CN101836311A - 加压的燃料电池盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括压缩气体室和液体燃料室的燃料供应。压力调节器将压缩气体室连接到液体燃料室，压力调节器从压缩气体室获得高压力输入并给液体燃料室提供大体上恒定的低压力输出。压缩气体室的压力随时间减小，但是推动液体燃料流出液体燃料室的压力大体上保持在相同的水平。

Description

加压的燃料电池盒
技术领域
本发明一般涉及燃料电池的燃料盒，更加特别地本发明涉及加压的燃料电池盒。
发明背景
燃料电池是将反应物(即燃料与氧化剂)的化学能直接转换成直流(DC)电的装置。对于日渐增加的应用，燃料电池的效率优于传统的发电装置，例如矿物燃料的燃烧，还优于便携式的蓄能装置，例如锂电池。
通常，燃料电池技术包含各种不同的燃料电池，例如碱性燃料电池、聚合物电介质燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和酶燃料电池。目前较重要的燃料电池可以分成几大类别，即：(i)使用压缩氢气(H2)作为燃料的燃料电池；(ii)质子交换膜燃料电池，其是使用醇类如甲醇(CH3OH)、金属氢化物如硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化合物、或其他可重整成氢燃料的燃料；(iii)直接消耗非氢燃料的质子交换膜燃料电池、或直接氧化燃料电池；(iv)在高温下将碳氢化合物燃料直接转换成电能的固体氧化燃料电池(SOFC)。
对于每种类型的燃料电池来说产生电力的化学反应是不同的。对于DMFC，每个电极上的化学-电学反应和直接甲醇燃料电池的整体反应如下：
阳极上的半反应：
CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-
阴极上的半反应：
1.5O2+6H++6e-→3H2O
燃料电池的整体反应：
CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O
由于通过质子交换膜的氢离子(H+)是由阳极迁移至阴极，且因为自由电子(e-)无法穿透质子交换膜，电子必需经一外部电路流动从而产生通过该外部电路的电流。该外部电路可以用于给许多有用的消费电子设备提供功率，例如移动电话或蜂窝电话、计算器、个人数字助理、膝上型计算机和电动工具等等。
在美国专利4,390,603和4,828,941中讨论了直接甲醇燃料电池(DMFC)，在此通过引用将该文献全文并入本文。一般地，质子交换膜通常是由聚合物例如从杜邦(DuPont)公司获得的Nafion
Figure GPA00001109391800021
所制得，其为一种厚度在大约0.05mm到大约0.50mm之间的全氟化磺酸聚合物；或是其他适合的薄膜。阳极通常由用聚四氟乙烯处理的碳纸支架制成，其上沉积着一层薄的催化剂，如铂-钌。阴极通常是气体扩散电极，其中铂颗粒粘结在该薄膜的一侧上。
在一种化学金属氢化物燃料电池中，重整硼氢化钠，并发生如下反应：
NaBH4+2H2O→(热和/或催化剂)→4(H2)+(NaBO2)
阳极上的半反应：
H2→2H++2e-
阴极上的半反应：
2(2H++2e-)+O2→2H2O
对于该反应的合适催化剂包括铂、钌和其他金属。如上所示出的，由重整硼氢化钠所制得的氢燃料在燃料电池中与氧化剂如氧反应，以产生电力(或电子流)和水副产物。该重整过程还会产生硼酸钠(NaBO2)。在美国专利4,261,956中讨论了硼氢化钠燃料电池，在此通过引用将该文献全文并入本文。
燃料电池应用的多个重要特征之一是，将液体燃料从燃料存储区输送给燃料电池如输送甲醇给直接甲醇燃料电池，或者输送液体燃料反应物给反应室，如输送水和添加剂以和金属氢化物反应。已知的输送液体燃料/反应物的方法包括芯吸(wicking)或毛细管作用，给液体燃料/反应物加压。这些方法所遇到的挑战包括控制流量，同时芯吸燃料和使用加压源对燃料保持稳定的压力。
因此，现有技术仍然需要输送液体燃料/反应物的改进方法。
发明内容
本发明提供一种具有加压源的燃料供应，所述加压源用于使液体燃料或液体燃料反应物(下文中共同地称为“液体燃料”)进入燃料电池或水解液体燃料反应物的反应室以产生氢。该加压源最初处于高压力下，其压力可随着燃料供应的预计使用期而减小。另一方面，推动液体燃料的压力可以保持在基本上恒定的水平。
在一个实施例中，本发明的燃料供应包括压缩气体室和液体燃料室。压力调节器将压缩气体室连接到液体燃料室。压力调节器能够从压缩气体室获得高压输入，然后向液体燃料室提供基本上恒定的低输出压力。压缩气体室的压力可随着时间减小，但是推动液体燃料离开液体燃料室的压力仍基本上保持在相同的水平。因此，燃料电池或反应室可接受处于可预测的或可接受的压力下的液体燃料。
附图说明
在构成说明书的一部分并与其一起阅读的附图中，其中相似的参考数字用于在不同的视图中表示相似的部件：
图1是根据本发明的燃料供应的前透视图，示出了燃料电池或由燃料电池供能的装置的构件；
图2是去除了装置侧构件但连接了适于打开燃料供应的阀门的连接管的图1的燃料供应的前透视图；
图3是图2的燃料供应的分解透视图；
图4是图2的燃料供应的截面和局部分解图；
图5是图4的燃料供应的局部放大图，示出了连接燃料供应的加压室和压力调节器的阀门；
图6是图4的燃料供应的局部放大图，示出了连接燃料供应和燃料电池或燃料电池所供能的装置的阀门；
图7和8示出了图5和6的可替换实施例；
图9A是合适的压力调节器的截面图，图9B是其分解视图；
图10A是另一种合适的压力调节器的截面图，图10B是其分解视图；
图11A是又一种合适的压力调节器的截面图，图11B是其分解视图；
图12A是再一种合适的压力调节器的截面图，图12B是其分解视图，图12C是图12A和12B的压力调节器的另一种变型的截面图；
图13是根据本发明的另一种加压燃料供应的分解透视图；
图14是具有气体燃料的图4的燃料供应的截面图；图14A是燃料计量器的前视图；
图15a-15c是根据本发明的另一种示例性阀门的截面图，其示出了从图15a的关闭到图15b和15c的啮合和关闭，图15d是该阀门的分解透视图；
图16a-16c是根据本发明的另一种示例性阀门的截面图，其示出了从图16a的关闭到图16b的啮合和关闭再到图16c的打开的打开顺序，图16d是该阀门的分解透视图；
图17a-17c是根据本发明的另一种示例性阀门的截面图，其示出了从图17a的关闭到图17b的啮合和关闭再到图17c的打开的打开顺序，图17d是该阀门的分解透视图；
图18a是根据本发明的另一种阀门构件的截面图，图18b是该阀门构件的分解透视图；
图19a是根据本发明的另一种示例性阀门构件的截面图，图19b是该阀门构件的分解透视图；
图20a-20c是示出了阀门的打开顺序的另一种示例性阀门的截面图，图20d是该阀门的分解透视图；以及
图21a是另一种示例性阀门的分解截面图，图21b是该阀门的分解视图。
具体实施方式
如附图所示以及下面详细的讨论，本发明涉及一种燃料供应，其存储燃料电池的燃料，例如甲醇与水、甲醇/水混合物、不同浓度的甲醇/水的混合物、纯甲醇和/或在美国专利5,364,977和6,512,005B2中描述的甲基包和物，在此通过引用将这两篇文献全文并入本文。甲醇和其他醇类可用于许多种类的燃料电池，例如DMFC、酶燃料电池、重整燃料电池等。燃料供应可包含其他种类的燃料电池燃料，例如乙醇或酒精；金属氢化物，例如硼氢化钠；其他可重整生成氢气的化学物质；或其他可以改进燃料电池性能或效率的化学物质。燃料也包括氢氧化钟(KOH)电解液，其用于金属燃料电池或碱性燃料电池，并且可以存储在燃料供应中。对于金属燃料电池，燃料可以是以液态锌粒子的形式浸入KOH电解反应液中，并且电池腔内的阳极是锌粒子形成的颗粒状阳极。KOH电解溶液披露于2003年4月24日公开的、标题为“Method ofUsing Fuel Cell System Configured to Provide Power to One or More Loads”的美国专利申请公开US 2003/0077493，在此通过引用将该文献全文并入本文。燃料也包括甲醇、过氧化氢和硫酸的混合物，该混合物流经形成在硅晶片上的催化剂从而产生燃料电池反应。此外，燃料包括例如在美国专利号6,554,877、6,562,497和6,758,871中所公开的甲醇、硼氢化钠、电解液和其他化合物的共混物或混合物，在此通过引用将以上三篇文献全文并入本文。此外，燃料包括在美国专利6,773,470中描述的部分溶解于溶剂且部分悬浮于溶剂中的组成物，以及包括如在美国专利申请公开US2002/0076602中描述的具有液体燃料和固体燃料的组成物。合适的燃料还披露于2005年6月13日提交的、标题为“Fuels for Hydrogen-Generating Cartridges”的、共同所有且共同未决的美国专利申请60/689,572中。在此通过引用将这些文献全文并入本文。
燃料还包括金属氢化物，如上述的硼氢化钠(NaBH4)和活化剂如水。燃料还包括碳氢化合物燃料，其包括但不限于如在2003年5月22日公开的、标题为“LiquidHereto-Interface Fuel Cell Device”的已公开的美国专利申请US 2003/0096150中所描述的丁烷、煤油、酒精和天然气，在此通过引用将该文献全文并入本文。燃料还包括与燃料进行反应的液态氧化剂。因此本发明不限于某一种类型的包含在燃料供应中或由燃料电池系统使用的燃料、活化剂、电解质溶液、氧化剂溶液或液体或固体。这里所用的术语“燃料”包括所有的能在燃料电池中或燃料供应中进行反应的燃料，并且其包括但不限于上面所有合适的燃料、电解质溶液、氧化剂溶液、气体、液体、固体和/或具有添加剂和催化剂的化学物质以及它们的混合物。
如这里所用的，术语“燃料供应”包括但不限于可抛弃式盒、可再填充/重复使用的盒、容器、置于电子设备内部的盒、可拆除的盒、置于电子设备外部的盒、燃料筒、燃料充填筒、其他可存储燃料的容器，以及与燃料筒和容器相连的管子。尽管在下文结合本发明的示例性实施例描述了盒，但是应该注意，这些实施例也可以用于其他的燃料供应，并且本发明不限于某一特定类型的燃料供应。
本发明的燃料供应也可以用于存储不在燃料电池中使用的燃料。这些应用包括但不限于，为在硅晶片上构建的微燃气涡轮发动机存储碳氢化合物和氢燃料，发表在The Industrial Physicist(2001年12月/2002年1月)，第20-25页中的“Here Comethe Microengines”一文中进行了讨论。正如在本申请中所使用的，术语“燃料电池”也包括微型发动机。其他应用包括存储用于内燃机的传统燃料和碳氢化合物，例如用于口袋型打火机和实用打火机的丁烷和液态丙烷。
参考图1-4，示出燃料供应10。燃料供应10可具有任何便利的形状，包括但不限于示出的形状。燃料供应10具有壳体12、盖14、第一阀门16和第二阀门18。盖14配合在壳体12上，并通过O形环13进行密封。也可以通过粘结剂或超声波焊接实现密封。第一阀门16的大小和尺寸做成与压力调节器20相匹配，第二阀门18的大小和尺寸做成与装置阀门22相匹配。在一个实施例中，燃料供应10是可抛弃式的，更加优选地是可再生的。更加特别地，壳体12是可再生的或重复使用的，内衬28和/或盖14是可抛弃式的。压力调节器20和装置阀门22优选是可重复使用的，并连接到燃料电池的部件或一装置，燃料电池可为该装置提供功率从而节省成本。
参考图3-5，其中详细示出了内部构件，燃料供应10具有压缩气体室24和液体燃料室26，其中液体燃料保持在内衬28内。如上所述地，液体燃料是由燃料电池直接使用的燃料，例如甲醇和乙醇。液体燃料也可以是在反应室中水解而产生给燃料电池提供功率的氢的液体反应物，如与固体金属氢化物反应而形成氢燃料的水或其他活化剂。
第一阀门16允许压缩气体离开燃料供应10的加压或压缩气体室24进入压力调节器20，然后将减压的气体输送回到燃料供应10，进入液体燃料室26，给内衬28施加压力。第一阀门16包括配合在压缩气体室24的侧壁上并通过O形环32密封的阀体30。内中心柱34与阀体30固定连接，例如通过过盈配合，使得在内中心柱34和阀体30之间基本上不存在相对运动。流动通道36限定在内中心柱34的柱干(stem)和阀体30之间。在一个实例中，柱干为圆柱形，一部分柱干被锉掉以形成一平面。如图3和5清楚所示，在该平面和阀体30之间形成内流动通道36。如所示出的，内弹性密封38布置在内中心柱34的头部和阀体30的顶部部分之间，以便为内流动通道36提供密封。第一阀门16还具有环绕在内中心柱34周围布置的外中心柱40，同时如所示出的在它们之间留出一定的空间。外中心柱40也与阀体30固定连接，例如通过过盈配合，使得在外中心柱40和阀体30之间基本上不存在相对运动。外流动通道42限定在外中心柱40的外侧周围以允许来自压力调节器20的减压气体再次进入燃料供应10。如图5清楚所示，在燃料供应10中外流动通道42被再次引导向液体燃料室26。外弹性密封44为外流动通道42提供密封，并定位在外中心柱40的头部的下方和可选择的帽46上。可以省略帽46，阀体30向上延伸与外弹性密封44接合，或者弹性密封44向下延伸与阀体30接合。
尽管示出的内流动通道36在外流动通道42的内侧，但是这两个流动通道可以按相反的顺序布置，或者并排布置。
如图3和5所示，第一阀门16被关闭或密封。为了打开第一阀门16，将管子48推入第一阀门16中。管子48包括内管50和外管52。这两个管子彼此相连以保持其相对位置，例如通过辐条或连接板(未示出)。内管50的大小和尺寸做成与内中心柱34和外中心柱40之间的空间54相配合，外管52的大小和尺寸做成与外中心柱40和盖14之间的空间56相配合。内管50压缩内弹性密封38以打开流路36，外管52压缩外弹性密封44以打开流路42。压缩气体通过流路36离开燃料供应10，减压气体通过流路42再次进入燃料供应以给液体燃料加压。
在本发明的一个创造性方面，由于第一阀门16包括中心柱34、40，因此这是不可互换的。特别地，阀门16仅在具有适当直径的管子48插入围绕中心柱34、40的环形空间中压缩弹性密封38、44后才可打开。中心柱34、40设计成防止直径更大或更小的外部物体(如钢笔、铅笔、回形针、手指等等)打开阀门。中心柱34和40也可以通过各种方法与阀体30连接，例如搭扣配合、粘结剂、超声波焊接等等，只要其限制了中心柱和阀体之间的相对运动。优选地，中心柱34、40可以在填充操作之后或期间进行装配。因此，燃料将更快地流入盒并且局限比其他设计更少。
第二阀门18与第一阀门16相同，除了它仅被配置成允许液体燃料流出燃料供应10之外。第二阀门18包括阀体58和中心柱60，如上所述地，该中心柱与第一阀门16的内中心柱34基本上相同。弹性密封62密封第二阀门18，以及流动通道64限定在内中心柱60和阀体58之间。内衬28与阀体58密封地相连。管子66的大小和尺寸做成可进入第二阀门18的空间68以压缩弹性密封62，从而打开第二阀门18使得液体燃料受来自流动通道64的加压气体压迫而流出燃料供应10。
可选择地，管子48或66具有非标准的大小。换句话说，其尺寸与通常在家或办公室中用到的物体尺寸不同，使得更加难以无意地压缩密封元件38、44或62。可替换地，管子48或66应该具有非圆形或多边形(规则的或不规则的)截面。当然，中心柱34、40或60应该具有相匹配的形状以便接纳管子。
在图7-8所示的可替换实施例中，弹性密封38、44和62被O形环38′、44′和62′替换。中心柱34′和40′修改成提供成角度的支持面以便用O形环密封。该实施例中的中心柱60′具有外环61′，其用于给管子66提供进入的空间68′进而打开第二阀门18。
如图5-8以及其他附图所示，面对管子48和66的阀门16和18的顶面也可以称为配合面。
通过如下所示的理想气体定律可以确定在整个燃料供应10的预计使用期中推动液体燃料所需的压缩气体室24的高压：
((P·V/T)24+(P·V/T)26)初始＝((P·V/T)24+(P·V/T)26)最终
其中对于液体燃料室26来说，
P＝推动液体燃料从第二阀门18流出内衬28/燃料室26的压力，其中在一个实例中其可以是“x”psi计(psig)或(14.7+x)psi绝对值(psia)，x是期望的推动压力；燃料室26的初始压力应该是14.7psia或0psig；燃料室26的最终压力应该是(14.7+x)psia或x psig
V＝液体燃料室26的体积；
T＝液体燃料室26的(绝对)温度，其通常是环境温度。
其中对于压缩气体室24，
P＝初始压力-待确定的；室24的最终压力为x psig或(14.7+x)psia
V＝压缩气体室24的体积；以及
T＝通常也是环境温度。
由于两边的温度应该相同，因此它们可以从方程式中消除。
(P·V)24，初始+(P·V)26，初始＝(P·V)24，最终+(P·V)26，最终
Figure GPA00001109391800081
在一个实例中，如果体积为50cc的液体燃料室26需要2psig或16.7psia的压力以将燃料推出第二阀门18，以及压缩气体室24的体积为5cc，则可按下式计算压缩气体室24的初始压力：
Figure GPA00001109391800082
P24，初始＝36.7psia(或22psig)
类似地，如果压缩气体室24的体积为10cc，则其初始压力可以是26.7psia或12psig。
如果该高的初始内部压力直接连通到液体燃料室26，则内衬28会出现压力峰值，液体燃料将以相对高的速度离开燃料供应10，这是不期望的。此外，更多的液体燃料输送出燃料供应10，液体燃料室26中的压力将随着时间持续降低，以及液体燃料以持续减小的速度离开燃料供应10。那么接收液体燃料的反应室的燃料电池必须适应这种变化的液体燃料速度。
如图1中以参考数字20示意性示出地，通过在压缩气体室24和液体燃料室26之间插入压力调节器可解决变化的液体燃料速度。压力调节器20的进口压力的取值范围可以比较宽(例如2psig到200psig)，并控制出口压力处于恒定的水平，例如2psig。参考图3-4，压缩气体室24设置在燃料供应10中；然而，压缩气体室24可以设置在燃料电池或由燃料电池提供功率的装置中，或者可以是单独的盒。
下面的表1显示了在图1-8中示出的燃料供应10的实验模拟的结果，其中压力调节器20插入在压缩气体室24和液体燃料室26之间。实验模拟可按下述方式进行。压缩气体室24为3.2cm3容量的改进注射筒，通过导管用来自外部供应的大约80psi的空气来给压缩气体室24加压，其中通过球阀调节流量。导管也可以用于使气体室24的气体流动到压力调节器20。使用设置在气体室24和压力调节器20之间的0-100psi压力传感器测量该高压输入。
压力调节器20用于产生基本上恒定的低输出压力，以推动来自液体燃料室26的液体燃料(即去离子水)，液体燃料室为35cm3容量的改进注射筒。改进的T形管将压力调节器20和液体燃料室26相互连接。压力调节器20和与其流体连接的液体燃料室设置在Mettler Toledo XS204分析天平上，该分析天平可测量液体燃料即去离子水的重量。液体燃料通过配管流出液体燃料室26，该配管将液体燃料提供给流体收集量杯，其中所述配管包括在其端部的0.45μm的过滤器(可商购美国马塞诸萨州的Billerica的Millipore公司的Millex-HPF HV过滤器，零件#SLHVM25NS)和0.0025”直径的孔板(可商购于康涅狄格州的，Trumbull的O’Keffe Controls公司的零件IBLP-2E-SS)。设置在液体燃料室26和流体收集量杯之间的0-30psi的压力传感器测量流体压力，本领域技术人员很容易理解该流体压力等于输出压力。
首先，在实验模拟中，调节的压力推动空气流出管线并稳定在大约1.6psi。接着，关闭球阀将外部80psi的空气供应与压缩气体室24隔离。在实验模拟过程中，测量输入压力、输出压力、燃料重量(即改进注射筒液体燃料室26中水的重量)。在215分钟(12,902.5秒)的时间内每0.5秒测量一次。然而，为了清楚起见，表1中的结果显示了在以下选定时间处的测量结果：0秒(当液体燃料室26中没有燃料时，分析天平为零)，0.5秒(当液体燃料室26中充满去离子水时)，55秒(当用大约80psi的空气给压缩气体室24加压时)，在每隔300秒的时间间隔处，以及在12,902.5秒(当没有更多的燃料残留在液体燃料室26中时)。当支撑负荷的配管移动时，已在将分析天平调零和开始模拟实验之间的期间内调节燃料重量数据+1.2256克。在模拟实验快结束时的微小重量减轻反映了分析天平的固有误差。
结果表明，压力调节器20可以从压缩气体室24接受大约80psi的高压力输入，并提供大体上恒定的在大约1.6psi和大约0.3psi之间的较低输出压力，从而推动液体流出液体燃料室26，该液体燃料室26最初填充有大约30克的去离子水。压缩气体室24的压力随着时间从大约80psi减小到大约12psi，但是推动液体燃料流出液体燃料室26的压力在大约1.6psi和大约0.3psi之间基本上保持在相同的水平。本领域技术人员很容易理解，相对小的输出压力变化处于可接受的范围，从而允许燃料电池或反应室以可估计的压力接受液体燃料，该压力是操作燃料电池或反应室可接受的。当液体燃料以相对恒定的流量流出液体燃料室26时，其重量从大约30克减小到大约0克。
如这里所使用的，术语“基本上恒定”表示压力波动即便有的话也小于大约±2.0psi，优选地小于大约±1.5psi，更优选地小于大约±1.0psi。如这里所使用的，术语“低压”或“较低压力”表示压力小于或等于大约5psi，优选地是压力小于或等于大约3，更优选地是压力小于或等于大约2psi。
表1
  经过时间(秒)   输入压力(psi)   输出压力(psi)   燃料重量(克)
  0   0.324175   0   0
  0.5   0.289389   0   33.6665
  55   81.09705   0.70702   31.8907
  300   78.52603   1.541651   30.0016
  600   73.49667   1.435592   27.8025
  900   68.84618   1.33488   25.7307
  1200   64.65367   1.268036   23.7769
  1500   60.56975   1.174454   21.8294
  1800   56.79189   1.09335   19.969
  2100   53.28629   1.038092   18.2135
  2400   49.8493   0.977542   16.5611
  2700   46.58507   0.902915   15.0114
  3000   43.66301   0.837617   13.5383
  3300   41.07182   0.769987   12.1614
  3600   38.48951   0.717515   10.8839
  3900   35.91159   0.709353   9.7736
  4200   33.7916   0.630062   8.6903
  4500   31.95622   0.659213   7.8636
  4800   30.44131   0.570594   6.9695
  5100   29.04059   0.606741   6.3769
  5400   27.68515   0.599745   5.7748
  经过时间(秒)   输入压力(psi)   输出压力(psi)   燃料重量(克)
  5700   26.6008   0.603243   5.2231
  6000   25.51645   0.596247   4.71
  6300   24.51224   0.574092   4.2295
  6600   23.49696   0.556601   3.7757
  6900   22.69704   0.536778   3.3506
  7200   21.86636   0.534446   2.9862
  7500   21.06644   0.518122   2.6122
  7800   20.35882   0.505295   2.2651
  经过时间(秒)   输入压力(psi)   输出压力(psi)   燃料重量(克)
  8100   19.65097   0.492469   1.9388
  8400   18.97366   0.450491   1.5701
  8700   18.35792   0.394521   1.1778
  9000   17.64982   0.35954   0.8205
  9300   17.06487   0.337385   0.4974
  9600   16.38756   0.308234   0.235
  9900   15.74104   0.296574   0.0919
  10200   15.31002   0.318729   0.0525
  10500   14.88671   0.35371   -0.0001
  10800   14.54078   0.434167   -0.0128
  11100   14.10837   0.441163   -0.0094
  11400   13.76244   0.45399   -0.0062
  11700   13.44534   0.502963   -0.0049
  经过时间(秒)   输入压力(psi)   输出压力(psi)   燃料重量(克)
  12000   13.18589   0.57176   -0.0032
  12300   12.92644   0.600911   -0.0028
  12600   12.69583   0.610239   -0.0011
  12900   12.55169   0.635892   0.0003
  12902.5   12.46521   0.632394   0
下面示出了输入压力、输出压力和燃料供应重量随经过时间变化的函数曲线。
Figure GPA00001109391800121
进行的另一个燃料供应10的模拟实验没有压力调节器20，其中使用已知的2psig压力的压缩气体外部源来推动燃料从内衬28通过阀门18。该模拟设计成确定燃料供应10的输出压力是否大体上恒定，需要压缩内衬28并推动燃料通过阀门18的压力下降是否是可接受的，以及流量是否大体上恒定。测量阀门18下游处的出口压力。结果在下面的表2中示出。
表2.
Figure GPA00001109391800122
Figure GPA00001109391800131
下面示出了流量、输出压力和剩余燃料随经过时间变化的函数曲线。
Figure GPA00001109391800141
下面示出的另一个仅显示了输出压力和流量随经过时间变化的函数曲线更加清楚地说明了在燃料供应的大部分使用期限中本发明的燃料供应的流量和输出压力大体上恒定。应该注意，用于压缩内衬28并推动燃料通过阀门18的压力下降处于可接受的范围内。
Figure GPA00001109391800142
可以在压缩气体室24中存储任何类型的气体，包括但不限于：空气、氮气、二氧化碳、惰性气体等等。本发明不限于任何类型的压缩气体。压缩气体室24也可以包含液化的碳氢化合物，例如在香烟打火机中使用的那些碳氢化合物。使用液化碳氢化合物的一个优点是，较小体积的液化碳氢化合物可以转变成较大体积的更高压力的气体，由此显著地减小压缩气体室24的体积。合适的液化碳氢化合物包括但不限于丁烷、异丙醇、柴油和汽油。也可以使用甲醇和其他液体或凝胶形式的醇类。在压缩气体室24内使用的合适气体和其他物质披露于2005年10月5日提交的、序列号为11/243,767的、共同所有且共同未决的已公开的美国专利申请US 2007/0077470A1，以及披露于2005年10月5日提交的、序列号为11/244,218的、共同所有且共同未决的已公开的美国专利申请US 2007/0077463A1。在此通过引用将以上两篇文献全文并入本文。
在2006年1月6日提交的、序列号为11/327,580的、未决且共同所有的已公开的美国专利申请US 2006/0174952A1中描述了多个合适的压力调节器20。在此通过引用将该‘952申请全文并入本文。
图9A和9B示出了第一压力调节阀126，其示出于参考文献‘952的图4A和4B中。为了便于参考，在参考‘952中使用的参考数字也可以在这里使用。压力调节阀126包括压敏隔板140。然而，如图9B中清楚所示地，在该实施例中，隔板140夹在两个壳体元件即阀壳146和阀盖148之间，并在其中心形成有孔149。附加地，在阀壳146和阀盖148的连接处形成空间129，以允许隔板140由于通道143的入口压力、通道145的出口压力和参考压力Pref之间的压力差而移动或弯曲。阀壳146具有限定了通过调节阀126的流路的内部结构。特别地，通道143和145形成在阀壳146中，其中通道143具有入口压力并在第一阀门16打开时与压缩气体室24流体连通，通道145具有出口压力并在第一阀门16打开时与液体燃料室26流体连通。此外，排放通道141形成在阀盖148中，使得隔板140暴露于参考压力下，该参考压力可以是大气压力或其他参考压力。可替换地，隔板可以在参考压力下被弹簧偏置。
阀壳通道143布置成可滑动地容纳阀杆142。阀壳通道143布置成在阀壳146和阀盖148的连接处或附近变窄，从而形成肩部137。阀杆142优选地是具有细长杆部138和帽131的整体元件。这种结构允许细长的杆部138延伸穿过阀壳通道143的窄部，同时帽131抵靠在肩部137上。这样，帽131和肩部137都包括密封表面，其用于当帽131处于肩部137上时在肩部137处封闭通过阀门126的流路。此外，垫环147将阀杆142固定在隔板140的孔149中，由此在隔板140和阀杆142之间形成密封且牢固的连接。因此，当隔板140移动时，阀杆142也移动使得帽131抵靠和离开肩部137，由此打开和关闭阀门126。
如上所述地，当压力调节器126与第一阀门16相连时，来自压缩气体室24的相对高的压力连通到入口143。在出口145处来自该压力调节器的出口压力通过第一阀门16连通到流动通道142，以给液体燃料室26加压。当液体燃料室26中的压力低于推动液体燃料流出燃料供应10所需的压力时，压力调节器126处于如图9A所示的打开配置中，其中隔板未被弯曲并且阀杆142的帽131离开肩部137。这样，压缩气体流过压力调节器126并进入液体燃料室26。如上所述地，当液体燃料室26中的压力达到“x”psi时，隔板140朝阀盖148变形到这样一种程度：使得阀杆142的帽131抵靠在肩部137上而密封压力调节器126。当更多的液体燃料输送出液体燃料室26时，内衬28的体积减小，由此减小液体燃料室26内的压力。这种压力减小使隔板140远离阀盖148移动，从而使阀杆142移动到打开位置，允许附加的压缩气体进入液体燃料室26重新开始循环。
压力调节器126可在出口压力Poutlet下打开或关闭，通过调节阀杆的长度，或调节帽131在打开位置和关闭位置之间移动的距离，调节隔板140的挠性或弹簧常数，和/或通过调节Pref都可以调节该出口压力。杆138的大小和尺寸做成可相对垫环147移动以调节杆138的长度。杆138在垫环147和帽131之间的长度越长，关闭阀门126需要的压力就越高。优选地，出口压力是大体上恒定的或保持在可接受的范围内，参考压力Pref选择或调节成提供这样的出口压力。换句话说，Pref设置成使得当入口压力超过预定量时，隔板140关闭以使通道145的高出口压力或波动出口压力最小。
图10A和10B示出了另一个压力调节器226，其披露于参考‘952的图4C-4D。压力调节器226与如上所述的压力调节器126相似，阀壳248与阀帽247相连。入口243形成在阀帽247中，并与压缩气体室24相连，同时连接到液体燃料室26的压力调节出口245形成在阀壳248中。孔251形成在阀帽247的下部。优选地，孔251与压力调节器226的纵轴稍微偏离。
可变形的带帽柱体250夹持在阀帽247和阀壳248之间。该带帽柱体250包括上端部259、下端部287以及穿过上端部和下端部形成的孔或通道201。带帽柱体250由本领域已知的任何可变形的弹性材料制成，如橡胶、氨基甲酸乙酯或硅树脂。带帽柱体250所起的作用与压敏隔板相似。
上端部259定位成邻接阀帽247，使得当没有流体流过压力调节器226时上端部259与阀帽247的下表面平齐。上端部259的边缘固定在合适的位置使得即使上帽部259的其余部分发生弯曲，其边缘仍然保持静止和密封。
下端部287定位成邻接阀壳248。在阀壳248中形成有空间202，该空间位于下端部的正下方，以允许下端部287自由地弯曲。优选地，下端部287具有和上端部259不同的直径，如下面所说明的。
由大体上刚性材料制成的护圈253环绕带帽柱体250。护圈253限定有一个孔241，以连接在带帽柱体250和护圈253之间在周向上形成的第二空间203，该第二空间具有参考压力Pref。第二空间203的部分205布置成部分地沿下帽部287和在其下帽部287上延伸。
为了调节压力，入口气体(或液体)通过入口243进入压力调节器226并流过孔251。孔251可以是限定在帽247上的环形通道或环。上端部259可密封孔251，直到来自入口243的入口气体或液体施加的压力达到阀值而使上端部259变形。当气体使上端部259变形时，该变形通过柱体250的本体传递也使下端部287变形。当上端部259变形时，气体可以通过孔251、带帽柱体250，并流出调节出口245。
由于施加在带帽柱体250上的力是所施加压力和暴露于该压力下的面积的乘积，因此作用在带帽柱体250上的力可以按下式合计：
入口力+参考力出口力
(入口243处的P·上端部259的面积)+(Pref·部分205的面积205)
Figure GPA00001109391800172
(出口245处的P·下端部287的面积)当出口力比入口力和参考力大时，压力调节器226关闭，当出口力比入口力和参考力小时，压力调节器226打开。由于在该实施例中出口力必须反平衡入口力和参考力，因此有利地下端部287的面积比上端部259的面积更大，正如所示出的，从而使得在增大出口压力的情况下出口力更大。通过改变端部259和287以及部分205的面积，可以控制作用在带帽柱体250上的力的平衡，确定打开和关闭阀门226所需的压差。
由于参考压力Pref容易下压下端部287，因此附加压力可以降低开始流动的阀值压力，即参考压力Pref相对高以有助于气体使带帽柱体250变形。可以调高或调低参考压力Pref以便进一步调节离开出口245的气体压力。
图11A和11B示出了压力调节器426的另一个实施例，其在参考文献‘952中是图6A-6B。压力调节器426与压力调节器226相同，除了阀门426具有代替柔性带帽柱体250的可滑动活塞450。阀门426具有与阀帽447相连的阀壳448。在阀门447中形成有与压缩气体室24相连的入口443，而在阀壳448中形成有与液体燃料室26相连的压力调节出口445。在阀帽447的下部形成有孔451。优选地，孔451从压力调节器426的纵轴稍微偏心。孔451包括多个形成为环的孔，使得入口压力均匀地施加在可滑动活塞450上。
可滑动活塞450可滑动地布置在阀帽447和阀壳448之间。可滑动活塞450包括具有第一直径的上部459，具有第二直径的下部487，以及穿过上部和下部形成的孔401，其中优选地第二直径比上部459的直径更大。可滑动活塞450可由现有技术已知的任何刚性材料制成，如塑料、弹性体、铝、弹性体和刚性材料的组合或类似物。
空间402形成在阀壳448中，以允许活塞450在帽47和壳体48之间滑动。第二空间403形成在可滑动活塞450和阀壳448之间。空间403与参考压力Pref相连。空间403的部分405与下端部487相对地定位，使得可以向活塞450施加参考力。
上部459定位成邻接阀帽447，使得当出口力大于入口力和参考力时，如上所述地，上部459与阀帽447的下表面齐平进而关闭阀门426，如图11A所示。当出口力小于入口力和参考力时，可朝壳体448推动活塞450，使流体如氢气从入口443经过孔451和401流到出口445。此外，如上所述地参考阀门226，可以改变端部459和487以及空间405的表面积来控制阀门426的打开和关闭。
图12A-12B示出了另一个合适的压力调节器。图12A-C之前被披露于2007年2月2日提交的、序列号为No.60/887,918的、共同所有的共同未决的美国临时申请，在此通过引用将该申请全文并入本文中。为了便于参考，当在此使用时改变在临时申请‘918中使用的参考数字的第一位数字，从而不会与上面使用的参考数字重叠。
图12A-12B示出了一个示例性的压力调节器564。调节器564包括入口壳体566、出口壳体568和布置在入口壳体和出口壳体之间的护圈570。活塞572可动地布置在护圈570中。第一隔板574夹持在入口壳体566和护圈570之间，第二隔板576夹持在出口壳体568和护圈570之间。入口壳体566限定了与压缩气体室24相连的入口通道578，出口壳体568限定了与液体燃料室26相连的出口通道580。容纳有活塞572的护圈570的内部可以暴露在参考压力下，该参考压力可以是大气压力。在入口通道578正下方的第一隔板574下面布置球582，以帮助密封入口通道。如所示出的，第一隔板574暴露在入口压力下，第二隔板576暴露在出口压力下。
由于施加于活塞572上的力是所施加压力和暴露于该压力下的面积的乘积，因此作用在活塞572上的力可以按下式合计：
入口隔板上的力为：
入口压力·入口面积＝参考压力·入口面积+活塞力(上表面)
出口隔板上的力为：
出口压力·出口面积＝参考压力·出口面积+活塞力(下表面)
由于作用在上表面上的力等于作用在下表面上的力，因此活塞力在两个方程式中相同。求解两个方程式的活塞力并将其作成等式：
(入口压力-参考压力)·入口面积＝(出口压力-参考压力)·出口面积
该等式可以改写成：
(出口压力-参考压力)＝(入口压力-参考压力)·人口面积/出口面积对于参考压力为0psi或1个大气压的情况：
出口压力＝入口压力·人口面积/出口面积
对于参考压力不为0psi的情况，活塞两侧受相对其各自面积的参考压力的作用。在操作调节器的过程中，入口面积会发生变化。在出口压力上升到足够高而关闭入口前，入口面积等于活塞的上表面。在出口压力上升到足够高而关闭入口后，入口面积收缩到小的入口。这个特征将减少活塞的摆动，同时出口压力稍微降低。
当出口力小于入口力时，入口压力使第一膜片向下从而打开从入口通道578到内环形通道584的流路，该内环形通道与顶部横向通道586相连，该顶部横向通道与外环形通道588和连接通道590相连，该连接通道与下部横向通道592和出口通道580相连。有利地，出口通道580在594处被扩大以允许气体在排出前膨胀和损失一部分附加压力。出口通道580也被扩大使得调节器564可以配合在燃料电池系统的其他构件上。如图12A所示出的，横向通道586和592由球密封。
图12C示出了压力调节器564的另一个实施例，其操作方式与图12A-12B的实施例相同。如图12C所示，调节器564也具有出口隔板/衬垫577和与出口壳体568的底部相连的端帽596。端帽596具有连通参考压力到活塞572的通道，和更大的用于排气以在排出前得到更大压降的出口通道580。隔板/衬垫577可以用O形环代替。
根据本发明的其他方面，提供不带有压力调节器的燃料供应610，如图13所示。该燃料供应也包括具有盖14和内衬28的壳体12。提供阀门18将来自内衬28的液体燃料连通到反应室产生氢，连通到燃料电池或由燃料电池提供功率的装置。通过弹簧夹612向内衬28施加压力。为了均匀地在内衬28上分布压力，在内衬28的每一侧上提供刚性板614。
为了精确计量燃料供应中剩余的燃料量，如图14和14A所示提供燃料计量器700。燃料计量器700包括细丝702和读出器704。细丝702的一端与内衬28的底部或侧部相连。当将燃料输送出内衬28时，内衬收缩，在图14中示出为28′。收缩的内衬将细丝702拉向内部。当拉动细丝702时，相反的端部沿读出器704移动，从而显示出剩余燃料的量。可能需要校准来精确地标记读出器704，读出器704上的散列序号(例如E，1/4，1/2，3/4，F)可以彼此不均匀地间隔。
在由于包含在内衬28中的燃料汽化而产生的气体使衬垫28再次膨胀时，由于细丝702是柔性的，因此再次膨胀的的内衬不会向外拉动细丝702，由此燃料计量器700上的读数不会因内衬的再次膨胀而发生变化。因此，燃料计量器700的优点包括简单、准确和可重复性。
回到所使用的这类阀门16、18，在其他可替换的实施例中，如图15(a)-(c)和图16(a)-(c)所示，第一阀门16或第二阀门18具有位于任一阀门入口附近的密封元件870(例如，O形环、密封面、垫圈、包覆成型的弹性部、弹性球等等)。例如，如图15(a)-15(c)和图16(a)-16(c)所示，密封元件870是置于凹槽中的O形环，所述凹槽限定在第二阀门18的阀体58中。在阀体858、密封元件870和中心柱860之间提供密封。在阀体858和中心柱860之间提供空间868。在该实施例中，管子866的大小和尺寸做成比中心柱860更大，当将管子866插入空间868中时，其向外推动O形环870以在管子866和中心柱860之间形成流动通道864，如图15(b)和15(c)所示。如图15(c)所示，进一步插入管子866可确保管子866在阀体858内的稳定性。当如图15(b)所示首先将管子866插入空间868中时，可选择地在管子866和阀体858之间形成构件间密封。图15(d)示出了阀门18和管子866的分解视图。
图16(a)-(d)的实施例与图15(a)-(d)的实施例相同，除了由O形环870提供密封，以及由弹性密封862和中心柱870提供第二密封。这里如图16(b)所示，当管子866推开O形环870时，阀门18保持密封，直到如图16(c)所示管子866压缩弹性密封862形成了流路864。图16(d)示出了相配合的管子866和阀门18的分解视图。
尽管对于阀门18示出了图15(a)-(c)和图16(a)-(c)中的顺序，但是可以应用同等的顺序在管子48和阀门16之间形成构件间的密封，之后打开阀门16中的内部密封。
阀门16或阀门18的关闭顺序类似于上述打开顺序的相反过程。首先，以手动或自动的方式使用现有技术已知的任何弹射机构，使盒10与装置脱离，任何压缩密封(例如弹性密封38、44、62和862，O形环38′、44′和62′，或密封元件870)释放其存储的能量并返回到其初始位置。有利地，在一个特殊的实施例中，压缩密封本身可以用作弹射机构。因此，不需要外部弹簧弹力来弹射盒10，由此可保持盒10内的空间。在盒被弹射之后，弹性密封返回其初始位置，中心柱再次紧贴弹性密封，关闭通向燃料盒的流路。
图17(a)-(d)示出了本发明的另一个实施例。如所示出的，连接阀门872包括两个阀门构件874和876。一个阀门构件与燃料供应或装置(例如燃料电池、再填充装置，或任何其他适于在燃料电池系统中使用的装置)相配合，另一个阀门构件与另一个燃料供应或装置相配合。优选地，第一阀门构件874与装置相配合，第二阀门构件876优选与燃料供应相配合。图17(a)-(c)示出了描述第一阀门构件874和第二阀门构件876相连并打开其中的内部密封的顺序，图17(d)示出了连接阀门872的分解视图。
第一阀门构件874包括具有顶部部分877a和底部部分877b的壳体。顶部部分877a包围着与O形环880流体连接的软管878。O形环880和中心柱881形成内部密封，所述中心柱示出为与顶部部分877a构成一体。提供具有一对在直径上对置的孔884的内管882，以便选择性地压缩O形环880。内管882的大小和尺寸做成配合在外管886中。管子882和886的大小和尺寸做成在它们之间限定一个空间，并构成流路的一部分。内管882和外管886都置于底部部分877b中，并通过辐条或连接板(未示出)彼此相连以保持其相对位置。当O形环880没有被压缩时，它与中心柱881邻接以密封阀门构件874。当O形环被压缩时，形成穿过阀门构件874的流路，该流路从软管878穿过压缩的O形环880进入管子882的中空端，然后穿过孔884以及穿过内管882和外管886之间的空间。
第二阀门构件876也具有若干个元件，包括具有顶部部分888a和底部部分888b的壳体888。有利地，中心柱890固定连接到底部部分888b上，并具有成角度的支持面，所述支持面与O形环892形成内部密封。底部部分888b也具有流体连接到O环形892的软管894。阀门构件874的外管886也比中心柱890更大，以允许流体在它们之间流动。
第一阀门构件874和第二阀门构件876可通过螺钉896在通道898中连接在一起。此外，在第一阀门构件874和第二阀门构件876之间设置O形环(未示出)，以便于在两个阀门构件之间形成构件间密封。
图17(a)示出了没有和第二阀门构件876相连的第一阀门构件874。如图17(b)所示，为了连接燃料供应和燃料电池以及将燃料供应的燃料输送到燃料电池，第一阀门构件874的外管886可插入第二阀门构件876中中心柱890周围的空间900中，直到其接触O形环892。在图17(c)中，第一阀门构件874和第二阀门构件876中的内部密封被打开而形成流路901。当中心柱890推压内管882进而压缩O形环880时第一阀门构件874中的内部密封打开。当第一阀门构件874的外管886压缩O形环892时第二阀门构件876中的内部密封打开。在第二阀门构件876中形成从压缩的O形环892周围的软管894开始并且穿过中心柱890和第一阀门构件874的外管886之间的空间的流路。如图17(c)所示，流路901是第一阀门构件874和第二阀门构件876中的流路的组合。燃料可以沿任一方向通过流路901从软管878流到软管894，反之亦然。
当形成流路901时，可以同时打开第一阀门构件874和第二阀门构件876，或者在两个阀门构件之间形成连接后按照一定的顺序定时地打开两个阀门构件。如本领域技术人员所认识到的，在一些情况下，在打开通向盒10的流路前打开通向装置的流路是有利的，例如可以确保装置在获得存储于盒10中的燃料前准备好接受流体或气体。通过简单地调节内管882、外管886或中心柱890的长度，就可以实现这种顺序打开。例如，如果第一阀门构件874与装置相连，则可以缩短外管886，或者加长内管882或中心柱890。在这种情况下，中心柱890在外管886啮合O形环892之前使内管882发生移动。可替换地，如果第二阀门构件876与装置相连，则可以加长外管886，使得其在内管882啮合中心柱890之前压缩O形环892。这些结构中的任何一种或其组合也都可以获得一种阀门构件，其具有比其他阀门构件更长的冲程来打开其流路，从而该阀门构件具有比其他阀门构件更长的打开顺序。
图18(a)和18(b)示出了第一阀门构件874′的另一种变型。这里，中心柱881通过过盈配合连接到壳体877a，下壳体部分877b与外管886相结合。内管882可以相对下壳体877b/外管886稍微向上和向下移动，以压缩和释放O环形880。该阀门构件874′的操作与在图18(a)-(d)中描述的第一阀门构件874相同。
图19(a)-(b)示出了第一阀门构件874″的另一种变型。这里，中心柱881向下或向外延伸，并通过过盈配合固定到第一壳体部分877a上。单个管子882/886代替了内管882和外管886，并且是可以移动的以便压缩O形环880，从而如上所述地和中心柱881一起提供密封。管子882/886配合在中心柱81的外部，并在它们之间形成一间隙。护圈905设计成通过与管子882/886的外环103相干涉而使管子882/886保持在阀门构件874″中。当压缩O环形880时，可形成从围绕中心柱881的细柱干和围绕压缩的O形环880的管子878进入管子882/886和中心柱881之间的空间的流路。当如图17(a)-(d)所示地连接到第二阀门构件876时，管子882/886同时地或者按照如上所述的顺序压缩第二阀门构件876的O形环892，以及第一阀门构件874的O形环880。
参考图20(a)-(d)，示出了阀门18的另一种变型。在该实施例中，中心柱860与阀体858构成一体，但是也可以如上面和下面结合图21(a)-(b)所讨论地那样分开并与阀体858相连。在这种情况下密封元件862是非平型垫圈或者是带缘垫圈，从而和中心柱860一起提供唇形密封。如图20(a)清楚所示，带缘垫圈862保持在阀体858和护圈907之间。如所示出的，垫圈862的密封部分向内定向并压靠在中心柱860上，以提供密封。在该实施例中，在护圈907和中心柱860之间形成一空间868，且该空间的大小和尺寸做成接纳管子866。此外，在管子866和中心柱860之间形成间隙以允许燃料流过。如图20(b)所示，管子866穿过空间868插入阀门构件18，直到其接触并超出带缘垫圈862，如图20(c)所示。当将管子866推过带缘垫圈862时，就如所示出的形成了燃料流路864。
图21(a)-(b)示出了图20(a)-(d)的阀门构件的一种变化。这两个阀门构件彼此相同，除了垫圈862是平垫圈，以及中心柱860与阀体858分离。此外，阀体858具有构成一部分流路864形成于其中的切除通道909。
通过考虑这里公开的说明书和本发明的实践，本发明的其他实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，代替内衬28，液体燃料室26包括液体燃料隔室和与压力调节器的输出流体连通的气体隔室，上述两个隔室由可动的密封活塞隔开。当然，内衬也可以和可动活塞一起使用。可替换地，代替内衬和可动活塞，液体燃料室26具有一柔性管，其一端具有平衡块，另一端与阀门18相连。柔性管的受力(weighted)端应该在任意定向燃料供应10时都与液体燃料接触，并且与液体/气体界面的液体燃料相接触的压缩气体提供压力以推动液体燃料通过柔性管流向阀门18。公开号为2006/0191199的美国专利描述了多种受力的柔性燃料管，在此通过引用将该专利全文并入本文。如果燃料供应的定向没有改变，那么可以用固定的虹吸管代替受力柔性管。
附加的，压缩气体室24可以布置在燃料供应10的外部。例如，可以在装置/燃料电池中提供隔室以容纳压缩气体筒，当将压缩气体筒插入隔室时可穿透储气筒。此外，可以用箔片或其他不透气膜密封压缩气体室24或压缩气体筒，所述不透气膜在首次使用前可被剥离，以延长燃料供应10/压缩气体室24的保存期限。
第一阀门16和第二阀门18可以用鸭嘴阀或球形弹簧阀或在以下文献中公开的阀门替换，所述文献包括：共同未决且共同所有的已公开的美国专利申请US2005/0022883和US2006/0196562，已公开的国际专利申请WO 2006/050261和WO 2006/088450以及美国专利No.7,059,582。燃料供应10或装置/燃料电池也可以具有当燃料的速度、压力或温度过高时切断燃料流动的阀门，例如在共同未决且共同所有的已公开的美国专利申请US2006/0071088中所公开的阀门。在此通过引用将所有这些文献全文并入本文中。
此外，壳体12也可以具有止回阀或排气阀，当壳体12内的压力达到预定水平时，所述阀能够将壳体12中的气体排出到大气或其他地方。
本说明书和实例仅应该被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由后面的权利要求和其等同物表示。通过考虑这里公开的说明书和本发明的实践，本发明的其他实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。此外，一个实施例的构件或特征可以在其他实施例中使用。

Claims (17)

1.一种燃料供应系统，包括压缩气体室和液体燃料室，其中压力调节器将压缩气体室连接到液体燃料室，压力调节器能够从压缩气体室获得高压力输入并给液体燃料室提供大体上恒定的低压力输出，以便推动液体燃料流出液体燃料室。
2.按照权利要求1所述的燃料供应系统，其中压缩气体室的压力能够随时间减小。
3.按照权利要求1所述的燃料供应系统，其中液体燃料包括燃料电池可直接消耗的燃料和用金属氢化物水解而产生氢的液体燃料反应物。
4.按照权利要求1所述的燃料供应系统，其中压缩气体室和液体燃料室彼此相连或者彼此构成一体。
5.按照权利要求1所述的燃料供应系统，其中压缩气体室包含在与液体燃料室分离的盒中。
6.按照权利要求1所述的燃料供应系统，其中第一阀门将压缩气体室连接到压力调节器。
7.按照权利要求6所述的燃料供应系统，其中阀门包括内中心柱和同心布置的外中心柱。
8.按照权利要求1所述的燃料供应系统，其中第二阀门将液体燃料室连接到燃料电池或水解液体燃料的反应室。
9.按照权利要求1所述的燃料供应系统，还包括燃料计量器。
10.按照权利要求9所述的燃料供应系统，其中燃料计量器包括连接到置于燃料室中的燃料内衬的细丝。
11.按照权利要求6所述的燃料电池系统，其中阀门包括第一阀门构件和第二阀门构件，
其中第一阀门构件包括阀体、至少一个密封元件和与阀体相连的中心柱，使得中心柱相对于阀体基本上固定，
密封元件的位置远离第一阀门构件的配合面，并且在中心柱周围形成位于配合面之上的空间，
该空间的大小和尺寸做成接纳第二阀门构件的中空管，
当将中空管推入第一阀门构件中时，其使密封元件远离密封位置，从而形成通过两个阀门构件的流路。
12.按照权利要求1所述的燃料电池系统，其中较低的输出压力是小于或等于大约5psi的压力。
13.按照权利要求1所述的燃料电池系统，其中较低的输出压力是小于或等于大约3psi的压力。
14.按照权利要求1所述的燃料电池系统，其中较低的输出压力是小于或等于大约2psi的压力。
15.按照权利要求1所述的燃料电池系统，其中较低的输出压力具有小于大约±2.0psi的波动。
16.按照权利要求1所述的燃料电池系统，其中较低的输出压力具有小于大约±1.5psi的波动。
17.按照权利要求1所述的燃料电池系统，其中较低的输出压力具有小于大约±1.0psi的波动。
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