JP5855328B2

JP5855328B2 - 分離可能な燃料カートリッジ

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Publication number: JP5855328B2
Application number: JP2008522839A
Authority: JP
Inventors: アダムズ、ポール; クレロ、アンドリュー、ジェイ．; ステパン、コンスタンス、アール．; タン、フン、ティー．
Original assignee: Intelligent Energy Ltd
Current assignee: Intelligent Energy Ltd
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: CN101223392B; US20080199759A1; US20130189601A1; CA2614290A1; EP1904775A4; RU2419016C2; RU2008101627A; MX2008000852A; WO2007011704A3; CA2614290C; KR101536331B1; BRPI0613411A2; EP1904775A2; AU2006270218A1; US9490491B2; WO2007011704B1; JP2009502022A; WO2007011704A2; KR20080027852A; CN101223392A

Description

この発明は、一般には、燃料電池用の燃料カートリッジに関し、より具体的には、この発明は、使い捨て可能および再充填可能な燃料カートリッジに関する。

燃料電池は、反応物質、すなわち燃料および酸素の化学エネルギを直流（ＤＣ）電気に直接変換する装置である。多くの漸増している用途において、燃料電池は、化石燃料の燃焼などの従来の発電よりも効率的であり、リチウムイオンバッテリーなどの携帯型蓄電池より効率的である。

一般に、燃料電池技術はアルカリ燃料電池、高分子電解質燃料電池、りん酸燃料電池、溶融炭酸塩燃料電池、固体酸化物燃料電池、および酵素燃料電池のような様々な異なった燃料電池を含む。今日のより重要な燃料電池は、３つのカテゴリ、すなわち、（ｉ）圧縮水素（Ｈ_２）を燃料として利用する燃料電池、（ｉｉ）水素燃料に改質されるアルコール、例えば、メタノール（ＣＨ_３ＯＨ）、金属水素化物、例えば、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）、炭化水素又は他の燃料を利用する陽子交換膜（ＰＥＭ）燃料電池、（ｉｉｉ）直接に非水素燃料を消費できるＰＥＭ燃料電池すなわち直接酸化燃料電池、および（ｉＶ）炭化水素燃料を高温でちょくせつに電気に変換する固体酸化燃料電池（ＳＯＦＣ）に分けることができる。

圧縮された水素は一般に、高い圧力の下で保たれ、そのため、扱いが難しい。その上、大きい貯蔵タンクが通常必要で、消費者向け電子製品用に十分小さくすることができない。従来の改質燃料電池は、燃料を水素に変換させて燃料電池内で酸素と反応させるために改質材や気化および補助システムを必要とする。最近の進歩により、改質材または改質燃料電池が消費者向け電子製品に有望になっている。最も一般的な直接酸化燃料電池は、ダイレクトメタノール燃料電池すなわちＤＭＦＣである。他の直接酸化燃料電池は、ダイレクトエタノール燃料電池およびダイレクトテトラメチルオルトカーボネート燃料電池を含む。ＤＭＦＣでは、メタノールが直接に燃料電池中で酸素と反応し、このＤＭＦＣは、最も簡単で可能性としては最も小さくなる燃料電池であり、消費者向け電子製品用の電力供給に最も有望である。固体酸化燃料電池（ＳＯＦＣ）は炭化水素燃料、例えばブタンを高温で変換して電気を生成する。ＳＯＦＣは、燃料電池反応を起こすのに１０００°Ｃの範囲で比較的高い温度を必要とする。

電気を発生させる化学反応は燃料電池のそれぞれのタイプごとに異なる。ＤＭＦＣでは、各電極での化学電気反応と燃料電池に関する総合的な反応は以下の通り記述される：

アノードでの半反応：
ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ → ＣＯ_２＋６Ｈ^＋＋６ｅ⁻
カソードでの半反応：
１．５Ｏ_２＋６Ｈ^＋＋６ｅ⁻ → ３Ｈ_２Ｏ
全体の燃料電池反応：
ＣＨ_３ＯＨ＋１．５Ｏ_２ → ＣＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ

ＰＥＭを通る水素イオン（Ｈ^＋）がアノードからカソードを通り抜けてマイグレーションするために、また、自由電子（ｅ⁻）がＰＥＭを通り抜けられないため、電子は外部回路を通って流れなければならず、外部回路を通して電流を生じさせる。この外部回路は、モバイルすなわちセル電話、計算機、パーソナルデジタツアシスタンツ、ラップトップコンピュータ、電力ツールなどの有益な消費者向けの電子製品であってよい。

ＤＭＦＣは、特許文献１および特許文献２に開示されており、その内容は参照してここに組み入れる。一般に、ＰＥＭはＮａｆｉｏｎ（商標）などの高分子から作られており、ＤｕＰｏｎｔから入手可能であり、厚さが約０．０５ｍｍ〜約０．５０ｍｍの範囲のペルフルオ化合物材料、その他である。アノードは、典型的には、白金ルテニウムなどの触媒の薄層によってサポートされたテフロン（Ｔｅｆｌｏｎｉｚｅｄ）のカーボン紙から製造される。カソードは、典型的には、白金粒子が膜の一面に接着されるガス拡散電極である。

金属水素化物、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、改質燃料電池の他の燃料電池反応は、以下のようなものである：
ＮａＢＨ_４＋２Ｈ_２Ｏ→（加熱または触媒）→４（Ｈ_２）＋（ＮａＢＯ_２）
アノードでの半反応：
Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻
カソードでの半反応：
２（２Ｈ^＋＋２ｅ⁻）＋Ｏ_２→２Ｈ_２Ｏ
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Ｏ_２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（ＮａＢＯ_２）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。

直接水素化ホウ素燃料電池（ＤＢＦＣ）では、以下のような反応である：
アノードでの半反応：
ＢＨ_４−＋８ＯＨ-→ＢＯ₂-＋６Ｈ_２Ｏ＋８ｅ−
カソードでの半反応：
２Ｏ_２＋４Ｈ_２Ｏ＋８ｅ−→８ＯＨ−
燃料電池アプリケーションのための最も重要な特徴の１つは燃料格納である。別の重要な特徴は燃料カートリッジから燃料電池に燃料の搬送を調整することである。ＤＭＦＣシステムなどの燃料電池には、商業的に役に立つように、消費者の通常な用法を満足させることができるくらいの燃料を格納する能力がなければならない。例えば、モバイルすなわちセル電話、ノートコンピュータ、および個人的なデジタルアシスタント（ＰＤＡ）のために、燃料電池は、少なくとも現行のバッテリと同等の間、好ましくは、はるかに長時間、これら装置に給電できなければならない。さらに、燃料電池は、容易に取替え可能、または詰め替え可能な燃料タンクを具備して、現行の再充電可能なバッテリに必要な長時間の再充電を最小化または省略するべきである。
バルブが、燃料カートリッシ、燃料電池および／または燃料補給装置の間で燃料を輸送するのに必要である。公知文献は、米国特許第６，５０６，５１３号および同第５，７２３，２２９号ならびに米国特許出願公開２００３／００８２４２７および同２００２／０１９７５２２に開示されるような種々のバルブおよび流れ制御装置を開示している。
燃料電池により電力供給可能な多くのデバイスの可搬性の特性ゆえに、デバイスまたは燃料カートリッジは予期しない衝撃的な荷重にさらされることになる。そのような場合、燃料が漏れて、繊細な電子部品を損傷してしまう。したがって、偶発的な事故に遭遇したときに燃料サプライを燃料電池システムから分離する対応を制御する試みが必要となる。
米国特許第５，９９２，００８号米国特許第５，９４５，２３１号米国特許第４，２６１，９５６号

この発明の一側面によれば、燃料サプライが燃料電池システムに結合可能である。燃料サプライは、燃料サプライを燃料電池システムに結合するように構成された燃料サプライコネクタ、燃料サプライを燃料電池システムから自動的に分離する手段と、燃料サプライコネクタを通じた燃料の流れを停止する手段とを有する。

この発明の他の側面によれば、燃料サプライコネクタの分離部分が衝撃時に燃料コネクタの残りの部分よりも容易に壊れるように構成されている。

この発明の他の側面によれば、燃料サプライ排出システムが提供される。

この発明の他の側面によれば、燃料電池システムにおいてスロットが燃料サプライをスライド可能に収容するように構成されている。突起が燃料サプライの表面から延び、凹みがスロットの壁部に形成され、その凹みが突起を開放可能に収容するように構成されている。バネクリップが凹みに配されてその中に突起を開放可能に取り付ける。

この発明の他の側面によれば、燃料サプライが、柔らかな燃料サプライコネクタと、そのコネクタ内に配されたバルブとを有する。

添付図面に例示され、以下で詳細に説明されるように、この発明は、燃料電池用の燃料、例えば、メタノールおよび水、メタノール／水混合物、種々の濃度または純粋なメタノールのメタノール／水混合物を貯蔵する燃料サプライに向けられている。メタノールは多くの種類の燃料電池、例えば、ＤＭＦＣ、酵素燃料電池、および改質燃料電離、その他に利用できる。燃料サプライは、他の種類の燃料電池燃料、例えば、エタノールまたはアルコール、水素化ホウ素ナトリウムのような金属水素化物、水素に改質できる他の化学物質、または、燃料電池の性能を改善する他の化学物質を含んでよい。燃料は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）電解質を含み、これが金属燃料電池またはアルカリ燃料電池とともに使用でき、燃料サプライ中に貯蔵できる。金属燃料電池に対しては、燃料はＫＯＨ電解質反応溶液に浸漬された液体担持亜鉛粒子の形態をしており、電池空洞中のアノードは亜鉛粒子からなる粒状アノードである。ＫＯＨ電解質溶液は、「１または複数の負荷に電力供給するように構成された燃料電池システムの使用方法」という題名で２００３年４月２４日に公開された米国公開特許出願２００３／００７７４９３に開示されており、参照してここに組みこむ。燃料は、また、メタノール、過酸化水素、および硫酸の混合物を含み、これはシリコンチップ状に形成された触媒を通過して流れ燃料電池反応を生成する。燃料は、また、メタノール、水素化ホウ素ナトリウム、電解質、および他の化合物、例えば、米国特許第６，５５４，８７７号、同第６，５６２，４９７号、および同第６，７５８，８７１号に説明されているもののブレンドまたは混合物を含み、これらは参照してその内容をここに組みこむ。燃料は、また、米国特許第６，７７３，４７０号に説明されている、溶媒中に部分的に溶解し、部分的に懸濁するもの、ならびに、米国公開特許出願２００２／０７６６０２に説明されている、液体燃料および固体燃料を含むものを含む。これらは参照してその内容をここに組みこむ。

燃料は、また、上述のように、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）のような金属水素化物および水を含む。燃料は、さらに、炭化水素燃料を含み、炭化水素燃料は、これに限定されないが、ブタン、灯油、アルコール、および天然ガスを含み、これは、「液体ヘテロインタフェース燃料電池デバイス」という題名で、２００３年５月２２日に公開された米国公開特許出願２００３／００９６１５０に開示されており、参照してここに組みこむ。燃料は、また、燃料と反応する液体酸化物を含む。したがって、この発明は、サプライ中に含有され、また、その他、燃料電池システムにより使用される、任意のタイプの燃料、電解質溶液、酸化物溶液または液体または固体に制約されない。ここで使用される用語「燃料」は、燃料電池または燃料サプライ中で反応することができるすべての燃料を含み、また、上述の適切な燃料、電解質溶液、酸化物溶液、気体、液体、固体および／または化学物質ならびにこれらの混合物のすべてを含むが、これに限定されない。

この発明の燃料サプライは、燃料電池で使用されない燃料を貯蔵するのに使用しても良い。これらの用途は、これに限定されないが、シリコンチップ上に構築されたマイクロガスタービン用の炭化水素および水素燃料を貯蔵することであり、”ＨｅｒｅＣｏｍｅｔｈｅＭｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｓ”、ＴｈｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰｈｙｓｉｃｉｓｔ（２００１年１２月／２００２年１月）、ｐｐ．２０−２５に検討されている。他の用途は、内燃機関エンジン用の伝統的な燃料や、ポケットおよび実用ライター用の炭化水素例えばブタンおよび液体プロパンや、個人的な規模の携帯型暖房器に使用される化学燃料を貯蔵することである。ここに使用される用語「燃料電池」は、燃料電池や、この発明のカートリッジとともに使用可能な他の機器を含む。

ここで使用される用語「燃料サプライ」は、これに限定されないが、使い捨てカートリッジ、再充填可能／再使用可能カートリッジ、コンテナ、電子製品内に配置されるカートリッジ、取り外し可能なカートリッジ、電子製品の外部に配置されるカートリッジ、燃料タンク、燃料リザーバ、燃料再充填タンク、燃料を貯蔵する他のコンテナ、および、燃料タンク、コンテナに結合された管材を含む。１のカートリッジがこの発明の例示的な実施例との関連で以下に説明されるが、これら実施例は他の燃料サプライにも適用可能であり、この発明は燃料サプライのいかなる特定のタイプにも限定されないことに留意されたい。この発明の例示的な実施例は、ここでは、１の燃料カートリッジと結合可能なものとして説明される。しかしながら、この発明は先に定義したような任意の燃料サプライとともに使用して好適であることに留意されたい。さらに、ここで使用される「燃料電池」は、燃料電池が給電する電気部品内のあってよい、オプションのポンプを含む。このポンプは燃料サプライにも結合可能である。

さらに、ここに検討される遮断バルブまたは連結バルブは、燃料を燃料サプライから燃料電池へと運び、また、燃料電池内で生成された液体および／または気体の副産物を燃料サプライまたは廃棄物コンテナに運び戻すのに好適である。この発明のバルブは、流体すなわち液体または気体を燃料サプライから、または燃料サプライへ、および／または、燃料電池から、または燃料電池へと運ぶのに好適である。燃料電池カートリッジおよび燃料電池は、本出願人の２００３年１月３１日の出願に係る、「燃料電池用の燃料カートリッジ」という題名の米国公開特許出願２００４／０１５１９６２に開示されている。’９６２公開特許出願の内容は参照してここに組み入れる。

図１に示すようにこの発明の１つの実施例によれば、燃料サプライ１０は燃料電池システム１２に連結されている。連結要素１４は燃料サプライ１０を燃料電池システム１２に動作可能に連結して燃料サプライ１０内に含まれる燃料が供給側バルブ要素２４およびシステム側バルブ要素２６を通じて燃料サプライ１０および燃料電池システム１２の間で搬送可能なようになす。バルブ要素２４および２６は当業界で知られている任意のバルブでよく、例えば、一方向バルブ、ポペットバルブ、またはカモノハシバルブでよい。バルブ要素２４および２６は、また、分離可能な遮断バルブ、例えば、本出願人の２００４年１１月１日の出願に係る「燃料カートリッジ用バルブ」という題名の米国公開特許出願２００６／００７１０８８、および２００３年７月２９日の出願に係る「連結バルブを具備する燃料カートリッジ」という題名の米国公開特許出願２００５／００２２８８３に説明されているものであってよく、これらの開示内容は参照してここに組み入れる。

連結要素１４は好ましくは空洞の管状のセグメントである。連結要素１４は当業界で知られている任意の材料から製造してよいけれども、好ましくはプラスチックまたは樹脂をベースにした材料から製造される。連結要素１４の材料は燃料サプライ１２中に貯蔵される燃料に対して不活性であってよく、あるいは、連結要素１４は燃料サプライ１２中に貯蔵される燃料に対して不活性な内部コーティングを含んでよい。

連結要素１４は、燃料サプライ１０および／または燃料電池システム１２に負荷、例えば一方の他方に対する捩じれが加われば、あるいは、燃料サプライ１０および燃料電池システム１２が落下すれば、燃料サプライ１０が燃料の逸失を最小限にしたままで燃料電池システム１２から自動的に分離するように構成されている。１実施例においては、図２Ａに示すように、連結要素１４は、第１の薄壁セクション２０おおび第２の薄壁セクション２２を含む堅固な管状要素である。これら弱体化されたセクション２０、２２は、負荷が加わると、これらセクションにおける構造的により弱い壁ゆえに、連結要素が薄いセクション２０、２２すなわち図２Ａに示すノッチにおいてより割れやすいように構成されている。セクション２０、２２が割れる負荷はこれらセクション２０、２２における壁厚により決まる。セクション２０、２２は、類似の厚さを伴うように示されているけれども、異なる厚さの壁を有して、一方がより小さな衝撃で壊れ、双方はより大きな衝撃で壊れるようにしてもよい。さらに、当業者に理解されるように、薄い壁のセクション２０、２２の一方のみが連結要素１４に含まれてよい。また、弱体化されたセクション２０、２２は連結要素１４の他の部分と異なる材料、たとえば、より脆い材料から製造されてよい。この実施例では、燃料サプライ１０および燃料電池システムの分離は回復不能であり、すなわち、セクション２０および２２の一方または双方における連結要素１４の塑性変形によって燃料サプライ１０は再結合可能ではない。

システムから燃料が失われるのを最小化するために、連結要素１４は複数の位置に燃料停止要素または燃料吸収要素２３ａ−ｄを含む。燃料停止要素２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、燃料の流れを減少させるように構成された繊維状材料またはフィラー材料またはバルブ（図２Ｃ参照）であってよい。燃料停止要素２３ａ−ｄ、例えば、フィラーまたは開放気泡発泡体はその内部に１または複数の穴を有して透過率を制御してよい。例示的な適切な材料は、先に参照して組み入れた’７９３特許出願に開示されている芯材または毛細管材料を含んでよい。図３Ａに示すように、燃料停止要素２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄとして使用して好適なバルブの例は一方向性バルブ５３ａ、例えばカモノハシバルブを含み、このバルブでは、燃料の流れによる力が通常時にバルブを開状態に保持する。流れが中断されると、バルブは閉じる。任意の一方向性バルブを採用できる。図３ａに逆止バルブ５３ｂが示され、このバルブでは、バルブ５３ｂの半体のピン５５または類似の構造体がブル部５３ｂの他の半体のシール本体５６を押してバルブを通じて流体が流れることができるようにしている。バルブが分離されると、シール本体５６は前方に付勢されて流体の流れを遮断する。代替的には、流体の流れの力がシール本体５６を開状態に維持するのに十分であれば、逆止バルブ５３ｂをピンを伴うことなしに使用可能であろう。換言すると、流体が逆止バルブ５３ｂを通じてシール本体５６へと流れるであろう。図３ｂに示しように、燃料停止要素２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄとして使用して好適なバルブの他の例は、先にここに組み入れた’９４９出願中に示され、説明されているような分離可能なバルブ５３ｃの任意のものである。これらバルブは全体として２つの半体、第１の薄壁セクション２０または第２の薄壁セクション２２に配することが可能な第１の半体５４ａを含む。ただし、１つの薄壁セクションしか必須ではない。分離可能なバルブの第２の半体５４ｂはセクション２０または２２に隣接した、連結要素１４の厚壁部分に配されてよい。分離可能なバルブのこれら２つの半体が分離すると、燃料はもはやこれを通じて流れることができなくなる。

他の実施例において、図２Ｂに示されるように、連結要素１４はジョイント１７で連結されたサプライ側部分１４ａおよびシステム側部分１４ｂを含む。ジョイント１７は好ましくは圧入ジョイント、例えば、図示のような戻り止めシステムであるけれども、当業界で知られている任意の他のタイプの非永久性ジョイントであってよい。ガスケット７例えばＯ−リングをジョイント１７とともに採用して部分１４ａおよび１４ｂの間の流体の緊密なシーリングを確保できるようにすることが好ましい。部分１４ａおよび１４ｂの間の重なりの程度が分離を起こすのに必要な力の量を決定する。この実施例では、多くの場合、部分１４ａおよび１４ｂは簡単にはめ戻すことができるので、分離は永久的である必要はない。ただし、より深刻な衝撃が加わると、付加のタイプおよび方向に応じて、ジョイント１７は修復不可能は損傷を受けることもある。

負荷を受けた場合に、ジョイント１７が最も分離しやすい点であり、そのため、燃料停止要素２３ａおよび２３ｂは、上述のとおりフィラーまたはバルブであり、燃料の漏れを最小化できる。また、この実施例では、燃料停止要素２３ａおよび２３ｂがそれを通り抜ける穴２１を含む。穴２１は、燃料サプライが損傷を受けていないときに、燃料が燃料停止要素２３ａおよび２３ｂを通りやすくする。さらに、芯材経路１９も含まれている。芯材経路１９は、流れチャンネルから流れチャンネルの外部に伸びる燃料停止要素２３ａおよび２３ｂとして使用するための材料部分である。例えば、図２ａに示すように、芯材経路１９は流路からバルブ２６のハウジングを通じて延び、燃料サプライ１０に戻る。芯材経路１９を通じて引き上げられた燃料は燃料サプライ１０内の任意の位置に迂回されてよい。例えば、１実施例では、燃料サプライ１０は、硬い外側ケーシング、燃料を含有する内側の柔らかいブラダー、およびそれらの間のギャップまたはスペース（図示しない）を有する。芯材経路１９は燃料を流路からギャップまたはブラダーへと迂回させてよい。

連結要素１４の他の実施例が図２Ｃに示される。ここでは、連結要素１４は単一の弱体化されたセクション２０を有し、その中にオプションのノッチが形成されている。バルブ要素２４および２６の双方は相互に近接して配置されてその間の体積を最小化する。好ましくは、バルブ要素２４および２６は実施可能なだけ近くに配置する。連結要素１４内の、かつ２つのバルブ要素の間のスペースは好ましくは２３ａのような吸収材料で充填される。

連結部１４の他の実施例は図２Ｄ（ｉ）−（ｉｉ）に示され、バルブ要素２４および２６の各々がその内部に一方向性バルブを含む。連結要素１４はそれらバルブ要素の一方から伸びる管状のスリーブである。他のバルブ要素は、立ち上がったフック３０を具備し、これが、管状スリーブ／連結要素１４の面上のフック３２と連結するようになっている。係合すると、フック３０および３２はそれらバルブ要素を相互に保持して流路Ｆを形成し、これを図２Ｄ（ｉｉ）に示す。管状スリーブ／連結要素１４は好ましくは少なくとも１つの弱体化セクション、例えばノッチ３４を具備し、これが衝撃時に割れる。オプションとして、フック３０も弱体化セクション、例えばノッチ３６を具備して良く、これが衝撃時に割れる。この実施例の利点は、連結要素１４（またはフック３０）が割れるときに各バルブ要素内に含まれる逆止バルブにより実現される内部シールが燃料の流れを封止することである。図示のとおり、燃料吸収材料３８を設けて残留燃料を吸収して良い。

連結要素１４を選択する上で考慮しなければならない得失がある。１例において、長い連結要素、例えば図２Ａに示すようなものは、燃料を含有可能な比較的大きな容積を有する。他方、複数の弱体化セクションを良好に形成される。他の例では、短い連結要素、例えば図２Ｃに示すようなものは、比較的小さな容積しか持たないけれども、少ない数の弱体化セクションしかない。

さらに他の実施例において、図４に示すように、燃料サプライ１０が柔らかな連結要素１１４を介して燃料電池システム１２に動作可能に連結されている。柔らかな連結要素１１４は燃料サプライ１０を燃料電池システムに動作可能に連結して、燃料サプライ１０内に含有される燃料を、燃料サプライ１０および燃料電池システム１２の間でサプライ側バルブ要素２４およびシステム側バルブ要素２６を通じて搬送できるようになし、これは図１に関連して説明したものと同様である。柔らかな連結要素１１４は、好ましくは、当業界で知られている任意の柔らかな材料、例えば、図４に示すような平滑な壁、または図４Ａに示すような波形の壁を具備するゴム、薄壁の金属、およびプラスチックぁら製造される柔らかな管状の要素である。この実施例では、連結要素１１４は、負荷、例えば、燃料サプライ１０を燃料電池システム１２に対して捻ることによる負荷、または燃料サプライ１０および／または燃料電池システム１２が落下したときの負荷にも耐えられるように製造される。さらに、連結要素１１４は複数の襞を有する伸長可能セクション１１５を有して良い。伸長可能セクション１１５の利点は、流体のシーリングを維持しつついくらかの衝撃に対して撓んでそれを吸収することである。連結要素１１４は燃料サプライの一部、または燃料電池の一部、または燃料電池が装備されたデバイスの一部であってよい。連結要素は燃料カートリッジおよび燃料電池／装置の双方と個別の部品であってよく、これは双方に連結可能である。

燃料サプライ１０を燃料電池システム１２への連結を保持し、安定化させるために、第２の堅固な連結部１０５も好ましくは設けられる。堅固な連結部１０５は当業界で知られている任意のタイプのアタッチメント、例えば、圧入、開放可能ラッチ、その他であってよい。好ましくは、堅固な連結部１０５が設けられる場合、燃料サプライ１０および燃料電池システム１２の間で堅固な連結部１０５を通じて燃料は搬送されないけれども、当業者には理解できるように、堅固な連結部１０５は、柔らかな連結部１１４、または図１および図２を参照して先に説明したような、壊れてしまう堅固な連結部１４と酷似するように製造して良い。

代替的には、堅固な連結部１０５はセンサ１０７およびコントローラ１１８を接続する電気リードを含んでも良い。コントローラ１１８は当業界で知られている任意のタイプのコントローラ、例えばマクロプロセッサまたはチップであってよい。センサ１０７は、燃料サプライ１０が衝撃を受けたかどうかを検出することが可能な、当業界で知られている任意のタイプのセンサ、例えば加速度計であってよい。１つのタイプの適切な加速度計はピエゾ電気センサであり、これは衝撃に露呈されたときに電荷を生成する固体素子である。さらに、ピエゾ電気センサは燃料サプライまたは燃料電池システムに働く力を測定するようにも構成できる。燃料サプライ１０が落下すると、センサ１０７は加速度を把握してコントローラ１１８に通知して動作させ、例えば燃料サプライ１０から燃料電池システムへと燃料を引いているポンプ１０３を遮断させ、または燃料サプライまたは燃料電池システム内の流れバルブを遮断させる。適切なピエゾ電気センサは多くの供給元から入手でき、これにはＰＣＢＰｉｅｚｏｔｒｏｎｉｃｓが含まれる。代替的には、電気リード１１３が、単純にポンプ１０３を動作可能にさせる回路を完成させてよい。リード１１３が断線すると、すなわち堅固な連結部１０５が衝撃力により込まれると、リード１１３により完成されていた回路も切れて、これによりポンプ１０３を遮断する。

この発明のさらに他の実施例が図５に示される。この実施例では、燃料サプライ２１０が、燃料サプライ２１０の少なくとも一部を燃料電池システム２１２のハウジング２１７の連結領域２１４中に挿入することにより、燃料電池システム２１２に結合される。ハウジング２１７は好ましくはデバイス例えばラップトップコンピュータまたはＰＤＡのプラスチックまたは金属ハウジングである。ハウジング２１７は１または複数の燃料電池要素、例えば燃料電池スタック（図示しない）も含む。

図５Ａから理解できるように、連結領域２１４は、好ましくは、ハウジング２１７の浅いスロット状の開口である。連結領域２１４は、燃料サプライ２１０および燃料電池システム２１２の間で燃料を搬送するための燃料サプライ２１０側のサプライ側バルブ２２４を収容するシステム側のバルブポート２２６を含む。ポート２２６は、単純に、バルブ２２４を収容するポート、あるいは、先に、または’９４９出願において説明した分離可能なバルブのサプライ側半体であってよい。’９４９出願についてはすでに参照してここに組み入れている。好ましくは、ガスケット２４０、例えばＯ−リングがポート２２６およびバルブ２２４の間に配されて流体緊密なシーリングを実現する。バルブ２２４は好ましくは流動部分を含み、挿入過程の自己整合を容易にし、また、側方の負荷から衝撃を吸収する。

燃料サプライ２１０は、例えばスライド操作により連結領域２１４に挿入されてそこに保持できるようになっている。連結領域２１４は２つのクリップ２６２を内部にそれぞれ具備する２つの凹み２６０を含む。クリップ２６２は当業界で知られている任意の自己解放クリップ、例えば、バネクリップ、サイドクリップ、エアーフィット、変形部分を具備するカラー、弱いマグネット、その他であってよい。凹み２６０は燃料サプライ２１０のシャフト２５０を収容するように構成されており、これは、好ましくは、キャップ２５２を含んでバネクリップ２６２がキャップ２５２上を押さえ込みより硬く保持を行なうようになっている。キャップ２５２も、テーパ付けられた部分を案内シャフト２５０の先端として含み、容易に位置づけられるようにしている。連結領域２１４は比較的浅いので、燃料サプライ２１０は連結領域２１４から引き抜ける。連結領域２１４と燃料サプライ２１０とは比較的わずかしか重なっていないので、連結領域２１４の壁部は、任意の捩じりすなわちトルクが生じたときに、燃料サプライ２１０の取り外しを妨げず、また燃料サプライ２１０を損傷しない。オプションとして、シャフト２５０をキャップ２５２の近くで弱体化させてよく、例えば、図５Ｂに示すようなノッチを用い、あるいは、切り込みを用いて弱体化させてよく、これにより側方負荷の力が加わったときにシャフト２５０が壊れるようになる。バネクリップ２６２のバネ定数は、好ましくは、燃料サプライ２１０が負荷に晒されたときに燃料サプライ２１０が連結領域２１４から排出されて連結領域２１４に対する損傷を最小化して燃料サプライ２１０が再挿入可能となるように、あるいは新しい燃料サプライが取り付けてよいようなものに、選定される。さらに他の実施例では、シャフト２５０の首部が弱体化され、２５０の薄い首部が破砕するようにされて、燃料電池内にシャフト２５０の一部が残っているが故に、他のカートリッジが挿入できないようになっている。さらに、シャフト２５０をクリップ２５２から外す力が、バルブ２２４または燃料電池２１２のいずれも損傷しない所定の力で取り外すように設計できるであろう。その力を越えると、シャフト２５０は壊れ、他のカートリッジ２１０をクリップ２５２に挿入可能としない。

さらに、燃料サプライ２１０が分離すると、燃料サプライ２１０および燃料電池システム２１２の間でされに燃料が搬送されない態様で、サプライ側のバルブ２２４がポート２２６から分離する。例えば、１実施例では、バルブ２２４は図３ａに示すような逆止バルブでよい。そのような実施例において、ポート２２６は空洞の突起、ピンまたは針２２７を含んで良く、これがバルブ２２４中のシール部材を押して開状態となして燃料がバルブ２２４を通じてポート２２６へ流れるようになっている。分離時には、突起２２７がバルブ２２４から取り外されて、シール部材がバルブ２２４を閉じて燃料の流れを遮断する。連結領域２１４は好ましくは浅いけれども、突起２２７の長さを、バルブ２２４内のシール部材を操作できるように選定する。他の実施例では、分離可能な遮断バルブ、例えば、’９４９出願および’００６出願に説明されているものを採用する。さらに他の実施例では、ピン２２７をバルブ２２４内に、例えば、その中央または中央の近くに、リブまたは他の支持部材により配置しても良い。バルブ２２４は、ピン２２７が支持部材により決定される正確な位置にある限り、開になるだけである。例えば支持部材の１つを破壊する衝撃が発生して、ピンがその正確な位置から動かされると、ピン２２７はもはやバルブ２２４を開状態に維持できない。

代替的な排出システムが図６に示され、この図は、図５のＡ−Ａ線に沿う排出システムの断面図を示す。燃料サプライ２１０は図５および図５ａを参照して説明したものと同様の態様で燃料電池システム２１２に動作可能に結合される。燃料サプライ２１０が連結領域２１４に挿入されると、シャフト２５０がバネ２７２を押し、このバネ２７２はシャフト２５０を外側にバイアスするように構成されている。バネクリップ２６０がキャップ２５２上をクリップするときに、シャフト２５０が開口２６０内に保持される。燃料サプライ２１０を排出するために、燃料サプライ２１０に結合されているレバーアーム２７０がいくつかの突起２７１を含み、これらが開口２６０の内部へ伸びている。好ましくは、突起は楔形状であるけれども、これらは任意の他の適切な形状を採用できる。燃料サプライがレバーアーム２７０を押し込む態様で衝撃を受けると、突起２７１が、キャップ２５２およびバネクリップ２６２の間で、開口２６０内へと付勢される。バネクリップ２６２が開放されるとき、バイアスしているバネ２７２がシャフト２５０を外側へ押し、これによって、燃料サプライ２１０が排出される。当業者には明らかなように、シャフト２５０およびクリップ２５２の組の数は１から任意の数の範囲であって良く、これは連結部の所望の強度に左右される。さらに、バルブ２２４が、当該バルブ２２４の燃料電池システム２１２の連結部の近傍に、クリップ２５２により固定して配置されるように構成すれば、個別のシャフト２５０は必要でない。換言すれば、１実施例において、バルブ２２４がシャフト２５０を置き換えて良い。

さらに他の実施例において、図７に示すように、図５に示す実施例と同様に、燃料電池システムのハウジング３１７側の連結領域３１４に燃料サプライ３１０を挿入することにより、燃料サプライ３１０が燃料電池システム３１２に結合される。この実施例では、燃料サプライ３１０は、燃料を燃料サプライ３１０から燃料電池スタック３０９へと運ぶことが可能なようにポート３２６に動作可能に結合されるように構成されたバルブ３２４を含む。バルブ３２４およびポート３２６は図５を参照して先に説明したものと同様である。

燃料サプライ３１０はセンサ３７０を含む。好ましくは、センサ３７０は加速度計であるけれども、センサ３７０は、急激な加速すなわち衝撃を示す、当業界で知られている任意のタイプのセンサ、例えば、歪み計であってよい。センサ３７０は好ましくはピエゾ電気の加速度計であり、これは当業界で知られている。ピエゾ電気の加速度計は一般に中央ポストおよび振動物質の間に挟まれた水晶のようなピエゾ電気結晶である。加速下で、物質が剪断応力を惹起して結晶に印可する。結晶に加わる、この応力により生成される電圧の大きさは加速の程度に応答する。さらに、センサ３７０は単純なバネ質量系の加速度計であってもよい。センサ３７０は燃料電池システム３１２内に配されても良い。

燃料電池システム３１２は自動排出機構を含む。燃料サプライ３１０がハウジング３１７の連結領域３１４中へと押し込まれるとき、このスライド移動が、戻り止め３６５ｂがロッド３７２内に配されたスロット３６５ａ（以下ではノッチともいう）に押し込まれるまで、図７Ａに示すようにバイアスバネ３６８が結合されたロッド３７２を押す。中立状態において、バネ３６８はハウジング３１７の外部へと伸ばされており、したがって、圧縮バネ３６８中にエネルギが貯蔵される。

戻り止め３６５ｂは可動アーム３７４の端部に配され、このアーム３７４がストッパ３７５にヒンジ３７６により結合されている。ヒンジ３７６は当業界で知られている任意のものでよく、コントローラ３１８により制御される。コントローラ３１８は、先に説明したコントローラ１１８と同様であり、当業界で知られている任意のタイプのコントローラ、例えば、コンピュータプロセッサであってよい。コントローラ３１８はリンク３６４を介して可動アーム３７４と信号をやり取りする。コントローラ３１８は燃料サプライ３１０側のセンサ３７０とも電気コンタクト３１５ａ、３１５ｂを介して信号をやり取りする。コントローラ３１８は、燃料サプライ３１０の加速をコントローラ３１８がセンサ３７０から受け取った信号から計算するようにプログラムされている。加速の程度が閾値レベルを越えると、コントローラ３１８が、例えば電磁石を用いてヒンジ機構を開にして可動アーム３７４を引くことによりアーム３７４を開放する信号を送り、戻り止め３６５ｂがスロット３６５ａから外れるようにする。代替的には、ヒンジ３７６は弱くて良く、衝撃の移動または加速自体が戻り止め３５６ｂをガタつかせてスロット３６５ａから放つ。可動アーム３７４が開方向に回動するとき、戻り止め３６５ｂがロッド３７２から外れる。バネ３６８は貯蔵していたエネルギを開放してロッド３７２を外側に押し、この結果燃料サプライ３１０を連結領域３１４から排出する。バネ３６８は十分に強く燃料サプライ３１０を燃料電池３１２から迅速に係合解除させるものでなければならない。バルブ３２４がポート３２６から分離し、これにより、燃料の流れを停止する。代替的には、コントローラ３１８がアーム３８４をリセットするまで、燃料サプライ３１０は再挿入できない。代替的な既知の排出システムおよび構成を採用してコントローラ３１８により制御してもよいことは、当業者には明らかである。

代替的な排出システムにおいて、可動アーム３７４は燃料サプライ３１０側にあってよい。さらに、可動アーム３７４が当業界で知られている任意の手法により作動されてよい。例えば、排出システムの代替的な実施例が図７Ｂに示される。この実施例は多くの側面で図７に示される実施例と同様であり、この実施例において、ロッド３７２が燃料サプライ３１０に固定して結合される。換言すれば、ロッド３７２は燃料サプライ３１０の延長部である。可動アーム３７４の中央部分３７３がロッド３７２に、接着剤またはファスナーにより固定して結合されている。

可動アーム３７４の自由端は戻り止め３６５ｂを具備するように構成され、この戻り止め３６５ｂが燃料電池側のストッパ３７５に形成された対応するノッチ３６５ａに挿入可能である。燃料サプライ３１０が適切に連結領域３１４に挿入されたとき、戻り止め３６５ｂはノッチ３６５ａ内の位置にはめ込まれる。先に説明した実施例と同様に、バネ３６８がストッパ３７５に結合されている。中立状態では、バネ３６８はハウジング３１７の外部へと伸ばされており、したがって、燃料サプライ３１０の連結領域３１４への挿入によりバネ３６８がストッパ３７５へと圧縮されときに、バネ３６８中にエネルギが貯蔵される。好ましくは、板３７８、例えば金属またはプラスチックの板がバネ３６８の終端に配されてバネが等しく圧縮されるようになす。可動アームが作動されるとき、戻り止め３６５ｂがノッチ３６５ａから外れ、バネ３６８が燃料サプライ３１０を連結領域３１４の外へ押し出すようになす。

この実施例において、可動アーム３７４は好ましくは電気活性ポリマー（ＥＡＰ）材料から製造される。当業界で知られているように、ＥＡＰは、著しく形状およびサイズを変位させて電気刺激に応答する。「人工筋肉」はＥＡＰのこの側面を記述するのにしばしば使用される用語である。任意のタイプのＥＡＰを使用して良く、これに限定されないが、これには、強誘電体ポリマー、静電歪み（ｓｔｒｉｃｔｅｄ）ポリマー、電歪グラフトエラストマー、電気粘弾性エラストマー、イオン性ポリマー金属複合体、導電性ポリマー、およびカーボンナノチューブが含まれる。電気が可動アーム３７４を通じて通過するときに、可動アーム３７４が変形する。変形を引き起こす電気は任意のソース、例えば、その電流がコントローラ３１８により制御されるバッテリ（図示しない）に由来してよい。ただし、可動アーム３７４を作動させる電流は好ましくは可動アーム３７４に接触するように配されたピエゾ電気結晶３８０により生成される。ピエゾ電気結晶３８０が荷重、例えば、加速度または衝撃からの荷重に晒されると、結晶３８０は可動アーム３７４およびロッド３７２の間で圧迫される。当業界で知られるように。結晶３８０のようなピエゾ電気結晶を圧縮したり衝撃を加えたりするとその表面に電流が流れ出す。この電流が可動アーム３７４を作動させノッチ３６５ａから遠ざけ、バネ３６８が燃料サプライ３１０を排出可能になる。当業者が理解するように、ＥＡＰから製造された可動アーム３７４を、図７Ａに示される実施例においてヒンジされた堅固なアームに代えて用いても良い。燃料サプライの挿入過程で、ホストデバイスから電流を送ってアーム３７４を作動させることができる。アーム３７４は十分に柔らかくて挿入時に屈曲するようになっていて良い。

代替的には。戻り止めシステム３６５に代えて鍵穴結合を採用して、ロッド３７２が確実な結合のために予め定められた経路に従わなければならないようにしてもよい。ロッド３７２または鍵穴部分のいずれかが回転して取り外しを許容しなければならない。代替的には、鍵穴部分が穿孔されていた衝撃時にそのシャフトが壊れるようになっていてよい。さらに、当業者に明らかなように、連結部が十分に支持されて閾値レベル以下の力による不慮の取り外しを防ぐようになっていれば、そのような排出システムは先に説明したように凹みにおいて、または単純に燃料電池システム３１２の表面において使用されて好適にできる。

代替的には、バルブ要素３２４および／または３２６は、コントローラ３１８により制御される電気ソレノイドバルブであってよい。センサ３７０により検出された加速度が予め定められた閾値を越えるときに、コントローラ３１８が電気信号または電流を送り、バルブ要素３２４、３２６の一方または双方を遮断する。代替的には、両ソレノイドバルブ３２４、３２６および図７Ａに示す排出システムを一緒に、または予め定められた順番で配置してよい。オプションとして、燃料サプライ３１０から燃料スタック３０９へ燃料を引くポンプ（図示しない）がコントローラ３１８により信号を受け遮断されてよい。この実施例において、ソレノイド３２４、３２６を開状態に保持する電流を供給する回路が、燃料サプライ３１０が結合領域３２４に適正に挿入されているときのみ、完成される。衝撃時に、燃料サプライ３１０が排出され、ソレノイド３２４、３２６を制御する回路が破壊され、これにより、それを通る燃料の流れが遮断される。オプションとして、コントローラ３１８はディスプレイを含んで、衝撃後、新しい燃料サプライ２１０をインサートするよう試みる前に、全表面を調べるように忠告されて良い。測定された加速度のレベルに応じて、コントローラ３１８はすべての流れバルブを閉状態に維持でき、また、加速度が予め定められたレベルを上回る場合に、燃料サプライの再挿入または新たな燃料サプライの挿入を拒否することができる。

他の適切な保持デバイスは本出願人の２００５年７月１８日の出願に係る「改善された連結バルブを具備する燃料サプライ」という題名の米国仮特許出願６０／６９９，６８５に開示されており、その内容は参照してここに組み入れる。

ここに開示された発明の例示的な実施例がこの発明の目的を達成することは明らかであるが、当業者が種々の変形や他の実施例を構成できることは容易に理解できる。さらに、任意の実施例の特徴および／または要素を、単独で、または他の実施例の特徴および／または要素と組み合わせて使用できる。添付の特許請求の範囲は、これらすべての変形例や実施例を、その趣旨を逸脱することなくカバーすることを意図するものであることは、容易に理解できる。

なお、以下に、上述実施例の技術的な特徴を列挙する。
［技術的特徴１］
燃料電池システムに結合可能な燃料サプライにおいて、
上記燃料サプライを上記燃料電池システムに結合するように構成された燃料サプライコネクタと、
上記燃料サプライを上記燃料電池システムから外力に応じて自動的に分離する手段とを有する燃料サプライ。
［技術的特徴２］
分離後に上記燃料サプライコネクタを通じた燃料の流れを最小化または停止させる手段をさらに有する技術的特徴１記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３］
燃料電池システムに結合可能な燃料サプライにおいて、
上記燃料サプライを上記燃料電池システムに結合する燃料サプライコネクタを有し、上記燃料サプライコネクタの少なくとも１つの部分が衝撃時に壊れやすい燃料サプライ。
［技術的特徴４］
当該壊れやすい部分の壁厚が全体的なコネクタの壁厚より薄い技術的特徴３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴５］
当該壊れやすい部分が上記燃料サプライコネクタの残りの部分と異なる材料から製造される技術的特徴３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴６］
当該壊れやすい部分は、燃料サプライ側連結部分の燃料電池側連結部分に対するジョイントを有する技術的特徴３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴７］
実質的に上記燃料サプライの当該壊れやすい部分が壊れるときに、燃料の流れを停止させるバルブをさらに有する技術的特徴３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴８］
上記バルブは上記燃料サプライコネクタの内部に配される技術的特徴７記載の燃料サプライ。
［技術的特徴９］
上記バルブが上記燃料サプライコネクタを横断する技術的特徴７記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１０］
上記バルブは、逆止バルブ、カモノハシバルブ、ソレノイドバルブおよび分離可能な遮断バルブからなるグループから選択される技術的特徴７記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１１］
当該壊れやすい部分を通じた燃料の流れを最小化するフィラー材料をさらに有する技術的特徴３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１２］
上記フィラー材料を通り抜けるように配される少なくとも１つの穴をさらに有する技術的特徴１１記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１３］
燃料電池システムに結合可能な燃料サプライにおいて、
上記燃料サプライ側に配された燃料サプライ連結領域であって、上記燃料サプライが上記燃料サプライコネクタ内に挿入されるように構成されているものと、
上記念慮サプライの加速時に上記燃料サプライを排出するようになされた燃料サプライ排出システムとを有する燃料サプライ。
［技術的特徴１４］
上記燃料排出システムは、上記燃料サプライを上記システムから放出する排出部を有し、上記排出部は電気活性ポリマー作動部を有する技術的特徴１３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１５］
上記電気活性ポリマー作動部はピエゾ電気結晶から電流供給を受ける技術的特徴１４記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１６］
上記燃料サプライ排出システムは、コントローラ、センサ、および上記燃料サプライを上記燃料電池システムから放出する放出部を有する技術的特徴１３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１７］
上記センサは加速度計または歪み計の少なくとも１つである技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１８］
上記コントローラはプロセッサである技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴１９］
燃料の流れを最小化するフィラー材料をさらに有する技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２０］
上記連結領域を通じた燃料の流れを遮断するように構成されたバルブをさらに有する技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２１］
上記バルブは、逆止バルブ、カモノハシバルブ、ソレノイドバルブおよび分離可能な遮断バルブからなるグループから選択される技術的特徴２０記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２２］
上記排出部はバネを有する技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２３］
上記排出部はロッドを有する技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２４］
上記排出部は、キャップを具備するシャフトと、上記キャップをその内部に確実に取り付けるためのクリップシステムとを有する技術的特徴１６記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２５］
燃料電池システムに結合可能な燃料サプライにおいて、
上記燃料サプライおよび上記燃料電池システムの間のインターロックを有し、このインターロックが、上記燃料サプライが上記燃料電池システムに挿入されるときに、上記燃料サプライを定位置に保持し、かつ、上記インターロックは予め定められた閾値を越える力が上記燃料サプライに印可されたときに開放される燃料サプライ。
［技術的特徴２６］
上記燃料サプライおよび上記燃料電池システムの間に配されたバイアス用バネと、
上記インターロックを開放するようにされた放出機構とを有し、上記インターロックが開放されたときに、上記バイアス用のバネが上記燃料サプライおよび上記燃料電池システムを分離させる技術的特徴２５記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２７］
上記燃料サプライは上記燃料電池システム中のスロットにスライドして入る技術的特徴２５記載の燃料サプライ。
［技術的特徴２８］
柔らかな管と、上記柔らかな管を通じた燃料サプライからの燃料の搬送を制御するバルブとを有する、燃料電池システムに結合可能な燃料サプライ。
［技術的特徴２９］
上記柔らかな管は襞付きである技術的特徴２８記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３０］
上記燃料サプライを上記燃料電池しすてむに結合する堅固なコネクタをさらに有する技術的特徴２８記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３１］
上記堅固なコネクタの内部に配された電気リードをさらに有する技術的特徴３０記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３２］
上記電気リードは上記燃料サプライ中のセンサを上記燃料電池内のコントローラに接続する技術的特徴３１記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３３］
燃料電池、燃料電池サプライ、および加速度計を有し、上記加速度計の出力が上記燃料サプライまたは上記燃料電池の部品を制御する燃料電池システム。
［技術的特徴３４］
上記部品は上記燃料サプライ中の流れバルブを有する技術的特徴３３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３５］
上記部品は上記燃料電池中の流れバルブを有する技術的特徴３３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３６］
上記加速度計の上記出力が上記燃料サプライを上記燃料電池システムから排出する技術的特徴３３記載の燃料サプライ。
［技術的特徴３７］
電気活性ポリマーから製造された保持部をさらに有し、上記保持部が上記燃料サプライを上記燃料電池システムに対して保持し、かつ上記保持部が上記加速度計の上記出力により作動可能である技術的特徴３６記載の燃料サプライ。
添付図面は明細書の一部を形成し、明細書との関連において理解されるべきであり、種々の図において類似の参照番号は類似の部分を示すために用いられる。添付図面は以下のとおりである。

この発明に従う燃料電池システムおよび燃料サプライの模式図である。図１のコネクタの第１の実施例の断面図である。図１のコネクタの第２の実施例の断面図である。図１のコネクタの第３の実施例の断面図である。図１のコネクタの第４の実施例の断面図である。図１のコネクタの第４の実施例の断面図である。図２ａおよび２ｂのコネクタ内に採用されるバルブの断面図である。図２Ａおよび２Ｂのコネクタ内に採用される分離可能な遮断バルブの断面図である。この発明に従う燃料電池システムおよび燃料サプライの代替的な実施例の模式図である。この発明に従う燃料電池システムおよび燃料サプライの代替的な実施例の模式図である。この発明に従う燃料電池システムおよび燃料サプライの第２の代替的な実施例の模式図である。図５のシステムおよび燃料サプライの連結領域の部分拡大図である。この実施例の弱体化された部分の拡大図である。図５の燃料電池システムおよび燃料サプライの連結領域の線Ａ−Ａの沿う、代替的な連結機構を説明する断面図である。この発明に従う燃料電池システムおよび燃料サプライの第３の代替的な実施例の模式図である。図７のシステムおよび燃料サプライの連結領域の部分拡大図である。図７Ａに示される連結領域の代替的な実施例の部分拡大図である。

符号の説明

１０燃料サプライ
１２燃料電池システム
１４連結要素
２０、２２薄壁セクション
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ燃料停止要素
２４、２６バルブ要素

Claims

燃料電池および燃料サプライを有し、上記燃料電池から給電される燃料電池システムにおいて、
上記燃料サプライは、上記燃料電池を収容するハウジングに取り外し可能に結合され、
上記燃料電池システムは、
上記ハウジングに設けられた燃料サプライ連結領域であって、上記燃料サプライが当該燃料サプライ連結領域内に挿入されるように構成されているものと、
上記燃料サプライ連結領域内に挿入された上記燃料サプライを上記燃料サプライ連結領域から排出するように構成された燃料サプライ排出システムとを有し、
上記燃料電池システムは、さらに、コントローラと、加速度計とを有し、
上記コントローラが上記加速度計の出力に基づいて上記燃料サプライ排出システムを駆動して上記燃料サプライを上記燃料サプライ連結領域から排出させ、
さらに、上記コントローラが、上記加速度計の出力に基づいて、上記燃料サプライ排出システムに加えて、上記燃料サプライの部品または上記燃料電池の部品を制御できる燃料電池システム。
上記燃料サプライ排出システム以外の上記燃料サプライの部品または上記燃料電池の部品は、上記燃料サプライ中の流れバルブを有する請求項１記載の燃料電池システム。
燃料電池および燃料サプライを有し、上記燃料電池から給電される燃料電池システムにおいて、
上記燃料サプライは、上記燃料電池を収容するハウジングに取り外し可能に結合され、
上記燃料電池システムは、
上記ハウジングに設けられた燃料サプライ連結領域であって、上記燃料サプライが当該燃料サプライ連結領域内に挿入されるように構成されているものと、
上記燃料サプライ連結領域内に挿入された上記燃料サプライを上記燃料サプライ連結領域から排出するように構成された燃料サプライ排出システムとを有し、
上記燃料電池システムは、さらに、コントローラと、加速度計とを有し、
上記燃料サプライ排出システムは、上記燃料サプライ連結領域に設けられ、上記燃料サプライが当該燃料サプライ連結領域に挿入されるとき当該燃料サプライを放出するようにバイアスするバイアス部材と、上記燃料サプライ連結領域に設けられ、上記燃料サプライが上記バイアス部材のバイアスに抗して上記燃料サプライ連結領域に挿入された状態を保持するように上記バイアス部材を係止する可動部材とを含み、上記可動部材は電気活性ポリマーからなり、上記コントローラは、上記加速度計からの出力に基づいて、上記電気活性ポリマーに電流を流して上記可動部材を変形させて、上記バイアス部材の係止を解除して上記バイアス部材のバイアスによって上記燃料サプライを上記燃料サプライ連結領域から排出させる燃料電池システム。