JP2008516400A - 環境応答バルブ付き燃料カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3b
Description
CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e−
陰極での半反応:
O2 + 4H+ + 4e− → 2H2O
全体の燃料電池反応:
CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O
NaBH4(液体)+2H2O→(加熱または触媒)→4(H2)+(NaBO2)(液体)
陽極での半反応:
H2→2H++2e−
陰極での半反応:
2(2H++2e−)+O2→2H2O
適切な触媒は白金およびルテニウム、その他である。水素化ホウ素ナトリウムを改質して生成された水素燃料は燃料電池中で、酸化剤例えばO2と反応させられ、電気(すなわち電子の流れ)および水の副産物を生成する。ホウ酸ナトリウム(NaBO2)の副産物も改質プロセスで生成される。水素化ホウ素ナトリウム燃料電池は特許文献3に検討されており、参照してここに組み入れる。
tAZ=共沸点温度
X1=成分2の各チョイスに対する成分1のモル分率
バルブ1028は、バルブ1028への燃料F2の圧力により示されるような、燃料流の速度により引き起こされる圧力に応答する。燃料流が予め定められた閾値を下回っていると、バネ1038は十分に押されず、燃料は穴部1036bを介して流れ、これは図26に示すとおりである。燃料流が予め定められた閾値圧力を越えると、第2の通路中の燃料F2からの圧力がプラグ面1036aを押す。これによって、プラグ1036が方向D1に移動してバネ1038を押す。この結果、流れ穴部1036bが第1の通路1030と整合しなくなり、流れを阻止する。圧力が減少すると、バネ1038がプラグ1036を開成状態に戻して、バルブ1028は自動的にリセットする。
128 バルブ
132a,132b シール面
136 シール部材
Claims (83)
- 燃料サプライおよび燃料電池とともに使用されるように構成されたバルブにおいて、
上記バルブは、
ハウジングと、
上記ハウジングの内部に配置された環境応答部材とを有し、
上記バルブは、選択された環境要素が変化するときに、作動状態および非作動状態の間を遷移可能であり、
上記環境応答部材は、変化した環境要素に応じて上記バルブを介した燃料の流れを変更するように動作することを特徴とするバルブ。 - 上記作動状態において減量された流れが上記バルブを介して許容される請求項1記載のバルブ。
- 作動状態における上記バルブを介した燃料通路が非さ同状態における燃料通路より小さい請求項2記載のバルブ。
- 上記バルブは作動状態においてシールされる請求項1記載のバルブ。
- 上記作動状態において上記環境応答部材はシール面と協働して上記バルブをシールする請求項4記載のバルブ。
- 上記シール面は上記ハウジングの表面に配置される請求項5記載のバルブ。
- 上記シール面は上記ハウジングに連結される請求項5記載のバルブ。
- 上記シール面は上記ハウジングと一体である請求項5記載のバルブ。
- 選択された上記環境要素は上記燃料の温度である請求項1記載のバルブ。
- 上記バルブは、上記燃料の温度が予め定められた温度を下回るときに上記非作動状態であり、上記燃料の温度が上記予め定められた温度より大きいときに上記作動状態である請求項9記載のバルブ。
- 上記予め定められた温度は上記燃料の沸点より小さい請求項10記載のバルブ。
- 上記予め定められた温度は上記燃料の沸点より約3°C小さい請求項11記載のバルブ。
- 上記予め定められた温度は上記燃料の沸点より約5°Cから約10°C小さい請求項11記載のバルブ。
- 上記燃料はメタノールである請求項11記載のバルブ。
- 上記環境応答部材は上記燃料の沸点より小さな沸点の液体を含む請求項10記載のバルブ。
- 上記液体の少なくとも一部がほぼ上記予め定められた温度において相変化を伴い、上記環境応答部材の体積が増加する請求項15記載のバルブ。
- 上記液体がシール部材中に含まれ、上記シール部材が上記バルブの上記ハウジング上のシール面と協働して上記バルブをシールする請求項15記載のバルブ。
- 上記液体は他の燃料である請求項15記載のバルブ。
- 上記液体は少なくとも2つの他の液体の混合物である請求項15記載のバルブ。
- 上記環境応答部材は環境応答バネを有し、上記環境応答バネは上記燃料の温度が上昇すると拡張し、上記燃料に温度が予め定められた温度に達するときに上記バルブをシールする請求項9記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはシール部材をバイアスし、上記シール部材が上記バルブの上記ハウジング上のシール面と協働して上記バルブを上記さ同状態においてシールする請求項20記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはバイメタル金属から製造される請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネは金属材料またはポリマー材料から製造される請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはシール部材中に含まれる請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはシール部材に隣接する請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはコンテナ中に含まれる温度応答ワックスを有する請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネは、コンテナ中に含まれる、燃料の沸点を下回る沸点の液体を有する請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはコンテナ中に含まれる気体を有する請求項21記載のバルブ。
- 上記温度応答バネは少なくとも1つの腕部を有する請求項21記載のバルブ。
- 上記腕部が上記シール部材と結合する請求項29記載のバルブ。
- 上記温度応答バネはダイアフラムを有する請求項21記載のバルブ。
- 上記環境応答部材は温度応答部材を有し、上記温度応答部材は上記燃料の温度が上昇すると拡張し、上記燃料に温度が予め定められた温度に達するときに上記バルブをシールする請求項9記載のバルブ。
- 上記温度応答部材はシール部材と結合して動作する請求項32記載のバルブ。
- 上記温度応答部材は上記シール部材に付着する請求項33記載のバルブ。
- 上記温度応答部材は上記シール部材の内部にある請求項33記載のバルブ。
- 上記温度応答材料は中間部材と結合して動作し、上記中間部材が上記シール部材と結合して動作する請求項33記載のバルブ。
- 上記温度応答部材はバイメタル部材を有する請求項33記載のバルブ。
- 上記バイメタル部材はダイアフラムである請求項37記載のバルブ。
- 上記温度応答部材は温度応答ワックスを有する請求項33記載のバルブ。
- 上記バルブはさらに上記温度応答ワックスの拡張の少なくとも一部を吸収するクッションを有する請求項39記載のバルブ。
- さらに第2の温度応答部材を有する請求項32記載のバルブ。
- 選択された上記環境要素は上記環境応答部材に加えられる圧力である請求項1記載のバルブ。
- 上記バルブは、加えられる上記圧力が予め定められた圧力を下回るときに上記非作動状態であり、加えられる上記圧力が上記予め定められた圧力より大きいときに上記作動状態である請求項42記載のバルブ。
- 上記作動状態において上記環境応答部材は上記ハウジングのシール面と協働して上記バルブをシールする請求項43記載のバルブ。
- 上記環境応答部材はシール部材を有する請求項44記載のバルブ。
- 上記シール部材は液体を内包する請求項45記載のバルブ。
- バネが上記シール部材の内部に含まれる請求項45記載のバルブ。
- 上記シール部材はバネと協働する請求項45記載のバルブ。
- 上記シール部材はバネによってバイアスされる請求項45記載のバルブ。
- 加えられる上記圧力が上記シール部材をバイアスバネに抗して押圧して上記バルブを上記さ同状態においてシールする請求項49記載のバルブ。
- 上記シール部材がその内部に通路を形成し、上記非作動状態において上記通路が液体流路と整合し、かつ、上記作動状態において、加えられる上記圧力が上記シール部材に働いて上記通路を上記流路と整合しないようにして上記バルブをシールする請求項42記載のバルブ。
- 上記ハウジングは少なくとも第1の流れ戻り通路を有し、上記環境応答部材はその中に通路を形成し、上記非作動状態において上記第1の流れ戻り通路が上記燃料から隔離され、上記燃料が上記環境応答部材中の上記通路を介して流れる請求項42記載のバルブ。
- 第1の作動状態において、加えられた上記圧力が上記環境応答部材に働いて上記第1の流れ戻り通路を上記燃料に対して露出させる請求項52記載のバルブ。
- 上記ハウジングはさらに第2の流れ戻り通路を有し、第2の作動状態において、加えられた上記圧力が上記環境応答部材に働いて上記第1の流れ戻り通路および上記第2の流れ戻り通路を上記燃料に対して露出させる請求項53記載のバルブ。
- 上記ハウジングはさらに第3の流れ戻り通路を有し、第3の作動状態において、加えられた上記圧力が上記環境応答部材に働いて上記第1の流れ戻り通路、上記第2の流れ戻り通路、および上記第3の流れ戻り通路を上記燃料に対して露出させる請求項54記載のバルブ。
- 上記第1の作動状態、第2の作動状態、または第3の作動状態において、上記燃料は上記環境応答部材中の通路を介して流れる請求項55記載のバルブ。
- 選択された上記環境要素は上記バルブを流れる燃料の速度である請求項1記載のバルブ。
- 選択された上記環境要素は、上記燃料の温度、または上記燃料により上記環境応答部材に加えられる圧力のいずれかである請求項1記載のバルブ。
- 上記ハウジングは少なくとも1つの流れバイパス通路を形成する請求項1記載のバルブ。
- 上記環境応答部材の上記ハウジングに対する位置は少なくとも1つの位置決めバネにより保持される請求項1記載のバルブ。
- 上記環境応答部材は復帰バネにより保持されて上記バルブが上記作動状態から上記非作動状態に移動可能にする請求項1記載のバルブ。
- 上記環境応答部材は、上記燃料が上記燃料電池から出さないようにする遮断状態にさらに移行可能である請求項1記載のバルブ。
- 上記遮断状態において、上記環境応答部材はシール面と協働して上記バルブをシールする請求項62記載のバルブ。
- 上記バルブの初期状態において上記環境応答部材は上記遮断状態にあり、上記燃料電池中のポンプが起動されて上記環境応答部材を上記非作動状態に移行させる請求項62記載のバルブ。
- 燃料サプライおよび燃料電池とともに使用されるように構成された連結装置において、上記バルブは、予め定められた温度で拡張するように構成された圧力応答部分を有し、上記部分の拡張体積が拡張前の体積より大きいことを特徴とする結合装置。
- 上記圧力応答部分は複数の襞を有し、上記部分が拡張するときに上記襞の折り畳みが開放される請求項65記載の連結装置。
- 上記圧力応答部分は上記部分が拡張するときに伸びる弾性部分を有する請求項65記載の連結装置。
- 燃料電池用の燃料サプライにおいて、
燃料室部を形成する外側ケーシングと、
上記燃料室部を上記燃料電池に流体的に結合する環境応答バルブとを有し、
上記環境要素が予め定められた閾値を下回っているときに上記バルブが非作動状態であり、上記環境要素が上記予め定められた閾値を上回っているときに上記バルブが動作状態であり、上記バルブは上記作動状態および上記非作動状態の間を移行可能であることを特徴とする燃料サプライ。 - 上記非作動状態における上記燃料流が上記作動状態における上記燃料流より大きい請求項68記載の燃料サプライ。
- 上記動作状態における上記燃料流は実質的にゼロである請求項68記載の燃料サプライ。
- 上記作動状態において上記燃料流の少なくとも一部が上記燃料電池から分流される請求項68記載の燃料サプライ。
- 上記作動状態において上記燃料の少なくとも一部が上記バルブ内部に貯蔵される請求項68記載の燃料サプライ。
- さらにプランジャを有し、上記プランジャおよび上記シール部材が切り離し可能に結合されて上記予め定められた圧力で上記シール部材を上記プランジャから切り離して上記燃料の上記燃料電池への流れを停止する請求項45記載のバルブ。
- 上記シール部材は、上記プランジャの溝に取り外し可能に保持される止め部を有する請求項73記載のバルブ。
- 上記止め部および溝は環状である請求項74記載のバルブ。
- 上記シール部材と上記プランジャの外側面との間の縛りばめが上記予め定められた圧力に屈して上記シール部材が上記プランジャに対して移動可能になる請求項73記載のバルブ。
- 上記ハウジングはさらにバルブ室部壁を有し、上記シール部材がさらにヒンジ部分および第2のシール面を有し、上記予め定められた圧力で上記ヒンジ部分が上記しール部材の上記第2のシール面を移動させて上記バルブ室部壁に接触させて上記燃料の上記燃料電池への流れを停止させる請求項45記載の燃料サプライ。
- 上記シール部材は、上記ヒンジ部分を介して、上記第2のシール面を含むウイング部分に付着される環状部分を有し、上記ヒンジ部分は90°より大きな角度で上記環状部分に付着される請求項77記載の燃料サプライ。
- 上記ヒンジ部分は上記シール部材の上記環状部分および上記ウイング部分の1つより薄い請求項78記載の燃料サプライ。
- 上記シール部材の上記ヒンジ部分は上記プランジャの長手方向の軸に対して90°より大きな角を形成する請求項77記載の燃料サプライ。
- 上記シール部材の部品の上記ヒンジ部分は上記プランジャの外側面に対して逸れて曲がる請求項77記載の燃料サプライ。
- 上記シール部材と一体に結合されて単一の部品を構成するプランジャをさらに有し、上記予め定められた圧力で上記部品が上記ハウジング上の上記シール面方向に移動して燃料の上記流れを制限して上記バルブをシールする請求項45記載の燃料サプライ。
- 上記シール部材およびプランジャからなる部品はされにヒンジ部分および第2のシール面を有し、上記予め定められた圧力で上記ヒンジ部分が上記第2のシール面を移動させて上記ハウジングのバルブ室部壁に接触させて燃料の上記燃料電池への上記流れを制限する請求項82記載の燃料サプライ。
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