上施加连续的压力，生成物氢气和废浆液经过分隔器帘30排放并进入生成物收集器31之内，生成物收集器31具有由两个通常直的焊缝36形成的弯曲的流动通道，焊缝36将内袋表面连接在一起。所述焊缝形成中心性口袋，圆柱形反应室26位于其内。生成物收集器31部分地填充有液体吸收材料37以用于吸收所述浆液中的水及其它液体。该材料使所述浆液与所述气体收集薄膜的接触最小化，因为所述浆液在长时间暴露后容易在所述薄膜上形成不渗透的覆盖层。尽管存在高性能材料，但具有高吸收性材料的填充物被证明是适合应用在本申请中。未被吸收的浆液和氢气继续沿生成物收集器31至气体分离膜32。氢气流过分隔膜32(Versapore 3000(Pall，Ann Arbor，MI)并进入氢气输送管38内，氢气输送管38与所述分隔膜32连接并在开口39处延伸穿过所述内袋，并与连接器分组件15中的排放口40连接。所述溶液，废浆液和氢气的流动通道在该图中用箭头示出。
[0031]虽然水只和NaBH4的混合足够来以化学方法产生氢气，但反应速率较低。优选地，提供酸来加速所述反应速率。在这种意义上，所述酸类似于催化剂作用，尽管所述酸在反应中也被消耗。尽管在该实施例中，28wt.％的柠檬酸溶液与NaBH4粉末反应产生氢气，但任何具有合适pH值的酸性溶液都可以作为代用品。优选地，所述酸性溶液的pH值为6或更小；更优选地，所述酸性溶液具有2或更少的pH值。28wt.％的柠檬酸溶液具有大约2的pH值。这种浓度被证明能提供理想的低pH值，快的反应速度，和酸的最小浪费的平衡。也就是说，所述溶液中基本上所有的酸都在反应中消耗掉。当选择替换的酸的时候，这样的平衡也是理想的。
[0032]替换的混合时可以产生氢气的液体和固体反应物可以作为代用品。例如，试验已经证明燃料筒14可以混合铝和氢氧化钠溶液在下列反应中以产生氢气：
[0033]2Al+2NaOH+6H2O---→2NaAl(OH)4+3H2  (1)
[0034]假如反应物中的一个可以以紧凑的固态形式保存，而反应物中的另一个可以分开地以液态形式保存，在产生氢气的反应物之间可能发生的其它公知的反应可以应用在燃料筒10中。燃料筒14设计对方便这样的反应特别有效，因为通过弹簧29提供的偏压力促使所述反应的气态的，液态的和小颗粒生成物经过所述分隔器帘30，固体物的部分连续地暴露于所述液体反应物中。这防止反应的生成物覆盖所述固体反应物，并防止所述生成物与液态的反应物混合。在选择固体的粉末粒度和分隔器帘尺寸方面应当注意，以便所述固体反应物不能被推动穿过分隔器帘30。
[0035]虽然弹簧29被用来提供相对于所述固体反应物的偏压力，但也可以提供其它的偏压装置。例如，反应室26可以是单端型的柔性套，其在装满固体反应物时展开，并在所述固体反应物上朝向所述套的开口施加压力。其它等效的偏压装置可以容易地作为代用品。在这些图所示的实施例中，特别是参考附图1，偏压弹簧29相对于丸28施加压力，这样丸28的一部分总是被压靠着分隔器帘30。由于丸28被消耗，弹簧29会伸长；在燃料筒10的表面中提供透明的窗口41，这样丸材料的数量是可以看到的。此窗口41充当燃料计以显示燃料筒10内剩下的反应物的量。
[0036]现在参见图5和6，筒连接器分组件15从燃料筒外壳突出并可以连接至燃料电池系统14的泵和连接器分组件22。泵和连接器分组件22具有凹口43，凹口43适合于接收突出的连接器分组件15。在连接器分组件15的基板上提供一对磁铁44，磁铁被吸引至凹口43中的金属板。磁铁44提供用于将燃料筒10固定至燃料电池系统12的装置；然而在本发明范围内本领域中公知的其它的固定装置可以作为代用品。
[0037]泵和连接器分组件22具有氢气进气口46，当燃料筒10连接至燃料电池系统12时氢气进气口46与氢气排放口40配合。泵柱塞48从所述泵和连接器分组件22的所述凹口43伸出；凸台49从围绕泵柱塞48的分组件22凸出，当连接器分组件15没有处在合适位置时保护所述柱塞48不受损害。在连接器分组件15中提供膜片端口50，在燃料筒10和燃料电池系统12被连接时膜片端口50接收泵柱塞48。膜片端口50延伸到增压室52的底端内。增压室52的顶端是酸性溶液入口56和酸性溶液58。柔性膜片54安装在增压室52内部并将所述增压室容积与膜片端口50流体地密封；这限制从入口56进入增压室52内并从出口58流出的酸性溶液的流量。偏压弹簧60位于第二腔室部分内并相对于所述膜片54施加偏压力以在不弯曲(unflexed)的位置偏压所述膜片54。
[0038]酸性溶液入口和出口56，58与所述溶液供给管路33流体地连接。
[0039]连接器组件22具有外壳，所述外壳包括两个成型塑料部分：外壳部分62容纳增压室52的一部分，膜片端口50，氢气排放口40和磁体44。内壳部分66容纳增压室52的剩余部分，溶液入口56和出口58；所述膜片54固定在所述外部分和中央部分62，64之间。所述壳部分62，66由LokTite 3105轻固化粘合剂连接。虽然分组件22通过用粘合剂将这些壳部分结合在一起形成，但应当理解，本领域其它公知的方法也可以用来制造该分组件22。
[0040]当燃料筒10和燃料电池系统12连接时，泵柱塞48的远端延伸穿过膜片端口50，进入增压室52内并与膜片54接触。泵柱塞48在所述泵和连接器分组件22内的轴向上以及完全伸出位置与完全缩回位置之间被滑动地约束。当所述泵柱塞48处于它的充分缩回位置时，其与膜片54接触但不使膜片54弯曲，即膜片54处于其不弯曲位置。当泵柱塞48处于其完全伸出位置时，膜片54被泵柱塞48移动进入其弯曲位置。泵柱塞48的往复运动导致膜片54振动，从而产生增压室52内部的泵压。该泵压有效地将所述柠檬酸溶液从所述溶液袋25泵送到反应室26。
[0041]泵柱塞48的往复运动通过形状记忆合金金属丝70的收缩和伸长获得，形状记忆合金金属丝70连接到柱塞头72，柱塞头72位于泵柱塞48的近端。形状记忆合金金属丝70由形状记忆合金材料，例如俗称“镍钛诺”的镍-钛合金组成。所述形状记忆合金对温度或热敏感。例如，镍钛诺在由所述镍钛诺的成分决定的温度范围暂时缩短；在该实施例中，所述镍钛诺金属丝70在大约100摄氏度时缩短。所述镍钛诺合金会在相对低温下膨胀并回到它的原始状态。响应于被加热到超过该收缩温度，所述镍钛诺合金经历尺寸变化，例如在其长度方面的变化。这样，镍钛诺金属丝70可以通过重复超过它的收缩温度和冷却至低于它的膨胀温度的温度循环重复经历长度减少和回到它的原始长度。
[0042]如上所述，在其经历尺寸变化的过程中，所述形状合金材料根据温度的变化经历可逆的相变或变形，或可逆的结构相变。通常，这样的过渡表示材料从所述材料的一个固相到另一个固相的变化，例如，通过所述材料晶体结构的改变或通过所述材料在分子水平的重排序。就镍钛诺金属丝70来说，所述超弹性合金具有低温相，或马氏体的相和高温相，或奥氏体的相。这些相还可以根据刚性的相和软的且可锻的相，或响应的相来提及。
[0043]所述镍钛诺金属丝70被穿过所述柱塞头72并通过压接连接74在每一端处被附着在泵和连接器分组件22上。镍钛诺金属丝70被这样定位，即在它的刚性相时柱塞头48处于它的缩回位置；当镍钛诺金属丝70处于它的响应相时，柱塞头48处于它的完全伸出位置。压接连接74被连接至电线(未显示)，所述电线与位于控制单元23内的可再充电的电池(未显示)电连接。所述电池依次电连接至电连接器20，这样所述电池可以通过由燃料电池14产生的电能再充电。来自所述电线的电流经过所述镍钛诺金属丝70将导致所述镍钛诺金属丝70变热超过它的收缩温度，从而引起泵柱塞48从它的缩回位置移动到它的伸出位置，即执行压缩冲程。当泵柱塞48达到它的完全伸出位置时，柱塞头与检测开关76接触，检测开关76与控制单元23电连接并向控制单元23发送信号。一旦接收到该信号，控制单元23停止来自所述电池或燃料电池系统的电流，于是所述金属丝70被允许冷却并降到它的膨胀温度以下。替换地或另外地，提供至金属丝70的所述电流的脉冲长度可以通过本领域公知的方法控制，这样所述金属丝被充分加热从而导致其缩短。所述金属丝70膨胀到它的原始长度，所述泵柱塞48移回到它完全缩回的位置，即执行膨胀冲程。所述柱塞行程的频率由需要的氢气量确定；当需要更多的气体时，更多的溶液需要被泵送至所述反应室26，所述柱塞行程的频率被增加。
[0044]通过确定某些泵组件，即镍钛诺金属丝70，柱塞头72，燃料筒10外的泵柱塞48，所述筒10的生产成本被降低。此外，通过用膜片52密封所述增压室52，不允许所述柠檬酸溶液离开燃料筒10；这种设计使得由酸泄漏导致的损害或伤害的可能性最小化。惟一允许离开所述燃料筒10的流体是经过阀口40流出的氢气。这种设计提供的进一步的优点是简化了气体产生的控制。因为只有当所述柠檬酸溶液与固体的NaBH4混合时才有氢气产生，所述泵送速度完全地控制氢气生产的速率。
[0045]尽管已经详细描述了本发明和它的优点，但应当理解本发明不局限于这里显示和讨论的内容或由这里显示和讨论的内容限定。这里的附图，描述和论述显示了本发明的例子并提供了使用本发明的例子。本领域技术人员会认识到，在不脱离本发明原则，精神或法定范围的情况下，可以实施本发明。相应地，本发明的范围应当通过所附权利要求和它们的法定等同物来确定。

Claims (17)

1、一种燃料电池设备，包括：
(a)燃料筒，其包括液体反应物分配器，反应室，和连接器分组件，连接器分组件包括流体连接于液体反应物分配器的入口和流体连接于反应室的出口，和与所述入口和出口流体连通的柔性膜片；和
(b)燃料电池系统，其包括燃料电池和可连接于所述燃料筒连接器分组件的连接器分组件，并且包括致动器和连接于所述致动器的往复运动元件，当所述燃料筒和燃料电池系统连接时，所述往复运动元件接触所述膜片，其中所述致动器和元件的往复运动引起所述膜片往复运动并将液体反应物从所述液体反应物分配器泵送至所述反应室而不使所述反应物暴露于所述燃料电池系统。
2、如权利要求1所述的燃料电池设备，其中所述反应物室容纳固体反应物，当与所述液体反应物混合时，所述固体反应物可以产生氢气。
3、如权利要求2所述的燃料电池设备，其中所述燃料筒收集器分组件进一步包括流体地连接于反应室的氢气排放口，并且所述燃料电池系统收集器分组件进一步包括流体地连接于所述燃料电池的进入口，当所述燃料筒和燃料电池系统连接时，所述进入口与所述排放口对齐。
4、如权利要求3所述的燃料电池设备，其中所述液体反应物是柠檬酸溶液以及所述固体反应物是硼氢化钠。
5、如权利要求4所述的燃料电池设备，其中所述致动器是形状记忆合金并且被电连接至能将所述形状记忆合金加热至超过收缩温度的电源。
6、如权利要求5所述的燃料泵，其中所述致动器是连接至所述往复运动元件且在两端处附着于压接连接器以形成弓形结构的镍钛诺金属丝。
7、如权利要求6所述的燃料泵，其中所述金属丝可以被这样安装，即当在刚性相时，所述往复运动元件处于缩回位置，以及当在响应相时，所述往复运动元件处于伸出位置。
8、一种流体泵，包括：
(a)第一分组件，其包括流体入口，流体出口，以及与所述入口和出口流体连通的柔性膜片；以及
(b)可与所述第一分组件连接的第二分组件，其包括致动器和连接于所述致动器的往复运动元件，当所述第一和第二分组件连接时，所述往复运动元件接触所述膜片，其中所述致动器和元件的往复运动引起所述膜片往复运动并将流体从所述入口泵送至所述出口而不使所述流体暴露于所述第二分组件。
9、如权利要求8所述的燃料泵，其中所述第一和第二分组件进一步包括可移除地将所述第一和第二分组件连接在一起的连接器。
10、如权利要求9所述的燃料泵，其中所述连接器是磁性的。
11、如权利要求8所述的燃料泵，其中所述第一分组件被安装到燃料筒上并且所述流体是当与固体反应物混合时产生氢气的液体反应物。
12、如权利要求11所述的燃料泵，其中所述液体反应物是柠檬酸溶液以及所述固体反应物是硼氢化钠。
13、如权利要求12所述的燃料泵，其中所述第二分组件被安装到燃料电池系统上并且具有用于接收由所述燃料筒产生的氢气并将所述氢气传送到所述燃料电池系统中的燃料电池的进入口。
14、如权利要求8所述的燃料泵，其中所述致动器是形状记忆合金并且被电连接至能将所述形状记忆合金加热至超过收缩温度的电源。
15、如权利要求14所述的燃料泵，其中所述致动器是连接至所述往复运动元件且在两端处附着于压接连接器以形成弓形结构的镍钛诺金属丝。
16、如权利要求15所述的燃料泵，其中所述金属丝被这样安装，即当在松驰相时，所述往复运动元件处于缩回位置，以及当在收缩相时，所述往复运动元件处于伸出位置。
17、一种流体泵和连接器组件，包括：
(a)第一分组件，其包括流体入口，流体出口，以及与所述入口和出口流体连通的柔性膜片，以及第一连接器；以及
(b)第二分组件，其包括适于连接于所述第一连接器的第二连接器，致动器和连接于所述致动器的往复运动元件，当所述第一和第二分组件连接时，所述往复运动元件接触所述膜片，其中所述致动器和元件的往复运动引起所述膜片往复运动并将流体从所述入口泵送至所述出口而不使所述流体暴露于所述第二分组件。
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