KR100588756B1

KR100588756B1 - Metal-air fuel cell battery systems employing metal fuel cards

Info

Publication number: KR100588756B1
Application number: KR1020007003720A
Authority: KR
Inventors: 사덱엠 파리스; 체핀 츠사이; 웨인 야오; 유엔-밍 챵
Original assignee: 리베오 인코포레이티드
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2006-06-13
Also published as: KR100555152B1; KR20010024436A; KR20010030968A

Abstract

본 발명은 메탈-에어 FCB 베이스 시스템(110)에 관한 것으로, 메탈-연료 이송보조시스템(111), 메탈-연료 방전보조시스템(115) 및, 메탈-연료 재충전시스템으로 구성되어진다. 이러한 메탈-연료 이송보조시스템의 기능은 선택된 시스템의 모드에 따라 메탈-연료 카드 또는 시트를 메탈-연료 방전 보조시스템 또는 메탈-연료 재충전보조시스템으로 이송하게 되어 있다. 그리고, 상기 메탈-연료 방전 보조시스템으로 이송되거나 이를 통하여 각 메탈 -연료 카드(112)가 하나 이상의 방전 헤드와 전기적으로 작동하여 방전하여, 상기 보조시스템에 연결된 전기적 로드(116)를 가로질러 전력을 발생시키게 한편, 전기화학 반응중에 캐소우드-전해액의 접촉면에서 물과 산소가 소비되어지게 된다.한편, 상기 메탈-연료 재충전 보조시스템으로 또는 이를 통하여 이송될 때 하나 이상의 재충전 헤드에 의해 방전된 메탈-연료가 충전되어져, 산화된 메탈-연료 원료를 재사용할 수 있게 하기 위해 변환시킨다. 또한 전기화학반응을 하는 동안 산소가 캐소우드 전해액 접촉면에서 해제된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 여러 형태의 메탈-연료 카드를 전기적인 부하조건의 범위에 맞추어 효과적으로 방전 및 충전시킬 수 있는 것이다.The present invention relates to a metal-air FCB base system 110, and is composed of a metal-fuel transport assistance system 111, a metal-fuel discharge assistance system 115, and a metal-fuel refill system. The function of the metal-fuel transfer assistance system is to transfer the metal-fuel card or sheet to the metal-fuel discharge assist system or the metal-fuel recharge assist system depending on the mode of the selected system. Then, each metal-fuel card 112 is electrically operated and discharged by one or more discharge heads through or transferred to the metal-fuel discharge assistance system, thereby distributing power across the electrical rod 116 connected to the secondary system. On the other hand, water and oxygen are consumed at the contact surface of the cathode-electrolyte during the electrochemical reaction. On the other hand, the metal discharged by one or more recharge heads when transported to or through the metal-fuel recharge aid system. The fuel is charged and converted to make the oxidized metal-fuel raw material reusable. Oxygen is also released at the cathode electrolyte interface during the electrochemical reaction. In a preferred embodiment of the present invention, various types of metal-fuel cards can be effectively discharged and charged according to a range of electrical load conditions.

메탈-에어 FCB 배터리, 메탈-연료 시스템Metal-Air FCB Battery, Metal-Fuel System

Description

Metal-air fuel cell battery systems employing metal fuel cards

본 발명은 메탈-에어 연료 셀 배터리(FCB) 시스템과 장치를 최적 상태로 방전시킬 수 있도록 개선한 시스템과 방법 및 상기 FCB를 빠르고 효과적인 방법으로 충전시키기 위해 개선한 방법과 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an improved system and method for optimally discharging a metal-air fuel cell battery (FCB) system and apparatus, and to an improved method and system for charging the FCB in a fast and efficient manner.

본 발명에 따른 종래의 기술로서, 미국 특허 출원 제 08/944507 호에는 여러가지 타입의 새로운 메탈-에어 연료 셀 배터리(FCB)가 게재되어 있는 바, 이 배터리는 전력이 발생되는 동안 전해액이 침투된 젤과 같은 이온 전도성 매체의 존재하에서 메탈-연료 테이프가 고정 캐소우드 구조를 통하여 이송하게 되어 있다. 그런데 공지의 일반적인 전기화학의 법칙에 따르면, 상기와 같이 이송된 메탈-연료 테이프는 전력이 발생함에 따라 시스템내에서 산화되어진다는 것이다.As a prior art according to the present invention, U.S. Patent Application No. 08/944507 discloses various types of new metal-air fuel cell batteries (FCB), which are gels in which electrolyte has penetrated during power generation. In the presence of an ion conductive medium such as a metal-fuel tape is intended to be transported through the fixed cathode structure. However, according to the known general rules of electrochemistry, the transported metal-fuel tape is oxidized in the system as power is generated.

한편, 미국 특허 08/944.507 호에 게재된 메탈-에어 FCB 시스템은 종래 기술의 전기-화학 방전장치에 비해 여러가지 장점을 갖추고 있는 바, 예컨대, 그 장점 중의 하나는 전력의 발생이 특별한 부하 조건에 따라 요구되어지는 출력전위의 범 위 이상이라는 것이고, 다른 하나의 장점은 방전 작동중에 이루어지는 배터리 충전사이클 동안 및 이것들과 개별적으로 작동하는 동안에 상기한 바와 같이 산화된 메탈-연료 테이프가 반복적으로 재조절(예컨대, 재충전)될 수 있다는 것이다.Meanwhile, the metal-air FCB system disclosed in U.S. Patent 08 / 944.507 has various advantages over the prior art electro-chemical discharge device, for example, one of the advantages is that the generation of power depends on a particular load condition. Another advantage is that the oxidized metal-fuel tape is repeatedly readjusted (e.g., as described above) during battery charging cycles during discharge operation and during individual operation with them. Can be recharged.

또한, 미국 특허 제 5,250,370 호에는 종래 기술에서 메탈-에어 FCB 시스템에서 사용된 산화 메탈-연료 테이프를 재충전시키는 개선된 시스템 및 방법이 게시되어 있는 바, 이 발명에서는 메탈-에어 FCB 방전 시스템내에 재충전 헤드를 일체화시키도록 되어 있는데, 이러한 기술적인 개선사항은 이론적으로 FCB 방전작동에 있어서 메탈-연료 테이프의 빠른 재충전이 가능한데, 그러나 실제에 있어서는 방전 및 재충전 작동모드 동안에 이 시스템을 통하여 메탈 테이프를 이동시키기 위해 일반적으로 특별한 기구가 필요하다는 사실때문에 테이프 형태로 되어 있는 메탈-연료가 바람직하지 못하게 된다.In addition, US Pat. No. 5,250,370 discloses an improved system and method for recharging metal oxide-fuel tapes used in metal-air FCB systems in the prior art, in which the recharge head in a metal-air FCB discharge system is disclosed. This technical improvement allows theoretically rapid refilling of metal-fuel tapes in FCB discharge operations, but in practice to move metal tapes through the system during discharge and recharge modes of operation. In general, the fact that special equipment is required makes metal-fuel in tape form undesirable.

따라서, 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 한계를 극복하여 메탈-연료를 방전 및 재충전하기 위한 개선된 방법과 장치에 대한 큰 필요성이 있었다.Therefore, there is a great need for an improved method and apparatus for discharging and recharging metal-fuels to overcome the limitations in the prior art as described above.

이에 본 발명에서는, 종래 기술에서의 결점과 단점을 피할 수 있도록 개선시킨 메탈-에어 연료 셀 배터리(FCB)의 방전 및 재충전 방법과 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for discharging and recharging a metal-air fuel cell battery (FCB) improved to avoid the disadvantages and disadvantages of the prior art.

또한, 본 발명의 다른 목적은 메탈-연료 카드 또는 플레이트의 공급을 방전하기 위한 시스템을 제공하는데 있다.It is a further object of the present invention to provide a system for discharging a supply of a metal-fuel card or plate.

또, 본 발명의 다른 목적은 메탈-연료 카드 혹은 플레이트가 카세트 카트리지 혹은 이러한 장치로 부터 제공되어지게 한 시스템을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a system in which a metal-fuel card or plate is provided from a cassette cartridge or such an apparatus.

본 발명의 또 다른 목적은 각 메탈-연료 카드 또는 플레이트가 카세트 카트리지로 부터 시스템의 방전 격실속에 자동적으로 적재되어지게 한 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a system in which each metal-fuel card or plate is automatically loaded from the cassette cartridge into the discharge compartment of the system.

본 발명의 또 다른 목적은 방전 모드작동중에 산화 완료되어진 메탈-연료 카드 또는 플레이트를 재충전시키기 위한 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a system for recharging a metal-fuel card or plate that has been oxidized during discharge mode operation.

또한, 본 발명의 다른 목적은 산화된 각각의 메탈-연료 카드 또는 플레이트의가 각각 시스템의 재충전 격실속에 수동으로 적재되어지고, 재충전(예컨대, 환원)이 완료된 후에 상기 카드가 재충전 격실에서 부터 반자동적으로 방전되어지게 하는 시스템을 제공하는 것이다.It is also another object of the present invention that each of the oxidized metal-fuel cards or plates is manually loaded into the refill compartment of each system and the card is semi-automatic from the recharge compartment after recharging (e.g. reduction) is completed. It is to provide a system to be discharged.

또, 본 발명의 다른 목적은 산화된 각각의 메탈-연료 카드 또는 플레이트가 자동적으로 시스템의 재충전 격실속으로 적재되고, 재충전(예컨대 환원)이 완료된 후에 상기 카드가 자동적으로 재충전 격실에서 부터 방전되어지고, 다른 산화 메탈-연료 카드가 자동적으로 재충전되기 위해 재충전 격실속으로 적재되어지게 한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the invention is that each oxidized metal-fuel card or plate is automatically loaded into the recharging compartment of the system, and the card is automatically discharged from the recharging compartment after recharging (e.g. reduction) is completed. The aim is to provide a system which allows other metal oxide-fuel cards to be loaded into a recharging compartment for automatic recharging.

또한, 본 발명의 다른 목적은 여러개의 메탈-연료 카드 혹은 플레이트가 자동적으로 고속 방전용 시스템속으로 이송되어지게 하는 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a system in which several metal-fuel cards or plates are automatically transferred into a system for fast discharge.

또, 본 발명의 다른 목적은 재충전 사이클 동안에 배터리를 최적으로 재충전시킬 수 있도록 메탈-에어 연료 셀 배터리를 방전시킴으로써 전기부하를 이기고 전 기화학적으로 전력을 발생시키는 개선된 방법과 장치를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide an improved method and apparatus for discharging a metal-air fuel cell battery to overcome the electrical load and electrochemically generating power to optimally recharge the battery during a recharge cycle.

또 본 발명의 다른 목적은 여러개의 메탈-연료 카드가 메탈-연료 카드 방전 격실속에 적재되어질 수 있고, 이와 동시에 상기 메탈-연료 카드 방전 보조시스템속으로 방전되어지게 하여 여기에 연결된 전기적 부하에 저항하여 전력을 발생시키고 이송하게 하는 메탈-에어 FCB시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to allow a plurality of metal-fuel cards to be loaded in a metal-fuel card discharge compartment, and at the same time to be discharged into the metal-fuel card discharge auxiliary system to resist electrical loads connected thereto. It is to provide a metal-air FCB system that generates and transfers power.

또 본 발명의 다른 목적은 여러개의 메탈-연료 카드가 메탈-연료 카드 재충전 격실속으로 적재되고 이와 동시에 재충전되어 메탈-연료카드의 산화 메탈을 이의 본래의 메탈연료로 변환시켜 방전 작동에 재사용할 수 있게 한 메탈-에어 FCB시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that a plurality of metal-fuel cards can be loaded into a metal-fuel card recharging compartment and simultaneously recharged to convert the metal oxide of the metal-fuel card to its original metal fuel for reuse in discharge operation. To provide a metal-air FCB system.

본 발명의 또 다른 목적은 메탈-연료 방전 및 재충전시스템을 자동적으로 작동시킬 수 있을 뿐만 아니라 전력 운용시스템과 같은 합성시스템과 연계되어지는 시스템 콘트롤러의 운용하에서 작동시킬 수 있는 메탈-에어 FCB시스템을 제공하는것이다.It is yet another object of the present invention to provide a metal-air FCB system that can operate not only the metal-fuel discharge and recharge system automatically but also under the operation of a system controller that is linked to a synthesis system such as a power management system. It is.

본 발명의 또 다른 목적은 카스케 테이프 적재장치로 부터 공급되어 오는 메탈-연료 카드 또는 플레이트를 방전할 수 있게 설계된 메탈-에어 FCB시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a metal-air FCB system designed to discharge a metal-fuel card or plate supplied from a Cassette tape stacker.

본 발명의 또 다른 목적은 재충전된 메탈-금속 카드 또는 플레이트가 자동적으로 카세트 타입의 적재장치에서 부터 시스템의 방전 격실속으로 이송되어지게 한 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a system in which a recharged metal-metal card or plate is automatically transferred from a cassette type stacker to the discharge compartment of the system.

본 발명의 또 다른 목적은 카세트 타입의 적재장치가 여러장의 재충전된 메 탈-연료 카드 또는 플레이트를 적재할 수 있으면서 여기에서 선택되어진 것을 시스템의 방전 격실속으로 이송시킬 뿐만 아니라, 여러장의 방전 메탈-연료 카드 또는 플레이트를 상기 방전 격실에서 부터 카세트 타입의 적재장치속으로 역이송시키도록 설계된 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention that a cassette type stacker can load several refilled metal-fuel cards or plates while not only transferring the selected ones to the discharge compartment of the system, but also several discharge metal- It is to provide a system designed to back-fuel a fuel card or plate from the discharge compartment into a cassette type stacker.

또 본 발명의 다른 목적은 산화된 각각의 메탈-연료 카드 또는 플레이트를 카세트 적재장치로 부터 시스템의 재충전 격실속으로 자동 이송시키고, 재충전(환원)이 완료된 다음에는 재충전된 카드가 자동적으로 카세트 적재장치속으로 되돌아 가고, 다른 산화 메탈-연료 카드는 자동적으로 카세트 적재장치에서 부터 재충전 격실로 이송되어 재충전되어지게 하는 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to automatically transfer each oxidized metal-fuel card or plate from the cassette stacker to the recharging compartment of the system, and after the refilling (reduction) is completed, the refilled card is automatically cassette stacker. Returning to the inside, another metal oxide-fuel card is to provide a system that is automatically transferred from the cassette stacker to the refill compartment to be recharged.

또 본 발명의 다른 목적은 여러개의 산화 메탈-연료 카드 또는 플레이트가 자동적으로 고출력작동을 위한 시스템으로 이송되게 하게 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system that allows several metal oxide-fuel cards or plates to be automatically transferred to a system for high power operation.

또 본 발명은 여러개의 메탈-연료 카드가 시스템의 메탈-연료 방전 격실속에로 적재되어지고, 이와 동시에 상기 격실속에 전기적 부하에 대하여 전력을 공급도록 하는 메탈-에어 FCB시스템을 제공하는 것이다.The present invention also provides a metal-air FCB system in which a plurality of metal-fuel cards are loaded into a metal-fuel discharge compartment of a system, and at the same time, power is supplied to the compartment.

본 발명의 또 다른 목적은 여러개의 메탈-연료 카드가 시스템의 재충전 격실에 적재되어지고, 이와 동시에 상기 격실에서 재충전되어져 산화 메탈을 이의 원 메탈 연료로 환원시켜 연속적인 방전 작동으로 재사용할 수 있게 하는 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention that several metal-fuel cards are loaded into the recharging compartment of the system and at the same time recharged in the compartment to reduce the metal oxide to its raw metal fuel for reuse in a continuous discharge operation. To provide a system.

또 본발명은 메탈-연료 카드의 방전 보조시스템 및 재충전 보조시스템이 전 력 제어시스템과 같은 합성 시스템과 연계하는 시스템의 제어하에서 동시에 작동하게 하는 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system in which the discharging assistance system and the recharging assistance system of a metal-fuel card operate simultaneously under the control of a system which is linked with a synthesis system such as a power control system.

또 본 발명의 다른 목적은 캐소우드-아노드 전압과 전류값, 상기 방전 캐소우드 내에서의 부분 산소 압력 및 캐소우드 전해액 접촉면에서의 상대 습도가 자동적으로 감지, 기록 및 처리되어져 실시간베이스로 방전 요소를 제어하는데 사용되어지는 제어테이터 신호를 발생시켜, 상기 메탈-연료 원료가 시간 및 에너지에 있어서 효과적인 방법으로 방전되어질 수 있게 하는 메탈-연료 방전 보조시스템을 구비한 메탈-에어 연료 셀 배터리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to automatically detect, record and process the cathode-anode voltage and current value, the partial oxygen pressure in the discharge cathode and the relative humidity at the cathode electrolyte contact surface, thereby providing a discharge element on a real-time basis. Providing a metal-air fuel cell battery with a metal-fuel discharge assistance system that generates a control data signal that is used to control the fuel cell, thereby allowing the metal-fuel raw material to be discharged in an effective manner in time and energy. will be.

또, 본 발명의 다른 목적은 캐소우드-아노드 전압 및 전류값, 재충전 캐소우드 내에서의 부분 산소 압력 및 캐소우드-전해액 접촉면에서의 상대 습대등과 같은 재충전 매개변수가 자동적으로 감지, 기록 및 처리되어져 실시간베이스로 재충전요소를 제어하는데 사용되어지는 제어테이터 신호를 발생시켜, 상기 메탈-연료 원료가 시간 및 에너지에 있어서 효과적인 방법으로 재충전되어질 수 있게 하는 메탈-연료 재충전 보조시스템을 구비한 메탈-에어 연료 셀 배터리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to automatically detect, record and record recharging parameters such as cathode-anode voltage and current values, partial oxygen pressure in the recharging cathode, and relative wetness at the cathode-electrolyte contact surface. A metal with a fuel refilling aid that is processed to generate a control data signal that is used to control the recharging element on a real-time basis, allowing the metal-fuel stock to be recharged in an efficient manner in time and energy. To provide an air fuel cell battery.

또 본 발명의 다른 목적은 시스템 제어기에 의해 제어되는 것으로서, 캐소우드-아노드 전압 및 전류값, 방전 캐소우드 내부의 부분 산소압력 및 캐소우드 전해액 접촉면에서의 상대 습도 등과 같은 매개변수가 방전 작동모드중에 자동적으로 감지 기록되어지고, 재충전 작동 모드중에 재충전 매개변수를 재사용을 위해 테이터 처리 신호를 발생시켜, 방전된 메탈-연료 원료가 시간 및 에너지에 있어서 효과적인 방법으로 재충전되어질 수 있게 하는 메탈-연료 방전 보조시스템과 메탈-연료 재충전 시스템을 구비한 메탈-에어 연료 셀 배터리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to be controlled by a system controller, in which parameters such as cathode-anode voltage and current values, partial oxygen pressure inside the discharge cathode and relative humidity at the cathode electrolyte contact surface, etc. Metal-fuel discharges which are automatically sensed and recorded during the recharging operation and generate data processing signals for reuse of recharging parameters during the recharging mode of operation, allowing the discharged metal-fuel stock to be recharged in an efficient manner in time and energy. To provide a metal-air fuel cell battery having an auxiliary system and a metal-fuel recharge system.

또한, 본 발명의 다른 목적은 캐소우드-아노드 전압 및 전류값, 충전 캐소우드 내부의 부분 산소압력 및 캐소우드 전해액 접촉면에서의 상대 습도 등과 같은 매개변수가 충전 작동모드중에 자동적으로 감지 기록되어지고, 방전 작동 모드중에 방전 매개변수를 재사용하기 위해 테이터 처리 신호를 발생시켜, 방전된 메탈-연료 원료가 시간 및 에너지에 있어서 효과적인 방법으로 방전되어질 수 있게 하는 시스템을 제공하는 것이다.It is also another object of the present invention that parameters such as cathode-anode voltage and current values, partial oxygen pressure inside the charging cathode and relative humidity at the cathode electrolyte contact surface are automatically detected and recorded during the charging mode of operation. It is to provide a system which generates a data processing signal to reuse the discharge parameters during the discharge mode of operation so that the discharged metal-fuel stock can be discharged in an effective manner in time and energy.

또, 본 발명의 다른 목적은 메탈-연료 원료의 각 구역 및 보조구역이 최적 또는 자석 수단에 의해 디지털 코드로써 분류되어져, 방전 작동모드중에 방전과 관련한 테이터의 기술을 가능하게 하여 빠르고 효과적인 방전작동이 이루어지게 함과 더불어, 여러가지 타입의 처리과정을 통하여 나중에 접근 및 사용할 수 있게 하는 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is that each zone and auxiliary zone of the metal-fuel raw material is classified as a digital code by an optimum or magnetic means, enabling the description of data relating to the discharge during the discharge operation mode, so that fast and effective discharge operation is achieved. In addition to providing this, a system is provided that can be accessed and used later through various types of processing.

또, 본 발명의 다른 목적은 충전 작동과정중에 기록된 부하 조건 정보가 기억수단으로 부터 읽혀지고 시스템의 충전 헤드에서 설정된 전압과 전압이 유지되어지게 하는 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system in which load condition information recorded during the charging operation is read from the storage means and the voltage set at the charging head of the system is maintained.

본 발명의 또 다른 목적은 방전 조건이 방전될 때 기록되어 충전작동중에 충전 및 방전 메탈-연료 원료가 최적상태로 사용되어지게 하는 시스템과 방법을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a system and method for recording when discharge conditions are discharged so that the charged and discharged metal-fuel raw materials are optimally used during the charging operation.

본 발명의 또 다른 목적은 세밀화된 최적 기록기를 사용하여 방전 작동중에 메탈-연료 원료의 각 구역을 따라 최적의 감지 바코드 또는 도표가 사용되어지게 한 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a system in which an optimal sensing barcode or diagram is used along each zone of the metal-fuel stock during discharge operation using a finely optimized recorder.

또, 본 발명의 다른 목적은 세밀화된 최적 기록기를 사용하여 재충전 작동중에 메탈-연료 원료의 각 구역을 따라 최적의 감지 바코드 또는 도표가 사용되어지게 한 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system in which an optimal sensing barcode or diagram is used along each zone of the metal-fuel raw material during refilling operation using a finely optimized recorder.

또, 본 발명의 다른 목적은 메탈-연료 원료의 각 구역(프레임)을 따른 순간적인 부하 조건과 관련한 정보를 시스템 제어기에 의해 메모리하여 기록하는 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a system for recording and storing information by means of a system controller relating to instantaneous loading conditions along each zone (frame) of metal-fuel stock.

또, 본 발명의 다른 목적은 메탈-연료 카드의 길이를 따라 메탈 연료의 각 구역 또는 보조 구역이 최적 또는 마그네틱 수단에 의해 디지털 코드로 분류되어, 방전작동모드중에 방전과 과련한 테이터를 기록할 수 있게 하며, 나중에 빠르고 효과적인 재충전 작동을 포함한 여러가지 타입의 처리 작업을 가능하게 하는 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is that each zone or auxiliary zone of the metal fuel along the length of the metal-fuel card is classified into a digital code by an optimum or magnetic means, so that data associated with the discharge can be recorded during the discharge operation mode. To provide a system that enables various types of processing tasks, including fast and efficient recharging operations.

또, 본 발명의 다른 목적은 메탈-연료의 각 구역(예컨대, 프레임)을 따라 순간적인 부하와 관련한 정보가 시스템 제어기에 의해 메모리내에 기록되어지는 시스템을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide a system in which information relating to the instantaneous load along each zone (eg frame) of metal-fuel is recorded in memory by the system controller.

또, 본 발명의 목적은 방전 헤드조립체를 구비하고 있으면서, 이들 각각의 방전 헤드가 전기적 전도체인 캐소우드 구조와, 이온 전도 매체 및 아노드 접촉 구조로 이루어진 시스템을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system comprising a discharge head assembly, each of which discharge head is a cathode structure which is an electrical conductor, an ion conducting medium and an anode contact structure.

또, 본 발명은 배터리 적재부를 갖춘 주시스템에 전력을 제공하기 위한 컴팩트한 구조의 메탈-에어 FCB 파워 발생모듈을 제공하는 목적이 있는 것이다.Another object of the present invention is to provide a metal-air FCB power generation module having a compact structure for providing power to a main system having a battery loading portion.

또, 본 발명은 컴팩트한 모듈하우징과 이 모듈하우징내에 포함되어 있으면서 이 속에서 메탈-연료 카드가 방전하기 위해 슬라이드 되어지는 방전하우징으로 구성되어지며, 상기 모듈하우징이 한쌍의 전기터미널을 구비하고 있으며, 상기 모듈하우징이 주시스템의 배터리 적재 구획속에 적재되어질 때 상기 전기 터미널이 주시템의 동력 터미널에 접촉하게 되는 파워 발생 모듈을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention comprises a compact module housing and a discharge housing which is included in the module housing and slides for discharging the metal-fuel card therein, wherein the module housing is provided with a pair of electrical terminals. It is an object of the present invention to provide a power generating module in which the electrical terminal is brought into contact with the power terminal of the jute system when the module housing is loaded into the battery loading compartment of the main system.

또, 본 발명은 주 시스템이 전기적 장치, 시스템 또는 그 작동을 위한 전력을 요구하는 기구에 적용시킬 수 있는 FCB 동력 발생시스템을 제공하기 위한 목적이 있 것이다.It is also an object of the present invention to provide an FCB power generation system which can be applied to an electrical device, a system or a mechanism requiring power for its operation.

또, 본 발명은 종래에 사용하는 전기장치, 즉 배터리를 동력으로 사용하는 장난감, 전기기구 또는 그 작동을 위해 DC 전력을 필요로 하는 기타 다른 배터리 동력 장치 등과 같은 장치에서 배터리 적재함속에 삽입할 수 있도록 이루어진 메탈-에어 FCB 파워 발생기를 제공하기 위한 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention can be inserted into the battery compartment in the device, such as a conventional electric device, that is, a battery-powered toys, electrical appliances or other battery-powered devices that require DC power for its operation. The purpose is to provide a metal-air FCB power generator.

또 본 발명은 사실상 종래의 모든 배터리 전원의 형식요인(예컨대, 2 개의 AA 배터리, 4 개의 AAAA 배터리, 하나의 볼트 밧델리, 2개의 C 배터리 등)을 갖는 FCB 동력 발생 모듈을 제공하는 목적이 있는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an FCB power generation module having virtually all types of battery power sources (e.g. two AA batteries, four AAAA batteries, one volt battery, two C batteries, etc.). will be.

또 본 발명은 판매할 때 여러개의 메탈-연료카드(및 가능한 변위 캐소우드 카트리지)를 내보일 수 있고, FCB 발생 모듈에서 부터 연속적인 전력발생을 위해 부가적인 메탈-연료가 요구되어질 때 대체사용할 수 있게 하기 위해 그 구성품을 바지 호주머니나, 핸드백과 같은 케이스 또는 다른 운반수단등에 수용할 수 있게 한 적재 케이스를 제공하는 목적을 갖는 것이다.The present invention can also display multiple metal-fuel cards (and possibly displacement cathode cartridges) when sold and can be used as replacement when additional metal-fuel is required for continuous power generation from FCB generating modules. The purpose is to provide a carrying case in which the component can be accommodated in a trouser pocket, a case such as a handbag or other means of transport.

또 본 발명은 2중 측면으로 된 메탈-연료 카드가 종래의 배터리 타입으로 된 초박형 모듈내에서 한쌍의 캐소우드 구조사이에 배치되어 있는 FCB 동력발생모듈을 제공하는 목적을 갖는 것이다.It is another object of the present invention to provide an FCB power generation module in which a double-sided metal-fuel card is disposed between a pair of cathode structures in an ultra-thin module of a conventional battery type.

또, 본 발명은 역타입의 시스템 또는 장치에 사용하기 위한 재충전이 가능한 메탈-에어 FCB 동력 발생 모듈을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide a rechargeable metal-air FCB power generation module for use in a reverse type system or apparatus.

또, 본 발명은 다수개의 캐소우드/아노드 구조가 힌지 또는 슬라이딩 연결된 커버를 갖춘 모듈하우징내에 배열되어 있고, 상기 도어에 캐소우드에 전달하기 위한 공기소통구멍이 형성되어 있는 FCB 동력 발생 모듈을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention also provides an FCB power generation module in which a plurality of cathode / anode structures are arranged in a module housing with a hinged or slidingly connected cover and an air communication hole is formed in the door for delivery to the cathode. The purpose is to.

또, 본 발명은 출력 전압을 모듈하우징의 표면에 설치되어 있는 스위치에 의해 사용자가 선택하여 사용할 수 있게 한 FCB 발생 모듈을 제공하기 위한 목적이 있는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide an FCB generating module which allows a user to select and use an output voltage by a switch provided on a surface of a module housing.

또, 본 발명은 메탈-에어 FCB 시스템으로 부터 전력을 발생시켜, 요구 전기부하가 최고치일때 이를 만족시킬 수 있게 함으로써 종래의 기술에서의 결함과 제한을 극복할 수 있도록 개선된 동력 발생 시스템과 방법을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention provides an improved power generation system and method for generating power from a metal-air FCB system to overcome the deficiencies and limitations of the prior art by enabling it to meet the peak electrical demands required. The purpose is to provide.

또, 본 발명은 실제적으로 어떠한 시스템, 장치 또는 기구에도 설치할 수가 있는 전기 발생플랜트로서 사용할 수가 있는 메탈-에어 FCB 기술에 근거를 둔 것으로서, 전기발생 시스템내에 남아 있는 사용되지 않은 전체 양에 상관없이 전기부 하(예컨대, 엔진, 모우터, 설비, 기계, 기구 등)의 최고 동력요구를 만족시킬 수 있는 전력 발생 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.The present invention is also based on the metal-air FCB technology which can be used as an electricity generating plant that can be installed in virtually any system, apparatus or apparatus, and is used regardless of the total amount of unused remaining in the electricity generating system. It is an object of the present invention to provide a power generation system capable of satisfying the highest power demand of a load (eg, an engine, a motor, a facility, a machine, a mechanism, etc.).

또, 본 발명은 메탈-에어 보조시스템의 네트워크가 출력구조에 연결되고, 네트워크에 기초를 둔 메탈-연료 처리(테이터베이스) 보조시스템과 연계된 네트위크 조절보조 시스템에 의해 제어되는 메탈-에어 FCB 보조시스템의 네트워크를 갖춘 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention provides a metal-air FCB assistance in which a network of a metal-air auxiliary system is connected to an output structure and controlled by a network control assistance system in association with a network-based metal-fuel processing (database) auxiliary system. The purpose is to provide a system with a network of systems.

또, 본 발명은 자동차와 같은 이송수단에 적재할 수 있으면서, 상기 자동차에 전력을 재충전하지 않고 먼거리를 운행할 수 있도록 여러개의 전기모터에 전력을 공급할 수 있게 한 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.Another object of the present invention is to provide a system capable of supplying electric power to a plurality of electric motors so as to be able to be loaded on a transport means such as an automobile and to drive a long distance without recharging the vehicle.

또, 본 발명은 출력전력이 선택이 가능한 메탈-에어 FCB 보조시스템에 의해 제어되게 하여 출력부에 전력을 전달하게 하는 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system in which the output power is controlled by a selectable metal-air FCB auxiliary system to deliver power to the output.

또, 본 발명은 각 FCB 보조시스템 내에 있는 메탈-연료가 어느 일정 순간에 각각의 FCB 보조시스템이 평균적으로 거의 동일한 동력을 발생할 수 있는 메탈-연료량을 갖추도록 배열되어 있는 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system in which the metal-fuel in each FCB subsidiary system is arranged such that at a certain moment each FCB subsidiary system has an amount of metal-fuel capable of generating approximately the same power on average. will be.

또, 본 발명은 메탈-에어 FCB 보조시스템의 네트워크가 메탈-연료 균등화 원칙에 따라 배열되어 어느 일정 순간에 거의 방전되어지는 메탈-연료 양이 각 FCB 보조시스템에 있어서 거의 동일하게 한 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention provides a system in which a network of metal-air FCB auxiliary systems is arranged in accordance with the principle of metal-fuel equalization, so that the amount of metal-fuel discharged at a given moment is almost the same in each FCB auxiliary system. There is a purpose.

또, 본 발명은 실질적으로 어떠한 시스템, 장치 또는 환경에서 설치되어질 수 있는 전력발생 플랜트로서 사용되어질 수가 있고, 이 전력 발생시스템내에 남아 있는 소비되지 않은 전체 메탈-연료 양에 상관 없이 최고의 전기부하(예컨대, 모우터, 기계, 기구 등)을 만족시킬 수 있는 전력발생시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention can be used as a power generation plant that can be installed in virtually any system, apparatus or environment, and provides the highest electrical load (e.g., the total amount of unconsumed metal-fuel remaining in the power generation system). It is an object of the present invention to provide a power generation system that can satisfy a motor, a machine, a mechanism, and the like.

또, 본 발명은 이송자동차와 같은 주시스템이 편평한 길 또는 내리막길을 따라 이동할 때 파워실린더로서 사용될 수 있는 오직 하나 또는 몇개의 메탈-에어 FCB 보조시스템만 작동되어지고, 상기 주시스템이 다른 자동차를 앞질러 가거나 언덕길을 올라갈 때 여러개 또는 모든 파워 실린더가 한꺼번에 작동되어질 수 있게 한 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention operates only one or a few metal-air FCB auxiliary systems that can be used as power cylinders when a main system such as a transport vehicle moves along a flat road or a downhill road, and the main system is used to drive another vehicle. The goal is to provide a system that allows several or all of the power cylinders to be activated at the same time as you go ahead or climb a hill.

또, 본 발명은 메탈-에어 FCB 보조시스템의 네트워크중에 메탈-연료가 배열되어, 메탈-에어 FCB 보조시스템내에 남아 있는 사용하지 않은 메탈-연료의 양에 관한 정보가 메탈-에어 연료 셀시스템내부에서 발생되어져, 네트워크 제어 보조시스템에 의해 사용되어지믄 네트워크에 기초한 메탈-연료 처리 데이터베이스에 제공하여 소비되지 않은 메탈-연료 양을 보조시스템의 방전헤드 조립체로 전달하는 한편, 메탈-연료 동등 원칙에 따라 메탈-연료 소모량을 관리하는 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention provides that the metal-fuel is arranged in the network of the metal-air FCB subsidiary system so that the information on the amount of unused metal-fuel remaining in the metal-air FCB subsidiary system can be stored in the metal-air fuel cell system. Generated and used by the network control subsystem to provide a network-based metal-fuel processing database to transfer the unconsumed metal-fuel amount to the secondary system's discharge head assembly, while maintaining the metal in accordance with the metal-fuel equivalent principle. The aim is to provide a system for managing fuel consumption.

또, 본 발명은 주시스템의 최고 요구 동력이 메탈-에어 FCB 보조시스템의 네트워크내에 남아 있는 전체 메탈-연료의 양에 상관 없이 만족시킬 수 있게 한 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system in which the highest demand force of the main system can be satisfied regardless of the total amount of metal-fuel remaining in the network of the metal-air FCB auxiliary system.

또, 본 발명은 메탈-에어 FCB보조시스템의 네트워크내에 남아 있는 모든 메탈-연료가 시스템에 의해 이용되어져 주시스템의 최고 요구동력을 충분하게 만족시 킬 수 있는 전력을 발생시키는 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system in which all metal-fuel remaining in the network of a metal-air FCB subsidiary system is used by the system to generate a power that satisfies the highest required power of the main system. It is.

또, 본 발명은 각 메탈-에어 FCB 보조시스템내에 남아 있는 메탈-연료가 방전 헤드 에셈블리를 통하여 이동되어질 수 있는 메탈-연료 카드의 공급형태로 이루어지게 한 시스템을 제공하는 목적이 있는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a system in which a metal-fuel remaining in each metal-air FCB auxiliary system is made of a supply form of a metal-fuel card that can be moved through a discharge head assembly.

또, 본 발명은 방전하여야 할 메탈-연료 카드가 복합 메탈-연료 트랙으로 이루어져 메탈-에어 FCB보조시스템으로 부터 서로 다른 전압을 발생시키도록 한 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides a system in which a metal-fuel card to be discharged is composed of a composite metal-fuel track to generate different voltages from a metal-air FCB auxiliary system.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적들은 이하에서 더욱 명백해 질 것이다.The objects of the present invention as described above will become more apparent below.

본 발명의 목적을 더욱 확실하게 이해하기 위해, 본 발명의 구체적인 실시예의 설명을 첨부한 예시도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to more clearly understand the object of the present invention, a description will be given with reference to the accompanying drawings which illustrate a specific embodiment of the present invention.

도면 1 은 본 발명의 메탈-에어 FCB시스템의 구체적인 제 1 실시예를 도시한 사시도로서, 다수개의 재충전된 제 1 메탈-연료카드(시트)가 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 방전 격실속에 반수동으로 적재되어 있는 한편, 다수개의 방전된 제 1 메탈-연료카드(또는 시트)가 메탈-연료카드 재충전 보조시스템이 재충전 격실속에 반수동으로 적재되어 있는 상태를 도시한 것이다.1 is a perspective view showing a first specific embodiment of the metal-air FCB system of the present invention, in which a plurality of recharged first metal-fuel cards (sheets) are semi-passive in the discharge compartment of the metal-fuel card discharge assistance system; While the plurality of discharged first metal-fuel cards (or sheets) are semi-manually loaded in the recharging compartment in the metal-fuel card recharging assistance system.

도면 2A1 은 메탈-연료카드가 메탈-연료 카드 방전보조시스템의 방전 격실속에 삽입되어지고, 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 재충전 격실속에는 삽입되지 않는 상태인 도면 1 의 메탈-에어 FCB 시스템의 일반적인 사시도이다.2A1 is a general perspective view of the metal-air FCB system of FIG. 1 with a metal-fuel card inserted into a discharging compartment of a metal-fuel card discharge assist system and not into a recharging compartment of a metal-fuel card recharge assist system; to be.

도면 2A2 는 도면 1 의 메탈-연료 카드가 메탈-연료 카드 방전보조시스템의 방전 격실속에 삽입되어 있는 상태를 도시한 도면 1 의 메탈-에어 FCB 시스템의 일반적인 사시도이다.2A2 is a general perspective view of the metal-air FCB system of FIG. 1 showing a state where the metal-fuel card of FIG. 1 is inserted into a discharge compartment of the metal-fuel card discharge assist system.

도면 2A3 은 도면 2A1과 도면 2A2에 도시한 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 일반적인 사시도로서, 모든 메탈-연료 카드가 방전 헤드조립체로 부터 제거된 상태로 그 보조부품이 자세하게 도시된 사시도이다. 2A3 is a general perspective view of the metal-fuel card discharging assistance system shown in FIGS. 2A1 and 2A2, with the auxiliary parts shown in detail with all metal-fuel cards removed from the discharge head assembly.

도면 2A4 는 도면 2A1과 도면 2A2에 도시한 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 개략도로서, 각 방전 헤드의 캐소우드와 아노드 접촉구조사이에 삽입된 메탈-연료 카드와 함께 보조부품을 자세하게 나타낸 사시도이다.2A4 is a schematic diagram of the metal-fuel card discharge assistance system shown in FIGS. 2A1 and 2A2, showing a detailed perspective view of the auxiliary component with a metal-fuel card inserted between the cathode and anode contact structure of each discharge head. .

도면 2A5 는 도면 2A3과 도면 2A4에 나타낸 메탈-연료 카드 방전 보조시스템을 이용할 때 메탈-연료 카드(예컨대, 전력을 발생시키는)가 방전하는 동안 포함되어지는 기본 단계를 설명하는 플로우차트이다.2A5 is a flowchart illustrating the basic steps involved during the discharge of a metal-fuel card (eg, generating power) when using the metal-fuel card discharge assistance system shown in FIGS. 2A3 and 2A4.

도면 2A6 은 전기 전도체인 캐소우드 스트립과 이온적으로 도체이고 전해액에 함침된 스트립이 그 조립상태에서 긴밀히 지지디어 있는 다섯개의 평형한 채널로 구성되고, 도면 2A3과 도면 2A4에 도시한 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 각 방전헤드를 구비한 캐소우드 지지구조를 나타낸 사시도이다. FIG. 2A6 is a metal-fuel card shown in FIGS. 2A3 and 2A4, consisting of a cathode strip, an electrical conductor, and five balanced channels that are ionically conductive and the strips impregnated in electrolyte are closely supported in their assembled state. A perspective view showing a cathode support structure with each discharge head of a discharge assist system.

도면 2A7 은 도 2A6 에 도시한 캐소우드 지지구조의 지지채널속에 설치된 캐소우드와 전해액 함침 스트립 및 부분 산소압력(pO2) 센서를 나타낸 사시도이다.2A7 is a perspective view showing a cathode, an electrolyte impregnated strip, and a partial oxygen pressure (pO 2) sensor installed in a support channel of the cathode support structure shown in FIG. 2A6.

도면 2A8 은 도면 2A3과 도면 2A4에 도시한 방전 헤드에 사용되어지는 것으로서, 완전하게 조립된 상태로 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 캐소우드 구 조의 사시도이다.2A8 is a perspective view of the cathode structure according to the first embodiment of the present invention shown in a fully assembled state, which is used in the discharge heads shown in FIGS. 2A3 and 2A4.

도면 2A9 는 도면1과 도면 2A3과 도면 2A4에 도시한 메탈-연료 방전 보조시스템에 사용되는 산화되지 않은 메탈-연료 카드의 하나를 나타낸 사시도로서, (1)이의 메탈-연료 스트립이 도면 2A8 에 부분적으로 나타낸 방전 헤드의 캐소우드 구조에 캐소우드 스트립과 함께 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, (2) 사전 재충전 및/또는 방전 작업중에 데이터 저장 메모리에서 부터 (a) 기록되어진 메탈-연료 확인 데이터에 서로 관련지워지는 재충전 인자 및/또는 메탈-연료 표시 데이터를 판독(또는 접근)이 용이하게 함과 더불어, (b) 방전 작동중에 판독되어지는 메탈-연료 구역 확인 데이타와 관련되어지는 컴퓨터 처리된 메탈-산소 표시 데이터와 감지된 방전 인자를 데이터 저장 메모리에 기록하게 하여 방전작동중에 메탈-연료 카드를 확인하고 코드심볼을 포함하는 그래픽 인코드 데이터 트랙을 나타내는 메탈-연료 카드의 하나에 대한 사시도이다.2A9 is a perspective view of one of the non-oxidized metal-fuel cards used in the metal-fuel discharge assistance system shown in FIGS. 1 and 2A3 and 2A4, wherein (1) the metal-fuel strip is partially shown in FIG. 2A8. Disposed in the cathode structure of the discharge head at predetermined intervals with the cathode strip, and (2) from the data storage memory during the pre-charging and / or discharging operation (a) to the recorded metal-fuel identification data. Computer-processed metal associated with the metal-fuel zone identification data read during discharging operations, in addition to making it easy to read (or access) the interrelated recharge factors and / or metal-fuel indication data. -Oxygen display data and sensed discharge factor are recorded in data storage memory to check metal-fuel card during discharge operation and include code symbol Is a metal showing the graphics encoded data track - is a perspective view of a single fuel card.

도면 2A9+ 는 도면1과 도면 2A3과 도면 2A4에 도시한 메탈-연료 방전 보조시스템에 사용되는 산화되지 않은 메탈-연료 카드의 하나를 나타낸 사시도로서, (1) 이의 메탈-연료 스트립이 도면 2A8 에 부분적으로 나타낸 방전 헤드의 캐소우드 구조에 캐소우드 스트립과 함께 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, (2) 재충전 및/또는 방전 작업중에 데이터 저장 메모리에서 부터 (a) 미리 기록되어진 메탈-연료 확인 데이터에 서로 관련지워지는 재충전 인자 및/또는 메탈-연료 표시 데이터를 판독(또는 접근)이 용이하게 함과 더불어, (b) 방전 작동중에 판독되어지는 메탈-연료 구역 확인 데이타와 관련되어지는 감지된 방전 인자를 데이터 저장 메모리에 기록하게 하여 방전작동중에 메탈-연료 카드를 확인하고 디지털 코드심볼을 구체화하는 마그네틱 인코드 데이터 트랙을 나타내는 메탈-연료 카드의 하나에 대한 사시도이다.2A9 + is a perspective view of one of the non-oxidized metal-fuel cards used in the metal-fuel discharge assistance system shown in FIGS. 1 and 2A3 and 2A4, wherein (1) its metal-fuel strip is partially shown in FIG. 2A8. Disposed in the cathode structure of the discharge head at predetermined intervals together with the cathode strip, and (2) from the data storage memory during recharging and / or discharging operations (a) to pre-recorded metal-fuel identification data. The sensed discharge factor associated with the metal-fuel zone identification data read during discharging operation, in addition to making it easy to read (or access) the recharge factor and / or metal-fuel indication data associated with each other. Encoded data to identify metal-fuel cards and specify digital code symbols during discharge operations by recording the data into the data storage memory. A perspective view of one of the metal-fuel cards representing the track.

도면 2A9++ 는 도면1과 도면 2A3과 도면 2A4에 도시한 메탈-연료 방전 보조시스템에 사용되는 산화되지 않은 메탈-연료 카드의 하나를 나타낸 사시도로서, (1) 이의 메탈-연료 스트립이 도면 2A8 에 부분적으로 나타낸 방전 헤드의 캐소우드 구조에 캐소우드 스트립과 함께 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, (2) 재충전 및/또는 방전 작업중에 데이터 저장 메모리에서 부터 (a) 미리 기록되어진 메탈-연료 확인 데이터에 서로 관련지워지는 재충전 인자 및/또는 메탈-연료 표시 데이터를 판독(또는 접근)이 용이하게 함과 더불어, (b) 방전 작동중에 판독되어지는 메탈-연료 구역 확인 데이타와 관련되어지는 컴퓨터처리된 메탈-산소 표시 데이터와 감지된 방전 인자를 데이터 저장 메모리에 기록하게 하여 방전작동중에 메탈-연료 카드를 확인하는 광전달 구멍 타입의 코드심볼을 포함한 광학적 인코드 데이터 트랙을 나타내는 메탈-연료 카드의 하나에 대한 사시도이다.2A9 ++ is a perspective view of one of the non-oxidized metal-fuel cards used in the metal-fuel discharge assistance system shown in FIGS. 1 and 2A3 and 2A4, wherein (1) its metal-fuel strip is partially in FIG. 2A8. Disposed in the cathode structure of the discharge head at predetermined intervals together with the cathode strip, and (2) from the data storage memory during recharging and / or discharging operations (a) to pre-recorded metal-fuel identification data. Computerized metal associated with the metal-fuel zone identification data read during discharging operations, in addition to facilitating the reading (or access) of interrelated recharge factors and / or metal-fuel indication data. -Operating hole for confirming metal-fuel card during discharge operation by recording oxygen display data and sensed discharge factor to data storage memory A perspective view of a fuel card - the metal represents the optically-encoded data tracks, including code symbol.

도면 2A10 은 도면 2A3과 도면 2A4에 도시된 메탈-연료 카드 방전 보조시스템내에 있는 방전 헤드의 사시도로서, 방전모드중에 상기 메탈-연료 카드가 공기-캐소우드 구조를 지나 이송되고, 상기 이송된 메탈-연료 카드의 메탈-연료 스트립과 전기적으로 접촉하는 다섯개의 아노드 접촉요소를 구비하고 있는 구조를 나타낸 사시도이다.2A10 is a perspective view of a discharge head in the metal-fuel card discharge assistance system shown in FIGS. 2A3 and 2A4, wherein the metal-fuel card is transported through an air-cathode structure during discharge mode, and the transferred metal- A perspective view of a structure having five anode contact elements in electrical contact with a metal-fuel strip of a fuel card.

도면 2A11 은 도면 2A8 에서 2A11 - 2A11 을 따라 절단한 메탈-연료 카드 방 전 보조시스템의 방전헤드의 단면도로서, 2A9의 메탈-연료 카드와 전기적으로 접촉하는 캐소우드 구조를 나타낸 보이는 것이다.2A11 is a cross-sectional view of the discharge head of the metal-fuel card discharge aid system cut along 2A11-2A11 in FIG. 2A8, showing the cathode structure in electrical contact with the metal-fuel card of 2A9.

도면 2A12 는 2A9 에서 나타낸 메탈-연료 카드의 단면도로서, 선 5A12 - 5A12를 따라 절단한 상태의 단면도이다.2A12 is a cross sectional view of the metal-fuel card shown in 2A9, taken along line 5A12-5A12.

도면 2A13 은 도 2A10 에 도시한 방전 헤드의 캐소우드 구조를 선분 2A13 - 2A13 을 따라 절단한 상태의 단면도이다.2A13 is a cross-sectional view of the cathode structure of the discharge head shown in FIG. 2A10 taken along line 2A13-2A13.

도면 2A14 는 도 2A10 에 도시한 방전헤드의 캐소우드 구조를 선분 2A14 - 2A14 를 따라 절단한 상태의 단면도이다.2A14 is a cross-sectional view of the cathode structure of the discharge head shown in FIG. 2A10 taken along line 2A14-2A14.

도면 2A15 는 도면 1 의 메탈-연료 카드 방전 보조시스템내에 포함되어 있는 정보구조를 나타낸 사시도로서, 방전 작동모드중에 확인된 메탈-연료 카드내에 가가각의 메탈-연료 트랙을 위한 방전인자와 메탈-산소 및 메탈-연료 표시 데이터의 기록에 사용되는 한세트의 정보구역을 포함하고 있는 구조를 나타낸 사시도이다.2A15 is a perspective view showing the information structure included in the metal-fuel card discharge assistance system of FIG. 1, wherein the discharge factors and metal-oxygen for each metal-fuel track in the metal-fuel card identified during the discharge operation mode. And a perspective view showing a structure including a set of information zones used for recording metal-fuel indication data.

도면 2B1 은 도면 1 의 메탈-에어 FCB 시스템의 일반적인 구조를 나타낸 것으로서, 메탈-연료카드가 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 재충전 구역내에 적재되어지는 상태를 나타낸 것이다.FIG. 2B1 shows the general structure of the metal-air FCB system of FIG. 1, in which the metal-fuel card is loaded in the recharge zone of the metal-fuel card discharge assist system.

도면 2B2 는 도면 1 의 메탈-에어 FCB 시스템의 일반적인 구조를 나타낸 것으로서, 메탈-연료카드가 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 재충전 구역내에 적재된 상태를 나타낸 것이다.FIG. 2B2 shows the general structure of the metal-air FCB system of FIG. 1, in which the metal-fuel card is loaded in the recharging zone of the metal-fuel card discharge assist system.

도면 2B3 은 도면 2B1과 도면 2B2에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 일반적인 구조를 나타낸 것으로서, 재충전 헤드조립체에서 메탈-연료 카드를 삭제하고 이의 보조부품을 자세하게 도시한 상태도이다.FIG. 2B3 shows the general structure of the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 2B1 and 2B2, in which the metal-fuel card is removed from the recharging head assembly and its auxiliary parts are shown in detail.

도면 2B4 는 도면 2B3에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 사시도로서, 메탈-연료카드가 캐소우드와 재충전헤드의 아노드 접촉구조사이에 적재되어 있는 상태를 나타낸 사시도이다.FIG. 2B4 is a perspective view of the metal-fuel card refilling assistance system shown in FIG. 2B3, in which the metal-fuel card is loaded between the cathode and the anode contact structure of the recharge head.

도면 2B5 는 도면 2B3과 도면 2B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템을 사용할 때, 산화된 메탈-연료 카드가 재충전되는 동안 이루어지는 기본 단계를 설명하는 플로우 챠트이다.2B5 is a flow chart illustrating the basic steps that are taken while the oxidized metal-fuel card is being refilled when using the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 2B3 and 2B4.

도면 2B6 은 도면 2B3과 도면 2B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 각 재충전 헤드에 적용되어 있는 캐소우드 지지구조의 사시도로서, 다섯개의 평행한 채널이 구비되어 있고, 이 채널속에 전기적으로 전도체인 캐소우드 스트립과 이온적으로 전도체인 전해액 침투 스트립이 고정지지되어 있는 상태를 나타내는 사시도이다.FIG. 2B6 is a perspective view of the cathode support structure applied to each refill head of the metal-fuel card recharge aid system shown in FIGS. 2B3 and 2B4, having five parallel channels, electrically conductive in the channels; A perspective view showing a state in which a phosphorus cathode strip and an ion permeable electrolyte penetration strip are fixedly supported.

도면 2B7 은 도면 2B8 도 도시된 캐소우드 지지구조의 지지채널속에 설치되어지는 산소 압력(pO2)센서와 전해액 침투 스트립 및 캐소우드가 분리된 상태를 나나타낸 사시도이다.2B7 is a perspective view illustrating a state in which an oxygen pressure (pO 2) sensor, an electrolyte penetration strip, and a cathode are installed in a support channel of the cathode support structure shown in FIG. 2B8.

도면 2B8 은 캐소우드 구조및 이와 관련한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산소 증발 체임버에 대한 사시도로서, 도면 2B3과 도면 2B4에 도시한 재충전 헤드에 적용되어지는 것으로서, 완전하게 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.FIG. 2B8 is a perspective view of a cathode structure and an oxygen evaporation chamber according to a first embodiment of the present invention, which is applied to the recharge head shown in FIGS. 2B3 and 2B4, and is a perspective view showing a fully coupled state to be.

도면 2B9 는 도면 1 과 도면 2B3 및 도면 2B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템에 적용되어지는 산화 메탈-연료 카드의 하나를 나타낸 사시도로서, (1) (1)이의 메탈-연료 스트립이 도면 2A8 에 부분적으로 나타낸 재충전 헤드의 캐소우드 구조에 캐소우드 스트립과 함께 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, (2) 사전 방전 및/또는 재충전 작업중에 데이터 저장 메모리에서 부터 (a) 기록되어진 메탈-연료 확인 데이터에 서로 관련지워지는 재충전 인자 및/또는 메탈-연료 표시 데이터를 판독(또는 접근)이 용이하게 함과 더불어, (b) 재충전 작동중에 판독되어지는 메탈-연료 구역 확인 데이타와 관련되어지는 컴퓨터 처리된 메탈-산소 표시 데이터와 감지된 재충전 인자를 데이터 저장 메모리에 기록하게 하여 재충전 작동중에 메탈-연료 카드를 확인하고 코드심볼을 포함하는 그래픽 인코드 데이터 트랙을 나타내는 메탈-연료 카드의 하나에 대한 사시도이다.2B9 is a perspective view of one of the metal oxide-fuel cards applied to the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 1, 2B3, and 2B4, wherein (1) (1) the metal-fuel strip is shown in FIG. A metal-fuel disposed in the cathode structure of the recharging head, partly shown in 2A8, at predetermined intervals with the cathode strip, (2) from the data storage memory during pre-discharge and / or recharging operations; A computer associated with the metal-fuel zone identification data read during the recharging operation, in addition to making it easy to read (or access) the refilling factor and / or metal-fuel indication data correlated with the identification data. Record the processed metal-oxygen display data and the detected recharge factor to the data storage memory to identify the metal-fuel card during recharge operation. Is a perspective view of one of the metal-fuel cards representing a graphic encoded data track including code symbols.

도면 2B9+ 는 도면 1 과 도면 2B3 및 도면 2B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템에 적용되어지는 산화 메탈-연료 카드의 하나를 나타낸 사시도로서, (1) 이의 메탈-연료 스트립이 도면 2A8 에 부분적으로 나타낸 재충전 헤드의 캐소우드 구조에 캐소우드 스트립과 함께 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, (2) 방전 및/또는 재충전 작업중에 데이터 저장 메모리에서 부터 (a) 미리 기록되어진 메탈-연료 확인 데이터에 서로 관련지워지는 방전 인자 및/또는 메탈-연료 표시 데이터를 판독(또는 접근)이 용이하게 함과 더불어, (b) 재충전 작동중에 판독되어지는 메탈-연료 구역 확인 데이타와 관련되어지는 감지된 재충전 인자를 데이터 저장 메모리에 기록하게 하여 재충전작동중에 메탈-연료 카드를 확인하고 디지털 코드심볼을 구체화하는 마그네틱 인코드 데이터 트랙을 나타내는 메탈-연료 카드의 하나에 대한 사시도이다.FIG. 2B9 + is a perspective view of one of the metal oxide-fuel cards applied to the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 1 and 2B3 and 2B4, wherein (1) its metal-fuel strip is partially shown in FIG. 2A8. Arranged in the cathode structure of the recharging head with a cathode strip at predetermined intervals, and (2) from the data storage memory during discharge and / or recharging operations (a) to pre-recorded metal-fuel identification data. In addition to facilitating reading (or accessing) the discharge factors and / or metal-fuel indication data associated with each other, and (b) the sensed recharge factors associated with the metal-fuel zone identification data read during the recharging operation. Magnetic memory to identify metal-fuel cards and incorporate digital code symbols during recharging A perspective view of a fuel card-metal showing a de data tracks.

도면 2B9++ 는 도면 1 과 도면 2B3 및 도면 2B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템에 적용되어지는 산화 메탈-연료 카드의 하나를 나타낸 사시도로서, (1) 이의 메탈-연료 스트립이 도면 2A8 에 부분적으로 나타낸 재충전 헤드의 캐소우드 구조에 캐소우드 스트립과 함께 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, (2) 방전 및/또는 재충전 작업중에 데이터 저장 메모리에서 부터 (a) 미리 기록되어진 메탈-연료 확인 데이터에 서로 관련지워지는 방전 인자 및/또는 메탈-연료 표시 데이터를 판독(또는 접근)이 용이하게 함과 더불어, (b) 재충전 작동중에 판독되어지는 메탈-연료 구역 확인 데이타와 관련되어지는 컴퓨터처리된 메탈-산소 표시 데이터와 감지된 재충전 인자를 데이터 저장 메모리에 기록하게 하여 재충전 작동중에 메탈-연료 카드를 확인하는 광전달 구멍 타입의 코드심볼을 포함한 광학적 인코드 데이터 트랙을 나타내는 메탈-연료 카드의 하나에 대한 사시도이다.FIG. 2B9 ++ is a perspective view of one of the metal oxide-fuel cards applied to the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 1 and 2B3 and 2B4, wherein (1) its metal-fuel strip is partially shown in FIG. 2A8. Arranged in the cathode structure of the recharging head with a cathode strip at predetermined intervals, and (2) from the data storage memory during discharge and / or recharging operations (a) to pre-recorded metal-fuel identification data. Computerized metal associated with the metal-fuel zone identification data read during the recharging operation, in addition to making it easy to read (or access) the discharging factors and / or metal-fuel indication data associated with each other. -Optically identifying the metal-fuel card during the recharging operation by recording the oxygen indication data and the detected recharge factor into the data storage memory. A perspective view of a fuel card months metal representing the optical code data tracks including the code symbols of the hole type.

도면 2B10 은 도면 2B3 및 도면 2B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템내에 있는 재충전 헤드의 사시도로서, 이의 재충전 작동모드중에, 메탈-연료카드가 에어-예비 캐소우드 구조를 지나 이송되고, 다섯개의 아노드 접촉 요소들이 이송된 메탈-연료 카듸의 메탈-연료 스트립과 전기적으로 접촉하게 한 구조로 되어 있다.2B10 is a perspective view of a refill head within the metal-fuel card refilling assistance system shown in FIGS. 2B3 and 2B4, during which the metal-fuel card is transported past the air-preparative cathode structure, and the five The anode contact elements are in electrical contact with the metal-fuel strips of the conveyed metal-fuel cassette.

도면 2B11 은 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템내에 있는 각각의 재충전헤드를 도면 2B8 의 선분 2B11 - 2B11을 따라 절개한 단면도로서, 도면 2B9의 메탈-연료카드 구조와 전기적으로 접촉되는 캐소우드 구조를 나타낸 것이다.FIG. 2B11 is a cross-sectional view of each refill head within the metal-fuel card recharge assistance system along section 2B11-2B11 of FIG. 2B8, showing a cathode structure in electrical contact with the metal-fuel card structure of FIG. 2B9. .

도면 2B12 는 도면 2B9 의 선분 2B12 - 2B12 를 따라 절단한 메탈-연료 카드 의 단면도이다.FIG. 2B12 is a cross-sectional view of the metal-fuel card cut along line 2B12-2B12 in FIG. 2B9.

도면 2B13 은 도면 2B10 의 선분 2B13 - 2B13 을 따라 절단한 재충전 헤드의캐소우드 구조의 단면도이다.2B13 is a cross-sectional view of the cathode structure of the refilling head cut along line 2B13-2B13 in FIG. 2B10.

도면 2B14 는 도면 2B10 의 선분 2B14 - 2B14 를 따라 절단한 재충전 헤드의캐소우드 구조의 단면도이다.2B14 is a cross-sectional view of the cathode structure of the refill head cut along line 2B14-2B14 in FIG. 2B10.

도면 2B15 는 도면 1의 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템내에 유지되어 있는 정보구조를 나타낸 것으로서, 상기 정보구조가 재충전 작동모드중에 확인된(예컨대 주소가 정해진) 메탈-연료카드내에 각 메탈-연료 트랙을 위한 재충전 인자와 산화메탈 및 메탈-연료 표시데이터를 기록하는 한 세트의 정보구역으로 이루어진 것을 나타낸다.FIG. 2B15 shows an information structure maintained in the metal-fuel card recharging assistance system of FIG. 1, wherein the information structure maps each metal-fuel track within a metal-fuel card identified (e.g., addressed) during the recharging mode of operation. It consists of a set of information zones for recording refill factors and metal oxide and metal-fuel indication data.

도면 2B16 은 다수개의 보조시스템을 갖춘 도면 1 의 FCB시스템을 나타내는 것으로서, 상기 다수개의 보조시스템이 재충전 작동모드중에, (1-1) 적재된 메탈-연료 카드로 부터 메탈-연료 카드 정보 데이터를 판독하고, (1-2) 감지된 재충전 인자와 이로 부터 추출되어 처리된 메탈-연료 표시 데이터를 메모리에 기록하며, (1-3) 미리 방전되어지는 및/또는 재충전되어지는 작동 중에 기록된 방전인자와 처리된 산화메탈, 산화메탈 및 메탈-연료 표시 데이터를 메모리로 부터 판독하고, 이를 통하여 확인된 메탈-연료 카드가 처리되어지며, 재충전 작동모드중에 (2-1) 적재된 메탈-연료 카드로부터 메탈-연료 확인 데이터를 판독하고, (2-2) 감지된 방전인자와 이것으로 부터 추출한 처리된 산화 메탈 확인 데이터를 메모리에 기록하며, (2-3) 재충전인자와 처리된 산화메탈, 산화메탈 및 예비 방전 및/또는 재충전 작동 중에 기록된 메탈-연료 확인 데이터를 메모리에 기록하고, 이것들을 통하여 확인된 메탈-연료 카드가 처리되어지게 하는 과정을 나타내는 것이다. FIG. 2B16 shows the FCB system of FIG. 1 with a plurality of auxiliary systems, wherein the plurality of auxiliary systems read (1) metal-fuel card information data from the loaded metal-fuel card during the recharging operation mode. (1-2) recording the sensed recharge factor and the metal-fuel indication data extracted and processed therefrom into the memory, and (1-3) the discharge factor recorded during the pre-discharged and / or recharged operation. And the processed metal oxide, metal oxide and metal-fuel indication data are read from the memory, and thereby the identified metal-fuel card is processed and (2-1) from the loaded metal-fuel card during the recharging operation mode. Read the metal-fuel identification data, (2-2) write the detected discharge factor and the processed metal oxide identification data extracted from it to the memory, (2-3) the recharger and processed oxidation It indicates the process of fuel card be processed-ride, the metal recorded in the oxidized metal and the preliminary discharge operation and / or recharging - and record the fuel check data in the memory, the metal identified through these.

도면 3 은 본 발명에 따른 메탈-에어 FCB 시스템의 구체적인 제 2 실시예를 나타낸 사시도로서, 다수개의 재충전된 제 1 메탈-연료 카드가 자동적으로 재충전된 메탈-연료 카드 적재대로 부터 메탈-연료 카드 방전보조시스템의 방전 격실속으로 이송되어지는 한편, 다수개의 제 2 산화 메탈-연료 카드가 자동적으로 방전 메탈-연료 카드 적재대로 부터 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 재충전 격실속으로 이송되어지게 되어 있는 것이다.3 is a perspective view showing a second specific embodiment of the metal-air FCB system according to the present invention, in which a plurality of refilled metal-fuel cards are automatically discharged from a metal-fuel card holder in which a plurality of recharged first metal-fuel cards are automatically recharged; While the secondary system is transported to the discharge compartment, a number of secondary metal oxide-fuel cards are automatically transferred from the discharge metal-fuel card stack to the recharge compartment of the metal-fuel card recharge auxiliary system. .

도면 4A1 은 도면 3 의 메탈-에어의 일반적인 구조를 나타낸 사시도로서, 재충전 메탈-연료 카드가 자동적으로 재충전된 메탈-연료 카드 적재속 있는 재충전된 메탈-연료 카드가 적재된 적재무더기의 바닥쪽에서 부터 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 방전 격실속으로 이송되어지게 된다.4A1 is a perspective view showing the general structure of the metal-air in FIG. 3, wherein the metal from the bottom of the stack of loaded metal-fuel cards loaded with a metal-fuel card automatically charged with the rechargeable metal-fuel card -It is transferred to the discharge compartment of the fuel card discharge assist system.

도면 4A2 는 도면 3의 메탈-에어 FCB 시스템의 일반적인 구조를 나타낸 것으로서, 방전 메탈-연료 카드가 메탈-연료 카드 방전 보조시스템으로 부터 방전 메탈-연료 카드 적재대에 있는 방전 메탈 연료 카드의 적재 무더기의 상단으로 자동 이송되어지게 되어 있다.4A2 shows the general structure of the metal-air FCB system of FIG. 3, wherein the discharge metal-fuel card is loaded from the metal-fuel card discharge assist system from the stack of discharge metal fuel cards in the discharge metal-fuel card holder. It is to be automatically transferred to the top.

도면 4A3 은 도면 4A1과 도면 4A2에 도시한 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 일반적인 구조를 나타낸 것으로서, 이의 보조부픔을 방전헤드의 아노드 접촉 구조와 캐소우드사이에 삽입하기 배열 준비된 다수개의 재충전 메탈-연료 카드와 함께 자세하게 도시한 것이다.4A3 shows the general structure of the metal-fuel card discharge assist system shown in FIGS. 4A1 and 4A2, with a plurality of rechargeable metals arranged ready to insert the auxiliary part between the anode contact structure of the discharge head and the cathode. Shown in detail with the fuel card.

도면 4A4 는 도면 4A3에 도시한 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 개략적인 구조를 나타낸 것으로서, 다수개의 재충전 메탈-연료 카드가 방전 헤드의 아노드 접촉구조와 캐소우드 사이에 삽입되어 있는 구조를 나타낸 것이다.4A4 shows a schematic structure of the metal-fuel card discharge assistance system shown in FIG. 4A3, in which a plurality of rechargeable metal-fuel cards are inserted between the anode contact structure and the cathode of the discharge head. .

도면 4A51 및 4A52 는 도면 4A3 및 도면 4A4에 도시된 메탈-연료 카드 방전 보조시스템을 이용하는 메탈-연료 카드(예컨대, 이것으로 부터 전력을 발생시키는 것)가 방전하는 동안 이루어지는 기본 단계를 설명하는 플로우 챠트이다.4A51 and 4A52 are flow charts illustrating the basic steps performed during discharging of a metal-fuel card (eg, generating power therefrom) using the metal-fuel card discharge assistance system shown in FIGS. 4A3 and 4A4. to be.

도면 4A6 은 도면 4A3 및 도면 4A4에 도시된 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 각 방전헤드에 적용된 캐소우드 지지구조의 사시도로서, 캐소우드 구조와 전해액이 침투된 패드를 수용하는 요홈이 형성된 4 개의 캐소우드 요소가 구비된 구조로 되어 있다.4A6 is a perspective view of a cathode support structure applied to each discharge head of the metal-fuel card discharge assistance system shown in FIGS. 4A3 and 4A4, with four cases having recesses for receiving the cathode structure and pads in which the electrolyte has penetrated; The structure is equipped with wood elements.

도면 4A7 은 도면 도면 4A6 에 도시된 캐소우드 지지 구조를 사용하는 산소 분출 체임버의 구조를 나타낸 사시도이다.4A7 is a perspective view showing the structure of the oxygen jet chamber using the cathode support structure shown in FIG. 4A6.

도면 4A8A 은 도면 4A6 에 도시된 캐소우드 지지 플레이트의 캐소우드 수용 요홈의 하단부속에 삽입되어질 수 있는 캐소우드 구조의 개략도이다.4A8A is a schematic diagram of a cathode structure that may be inserted into the lower end of the cathode receiving recess of the cathode support plate shown in FIG. 4A6.

도면 4A8B 는 도면 4A6 에 도시된 캐소우드 지지플레이트의 캐소우드 수용 요홈의 상단부속에서 캐소우드 구조 위에 삽입하기 위한 전해액 침투 패드의 구조를 나타낸 것이다.4A8B shows the structure of an electrolyte penetrating pad for insertion over the cathode structure at the top of the cathode receiving recess of the cathode support plate shown in FIG. 4A6.

도면 4A9 는 도면 3 의 메탈-연료 방전 보조시스템내에서 방전하도록 설계된 비산화 메탈-연료 카드의 사시도로서, 일정한 간격을 두고 독립된 상태로 떨어져 있는 4 개의 요홈이 각각 메탈-연료 스트립을 지지하고 있고, 방전 헤드내에 적재 될 때 요홈의 바닥면에 형성된 구멍을 통하여 아노드 접촉 전극과 전기적으로 접촉하게 하는 구조로 되어 있다.4A9 is a perspective view of a non-oxide metal-fuel card designed to discharge within the metal-fuel discharge assistance system of FIG. 3, with four grooves spaced apart at regular intervals, each supporting a metal-fuel strip; When it is loaded into the discharge head, it is designed to make electrical contact with the anode contact electrode through a hole formed in the bottom surface of the groove.

도면 4A10 은 도면 4A9 의 메탈-연료 지지구조의 단면도로서, 도면 4A9의 4A10 - 4A10 선을 따라 절단한 단면도이다.4A10 is a cross-sectional view of the metal-fuel support structure of FIG. 4A9, taken along line 4A10-4A10 of FIG. 4A9.

도면 4A11 은 도면 4A9의 메탈-연료 지지 플레이트내에 지지되어 있는 아노드 메탈-연료 스트립과 전기적으로 접촉하도록 설계된 다수개의 전극을 지지하는 전극 지지플레임의 사시도이다.4A11 is a perspective view of an electrode support flame supporting a plurality of electrodes designed to be in electrical contact with an anode metal-fuel strip supported in the metal-fuel support plate of FIG. 4A9.

도면 4A12 는 도면 3 의 메탈-연료 카드 방전 보조시스템내에 있는 방전 헤드를 펼쳐도시한 사시도로서, 이의 캐소우드 지지구조와, 산소방전 체임버, 메탈-연료 지지구조 및, 이의 아노드 전극 접촉플레이트가 아직 결합되지 않은 상태로 배치되어 있는 상태를 나타낸 것이다.4A12 is an exploded perspective view of the discharge head in the metal-fuel card discharge assistance system of FIG. 3, wherein the cathode support structure, the oxygen discharge chamber, the metal-fuel support structure, and the anode electrode contact plate thereof are still present; It is a state that is arranged in a state that is not coupled.

도면 4A13 은 도면 3 의 메탈-연료 카드 방전 보조시스템내에 유지되어 있는 정보구조를 나타낸 것으로서, 방전 작동중에 확인된(예를 들어, 주소가 설정된) 메탈-연료 카드내에 각각의 메탈-연료 구역을 위한 메탈-연료 확인 데이터와, 방전 인자를 기록하는데 사용되는 한쌍의 정보구역, 산화메탈과 메탈-연료를 나타내는 데이터로 구성되어 있다.4A13 shows the information structure maintained in the metal-fuel card discharge assistance system of FIG. 3, for each metal-fuel zone in the metal-fuel card identified (eg, addressed) during discharge operation. It consists of metal-fuel identification data, a pair of information zones used to record discharge factors, and data representing metal oxide and metal-fuel.

도면 4B1 은 도면 3 의 메탈-에어 FCB 시스템을 나타낸 것으로서, 다수개의 산화 메탈-연료 카드가 방전된 메탈-연료 카드 적재대에 있는 방전된 메탈-연료 카드의 적재무더기 바닥에서 부터 이의 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 재충전 격실속으로 자동 이송되어지게 한 것을 나타낸다.FIG. 4B1 shows the metal-air FCB system of FIG. 3, with the metal-fuel card from the bottom of the stack of discharged metal-fuel cards in the metal-fuel card stack where a plurality of metal oxide-fuel cards were discharged. Indicates automatic transfer to the recharge compartment of the recharge aid system.

도면 4B2 는 도면 3 의 메탈-에어 FCB 시스템을 나타낸 것으로서, 재충전 메탈-연료카드가 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템으로 부터 재충전 메탈-연료 카드 적재대에 있는 재충전된 메탈-연료의 적재무더기 상단위에 자동이송되어지게 한 것을 나타낸다.4B2 shows the metal-air FCB system of FIG. 3, wherein a rechargeable metal-fuel card is automatically placed on top of a stack of recharged metal-fuel in a rechargeable metal-fuel card holder from a metal-fuel card recharge assistant system. Indicates that it has been transferred.

도면 4B3 은 도면 4B1과 도면 4B2에 도시된 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 일반적인 구조를 나타낸 것으로서, 이에 구비되어 있는 재충전 헤드의 캐소우드와 아노드 접촉면사이에 다수개의 방전된 메탈-연료 카드가 삽입되어질 준비가 되어 있는 상태로 상기 보조시스템의 보조부품이 자세하게 도시되어 있는 상태를 나타낸 것이다.4B3 shows the general structure of the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 4B1 and 4B2, wherein a plurality of discharged metal-fuel cards are inserted between the cathode and anode contact surfaces of the recharging head provided therewith. A state in which the auxiliary component of the auxiliary system is shown in detail in a state ready to be made.

도면 4B4 는 도면 4B3 에 나타낸 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템을 도시한 것으로서, 이의 산화 메탈 재충전 헤드의 아노드 접촉구조와 캐소우드 사이에 다수개의 방전된 메탈-연료 카드가 삽입되어 있는 것을 나타낸다.FIG. 4B4 illustrates the metal-fuel card refilling assistance system shown in FIG. 4B3, showing a number of discharged metal-fuel cards inserted between the anode contact structure and the cathode of the metal oxide refill head thereof.

도면 4B51과 도면 4B52는 도면 4B3과 도면 4B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전보조시스템을 사용할 때 메탈-연료 카드(예컨대, 산화 메탈을 본래의 메탈로 변환시키는)의 재충전중에 이루어지는 기본 단계를 설명하는 것이다.4B51 and 4B52 illustrate the basic steps that are taken during recharging of a metal-fuel card (eg, converting metal oxide to original metal) when using the metal-fuel card recharge aid system shown in FIGS. 4B3 and 4B4. will be.

도면 4B6 은 도면 4B3과 도면 4B4에 도시한 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템의 각 재충전 헤드에 적용되어 있는 캐소우드 지지구조의 사시도로서, 요홈이 구비되어 있는 4 개의 캐소우드가 캐소우드 구조 및 전해액 침투패드를 수용하기 위해 구비되어 있는 것이다.4B6 is a perspective view of the cathode support structure applied to each of the recharge heads of the metal-fuel card recharging assistance system shown in FIGS. 4B3 and 4B4, in which four cathodes having grooves are provided with the cathode structure and the electrolyte penetration. It is provided to accommodate the pad.

도면 4B7 은 도면 4B6에 나타낸 캐소우드 지지구조의 캐소우드 수용 요홈의 하부속에 삽입되어지는 캐소우드 구조를 나타낸 것이다.4B7 shows the cathode structure inserted into the bottom of the cathode receiving recess of the cathode support structure shown in FIG. 4B6.

도면 4B8A 는 도면 4B6의 캐소우드 지지플레이트에 있는 캐소우드 수용 요홈의 하부속에 삽입되어지는 캐소우드 구조를 나타낸 것이다.4B8A shows a cathode structure inserted into the bottom of the cathode receiving recess in the cathode support plate of FIG. 4B6.

도면 4B8B 는 도면 4B6에 나타낸 캐소우드 지지플레이트에 사용되어지도록 한 산소 증발 체임버의 구조를 나타낸 것이다.4B8B shows the structure of an oxygen evaporation chamber adapted to be used for the cathode support plate shown in FIG. 4B6.

도면 4B9 는 도면 3 의 메탈-연료 재충전 보조시스템에 재충전할 수 있게 설계된 부분산화된 메탈-연료카드의 사시도로서, 4 개의 요홈이 등간격으로 형성되어 있으면서, 상기 요홈이 재충전 헤드내에 적재될 때 상기 요홈의 바닥에 형성되어 있는 구멍을 통하여 아노드 접촉 전극과 전기적으로 접촉하게 함과 더불어 메탈-연료 스트립을 지지하게 되어 있다.4B9 is a perspective view of a partially oxidized metal-fuel card designed to be refilled with the metal-fuel refilling assistance system of FIG. 3, with four grooves formed at equal intervals, when the grooves are loaded into the recharge head; A hole formed in the bottom of the groove makes contact with the anode contact electrode while supporting the metal-fuel strip.

도면 4B10 은 도면 4B9의ㅣ 메탈-연료 지지구조를 단면으로 나타낸 것으로서, 도면 4B9의 7B10 - 7B10 선을 따른 단면도이다.4B10 is a cross-sectional view of the metal-fuel support structure of FIG. 4B9, taken along line 7B10-7B10 of FIG. 4B9.

도면 4B11 은 도면 3 의 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템에 의해 재충전 작업이 시행되어지는 동안, 도면 4B10의 메탈-연료 지지플레이트내에 지지되어 있는 메탈-연료 스트립과 전기적으로 접촉하게 설계된 다수개의 전극을 지지하기 위한 메탈-연료 지지플레이트의 사시도이다.FIG. 4B11 supports a plurality of electrodes designed to be in electrical contact with a metal-fuel strip supported in the metal-fuel support plate of FIG. 4B10 while recharging is performed by the metal-fuel card refill assistance system of FIG. 3. A perspective view of a metal-fuel support plate for

도면 4B12 는 도면 3 의 메탈-연료 카드 재충전 보조시스템내에 있는 재충전 헤드가 분리된 상태의 사시도로서, 조립되지 않은 상태의 캐소우드 지지구조와, 메탈-연료 지지구조 및 이의 아노드 전극 접촉 플레이트를 나타내는 것이다.4B12 is a perspective view of the recharging head in the metal-fuel card recharging assistance system of FIG. 3 in a separated state, showing an unassembled cathode support structure, a metal-fuel support structure and an anode electrode contact plate thereof; will be.

도면 4B13 은 도면 3 의 메탈-연료 카드 방전 보조시스템내에 유지되어 있는 정보구조를 나타낸 것으로서, 방전 작동중에 확인된(예를 들어, 주소가 설정된) 메탈-연료 카드내에 각각의 메탈-연료 트랙을 위한 메탈-연료 확인 데이터와, 방전 인자를 기록하는데 사용되는 한쌍의 정보구역, 산화메탈과 메탈-연료를 나타내는 데이터로 구성되어 있다.FIG. 4B13 shows the information structure maintained in the metal-fuel card discharge assistance system of FIG. 3, for each metal-fuel track in the metal-fuel card identified (eg, addressed) during discharge operation. It consists of metal-fuel identification data, a pair of information zones used to record discharge factors, and data representing metal oxide and metal-fuel.

도면 4B14 는 다수개의 보조시스템을 갖춘 도면 3 의 FCB시스템을 나타내는 것으로서, 상기 다수개의 보조시스템이 재충전 작동모드중에, (1-1) 적재된 메탈-연료 카드로 부터 메탈-연료 카드 정보 데이터를 판독하고, (1-2) 감지된 재충전 인자와 이로 부터 추출되어 처리된 메탈-연료 표시 데이터를 메모리에 기록하며, (1-3) 미리 방전되어지는 및/또는 재충전되어지는 작동 중에 기록된 방전인자와 처리된 산화메탈, 산화메탈 데이터를 메모리로 부터 판독하고, 이를 통하여 확인된 메탈-연료 카드가 처리되어지는 과저을 나타낸 것이다.4B14 shows the FCB system of FIG. 3 with a plurality of auxiliary systems, in which the plurality of auxiliary systems read (1) metal-fuel card information data from the loaded metal-fuel card during the recharging operation mode. (1-2) recording the sensed recharge factor and the metal-fuel indication data extracted and processed therefrom into the memory, and (1-3) the discharge factor recorded during the pre-discharged and / or recharged operation. And the processed metal oxide and metal oxide data are read from the memory, and the identified metal-fuel card is processed.

도면 5 는 본 발명에 따른 메탈-에어 FCB 시스템의 제 3 실시예를 나타낸 것으로서, 메탈연료가 카세트 카트리지와 같은 장치내에 수용되어 있는 메탈-연료카드(또는 시트)의 형태로 제공되고, 상기 카트리지에는 (재)충전된 및 방전된 메탈-연료 카드를 분리된 적재공간속에 저장하기 위해 격벽으로 구분된 내부공간이 형성된 구조로 되어 있다.Figure 5 shows a third embodiment of a metal-air FCB system according to the invention, which is provided in the form of a metal-fuel card (or sheet) in which the metal fuel is housed in a device such as a cassette cartridge. In order to store the (re) charged and discharged metal-fuel cards in separate loading spaces, the internal spaces separated by partitions are formed.

도면 5A 는 도면 5 의 메탈-에어 FCB 시스템을 나타낸 것으로서, 재충전된 메탈-연료 카드의 적재부 있는 재충전 메탈-연료 카드가 쌓여져 있는 적재무더기로 재충전된 메탈-연료 카드가 자동적으로 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 방전 격실속으로 이송되게 하는 한편, 방전된 메탈-연료 카드가 메탈-연료 카드 방전 보조 시스템의 방전 격실에서부터 방전 메탈-연료 카드 저장부에 있는 방전된 메탈 연료 카드가 쌓여진 적재무더기의 위쪽으로 이송되어지게 되어 있다.FIG. 5A shows the metal-air FCB system of FIG. 5, in which a metal-fuel card recharged with a stack of rechargeable metal-fuel cards stacked on a stack of recharged metal-fuel cards automatically discharges metal-fuel card The discharged metal-fuel card is transported to the discharge compartment of the auxiliary system, while the discharged metal-fuel card is discharged from the discharge compartment of the metal-fuel card discharge assistant system, on top of the stacked heap of discharged metal fuel cards in the discharge metal-fuel card storage. It is to be transferred to.

도면 6 은 본 발명에 따른 메탈-에어 FCB 시스템의 제 4 실시예를 도시한 것으로서, 메탈연료가 카세트 카트리지와 같은 장치내에 수용되어 있는 메탈-연료카드(또는 시트)의 형태로 제공되고, 상기 카트리지에는 (재)충전된 및 방전된 메탈-연료 카드를 분리된 적재공간속에 저장하기 위해 격벽으로 구분된 내부공간이 형성된 구조로 되어 있다.Figure 6 shows a fourth embodiment of a metal-air FCB system according to the present invention, provided in the form of a metal-fuel card (or sheet) in which metal fuel is housed in a device such as a cassette cartridge, the cartridge The internal structure is divided into partitions to store the (re) charged and discharged metal-fuel cards in separate load spaces.

도면 6A 는 도면 6 의 메탈-에어 FCB 시스템을 나타낸 것으로서, 재충전된 메탈-연료 카드의 적재부 있는 재충전 메탈-연료 카드가 쌓여져 있는 적재무더기로 재충전된 메탈-연료 카드가 자동적으로 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 방전 격실속으로 이송되게 하는 한편, 방전된 메탈-연료 카드가 메탈-연료 카드 방전 보조시스템의 방전 격실에서부터 방전 메탈-연료 카드 저장부에 있는 방전된 메탈 연료 카드가 쌓여진 적재무더기의 위쪽으로 이송되어지게 되어 있다.FIG. 6A shows the metal-air FCB system of FIG. 6, in which a metal-fuel card recharged with a stack of rechargeable metal-fuel cards stacked on a stack of recharged metal-fuel cards automatically discharges metal-fuel card. The discharged metal-fuel card is transferred to the discharge compartment of the auxiliary system, while the discharged metal-fuel card is discharged from the discharge compartment of the metal-fuel card discharge auxiliary system, and the top of the stacked heap of discharged metal fuel cards in the discharged metal-fuel card storage. It is to be transferred to.

도면 7 은 본 발명에 따른 메탈-에어 FCB 동력 발생 모듈이 셀룰러폰(핸드폰)의 배터리 저장부에 설치되어 있는 상태를 도시한 사시도로서, 여러개의 보조 메탈-연료 카드를 핸드폰의 외면에 부착고정시켜 배터리 저장부에 여러개의 보조 메탈-연료 카드를 가지고 다닐 수 있게 한 것을 나타낸다.7 is a perspective view showing a state where the metal-air FCB power generation module according to the present invention is installed in the battery storage of the cellular phone (cell phone), by attaching and fixing a number of auxiliary metal-fuel card to the outer surface of the mobile phone Indicates that you can carry multiple secondary metal-fuel cards in the battery compartment.

도면 7A 는 도면 7 의 핸드폰을 분리시켜 도시한 사시도로서, 이의 배터리 저장부 판넬이 제거(개방)되고, 메탈-에어 FCB 파워 발생모듈(메탈-연료 카드가 구비된)이 해드폰의 배터리 저장부속에 삽입되어 있으며, 여러개의 보조 메탈-연료 카드가 배터리 저장부 카바 판넬의 외면에 부착된 연료 카드 저장부내에 삽입된 구조로 된 것을 나타낸다.FIG. 7A is a perspective view of the mobile phone of FIG. 7 in which the battery storage panel thereof is removed (opened), and a metal-air FCB power generation module (with a metal-fuel card) is attached to the battery storage part of the headphones. It is inserted, and shows that a plurality of auxiliary metal-fuel cards are inserted into the fuel card storage unit attached to the outer surface of the battery storage unit cover panel.

도면 8A 는 도면 7A에 도시한 메탈-에어 FCB 파워 발생모듈의 분리 사시도로서, 하우징부의 상부가 하우징의 하부로 부터 분리되어 4 요소의 캐소우드 구조(예컨대, 보조모듈)이 분리할 수 있도록, 가요성 회로에 의해 연결된 인쇄회로 한쌍의 인쇄회로 기판 가까이에 위치한 하우징의 하부에 형성된 요홈속에 삽입되어 있는 한편, 4 요소의 아노드 접촉 구조가 하우징의 상부에 일체적으로 형성되어 하우징의 상하부가 함께 끼워 맞춰질 수 있게 되어 있고, 도면 8B에 도시한 타입의 단일 캐소우드 구조를 슬라이딩 결합시킬 수 있도록 제 1 적재 요홈이 형성되어 이의 선단에 위치한 전도요소가 제 1 인쇄회로 기판위에 있는 각각의 전도요소와 결속되게 되어 있으며, 도면 8C에 도시한 타입의 단일 측면 메탈-연료 카드를 슬라이딩 결합시킬 수 있도록 제 2 적재 요홈이 형성되어 이의 선단에 위치한 전도요소가 상기 제 1 인쇄회로기판에 있는 각각의 전도요소와 결속되게 되어 있는 것을 나타낸다.FIG. 8A is an exploded perspective view of the metal-air FCB power generation module shown in FIG. 7A, wherein the upper portion of the housing portion is separated from the lower portion of the housing so that four elements of the cathode structure (eg, auxiliary module) are separated. It is inserted into a recess formed in the lower portion of the housing located near the pair of printed circuit boards connected by the printed circuit, while a four-element anode contact structure is integrally formed on the upper portion of the housing so that the upper and lower portions of the housing fit together. And a first loading groove is formed to allow sliding engagement of a single cathode structure of the type shown in FIG. 8B so that a conductive element located at its tip is engaged with each conductive element on the first printed circuit board. A second side to allow sliding engagement of a single side metal-fuel card of the type shown in FIG. 8C. The groove indicates that there is a conductive element located on the leading end thereof is formed to be the first printed circuit, each of the conductive elements and the binding in the substrate.

도면 8B 는 도면 7A와 도면 8A에 도시된 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈에 형성된 제 1 적재 요홈속에 슬라이딩 삽입할 수 있게 하는 캐소우드 구조(예컨대, 보조모듈)의 사시도이다.8B is a perspective view of a cathode structure (eg, an auxiliary module) that allows sliding insertion into a first loading recess formed in the metal-air FCB power generation module shown in FIGS. 7A and 8A.

도면 8C 는 도면 7A와 도면 8A에 도시된 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈에 형성된 제 2 적재 요홈속에 슬라이딩 삽입할 수 있게 하는 4 요소의 캐소우드 메탈-연료 카드에 대한 사시도이다.FIG. 8C is a perspective view of a four element cathode metal-fuel card that allows sliding insertion into a second loading recess formed in the metal-air FCB power generation module shown in FIGS. 7A and 8A.

도면 9 는 도면 7의 핸드폰에 형성된 배터리 적재부로 부터 도면 7A의 메탈- 에어 FCB 파워 발생 모듈이 제거된 상태의 사시도이다.FIG. 9 is a perspective view of the metal-air FCB power generation module of FIG. 7A removed from the battery loading unit formed in the mobile phone of FIG.

도면 9A 는 도면 7A의 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈의 저면도로서, 이의 출력단이 주장치(예컨대, 핸드폰, CD-ROM 플레이어)의 배터리 저장부내에 위치한 파워 접속단과 접촉할 수 있게 노출되어 있는 상태를 나타낸 것이다.FIG. 9A is a bottom view of the metal-air FCB power generation module of FIG. 7A, with its output stage exposed so as to be in contact with a power connection located within the battery reservoir of the main device (eg, cell phone, CD-ROM player). It is shown.

도면 10 은 본 발명에 따른 캐소우드 카트리지/메탈-연료 카드 적재장치의 제 1 실시예에 대한 사시도로서, 이 실시예의 장치는 단일(교체) 캐소우드 카트리지를 슬라이딩 결합할 수 있게 하는 다수개의 요홈과, 도면 7A의 FCB 파워 발생모듈내에서 사용하기 위한 다수개의 (충전된) 메탈-연료 카드를 갖춘 박스형의 구조로 되어 있다.10 is a perspective view of a first embodiment of a cathode cartridge / metal-fuel card stacker according to the present invention, wherein the device of this embodiment comprises a plurality of grooves that allow sliding engagement of a single (replacement) cathode cartridge; Boxed structure with multiple (filled) metal-fuel cards for use in the FCB power generation module of FIG. 7A.

도면 11A 는 본 발명에 따른 캐소우드 카트리지/메탈-연료 카드 적재장치의 제 2 실시예에 대한 사시도로서, 이 실시예의 장치는 개방된 형상으로 배열되어 있고, 단일(교체)캐소우드 카트리지를 슬라이딩 결합시킬 수 있는 다수개의 슬롯과 도면 7A의 FCB 파워 발생 모듈내에 사용하기 위한 다수개의 (충전된) 메탈-연료 카드를 갖춘 지갑형의 구조로 되어 있다.Figure 11A is a perspective view of a second embodiment of a cathode cartridge / metal-fuel card stacker according to the present invention, in which the arrangement of this embodiment is arranged in an open shape and slidingly engages a single (replacement) cathode cartridge; It has a wallet-like structure with a number of slots available and a number of (charged) metal-fuel cards for use in the FCB power generation module of Figure 7A.

도면 11B 는 도면 11A의 캐소우드 카트리지/메탈-연료 카드 적재장치의 사시도로서, 이의 밀폐/적재구조를 나타낸 것이다.FIG. 11B is a perspective view of the cathode cartridge / metal-fuel card stacking device of FIG. 11A, showing its sealing / loading structure.

도면 12 는 본 발명에 따라 한쌍의 교체 가능한 캐소우드 보조모듈(예컨대 카트리지)사이에 배치된 이중 측면 메탈-연료 카드를 갖춘 본 발명의 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈로부터 발생된 전력을 사용하는 랩탑 컴퓨터의 사시도이다.12 is a laptop computer using the power generated from the metal-air FCB power generation module of the present invention with a double side metal-fuel card disposed between a pair of replaceable cathode submodules (such as a cartridge) in accordance with the present invention. Perspective view.

도면 12A 는 도면 12에 도시한 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈의 사시도로 서, 랩탑 컴퓨터의 배터리 적재격실에서 분리된 상태를 도시한 것이다.FIG. 12A is a perspective view of the metal-air FCB power generation module shown in FIG. 12, showing the state detached from the battery compartment of the laptop computer.

도면 13 은 도면 12A의 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈의 분리사시도로서, 하우징의 상하부에 한쌍의 요홈이 형성되어 쌍으로 된 캐소우드 카트리지(예컨대, 카드리지)를 슬라이딩 결합시킬 수 있고, 하나의 요홈이 이중 측면으로 된 메탈-연료 카드사이에 슬라이딩 결합시키도록 된 캐소우드 카트리지사이에 형성되어 있으며, 한쌍의 요홈이 가요성이 있는 회로에 의해 연결되어 있으면서 전기 단자에 의해 캐소우드 카트리지와 메탈-연료 카드에 접하고 있는 한쌍의 인쇄회로 기판사이에 형성되어 있는 구조로 된 것을 나타낸다.FIG. 13 is an exploded perspective view of the metal-air FCB power generation module of FIG. 12A, in which a pair of grooves are formed in upper and lower portions of the housing to slide a pair of cathode cartridges (eg, cartridges), and one groove It is formed between the cathode cartridges slidingly coupled between the double-sided metal-fuel cards, and the cathode cartridge and the metal-fuel card are connected by electrical terminals while a pair of grooves are connected by a flexible circuit. It shows the structure formed between a pair of printed circuit boards which contact | connect.

도면 13A 는 캐소우드 카트리지와 이중 측면이 있는 메탈-연료 카드를 상호 연결시키기 위해 하우징의 하부에 설치된 제 1 인쇄회로기판의 사시도이다.FIG. 13A is a perspective view of a first printed circuit board installed at the bottom of the housing to interconnect the cathode cartridge and the double-sided metal-fuel card. FIG.

도면 13B 는 도면 12A의 FCB 파워 발생 모듈의 측면도로서, 캐소우드 카트리지와 이중 측면 메탈-연료 카드가 모듈 하우징에 밀봉상태로 삽입되어 있는 구조를 나타내는 것이다.FIG. 13B is a side view of the FCB power generation module of FIG. 12A, showing the structure in which the cathode cartridge and the double side metal-fuel card are sealed in the module housing.

도면 13C 는 도면 12A의 FCB 파워 발생 모듈의 측면도로서, 출력단자가 도면 12 도에 도시한 장치 또는 랩탑 컴퓨터의 배터리 적재 격실/구역속에 있는 입력단자와 전기적으로 접촉하도록 된 것을 나타낸다.FIG. 13C is a side view of the FCB power generation module of FIG. 12A, showing that the output terminals are in electrical contact with an input terminal within the battery loading compartment / zone of the device or laptop computer shown in FIG.

도면 13D 는 도면 12A의 FCB 파워 발생 모듈의 측면도로서, 이 속에 있는 제 2 인쇄회로기판이 도면 10 에 도시한 하우징의 하부측벽에 형성된 한쌍의 구멍을 통하여 돌출할 수 있게 일체로 형성된 출력단자를 갖춘 구조로 되어 있다.FIG. 13D is a side view of the FCB power generation module of FIG. 12A, having an output terminal integrally formed such that a second printed circuit board therein may project through a pair of holes formed in the lower side wall of the housing shown in FIG. It is structured.

도면 13E 는 본 발명에 따른 이중 측벽 메탈-연료 카드의 분리사시도로서, 하나의 아노드 접촉요소가 연료 요소 수용홈속에 설치되어 있으면서, 전기전도체에의해 메탈-연료 카드의 선단면에 형성된 전기접촉단과 전기적으로 연결된 구조로 되어 있다.FIG. 13E is an exploded perspective view of a double sidewall metal-fuel card according to the present invention, in which one anode contact element is provided in the fuel element receiving groove, and an electrical contact end formed on the front end surface of the metal-fuel card by an electric conductor; The structure is electrically connected.

도면 13F 는 도면 13E의 13F - 13F 선을 따라 절개한 도면 13 의 이중 측면 메탈-연료 카드의 단면도로서, 한 쌍으로 된 4개의 제 1 메탈-연료 요소가 카드구조의 제 1 측면에 설치되어 있는 한편, 한 쌍으로 된 4 개의 제 1 메탈-연료 요소가 카드구조의 제 2 측면에 설치되어 있으면서, 하나의 아노드 접촉구조(예컨대, 메카니즘)가 카드의 각 측면에 구비되어, FCB 파워 발생 모듈내에 있는 8 개의 메탈-연료 요소/캐소우드 각각이 전기적으로 독립된 전류 결속통로를 제공하게 되어 있다.FIG. 13F is a cross-sectional view of the double side metal-fuel card of FIG. 13 taken along line 13F-13F of FIG. 13E, with four pairs of first metal-fuel elements mounted on the first side of the card structure. On the other hand, while a pair of four first metal-fuel elements are provided on the second side of the card structure, one anode contact structure (e.g., a mechanism) is provided on each side of the card, thereby providing an FCB power generation module. Each of the eight metal-fuel elements / cathodes within are intended to provide an electrically independent current binding path.

도면 14 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 재충전 가능한 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈을 밀폐된 상태로 도시한 사시도로서, 모듈 하우징의 외면에 구비되어 있는 스위치를 선택적으로 사용하여 사용자가 출력 전압을 임으로 조정하거나, 모듈의 내부에 구비된 자동 부하 감지회로를 사용하여 출력전압을 자동조절 할 수 있게 되어 있는 것이다.FIG. 14 is a perspective view of a rechargeable metal-air FCB power generation module in another embodiment according to the present invention in a hermetically sealed state, in which the user adjusts the output voltage selectively by using a switch provided on an outer surface of the module housing. Alternatively, the output voltage can be automatically adjusted by using an automatic load sensing circuit provided inside the module.

도면 14A 는 도면 14의 재충전이 가능한 메탈-에어 FCB 파워 발생 모듈을 개방시킬 상태로 도시한 사시도로서, 다섯 세트의 방전/충전 헤드 조립체가 모듈의 하우징 하부에 끼워 맞춤식으로 결합되어, 보조시스템에 각 방전/충전 헤드 조립체의 복수개 요소의 이중 측면 연료 카드와 복수개 요소의 캐소우드 카트리지 사이의 전기 연결이 자동적으로 연결되어지도록 이루어져, 하우징의 상부가 모듈의 하 부하우징위에 아래쪽이 힌지로 밀폐되어 질 때, 단일 주기판을 하우징의 하부에 끼워 결합시킨 상태에서 고정시킬 수 있도록 한 것이다.FIG. 14A is a perspective view of the rechargeable metal-air FCB power generation module of FIG. 14 in an open state, in which five sets of discharge / charge head assemblies are fit-fitted into the housing of the module and fitted to each auxiliary system. FIG. The electrical connection between the plural element dual side fuel card of the discharge / charge head assembly and the plural element cathode cartridges is automatically connected so that the upper part of the housing is hinged on the lower load housing of the module. In this case, the single main board is inserted into the lower part of the housing so as to be fixed in a coupled state.

도면 15A 는 수송용 자동차를 도시한 개략도로서, 이 자동차에는 본 발명에 따른 전기 발생 시스템이 구비되어, 자동차의 바퀴에 연결된 전기구동모터에 동력을 발생 및 전달하도록 되어 있고, 또 보조 및 복합 동력원이 상기 FCB 보조시스템내에 있는 메탈-연료를 충전하기 위해 구비된 것이다.15A is a schematic diagram of a transport vehicle, which is equipped with an electricity generating system according to the present invention, adapted to generate and transmit power to an electric drive motor connected to a wheel of the vehicle, and further comprising auxiliary and combined power sources. It is provided for charging the metal-fuel in the FCB auxiliary system.

도면 15B 는 본 발명의 전력 발생 시스템을 고정 전력플랜트로 실현시킨 것을 나타낸 것으로서, 이 플랜트에는 상기 FCB 보조시스템내에 있는 메탈-연료를 충전시키기 위한 보조 및 복합 동력원이 구비된 구조로 되어 있는 것이다.Fig. 15B shows the implementation of the power generation system of the present invention with a fixed power plant, which is equipped with an auxiliary and combined power source for charging the metal-fuel in the FCB auxiliary system.

도면 16A 는 제 1 실시예의 동력 발생시스템을 도시한 것으로서, 이 시스템은 메탈-에어 FCB 보조시스템의 네트워크가 DC 동력 모선구조에 작동시킬 수 있게 연결되어 있으면서 네트워크에 기초를 둔 메탈-연료 처리 보조시스템과 연계하여 작동하는 네트워크 제어 보조시스템에 의해 제어되게 되어 있다.16A shows the power generation system of the first embodiment, which is a network-based metal-fuel processing assistance system with a network of metal-air FCB subsidiary systems operatively connected to a DC power bus structure. It is to be controlled by a network control assistance system that operates in conjunction with.

도면 16B 는 제 2 실시예의 동력 발생시스템을 도시한 것으로서, 이 시스템은 도면 15A의 출력 DC 동력 모선구조가 DC에서 AC동력 변환기에 의해 출력 AC 동력 모선 구조에 작동시킬 수 있게 연결되어 전기부하에 대해 AC전력을 공급할 수 있게 되어 있다.FIG. 16B shows the power generation system of the second embodiment, which is connected to the output DC power bus structure of FIG. 15A so as to be operable to the output AC power bus structure by an AC power converter at DC. It can supply AC power.

도면 16C 는 도면 15A와 도면 15B에 도시한 네트워크를 기초로한 메탈-연료/메탈-산소 처리 보조시스템에 의해 처리되는 데이터베이스 구조를 나타낸 것이다.FIG. 16C shows a database structure processed by the metal-fuel / metal-oxygen processing assistance system based on the networks shown in FIGS. 15A and 15B.

도면 17 은 부가적인 메탈-에어 FCB 보조시스템이 시간이 경과함에 따라 전 기부하에 의해 요구되어지는 출력요구치가 증가하는 함수로써, 부가적인 메탈-에어 FCB 보조시스템이 방전모드로 작동하게 하는 과정을 나타낸 그래프이다.Figure 17 shows the process by which the additional metal-air FCB subsidiary system operates in discharge mode as a function of increasing the output demand required by the full base over time. It is a graph.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시예Specific Examples for Carrying Out the Invention

지금부터 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 최선의 실시예를 기술적으로 상세하게 설명하도록 하는데, 여기서 같은 구성요소들은 같은 참조번호가 부여되어 있다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best embodiments according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like elements are given like reference numerals.

일반적으로, 본 발명에 따른 충전가능한 금속-공기 에프씨비-베이스 시스템의 많은 수가 다수의 서브시스템으로 나눌 수 있는데, 예를 들면: 금속-연료 이송 서브시스템; 금속-연료 방전 서브시스템;과 금속-연료 충전 서브시스템을 들 수 있다. 상기 금속-연료 이송 서브시스템의 기능은 금속-연료 물질을 선택된 시스템의 모드에 따라 금속-연료 방전 서브시스템 또는 금속-연료 충전 서브시스템으로 이송하는 것으로, 카드, 종이 등의 형태를 가진다. 상기 금속-연료 방전 서브시스템으로 또는 이 서브시스템을 통해서 이송될 때, 상기 금속-연료는 하나 또는 다수의 방전 헤드에서 방전(즉, 전기 화학적 반응)되어 서브시스템에 접속된 전기 부하에 전기력을 만들며, 전기화학 반응 동안 전극-전해질의 계면에서 물과 산소가 소모된다. 상기 금속-연료 충전 서브시스템으로 또는 이 서브시스템을 통해서 이송될 때, 방전된 금속-연료는 하나 또는 다수의 충전 헤드로 충전되어 산화된 금속-연료 물질을 원 금속물질로 변화시켜 전기 방전 작용에 재사용하기 적합하게 하며, 전기화 학 반응 동안 전극-전해질의 계면에서 산소가 방출된다. 이와 같이 기본이 되는 방전과 충전 작용의 전기화학은 본 동시 출원중인 출원인의 08/944,507에 설명되어 있고, 미국특허 5,250,370과 이 분야에서 잘알려진 다른 응용과학책자에 설명되어 있다.In general, many of the chargeable metal-air FBC base systems according to the invention can be divided into a number of subsystems, for example: metal-fuel transport subsystems; Metal-fuel discharge subsystems and metal-fuel charge subsystems. The function of the metal-fuel transfer subsystem is to transfer the metal-fuel material to the metal-fuel discharge subsystem or metal-fuel filling subsystem, depending on the mode of the selected system, in the form of a card, paper, or the like. When transported to or through the metal-fuel discharge subsystem, the metal-fuel is discharged (ie, electrochemically reacted) in one or more discharge heads to create electrical forces on an electrical load connected to the subsystem. During the electrochemical reaction, water and oxygen are consumed at the electrode-electrolyte interface. When transported to or through the metal-fuel filling subsystem, the discharged metal-fuel is charged into one or more filling heads to convert the oxidized metal-fuel material into the original metal material, thereby providing an electrical discharge action. Suitable for reuse, oxygen is released at the interface of the electrode-electrolyte during the electrochemical reaction. This basic electrochemistry of discharging and charging is described in the presently filed Applicant's 08 / 944,507 and in US Pat. No. 5,250,370 and other well-known applications in this field.

금속-공기 방전 FCB 시스템 내에서 방전 동작 중에, 금속-연료 아연, 마그네슘, 베릴륨과 같은 금속-연료는 특별한 다공성 정도(즉 50%)의 전기 전도 양극으로 채택되고, 수산화칼륨, 수산화나트륨과 같은 전해질 겔 또는 이온 전도 폴리머를 경유하여, 특별한 다공성 정도를 갖는 전기 전도성 산소 침투 음극과 이온-접촉을 가져온다. 음극과 양극 구조가 이온 접촉을 가져올 때, 특이적인 개방-셀 전압이 자동적으로 생성된다. 이 개방-셀 전압값은 음극과 양극 물질의 전기화학적 포텐샬의 차이에서 비롯된 것이다. 전기 부하가 금속-공기 FCB 셀의 양극과 음극 사이에 연결되어, 구성되면, 전기력은 전기 부하로 가해지고, 주위 환경으로부터 산소가 소모되어 금속-연료가 산화된다. 아연-공기 FCB 시스템 또는 장치의 경우, 방전 사이클 동안 아연 양극 위에 산화아연이 현성되고, 음극과 전해질 각각의 접촉면 사이영역(이하 편의를 위해 양극-전해질 계면이라 한다)에서 산소가 소모된다.During discharge operation within a metal-air discharge FCB system, metal-fuel such as metal-fuel zinc, magnesium and beryllium is employed as an electrically conductive anode with a special porosity (ie 50%), and electrolytes such as potassium hydroxide and sodium hydroxide Via a gel or ion conducting polymer, it results in ion-contact with an electrically conducting oxygen penetrating cathode having a particular degree of porosity. When the cathode and anode structures bring about ionic contact, a specific open-cell voltage is automatically generated. This open-cell voltage value comes from the difference in the electrochemical potential of the cathode and anode materials. When an electrical load is constructed between the anode and the cathode of the metal-air FCB cell, the electrical force is applied to the electrical load, and oxygen is consumed from the surrounding environment to oxidize the metal-fuel. In the case of zinc-air FCB systems or devices, zinc oxide is manifested on the zinc anode during the discharge cycle, and oxygen is consumed in the region between the cathode and the contact surface of each of the electrolyte (hereinafter referred to as the anode-electrolyte interface for convenience).

금속-공기 FCB 시스템의 음극과 산화된 금속-연료 양극 사이에 외부 전압 공급원(즉 아연-공기 시스템일 경우 2볼트 이상)이 연결된다. 그 동안, 상기 금속-연료 충전 서브시스템이 음극과 금속-연료 양극 사이의 전류 흐름을 제어하여, 방전 동작 동안 발생된 전기화학 반응을 역으로 일어나게 한다. 아연-공기 FCB 시스템 또는 장치의 경우, 방전 사이클 동안 아연 위에 형성되었던 산화아연은 아연으로 변화되고(환원되고), 산소가 양극-전해질 계면의 주위 환경으로 방출된다.An external voltage source (ie 2 volts or more in the case of a zinc-air system) is connected between the cathode of the metal-air FCB system and the oxidized metal-fuel anode. In the meantime, the metal-fuel charging subsystem controls the flow of current between the cathode and the metal-fuel anode, causing the electrochemical reaction to occur in reverse during the discharge operation. In the case of zinc-air FCB systems or devices, zinc oxide that has been formed on zinc during the discharge cycle is converted (reduced) to zinc and oxygen is released into the surrounding environment of the anode-electrolyte interface.

금속-공기 FCB 시스템과 장치 내에서 이러한 방전과 충전 과정을 적절하게 수행하기 위해 특별한 방법과 수단을 아래에 연속으로 다양하게 묘사되는 본 발명의 실시예들을 통하여 상세하게 설명한다.
Specific methods and means for properly carrying out this discharge and charging process in metal-air FCB systems and devices are described in detail through the embodiments of the invention, which are variously described below in succession.

첫번째 본 발명의 금속-공기 FCB 시스템의 실시예First Embodiment of the Metal-Air FCB System of the Present Invention

이 금속-공기 FCB 시스템의 첫번째 묘사되는 실시예는 도 1 내지 2B16에 도시되어 있다. 도 1, 2A1 및 2A2에 도시된 것과 같이, 이 FCB 시스템(110)은 다수의 서브시스템으로 이루어져 있다. 이름하여: 반수동적으로 하나 또는 다수의 금속-연료 카드(112)를 FCB 시스템의 방전 포트(114)에 끼울 수 있게 된 금속-연료 착/탈 서브시스템(11); 방전 모드 동안 금속-연료 카드로부터 전기 부하(116)로 보낼 전기력을 발생시키는 금속-연료 카드 방전(즉, 파워 발생) 서브시스템(115); 방전 모드 동안 산화된 금속-연료 카드를 전기화학적으로 충전(즉, 환원)시키는 섹션인 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)이다. 각각의 이 서브시스템의 자세한 부분과 어떻게 그들이 협력하는지 아래에 설명한다.The first depicted embodiment of this metal-air FCB system is shown in FIGS. 1-2B16. As shown in Figures 1, 2A1 and 2A2, this FCB system 110 consists of a number of subsystems. Namely: a metal-fuel attachment / desorption subsystem 11 which is able to semi- passively insert one or more metal-fuel cards 112 into the discharge ports 114 of the FCB system; A metal-fuel card discharge (ie, power generation) subsystem 115 that generates electrical forces to be sent from the metal-fuel card to the electrical load 116 during the discharge mode; Metal-fuel card charging subsystem 117, which is a section for electrochemically charging (ie, reducing) an oxidized metal-fuel card during discharge mode. The details of each of these subsystems and how they work together are described below.

도 2A9에 도시된 것과 같이, 이 FCB 시스템에 의해 소모되는 금속-연료 물질은 금속 연료 카드(112)의 형태로 제공되는데, 이것은 시스템의 카드 장착 홈에 손으로 장착된다. 이 실시예에서 카드 장착 홈은 두개의 영역: 방전(즉, 파워 발생)을 위한 충전된 금속-연료 카드가 장착되는 방전 홈(113);과 충전 목적으로 방전된 금속-연료 카드가 장착되는 충전 홈(114)로 나뉜다. 도 1, 2A3, 2A9에 도시된 것과 같이, 각 금속-연료 카드(112)는 양극 구성 요소(120A 내지 120E)와 접촉되게 결합되어 도 2A4에 도시된 것과 같이 방전 모드 동안 연료 카드가 음극 지지판(121)과 양극 접촉부(122) 사이의 적절하게 할당된 위치로 이동시켰을 때 금속-연료 테이프 방전 서브시스템 내에서 각각 복수-트랙 방전 헤드인 다수개의 전기 절연된 금속-연료 스트립(119A 내지 119E)이 갖춰진 사각형 모양의 하우징을 가진다.As shown in Figure 2A9, the metal-fuel material consumed by this FCB system is provided in the form of a metal fuel card 112, which is hand mounted in the card mounting groove of the system. The card mounting groove in this embodiment is divided into two areas: a discharge groove 113 in which a charged metal-fuel card for discharge (ie, power generation) is mounted; and a charge in which a discharged metal-fuel card is mounted for charging purposes. It is divided into grooves 114. As shown in FIGS. 1, 2A3, and 2A9, each metal-fuel card 112 is coupled in contact with the anode components 120A through 120E such that the fuel card is discharged during the discharge mode as shown in FIG. 2A4. When moved to the appropriately allocated position between 121 and anode contact 122, a plurality of electrically insulated metal-fuel strips 119A through 119E, each of which is a multi-track discharge head, within the metal-fuel tape discharge subsystem It has a rectangular shaped housing fitted.

이 실시예에서, 본 발명의 연료 카드는 동시에 여기에 채택된 멀티-트랙 방전 헤드로부터 다수의 공급 전압(즉, 1.2볼트)의 동시 발생을 가능하게 하기 위해 멀티-트랙화되어 있다. 이후 보다 상세하게 설명되는, 이 신규한 발생 헤드 디자인의 목적은 시스템으로부터 FCB 시스템에 연결되는 전기 부하에 적합한 넓은 폭의 출력 전압의 발생과 공급을 가능하게 하기 위해서이다.
In this embodiment, the fuel card of the present invention is multi-tracked to enable simultaneous generation of multiple supply voltages (ie 1.2 volts) from the multi-track discharge heads employed here at the same time. The purpose of this novel generating head design, described in more detail below, is to enable the generation and supply of a wide range of output voltages suitable for the electrical loads connected from the system to the FCB system.

본 발명의 첫번째 실시예의 FCB 시스템의 작동 모드에 대한 간단한 설명Brief description of the operating modes of the FCB system of the first embodiment of the present invention

첫번째 실시예의 상기 FCB 시스템은 금속-연료 카드가 시스템에 반수동적으로 장착되는 동안의 카드 장착 모드; 전기력이 시스템의 출력 터미날로부터 발생되어 여기에 연결된 전기 부하에 공급되는 동안의 방전 모드; 금속-연료 카드 충전되는 동안의 충전 모드;와 금속-연료 카드를 시스템으로부터 반수동적으로 빼내는 동안의 카드 탈착 모드와 같은 복수 모드를 갖는다. 이들 모드는 특히 도 2A1과 2A2를 참조하여 이후 보다 상세하게 설명될 것이다.The FCB system of the first embodiment includes a card loading mode while a metal-fuel card is semi- passively mounted to the system; Discharge mode while electrical force is generated from the output terminal of the system and supplied to an electrical load connected thereto; Charging mode during metal-fuel card charging; and card removal mode during semi-passive withdrawal of the metal-fuel card from the system. These modes will be described in more detail below, in particular with reference to FIGS. 2A1 and 2A2.

카드 장착 모드 동안, 하나 또는 다수의 금속-연료 카드(112)가 카드 착/탈 서브시스템(111)을 통해 FCB 시스템에 장착된다. 방전 모드 동안, 충전된 금속-연료 카드는 전기력을 전기화학적으로 생산하여 여기에 연결된 전기 부하(116)으로 공급되기 위해 방전된다. 충전 모드 동안, 산화된 금속-연료 카드는 충전 작동을 통해 금속-연료 카드 표면의 산화물이 전기화학적으로 환원되어 원래의 금속으로 변환된다. 카드 탈착 모드 동안, 금속-연료 카드는 카드 착/탈 서브시스템(111)을 통해 FCB 시스템으로부터 탈착(즉, 방출)된다.
During the card mount mode, one or multiple metal-fuel cards 112 are mounted to the FCB system through the card attach / detach subsystem 111. During the discharge mode, the charged metal-fuel card is discharged to produce an electrochemical force and supply it to an electrical load 116 connected thereto. During the charging mode, the oxidized metal-fuel card is converted to the original metal by the electrochemical reduction of oxides on the metal-fuel card surface through a charging operation. During the card detach mode, the metal-fuel card is detached (ie ejected) from the FCB system through the card attach / detach subsystem 111.

첫번째 실시예의 FCB 시스템에서 사용된 멀티-트랙 금속-연료 카드Multi-track metal-fuel cards used in the FCB system of the first embodiment

도 1, 2A3과 2A4에 각각 도시된 금속-연료 카드(112)는 다수의 연료-트랙(즉, 5개 트랙)을 갖는 것으로, 동시에 출원중인 출원번호 08/944,507에 설명되어 있다. 이 금속-연료 카드 디자인을 사용하면, 멀티-트랙 방전 헤드로서 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 방전 헤드(124)로 사용되기에 적합하다. 동일하게, 도 2B3과 2B4에 도시된 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)내의 각 충전 헤드(125)가 본 발명의 원리에 따라 멀티-트랙 충전 헤드로서 고안되어 한다. 동시 출원중인 출원번호 08/944,507에 아주 상세하게 설명된 것과 같이, 멀티-트랙화 금속-연료 카드(112)와 멀티-트랙 방전 헤드(124)의 사용은 최종 유저에 의해 선택적으로 여러 출력 전압V1, V2,, Vn의 동시 생산을 가능하게 한다. 이 출력 전압은 금속-연료 카드 방전 서브시스템의 출력 터미날(125)에 연결된 다양한 형태의 전기 부하(116)를 구동시킬 수 있다. 이것은 금속-연료 카드 방전 작동 동안 각 방전 헤 드내의 양극-음극에서 생산되는 개별적인 출력 전압을 조합할 수 있다는 것이다. 이 시스템 기능은 이후 보다 상세하게 설명된다.The metal-fuel card 112 shown in FIGS. 1, 2A3 and 2A4, respectively, has multiple fuel-tracks (i.e., five tracks) and is described in concurrently pending application number 08 / 944,507. Using this metal-fuel card design, it is suitable for use as the discharge head 124 in the metal-fuel card discharge subsystem 115 as a multi-track discharge head. Equally, each charging head 125 in the metal-fuel card charging subsystem 117 shown in FIGS. 2B3 and 2B4 is designed as a multi-track charging head in accordance with the principles of the present invention. As described in greater detail in co-pending application No. 08 / 944,507, the use of a multi-tracked metal-fuel card 112 and a multi-track discharge head 124 may be used by the end user to selectively output multiple output voltages V1. Allows simultaneous production of, V2, and Vn. This output voltage can drive various types of electrical loads 116 connected to the output terminal 125 of the metal-fuel card discharge subsystem. It is possible to combine the individual output voltages produced at the anode-cathode within each discharge head during metal-fuel card discharge operations. This system function is described in more detail later.

일반적으로, 멀티-트랙과 싱글-트랙 금속-연료 카드 등은 다수의 다양한 기술에 사용되도록 만들어 질 수 있다. 바람직하게는, 각 카드 같은 장치(112)에 포함된 금속-연료는 값싸고, 환경적으로 안전하며, 작업이 용이한 아연으로 만든다. 현재 발명에 따라 아연-연료 카드를 만드는 다수의 다양한 기술은 아래에 자세히 설명된다.In general, multi-track and single-track metal-fuel cards and the like can be made for use in many different technologies. Preferably, the metal-fuel contained in each card-like device 112 is made of zinc which is inexpensive, environmentally safe and easy to work with. Numerous various techniques for making zinc-fuel cards in accordance with the present invention are described in detail below.

예를 들면, 첫번째 제조 기술로서, (당겨져 카드 같은 구조의 형태로 자른) 저밀도 플라스틱 물질의 표면에 0.1 내지 5.0 미크론 두께의 얇은 금속층(즉 니켈 또는 주석)을 입히는 것이다. 이 플라스틱 물질은 수산화칼륨과 같은 전해질의 존재에 안정적인 것을 선택하여야 한다. 얇은 금속층의 기능은 양극 표면에 효율적으로 전류를 분포시키는 것이다. 이후 아연 분말을 접착제에 혼합하여 얇은 금속층의 표면에 코팅(즉 1 내지 약 500미크론 두께)한다. 아연층은 이온 전도 매체(즉 전해질 이온)가 흐르는데 음극과 양극 사이의 전기 저항을 최소화하기 위해 균일하게 약 50%의 다공성을 가지게 하여야 한다. 이후에 보다 상세하게 설명되지만, 이로부터 얻어진 것은 금속-연료 카드의 구조적 집적성이 개선되는 얇은 디멘젼의 전기적으로 절연되는 케이싱내에 장착되어, 카드가 카드 장착부내에 장착되었을 때 방전 헤드를 양극으로 접근하게 한다. 선택적으로, 금속-연료 카드의 케이싱은 슬라이딩되는 패널로 만들어질 수 있어 방전부(113) 내에 카드가 장착되어 방전 헤드가 방전 작동을 위한 위치로 이송되었었거나, 또는 충전부(114)에 장착되어 충전 헤드가 충전 작동을 위한 위치로 이송되었을 금속-연료 스트립에 접근하게 한다.For example, as a first manufacturing technique, a thin metal layer (i.e. nickel or tin) of 0.1 to 5.0 microns thick is applied to the surface of a low density plastic material (pulled and cut into a card-like structure). This plastic material should be chosen to be stable in the presence of an electrolyte such as potassium hydroxide. The function of the thin metal layer is to distribute the current efficiently on the anode surface. The zinc powder is then mixed into an adhesive and coated (ie 1 to about 500 microns thick) on the surface of the thin metal layer. The zinc layer should have a uniform porosity of about 50% in order to minimize the electrical resistance between the cathode and the anode through which an ion conducting medium (ie electrolyte ions) flows. As will be described in more detail below, what is obtained from this is mounted in a thin dimension of electrically insulated casing which improves the structural integrity of the metal-fuel card, thereby allowing the discharge head to approach the anode when the card is mounted in the card compartment. do. Optionally, the casing of the metal-fuel card may be made of a sliding panel such that the card is mounted in the discharge portion 113 so that the discharge head has been transferred to a position for discharge operation, or mounted in the charging portion 114. The filling head has access to the metal-fuel strip that would have been transferred to a position for filling operation.

두번째 제조기술에 따르면, 약 0.1내지 약 5미크론 두께의 얇은 금속층(즉 니켈 또는 주석)을 (단계적 카드형태로 잘린)저밀도 플라스틱 물질의 표면 입히는 것이다. 이 플라스틱 물질은 수산화 칼륨과 같은 전해질의 존재에 안정적인 것을 선택하여야 한다. 이 얇은 금속층의 기능은 양극표면에서 효율적으로 전류분포를 같게 하는 것이다. 이후 아연은 얇은 금속층의 표면에 전착된다. 이 아연층은 음극과 양극사이의 이온전도매체(즉 전해질)가 흐르는데 전기저항을 최소화하도록 약 50%의 균일한 다공성을 갖게 하여야 한다. 나중에 보다 상세하게 설명되겠지만, 이에 따라 제조된 것은 적절하게 구조적 집적성을 갖는 금속-연료 카드를 제공하는데 적합한 아주 얇은 디멘젼의 전기절연 케이싱 내에 장착될 수 있으며, 이는 카드 장착부 내에 카드를 장착하였을 때 양극의 방전헤드를 접근할 수 있게 한다. 선택적으로, 금속-연료 카드의 케이싱은 슬라이딩 가능한 페널형태로 제조될 수 있어 카드가 방전부(113)에 장착되고 장착헤드가 방전작동을 위한 위치로 이송되거나, 또는 카드가 충전부에 장착되고 충전헤드가 충전작동을 위한 위치로 이송되었을 때 금속-연료 스트립에 접근할 수 있게 한다. According to a second manufacturing technique, a thin metal layer (i.e. nickel or tin) of about 0.1 to about 5 microns thick is surface coated of a low density plastic material (cut into stepped card form). This plastic material should be chosen to be stable in the presence of an electrolyte such as potassium hydroxide. The function of this thin metal layer is to effectively equalize the current distribution at the anode surface. Zinc is then electrodeposited on the surface of the thin metal layer. The zinc layer should have a uniform porosity of about 50% to minimize the electrical resistance of the ion conducting medium (ie electrolyte) between the cathode and the anode. As will be explained in more detail later, the manufactured one can thus be mounted in a very thin dimension of an electrically insulating casing suitable for providing a metal-fuel card with adequate structural integration, which is positive when the card is mounted in the card compartment. To allow access to the discharge head. Optionally, the casing of the metal-fuel card can be manufactured in the form of a slidable panel such that the card is mounted in the discharge section 113 and the mounting head is transferred to a position for discharge operation, or the card is mounted in the charging section and the charging head Access to the metal-fuel strip when is transported to the position for charging operation.

세번째 제조기술에 따르면, 아연분말이 저밀도 플라스틱 물질에 혼합되어 얇은 전기전도성 플라스틱 필름형태로 만든 것이다. 이 저밀도 플라스틱 물질은 수산화칼륨과 같은 전해질의 존재에 안정적인 것을 선택하여야 한다. 아연함침필름은 음극과 양극사이에서 이온전도매체가 흐르는데 전기저항을 최소화할 수 있게 약 50%의 균일한 다공성을 가져야 한다. 이후 약 0.1 내지 약 5.0 미크론 두께의 얇은 금속층(즉 니켈 또는 주석)은 전기전도필름의 표면에 입혀진다. 이 얇은 금속층의 기능은 양극표면에 효율적으로 전류분포를 갖게 한다. 나중에 보다 상세하게 설명되겠지만, 이 결과물은 금속-연료카드의 구조적 집적성을 개선하기 위한 얇은 디멘젼의 전기절연 케이싱 내에 장착될 수 있어, 카드가 카드장착부 내에 장착되었을 때 양극에 방전헤드를 접근할 수 있게 한다. According to a third manufacturing technique, zinc powder is mixed with a low density plastic material to form a thin electrically conductive plastic film. This low density plastic material should be chosen to be stable in the presence of an electrolyte such as potassium hydroxide. The zinc impregnated film should have a uniform porosity of about 50% to minimize the electrical resistance of the ion conductive medium flowing between the cathode and the anode. A thin metal layer (ie nickel or tin) of about 0.1 to about 5.0 microns thick is then applied to the surface of the electrically conductive film. The function of this thin metal layer is to efficiently distribute the current on the anode surface. As will be described in more detail later, this result can be mounted in a thin dimension of electrically insulating casing to improve the structural integrity of the metal-fuel card, allowing the discharge head to approach the anode when the card is mounted in the card compartment. To be.

앞서 설명된 실시예에서, 상기 카드 하우징은 열과 부식에 저항력있도록 적합한 물질로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하우징 물질은 카드 방전과 충전 작동 시에 사용자 안전성을 강화하기 위하여 전기비전도성의 것을 선택한다. In the embodiment described above, the card housing can be made of a material that is resistant to heat and corrosion. Preferably, the housing material is chosen to be electrically nonconductive in order to enhance user safety in card discharging and charging operations.

또한, 위에서 설명된 제조기술 각각은 양면 금속-연료카드를 만드는데 이미 적합하고, 싱글 트랙 또는 멀티-트랙 금속-연료층이 그 속에 채택된 유연한 베이스 (즉 기재)물질의 양면에 형성된다. 이러한 금속-연료필름을 실시에는 FCB 시스템 내에 장착된 금속-연료카드의 양면에 방전헤드를 정렬시키는 데 유용할 수 있다. 양면 금속-연료카드를 만들 때 대부분의 실시예에서 필요한 플라스틱 기재의 양면에 (얇은 금속물질의) 전류컬렉팅층을 형성해서 다른 음극이 결합된 금속-연료카드의 양면으로부터 전류를 모을 수 있게 한다. 양면멀티-트랙화 연료카드를 각 시트의 기재간에 물리적으로 접촉시켜 두개의 멀티-트랙 금속-연료시트를 라미네이팅시키는 것이 바람직하거나 필요하다. 위에 설명된 양면 금속-연료카드를 생산하는 방법의 적용은 현재 게시된 이용 가능한 이 분야 기술로 이미 명백하다. 이와 같은 본 발명의 실시예에서 양극-접촉 구조는 모디파이하여 전기적 접촉이 그 속에 채택된 금속-연료카드에 형성된 각각의 전기절연전류 컬렉팅층 간에 이루어질 수 있게 한다.
In addition, each of the manufacturing techniques described above is already suitable for making double-sided metal-fuel cards, and a single track or multi-track metal-fuel layer is formed on both sides of the flexible base (ie substrate) material employed therein. Such metal-fuel films may be useful for aligning the discharge heads on both sides of a metal-fuel card mounted in an FCB system. When making a double-sided metal-fuel card, a current collector layer (of thin metal material) is formed on both sides of the plastic substrate, which is required in most embodiments, to allow current to be collected from both sides of the metal-fuel card with the other negative electrode combined. It is desirable or necessary to laminate two multi-track metal-fuel sheets by physically contacting a double-sided multi-tracked fuel card between substrates of each sheet. The application of the method of producing the double-sided metal-fuel card described above is already evident from the currently available art in the art. In this embodiment of the present invention, the anode-contact structure is modulated so that electrical contact can be made between each electrically insulating current collecting layer formed on the metal-fuel card adopted therein.

본 발명의 금속-공기 FCB 시스템의 첫번째 실시예의 카드 착/탈 서브시스템Card attach / detach subsystem of the first embodiment of the metal-air FCB system of the present invention

도 1. 2A3과 2A4에 도시되고 미국출원 08/944,507에 상세히 설명된 것과 같이 도 1의 이 FCB 시스템 내의 카드 착/탈 서브시스템(111)은 다수의 협력 메커니즘: 자동으로 (i)시스템 하우징(126)정면 또는 탑 패널 내에 형성된 카드 삽입포트에 금속-연료카드(112)를 장착하고, (ii)카드 방전부로 금속-연료카드를 삽입하는 카드 수용 메커니즘(111A); 선택적으로, FCB 시스템의 카드 방전부 내에 금속-연료카드가 장착되었을 때 (금속-연료카드가 접근할 수 있게) 카드에 형성된 도어(선택적임)을 열기위한 자동도어 개방 메커니즘(111B);과 선결정 조건에 응답하여 카드삽입포트를 통해 카드 방전부로부터 금속-연료카드를 빼내기 위한 자동카드 이젝션 메커니즘(111C)등으로 이루어진다. 이와 같은 선결정 조건은 예를 들어 시스템 하우징(126)의 정면패널에 구비된 이젝션 버튼을 눌러 주는 것과, 상기 금속-연료카드의 끝에서 자동적으로 센싱하는 것 등이 포함될 수 있다. As illustrated in FIGS. 2A3 and 2A4 and described in detail in US Application 08 / 944,507, the card attachment / detachment subsystem 111 in this FCB system of FIG. 1 is configured to provide a number of cooperative mechanisms: (i) the system housing ( 126) a card receiving mechanism 111A for mounting the metal-fuel card 112 in the card insertion port formed in the front or top panel, and (ii) inserting the metal-fuel card into the card discharge portion; Optionally, an automatic door opening mechanism 111B for opening a door (optional) formed in the card (optionally) when the metal-fuel card is mounted in the card discharge portion of the FCB system (to allow the metal-fuel card to be accessible); And an automatic card ejection mechanism 111C for removing the metal-fuel card from the card discharge port in response to the determination condition. Such a decision condition may include, for example, pressing an ejection button provided on the front panel of the system housing 126, automatically sensing at the end of the metal-fuel card, and the like.

도 1의 실시예에서, 카드수용 메커니즘(111A)은 방전부에 각각의 카드를 수용하는 하우징 바깥을 둘러싸는 플랫폼 같은 수용구조로서 이해할 수 있다. 이 플랫폼 같은 수용구조는 평행 레일 쌍과, 롤러에 의해, 그리고 이들에 의해 이동 가능하고 시스템 콘트롤러(130)에 연결된 전기모터와 캠 메커니즘에 의해 지지될 수 있다. 상기 캠 메커니즘의 기능은 카드가 플랫폼 같은 수용구조에 삽입될 때 레일 을 따라 플랫폼 같은 수용구조로 이동시키는 데 필요한 모터 축의 회전운동을 직선운동으로 변화시킨다. 상기 시스템 하우징 내에 장착된 감시센서는 상기 시스템 하우징 내의 삽입포터로 삽입되고 플랫폼 같은 캐리지 구조내에 위치시키는 금속-연료카드의 출현을 감지하는 데 사용할 수 있다. 감지센서로부터의 신호는 자동화 된 방법으로 카드인출과정을 초기화하기 위해 시스템 콘트롤러에 제공될 수 있다. In the embodiment of Fig. 1, the card receiving mechanism 111A can be understood as a receiving structure such as a platform that surrounds the outside of the housing for receiving each card in the discharge portion. This platform-like receiving structure can be supported by parallel rail pairs, rollers, and electric motors and cam mechanisms movable by them and connected to the system controller 130. The function of the cam mechanism converts the rotational movement of the motor shaft to linear movement required to move the card along the rail to the platform-like receiving structure when the card is inserted into the receiving structure such as the platform. The monitoring sensor mounted in the system housing can be used to detect the appearance of a metal-fuel card inserted into an insertion porter in the system housing and placed in a carriage structure such as a platform. Signals from the sensor can be provided to the system controller to initiate the card take-off process in an automated manner.

시스템 하우징에 구비된 자동도어 개방 메커니즘(111B)은 금속-연료카드가 카드 방전부로 완전히 인출될 때 그것의 개방위치로부터 카드도어를 슬라이딩시킬 수 있는 적절한 메커니즘으로 이해될 수 있다. 이 실시예에서 자동카드 인출 메커니즘(111C)는 상기 카드 수용 메커니즘의 기본적 구조와 기능과 동일하게 채택된다. 기본적인 차이는 자동카드인출 메커니즘은 시스템 하우징의 정면 패널에 구비된, 이젝션, 버튼(127A 또는 127B)의 누름에 대하여 응답하는 것이거나 또는 기능적으로 같은 유발 조건 또는 이벤트에 응답하는 것이다.The automatic door opening mechanism 111B provided in the system housing may be understood as a suitable mechanism capable of sliding the card door from its open position when the metal-fuel card is completely drawn out to the card discharge portion. In this embodiment, the automatic card withdrawal mechanism 111C is adopted in the same manner as the basic structure and function of the card receiving mechanism. The basic difference is that the automatic card withdrawal mechanism responds to an ejection, a press of a button 127A or 127B, provided on the front panel of the system housing, or to a functionally identical triggering condition or event.

버튼이 눌려졌을 때, 방전헤드는 자동적으로 금속-연료카드로부터 떨어지고, 금속-연료카드는 자동적으로 카드 삽입포트를 통하여 방전부로부터 배출된다. When the button is pressed, the discharge head is automatically released from the metal-fuel card, and the metal-fuel card is automatically discharged from the discharge portion through the card insertion port.

주목할 만한 것은, 첫번째 실시예의 FCB 시스템 내의 카드 착/탈 서브시스템(111)과 모든 다른 서브시스템에 요구되는 조절기능은 도 2A3과 2A4에 도시된 시스템 콘트롤러(130)에 의해 실행된다. 여기서의 실시예에서 시스템 콘트롤러(130)는 마이크로컴퓨팅과 제어 분야에서 널리 알려진 하나 또는 그 이상의 시스템 버스에 의해 연결된 프로그램 저장 메모리(ROM), 데이터 저장 메모리(RAM) 등을 가진 프로그램된 마이크로 컨트롤러(즉 마이크로컴퓨터)로 이해될 수 있다. 금속-연료카 드 방전 서브 시스템의 시스템 컨트롤러에 의해 수행되는 부가적인 기능은 이후 보다 상세하게 설명된다.
Notably, the adjustment functions required for the card attachment / detachment subsystem 111 and all other subsystems in the FCB system of the first embodiment are performed by the system controller 130 shown in Figs. 2A3 and 2A4. In this embodiment, the system controller 130 is a programmed microcontroller (ie, a program storage memory (ROM), a data storage memory (RAM), etc.) connected by one or more system buses well known in the field of microcomputing and control. Microcomputer). Additional functions performed by the system controller of the metal-fuel card discharge subsystem are described in more detail below.

본 발명의 금속-공기 FCB 시스템의 첫 번째 실시예를 위한 금속-연료 방전 서브시스템Metal-fuel discharge subsystem for the first embodiment of the metal-air FCB system of the present invention

도 2A3과 2A4에서 보듯이, 첫 번째 실시예의 금속-연료 방전 서브시스템(115)는 여러개의 서브시스템으로 이루어져 있는데, 이들 각각은 각 이후에 설명될 방법으로 전기전도성 출력 터미널과 접속될 멀티-엘리먼트 음극(121)과 양극-접촉 구조(122)를 가지는 멀티-트랙 방전(즉, 방전하는) 헤드의 어셈블리(124); 카드 방전 헤드 어셈블리(124)의 서브콤포넌트를 서브시스템에 장착될 금속-연료로 또는 로부터 이송시키기 위한 방전 헤드 이송 서브시스템(131); 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)와 연결된 특별한 전기 부하(116)에 의해 요구되는 전압 출력을 유지하기 위하여 시스템 콘트롤러(130)의 제어아래 방전 헤드의 음극과 양극-접촉 구조에 대한 출력 터미널을 구성하기 위한 음극 양극 출력 단자 구성 서브시스템(132); 각 방전 헤드의 양극과 음극을 가로질러 발생되는 전압을 모니터링(즉, 샘플링)을 하기 위해서, 감지된 전압 레벨의 (디지탈) 데이터를 나타내기 위해서 음극-양극 줄력 터미널 구성 서브시스템(132)와 연결된 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(133); 방전 모드 동안 각 방전 헤드의 음극-전해질 계면을 가로질러 흐르는 전류를 모티터링(즉 샘플링)하기 위해서, 감지된 전류 레벨의 디지털 데이터 신호를 표현하기 위해서 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(132)와 연결된 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(134); 각 방전 헤드(124)의 음극 구조내에 pO₂ 레벨을 감지하고 조절하기 위해 정렬된 도 2A7과 2A8에 도시된 시스템콘트롤러(130), 고체상태 pO₂ 센서(135), 진공 챔버 (구조) (136), 도 2A3과 2A4에 도시된 에어컴프레셔 또는 산소 공급 수단(즉, 산소 탱크 또는 카트리지) (137), 공기흐름 콘트롤 장치(138), 매니폴더 구조(139),과 멀티-루멘 튜빙(140)으로 이루어진 음극 산소압 콘트롤 서브시스템; 방전 모드 작동 중에 적정 레인지로 음극-전해질 계면에 이온 농도가 유지될 수 있게 FCB 시스템내 계면의 조건(즉, 방전 헤드의 음극-전해질 습도 레벨)을 감지하고 수정시키기 위해 보여지는대로 함께 정렬된 시스템 콘트롤러(130), 고체상태 습도 센서(하이드로미터) (142), 음극지지 플레이트(121)의 벽체에 체화된 미세-스프링클러(도 2A6에 도시된 각 벽 표면을 따라 배치된 물분사홀 144)로 이해되는 가습장치(즉 미세 분무 엘리멘트) (143), 물펌프(145), 물보관용기(146), 물흐름 콘트롤 밸브(147), 매니폴드 구조(148)과 습기를 공급하는 구조(143)으로 뻗어 있는 도관(149)로 이루어진 이온 이동 콘트롤 서브시스템; 방전 작동 중에 적정 온도 범위내로 각 방전 채널의 온도를 낮추기 위한 시스템 콘트롤러(130), 멀티-음극지지 구조(121)의 각 채널내에 체화된 고체상태 온도 센서(즉, 온도계) (290), 시스템 콘트롤러(130)에 의해 생성된 제어 신호에 응답하여 방전 헤드 냉각 장치(291)로 이루어진 방전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템; 금속-연료 테이프 방전 서브시스템(115)내에 다양한 서브시스템의 출력으로부터 얻어지는 특별한 타입의 정보를 받기 위해 디자인되고, 로칼 버스(299)에 의해 시스템 콘트롤러(130)와 연결된 관계형 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(MFDMS) (293); 각 방전 헤드(124)의 음극지지 구조의 내에 체화되거나 근접하게 장착된 리딩 헤드150(150', 150"), 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(133), 음극-양극 전류 모니터링 시스템(134) 음극 산소압 콘트롤 서브시스템과 이온농도 콘트롤 서브시스템으로부터 생성된 데이터 신호를 받게 된 프로그램된 마이크로프로세서에 기반한 데이터 프로세서로 이루어져, (i)장착된 금속-연료 카드로부터의 금속-연료 카드 신원 데이터를 읽고, (ii)로컬 시스템 버스(296)을 이용하여 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(293)에서 거기로부터 얻어지는 감지된 방전 인자와 계산된 금속산화물에 대한 데이터를 읽고, (iii)로컬 시스템 버스(294)를 이용하여 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(293)에서 저장된 이미저장된 방전 인자와 이미저장된 금속-연료 인지 데이터를 읽을 수 있게 하는 데이터 캡쳐 프로세싱 서브시스템(DCPS) (295); 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(132)와 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)에 연결된 전기 부하(116)의 입력 단자 사이를 연결하여 전기 부하에 공급되는 출력 파워를 조정하도록(그리고 시스템 콘트롤러(130)에 의해 수행되는 방전 조절 방법에 의해 요구되는 전압과/또는 전류 특성치를 조정하도록) 하는 방전(즉, 출력) 파워 조정 서브시스템(151); FCB 시스템내에 체화되어 리모트시스템 또는 리절턴트 시스템를 경유하여 FCB 시스템의 모든 기능을 조절하기 위하여 시스템 콘트롤러 130와 접촉된 입력/출력 콘트롤 서브시스템(152); 시스템 작동을 위한 다양한 모드 동안 상기 언급된 서브시스템의 작동을 관리하기 위한 시스템 콘트롤러(13)으로 이루어져 있다. 이러한 서브시스템들은 아래아 더욱 기술적으로 설명된다.
As shown in Figures 2A3 and 2A4, the metal-fuel discharge subsystem 115 of the first embodiment consists of several subsystems, each of which is a multi-element to be connected with an electroconductive output terminal in a manner to be described later. An assembly 124 of a multi-track discharge (ie, discharging) head having a cathode 121 and an anode-contact structure 122; A discharge head conveying subsystem 131 for conveying a subcomponent of the card discharge head assembly 124 to or from a metal-fuel to be mounted to the subsystem; In order to maintain the voltage output required by the special electrical load 116 connected to the metal-fuel card discharge subsystem 115, the output terminals for the negative and positive contact structures of the discharge head under the control of the system controller 130 are provided. A cathode anode output terminal configuration subsystem 132 for configuration; In order to monitor (i.e., sample) the voltage generated across the positive and negative poles of each discharge head, it is connected to the negative-positive joule terminal configuration subsystem 132 to present (digital) data of the sensed voltage levels. Cathode-anode voltage monitoring subsystem 133; Cathode-anode output terminal configuration subsystem 132 for representing (i.e. sampling) the current flowing across the cathode-electrolyte interface of each discharge head during the discharge mode, to represent a digital data signal at a sensed current level. Connected cathode-anode current monitoring subsystem 134; System controller 130 shown in FIGS. 2A7 and 2A8, solid state pO ₂ sensor 135, and vacuum chamber (structure) (136) arranged to sense and adjust the pO ₂ level in the cathode structure of each discharge head 124 (136). ), Air compressor or oxygen supply means (i.e. oxygen tank or cartridge) 137, air flow control device 138, manifold structure 139, and multi-lumen tubing 140 shown in FIGS. 2A3 and 2A4. A cathode oxygen pressure control subsystem; Systems aligned together as shown to detect and correct conditions at the interface within the FCB system (i.e., cathode-electrolyte humidity levels in the discharge head) to maintain ion concentration at the cathode-electrolyte interface in the appropriate range during discharge mode operation. To a controller 130, a solid state humidity sensor (hydrometer) 142, and a micro-spring sprinkler embodied on the wall of the cathode support plate 121 (water spray holes 144 disposed along each wall surface shown in FIG. 2A6). Humidifier (i.e., fine spray element) 143, water pump 145, water reservoir 146, water flow control valve 147, manifold structure 148, and moisture supply structure 143 An ion migration control subsystem consisting of conduits 149 extending into the conduit; System controller 130 for lowering the temperature of each discharge channel within an appropriate temperature range during discharge operation, solid state temperature sensor (ie, thermometer) 290 embodied in each channel of multi-cathode support structure 121, system controller A discharge head temperature control subsystem composed of a discharge head cooling device 291 in response to a control signal generated by 130; A relational metal-fuel database management subsystem designed to receive a particular type of information obtained from the outputs of the various subsystems within the metal-fuel tape discharge subsystem 115 and connected to the system controller 130 by a local bus 299. (MFDMS) 293; Reading head 150 (150 ', 150 ") embodied in or closely mounted within the cathode support structure of each discharge head 124, cathode-anode voltage monitoring subsystem 133, cathode-anode current monitoring system 134 cathode It consists of a data processor based on a programmed microprocessor that receives data signals generated from an oxygen pressure control subsystem and an ion concentration control subsystem, which (i) reads metal-fuel card identity data from an installed metal-fuel card, (ii) read data on the sensed discharge factors and calculated metal oxides obtained therefrom from metal-fuel database management subsystem 293 using local system bus 296, and (iii) local system bus 294. Read previously stored discharge factors and already stored metal-fuel recognition data stored in the metal-fuel database management subsystem 293 using A data capture processing subsystem (DCPS) 295 that provides a connection between the negative-anode output terminal configuration subsystem 132 and the input terminal of the electrical load 116 connected to the metal-fuel card discharge subsystem 115. Discharge (ie, output) power adjustment subsystem to adjust the output power supplied to the electrical load (and to adjust the voltage and / or current characteristic values required by the discharge regulation method performed by the system controller 130). An input / output control subsystem 152 embodied within the FCB system and in contact with the system controller 130 to control all functions of the FCB system via a remote system or a resistor system; It consists of a system controller 13 for managing the operation of the mentioned subsystems. It is more technically described.

금속-연료 카드 방전 서브시스템내의 멀티-트랙 방전 헤드 어셈블리Multi-Track Discharge Head Assembly in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

멀티-트랙 방전 헤드(124) 어셈블리의 기능은 전기 부하에 전기 파워를 공급하는 것인데, 각 금속-연료 카드는 방전 모드 작동 중에 방전된다. 실시예에서, 각 방전(즉, 방전하는) 헤드(124)는 각각 이 채널의 아래 부분을 통해 산소의 자유로운 이동이 가능하게 고립된 다수의 채널(155A와 155E)을 갖는 음극 요소지지 플레이트(121); 각각 이 채널의 아래 부분내에 삽입을 위한 다수의 전기 전도성 음극 요소(즉, 스트립) (120A부터 120E); 도 5A9에 도시된 각 채널(154A부터 154E)내를 지지하는 음극 스트립 위에 위치시키기 위한 다수의 전해질이 함침된 스트립(155A부터 155E); 봉함된 수단내에 음극 요소지지 플레이트(121)의 표면의 위(뒤)에 장착된 산소-삽입 챔버(136)로 이루어진다.The function of the multi-track discharge head 124 assembly is to supply electrical power to the electrical load, where each metal-fuel card is discharged during discharge mode operation. In an embodiment, each discharge (ie, discharging) head 124 each has a cathode element support plate 121 having a plurality of channels 155A and 155E isolated to allow free movement of oxygen through the lower portion of this channel. ); A plurality of electrically conductive cathode elements (ie, strips) 120A through 120E, each for insertion into the lower portion of this channel; Strips 155A through 155E impregnated with a plurality of electrolytes for positioning on the negative electrode strip supporting within each of the channels 154A through 154E shown in FIG. 5A9; It consists of an oxygen-insertion chamber 136 mounted above (behind) the surface of the cathode element support plate 121 in a sealed means.

도 2A7, 2A8과 2A14에 도시된, 각 산소-분사 챔버(136)은 136A부터 136E의 다수 서브챔버를 가지고, 물리적으로 각각 채널 154A부터 154E내에서 연결되어 있으며, 각 진공 서브챔버는 모든 다른 서브쳄버로부터 격리되고 전해질이 함침된 요소와 음극 요소를 지지하는 하나의 채널내에 유체 통로이다. 도시된 대로, 각 서브챔버는 멀티-루멘 튜빙의 하나의 루멘과 매니폴드 어셈블리(139)의 하나의 채널과 공기 흐름 스위치(138)의 한 채널을 경유하여 에어 컴프레셔(또는 산소 공급기)와 유체가 통할 수 있게 배열되어, 이들의 작동은 시스템 콘트롤러(130)에 의해 조절된다. 이 배열은 시스템 콘트롤러(130)을 매니폴드 어셈블리(139)내의 공기 흐름 채널을 따라 공기를 선택적으로 가압하는 것에 의해 방전 작동 중에 적정 범위내로 각 산소-분사 서브챔버 136A부터 136E로 pO₂레벨을 독립적으로 조절하게 한다. pO₂레벨의 적정 범위는 공지 기술을 이용한 실험으로부터 실험적으로 얻어진 것이 될 수 있다.Each oxygen-injection chamber 136, shown in FIGS. 2A7, 2A8 and 2A14, has multiple subchambers 136A through 136E, and is physically connected within channels 154A through 154E, respectively, with each vacuum subchamber It is a fluid passage in one channel that is isolated from the chamber and supports the electrolyte-impregnated element and the cathode element. As shown, each subchamber is fluidized with an air compressor (or oxygen supply) via one lumen of the multi-lumen tubing and one channel of the manifold assembly 139 and one channel of the air flow switch 138. Arranged to communicate, their operation is controlled by the system controller 130. This arrangement allows the system controller 130 to independently insulate the pO ₂ level into each oxygen-spray subchamber 136A through 136E within an appropriate range during discharge operation by selectively pressurizing air along the air flow channel in the manifold assembly 139. To adjust. The appropriate range of pO ₂ levels can be obtained experimentally from experiments using known techniques.

도시된 실시예에서, 전해질 함침 스트립은 젤형 전해질로 전해질-흡수 캐리어 매체를 감싼 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는 전해질-흡수 캐리어 스트립은 PET 를라스틱으로 만들어진 저밀도, 개발 셀 거품 물질로서 이해될 수 있다. 방전 셀의 젤-전해질은 알카리 용액(예, KOH), 젤라틴 물질, 물과 잘알려진 부가물질로부터 만들어진다.In the illustrated embodiment, the electrolyte impregnation strip can be understood as being wrapped in an electrolyte-absorbing carrier medium with a gel electrolyte. Preferably the electrolyte-absorbing carrier strip can be understood as PET, a low density, developing cell foam material made of plastic. The gel-electrolyte of the discharge cell is made from an alkaline solution (eg KOH), gelatinous material, water and well known adducts.

도시된 실시예에서, 각 음극 스트립 120A부터 120E은 금속-공기 FCB 시스템내의 방전 헤드에서 사용하기 적합한 음극 형태로 다공성 탄소 물질과 그래뉼화된 백금 또는 다른 촉매(157)이 코팅된 니켈 와이어 메쉬 156로 만들어진다. 음극의 자세한 구조는 미국특허 4,894,296, 4,129,633에 개시되어 참고된다. 도 2A7에 도시된, 각 전기 콘덕터(158)은 음극지지 플레이트의 각 채널(154)의 바닥 표면에 형성된 홀(159)를 통해 통과되고, 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(132)의 입력 터미널과 연결된다. 도 2A7에 도시된, 각 채널의 바닥 표면은 다수의 구멍(160)이 있어 방전 모드 동안 음극 스트립을 통해 산소의 자유로운 통로로 사용된다. 도 시된 실시예에서, 전해질 함침 스트립(155A부터 155E)은 각각 음극 스트립(120A부터 120E)위에 놓여지고, 음극 지지 채널을 따라 상부에서 안전하다. 도 2A8, 2A13과 2A14에 가장 잘 도시된, 음극지지 플레이트(121)에 음극 TM트립과 얇은 전해질 스트립이 그들 각각의 채널에 장착될 때, 각 전해질 함침 스트립의 바깥 표면은 채널을 한정하는 플레이트의 위쪽 표면에 위치된다.In the illustrated embodiment, each cathode strip 120A through 120E is a nickel wire mesh 156 coated with platinum or other catalyst 157 granulated with a porous carbon material in the form of a cathode suitable for use in a discharge head in a metal-air FCB system. Is made. The detailed structure of the cathode is disclosed and referenced in US Pat. Nos. 4,894,296, 4,129,633. Each electrical conductor 158, shown in FIG. 2A7, is passed through a hole 159 formed in the bottom surface of each channel 154 of the cathode support plate, and the input of the cathode-anode output terminal configuration subsystem 132. It is connected to the terminal. The bottom surface of each channel, shown in FIG. 2A7, has a number of holes 160 that serve as free passages of oxygen through the cathode strip during discharge mode. In the illustrated embodiment, electrolyte impregnation strips 155A through 155E are respectively placed on cathode strips 120A through 120E and are secured at the top along the cathode support channel. When the cathode TM trip and a thin electrolyte strip are mounted in their respective channels on the cathode support plate 121, best shown in FIGS. 2A8, 2A13 and 2A14, the outer surface of each electrolyte impregnation strip defines the plate defining the channel. It is located on the upper surface.

하이드로포빅 물질은 물을 거기서 밀어내도록 하기 위해 내산화 음극 요소로 이루어진 탄소 물질에 부가된다. 또한, 음극지지 채널의 내부표면은 하이드로포빅 필름(예, 테플론)으로 코팅되어 전해질-함침 스트립(155A에서 155E)으로부터 물을 밀쳐내어 방전 모드 동안 음극 스트립에 적절한 산소 공급이 이루어진다. 바람직하게는, 음극지지 플레이트는 잘알려진대로 폴리비닐클로라이드 플라스틱 물질과 같은 전기 비전도성 물질로 만들어진다. 음극지지 플레이트와 산소 분사 챔버는 또한 공지기술에 따라 분사 몰딩을 이용하여 제조될 수 있다.Hydrophobic material is added to the carbon material consisting of an oxidation resistant cathode element to force water there. In addition, the inner surface of the cathode support channel is coated with a hydrophobic film (eg, Teflon) to push water from the electrolyte-impregnated strips 155A to 155E to provide adequate oxygen supply to the cathode strip during discharge mode. Preferably, the negative electrode support plate is made of an electrically nonconductive material, such as polyvinylchloride plastic material, as is well known. The cathode support plate and the oxygen injection chamber can also be manufactured using injection molding according to the known art.

방전 헤드로부터 발생되는 전기 파워를 효과적으로 조절하는데 사용하기 위해, 방전 모드 동안 음극 구조내의 산소 분압을 감지하기 위하여, 고체상태 pO₂ 센서(135)는 도 2A7에 도시된 것과 같이, 음극지지 플레이트(121)의 각 채널에 체화되고, 작동되기 위해 거기서 정보 입력 장치로서 시스템 콘트롤러(130)과 연결된다. 도시된 실시예에서, pO₂ 센서는 사람 혈액 pO₂ 레벨을 측정하는데 채용되는 잘알려진 pO₂ 감지 기술을 이용하는 것으로 이해할 수 있다. 이 종래 기술 센서는 미니어쳐 다이오드를 채용하는데 혈액중의 산소 존재의 다른레벨에 흡수되는 2개 이 상의 다른 전자 파장을 방출하는 것을 이용하고 이 정보는 수행되고 계산되어 각각 참고할 만한, 미국 특허 5,190,038과 거기에 언급된 참고서적에서 나타난 것처럼, 신뢰할 방법으로 pO₂의 계산치를 생성한다. 본 발명에서, 라이트 에미팅 다이오드의 특성 파장은 유사한 센싱 기능이 이후 방법으로 각 방전 헤드내 음극의 구조내에서 수행될 수 있게 선택될 수 있다.In order to sense the partial pressure of oxygen in the cathode structure during the discharge mode, for use in effectively regulating the electrical power generated from the discharge head, the solid state pO ₂ sensor 135 is provided with a cathode support plate 121, as shown in FIG. 2A7. And is connected to the system controller 130 as an information input device therefor to be embodied in each channel. In the illustrated embodiment, the pO ₂ sensor can be understood to utilize well known pO ₂ sensing techniques employed to measure human blood pO ₂ levels. This prior art sensor employs a miniature diode that employs emitting two or more different electron wavelengths that are absorbed at different levels of the presence of oxygen in the blood, and this information is performed and calculated to refer to US Patent 5,190,038 and there. As shown in the reference book mentioned in, the calculation of pO ₂ is generated in a reliable manner. In the present invention, the characteristic wavelength of the light emitting diode can be selected such that similar sensing functions can be performed in the structure of the cathode in each discharge head in a later way.

도 1의 멀티 트랙 연료 카드는 도 2A9에 구조적으로 더욱 자세하게 보여준다. 보인대로, 금속-연료 카드(112)는; 유연성 있는 구조의 전기 비전도성 기재층(즉, 전해질의 존재에 안정한 플라스틱으로 만들어진 것); 기재층(165)위에 도포된 아주 얇은 금속성 전류 컬렉팅층위에 놓인 공간적으로 분리되고 평행하게 된 다수의 금속(즉 아연)의 스트립(119A 내지 119E); 연료 스트립 119A 내지 119E 쌍의 사이의 다수의 기재층 위에 도포된 전기 비전도성 스트립(166A 내지 166E); 기재층을 통해 금속 연료 트랙과 전기적 접촉을 위한 기재 아래에, 위의 금속 스트립과 반대쪽에 형성된 다수의 평행한 채널(즉, 그루브) 167A 내지 167E으로 이루어진다. 주목할 것은, 각 금속 연료의 공간 배치와 넓이는 금속 연료 카드(112)가 사용되도록 의도된 금속 연료 카드 방전 서브시스템의 방전 헤드내 음극 스트립과 일치하도록 공간적으로 예정된 것에 따라 의도된다. 앞에 설명된 금속 연료 카드는 이 위에 언급된 제조기술을 사용하여 카드 형태내 기재 플라스틱 물질층에 아연 스트립을 배치하여 만들 수 있다. 금속 스트립은 물리적으로 격리되고 또한 테플론에 의해 분리되어 그들 사이의 전기적 고립을 확실하게 한다. 그러면, 금속 스트립 사이의 갭 은 전기 절연 물질을 코팅하여 채울 수 있고, 이후 기재층은 이 층을 통해 각 금속 연료 스트립과 전기적으로 접속될 수 있는 정확한 채널을 형성하도록 기계적, 레이저 에칭 또는 다른 처리를 할 수 있다. 결국, 멀트 트랙 연료 카드의 위면은 금속 연료 스트립의 표면으로 부터 전기 절연 물질을 닦아내어 방전 동안의 음극과 접속되도록 한다.The multi-track fuel card of FIG. 1 is shown in structural detail in FIG. 2A9. As can be seen, metal-fuel card 112 is; An electrically nonconductive base layer of flexible structure (ie, made of plastic that is stable in the presence of an electrolyte); Strips 119A through 119E of a plurality of spatially separated and paralleled metals (ie zinc) overlying a very thin metallic current collecting layer applied over the substrate layer 165; Electrically nonconductive strips 166A through 166E applied over a plurality of substrate layers between pairs of fuel strips 119A through 119E; Under the substrate for electrical contact with the metal fuel track through the substrate layer, it consists of a number of parallel channels (ie grooves) 167A-167E formed opposite the metal strip above. It is to be noted that the spatial arrangement and width of each metal fuel is intended as spatially intended to match the negative strip in the discharge head of the metal fuel card discharge subsystem in which the metal fuel card 112 is intended to be used. The metal fuel card described above can be made by placing a zinc strip on the base plastic material layer in the form of the card using the manufacturing techniques mentioned above. The metal strips are physically isolated and separated by Teflon to ensure electrical isolation between them. The gaps between the metal strips may then be filled by coating an electrically insulating material, and the substrate layer then undergoes mechanical, laser etching or other processing to form the correct channels through which the electrical connections can be made with each metal fuel strip. can do. As a result, the top of the mult track fuel card wipes off the electrically insulating material from the surface of the metal fuel strip to make contact with the cathode during discharge.

도 2A10에, 금속 연료 접촉 구조(122)의 예는 도2A7과 2A8에서 보이는 멀티 트랙 음극으로 사용되도록 기재되어 있다. 보인대로, 다수의 전기 전도성 요소 168A 매지 168E는 카드내 연료 카드의 움직임과 근접하게 플랫폼(169)가 배치됨으로 지지된 각 도전 요소는 금속 연료 카드 기재층에 형성된 미세한 그루브를 통해 금속 연료의 한 트랙과 미끄러져 장착되도록 미끄러운 표면을 갖는다. 각 도전성 요소는 전기 콘덕터와 연력되고 이는 시스템 콘트롤러 130의 관리하에 음극-양극 출력 터미날 구성 서브시스템 132에 연결된다. 플랫폼(169)은 방전 헤드 수송 서브시스템 131과 연관되고 시스템 콘트롤러 130의 제어하에 시스템의 방전 모드 동안 연료 카드 112의 위치로 움직이도록 디자인될 수 있다.In FIG. 2A10, an example of a metal fuel contact structure 122 is described for use as the multi-track cathode shown in FIGS. 2A7 and 2A8. As can be seen, a number of electrically conductive elements 168A to 168E are arranged with the platform 169 in close proximity to the movement of the fuel card in the card, so that each conductive element supported is a track of metal fuel through a fine groove formed in the metal fuel card substrate layer. It has a slippery surface so that it slips and mounts. Each conductive element is connected with an electrical conductor and is connected to the cathode-anode output terminal configuration subsystem 132 under the control of the system controller 130. The platform 169 is associated with the discharge head transport subsystem 131 and may be designed to move to the location of the fuel card 112 during the discharge mode of the system under the control of the system controller 130.

싱글 방전 헤드 보다 다소 나은 본 실시예의 다수 방전 헤드의 사용은, 개별적으로 방전 헤드에 걸리는 열을 최소화하도록 전기 로드로 이송되도록 방전 헤드 어셈블리(124)로부터 더 많은 파워를 만들 수 있다. 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)의 이 현상은 방전 헤드 내에 채택된 음극의 사용기간동안으로 연장된다.
The use of multiple discharge heads of this embodiment, which is somewhat better than a single discharge head, can make more power from the discharge head assembly 124 to be transferred to an electrical rod to minimize heat applied to the discharge head individually. This phenomenon of the metal fuel card discharge subsystem 115 extends over the lifetime of the cathode employed in the discharge head.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내의 방전 헤드 수송 서브시스템Discharge Head Transport Subsystem in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

방전 헤드 수송 서브시스템(131)의 주요 기능은, 도 2A3에 도시된 것 과 같이 FCB 시스템으로 장착된 금속-연료 카드(112)에 관한 방전 헤드(124)의 어셈블리를 수송하기 위한 것이다. 적절하게 수송되면, 방전헤드의 음극과 양극-접촉 구조가 방전 모드 작동 중에 장착된 금속-연료 카드의 금속-연료 트랙과 "이온전도성의" "전기전도성의" 접촉으로 이끌어진다.
The main function of the discharge head transport subsystem 131 is to transport the assembly of the discharge head 124 relative to the metal-fuel card 112 mounted with the FCB system as shown in FIG. 2A3. Properly transported, the cathode and anode contact structures of the discharge head lead to "ionically conductive""electricallyconductive" contact with the metal-fuel tracks of the metal-fuel card mounted during discharge mode operation.

방전 헤드 수송 서브시스템(131)은, 도 2A3에 도시된, 금속-연료 카드(112)와 도 2A4에 도시된 금속-연료 카드로부터 각 방전헤드의 음극 지지 구조(121)와 양극 접촉 구조(122)를 수송할 수 있는 전기-기계적 메커니즘의 다양성 중의 어떤 하나를 이용하는 것으로 이해될 수 있다. 보듯이, 이 수송 메커니즘은 작동할 수 있게 시스템 콘트롤러(130)과 연결되어 거기서 수행될 시스템제어 프로그램에 맞게끔 조절된다.
The discharge head transport subsystem 131 includes a cathode support structure 121 and an anode contact structure 122 of each discharge head from the metal-fuel card 112 shown in FIG. 2A3 and the metal-fuel card shown in FIG. 2A4. It can be understood to use any one of the variety of electro-mechanical mechanisms that can transport. As can be seen, this transport mechanism is operatively coupled with the system controller 130 and adapted to the system control program to be run there.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내의 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템Cathode-anode output terminal configuration subsystem within the metal-fuel card discharge subsystem

도2A3과 2A4에 도시된, 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(132)는 방전 파워 조정 서브시스템(151)의 입력 터미널과 방전 헤드(124) 어셈블리 내의 음극-양극 쌍의 출력 터미널 사이를 연결한다. 시스템 콘트롤러(130)은 작동될 수 있게 음극-양극 출력 터미널구성 서브시스템(132)와 연결되어 방전 모드 작동 중에 그 기능을 수행하기 위한 제어신호를 공급한다.The cathode-anode output terminal configuration subsystem 132, shown in FIGS. 2A3 and 2A4, connects between the input terminal of the discharge power adjustment subsystem 151 and the output terminal of the cathode-anode pair in the discharge head 124 assembly. . System controller 130 is operatively coupled to negative-anode output terminal configuration subsystem 132 to provide control signals for performing its functions during discharge mode operation.

음극-양금 출력 터미널 구성 서브시스템(132)의 기능은 금속-연료 카드 방전 서브시스템의 방전 헤드 내의 선택된 음극-양극 쌍의 출력 터미널을 자동으로 구송(시리즈로 또는 평행하게)하여 요구되는 출력 전압 레벨이 카드 방전 작동 중에 FCB 시스템에 연결된 전기 부하로 공급되게 한다. 본 발명의 도시된 실시예에서, 음극-양극 출력 터미날 구성 메커니즘(132)은 트랜지스터-제어 기술을 이용한 하나 이상의 전기적-프로그램 가능한 파워 시위칭 회로로서 이해될 수 있는데, 여기서 방전 헤드(124)내의 음극과 양극-접촉 요소는 출력 파워 조정 서브시스템(151)의 입력 터미널에 연결된다. 이 스위칭 동작은 시스템 콘트롤러(130)의 제어 하에서 이루어져 요구되는 출력 전압을 FCB 시스템의 방전 파워 조정 서브시스템(151)에 연결된 전기부하에 공급된다.
The function of the cathode-positive output terminal configuration subsystem 132 is to automatically drive (in series or in parallel) the output terminals of the selected cathode-anode pair in the discharge head of the metal-fuel card discharge subsystem to obtain the required output voltage level. This card discharge is supplied to the electrical load connected to the FCB system during operation. In the illustrated embodiment of the present invention, cathode-anode output terminal configuration mechanism 132 can be understood as one or more electrically-programmable power switching circuits using transistor-controlling techniques, where the cathode within discharge head 124. And the positive-contact element is connected to the input terminal of the output power regulation subsystem 151. This switching operation is under control of the system controller 130 to supply the required output voltage to an electrical load connected to the discharge power regulation subsystem 151 of the FCB system.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내의 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템Cathode-anode voltage monitoring subsystem within metal-fuel card discharge subsystem

도 2A3과 2A4에 도시된 것과 같이, 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(133)은 작동될 수 있게 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(132)와 연결되어 그 안의 전압 레벨 등을 측정한다. 이 서브시스템은 또한 작동될 수 있게 시스템 콘트롤러와 연결되어 그 기능을 수행하는데 필요한 제어신호를 받는다. 첫번째 도시된 실시예에서, 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(133)은 두 개의 주요기능을 가지는데, 방전모드 동안 각 방전 헤드를 통해 수송되는 각 금속-연료 트 랙과 일치되는 음극-양극 구조로 공급되는 임시적인 전압을 자동으로 감지하는 기능;과 데이터 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)에 의해 감지, 분석, 응답을 위한 감지된 전압의(디지탈) 데이터 신호를 인지하는 기능이다.As shown in FIGS. 2A3 and 2A4, the cathode-anode voltage monitoring subsystem 133 is connected to the cathode-anode output terminal configuration subsystem 132 so as to operate to measure voltage levels and the like therein. This subsystem is also connected to the system controller so that it can be operated and receives the control signals necessary to perform its functions. In the first illustrated embodiment, the cathode-anode voltage monitoring subsystem 133 has two main functions, with a cathode-anode structure that matches each metal-fuel track transported through each discharge head during discharge mode. Automatic sensing of the temporary voltage supplied; and recognizing (digital) data signals of sensed voltages for sensing, analysis, and response by the data capture processing subsystem 295.

본 발명의 첫번째 도시된 실시예에서, 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(133)은 전압 레벨을 센싱하기 위한 전기회로를 이용하는 것으로 이해될 수 있는데, 이 전압은 각 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내에 위치하는 각 금속-연료 트랙과 관련되는 음극-양극에 공급되는 것이다. 이 감지된 전압레벨에 응답하는 데는, 전기 회로가 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)에 의한 감지와 분석을 위해 감지된 전압 레벨의 디지탈 신호를 발생시키기 위해 디자인될 수 있다.
In the first shown embodiment of the present invention, the cathode-anode voltage monitoring subsystem 133 can be understood to use an electrical circuit for sensing a voltage level, which voltage is applied to each metal-fuel card discharge subsystem 115. Is supplied to the cathode-anode associated with each metal-fuel track located therein). In response to this sensed voltage level, an electrical circuit can be designed to generate a digital signal of the sensed voltage level for sensing and analysis by the data capture processing subsystem 295.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내의 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템Cathode-anode current monitoring subsystem within metal-fuel card discharge subsystem

도 2A3과 2A4에 도시된; 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(134)는 작동될 수 있게 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(132)와 연결된다. 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(134)는 두 개의 주요기능: 방전 동안 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 각 방전 헤드 어셈블리를 따라 각 금속-연료 트랙의 음극-양극 쌍을 통해 흐르는 전류의 크기를 자동으로 측정하는 기능: 데이타 캡쳐 프로세싱 서브 시스템(295)에 의해 감지 분석을 위한 감지된 전류의 디지탈 데이터 신호를 생산하는 기능이 있다. 본 발명의 첫 번째 도시된 실시예에서, 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(134)는 전류 센싱 회로를 이용하는 것으로 이해될 수 있고, 이 전류는 각 방전 헤드 어셈블리를 따라 각 금속-연료 트랙의 음극-양극 쌍을 통해 흐르는 것이고, 감지된 전류의 디지탈 데이터 신호를 만들기 위한 것이다. 이 후 보다 상세히 설명될, 이 감지된 전류 레벨은 방전 파워 조정 방법을 수행하는 시스템 콘트롤러에 이용되고, 방전된 금속-연료 카드의 각 영역 또는 부수영역에 대한 금속-연료 유용성 기록을 생성한다.
Shown in Figures 2A3 and 2A4; Cathode-anode current monitoring subsystem 134 is coupled with cathode-anode output terminal configuration subsystem 132 to be operable. Cathode-anode current monitoring subsystem 134 has two main functions: the discharge of current flowing through the cathode-anode pair of each metal-fuel track along each discharge head assembly within metal-fuel card discharge subsystem 115 during discharge. Automatic Measurement of Magnitude: The data capture processing subsystem 295 has the capability to produce a digital data signal of sensed current for detection analysis. In the first illustrated embodiment of the present invention, the cathode-anode current monitoring subsystem 134 can be understood to utilize a current sensing circuit, which current is along the respective discharge head assembly, the cathode- of each metal-fuel track. It is flowing through a pair of anodes and to create a digital data signal of the sensed current. This sensed current level, which will be described in more detail below, is used in a system controller to perform the discharge power adjustment method, and generates a metal-fuel usability record for each area or minor area of the discharged metal-fuel card.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내의 음극 산소압 콘트롤 서브시스템Cathode Oxygen Pressure Control Subsystem in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

음극 산소압 콘트롤 서브시스템의 기능은 방전 헤드(124)의 음극 구조의 각 채널 내 산소압을 측정하고, 이 음극 내의 공기(산소)압과 동일하게 제어(증가 또는 감소)한다. 본 발명에 따라, 각 방전 헤드의 음극의 각 채널 내 산소분압은 방전모드동안 방전 헤드 내에서 적정 산소 소모를 허용하기 위해 적정 범위로 유지된다. 음극의 pO₂ 레벨을 유지함에 따라, 방전 헤드로부터 발생되는 파워 출력은 제어 가능한 방법으로 증가될 수 있다. 또한 pO₂ 변화를 모니터링하고 시스템 콘트롤러에 감지 분석되게 디지탈 데이타 신호를 발생시킴으로써, 시스템 콘트롤러는 방전 모드 동안 전기부하를 공급된 전기력을 조절하는데 제어 가능한 변화를 줄 수 있다.
The function of the cathode oxygen pressure control subsystem measures the oxygen pressure in each channel of the cathode structure of the discharge head 124 and controls (increases or decreases) the same as the air (oxygen) pressure in this cathode. According to the present invention, the partial pressure of oxygen in each channel of the cathode of each discharge head is maintained in an appropriate range to allow proper oxygen consumption in the discharge head during the discharge mode. By maintaining the pO ₂ level of the cathode, the power output generated from the discharge head can be increased in a controllable manner. In addition, by monitoring the pO ₂ change and generating a digital data signal to be sensed and analyzed by the system controller, the system controller can make a controllable change in regulating the applied electric force during the discharge mode.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내의 이온 농도 조절 서브시스템Ion Concentration Control Subsystem in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

방전 모드 동안 고 에너지 효율을 얻기 위해, 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 각 방전 헤드의 음극-전해질 계면에서 (차지-캐링)이온의 적정 농도를 유지하는 것이 필요하다. 그래서 FCB 시스템 내의 조건ㅇ르 감지하고 맞추는 것이 이온-농도 조절 서브시스템의 주요기능이며, 이로써 방전 헤드 내의 음극-전해질 계면에 이온 농도가 방전 모드 작동 중 적정 범위 내로 유지시킨다.
In order to achieve high energy efficiency during the discharge mode, it is necessary to maintain an appropriate concentration of (charge-carrying) ions at the cathode-electrolyte interface of each discharge head in the metal fuel card discharge subsystem 115. Thus, sensing and tailoring conditions within the FCB system is a key function of the ion-concentration control subsystem, thereby keeping the ion concentration at the cathode-electrolyte interface in the discharge head within an appropriate range during discharge mode operation.

방전 헤드 내 각 트랙의 음극과 양극 간 이온 전도성 매체가 수산화칼륨을 항위하는 전해질이면, 방전 모드 작동 중 6N (-6M)의 농도로 유지시키는 것이 바람직하다. 음극 내 수분 레벨과 상대습도(RH%)가 전해질 수산화칼륨의 농도에 중요한 영향을 미칠 수 있어, 각 방전 헤드 내 음극-전해질-양극 계면에서 상대 습도를 조절하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 이온 농도 조절은 음극 지지 구조(또는 양극-음극 계면에 가능한 한 근접하게) 내 고체 상태 수분(또는 습도)센서(142)를 체화시킴으로써 여러 가지 방법으로 이룰 수 있고, 이를 통해 디지탈 데이타 신호를 생성하고 수분 조건을 감지한다. 이 디지탈 데이타 신호는 감지와 분석을 위한 295로 보내진다. 130내의 메모리(ROM)의 사전 결정된 쓰레시홀드 값 아래로 수분 레벨이 떨어질 경우, 시스템 콘트롤로는 자동으로 음극지지구조(121)의 벽에 체화된 마이크로-스프링쿨러(143)와 같은 가습 요소(143)가 이해 할 제어신호를 생성한다. 도시된 실시예에서, 물 흐름 밸브(147)과 펌프(145)가 130에 의해 작동될 때 특별한 음극에 인접한 구멍(144)로 부터 물방울을 분사하는 물을 수송하는 도관으로 벽은 기능한다. 이 조건하에, 물은 도관(149)을 따라 매니폴드(148)를 통해 저 장부(146)으로 부터 펌핑되고, 수분 센서(142)에 의해 감지된 수분레벨을 증가시키기 위해 음극에 인접한 홀(144)로부터 분사된다. 이러한 수분레벨 센싱과 조절 작동은 전해질 함침 스트립(155A 내지 155E)의 전해질 내 KOH 농도가 이온 수송과 파워 발생을 위해 적정하게 유지되도록 한다.
If the ion-conducting medium between the cathode and the anode of each track in the discharge head is an electrolyte against potassium hydroxide, it is desirable to maintain it at a concentration of 6N (-6M) during discharge mode operation. Since the moisture level and relative humidity (RH%) in the negative electrode can have a significant effect on the concentration of the electrolyte potassium hydroxide, it is desirable to control the relative humidity at the cathode-electrolyte-anode interface in each discharge head. In the illustrated embodiment, ion concentration control can be achieved in a number of ways by embodying the solid state moisture (or humidity) sensor 142 in the cathode support structure (or as close as possible to the anode-cathode interface). Generate digital data signals and detect moisture conditions. This digital data signal is sent to 295 for detection and analysis. If the moisture level falls below a predetermined threshold value of memory (ROM) within 130, the system control automatically selects a humidifying element such as a micro-spring cooler 143 embodied in the wall of the cathode support structure 121. 143 generates a control signal for understanding. In the illustrated embodiment, the wall functions as a conduit that transports water spraying water droplets from the holes 144 adjacent to the particular cathode when the water flow valve 147 and the pump 145 are operated by 130. Under this condition, water is pumped from storage 146 through manifold 148 along conduit 149 and holes 144 adjacent to the cathode to increase the moisture level sensed by moisture sensor 142. Sprayed from). This moisture level sensing and conditioning operation ensures that the KOH concentration in the electrolyte of the electrolyte impregnation strips 155A to 155E is maintained appropriate for ion transport and power generation.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내 방전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템Discharge Head Temperature Control Subsystem in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

도 2A3, 2A4와 2A7에 도시된 대로, 방전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템은 두 번째 도시된 실시예의 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)과 협력하는 것으로 다수의 부수요소로 구성되며, 이름하여: 시스템 콘트롤러(130); 도 2A7에 도시된 대로, 멀티-음극 지지 구조의 각 채널 내에 체화된 고체 상태 온도 센서(즉, 온도계)(290); 방전 작동 중 적정 온도 범위 내로 각 방전 채널의 온도를 낮추기 위해 시스템 콘트롤러(130)에 의해 발생된 제어 신호에 응답하는 방전 헤드 냉각 장치(291). 방전 헤드 냉각 장치(291)은 열 교환 기술의 넓은 다양성을 이용하는 것으로 이해될 수 있는데, 이 열 교환 기술로 널리 알려진 강제 공냉, 수냉 과/또는 강제 냉각 방법을 조합한다. 본 발명의 몇 실시예에서, 전기 파워의 고수준으로 발생시킬 때, 각 방전 헤드에 관한 자켓과 같은 구조가 바람직하고, 이로써 온도 조절 목적으로 공기, 물 냉각시킬 수 있다.
As shown in Figures 2A3, 2A4 and 2A7, the discharge head temperature control subsystem consists of a number of sub-elements, in cooperation with the metal-fuel card discharge subsystem 115 of the second shown embodiment, named: system Controller 130; 2A7, a solid state temperature sensor (ie, a thermometer) 290 embodied within each channel of the multi-cathode support structure; Discharge head cooling device 291 responsive to a control signal generated by the system controller 130 to lower the temperature of each discharge channel within an appropriate temperature range during discharge operation. Discharge head cooling device 291 can be understood to utilize a wide variety of heat exchange techniques, which combines the forced air cooling, water cooling and / or forced cooling methods well known with this heat exchange technique. In some embodiments of the invention, when generating at a high level of electrical power, a jacket-like structure for each discharge head is preferred, which allows air and water cooling for temperature control purposes.

금속-연료 테이프 방전 서브시스템 내의 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템Data Capture Processing Subsystem in Metal-Fuel Tape Discharge Subsystem

도 1의 도시된 실시예에서, 도 2A3과 2A4내 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(DCPS)은 다수의 기능을 수행하는데, 예를 들면: (1)방전 헤드 어셈블리 내 특별한 방전헤드 내 로드되기 앞서 즉시 각 금속-연료 카드를 알아내고 파악된 금속-연료 카드의 신원 데이타를 생성하는 것과; (2)알려진 금속-연료 카드가 방전 헤드 어셈블리 내에 로드된 기간동안 금속-연료 카드 방전 서브시스템 내 다양한 "방전인자"를 감지하는 것(알아내는 것) ; (3)카드 방전 작동 중 생성된 금속산화물의 양의 하나 또는 둘 이상의 인자, 수치와/또는 크기를 계산하고, 이 계산된 인자, 수치와/또는 크기를 생성하는 것 ; (4)감지된 방전 인자 데이타와 계산된 금속산화물 양 데이타, 이들 모두 방전 모드 작동 동안 파악된 각 금속-연료 트랙/카드와 관련된 것으로 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(293)(시스템 콘트롤러 130에 의해 접근 가능한)내에 저장하는 것이다. 이후 명백해질 것으로, 이 저장된 정보는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)에 의해 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(293)내에서 유지되고 다양한 방법으로 시스템 콘트롤러(130)에 의해 사용될 수 있는데, 예를 들면 : 방전 모드 작동 중 효율적으로 부분적 또는 전체적으로 산화된 금속-연료 카드를 적절하게 발전(즉, 전기 파워를 생성)하는 것 ; 과 충전 모드 작동 중 신속하게 부분적 또는 전체적으로 산화된 금속-연료 카드를 충전하는 것을 들 수 있다.
In the illustrated embodiment of FIG. 1, the data capture processing subsystem (DCPS) in FIGS. 2A3 and 2A4 performs a number of functions, for example: (1) immediately before loading into a particular discharge head in the discharge head assembly. Identifying the metal-fuel card and generating identification data of the identified metal-fuel card; (2) detecting (finding) various "discharge factors" in the metal-fuel card discharge subsystem during the period in which the known metal-fuel card is loaded into the discharge head assembly; (3) calculating one or more factors, values and / or sizes of the amounts of metal oxides produced during the card discharge operation, and generating these calculated factors, values and / or sizes; (4) Detected discharge factor data and calculated metal oxide amount data, both associated with each metal-fuel track / card identified during discharge mode operation, are associated with the metal-fuel database management subsystem 293 (see System Controller 130). (Accessible by). As will become apparent later, this stored information is maintained in the metal-fuel database management subsystem 293 by the data capture processing subsystem 295 and can be used by the system controller 130 in various ways, for example. For example: properly generating (i.e. generating electrical power) efficiently partially or fully oxidized metal-fuel cards during discharge mode operation; Fast charging of partially or fully oxidized metal-fuel cards during overcharge mode operation.

방전 작동 동안, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)는 자동으로 "방전 인자"데이타 신호 표현을 샘플링하는데 이는 상기 금속-연료 카드 방전 서브시스템 을 구성하는 다양한 서브시스템에 관련된 것이다. 이 샘플값은 방전 모드중 이들 서브시스템에 의해 생성된 데이타 신호 내 정보로서 인코딩된다. 본 발명의 원리에 따라, 카드-타입 "방전 인자"를 포함하는데, 이로 제한되는 것은 아닌 것으로: 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(133)에 의해 모니터 된 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극과 양극에 생성된 전압; 예를 들어, 음극-전해질 전류 모니터링 서브시스템(134)에 의해 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극-양극에 흐르는 전류; 음극 산소압 콘트롤 서브시스템(130,135,136,137,138,140)에 의해 모니터 된 각 방전 헤드(124)의 음극 내 산소 포화 레벨(pO₂) ; 예를 들어, 이온 농도 콘트롤 서브시스템(130,142,145,146,147,148,149)에 의해 모니터 된 특별한 방전 헤드 내 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극-전해질 계면 또는 가까운 곳의 수분 레벨(또는 상대습도) ; 카드 방전 작동 중 방전헤드 온도(T); 상기 방전 인자의 상태의 진행시간(△T)이다. During the discharge operation, data capture processing subsystem 295 automatically samples the "discharge factor" data signal representation, which relates to the various subsystems that make up the metal-fuel card discharge subsystem. This sample value is encoded as information in the data signal generated by these subsystems during the discharge mode. In accordance with the principles of the present invention, a card-type "discharge factor" includes, but is not limited to: the cathode and anode along a special metal-fuel track monitored by the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 133. Generated voltage; For example, current flowing to the cathode-anode along a special metal-fuel track by the cathode-electrolyte current monitoring subsystem 134; Oxygen saturation level pO _{2 in} the cathode of each discharge head 124 monitored by the cathode oxygen pressure control subsystem 130, 135, 136, 137, 138, 140; For example, the moisture level (or relative humidity) at or near the cathode-electrolyte interface along a particular metal-fuel track in a particular discharge head monitored by ion concentration control subsystems 130,142,145,146,147,148,149; Discharge head temperature T during card discharge operation; The running time DELTA T of the state of the discharge factor.

일반적으로 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템이 방전 모드 작동 중 카드-타입 "방전 인자"를 저장하는 많은 방밥이 있다. 이 다른 방법은 아래에 상세하게 기재된다. In general, there are many ways in which the data capture processing subsystem stores card-type "discharge factors" during discharge mode operation. This other method is described in detail below.

도 2A9에 보인 첫 번째 데이타 레코딩 방법에 의하면, 유일한 신원코드 또는 인덱스(171)(즉, 신원 정보 영역에 인코딩 된 바코드 심벌)는 "광학" 데이타 트랙(172)위에 그림으로 인쇄되고, 도2A9에 보인, 금속-연료 카드의 에지를 따라 이는 반사 필름 물질에 고정되거나 다르게 부착된 투명한 스트립을 예를 들 수 있 다. 인쇄 또는 인화기술에 의해 레코딩 된 카드 신원 코드가 있는 광학 데이타 트랙(172)는 멀티-트랙 금속-연료 카드의 제조 시간에 생성된다. 카드의 에지에 있는 금속-연료 카드 신원 인덱스(171)은 광학 기술을 이용하는 광학 데이타 리더(150)(즉, 광학 디코더 또는 레이저 스캐닝 바코드 심벌 리더)에 의해 읽혀진다. 도시된 실시예에서 , 이 유일한 카드 신원 코드의 정보는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)로 제공된 데이타 신호 내 인코딩 되고, 이후 방전 작동 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(293)내에 기록된다.According to the first data recording method shown in Fig. 2A9, a unique identity code or index 171 (i.e., a barcode symbol encoded in the identity information area) is printed as a picture on the "optical" data track 172 and shown in Fig. 2A9. Along the edge of the metal-fuel card, as seen, this may be for example a transparent strip that is fixed or otherwise attached to the reflective film material. Optical data tracks 172 with card identification codes recorded by printing or printing techniques are created at the time of manufacture of the multi-track metal-fuel card. The metal-fuel card identity index 171 at the edge of the card is read by optical data reader 150 (ie, optical decoder or laser scanning barcode symbol reader) using optical technology. In the illustrated embodiment, the information of this unique card identity code is encoded in the data signal provided to the data capture processing subsystem 295 and then recorded in the discharge actuated metal-fuel database management subsystem 293.

도 2A9'에 보인 데이타 기록의 두 번째 방법에 따르면, 유일한 디지탈 "카드신원" 코드 171'는 금속-연료 카드 에지를 따라 도포된 자기 데이타 트랙(172')내에 자기적을 기록된다. 이 자기 데이타 트랙은 카드 신원 코드가 기록되고, 이는 멀티-트랙 금속-연료 카드의 제조 때 형성된다. 카드 에지의 카드 신원 인덱스는 자기 리딩 헤더(150)에 의해 읽혀지는데, 이는 공지기술인 자기 정보리딩 기술을 이용하는 것일 수 있다. 도시된 실시예에서, 유일한 카드 신원 코드의 디지탈 데이타는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)로 공급된 데이타 신호 내에 인코딩되고, 이후 방전 작동중 금속-연료 데이타베이스관리 서브시스템(293)내에 기록된다. According to the second method of data recording shown in FIG. 2A9 ', the unique digital "card identity" code 171' is recorded magnetically in a magnetic data track 172 'applied along the metal-fuel card edge. This magnetic data track is recorded with a card identity code, which is formed in the manufacture of a multi-track metal-fuel card. The card identity index of the card edge is read by the magnetic reading header 150, which may be a known magnetic information reading technique. In the illustrated embodiment, the digital data of the unique card identity code is encoded in the data signal supplied to the data capture processing subsystem 295 and then written into the metal-fuel database management subsystem 293 during discharge operation.

도 2A9"에 보인 세 번째 데이타 기록 방법은, 유일한 디지탈 "카드 신원" 코드는 빛 투과율의 시퀀스를 기록하는 것으로 금속-연료 카드(112')를 따라 도포된 광학 오파크 데이타 트랙(172')내에 형성된다. 이 기술에는, 정보 인코딩이 이루어짐에 의한 방법으로 상대적 공간과/또는 넓이의 투과율의 형성으로 정보가 인코딩된다. 이 광학 데이타 트랙은 카드 신원 코드가 기록되고, 이는 멀티-트랙 금 속-연료 카드의 제조시 형성될 수 있다. 카드 에지의 영역 신원 인덱스(171')은 광학 센싱 헤드(150')에 의해 읽혀지는데, 이는 공지된 광학 센싱 기술을 이용할 수 있다. 도시된 실시예에서, 디지탈 데이타는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)에 제공된 데이타 신호 내에 기록되고, 이후 방전 작동중 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(293)내에 기록된다. The third data recording method shown in FIG. 2A9 "shows that a unique digital" card identity "code is recorded in a sequence of optical opark data tracks 172 'applied along metal-fuel card 112' such that it records a sequence of light transmission. In this technique, information is encoded in the formation of relative space and / or width transmission in a manner by which information encoding is made, in which the optical data track is recorded with a card identity code, which is a multi-track metal-fuel. The area identity index 171 'of the card edge is read by the optical sensing head 150', which may utilize known optical sensing techniques. Data is written into the data signal provided to the data capture processing subsystem 295 and then written into the metal-fuel database management subsystem 293 during discharge operations.

네 번째 다른 방법으로, 유일한 디지탈 "카드 신원" 금속-연료 카드 위 각 트랙의 방전 인자 세트 모두 자기, 광학 또는 투과율 데이타 트랙에 기록되고, 본 발명의 금속-연료 카드의 표면에 부착된 스트립으로서 이해될 수 있다. 금속 연료 카드에 관한 정보 블록은 방전 모드 작동 중 이러한 기록된 정보에 쉽게 접근할 수 있는 금속-연료 영역에 근접한 데이타 트랙에 기록될 수 있다. 통상적으로, 정보 블록은 금속-연료 카드 신원 번호와 방전 인자 세트를 포함하고, 도 2A15에 도시된 것처럼, 이는 자동으로 방전헤드 어셈블리(124)내에 로드된 금속-연료 카드로서 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(295)에 의해 알아낸다. In a fourth alternative method, the set of discharge factors of each track on a unique digital "card identity" metal-fuel card are all recorded in a magnetic, optical or transmittance data track and understood as a strip attached to the surface of the metal-fuel card of the present invention. Can be. The information block regarding the metal fuel card can be recorded in a data track proximate to the metal-fuel area which can easily access this recorded information during discharge mode operation. Typically, the information block includes a metal-fuel card identification number and a discharge factor set, and as shown in FIG. 2A15, it is automatically a metal-fuel card loaded into the discharge head assembly 124 (the data capture processing subsystem). 295).

처음과 두 번째 기록 방법은 세 번째 방법보다 몇 가지 이점이 있다. 특별히, 처음과 두 번째 기록방법을 사용하면, 금속-연료 카드에 제공된 데이타 트랙이 매우 낮은 정보 능력을 가질 수 있다. 이는 유일한 식별자가 있는 각 금속-연료 카드 태그에 기록될 필요가 있는 정보가 매우 작기 때문(즉, 주소 또는 카드 식별 번호)으로, 감지된 방전 인자는 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(293)에 기록된다. 또한, 처음과 두 번째 방법에 따른 데이타 트랙의 형성은 매우 값싸야 할 뿐만 아니라 이 데이타 트랙에 기록된 카드 신원 정보를 읽기 위한 장치를 제공하 여야 한다.
The first and second recording methods have some advantages over the third method. In particular, using the first and second recording methods, data tracks provided on metal-fuel cards can have very low information capabilities. This is because the information that needs to be recorded on each metal-fuel card tag with a unique identifier is very small (ie, address or card identification number), so that the detected discharge factor is sent to the metal-fuel database management subsystem 293. Is recorded. In addition, the formation of the data tracks according to the first and second methods must be very inexpensive, as well as provide a device for reading card identity information recorded on these data tracks.

금속-연료 카드 방전시스템 내 방전 파워 조정 서브시스템Discharge Power Control Subsystem in Metal-Fuel Card Discharge Systems

도 2A3과 2A4에 도시된, 방전 파워 조정 서브시스템(137)의 입력포트는 작동될 수 있게 음극-전해질 출력 터미날 구성 서브시스템(132)의 출력포트와 연결되고, 방전 파워 조정 서브시스템(151)의 출력포트는 작동될 수 있게 전기부하(116)의 입력포트에 연결된다. 방전 파워 조정 서브시스템의 기본 기능은 방전 모드 작동중 전기 부하로 전달될 전기 파워를 조정하기 위한 것이고(즉, 방전헤드 내 로드된 방전 금속-연료 카드로부터 생성된 파워), 방전 파워 조정 서브시스템(151)은 프로그램된 작동 모드를 갖고, 이를 통해 방전 작동중 전기 부하의 출력 전압과 음극-전해질 계면에 흐르는 전류를 조정한다. 이 제어 기능은 시스템 콘트롤러(130)에 의해 관리되고 다양한 방법으로 선택될 수 있어 다이나믹 장착 요구를 만족시킬 본 발명에 따른 멀티-트랙과 싱글-트랙 금속 연료 카드의 적정 방전이 되게 한다.The input ports of the discharge power adjustment subsystem 137, shown in FIGS. 2A3 and 2A4, are connected to the output ports of the cathode-electrolyte output terminal configuration subsystem 132 to be operable, and the discharge power adjustment subsystem 151. The output port of is connected to the input port of the electrical load 116 to be activated. The primary function of the discharge power adjustment subsystem is to adjust the electrical power to be delivered to the electrical load during discharge mode operation (i.e., the power generated from the discharged metal-fuel card loaded in the discharge head), and the discharge power adjustment subsystem ( 151 has a programmed mode of operation through which it adjusts the output voltage of the electrical load and the current flowing at the cathode-electrolyte interface during discharge operation. This control function is managed by the system controller 130 and can be selected in a variety of ways to ensure proper discharge of the multi-track and single-track metal fuel cards in accordance with the present invention to meet dynamic mounting requirements.

세 번째 실시예의 방전 파워 조정 서브시스템(151)은 고체 상태파워, 전압과 전류 제어 회로를 이용하는 것으로, 공리 기술이다. 이 회로는 트랜지스터-제어 기술을 이용하는 전기적 프로그래밍 가능한 파워 스위칭 회로를 포함하고, 전류 제어 소스는 전기 부하(116)과 직렬로 연결되어 특별한 방전 파워 콘트롤 방법을 수행하는 시스템 콘트롤러(130)에 의해 생성된 제어 신호에 응답하는 출력 전압을 제어하기 위해 전기부하와 병렬로 연결된다. 이 회로는 시스템 콘트롤러(130)에 의해 조 합되고 제어될 수 있어 전기 부하의 일정한 파워 콘트롤을 가능하게 한다. The discharge power adjustment subsystem 151 of the third embodiment uses a solid state power, voltage and current control circuit, which is an axiom technique. The circuit includes an electrically programmable power switching circuit utilizing transistor-controlled technology, the current control source being generated by the system controller 130 connected in series with the electrical load 116 to perform a special discharge power control method. It is connected in parallel with the electrical load to control the output voltage in response to the control signal. This circuit can be combined and controlled by the system controller 130 to enable constant power control of the electrical load.

본 발명의 도시된 실시예에서, 방전 파워 조정 서브시스템(151)의 기본 기능은 다음 파워 조절 방법 중 어느 하나를 이용하는 전기 부하 실시간 파워 조정을 수행하는데, 이름하여: (1)일정 출력 전압/가변 출력 조절 방법, 이는 전기 부하에 가해지는 출력 전압 일정하게 유지하고 전류가 부하 조건에 따라 가변되게 허용되게 함; (2)일정 출력 전류/가변 출력 전압 방법, 이는 전기 부하의 전류를 일정하게 유지하고 그를 가로지르는 출력 전압을 변하게 허용함; (3)일정 출력 전압/일정 출력 전류 방법, 이는 로드에 걸리는 전압과 전류가 부하 조건에 따라 일정하게 유지함; (4)일정 출력 파워 방법, 이는 부하 조건에 따라 전기 부하에 걸리는 파워를 일정하게 유지함; (5)펄스 출력 파워 방법, 이는 주어진 조건에 따라 각 파워 펄스의 사이클이 일정하도록 전기 부하에 걸리는 출력 파워가 펄스화 됨; (6)일정 출력전압/펄스 출력 전류 방법, 이는 특별한 사이클과 함께 부하에 걸리는 전류가 펄스화되고 전기 부하에 흐르는 출력 전류가 일정하게 유지됨; (7)펄스 출력 전압/ 일정 출력 전류 방법, 이는 부하에 걸리는 출력 파워가 펄스화되고 흐르는 전류가 일정하게 유지함; 등이다.In the illustrated embodiment of the present invention, the basic function of the discharge power regulation subsystem 151 performs electrical load real-time power regulation using any of the following power regulation methods, namely: (1) constant output voltage / variable. Output regulation method, which keeps the output voltage applied to the electrical load constant and allows the current to be varied according to the load conditions; (2) constant output current / variable output voltage method, which allows to keep the current of the electrical load constant and allow the output voltage across it to change; (3) constant output voltage / constant output current method, which keeps the voltage and current across the load constant according to the load conditions; (4) a constant output power method, which maintains a constant power applied to the electrical load according to the load condition; (5) pulse output power method, which output pulses the electrical load on the electrical load such that the cycle of each power pulse is constant according to given conditions; (6) constant output voltage / pulse output current method, which with a special cycle the current on the load is pulsed and the output current flowing through the electrical load remains constant; (7) pulse output voltage / constant output current method, which output pulses on the load are pulsed and the flowing current remains constant; And so on.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 일곱가지 방전 파워 조정 방법 각각은 시스템 콘트롤러(130)에 있는 ROM에 미리 프로그램된다. 이 파워 조절 방법은 여러 다른 방법으론 선택될 수 있는에, 예를 들면 스위치 또는 시스템 하우징의 버튼을 수동으로 작동시킴으로써, 자동으로 전기 부하와 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)간의 계면에서 측정되거나 감지된 물리적, 전기적, 자기적, 광학적 조건 을 감지함으로써 등의 방법을 들 수 있다.
In a preferred embodiment according to the present invention, each of the seven discharge power adjustment methods is pre-programmed in a ROM in the system controller 130. This power regulation method can be selected in several different ways, for example by automatically operating a switch or a button on the system housing, automatically measured at the interface between the electrical load and the metal-fuel card discharge subsystem 115 or For example, by sensing the sensed physical, electrical, magnetic and optical conditions.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내 입력/출력 콘트롤 서브시스템Input / Output Control Subsystem in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

몇 응용에서, 두개 또는 그 이상의 FCB 시스템 또는 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 조합하는 것이 바람직하거나 필요할 수 있는데, 이는 이 서브시스템을 혼자 작동시키는 것에 의해 제공될 수 없는 기능을 갖게 하기 때문이다. 이 응용 고안으로, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)은 입력/출력 콘트롤 서브시스템(151)를 포함하는데, 시스템 콘트롤러가 이 제어 기능을 수행했던 것처럼 금속-연료 카드 방전 서브시스템의 중첩 또는 제어하는 외부 시스템을 허용한다. 도시된 실시예에서, 입력/출력 조절 서브시스템(152)는 표준 IEEE I/O 버스 아키텍쳐로서 이해할 수 있어, 직접적으로 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)의 시스템 콘트롤러(130)과 닿게 하고 서브시스템 작동과 시스템의 작동의 다양한 면을 관리하는 방법과 수단으로 외부 또는 원격 컴퓨터 시스템을 사용할 수 있다.
In some applications, it may be desirable or necessary to combine two or more FCB systems or metal-fuel card discharge subsystems, because they have functionality that cannot be provided by operating this subsystem alone. In this application, the metal-fuel card discharge subsystem 115 includes an input / output control subsystem 151, which superimposes or controls the metal-fuel card discharge subsystem as if the system controller had performed this control function. Allow external systems to In the illustrated embodiment, the input / output conditioning subsystem 152 can be understood as a standard IEEE I / O bus architecture, allowing it to directly contact and control the system controller 130 of the metal-fuel card discharge subsystem 115. External or remote computer systems can be used as a method and means of managing the system operation and various aspects of its operation.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내 시스템 콘트롤러System controller in metal-fuel card discharge subsystem

위에서 언급된 것처럼, 시스템 콘트롤러(130)은 방전 모드 내 FCB 시스템의 기능을 수행하기위해 다양한 작동을 수행한다. 도 1의 FCB 시스템의 바람직한 실시예에는, 시스템 콘트롤러(130)은 프로그램과 데이타 저장 메모리(예, ROM, EPROM, RAM 등)을 갖는 프로그램된 마이크로 콘트롤러를 이용하는 것으로 공지의 마이크로 컴퓨팅과 제어 기술의 시스템 버스를 이용한다. 본 발명의 어떤 특별한 실시예에, 두개 이상의 마이크로 콘트롤러가 조합되어 FCB 시스템에 의해 수행되는 기능 세트를 수행한다. 모든 이러한 실시예는 본 발명의 시스템의 고안된 실시예이다.
As mentioned above, the system controller 130 performs various operations to perform the functions of the FCB system in the discharge mode. In a preferred embodiment of the FCB system of FIG. 1, system controller 130 uses a system of microcomputing and control techniques known to utilize a programmed microcontroller having a program and data storage memory (eg, ROM, EPROM, RAM, etc.). Take the bus. In some particular embodiments of the invention, two or more microcontrollers are combined to perform a set of functions performed by the FCB system. All such embodiments are contemplated embodiments of the system of the present invention.

금속-연료 카드 방전 서브시스템 내 방전 금속-연료 카드Discharge metal-fuel card in metal-fuel card discharge subsystem

도 2A3과 2A4의 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 이용한 방전 금속-연료 카드의 기본 스텝을 묘사한 고수준 플로우 챠트가 도 2A5에 도시되어 있다. A high level flow chart depicting the basic steps of a discharge metal-fuel card using the metal-fuel card discharge subsystem of FIGS. 2A3 and 2A4 is shown in FIG. 2A5.

블록 A에, 카드 착/탈 서브시스템(111)은 4개의 금속-연료 카드(112)를 시스템 하우징의 카드 정착부에서 금속-연료 카드 방전 서브시스템의 카드 방전부로 수송하기 위해 들어 올려진다. 이 카드 수송 프로세스는 도 2A1과 2A2에 도시되어 잇다. 도 2A3은 금속-연료 카드가 방전부로 로드된 금속-연료 카드와 방전 헤드를 정렬하여 각 음극과 로드된 금속-연료 카드 사이에 이온 전도성 매체가 배치된다.In block A, the card attachment / detachment subsystem 111 is lifted to transport four metal-fuel cards 112 from the card fuser of the system housing to the card discharge of the metal-fuel card discharge subsystem. This card transport process is shown in Figs. 2A1 and 2A2. 2A3 aligns the discharge head and the metal-fuel card loaded with the metal-fuel card to the discharge portion so that an ion conductive medium is disposed between each negative electrode and the loaded metal-fuel card.

블록 C에, 방전 헤드 수송 서브시스템(131)은 각 방전 헤드를 구성하여 음극이 로드된 금속 연료 카드와 이온 접촉되도록 하고 양극 접촉 구조가 전기적으로 접촉되게 한다.In block C, the discharge head transport subsystem 131 configures each discharge head such that the cathode is in ionic contact with the loaded metal fuel card and the anode contact structure is in electrical contact.

블록 D에, 음극-전해질 출력 터미널 구성 서브시스템(132)는 자동으로, 로드된 금속-연료 카드에 맞춰 정렬된 각 방전 헤드의 출력 터미날을 구성하고, 시스템 콘트롤러가 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 제어하여 전기 파워를 발생 전기로 드로 공급한다. 하나 이상의 로드된 금속-연료 카드가 방전되었을 때, 카드 착/탈 서브시스템(111)은 자동으로 충전된 금속-연료 카드와 대체하기 위해 방전부 바깥으로 배출된다.
In block D, the cathode-electrolyte output terminal configuration subsystem 132 automatically configures the output terminal of each discharge head aligned with the loaded metal-fuel card, and the system controller configures the metal-fuel card discharge subsystem. Control to supply electrical power to the generating electrical load. When one or more loaded metal-fuel cards have been discharged, the card attachment / removal subsystem 111 is automatically discharged out of the discharge to replace the metal-fuel card that is automatically charged.

본 발명의 금속-연료 FCB 서브시스템의 첫 번째 실시예를 위한 금속-연료 카드 충전 서브시스템Metal-fuel card charging subsystem for the first embodiment of the metal-fuel FCB subsystem of the present invention

도 2B3과 2B4에 보인, 처음 실시예의 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)은 다수의 서브시스템으로 이루어지는데, 이름하여: 멀티-존 금속산화물 환원헤드(175)어셈블리, 이들 각각은 멀티-엘리먼트 양극(121)과 음극 접촉 구조(124)를 가지고, 전기 전도성 입력 단자와 아래 방법으로 연결됨; 충전 헤드 수송 서브시스템(131'), 로드된 금속-연료 카드에서 또는 로 부터의 충전헤드 어셈블리(175)의 부수요소를 수송; 입력 파워 공급 서브시스템(176), AC 파워 신호를 DC파워 공급 신호로 변환하며, 이는 금속-연료 카드 충전 서브시스템의 충전 헤드와 정렬된 충전 금속-카드에 적합한 전압임; 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178), 시스템 콘트롤러의 제어하에 충전 헤드(175)의 음극-양극 접촉 구조의 입력 터미날(포트)로 입력 파워 공급 서브시스템의 출력 터미날(포트)를 연결하여 충전 모드 중 원 금속으로 금속산화물을 변화시키기 위한 입력 전압을 공급; 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(133'), 각 충전 헤드(175)의 음극과 양극에 걸리는 전압을 모니터링하고, 감지된 전압 레벨의 (디지탈) 데이타를 생성함; 음극-전 해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178), 충전 모드 중 각 충전 헤드의 음극-전해질 계면에 걸리는 전류 흐름을 모니터링하고, 감지된 전류레벨의 디지탈 데이타를 생성함; 시스템 콘트롤러(136)고체상 pO2 센서(135'), 전공 챔버(136'), 진공 펌프(137'), 공기흐름 조절 장치(138'), 매니폴드(139'), 멀티 루멘 튜빙(140')가 모두 각 충전 헤드의 음극 내 pO₂레벨을 감지하고 제어하기 위해 정렬된 음극 산소압 콘트롤 서브시스템; 시스템 콘트롤러(130'), 고체상 수분 센서(수분계)(142'), 음극 지지 플레이트(12')의 벽에 체화된 마이크로-스프링 쿨러로 이해되는(도 2B6에 도시된 각 벽면을 따라 배치된 분사 홀 (144')을 가짐)가습기(예, 마이크로 스프링쿨러)(143'), 물펌프(145'), 물 보관장치(146'), 전기 제어 물 흐름 조절 밸브(147'), 매니폴드(148'), 수분 이송 구조(143')에 연결된 도관(149')가 모두 FCB 시스템 내 조건을 감지하고 조정하기 위해 배열되어(즉, 충전 헤드의 음극-전해질 계면에 서의 상대 습도)음극 전해질 계면의 이온 농도를 충전 모드 중에 적정 범위로 유지시키는 이온 농도 콘트롤 서브시스템; 시스템 콘트롤러(130'), 멀티-음극 지지 구조(121')의 각 채널에 체화된 고체 상태 온도 센서(온도계), 충전 헤드 냉각 장치(291')가 충전 모드 동안 적정 온도 범위 매로 각 충전 채널의 온도를 떨어뜨리게 된 충전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템; 관계형 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(MFDMS)(297), 로컬 시스템 버스(298)을 통해 시스템 콘트롤러(130)에 연결되고, 금속-연료 테이프 충전 서브시스템 내 다양한 서브시스템의 출력으로부터의 특이한 형태의 정보를 받아들임; 각 충전 헤드(175)의 음극 지지 구조에 밀접하게 장착 또는 내에 체화된 데이타 리딩 헤드(180), 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(133')로 부터 생성된 데이타 신호를 받기에 적합한 프로그램 된 마이크로프로세스에 기초한 데이타 프로세서, 음극-전해질 전류 모니터링 서브시스템(134'), 음극 산호압 콘트롤 서브시스템, 충전 헤드 온도 조절 서브시스템과 이온 농도 조절 서브시스템으로 이루어져, (i)로드된 금속-연료 카드로부터 금속-연료 카드 신원 데이타를 읽고, (ii)감지된 충전 인자와 계산된 금속 연료 인덱스 데이타를 기록하고, 이는 로컬 시스템 버스(300)을 이용한 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템(297)내에 저장 미리 기록된 방전 인자와 미리 기록된 금속 산화물 인덱스 데이타를 읽게 하는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(DCPS)(299); 충전모드 중 충전되는 각 금속-연료 트랙의 음극과 양극에 제공되는 입력 파워 (와 전압 와/또는 전류)를 조정하기 위한, 입력 파워 공급 서브시스템(176)과 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템의 입력 터미날(즉 포트)사이를 연결하는 입력 파워 조정 서브시스템(181); FCB 시스템이 체화된 원격 또는 결과 시스템의 방법으로 FCB 시스템의 모든 기능을 조절하기 위해 시스템 콘트롤러(130와 마주하는 입/출력 콘트롤 서브시스템(152'); 도 2B16에 보인 광역 시스템 버스(303)에 의해 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)내의 시스템 콘트롤러(130')와 마주하고 시스템 동작의 다양한 모드 동안 상기 서브시스템의 동작을 관리하기 위한 다양한 수단을 갖는 시스템 콘트롤러(130')로 이루어진다.
The metal-fuel card charging subsystem 117 of the first embodiment, shown in FIGS. 2B3 and 2B4, consists of a number of subsystems, namely: the multi-zone metal oxide reduction head 175 assembly, each of which is a multi-element. Having an anode 121 and a cathode contact structure 124, and connected to the electrically conductive input terminal in the following manner; Transport head accessory subsystem 131 ′, an accessory element of charge head assembly 175 at or from a loaded metal-fuel card; Input power supply subsystem 176, converts the AC power signal into a DC power supply signal, which is a voltage suitable for a charging metal-card aligned with the charging head of the metal-fuel card charging subsystem; Charge by connecting the output terminal (port) of the input power supply subsystem to the input terminal (port) of the cathode-anode contact structure of the charging head 175 under the control of the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 178, the system controller. Supplying an input voltage for changing the metal oxide to the raw metal in mode; A cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 133 ′, monitors the voltage across the cathode and anode of each charging head 175 and generates (digital) data of the sensed voltage levels; Cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 178, monitors current flow across the cathode-electrolyte interface of each charge head during charging mode, and generates digital data of sensed current levels; Solid State pO2 Sensor 135 ', Electro-Pneumatic Chamber 136', Vacuum Pump 137 ', Airflow Regulator 138', Manifold 139 ', Multi Lumen Tubing 140' A cathode oxygen pressure control subsystem, all arranged to sense and control the pO ₂ level in the cathode of each charge head; Spray disposed along each wall shown in FIG. 2B6, understood as a system controller 130 ', a solid-state moisture sensor (water meter) 142', and a micro-spring cooler embodied in the wall of the cathode support plate 12 ' Humidifier (e.g., micro sprinkler) 143 ', water pump 145', water storage 146 ', electrically controlled water flow control valve 147', manifold 148 '), the conduits 149' connected to the moisture transport structure 143 'are all arranged to detect and adjust conditions within the FCB system (i.e., relative humidity at the cathode-electrolyte interface of the charge head). An ion concentration control subsystem that maintains the ion concentration at the interface in an appropriate range during the charging mode; The system controller 130 ', the solid-state temperature sensor (thermometer) embodied in each channel of the multi-cathode support structure 121', and the charge head cooling device 291 'are connected to each charging channel at an appropriate temperature range during the charging mode. A charge head temperature control subsystem that causes the temperature to drop; Unusual form from the output of the various subsystems within the metal-fuel tape filling subsystem, connected to the system controller 130 via a relational metal-fuel database management subsystem (MFDMS) 297, a local system bus 298 Accept information from; Programmed microprocessor suitable for receiving data signals generated from the data leading head 180 and the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 133 ′ embodied closely in or within the cathode support structure of each charging head 175. Based data processor, cathode-electrolyte current monitoring subsystem 134 ', cathode coral pressure control subsystem, charge head temperature control subsystem and ion concentration control subsystem, comprising: (i) metal from loaded metal-fuel card; Read fuel card identity data, (ii) record the detected fill factor and the calculated metal fuel index data, which are stored in a metal fuel database management subsystem 297 using the local system bus 300 A data capture processing subsystem (DCPS) 299 for reading discharge factors and pre-recorded metal oxide index data; The input power supply subsystem 176 and the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem for adjusting the input power (and voltage and / or current) provided to the cathode and anode of each metal-fuel track being charged during charge mode. An input power regulation subsystem 181 connecting between input terminals (ie, ports); The input / output control subsystem 152 'facing the system controller 130 to control all functions of the FCB system in the manner of the embodied remote or resultant system; on the wide area system bus 303 shown in Figure 2B16. Thereby facing the system controller 130 'in the metal-fuel card charging subsystem 117 and having various means for managing the operation of the subsystem during various modes of system operation.

금속-연료 카드 충전 서브시스템 내 멀티-트랙 충전 헤드 어셈블리Multi-Track Charging Head Assembly in Metal-Fuel Card Charging Subsystem

멀티-트랙 충전 헤드(175)의 어셈블리 기능은 충전 모드 중 시스템의 충전부로 로드된 금속 카드의 트랙 위에 형성된 금속 산화물을 전기 화학적으로 환원시키는 것이다. 도 2B7괴 2B8에 도시된 실시예에서, 각 충전 헤드(175)는 각 채널의 바닥 부분을 통한 자유롭게 산소가 통과될 수 있게 다수의 격리 채녈(154A' 내지 154E')을 갖는 음극지지플레이트(121'); 각각 채널의 아래 부분내에 삽입되기 위한 다수의 전기 전도성 음극 요소(즉 스트립)(120A'); 도 2B6에 도시된, 각각 채널 154A' 내지 154E'를 지지하고 음극 스트립(36)을 위치시키기 위한 다수의 전해질-함침 스트립(155A'); 도 2B7에 도시된, 봉인된 금속 지지 플레이트(121')의 위면 위에 장착된 산소-방축 챔버(136')로 이루어진다.
The assembly function of the multi-track charge head 175 is to electrochemically reduce the metal oxides formed on the tracks of the metal cards loaded into the live parts of the system during the charge mode. In the embodiment shown in FIG. 2B7 ingot 2B8, each charging head 175 has a cathode support plate 121 having a plurality of isolation channels 154A'-154E 'to allow free passage of oxygen through the bottom portion of each channel. '); A plurality of electrically conductive cathode elements (ie, strips) 120A 'each for insertion into the lower portion of the channel; A plurality of electrolyte-impregnated strips 155A 'for supporting the channels 154A'- 154E' and positioning the cathode strip 36, respectively, shown in FIG. 2B6; 2B7, which consists of an oxygen-relax chamber 136 'mounted on the top surface of a sealed metal support plate 121'.

도 2B3, 2B4와 2B14에 보인, 각 산소-방출 챔버(136')은 각각 채널 154A' 내지 154E'와 물리적으로 관련되는 부수챔버 136A' 내지 136E'를 갖는다. 각 진공 서브 챔버 모두는 다른 서브챔버와 격리되고 그 속의 음극요소와 전해질-함침 요소를 지지하는 하나의 채널을 통해 흐름이 전해진다. 이 배열은 시스템 콘트롤러(130')가 충전 헤드 어셈블리 내 충전 작동 동안 적정 범위로 산소-방출 서브 챔버 136A' 내지 136E' 각각의 pO₂를 독립적으로 제어할 수 있게 한다. 이 작동은 매니폴드 어셈블리(139')내 관련 공기 채널을 통해 서브챔버로부터 선택적으로 공기를 방출시키는 것이다. 이 배열은 충전 동작 동안 적정 범위로 pO₂ 레벨을 시스템 콘트롤러(130')가 유지시킬 수 있게 한다. Each of the oxygen-releasing chambers 136 ', shown in FIGS. 2B3, 2B4 and 2B14, have subchambers 136A'- 136E' that are physically associated with channels 154A'- 154E ', respectively. Each vacuum subchamber is isolated from the other subchambers and flows through one channel supporting the negative and electrolyte-impregnating elements therein. This arrangement allows the system controller 130 'to independently control the pO ₂ of each of the oxygen-releasing subchambers 136A'- 136E' to an appropriate range during charging operation in the filling head assembly. This operation is to selectively release air from the subchamber through the associated air channel in manifold assembly 139 '. This arrangement allows the system controller 130 'to maintain the pO ₂ level in the appropriate range during the charging operation.

실시예에서, 방전 헤드 어셈블리 내의 전해질-함침 스트립은 155E'를 통해 겔형 전해질의 전해질 흡수 캐리어 매체를 함침시킨 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 전해질·흡수 캐리어 스트립은 PET 플라스틱으로 만들어진 저밀도 개방 폼의 스트립으로 이해될 수 있다. 각 방전 셀을 위한 겔 전해질은 알카리용액(KOH); 젤라틴 물질, 물과 알려진 부가 물질로 만들어진다. In an embodiment, the electrolyte-impregnated strip in the discharge head assembly can be understood to impregnate the electrolyte absorbent carrier medium of the gel electrolyte through 155E '. Preferably, the electrolyte absorbing carrier strip can be understood as a strip of low density open foam made of PET plastic. Gel electrolytes for each discharge cell include alkaline solution (KOH); It is made of gelatinous material, water and known additives.

실시예에서, 각 음극 스트립은 다공성 탄소와 백금가루 또는 다른 촉매(157')이 금속-공기 FCB 시스템 내 충전 헤드에 적합하게 코팅된 니켈 와이어 베쉬(156')로 만들어진다. 음극 구성의 상세한 점은 참고로 컬렉션 통로를 만들기 위해, 전기 컨덕터(158')이 각 음극 스트립의 와이어 메쉬 시트(156')아래에 솔더링된다. 도 2B7에 도시된, 각 전기 콘덕터(158')는 음극 지지 플레이트(121')의 각 채널 154A1 내지 154E'의 바닥면에 형성된 홀(159')을 통해 통과되고, 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)의 입력 터미날에 연결된다. 도 2B7에 도시된 대로, 각 채널의 바닥면은 음극-전해질 계면으로부터 산소를 방출시키기 위해 형성된 수많은 기공(160')를 가지고, 충전모드동안 진공펌프(137')쪽으로 나간다. 실시예에서, 전해질-함침 스트립(155A' 내지 155E')는 각각 음극 스트립(120A' 내지 120E')위에 위치하고 연관된 음극 지지 채널의 아래면을 보호한다. 도 2B13과 2B14의 가장 잘 나타낸 것과 같이, 음극 지지 플레이트(121')내 각 채널 내에 음극 스트립과 얇은 전해질 스트립이 구비되면, 각 전해질-함침 스트립의 바깥면은 채널을 명확히 하기 위해 플레이트의 위면을 닦아낸다.In an embodiment, each cathode strip is made of a nickel wire bush 156 'coated with porous carbon and platinum powder or other catalyst 157' suitably for the fill head in a metal-air FCB system. For details of the negative electrode configuration, reference is made to the electrical conductors 158 ', which are soldered under each wire strip sheet 156' to make a collection passageway. Each electrical conductor 158 ', shown in FIG. 2B7, is passed through a hole 159' formed in the bottom surface of each channel 154A1 to 154E 'of the cathode support plate 121' and configured as a cathode-electrolyte input terminal. Is connected to an input terminal of subsystem 178. As shown in Fig. 2B7, the bottom surface of each channel has numerous pores 160 'formed to release oxygen from the cathode-electrolyte interface and exits to the vacuum pump 137' during the charging mode. In an embodiment, electrolyte-impregnated strips 155A 'through 155E' are respectively placed over cathode strips 120A 'through 120E' and protect the underside of the associated negative support channel. As best shown in FIGS. 2B13 and 2B14, when a negative strip and a thin electrolyte strip are provided in each channel in the negative electrode support plate 121 ′, the outer surface of each electrolyte-impregnated strip is placed on the top of the plate to clarify the channel. Wipe it off.

소수성 물질이 내 산소 음극을 이루기 위해 탄소 물질에 더해져 물을 밀친 다. 또한, 음극 지지 채널의 내부면에는 전해질-함침 스트립 155A' 내지 155E' 내의 물을 밀쳐 내게 하고 충전 모드 동안 음극 스트립에 수송되는 적정 산소를 얻을 수 있게 한다. 바람직하게는, 음극 지지 플레이트(121')는 알려진 PUC 물질과 같은 전기 비전도성 물질로 만들어진다. 음극 지지 플레이트(121')와 진공챔버(136')는 알려진대로 인젝션 몰딩 기술로 만들 수 있다.Hydrophobic material is added to the carbon material to form the oxygen cathode, which pushes the water. In addition, the inner surface of the cathode support channel pushes out the water in the electrolyte-impregnated strips 155A'-155E 'and obtains the appropriate oxygen transported to the cathode strip during the charging mode. Preferably, cathode support plate 121 'is made of an electrically nonconductive material, such as a known PUC material. The cathode support plate 121 'and the vacuum chamber 136' can be made by injection molding technology as known.

충전 모드 중 음극의 산소 분압을 측정하기 위해, 충전 헤드 내의 금속 산화물의 환원을 효과적으로 제어하기 위해, 고체 상태 pO₂ 센서가 도 2B7에 보인 것과 같이, 음극 지지 플레이트(121')의 각 채널 내에 체화되고, 작동되기 위해 정보 입력 장치로서 시스템 콘트롤러에 연결된다. 도시된 실시예에서, pO₂ 센서는 사람 혈액 pO₂ 레벨을 측정하는데 채용되는 잘알려진 pO₂ 감지 기술을 이용하는 것으로 이해할 수 있다. 이 종래 기술 센서는 미니어쳐 다이오드를 채용하는데 혈액중의 산소 존재의 다른 레벨에 흡수되는 2개 이상의 다른 전자 파장을 방출하는 것을 이용하고 이 정보는 수행되고 계산되어 각각 참고할 만한, 미국 특허 5,190,038과 거기에 언급된 참고서적에서 나타난 것처럼, 신뢰할 방법으로 pO₂의 계산치를 생성한다. 본 발명에서, 라이트 에미팅 다이오드의 특성 파장은 유사한 센싱 기능이 이후 방법으로 각 방전 헤드내 음극의 구조내에서 수행될 수 있게 선택될 수 있다.In order to measure the oxygen partial pressure of the cathode during the charging mode, to effectively control the reduction of the metal oxide in the charging head, a solid state pO ₂ sensor is embodied in each channel of the cathode support plate 121 ', as shown in FIG. 2B7. It is connected to the system controller as an information input device to operate. In the illustrated embodiment, the pO ₂ sensor can be understood to utilize well known pO ₂ sensing techniques employed to measure human blood pO ₂ levels. This prior art sensor employs a miniature diode which employs emitting two or more different electron wavelengths which are absorbed at different levels of the presence of oxygen in the blood and this information is carried out and calculated and referred to, respectively, in US Pat. No. 5,190,038 and As shown in the reference book mentioned, the calculation of pO ₂ is generated in a reliable manner. In the present invention, the characteristic wavelength of the light emitting diode can be selected such that similar sensing functions can be performed in the structure of the cathode in each discharge head in a later way.

도 2B9는 멀티-트랙 연료 카드(112)의 섹션을 보이는데, 부분 방전을 일으키고 금속-연료 트랙을 따라 금속산화물이 형성된다. 주목할 것은 도 2A9에 보인 이 부분 방전 금속-연료 카드는 도4의 FCB 시스템의 금속-연료 카드 충전 서브시스템 내 충전을 요구한다. 2B9 shows a section of the multi-track fuel card 112, which causes partial discharge and metal oxides are formed along the metal-fuel track. Note that this partial discharge metal-fuel card shown in FIG. 2A9 requires charging in the metal-fuel card charging subsystem of the FCB system of FIG.

도 2B10에, 예로 든 금속 연료(양극)접촉 구조(122')는 도 2B7과 2B8에 보인 음극 구조와 함께 사용되도록 개시된다. 168A' 내지 168E'의 다수개의 전기전도성요소가 카드 내 연료 카드의 이동경로와 인접하게 배치된 플랫폼(169')로부터 지지된다. 각 도전성 요소(168A' 내지 168E')는 연료카드의 기재층에 형성된 세밀한 그루브를 통해 금속-연료의 한 트랙에 미끄러지도록 채택된 미끄러운 면을 갖는다. 각 도전성 요소는 전기 콘덕터와 연결되고 음극-전해질 이력 터미날 구성 서브시스템(178)의 출력포트와 연결된다. 플랫폼(169')는 충전 헤드 수송 서브시스템(131')와 연결되어 충전 모드 동안 금속-연료 카드의 위치로 이동되게 디지인될 수 있다. In FIG. 2B10, the exemplary metal fuel (anode) contact structure 122 ′ is disclosed for use with the cathode structure shown in FIGS. 2B7 and 2B8. A plurality of electrically conductive elements 168A 'through 168E' are supported from platform 169 'disposed adjacent to the path of travel of the fuel card in the card. Each conductive element 168A 'through 168E' has a slippery face adapted to slide on a track of metal-fuel through fine grooves formed in the substrate layer of the fuel card. Each conductive element is connected to an electrical conductor and to an output port of the cathode-electrolyte hysteresis terminal configuration subsystem 178. The platform 169 ′ may be connected with the charge head transport subsystem 131 ′ and designed to be moved to the location of the metal-fuel card during the charging mode.

주목할 것은, 하나의 충전 헤드보다 본 실시예에서와 같이 다수의 충전 헤드(175)의 사용이 저 충전 전류를 사용하여 보다 빨리 방전된 금속카드를 충전되게 하여 개별적인 충전 헤드에 걸리는 열을 최소화한다. 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)의 이런 현상은 충전 헤드 내에 채택된 음극의 서비스 라이프에 뻗친다. Note that the use of a plurality of charging heads 175 as in this embodiment rather than one charging head allows for a faster charge of the discharged metal card using a lower charging current to minimize heat to the individual charging heads. This phenomenon of the metal-fuel card charging subsystem 117 extends to the service life of the cathode employed within the charging head.

금속-연료 카드 충전 서브시스템 내 충전 헤드 수송 서브시스템Fill Head Transport Subsystem in Metal-Fuel Card Fill Subsystem

충전 헤드 수송 서브 시스템 131'의 기본 기능은 충전 헤드(175) 어셈블리를 도 2B3과 2B4에 보인 것처럼 서브시스템의 충전부로 로드된 금속 카드(112)로/부터 수송하는 것이다. 알맞게 수송되면, 충전 헤드의 음극과 양극 접촉 구조는 충전 모드 동안 로드된 금속-연료 카드의 금속-연료 트랙과 "이온 전도성"전도성 접촉을 한다.The basic function of the charge head transport subsystem 131 ′ is to transport the charge head 175 assembly to / from the metal card 112 loaded into the charging section of the subsystem as shown in FIGS. 2B3 and 2B4. Properly transported, the cathode and anode contact structures of the charging head make "ion conducting" conductive contact with the metal-fuel track of the loaded metal-fuel card during the charging mode.

충전 헤드 수송 서브시스템(131')는 어떤 하나 이상의 다양한 전기 기계적 메커니즘을 사용하는 것이라 볼 수 있는데, 음극 지지 구조(121')와 양극 접촉 구조(124')를 도 2B3에서 보인, 금속-연료 카드(112)로부터 각 충전 헤드를 떼어낸다. 보듯이, 이 수송 메커니즘은 시스템 콘트롤러(130')와 연결되어 시스템 콘트롤에 프로그램이 수행하는 것에 따라 동일하게 제어된다.
The filling head transport subsystem 131 ′ may be viewed as using any one or more of a variety of electromechanical mechanisms, including the metal-fuel card shown in FIG. 2B3 with the cathode support structure 121 ′ and the anode contact structure 124 ′. Each charging head is removed from 112. As can be seen, this transport mechanism is connected to the system controller 130 'so that it is controlled equally as the program performs system control.

금속-연료 카드 충전 서브시스템 내 입력 파워 공급 서브시스템Input power supply subsystem in metal-fuel card charging subsystem

도시된 실시예에서, 입력 파워 공급 서브시스템(176)은 절연된 파워 코드로부터 입력된 교류 전기 파워(120V 또는 220V)을 받고, 이를 충전 모드 동안 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)의 충전 헤드(175)에 요구되는 조정된 전압으로, 조정된 직류 전류로 전환시킨다. 아연 양극과 탄소 음극에는, 충전동안 양극 음극에 걸리는 개방셀 전압 V_acr이 약 2.2-2.3 볼트로서 전기 화학적 환원을 일으킨다. 이 서브시스템은 널리 알려진 파워 변환과 조정회로를 사용하는 다양한 방법이라고 볼 수 있다.
In the illustrated embodiment, the input power supply subsystem 176 receives alternating electrical power (120V or 220V) input from an insulated power cord, which is the charging head of the metal-fuel card charging subsystem 117 during charging mode. The regulated voltage required at 175 is converted into a regulated direct current. For the zinc and carbon anodes, the open cell voltage V _acr across the anode cathode during charging is about 2.2-2.3 volts, causing electrochemical reduction. This subsystem is a versatile way of using well-known power conversion and regulation circuits.

금속-연료 카드 충전 서브시스템 내 음극-양극 입력 터미날 구성 서브시스템Negative-anode input terminal configuration subsystem in metal-fuel card charging subsystem

도 2B3과 2B4에 보인 것처럼, 음극-양극 입력 터미날 구성 서브시스템(178)은 충전 파워 조정 서브시스템(181)과 충전 헤드(175)의 멀티 트랙과 연결된 음극-전해질 쌍의 입력 터미날과연결된다. 시스템 콘트롤러(130')는 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)과 연결되어 충전 모드 동안 그 기능을 수행하는데 요구되는 제어 신호를 공급한다.As shown in FIGS. 2B3 and 2B4, the negative-anode input terminal configuration subsystem 178 is connected with the input terminal of the negative-electrolyte pair connected to the multi-track of the charging power adjustment subsystem 181 and the charging head 175. The system controller 130 'is coupled to the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 178 to supply the control signals required to perform its function during the charging mode.

음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)의 기능은 자동으로 금속-연료 카드 충전서브시스템(117)의 충전 헤드 내 선택된 음극-전해질 쌍의 입력 터미날을 구성하여 요구되는 입력 전압이 충전이 요구되는 금속-연료 트랙의 음극-전해질 구조에 걸린다. 본 발명의 실시예에서, 음극-전해질 입력 터미날 구성 메커니즘(178)은 하나이상 전기 프로그래밍 가능한 파워 스위칭 회로로서 트랜지스터-제어 기술을 이용하는 것이고, 충전 헤드(175)내 음극 양극 접촉 요소가 입력 파워 조정 서브시스템(181)의 출력 터미날과 연결된다. 이 스위칭 작동은 시스템 콘트롤러(130')의 제어하에 이루어져 입력 파워 조정 서브시스템(181)에 의해 발생된 요구되는 출력 전압이 금속-연료 트랙이 요구하는 음극 전해질 구조에 걸린다.
The function of the negative-electrolyte input terminal configuration subsystem 178 automatically configures the input terminal of the selected negative-electrolyte pair in the charging head of the metal-fuel card charging subsystem 117 so that the required input voltage is required to be charged. It is entrapped in the cathode-electrolyte structure of the metal-fuel track. In an embodiment of the invention, the cathode-electrolyte input terminal configuration mechanism 178 utilizes transistor-controlled technology as one or more electrically programmable power switching circuits, with the cathode anode contact element in the charging head 175 being connected to the input power regulation sub. It is connected to the output terminal of the system 181. This switching operation is under the control of the system controller 130 'so that the required output voltage generated by the input power regulation subsystem 181 is trapped in the cathodic electrolyte structure required by the metal-fuel track.

금속-연료 카드 충전 서브시스템내의 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템Cathode-anode voltage monitoring subsystem in metal-fuel card charging subsystem

도 2B3과 2B4에 도시된 것처럼, 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(133')는 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)에 연결되어 거기에 연결된 음극과 양극에 걸린 전압을 센싱한다. 이 서브시스템은 또한 시스템 콘트롤러(130)에 연결되어 그 기능을 수행하는데 요구되는 그로부터의 제어 신호를 받는다. 처음 실시예에서, 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(133')는 두 개의 주요기능을 갖는데: 충전 모드 중에 각 충전 헤드를 통해 수송된 각 금속-연료 트랙에 관련하여 음극-전해질에 일시적인 전압을 걸어주는 것과; 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 의한 감지와 분석을 위한 감지된 전압의 (디지탈)데이타 신호를 발생시키는 것이다. As shown in FIGS. 2B3 and 2B4, the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 133 ′ is connected to the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 178 to sense the voltage across the cathode and anode connected thereto. This subsystem is also connected to the system controller 130 and receives control signals from it that are required to perform its functions. In the first embodiment, the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 133 'has two main functions: applying a transient voltage to the cathode-electrolyte with respect to each metal-fuel track transported through each charge head during the charging mode. Giving; Generating a (digital) data signal of the sensed voltage for sensing and analysis by the data capture processing subsystem 299.

처음 실시예에서, 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(133')은 전기 회로를 사용하는 것으로 볼 수 있는데, 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)내 각 충전 헤드를 통해 수송된 각 금속연료 트랙에 연관된 음극-전해질에 걸린 전압 레벨을 감지하는 데 적합한 것이다. 감지된 전압에 응답하여, 전기 회로는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템에 의해 감지되고 분석되기 위한 감지된 전압 레벨의 디지탈 데이타 신호를 발생시키기 위해 디자인 된 것이라 할 수 있다. 이후 보다 상세히 설명되겠지만, 충전 모드동안 충전 파워 조정 방법을 수행하기 위해 시스템 콘트롤러에 의해 이 데이타 신호가 사용될 수 있다.
In the first embodiment, the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 133 ′ may be viewed as using an electrical circuit, with each metal fuel track transported through each charge head in the metal-fuel card charging subsystem 117. It is suitable for sensing the voltage level across the associated cathode-electrolyte. In response to the sensed voltage, the electrical circuit can be said to be designed to generate a digital data signal of the sensed voltage level for being sensed and analyzed by the data capture processing subsystem. As will be described in more detail below, this data signal can be used by the system controller to perform the charging power adjustment method during the charging mode.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내의 음극 양극 전류 모니터링 서브시스템Cathode Anode Current Monitoring Subsystem in Metal Fuel Card Charging Subsystem

도 2B3과 2B4에서 보인대로, 134'음극 전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)에 연결된다. 134'는 2개의 기본기능: 방전 모드 중 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 각 충전 헤드를 따라 각 금속-연료 트랙의 음극-전해 질 쌍을 통해 흐르는 전류의 크기를 자동으로 측정하는 것; 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 의해 감지 분석된 측정된 전류의 디지탈 데이타 신호를 만드는 것을 갖는다.As shown in FIGS. 2B3 and 2B4, a 134 'cathode electrolyte input terminal configuration subsystem 178 is connected. 134 ′ automatically measures the magnitude of the current flowing through the cathode-electrolyte pair of each metal-fuel track along each charge head in the metal fuel card charging subsystem 117 during the discharge mode; Having a digital data signal of the measured current sensed and analyzed by the data capture processing subsystem 299.

본 발명시 두 번째 실시예에서, 134'각 충전 헤드 어셈블리를 따라 각 금속-연료 트랙(즉 스트립)의 음극-전해질 쌍을 통해 통과하는 전류를 측정하기 위해 전류 감지 회로를 사용하는 것으로 볼 수 있고, 감지된 전류 레벨의 디지탈 데이타 신호를 발생한다. 이후 보다 상세하게 설명될, 이 감지된 전류 레벨은 충전 파워 조정 방법에서 시스템 콘트롤러에 의해 사용되고 충전 금속-연료 카드의 각 영역 또는 부 영역에 "충전 조건 히스토리" 정보를 생성한다.
In the second embodiment of the present invention, it can be seen that a current sensing circuit is used to measure the current passing through the cathode-electrolyte pair of each metal-fuel track (ie, strip) along the 134 'angle charge head assembly and Generate a digital data signal of the sensed current level. This sensed current level, which will be described in more detail below, is used by the system controller in the charging power adjustment method and generates " charge condition history " information in each region or subregion of the rechargeable metal-fuel card.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 음극 산소압 콘트롤 서브시스템Cathodic Oxygen Pressure Control Subsystem in Metal Fuel Card Filling Subsystem

음극 산소압 조절 서브시스템의 기능은 충전 헤드(175)의 음극의 각 부채널에 산소압을 측정하는 것이고, 각 음극의 부 채널 내 공기압을 조정하는 것과 동일하게 조절하는 것이다. 본 발명에 따르면, 각 충전 헤드의 음극의 서브채널 내 산소분압은 적정레벨로 유지되어야 하므로 충전 모드 동안 충전헤드로부터 적정 산소 배출을 허용하여야 한다. 금속 카드의 금속산화물은 음극의 각 채널 내 pO₂레벨을 낮춤에 의해, 충전모드동안 충전헤드로 공급되는 압력파워의 적정 사용을 완전히 회복할 수 있게 한다. 또한 pO₂의 변화를 알아내고 금속 연료 카드 충전 서브시스템 299에 의해 감지 및 분석되기 위한 디지탈 데이타 신호를 생성하고, 결국 130'과응답한다. 130'은 충전모드동안 방전 연료 트랙으로 공급된 전기 파워를 조정하기 위해 조정가능한 변화를 준다.
The function of the cathodic oxygen pressure control subsystem is to measure the oxygen pressure on each subchannel of the cathode of the charging head 175 and to adjust it in the same way as to adjust the air pressure in the subchannel of each cathode. According to the present invention, the partial pressure of oxygen in the subchannel of the negative electrode of each charging head must be maintained at an appropriate level, so that proper oxygen discharge from the charging head must be allowed during the charging mode. The metal oxide of the metal card allows the full use of the pressure power supplied to the charging head during the charging mode by lowering the pO ₂ level in each channel of the cathode. It also generates a digital data signal to detect changes in pO ₂ and to be sensed and analyzed by the metal fuel card charging subsystem 299 and eventually responds with 130 '. 130 'gives an adjustable change to adjust the electrical power supplied to the discharge fuel track during the charging mode.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 이온 농도 콘트롤 서브시스템Ion Concentration Control Subsystem in Metal Fuel Card Filling Subsystem

방전모드 동안 고 에너지 효율을 얻기 위해, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 충전 헤드(175)의 음극-전해질 계면에서의 (차지 캐링)이온의 적정 농도를 유지하는 것이 중요하다. 또한, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 적정 이온 농도는 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115) 내 요구되는 것과 다를 수 있다. 이런 이유로, FCB 시스템의 특별한 응용에, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 이온 농도 콘트롤 서브시스템을 분리하는 것이 바람직하고/또는 필요하다. 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)내 이온 농도 콘트롤 서브시스템의 주요 기능은 내부 조건을 감지 조정하여 충전 헤드의 음극-전해질 계면에서의 이온 농도가 충전 모드 동안 적정 범위로 유지시키는 것이다. In order to achieve high energy efficiency during the discharge mode, it is important to maintain an appropriate concentration of (charge-carrying) ions at the cathode-electrolyte interface of the charging head 175 in the metal fuel card charging subsystem 117. In addition, the proper ion concentration in the metal fuel card charging subsystem 117 may differ from that required in the metal fuel card discharge subsystem 115. For this reason, for particular applications of the FCB system, it is desirable and / or necessary to separate the ion concentration control subsystem in the metal fuel card filling subsystem 117. The main function of the ion concentration control subsystem in the metal fuel card charging subsystem 117 is to sense and adjust the internal conditions so that the ion concentration at the cathode-electrolyte interface of the charging head is in an appropriate range during the charging mode.

이 서브시스템의 실시예에, 이온 농도 제어는 도 2B7에 보인 음극 지지 구조(121')내 습도(또는 수분) 센서(142')가 체화됨으로써 이루어져 내부의 습도 또는 수분조건을 감지하고 디지탈 데이타 신호를 생성한다. 이 디지탈 데이타 신호는 인지와 분석을 위해 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)로 제공된다. 시스템 콘트롤러 내 메모리(ROM)에 쓰레시홀드 값 세트 아래로 수분 레벨 또는 상대습도를 떨어뜨리려면, 130'과 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내 모니터링 신호가 시스템 콘트롤러에서 자동으로 제어 신호를 생성하여 가습 요소로 제공되며, 이 가습 요소는 음극 지지구조(121')의 벽에 체화될 마이크로 스프링쿨러(143)로 이해된다. 실시예에서, 물 수송 도관으로의 기능하는 벽은 방전헤드 내 음극지지구조(121)에서 수행되는 것과 유사한 방법으로 미세홀(144)를 통해 미세한 물방울을 분사한다. 펌프(145'), 물 저장용기(146'), 흐름 조절 밸브(147'), 매니폴드(148')와 멀티 루멘 튜빙(149')는 각각 펌프(145), 물저장 용기(146), 흐름 조절밸브(147), 매니폴드(148)와 멀티-루멘 튜멘(149)와 유사하다. In an embodiment of this subsystem, ion concentration control is achieved by embodying the humidity (or moisture) sensor 142 'in the cathode support structure 121' shown in FIG. 2B7 to detect internal humidity or moisture conditions and to detect digital data signals. Create This digital data signal is provided to a data capture processing subsystem 299 for recognition and analysis. To reduce the moisture level or relative humidity below the set of threshold values in memory (ROM) in the system controller, the monitoring signals in the 130 'and metal fuel database management subsystems automatically generate control signals from the system controller to humidify. Provided as an element, the humidifying element is understood as a micro sprinkler 143 to be embodied in the wall of the cathode support structure 121 '. In an embodiment, the wall functioning as a water transport conduit sprays fine droplets through the fine holes 144 in a manner similar to that performed in the cathode support structure 121 in the discharge head. Pump 145 ', water reservoir 146', flow control valve 147 ', manifold 148' and multi lumen tubing 149 'are pump 145, water reservoir 146, Similar to flow control valve 147, manifold 148 and multi-lumen tyumen 149.

이 동작은 음극지지 구조 채널의 내부·수분레벨 또는 상대습도를 증가시키고 그 속에 지지되는 전해질-함침 스트립 내 전해질 내의 KOH농도가 카드 충전 작동 중에 금속산화물 환원과 이온 수송을 위해 적절하게 유지된다.
This operation increases the internal, moisture level, or relative humidity of the cathode support structure channel and the KOH concentration in the electrolyte in the electrolyte-impregnated strip supported therein is properly maintained for metal oxide reduction and ion transport during card charging operations.

금속 연료 테이프 충전 서브시스템내 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템Data capture processing subsystem in metal fuel tape filling subsystem

도 1의 실시예에서, 도 2B3과 2B4에 보인 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)는 다수의 기능, 예를 들면: (1)충전 헤드 어셈블리 내 특별한 충전 헤드 내로 로드되기 전 각 금속 연료 카드를 즉시로 인지하고 금속 연료 카드의 신원 데이타를 발생하고; (2)충전 헤드 어셈블리에 인지된 금속연료카드 로드되어 있는 시간동안 금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 "충전 인자"의 다양한 값을 측정하고; (3)카드 충전동안 생성된 금속 연료의 양의 인자, 계산치, 크기를 계산하 고, 이 계산된 인자, 계산치, 크기의 "금속-연료 인덱스 데이타"를 생산하고; (4)충전 모드 동안 각 금속-연료 트랙/카드의 값과 관련되는 감지된 충전인자와 계산된 금속 연료 인덱스 데이타 모두를 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템(시스템 콘트롤러 136가 접근가능 한)내에 기록한다. 이후 명백해지는, 이런 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 의해 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 유지되는 기록된 정보는 다양한 방법으로 시스템 콘트롤러(130')에 의해 사용될 수 있는데, 예를 들면: 충전 모드동안 신속한 방법으로 부분적 또는 전체적으로 산화될 금속 연료 카드를 적절하게 충전하는 것이다. 충전 작동 중에, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)는 자동으로 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)을 구성하는 다양한 서브시스템과 연관되는 충전 인자데이타 신호를 샘플링(캡쳐링)한다. 이 샘플값은 충전 모드동안 이 서브시스템에 의해 생성된 데이타 신호 내 정보로서 인코딩된다. 본 발명의 원리에 따라, 카드형 충전인자는 제한되지 않는 다음을 포함하는데 : 예를 들어, 음극 전해질 전압 모니터링 서브시스템 133'에 의해 모니터되는 특별한 금속 연료 트랙을 따라 음극과 양극에 걸리는 전압 ; 예를 들어, 음극 전해질 전류 모니터링 서브시스템 134'에 의해 모니터되는 특별한 금속 트랙을 따라 음극과 양극과 통해 흐르는 전류; 음극 산소압 콘트롤 서브시스템(130',135',136',137',138',140')에 의해 모니터되는 각 충전 헤드(175)의 음극 내 산소포화레벨(pO2); 예를 들어, 이온-농도 콘트롤 서브시스템(130',142',145',146',147',148',149')에 의해 모니터되는 특별한 충전 헤드 내 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극-전해질 계면에서의 또는 가까운 곳의 수분 레벨(또는 상대습도); 충전 작동 동안 충전헤드의 온도(Tr); 위에 알려진 충전 인자의 어떤 상태의 시간기간(△Tr)이 그 것이다.In the embodiment of FIG. 1, the data capture processing subsystem 299 shown in FIGS. 2B3 and 2B4 has a number of functions, such as: (1) each metal fuel card immediately before being loaded into a special charge head in the charge head assembly. Recognize and generate identity data of the metal fuel card; (2) measuring the various values of the "charge factor" in the metal fuel card charging subsystem during the time the metal fuel card is loaded into the charging head assembly; (3) calculate the amount factor, calculation and size of the amount of metal fuel produced during card charging and produce "metal-fuel index data" of this calculated factor, calculation and size; (4) Record both the sensed charge factor and the calculated metal fuel index data associated with the value of each metal-fuel track / card during the charging mode in the metal fuel database management subsystem (accessible by the system controller 136). . As will become apparent later, the recorded information maintained in the metal fuel database management subsystem by this data capture processing subsystem 299 can be used by the system controller 130 'in various ways, for example: charging mode. Is to adequately charge the metal fuel card to be partially or fully oxidized in a rapid manner. During the charging operation, the data capture processing subsystem 299 automatically samples (captures) the fill factor data signal associated with the various subsystems that make up the metal fuel card charging subsystem 117. This sample value is encoded as information in the data signal generated by this subsystem during the charging mode. In accordance with the principles of the present invention, card-type charge factors include, but are not limited to: the voltage across the cathode and anode along a special metal fuel track monitored by the cathode electrolyte voltage monitoring subsystem 133 '; For example, current flowing through the cathode and anode along a special metal track monitored by cathode electrolyte current monitoring subsystem 134 '; Oxygen saturation level pO2 in the cathode of each charging head 175 monitored by the cathode oxygen pressure control subsystem 130 ', 135', 136 ', 137', 138 ', 140'; For example, cathode-electrolyte along a special metal-fuel track in a special charge head monitored by ion-concentration control subsystems 130 ', 142', 145 ', 146', 147 ', 148', 149 '. Moisture level (or relative humidity) at or near the interface; The temperature Tr of the charging head during the charging operation; The time period [Delta] Tr of any state of charge factor known above is that.

일반적으로, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)이 카드형 "충전 인자"를 충전 모드동안 기록하는 많은 방법이 있다.In general, there are many ways that data capture processing subsystem 299 writes card-like "charge factors" during charging mode.

도 2B9에 보인 첫 번째 데이타 레코딩 방법에 의하면, 유일한 신원코드 또는 인덱스(171)(즉, 신원 정보 영역에 인코딩 된 바코드 심벌)는 "광학" 데이타 트랙(172)위에 그림으로 인쇄되고, 카드의 에지에 있는 금속-연료 카드 신원 인덱스(171)은 광학 기술을 이용하는 광학 데이타 리더(180)(즉, 광학 디코더 또는 레이저 스캐닝 바코드 심벌 리더)에 의해 읽혀진다. 도시된 실시예에서 , 이 유일한 카드 신원 코드의 정보는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)로 제공된 데이타 신호 내 인코딩 되고, 이후 충전 작동 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(295)내에 기록된다.According to the first data recording method shown in Fig. 2B9, the unique identity code or index 171 (i.e., barcode symbol encoded in the identity information area) is printed as a picture on the "optical" data track 172, and the edge of the card. The metal-fuel card identity index 171 at is read by an optical data reader 180 (ie, an optical decoder or laser scanning barcode symbol reader) using optical technology. In the illustrated embodiment, the information of this unique card identity code is encoded in the data signal provided to the data capture processing subsystem 299 and then recorded in the charging operation metal-fuel database management subsystem 295.

도 2B9'에 보인 데이타 기록의 두 번째 방법에 따르면, 유일한 디지탈 "카드신원" 코드 171"는 금속-연료 카드 에지를 따라 도포된 자기 데이타 트랙(172")내에 자기적으로 기록되고 카드 에지의 카드 신원 인덱스는 자기 리딩 헤더(180")에 의해 읽혀지는데, 이는 공지기술인 자기 정보리딩 기술을 이용하는 것일 수 있다. 도시된 실시예에서, 유일한 카드 신원 코드의 디지탈 데이타는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)로 공급된 데이타 신호 내에 인코딩되고, 이후 충전 작동중 금속-연료 데이타베이스관리 서브시스템(297)내에 기록된다.According to the second method of data recording shown in FIG. 2B9 ', the unique digital "card identity" code 171 "is magnetically recorded in the magnetic data track 172" applied along the metal-fuel card edge and the card at the card edge. The identity index is read by the magnetic reading header 180 ", which may be one using known magnetic information reading techniques. In the illustrated embodiment, the digital data of the only card identity code is the data capture processing subsystem 299. Is encoded in the supplied data signal and then written into the metal-fuel database management subsystem 297 during charging operations.

도 2A9"에 보인 세 번째 데이타 기록 방법은, 유일한 디지탈 "카드신원" 코 드 171"빛 투과율의 시퀀스를 기록하는 것으로 금속-연료 카드를 따라 도포된 광학 오파크 데이타 트랙 172내에 기록)는 광학 센싱 헤드(180)에 의해 읽혀지는데, 이는 공지된 광학 센싱 기술을 이용할 수 있다. 도시된 실시예에서, 디지탈 데이타는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 제공된 데이타 신호 내에 기록되고, 이후 충전 작동중 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(297)내에 기록된다. The third data recording method shown in FIG. 2A9 "records a sequence of unique digital" card identity "code 171" light transmittances, which is recorded in an optical OPAR data track 172 applied along a metal-fuel card). Read by 180, which may utilize known optical sensing techniques. In the illustrated embodiment, the digital data is recorded in a data signal provided to the data capture processing subsystem 299 and then recorded in the metal-fuel database management subsystem 297 during the charging operation.

네 번째 다른 방법으로, 유일한 디지탈 "카드신원" 코드금속-연료 카드 위 각 트랙의 방전 인자 세트 모두 자기, 광학 또는 투과율 데이타 트랙에 기록되고, 본 발명의 금속-연료 카드의 표면에 부착된 스트립으로서 이해될 수 있다. 금속 연료 카드에 관한 정보 블록은 방전 모드 작동 중 이러한 기록된 정보에 쉽게 접근할 수 있는 금속-연료 영역에 근접한 데이타 트랙에 기록될 수 있다. 통상적으로, 정보 블록은 금속-연료 카드 신원 번호와 방전 인자 세트를 포함하고, 도 2B16에 도시된 것처럼, 이는 자동으로 충전헤드 어셈블리(175)내에 로드된 금속-연료 카드로서 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 의해 알아낸다. In a fourth alternative method, the set of discharge factors of each track on a unique digital "card identity" code metal-fuel card is recorded in a magnetic, optical or transmittance data track, and as a strip attached to the surface of the metal-fuel card of the present invention. Can be understood. The information block regarding the metal fuel card can be recorded in a data track proximate to the metal-fuel area which can easily access this recorded information during discharge mode operation. Typically, the information block includes a metal-fuel card identification number and a discharge factor set, and as shown in FIG. 2B16, it is automatically a metal-fuel card loaded into the charging head assembly 175 (the data capture processing subsystem). 299).

처음과 두 번째 기록 방법은 세 번째 방법보다 몇 가지 이점이 있다. 특별히, 처음과 두 번째 기록방법을 사용하면, 금속-연료 카드에 제공된 데이타 트랙이 매우 낮은 정보 능력을 가질 수 있다. 이는 유일한 식별자가 있는 각 금속-연료 카드 태그에 기록될 필요가 있는 정보가 매우 작기 때문(즉, 주소 또는 카드 식별 번호)으로, 감지된 방전 인자는 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(297)에 기록된다. 또한, 처음과 두 번째 방법에 따른 데이타 트랙의 형성은 매우 값싸야 할 뿐만 아니라 이 데이타 트랙에 기록된 카드 신원 정보를 읽기 위한 장치를 제공하 여야 한다.
The first and second recording methods have some advantages over the third method. In particular, using the first and second recording methods, data tracks provided on metal-fuel cards can have very low information capabilities. This is because the information that needs to be recorded on each metal-fuel card tag with a unique identifier is very small (ie, address or card identification number), so that the detected discharge factor is sent to the metal-fuel database management subsystem 297. Is recorded. In addition, the formation of the data tracks according to the first and second methods must be very inexpensive, as well as provide a device for reading card identity information recorded on these data tracks.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 입/출력 콘트롤 서브시스템I / O control subsystem in metal fuel card charging subsystem

몇 응용에서, 둘 이상의 FCB 시스템 또는 금속 연료 카드 충전 서브시스템을 조합하는 것이 바람직하고/또는 필요한데, 각 서브시스템 혼자 작동하는 것에서 제공되지 않는 기능을 갖는 시스템을 만들 수 있다. 이 고안으로, 금속 연료 카드 충전 서브시스템이 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)을 포함하여 시스템 콘트롤러(130')가 이 제어 기능을 수행했던 것처럼 금속 연료 카드 충전 서브시스템의 중첩과 제어하기 위한 외부 시스템을 허용한다. 실시예에는, 입출력 콘트롤 서브시스템 152'는 표준 IEEE I/O 버스 아키텍쳐로서 외부 또는 원격 컴퓨터 시스템을 제공하고 이는 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)의 시스템 콘트롤러(130')와 닿게하고, 시스템과 서브시스템 작동의 다양한 면의 관리에 직접적으로 이용된다.
In some applications, it is desirable and / or necessary to combine two or more FCB systems or metal fuel card charging subsystems, which can make a system with functionality that is not provided in operating each subsystem alone. With this design, the metal fuel card filling subsystem includes a metal fuel card filling subsystem 117 that is external to the superposition and control of the metal fuel card filling subsystem as the system controller 130 'performed this control function. Allow the system. In an embodiment, the input / output control subsystem 152 'provides an external or remote computer system as a standard IEEE I / O bus architecture, which contacts the system controller 130' of the metal fuel card charging subsystem 117, and It is directly used to manage various aspects of subsystem operation.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 충전 파워 조정 서브시스템Charging power adjustment subsystem in metal fuel card charging subsystem

도 2B3과 2B4에 보인, 충전 파워 조정 서브시스템(181)의 출력포트는 음극 전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)의 입력포트에 연결되고, 충전 파워 조정 서브시스템의 입력포트는 입력 파워 서플라이의 출력포트와 연결된다. 충전 파워 조정 서브시스템의 주요기능은 충전모드중 금속-연료카드에 공급되는 전기 파워를 조정하는 것으로, 충전 파워 조정 서브시스템은 또한 충전 모드동안 금속 연료 트랙의 음극 전해질 계면에 걸리는 전압과 음극-전해질 계면을 흐르는 전류를 조정한다. 이 제어 기능은 시스템 콘트롤러(130')에 의하며 본 발명의 멀리 트랙과 싱글 트랙 카드의 적정 충전을 수행한다. 2B3 and 2B4, the output port of the charging power adjustment subsystem 181 is connected to the input port of the cathode electrolyte input terminal configuration subsystem 178, and the input port of the charging power adjustment subsystem is the output of the input power supply. Is connected to the port. The primary function of the charge power adjustment subsystem is to adjust the electrical power supplied to the metal-fuel card during charge mode. The charge power adjustment subsystem also provides the voltage and cathode-electrolyte applied to the cathode electrolyte interface of the metal fuel track during charge mode. Adjust the current flowing through the interface. This control function is performed by the system controller 130 'and performs proper charging of the far track and single track cards of the present invention.

충전 파워 조정 서브시스템은 공리기술인 고체상태 파워, 전압과 전류 조절 회로를 이용하는 것으로 이해될 수 있다. 이 회로는 트랜지스터-제어기술을 사용하는 전지 프로그래밍 가능한 파워 스위칭 회로를 포함하고, 하나이상의 전류제어소스는 음극과 양극에 직렬로 연결되어 특별한 충전 파워 콘트롤 방법을 수행하는 시스템 콘트롤러에 의해 생성된 제어 신호에 응답하는 전류를 제어하며, 하나 이상의 전압 제어 소스는 음극과 양극과 병렬로 연결되어 시스템 콘트롤러에 의해 생성된 제어 신호에 응답하는 전압을 제어한다. 이러한 회로는 시스템 콘트롤러(130)에 의해 조합되고 제어되어 금속 연료 카드(112)의 음극 전해질에 걸리는 일정한 파워 (와/또는 전압 과/또는 전류)를 제어한다. The charging power regulation subsystem can be understood as using axiom technology, solid state power, voltage and current regulation circuits. The circuit includes a battery programmable power switching circuit using transistor-control technology, wherein one or more current control sources are connected in series with the cathode and the anode to control signals generated by a system controller performing a special charging power control method. One or more voltage control sources are connected in parallel with the cathode and the anode to control the voltage responsive to the control signal generated by the system controller. This circuit is combined and controlled by the system controller 130 to control the constant power (and / or voltage and / or current) applied to the cathode electrolyte of the metal fuel card 112.

본 발명의 실시예에서, 충전 파워 조정 서브시스템의 주요 기능은 금속 카드의 음극/양극에 실시간으로 파워 조정을 수행하는 것으로, 다음의 충전 파워 콘트롤 방법을 이용하는데, 이름하여: (1)일정 입력 전압/가변 입력 조절 방법, 이는 전기 부하에 가해지는 입력 전압 일정하게 유지하고 전류가 부하 조건에 따라 가변되게 허용되게 함; (2)일정 입력 전류/가변 입력 전압 방법, 이는 전기 부하의 전류를 일정하게 유지하고 그를 가로지르는 출력 전압을 변하게 허용함; (3)일정 입력 전압/일정 입력 전류 방법, 이는 로드에 걸리는 전압과 전류가 부하 조건에 따 라 일정하게 유지함; (4)일정 입력 파워 방법, 이는 부하 조건에 따라 전기 부하에 걸리는 파워를 일정하게 유지함; (5)펄스 입력 파워 방법, 이는 주어진 조건에 따라 각 파워 펄스의 사이클이 일정하도록 전기 부하에 걸리는 입력 파워가 펄스화 됨; (6)일정 입력 전압/펄스 입력 전류 방법, 이는 특별한 사이클과 함께 부하에 걸리는 전류가 펄스화되고 전기 부하에 흐르는 입력 전류가 일정하게 유지됨; (7)펄스 입력 전압/ 일정 입력 전류 방법, 이는 부하에 걸리는 입력 파워가 펄스화되고 흐르는 전류가 일정하게 유지함; 등이다.In an embodiment of the present invention, the primary function of the charging power adjustment subsystem is to perform power adjustment in real time to the cathode / anode of the metal card, using the following charging power control method, namely: (1) Schedule input Voltage / variable input regulation method, which keeps the input voltage applied to the electrical load constant and allows the current to vary according to the load conditions; (2) constant input current / variable input voltage method, which allows to maintain a constant current of the electrical load and to change the output voltage across it; (3) constant input voltage / constant input current method, which keeps the voltage and current across the load constant according to the load conditions; (4) constant input power method, which maintains a constant power applied to the electrical load according to the load condition; (5) pulse input power method, in which the input power to the electrical load is pulsed such that the cycle of each power pulse is constant according to given conditions; (6) constant input voltage / pulse input current method, which with a special cycle the current on the load is pulsed and the input current flowing through the electrical load remains constant; (7) pulse input voltage / constant input current method, which pulses the input power to the load and keeps the current flowing constant; And so on.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 일곱가지 충전 파워 조정 방법 각각은 시스템 콘트롤러(130')에 있는 ROM에 미리 프로그램된다. 이 파워 조절 방법은 여러 다른 방법으로 선택될 수 있는데, 예를 들면 스위치 또는 시스템 하우징의 버튼을 수동으로 작동시킴으로써, 자동으로 전기 부하와 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)간의 계면에서 측정되거나 감지된 물리적, 전기적, 자기적, 광학적 조건을 감지함으로써 등의 방법을 들 수 있다.
In a preferred embodiment according to the present invention, each of the seven charging power adjustment methods is pre-programmed in a ROM in the system controller 130 '. This power regulation method can be selected in several different ways, for example by manually operating a switch or a button on the system housing, automatically measuring or sensing at the interface between the electrical load and the metal-fuel card charging subsystem 117. By sensing the physical, electrical, magnetic, and optical conditions.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 시스템 콘트롤러System controller in metal fuel card charging subsystem

위에 설명된, 시스템 콘트롤러(130')는 충전 모든 내 FCB 시스템의 많은 기능을 수행하기 위해 많은 동작을 수행한다. 도 1의 FCB 시스템의 바람직한 실시예에서, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 시스템 콘트롤러(130')로 이해되는 동일 서브시스템이다. 그러나 방전과 충전 서브시스템에 채용된 시스템 콘트롤러 는 분리되는 서브시스템으로 이해될 수 있는데, 각 채용된 하나 또는 그 이상의 프로그램 된 마이크로콘트롤러는 FCB 시스템에 의해 수행되는 다양한 기능시트를 수행한다. 다른 경우, 이 서브시스템 중 하나의 입/출렵 콘트롤 서브시스템은 기본 입/출력 콘트롤 서브시스템이 되도록 디자인되고, 하나 또는 그 이상의 외부 서브시스템(즉 관리 서브시스템)이 FCB 시스템 내 수행되는 기능의 외부와/또는 원격 관리를 가능하게 한다.
As described above, the system controller 130 'performs many operations to perform many of the functions of all FCB systems in the charging. In the preferred embodiment of the FCB system of FIG. 1, it is the same subsystem understood as system controller 130 ′ in metal fuel card charging subsystem 117. However, the system controller employed in the discharging and charging subsystem can be understood as a separate subsystem, with each of the one or more programmed microcontrollers employed performing various functional sheets performed by the FCB system. In other cases, the entry / exit control subsystem of one of these subsystems is designed to be the primary input / output control subsystem, and one or more external subsystems (ie, management subsystems) are external to the functions performed within the FCB system. And / or enable remote management.

금속 연료 카드 충전 서브시스템 내 충전 금속 연료 카드Metal fuel card charging in metal fuel card charging subsystem

도 2B5는 도2B3과 2B4에 보인 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)내 충전 금속 연료카드의 기본 스텝을 설명하는 고수 중 플로우 챠트를 나타낸다. FIG. 2B5 shows a high water flow chart illustrating the basic steps of the charged metal fuel card in the metal fuel card charging subsystem 117 shown in FIGS. 2B3 and 2B4.

블록 A는, 111이 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)의 카드 충전부로 4개의 금속 연료 카드를 수송하는 것을 나타낸다.Block A indicates that 111 transports four metal fuel cards to the card charging portion of the metal fuel card charging subsystem 117.

블록 B는, 131'내 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)의 충전부로 로드된 금속-연료 카드와 충전헤드를 나란히 하여 이온 전도성 매체가 각 음극과 로드된 금속연료 카드 사이에 배치되는 것을 나타낸다.Block B shows that the ion-conducting medium is disposed between each negative electrode and the loaded metal fuel card side by side with the charge head and the metal-fuel card loaded into the charging portion of the metal fuel card charging subsystem 117 in 131 '.

블록 C는, 음극 전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(178)이 자동으로 로드된 금속연료카드와 나란히 배열된 각 충전 헤드의 입력 터미날을 구성하고, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)을 시스템 콘트롤러가 제어하여 전기 파워가 충전 전압과 전류가 요구되는 금속 연료 카드에 로드된 충전 헤드의 음극-전해질로 제공 되게 하는 것을 나타낸다. 금속 연료 카드의 하나 또는 그 이상이 충전되면, 111은 자동으로 방전 금속연료 카드와 대체되도록 충전부에서 충전된 금속 연료카드를 배출한다.
Block C configures the input terminals of each charge head arranged side by side with the metal fuel card into which the negative electrolyte input terminal configuration subsystem 178 is automatically loaded, and the system controller controls the metal fuel card charging subsystem 117. Electrical power is provided to the cathode-electrolyte of the charge head loaded on the metal fuel card where the charge voltage and current are required. When one or more of the metal fuel cards are charged, 111 automatically ejects the charged metal fuel card from the charging unit to be replaced with the discharged metal fuel card.

본 발명의 금속-연료 FCB 시스템의 처음 실시예 내 금속 연료 사용가 금속 연료 존재의 관리Management of metal fuel presence in the first embodiment of the metal-fuel FCB system of the present invention

방전 모드 중 :During discharge mode:

도 1이 보인 처음 도시된 실시예의 FCB 시스템에서, 방전 작동 중 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)내 금속 연료 사용의 자동관리를 위해 여러 수단이 제공된다. 이 시스템 능력은 이하 자세히 설명된다.In the FCB system of the first shown embodiment shown in FIG. 1, various means are provided for the automatic management of the use of metal fuel in the metal fuel card discharge subsystem 115 during discharge operation. This system capability is described in detail below.

도 2B17에 보인, 방전 인자(즉, i_acd, V_acd, …, pO_2d, H₂O _d, T_acd, v_acd/i_acd)의 디지탈 신호는 자동으로 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)내 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템로 입력된다. 샘플링과 캡쳐링 후, 이 데이타 신호는 진행되고 변환되어 예를 들어 도 2A15에 보인, 정보 구조(301)로 쓰여진다. 각 정보 구조(301)은 데이타 요소 세트로 이루어져 있고, 이는 "시간스탬프"된 특별한 금속 연료 카드의 유일한 금속 카드식별자와 관련된다. 이 유일한 금속-연료카드 식별자는 도 2A6에 보인 리딩 헤드(150, 150', 150')에 의해 결정된다. 각 타임 스탬프 정보 구 조는 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)내 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템에 기록되고, 미래의 충전과/또는 방전 동작 중 연속되는 과정과/ 또는 접근이 유지된다.The digital signals of the discharge factors (i.e., i _acd , V _acd ,..., PO _2d , H ₂ O _d , T _acd , v _acd / i _acd ) shown in FIG. 2B17 automatically display the metal fuel card discharge subsystem 115. It is entered into my data capture processing subsystem. After sampling and capturing, this data signal is processed and transformed into an information structure 301, for example shown in FIG. 2A15. Each information structure 301 consists of a set of data elements, which are associated with a unique metal card identifier of a particular metal fuel card that is " time stamped. &Quot; This unique metal-fuel card identifier is determined by the leading heads 150, 150 ', 150' shown in Figure 2A6. Each time stamp information structure is recorded in the metal fuel database management subsystem in the metal fuel card discharge subsystem 115, and a continuous process and / or access is maintained during future charge and / or discharge operations.

위에서 언급된, 정보의 다양한 형태는 방전 모드 동안 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템에 의해 샘플링되고 수집된다. 이 정보 형태는 예를 들어 : (1)특별한 방전 헤드 내 특별한 음극-전해질에서 방전되는 전류(iacd)의 양 ; (2)각 이 음극-전해질에서 발생되는 전압; (3)각 방전헤드 내 각 서브챔버 내 산소농도(pO2d)레벨 ; (4)각 방전헤드 내 음극 전해질 계면에 가까운 곳의 수분 레벨(H₂O_d) ; (5)각 방전 헤드의 각 채널 내 온도(Tacd)를 포함한다. 이 수집된 정보로부터, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템는 바로 (i)특별한 방전 헤드 내 특별한 음극-전해질에서 전류의 방전되는 시간(△Td)기간을 계산한다.As mentioned above, various forms of information are sampled and collected by the data capture processing subsystem during discharge mode. This form of information is for example: (1) the amount of current (iacd) discharged in a particular cathode-electrolyte in a particular discharge head; (2) the voltage generated in each of the cathode-electrolytes; (3) the oxygen concentration (pO 2d) level in each subchamber in each discharge head; (4) moisture level (H ₂ O _d ) near the anode electrolyte interface in each discharge head; (5) It includes the temperature (Tacd) in each channel of each discharge head. From this collected information, the data capture processing subsystem directly calculates (i) the period of time (ΔTd) during which the current is discharged in a particular cathode-electrolyte in the particular discharge head.

데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템에 의해 생성된 정보구조는 실시간으로 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내에 저장되고 방전 작동 중에 다양한 방법으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 전류(i_acd)와 시간(△Td) 정보는 각 암페어와 시간으로 측정되다. 이 측정 값은 "AH"로 표시되고, 전하(-Q)의 대략 크기를 제공하며, 이는 금속 연료 카드를 따라 금속-공기 연료 셀 배터리로부터 "방전"되는 것이다. The information structure generated by the data capture processing subsystem is stored in the metal fuel database management subsystem in real time and can be used in various ways during discharge operations. For example, the current i _acd and time _ΔTd information are measured in terms of each amperage and time. This measurement is indicated by "AH" and gives the approximate magnitude of the charge (-Q), which is "discharged" from the metal-air fuel cell battery along the metal fuel card.

계산된 "AH"값은 금속산화물의 정확한 양을 제공하고 방전 동작 중 어떤 특정 시간에 표시된 (라벨 부착된) 금속 연료 카드의 특정 트랙이 형성되었다는 것을 기대할 수 있다.The calculated "AH" value provides the correct amount of metal oxide and can be expected that a specific track of the (labeled) metal fuel card has been formed at any particular time during the discharge operation.

금속 산화와 환원 과정의 정보를 사용할 때, 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)와 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)내 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템과 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 각각은, 얼마만한 금속-연료가 특정 아연- 연료 카드로부터 방전되는데 사용될 지 또는 얼마만한 금속산화물이 환원동안 나타날지를 계산하거나 결정할 수 있게 한다. 이 정보는 예를 들어, 특정 금속-연료 존에 금속 연료 양의 결정을 포함하는 금속 연료카드 관리 기능을 수행하는데 매우 유용하다. When using information of the metal oxidation and reduction process, the metal fuel database management subsystem in the metal fuel card discharge subsystem 115 and the metal fuel card charging subsystem 117 the metal fuel database management subsystem and the metal fuel database Each management subsystem allows one to calculate or determine how much metal-fuel will be used to discharge from a particular zinc-fuel card or how much metal oxide will appear during reduction. This information is very useful for performing metal fuel card management functions that include, for example, determining the amount of metal fuel in a particular metal-fuel zone.

실시예에서, 금속-연료 유용성은 상기 금속 연료 사용관리 방법을 사용하여 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)내에서 관리된다.
In an embodiment, metal-fuel usability is managed within the metal fuel card discharge subsystem 115 using the metal fuel usage management method.

방전작동 중 바람직한 금속 연료 사용관리 방법How to manage your preferred metal fuel usage during discharge operation

본 발명의 원리에 따라, 데이타 리딩 헤드를 자동으로 각 금속 연료 카드를 식별하는데, 이는 방전 어셈블리 내에 로드되어 카드 신원 데이타 정보가 생성되어 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)내 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템에 제공된다. 로드된 금속 연료 카드에 카드 신원 데이타에 따라, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템는 자동으로 금속 연료 방전 관리 서브시스템내 저장을 위해 정보 구조를 생성한다. 정보 구조의 기능은 현재 정보를 기록하는 것으로, 이는 감지된 방전 인자, 금속 연료 사용 상태, 금속산화물 발현 상태 등이다. 정보 저장 구조가 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내 특정 금속 연료 카드를 위해 이미 생성되면, 이 정보파일은 갱신을 위해 데이타베이스(293)으로부터 접근된다. 도 2A15에 도시된 대로, 각 금속 연료 카드의 파악을 위해, 정보 구조(295)는 각 샘플된 시간 t1에 각 금속 연료 트랙(MFTj)를 위해 유지된다. In accordance with the principles of the present invention, the data reading head automatically identifies each metal fuel card, which is loaded into the discharge assembly to generate card identity data information to the data capture processing subsystem in the metal fuel card discharge subsystem 115. Is provided. According to the card identity data on the loaded metal fuel card, the data capture processing subsystem automatically generates an information structure for storage in the metal fuel discharge management subsystem. The function of the information structure is to record current information, which is the detected discharge factor, the state of metal fuel use, the state of metal oxide expression, and the like. If the information storage structure has already been created for a particular metal fuel card in the metal fuel database management subsystem, this information file is accessed from the database 293 for update. As shown in FIG. 2A15, for identification of each metal fuel card, an information structure 295 is maintained for each metal fuel track MFTj at each sampled time t1.

한 번 정보 구조가 특정 금속 연료 카드를 위해 생성되면(만들어지면), 각 금속 연료 트랙의 초기 상태와 조건은 결정되어 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템의 유지를 위한 정보 구조를 넣어야 하다. 통상적으로, 방전 헤드 어셈블리 내에 로드된 금속 연료 카드는 부분적 또는 완전히 충전되고, 그 트랙의 금속 연료 특정량을 포함한다. 정확한 금속 연료 관리를 위해, 로드된 카드 내 초기 금속 연료량은 결정되어 방전과 충전 서브시스템 각각의 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템에 저장되어야 한다. 일반적으로, 정보의 초기 상태는 다수의 다른 방법으로 얻어질 수 있는데, 예를 들면 : 다른 FCB 시스템의 방전 작동의 종료에 앞서 금속 연료 카드의 이런 초기 정보의 인코딩에 의해서; 동일한 FCB 시스템에서 수행되는 가정회로의 방전 동작 중에 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내 초기 정보를 미리 기록하는 것에 의해서 ; 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내 특정 형태 금속 연료 카드의 각 트랙 위 금속 연료 존재의 실제량을 기록하고 데이타 리딩 헤드(150)을 이용하여 금속 연료 카드 상에서 읽은 특정정보구조 내 이 정보를 초기화하는 것에 의해; 음극 전해질 출력 터미날 구성 서브시스템와 연결된 상기 금속산화물 감지 어셈블리를 사용하는 각 금속 연료 트랙 상의 초기양의 실제적인 측정에 의해 ; 또는 다른 적합한 기술에 의해 이루어질 수 있다. Once an information structure is created (created) for a particular metal fuel card, the initial state and condition of each metal fuel track must be determined to contain the information structure for maintenance of the metal fuel database management subsystem. Typically, the metal fuel card loaded in the discharge head assembly is partially or fully charged and includes a specific amount of metal fuel in the track. For accurate metal fuel management, the amount of initial metal fuel in the loaded card must be determined and stored in the metal fuel database management subsystem of each of the discharge and charge subsystems. In general, the initial state of information can be obtained in a number of different ways, for example: by encoding this initial information of the metal fuel card prior to the termination of the discharge operation of another FCB system; By pre-recording initial information in the metal fuel database management subsystem during the discharge operation of the home circuit performed in the same FCB system; Record the actual amount of metal fuel present on each track of a particular type metal fuel card in the metal fuel database management subsystem and use the data reading head 150 to initialize this information in the specific information structure read on the metal fuel card. due to; By practical measurement of the initial amount on each metal fuel track using the metal oxide sensing assembly in connection with the cathodic electrolyte output terminal configuration subsystem; Or by other suitable techniques.

로드된 연료 카드 상에 방전 작동이 유도되기 전에, 위의 실제 측정 기술은 방전 서브시스템(115)내 음극 전해질 출력 터미날 구성 서브시스템와 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템와 관련된 공지 기술인 금속산화물 센싱 드라이브를 구성할 수 있다. 이 배열을 사용하여, 금속산화물 감지 헤드는 자동으로 방전 헤드 어셈블리 내 로드된 각각 판별된 금속 연료 카드 상의 각 금속 연료 카드의 초기 상태 정보를 얻을 수 있다. 이 정보는 "t₀"로 표시되는 로드 시간에 각 트랙 상의 금속산화물과 금속 연료 초기량을 포함한다. 도 1의 FCB 시스템에 관련하여 설명된 것과 유사하게, 이 금속 연료/금속산화물 측정은 금속 연료의 특정 트랙에 걸린 테스트 전압을 자동으로 가함으로써 로드된 카드의 금속 연료 트랙에서 수행되고, 가해진 테스트 전압에 응답하여 금속연료 트랙의 영역에 흐르는 전류를 측정한다.Before the discharge operation is induced on the loaded fuel card, the actual measurement technique above may configure the metal oxide sensing drive, a known technique associated with the cathode electrolyte output terminal configuration subsystem and the data capture processing subsystem in the discharge subsystem 115. . Using this arrangement, the metal oxide sensing head can automatically obtain initial state information of each metal fuel card on each identified metal fuel card loaded in the discharge head assembly. This information includes the initial amount of metal oxide and metal fuel on each track at the load time indicated by "t ₀ ". Similar to that described in connection with the FCB system of FIG. 1, this metal fuel / metal oxide measurement is performed on the metal fuel track of the loaded card by automatically applying a test voltage across a specific track of metal fuel, and the applied test voltage In response, measure the current flowing in the area of the metal fuel track.

특정 심플링 시간에 가해진 전압(V_applied)과 응답 전류(i_response)의 데이타 신호는 자동으로 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템에 의해 감지되고 적절한 수치 보정으로 응답 전류와 가한 테스트 전압의 비를 나타내는 데이타를 생성하는 과정이 진행된다. 이 데이타는 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템에서 유지되는 금속 연료 카드와 연결된 정보 구조(파일)내 자동으로 V_applied/i_response가 기록된다. 이 데이타(v/i)는 측정 하에 금속 연료 트랙의 전기 저항의 직접적인 측정을 하고, 금속 연료 트랙 위 금속산화물 존재의 측정량과 정확하게 관련된다. Data signals of voltage applied (V _applied ) and response current (i _response ) at specific simplicity times are automatically detected by the data capture processing subsystem and generate data indicating the ratio of response current and test voltage applied with appropriate numerical correction. The process proceeds. This data is the metal fuel database management subsystem within the automated system structure information (files) associated with the metal fuel card is held in the V _applied / i _response is recorded. This data (v / i) makes a direct measurement of the electrical resistance of the metal fuel track under measurement and is precisely related to the measurand of the presence of metal oxides on the metal fuel track.

데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템는 초기 금속산화물 양을 측정하여(도 2A15에 보인)정보 구조 내 기록되기 위해 MOA₀로 목적되었다. 완전히 충전되면 각 트랙 의 최대한 금속 연료 유용성에 관한 이전 정보를 이용하여, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템가 각 연료 트랙의 시간 "t₀"에 각 트랙에 유용한 금속 연료의 정확한 양을 측정하여 MFA₀로서 각각 측정되고 MFCDRS 모두의 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 293과 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내 연료 카드에 대한 초기 금속 연료 카드 값 MFA₀를 기록된다. 이 초기화 과정이 수행되기 쉬운 반면, 알려진 처리 과정에 사용되던 금속 연료 카드 위에 이론에 기초한 계산을 사용하여 초기 금속-연료 값을 계산적으로 결정하는 것이 보다 바람직하다고 몇 응용예에서 이해될 수 있다. 예를 들면 : (1)FCB 시스템의 파워 출력 터미날의 전기 쇼팅 조건에 로드된 연료 카드에 임시적으로 노출되는 것 ; (2)자동으로 응답 특성을 감지하는 것 ; (3)쇼팅 전류의 기능으로서 테이블 내 저장된 알려진 산화 초기 상태내의 이 감지된 응답 특성과 연관되는 것 ; 모든 충전 인자를 일정하게 유지하는 것 (이하 "쇼트커트회로 저항 테스트"라 함)이다 The data capture processing subsystem was aimed at MOA ₀ to measure the initial metal oxide amount (shown in FIG. 2A15) and to be recorded in the information structure. Using the previous information about the maximum metal fuel availability of each track when fully charged, the data capture processing subsystem measures each as MFA ₀ by measuring the exact amount of metal fuel available for each track at time "t ₀ " of each fuel track. And the initial metal fuel card value MFA ₀ for the fuel card in the metal fuel database management subsystem 293 and the metal fuel database management subsystem of both MFCDRSs is recorded. While this initialization process is easy to perform, it may be understood in some applications that it is more desirable to determine the initial metal-fuel value computationally using theory based calculations on metal fuel cards used in known processing procedures. For example: (1) Temporary exposure to a fuel card loaded in the electrical shorting condition of the power output terminal of the FCB system; (2) automatically detecting response characteristics; (3) to be associated with this sensed response characteristic in a known oxidation initial state stored in the table as a function of the shorting current; Keeping all charge factors constant (hereinafter referred to as "short cut circuit resistance test")

초기화가 완료된 후, 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)는 이미 아래에 설명된 라인에 따라 금속 연료 관리 기능을 수행한다. 실시예에서, 이 방법은 방전 동작 중 순환 방법으로 수행되는 두 개의 기본 스텝을 포함한다. 과정의 처음 스텝은 초기 금속 연료 양 MFA₀로 부터 빼는 것을 포함하고, 방전 동작 중 생성된 금속 산화물의 양에 관한 계산된 금속산화물 값 MOE₀-1은 시간 △Td와 수집된 전류 i_cad를 이용하여 계산된다. After initialization is complete, the metal fuel card discharge subsystem 115 performs the metal fuel management function according to the line already described below. In an embodiment, the method includes two basic steps performed in a cyclical manner during a discharge operation. The first step of the process involves subtracting from the initial metal fuel amount MFA ₀ , and the calculated metal oxide value MOE ₀ -1 for the amount of metal oxide produced during the discharge operation is determined using the time ΔTd and the collected current i _cad . Is calculated.

과정의 두 번째 스텝은 계산치를 합하는 것과 (MFA₀- MOE₀-1), 시간 t0-t1동안 수행된 충전 시간동안 생성된 금속 연료 량과 관련된 금속 연료 값 MFE_0-1으로 이루어진다. 금속 연료 값 MFE_0-1은 다음을 통해 계산된다 : 전기 충전 전류 i_acr ; 방전 시간 동안 사간 △Td이 그것이다. 이 금속 연료 값 MFE_0-1은 미리 계산될 것이고 즉시 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내에 기록될 것이다. 따라서, 실시예에, 미리 기록된 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템로부터의 정보가 읽혀져야 하고 이는 방전 동작 중 충전 서브시스템(금속 연료 카드 충전 서브시스템(117))내에서 이다. The second step of the process consists of summing up the calculations (MFA ₀ -MOE _0-1 ) and the metal fuel value MFE _{0-1, which} is related to the amount of metal fuel produced during the charging time performed during time t0-t1. The metal fuel value MFE _0-1 is calculated from: electric charging current i _acr ; It is the period ΔTd during the discharge time. This metal fuel value MFE _0-1 will be precomputed and immediately recorded in the metal fuel database management subsystem. Thus, in an embodiment, information from a pre-recorded metal fuel database management subsystem must be read, which is in the charging subsystem (metal fuel card charging subsystem 117) during the discharge operation.

이 계산 과정의 결과 (즉 MFA₀-MOE_0-1+MFE_0-1)는 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115) 내 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내에 나타나고, 다음 금속 연료 사용 갱신 과정 내 사용될 새로운 전류 금속 연료량(MFA₁)으로서 이다. 충전 작동 동안, 상기 갱신 과정은 매 ti-ti+1 시간에 수행되어 각 금속 연료 트랙에서 방전됨에 따라 일어난다. The result of this calculation process (ie MFA ₀ -MOE _0-1 + MFE _0-1 ) appears in the metal fuel database management subsystem in the metal fuel card discharge subsystem 115 and is used in the next metal fuel usage update process. Is the amount of current metal fuel (MFA ₁ ). During the charging operation, the update process takes place every ti-ti + 1 hours and discharges in each metal fuel track.

금속 연료 트랙 위에 유지되는 이 정보는 다양한 방법으로 사용되는데, 예를 들면 : FCB 시스템에 연결된 전기부하의 전기 파워 요구에 맞춰 금속 연료 사용을 관리하고 ; 뿐만 아니라 방전 동작 동안 적정 방법으로 방전 인자를 세팅한다. 이 금속 연료 관리 기술에 관한 상세한 것은 이후 더욱 상세하게 기술된다.
This information held on metal fuel tracks is used in a variety of ways, for example: to manage metal fuel usage in accordance with the electrical power requirements of electrical loads connected to FCB systems; In addition, the discharge factor is set in an appropriate manner during the discharge operation. Details regarding this metal fuel management technique are described in more detail later.

작동중의 방전 모드 동안 금속-연료 유용성 관리를 위한 사용Use to manage metal-fuel usability during discharge mode during operation

방전 동작중, i-번째 방전 헤드에서 결정정된 시간 t2(즉, MFT_t1-t2)에서 어떤 특별한 금속-연료 트랙 금속-연료 존재의 계산은 j번째 방전 헤드로부터 내려온 (j+1), (J+2), 또는 (j+n)번째 방전 헤드의 금속-연료의 사용성을 연산하는데 사용할 수 있다. 이와 같은 연산을 이용하는데는, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 시스템 콘트롤러(130)이 리얼타임으로 결정(즉, 관여)할 수 있고, 금속-연료 카드의 금속-연료 트랙은 방전 동작중 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)에 부과된 임시적인 전기 부하 조건을 충족시키는데 충분한 양으로 금속-연료(즉, 아연)을 함유하고, 존재한다고 알려진 금속-연료를 따라 선택적으로 금속-연료 트랙을 스위칭한다. 이와 같은 트랙 스위칭 동작은 임시적으로 음극-전해질 출력 단자 구성 서브시스템(132)로 음극-전해질 구조의 출력 단자를 연결하는 시스템 콘트롤러(130)에 관계될 수 있으며 이것은 금속-연료 콘텐트(즉 퇴적물)에 지지되는 트랙이 전기 부하(116)에 의해 요구되는 전기력을 생산하는데 이미 사용될 수 있다.During the discharge operation, the calculation of any particular metal-fuel track metal-fuel presence at time t2 (i.e., MFT _t1-t2 ) determined at the i-th discharge head is calculated from (j + 1), (j + 1), ( J + 2), or the usability of the metal-fuel of the (j + n) th discharge head. To use this operation, the system controller 130 in the metal-fuel card discharge subsystem 115 can determine (ie, participate in real time) and the metal-fuel track of the metal-fuel card is discharged. Contains metal-fuel (i.e., zinc) in an amount sufficient to meet the temporary electrical loading conditions imposed on the heavy metal-fuel card discharge subsystem 115, and optionally along the metal-fuel known to be present Switch tracks. This track switching operation may relate to the system controller 130 which temporarily connects the output terminal of the cathode-electrolyte structure to the cathode-electrolyte output terminal configuration subsystem 132, which is responsible for the metal-fuel content (ie, the deposit). The supported track can already be used to produce the electrical force required by the electrical load 116.

이 금속-연료 관리 능력으로부터 유도되는 또다른 장점은 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115) 내의 시스템 콘트롤러(130)이 이미 이전 충전과 방전 동작중에 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(293과 297)내에 수집되고 저장된 정보를 이용하여 방전 동작중에 방전 인자를 조절할 수 있다는 것이다. Another advantage derived from this metal-fuel management capability is that the system controller 130 in the metal-fuel card discharge subsystem 115 may not be present in the metal-fuel database management subsystem 293 and 297 during a previous charge and discharge operation. The collected and stored information can be used to adjust the discharge factor during the discharge operation.

동작의 이전 모드중 저장된 정보를 이용하여 방전 모드 동안 방전 인자를 조절하는 수단Means for adjusting the discharge factor during discharge mode using information stored during previous modes of operation

두번째 실시예의 FCB 시스템에서, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 시스템 콘트롤러(130)은 이전 충전과 방전동작 동안 수집되고 도 1의 FCB 시스템의 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(293과 297)내에 저장된 정보를 이용하여 방전 인자를 자동으로 콘트롤할 수 있다.In the FCB system of the second embodiment, the system controller 130 in the metal-fuel card discharge subsystem 115 is collected during previous charging and discharging operations and the metal-fuel database management subsystem 293 and 297 of the FCB system of FIG. The information stored within can be used to automatically control the discharge factor.

도 2B16에 도시된 바와 같이, 방전과 충전 서브시스템(115와 117)내와 사이에 제공된 서서브시스템 구조와 버스는 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)내의 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(297)내에 저장된 정보에 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 시스템 콘트롤러(130)가 접근 사용할 수 있게 한다. 유사하게, 방전과 충전 서브시스템(115와 117)내와 사이에 제공된 서브시스템 구조와 버스는 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(293)내에 저장된 정보에 금속-연료 카드 충전 서브시스템(117)내의 시스템 콘트롤러(130)가 접근 사용할 수 있게 한다. 이 저보 파일과 부-파일의 공유 가능성의 장점은 이하에 설명된다.As shown in FIG. 2B16, the subsystem structure and buses provided within and between the discharge and charge subsystems 115 and 117 provide a metal-fuel database management subsystem 297 within the metal-fuel card charging subsystem 117. FIG. Information stored in the system is made accessible to the system controller 130 in the metal-fuel card discharge subsystem 115. Similarly, subsystem structures and buses provided within and between the discharging and charging subsystems 115 and 117 may be associated with metal stored in information stored within the metal-fuel database management subsystem 293 within the metal-fuel card discharge subsystem 115. -Make the system controller 130 in the fuel card charging subsystem 117 accessible. The advantages of the shareability of this low-file and sub-file are described below.

방전 작동 동안, 시스템 콘트롤러(130)은 방전과 충전 서브시스템(115와 117)내의 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템내에 저장된 정보의 다양한 형태에 접근할 수 있다. 하나의 중요한 정보 요소는 특별한 시간의 순간(즉 MFEt)에 각 금속-연료 트랙에 현재 유용한 금속-연료의 양과 관련될 것이다. 이 정보를 사용하면, 시스템 콘트롤러(130)은 연력된 부하(116)에 요구되는 전기력을 충족시키기위하여 특별한 트랙의 금속-연료를 충분하게 하여야 할 지를 결정할 수 있게 한다. 금속-연료 카드의 연료 트랙의 하나 또는 그이상 또는 전부의 금속-연료는 선 방전 작동의 결과로서 근본적으로 소모될 수 있고, 최종적인 방전 작동까지 충전이 일어나지는 않을 것이다. 시스템 콘트롤러(130)은 방전 헤드내의 이러한 금속-연료 조건에 관여할 수 있다. 상향 연료 카드의 금속-연료 조건에 의하면, 시스템 콘트롤러(130)는 다음과 같이 응답한다: (i)부하(116)에 높은 전기적 부하 조건이 감지되었을 때 방전 파워 조절 서브시스템(151)로 금속-연료 풍부 트랙의 음극-전해질을 연결하고, 전기적 부하(116)에 저 부하 조건이 감지될 때 이 서브시스템으로 금속-연료 떨어진 트랙의 음극-전해질을 연결하며; (ii) 바언 헤드로부터 생산되는 파워를 유지시키기 위해, 금속-연료가 금속-연료 트랙이 얇게 존재할 때 관련된 음극 지지 구조내에 산소 분사 정도를 높이고(즉, 그곳의 공기압을 증대시킴), 금속-연료가 금속-연료 존에 두껍게 존재할 때 관련되는 음극 지지 구조에 산소 분사 정도를 감소시키며(즉, 공기 압력을 감소); (iii)그곳의 감지된 온도가 미리결정된 값을 초과할 때 방전 헤드의 온도를 조절하는 등이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 시스템 콘트롤러(130)은 금속-연료 카드위의 특별한 트랙의 검출된 조건에 응답을 다른 방법으로 할 수 있다.
During discharge operation, system controller 130 may access various forms of information stored within the metal-fuel database management subsystem within discharge and charging subsystems 115 and 117. One important information element will be related to the amount of metal-fuel currently available for each metal-fuel track at a particular moment of time (ie MFEt). Using this information, system controller 130 may be able to determine whether the metal-fuel of a particular track should be sufficient to meet the electrical forces required for the energized load 116. One or more or all of the metal-fuel of the fuel track of the metal-fuel card may be essentially consumed as a result of the pre-discharge operation, and charging will not occur until the final discharge operation. System controller 130 may be involved in such metal-fuel conditions within the discharge head. According to the metal-fuel condition of the upstream fuel card, the system controller 130 responds as follows: (i) When the high electrical load condition is detected at the load 116, the metal-fuel to the discharge power regulation subsystem 151 is detected. Connect the cathode-electrolyte of the fuel-rich track and connect the cathode-electrolyte of the metal-fueled track to this subsystem when a low load condition is sensed in the electrical load 116; (ii) in order to maintain the power produced from the baan head, the metal-fuel increases the degree of oxygen injection (ie, increases the air pressure there) in the associated cathode support structure when the metal-fuel track is thin; Reduces the degree of oxygen injection (ie, reduces air pressure) in the associated cathode support structure when thick is present in the metal-fuel zone; (iii) adjusting the temperature of the discharge head when the sensed temperature therein exceeds a predetermined value. In another embodiment of the present invention, system controller 130 may alternatively respond to the detected condition of a particular track on a metal-fuel card.

충전모드 동안:During charging mode:

도 1에 보인 두 번째 실시예에서 FCB 시스템에서, 수단들이 충전 동작동안 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 금속산화물 존재의 자동 관리를 위해 제공된다. 이 시스템 능력은 아래에 자세히 기재된다.
In the FCB system in the second embodiment shown in FIG. 1, means are provided for automatic management of the presence of metal oxides in the metal fuel card charging subsystem 117 during the charging operation. This system capability is described in detail below.

도 2B16에 보인대로, 충전 인자(즉, iacr, Vacr, …, pO_2r, H₂Or, Tr, v_acr/i_acr)의 데이타 신호가 자동으로 제공되는데 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 299로 입력된다. 샘플링과 캡쳐링 후, 이 데이타 신호는 진행되고 변환되어, 관련 데이타 요소로 되고, 예를 들어 도 2B15에 도시된 대로 정보 구조(302)로 기록된다. 방전 인자 수집에서와 같이, 방전 인자의 각 정보 구조(302)는 금속 연료 카드가 충전되면서 관련되는 "타임 스탬프"된 유일한 금속 연료 카드 식별자 171(171',171")인 데이타 세트를 포함한다. 이 시간-스탬프 정보 구조는 2B16에 보인, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)의 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내에 기록되어, 미래 충전과/또는 방전 동작동안 상술한 것처럼, 정보의 다양한 형태는 충전 모드 동안 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 의해 샘플링되고 수집된다. 이 정보 형태는, 예를 들어 : (1)각 충전 헤드내 이 음극 전해질에 걸리는 충전 전압 ; (2)각 충전 헤드 내 음극 전해질 계면에 공급되는 전류(i_acr)의 양 ; (3)각 충전 헤드 내 각 서브 챔버 내 산소 농도(pO_2R)레벨 ; (4)각 충전 헤드 내 각 음극-전해질 계면 가까운 곳의 수분 레벨(H₂Or); (5)각 충 전 헤드의 각 채널 내 온도(T_acr)이다. 이 수집된 정보로부터, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)는 미리 시스템의 다양한 인자를 계산할 수 있는데, 예를 들어 특정 충전 헤드 내 특정 음극-전해질에 공급되었던 전류(i_r)의 시간(△tr)이다.As shown in FIG. 2B16, data signals of the filling factors (ie, iacr, Vacr, ..., pO _2r , H ₂ Or, Tr, v _acr / i _acr ) are automatically provided in the metal fuel card charging subsystem 117. It is entered as 299. After sampling and capturing, this data signal is advanced and transformed into relevant data elements, for example recorded in information structure 302 as shown in FIG. 2B15. As in the discharge factor collection, each information structure 302 of the discharge factor includes a data set that is the only metal fuel card identifier 171 (171 ', 171 ") that is" time stamped "associated with the metal fuel card being charged. This time-stamp information structure is recorded in the metal fuel database management subsystem of the metal fuel card charging subsystem 117, shown in 2B16, so that various forms of information may be charged as described above during future charging and / or discharging operations. During the mode, it is sampled and collected by the data capture processing subsystem 299. This type of information can be, for example: (1) the charge voltage across this cathode electrolyte in each charge head; (2) the cathode electrolyte in each charge head. The amount of current (i _acr ) supplied to the interface; (3) the oxygen concentration (pO _2R ) level in each subchamber in each charge head; (4) the moisture level near each cathode-electrolyte interface in each charge head ( H ₂ Or); (5) The temperature in each channel T _acr of each charging head From this collected information, the data capture processing subsystem 299 can calculate various factors of the system in advance, for example For example, the time Δtr of the current i _{r that has} been supplied to a particular cathode-electrolyte in a particular charge head.

실시간 베이스로 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)의 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 생성되고 저장된 정보구조는 충전동작동안 여러가지 방법으로 사용될 수 있다. The information structure created and stored in the metal fuel database management subsystem of the metal fuel card charging subsystem 117 on a real time basis can be used in various ways during the charging operation.

예를 들어, 상기 전류(iacd)와 시간(△Td) 정보는 각 암페어와 시간으로 측정된다. 이 측정 값은 "AH"로 표시되고, 전하(-Q)의 대략 크기를 제공하며, 이는 금속 연료 카드를 따라 금속-공기 연료 셀 배터리로부터 공급되는 것이다. 계산된 "AH"값은 금속산화물의 정확한 양을 제공하고 충전 동작 중 어떤 특정 시간에 표시된 (라벨 부착된) 금속 연료 카드의 특정 트랙이 형성되었다는 것을 기대할 수 있다.For example, the current (iacd) and time (ΔTd) information is measured in each amperage and time. This measurement is indicated by "AH" and gives the approximate magnitude of the charge (-Q), which is supplied from the metal-air fuel cell battery along the metal fuel card. The calculated "AH" value provides the correct amount of metal oxide and can be expected that a specific track of the (labeled) metal fuel card has been formed at any particular time during the charging operation.

금속 산화와 환원과정의 정보를 사용할 때, 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)와 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)내 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 293과 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 각각은, 얼마만한 금속산화물이 환원동안 나타날지를 계산하거나 결정할 수 있게 한다. 이 정보는 예를 들면, 특정 금속 연료 존에 금속 연료 양의 결정을 포함하는 금속 연료카드 관리 기능을 수행하는데 매우 유용하다.When using the information of the metal oxidation and reduction process, the metal fuel database management subsystem 293 and the metal fuel database management subsystem in the metal fuel card discharge subsystem 115 and the metal fuel card charging subsystem 117, respectively, Allows you to calculate or determine how much metal oxide will appear during reduction. This information is very useful for performing metal fuel card management functions, including, for example, determination of the amount of metal fuel in a particular metal fuel zone.

실시예에서, 금속산화물 존재는 이하에 기록될 방법을 이용하여 7가지 내에 서 관리될 수 있다.
In an embodiment, the metal oxide presence can be managed within seven using the method described below.

충전 동작 동안 금속산화물 관리의 바람직한 방법Preferred Method of Metal Oxide Management During Charging Operation

본 발명의 원리에 따라, 데이타 리딩 헤드 180(180', 180")는 자동으로 각 금속 연료 카드를 식별하여 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117)내 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)에 공급되는 카드 식별 데이타를 생성하고 충전 어셈블리(175)내로 로드된다. 로드된 금속 연료 카드 위에 카드 신원 데이타를 받으면, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(299)는 자동으로 카드 위 정보 구조(즉 데이타 파일)을 생성하여 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내에 저장된다. 정보 구조의 기능은 감지된 충전 인자에 현재 정보를 기록하고, 이에는 도 2B15에 도시된 대로 금속 연료 사용 상태, 금속산화물 존재 상태 등이 포함된다. 정보 저장 구조가 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 특정 금속 연료 카드에 생성되면, 이 정보 파일은 갱신을 위해 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템로부터 접근된다. 도 2B15에 보인대로, 각 금속 연료 카드를 파악하기 위해, 정보 구조(302)는 각 샘플링 시간 ti에 각 금속 연료 트랙(NFTj)를 위해 유지된다.In accordance with the principles of the present invention, the data reading head 180 (180 ', 180 ") automatically identifies each metal fuel card and is supplied to the data capture processing subsystem 299 in the metal fuel card charging subsystem 117. The identification data is generated and loaded into the charging assembly 175. Upon receiving the card identity data on the loaded metal fuel card, the data capture processing subsystem 299 automatically generates an on-card information structure (i.e., a data file) to generate the metal. Stored in the fuel database management subsystem, the function of the information structure records current information in the sensed filling factors, including metal fuel usage, metal oxide presence, etc., as shown in Figure 2B15. If the structure is created on a specific metal fuel card in the metal fuel database management subsystem, this information file is the metal fuel for update. From the database management subsystem, as shown in Figure 2B15, to identify each metal fuel card, an information structure 302 is maintained for each metal fuel track (NFTj) at each sampling time ti.

특정 금속 연료 카드의 정보 구조가 생성(만들어짐)되면, 각 금속 연료 트랙의 초기 상태 또는 조건은 결정되어 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내에 정보 구조의 유지를 위해 입력되어야 한다.Once the information structure of a particular metal fuel card is created (created), the initial state or condition of each metal fuel track must be determined and entered in order to maintain the information structure in the metal fuel database management subsystem.

로드된 연료 카드 상에 방전 작동이 유도되기 전에, 위의 실제 측정 기술은 방전 서브시스템(115)내 음극 전해질 출력 터미날 구성 서브시스템와 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템와 관련된 공지 기술인 금속산화물 센싱 드라이브를 구성할 수 있다. 이 배열을 사용하여, 금속산화물 감지 헤드는 자동으로 방전 헤드 어셈블리 내 로드된 각각 판별된 금속 연료 카드 상의 각 금속 연료 카드의 초기 상태 정보 를 얻을 수 있다. 이 정보는 "t0"로 표시되는 로드 시간에 각 트랙 상의 금속산화물과 금속 연료 초기량을 포함한다. 도 1의 FCB 시스템에 관련하여 설명된 것과 유사하게, 이 금속 연료/금속산화물 측정은 금속 연료의 특정 트랙에 걸린 테스트 전압을 자동으로 가함으로써 로드된 카드의 금속 연료 트랙에서 수행되고, 가해진 테스트 전압에 응답하여 금속연료 트랙의 영역에 흐르는 전류를 측정한다.Before the discharge operation is induced on the loaded fuel card, the actual measurement technique above may configure the metal oxide sensing drive, a known technique associated with the cathode electrolyte output terminal configuration subsystem and the data capture processing subsystem in the discharge subsystem 115. . Using this arrangement, the metal oxide sensing head can automatically obtain initial state information of each metal fuel card on each identified metal fuel card loaded in the discharge head assembly. This information includes the initial amount of metal oxide and metal fuel on each track at the load time indicated by "t0". Similar to that described in connection with the FCB system of FIG. 1, this metal fuel / metal oxide measurement is performed on the metal fuel track of the loaded card by automatically applying a test voltage across a specific track of metal fuel, and the applied test voltage In response, measure the current flowing in the area of the metal fuel track.

특정 심플링 시간에 가해진 전압(V_applied)과 응답 전류(i_respouse) 데이타 신호는 자동으로 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템에 의해 감지되고 적절한 수치 보정으로 응답 전류와 가한 테스트 전압의 비를 나타내는 데이타를 생성하는 과정이 진행된다. 이 데이타는 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템에서 유지되는 금속 연료 카드와 연결된 정보 구조(파일)내 자동으로 V_applied/i_response가 기록된다. 이 데이타(v/i)는 측정 하에 금속 연료 트랙의 전기 저항의 직접적인 측정을 하고, 금속 연료 트랙 위 금속산화물 존재의 측정량과 정확하게 관련된다. The voltage (V _applied ) and response current (i _respouse ) data signals _applied at a particular simplicity time are automatically detected by the data capture processing subsystem and generate data indicating the ratio of the response current to the applied test voltage with appropriate numerical correction. The process goes on. This data is the metal fuel database management subsystem within the automated system structure information (files) associated with the metal fuel card is held in the V _applied / i _response is recorded. This data (v / i) makes a direct measurement of the electrical resistance of the metal fuel track under measurement and is precisely related to the measurand of the presence of metal oxides on the metal fuel track.

데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템는 초기 금속산화물 양을 측정하여(도 2A15에 보인)정보 구조 내 기록되기 위해 MOA₀로 목적되었다. 이 초기화 과정이 수행되기 쉬운 반면, 알려진 처리 과정에 사용되던 금속 연료 카드 위에 이론에 기초한 계산을 사용하여 초기 금속-연료 값을 계산적으로 결정하는 것이 보다 바람직하다고 몇 응용예에서 이해될 수 있다(이하 쇼트 회로 저항 테스트라 함)이다.The data capture processing subsystem was aimed at MOA ₀ to measure the initial metal oxide amount (shown in FIG. 2A15) and to be recorded in the information structure. While this initialization process is easy to perform, it may be understood in some applications that it is more desirable to computationally determine the initial metal-fuel value using theory-based calculations on metal fuel cards used in known processing procedures (hereinafter). Short circuit resistance test).

초기화가 완료된 후, 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115)는 이미 아래에 설명된 라인에 따라 금속 연료 관리 기능을 수행한다. 실시예에서, 이 방법은 방전 동작 중 순환 방법으로 수행되는 두 개의 기본 스텝을 포함한다. 과정의 처음 스텝은 초기 금속 연료 양 MOA₀로 부터 빼는 것을 포함하고, 방전 동작 중 생성된 금속 산화물의 양에 관한 계산된 금속산화물 값 MFE0-1은 시간 △Td와 수집된 전류 icad를 이용하여 계산된다. After initialization is complete, the metal fuel card discharge subsystem 115 performs the metal fuel management function according to the line already described below. In an embodiment, the method includes two basic steps performed in a cyclical manner during a discharge operation. The first step of the process involves subtracting from the initial metal fuel amount MOA ₀ , and the calculated metal oxide value MFE0-1 for the amount of metal oxide produced during the discharge operation is calculated using the time ΔTd and the collected current icad do.

과정의 두 번째 스텝은 계산치를 합하는 것과 (MOA0- MFE0-1), 시간 t0-t1동안 수행된 충전 시간동안 생성된 금속 연료 량과 관련된 금속 연료 값 MOE0-1으로 이루어진다. 금속 연료 값 MOE0-1은 다음을 통해 계산된다 : 전기 충전 전류 iacr ; 방전 시간 동안 사간 △Td이 그것이다. 이 금속 연료 값 MOE0-1은 미리 계산될 것이고 즉시 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내에 기록될 것이다. 따라서, 실시예에, 미리 기록된 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템로부터의 정보가 읽혀져야 하고 이는 방전 동작 중 충전 서브시스템(117)내에서 이다. The second step of the process consists of summing up the calculations (MOA0-MFE0-1) and the metal fuel value MOE0-1, which is related to the amount of metal fuel produced during the charging time performed during time t0-t1. The metal fuel value MOE0-1 is calculated from: electric charge current iacr; It is the period ΔTd during the discharge time. This metal fuel value MOE0-1 will be precalculated and immediately recorded in the metal fuel database management subsystem. Thus, in an embodiment, information from a pre-recorded metal fuel database management subsystem must be read, which is in the charging subsystem 117 during the discharge operation.

이 계산 과정의 결과 (즉 MOA0-MFE0-1+MOE0-1)는 금속 연료 카드 방전 서브시스템(115) 내 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내에 나타나고, 다음 금속 연료 사용 갱신 과정 내 사용될 새로운 전류 금속 연료량(MFA1)으로서 이다. 충전 작동 동안, 상기 갱신 과정은 매 ti-ti+1 시간에 수행되어 각 금속 연료 트랙에서 방전됨에 따라 일어난다. The result of this calculation process (ie MOA0-MFE0-1 + MOE0-1) appears in the metal fuel database management subsystem in the metal fuel card discharge subsystem 115, and the amount of new current metal fuel to be used in the next metal fuel usage update process. As (MFA1). During the charging operation, the update process takes place every ti-ti + 1 hours and discharges in each metal fuel track.

금속 연료 트랙 위에 유지되는 이 정보는 다양한 방법으로 사용되는데, 예를 들면 : FCB 시스템에 연결된 전기부하의 전기 파워 요구에 맞춰 금속 연료 사용을 관리하고 ; 뿐만 아니라 방전 동작 동안 적정 방법으로 방전 인자를 세팅한다. 이 금속 연료 관리 기술에 관한 상세한 것은 이후 더욱 상세하게 기술된다.This information held on metal fuel tracks is used in a variety of ways, for example: to manage metal fuel usage in accordance with the electrical power requirements of electrical loads connected to FCB systems; In addition, the discharge factor is set in an appropriate manner during the discharge operation. Details regarding this metal fuel management technique are described in more detail later.

이전 모드 동안 기록된 정보를 이용하여 충전 모드동안의 충전 인자를 제어하는 수단Means for controlling the charging factor during charging mode using information recorded during the previous mode

첫 실시예의 FCB 시스템에서, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 시스템 콘트롤러(130')는 자동으로 충전인자를 제어할 수 있고, 이는 도 1의 FCB 시스템의 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템과 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템내에 기록되고, 이전 방전과 충전 작동 중 수집된 정보를 이용한다. In the FCB system of the first embodiment, the system controller 130 'in the metal fuel card charging subsystem 117 can automatically control the charging factors, which is the metal fuel database management subsystem and metal of the FCB system of FIG. It is recorded in the fuel database management subsystem and uses the information gathered during previous discharge and charge operations.

충전 작동 중, 금속 연료 카드 충전 서브시스템(117) 내 시스템 콘트롤러(130')는 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템 내 저장된 다양한 형태의 정보에 접근할 수 있다. 거기에 저장된 하나의 중요한 정보는 특정 시간(즉 MOAt)에 각 금속 연료 트랙을 따른 현재의 금속산화물 양에 관한 것이다. 이 정보를 이용하여, 시스템 콘트롤러(130')는 트랙의 현재 금속 산화물 양을 결정할 수 있고, 효과적이고 재빨리 충전 작동이 일어날 수 있게 171을 통해 충전 파워 조정 서브시스템로 음극-전해질 구조(충전 헤드 내의)의 입력 터미날에 연결될 수 있다. 시스템 콘트롤러(130')은 충전 작동이 유도되기 전에 이 금속산화물 조건에 참여할 수 있다. 방전 헤드 어셈블리 내에 로드된 "상향" 연료 카드의 금속 산화물 조건에 의존하여, 실시예의 시스템 콘트롤러(130')은 다음과 같이 응답한다. : (i)긴 충전 기간동안 충전 파워 조정 서브시스템로 "풍부한" 금속산화물 트랙의 음극-전해질 구조와 연결되고, 상대적으로 짧은 충전 동작 동아 이 서브시스템으로부터 금속 산화물이 "결핍"트랙의 음극 전해질 구조와 연결되는 것 ; (ii)충전 작동 동안 두껍게 금속산화물이 형성된 트랙과 관련된 음극 지지 구조의 산소 배출률을 높이고, 충전 작동 동안 얇게 금속산화물이 형성된 트랙과 관련된 음극 지지 구조의 산소 배출 속도를 낮추는 것 ; (iii) 미리 결정된 쓰레시홀드를 감지된 온도가 초과할 때 충전 헤드의 온도를 제어하는 것 ; 등이다.
During the charging operation, system controller 130 ′ in metal fuel card charging subsystem 117 can access various types of information stored in the metal fuel database management subsystem. One important piece of information stored there is the current amount of metal oxide along each metal fuel track at a particular time (ie MOAt). Using this information, system controller 130 'can determine the current metal oxide amount of the track, and the cathode-electrolyte structure (in the charge head) to the charge power adjustment subsystem via 171 to enable effective and rapid charging operation. Can be connected to the input terminal. System controller 130 'may participate in this metal oxide condition before charging operation is induced. Depending on the metal oxide conditions of the "upward" fuel card loaded into the discharge head assembly, the system controller 130 'of the embodiment responds as follows. (i) Cathode electrolyte structure of a "deficient" track with metal oxides from this subsystem connected to the cathode-electrolyte structure of the "rich" metal oxide track with a charging power adjustment subsystem for a long charge period. Connected with; (ii) increasing the oxygen release rate of the cathode support structure associated with the thick metal oxide formed track during the charging operation and lowering the oxygen release rate of the cathode support structure associated with the thin metal oxide formed track during the charging operation; (iii) controlling the temperature of the charging head when the sensed temperature exceeds a predetermined threshold; And so on.

본 발명의 공기-금속 FCB 시스템의 두 번째 실시예Second Embodiment of Air-Metal FCB System of the Invention

도 3 내지 도 4B13에 도시된 것이 금속-공기 FCB 시스템의 두 번째 실시예이다. 도 3, 4A1과 4A2에 도시된 대로, 이 FCB 시스템(185)는 다음 서브시스템을 갖는데, 이름하여 : 방전모드동안 금속 연료 카드 187로부터 전기 파워를 생산하기 위한 금속 연료 카드 방전 서브시스템 ; 충전모드동안 금속 연료 카드 187의 전기 화학적 충전(즉 환원)을 위한 금속 연료 카드 충전 서브시스템 191 ; FCB 시스템의 방전부로 충전 저장상자 188A로부터 하나 이상의 금속 연료 카드 187을 자동으로 로드하기 위한 189 ; 금속 연료 카드 저장 상자 188B로 FCB 시스템의 방전부로 부터 하나 이상의 금속 연료 카드 187을 자동으로 배출시키는 방전 카드 방출 서브시스템 192 ; 금속 연료 카드 충전 서브시스템 191의 충전부로 188B로 부터 하나 이상의 방전된 금속 연료 카드를 자동으로 로드시키는 방전 카드 방출 서브시스템 192 ; 와 금속 연료 카드 저장 상자 188A로 충전 서브시스템의 충전부로 부터 충전된 금속 연료 카드를 자동으로 배출시키는 충전 카드 방출 서브시스템 193이다. 3-4B13 is a second embodiment of a metal-air FCB system. As shown in Figures 3, 4A1 and 4A2, this FCB system 185 has the following subsystems, namely: a metal fuel card discharge subsystem for producing electrical power from the metal fuel card 187 during the discharge mode; Metal fuel card charging subsystem 191 for electrochemical charging (ie reduction) of metal fuel card 187 during charging mode; 189 for automatically loading one or more metal fuel cards 187 from the charge storage box 188A into the discharge section of the FCB system; A discharge card discharge subsystem 192 which automatically discharges one or more metal fuel cards 187 from the discharge portion of the FCB system to the metal fuel card storage box 188B; A discharge card discharge subsystem 192 that automatically loads one or more discharged metal fuel cards from 188B into the charging section of the metal fuel card charging subsystem 191; And the metal fuel card storage box 188A is a charge card release subsystem 193 that automatically ejects charged metal fuel cards from the charging section of the charging subsystem.

이들 각각의 서브시스템에 관한 상세한 사항과 그들이 어떻게 상호 작용하는지 아래에 설명한다. Details on each of these subsystems and how they interact are described below.

도 3에 도시된, FCB 시스템에 의해 소모되는 금속 연료는 금속 연료 카드의 형태로 제공되고, 도 1의 시스템에 사용된 카드(112)와 구조가 약간 다르다. 도 3과 4A12에 도시된 대로, 각 금속 카드(178)은 격리된 금속 요소(195A 내지 195D)를 다수개 포함하는 사각형상의 하우징을 갖는다. 이후 자세히 설명되지만, 이들 요소는 금속 연료 카드 방전 서브시스템 내 "멀티 존" 방전 헤드(197)의 음극요소와 닿도록 되어 있고, 금속-카드가 198과 199사이에 방전모드동안 적절하게 배열되도록 움직이며, 191내 충전 헤드(197)의 음극 요쇼(196A' 내지 196D')와 닿도록 되어 있고, 이때 도 4B4에 보인대로 충전모드동안 양극 접촉 구조 199' 음극 지지 구조 198' 사이에 적절하게 배열되도록 움직인다.The metal fuel consumed by the FCB system, shown in FIG. 3, is provided in the form of a metal fuel card and is slightly different in structure from the card 112 used in the system of FIG. 1. As shown in FIGS. 3 and 4A12, each metal card 178 has a rectangular housing including a plurality of isolated metal elements 195A to 195D. Although described in detail later, these elements are intended to contact the cathode elements of the "multi-zone" discharge head 197 in the metal fuel card discharge subsystem, and move the metal-cards properly arranged during discharge mode between 198 and 199. In contact with the cathode yosho 196A 'through 196D' of the charging head 197 in 191, whereby it is properly arranged between the anode contact structure 199 'cathode support structure 198' during the charging mode as shown in Figure 4B4. Move.

실시예에서, 본 발명의 연료 카드는 "멀티존"을 갖는데, 멀티존 방전헤드(197)로 부터 다수의 공급 전압(즉 1.2V)을 동시에 발생할 수 있도록 한다. 본 발명의 다른 실시에에 관한 설명에서처럼, FCB 시스템에 연결된 특정 전기 부하의 요구에 적합하도록 시스템으로부터 출력 전압의 넓은 범위로 발생시키고 제공한다.
In an embodiment, the fuel card of the present invention has a " multizone ", so that multiple supply voltages (ie, 1.2V) can be generated simultaneously from the multizone discharge head 197. As in the description of other embodiments of the present invention, a wide range of output voltages are generated and provided from the system to suit the needs of a particular electrical load connected to the FCB system.

본 발명의 두 번째 실시예의 FCB 시스템의 동작모드 요약Summary of Modes of Operation of FCB System of Second Embodiment of the Present Invention

두 번째 실시예의 FCB 시스템은 몇 개의 동작 모드를 갖는데, 이름하여 : 금속 연료 카드 방전 서브시스템의 방전부로 금속 연료 카드 저장상자 188A로부터 하나 이상 연료카드를 자동으로 로드시키는 동안의 방전 카드 로딩 모드 ; 금속 카드 충전 서브시스템 191의 충전부로 방전된 금속 연료 카드 저장 상자로부터 하나 이상의 금속 카드를 자동으로 로드시키는 방전 카드 로딩 모드 ; 전기 화학적 산화에 의해 금속 연료 카드 방전 서브시스템으로 로드된 금속카드(187)로부터 전기 파워가 생산되고, 서브시스템의 출력에 연결된 전기 부하에 공급되는 동안의 방전 모드 ; 금속 카드 충전 서브시스템 191내로 로드된 금속 카드가 전기 화학적 환원에 의해 충전되는 동안의 충전모드 ; 금속 카드 저장상자 188B로 시스템의 방전부로부터 금속 카드가 방출되는 동안의 방전 카드 방출모드 ; 와 금속 카드 저장상자 188A로 금속 카드 충전 서브시스템 191의 충전부로부터 금속카드가 자동으로 방출되는 동안의 이들 모드는 이하 자세하게 설명된다.
The FCB system of the second embodiment has several modes of operation, namely: a discharge card loading mode during the automatic loading of one or more fuel cards from the metal fuel card storage box 188A into the discharge portion of the metal fuel card discharge subsystem; A discharge card loading mode for automatically loading one or more metal cards from the discharged metal fuel card storage box into the charging section of the metal card charging subsystem 191; Discharge mode while electrical power is produced from a metal card 187 loaded into the metal fuel card discharge subsystem by electrochemical oxidation and supplied to an electrical load connected to the output of the subsystem; The charging mode while the metal card loaded into the metal card charging subsystem 191 is charged by electrochemical reduction; Discharge card discharging mode while discharging the metal card from the discharging portion of the system with the metal card storage box 188B; These modes are described in detail below while the metal card is automatically ejected from the charging section of the metal card charging subsystem 191 with the metal card storage box 188A.

두 번째 실시예의 FCB 시스템 내에서 사용되는 멀티 존 금속 카드Multi-zone metal card used in FCB system of the second embodiment

도 3의 FCB 시스템에서, 각 금속 연료 카드 187은 다수의 연료 트랙(즉 다섯개 존)을 가져 동시 출원 중인 08/944,507에서 설명된다. 이 금속-카드 디자인을 사용할 경우, 멀티 존 방전 헤드로서 금속 연료 카드 방전 서브시스템내 각 방전 헤드(197)을 디자인하는 것이 바람직하다. 비슷하게, 금속 카드 충전 서브시스템 191 내 각 충전 헤드 197'는 본 발명에 따라 멀티 존 충전헤드로 디자인되어야 한다. 동시출원 중 08/944,507에 상세하게 설명된 대로, "멀티 존" 금속 카드와 멀티 존 방전 헤드(197)의 사용은 엔드유저에 의해 선택될 수 있는 다수의 출력 전압 V1, V2, …,Vn을 동시에 발생시킬 수 있게 한다. 이러한 출력 전압은 금속 연료 카드 방전 서브시스템의 출력 파워 터미날 201에 연결된 전기 부하 200의 다양한 형태를 구동시키기 위해 사용될 수 있다. 이것은 카드 방전 작동 중에 방전 헤드 내 각 양극-음극에서 생성되는 개별적인 출력 전압을 선택적으로 구성할 수 있게 한다. 이 시스템 기능은 아래에 상세하게 설명된다.In the FCB system of FIG. 3, each metal fuel card 187 has a plurality of fuel tracks (ie five zones) and is described in concurrent application 08 / 944,507. When using this metal-card design, it is desirable to design each discharge head 197 in the metal fuel card discharge subsystem as a multi-zone discharge head. Similarly, each charging head 197 'in the metal card charging subsystem 191 should be designed as a multi-zone charging head in accordance with the present invention. As described in detail in co-application 08 / 944,507, the use of a "multi-zone" metal card and a multi-zone discharge head 197 can be used by a number of output voltages V1, V2,... , Vn can be generated at the same time. This output voltage can be used to drive various types of electrical loads 200 connected to the output power terminal 201 of the metal fuel card discharge subsystem. This makes it possible to selectively configure the individual output voltages generated at each anode-cathode in the discharge head during card discharge operation. This system function is described in detail below.

일반적으로, 멀티-존과 싱글-존 금속 카드는 몇몇의 다른 기술로 만들어 질 수 있다. 바람직하게는, 각 카드와 같은 장치에 포함된 금속 연료는 비싸지 않고, 친환경적이며, 가공하기 쉬운 금속으로서 아연으로 만들 수 있다. 몇 가지 다른 기술은 아래에 기술되어 본 발명에 따른 실시예에 따라 아연 연료를 만들 수 있다. In general, multi-zone and single-zone metal cards can be made with several different technologies. Preferably, the metal fuel contained in devices such as each card can be made of zinc as an inexpensive, environmentally friendly, and easy to process metal. Some other techniques are described below to make zinc fuel according to embodiments according to the present invention.

예를 들어, 첫 번째 제조 기술에 따르면, 0.1 내지 5미크론 정도 두께의 금속층(즉, 니켈 또는 청동)이 저밀도 플라스틱 위에 도포된다(당겨져 카드처럼 형성되도록 자름). 플라스틱은 KOH와 같은 전해질의 존재에도 안정한 것이 선택되어야 한다. 얇은 금속층의 기능은 양극면에서 효율적인 전류 수집을 한다. 이후, 아연가루가 접착제에 섞여, 얇은 금속층 위에 코팅시킨다. 아연층은 양극과 음극사이의 전기 저항은 최소화하여 이온이 이온 전도성 매체로 흐르도록 하는데 50%정도의 일정한 다공성을 갖도록 한다. 이하에 더욱 자세히 설명되지만, 결과적인 금속 연료 구조는 금속카드의 구조적 집적성을 개선하는 얇은 디멘젼의 전기 절연성 케이스 내에 장착될 수 있다. 금속 카드의 케이싱은 금속 연료 스트립에 접근할 수 있게 미끄러지기 쉬운 패널로 만들어 질 수 있고 카드가 저장부에 받아들여졌을 때 방전 헤드가 방전 작동을 위한 포지션으로 이송된다. For example, according to the first manufacturing technique, a metal layer (i.e. nickel or bronze) about 0.1 to 5 microns thick is applied over a low density plastic (pulled to form a card). The plastic should be chosen to be stable even in the presence of an electrolyte such as KOH. The function of the thin metal layer is efficient current collection at the anode side. The zinc powder is then mixed with the adhesive and coated on a thin metal layer. The zinc layer minimizes the electrical resistance between the anode and the cathode, allowing ions to flow into the ion-conducting medium, with a constant porosity of about 50%. Although described in more detail below, the resulting metal fuel structure can be mounted in a thin dimension of electrically insulating case that improves the structural integrity of the metal card. The casing of the metal card can be made of a slippery panel to access the metal fuel strip and the discharge head is transferred to the position for discharge operation when the card is received in the reservoir.

두 번째 제조방법에 따르면, 0.1 내지 5 미크론 정도의 두께인 금속층(즉 니켈 또는 청동)이 저밀도 플라스틱 면에 도포된다(당겨져 카드 형태로 자름). 플라스틱은 KOH와 같은 전해질의 존재에도 안정한 것을 선택하여야 한다. 얇은 금속층 기능은 양극 면에 효율적으로 전류 수집이 되게 하다. 이후 아연은 얇은 금속층에 전착된다. 아연층은 50%정도의 다공성을 가져야 음극과 양극 사이에 최소한의 전기저항을 가지면서 이온 전도성 매체를 이온이 흐를 수 있게 한다. 이하에 자세히 설명되지만, 결과적 금속 연료 구조는 카드가 카드 저장부로 로드되었을 때 양극에 방전헤드가 접근할 수 있도록 구조적 집적성을 갖는 금속 카드로 되는 얇은 디멘젼의 절연 케이싱 내에 장착될 수 있다. 금속 연료 카드의 케이싱은 미끄러지기 쉬운 패널 형태로 만들 수 있어 카드가 저장부에 갈 때 카드 스트립에 접근할 수 있게 하고 방전헤드가 방전 작용을 위한 포지션으로 이송된다. According to a second manufacturing method, a metal layer (i.e. nickel or bronze), on the order of 0.1 to 5 microns thick, is applied (pulled and cut into card form) on the low density plastic side. The plastic should be chosen to be stable even in the presence of an electrolyte such as KOH. The thin metal layer function allows efficient current collection on the anode side. Zinc is then electrodeposited on the thin metal layer. The zinc layer should have a porosity of about 50% to allow ions to flow through the ion-conducting medium with minimal electrical resistance between the cathode and anode. Although described in detail below, the resulting metal fuel structure can be mounted in a thin dimension of insulating casing that is a metal card with structural integrity such that the discharge head can access the anode when the card is loaded into the card reservoir. The casing of the metal fuel card can be made in the form of a slippery panel, allowing access to the card strip as the card goes to the reservoir and the discharge head being transferred to the position for discharge action.

세 번째 제조방법에 따르면, 아연 분말이 저밀도 플라스틱 기재 물질에 혼합되고 전기 전도성 시트로 만든다. 저밀도 플라스틱 물질은 KOH와 같은 전해질의 존재에 안정한 것을 선택하여야 한다. 각 전기 전도성 시트는 50%정도의 균일한 다공성을 가져야 양극과 음극의 전류 수집 요소사이의 전기 저항을 최소화하면서 이온 전도성 매체로 이온이 흐를 수 있게 한다. 이제 얇은 금속층 약 1 내지 10 미크론 두께의 것이 전기 전도성 시트 면에 도포된다. 얇은 금속층의 기능은 효율적으로 양극 표면에 전류수집이 되도록 하는 것이다. 이하 자세히 설명되듯이, 결과적으로 금속 연료 구조는 구조적 집적성에 적합하도록 금속 카드가 얄은 절연성 디멘졍의 케이싱에 장착되어, 카드가 카드 저장부에 로드되었을 때 양극 구조에 방전 헤드가 접근할 수 있다. 이 카드 하우징은 열과 부식에 저항성 있도록 적합한 물질로 만들어져야 한다. 바람직하게는, 하우징 물질은 카드 방전과 충전동작동안 사용자 안정성이 더해진 전기 비전도성의 것이 좋다. 금속 연료를 제조하는 각 기술은 "양면" 금속 카드로 만들 수 있으면, 싱글트랙 또는 멀티 트랙 금속 연료층은 기재 물질의 양면에 만들 수 있다. 금속 카드의 이 실시예는 응용예에 사용될 수 있어, 방전 헤드가 FCB 시스템 내에 로드된 금속 연료 카드의 양면에 배열될 수 있다. 양면 금속 카드를 만들면 다른 음극 구조와 관련된, 금속 카드의 양면으로부터 전류를 수집할 수 있돌고 플라스틱의 양면에 전류컬렉팅층(얇은 금속 물질의)을 형성하는 것이 대부분의 실시예에 필요하다. 양면 멀티 트랙 연료 카드를 만들 때, 물리적 접촉이 각 시트의 기재와 함께 두 개의 금속 연료시트 모두 라미네이트 될 필요내지 되는 것이 바람직하다. 양면 금속 카드를 생산하는 방법의 적용은 이미 공지된 기술로서 본 발명의 개시에 적합한 것을 이용할 수 있다. 본 발명의 이 실시예에서, 각 방전 헤드 내 양극 접촉 구조는 조정되어 전기접촉이 그에 채택된 금속 카드 내에 형성된 전기적으로 격리된 전류 컬렉팅층과 되어야 한다.
According to a third manufacturing method, zinc powder is mixed into a low density plastic base material and made into an electrically conductive sheet. Low density plastic materials should be chosen that are stable in the presence of an electrolyte such as KOH. Each electrically conductive sheet must have a uniform porosity of about 50% to allow ions to flow into the ion conductive medium while minimizing the electrical resistance between the current collecting elements of the anode and cathode. A thin metal layer of about 1 to 10 microns thick is now applied to the surface of the electrically conductive sheet. The function of the thin metal layer is to efficiently collect current on the surface of the anode. As will be described in detail below, the resulting metal fuel structure is mounted in a casing of insulating dimensions with a metal card adapted for structural integration, so that the discharge head can access the anode structure when the card is loaded into the card reservoir. have. The card housing must be made of a suitable material to resist heat and corrosion. Preferably, the housing material is preferably electrically nonconductive with added user stability during card discharge and charging operations. Each technique for making metal fuel can be made from "duplex" metal cards, while single-track or multi-track metal fuel layers can be made on both sides of the base material. This embodiment of the metal card can be used in the application, so that the discharge head can be arranged on both sides of the metal fuel card loaded in the FCB system. Making a double-sided metal card allows collecting current from both sides of the metal card, associated with other cathode structures, and forming a current collector layer (of thin metal material) on both sides of the plastic is required in most embodiments. When making a double sided multi-track fuel card, it is desirable that the physical contact need not be laminated to both metal fuel sheets together with the substrate of each sheet. Application of the method of producing a double-sided metal card can use those which are known in the art and suitable for the disclosure of the present invention. In this embodiment of the invention, the anode contact structure in each discharge head must be adjusted so that the electrical contact is with an electrically isolated current collecting layer formed in the metal card adopted therein.

본 발명의 금속-연료 FCB 시스템의 두 번째 실시예의 카드 착/탈 서브시스템Card attach / detach subsystem of the second embodiment of the metal-fuel FCB system of the present invention

도 4A1에 도시된, 충전 카드 로딩 서브시스템 189의 기능은 금속 연료 카드 방전 서브시스템 182로 카드 저장 상자 188A 내 충전된 금속 연료 카드 187의 바닥으로부터 다수의 충전되 금속카드를 자동으로 수송하는 것이다. 도 4A2에 도시된, 방전 카드 방출 서브시스템 190의 기능은 자동으로 카드 저장 상자 188B 내 방전된 금속 카드의 꼭대기로 금속 연료 카드 방전 서브시스템의 방전부로부터 다수의 산화된 금속 연료 카드 187을 수송하는 것이다. 도 4B1에 도시된, 방전 카드 로딩 서브시스템 192의 기능은 자동으로 방전 카드 로딩 서브시스템 192의 충전부로 금속 카드 저장 상자 191내 방전된 금속 연료 카드 187'의 바닥으로부터 다수의 산화된 금속 카드를 수송하는 것이다. 도4B2에 도시된, 충전 카드 방출 서브시스템 193의 기능은 자동으로 카드 충전 상자 188A내 충전된 금속 카드의 위로 금속 카드 충전 서브시스템 191의 충전부로부터 다수의 충전된 금속 카드 197을 수송하는 것이다.The function of the charge card loading subsystem 189, shown in FIG. 4A1, is to automatically transport multiple charged metal cards from the bottom of the charged metal fuel card 187 in the card storage box 188A to the metal fuel card discharge subsystem 182. The function of the discharge card discharge subsystem 190, shown in FIG. 4A2, automatically transports a number of oxidized metal fuel cards 187 from the discharge portion of the metal fuel card discharge subsystem to the top of the discharged metal card in the card storage box 188B. will be. The function of the discharge card loading subsystem 192, shown in Figure 4B1, automatically transports a number of oxidized metal cards from the bottom of the discharged metal fuel card 187 'in the metal card storage box 191 to the charging compartment of the discharge card loading subsystem 192. It is. The function of the charge card ejection subsystem 193, shown in FIG. 4B2, is to automatically transport multiple charged metal cards 197 from the charging portion of the metal card charging subsystem 191 over the charged metal cards in the card charging box 188A.

도 4A1에 도시된 대로, 충전 카드 로딩 서브시스템 189는 전기적 메카니즘으로 이해되며, 예를 들어, 전기 모터, 롤러, 가이드와 다른 구성성분이 배열되어 순차적인 방전 카드의 수송을 가능하게 하는데, MFCDS의 방전부로 충전된 카드 저장 상자 188A내 충전된 금속 카드의 아래로부터 이루어지며, 이 때 금속 카드 197의 음극과 양극이 배열된다. 이 전기 기계적 카드 수송 메커니즘은 시스템 콘트롤러(203)에 연결된다. As shown in FIG. 4A1, the charging card loading subsystem 189 is understood as an electrical mechanism, for example, an electric motor, roller, guide and other components are arranged to enable the transport of sequential discharge cards. It is made from underneath the charged metal card in the card storage box 188A charged with the discharge portion, wherein the cathode and the anode of the metal card 197 are arranged. This electromechanical card transport mechanism is connected to the system controller 203.

도 4A2에 보인대로, 방전 카드 방출 서브시스템 190은 어떤 전기적 메커니즘으로 이해되는데, 예를 들어, 전기모터, 롤러, 가이드와 다른 요소가 배열되어 카드 저장 상자 188B내 방전된 금속 카드의 위로 금속 카드 방전 서브시스템의 방전부로부터 방전된 금속 카드가 순차적인 수송이 가능해지며, 이때 방전 헤드 197의 음극과 양극이 정렬된다. 이 전기 기계적 카드 수송 메카니즘은 시스템 콘트롤러 203에 연결된다. As shown in Fig. 4A2, the discharge card release subsystem 190 is understood as an electrical mechanism, for example an electric motor, roller, guide and other elements arranged to discharge a metal card over the discharged metal card in the card storage box 188B. The metal card discharged from the discharging portion of the subsystem is capable of sequential transportation, where the cathode and anode of the discharge head 197 are aligned. This electromechanical card transport mechanism is connected to the system controller 203.

도 4B1에 보인대로, 방전 카드 로딩 서브시스템 190은 전기적 메커니즘으로 이해되는데, 예를 들면, 이 방법으로 배열된 전기보터, 롤러, 가이드와 다른 요소를 포함하여 금속 연료 카드 충전 서브시스템의 충전부로 카드 저장 상자 188B내 방전된 금속 카드의 아래로부터 금속 카드의 순차적인 수송이 가능하게 하며, 이 때 방전 헤드의 음극과 양극이 정렬된다. 이 전기 기계적 카드 수송 메커니즘은 시스템 콘트롤러 203에 연결된다. As shown in FIG. 4B1, the discharge card loading subsystem 190 is understood as an electrical mechanism, for example, the card as a charging section of a metal fuel card charging subsystem, including electric boats, rollers, guides and other elements arranged in this manner. The sequential transport of the metal card from under the discharged metal card in the storage box 188B is possible, with the cathode and the anode of the discharge head aligned. This electromechanical card transport mechanism is connected to the system controller 203.

도 4B2에 보인대로, 충전 카드 방출 서브시스템 193은 같은 방법으로 배열된 전기 모터, 롤러, 가이드 다른 요소를 포함하여 카드 저장 상자 188A내 충전된 금속 카드의 위로 금속 연료 카드 충전 서브시스템의 충전부로부터 금속카드를 순차적으로 수송되게 하여, 이 때 방전 헤드의 음극과 양극은 배열된다. 이 전기 기계적 카드 수송 메커니즘은 시스템 콘트롤러 203과 연결된다.
As shown in FIG. 4B2, the charging card ejection subsystem 193 includes an electric motor, roller, guide, and other elements arranged in the same way from the charging portion of the metal fuel card charging subsystem over the metal card charged in the card storage box 188A. The cards are sequentially transported so that the cathode and anode of the discharge head are arranged. This electromechanical card transport mechanism is connected to the system controller 203.

본 발명의 금속-공기 FCB 시스템의 두번째 실시예를 위한 금속-연료 방전 서브시스템Metal-fuel discharge subsystem for a second embodiment of the metal-air FCB system of the present invention

도 4A3과 4A4에 보인대로, 본 발명의 세 번째 실시예의 금속 연료 카드 방전 서브시스템은 다수의 서브시스템을 가지며, 이름하여: 이들 각각은 각 이후에 설명될 방법으로 전기전도성 출력 터미널과 접속될 멀티-엘리먼트 음극(198)과 양극-접촉 구조(199)를 가지는 멀티-트랙 방전(즉, 방전하는) 헤드의 어셈블리(197); 카드 방전 헤드 어셈블리(194)의 서브콤포넌트를 서브시스템에 장착될 금속-연료로와 로 부터 이송시키기 위한 방전 헤드 이송 서브시스템(204); 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)와 연결된 특별한 전기 부하에 의해 요구되는 전압 출력을 유지하기 위하여 시스템 콘트롤러(203)의 제어아래 방전 헤드의 음극과 양극-접촉 구조에 대한 출력 터미널을 구성하기 위한 음극 전해질 출력 단자 구성 서브시스템(205); 각 방전 헤드의 양극과 음극을 가로질러 발생되는 전압을 모니터링(즉, 샘플링)을 하기 위해서, 감지된 전압 레벨의 (디지탈) 데이터를 나타내기 위해서 음극-양극 줄력 터미널 구성 서브시스템(205)와 연결된 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(206A); 방전 모드 동안 각 방전 헤드의 음극-전해질 계면을 가로질러 흐르는 전류를 모티터링(즉 샘플링)하기 위해서, 감지된 전류 레벨의 디지털 데이터 신호를 표현하기 위해서 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(205)와 연결된 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(206B); 각 방전 헤드(197)의 음극 구조내에 pO2 레벨을 감지하고 조절하기 위해 정렬된 도 2B7과 2B8에 도시된 시스템콘트롤러(203), 고체상태 pO2 센서(250), 진공 챔버 (구조) (207), 도 2B3과 2B4에 도시된 진공펌프(208), 공기흐름 콘트롤 장치(209), 매니폴더 구조(210),과 멀티-루멘 튜빙(211)으로 이루어진 음극 산소압 콘트롤 서브시스템; 방전 모드 작동 중에 적정 레인지로 음극-전해질 계면에 이온 농도가 유지될 수 있게 FCB 시스템내 계면의 조건(즉, 방전 헤드의 음극-전해질 습도 레벨)을 감지하고 수정시키기 위해 보여지는대로 함께 정렬된 시스템 콘트롤러, 고체상태 습도 센서(하이드로미터) , 음극지지 플레이트의 벽체에 체화된 미세-스프링클러(도 2B6에 도시된 각 벽 표면을 따라 배치된 물분사홀)로 이해되는 가습장치(즉 미세 분무 엘리멘트), 물펌프, 물보관용기, 물흐름 콘트롤 밸브, 매니폴드 구조와 습기를 공급하는 구조으로 뻗어 있는 도관으로 이루어진 이온 이동 콘트롤 서브시스템; 방전 작동 중에 적정 온도 범위내로 각 방전 채널의 온도를 낮추기 위한 시스템 콘트롤러, 멀티-음극지지 구조의 각 채널내에 체화된 고체상태 온도 센서(즉, 온도계), 시스템 콘트롤러에 의해 생성된 제어 신호에 응답하여 방전 헤드 냉각 장치로 이루어진 방전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템; 금속-연료 테이프 방전 서브시스템내에 다양한 서브시스템의 출력으로부터 얻어지는 특별한 타입의 정보를 받기 위해 디자인되고, 로칼 버스에 의해 시스템 콘트롤러와 연결된 관계형 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템(금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템); 각 방전 헤드의 음극지지 구조의 내에 체화되거나 근접하게 장착된 리딩 헤드 260(260', 260"), 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템, 음극-양극 전류 모니터링 시스템 음극 산소압 콘트롤 서브시스템과 이온농도 콘트롤 서브시스템으로부터 생성된 데이터 신호를 받게 된 프로그램된 마이크로프로세서에 기반한 데이터 프로세서로 이루어져, (i)장착된 금속-연료 카드로부터의 금속-연료 카드 신원 데이터를 읽고, (ii)로컬 시스템 버스을 이용하여 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템에서 거기로부터 얻어지는 감지된 방전 인자와 계산된 금속산화물에 대한 데이터를 읽고, (iii)로컬 시스템 버스를 이용하여 금속-연료 데이터베이스 관리 서브시스템에서 저장된 이미 저장된 방전 인자와 이미저장된 금속-연료 인지 데이터를 읽을 수 있게 하는 데이터 캡쳐 프로세싱 서브시스템(DCPS); 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템과 금속-연료 카드 방전 서브시스템에 연결된 전기 부하의 입력 단자 사이를 연결하여 전기 부하에 공급되는 출력 파워를 조정하도록(그리고 시스템 콘트롤러에 의해 수행되는 방전 조절 방법에 의해 요구되는 전압과/또는 전류 특성치를 조정하도록)하는 방전(즉, 출력) 파워 조정 서브시스템; FCB 시스템내에 체화되어 리모트시스템 또는 리절턴트 시스템를 경유하여 FCB 시스템의 모든 기능을 조절하기 위하여 시스템 콘트롤러와 접촉된 입력/출력 콘트롤 서브시스템; 시스템 작동을 위한 다양한 모드 동안 상기 언급된 서브시스템의 작동을 관리하기 위한 시스템 콘트롤러으로 이루어져 있다. 이러한 서브시스템들은 아래에 더욱 기술적으로 설명된다.
As shown in Figs. 4A3 and 4A4, the metal fuel card discharge subsystem of the third embodiment of the present invention has a plurality of subsystems, namely: each of which is to be connected to an electroconductive output terminal in a manner to be described later on, respectively. An assembly 197 of a multi-track discharge (ie, discharging) head having an element cathode 198 and an anode-contact structure 199; A discharge head transfer subsystem 204 for transferring subcomponents of the card discharge head assembly 194 from and to the metal-fuel furnace to be mounted to the subsystem; Outputs for the negative and positive-contact structures of the discharge head under the control of the system controller 203 to maintain the voltage output required by the particular electrical loads associated with the metal-fuel card discharge subsystem (metal fuel card discharge subsystem). A cathode electrolyte output terminal configuration subsystem 205 for configuring a terminal; In order to monitor (i.e., sample) the voltage generated across the positive and negative poles of each discharge head, it is connected to the negative-positive joule terminal configuration subsystem 205 to present (digital) data of the sensed voltage levels. Cathode-anode voltage monitoring subsystem 206A; Cathode-anode output terminal configuration subsystem 205 to represent a digital data signal at a sensed current level for monitoring (ie sampling) current flowing across the cathode-electrolyte interface of each discharge head during discharge mode; Connected cathode-anode current monitoring subsystem 206B; System controller 203 shown in FIGS. 2B7 and 2B8, solid state pO2 sensor 250, vacuum chamber (structure) 207, arranged to sense and adjust pO2 levels in the cathode structure of each discharge head 197, Cathode oxygen pressure control subsystem consisting of the vacuum pump 208, air flow control device 209, manifold structure 210, and multi-lumen tubing 211 shown in FIGS. 2B3 and 2B4; Systems aligned together as shown to detect and correct conditions at the interface within the FCB system (i.e., cathode-electrolyte humidity levels in the discharge head) to maintain ion concentration at the cathode-electrolyte interface in the appropriate range during discharge mode operation. Humidifier (ie, fine spray element), understood as controller, solid state humidity sensor (hydrometer), micro-spring sprinkler (water spray hole disposed along each wall surface shown in Figure 2B6) embodied on the wall of the cathode support plate. An ion transfer control subsystem consisting of a conduit extending into the water pump, the water reservoir, the water flow control valve, the manifold structure and the moisture supply structure; A system controller for lowering the temperature of each discharge channel within an appropriate temperature range during discharge operation, a solid state temperature sensor (i.e., a thermometer) embodied within each channel of the multi-cathode support structure, in response to control signals generated by the system controller A discharge head temperature control subsystem comprising a discharge head cooling device; A relational metal-fuel database management subsystem (metal fuel database management subsystem) designed to receive special types of information obtained from the outputs of various subsystems within the metal-fuel tape discharge subsystem and connected to the system controller by a local bus. ; Reading heads 260 (260 ', 260 ") embodied in or closely mounted within the cathode support structure of each discharge head, cathode-anode voltage monitoring subsystem, cathode-anode current monitoring system cathode oxygen pressure control subsystem and ion concentration control It consists of a data processor based on a programmed microprocessor that receives a data signal generated from a subsystem, comprising: (i) reading metal-fuel card identity data from an installed metal-fuel card, and (ii) using a local system bus Reads data on the sensed discharge factors and calculated metal oxides obtained therefrom in the fuel database management subsystem, and (iii) using the local system bus, already stored discharge factors stored in the metal-fuel database management subsystem and Data that makes it possible to read metal-fuel-aware data The processing subsystem (DCPS); connects between the negative-anode output terminal configuration subsystem and the input terminals of the electrical load connected to the metal-fuel card discharge subsystem to adjust the output power supplied to the electrical load (and to the system controller). A discharge (i.e., output) power adjustment subsystem to adjust the voltage and / or current characteristics required by the discharge regulation method performed by the controller; all functions of the FCB system embodied within the FCB system via a remote system or a resistor system. An input / output control subsystem in contact with the system controller to adjust the control system, and a system controller for managing the operation of the above-mentioned subsystems during various modes of system operation. do.

금속-연료 카드 방전 서브시스템내의 멀티-존 방전 헤드 어셈블리Multi-zone Discharge Head Assembly in Metal-Fuel Card Discharge Subsystem

멀티-존 방전 헤드 어셈블리의 기능은 전기 부하에 전기 파워를 공급하는 것인데, 각 금속-연료 카드는 방전 모드 작동 중에 방전된다. 실시예에서, 각 방전(즉, 방전하는) 헤드는 각각 이 아래 부분의 구멍을 통해 산소의 자유로운 이동이 가능하게 고립된 다수의 리세스를 갖는 음극 요소지지 플레이트; 각각 이 리세스의 아래 부분내에 삽입을 위한 다수의 전기 전도성 음극 요소(즉, 스트립); 도 4A12에 도시된 리세스내를 지지하는 음극 스트립 위에 위치시키기 위한 다수의 전해질이 함침된 스트립; 도 4A12에 보인 봉함된 수단내에 음극 요소지지 플레이트의 표면의 위(뒤)에 장착된 도 4A7에 도시된 산소-삽입 챔버로 이루어진다.The function of the multi-zone discharge head assembly is to supply electrical power to the electrical load, where each metal-fuel card is discharged during discharge mode operation. In an embodiment, each discharge (ie, discharging) head comprises: a cathode element support plate having a plurality of recesses each isolated to allow free movement of oxygen through the holes in the lower portion thereof; A plurality of electrically conductive cathode elements (ie, strips) each for insertion into the bottom portion of this recess; Strips impregnated with a plurality of electrolytes for positioning on the negative electrode strip supporting the recesses shown in Fig. 4A12; It consists of the oxygen-insertion chamber shown in FIG. 4A7 mounted above (behind) the surface of the cathode element support plate in the sealed means shown in FIG. 4A12.

도 4A3, 4A4에 도시된, 각 산소-분사 챔버는 다수 서브챔버를 가지고, 물리적으로 각각 리세스내에서 연결되어 있으며, 각 진공 서브챔버는 모든 다른 서브쳄 버로부터 격리되고 전해질이 함침된 요소와 음극 요소를 지지하는 하나의 채널내에 유체 통로이다. 도시된 대로, 각 서브챔버는 멀티-루멘 튜빙의 하나의 루멘과 매니폴드 어셈블리의 하나의 채널과 공기 흐름 스위치의 한 채널을 경유하여 진공펌프와 유체가 통할 수 있게 배열되어, 이들의 작동은 시스템 콘트롤러에 의해 조절된다. 이 배열은 시스템 콘트롤러을 매니폴드 어셈블리내의 공기 흐름 채널을 따라 공기를 선택적으로 가압하는 것에 의해 방전 작동 중에 적정 범위내로 각 산소-분사 서브챔버로 pO2 레벨을 독립적으로 조절하게 한다. pO2 레벨의 적정 범위는 공지 기술을 이용한 실험으로부터 실험적으로 얻어진 것이 될 수 있다.Each oxygen-injection chamber, shown in FIGS. 4A3 and 4A4, has multiple subchambers, each physically connected in a recess, each vacuum subchamber being isolated from all other subchambers and having an electrolyte impregnated element. There is a fluid passage in one channel that supports the cathode element. As shown, each subchamber is arranged in fluid communication with the vacuum pump via one lumen of the multi-lumen tubing and one channel of the manifold assembly and one channel of the air flow switch. It is controlled by the controller. This arrangement allows the system controller to independently adjust the pO 2 level to each oxygen-spray subchamber within an appropriate range during discharge operation by selectively pressurizing air along the air flow channel in the manifold assembly. An appropriate range of pO 2 levels may be obtained experimentally from experiments using known techniques.

도 4A8A에 보인대로, 전해질 함침 스트립은 젤형 전해질로 전해질-흡수 캐리어 매체를 감싼 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는 전해질-흡수 캐리어 스트립은 PET 를라스틱으로 만들어진 저밀도, 개발 셀 거품 물질로서 이해될 수 있다. 방전 셀의 젤-전해질은 알카리 용액, 젤라틴 물질, 물과 잘알려진 부가물질로부터 만들어진다.As shown in Figure 4A8A, the electrolyte impregnated strip can be understood to be wrapped in an electrolyte-absorbing carrier medium with a gel electrolyte. Preferably the electrolyte-absorbing carrier strip can be understood as PET, a low density, developing cell foam material made of plastic. The gel-electrolyte of the discharge cell is made from alkaline solution, gelatinous material, water and well known adducts.

도 4A8A에 보인대로, 각 음극 스트립 196A부터 196D은 금속-공기 FCB 시스템내의 방전 헤드에서 사용하기 적합한 음극 형태로 다공성 탄소 물질과 그래뉼화된 백금 또는 다른 촉매(229)이 코팅된 니켈 와이어 메쉬 228로 만들어진다. 음극의 자세한 구조는 미국특허 4,894,296와 4,129,633에 개시되어 참고된다. 전류 수집 통로 형성을 위해, 전기 콘덕터(니켈) 230은 각 음극 스트립의 와이어 메쉬 시트 228 아래에 부착된다. 도 4A12에 보인대로, 전기 콘덕터(230)은 음극지지 플레이트의 각 리세스의 바닥 표면에 형성된 홀(231)를 통해 통과되고, 음극-양극 출력 터 미널 구성 서브시스템의 입력 터미널과 연결된다.As shown in FIG. 4A8A, each cathode strip 196A through 196D is a nickel wire mesh 228 coated with platinum or other catalyst 229 granulated with a porous carbon material in a cathode form suitable for use in a discharge head in a metal-air FCB system. Is made. The detailed structure of the cathode is disclosed and referenced in US Pat. Nos. 4,894,296 and 4,129,633. To form a current collecting passage, an electrical conductor (nickel) 230 is attached below the wire mesh sheet 228 of each cathode strip. As shown in FIG. 4A12, electrical conductor 230 is passed through a hole 231 formed in the bottom surface of each recess of the cathode support plate and connected to the input terminal of the cathode-anode output terminal configuration subsystem.

도 4A6에 되시된, 각 리세스의 바닥 표면은 다수의 구멍(225)이 있어 방전 모드 동안 음극 스트립(대기온도와 압력)을 통해 산소의 자유로운 통로로 사용된다. 도시된 실시예에서, 전해질 함침 스트립(226A부터 226D)은 각각 음극 스트립(196A부터 196D)위에 놓여지고, 음극 지지 채널을 따라 상부에서 안전하다. 도 4A12에 도시된, 음극지지 플레이트(198)에 음극 스트립과 얇은 전해질 스트립이 그들 각각의 채널에 장착될 때, 각 전해질 함침 스트립의 바깥 표면은 채널을 한정하는 플레이트의 위쪽 표면에 위치된다.The bottom surface of each recess, as shown in FIG. 4A6, has a plurality of holes 225 to be used as free passages of oxygen through the cathode strip (atmospheric temperature and pressure) during discharge mode. In the illustrated embodiment, electrolyte impregnated strips 226A through 226D are respectively placed over cathode strips 196A through 196D, and are safe at the top along the cathode support channel. When the negative electrode strip and thin electrolyte strip are mounted on their respective channels in the negative electrode support plate 198, shown in FIG. 4A12, the outer surface of each electrolyte impregnated strip is located on the upper surface of the plate defining the channel.

하이드로포빅 물질은 물을 거기서 밀어내도록 하기 위해 내산화 음극 요소로 이루어진 탄소 물질에 부가된다. 또한, 음극지지 채널의 내부표면은 하이드로포빅 필름(예, 테플론)으로 코팅되어 전해질-함침 스트립(226A에서 226D)으로부터 물을 밀쳐내어 방전 모드 동안 음극 스트립에 적절한 산소 공급이 이루어진다. 바람직하게는, 음극지지 플레이트는 잘알려진대로 폴리비닐클로라이드 플라스틱 물질과 같은 전기 비전도성 물질로 만들어진다. 음극지지 플레이트와 산소 분사 챔버는 또한 공지기술에 따라 분사 몰딩을 이용하여 제조될 수 있다.Hydrophobic material is added to the carbon material consisting of an oxidation resistant cathode element to force water there. In addition, the inner surface of the cathode support channel is coated with a hydrophobic film (eg, Teflon) to push water from the electrolyte-impregnated strips 226D to 226D to provide adequate oxygen supply to the cathode strip during discharge mode. Preferably, the negative electrode support plate is made of an electrically nonconductive material, such as polyvinylchloride plastic material, as is well known. The cathode support plate and the oxygen injection chamber can also be manufactured using injection molding according to the known art.

도 4A7에, 산소 분사 챔버(207)는 음극 지지 플레이트 198과 유사한 디멘젼을 갖는 판같은 구조로서 이해할 수 있다. 도 4A7에 보인대로, 산소 분사 챔버는 4개의 리세스 207A 부터 207D를 가지고 이것은 도 4A12의 음극 지지구조 198의 표면에 산소 분사 챔버 207이 장착되었을 때, 각각 음극 리세스 224A 내지 224D에 공간 할당된 것이다. 4개의 도관이 리세스된 플레이트 207내에 형성되고, 이는 이름 하 여: 유입구 207E1와 유출구 207B1사이; 유입구 207E3와 유출구 207C1사이; 유입구 207E4와 207D1 사이에 있다. 리세스 플레이트 207이 음극 지지 플레이트 198 위에 장착되면, 서브챔버 207A부터 207D는 리세스 207A부터 207D사이에 형성되고 음극 지지 플레이트 198의 뒷부분에 형성된다. 각 멀티 루멘 도관 211은 4개의 유입구 207E1부터 207E4에 연결되고, 방전 서브시스템내 pO2 조절 서브시스템내 4개의 조절된 산소 흐름 채널과 통하는 서브챔버 207A부터 207D과 정렬된다.In FIG. 4A7, the oxygen injection chamber 207 can be understood as a plate-like structure with dimensions similar to the cathode support plate 198. As shown in FIG. 4A7, the oxygen injection chamber has four recesses 207A through 207D, which are space allocated to the cathode recesses 224A through 224D, respectively, when the oxygen injection chamber 207 is mounted on the surface of the cathode support structure 198 of FIG. 4A12. will be. Four conduits are formed in the recessed plate 207, which is named: between inlet 207E1 and outlet 207B1; Between inlet 207E3 and outlet 207C1; It is between inlets 207E4 and 207D1. When recess plate 207 is mounted over cathode support plate 198, subchambers 207A through 207D are formed between recesses 207A through 207D and formed later in the cathode support plate 198. Each multi lumen conduit 211 is connected to four inlets 207E1 through 207E4 and is aligned with subchambers 207A through 207D through four regulated oxygen flow channels in the pO2 regulating subsystem in the discharge subsystem.

도 3의 FCB 시스템에 로드된 멀티 트랙 연료 카드 금속 연료 카드 187은 도 4A9, 4A10에 도시된다. 보인대로, 금속 연료 카드는: 다수의 리세스 231A 부터 231D이 형성되고 각 리세스의 바닥면에 형성된 중앙홀 230을 갖는 강성구조의 전기 비전도성 양극 지지 플레이트 228; 양극 지지 플레이트 228내 리세스내 각각 위치되는 다수의 금속 스트립(즉 아연 연료) 195A 부터 195D로 이루어진다. 주목할 것은, 각 금속 연료 스트립의 공간과 넓이는 연료 카드가 사용되도록 의도된 시스템의 방전 헤드내 음극 스트립과 관련하여 공간적으로 예정되도록 디자인된다. 위에서 언급된 금속 연료 카드는 양극 지지 플레이트내 리세스의 모양내 아연 스트립을 형성함에 의해 만들어질 수 있고, 리세스 각각에 금속 연료 카드를 넣도록 된다. 음극 전해질 지지 플레이트 228내 각 리세스내에 삽입될 때, 각 금속 연료 스트립은 모든 다른 금속 연료 스트립으로 부터 전기적으로 격리된다.The multi-track fuel card metal fuel card 187 loaded in the FCB system of FIG. 3 is shown in FIGS. 4A9 and 4A10. As can be seen, the metal fuel card comprises: a rigid electrically nonconductive anode support plate 228 having a plurality of recesses 231A through 231D having a central hole 230 formed in the bottom surface of each recess; It consists of a plurality of metal strips (ie zinc fuel) 195A to 195D, each positioned in a recess in the anode support plate 228. Note that the space and width of each metal fuel strip is designed to be spatially scheduled in relation to the cathode strip in the discharge head of the system in which the fuel card is intended to be used. The metal fuel card mentioned above can be made by forming a zinc strip in the shape of a recess in the anode support plate, and puts the metal fuel card in each of the recesses. When inserted into each recess in the cathodic electrolyte support plate 228, each metal fuel strip is electrically isolated from all other metal fuel strips.

도 4A11에, 예시된 금속 연료 (양극) 접촉 구조(어셈블리) 199는 도 4A6에 보인 음극 지지 구조 228을 갖는 멀티 트랙 연료 카드 금속 연료 카드 187과 함깨 사용되도록 개시된다. 도 4A11에 보인대로, 전도성 포스트의 형내 다수의 전기 전 도성 요소 232A 부터 232D는 금속 연료 접촉 지지 플랫폼 233으로부터 지지된다. 이 전기 전도성 포스트의 공간 위치는 양극 지지 플레이트 228내 리세스 229A 부터 229D의 바닥면에 형성된 홀 230과 일치된다. 보인대로, 전기 컨덕터 234A 부터 234D는 각각 전도성 포스트 232A부터 232D와 연결되고, 양극 지지 플레이트(즉 리세스 그루브내)의 면에 고정되고 통상적인 커넥터 235B에서 종결되며 전기 커넥터에서 종결되는 컨덕터와 유사하다. 이 커넥터는 전기적으로 도 4A3과 4A4에 보인 출력 음극 전해질 터미날 구성 서브시스템 205와 연결된다. 양극 접촉 지지 플레이트 233의 넓이와 길이 디멘젼은 음극 지지 플레이트 198과 양극 (금속연료) 지지 플레이트 228의 폭과 길이 디멘젼과 유사하다.In FIG. 4A11, the illustrated metal fuel (anode) contact structure (assembly) 199 is disclosed for use with a multi-track fuel card metal fuel card 187 having a cathode support structure 228 shown in FIG. 4A6. As shown in FIG. 4A11, a plurality of electrically conductive elements 232A through 232D in the mold of the conductive post are supported from the metal fuel contact support platform 233. The spatial position of this electrically conductive post coincides with the hole 230 formed in the bottom surface of the recesses 229A to 229D in the anode support plate 228. As can be seen, electrical conductors 234A through 234D are connected to conductive posts 232A through 232D, respectively, and are similar to the conductors that are fixed to the face of the anode support plate (ie in the recess groove), terminated in conventional connector 235B and terminated in the electrical connector. . This connector is electrically connected to the output cathode electrolyte terminal configuration subsystem 205 shown in FIGS. 4A3 and 4A4. The width and length dimensions of the anode contact support plate 233 are similar to the width and length dimensions of the cathode support plate 198 and the anode (metal fuel) support plate 228.

도 4A12는 양극 접촉 지지 플레이트 199, 음극 지지 플레이트 198, 산소 분사 챔버 플레이트 207과 양극 (금속 연료) 지지 플레이트(즉 연료 카드) 228의 사이에 공간적 관계를 도시하며, 이때 연료 카드 187은 그 사이에 로드된다. 이 로드된 구성에, 음극 지지 플레이트를 따른 각 음극 요소 196A부터 196D은 금속 연료 스트립(존) 195A와 195D의 노출면 정면과 이온성 접촉이 되며, 그들 사이에 위치된 전해질 함침 패트 226A부터 226D을 통해 이루어진다. 또한 이 로드된 구성에, 각 양극 접촉 요소(즉 전도성 포스트) 232A 부터 232D는 각 리세스의 바닥 패널내 양극 접촉 지지 플레이트 233부터 중앙홀로부터 프로젝트되며 이 리세스는 양극 접촉 지지 플레이트 199내에 형성되고, 그들 내부에 장착된 금속연료 스트립 195A부터 195D와 관련되어 전기 접촉이 이루어지며, 본 발명의 싱글 공기 금속 연료 셀을 통해 전기 회로가 완성된다. 4A12 shows a spatial relationship between the anode contact support plate 199, the cathode support plate 198, the oxygen injection chamber plate 207 and the anode (metal fuel) support plate (ie fuel card) 228, with the fuel card 187 in between. Loaded. In this loaded configuration, each of the cathode elements 196A through 196D along the cathode support plate is in ionic contact with the exposed surfaces of the metal fuel strips (zones) 195A and 195D, with the electrolyte impregnation pads 226A through 226D located between them. Is done through. Also in this loaded configuration, each anode contact element (i.e. conductive post) 232A through 232D is projected from the central hole from the anode contact support plate 233 in the bottom panel of each recess, which recess is formed in the anode contact support plate 199. Electrical contact is made in connection with the metal fuel strips 195A through 195D mounted therein, and the electrical circuit is completed through the single air metal fuel cell of the present invention.

방전 헤드 수송 서브시스템(204)의 주요 기능은, 도 4A3에 도시된 것 과 같이 FCB 시스템으로 장착된 금속-연료 카드(187)에 관한 방전 헤드(197)의 어셈블리를 수송하기 위한 것이다. 적절하게 수송되면, 방전헤드의 음극과 양극-접촉 구조가 방전 모드 작동 중에 장착된 금속-연료 카드의 금속-연료 트랙과 결합된 전도성의 접촉으로 이끌어진다.The primary function of the discharge head transport subsystem 204 is to transport the assembly of the discharge head 197 to the metal-fuel card 187 mounted with the FCB system as shown in FIG. 4A3. Properly transported, the cathode and anode-contact structures of the discharge head lead to conductive contacts associated with the metal-fuel tracks of the mounted metal-fuel card during discharge mode operation.

방전 헤드 수송 서브시스템(204)은, 도 4A3에 도시된, 금속-연료 카드(112)와 도 4A4에 도시된 금속-연료 카드로부터 각 방전헤드의 음극 지지 구조와 양극 접촉 구조를 수송할 수 있는 전기-기계적 메커니즘의 다양성 중의 어떤 하나를 이용하는 것으로 이해될 수 있다. 보듯이, 이 수송 메커니즘은 작동할 수 있게 시스템 콘트롤러(203)과 연결되어 거기서 수행될 시스템제어 프로그램에 맞게끔 조절된다.
The discharge head transport subsystem 204 can transport the cathode support structure and the anode contact structure of each discharge head from the metal-fuel card 112 shown in FIG. 4A3 and the metal-fuel card shown in FIG. 4A4. It can be understood to use any one of a variety of electro-mechanical mechanisms. As can be seen, this transport mechanism is operatively linked with the system controller 203 and adapted to the system control program to be executed there.

도 4A3과 4A4에 도시된, 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(205)는 방전 파워 조정 서브시스템(233)의 입력 터미널과 방전 헤드(197) 어셈블리 내의 음 극-양극 쌍의 출력 터미널 사이를 연결한다. 시스템 콘트롤러(203)은 작동될 수 있게 음극-양극 출력 터미널구성 서브시스템(205)와 연결되어 방전 모드 작동 중에 그 기능을 수행하기 위한 제어신호를 공급한다.Cathode-anode output terminal configuration subsystem 205, shown in FIGS. 4A3 and 4A4, connects between the input terminal of the discharge power adjustment subsystem 233 and the output terminal of the negative-anode pair in the discharge head 197 assembly. do. The system controller 203 is operatively coupled with the cathode-anode output terminal configuration subsystem 205 to provide a control signal for performing its function during discharge mode operation.

음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(205)의 기능은 금속-연료 카드 방전 서브시스템의 방전 헤드 내의 선택된 음극-양극 쌍의 출력 터미널을 자동으로 구성(직렬 또는 병렬)하여 요구되는 출력 전압 레벨이 카드 방전 작동 중에 FCB 시스템에 연결된 전기 부하로 공급되게 한다. 본 발명의 도시된 실시예에서, 음극-양극 출력 터미날 구성 메커니즘(205)은 트랜지스터-제어 기술을 이용한 하나 이상의 전기적-프로그램 가능한 파워 스위칭 회로로서 이해될 수 있는데, 여기서 방전 헤드(197)내의 음극과 양극-접촉 요소는 출력 파워 조정 서브시스템(223)의 입력 터미널에 연결된다. 이 스위칭 동작은 시스템 콘트롤러(203)의 제어 하에서 이루어져 요구되는 출력 전압을 FCB 시스템의 방전 파워 조정 서브시스템(151)에 연결된 전기부하에 공급된다.
The function of the cathode-anode output terminal configuration subsystem 205 is to automatically configure (serial or parallel) the output terminals of the selected cathode-anode pair in the discharge head of the metal-fuel card discharge subsystem so that the required output voltage level is Allows supply to the electrical load connected to the FCB system during discharge operation. In the illustrated embodiment of the present invention, the cathode-anode output terminal configuration mechanism 205 can be understood as one or more electrically-programmable power switching circuits using transistor-controlling techniques, where the cathode in the discharge head 197 The positive-contact element is connected to the input terminal of the output power regulation subsystem 223. This switching operation is made under control of the system controller 203 to supply the required output voltage to an electrical load connected to the discharge power regulation subsystem 151 of the FCB system.

도 4A3과 4A4에 도시된 것과 같이, 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(206A)은 작동될 수 있게 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(205)와 연결되어 그 안의 전압 레벨 등을 측정한다. 이 서브시스템은 또한 작동될 수 있게 시스템 콘트롤러와 연결되어 그 기능을 수행하는데 필요한 제어신호를 받는 다. 첫번째 도시된 실시예에서, 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(206A)은 두 개의 주요기능을 가지는데, 방전모드 동안 각 방전 헤드를 통해 수송되는 각 금속-연료 트랙과 일치되는 음극-양극 구조로 공급되는 임시적인 전압을 자동으로 감지하는 기능;과 데이터 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)에 의해 감지, 분석, 응답을 위한 감지된 전압의(디지탈) 데이터 신호를 인지하는 기능이다.As shown in FIGS. 4A3 and 4A4, the cathode-anode voltage monitoring subsystem 206A is connected to the cathode-anode output terminal configuration subsystem 205 to measure operation, such as voltage levels therein. This subsystem is also connected to the system controller so that it can be operated and receives the control signals necessary to perform its functions. In the first illustrated embodiment, the cathode-anode voltage monitoring subsystem 206A has two main functions, supplied in a cathode-anode structure that matches each metal-fuel track transported through each discharge head during discharge mode. Automatically detecting a temporary voltage to be detected; and recognizing a (digital) data signal of a sensed voltage for detection, analysis, and response by the data capture processing subsystem 400.

본 발명의 첫번째 도시된 실시예에서, 음극-양극 전압 모니터링 서브시스템(206A)은 전압 레벨을 센싱하기 위한 전기회로를 이용하는 것으로 이해될 수 있는데, 이 전압은 각 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)내에 위치하는 각 금속-연료 트랙과 관련되는 음극-양극에 공급되는 것이다. 이 감지된 전압레벨에 응답하는 데는, 전기 회로가 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)에 의한 감지와 분석을 위해 감지된 전압 레벨의 디지탈 신호를 발생시키기 위해 디자인될 수 있다. In the first shown embodiment of the present invention, the cathode-anode voltage monitoring subsystem 206A may be understood to use an electrical circuit for sensing a voltage level, which voltage is equal to each metal-fuel card discharge subsystem (metal The cathode-anode associated with each metal-fuel track located within the fuel card discharge subsystem. In response to this sensed voltage level, an electrical circuit can be designed to generate a digital signal of the sensed voltage level for sensing and analysis by the data capture processing subsystem 400.

도 4A3과 4A4에 도시된; 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(206B)는 작동될 수 있게 음극-양극 출력 터미널 구성 서브시스템(205)와 연결된다. 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(206B)는 두 개의 주요기능: 방전 동안 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)내의 각 방전 헤드를 따라 각 금속-연료 존의 음극-양극 쌍을 통해 흐르는 전류의 크기를 자동으로 측정하는 기능: 데이타 캡쳐 프로세싱 서브 시스템(400)에 의해 감지 분석을 위한 감지된 전류의 디지탈 데이터 신호를 생산하는 기능이 있다. 본 발명의 첫 번째 도시된 실시예에서, 음극-양극 전류 모니터링 서브시스템(206B)는 전류 센싱 회로를 이용하는 것으로 이해될 수 있고, 이 전류는 각 방전 헤드 어셈블리를 따라 각 금속-연료 존의 음극-양극 쌍을 통해 흐르는 것이고, 감지된 전류의 디지탈 데이터 신호를 만들기 위한 것이다. 이 후 보다 상세히 설명될, 이 감지된 전류 레벨은 방전 파워 조정 방법을 수행하는 시스템 콘트롤러에 이용되고, 결합조건 히스토리를 생성하며 방전된 금속-연료 카드의 각 영역 또는 부수영역에 대한 금속-연료 유용성 기록을 생성한다.
Shown in Figures 4A3 and 4A4; Cathode-anode current monitoring subsystem 206B is coupled with a cathode-anode output terminal configuration subsystem 205 to enable operation. Cathode-anode current monitoring subsystem 206B provides two main functions: cathode-anode pairs in each metal-fuel zone along each discharge head in the metal-fuel card discharge subsystem (metal fuel card discharge subsystem) during discharge. The ability to automatically measure the magnitude of the current flowing through it: has the capability of producing a digital data signal of the sensed current for sensing analysis by the data capture processing subsystem 400. In the first shown embodiment of the present invention, the cathode-anode current monitoring subsystem 206B can be understood to utilize a current sensing circuit, which current along the respective discharge head assembly is the cathode- of each metal-fuel zone. It is flowing through a pair of anodes and to create a digital data signal of the sensed current. This sensed current level, which will be described in more detail below, is used in a system controller that performs a discharge power adjustment method, generates a coupling condition history and provides metal-fuel availability for each region or ancillary region of the discharged metal-fuel card. Create a record.

음극 산소압 콘트롤 서브시스템의 기능은 방전 헤드(197)의 음극 구조의 각 채널 내 산소압을 측정하고, 이 음극 내의 공기(산소)압과 동일하게 제어(증가 또는 감소)한다. 본 발명에 따라, 각 방전 헤드의 음극의 각 채널 내 산소분압은 방전모드동안 방전 헤드 내에서 적정 산소 소모를 허용하기 위해 적정 범위로 유지된다. 음극의 pO2 레벨을 유지함에 따라, 방전 헤드로부터 발생되는 파워 출력은 제어 가능한 방법으로 증가될 수 있다. 또한 pO2 변화를 모니터링하고 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템 400에 감지 분석되게 디지탈 데이타 신호를 발생시킴으로써, 시스템 콘트롤러 203는 방전 모드 동안 전기부하 200를 공급된 전기력을 조절하는데 제어 가능한 변화를 줄 수 있다. The function of the cathode oxygen pressure control subsystem measures the oxygen pressure in each channel of the cathode structure of the discharge head 197 and controls (increases or decreases) the same as the air (oxygen) pressure in this cathode. According to the present invention, the partial pressure of oxygen in each channel of the cathode of each discharge head is maintained in an appropriate range to allow proper oxygen consumption in the discharge head during the discharge mode. By maintaining the pO2 level of the cathode, the power output generated from the discharge head can be increased in a controllable manner. By also monitoring the pO2 change and generating a digital data signal to be sensed and analyzed in the data capture processing subsystem 400, the system controller 203 can make a controllable change in regulating the electrical force supplied to the electrical load 200 during the discharge mode.

방전 모드 동안 고 에너지 효율을 얻기 위해, 금속 연료 카드 방전 서브시스템내의 각 방전 헤드의 음극-전해질 계면에서 (차지-캐링)이온의 적정 농도를 유지하는 것이 필요하다. 그래서 FCB 시스템 내의 조건ㅇ르 감지하고 맞추는 것이 이온-농도 조절 서브시스템의 주요기능이며, 이로써 방전 헤드 내의 음극-전해질 계면에 이온 농도가 방전 모드 작동 중 적정 범위 내로 유지시킨다. In order to achieve high energy efficiency during the discharge mode, it is necessary to maintain an appropriate concentration of (charge-carrying) ions at the cathode-electrolyte interface of each discharge head in the metal fuel card discharge subsystem. Thus, sensing and tailoring conditions within the FCB system is a key function of the ion-concentration control subsystem, thereby keeping the ion concentration at the cathode-electrolyte interface in the discharge head within an appropriate range during discharge mode operation.

도시된 실시예에서, 이온 농도 조절은 음극 지지 구조(또는 양극-음극 계면에 가능한 한 근접하게) 내 고체 상태 수분(또는 습도)센서(212)를 체화시킴으로써 여러 가지 방법으로 이룰 수 있고, 이를 통해 디지탈 데이타 신호를 생성하고 수분 조건을 감지한다. 이 디지탈 데이타 신호는 감지와 분석을 위한 400로 보내진다. 203내의 메모리(ROM)의 사전 결정된 쓰레시홀드 값 아래로 수분 레벨이 떨어질 경우, 시스템 콘트롤러는 자동으로 음극지지구조(198)의 벽에 체화된 마이크로-스프링쿨러(143)와 같은 가습 요소(213)가 이해 할 제어신호를 생성한다. 도시된 실시예에서, 물 흐름 밸브(217)과 펌프(215)가 203에 의해 작동될 때 특별한 음극에 인접한 구멍(214)로 부터 물방울을 분사하는 물을 수송하는 도관으로 벽은 기능한다. 이 조건하에, 물은 도관(219)을 따라 매니폴드(218)를 통해 저장부(216)으로부터 펌핑되고, 수분 센서(212)에 의해 감지된 수분레벨을 증가시키기 위해 음극에 인접한 홀(214)로부터 분사된다. 이러한 수분레벨 센싱과 조절 작동은 전해질 함침 스 트립(226A 내지 226E)내 전해질 내 KOH 농도가 이온 수송과 파워 발생을 위해 적정하게 유지되도록 한다.
In the illustrated embodiment, ion concentration control can be achieved in a number of ways by embodying the solid state moisture (or humidity) sensor 212 in the cathode support structure (or as close as possible to the anode-cathode interface). Generate digital data signals and detect moisture conditions. This digital data signal is sent to 400 for detection and analysis. If the moisture level falls below the predetermined threshold value of memory (ROM) within 203, the system controller automatically humidifies the element 213, such as micro-spring cooler 143 embodied in the wall of cathode support structure 198. ) Generates a control signal for understanding. In the illustrated embodiment, the wall functions as a conduit for transporting water spraying water droplets from the holes 214 adjacent to the particular cathode when the water flow valve 217 and the pump 215 are actuated by 203. Under this condition, water is pumped from the reservoir 216 through the manifold 218 along the conduit 219 and the hole 214 adjacent to the cathode to increase the moisture level sensed by the moisture sensor 212. Sprayed from. This moisture level sensing and control operation ensures that the KOH concentration in the electrolyte in the electrolyte impregnation strips 226A to 226E is maintained for ion transport and power generation.

도 4A3, 4A4와 4A7에 도시된 대로, 방전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템은 두 번째 도시된 실시예의 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)과 협력하는 것으로 다수의 부수요소로 구성되며, 이름하여: 시스템 콘트롤러(203); 도 2A7에 도시된 대로, 멀티-음극 지지 구조의 각 채널 내에 체화된 고체 상태 온도 센서(즉, 온도계)(305); 방전 작동 중 적정 온도 범위 내로 각 방전 채널의 온도를 낮추기 위해 시스템 콘트롤러(203)에 의해 발생된 제어 신호에 응답하는 방전 헤드 냉각 장치(306). 방전 헤드 냉각 장치(306)는 열 교환 기술의 넓은 다양성을 이용하는 것으로 이해될 수 있는데, 이 열 교환 기술로 널리 알려진 강제 공냉, 수냉 과/또는 강제 냉각 방법을 조합한다. 본 발명의 몇 실시예에서, 전기 파워의 고수준으로 발생시킬 때, 각 방전 헤드에 관한 자켓과 같은 구조가 바람직하고, 이로써 온도 조절 목적으로 공기, 물 냉각시킬 수 있다.
As shown in Figures 4A3, 4A4 and 4A7, the discharge head temperature control subsystem consists of a number of minor elements in cooperation with the metal-fuel card discharge subsystem (metal fuel card discharge subsystem) of the second shown embodiment. By name: system controller 203; 2A7, a solid state temperature sensor (ie, a thermometer) 305 embodied within each channel of the multi-cathode support structure; Discharge head cooling device 306 responsive to a control signal generated by system controller 203 to lower the temperature of each discharge channel within an appropriate temperature range during discharge operation. Discharge head cooling device 306 can be understood to utilize a wide variety of heat exchange techniques, which combines the forced air cooling, water cooling and / or forced cooling methods well known with this heat exchange technique. In some embodiments of the invention, when generating at a high level of electrical power, a jacket-like structure for each discharge head is preferred, which allows air and water cooling for temperature control purposes.

도 3의 도시된 실시예에서, 도 4A3과 4A4내 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스 템(DCPS)은 다수의 기능을 수행하는데, 예를 들면: (1)방전 헤드 어셈블리 내 특별한 방전헤드 내 로드되기 앞서 즉시 각 금속-연료 카드를 알아내고 파악된 금속-연료 카드의 신원 데이타를 생성하는 것과; (2)알려진 금속-연료 카드가 방전 헤드 어셈블리 내에 로드된 기간동안 금속-연료 카드 방전 서브시스템 내 다양한 결합인자를 감지하는 것(알아내는 것) ; (3)카드 방전 작동 중 생성된 금속산화물의 양의 하나 또는 둘 이상의 인자, 수치와/또는 크기를 계산하고, 이 계산된 인자, 수치 와/또는 크기를 생성하는 것 ; (4)감지된 방전 인자 데이타와 계산된 금속산화물 양 데이타, 이들 모두 방전 모드 작동 동안 파악된 각 금속-연료 트랙/카드와 관련된 것으로 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(400)(시스템 콘트롤러 203, 203'에 의해 접근 가능한)내에 저장하는 것이다. 이후 명백해질 것으로, 이 저장된 정보는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)에 의해 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에서 유지되고 다양한 방법으로 시스템 콘트롤러(203)에 의해 사용될 수 있는데, 예를 들면: 방전 모드 작동 중 효율적으로 부분적 또는 전체적으로 산화된 금속-연료 카드를 적절하게 발전(즉, 전기 파워를 생성)하는 것;과 충전 모드 작동 중 신속하게 부분적 또는 전체적으로 산화된 금속-연료 카드를 충전하는 것을 들 수 있다.In the illustrated embodiment of FIG. 3, the data capture processing subsystem (DCPS) in FIGS. 4A3 and 4A4 performs a number of functions, for example: (1) immediately before being loaded into a particular discharge head in the discharge head assembly. Identifying each metal-fuel card and generating identification data of the identified metal-fuel card; (2) detecting (finding) various coupling factors in the metal-fuel card discharge subsystem during the period in which the known metal-fuel card is loaded into the discharge head assembly; (3) calculating one or more factors, values and / or sizes of the amount of metal oxides produced during the card discharge operation, and generating these calculated factors, values and / or sizes; (4) the metal-fuel database management subsystem 400 (system controller 203, as associated with each metal-fuel track / card detected during discharge mode operation, both detected discharge factor data and calculated metal oxide amount data. Stored within 203 '). As will become apparent later, this stored information is maintained within the metal-fuel database management subsystem 308 by the data capture processing subsystem 400 and can be used by the system controller 203 in various ways, for example. For example: properly generating (i.e., generating electrical power) an partially or fully oxidized metal-fuel card efficiently during discharge mode operation; and quickly charging a partially or fully oxidized metal-fuel card during charge mode operation. It can be mentioned.

방전 작동 동안, 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)은 자동으로 "방전 인자"데이타 신호 표현을 샘플링하는데 이는 상기 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 구성하는 다양한 서브시스템에 관련된 것이다. 이 샘플값은 방전 모드중 이들 서브시스템에 의해 생성된 데이타 신호 내 정보로서 인코딩된다. 본 발명의 원리에 따라, 카드-타입 "방전 인자"인 다음을 포함하는데, 이로 제한되는 것은 아닌 것으로: 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(206A)에 의해 모니터 된 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극과 양극에 생성된 전압; 예를 들어, 음극-전해질 전류 모니터링 서브시스템(206B)에 의해 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극-양극에 흐르는 전류; 음극 산소압 콘트롤 서브시스템(203,270,207,208,209,210,211)에 의해 모니터 된 각 방전 헤드(197)의 음극 내 산소 포화 레벨(pO2); 예를 들어, 이온 농도 콘트롤 서브시스템(203,212,213,214,215,216,217,218과 219)에 의해 모니터 된 특별한 방전 헤드 내 특별한 금속-연료 트랙을 따라 음극-전해질 계면 또는 가까운 곳의 수분 레벨(또는 상대습도) ; 카드 방전 작동 중 방전헤드 온도(T); 상기 방전 인자의 상태의 진행시간(△T)이다. During the discharge operation, data capture processing subsystem 400 automatically samples the "discharge factor" data signal representation, which relates to the various subsystems that make up the metal-fuel card discharge subsystem. This sample value is encoded as information in the data signal generated by these subsystems during the discharge mode. In accordance with the principles of the present invention, a card-type "discharge factor" includes, but is not limited to: the cathode along the special metal-fuel track monitored by the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 206A. Voltage generated at the anode; For example, current flowing to the cathode-anode along a special metal-fuel track by the cathode-electrolyte current monitoring subsystem 206B; Oxygen saturation level pO 2 in the cathode of each discharge head 197 monitored by the cathode oxygen pressure control subsystem 203, 270, 207, 208, 209, 210, 211; For example, the moisture level (or relative humidity) at or near the cathode-electrolyte interface along a special metal-fuel track in a particular discharge head monitored by ion concentration control subsystems 203,212,213,214,215,216,217,218 and 219; Discharge head temperature T during card discharge operation; The running time DELTA T of the state of the discharge factor.

일반적으로 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)이 방전 모드 작동 중 카드-타입 "방전 인자"를 저장하는 많은 방법이 있다. 이 다른 방법은 아래에 상세하게 기재된다. In general, there are many ways that data capture processing subsystem 400 stores card-type "discharge factors" during discharge mode operation. This other method is described in detail below.

도 4B9에 보인 첫 번째 데이타 레코딩 방법에 의하면, 유일한 신원코드 또는 인덱스(240)(즉, 신원 정보 영역에 인코딩 된 바코드 심벌)는 "광학" 데이타 트랙(241)위에 그림으로 인쇄된 것은 광학 기술을 이용하는 광학 데이타 리더(270)에 의해 읽혀진다. 광학 데이타 리딩 헤드 260은 공지기술인 광학 스캐닝/디코딩 기술을 이용한다(즉 레이저 스캐닝 바코드 심벌 리더 또는 광학 디코더). 이 도시된 실시예에서, 이 유일한 카드 신원 코드의 정보는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)로 제공된 데이타 신호 내 인코딩 되고, 이후 방전 작동 금속-연료 데이 타베이스 관리 서브시스템(308)내에 기록된다.According to the first data recording method shown in Fig. 4B9, the only identity code or index 240 (i.e., barcode symbol encoded in the identity information area) is printed on the " optical " data track 241 in a graphical manner. It is read by the optical data reader 270 used. The optical data reading head 260 uses known optical scanning / decoding techniques (ie laser scanning barcode symbol reader or optical decoder). In this illustrated embodiment, the information of this unique card identity code is encoded in the data signal provided to the data capture processing subsystem 400 and then recorded in the discharge actuated metal-fuel database management subsystem 308.

도 4B9에 보인 데이타 기록의 두 번째 방법에 따르면, 유일한 디지탈 "카드신원" 코드 240'는 금속-연료 카드 에지를 따라 도포된 자기 데이타 트랙(241')내에 자기적을 기록된다. 이 자기 데이타 트랙은 카드 신원 코드가 기록되고, 이는 멀티-트랙 금속-연료 카드의 제조 때 형성된다. 카드 에지의 카드 신원 인덱스는 자기 리딩 헤더(270')에 의해 읽혀지는데, 이는 공지기술인 자기 정보리딩 기술을 이용하는 것일 수 있다. 도시된 실시예에서, 유일한 카드 신원 코드의 디지탈 데이타는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)로 공급된 데이타 신호 내에 인코딩되고, 이후 방전 작동중 금속-연료 데이타베이스관리 서브시스템(308)내에 기록된다. According to the second method of data recording shown in Fig. 4B9, a unique digital "card identity" code 240 'is recorded magnetically in a magnetic data track 241' applied along the metal-fuel card edge. This magnetic data track is recorded with a card identity code, which is formed in the manufacture of a multi-track metal-fuel card. The card identity index of the card edge is read by the magnetic reading header 270 ', which may be a known magnetic information reading technique. In the illustrated embodiment, the digital data of the unique card identity code is encoded in the data signal supplied to the data capture processing subsystem 400 and then written into the metal-fuel database management subsystem 308 during discharge operations.

도 4B9에 보인 세 번째 데이타 기록 방법은, 유일한 디지탈 "카드 신원"코드는 빛 투과율의 시퀀스를 기록하는 것으로 금속-연료 카드를 따라 도포된 광학 오파크 데이타 트랙(241')내에 형성된다. 이 기술에는, 정보 인코딩이 이루어짐에 의한 방법으로 상대적 공간과/또는 넓이의 투과율의 형성으로 정보가 인코딩된다. 이 광학 데이타 트랙은 카드 신원 코드가 기록되고, 이는 멀티-트랙 금속-연료 카드의 제조시 형성될 수 있다. 카드 에지의 영역 신원 인덱스는 광학 센싱 헤드(260')에 의해 읽혀지는데, 이는 공지된 광학 센싱 기술을 이용할 수 있다. 도시된 실시예에서, 디지탈 데이타는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)에 제공된 데이타 신호 내에 기록되고, 이후 방전 작동중 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에 기록된다. In the third data recording method shown in Fig. 4B9, a unique digital " card identity " code is recorded in the optical off-park data track 241 'applied along the metal-fuel card by recording a sequence of light transmission. In this technique, information is encoded in the formation of relative space and / or width transmission in a manner by which information is encoded. This optical data track is recorded with a card identity code, which can be formed in the manufacture of a multi-track metal-fuel card. The area identity index of the card edge is read by the optical sensing head 260 ', which may use known optical sensing techniques. In the illustrated embodiment, the digital data is recorded in a data signal provided to the data capture processing subsystem 400 and then recorded in the metal-fuel database management subsystem 308 during discharge operations.

네 번째 다른 방법으로, 유일한 디지탈 '카드신원"코드는 금속-연료 카드 위 각 트랙의 방전 인자 세트 모두 자기, 광학 또는 투과율 데이타 트랙에 기록되고, 본 발명의 금속-연료 카드의 표면에 부착된 스트립으로서 이해될 수 있다. 금속 연료 카드에 관한 정보 블록은 방전 모드 작동 중 이러한 기록된 정보에 쉽게 접근할 수 있는 금속-연료 영역에 근접한 데이타 트랙에 기록될 수 있다. 통상적으로, 정보 블록은 금속-연료 카드 신원 번호와 방전 인자 세트를 포함하고, 도 4B13에 도시된 것처럼, 이는 자동으로 방전헤드 어셈블리(197)내에 로드된 금속-연료 카드로서 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(400)에 의해 알아낸다. In a fourth alternative method, a unique digital 'card identity' code is recorded on the magnetic, optical or transmittance data tracks of each track's discharge factor set on the metal-fuel card, and attached to the surface of the metal-fuel card of the present invention. The information block about the metal fuel card can be recorded in a data track proximate to the metal-fuel area where this recorded information can be easily accessed during discharge mode operation. It includes a fuel card identification number and a discharge factor set, and is automatically found out by the data capture processing subsystem 400 as a metal-fuel card loaded into the discharge head assembly 197, as shown in FIG. 4B13.

처음과 두 번째 기록 방법은 세 번째 방법보다 몇 가지 이점이 있다. 특별히, 처음과 두 번째 기록방법을 사용하면, 금속-연료 카드에 제공된 데이타 트랙이 매우 낮은 정보 능력을 가질 수 있다. 이는 유일한 식별자가 있는 각 금속-연료 카드 태그에 기록될 필요가 있는 정보가 매우 작기 때문(즉, 주소 또는 카드 식별 번호)으로, 감지된 방전 인자는 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)에 기록된다. 또한, 처음과 두 번째 방법에 따른 데이타 트랙의 형성은 매우 값싸야 할 뿐만 아니라 이 데이타 트랙에 기록된 카드 신원 정보를 읽기 위한 장치를 제공하여야 한다.
The first and second recording methods have some advantages over the third method. In particular, using the first and second recording methods, data tracks provided on metal-fuel cards can have very low information capabilities. This is because the information that needs to be recorded on each metal-fuel card tag with a unique identifier is very small (i.e., address or card identification number), so that the detected discharge factor is sent to the metal-fuel database management subsystem 308. Is recorded. In addition, the formation of the data tracks according to the first and second methods must be very inexpensive, as well as provide a device for reading card identity information recorded in these data tracks.

도 4B3과 4B4에 도시된, 충전 파워 조정 서브시스템(223)의 입력포트는 작동될 수 있게 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(205)의 출력포트와 연결되 고, 방전 파워 조정 서브시스템(223)의 출력포트는 작동될 수 있게 전기부하(200)의 입력포트에 연결된다. 방전 파워 조정 서브시스템의 기본 기능은 방전 모드 작동중 전기 부하로 전달될 전기 파워를 조정하기 위한 것이고(즉, 방전헤드 내 로드된 방전 금속-연료 카드로부터 생성된 파워), 방전 파워 조정 서브시스템(223)은 프로그램된 작동 모드를 갖고, 이를 통해 방전 작동중 전기 부하의 출력 전압과 음극-전해질 계면에 흐르는 전류를 조정한다. 이 제어 기능은 시스템 콘트롤러(203)에 의해 관리되고 다양한 방법으로 선택될 수 있어 다이나믹 장착 요구를 만족시킬 본 발명에 따른 멀티-트랙과 싱글-트랙 금속 연료 카드의 적정 방전이 되게 한다.4B3 and 4B4, the input port of the charging power adjustment subsystem 223 is connected to the output port of the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 205 to be operable, and the discharge power adjustment subsystem 223. ) Is connected to the input port of the electrical load 200 to be activated. The primary function of the discharge power adjustment subsystem is to adjust the electrical power to be delivered to the electrical load during discharge mode operation (i.e., the power generated from the discharged metal-fuel card loaded in the discharge head), and the discharge power adjustment subsystem ( 223 has a programmed operating mode through which it adjusts the output voltage of the electrical load and the current flowing at the cathode-electrolyte interface during discharge operation. This control function is managed by the system controller 203 and can be selected in a variety of ways to ensure proper discharge of the multi-track and single-track metal fuel cards in accordance with the present invention to meet dynamic mounting requirements.

방전 파워 조정 서브시스템(223)은 고체 상태파워, 전압과 전류 제어 회로를 이용하는 것으로, 공지 기술이다. 이 회로는 트랜지스터-제어 기술을 이용하는 전기적 프로그래밍 가능한 파워 스위칭 회로를 포함하고, 전류 제어 소스는 전기 부하와 직렬로 연결되어 특별한 방전 파워 콘트롤 방법을 수행하는 시스템 콘트롤러에 의해 생성된 제어 신호에 응답하는 출력 전압을 제어하기 위해 전기부하와 병렬로 연결된다. 이 회로는 시스템 콘트롤러 203에 의해 조합되고 제어될 수 있어 전기 부하의 일정한 파워 콘트롤을 가능하게 한다. Discharge power adjustment subsystem 223 employs solid state power, voltage and current control circuitry, which is known in the art. The circuit includes an electrically programmable power switching circuit using transistor-controlled technology, the current control source being output in response to a control signal generated by a system controller connected in series with the electrical load to perform a special discharge power control method. It is connected in parallel with the electrical load to control the voltage. This circuit can be combined and controlled by the system controller 203 to enable constant power control of the electrical load.

본 발명의 도시된 실시예에서, 방전 파워 조정 서브시스템(223)의 기본 기능은 다음 파워 조절 방법 중 어느 하나를 이용하는 전기 부하 실시간 파워 조정을 수행하는데, 이름하여: (1)일정 출력 전압/가변 출력 조절 방법, 이는 전기 부하에 가해지는 출력 전압 일정하게 유지하고 전류가 부하 조건에 따라 가변되게 허용되게 함; (2)일정 출력 전류/가변 출력 전압 방법, 이는 전기 부하의 전류를 일정 하게 유지하고 그를 가로지르는 출력 전압을 변하게 허용함; (3)일정 출력 전압/일정 출력 전류 방법, 이는 로드에 걸리는 전압과 전류가 부하 조건에 따라 일정하게 유지함; (4)일정 출력 파워 방법, 이는 부하 조건에 따라 전기 부하에 걸리는 파워를 일정하게 유지함; (5)펄스 출력 파워 방법, 이는 주어진 조건에 따라 각 파워 펄스의 사이클이 일정하도록 전기 부하에 걸리는 출력 파워가 펄스화 됨; (6)일정 출력전압/펄스 출력 전류 방법, 이는 특별한 사이클과 함RP 부하에 걸리는 전류가 펄스화되고 전기 부하에 흐르는 출력 전류가 일정하게 유지됨; (7)펄스 출력 전압/ 일정 출력 전류 방법, 이는 부하에 걸리는 출력 파워가 펄스화되고 흐르는 전류가 일정하게 유지함; 등이다.In the illustrated embodiment of the present invention, the basic function of the discharge power regulation subsystem 223 performs electrical load real-time power regulation using any of the following power regulation methods, namely: (1) constant output voltage / variable. Output regulation method, which keeps the output voltage applied to the electrical load constant and allows the current to be varied according to the load conditions; (2) a constant output current / variable output voltage method, which allows to maintain a constant current in the electrical load and to change the output voltage across it; (3) constant output voltage / constant output current method, which keeps the voltage and current across the load constant according to the load conditions; (4) a constant output power method, which maintains a constant power applied to the electrical load according to the load condition; (5) pulse output power method, which output pulses the electrical load on the electrical load such that the cycle of each power pulse is constant according to given conditions; (6) constant output voltage / pulse output current method, which includes a special cycle and the current applied to the RP load is pulsed and the output current flowing through the electrical load remains constant; (7) pulse output voltage / constant output current method, which output pulses on the load are pulsed and the flowing current remains constant; And so on.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 일곱가지 방전 파워 조정 방법 각각은 시스템 콘트롤러(203)에 있는 ROM에 미리 프로그램된다. 이 파워 조절 방법은 여러 다른 방법으론 선택될 수 있는에, 예를 들면 스위치 또는 시스템 하우징의 버튼을 수동으로 작동시킴으로써, 자동으로 전기 부하와 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)간의 계면에서 측정되거나 감지된 물리적, 전기적, 자기적, 광학적 조건을 감지함으로써 등의 방법을 들 수 있다.
In a preferred embodiment according to the present invention, each of the seven discharge power adjustment methods is pre-programmed in a ROM in the system controller 203. This power regulation method can be selected in several different ways, for example by automatically operating a switch or a button on the system housing, thereby automatically loading the electrical load and the metal-fuel card discharge subsystem (metal fuel card discharge subsystem). And the like by sensing physical, electrical, magnetic, and optical conditions measured or sensed at the interface of the liver.

몇 응용에서, 두개 또는 그 이상의 FCB 시스템 또는 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 조합하는 것이 바람직하거나 필요할 수 있는데, 이는 이 서브시스템을 혼자 작동시키는 것에 의해 제공될 수 없는 기능을 갖게 하기 때문이다. 이 응용 고안으로, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)은 입력/출력 콘트롤 서브시스템(224)를 포함하는데, 시스템 콘트롤러가 이 제어 기능을 수행했던 것처럼 금속-연료 카드 방전 서브시스템의 중첩 또는 제어하는 외부 시스템을 허용한다. 도시된 실시예에서, 입력/출력 조절 서브시스템(224)는 표준 IEEE I/O 버스 아키텍쳐로서 이해할 수 있어, 직접적으로 금속-연료 카드 방전 서브시스템(금속 연료 카드 방전 서브시스템)의 시스템 콘트롤러(203)과 닿게 하고 서브시스템 작동과 시스템의 작동의 다양한 면을 관리하는 방법과 수단으로 외부 또는 원격 컴퓨터 시스템을 사용할 수 있다.
In some applications, it may be desirable or necessary to combine two or more FCB systems or metal-fuel card discharge subsystems, because they have functionality that cannot be provided by operating this subsystem alone. In this application, the metal-fuel card discharge subsystem (metal fuel card discharge subsystem) includes an input / output control subsystem 224, which is implemented as if the system controller performed this control function. Allow external systems to overlap or control the system. In the illustrated embodiment, the input / output conditioning subsystem 224 can be understood as a standard IEEE I / O bus architecture, so that the system controller 203 of the metal-fuel card discharge subsystem (metal fuel card discharge subsystem) directly. External and remote computer systems can be used as a means and means to access and manage various aspects of subsystem operation and system operation.

위에서 언급된 것처럼, 시스템 콘트롤러(203)은 방전 모드 내 FCB 시스템의 기능을 수행하기위해 다양한 작동을 수행한다. 도 3의 FCB 시스템의 바람직한 실시예에는, 시스템 콘트롤러(203)은 프로그램과 데이타 저장 메모리(예, ROM, EPROM, RAM 등)을 갖는 프로그램된 마이크로 콘트롤러를 이용하는 것으로 공지의 마이크로 컴퓨팅과 제어 기술의 시스템 버스를 이용한다. 본 발명의 어떤 특별한 실시예에, 두개 이상의 마이크로 콘트롤러가 조합되어 FCB 시스템에 의해 수행되는 기능 세트를 수행한다. 모든 이러한 실시예는 본 발명의 시스템의 고안된 실시예이다.
As mentioned above, the system controller 203 performs various operations to perform the functions of the FCB system in the discharge mode. In the preferred embodiment of the FCB system of FIG. 3, the system controller 203 uses a system of microcomputing and control techniques known to utilize a programmed microcontroller having a program and data storage memory (eg, ROM, EPROM, RAM, etc.). Take the bus. In some particular embodiments of the invention, two or more microcontrollers are combined to perform a set of functions performed by the FCB system. All such embodiments are contemplated embodiments of the system of the present invention.

도 4A51과 4A52의 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 이용한 방전 금속-연료 카드의 기본 스텝을 묘사한 고수준 플로우 챠트가 도 4A3과 4A4에 도시되어 있다. High-level flow charts depicting the basic steps of a discharge metal-fuel card using the metal-fuel card discharge subsystem of FIGS. 4A51 and 4A52 are shown in FIGS. 4A3 and 4A4.

도 4A51의 블록 A에, 충전 카드 로딩 서브시스템(189)은 도 4A1에 묘사된 금속 연료 카드 방전 서브시스템(금속의 카드 방전부로 충전 카드 저장 상자의 바닥으로 부터 4개의 카드를 수송한다.In block A of FIG. 4A51, the charge card loading subsystem 189 transports four cards from the bottom of the charge card storage box to the metal fuel card discharge subsystem depicted in FIG. 4A1.

블록 B에 도시된 방전 헤드 수송 서브시스템은 도 4A2에 보인, 이온 전도 매체가 각 음극과 장착된 금속 연료 카드 사에 위치하기 위해 금속 카드의 방전부로 로드된 금속 연료에 관한 충전헤드를 배열한다.The discharge head transport subsystem shown in block B arranges the charge heads for the metal fuel loaded into the discharge portion of the metal card so that the ion conducting medium is located in the metal fuel card yarn mounted with each cathode, shown in FIG. 4A2. .

블록 C에, 방전 헤드 수송 서브시스템(204)은 각 방전 헤드를 구성하여 음극이 로드된 금속 연료 카드와 이온 접촉되도록 하고 양극 접촉 구조가 전기적으로 접촉되게 한다.In block C, the discharge head transport subsystem 204 configures each discharge head such that the cathode is in ionic contact with the loaded metal fuel card and the anode contact structure is in electrical contact.

블록 D에, 음극-전해질 입력 터미널 구성 서브시스템(205)는 자동으로, 로드된 금속-연료 카드에 맞춰 정렬된 각 방전 헤드의 출력 터미날을 구성하고, 시스템 콘트롤러가 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 제어하여 전기 파워가 요구되는 출력 전압과 전류를 발생 전기로드로 공급한다.In block D, the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 205 automatically configures the output terminal of each discharge head aligned with the loaded metal-fuel card, and the system controller configures the metal-fuel card discharge subsystem. The control supplies the output voltage and current to the generating electrical load where electrical power is required.

블록 E에 설명된, 하나 이상의 금속 연료 카드가 방전되었을 때,방전 카드 방출 서브시스템(190)은 방전 금속 연료 카드 저장상자내의 방전된 금속 카드의 위쪽으로 방전된 금속 연료 카드를 수송한다. 이후, 블록 F에 설명된 것과 같이, 블 록 A부터 E까지 순차적으로 진행되어 방전을 위해 방전부로 충전된 금속 연료 카드를 장착시키는 것이 반복된다.
When one or more metal fuel cards, described in block E, are discharged, the discharge card discharge subsystem 190 transports the discharged metal fuel card above the discharged metal card in the discharge metal fuel card storage box. Thereafter, as described in block F, the steps of blocks A to E are sequentially performed to mount the metal fuel card charged with the discharge portion for discharging.

본 발명의 금속-연료 FCB 서브시스템의 두번째 실시예를 위한 금속-연료 카드 충전 서브시스템Metal-Fuel Card Filling Subsystem for Second Embodiment of the Metal-Fuel FCB Subsystem of the Invention

도 4B3과 4B4에 보인, 두번째 실시예의 금속-연료 카드 충전 서브시스템(191)은 다수의 서브시스템으로 이루어지는데, 이름하여: 멀티-트랙 금속산화물 환원헤드(197')어셈블리, 이들 각각은 멀티-엘리먼트 음극(198')과 양극 접촉 구조(199')를 가지고, 전기 전도성 입력 단자와 아래 방법으로 연결됨; 충전 헤드 수송 서브시스템(204'), 충전 헤드 어셈블리(197')의 부수요소를 수송; 입력 파워 공급 서브시스템(243), AC 파워 신호를 DC파워 공급 신호로 변환하며, 이는 금속-연료 카드 충전 서브시스템(191)의 충전 헤드와 정렬된 충전 금속-카드에 적합한 전압임; 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템(244), 시스템 콘트롤러의 제어하에 충전 헤드(197')의 음극-양극 접촉 구조의 입력 터미날(포트)로 입력 파워 공급 서브시스템의 출력 터미날(포트)를 연결하여 충전 모드 중 원 금속으로 금속산화물을 변화시키기 위한 입력 전압을 공급; 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(206A'), 각 충전 헤드의 음극과 양극에 걸리는 전압을 모니터링하고, 감지된 전압 레벨의 (디지탈) 데이타를 생성함; 음극-전해질 전류 모니터링 서브시스템(206B'), 각 충전 헤드의 음극과 양극에 흐르는 전류을 모니터링하고, 감지된 전류 레벨의 (디지탈) 데이타를 생성함; 시스템 콘트롤러(203'), 고체상 pO2 센서(250'), 전공 챔버(207'), 진공 펌프(208'), 공기흐름 조절 장치(209'), 매니폴드(210'), 멀티-루멘 튜빙(211')가 모두 각 충전 헤드의 음극 내 pO2 레벨을 감지하고 제어하기 위해 정렬된 음극 산소압 콘트롤 서브시스템; 시스템 콘트롤러(203'), 고체상 수분 센서(수분계)(212'), 음극 지지 플레이트(198')의 벽에 체화된 마이크로-스프링 쿨러로 이해되는(도 2B6에 도시된 각 벽면을 따라 배치된 분사 홀 (144')을 가짐)가습기(예, 마이크로 스프링쿨러)(213'), 물펌프(215'), 물 보관장치(216'), 전기 제어 물 흐름 조절 밸브(217'), 매니폴드(218'), 수분 이송 구조(213')에 연결된 도관(219')가 모두 FCB 시스템 내 조건을 감지하고 조정하기 위해 배열되어(즉, 충전 헤드의 음극-전해질 계면에서의 상대 습도)음극 전해질 계면의 이온 농도를 충전 모드 중에 적정 범위로 유지시키는 이온 농도 콘트롤 서브시스템; 시스템 콘트롤러(203'), 멀티-음극 지지 구조(198')의 각 채널에 체화된 고체 상태 온도 센서(온도계), 충전 헤드 냉각 장치(306')가 충전 모드 동안 적정 온도 범위 매로 각 충전 채널의 온도를 떨어뜨리게 된 충전 헤드 온도 콘트롤 서브시스템; 관계형 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(MFDMS)(404), 로컬 시스템 버스(405)을 통해 시스템 콘트롤러(203')에 연결되고, 금속-연료 카드 충전 서브시스템(191) 내 다양한 서브시스템의 출력으로부터의 특이한 형태의 정보를 받아들임; 각 충전 헤드(197')의 음극 지지 구조에 밀접하게 장착 또는 내에 체화된 데이타 리딩 헤드(270, 270', 270"), 음극-전해질 전압 모니터링 서브시스템(206A')로 부터 생성된 데이타 신호를 받기에 적합한 프로그램 된 마이크로프로세스에 기 초한 데이타 프로세서, 음극-전해질 전류 모니터링 서브시스템(206B'), 음극 산소압 콘트롤 서브시스템, 충전 헤드 온도 조절 서브시스템과 이온 농도 조절 서브시스템으로 이루어져, (i)로드된 금속-연료 카드로부터 금속-연료 카드 신원 데이타를 읽고, (ii)감지된 충전 인자와 계산된 금속 연료 인덱스 데이타를 기록하고, 이를 로컬 시스템 버스(407)을 이용한 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 저장하고, (iii) 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)에 미리 기록된 방전 인자와 미리 기록된 금속 산화물 인덱스 데이타를 읽게 하는 데이타 캡쳐 프로세싱 서브시스템(DCPS)(406); 충전모드 중 충전되는 각 금속-연료 트랙의 음극과 양극에 제공되는 입력 파워 (와 전압 와/또는 전류)를 조정하기 위한, 입력 파워 공급 서브시스템(176)과 음극-전해질 입력 터미날 구성 서브시스템의 입력 터미날(즉 포트)사이를 연결하는 입력 파워 조정 서브시스템(181); FCB 시스템이 체화된 원격 또는 결과 시스템의 방법으로 FCB 시스템의 모든 기능을 조절하기 위해 시스템 콘트롤러(203')와 마주하는 입/출력 콘트롤 서브시스템(224'); 시스템 동작의 다양한 모드 동안 상기 서브시스템의 동작을 관리하기 위한 다양한 수단을 갖는 시스템 콘트롤러(203')로 이루어진다.The metal-fuel card charging subsystem 191 of the second embodiment, shown in FIGS. 4B3 and 4B4, consists of a number of subsystems, namely: a multi-track metal oxide reduction head 197 'assembly, each of which is a multi-. Having an element cathode 198 'and an anode contact structure 199', and connected to the electrically conductive input terminal in the following manner; Transport head transport subsystem 204 ', subsidiary elements of charge head assembly 197'; Input power supply subsystem 243, converts an AC power signal into a DC power supply signal, which is a voltage suitable for a charging metal-card aligned with the charging head of metal-fuel card charging subsystem 191; Cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244, under the control of the system controller, connects the output terminal (port) of the input power supply subsystem to the input terminal (port) of the cathode-anode contact structure of the charging head 197 '. Supplying an input voltage for changing the metal oxide to the raw metal during the charging mode; Cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 206A ', monitoring the voltage across the cathode and anode of each charge head, and generating (digital) data of the sensed voltage levels; Cathode-electrolyte current monitoring subsystem 206B ', monitoring the current flowing through the cathode and anode of each charge head and generating (digital) data of sensed current levels; System controller 203 ', solid-state pO2 sensor 250', electric chamber 207 ', vacuum pump 208', airflow regulator 209 ', manifold 210', multi-lumen tubing ( 211 ') a cathode oxygen pressure control subsystem, all arranged to sense and control the pO2 level in the cathode of each charge head; Spray disposed along each wall shown in FIG. 2B6, understood as a system controller 203 ', a solid-state moisture sensor (water meter) 212', and a micro-spring cooler embodied in the wall of the cathode support plate 198 ' Humidifier (e.g., micro sprinkler) 213 ', water pump 215', water storage 216 ', electrically controlled water flow control valve 217', manifold 218 '), the conduits 219' connected to the moisture transport structure 213 'are all arranged to sense and adjust conditions within the FCB system (i.e., relative humidity at the cathode-electrolyte interface of the charge head). An ion concentration control subsystem that maintains the ion concentration in the proper range during the charging mode; The system controller 203 ', the solid state temperature sensor (thermometer) embodied in each channel of the multi-cathode support structure 198', and the charge head cooling device 306 'are connected to each charging channel at an appropriate temperature range during the charging mode. A charge head temperature control subsystem that causes the temperature to drop; Relational metal-fuel database management subsystem (MFDMS) 404, connected to the system controller 203 ′ via a local system bus 405, and output of various subsystems within the metal-fuel card charging subsystem 191. Accept unusual forms of information from; Data signals generated from the data leading heads 270, 270 ', and 270 " and the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 206A' closely embedded in or embedded in the cathode support structure of each charging head 197 ' A data processor based on a programmed microprocessor suitable for receiving, a cathode-electrolyte current monitoring subsystem (206B '), a cathode oxygen pressure control subsystem, a charge head temperature control subsystem and an ion concentration control subsystem, (i) Read metal-fuel card identity data from the loaded metal-fuel card, (ii) record the detected fill factor and the calculated metal fuel index data, and use the local system bus 407 to manage the metal fuel database management subsystem. Stored in 404, and (iii) pre-recorded discharge factors and pre-recorded metal oxides in the metal fuel database management subsystem 404 A data capture processing subsystem (DCPS) 406 for reading dex data; an input for adjusting the input power (and voltage and / or current) provided to the cathode and anode of each metal-fuel track being charged during charging mode. An input power regulation subsystem 181 that connects between the power supply subsystem 176 and the input terminal (ie, port) of the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem; the FCB system by way of a remote or resultant system in which the FCB system is embodied; An input / output control subsystem 224 'facing the system controller 203' for controlling all functions of the system; system controller 203 having various means for managing the operation of the subsystem during various modes of system operation. ')

이 서브시스템은 이하에 더욱 자세히 설명된다.

This subsystem is described in more detail below.

금속연료카드재충전하부시스템내의 멀티존 재충전헤드조립체Multizone Rechargeable Head Assembly in Metal Fuel Card Recharge Undercarriage System

멀티존 재충전헤드 조립체(197')의 기능은 재충전 모드 동작중에 재충전 헤 드 조립체내에 적재된 금속연료 카드존을 따라 형성된 금속산화물들을 전기화학적으로 감소시키는 것이다.The function of the multizone recharge head assembly 197 'is to electrochemically reduce metal oxides formed along the metal fuel card zone loaded into the recharge head assembly during recharge mode operation.

구체적인 실시예에서 각 재충전 헤드(197')는 산소의 자유흐름를 허용하는 천공된 바닥판넬들을 구비한 다수개의 고립된 퇴거부들(231A' 내지 231D')를 구비한 음극요소지지판(198')와; 상기 각 퇴거부들(231A' 내지 231D') 하부내에 삽입을 위해 예컨대 스트립과 같은 다수개의 전기 전도성의 음극 요소들(196A' 내지 196D'); 음극 스트립(196A' 내지 196D') 위에 위치하여 도 4B6에 도시된 바와 같이 각 퇴거부들내 에서 지지하기 위한 다수개의 전해질이 충전된 스트립들(226A' 내지 226D') 및; 도 4B12에 도시된 바와 같이 봉해지는 방식으로 음극요소 지지판(198')의 상부(후) 면위에 설치되는 산소 배출 챔버(207')가 포함된다.In a specific embodiment each refill head 197 'includes a negative electrode element support plate 198' having a plurality of isolated debris 231A'-231D 'with perforated bottom panels to allow free flow of oxygen; A plurality of electrically conductive cathode elements 196A 'through 196D' such as, for example, a strip for insertion into the bottom of each retirement 231A 'through 231D'; A plurality of electrolyte filled strips 226A 'through 226D' positioned above the cathode strips 196A 'through 196D' for supporting in respective evictions, as shown in Figure 4B6; An oxygen discharge chamber 207 'is provided on the top (rear) surface of the cathode element support plate 198' in a sealed manner as shown in FIG. 4B12.

도 4B3과 4B4에 도시된 바와 같이, 산소 배출 챔버(207')가 rkr 퇴거부들(231A' 내지 231D')과 물리적으로 결합된 다수개의 서브챔버들(207A' 내지 207D')을 구비하다. 각 진공 하부챔버(207A' 내지 207D')는 다른 모든 서브챔버들로 부터 고립되어 있고, 음극요소과 전해질 충전 요소를 지지하는 하나의 채널과 유체적으로 소통하게 되어 있다. As shown in Figures 4B3 and 4B4, the oxygen discharge chamber 207 'has a plurality of subchambers 207A'- 207D' that are physically coupled with the rkr evictions 231A'- 231D '. Each vacuum subchamber 207A'- 207D 'is isolated from all other subchambers and is in fluid communication with one channel supporting the cathode element and the electrolyte filling element.

도시된 바와 같이 다중 루멘 튜브(211')의 하나의 루멘, 복합 조립체(210')의 한 채널과, 에어플로우 스위치(209')의 한 채널를 경유한 진공펌프(208')와 그들 조작의 각각은 시스템 콘트롤러(203')에 의해 조절된다.As shown, one lumen of the multiple lumen tube 211 ', one channel of the composite assembly 210', and the vacuum pump 208 'via one channel of the airflow switch 209' and their operation, respectively. Is controlled by the system controller 203 '.

이들 배열에 따라 시스템 콘트롤러(203')가 복합 조립체(210) 내에서 대응되는 에어 플로우 채널을 통하여 챔버로 부터 공기를 선택적으로 배출하므로써 각 산 소배출 서브챔버(207A' 내지 207D')내의 pO2 레벨를 독립적으로 조절할 수 있게 된다.According to these arrangements, the system controller 203 'selectively discharges air from the chamber through the corresponding air flow channel in the composite assembly 210, thereby increasing the pO2 level in each oxygen-emitting subchamber 207A'- 207D'. Can be adjusted independently.

도 4에 도시된 바와 같이, 전해질 충전된 스트립(226A' 내지 226D')은 전해질 흡수 담체 스트립을 젤타입 전해질로 충전시키므로써 실현된다.As shown in FIG. 4, electrolyte filled strips 226A'- 226D 'are realized by filling an electrolyte absorbing carrier strip with a gel type electrolyte.

바람직하기로는 전해질 흡수 담체 스트립은 피이티(PET) 플라스틱재료로 만들어진 저밀도, 공개전지 폼 재료의 스트립으로 구현된다.Preferably the electrolyte absorbing carrier strip is implemented as a strip of low density, open cell foam material made of PET plastic material.

방전셀의 겔 전해질은 알칼리용액, 젤라틴재료, 물 및 종래부터 잘알려진 첨가제로 구성된 식으로 만들어진다.The gel electrolyte of the discharge cell is made of an alkaline solution, gelatin material, water and a conventionally known additive.

도 4A8A에 도시된 바와 같이, 각 음극 스트립(196A' 내지 196D')은 금속공기 연료전지밧데리 시스템에 사용하기에 적당한 음극 요소를 형성하기 위해 다공의 카본재료와 입상의 플래티늄 또는 다른 촉매들(229')로 코팅된 한장의 니켈와이어메쉬(228')로 만들어진다.As shown in FIG. 4A8A, each negative electrode strip 196A 'through 196D' has a porous carbonaceous material and granular platinum or other catalysts 229 to form a negative electrode element suitable for use in metal air fuel cell battery systems. It is made of a piece of nickel wire mesh 228 'coated with').

공기 금속 연료전지밧데리 시스템의 음극구조에 대한 상세한 것은 참조로 미국 특허 제 4.894.296호와, 제 4.129.633호에 개시되어 있다. Details of the cathode structure of an air metal fuel cell battery system are disclosed in US Pat. Nos. 4.894.296 and 4.129.633 for reference.

전류 집합 통로를 형성하기 위해 전기 전도체(니켈, 230')는 각 음극 스트립의 아래에 깔려있는 와이어메시 시트(228')에 솔더링되어 있다.An electrical conductor (nickel, 230 ') is soldered to the wire mesh sheet 228' underlying the bottom of each cathode strip to form a current collection path.

도 4B6에 도시된 바와 같이, 음극 스트립에 부착된 각 전기 전도체(230)가 음극 지지판의 퇴거부 바닥면에 형성된 구멍(231')으로 관통되고, 도 4B3과 도4B4에 도시된 음극 전해질 입력단자 구성 서브시스템(244')에 연결되어 있다.As shown in Fig. 4B6, each electric conductor 230 attached to the negative electrode strip is penetrated through a hole 231 'formed in the bottom of the retirement portion of the negative electrode support plate, and the negative electrode electrolyte input terminal shown in Figs. 4B3 and 4B4. Connected to configuration subsystem 244 '.

도 4B6에 도시된 바와 같이, 각 퇴거부(224A' 내지 224D')의 바닥면은 대기 온도와 압력하에서 각 음극 스트립(196A' 내지 196D')에 공기와 산소가 자유롭게 유통될 수 있도록 무수히 많은 천공들(225')이 구비되어 있다.As shown in FIG. 4B6, the bottom surface of each eviction portion 224A 'through 224D' is perforated with a myriad of perforations to freely distribute air and oxygen to each cathode strip 196A 'through 196D' under ambient temperature and pressure. 225 'is provided.

상세한 실시예에서, 전해질 충전 스트립(226A' 내지 226D')는 각 음극 스트립(196A' 내지 196D')위에 위치하고, 음극 지지 퇴거부의 상부내에 접착 유지 구조들과 같은 것에 의해 단단히 결합된다. In a detailed embodiment, electrolyte fill strips 226A 'through 226D' are positioned over each negative strip 196A 'through 196D' and tightly coupled by such as adhesive retention structures within the top of the negative electrode support eviction.

도 4B12에 도시된 바와 같이 음극 스트립과 얇은 전해질 스트립이 음극 지지 판(198')의 각 퇴거부내에 설치될 때, 각 전해질 충전 스트립의 외부면이 음극 지지판(198')의 상부면에 같은 높이로 배열된다.When the negative electrode strip and the thin electrolyte strip are installed in each evident portion of the negative electrode support plate 198 'as shown in FIG. 4B12, the outer surface of each electrolyte fill strip is flush with the upper surface of the negative electrode support plate 198'. Is arranged.

음극 지지 퇴거부(224A' 내지 224D')의 내부면은 전해질 충전 스트립(226A' 내지 226D')의 내부에서 물을 확실하게 추출해 내고 음극 스트립으로 최적의 산소전달이 이루어지도록 예컨대 테프론(Tefron)과 같은 소수성 재료(45")로 코팅되어 있다.The inner surface of the negative electrode support eviction portions 224A 'through 224D' ensures that water is reliably extracted from the inside of the electrolyte filling strips 226A 'through 226D' and that, for example, Tefron and It is coated with the same hydrophobic material 45 ".

소수제는 물을 제거하기 위해 산소투과 음극 요소들을 구성하는 탄소 재료에 첨가된다.The hydrophobic agent is added to the carbon material constituting the oxygen permeating cathode elements to remove water.

바람직하기로는 음극 지지판이 종래부터 잘 알려진 폴리비닐 클로라이드(PVC) 플라스틱 재료와 같은 전기적인 비전도성 재료로 만들어진다.Preferably, the negative electrode support plate is made of an electrically nonconductive material, such as polyvinyl chloride (PVC) plastic material, which is well known in the art.

음극지지판은 종래에도 잘 알려진 사출성형기술을 이용하여 제작할 수 있다.The negative electrode support plate can be manufactured using an injection molding technique which is well known in the art.

도 4B7에서 산소배출실(207')이 음극 지지판(198')와 유사한 치수를 가지는 플래이트 상 구조로 되어 있다.In FIG. 4B7, the oxygen discharge chamber 207 'has a plate-like structure having dimensions similar to those of the negative electrode support plate 198'.

도시된 바와 같이, 산소배출실은 공간적으로 대응되는 4개의 퇴거부(207A' 내지 207D')가 구비되고, 도 4B12에 도시된 바와 같이 음극 지지판(198')의 상부면에 산소배출실(207')설치될 때 음극 퇴거부(224A' 내지 224D')에 공간적으로 등록되어 있다.As shown, the oxygen discharge chamber is provided with four spatially corresponding retirements 207A 'through 207D', and the oxygen discharge chamber 207 'on the upper surface of the negative electrode support plate 198' as shown in FIG. 4B12. When installed, it is spatially registered in the cathode retirement sections 224A 'to 224D'.

4개의 도관들이 입력구(207E1')와 출력구(207A1') 사이; 입력구(207E2')와 출력구(207A2') 사이; 입력구(207E3')와 출력구(207A3') 사이; 입력구(207E4')와 출력구(207A4') 사이 등 퇴거부내에 형성된다.Four conduits between the input port 207E1 'and the output port 207A1'; Between an input port 207E2 'and an output port 207A2'; Between an input port 207E3 'and an output port 207A3'; It is formed in the retirement part, such as between the input port 207E4 'and the output port 207A4'.

퇴거판(207')은 음극 지지판(198')위에 설치될 때, 서브챔버(207A' 내지 207D')가 퇴거부(207A' 내지 207D')와 천공된 지지판(198')의 후면부와 사이에 형성된다.When the eviction plate 207 'is installed on the cathode support plate 198', the subchambers 207A 'to 207D' are disposed between the eviction portions 207A 'to 207D' and the rear portion of the perforated support plate 198 '. Is formed.

각 다중 루멘 도관(211')의 각 루멘이 4개의 입력구(207E1' 내지 207E4')중의 하나에 연결되고, 그것에 의해 재충전 서브시스템(191)안의 pO2 조절 서브시스템내에서 4개의 통제된 O2 플로우채널들과 유체상으로 소통되게 서브챔버(207A' 내지 207D')가 배열된다.Each lumen of each multiple lumen conduit 211 'is connected to one of the four input ports 207E1' through 207E4 ', whereby four controlled O2 flows in the pO2 regulating subsystem in the refill subsystem 191 Subchambers 207A'- 207D 'are arranged in fluid communication with the channels.

부분적으로 산화된 조립된 다중 트랙 연료카드(187)는 도 4B9에 도시되어 있다.Partially oxidized assembled multi-track fuel card 187 is shown in FIG. 4B9.

도시되어 있지 않지만, 방전동작중 전기적 부하 조건에 대응하여 각 애노드 연료 스트립(195A')을 따라 금속산화패턴들이 형성된다Although not shown, metal oxide patterns are formed along each anode fuel strip 195A 'in response to an electrical load condition during a discharge operation.

도 4B11에서, 전형적인 금속 연료(애노드) 접촉구조(조립체)(199')는 도 4B6에 도시된 음극 지지 구조(228')가 구비된 다중 트랙 연료 카드(187)와 사용되기 위해 개시되어 있다. In FIG. 4B11, a typical metal fuel (anode) contact structure (assembly) 199 ′ is disclosed for use with a multi-track fuel card 187 equipped with a cathode support structure 228 ′ shown in FIG. 4B6.

도시된 바와 같이 전도성 포스트의 형태에서 다수개의 전기적 전도 요소들(232A' 내지 232D')은 금속 연료 접촉 지지 플랫폼(233')으로 부터 지지된다.As shown, a plurality of electrically conductive elements 232A 'through 232D' in the form of a conductive post are supported from the metal fuel contact support platform 233 '.

이들 전기적 전도성 포스트의 위치는 애노드 지지판(228')에서 퇴거부(229A' 내지 229D')의 바닥면에 형성된 구멍들(230')과 공간적으로 부합한다 The positions of these electrically conductive posts coincide spatially with the holes 230 'formed in the bottom surface of the evident portions 229A'- 229D' at the anode support plate 228 '.

도시된 바와 같이 전기적 전도체(234A' 내지 234D')는 각각의 전도성 포스트(232A' 내지 232D')에 전기적으로 연결되고, 예컨대 퇴거된 그루브와 같은 애노드 지지판의 표면을 따라 고착되며, 전기적 컨넥터(235A')에서 전도체 단자들과 유사하게 통상의 컨넥터(235B')에서 단락된다.As shown, electrical conductors 234A 'through 234D' are electrically connected to respective conductive posts 232A 'through 232D', and are secured along the surface of an anode support plate such as, for example, a grooved groove, electrical connector 235A. Is shorted at the normal connector 235B 'similarly to the conductor terminals.

이 컨넥터는 전기적으로 도 4B3과 4B4에 도시된 바와 같이 음극 전해질 입력단자 구성의 서브시스템(244)에 연결된다.This connector is electrically connected to the subsystem 244 of the cathode electrolyte input terminal configuration as shown in FIGS. 4B3 and 4B4.

지지판(233)에 접촉되는 애노드의 폭과 길이 치수가 애노드(금속 연료) 지지판(228')뿐만 아니라 음극 지지판(198')의 폭과 길이 치수들과 사실상 유사하다.The width and length dimensions of the anode in contact with the support plate 233 are substantially similar to the width and length dimensions of the anode support plate 198 'as well as the anode (metal fuel) support plate 228'.

도 4D는 연료카드가 적재되었을 때 애노드 접촉 지지판(233'), 음극 지지판(198'), 산소 투사 챔버판(207')과 애노드(금속연료) 지지판(즉 연료카드, 228) 사이의 공간적 관계를 도시한다.4D shows the spatial relationship between the anode contact support plate 233 ', the cathode support plate 198', the oxygen projection chamber plate 207 'and the anode (metal fuel) support plate (i.e. fuel card 228) when the fuel card is loaded. Shows.

이 적재된 구성에서, 음극 지지판을 따라 각 음극 요소(196A' 내지 196D')는 서로간에 배열된 전해질 충전 패드(226A' 내지 226D')에 의해 대응되는 금속 연료 스트립 즉 존(195A' 내지 195D')의 전방 노출면과 이온 접촉하게 된다.In this stacked configuration, each of the negative electrode elements 196A 'to 196D' along the negative electrode support plate is a metal fuel strip or zone 195A 'to 195D' corresponding to each other by the electrolyte filling pads 226A 'to 226D' arranged therebetween. Ion contact with the front exposed surface of the

또한, 이 적재된 구성에서 각 애노드 접촉 요소 즉 전도성 포스트(232A' - 232D')는 애노드 접촉 지지판(233')으로부터 애노드 접촉 지지판(199')에 형성된 퇴거의 바닥패널의 중앙 구멍(230')를 관통하여 투사되고, 거기에 설치된 대응되는 금속연료 스트립과 전기적으로 접촉되게 설치되어져, 본 발명의 단일 에어 금속 연료 셀을 통하여 전기회로가 완성된다.
Also, in this stacked configuration, each anode contact element, ie, conductive posts 232A'- 232D ', is formed in the anode contact support plate 199' from the anode contact support plate 233 'with the center hole 230' of the bottom panel of the eviction. Projected through and installed in electrical contact with a corresponding metal fuel strip provided therein, the electrical circuit is completed through the single air metal fuel cell of the present invention.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템내에 재충전 헤드 전달 서브시스템Recharge head delivery subsystem within the metal fuel card recharge subsystem

재충전 헤드 전달 서브시스템(204')의 1차 기능은 도 4B3과 4B4에 도시된 서브시스템의 재충전베이에 적재되어 있는 금속 연료 카드들에 충전헤드(197')의 조립체를 전달하는 것이다.The primary function of the refill head delivery subsystem 204 ′ is to deliver the assembly of the fill head 197 ′ to the metal fuel cards loaded in the refill bay of the subsystem shown in FIGS. 4B3 and 4B4.

적절하게 전달되면, 재충전헤드의 캐소드와 애노드 접촉 구조가 재충전모드중에 적재된 금속 연료카드의 메탈연료 존과 "이온 전도성"과 "전기적 전도성" 접촉하게 된다.When properly delivered, the cathode and anode contact structures of the recharging head are brought into "electrically conductive" and "electrically conductive" contact with the metal fuel zone of the loaded metal fuel card during recharging mode.

재충전 헤드 전달 서브시스템(204')은 도 4B3에 도시된 바와 같이 금속 연료 카드(187)로 부터 제거된 각 재충전 헤드(197')의 캐소드 지지
The refill head delivery subsystem 204 'supports the cathode of each refill head 197' removed from the metal fuel card 187 as shown in Figure 4B3.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템내에 입력 전력 공급 서브시스템Input power supply subsystem within the metal fuel card recharge subsystem

도시된 실시예에서, 입력전력 공급 서브시스템(243)의 1차적인 기능은 절연된 전력코드를 통해 입력 표준 교류(AC) 전원 예컨대 120 또는 220 볼트를 받는 것이고, 재충전모드 동작중에 금속 연료 카트 재충전 서브시스템(191)의 재충전 헤드(197')에서 요구되는 정규 전압에서 그러한 전원을 조절된 직류(DC) 전원으로 변환하는 것이다.In the illustrated embodiment, the primary function of the input power supply subsystem 243 is to receive an input standard alternating current (AC) power source, such as 120 or 220 volts, via an isolated power cord, and recharge the metal fuel cart during recharge mode operation. It converts such a power supply into a regulated direct current (DC) power supply at the normal voltage required at the recharge head 197 'of subsystem 191.

아연 애노드와 카본 캐소드에 대해서, 재충전 중 각 애노드-캐소드 간의 요구된 개방전지 전압(Vacr)은 전기화학 감소를 유지하기 위해 대략 2.2 - 2.3볼트이다.For zinc anodes and carbon cathodes, the required open cell voltage (Vacr) between each anode-cathode during recharging is approximately 2.2-2.3 volts to maintain electrochemical reduction.

이 서브시스템은 이전부터 잘알려진 전력변환과 조절 회로를 이용한 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
This subsystem can be implemented in a variety of ways using previously known power conversion and regulation circuits.

금속-연료 카드 재충전 서브시스템내에 캐소드-애노드 입력단자 구성 서브시스템Sub-cathode anode input configuration subsystem within the metal-fuel card recharge subsystem

도 4B3과 4B4에 도시된 바와 같이, 캐소드 전해질 입력단자 구성 서브시스템(244)은 재충전 전력조절 서브시스템(245)의 입력단자들과 재충전 헤드(197')의 다중 트랙들과 연관된 캐소드 전해질 쌍들의 입력단자들 사이에 연결된다.As shown in FIGS. 4B3 and 4B4, the cathode electrolyte input terminal configuration subsystem 244 is a combination of cathode electrolyte pairs associated with the input terminals of the rechargeable power regulation subsystem 245 and the multiple tracks of the rechargeable head 197 ′. It is connected between the input terminals.

시스템콘트롤러(203')는 재충전 동작모드중에 그 기능을 수행하기 위해 제어신호를 공급하기 위해 캐소드-전해질 입력단자 구성 서브시스템(244)에 연결될 수 있다.The system controller 203 ′ may be coupled to the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244 to supply control signals to perform its functions during the recharging mode of operation.

캐소드-전해질 입력 단자 구성 서브시스템(244)의 기능은 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 재충전 헤드내에서 선택된 캐소드-전해질 쌍들의 직렬 또는 병렬의 입력단자를 자동적으로 구성하는 것에 의해 요구된 입력 재충전 전압수준이 재충전이 요구되는 금속 연료 트랙의 캐소드-전해질 구조간에 인가되게 된다. The function of the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244 is required by automatically configuring the serial or parallel input terminals of the selected cathode-electrolyte pairs within the recharge head of the metal-fuel card recharge subsystem 191. An input recharge voltage level is applied between the cathode-electrolyte structure of the metal fuel track that requires recharging.

본 발명의 도시된 실시예에서, 캐소드-전해질 입력 단자 구성 메카니즘(244)이 트랜지스터-조절 기술을 이용한 하나 이상의 전기적인 프로그램머블 전력스위칭 회로로 구현될 수 있고, 그 안에서 재충전 헤드(197') 내의 캐소드와 애노드 접촉 요소가 입력 전력 조절 서브시스템(245)의 출력단자에 연결된다.In the illustrated embodiment of the present invention, the cathode-electrolyte input terminal configuration mechanism 244 can be implemented with one or more electrical programmable power switching circuits using transistor-controlling techniques, within which the recharge head 197 'is located. The cathode and anode contact elements are connected to the output terminals of the input power regulation subsystem 245.

그러한 스위칭 동작들은 상기 시스템 콘트롤러(203')의 조절하에 수행되어, 재충전 전력 조절 서브시스템(245)에 의해 생산되는 요구된 출력 전압이 재충전을 요구하는 금속 연료 트랙의 캐소드-전해질 구조들 간에 인가되는 것이다.
Such switching operations are performed under the control of the system controller 203 'such that the required output voltage produced by the recharging power control subsystem 245 is applied between the cathode-electrolyte structures of the metal fuel track requiring recharging. will be.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템내 캐소드-애노드 전압 감시 서브시스템Cathode-anode voltage monitoring subsystem in metal fuel card recharge subsystem

도 4B3과 4B4에 도시된 바와 같이 캐소드-전해질 전압 감시 서브시스템(206A')이 연결된 캐소드와 애노드 구조들 간에 전압수준을 감지하기 위해 캐소드-전해질 입력 단자 구성 서브시스템(244)에 적절하게 연결된다.Cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 206A ', as shown in FIGS. 4B3 and 4B4, is suitably connected to the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244 to sense the voltage level between the connected cathode and anode structures. .

이 서브시스템은 또한 그 기능을 수행가 위해 요구되는 제어신호를 받기 위해 시스템 콘트롤러(203')에 적절하게 연결된다.This subsystem is also suitably connected to system controller 203 'to receive the control signals required to perform its functions.

첫번째로 도시된 실시예에서, 캐소드 전해질 전압 감시 서브시스템(206A')이 두개의 기본기능들이 구비되는 바, 이 기능은 재충전 모드중 각 재충전 헤드내에 적재된 각 금속 연료 존과 결합된 캐소드-전해질 구조간에 인가된 순간 전압 수준을 자동적으로 감지하는 것이고, 또 다른 기능은 금속 연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 데이타 캡쳐와 처리 서브시스템(406)에 의해 탐지 및 분석을 위해 감지된 전압을 나타내는 디지털 데이타 신호를 생산하는 것이다. In the first embodiment shown, the cathode electrolyte voltage monitoring subsystem 206A 'is equipped with two basic functions, which function are cathode-electrodes combined with each metal fuel zone loaded in each recharging head during recharging mode. Another function is to automatically detect the instantaneous voltage level applied between structures, and another function is a digital representation of the detected voltage for detection and analysis by the data capture and processing subsystem 406 in the metal fuel card recharging subsystem 191. To produce a data signal.

본 발명의 첫번째로 도시된 실시예에서, 캐소드-전해질 전압 감시 서브시스템(206A')가 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내에 각 재충전 헤드내의 각 금속 연료 존과 결합된 캐소드-전해질 구조들 간에 인가된 전압수준을 감지하기 위해 채택된 전자 회로를 이용하여 구현된다.In a first shown embodiment of the invention, the cathode-electrolyte structures in which the cathode-electrolyte voltage monitoring subsystem 206A 'is combined with each metal fuel zone in each recharge head in the metal-fuel card recharge subsystem 191 It is implemented using electronic circuitry, which is adopted to detect the voltage level applied to the liver.

그러한 감지된 전압수준에 따라, 전자회로는 데이타 캡쳐와 처리 서브시스템(406)에 의한 탐지 분석을 위한 감지된 전압수준을 나타내는 디지털 데이타 신호를 생산하기 위해 디자인될 수 있다.Depending on such sensed voltage levels, the electronics can be designed to produce digital data signals indicative of sensed voltage levels for detection analysis by the data capture and processing subsystem 406.

상기한 것보다 좀 더 자세히 서술된 것에 의하면, 그러한 데이터 신호들이 재충전 동작 모드중에 재충전 전력 조절 방법을 수행하기 위한 시스템 콘트롤러(203')에 의해 사용될 수 있다.
As described in more detail above, such data signals may be used by the system controller 203 'to perform the method of regulating recharging power during a recharging mode of operation.

금속-연료 카드 재충전내에 캐소드 애노드 전류 감시 서브시스템Cathode anode current monitoring subsystem in metal-fuel card recharge

도 4B3과 4B4에 도시된 바와 같이, 캐소드-전해질 전류 감시 서브시스템(206B')이 캐소드-전해질 입력단자 구성 서브시스템(244)에 적절하게 연결된다.As shown in FIGS. 4B3 and 4B4, the cathode-electrolyte current monitoring subsystem 206B ′ is suitably connected to the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244.

캐소드-전해질 전류 감시 서브시스템(206B')은 2개의 기본기능이 구비되는 바, 그 기본 기능은 방전 모드 중 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 각 재충전 헤드 조립체를 따라 각 금속 연료 트랙의 캐소드-전해질 쌍을 통해 전기적 전류 흐름의 크기를 자동으로 감지하는 것이고, 금속 연료 카드 재충전 서브시스템(191)내에 데이타 캡쳐 처리 서브시스템(406)에 의해 탐지와 분석을 위 해 감지된 전류들의 나타내는 디지털 데이타 신호를 생성하는 것이다.The cathode-electrolyte current monitoring subsystem 206B 'is equipped with two basic functions, the basic function of each metal fuel track along each refill head assembly in the metal-fuel card recharge subsystem 191 during discharge mode. Automatic detection of the magnitude of the electrical current flow through the cathode-electrolyte pair and digital representation of the detected currents for detection and analysis by the data capture processing subsystem 406 in the metal fuel card recharging subsystem 191. To generate a data signal.

본 발명의 두번째로 도시된 실시예에서, 캐소드-전해질 전류 감시 서브시스템(206B')은 각 재충전 헤드 조립체를 따라 각 금속 연료 트랙 즉 스트립의 캐소드 전해질 쌍를 통과하는 전류를 감지하고, 감지된 전류 수준을 나타내는 디지털 데이타 신호들을 생성하기 위한 전류 감지 회로를 이용하여 구현될 수 있다.In the second shown embodiment of the invention, the cathode-electrolyte current monitoring subsystem 206B 'senses the current passing through each metal fuel track, ie, the cathode electrolyte pair of strips, along each refill head assembly, and sensed current levels. It can be implemented using a current sensing circuit for generating digital data signals representing a.

다음에서 더 자세히 서술되는 바와 같이, 이들 감지된 전류수준은 재충전 전력 조절 방법을 수행할 때 시스템 콘트롤러에 의해 이용될 수 있고, 재충전된 금속 연료 카드의 각 존 또는 서브섹션에 대한 "재충전 조건 이력" 정보 파일를 생성할 수도 있다.
As will be described in more detail below, these sensed current levels can be used by the system controller when performing the recharging power adjustment method, and the "recharge condition history" for each zone or subsection of the recharged metal fuel card. You can also create an information file.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템내에서 캐소드 산소압 제어 서브시스템Cathode Oxygen Pressure Control Subsystem within Metal Fuel Card Recharge Subsystem

캐소드 산소압력 조절 서브시스템의 기능은 재충전 헤드(175)의 캐소드 구조의 각 서브채널내 산소압력(pO2)를 감지하고, 이에 따라 각 재충전 헤드(197')내의 그러한 캐소드 구조들의 서브채널들 내의 산소(O2)의 압력을 조절하기 위해 같게 조절 즉 증가 또는 감소시키는 것이다.The function of the cathode oxygen pressure regulating subsystem senses the oxygen pressure pO2 in each subchannel of the cathode structure of the refill head 175 and thus oxygen in the subchannels of such cathode structures in each refill head 197 '. To adjust the pressure of (O2) equally, that is to say increase or decrease.

본 발명에 따르면, 각 재충전 헤드의 캐소드 구조의 각 서브채널내 산소분압(pO2)은 재충전 모드중 채충전헤드로 부터 적절한 산소 배출을 허용하기 위해 적절한 수순에서 유지된다.According to the present invention, the partial pressure of oxygen (pO 2) in each subchannel of the cathode structure of each refilling head is maintained in an appropriate sequence to allow proper oxygen discharge from the charging head during recharging mode.

또한 산소분압(pO2)에서 변화를 감시하고, 데이타 캡쳐와 처리 서브시스템(406)에 의한 감지와 분석을 위해 산소분압을 나타내는 디지털 데이터 신호를 생성하며, 궁극적으로는 시스템 콘트롤러(203')에 응답하는 것이다.It also monitors changes in oxygen partial pressure (pO2), generates digital data signals indicative of oxygen partial pressure for detection and analysis by data capture and processing subsystem 406, and ultimately responds to system controller 203 '. It is.

그래서 시스템 콘트롤러(203')는 재충전 모드중 방전된 연료 트랙에 공급된 전력를 조절하는 데 이용하기 위해 조절할 수 있게 제공된다.
The system controller 203 'is thus provided to be adjustable for use in regulating the power supplied to the discharged fuel track during recharging mode.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템내의 이온농도 제어 서브시스템Ion Concentration Control Subsystem in Metal Fuel Card Recharging Subsystem

도 3에 도시된 실시예에서, 각 재충전 헤드(197')내 이온 농도 제어는 그 내부의 습도 조건을 감지하고, 그것을 나타내는 디지털 데이타 신호를 생성하기 위해 (가능한 애노드-캐소드 계면에 가깝거나) 도 4B6에 도시된 바와 같은 캐소드 지지구조(121') 내에 소형의 고상 습도 센서(212')를 내장하므로써 달성된다.In the embodiment shown in FIG. 3, the ion concentration control in each recharging head 197 ′ (or as close as possible to the anode-cathode interface) detects the humidity conditions therein and generates a digital data signal representing it. This is accomplished by incorporating a compact solid-state humidity sensor 212 'in the cathode support structure 121' as shown in 4B6.

이 디지털 데이터 신호는 감지와 분석을 위해 데이터 캡쳐와 처리 서브시스템(406)에 공급되고, 습도수준 또는 상대 습도가 시스템콘트롤러내의 메모리(ROM)에 설정된 소정의 한계값이하로 내려갔을 때 금속 연료 데이터베이스 관리 서브시스템(404)안의 정보를 감시하는 시스템콘트롤러(203')는 캐소드 지지구조(198') 벽의 내에 구현된 마이크로 살포 구조로 실현될 수 있는 습도 요소(213')에 공급되는 제어신호를 생성한다.This digital data signal is supplied to the data capture and processing subsystem 406 for sensing and analysis, and the metal fuel database when the humidity level or relative humidity drops below a predetermined limit set in memory (ROM) in the system controller. The system controller 203 ′, which monitors information in the management subsystem 404, provides control signals supplied to the humidity element 213 ′, which can be realized by a microspray structure implemented within the walls of the cathode support structure 198 ′. Create

도시된 실시예에서, 마이크로크기의 구멍들(214')로 부터 미세한 물방울들을 짜내는 물운반도관으로의 벽의 기능은 방전헤드(197)의 캐소드 지지구조(198) 안에서 수행되는 것과 유사한 방식으로 구현된다.In the illustrated embodiment, the function of the wall from the micro-sized holes 214 'to the water carrier conduit squeezing out fine droplets is in a manner similar to that performed in the cathode support structure 198 of the discharge head 197. Is implemented.

그래서 물펌프(215'), 물저장고(216'), 물흐름제어밸브(217'), 매니폴드 조립체(218') 및 다중 루멘 튜브(219')의 기능은 각각 물펌프(215), 물저장고(216), 물흐름제어밸브(217), 매니폴드조립체(218) 및 다중 루멘튜브(219)의 기능과 유사하다.Thus, the functions of the water pump 215 ', the water reservoir 216', the water flow control valve 217 ', the manifold assembly 218' and the multiple lumen tube 219 'are respectively represented by the water pump 215 and the water. Similar to the function of the reservoir 216, the water flow control valve 217, the manifold assembly 218 and the multiple lumen tubes 219.

그러한 동작등은 캐소드 지지구조 채널들의 내부에서 습도수준이나 상대습도를 증가 또는 감소시키므로써, 그 안에 지지되는 전해질 충전 스트립내 전해질의 KOH 농도를 충전동작중에 이온 전달과 그에 따른 금속산화물의 환원을 위해 최적으로 유지된다.
Such operation increases or decreases the humidity level or relative humidity within the cathode support structure channels, thereby reducing the KOH concentration of the electrolyte in the electrolyte filling strip supported therein for ion transport and thus reduction of metal oxides during the charging operation. Optimally maintained.

금속-연료 카드 재충전 서브시스템내 데이타 캡쳐와 처리 서브시스템Data capture and processing subsystem in metal-fuel card recharge subsystem

도 3에 도시된 실시예에서, 도 4B3 및 도 4B4에 도시된 데이터 캡쳐 및 처리 서브시스템(DCPS)(406)는 다음과 같은 많은 기능을 수행한다.In the embodiment shown in FIG. 3, the data capture and processing subsystem (DCPS) 406 shown in FIGS. 4B3 and 4B4 performs many functions as follows.

예로서, (1) 재충전 헤드 조립체(197')내 특정 재충전헤드 내에 적재되기 전에 각 금속-연료 카드를 즉각적으로 검증하고, 그것을 나타내는 금속연료 카드 검증 데이터를 생성하는 것;For example, (1) instantaneously verify each metal-fuel card and generate metal fuel card verification data indicative thereof prior to loading in a particular refill head in refill head assembly 197 ';

(2)검증된 금속-연료 카드가 그 재충전 헤드 조립체내에 적재된 기간중 존재하는 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 다양한 "재충전 변수들"을 감지하는 것;(2) sensing various “recharge parameters” in the metal-fuel card refill subsystem 191 that exist during the period in which the verified metal-fuel card is loaded into the refill head assembly;

(3)카드 재충전 동작중에 생성된 금속 연료의 양을 나타내고 평가하고 측정하는 하나이상의 변수들을 계산하고, 그러한 계산되고 평가되고 측정된 것을 나타내는 "금속연료 지시데이타"를 생성하는 것 및;(3) calculating one or more variables representing, evaluating and measuring the amount of metal fuel produced during the card recharging operation and generating "metal fuel indication data" indicative of such calculated, evaluated and measured;

(4) 감지된 재충전 변수 뿐만아니라 데이타재충전모드 중에 검증된 그들 각 각의 금속-연료 트랙/카드에 상호 관련된 계산된 금속 연료 확인 데이터를 (시스템 콘트롤러(203')에서 접근할 수 있게) 금속-연료 데이타 관리 서브시스템(404)에 기록하는 것.(4) Calculated metal fuel identification data (accessible to the system controller 203 ') as well as detected recharge parameters as well as their respective metal-fuel tracks / cards verified during the data refill mode. Writing to the fuel data management subsystem 404.

이하에서 명백하게 되겠지만, 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)에 의해 금속연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 유지관리되는 그러한 기록 정보는 예컨대 재충전 동작모드중에 최적으로 재충전하고 부분적이고 완벽하게 금속연료카드를 급속히 산화시키는 것과 같은 다양한 방법으로 시스템콘트롤러(203')에서 이용될 수 있다.As will be apparent below, such record information maintained in the metal fuel database management subsystem 404 by the data capture and processing subsystem 406 is, for example, optimally recharged during the recharging mode of operation and partially and completely the metal fuel card. Can be used in the system controller 203 'in various ways, such as rapidly oxidizing.

재충전 동작중에 상기 데이터 캡쳐 및 처리서브시스템(406)은 상기에서 기술한 금속 연료 카드 재충전 서브시스템(191)를 구성하는 다양한 서브시스템들과 관련된 채충전 변수들을 나타내는 데이타 신호들을 자동적으로 샘플링 (또는 캡쳐)한다.During the recharging operation, the data capture and processing subsystem 406 automatically samples (or captures) data signals indicative of charging parameters associated with the various subsystems that make up the metal fuel card recharging subsystem 191 described above. )do.

이들 샘플링된 값은 재충전모드중에 상기한 서브시스템들에 의해 생성된 데이타신호들내에 정보로서 부호화된다.These sampled values are encoded as information in the data signals generated by the subsystems during recharging mode.

본 발명의 원리에 따르면, 카드형 "재충전 변수들"은 예컨대 캐소드 전해질 전압감시 서브시스템(206A')에의해 감시된 특정한 금속 연료 존을 따라 캐소드와 애노드 구조간의 생성된 전압과; 예컨대 캐소드 전해질 전류 감시 서브시스템(206B')에 의해 감지된 특정 금속 연료 트랙을 따라 캐소드와 애노드 구조를 흐르는 전류; 캐소드 산소압 제어 서브시스템(203'. 250'. 208'. 209',210',211')에 의해 감지된 각 재충전 헤드(197')의 캐소드 구조내의 산소포화 도(pO2); 이온농도 제어서브시스템(203', 212', 214', 215', 216', 217', 218', 219')에 의해 감지되는 특정 재충전 헤드들의 특정 금속 연료 트랙들을 따라 캐소드-전해질 계면간 또는 인접한 부분의 습도(H20) 또는 상대습도; 카드 재충전동작중의 재충전헤드(197')의 온도(Tr) 및; 상기 확인된 재충전 변수들의 상태의 시간경과(ΔTr)들은 반드시 포함되지만 이들에 한정되는 것은 아니다.According to the principles of the present invention, the card-type "recharge parameters" may comprise, for example, the voltage generated between the cathode and the anode structure along a particular metal fuel zone monitored by the cathode electrolyte voltage monitoring subsystem 206A '; Currents flowing through the cathode and anode structures along specific metal fuel tracks sensed by, for example, the cathode electrolyte current monitoring subsystem 206B '; Oxygen saturation (pO2) in the cathode structure of each refill head 197 'sensed by the cathode oxygen pressure control subsystem 203'. 250 '. 208'. 209 ', 210', 211 '; Between the cathode-electrolyte interface or along specific metal fuel tracks of specific refill heads sensed by ion concentration control subsystems 203 ', 212', 214 ', 215', 216 ', 217', 218 ', 219'. Humidity (H20) or relative humidity of adjacent portions; The temperature Tr of the recharging head 197 'during the card recharging operation; The time-lapses ΔTr of the states of the identified recharge variables are necessarily included but not limited to these.

일반적으로 재충전 동작모드중에 데이타 및 처리 서브시스템이 카드형 "재충전 변수"를 기록할 수 있는 많은 다른 방법들이 있고, 이들 다른 방법들은 이하에서 자세히 서술한다.In general, there are many other ways in which the data and processing subsystems can record card-like "recharge parameters" during the recharging mode of operation, which are described in detail below.

도 4B9에 도시된 데이타 기록의 첫번째 방법에 따르면, "광학적" 데이타 트랙(241) 위에 그래픽으로 기록된 카드 확인 코드 또는 표시 예컨대 존 확인 정보로 부호화된 소형 바코드 심볼(240)은 광학기술을 이용하는 광학 데이터 판독기(270) 예컨대 레이저 스캔닝 바코드 심볼 판독기 또는 광학 복호기에 의해 읽혀질 수 있다.According to the first method of data recording shown in FIG. 4B9, a small barcode symbol 240 encoded with a card identification code or indication, such as zone identification information, recorded graphically on an "optical" data track 241 is an optical system using optical technology. The data may be read by a data reader 270 such as a laser scanning barcode symbol reader or an optical decoder.

도시된 실시예에서, 이들 유니크한 카드확인 코드들을 나타내는 정보가 데이타 및 처리서브시스템(406)에 제공된 데이터 신호내에 부호화되고, 그 다음에 재충전 동작중에 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 기록된다.In the illustrated embodiment, information indicative of these unique card identification codes is encoded in a data signal provided to the data and processing subsystem 406 and then written into the metal fuel database management subsystem 404 during a recharge operation. do.

도 4B9에 도시된 데이타 기록의 제 2 방법에 따르면, 마그네틱 데이터 트랙(241')에 자성적으로 기록된 디지털 "카드 확인" 코드(240')는 종래부터 잘알려진 마그네틱 정보 판독 기술들을 이용하여 구현된 자성 판독 헤드(270')에 의해 판독될 수 있다. According to the second method of data recording shown in FIG. 4B9, the digital "card identification" code 240 'magnetically recorded on the magnetic data track 241' is implemented using conventionally known magnetic information reading techniques. Read by magnetic read head 270 '.

도시된 실시예에서, 이들 유니크한 카드 확인 코드들을 나타내는 디지털 데이타는 데이터 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)에 제공된 데이타신호들에 부호화되고, 이어서 재충전 동작중에 금속연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 기록된다.In the illustrated embodiment, the digital data representing these unique card identification codes is encoded into data signals provided to the data capture and processing subsystem 406 and then in the metal fuel database management subsystem 404 during the recharging operation. Is recorded.

도 4B9에 도시된 데이타 기록의 제 3 방법에 따르면, 광학적으로 불투과성의 데이타 트랙(241")에 일련의 광전송 구멍(240")에 의해 기록된 디지털 "카드 확인" 코드는 종래에 잘알려진 광학 감지기술들에 의해 구현된 광학 감지 헤드(270")에 의해 판독될 수 있다.According to the third method of data recording shown in Fig. 4B9, the digital " card identification " code recorded by the series of optical transmission holes 240 " in the optically opaque data track 241 " Can be read by an optical sensing head 270 "implemented by sensing techniques.

도시된 실시예에서, 이들 유니크한 존 확인 코드를 나타내는 디지털 데이터는 데이터 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)에 제공되는 데이터신호들에 부호화되고, 이어서 재충전동작중에 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)에 기록된다.In the illustrated embodiment, digital data representing these unique zone identification codes is encoded into data signals provided to the data capture and processing subsystem 406 and then metal-fuel database management subsystem 404 during recharging operations. ) Is recorded.

데이터 기록의 또 다른 제 4의 방법에 따르면, 유니크 디지털 "카드 확인" 코드 와 확인된 금속 연료 카드위의 각 트랙을 위한 일련의 재충전 변수들 모두가 본 발명의 금속 연료 카드의 표면에 부착된 스트립으로 구현되는 자기적, 광학적 또는 천공된 데이타 트랙에 기록된다. According to another fourth method of data recording, a strip in which a unique digital "card identification" code and a series of recharging parameters for each track on the identified metal fuel card are attached to the surface of the metal fuel card of the present invention. Recorded in a magnetic, optical or perforated data track.

특정 금속 연료 카드에 적당한 정보의 블록이 재충전동작 모드중 기록된 정보의 쉽게 인가하도록 촉진하는 관련된 금속 연료 존에 물리적으로 인접한 데이타트랙에 기록될 수 있다.A block of information appropriate to a particular metal fuel card may be recorded in a datatrack physically adjacent to the associated metal fuel zone that facilitates easy application of recorded information during the recharging mode.

전형적으로 정보의 블록은 도 4B13에 개략적으로 표시된 바와 같이 금속연료 카드 식별번호와 일련의 재충전 변수들이 포함되는 데, 이것은 금속연료카드가 재 충전 헤드 조립체(197') 내에 적재되면 데이타 캡쳐와 처리서브시스템(406)에 의해서 자동적으로 감지된다. Typically the block of information includes a metal fuel card identification number and a series of recharge parameters, as schematically indicated in FIG. 4B13, which is a data capture and processing sub-unit once the metal fuel card is loaded into the recharge head assembly 197 '. It is automatically detected by the system 406.

상기에서 기록된 첫번째, 두번째 데이타 기록방법들은 상기한 세번째 방법보다 여러가지 잇점을 가지고 있다.The first and second data recording methods recorded above have several advantages over the third method described above.

특히 첫번째, 두번째 방법을 사용할 때 금속연료 카드에 제공된 데이타 트랙은 매우 낮은 정보 용량을 가질 수 있다.Especially when using the first and second methods, the data tracks provided on the metal fuel card can have a very low information capacity.

매우 적은 정보가 감지된 재충전 변수들이 금속 연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)에서 기록된 유일한 식별자 즉 주소번호 또는 카드식별번호를 각 금속 연료 카드에 붙이기 위해 기록될 필요가 있기 때문이다. This is because very little information has been detected that need to be recorded to attach to each metal fuel card the unique identifier recorded in the metal fuel database management subsystem 404, namely the address number or card identification number.

또한, 첫번째, 두번째 방법들에 따를 때 데이타트랙의 정보는 매우 값이 싸야할 뿐만 아니라 그러한 데이타 트랙을 따라 기록된 카드식별정보를 판독하기 위한 장치를 제공해야 한다.
In addition, according to the first and second methods, the information of the data track must be very inexpensive as well as provide an apparatus for reading the card identification information recorded along such data track.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템안의 입출력 제어서부시스템I / O Control Western System in Metal Fuel Card Recharging Subsystem

어떤 출원들에서는, 서브시스템들의 동작만에 의해 제공되지 않는 기능들을 합성 시스템에 제공하기 위해 2개 또는 그 이상의 연료 전지 밧데리 시스템 또는 그들의 금속 연료 카드 재충전 서브시스템들(191)를 결합하는 것이 바람직하거나 필수적일 수 있다.In some applications, it may be desirable to combine two or more fuel cell battery systems or their metal fuel card recharge subsystems 191 to provide a composite system with functions not provided by the operation of the subsystems alone. It may be necessary.

그러한 출원들을 연구하면, 금속 연료 카드 재충전 서브시스템(191)은 마치 시스템 콘트롤러(203')가 그러한 제어기능들을 수행하듯이 외부 시스템을 금속 연 료 카드 재충전 서브시스템의 양상을 무효로 하거나 제어하는 입출력 제어 서브시스템(224')를 포함한다. In studying such applications, the metal fuel card recharging subsystem 191 may input and output an external system to invalidate or control aspects of the metal fuel card recharging subsystem as if the system controller 203 'performs such control functions. Control subsystem 224 '.

도시된 실시예에서, 입출력 제어 서브시스템(224')은 외부 또는 원격 컴퓨터 시스템에 금속 연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 시스템 콘트롤러(203')와 직접적으로 인터페이스하여 직행하는 방식으로 시스템과 서브시스템 동작의 다양한 상태를 관리하기 방식과 수단을 제공하는 표준적인 IEEE I/O 버스 구조로서 구현된다.In the illustrated embodiment, the input / output control subsystem 224 'interfaces directly with the system controller 203' of the metal fuel card recharging subsystem 191 to an external or remote computer system in a direct manner. It is implemented as a standard IEEE I / O bus structure that provides ways and means for managing the various states of operation.

금속 연료 카드 재충전 서브시스템안의 재충전 전력조절 서브시스템Recharge Power Control Subsystem in Metal Fuel Card Recharge Subsystem

도 4B3과 도 4B4에 도시된 바와 같이, 재충전 전력조절 서브시스템(244)의 출력포트는 캐소드 전해질 입력 단자 구성 서브시스템 (244)의 입력 포트에 적절하게 연결되는 반면에 재충전 전력 조절 서브시스템(245)의 입력포트는 입력 전력 공급(243)의 출력포트에 적절하게 연결된다.4B3 and 4B4, the output port of the rechargeable power regulation subsystem 244 is properly connected to the input port of the cathode electrolyte input terminal configuration subsystem 244 while the rechargeable power regulation subsystem 245 ) Is suitably connected to the output port of the input power supply 243.

재충전 전력 조절 서브시스템(245)의 1차적인 기능은 재충전 동작 모드중에 금속 연료 카드에 공급되는 전력를 조절하는 것이기 때문에, 재충전 전렬 조절 서브시스템(245)는 또한 금속 연료 트랙들의 캐소드-전해질 구조들간에 인가되는 전압 뿐만 아니라 재충전 동작중에 캐소드-전해질 인터페이스를 흐르는 전류를 조절할 수 있다.Since the primary function of the rechargeable power control subsystem 245 is to regulate the power supplied to the metal fuel card during the recharging mode of operation, the rechargeable electric power control subsystem 245 is also used between the cathode-electrolyte structures of the metal fuel tracks. The voltage applied as well as the current flowing through the cathode-electrolyte interface during the recharging operation can be adjusted.

그러한 제어기능들은 본 발명에 따르면 다중 트랙과 단일 트랙의 금속 연료 카드의 최적 재충전을 달성하기 위해 시스템 콘트롤러(203')에 의해 관리되고, 다양한 방법에서 프로그램적으로 선택될 수 있다. Such control functions are managed by the system controller 203 'to achieve optimal recharging of multiple track and single track metal fuel cards in accordance with the present invention and may be selected programmatically in a variety of ways.

입력 전력 조절 서브시스템(245)는 전력, 전압과 전류제어 업계에서 잘 알려진 고상 전력, 전압과 전류 제어회로를 이용하여 구현될 수 있다.The input power regulation subsystem 245 may be implemented using solid state power, voltage and current control circuits well known in the power, voltage and current control arts.

그러한 회로는 트랜지스터 제어 기술을 이용한 전기적 프로그래머블 전력 스위칭 회로를 포함할 수 있고, 이 트랜지스터 제어 기술에는 하나 또는 그 이상이 전류제어 소스가 특정 재충전 전력 제어 방법를 수행하는 시스템 콘트롤러에 의해 생성되는 제어신호에 응답하여 전류를 제어하기 위해 캐소드와 애노드 구조와 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다.Such circuits may include electrically programmable power switching circuits using transistor control techniques, wherein one or more of the transistor control techniques are responsive to control signals generated by a system controller whose current control source performs a particular rechargeable power control method. Can be electrically connected in series with the cathode and anode structures to control the current.

그러한 전기적 프로그래머블 전력 스위칭 회로들은 또한 시스템 콘트롤러에 의해 생성된 제어 신호에 따라 전압을 제어하기 위해 하나이상의 전압 제어 소스들이 캐소드와 애노드 구조에 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. Such electrically programmable power switching circuits may also be electrically connected in parallel with one or more voltage control sources to the cathode and anode structures to control the voltage in accordance with a control signal generated by the system controller.

그러한 회로는 금속 연료 카드(187)의 캐소드 전해질 구조들 간에 일정한 전력( 및/도는 전압 및/또는 전류) 제어를 제공하기 위해 시스템 콘트롤러(203')에 으해 결합과 제어될 수 있다.Such a circuit may be coupled and controlled by the system controller 203 ′ to provide constant power (and / or voltage and / or current) control between the cathode electrolyte structures of the metal fuel card 187.

본 발명의 도시된 실시예에서, 재충전 전력 조절 서스시스템(245)의 기본 기능은 다음과 같은 방법들 중 어느 하나를 이용하여 금속 연료 카드(187)의 캐소드/애노드 구조에 대한 실시간 전력 조절를 수행하는 것이다.In the illustrated embodiment of the present invention, the basic function of the rechargeable power regulation subsystem 245 is to perform real-time power regulation of the cathode / anode structure of the metal fuel card 187 using any of the following methods. will be.

즉, (1) 고정 입력 전압/가변 입력전류 방법, 각 캐소드-전해질 구조에 인가되는 입력전압은 재충전 카드 표면에 형성된 금속 산화물에 의해 공급되는 적재조건들에 따라 전류가 변화되는 동안 일정하게 유지된다;That is, (1) the fixed input voltage / variable input current method, the input voltage applied to each cathode-electrolyte structure is kept constant while the current is changed according to the loading conditions supplied by the metal oxide formed on the surface of the rechargeable card. ;

(2) 고정 입력 전류/가변 입력 전압 방법, 여기서 공급되는 전류가 적재 조 건들에 따라 출력전압이 변화되는 동안 각 캐소드-전해질 구조에 흐르는 전류는 고정되게 유지된다;(2) a fixed input current / variable input voltage method, wherein the current flowing in each cathode-electrolyte structure remains fixed while the current supplied is varied in output voltage according to the loading conditions;

(3) 고정 입력 전압/고정 입력 전류 방법, 여기서 충전중에 각 캐소드-전해질 구조에 인가되는 입력전력과 전류 모두가 적재 조건에 대해 고정되게 유지된다.(3) Fixed input voltage / fixed input current method, wherein both the input power and the current applied to each cathode-electrolyte structure during charging are kept fixed for loading conditions.

(4) 고정 입력 전력 방법, 여기서 재충전 중에 각 캐소드-전해질 구조에 인가되는 입력전력은 적재조건들에 따라 일정하게 유지된다.(4) Fixed input power method, wherein the input power applied to each cathode-electrolyte structure during recharging is kept constant according to the loading conditions.

(5) 펄스 입력 전력 방법, 여기서 재충전 중 각 캐소드-전해질 구조에 인가되는 입력 전력은 미리 설정되거나 또는 동적 조건에 따라 유지되는 각 전력 펄스의 듀티사이클과 의해 출력된다.(5) Pulse input power method, wherein the input power applied to each cathode-electrolyte structure during recharging is output by the duty cycle of each power pulse that is preset or maintained according to dynamic conditions.

(6) 고정 입력 전압/펄스드 입력 전류방법, 여기서 재충전중 각 캐소드-전해질 구조에 인가되는 입력 전류는 특정 듀티사이클로 출력된다. 및;(6) Fixed input voltage / pulsed input current method, wherein the input current applied to each cathode-electrolyte structure during recharging is output at a specific duty cycle. And;

(7) 펄스드 입력 전압/고정 입력 전류 방법, 여기서 재충전 중 각 캐소드-전해질 구조에 공급되는 입력 전력은 전류가 일정하게 유지되는 동안 출력된다.(7) Pulsed input voltage / fixed input current method, wherein the input power supplied to each cathode-electrolyte structure during recharging is output while the current remains constant.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 7가지 재충전 전력 조절 방법들의 각각은 시스템 콘트롤러(203')과 연관된 롬(ROM)에 미리 프로그램된다.In a preferred embodiment of the invention, each of the seven rechargeable power adjustment methods is pre-programmed in a ROM (ROM) associated with the system controller 203 '.

그러한 전력조절 방법들은 예컨대 시스템 하우징위의 버튼이나 스위치를 수동적으로 활성화시키거나, 금속-연료 카드 장치와 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)사이의 인터페이스에서 확인되거나 감지된 물리적, 적기적, 자기적 및/또는 광학적 조건을 자동적으로 감지하는 것 등을 포함하는 다양한 다른 방법들에서 선 택될 수 있다.
Such methods of power regulation may include physical, timely and magnetic identification, for example, by manually activating a button or switch on the system housing, or at the interface between the metal-fuel card device and the metal-fuel card recharging subsystem 191. It may be chosen in a variety of other ways, including automatically detecting red and / or optical conditions.

금속-연료 카드 재충전 서브시스템내의 시스템 콘트롤러System controller in metal-fuel card recharge subsystem

상술한 바와 같이, 시스템 콘트롤러(203')는 재충전 모드중에 연료 전지 밧데리의 다양한 기능들을 수행하기 위해 많은 조작들을 수행한다.As described above, the system controller 203 'performs many operations to perform various functions of the fuel cell battery during the recharging mode.

도 3의 연료 전지 밧데리 시스템의 바람직한 실시예에서, 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)에서 시스템 콘트롤러(203')를 구현하기 위해 이용되는 서브시스템은 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)에서 시스템 콘트롤러(203)를 구현하기 위해 사용되는 동일한 서브시스템이다.In the preferred embodiment of the fuel cell battery system of FIG. 3, the subsystem used to implement the system controller 203 ′ in the metal-fuel card recharging subsystem 191 is configured in the metal-fuel card discharge subsystem 186. It is the same subsystem used to implement the system controller 203.

그러나 알고 있는 바와 같이, 방전과 재충전 서브시스템(186)(191)에 채택되는 시스템 콘트롤러들은 연료 전시 밧데리 시스템에 의해 수행되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 프로그램된 마이크로 콘트롤러들를 각각 채택하고 있는 분리된 서브시스템들에 의해서 구현될 수 있다.However, as is known, the system controllers employed in the discharge and recharge subsystems 186 and 191 are separate, each employing one or more programmed microcontrollers to perform the various functions performed by the fuel display battery system. It may be implemented by subsystems.

다른 경우에서 이들 서브시스템들중의 하나의 입출력 제어 서브시스템이 하나 이상의 외부 서브시스템들 즉 관리 서브시스템이 연료 전지 밧데리 시스템내에서 수행되는 기능들을 외부적이거나 원격적인 관리를 할 수 있도록 인터페이스될 수 있는 기본적인 입출력 제어서브시스템으로 디자인될 수 있다.
In other cases, one input / output control subsystem of these subsystems may be interfaced to allow external or remote management of one or more external subsystems, i.e., functions performed within the fuel cell battery system. It can be designed as a basic input / output control subsystem.

금속-연료 재충전 서브시스템을 이용한 재충전 금속-연료 카드들 Rechargeable metal-fuel cards using the metal-fuel recharge subsystem

도 4B51과 4B52는 도 4B3 내지 4B4에 도시된 금속-연료 카드 재충전 서브시 스템(191)을 이용한 재충전 금속 연료 카드들의 기본적인 단계들을 나타내는 고수준 플로우챠트를 설명한다.4B51 and 4B52 illustrate a high level flow chart showing the basic steps of rechargeable metal fuel cards using the metal-fuel card refill subsystem 191 shown in FIGS. 4B3-4B4.

도 4B51에 블록 A에서 설명된 바와 같이, 방전 카드 적재 서브시스템(192)은 4개의 방전된 금속-연료 카드(187)을 방전된 금속-연료 카드 저장소(188B)의 바닥으로 부터 도 4B1에 도시된 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 카드 재충전 베이로 운송한다.As described in block A in FIG. 4B51, the discharge card loading subsystem 192 shows four discharged metal-fuel cards 187 in FIG. 4B1 from the bottom of the discharged metal-fuel card reservoir 188B. To the card refill bay of the metal-fuel card refill subsystem 191.

블록B에 서술된 바와 같이, 재충전 헤드 전달 서브시스템(204')이 금속-ㅇ녀료 카드 재충전 서브시스템의 재충전 베이로 적재된 금속 연료 카드들의 재충전 헤드들(197')을 배열하므로써, 이온 전도체가 각각의 캐소드 구조와 적재된 금속-연료 카드사이에 배열된다.As described in block B, the recharge head delivery subsystem 204 'arranges the recharge heads 197' of the metal fuel cards loaded into the recharge bay of the metal-request card recharge subsystem so that the ion conductor It is arranged between each cathode structure and the loaded metal-fuel card.

블록C에서 서술된 바와 같이, 재충전 헤드 전달 서브시스템(204')은 각 재충전 헤드(197')를 구성하므로써 캐소드 구조는 적재된 금속-연료 카드와 이온 접촉하고 애노드 접촉 구조는 전기적으로 접촉하게 된다.As described in block C, the refill head delivery subsystem 204 'constitutes each refill head 197' such that the cathode structure is in ionic contact with the loaded metal-fuel card and the anode contact structure is in electrical contact. .

도 4B51의 블록D에서 가리키고 있는 바와 같이, 캐소드-전해질 입력 단자 구성 서브시스템(244)는 적재된 금속-연료 카드 주변에 배열되는 각각의 재충전 헤드(197')의 입력단자들을 구성하고, 시스템 콘트롤러(203')가 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)을 제어하므로써 전력이 적절한 재충전를 위해 요구되는 전압 및 전류 수준에서 금속-연료 카드들의 금속 연료 존에 공급된다.As indicated by block D of FIG. 4B51, the cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244 configures the input terminals of each recharge head 197 ′ arranged around the loaded metal-fuel card, and the system controller. By controlling the metal-fuel card recharging subsystem 191, power is supplied to the metal fuel zone of the metal-fuel cards at the voltage and current levels required for proper recharging.

도 4B52의 블록E에 서술된 바와 같이, 하나이상의 금속-연료 카드가 재충전될 때, 재충전 카드 하적 서브시스템(193)은 재충전 금속-연료 카드들이 도 4B2에 도시된 바와 같이 재충전 금속-연료 카드 저장소(188B)에 재충전 금속 연료 카드들의 상부로 전달된다.As described in block E of FIG. 4B52, when one or more metal-fuel cards are recharged, the recharge card loading subsystem 193 is equipped with a rechargeable metal-fuel card reservoir where the rechargeable metal-fuel cards are shown in FIG. 4B2. It is delivered to the top of the rechargeable metal fuel cards at 188B.

게다가 블록F에 표시된 바와 같이, 추가적인 방전 금속-연료 카드들의 재충전을 위해 재충전소로 적재하도록 블록A 내지 E에 기술된 동작들은 반복적으로 수행된다.
In addition, as indicated in block F, the operations described in blocks A through E are repeatedly performed to load into the charging station for recharging additional discharge metal-fuel cards.

본발명의 금속-공기 연료전지시스템의 두번째 실시예내 금속-연료 이용성와 금속-산화물 존재를 관리Managing metal-fuel availability and metal-oxide presence in a second embodiment of the metal-air fuel cell system of the present invention

방전 모드Discharge mode

도 6에 도시된 두번째 실시예의 연료전지밧데리 시스템에서, 수단들이 방전 동작중에 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 금속-연료 이용성을 자동적으로 관리하기 위해 제공된다.In the fuel cell battery system of the second embodiment shown in FIG. 6, means are provided for automatically managing metal-fuel availability in the metal-fuel card discharge subsystem 186 during a discharge operation.

그러한 시스템 능력은 이하에서 더 자세히 설명된다.Such system capabilities are described in more detail below.

도 4B14에 도시된 바와 같이, 방전 변수들 즉, i_acd, v_acd,-----,pO₂,H ₂O_2d,T_acd, v_acr/i_acr를 나타내는 데이타 신호들이 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)에 입력으로 자동 제공된다.As shown in Fig. 4B14, data signals representing discharge variables, i _acd , v _acd , -----, pO ₂ , H ₂ O _2d , T _acd , v _acr / i _acr , are shown in FIG. 4B14. Automatically provided as input to the data capture and processing subsystem 400 in the discharge subsystem 186.

샘플링과 캡쳐 후에 이들 데이타 신호들은 처리되고, 대응되는 데이타 요소 들로 변환되며, 도 4A13에 도시된 바와 같은 정보구조(409)로 기록된다.After sampling and capturing these data signals are processed, converted into corresponding data elements, and recorded into an information structure 409 as shown in FIG. 4A13.

각 정보구조(409)는 특정 금속 연료 카드에 관련된 단일한 금속-연료 카드 식별자(240, 240', 240")에 시각표시되고, 연결되는 일련의 데이타 요소들를 포함한다.Each information structure 409 includes a series of data elements that are visually marked and linked to a single metal-fuel card identifier 240, 240 ', 240 " associated with a particular metal fuel card.

이 유일한 금속 연료 카드 식별자는 도 4A6에 도시된 데이타 판독 헤드(260, 260', 260")에 의해 결정된다.This unique metal fuel card identifier is determined by the data read heads 260, 260 ', 260 "shown in Fig. 4A6.

각 시각 표시된 정보구조는 유지보수, 그 후의 처리 및/또는 추후 재충전 및/또는 방전 동작중에 인가를 위해 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에 기록된다.Each visualized information structure is recorded in the metal-fuel database management subsystem 308 in the metal-fuel card discharge subsystem 186 for application during maintenance, subsequent processing and / or subsequent recharge and / or discharge operations. do.

상술한 바와 같이, 다양한 타입의 정보가 방전 모드중에 데이타 캡쳐 및 처리 서브 시스템(400)에 의해 표본화되고, 수집된다.As discussed above, various types of information are sampled and collected by the data capture and processing subsystem 400 during discharge mode.

그러한 정보 타입은 다음과 같은 것을 포함한다.Such information types include the following.

(1)특정 방전 헤드들 내 특정 캐소드-전해질 구조들의 방전된 전류량(i_acd);(1) the amount of discharged current i _acd of specific cathode-electrolyte structures in certain discharge heads;

(2)그러한 캐소드-전해질 구조에서 발생된 전압;(2) the voltage generated in such a cathode-electrolyte structure;

(3) 각 방전 헤드내 서브챔버에 산소 농도 수준(pO_2d);(3) oxygen concentration level (pO _2d ) in the subchamber in each discharge head;

(4)각 방전 헤드내 각 캐소드-전해질 인터페이스 근처에서의 습도수준(H₂O_d) 및;(4) humidity levels (H ₂ O _d ) near each cathode-electrolyte interface in each discharge head;

(5) 각 방전 헤드의 각 채널내 온도(T_acd).(5) Temperature (T _acd ) in each channel of each discharge head.

그러한 수집된 정보로 부터 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)은 전류가 특정 방전 헤드내 특정 캐소드-전해질 구조에서 방전되는 시간(△T_d) 경과를 쉽게 계산할 수 있다.From such collected information, the data capture and processing subsystem 400 can easily calculate the time ΔT _d over which current is discharged in a particular cathode-electrolyte structure within a particular discharge head.

데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)에 의해 생성된 정보구조는 실시간으로 금속-연료 데이타베이스내 저장되고, 방전 동작중에 다양한 방법으로 이용될 수 있다.The information structures generated by the data capture and processing subsystem 400 are stored in a metal-fuel database in real time and can be used in various ways during discharge operations.

예컨대 상술한 전류(i_acd)와 시간(△T_d) 정보는 통상적으로 각각 암페어(Amperes)와 시(Hours) 단위로 측정된다.For example, the above-described current i _acd and time ΔT _d are usually measured in Amperes and Hours, respectively.

"AH"로 표시되는 이들 측정 결과는 금속-연료 카드의 금속-공기 연료 전지 밧데리 구조로 부터 "방전"되버린 전하(-Q)의 근사 측정값을 제공한다. These measurement results, denoted "AH", provide an approximate measurement of the charge (-Q) that has been "discharged" from the metal-air fuel cell battery structure of the metal-fuel card.

그래서 계산된 "AH"결과는 방전 동작중에 시간의 특정시점에서 식별된 즉 라벨표시된 금속-연료 카드의 특정 트랙에 형성되어 있는 것을 예측할 수 있는 금속-산화물의 정확한 양을 제공한다.The calculated "AH" result thus provides an accurate amount of metal-oxide that can be predicted to be formed on a particular track of the labeled metal-fuel card identified at a particular point in time during the discharge operation.

금속 산화와 환원과정에 대한 이력정보가 이용될 때, 금속-연료 카드 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191)내에 각각의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)(404)은 얼마나 많은 금속-연료 예컨데 아연이 특정 아연-연료 카드로 부터 방전 즉 전력을 생성하기 위해 이용될 수 있는 지 또는 얼마나 많은 금속-산화물이 환원을 위해 존재하는 지를 평가 내지는 결정할 수있다. When historical information about the metal oxidation and reduction process is used, each metal-fuel database management subsystem 308, 404 within the metal-fuel card discharge and recharge subsystem 186, 191 may determine how much metal. It is possible to assess or determine whether the fuel can be used for generating discharge, i.e. power, from a particular zinc-fuel card, or how much metal-oxide is present for reduction.

그래서 그러한 정보는 예컨대 특정 금속-연료 존을 따라 유용한 금속-연료 량의 결정등과 같은 금속-연료 관리기능들을 수행하기에 유용할 수 있다. Such information may thus be useful for performing metal-fuel management functions, such as determining the amount of metal-fuel amount available along a particular metal-fuel zone.

도시된 실시예에서, 금속-연료 이용성은 이하에서 서술되는 금속-연료 이용성 관리 방법을 이용하는 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내에서 관리된다.
In the illustrated embodiment, metal-fuel availability is managed within metal-fuel card discharge subsystem 186 using the metal-fuel availability management method described below.

방전동작중 금속-연료 이용관리의 바람직한 방법Preferred method of metal-fuel utilization management during discharge operation

본 발명의 원리에 따르면, 데이타 판독 헤드(260, 260', 260")는 자동적으로 각각의 금속-연료 카드를 식별하므로써, 방전 조립체내에 적재되고, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 데이터 캡쳐 및 처리 서브스시템에 공급되는 카드 식별 데이타를 생성한다.In accordance with the principles of the present invention, the data read heads 260, 260 ', 260 "are loaded into the discharge assembly by automatically identifying each metal-fuel card, and within the metal-fuel card discharge subsystem 186. Generates card identification data supplied to the data capture and processing subsystem.

적재된 금속-연료 카드의 카드 식별 데이타를 받자마자 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템은 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 카드에 관한 정보 구조 즉 데이타 파일을 자동적으로 생성한다.Upon receiving the card identification data of the loaded metal-fuel card, the data capture and processing subsystem automatically generates an information structure, or data file, about the card in the metal-fuel database management subsystem.

도 4A13에 도시된 정보 구조의 기능이 감지된 방전 변수들의 전류 (최신) 정보, 금속-연료 이용상태, 금속-산화물 존재상태 등등을 기록하는 것이다.The function of the information structure shown in Fig. 4A13 is to record the current (latest) information of the detected discharge variables, the metal-fuel utilization state, the metal-oxide presence state, and the like.

정보 저장 구조는 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 특정 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 특정 금속-연료 카드에 대해 이미 생성되어 있는 경우에는 이 정보 파일이 갱신을 위해 인가되는 것이다.The information storage structure is one in which this information file is authorized for updating if it has already been created for a particular metal-fuel card in a metal-fuel database management subsystem.

도 4A13에 도시된 바와 같이, 각 식별된 금속-연료 카드에 대해 정보구조(409)로 시간(t_i)의 각 i번째 표본 에서 각 금속-연료 존(MFZj)이 유지된다. As shown in FIG. 4A13, for each identified metal-fuel card, each metal-fuel zone MFZj is maintained in each i-th sample of time t _i with information structure 409.

일단 정보구조가 특정 금속-연료 카드(187)에 대해 생성되거나 발견되면, 각 금속-연료 존(195A 내지 195D)의 초기 상태 또는 조건이 결정되어야 만하고, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에서 유지관리되는 정보 구조내에 입력되어야만 된다.Once the information structure has been created or found for a particular metal-fuel card 187, the initial state or condition of each metal-fuel zone 195A-195D must be determined and the It must be entered into an information structure maintained within the metal-fuel database management subsystem 308.

전형적으로 방전 헤드 조립체(197)내에 적재된 금속-연료 카드는 부분적 또는 완전히 방전되고, 그 지지면을 따라 금속-연료의 특정 양을 함유하게 된다.Typically the metal-fuel card loaded into the discharge head assembly 197 is partially or completely discharged and will contain a certain amount of metal-fuel along its support surface.

정확한 금속-연료 관리를 위해 적재된 카드에서 이들 초기 금속-연료 량(MFAs)은 결정되어야 만하고, 거기에 나타나는 정보가 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191) 각각의 금속-여료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)(404)에 저장된다.These initial metal-fuel quantities (MFAs) on the loaded card must be determined for accurate metal-fuel management, and the information presented therein is the metal-funds database management sub of each discharge and recharge subsystem (186) (191). Stored in system 308 and 404.

일반적으로 정보의 초기상태는 예컨대 다른 연료 전지 밧데리 시스템에서 방전동작을 완수하기 앞서 금속-연료 카드에 관한 초기화 정보를 부호화하는 것; 동일한 연료 전지 밧데리 시스템에서 수행되는 가장 최근의 방전 동작중 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내 그러한 초기화 정보를 미리 기록되는 것; 데이타 판독 헤드(260, 260', 260")를 이용하는 금속-연료 카드위의 코드를 읽자마자 특정 정보 구조내의 정보를 자동적으로 초기화하고 특정 타입의 금속-연료 카드의 각 트랙위에 존재하는 금속-연료 양을 (공장에서) 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에 기록하는 것; 캐소드-전해질 출력 단자 구성 서브시스템(205)과 함께 상술한 금속-산화물 감지 조립체를 이용한 각 금속-연료 트랙위의 금속-연료의 초기량을 실제적으로 측정하는 것; 또는 다른 적당한 등을 포함한 많은 다른 방식들에 의해 획득될 수 있다.In general, the initial state of the information is, for example, encoding initialization information about the metal-fuel card prior to completing the discharge operation in another fuel cell battery system; Pre-recording such initialization information in the metal-fuel database management subsystem 308 during the most recent discharge operation performed in the same fuel cell battery system; As soon as you read the code on the metal-fuel card using the data readheads 260, 260 'and 260 ", it automatically initializes the information in the specific information structure and the metal-fuel present on each track of the specific type of metal-fuel card. Recording the amount (at the factory) in the metal-fuel database management subsystem 308; on each metal-fuel track using the metal-oxide sensing assembly described above in conjunction with the cathode-electrolyte output terminal configuration subsystem 205; Practically measuring the initial amount of a metal-fuel; or other suitable methods.

상술한 실제 측정 기술은 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 캐소드-전해질 출력단자 구성 서브시스템(205)과 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)과 상술한 금속-산화물 감지(v_applied/i_response) 드라이브 회로를 구성하므로써 수행될 수 있다.The actual measurement technique described above includes the cathode-electrolyte output terminal configuration subsystem 205 and the data capture and processing subsystem 400 and the metal-oxide detection (v _applied / i) in the metal-fuel card discharge subsystem 186. _response ) can be done by configuring the drive circuit.

이 배열을 사용할 때, 금속-산화물 감지 헤드들은 방전 헤드 조립체(197)내에 적재된 각 식별 금속-연료 카드위의 각 금속-연료 트랙의 초기상태에 관한 정보를 자동적으로 획득할 수 있다.When using this arrangement, the metal-oxide sensing heads can automatically obtain information regarding the initial state of each metal-fuel track on each identification metal-fuel card loaded in the discharge head assembly 197.

그러한 정보는 "t₀"로 표시되는 적재시에 각 존(195A 내지 195D)에 존재하는 금속-산화물과 금속-연료의 초기량을 포함한다.Such information includes the initial amounts of metal-oxide and metal-fuel present in each zone 195A to 195D at the time of loading, indicated by "t ₀ ".

도 1의 연료 전지 밧데리 시스템에 연결된 상태로 도시된 것과 유사한 방식으로, 금속-연료/금속-산화물 측정들이 특정 금속 연료 존(195A 내지 195D)의 테스트 전압을 자동적으로 인가하고, 인가된 전기적 테스트 전압에 응답하여 흐르는 전류를 감지하므로써 적재된 카드(187)의 각 금속-연료 존(MFZ)에서 실행될 수 있다.In a manner similar to that shown shown connected to the fuel cell battery system of FIG. 1, metal-fuel / metal-oxide measurements automatically apply the test voltage of a particular metal fuel zone 195A to 195D, and an applied electrical test voltage. It can be implemented in each metal-fuel zone MFZ of the loaded card 187 by sensing the current flowing in response to it.

특정 샘플링 주기에서 인가된 테스트 전압(v_applied)과 응답 전류(i_response)를 나타내는 데이타 신호들이 자동적으로 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)에 의해 감지되고, 적절한 수치 스케일로 인가전압대 응답전류 비(V_applied/i_response)를 나타내는 데이타 요소를 생성하여 처리한다.Data signals indicative of the test voltage (v _applied ) and the response current (i _response ) applied in a particular sampling period are automatically sensed by the data capture and processing subsystem 400 and applied voltage to response current ratios at an appropriate numerical scale. Create and process a data element that represents (V _applied / i _response ).

이 데이타 요소는 금속-연료 데이타 관리 서브시스템(308)에서 유지되는 식 별된 금속-연료 카드에 연결된 정보 구조내에 자동적으로 기록된다.This data element is automatically recorded in an information structure connected to the identified metal-fuel card maintained in the metal-fuel data management subsystem 308.

이 데이타 요소(v/i)가 측정시 금속-연료 존의 전기적 저항의 직접적인 측정을 제공하기 때문에 식별된 금속-연료 존위에 존재하는 금속-산화물의 측정된 양에 정확하게 서로 연계될 수 있다.Since this data element (v / i) provides a direct measurement of the electrical resistance of the metal-fuel zone in the measurement, it can be precisely correlated with the measured amount of metal-oxide present in the identified metal-fuel zone.

데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)이 초기시간(t₀)에서 유용한 측정된 초기 금속-산화물 양을 정량화하고, 그것을 도 4A13에 도시된 정보구조내에 기록하기 위해 MOA₀로서 지정된다.Data capture and processing subsystem 400 is designated as MOA ₀ to quantify the useful measured initial metal-oxide amount at initial time t ₀ and to record it in the information structure shown in FIG. 4A13.

그리고 완전하게 (재)충전시 각 트랙의 유용한 최대 금속-연료에 대한 앞선 정보를 이용할 대, 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(400)는 각 연료 트랙에 대해 시간(t₀)에서 각 트랙에 유용한 금속-연료의 정확한 측정을 계산하고, 각 측정값을 MFA₀ 로 지정하고, 금속-연료 카드 방전 및 충전 서브시스템(186)(196) 모두의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템내 식별된 연료 카드를 위해 이들 초기 금속-연료 측정(MFA₀)을 기록한다.And using the advanced information on the useful maximum metal-fuel of each track when fully (re) filling, the data capture and processing subsystem 400 provides a useful metal for each track at time t ₀ for each fuel track. Calculate accurate measurements of fuel, assign each measurement to MFA ₀ , and identify identified fuel cards in the metal-fuel database management subsystem of both metal-fuel card discharge and charge subsystems 186 and 196 Record these initial metal-fuel measurements (MFA ₀ ) for this purpose.

이 초기화 과정이 단순하게 실행되는 동안, 상술한 쇼트 회로 저항 테스트 와 같은 알려진 경로의 처리되는 금속-연료 카드들에 전제된 이론적 베이스의 계산값을 이용한 이들 초기 금속-연료 측정값을 경험적으로 결정하는 것이 보다 바람직 할 수 있다는 것을 출원들에서 알고 있다.While this initialization process is simply performed, empirically determining these initial metal-fuel measurements using theoretically based calculations predicated on processed metal-fuel cards of known paths, such as the short circuit resistance test described above. It is known in the applications that this may be more desirable.

초기화과정이 완수된 후, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)이 아래에서 서술되는 선들을 따라 그 금속-연료 관리 기능들을 수행할 준비가 되어 있다.After the initialization process is completed, the metal-fuel card discharge subsystem 186 is ready to perform its metal-fuel management functions along the lines described below.

도시된 실시예에서, 이 방법은 방전 동작들 중에서 순환적인 방식으로 수행되는 2개의 기본적인 단계들을 포함한다.In the illustrated embodiment, the method includes two basic steps performed in a cyclical manner among discharge operations.

그 과정의 첫번째 단계는 초기 금속-연료 양(MFA₀)로 부터 방전된 동작중에 생성된 금속산화물의 양에 대응하여 시간 간격(t0-t1)사이에 전도되는 계산된 금속-산화물 평가치(MOE_0-1)를 감산하는 것을 포함한다.The first step in the process is a calculated metal-oxide estimate (MOE) conducted between time intervals (t0-t1) corresponding to the amount of metal oxide produced during operation discharged from the initial metal-fuel amount (MFA ₀ ). _0-1 ).

방전 동작 중에 금속-산화물 평가치(MOE_0-1)가 수집된 다음 방전 변수들--전기 전하 전류(i_acd)와 시간경과(△Td)를 이용하여 계산된다.The metal-oxide evaluation value (MOE _0-1 ) during the discharge operation is collected and then calculated using the discharge variables—electrical charge current i _acd and time _ΔTd .

이 과정의 두번째 단계는 계산된 측정값(MFA₀-MOE_0-1)에다가 시간 간격(t0-t1)간에 처리될 수 있는 재충전 동작중에 생성된 금속-연료량에 대응되는 금속-연료 평가치(MFE_0-1)를 더하는 것을 포함한다.The second step of this process is a metal-fuel estimate (MFE) corresponding to the calculated measurement (MFA ₀ -MOE _0-1 ) and corresponding to the amount of metal-fuel produced during the recharging operation that can be processed between time intervals (t0-t1). _0-1 ).

특히 금속-연료 평가치(MFE_0-1)가 미리 계산되고, (만약 하나의 그러한 동작이 수행되었다면) 즉각적인 이전 재충전 동작중 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(186)내에 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템에 기록될 것이다.In particular, the metal-fuel estimate (MFE _0-1 ) is precomputed (if one such operation has been performed) and within the metal-fuel card reload subsystem 186 during the immediate previous recharging operation. Will be recorded in the system.

그래서 현재의 방전 동작중에 재충전 서브시스템(191)내 데이타베이스로 부터 이전에 기록된 정보요소가 판독되어질 필요가 있다.Thus, during the current discharge operation, previously recorded information elements need to be read from the database in the recharging subsystem 191.

상술한 설명한 과정 즉,MFA₀-MOE_0-1+MFE_0-1의 계산된 결과가 다음의 금속-연료 이용성 갱신과정에서 사용될 새로운 현재의 금속-연료 량(MFA₁)로서 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(400)내에 알려준다. The calculated result of the above-described process, that is, MFA ₀ -MOE _0-1 + MFE _0-1 , is the metal-fuel card discharge as the new current metal-fuel amount (MFA ₁ ) to be used in the next metal-fuel availability update process. It is informed within the metal-fuel database management subsystem 400 in the subsystem 186.

방전 동작중에 상술한 갱신과정은 방전되는 각 금속-연료 트랙을 위한 매 t_i-t_i+1초 동안 수행된다.During the discharge operation, the above-described update process is performed for every t _i -t _{i + 1} seconds for each metal-fuel track being discharged.

각 금속-연료 트랙위에 유지되는 그러한 정보는 예컨대 연료전지밧데리 시스템에 연결된 전기부하의 전력요구에 대응하는 금속-연료의 이용성을 관리할 뿐만 아니라 방전동작중에 최적의 방식으로 방전 변수들을 설정하는 등의 다양한 방식들에 이용될 수 있다.Such information maintained on each metal-fuel track not only manages the availability of metal-fuel corresponding to the power requirements of the electrical loads connected to the fuel cell battery system, but also sets discharge parameters in an optimal manner during discharge operations. It can be used in various ways.

이 금속-연료 관리 기술들에 따르는 자세한 것은 아래에서 더욱 자세히 설명된다.
Details pertaining to these metal-fuel management techniques are described in more detail below.

방전동작 모드중에 금속-연료 이용 관리를 위한 이용Use to manage metal-fuel use during discharge mode

방전 동작중 i번째 방전 헤드에서 결정된 시간 t2 에 어느 특정 금속 연료 존(195A 내지 195D)에 존재하는 금속 연료의 계산된 값 즉 MFZ_t1-t2 는 j번째 방전 헤드로 부터 (j+1)번째, (j+2)번째, 또는 (j+n)번째 방전 헤드 다운스트림에서 금속-연료의 이용성을 계산할 수 있게 된다.The calculated value of the metal fuel present in the specific metal fuel zones 195A to 195D at the time t2 determined in the i-th discharge head during the discharge operation, that is, MFZ _t1 -t2 is (j + 1) th from the j-th discharge head, The availability of metal-fuel can be calculated downstream of the (j + 2) th or (j + n) th discharge head.

그러한 계산된 측정값들을 사용하여, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내의 시스템 콘트롤러(186)은 실시간으로 결정 즉, 예측하고, 금속-연료 카드위의 금속-연료 존이 방전동작중에 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)위에 부가되는 순간적인 전기부하조건을 만족하기에 충분한 양으로 금속-연료 즉 아연을 포함하고, 금속-연료가 존재하고 있는 금속 연료 존들로 선택적으로 스위칭된다.Using such calculated measurements, the system controller 186 in the metal-fuel card discharge subsystem 186 determines, i.e., predicts in real time, the metal-fuel zone on the metal-fuel card during the discharge operation. It is selectively switched to metal fuel zones containing metal-fuel, ie, zinc, in which metal-fuel is present, in an amount sufficient to satisfy the instantaneous electrical load conditions added on fuel card discharge subsystem 186.

그러한 트랙 스위칭 동작들은 캐소드-전해질 출력 단자 구성 서브시스템(205)의 입력단자들에 그들의 캐소드-전해질 구조들의 출력단자를 임시적으로 연결하는 시스템 콘트롤러(203)을 포함할 수 있으므로, 금속-연료 내용 예컨대 침적물들을 지지하는 존들이 전기적 부하(200)에 의해 요구되는 전력을 생성할 수 있기에 쉽게 이용할 수 있도록 만들어진다.Such track switching operations may include a system controller 203 that temporarily connects the output terminals of their cathode-electrolyte structures to the input terminals of the cathode-electrolyte output terminal configuration subsystem 205, thereby providing a metal-fuel content such as Zones supporting the deposits are made readily available as they can generate the power required by the electrical load 200.

그러한 금속-연료 관리 능력으로 부터 얻어지는 또다른 잇점은 금속-연료 카드 방전 서브시스템(115)내의 시스템 콘트롤러(203)가 즉각적인 앞서의 재충전 및 방전동작중에 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에 수집되고 기록된 정보를 이용하는 방전동작 중 방전 변수들을 제어할 수 있다.
Another benefit resulting from such metal-fuel management capabilities is that the system controller 203 in the metal-fuel card discharge subsystem 115 may enter the metal-fuel database management subsystem 308 during immediate recharge and discharge operations. It is possible to control the discharge variables during the discharge operation using the collected and recorded information.

동작의 전모드중 기록된 정보를 이용하는 방전모드중 방전 변수들을 제어하기 위한 수단들Means for controlling discharge variables during discharge mode using information recorded during all modes of operation

두번째로 묘사된 실시예의 연료전지 밧데리 시스템에서, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내의 시스템 콘트롤러(203)이 이전 재충전과 방전동작중에 수집되고, 도6의 연료전지밧데리 시스템의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템내에 기록된 정보를 이용하는 방전 변수들을 자동적으로 제어할 수 있다.In the fuel cell battery system of the second depicted embodiment, the system controller 203 in the metal-fuel card discharge subsystem 186 is collected during previous recharge and discharge operations, and the metal-fuel data of the fuel cell battery system of FIG. It is possible to automatically control the discharge variables using the information recorded in the base management subsystem.

도 4B14에 도시된 바와 같이, 방전과 재충전 서브시스템(186)9191)내와 사이 에 제공되는 서브시스템의 아키텍쳐와 버스들은 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 시스템 콘트롤러(203)가 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 금속-연료 데이타베이스 관리서브시스템(404)내에 기록된 정보를 접근하여 이용할 수 있게 해준다.As shown in FIG. 4B14, the architecture and buses of the subsystems provided within and between the discharge and recharge subsystem 186 and 991 may be system-controlled by the system controller 203 in the metal-fuel card discharge subsystem 186. Information recorded in the metal-fuel database management subsystem 404 in the fuel card recharge subsystem 191 is made accessible.

마찬가지로 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191)사이와 내부에 제공되는 서브시스템 아키텍쳐와 버스들은 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내부의 시스템 콘트롤러(103')가 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에 기록된 정보를 접근하여 이용할 수 있게 해준다.Similarly, subsystem architectures and buses provided between and within the discharge and recharge subsystems 186 and 191 may be configured by the system controller 103 ′ within the metal-fuel card recharge subsystem 191. Information recorded in the metal-fuel database management subsystem 308 in 186 is accessible and available.

그렇나 정보와 서브-파일의 공유 능력의 잇점은 이하에서 설명될 것이다.However, the benefits of sharing information and sub-files will be discussed below.

방전 동작중, 시스템콘트롤러(203)은 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191)이 구비된 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템들내에 저장된 다양한 형태의 정보들을 인가할 수 있다.During the discharge operation, the system controller 203 can apply various types of information stored in the metal-fuel database management subsystems provided with the discharge and recharge subsystems 186 and 191.

하나의 중요한 정보요소는 시간의 특정 순간에 각 금속-연료 존(195A 내지 195D)에서 현재 유용한 연료의 량 즉 MFEt에 관계가 있다.One important information element relates to the amount of fuel currently available in each metal-fuel zone 195A- 195D, MFEt, at a particular moment in time.

이 정보를 이용하면, 시스템 콘트롤러(203)은 특정 트랙의 금속-연료가 현재 전기력요구를 만족하기에 충분한 지 여부를 결정할 수 있다.Using this information, system controller 203 can determine whether the metal-fuel of a particular track is sufficient to meet current electrical demands.

금속-연료 카드의 하나이상 또는 모든 연료 존(195A 내지 195D)의 금속-연료가 사실상 이전 방전 동작의 결과 소비된 것이고, 마지막 방전 동작이래 재충전 되지않은 것이다.The metal-fuel of one or more or all of the fuel zones 195A to 195D of the metal-fuel card is actually consumed as a result of the previous discharge operation and has not been recharged since the last discharge operation.

시스템 콘트롤러(203)은 방전 헤드내의 그러한 금속-연료 조건들을 예측할 수 있다.System controller 203 can predict such metal-fuel conditions in the discharge head.

업스트림의 연료 카드들의 금속-연료 조건에 따라 시스템 콘트롤러(203)은 다음과 같이 응답할 수 있다;Depending on the metal-fuel conditions of the upstream fuel cards, the system controller 203 may respond as follows;

(i) 전기 부하(200)에서 높은 전기적 부하조건이 감지될 때 금속-연료가 "풍부한" 트랙들의 캐소드-전해질 구조들을 방전 전력 조절 서브시스템(223)으로 연결하고, 전기 부하(200)가 낮은 부하조건임을 감지할 때 금속-연료가 "고갈된" 존들의 캐소드-전해질 구조들을 이 서브시스템으로 연결하는 것;(i) connect the cathode-electrolyte structures of the metal-fuel “rich” tracks to the discharge power regulation subsystem 223 when a high electrical load condition is detected at the electrical load 200, and the electrical load 200 is low. Connecting the cathode-electrolyte structures of the zones depleted of metal-fuel to this subsystem when sensing a load condition;

(ii) 방전헤드(197)로 부터 생성되는 전력을 유지하기 위해서 식별된 금속-연료 존에 금속-연료가 희박하게 존재할 때 대응되는 캐소드 지지 구조내에 사출되는 산소의 양을 증가시키고, 식별된 금속-연료 존에 금속-연료가 농도가 높게 존재할 때는 대응되는 캐소드 지지구조내의 사출되는 산소의 양을 감소시키는 것;(ii) increase the amount of oxygen injected into the corresponding cathode support structure when metal-fuel is sparsely present in the identified metal-fuel zone to maintain power generated from discharge head 197, and Reducing the amount of oxygen injected in the corresponding cathode support structure when metal-fuel is present in the fuel zone at a high concentration;

(iii)감지된 온도가 소정의 한계값을 초과할 때 방전 헤드(197)의 온도를 조절하는 것등이다.(iii) adjusting the temperature of the discharge head 197 when the sensed temperature exceeds a predetermined threshold.

본 발명의 다른 실시예에서 시스템 콘트롤러(203)은 식별된 연료 카드의 특정 존의 감지된 조건에 대응하여 다른 방식으로 동작할 수 있는 것을 알 수 있다.
It will be appreciated that in other embodiments of the present invention, the system controller 203 may operate in different ways in response to the sensed conditions of the particular zone of the identified fuel card.

재충전 모드중Recharging Mode

도 6에 도시된 다섯번째 실시예의 연료 전지 밧데리 시스템에서, 재충전 동작중에 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내에 금속-산화물 존재를 자동적으로 관리하기 위해 제공되는 수단들이다. In the fuel cell battery system of the fifth embodiment shown in FIG. 6, there are means provided for automatically managing the metal-oxide presence in the metal-fuel card recharging subsystem 191 during the recharging operation.

그러한 시스템 능력이 이하에서 더욱 더 자세히 설명될 것이다.Such system capabilities will be described in greater detail below.

도 4B14에서 도시된 바와 같이, 재충전 요소들 즉, i_acr, v_acr, ---,pO₂,H ₂O_r, T_r,v_acr/i_acr을 나타내는 데이타 신호가 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)에 입력으로 자동적으로 제공된다.As shown in FIG. 4B14, a data signal representing the recharging elements, i _acr , v _acr , ---, pO ₂ , H ₂ O _r , T _r , v _acr / i _acr , is shown in FIG. 4B14. Automatically provided as input to data capture and processing subsystem 406 in system 191.

샘플링과 캡쳐링 후에 이들 데이타 신호는 처리되고, 대응되는 데이타요소들로 변환되어져, 예컨대 도 4b13에 도시된 바와 같이 정보구조(410)으로 기록된다.After sampling and capturing these data signals are processed and converted into corresponding data elements, for example, recorded in the information structure 410 as shown in FIG. 4B13.

방전 변수 수집의 경우에서와 같이, 채충전 변수들을 위한 각 정보 구조(410)은 시간표시되고, 유일한 금속-연료 카드 식별자(240, 240', 240")에 관련 즉 연계된 일련의 데이타요소들을 포함한다.As in the case of discharging variable collection, each information structure 410 for charging parameters is time stamped and contains a series of data elements associated with or associated with a unique metal-fuel card identifier 240, 240 ′, 240 ″. Include.

유일한 금속-연료 카드 식별자는 도 4B6에 도시된 데이타 판독 헤드(270, 270', 270")에 의해 결정된다.The unique metal-fuel card identifier is determined by the data read heads 270, 270 ', 270 "shown in Fig. 4B6.

그리고 각 시간표시된 정보구조는 유지관리와, 순차적인 처리 및/또는 나중의 재충전 및/또는 방전 동작중에 접근을 위해 도 4B14에 도시된 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 기록된다.And each timed information structure is a metal-fuel database of the metal-fuel card refill subsystem 191 shown in FIG. 4B14 for maintenance and access during subsequent processing and / or later recharge and / or discharge operations. Recorded in the management subsystem 404.

상술한 바와 같이, 여러형태의 정보가 샘플링되고, 재충전 모드중에 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)에 의해 수집된다.As noted above, various types of information are sampled and collected by the data capture and processing subsystem 406 during refill mode.

그러한 정보 타입은 예컨대 (1) 각 재충전 헤드(197')내 각 캐소드-전해질 구조에 인가되는 재충전 전압;(2) 각 재충전 헤드(197')내 각 캐소드-전해질 구조 에 공급되는 전류(i_acr)의 양;(3) 각 재충전 헤드내 각 서브챔버의 산소농도(pO₂)수준; (4) 각 재충전 헤드내 각 캐소드-전해질 인터페이스의 인접한 곳의 습도수준(H₂O_r) 및;(5) 각 재충전 헤드(197')의 각 채널내 온도(Tacr)이다.Such information types include, for example, (1) a recharge voltage applied to each cathode-electrolyte structure in each recharge head 197 '; (2) the current i _acr supplied to each cathode-electrolyte structure in each recharge head 197'. (3) the oxygen concentration (pO ₂ ) level of each subchamber in each refill head; (4) the humidity level (H ₂ O _r ) in the vicinity of each cathode-electrolyte interface in each recharge head; and (5) the temperature (Tacr) in each channel of each recharge head (197 ').

그러한 수집된 정보로 부터 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)은 예컨대 전류가 특청 재충전 헤드내 특정 캐소드-전해질 구조에 공급되는 경과시간(△tr)을 포함한 시스템의 다양한 변수들을 쉽게 계산할 수 있다.From such collected information, the data capture and processing subsystem 406 can easily calculate various variables of the system, including elapsed time Δtr, for example, the current is supplied to a particular cathode-electrolyte structure in the supercharged head.

실시간으로 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에서 생성되고 저장된 정보구조는 재충전동작중 다양한 방식으로 사용될 수 있다.Information structures created and stored within the metal-fuel database management subsystem 404 of the metal-fuel card refill subsystem 191 in real time may be used in various ways during the recharging operation.

예컨대 재충전 모드중에 획득된 상술한 전류(iacr)과 경과시간(△tr) 정보가 통상적으로 각각 암페어(Amperes)와 시(hours) 단위로 측정된다.For example, the above-described current i acr and elapsed time DELTA tr information obtained during the recharging mode are typically measured in Amperes and hours, respectively.

이들 측정값(AH)의 결과는 재충전 동작들중에서 금속-연료 카드의 금속-공기 연료 전지 밧데리 구조에 공급되는 전하(-Q)의 정확한 측정값을 제공한다.The result of these measurements (AH) provides an accurate measure of the charge (-Q) supplied to the metal-air fuel cell battery structure of the metal-fuel card during recharging operations.

그래서 계산된 "AH" 값은 재충전 동작중 특정 순간에 식별된 금속-연료존에 생성될 것이라 예측되는 금속-연료의 정확한 값을 제공한다.The calculated "AH" value thus provides the exact value of the metal-fuel that is expected to be produced in the identified metal-fuel zone at a particular moment during the recharging operation.

금속 산화와 환원과정에 대한 이력정보로 사용될 때, 금속-연료 카드 방전과 재충전 서브시스템(186)(191) 각각내에 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)(4040)가 아연-연료 카드의 재충전 즉 산화아연으로 부터 아연으로 변환중에 얼마나 많은 금속-산화물 예컨대 산화아연이 존재하는 지를 예측하고 결 정하는 데 이용될 수 있다.When used as historical information for the metal oxidation and reduction process, metal-fuel database management subsystems 308 and 4040 in each of the metal-fuel card discharge and recharge subsystems 186 and 191 may be used. It can be used to predict and determine how many metal-oxides such as zinc oxide are present during recharging, ie from zinc oxide to zinc.

그러한 정보는 예컨대 재충전 동작 중에 각 금속-연료 존(195A 내지 195D)에 존재하는 금속-산화물양의 결정을 포함하는 금속-연료 관리 기능을 수행하는 데 매우 유용하게 이용될 수있다.Such information can be very useful for performing metal-fuel management functions, including, for example, determination of the amount of metal-oxide present in each metal-fuel zone 195A-195D during a recharging operation.

서술된 실시예에서, 금속-산화물 존재 과정은 이하에서 서술되는 방법을 이용한 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191) 내에서 관리될 수 있다.
In the described embodiment, the metal-oxide present process can be managed within the metal-fuel card refill subsystem 191 using the method described below.

재충전 동작중 금속-산화물 존재 관리의 바람직한 방법Preferred method of managing metal-oxide presence during recharging operation

본 발명의 원리에 따라, 데이타 판독 헤드(270, 270', 270")가 재충전 조립체(197')내에 적재되듯이 각 금속-연료 카드를 자동적으로 식별하고, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(191)내 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템에 공급되는 카드 식별 데이타 를 생성한다.In accordance with the principles of the present invention, each metal-fuel card is automatically identified and the metal-fuel card discharge subsystem 191 as data read heads 270, 270 ', 270 "are loaded into refill assembly 197'. Generate card identification data that is fed into the data capture and processing subsystem.

적재된 금속-연료 카드에 관한 카드 식별 데이타를 받자마다, 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템은 자동적으로 금속-연료 데이타베이스 관리서브시스템내 카드의 정보구조 즉 데이타파일을 생성한다.Upon receiving the card identification data for the loaded metal-fuel card, the data capture and processing subsystem automatically generates the information structure, or data file, of the card in the metal-fuel database management subsystem.

도 4B13에 도시된 이 정보구조의 기능은 감지된 재충전 변수들에 관한 현재(최신) 정보, 금속-연료 이용상태, 금속-산화물 존재상태 등을 기록하는 것이다.The function of this information structure, shown in FIG. 4B13, is to record current (latest) information about the sensed recharge parameters, metal-fuel utilization, metal-oxide presence, and the like.

정보 저장 구조 즉 데이타파일은 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내 특정 금속-연료 카드를 위해 이미 생성된 경우에는, 이 정보 파일은 갱신을 위해 접근될 것이다. If the information storage structure, or data file, has already been created for a particular metal-fuel card in the metal-fuel database management subsystem 404, this information file will be accessed for update.

도 4B13에 도시된 바와 같이, 각 식별된 금속-연료 카드를 위해 정보 구조(410)는 각 샘플된 순간의 시간(ti)에 각 금속-연료 존(MFZj)(195A 내지 195D)을 위해 유지된다.As shown in FIG. 4B13, for each identified metal-fuel card an information structure 410 is maintained for each metal-fuel zone MFZj 195A to 195D at the time ti of each sampled instant. .

일단 정보구조가 특정 금속-연료 카드에 대해 생성 또는 발견되면, 초기상태 또는 각 금속-연료 존의 조건이 결정되어야 만하고, 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191) 각각의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)(404)내에 유지관리되는 정보구조내에 입력되어야만 한다.Once the information structure is created or found for a particular metal-fuel card, the initial state or conditions of each metal-fuel zone must be determined, and the metal-fuel database management of each of the discharge and recharge subsystems 186, 191. It must be entered into an information structure maintained in subsystems 308 and 404.

전형적으로 재충전 헤드 조립체(197) 내에 적재된 금속-연료 카드는 부분적으로 또는 완전하게 방전되어서, 그 기본 금속으로 변환을 위해 그 연료 존의 금속 산화물의 특정양을 함유된다.Typically the metal-fuel card loaded in the refill head assembly 197 is partially or completely discharged, containing a certain amount of metal oxide in its fuel zone for conversion to its base metal.

정확한 금속-연료 관리를 위해서, 적재된 카드에서 이들 초기 금속-산화물양 (MOAs)이 결정되어야 만하고, 이 것으로 표현된 정보는 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191) 각각의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템과 함께 저장되어야 한다.For accurate metal-fuel management, these initial metal-oxide amounts (MOAs) must be determined in the loaded card, and the information represented as this is in the metal-fuel database of each of the discharge and recharge subsystems 186, 191. It must be stored with the management subsystem.

일반적으로 정보의 초기상태들은 예컨대 다른 연료전지 밧데리 시스템에서 방전 동작을 완수하기에 앞서 금속-연료 카드에 관한 초기정보를 부호화하므로써;In general, the initial states of the information are, for example, by encoding initial information about the metal-fuel card prior to completing the discharge operation in another fuel cell battery system;

동일한 연료 전지 밧데리 시스템에서 수행되는 가장 최근의 재충전 동작중 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템내의 초기화 정보를 미리 기록하므로써; 특정 타입의 금속 연료 카드의 각 존에 정상적으로 예측되는 금속-산화물의 양을 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 (공장에서) 기록하고, 데이타 판독 헤드(270, 270', 270")를 이용한 금속-연료 카드의 코드를 판독하자 마자 특정 정보 구조내에 그러한 정보를 자동으로 초기화하므로써; 캐소드-전해질 입력단자 구성시스템(244)과 접속된 상술한 금속-산화물 감지 조립체를 이용한 각 금속-연료 존의 금속-산화물의 초기량를 실제적으로 측정하므로써; 그리고 다른 적당한 기술을 포함한 많은 다른 방식들에 의해 획득될 수 있다.By pre-recording initialization information in the metal-fuel database management subsystem during the most recent recharging operation performed in the same fuel cell battery system; The amount of metal-oxide normally expected in each zone of a particular type of metal fuel card is recorded (at the factory) in the metal-fuel database management subsystem 404, and the data read heads 270, 270 ', and 270 ". By automatically initializing such information in a specific information structure as soon as the code of the metal-fuel card is read out; each metal-fuel using the above-described metal-oxide sensing assembly connected to the cathode-electrolyte input terminal configuration system 244; By actually measuring the initial amount of metal-oxide in the zone; and can be obtained by many other ways including other suitable techniques.

상기한 "실제" 측정 기술은 재충전 서브시스템(191)내에 캐소드-전해질 입력 단자 구성 서브시스템(244)과 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)으로 도2A15에 도시된 금속-산화물 감지 드라이브 회로를 구성하기 위해 수행될 수 있다.The "real" measurement technique described above constitutes the metal-oxide sensing drive circuit shown in Figure 2A15 with a cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244 and a data capture and processing subsystem 406 within the recharge subsystem 191. May be performed to

이 배열을 이용하여, 금속-산화물 감지 헤드는 재충전 헤드 조립체(197')에 적재된 각 식별 금속-연료 카드의 각 금속-연료 트랙의 초기 상태에 관한 정보를 자동적으로 획득할 수 있다.Using this arrangement, the metal-oxide sensing head can automatically obtain information regarding the initial state of each metal-fuel track of each identification metal-fuel card loaded in the refill head assembly 197 '.

그러한 정보는 "t0"로 표시되는 적재시에 각 트랙의 금속-산화물의 초기양과 금속-연료 존재량을 포함한다.Such information includes the initial amount of metal-oxide and metal-fuel abundance of each track at the time of loading indicated by "t0".

도 1과 3의 연료 전지 밧데리 시스템과 접속되게 도시된 것과 유사한 방법으로, 그러한 금속-연료/금속-산화물 측정들은 금속 연료의 특정 존의 테스트 전압을 자동으로 인가하고, 인가된 테스트 전압에 대응하여 흐르는 전류를 감지하므로써 적재된 카드의 각 금속-연료 존에서 수행되는 것이다.In a manner similar to that shown in connection with the fuel cell battery systems of FIGS. 1 and 3, such metal-fuel / metal-oxide measurements automatically apply the test voltage of a particular zone of the metal fuel and correspond to the applied test voltage. This is done in each metal-fuel zone of the loaded card by sensing the current flowing through it.

특정 샘플링 주기에서 인가된 전압(v_applied)과 응답 전류(i_response)로 표현되는 데이타 신호들 데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)에 의해서 자동적으로 감지되 고, 적절한 수치 스케일로 인가전압 대 응답전류 비(v_applied/i_response)를 나타내는 데이타 요소를 생성하도록 처리된다.Data signals represented by _applied voltage (v _applied ) and response current (i _response ) during a specific sampling period are automatically detected by the data capture and processing subsystem 406 and applied voltage versus response current at an appropriate numerical scale. It is processed to generate a data element that represents the ratio (v _applied / i _response ).

이 데이타 요소는 금속-연료 데이타 관리 서브시스템(404)에서 유지되는 식별된 금속-연료 카드에 연계된 정보구조 내에 자동적으로 기록된다.This data element is automatically recorded in an information structure associated with the identified metal-fuel card maintained in the metal-fuel data management subsystem 404.

이 데이타 요소(v/i)가 측정시에 금속-연료 존의 전기저항의 직접 측정치를 제공하므로써, 식별화된 금속-연료 존에 존재하는 측정된 "초기" 금속-산화 량에 정확하게 상호관련되어 질 수 있다.This data element (v / i) provides a direct measure of the electrical resistance of the metal-fuel zone at the time of measurement, thereby accurately correlating the measured "initial" metal-oxidation amount present in the identified metal-fuel zone. Can lose.

데이타 캡쳐 및 처리 서브시스템(406)이 (초기 순간 시간t0에 유용한) 측정된 초기 금속-산화물 량을 정량화하고, 금속-연료 카드 방전 및 재충전 서브시스템(186)(191) 각각의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)(404)내에 유지되는 정보 구조에서 기록되어 MOA₀로서 지정된다. The data capture and processing subsystem 406 quantifies the measured initial metal-oxide amount (useful for initial instant t0), and the metal-fuel data of each of the metal-fuel card discharge and recharge subsystems 186 and 191. It is recorded in the information structure maintained in the base management subsystem 308 (404) and designated as MOA ₀ .

이 초기 과정이 단순히 수행되면서, 몇개의 출원에서 잘 알려진 경로의 처리(예컨대 상술한 쇼트회로 저항 테스트)되는 금속-연료 카드에 전제되는 이론적인 계산들을 이용한 이들 초기 금속-산화물 측정을 경험적으로 결정하는 것이 더 바람직할 것이라는 것이 알려져 있다.This initial procedure is simply performed, empirically determining these initial metal-oxide measurements using theoretical calculations that are predicated on the metal-fuel card being processed in some applications (such as the short circuit resistance test described above). It is known that it would be more desirable.

초기 과정을 완료한 후, 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)이 이하에서 서술된 배선들의 금속-연료 관리 기능을 수행하게 된다.After completing the initial process, the metal-fuel card recharging subsystem 191 will perform the metal-fuel management function of the wires described below.

묘사된 실시예에서, 이 방법은 방전 동작중 순환적인 방식으로 수행되는 2개의 기본적인 단계를 포함한다. In the depicted embodiment, the method includes two basic steps performed in a cyclical manner during a discharge operation.

과정의 첫번째 단계는 시간간격 t0-t1사이에 전도되는 재충전 동작중에 생성되는 금속-연료량에 대응되는 계산된 금속-연료 평가치MFE_0-1을 초기 금속-산화물량 MOA0으로 부터 감산하는 것을 포함한다.The first step of the process involves subtracting the calculated metal-fuel estimate MFE _0-1 from the initial metal-oxide amount MOA0 corresponding to the metal-fuel amount produced during the recharging operation conducted between time intervals t0-t1. .

재충전 동작중 금속-연료 평가치MFE_0-1이 전기전 전하 전류iacr과 시간경과△Tr의 재충전 변수들을 이용하여 계산된다.The metal-fuel estimate MFE _0-1 during the recharging operation is calculated using the recharge variables of the pre-electrical charge current i acr and time ΔTr.

과정의 두번째 단계는 상기 계산된 측정치(MOA₀-MFE_0-1)에 시간간격 t0-t1사이에 전도될 수 있는 어떠한 방전동작중에 생성되는 금속-산화물량에 대응되는 금속-산화물 평가치MOE_0-1를 가산하는 것을 포함한다. The second step of the process is a metal-oxide evaluation value MOE ₀ corresponding to the amount of metal-oxide produced during any discharge operation that can be conducted between the calculated measurements MOA ₀ -MFE _0-1 between time intervals t0-t1 _{. It} adds _-1 .

특히 금속-산화물 평가치MOE_0-1는 전기적 재충전 전류iacd와 방전동작 중 시간간격△T0-1과 같이 수집된 방전 변수들을 이용하여 계산된다.In particular, the metal-oxide evaluation value MOE _0-1 is calculated using the collected discharge variables such as the electrical recharge current i acd and the time interval ΔT 0-1 during the discharge operation.

특히 금속-산화물 측정치MOE_0-1는 미리 계산되고, 직전 방전 동작중(만약 하나의 그러한 동작이 t0이래 수행되었다면) 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)내에 기록된다.In particular, the metal-oxide measurement MOE _0-1 is precomputed and during the last discharge operation (if one such operation has been performed since t0), the metal-fuel database management subsystem in the metal-fuel card discharge subsystem 186 ( 308).

그래서 현재의 재충전 동작중 방전 서브시스템(186)내 데이타베이스 관리 서브시스템(308)로 부터 이 이전기록된 정보요소를 읽어들여야 한다.Thus, this previously recorded information element must be read from the database management subsystem 308 in the discharge subsystem 186 during the current recharging operation.

상술한 평가과정의 계산된 결과 즉, MOA₀-MFE_0-1+MOE_0-1이 다음 금속-산화물 존재의 갱신과정에 사용되는 새로운 현재 금속-연료 량(MOA1)으로 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 부가 된다.The calculated result of the above-described evaluation process, that is, MOA ₀ -MFE _0-1 + MOE _0-1 is used to renew the metal-fuel card with the new current metal-fuel amount (MOA1) used in the renewal process of the next metal-oxide present. It is added to the metal-fuel database management subsystem 404 in the system 191.

재충전동작중, 상술한 갱신과정은 재충전되는 각 금속-연료 존에 대한 매 ti-ti+1초 동안 수행된다.During the recharging operation, the above updating process is performed for every ti-ti + 1 seconds for each metal-fuel zone to be recharged.

각 금속-연료 존에 유지되는 그러한 정보는 예컨대 금속-연료 카드의 존에 금속-산화 형성물의 존재 뿐만 재충전 동작중 최적의 방식으로 재충전 변수들을 설정을 관리하는 것과 같은 다양한 방식에서 사용될 수 있다.Such information maintained in each metal-fuel zone can be used in a variety of ways, such as managing the setting of recharge parameters in an optimal manner during recharging operations as well as the presence of metal-oxidation formations in the zone of the metal-fuel card.

그러한 금속-산화물 존재 관리 기술에 상세한 것은 이하에서 더욱 자세히 상술한다.
Details on such metal-oxide presence management techniques are described in more detail below.

재충전 동작 모드중 금속-산화물 존재 관리를 위한 이용Use for managing metal-oxide presence during recharging mode

재충전 동작중 어느 특정 금속-연료 존(즉, MFZ)에 존재하는 계산된 금속-산화물 양은 i번째 재충전 헤드(197')에서 결정되고, i번째 재충전 헤드(197')로 부터 (i+1)번째, (i+2)번째, 또는 (i+n)번째 재충전 헤드 다운스트림에서 금속 산화물의 존래를 계산하는 데 이용될 수 있다.The calculated metal-oxide amount present in any particular metal-fuel zone (i.e., MFZ) during the recharging operation is determined at the i-th refill head 197 'and from (i + 1) from the i-th refill head 197'. It can be used to calculate the presence of the metal oxide in the (i + 2) th or (i + n) th recharge head downstream.

그러한 계산된 측정치를 이용하여, 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 시스템 콘트롤러(203')가 실시간으로 어떠한 금속-연료 카드의 금속-연료 트랙이 재충전이 요구되는 금속-산화물 예컨대 산화아연를 포함하고 있는 지, 어떤 것이 재충전이 요구되지 않는 금속-연료를 포함하고 있는 지를 결정하고 즉, 예측할 수 있다.Using such calculated measurements, the system controller 203 ′ in the metal-fuel card refill subsystem 191 contains, in real time, a metal-oxide such as zinc oxide in which the metal-fuel track of any metal-fuel card is required to be refilled. Can determine, or predict, what metal-fuel does not require recharging.

재충전이 요구되는 이들 금속-연료 존에 대하여, 시스템 콘트롤러(203')는 재충전 헤드 조립체(197')내 금속-연료로 변환하기 위한 현저한 금속-산화물 즉 침전물을 갖는 이들 금속-연료 존의 캐소드-전해질 구조들을 전자적으로 스위치할 수 있다.For those metal-fuel zones that require refilling, the system controller 203 'is a cathode of these metal-fuel zones with significant metal-oxides or precipitates to convert to metal-fuel in the refill head assembly 197'. The electrolyte structures can be switched electronically.

그러한 금속-산화물 관리 능력으로 부터 얻어지는 다른 잇점은 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 시스템 콘트롤러(203')가 바로 직전 재충전 및 방전 동작들 중 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 수집되고 기록된 정보를 이용한 재충전 동작중에 재충전 변수들을 제어할 수 있다.Another benefit resulting from such metal-oxide management capabilities is that the system controller 203 'in the metal-fuel card recharging subsystem 191 is in the metal-fuel database management subsystem 404 during the immediate recharge and discharge operations. Recharge parameters can be controlled during recharge operations using the collected and recorded information.

재충전 동작들중 수집된 정보는 어떠한 순간에서 각 금속-연료 존(195A 내지 195D)에 존재하는 금속-산화물 량의 정확한 측정값을 계산하는 데 이용될 수 있다.The information collected during the recharging operations can be used to calculate an accurate measure of the amount of metal-oxide present in each metal-fuel zone 195A-195D at any instant.

정보 저장 구조내에 저장되고, 금속-연료 데이타베이스 서브시스템(404)내에 유지관리되는 그러한 정보는 각 재충전 헤드(197')의 캐소드-전해질 구조들에 인가되는 전류량을 제어하기 위해 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)내의 시스템 콘트롤러(203')에 의해 접근되고 이용될 수 있다.Such information stored in the information storage structure and maintained in the metal-fuel database subsystem 404 discharges the metal-fuel card to control the amount of current applied to the cathode-electrolyte structures of each recharge head 197 '. It can be accessed and used by system controller 203 'in subsystem 186.

이상적으로 전류의 세기는 그러한 존의 금속-산화물 예컨대 산화아연의 평가량을 그 기본적 원 금속 예컨대 아연으로 완벽한 변환를 확실하게 하기위해 선택될 것이다.
Ideally the intensity of the current will be chosen to ensure complete conversion of the estimated amount of metal-oxides such as zinc oxide in such zones to their basic raw metal such as zinc.

동작의 이전모드중 기록된 정보를 이용하여 재충전 동작중 재충전 변수들을 제어하기 위한 수단들Means for controlling recharging parameters during recharging operation using information recorded during a previous mode of operation

두번째 묘사된 실시예의 연료 전지 밧데리 시스템에서, 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)내 시스템 콘트롤러(203')는 이전 방전 및 충전 동작 중 수집되고, 도 3의 연료 전지 밧데리 시스템의 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(308)(404)내에 기록된 정보를 이용하여 재충전 변수들을 자동적으로 제어할 수 있다.In the fuel cell battery system of the second depicted embodiment, the system controller 203 'in the metal-fuel card recharging subsystem 191 is collected during previous discharge and charging operations and the metal-fuel data of the fuel cell battery system of FIG. Information recorded in the base management subsystem 308 (404) may be used to automatically control recharge variables.

재충전 동작중 금속-연료 데이프 재충전 서브시스템(191)내 시스템 콘트롤러(203')는 금속-연료 데이타베이스 관리 서브시스템(404)내에 저장된 다양한 형태의 정보에 접근할 수 있다.The system controller 203 ′ in the metal-fuel tape refill subsystem 191 can access various types of information stored within the metal-fuel database management subsystem 404 during recharging operations.

거기에 저장된 하나의 중요한 정보요소는 특정 순간에서 각 금속-연료 존에 현재 존재하는 금속-산화물량 즉 MOAt에 관련이 있다.One important information element stored there is related to the amount of metal-oxide present in each metal-fuel zone at the moment, MOAt.

이 정보를 이용하면, 시스템 콘트롤러(203')는 어느 존이 현저한 금속-산화 침전물이 존재하는 가를 결정할 수 있고, 그래서 재충전 헤드내 상호 관련된 캐소드-전해질 구조의 입력단자를 재충전 동작을 효율적이고, 신속히 수행할 수 있도록 캐소드-전해질 입력단자 구성 서브시스템(244)에 의하여 재충전 전력 제어 서브시스템(245)에 연결할 수 있다.Using this information, the system controller 203 'can determine which zones have significant metal-oxidation deposits, so that the input terminal of the correlated cathode-electrolyte structure in the recharge head can be efficiently and quickly recharged. It may be coupled to the rechargeable power control subsystem 245 by a cathode-electrolyte input terminal configuration subsystem 244 to perform.

시스템 콘트롤러(203')은 재충전 동작을 전도하기에 앞서 그러한 금속-산화물 조건들을 예측할 수 있다.The system controller 203 ′ can predict such metal-oxide conditions prior to conducting the recharging operation.

방전 헤드 조립체내에 적재된 업스트림 연료 카드의 금속-산화물 조건에 따라 설명된 실시예의 시스템 콘트롤러(203')는 다음과 같이 응단할 수 있다.Depending on the metal-oxide conditions of the upstream fuel card loaded in the discharge head assembly, the system controller 203 ′ of the described embodiment can cure as follows.

(i) 긴 재충전 기간동안 금속-산화물이 "풍부한" 존들의 캐소드-전해질 구조 들을 재충전 전력 조절 서브시스템(245)로 연결하고, 상대적으로 더 짧은 재충전 동작동안 이 서브시스템으로 부터 금속-산화물 "고갈된" 존의 캐소드-전해질 구조를 연결하는 것;(i) connect the cathode-electrolyte structures of the metal-oxide “rich” zones for a long recharge period to the recharge power control subsystem 245 and deplete the metal oxide from this subsystem for a relatively shorter recharge operation. Joining the cathode-electrolyte structures of the "zoned" zone;

(ii)재충전 동작중 두껍게 형성된 금속-산화 형성물을 가지는 존에 대응하는 캐소드 지지 구조들로 부터 산소 배출율을 증가시키고, 재충전 동작중 얇게 형성된 금속-산화 형성물을 가지는 존에 대응하는 캐소드 지지 구조들로 부터 산소 배출량을 감소 시키는 것;(ii) increase the oxygen release rate from cathode support structures corresponding to zones having thickly formed metal-oxidation formations during refilling operation, and cathode support structures corresponding to zones having thinly formed metal-oxidation formations during refilling operation; Reducing oxygen emissions from these plants;

(iii)감지된 온도가 소정의 한계값을 넘을 때 재충전 헤드(197')의 온도를 제어하는 것등이다.(iii) controlling the temperature of the recharging head 197 'when the sensed temperature exceeds a predetermined threshold.

다른 실시예에서 시스템 콘트롤러(203')가 식별된 연료 카드의 특정 존의 감지된 조건에 대응하는 다른 방법들에 의해 동작될 수 있다는 것을 알 수 있다.
It will be appreciated that in other embodiments, the system controller 203 'may be operated by other methods corresponding to the sensed conditions of the particular zone of the identified fuel card.

본 발명의 공기-금속 연료 전지 밧데리의 3번째 실시예Third Embodiment of Air-Metal Fuel Cell Battery of the Present Invention

금속-공기 연료 전지 밧데리 시스템의 3번째 서술된 실시예는 도5 내지 5A에 도시된다.A third described embodiment of a metal-air fuel cell battery system is shown in Figures 5-5A.

이 실시예에서, 연료 전지 밧데리 시스템은 분리된 저장 구획들에 (재)충전되고 방전된 금속-연료 카드를 저장하기 위한 구획된 내부 공간을 가지는 카세트 캐트리지같은 장치내에 포함된 금속-연료 카드 (또는 시트)의 형태로 금속-연료로 제공된다. In this embodiment, the fuel cell battery system includes a metal-fuel card included in a device such as a cassette cartridge having a partitioned interior space for storing (re) charged and discharged metal-fuel cards in separate storage compartments. Or metal-fuel in the form of a sheet).

많은 잇점이 금속-연료 공급 디자인에 의해 많은 잇점을 얻을 수 있다.Many benefits can be gained by the metal-fuel supply design.

즉, (재)충전 및 방전된 금속-연료 카드를 저장하기 위해 요구되는 많은 물리적인 공간이 사실상 감소되고; 새롭게 공급되는 프리 충전된 금속-연료 카드가 미리 채원진 트래이 형태의 캐트리지를 시스템의 하우징의 트래이 접수포트로 단순히 슬라이딩시킴으로써 시스템에 신속히 공급될 수 있으며; 예전에 공급된 방전 카드는 하우징으로 부터 단일 카트리지 트레이를 빼내고 새로운 것을 삽입함으로써 시스템으로 부터 신속히 제거될 수 있는 것이다.That is, much of the physical space required for storing (re) charged and discharged metal-fuel cards is substantially reduced; The newly supplied pre-filled metal-fuel card can be quickly supplied to the system by simply sliding the prefilled tray-type cartridge into the tray receiving port of the housing of the system; Previously supplied discharge cards can be quickly removed from the system by removing a single cartridge tray from the housing and inserting a new one.

도 10 내지 10A에서 도시된 바와 같이, 이 연료 전지 밧데리 시스템(500)은 수많은 서브시스템으로 구성된다.As shown in Figures 10-10A, this fuel cell battery system 500 is comprised of numerous subsystems.

즉, 방전 동작 모드중에 재충전된 금속-연료 카드들(187)로 부터 전력을 발생시키기 위한 금속-연료 카드 방전(즉, 발전) 서브시스템(186)과; 재충전 동작모드중 산화된 금속-연료 카드(187)의 전기화학적으로 재충전(즉, 환원)된 부분들을 위한 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191); 카세트 트레이/캐트리지(502) 내의 재충전된 카드 저장공간으로 부터 하나이상 충전(재충전)된 금속-연료 카드들(187)를 자동적으로 방전 서브시스템(186)의 방전 베이에 적재하기 위한 재충전 카드 적재 서브시스템(189'); 방전 서브시스템(186)의 방전 베이로 부터 하나이상의 방전된 금속-연료 카드들(187)을 상기 카드 저장공간(501A)가 위치되고, 그 내부공간을 거의 동일한 크기의 서브공간들로 분리된 캐트리지 하우징(504)내에 배열된 플랫폼(503)에 의해 구획되는 방전된 금속-연료 저장공간(501B)로 자동적으로 하적하기 위한 방전된 카드 하적 서브시스템(190'); 하나이상의 방전된 금속-연료 카드 들을 방전된 금속-연료 카드 저장소(501B)로 부터 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 재충전 베이로 자동적으로 적재하기 위한 방전된 카드 적재 서브시스템(192') 및; 재충전된 금속-연료 카드들을 재충전 서브시스템의 재충전 베이로 부터 재충전된 금속-연료 카드 저장 공간(501A)로 자동적으로 하적하기 위한 재충전된 카드 하적 서브시스템(193') 등이 있다.That is, the metal-fuel card discharge (ie, power generation) subsystem 186 for generating power from the metal-fuel cards 187 recharged during the discharge operation mode; A metal-fuel card recharging subsystem 191 for electrochemically recharged (ie, reduced) portions of the oxidized metal-fuel card 187 during the recharging mode of operation; Recharge card loading for automatically loading one or more charged (recharged) metal-fuel cards 187 from the recharged card storage in the cassette tray / cartridge 502 into the discharge bay of the discharge subsystem 186. Subsystem 189 '; One or more discharged metal-fuel cards 187 from the discharge bay of the discharge subsystem 186 are located in the card storage space 501A, and the interior space is divided into subspaces of substantially the same size. A discharged card unloading subsystem 190 'for automatically unloading into a discharged metal-fuel reservoir 501B defined by a platform 503 arranged in the trige housing 504; A discharged card loading subsystem 192 'for automatically loading one or more discharged metal-fuel cards from the discharged metal-fuel card reservoir 501B to the recharge bay of the metal-fuel card recharging subsystem 191. And; And a recharged card unloading subsystem 193 'for automatically unloading recharged metal-fuel cards from the recharge bay of the recharge subsystem to the refilled metal-fuel card storage space 501A.

이 연료 전지 밧데리 시스템에 의해 소비되는 금속 연료는 도 2의 시스템에 사용되고 있는 카드들(112) 또는 도 4A3의 시스템에 사용되고 있는 카드들(187)과 유사하게 만들어질 수 있는 금속 연료 카드들(187)의 형태로 제공된다. The metal fuel consumed by this fuel cell battery system can be made similar to the cards 112 used in the system of FIG. 2 or the cards 187 used in the system of FIG. 4A3. Is provided in the form of.

또 다른 경우에 방전 및 재충전 헤드들이 카드 또는 시트같은 구조로 금속 연료의 물리적 이동에 적응하기 쉽게 설계되고, 제조되었다.In another case, the discharge and recharge heads are designed and manufactured in a card or sheet-like structure that is easy to adapt to the physical movement of metal fuel.

바람직하기로는 이 연료 전지 밧데리 시스템 에 사용되고 있는 각 금속-연료 카드는 다중 존 또는 다중 트랙된 방전 헤드들로 부터 다중 공급 전압 예컨대 1.2볼트를 동시에 생산할 수 있도록 다중 존 또는 다중 트랙화되는 것이다.Preferably each metal-fuel card used in this fuel cell battery system is multi-zoned or multi-tracked to produce simultaneously multiple supply voltages, such as 1.2 volts, from multiple zone or multi-tracked discharge heads.

상술한 바와 같이, 이 발명의 특징은 연료 전지 밧데리 시스템에 연결된 특정의 전기적인 부하의 요구에 적당한 폭넓은 범위의 출력전압을 시스템으로 부터 생성하고 운반이 가능하게 하는 것이다.As noted above, a feature of this invention is the ability to generate and transport a wide range of output voltages from the system suitable for the needs of a particular electrical load connected to the fuel cell battery system.

상술한 실시예의 금속-연료 운반 메카니즘이 본 발명의 다른 서술된 실시예와 다르지만, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)과 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)이 이 연료 전지 밧데리 시스템 디자인의 어느 특정 실시예의 요구를 만족하기위해 요구되는 것과 사실상 동일하거나 수정될 수 있다. Although the metal-fuel transport mechanism of the above-described embodiment is different from the other described embodiments of the present invention, the metal-fuel card discharge subsystem 186 and the metal-fuel card recharging subsystem 191 are not suitable for this fuel cell battery system design. It may be substantially the same or modified as required to satisfy the needs of any particular embodiment.

본 발명의 공기-금속 연료 전지 시스템의 4번째 실시예Fourth Embodiment of the Air-Metal Fuel Cell System of the Present Invention

금속-공기 연료 전지 밧데리 시스템의 3번째 실시예는 도6 내지 6A에 도시된다.A third embodiment of a metal-air fuel cell battery system is shown in Figures 6-6A.

이 실시예에서, 연료 전지 밧데리 시스템에 금속-연료 카드 방전 서브시스템을 제공하지만 금속-연료 카드 재충전 서브시스템은 제공되지 않는 보다 단순한 디자인으로 제공된다.In this embodiment, a fuel cell battery system is provided with a simpler design that provides a metal-fuel card discharge subsystem but no metal-fuel card recharge subsystem.

분리된 저장 공간들에 (재)충전과 방전된 금속-연료 카드들를 저장하기 위한 구획된 내부 공간을 가지는 카세트 캐트리지 형 장치내에 금속-연료 카드들(또는 시트들)의 형태로 금속-연료가 포함된다.Metal-fuel in the form of metal-fuel cards (or sheets) in a cassette cartridge type device having a partitioned internal space for storing (re) charged and discharged metal-fuel cards in separate storage spaces. Included.

이 금속-연료 공급 디자인에 의해서 많은 잇점들이 제공된다.Many advantages are provided by this metal-fuel supply design.

즉, (재)충전 및 방전된 금속-연료 카드들를 저장하기위해 요구되는 많은 물리적 공간이 사실적으로 감소되고; 미리 충전된 금속-연료 카드들의 새로운 공급은 미리 채워진 트레이같은 캐트리지를 시스템 하우징의 트레이 접수 포트로 단순히 슬라이딩하는 것으로 시스템에 신속히 공급될 수 있으며 그리고; 방전된 카드들의 예전 공급은 하우징으로 부터 단일 캐트리지 트레이를 빼내고 새로운 것을 삽입함으로써 시스템으로 부터 신속하게 제거할 수 있는 것이다.That is, much of the physical space required for storing (re) charged and discharged metal-fuel cards is practically reduced; A new supply of prefilled metal-fuel cards can be quickly supplied to the system by simply sliding a cartridge, such as a prefilled tray, into the tray receiving port of the system housing; The old supply of discharged cards can be quickly removed from the system by removing a single cartridge tray from the housing and inserting a new one.

여기에서 도시된 바와 같이, 이 연료 전지 밧데리 시스템(600)은, 방전 동작 모드중에 재충전된 금속-연료 카드들(187)로 부터 전력을 발생하기 위한 금속-연료 카드 방전(즉, 발전) 서브시스템(186)과; 재충전 동작 모드중 산화된 금속-연료 카 드들(187)의 부분들을 전기화학적 재충전(즉, 환원)하기 위한 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191); 하나이상의 충전(재충전)된 금속-연료 카드들(187)를 카세트 트레이/캐트리지(502)내 재충전된 카드 저장공간(501A)로 부터 방전 서브시스템(186)의 방전 베이로 자동적으로 적재하기 위한 재충전된 카드 적재 서브시스템(189'); 하나 이상의 방전된 금속-연료 카드들(187)을 방전 서브시스템(186)으로 부터 상기 카드 저장공간(501A)위에 위치하며 대략 동일한 서브볼륨들로 그 내부를 나누기 위해 캐트리지 하우징(504)내에 배열되는 플랫폼(503)에 의해 분리된 방전된 금속-연료 카드 저장 공간(501B)로 자동적으로 하적하기 위한 방전된 카드 하적 서브시스템(190'); 하나이상의 방전된 금속-연료 카드들을 방전된 금속-연료 카드 저장소(501B)로 부터 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)의 재충전 베이로 자동적으로 적재하기 위한 방전된 카드 적재 서브시스템(192') 및; 재충전된 금속-연료 카드들을 재충전 서브시스템의 재충전 베이로 부터 재충전된 금속-연료 카드 저장 공간(501A)로 자동적으로 하적하기 위한 재충전된 카드 하적 서브시스템(193')등의 다수 서브시스템으로 구성되어 있다. As shown here, this fuel cell battery system 600 includes a metal-fuel card discharge (ie, power generation) subsystem for generating power from the metal-fuel cards 187 recharged during a discharge mode of operation. 186; A metal-fuel card refill subsystem 191 for electrochemically recharging (ie, reducing) portions of oxidized metal-fuel cards 187 during a recharging mode of operation; For automatically loading one or more charged (recharged) metal-fuel cards 187 from the recharged card storage 501A in the cassette tray / cartridge 502 into the discharge bay of the discharge subsystem 186. Recharged card loading subsystem 189 '; One or more discharged metal-fuel cards 187 are located in the cartridge housing 504 located above the card storage 501A from the discharge subsystem 186 and subdivided therein into approximately equal subvolumes. A discharged card unloading subsystem 190 'for automatically unloading the discharged metal-fuel card storage space 501B separated by a platform 503; A discharged card loading subsystem 192 'for automatically loading one or more discharged metal-fuel cards from the discharged metal-fuel card reservoir 501B to the recharge bay of the metal-fuel card recharging subsystem 191. And; It consists of a number of subsystems, such as a recharged card unloading subsystem 193 ', for automatically unloading recharged metal-fuel cards from the recharge bay of the recharge subsystem to the recharged metal-fuel card storage space 501A. have.

이 연료 전지 밧데리 시스템에 의해 소비된 금속 연료가 도 2의 시스템에 사용된 카드들(112) 또는 도 4A3의 시스템에 사용된 카드들(187)과 유사하게 만들어질 수 있는 금속 연료 카드들(187)의 형태로 제공된다.Metal fuel cards 187 in which the metal fuel consumed by this fuel cell battery system can be made similar to the cards 112 used in the system of FIG. 2 or the cards 187 used in the system of FIG. 4A3. Is provided in the form of.

다른 경우에서, 방전과 재충전 헤드들은 카드 또는 시트 같은 구조에 금속 연료의 물리적 위치를 수용하기 위해 설계되고 제작될 것이다.In other cases, the discharge and recharge heads will be designed and fabricated to accommodate the physical location of the metal fuel in a structure such as a card or sheet.

바람직하게 이 연료 카드 밧데리 시스템에서 사용된 각 금속-연료 카드는 다 중 존 또는 다중 트랙의 방전 헤드들로 부터 다중 공급 전압(예컨대 1.2볼트)의 동시에 생산할 수 있도록 다중 존 또는 다중 트랙화될 것이다.Preferably each metal-fuel card used in this fuel card battery system will be multi-zoned or multi-tracked to enable simultaneous production of multiple supply voltages (eg 1.2 volts) from multiple zone or multiple track discharge heads.

상술한 바와 같이, 이 본 발명의 특징은 시스템으로 부터 폭 넓은 출력전압이 생성 및 운송이 연료 전지 밧데리 시스템에 연결된 특정 전기적 부하의 요구에 적합하도록 할 수 있다.As noted above, this feature of the present invention allows the wide output voltage from the system to be adapted and adapted to the needs of a particular electrical load connected to the fuel cell battery system.

상술한 실시예의 금속-연료 운송 메카니즘은 본 발명의 다른 실시예와 다르지만, 금속-연료 카드 방전 서브시스템(186)과 금속-연료 카드 재충전 서브시스템(191)은 본 연료 전지 밧데리 시스템 디자인의 어느 특정 실시예의 요구를 만족하기위해 요구되는 바와 같이 사실상 동일 또는 변경될 수 있다.
Although the metal-fuel transport mechanism of the above-described embodiment is different from other embodiments of the present invention, the metal-fuel card discharge subsystem 186 and the metal-fuel card recharging subsystem 191 are not specific to any of the fuel cell battery system designs. It may be substantially the same or changed as required to satisfy the needs of the embodiments.

본 발명에 따른 금속-공기 연료 전지 밧데리 시스템들의 추가적인 실시예Further embodiment of metal-air fuel cell battery systems according to the invention

상술한 연료 전지 밧데리 시스템에서, 다중 방전 헤드들과 다중 재충전 헤드들기 그러한 특징들이 제공하는 뚜렷한 잇점들을 위해 제공되고 있다.In the fuel cell battery system described above, multiple discharge heads and multiple recharge heads are provided for the distinct advantages that such features provide.

그러나 본 발명의 연료 전지 밧데리 시스템은 단일 방전 헤드만으로 또는 하나이상의 재충전 헤드의 조합으로 뿐만 아니라 단일 방전 헤드만으로 또는 하나이상의 방전 헤드의 조합으로 만들어질 수 있다.However, the fuel cell battery system of the present invention can be made not only with a single discharge head or with a combination of one or more recharge heads, but also with a single discharge head or with a combination of one or more discharge heads.

상술한 연료 전지 밧데리 시스템에서, 방전헤드 들과 재충전 헤드들의 캐소드 구조애노드 접촉 전극 또는 요소들에 대해 사실상 고정인 평면 또는 사실상 평면 구조로 되어 있는 반면에, 금속-연료(즉, 애노드) 재료는 (i)상기한 본 발명의 금속-연료 카드 실시예에서 캐소드 구조에 대해 고정; 또는 (ii) 상기에서 보여진 본 발명의 금속-연료 카드 실시예에 캐소드 구조에 대해 동적이다.In the fuel cell battery system described above, the cathode structure of the discharge heads and the recharge heads is of a planar or substantially planar structure that is substantially stationary relative to the anode contact electrode or elements, while the metal-fuel (ie, anode) material is ( i) fixed relative to the cathode structure in the metal-fuel card embodiment of the present invention described above; Or (ii) dynamic with respect to the cathode structure in the metal-fuel card embodiment of the present invention shown above.

본 발명의 금속-공기 연료전지 밧데리 시스템 디자인은 평면상의 고정 캐소드 구조의 이용에 제한되지 않고, 캐소드 구조가 금속-공기 연료 전지 밧데리 시스템에서 가능하게 하는 전기화학적 기능의 모든 것을 수행하면서도 방전 및/또는 재충전 동작중 금속-연료 카드들과 이온접촉하고 회전되도록 채택된 하나이상의 실린더상의 캐소드 구조를 이용하여 다르게 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.The metal-air fuel cell battery system design of the present invention is not limited to the use of a planar fixed cathode structure, but discharge and / or while performing all of the electrochemical functions that the cathode structure makes possible in a metal-air fuel cell battery system. It will be appreciated that it can be configured differently using one or more cylindrical cathode structures adapted to be ionically contacted and rotated with the metal-fuel cards during the recharging operation.

특히 상기한 평면 고정 캐소드구조를 제작하기 위해 사용되는 동일한 기술들이 전기 모터들에 의해 구동되고 상술한 바와 같이 캐소드 구조들에 전형적으로 제공되는 동일한 전하 수집 서브구조를 지탱하도록 대략 중공형 공기-투과성 지지 튜브를 실현할 수 있는 실린더 형 캐소드 구조를 만들기 위해 쉽게 채택될 수 있다.In particular the approximately hollow air-permeable support to support the same charge collection substructures driven by electric motors and typically provided for cathode structures as described above are used to fabricate the planar fixed cathode structures described above. It can be easily adopted to make a cylindrical cathode structure that can realize a tube.

본 발명의 다른 실시예들에서 실린더상의 회전 캐소드 구조들 사이에 배열되어 금속-연료 카드를 전달하는 이온전도 매체는 예컨대 (1)회전하는 캐소드의 외주면에 고정된 고상 전해질충전 겔 또는 다른 매체; (2) 회전하는 실린더상 캐소드 구조와 이온 접촉에 배열된 전달 금속-연료 카드의 표면에 고정된 고상 전해질 충전된 겔 또는 다른 매체; (3) 방전 및/또는 재충전 동작중에 회전 실린더상 캐소드 구조와 동적 금속-연료 카드 모드에 대해 전달가능하며 고상 이온 전도 매체를 포함하는 플레시블한 다공성 기판을 포함하는 벨트형 구조; 또는 (4) 회전 캐소드 구조와 방전과 재충전 동작중에 캐소드와 애노드사이에 이온 전하를 전달할 수 있게 하는 전달된 금속-연료 카드 사이에 배열되는 액체형 이온 전도 매체(즉, 전해질)와 같은 많은 다른 방법들에 의해 구현될 수 있다. In other embodiments of the present invention, an ion conducting medium arranged between cylindrical rotating cathode structures to deliver a metal-fuel card includes, for example: (1) a solid electrolyte filling gel or other medium fixed to the outer circumferential surface of the rotating cathode; (2) a solid electrolyte filled gel or other medium fixed to the surface of the delivery metal-fuel card arranged in ion contact with the rotating cylindrical cathode structure; (3) a belt-like structure comprising a flexible cylindrical substrate that is transferable for a rotating cylindrical cathode structure and a dynamic metal-fuel card mode during a discharge and / or recharge operation and includes a solid-state ion conducting medium; Or (4) many other methods, such as a liquid ion conducting medium (ie, electrolyte) arranged between a rotating cathode structure and a transferred metal-fuel card that enables the transfer of ionic charge between the cathode and the anode during discharge and recharge operations. It can be implemented by.

동일한 곳에 사용하기 위한 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈들과 금속-연료 카드들 및 캐소드 캐트리지들 Metal-air fuel cell battery power generation modules and metal-fuel cards and cathode cartridges for use in the same location

본 발명의 몇개의 실시예만 위에서 설명되었고, 본 발명의 많은 다른 실시예들에 대해 연구한다.Only a few embodiments of the invention have been described above and many other embodiments of the invention are studied.

본 발명의 여러 다른 실시예들이 도 7 내지 도 14A에 도시된다.Several other embodiments of the invention are shown in FIGS. 7-14A.

일반적으로 도 1 내지 도6A에 도시된 시스템 실시예들내에 구현된 디자인들, 구조들 및 발명의 원리들은 전기 응용, 시스템, 장치 등과 같은 밧데리 저장 공간내에 삽입을 위해 채택된 다양한 형태의 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산(즉 발전) 모듈들을 만드는 데 이용될 수 있다.In general, the designs, structures and principles of the invention embodied in the system embodiments shown in FIGS. 1-6A are various forms of metal-air adopted for insertion into battery storage spaces such as electrical applications, systems, devices, and the like. Fuel cell battery can be used to make power generation (ie power generation) modules.

그러한 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈들의 예들은 일반적으로, 모듈 하우징; 상기 모듈하우징내에 쌓여져 하나이상의 금속-연료 카드들이 방전을 위해 슬라이딩 삽입되는 방전 헤드 및; 모듈 하우징이 밧데리 저장 공간에 적재될 때 호스트 시스템의 전력단자들과 접촉하는 한쌍의 전기적 단자들을 구비하도록 구성된다.Examples of such fuel cell battery power generation modules generally include a module housing; A discharge head stacked in the module housing, in which one or more metal-fuel cards are slidingly inserted for discharge; The module housing is configured to have a pair of electrical terminals that contact the power terminals of the host system when loaded into the battery storage space.

어떤 특정 출원에서 모듈의 전체 크기는 설치되는 밧데리 공간의 치수보다 더 클 필요가 없다.In some particular applications the overall size of the module need not be larger than the dimensions of the battery space to be installed.

금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈이 적재될 수 있는 호스트 시스템은 그 동작을 위해 특정 전압 범위에서 전력 입력을 요구하는 어떤 형태의 장치, 전자 장치, 전자 시스템 또는 전자/광전자 장치일 수 있다.The host system into which the metal-air fuel cell battery power generation module may be loaded may be any form of device, electronic device, electronic system or electronic / optoelectronic device that requires power input in a specific voltage range for its operation.

본 발명의 이들 금속-공기 연료 전자 밧데리 전력 생산모듈들의 상세한 것은 이하에서 서술될 것이다.Details of these metal-air fuel electronic battery power generation modules of the present invention will be described below.

도 7에 밧데리 저장 공간(612)내에 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈(611)을 포함하는 휴대형 셀루라 폰(610)이 도시되어 있다.In FIG. 7, a portable cell phone 610 is shown that includes a metal-air fuel cell battery power generation module 611 in a battery storage space 612.

도 7과 7A에 도시된 바와 같이, 다수개의 여분의 금속-연료 카드들(613)이 밧데리 공간 커버 패널(615)의 외부면에 점착식으로 고정된 저장공간(또는 카드 홀더)(614)내에 휴대된다.As shown in FIGS. 7 and 7A, a number of extra metal-fuel cards 613 are in storage space (or card holder) 614 that is adhesively fixed to the outer surface of the battery space cover panel 615. Is carried.

도 7A에 밧데리 저장 공간 커버 패널(615)가 제거(개방)되고, (금속-연료 카드와 함께 적재되는) 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈이 밧데리 저장 공간(614)으로 삽입(또는 으로부터 분리)된다.The battery storage cover panel 615 is removed (opened) in FIG. 7A and the metal-air fuel cell battery power generation module (loaded with metal-fuel card) is inserted into (or removed from) the battery storage space 614. )do.

본 발명의 다른 실시예에서, 저장 공간(614)은 전력 소비 장치내에 일체로 형성될 수 있다.In another embodiment of the invention, the storage space 614 may be integrally formed within the power consuming device.

아래에서 서술되는 바와 같이, 이 연료전지 밧데리 생산모듈은 방전 동작중에 공기 흐름을 강제적 으로 하거나 그렇지 않으면 제어하기 보다는 차라리 캐소드 구조에 대한 주위 공기의 수동 확산을 채택한다.As described below, this fuel cell battery production module adopts passive diffusion of ambient air to the cathode structure rather than forcing or otherwise controlling the air flow during discharge operation.

이 접근법은 저전력용으로 설계된 것에 그 효율을 타협함이 없이도 7A에 도시된 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈의 제작 및 비용을 단순하게 한다.This approach simplifies the fabrication and cost of the fuel cell battery power generation module shown in 7A without compromising its efficiency designed for low power.

도 8A에 도시된 바와같이, 연료 전지 밧데리 전력 발생 모듈은 하부 하우징부(616B)에 형성된 퇴거부내에 분리될 수 있게 삽입된 4 요소 캐소드 구조(즉, 서브모듈 또는 캐트리지)를 구비하고 1차 전기 커넥터(618)를 단락하며 하부 하우징 부(616B)로 부터 분리가능한 상부하우징부(616A); 주위 공기가 캐소드 구조(621)에 제공된 캐소드 요소들(620A 내지 620D)을 통해 흐르도록 하기 위해 하부 하우징부(616B)의 바닥 측면에 형성된 공기-투과형 패널(619); 도 4A11에 도시된 기술들과 유사한 다수개의 전기 커넥터들에 의해 2차 전기 커넥터(623)에 단락되고 전기적으로 연결되는 다수개의 스프링-바이어스된 전기적 접점들(622A 내지 622D)를 포함하는 상부 하우징 부에 일체로 형성된 4개 요소의 애노드 접촉 구조(622); 도 7A의 수동 공기형 연료 전지 밧데리 모듈을 위해 요구되는 도 2A3에 도시된 다양한 형태의 서브시스템를 구현하는 데 필요한 전자 회로를 연장할 뿐 만아니라, 캐소드 캐트리지(617)와 애노드 접촉 구조(622)와 관련된 1, 2차 전기 커넥터들(618)(623)과 전기적인 접촉을 제공하기 위한 전기 커넥터들을 제공하기 위하여 하부 하우징부내에 설치된 1차 인쇄회로기판(624); 도 2A3에 도시된 출력단자 재구성 서브시스템, 출력제어 서브시스템 및 다른 서브시스템들을 구현하기 위해 필요한 전자 회로과 한쌍의 출력단자들(626)를 지지하기 위한 2차 인쇄회로기판(625); 2차 인쇄회로기판(625)의 출력단자(626)가 하부 하우징부를 관통하여 돌출되기 위한 한쌍의 출력포트들(627A); 다수개의 금속 연료 요소들(627A 내지 627D)이 아주 얇은 프레임 또는 지지구조(628) 표면위로 연장되고, 도 7A와 도9에 도시된 바와 같이 상, 하부 하우징부가 스냅식으로 결합될 때 애노드 접촉구조C와 캐소드 캐트리지 W 사이에 형성된 퇴거부내에 금속-연료 카드가 슬라이딩 삽입되었을 때 다수개의 스프링-바이어스된 전기 접촉(622A 내지 622D)이 각각의 금속-연료 요소(627A 내지 627D)를 맞물리게 해주는 개구부(628A 내지 628D)를 구비하도록 1, 2차 인쇄회로기판(624)(625)와 단일면 금속 연료 카드(613) 사이에 전기 적 연결을 안정시키기 위한 플렉시블한 회로(628)을 포함한다.As shown in Fig. 8A, the fuel cell battery power generation module has a four element cathode structure (i.e., a submodule or a cartridge) that is detachably inserted into a retirement portion formed in the lower housing portion 616B. An upper housing portion 616A shorting the electrical connector 618 and detachable from the lower housing portion 616B; An air-permeable panel 619 formed at the bottom side of the lower housing portion 616B to allow ambient air to flow through the cathode elements 620A-620D provided in the cathode structure 621; An upper housing portion comprising a plurality of spring-biased electrical contacts 622A-622D that are shorted and electrically connected to the secondary electrical connector 623 by a plurality of electrical connectors similar to the techniques shown in FIG. 4A11. A four element anode contact structure 622 formed integrally with the; Cathode cartridge 617 and anode contact structure 622 as well as extending the electronic circuitry required to implement the various types of subsystems shown in FIG. 2A3 required for the passive air fuel cell battery module of FIG. 7A. A primary printed circuit board 624 installed in the lower housing portion to provide electrical connectors for providing electrical contact with primary and secondary electrical connectors 618 and 623 associated therewith; A secondary printed circuit board 625 for supporting an electronic circuit and a pair of output terminals 626 necessary for implementing the output terminal reconfiguration subsystem, the output control subsystem, and other subsystems shown in FIG. 2A3; A pair of output ports 627A for protruding the output terminal 626 of the secondary printed circuit board 625 through the lower housing part; A plurality of metal fuel elements 627A-627D extend over the surface of a very thin frame or support structure 628, and the anode contact structure when the upper and lower housing portions are snapped together as shown in FIGS. 7A and 9. Openings allowing a plurality of spring-biased electrical contacts 622A through 622D to engage each metal-fuel element 627A through 627D when the metal-fuel card is slidingly inserted into the retirement formed between C and the cathode cartridge W. And a flexible circuit 628 to stabilize the electrical connection between the primary and secondary printed circuit boards 624 and 625 and the single-sided metal fuel card 613 to have 628A through 628D.

도 8C에 도시된 바와 같이, 캐소드 캐트리지(617)은 수동 공기 확산이 가능하도록 도 4A6에 도시된 바와 같이 천공된 바닥 지지편을 갖는 다수개의 퇴거부들(630)을 구비한 지지프레임(621)를 포함한다.As shown in FIG. 8C, the cathode cartridge 617 has a support frame 621 having a plurality of debris 630 having a perforated bottom support as shown in FIG. 4A6 to allow manual air diffusion. It includes.

각각의 캐소드 요소(620A-620D) 와 그 위에 배열된 전해질-포화된 패드(631A 내지 631D)가 상기에서 서술된 바와 같이 제작된다.Each cathode element 620A-620D and electrolyte-saturated pads 631A-631D arranged thereon are fabricated as described above.

캐소드 캐트리지 면의 모서리에 위치된 도전요소들(618)은 캐소드 캐트리지가 도 8A에 도시된 바와 같이 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈에 형성된 1차 저장 퇴거부로 슬라이드(또는 드롭 인)되어 연결될 때 상기 제 1 인쇄회로기판(624)위에 제공된 제 1 커넥터와 결합된 각각의 도전 요소들과 맞물리게 된다.Conductors 618 located at the corners of the cathode cartridge face slide (or drop in) into the primary storage retirement where the cathode cartridge is formed in the metal-air fuel cell battery power generation module as shown in FIG. 8A. When connected, the respective engagement elements engage with respective first connectors provided on the first printed circuit board 624.

도 8C에 도시된 바와 같이, 각 금속-연료 카드(613)이 도 4A9에 도시된 것과 유사한 아주 얇은 기판(628)에 형성된 다수개의 퇴거부들내에 지지되는 다수개의 금속 연료 요소들(627A 내지 627D)를 포함한다.As shown in FIG. 8C, a plurality of metal fuel elements 627A through 627D in which each metal-fuel card 613 is supported in a plurality of evictions formed in a very thin substrate 628 similar to that shown in FIG. 4A9. It includes.

상하부 하우징 부들이 도 9에 도시된 바와 같이 스냅 방식으로 합쳐질 때 상기 캐소드 캐트리지와 상기 애노드 접촉 구조사이에 형성된 제 2 퇴거부내에 금속 연료 카드가 슬라이딩되므로써 애노드 접촉 구조와 결합된 스프링 바이아스된 전기적 접촉(628A-228D)을 금속-연료 요소와 전기적 접촉을 확고하게 하기 위해 상기 기판(628)의 각 퇴거부가 그 안에 형성된 개구부를 구비하고 있다.Spring biased electrical coupled with the anode contact structure by sliding the metal fuel card in a second retirement formed between the cathode cartridge and the anode contact structure when the upper and lower housing portions are joined in a snap fashion as shown in FIG. 9. Each retirement of the substrate 628 has an opening formed therein to secure contact 628A-228D with the metal-fuel element.

바람직하게는 외부 모서리부(623A)(와 623B) 또는 캐소드 캐트리지 금속-연료 카드가 캐드리지와 카가가 도 7A에 도시된 바와 같이 모듈 하우징을 진공 밀봉 하도록 형성하는 데 채택된다.Preferably outer edges 623A (and 623B) or cathode cartridge metal-fuel cards are employed to form the cartridge and kaga vacuum seal the module housing as shown in FIG. 7A.

이것은 전해질이 방전 동작 전에 증발되는 것을 방지한다.This prevents the electrolyte from evaporating before the discharge operation.

선택적으로 적은 물저장고 또는 전해질 구성 용액은 캐소드 캐트리지(617)의 지지판내에 캡슐화될 수 있고, 서브구조에 형성된 마이크로 도관을 경유한 전해질 패드에 살포될 수 있다.Optionally, small water reservoirs or electrolyte constituent solutions may be encapsulated within the support plate of the cathode cartridge 617 and sprayed onto the electrolyte pads via micro-conduits formed in the substructure.

전해질 공급은 캐소드 캐트리지 면의 표면으로 부터 금속-연료 카드를 접촉하는 면위에 분출되므로써, 금속 연료 카드가 연료 전지 밧데리 모듈에 적재되었을 때 금속 연료 카드가 분출에 외력을 사용할 수 있다.The electrolyte supply is ejected from the surface of the cathode cartridge surface onto the contact surface of the metal-fuel card, so that the metal fuel card can use external force for ejection when the metal fuel card is loaded in the fuel cell battery module.

분출구조는 디스펜서위에 짜내므로써 인체의 눈에 살린 용액을 포장하고 투약하데 사용하기 위한 통상의 장치들에 제공된 구근형의 구조에 유사할 수 있다.The ejection structure may be similar to the bulbous structure provided in conventional devices for use in packaging and dosing a human-lived solution by squeezing onto a dispenser.

방전 동작중에 전해질이 소모되면, 연료 전지 밧데리 모듈내에 적재된 금속 연료 카드에 의해 캐소드 기판 위로 작용하는 압력에 의해 캐소드 캐트리지내의 전해질 저장고로 부터 부가적인 전해질이 자동적으로 배출된다.When electrolyte is consumed during the discharge operation, additional electrolyte is automatically discharged from the electrolyte reservoir in the cathode cartridge by the pressure acting on the cathode substrate by the metal fuel card loaded in the fuel cell battery module.

알고 있듯이 각 캐소드 요소와 연료 전지 밧데리 모듈내에 금속-연료 요소사이에 이온 전도매체를 제공하는 많은 다른 방법들이 있다.As is known, there are many different ways of providing an ion conducting medium between each cathode element and the metal-fuel element within the fuel cell battery module.

그러한 다른 기술들 20 만큼 가공되거나 요구되는 교체에 앞서 금속-연료 카드들을 구비하는 이온 전도 폴리머들을 포함할 수 있다.Such other techniques 20 may include ion conducting polymers having metal-fuel cards prior to the replacement required or processed.

그러한 실시예들에서, 애노드와 이온 전도 매체사이의 인터페이스에서 H₂O의 충분한 양을 공급하기에 적당하다. In such embodiments, it is suitable to supply a sufficient amount of H ₂ O at the interface between the anode and the ion conducting medium.

상술한 유체 분배 기술은 그러한 인스탄스에서 사용될 수 있다.The fluid dispensing technique described above can be used in such instances.

도 7A와 8A의 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈은 다원소 캐소드/애노드 구조를 채택하기때문에, 출력단자의 재구성 서브시스템에 의해 제어되는 다른 출력 전압의 범위에 걸쳐서 전력을 생산할 수 있다.Because the fuel cell battery power generation module of FIGS. 7A and 8A employs a multi-element cathode / anode structure, it is possible to produce power over a range of different output voltages controlled by the reconfiguration subsystem of the output terminals.

바람직한 실시예에서, 연료 전지 밧데리 생산 모듈의 출력 전압은 도 7A와 도9에 도시된 바와 같이 모듈 하우징의 외부에 위치된 다중 위치 스위치(235)에 의해 선택된다.In a preferred embodiment, the output voltage of the fuel cell battery production module is selected by a multi position switch 235 located outside of the module housing as shown in FIGS. 7A and 9.

도 10 내지 11B에 도시된 바와 같이, (단일) 위치 캐소드 캐트리지(217)와 다수의 금속-연료 카드들(613)이 포장/상품과 구입후 저장 및 이용 중에 저장장치(636)내에 휴대될 수 있다.As shown in Figures 10-11B, the (single) location cathode cartridge 217 and a number of metal-fuel cards 613 may be carried in storage 636 during packaging / goods and post-purchase storage and use. Can be.

도 10에 도시된 첫번째 실시예에서, 저장장치는 도 7A의 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈내에 이용을 위해 단일 (위치) 캐소드 캐트리지(617)와 다수개의 (충전된) 금속-연료 카드들(613)를 슬라이딩 가능하게 수납하기 위한 다수개의 퇴거부를 구비한 박스같은 구조의 형태로 구현된다.In the first embodiment shown in FIG. 10, the storage device has a single (position) cathode cartridge 617 and multiple (filled) metal-fuel cards 613 for use in the fuel cell battery power generation module of FIG. 7A. ) Is implemented in the form of a box-like structure having a plurality of eviction parts for slidably storing.

저장 컨테이너(636)는 플라스틱 또는 다른 비전도성 재료로 만들어질 수 있다.Storage container 636 may be made of plastic or other nonconductive material.

각 금속-연료 카드는 비 전도성 포일 또는 FCN 모듈내에 적재하기에 앞서 주위와 접촉 또는 산화되는 것을 방지하기 위한 포장재료내에 포장될 수 있다.Each metal-fuel card may be wrapped in a packaging material to prevent contact or oxidation with the surroundings prior to loading in a non-conductive foil or FCN module.

마찬가지로 교체 캐소드 캐트리지는 캐소드 구조내 전해질충만의 증발을 방지하기 위한 좋은 재료로 포장될 수 있다. The replacement cathode cartridge can likewise be packed with a good material to prevent evaporation of electrolyte charge in the cathode structure.

도 11A와 11B에서, 다른 타입의 금속 연료 및 홀더는 캐소드 캐트리지(617)를 수납하기 위한 다수개의 파우치와 다수개의 금속 연료 카드들(613)를 구비한 지갑같은 구조의 폼으로 도시되어 있다.11A and 11B, different types of metal fuel and holders are shown in a purse-like form with a plurality of pouches and a plurality of metal fuel cards 613 for housing the cathode cartridge 617.

상기 카드 홀더는 도 11B에 도시된 바와 같이 접혀질 수 있고, 포켓, 서류가방 또는 토트 백안에 넣어 이동할 수 있다.The card holder can be folded as shown in FIG. 11B and can be moved in a pocket, briefcase or tote bag.

도 7A 내지 도 11B에 도시된 부품들은 여러가지 형태의 장치들에 이용하기 위한 전력을 생성하는 신규한 시스템과 방법을 형성한다. The components shown in FIGS. 7A-11B form a novel system and method for generating power for use in various types of devices.

본 발명의 원리에 따르면, 금속(예컨대 아연) 연료 카드(613)은 그 홀더로 부터 제거되고, 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈로 삽입되므로써, 캐소드 캐트리지(617)과 모듈의 상부 하우징 부과 결합된 애노드 접촉 구조사이에 배열된다.According to the principles of the present invention, the metal (eg zinc) fuel card 613 is removed from its holder and inserted into the fuel cell battery power generation module, thereby imposing a cathode cartridge 617 and an imposed coupled upper housing of the module. Arranged between the contact structures.

그후에 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈은 도 7 과 도7A에 도시된 휴대폰와 같은 전력소비장치의 밧데리 구획에 위치된다.The fuel cell battery power generation module is then located in the battery compartment of a power consumer such as a mobile phone shown in FIGS. 7 and 7A.

금속-연료 카드가 방전 될 때, 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈은 폰으로 부터 제거되고, 금속-연료 카드가 빼내서 버린다. 다른 금속-연료 카드가 도 10 내지 도 11B에 도시된 바와 같이 그 저장 컨테이너 또는 홀더로 부터 제거되어, 폰의 밧데리 구획에 재삽입되는 연료 전지 밧데리 모듈로 삽입된다.When the metal-fuel card is discharged, the fuel cell battery power generation module is removed from the phone and the metal-fuel card is removed and discarded. Another metal-fuel card is removed from its storage container or holder as shown in FIGS. 10-11B and inserted into a fuel cell battery module that is reinserted into the battery compartment of the phone.

금속 연료 카드 공급이 바닥날 적마다 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈은 제고되고, 금속 연료 카드는 빼내지고, 새로운 금속 연료 카드가 설치된다.Whenever the metal fuel card supply runs out, the fuel cell battery power generation module is removed, the metal fuel card is removed, and a new metal fuel card is installed.

필요하다면, 새로운 캐소드 캐트리지는 금속 연료 카드와 함께 모듈내에 삽입된다. 캐소드 캐트리지의 수명은 캐소드 캐트리지가 교체를 요구하기전에 최소 한 20 이상의 금속-연료 카드가 계속된다.If necessary, a new cathode cartridge is inserted into the module along with the metal fuel card. The lifetime of the cathode cartridge is followed by at least 20 metal-fuel cards at least before the cathode cartridge requires replacement.

본 발명의 금속-연료 카드는 그들의 홀더/저장소 컨테이너내에 포장될 수 있고, 사용하기 쉬운 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈( 및/ 또는 교체 캐소드 캐트리지)로 10 내지 20 의 편리한 팩으로 판매될 수 있고, 부피가 크고 불편한 재충전기들과 비싼 추가 밧데리들을 필요성을 완벽히 제거할 수 있다. The metal-fuel cards of the present invention can be packaged in their holder / storage containers and sold in convenient packs of 10 to 20 in easy-to-use fuel cell battery power generation modules (and / or replacement cathode cartridges), Bulky and inconvenient rechargers and expensive additional batteries can completely eliminate the need.

도 12에서, 조금 더 많은 전력 소비장치 예컨대 디스플레이 패널(639A), 키보드(639B) 등을 가지는 랩톱 컴퓨터 시스템(639)에 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈의 다른 응용을 보여준다.In FIG. 12, another application of a fuel cell battery power generation module is shown in a laptop computer system 639 having a few more power consumers, such as a display panel 639A, a keyboard 639B, and the like.

도 12와 도 12A에 도시된 금속-공기 연료 전지 밧데리 생성 모듈(640)은 랩톱 컴퓨터 시스템의 밧데리 저정 베이(639C)내에 삽입되도록 디자인되지만, 물론 넓은 범위의 다른 형태의 전력 소비 장치에 적합하도록 채택될 수 있다.The metal-air fuel cell battery generation module 640 shown in FIGS. 12 and 12A is designed to be inserted into the battery storage bay 639C of a laptop computer system, but of course is adapted to suit a wide range of other types of power consuming devices. Can be.

크기는 별도로 하고, 도 12A에 도시된 연료 전지 밧데리 모듈과 도 7A와 도9에 도시된 연료 전지 밧데리 모듈사이의 기본적인 차이는 도 12A의 연료 전지 밧데리 모듈이 한쌍의 캐소드 캐트리지(642A)(642B) 사이에 삽입되는 양면 금속-연료 카드(641)을 채택하는 것이다.Apart from the size, the basic difference between the fuel cell battery module shown in FIG. 12A and the fuel cell battery module shown in FIGS. 7A and 9 is that the fuel cell battery module of FIG. 12A causes a pair of cathode cartridges 642A and 642B. ), A double-sided metal-fuel card 641 is inserted.

또한, 애노드 접촉 구조는 도 8A에 도시된 바와 같이 외부적으로 라기보다는 차라리 각 금속-연료 카드내에 내부적으로 합체된다.Also, the anode contact structure is incorporated internally within each metal-fuel card rather than externally as shown in FIG. 8A.

도 12A의 연료 전지 밧데리의 더 자세한 것은 아래에서 설명될 것이다.More details of the fuel cell battery of FIG. 12A will be described below.

도 12에 도시된 바와 같이, 다수개의 추가 금속-연료 카드들(641)은 팜톱 또는 랩톱 컴퓨터의 밧데리 저장 베이의 외부면에 접착식으로 고정되는 저장 구획내 에 휴대된다.As shown in FIG. 12, a number of additional metal-fuel cards 641 are carried in a storage compartment that is adhesively secured to an outer surface of a battery storage bay of a palmtop or laptop computer.

본 발명의 다른 실시예에서, 저장 구획(643)은 전력 소비 장치내에 일체로 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, storage compartment 643 may be integrally formed within the power consuming device.

아래에서 서술하는 바와같이 이 연료 전지 밧데리 생성 모듈은 방전 동작중에 강제적으로 또는 제어된 공기의 유통시키는 것이 아니라 캐소드 구조의 외부 공기(O₂)의 수동적인 확산을 채택한다.As described below, this fuel cell battery generation module adopts passive diffusion of external air (O ₂ ) of the cathode structure, rather than forced or controlled flow of air during discharge operation.

이 접근법은 설계된 전력 응용장치에서의 효율성과 타협하지 않으면서도 도 12A에 도시된 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈의 구조와 비용을 단순화한다.This approach simplifies the structure and cost of the fuel cell battery power generation module shown in FIG. 12A without compromising efficiency in designed power applications.

도 13에 도시된 바와 같이, 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈(640)은, As shown in Figure 13, the fuel cell battery power generation module 640,

하부 하우징 부(644B)로 부터 분리가능한 상부 하우징 부(644A)과; 하부 하우징부(644B)에 형성된 제 1 퇴거부내에 분리가능하게 삽입되고, 제 1 전기 커넥터(645)를 단락하는 제 1 4-요소 캐소드 구조(즉, 서브모듈 또는 캐트리지)(642B); 상부 하우징부(644A)에 형성된 제 2 퇴거부내에 분리가능하게 삽입되고, 제 2 전기 커넥터(646)를 단락하는 제 2 4-요소 캐소드 구조(즉, 서브모듈 또는 캐트리지)(642A); 제 1 캐소드 캐트리지(642B)에 제공된 캐소드 요소들(648A 내지 648D)를 통하여 주위의 공기가 유통되게 해주기 위한 상부 하우징부(644B)의 바닥 측면에 형성된 제 1 공기투과형 패널(647);제 2 캐소드 캐트리지(642A)에 제공된 캐소드 요소들(650A 내지 650D)를 통하여 주위의 공기가 유통되게 해주기 위한 상부 하우징부(644A)의 바닥 측면에 형성된 제 2 공기투과형 패널(649); (i)제 1셋의 애노드 접촉 요소(653A 내지 653D)에 배열되고, 일련의 퇴거부들(654A 내지 654D)내에 각각 설치되며, 얇은 치수들의 전기적으로 절연된 지지 구조(655)의 제 1 면에 형성되며, 도 4A11에 도시된 기술들과 유사한 다수개의 전기 커넥터들의 의해 제 3의 전기 커넥터(656)에 전기적으로 단락되고 있는 제 1 셋의 금속-연료 요소들(652A-652D)와, (ii) 제 2 애노드 접촉 요소(653A' 내지 653D')에 배열되고, 일련의 제2퇴거부들(654A' 내지 654D')내에 각각 설치되며, 얇은 치수들의 전기적으로 절연된 지지 구조(655)의 제 2 면에 형성되며, 도 4A11에 도시된 기술과 유사한 다수개의 전기 커넥터들에 의하여 제 4의 전기 커넥터(657)에서 전기적으로 단락되고 있는 제 2 셋의 금속-연료 요소들(652A' 내지 652D')를 포함하는 이중측면 금속 연료카드(641); 도12의 수동적인 공기 형태의 연료 전지 밧데리 모듈에 대해 요구되는 도 2A3에 도시된 다양한 서브시스템들을 구현되기에 필수적인 전기회로들을 수행할 뿐만아니라 한쌍의 캐소드 캐트리지와 2중 측면 금속-연료 카들를 결합하는 상기 제 1, 2, 3, 4 전기 커넥터들(645)(646)(656)(657)과 전기적인 접촉을 확실하게 하기 위한 전기 커넥터들(661A-661D)를 제공하는 하부 하우징부에 설치되는 제 1 인쇄회로기판(650); 출력단자 재구성 서브시스템, 출력전력제어서브시스템 및 도 2A3에 도시된 다른 서브시스템들을 구현하는 데 필수적인 한쌍의 출력전력 단자(663)과 전기 회로를 지지하기 위한 제 2 인쇄회로기판(662); 하부 하우징부를 관통하여 제2 인쇄회로기판(662)위의 전력단자들(663)이 돌출되는 한쌍의 출력 포트들(664A)(664B) 및; 제1 , 2 인쇄회로기판(660)(662)사이에 전기적 연결을 확실하게 하기 위한 플렉시블 회로(665)을 포함하고 있다. An upper housing portion 644A detachable from the lower housing portion 644B; A first four-element cathode structure (ie, a submodule or cartridge) 642B detachably inserted into a first retirement portion formed in the lower housing portion 644B and shorting the first electrical connector 645; A second four-element cathode structure (ie, a submodule or cartridge) 642A detachably inserted into a second retirement portion formed in the upper housing portion 644A and shorting the second electrical connector 646; A first air-permeable panel 647 formed on the bottom side of the upper housing portion 644B for allowing ambient air to flow through the cathode elements 648A-648D provided in the first cathode cartridge 642B; A second air permeable panel 649 formed at the bottom side of the upper housing portion 644A for allowing ambient air to flow through the cathode elements 650A to 650D provided in the cathode cartridge 642A; (i) arranged on a first set of anode contact elements 653A through 653D, respectively installed in a series of degenerates 654A through 654D, on the first face of a thin dimension of electrically insulated support structure 655; A first set of metal-fuel elements 652A-652D formed and electrically shorted to the third electrical connector 656 by a plurality of electrical connectors similar to the techniques shown in FIG. 4A11, and (ii A second of the electrically insulated support structure 655 of thin dimensions, arranged in a second anode contact element 653A 'through 653D', respectively installed in a series of second retirements 654A 'through 654D'. A second set of metal-fuel elements 652A'-652D 'formed on the face and electrically shorted at the fourth electrical connector 657 by a plurality of electrical connectors similar to the technique shown in FIG. 4A11. Double-sided metal fuel card 641 comprising a; In addition to performing the electrical circuits necessary to implement the various subsystems shown in FIG. 2A3 required for the passive air type fuel cell battery module of FIG. 12, a pair of cathode cartridges and a double side metal-fuel car In the lower housing portion providing electrical connectors 661A-661D for ensuring electrical contact with the first, second, third, and fourth electrical connectors 645, 646, 656, 657 that engage. A first printed circuit board 650 installed; A second printed circuit board 662 for supporting an electrical circuit and a pair of output power terminals 663 which are essential for implementing the output terminal reconfiguration subsystem, the output power sub-system and the other subsystems shown in FIG. 2A3; A pair of output ports 664A and 664B through which the power terminals 663 on the second printed circuit board 662 protrude through the lower housing part; A flexible circuit 665 is included to ensure electrical connection between the first and second printed circuit boards 660 and 662.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 캐소드 캐트리지(642B)는 도 4A6에 도시된 천공된 바닥 지지면을 각각 갖는 다수개의 퇴거부들이 구비된 지지프레임을 포함한다.As shown in FIG. 13, the first cathode cartridge 642B includes a support frame with a plurality of degenerate portions each having a perforated bottom support surface shown in FIG. 4A6.

퇴거부 내에 설치된 각 캐소드 요소와 전해질-충만된 패드는 상술한 바와 같이 구성될 수 있다.Each cathode element and electrolyte-filled pad installed in the eviction may be configured as described above.

상기 캐소드 캐트리지(642B)의 상기 제 1 전기 커넥터(645)와 결합된 모서리-위치된 도전성 요소들은 상기 캐소드 캐트리지가 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈의 상기 하부하우징부에 형성된 상기 제 1 저장 퇴거부로 슬라이딩(또는 드롭 인) 삽입되어 연결될 때 상기 제 1 인쇄회로기판(660)에 제공된 상기 제 1 전기 커넥터(661A)와 결합된 각각의 도전성 요소들과 맞물린다.Edge-located conductive elements coupled with the first electrical connector 645 of the cathode cartridge 642B are configured such that the cathode cartridge is formed in the lower housing of the metal-air fuel cell battery power generation module. Engage with respective conductive elements coupled with the first electrical connector 661A provided on the first printed circuit board 660 when sliding (or drop-in) inserted into the storage retirement.

마찬가지로, 상기 제 2 캐소드 캐트리지(642A)는 도 4A6에 도시된 천공된 바닥 지지면을 각각 가지는 다수개의 퇴거부들을 구비한 지지프레임을 포함한다.Similarly, the second cathode cartridge 642A includes a support frame having a plurality of demolition portions each having a perforated bottom support surface shown in FIG. 4A6.

퇴거부에 설치된 각 캐소드 요소와 전해질 충만 패드는 상술한 바와 같이 구성될 수 있다.Each cathode element and electrolyte filled pad installed in the retirement portion can be configured as described above.

상기 캐소드 캐트리지(642A)의 상기 제 2 전기 커넥터(646)과 결합된 모서리 위치된 도전성 요소들은 상기 제 2 캐소드 캐트리지가 상기 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생산 모듈의 상기 상부하우징부에 형성된 상기 제 2 저장 퇴거부로 슬라이딩(또는 드롭 인) 삽입되어 연결될 때 상기 제 1 인쇄회로기판(660)에 제공된 상기 제 2 전기 커넥터(661B)와 결합된 각각의 도전성 요소들과 맞물린다.Corner-located conductive elements coupled with the second electrical connector 646 of the cathode cartridge 642A may be configured such that the second cathode cartridge is formed in the upper housing portion of the metal-air fuel cell battery power generation module. Engage with respective conductive elements coupled with the second electrical connector 661B provided on the first printed circuit board 660 when sliding (or drop-in) inserted into and connected to a second storage retirement.

바람직하기로는 캐소드 캐트리지의 외부 모서리부(66A)와 금속-연료 카드의 외부 모서리 부(666B)는 각각 도 12에 도시된 바와 같이 캐트리지와 금속 연료 카드가 모듈 하우징내에 적재될 때 상기 모듈 하우징과 진공 기밀이 유지되도록 적합되어야 한다.Preferably, the outer edge portion 66A of the cathode cartridge and the outer edge portion 666B of the metal-fuel card are each mounted in the module housing when the cartridge and the metal fuel card are loaded into the module housing, as shown in FIG. And vacuum tightness is to be maintained.

이것에 의해 전해질이 방전 동작 전에 증발되는 것을 막을 수 있다.This can prevent the electrolyte from evaporating before the discharge operation.

선택적으로 적은 물저장고 또는 전해질 구성 용액은 각 캐소드 캐트리지 (642A)(642B)의 지지판내에 캡슐화될 수 있고, 캐소드 캐트리지 서브구조를 형성하는 마이크로-도관들을 경유하여 전해질 패들로 분배될 수 있다.Optionally, small water reservoirs or electrolyte constituent solutions may be encapsulated in the support plates of each cathode cartridge 642A (642B) and distributed to the electrolyte paddles via micro-conduits forming the cathode cartridge substructure.

상기 전해질 공급은 금속-연료 카드를 접촉하는 일면에 캐소드 캐트리지 면의 표면으로 부터 배어 나올 수 있게 되므로써, 금속 연료 카드는 금속 연료 카드가 연료 전지 밧데리 모듈에 적재될 때 배출이 강제로 되게 한다.The electrolyte supply can be drained from the surface of the cathode cartridge surface on one side in contact with the metal-fuel card, such that the metal fuel card is forced to discharge when the metal fuel card is loaded into the fuel cell battery module.

배출 구조는 살린 용액을 포장하고 디스펜서를 짜내므로써 인체의 눈에 투약하는 데 이용되는 통상의 장치에서 제공되는 구근상의 구조에 유사할 수 있다.The discharge structure may be similar to the bulbous structure provided in conventional devices used to dose the human eye by packaging the saline solution and squeezing the dispenser.

전해질이 방전 동작중에 소비되기때문에 추가 전해질은 연료 전지 밧데리 모듈내에 적재된 상기 금속 연료 카드에 의해 캐소드 기판위에 작용되는 압력에 의하여 캐소드 캐트리지내 전해질 저장고로 부터 자동적으로 배출되는 것이다.Since the electrolyte is consumed during the discharge operation, the additional electrolyte is automatically discharged from the electrolyte reservoir in the cathode cartridge by the pressure exerted on the cathode substrate by the metal fuel card loaded in the fuel cell battery module.

알고 있는 바와 같이, 연료 전지 밧데리 모듈내에 각각 의 캐소드 요소와 금속-연료 요소간의 이온-도전 매체를 제공하는 많은 다른 방법이 존재한다.As is known, many other methods exist for providing an ion-conducting medium between each cathode element and metal-fuel element in a fuel cell battery module.

그러한 다른 기술들은 교체를 요구하기에 앞서 20 또는 그 이상의 금속-연료 카드들에 대한 가공 연장된 수명를 가지는 이온 전도성의 폴리머들를 포함할 수 있다. Such other techniques may include ionically conductive polymers having a prolonged lifetime for processing on 20 or more metal-fuel cards prior to requiring replacement.

그러한 실시예서, 애노드와 이온 도전 매체간의 인터페이스에 H₂O의 충분한 양을 공급하는 것이 바람직하다.In such embodiments, it is desirable to supply a sufficient amount of H ₂ O to the interface between the anode and the ion conductive medium.

상술한 유체 배출 기술은 그러한 예로서 사용될 수 있다. The fluid discharge technique described above can be used as such an example.

도 12의 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈은 다중 요소 캐소드/애노드 구성을 채택하기 때문에 출력 단자 재구성 서브시스템에 의해 제어되는 다른 출력전압을 가지는 일정한 범위에 걸쳐서 전력을 생산할 수 있다.The fuel cell battery power generation module of FIG. 12 employs a multi-element cathode / anode configuration and can produce power over a range with different output voltages controlled by the output terminal reconfiguration subsystem.

보다 바람직한 실시예에서, 연료 전지 밧데리 생성 모듈의 출력전압은 도 7A와 도9에 도시된 바와 같은 모듈하우징의 외부에 위치된 다중 위치 스위치(668)에 의해 선택될 수 있다.In a more preferred embodiment, the output voltage of the fuel cell battery generation module may be selected by a multi-position switch 668 located outside of the module housing as shown in FIGS. 7A and 9.

도시되어 있지 않지만, 한쌍의 교체 캐소드 캐트리지(642A)(642B)와 다수개의 금속-연료 카드들(641)은 포장화/상품화 및 구입후 보관 및 이용중에 저장장치내에서 휴대될 수 있다.Although not shown, a pair of replacement cathode cartridges 642A and 642B and a plurality of metal-fuel cards 641 may be carried in storage during packaging / commercialization and post-purchase storage and use.

상기 저장 장치는 도 10에 도시된 것과 유사한 박스같은 구조의 형태로 또는 도 11A에 도시된 폴더의 형태로 구현될 수 있다.The storage device may be implemented in the form of a box-like structure similar to that shown in FIG. 10 or in the form of a folder shown in FIG. 11A.

휴대장치는 도 12A의 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈내에서 이용하기 위해 쌍의 (교체) 캐소드 캐트리지들과 다수개의 (충전된) 금속-연료 카드들를 슬라이딩 가능하게 수납하기 위한 다수개의 퇴거부들을 구비한다.The portable device has a plurality of deportions for slidably receiving a pair of (replacement) cathode cartridges and a plurality of (charged) metal-fuel cards for use within the fuel cell battery power generation module of FIG. 12A. do.

이 저장 컨테이너는 플라스틱 또는 다른 비전도성 재료로 만들어질 수 있다.This storage container may be made of plastic or other nonconductive material.

각각의 금속-연료 카드는 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈내에 적재되기 전 에 산화 또는 주위와 접촉되는 것을 방지하기 위해 비전도성포일 또는 그같은 패킹재료 내에 포장될 수 있다.Each metal-fuel card may be wrapped in a non-conductive foil or such packing material to prevent oxidation or contact with surroundings prior to loading in the fuel cell battery power generation module.

마찬가지로 교체 캐소드 캐트리지는 캐소드 캐트리지 내에 충만된 전해질의 증발을 막기위해 비슷한 재료로 포장될 수 있다.The replacement cathode cartridge can likewise be packed with similar material to prevent evaporation of the electrolyte filled in the cathode cartridge.

상술한 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈의 각각에서, 금속-연료 카드들은 (상기 모듈하우징의 개구부를 통하여) 애노드 접촉 구조 또는 상기 모듈의 캐소드 구조사이에 형성된 퇴거부로 삽입되고, 컴퓨터업계에서 사용되는 PCMCIA 카드들과 유사한 마찰력하에서 위치하여 휴대되게 된다.In each of the above-described fuel cell battery power generation modules, metal-fuel cards are inserted into a retirement formed between the anode contact structure or the cathode structure of the module (via the opening of the module housing), and used in the computer industry. They are placed and carried under similar frictional force.

잘 알고 있는 바와 같이, (예컨대 힌지 결합된 하우징디자인들, 클램핑 구조들, 스프링바이아스된 수축과, 연장 메커니즘등과 같은) 다른 메커니즘들이 모듈들 내에 금속-연료 카드들을 유지하도록 사용되고 있다.As is well known, other mechanisms (such as hinged housing designs, clamping structures, spring biased contraction, extension mechanisms, etc.) are being used to hold metal-fuel cards in modules.

도 14에서, 필요로 할때 금속-연료 카드들을 재충전하거나 방전된 연료카드들을 (나중의 재충전 동작 또는 버리기 위해) 제거하고 충전된 금속-연료 카드들로 교체할 수 있는 선택을 소비자에게 주는 것이 바람직한 보다 고전력인 응용기기들에 사용되기위한 재충전 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈(670)이 도시되어 있다. In Fig. 14, it is desirable to give the consumer the option to recharge the metal-fuel cards when needed or to remove the discharged fuel cards (for later recharging or discarding) and replace them with charged metal-fuel cards. A rechargeable metal-air fuel cell battery power generation module 670 is shown for use in higher power applications.

특히, 금속-연료 카드들를 재충전하거나 그것들을 교체하는 결허는 가까운 장래의 환경에 달려있다.In particular, the license to recharge or replace metal-fuel cards depends on the circumstances of the near future.

일반적으로 도 14의 연료 전지 밧데리 모듈은 하부 하우징부(671A)와 하부 하우징부에 힌지결합될 수 있거나 슬라이딩 결합될 수 있는 상부/커버 하우징 부(671B)를 포함하는 강건한 하우징을 포함한다.In general, the fuel cell battery module of FIG. 14 includes a rigid housing including a lower housing portion 671A and an upper / cover housing portion 671B that can be hinged or slidingly coupled to the lower housing portion.

상기 하우징의 상기 커버부는 상기 캐소드 구조들에서의 소비를 위해 주위의 공기가 상기 하우징의 내부로 자유롭게 확산되도록 하면서도 바람직하게는 외부 환경으로 습도가 흘러 나가는 것을 막는 여러개의 공기 투과성 패널들(672A)(672B)(672C)를 구비하고 있다.The cover portion of the housing provides several air permeable panels 672A which allow ambient air to freely diffuse into the interior of the housing for consumption in the cathode structures while preferably preventing humidity from flowing out to the external environment. 672B) and 672C.

다양한 형태의 증기장벽/공기투과 재료들 예컨대 TYVEK재료 는 그러한 패널의 구성에 사용될 수 있다. Various types of vapor barrier / air permeable materials such as TYVEK materials can be used in the construction of such panels.

도 14에 도시된 구체적인 실시예에서, 5개의 하이브리드 방전/재충전 헤드구조 조립체들은 상기 하우징의 하부의 바닥면에 형성된 스냅인 트랙들(673)내에 분리가능하게 설치된다.In the specific embodiment shown in FIG. 14, five hybrid discharge / recharge head structure assemblies are detachably installed in snap-in tracks 673 formed on the bottom surface of the bottom of the housing.

각 방전/재충전 헤드구조 조립체는 도 12A의 연료 전지 밧데리 모듈에 제공되고 있는 바와 같이 한쌍의 캐소드 캐트리지(642A)(642B) 와 단일 2중면 금속 연료 카드(641)를 포함한다.Each discharge / recharge head structure assembly includes a pair of cathode cartridges 642A 642B and a single double-sided metal fuel card 641 as provided in the fuel cell battery module of FIG. 12A.

상기 캐소드 캐트리지(642A)(642B)는 하나의 인쇄회로기판(676)의 전기 커넥터들과 상호 연결되면서, 또한 상기 하우징의 하부내에 상기 캐소드 구조들과 금속-연료 카드들과 수직을 이루도록 설치된다.The cathode cartridges 642A and 642B are installed to be interconnected with the electrical connectors of one printed circuit board 676 and to be perpendicular to the cathode structures and metal-fuel cards within the bottom of the housing. .

상기 인쇄회로기판은 방전과 재충전 동작 모드와 관련하여 도 2A3 및 도 2B3에 도시된 다양한 서브시스템들을 구현하는 데 필요한 모든 전자회로들을 지지한다.The printed circuit board supports all of the electronic circuits necessary to implement the various subsystems shown in FIGS. 2A3 and 2B3 with respect to the discharge and recharge mode of operation.

또한, 이중면 금속 연료 카드들(641)은 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(676) 에 제공되는 전기 커넥터들(677)과 상호 연결되어 있다.In addition, the double-sided metal fuel cards 641 are interconnected with electrical connectors 677 provided on the printed circuit board 676 as shown.

각 캐소드 구조와 금속-연료 카드는 퍼스널 컴퓨터로 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 설치하는 것과 유사하게 단순한 플러그인동작에 의해 쉽게 제거될 수 있다.Each cathode structure and metal-fuel card can be easily removed by a simple plug-in operation, similar to installing random access memory (RAM) into a personal computer.

쌍으로 분리 이격된 브라켓들(179A)(179B)에 의해 인쇄회로밴드(676)과 인쇄회로밴드(676)사이에 캐트리지의 플러그인 카드들을 확실하게 정렬시킬 수 있다.The brackets 179A and 179B separated in pairs can reliably align the plug-in cards of the cartridge between the printed circuit band 676 and the printed circuit band 676.

도 14와 도 14A에 도시된 바와 같이, 한쌍의 출력 단자들(680)은 인쇄회로기판(676)에 제공되고, 특정 출력전압에서 전력을 요구하는 호스트 장치에 연결을 위해 개구부(681)을 통해 모듈 하우징의 외부로 연장된다.As shown in FIGS. 14 and 14A, a pair of output terminals 680 are provided to the printed circuit board 676 and through openings 681 for connection to a host device requiring power at a particular output voltage. It extends out of the module housing.

상기 출력단자들(680)의 물리적 구성은 가까운 장래에 특정 응용에서 적응되어질 수 있다.The physical configuration of the output terminals 680 may be adapted to a particular application in the near future.

전원출력단자의 출력전압은 상기 모듈 하우징의 외부에 설치된 다중 위치 스위치(685)에 의해 선택될 수 있다.The output voltage of the power output terminal may be selected by the multi position switch 685 installed outside the module housing.

한쌍의 입력단자들(683)은 또한 인쇄회로기판(676)에 제공되고, 특정 입력 전압에서 DC 전원을 공급하는 재충전 전력원(미도시)에 연결하기 위한 개구부(684)를 통해 상기 모듈 하우징의 외부로 연장된다.A pair of input terminals 683 may also be provided to the printed circuit board 676 and provided through the opening 684 for connection to a rechargeable power source (not shown) that supplies DC power at a particular input voltage. It extends to the outside.

전형적으로, 재충전 전원은 종래에 이미 잘 알려진 AC-DC변압기에 의해 구현될 수 있다.Typically, the rechargeable power source can be implemented by an AC-DC transformer already known in the art.

선택적으로, 이용이 요구되면, 상기 AC-DC 변압기는 도 14의 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈로 직접적으로 합체될 수 있으므로, 재충전 동작들은 외부의 AC- DC변압기를 사용하지 않고도 110볼트(AC)를 이용할 수 있다.Optionally, if required, the AC-DC transformer can be incorporated directly into the fuel cell battery power generation module of FIG. 14 so that recharging operations can generate 110 volts (AC) without using an external AC-DC transformer. It is available.

입력단자의 물리적 구성은 가까운 장래에 특정 응용장치에 적응될 수 있다.The physical configuration of the input terminals can be adapted to specific applications in the near future.

연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈내에 적재된 상기 금속-연료 카드들을 재충전하는 것이 요구될 때, 사용자는 단지 외부에 위치된 스위치(미도시)를 수동으로 선택하고, 전원을 입력단자(683)으로 공급하므로써 재충전 동작모드로 할 수 있다.When it is desired to recharge the metal-fuel cards loaded in a fuel cell battery power generation module, the user merely selects an externally located switch (not shown) and supplies power to the input terminal 683. It can be set to recharge operation mode.

지시등은 금속-연료카드들이 시간상의 어느 순간에 재충전되는 정도를 지시하기 위해 제공될 수 있다. Indicators may be provided to indicate the extent to which metal-fuel cards are recharged at any point in time.

다른 실시예에서, 도 14의 연료 전지 밧데리 모듈은 도 8C에서 개시된 바와 같이 단일면 금속-연료 카드들을 이용하기 위해 변형될 수 있다.In another embodiment, the fuel cell battery module of FIG. 14 may be modified to use single-sided metal-fuel cards as disclosed in FIG. 8C.

이것은 연료 전지 밧데리 모듈의 출력능력을 증가시키기 위해도 14에 요구된 바와 같이 각 금속-연료 카드를 위한 한쌍의 캐소드 캐트리지를 이용할 필요가 배제되는 것이다.This eliminates the need to use a pair of cathode cartridges for each metal-fuel card as required in FIG. 14 to increase the output capacity of the fuel cell battery module.

상술한 금속-공기 연료 전지 밧데리 전력 생성 모듈들은 셀룰러 폰들과 노트북 컴퓨터들과 같은 휴대용 전자제품들을 위해서 즉각적으로 응용된다.The above-described metal-air fuel cell battery power generation modules are immediately applied for portable electronic products such as cellular phones and notebook computers.

노트북의 24시간 연속 동작과 휴대폰의 보다 장시간의 사용을 가능하게 한다.It allows for 24 hours of continuous operation of notebooks and longer use of mobile phones.

이러한 아연-공기 기술은 밀리와트 시계 밧데리들과 휴대 전자제품의 전원공급에서 부터 파워툴, 전기자동차, 및 유틸리티-규모의 발전소에서의 멀티 킬로와트 응용 제품들 까지 다른 디자인과 기하로 완벽하게 스케일러블하다.This zinc-air technology is perfectly scalable with different designs and geometries, from powering milliwatt batteries and portable electronics to multi-kilowatt applications in power tools, electric vehicles, and utility-scale power plants. .

이 기술은 저비용이고, 안전하며, 갱신할 수 있는 한편, 폭넓게 사용할 수 있다.The technology is low cost, safe, renewable, and widely available.

본 발명의 연료 전지 밧데리 서브시스템들의 응용Application of Fuel Cell Battery Subsystems of the Invention

일반적으로 상술한 어떠한 금속-공기 연료 전지 밧데리 시스템들은 전기적인 전력 생성 시스템(또는 플랜트)을 제공하기 위해 다른 서브시스템들과 함께 통합될 수 있다.In general, any of the metal-air fuel cell battery systems described above may be integrated with other subsystems to provide an electrical power generation system (or plant).

시스템 내의 금속-연료의 실시간 관리는 신뢰성 또는 동작 효율성을 희생시킴이 없이 AC 및/또는 DC 형 전기부하들의 최대 전력요구를 만족시키는 데 사용된다Real-time management of metal-fuel in the system is used to meet the maximum power requirements of AC and / or DC type electrical loads without sacrificing reliability or operational efficiency.

서술 목적을 위해 본 발명의 전원 생성 시스템(700)은 종래에 잘 알려진 하나 이상의 AC 및/또는 DC 전력부하(예컨대 모터)를 채택하는 전기 자동차, 기차, 트럭, 모터싸이클, 또는 다른 어떤 형태의 자동차의 형태로 구현될 수 있는 전기 운송 시스템 또는 차량(701)내에 내장되어 도 15에 도시되어 있다.For purposes of description, the power generation system 700 of the present invention is an electric vehicle, train, truck, motorcycle, or any other type of vehicle employing one or more AC and / or DC power loads (such as motors) that are well known in the art. 15 is embedded in an electric transport system or vehicle 701, which may be implemented in the form of.

도 15B에서, 전력 생성 시스템(700)은 고정 발전소로서 구현되는 것을 나타낸다.In FIG. 15B, the power generation system 700 is shown as being implemented as a stationary power plant.

각 배열, 전력 생성 시스템(700)은 702, 703, 704(704')에 연결된 보조적이고 하이브리드 전원를 구비한 것을 나타낸다.Each arrangement, power generation system 700, is shown with an auxiliary, hybrid power source connected to 702, 703, 704 704 ′.

일반적으로 전력 생성 시스템(700)은 도 15A에 도시된 바와 같이 하나이상의 DC형 전기 부하들(702)에 공급하기 위한 DC전력을 생산하거나, 도 15B에 도시된 바와 같이 하나 이상의 AC형 전기부하들에 공급을 위한 AC전력을 생산하기 위해 구성 될 수 있다.In general, the power generation system 700 produces DC power for supplying one or more DC type electrical loads 702 as shown in FIG. 15A, or one or more AC type electrical loads as shown in FIG. 15B. It can be configured to produce AC power for supply.

이들 시스템의 실시예들의 각각은 이하에서 자세히 설명된다.Each of the embodiments of these systems is described in detail below.

도 16A에서 도시된 바와 같이, 전력 생성 시스템(700)의 제 1 실시예는,As shown in FIG. 16A, a first embodiment of a power generation system 700,

연결된 다수개의 전기부하들(707A-707D)에 DC전원을 공급하기 위한 출력 DC 전력 버스구조(706)과;An output DC power bus structure 706 for supplying DC power to a plurality of connected electrical loads 707A-707D;

상기 DC 전력 버스 구조에 DC 전원을 공급할 수 있도록 (도 2A3에 도시된) 그 출력 제어 서브시스템(151)에 의해 상기 DC전력 버스구조(706)에 각각 적절히 연결된 금속-공기 연료 전지 밧데리 (서브)시스템들(708A 내지 708H)의 넷트웍;Metal-air fuel cell batteries (sub) each properly connected to the DC power bus structure 706 by its output control subsystem 151 (shown in FIG. 2A3) to supply DC power to the DC power bus structure. Network of systems 708A- 708H;

출력 전압을 제어( 즉, 조절)하기 위해 상기 DC 전력버스 구조(706)에 적절히 연결되는 출력 전압 제어 서브시스템(709);An output voltage control subsystem 709 properly connected to the DC power bus structure 706 to control (ie, regulate) output voltage;

상기 DC 전력버스의 실시간 부하조건을 감지하고, 상기 DC 전력 버스구조의 상기 부하조건을 나타내는 입력신호를 생성하기 위해 상기 출력 DC 전력 버스 구조(706)에 적절히 연결되는 부하감지회로(710);A load sensing circuit 710 appropriately connected to the output DC power bus structure 706 for sensing a real time load condition of the DC power bus and for generating an input signal indicative of the load condition of the DC power bus structure;

상기 넷트웍내의 각 연료 전지 밧데리 서브시스템의 동작을 제어하기 위한To control the operation of each fuel cell battery subsystem in the network.

(즉, 방전/재충전 동작 모드중 방전/재충전 변수들을 제어하고, 실시간 베이스로 특정 연료 전지 밧데리 서브시스템으로 부터 금속-연료 및 금속-산화물 지시 데이타를 수집하는 것에 의해) 넷트웍 제어 서브시스템(예컨대 RAM/ROM/EPROM을 구비한 마이크로컴퓨터)(711);Network control subsystems (eg, RAM) by controlling discharge / recharge parameters during discharge / recharge mode of operation and collecting metal-fuel and metal-oxide indication data from a particular fuel cell battery subsystem on a real-time basis. Microcomputer with / ROM / EPROM) 711;

(도2A3에 도시된)그 입/출력 서브시스템(152)에 의해 금속-연료 지시 데이타를 상기 연료 전지 밧데리 서브시스템들로 부터 상기 넷트웍 제어 서브시스템(711) 로 전달하고, 전력 생성 동작중 상기 넷트웍 제어 서브시스템(711)로 부터의 제어신호를 상기 연료 전지 밧데리 서브시스템으로 전달하기 위해 각각의 연료 전지 밧데리 서브시스템(708A 내지 708H)이 적절히 연결되는 연료 전지 밧데리 서브시스템 컨트롤 버스 구조(712) ;It transmits metal-fuel indication data from the fuel cell battery subsystems to the network control subsystem 711 by its input / output subsystem 152 (shown in FIG. 2A3) and during power generation operation. Fuel cell battery subsystem control bus structure 712 to which respective fuel cell battery subsystems 708A through 708H are properly connected to communicate control signals from network control subsystem 711 to the fuel cell battery subsystem. ;

상기 시스템에 버스 구조들(706)(712)사이에 연결된 각 연료 전지 밧데리 서브시스템내에 각 금속-연료 트랙의 각존에 금속-연료 존재량을 나타내는 정보를 저장하기 위해 상기 넷트웍 제어 서브시스템(711)에 적절히 연결되는 넷트웍 베이스의 금속-연료 관리 서브시스템(예컨대 관계형 데이타베이스 시스템)(713);The network control subsystem 711 to store information indicative of metal-fuel abundance in each zone of each metal-fuel track within each fuel cell battery subsystem connected between bus structures 706 and 712 in the system. A network-based metal-fuel management subsystem (eg, a relational database system) 713 properly connected to the network;

재충전 동작중 상기 연료 전지 밧데리 서브시스템(707A-707H)의 각각에 보조 및 하이브리드 전원(702, 703, 704, 704')로 부터 생성된 DC전력을 공급하기 위한 입력 DC전력 버스 구조(714) 및;An input DC power bus structure 714 for supplying DC power generated from auxiliary and hybrid power supplies 702, 703, 704, and 704 ′ to each of the fuel cell battery subsystems 707A-707H during a recharging operation; ;

입력 DC 전력 버스 구조(714)의 입력전압을 제어하기 위한 입력 전압 제어 서브시스템(715)를 포함한다.An input voltage control subsystem 715 for controlling the input voltage of the input DC power bus structure 714.

일반적으로 여기에 개시된 연료 전지 밧데리 서브시스템의 어느 것이나 상기에서 서술된 전원 공급 넷트웍내에 내장될 수 있다.In general, any of the fuel cell battery subsystems disclosed herein may be embedded within the power supply network described above.

각 연료 전지 밧데리 서브시스템을 내장하는 것은 그 입출력 서브시스템(도 2A3에 도시된 152)을 상기 연료 전지 밧데리 서브시스템 제어 버스 구조(712)에 연결하고, 그 출력 제어 서브시스템(도 2A3에 도시된 151)을 상기 DC 전력 버스 구조(706)에 연결하는 것에 의해서 쉽게 달성된다.Embedding each fuel cell battery subsystem connects its input / output subsystem (152 shown in FIG. 2A3) to the fuel cell battery control bus structure 712, and its output control subsystem (shown in FIG. 2A3). It is easily accomplished by connecting 151 to the DC power bus structure 706.

또한, 각 연료 전지 밧데리 서브시스템은 상기 넷트웍 제어 서브시스템(711) 의 전체적인 제어하에 금속-연료 트랙들을 재충전하기 위한 금속-연료 재충전 서브시스템을 포함한다.Each fuel cell battery subsystem also includes a metal-fuel refill subsystem for recharging metal-fuel tracks under overall control of the network control subsystem 711.

도 16B에서 본 발명의 전력 생성 시스템의 다른 실시예를 나타낸다.16B shows another embodiment of the power generation system of the present invention.

이 본 발명의 다른 실시예에서, 적절한 방식으로 다수개의 AC형 전기 부하들(707A과 707D)가 연결된 DC-AC 전력 변환서브시스템(716)이 출력 DC 전력 버스구조(706)과 출력 AC 전력 버스 구조(717) 사이에 제공된다.In another embodiment of this invention, a DC-AC power conversion subsystem 716, in which a plurality of AC-type electrical loads 707A and 707D are connected in an appropriate manner, has an output DC power bus structure 706 and an output AC power bus. Provided between the structures 717.

본 발명의 그러한 다른 실시예에서, 상기 DC 전력 버스구조(706)에 제공되는 DC 전력은 상기 AC 전력 버스구조(717)에 인가되는 AC 전력공급으로 변환된다. In another such embodiment of the present invention, the DC power provided to the DC power bus structure 706 is converted to an AC power supply applied to the AC power bus structure 717.

출력 전압 제어 유니트(709)는 상기 AC 전력 버스 구조(717)에 출력 전압을 제어하기 위한 목적으로 제공된다.An output voltage control unit 709 is provided to the AC power bus structure 717 for the purpose of controlling the output voltage.

상기 AC 버스 구조(717)에 전달된 AC 전력은 연결된 상기 AC 전기부하(예컨대 AC 모터)에 공급된다.AC power delivered to the AC bus structure 717 is supplied to the connected AC electrical load (eg, AC motor).

바람직한 실시예에서, 상기 금속-연료 관리 서브시스템(713)은 전력 생성 시스템에서 각 연료 전지 밧데리 서브시스템내 각 금속-연료 트랙의 각 존에 유용한 금속-연료 량(과 금속-산화물 존재량)을 나타내는 정보를 포함하는 다수개의 데이타 테이블을 유지관리하기 위한 수단을 포함하는 관계형 데이타베이스관리시스템을 포함한다.In a preferred embodiment, the metal-fuel management subsystem 713 provides the amount of metal-fuel (and metal-oxide present) available to each zone of each metal-fuel track in each fuel cell battery subsystem in a power generation system. It includes a relational database management system that includes means for maintaining a plurality of data tables that contain information indicative.

도 16C에서, 그러한 데이타테이블은 개략적으로 도시된다.In Fig. 16C, such a data table is schematically shown.

전원이 개별 연료 전지 밧데리 서브시스템들로 부터 생성되기때문에, 금속-연료 지시데이타는 방전 모드중에 각 서브시스템에서 자동적으로 생성되는 반면에, 금속-산화물 존재량 데이타는 재충전 동작모두중에 생성된다.Since power is generated from the individual fuel cell battery subsystems, metal-fuel indicator data is automatically generated in each subsystem during the discharge mode, while metal-oxide abundance data is generated during both recharging operations.

그러한 데이타는 넷트웍 베이스의 금속-연료 관리 서브시스템(713)으로 전송된다.Such data is sent to the network-based metal-fuel management subsystem 713.

그러한 데이블들의 정보필드에 대한 자세한 것은 상술한 바와같이 도 2A15에 나타나 있다.Details of the information field of such tables are shown in FIG. 2A15 as described above.

많은 응용에 있어, 각각의 연료 전지 밧데리 서브시스템이 시간상 각 순간에 금속-연료의 동일한 양이 유용하기 때문에, 각 연료 전지 밧데리 서브시스템(707A 내지 707D)에서 금속-연료의 소비를 관리하는 것이 바람직하다.In many applications, it is desirable to manage the consumption of metal-fuel in each fuel cell battery subsystem 707A-707D, because each fuel cell battery subsystem is equally useful at each instant in time. Do.

이 금속-연료 동등화 원리는 다음 기능을 수행하는 상기 넷트웍 제어 서브시스템(711)에 의해 달성된다.This metal-fuel equalization principle is achieved by the network control subsystem 711 performing the following functions.

(1) 상기 부하 감지 서브시스템(710)에 의해서 상기 DC 전력 버스 구조의 실제적인 부하조건을 감지할 수 있고;(1) detect the actual load condition of the DC power bus structure by the load sensing subsystem 710;

(2) 상기한 감지된 부하조건들에 따라 특정 연료 전지 밧데리 서브시스템(708A -708B)이 전력을 생성하게 하고, 이를 출력 DC 전력버스구조(706)으로 공급할 수 있게 하며;(2) allow specific fuel cell battery subsystems 708A-708B to generate power and supply it to the output DC power bus structure 706 in accordance with the sensed load conditions described above;

(3) 상기 넷트웍 기반의 금속-연료 관리(데이타베이스) 서브시스템(713)을 이용하여 상기 연료 전지 밧데리 서브시스템내 금속-연료의 가용성과 금속-산화물의 잔류량를 관리하며;(3) use the network-based metal-fuel management (database) subsystem 713 to manage metal-fuel availability and metal-oxide residual in the fuel cell battery subsystem;

(4) 각 연료 전지 밧데리 서브시스템 내부의 금속-연료 가용성이 사실상 시간 평균 기반하에 동등화시키기위하여, 선택된 연료 전지 밧데리 서브시스템의 금 속-연료 트랙의 선택적인 방전(금속-산화물의 선택적인 재충전을 )을 하고 한다.(4) Selective discharge of the metal-fuel track of the selected fuel cell battery subsystem (selective recharging of metal-oxides) so that the metal-fuel availability within each fuel cell battery subsystem is equalized on a virtually time-averaged basis. And)

이 방법은 컴퓨터 업계에서 잘알려진 스트레이트포워드 방식의 프로그램밍 기술에 의해 달성될 수 있다.
This method can be accomplished by straight forward programming techniques well known in the computer industry.

상기 넷트웍 제어 서브시스템(711)을 각각의 연료 전지 밧데리 서브시스템에 "금속-연료 평준화"를 수행하게 하는 것으로 부터 얻어지는 장점은, 도 17에 참조하는 예에 의해 가장 잘 알 수 있다. The advantage obtained from having the network control subsystem 711 perform "metal-fuel leveling" on each fuel cell battery subsystem is best seen by the example referenced in FIG. 17.

일반적으로, 전원시스템에 의해 생산되는 전원의 양은 그 시스템에 연결된 전기 부하에 의해 요구되는 전원의 양에 결정된다.In general, the amount of power produced by the power system is determined by the amount of power required by the electrical loads connected to the system.

본 발명에 따르면, 시스템으로 부터의 전원 출력의 증가는 부가적인 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템이 전원을 생성하여 프로그램된 넷트웍 제어 서브시스템(711)의 제어하에 출력버스 구조(706)(또는 AC 부하인 경우 717)로 공급하는 것에 의해 달성된다.In accordance with the present invention, an increase in power output from the system may be achieved by an additional metal-air fuel cell battery subsystem generating power to control the output bus structure 706 (or AC) under the control of the programmed network control subsystem 711. In the case of a load).

예컨대 전원 시스템이 DC 전력버스구조(706)과 연료 전지 밧데리 서브시스템 제어 버스 구조(712)사이에 연결된 8개의 연료 전지 밧데리 서브시스템을 가진다고 가정하자.For example, suppose a power system has eight fuel cell battery subsystems connected between a DC power bus structure 706 and a fuel cell battery control bus structure 712.

이 예에서, 각가의 연료 전지 밧데리 서브시스템(707A 내지 708D)를 일을 할 수 있는 엔진의 "동력실린더"라고 비유하면 도움이 된다.In this example, it may be helpful to compare the respective fuel cell battery subsystems 707A- 708D as "power cylinders" of an engine capable of working.

그리고, 본 발명에 따른 전력 생성 시스템(또는 플랜트)의 경우 상호 구성되고, 도 15A에 도시된 바와 같이 전기 자동차 또는 차량의 구조내에 구현된 것이라 고 8개의 서브시스템(즉, 동력실린더)을 가정하자.In addition, suppose eight subsystems (i.e., power cylinders) which are mutually configured in the case of a power generation system (or plant) according to the present invention and are implemented in the structure of an electric vehicle or vehicle as shown in FIG. 15A. .

이 경우, 어느 수간에 있어 전력을 생산할 수 있는 연료 전지 밧데리 서브시스템(즉, 동력실린더)의 수는 차량에 실린 전력 발전소로 나타내지는 전기부하에 의해 결정된다.In this case, the number of fuel cell battery subsystems (i.e. power cylinders) capable of producing power in any number of times is determined by the electrical load represented by the power plant in the vehicle.

그래서 차량이 평활한 수평길면이나 내리막길을 따라 주행할 때 넷트웍 제어 서브시스템(711)에 의해 단지 하나 또는 적은 연료 전지 밧데리 서브시스템(즉 동력실린더)만이 동작되어진 것인 데 반하여, 오르막길 또는 다른 자동차를 추월 할때에는 그러한 동작조건들에 의해 요구되는 전력요구량에 대처하기 위해서는 서브시스템(711)에 의해 많거나 모든 연료 전지 밧데리 서브시스템(즉, 동력실린더)가 수행되어질 것이다.Thus, as the vehicle travels along a smooth horizontal or downhill road, only one or fewer fuel cell battery subsystems (ie, power cylinders) are operated by the network control subsystem 711, such as uphill roads or other vehicles. In overtaking, many or all fuel cell battery subsystems (ie, power cylinders) may be performed by subsystem 711 to meet the power requirements required by such operating conditions.

차량에 실린 전력생성시스템에 부가된 부하조건에 관계없이 상기 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템(708A 내지 708H)의 금속-연료의 평균소비율은 상기에서 서술한 금속-연료 평균화 원리에 따라 평균시간베이스로 사실상 동일한 것이다. Regardless of the load conditions imposed on the vehicle-generated power generation system, the average consumption rate of metal-fuel in the metal-air fuel cell battery subsystems 708A to 708H is based on the average time base according to the metal-fuel averaging principle described above. It is virtually the same thing.

따라서, 평균시간기반으로 각 연료 전지 밧데리 서브시스템(708A 내지 708H)에서 방전동안 유용한 금속-연료 량은 넷트웍 제어 서브시스템(711)에 의해 사실상 동일하게 유지된다.Thus, the amount of metal-fuel available during discharge in each fuel cell battery subsystem 708A through 708H on an average time basis is kept substantially the same by the network control subsystem 711.

실시예에서, 본 발명의 제어과정들은 자동방식으로 수행되기때문에 넷트웍 제어 서브시스템(711)은 여러 입력 변수들을 입력받고, 다양한 출력변수들을 생성하기 위해 설계된 제어과정(즉, 알고리즘)을 수행한다.In an embodiment, because the control procedures of the present invention are performed in an automatic manner, the network control subsystem 711 receives various input variables and performs a control procedure (ie, an algorithm) designed to generate various output variables.

제어과정의 입력변수들은 예컨대 The input variables of the control process are for example

(i)부하감지서브시스템(710)과 전기차량에 실린 다른 센서들(예컨대 전기모터의 RPM, 차량의 속도계 등)에 의해 감지되는 부하조건들;(i) load conditions sensed by the load detection subsystem 710 and other sensors on the electric vehicle (eg RPM of the electric motor, speedometer of the vehicle, etc.);

(ii)각 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템의 금속-연료의 각존에 금속-연료의 유용한 량;(ii) a useful amount of metal-fuel in each zone of metal-fuel of each metal-air fuel cell battery subsystem;

(iii)각 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템내 금속-연료의 존에 금속-연료의 잔존량;(iii) the residual amount of metal-fuel in the zone of metal-fuel in each metal-air fuel cell battery subsystem;

(iv) 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템의 각각에 관련된 방전 변수들 및;(iv) discharge variables associated with each of the metal-air fuel cell battery subsystems;

(v)상기 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템의 각각에 관련된 재충전 변수들(재충전 모드시에 제공된 것).(v) Recharge parameters associated with each of the metal-air fuel cell battery subsystems (provided in recharge mode).

이와 같은 것에 관련된 데이타를 포함한다.Contains data related to such things.

제어과정에서 출력변수는 예컨대, The output variable in the control process is, for example,

(i)방전 동작동안 어느 순간에 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템의 어느 셋이 가능해져야 하는 지;(i) which three of the metal-air fuel cell battery subsystem should be enabled at any moment during discharge operation;

(ii)어느 금속-연료 존이 어느 순간에 가능하게 된 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템내에서 방전되어야 하는 지;(ii) which metal-fuel zone should be discharged in the metal-air fuel cell battery subsystem enabled at any moment;

(iii)어떻게 방전변수들이 어느순간에 각 가능하게 된 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템내에서 제어되어야 하는 지;(iii) how at any moment the discharge parameters should be controlled in the metal-air fuel cell battery subsystem each enabled;

(iv)어느 종류의 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템이 재충전 동작중에 어느 순간에 가능하게 되어야 하는 지; (iv) what kind of metal-air fuel cell battery subsystem should be enabled at any moment during the recharging operation;

(v)어느 금속-연료 존이 어느 순간에 가능하게 된 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템내에서 재충전되어야 하는 지;(v) which metal-fuel zone should be recharged in the metal-air fuel cell battery subsystem enabled at any moment;

(vi) 어떻게 재충전 변수들이 어느 순간에 가능하게 된 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템내에서 통제되어야 하는 지;에 대한 제어데이타를 포함한다.(vi) control data on how recharging parameters should be controlled within the metal-air fuel cell battery subsystem enabled at any moment.

상기 넷트웍 제어 시스템(711)은 스트레이트포워드 방식으로 상술한 기능들을 수행하도록 프로그램된 마이크로컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.The network control system 711 may be implemented using a microcomputer programmed to perform the above functions in a straight forward manner.

상기 넷트웍 제어 서브시스템은 단순한 방식으로 호스트 시스템(예컨대 차량 701)에 내장될 수 있다.The network control subsystem may be embedded in a host system (eg, vehicle 701) in a simple manner.

특히, 도 15A 내지 16B에 도시된 실시예에서, 각 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템(708A 내지 708H)는 방전 동작 모드와 재충전 동작 모드를 가진다.In particular, in the embodiment shown in FIGS. 15A-16B, each metal-air fuel cell battery subsystem 708A- 708H has a discharge mode of operation and a recharge mode of operation.

따라서 본 발명의 전력 생성 시스템(즉, 플랜트)은 대응하는 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템이 그 방전(전력 생성) 동작 모드에서 유효하지 않을 때 금속 연료(카드)의 선택된 존을 재충전할 수 있다.Thus, the power generation system (ie, plant) of the present invention can recharge a selected zone of metal fuel (card) when the corresponding metal-air fuel cell battery subsystem is not valid in its discharge (power generation) operating mode. .

본 발명에 의하여 도 15A 및 도 15B에 도시된 보조 전력 생성기(즉, 얼터내이터, 고정원으로 부터 전원공급등)(702,703) 및/또는 하이브리드 타입의 전원 발생기(즉, 포토-볼태익 셀, 열전장치등)(704)(704')이 도 16A에 도시된 시스템의 입력 DC 전력 버스 구조(714)에 공급을 위한 전원을 생성하기 위해 사용되는 것이 가능하다.15A and 15B, the auxiliary power generators (i.e. alternators, power supplies from fixed sources, etc.) 702, 703 and / or hybrid type power generators (i.e. photo-voltaic cells, It is possible that 704 and 704 'may be used to generate power for supply to the input DC power bus structure 714 of the system shown in FIG. 16A.

특히 유효한 연료 전지 밧데리 서브시스템의 재충전 동작중, 입력 DC 전력 버스 구조(714)는 호스트 차량이 (701)이 주행 또는 주차 중인 동안 방전동작 동안 유효한 금속-공기 연료 전지 밧데리 서브시스템(708A 내지 708H)에 구현된 금속-연료 재충전 서브시스템(117)에 공급을 위해 보조 및 혼성 전력생성원들(702)(703)(704)(704')으로 부터 DC 전원을 받도록 설계되어 있다. During the recharging operation of a particularly valid fuel cell battery subsystem, the input DC power bus structure 714 is activated during the discharging operation while the host vehicle 701 is driving or parked. The metal-air fuel cell battery subsystems 708A-708H are valid. It is designed to receive DC power from auxiliary and mixed power generation sources 702 (703) 704 (704 ') for supply to the metal-fuel refill subsystem (117) implemented in FIG.

차량이 정지하고 있는 동안 금속-연료를 재충전할 때 정지 원(즉 전력 콘센트)로부터의 전원은 유효한 연료 전지 밧데리 서브시스템내 금속-연료를 재충전하는 동안 입력 DC 전력버스구조(714)에 입력으로 제공될 수 있다.
When recharging metal-fuel while the vehicle is stationary, power from the stop source (i.e. power outlet) is provided as input to input DC power bus structure 714 while recharging the metal-fuel in a valid fuel cell battery subsystem. Can be.

상술한 본 발명의 다양한 국면을 자세히 서술하므로써, 당업계에서 통상의 기술을 가진 당업자가 본 발명이 개시된 것으로 부터 구체적인 실시예로 부터 변형을 용이하게 할 수 있는 것은 자명하다.Having described the various aspects of the present invention described above in detail, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be easily modified from the specific embodiments disclosed by the present invention.

모든 변형예와 변화예는 첨부된 본 발명의 청구범위에 의해 한정되는 한에서 본 발명의 범위와 정신내에 속하는 것이다.All modifications and variations are intended to fall within the scope and spirit of the invention, as defined by the appended claims.

Claims

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In a metal-air fuel cell battery system having a discharge mode of operation,

Supply a metal-fuel material to generate electrical power during the operation of the discharge mode, the metal-fuel material having a plurality of tides or subsections partitioned along the metal-fuel material and the tides indexed by code Metal-fuel supply means;

Code reading means for reading the digital code along the nebulity of the metal-fuel during discharging of the nebula during the discharge mode operation;

Parameter detecting means for detecting a discharge parameter during the discharge of each of the nebulae of the metal-fuel material during the discharge mode operation; And

Metal-air processing means for processing parameters detected in each of the nebulae of the metal-fuel material and generating control data for controlling one or more discharge parameters while the nebulae are discharged. Fuel cell battery system.

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For supplying metal fuel material for charging during charge mode operation, the metal fuel material has a plurality of zones or subregions distinguished according to the metal fuel material and the zones are indexed with a cord;

Code reading means for reading the digital code along each of the zones of the metal fuel material during charging of the zone during the charge mode operation;

Factor sensing means for recognizing a set of charging factors during charging of each of said zones of metal fuel material during said charging mode of operation;

Generate a control data signal for controlling one or more charge factors while the zone is being charged, and perform a charge mode operation consisting of print processing means for performing said set of charge factors recognized in each of said zones of metal fuel material. A metal-air fuel cell battery system.

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An initial plurality of discharge parameters are used to generalize control data signals for controlling the recharge parameters while the recharge mode is in operation, and cooperate in order to enable the processing, detection, and storage of the discharge parameters while the discharge mode is in operation. Subsystem; And

Using the recharge parameter to generalize a control data signal for controlling the discharge parameter while the discharge mode is in operation, and cooperating to enable processing, detection, and storage of the recharge parameter while the recharge mode is in operation. A metal-air fuel cell battery system having a recharge mode and a discharge mode of operation comprising a plurality of systems.

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Metal fuel supply means for supplying a metal-fuel material for recharging during a recharging mode of operation, said metal fuel material having a plurality of zones or subsections distinct from said metal-fuel material, said zones being coded;

Variable sensing means for sensing recharging parameters during recharging of said zone of metal-fuel material during said recharging mode of operation;

Code reading means for reading the code displayed in the zone of the metal-fuel material during the recharging mode of operation;

Variable recording means for recording the recharge variables sensed in the zone of metal fuel material, the recorded recharge variables being indicated by the code displayed in the zone;

Variable reading means for reading the recorded recharge variables;

And a recharge operation mode including variable processing means for processing discharge variables recorded from said variable reading means.

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Recharging during a recharging mode of operation, and supplying a metal-fuel material that generates power during the discharging mode of operation, the metal fuel material having a plurality of zones or subsections separated by the length of the metal fuel material, each zone being A metal fuel supply means for displaying a code;

Discharge variable detecting means for detecting a series of discharge variables during discharge of each zone of the metal fuel material during the discharge operation mode;

Code reading means for reading said code of said metal-fuel material during recharging of said zone of metal-fuel during said recharging mode of operation as well as during said recharging mode of discharge;

Discharge variable recording means for recording the series of discharge variables sensed in the zone of a metal-fuel material and causing the recorded discharge variables to be indicated by the code displayed in the zone;

Discharge variable reading means for reading the recorded discharge variables;

Discharge variable processing means for processing recorded discharge variables read from the discharge variable recording means;

Recharge variable sensing means for detecting a series of recharge variables during refilling of said zone of metal-fuel material during said recharging mode of operation;

Recharge variable recording means for recording the recharge variables sensed in the zone of a metal-fuel material, the recorded recharge variables being indicated by the code displayed in the zone;

Recharge variable reading means for reading the recorded recharge variables;

And a recharge variable processing means for processing recharge variables recorded from the recharge variable reading means. The metal-air fuel cell battery system having a discharge operation mode and a recharge operation mode.

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Metal fuel discharge mechanism for discharging metal fuel material during discharge operation mode;

A discharge variable sensing mechanism for detecting discharge variables while discharging the metal fuel material during the discharge mode of operation;

A metal fuel recharging mechanism for recharging the metal fuel material during the recharging mode of operation;

A metal-air fuel cell battery system having a recharge mode of operation and a discharge mode of operation comprising a recharge variable sensing mechanism that senses recharge variables while recharging the metal fuel material during the recharge mode of operation.

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A cassette-type storage device having one or more storage spaces for storing a supply of metal-fuel cards or plates for discharge;

A discharge device for discharging one or more (re) charged metal-air fuel cards or plates to produce power for supplying an electrical load;

A metal-air fuel cell battery system configured with a first mechanism for automatically transferring one or more of said (re) charged metal-fuel cards or plates from said cassette-type storage to said discharge device.

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A cassette-type storage device having one or more storage spaces for storing a supply of (re) charged metal-fuel cards or plates for discharge;

A discharge device for discharging one or more of said (re) charged metal-air fuel cards or plates to produce power for supplying an electrical load;

A recharger for recharging one or more discharged metal-air fuel cards or plates;

A first mechanism for automatically transferring one or more (re) charged metal-fuel cards or plates from the cassette-type storage device to the discharge device;

A second mechanism for automatically transferring one or more discharged metal-fuel cards or plates from the discharge device back to the cassette-type storage device;

A third mechanism for automatically transferring one or more discharged metal-fuel cards or plates to the cassette-type storage device to the recharger;

A metal-air fuel cell battery system comprising a fourth mechanism for automatically transferring one or more recharged metal-fuel cards or plates from the recharging device back to the cassette storage.

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1.Pack and distribute the following together

end. The metal air battery module has at least a cathode structure and at least one anode contact structure such that the metal fuel can be inserted therebetween during the metal fuel card loading operation and at least one metal inserted into the metal air battery module. A metal air battery module, which uses the fuel card to generate power and

I. A plurality of metal fuel cards into which the metal fuel card is inserted into the metal air battery module when power is required from the metal air battery module;

2. inserting at least one said metal fuel card in said metal fuel battery module for causing said metal air battery module to generate power supplied to a power consuming device having a battery storage compartment;

3. install the metal air battery module in a battery storage compartment of the power consuming device;

4. discharge the metal fuel card in the metal air battery module by powering the power consuming device;

5. remove the discharged metal fuel card from the metal fuel battery module;

6. Select one of the metal fuel cards from the plurality and insert the selected metal fuel card in the metal fuel battery module;

7. further supply power to the power consuming device to initiate discharge of the metal fuel card in the metal air battery module;

8. Repeat steps 5 and 6 as required to continuously supply power from the metal air battery module to the power consuming device;

Metal-air fuel cell battery system of the method of generating power in sequence.

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