JP2017133103A - 流体を調量する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本方法は、第1の電極(31;31−i)を有する第1のチャンバ(21;21−i)内に流体(1)を供給するステップ(S01)であって、第1のチャンバ(21;21−i)は、第2の電極(32;32−i)を有する第2のチャンバ(22;22−i)から薄膜(12;12−i)により分離されており、薄膜(12;12−i)は、流体(1)に対して浸透性である、ステップ(S01)と、調量すべき流体(1)の所望の調量を表す入力信号(51)を受信するステップ(S02)と、受信した入力信号(51)に基づいて、第1の電極(31;31−i)と第2の電極(32;32−i)との間の電気的抵抗のための抵抗値を設定するステップ(S03)とを含む。
【選択図】図1
Description
調量バルブ、例えば電気機械式に操作されるノズル先端を介して、制御された流体流、例えば水素流を、バルブ本体における高圧側から低圧側へ通流させ得る調量バルブは公知である。圧力差が大きい場合には、通常は、直列に接続された調量バルブによるコストの掛かる多段式の拡張ステップが強いられる。電気機械式に操作されるバルブでは、バネによる反力が実現される。
本発明は、請求項1の特徴部分を備える装置、及び、請求項10の特徴部分を備える方法によって開示されている。
本発明は、圧力差が大きい場合でも、第1のチャンバから第2のチャンバへの流体の小さな流量を、高い信頼性のもとで任意に調量することが可能になる。なぜなら機械的な限界(いわゆる流量係数又はkV値>0.01)は、重要ではないか又はほとんど関与しないからである。しかも、例えば所定の支持バネ質量体システムに比較して、流体の任意の加速が設定可能である。それにより本発明は、特に車両への使用に適している。それ故、本発明に係る装置は、特に車両に配置されてもよい。さらに本発明は、本発明に係る装置を備えている及び/又は本発明に係る方法で動作する車両を含む。
Un=((R・T)/2・F)・In(phi/plo)
に従って導出可能である。ここで、上記Unは、ネルンスト電圧であり、上記Rは、8.314J/mol・Kの値を有する普遍気体定数であり、上記Tは、ケルビン単位の絶対温度であり、上記Fは、96500C/molの値を有するファラデー定数であり、上記Inは、自然対数を表す。高圧側、特に第1のチャンバのパスカル単位の圧力は、符号phiで表され、低圧側、特に第2のチャンバのパスカル単位の圧力は、符号ploで表される。
(2・Un・F/t)=((R・T)/t)・In(phi/plo)
が得られる。左辺の項は、毎秒1モルを、即ち、水素については毎秒22.4リットルを、低圧側から高圧側へ電気化学的にポンピングするために必要な電力(抵抗損は含まず)を表している。
図1は、本発明の一実施形態による、流体1を調量するための装置10の概略的ブロック回路図を示す。
Claims (10)
- 流体(1)の調量のための装置(10;110;210)であって、
第1の電極(31;31−i)を有し、かつ、調量すべき前記流体(1)が収容可能である第1のチャンバ(21;21−i)と、
第2の電極(32;32−i)を有し、かつ、前記流体(1)を調量するための第2のチャンバ(22;22−i)と、
前記第1のチャンバ(21;21−i)と前記第2のチャンバ(22;22−i)との間に配置され、かつ、前記流体(1)に対して浸透性である薄膜(12;12−i)と、
を有しているコンプレッサ装置(11;11−i)と、
前記第1の電極(31;31−i)と前記第2の電極(32;32−i)との間の電気的抵抗のための設定可能な抵抗値を有する抵抗装置(14;114)と、
前記第1のチャンバ(21;21−i)から前記第2のチャンバ(22;22−i)へ前記流体(1)を調量するために、前記抵抗装置(14;114)の前記抵抗値を設定するように構成されている制御装置(16)と、
を備えていることを特徴とする装置(10;110;210)。 - 前記制御装置(16)は、入力信号(51)を受信し、かつ、受信した前記入力信号(51)に基づいて前記抵抗値を設定するように構成されている、請求項1に記載の装置(10;110)。
- 前記薄膜(12;12−i)は、高分子膜である、請求項1又は2に記載の装置(10;110)。
- 前記抵抗装置(114)に電気的に接続されたインバータ(118)を備え、前記インバータ(118)は、前記第1の電極(31;31−i)と前記第2の電極(32;32−i)との間の電圧(Un)を、直流電圧から交流電圧に変換するように構成されている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の装置(110;210)。
- 前記インバータ(118)に電気的に接続された電圧変換装置(120)を備え、前記電圧変換装置(120)は、前記インバータ(118)によって生成された交流電圧を、第1の電圧値から第2の電圧値へ変換するように構成されている、請求項4に記載の装置(110;210)。
- 前記電圧変換装置(120)は、前記第2の電圧値が、前記第1の電圧値よりも大きくなるように構成されている、請求項5に記載の装置(110;210)。
- 前記抵抗装置(114)は、電気的負荷(115)を含み、前記電気的負荷(115)は、前記抵抗装置(114)において降下した電力を、電気的、化学的及び/又は機械的作用の発揮に利用するように構成されている、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の装置(110;210)。
- 前記装置(210)は、流体力学的に並列接続された複数のコンプレッサ装置(11−i)を備えている、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の装置(210)。
- 前記複数のコンプレッサ装置(11−i)のうちのいくつかのコンプレッサ装置(11−i)は、電気的に直列に接続されている、請求項8に記載の装置(210)。
- 流体(1)を調量するための方法において、
第1の電極(31;31−i)を有する第1のチャンバ(21;21−i)内に前記流体(1)を供給するステップ(S01)であって、前記第1のチャンバ(21;21−i)は、第2の電極(32;32−i)を有する第2のチャンバ(22;22−i)から薄膜(12;12−i)により分離されており、前記薄膜(12;12−i)は、前記流体(1)に対して浸透性である、ステップ(S01)と、
調量すべき前記流体(1)の所望の調量を表す入力信号(51)を受信するステップ(S02)と、
受信した前記入力信号(51)に基づいて、前記第1の電極(31;31−i)と前記第2の電極(32;32−i)との間の電気的抵抗のための抵抗値を設定するステップ(S03)と、
を含むことを特徴とする方法。
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