KR101368212B1 - 수소발생 연료전지 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스발생장치 및 다양한 압력조절기 또는 압력조절밸브에 관한 것이다. 수소는 상기 가스발생장치 내에서 발생되어 연료전지로 이송된다. 수소를 발생시키기 위해 제1연료요소로부터 제2연료요소로의 이송은 상기 가스발생장치 내의 반응챔버의 압력에 따라 자동으로 발생한다. 상기 압력조절기 및 유동 오리피스는 상기 수소압력을 조절하고 연료전지에 의해 수용되는 수소 압력에서 변동을 최소화하기 위해 구비된다. 상기 가스발생장치를 연료전지로 연결하기 위한 연결밸브들도 구비된다.
연료전지, 가스발생장치, 압력조절기, 압력조절밸브

Description

수소발생 연료전지 카트리지 {HYDROGEN-GENERATING FUEL CELL CARTRIDGES}
본 발명은 가스발생장치 및 다양한 압력조절기 또는 압력조절밸브에 관한 것이다.
연료전지는 연료 및 산화제와 같은 반응물의 화학적 에너지를 직접 직류(DC) 전기로 변환하는 장치이다. 연료전지는 리튬 이온전지와 같은 휴대용 전력저장장치뿐만 아니라 화석연료의 연소와 같은 통상적인 전력발전보다도 더 효율적이어서 그 응용이 증가하고 있다.
일반적으로, 연료전지 기술은 알칼리 연료전지, 고분자 전해질형 연료전지, 인산형 연료전지, 용융탄산염형 연료전지, 고체산화물 연료전지 및 효소 연료전지 등 다양한 종류의 연료전지를 포함한다. 오늘날 매우 중요한 연료전지로서는 일반적으로 여러 종류로 나눌 수 있는데, 즉 (i) 압축수소(H2)를 연료로서 사용하는 연료전지와, (ii) 메탄올(CH3OH) 등의 알콜, 수소화붕소나트륨(NaBH4) 등의 금속 수소화물(metal hydride), 탄화수소(hydrocarbon), 또는 수소연료로 변환되는 기타 연료를 사용하는 양자교환막(Proton Exchange Membrane: PEM) 연료전지와, (iii) 비수소 연료를 직접 소비할 수 있는 PEM 연료전지 또는 직접 산화형 연료전지(direct oxidation fuel cell), 그리고 (iv) 고온에서 탄화수소 연료를 직접 전기로 변환하는 고체 산화물형 연료전지(solid oxide fuel cells: SOFC)가 그것이다.
일반적으로 압축수소는 고압 하에 보관되므로 다루기가 어렵다. 또한, 커다란 저장탱크가 일반적으로 요구되어 가전기기에 사용될 만큼 작게 만들 수도 없다. 통상적인 개질 연료전지(reformat fuel cell)는 연료전지 내부에서 연료를 산화제와 반응하는 수소로 변환하기 위하여 개질기(reformer)와 기타 기화 및 부대 장치들을 필요로 한다. 최근에는 개질기나 개질 연료전지가 더 발전되어 가전기기용으로 유망해졌다. 가장 일반적인 직접 산화형 연료전지는 직접 메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell) 또는 DMFC이다. 기타 직접 산화형 연료전지는 직접형 에탄올 연료전지(direct ethanol fuel cell)와 직접형 테트라메틸 오소카보네이트 연료전지(direct tetramethyl orthocarbonate fuel cell)를 포함한다. DMFC는 연료전지 내부에서 메탄올이 직접 산화제와 반응하므로, 가장 간단하고 가장 소형화될 수 있는 연료전지이고, 또한 가장 유망하게 가전기기용 전력에 적용될 수 있다. SOFC는 전기를 생산하기 위하여 고열에서 부탄과 같은 탄화수소 연료를 변환한다. SOFC는 연료전지 반응을 일으키기 위하여 1000℃ 범위의 비교적 고온을 필요로 한다.
각 연료전지의 종류에 따라 전기를 생산하는 화학반응은 다르다. DMFC에 있어서, 각 전극에서의 화학-전기 반응 및 직접형 메탄올 연료전지에 대한 전체 반응은 다음과 같이 기술된다:
애노드에서의 반쪽 반응:
CH3OH ＋ H2O → CO2 ＋ 6H+ ＋ 6e-
캐소드에서의 반쪽 반응:
1.5O2 ＋ 6H+ ＋ 6e- → 3H2O
전체 연료전지 반응:
CH3OH ＋ 1.5O2 → CO2 ＋ 2H2O
수소이온(H+)은 PEM을 거쳐 애노드로부터 캐소드로 이동하고 자유전자(e-)는 PEM을 통과하지 못하기 때문에, 상기 전자들은 외부회로로 흐르게 되고, 결국 외부회로를 통하여 전류를 생성한다. 이 외부회로는 이동전화 또는 휴대전화, 계산기, PDA(personal digital assistant), 랩탑 컴퓨터, 전동공구 등과 같은 많은 유용한 가전기기에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다.
DMFC는 미국특허 제5,992,008호 및 제5,945,231호에 기술되어 있다. 일반적으로 PEM은 듀퐁사의 Nafion®과 같은 폴리머로 제조되며, 이는 대략 0.05mm 내지 0.50mm 두께범위의 과플루오르화 술폰산 폴리머(perfluorinated sulfonic acid polymer) 또는 기타 적절한 막으로 제조된다. 애노드는 일반적으로 백금-루테늄과 같은 촉매 박층이 표면에 도포된 테플론화 카본페이퍼 지지체(Teflonized carbon paper support)로 제조된다. 캐소드는 일반적으로 백금입자가 상기 막의 일 측면에 부착된 가스확산 전극으로 된다.
다른 직접 산화형 연료전지로서, 수소화붕소 연료전지(borohydride fuel cell: DBFC)에서 반응은 다음과 같다:
애노드에서의 반쪽반응:
BH4 - ＋ 8OH- → BO2 - ＋ 6H2O ＋ 8e-
캐소드에서의 반쪽반응:
2O2 ＋ 4H2O ＋ 8e- → 8OH-
화학적 금속수소화물 연료전지에서, 수소화붕소나트륨은 다음과 같이 개질되고 반응한다:
NaBH4 ＋ 2H2O → (열 또는 촉매) → 4(H2) ＋ (NaBO2)
애노드에서의 반쪽 반응:
H2 → 2H+ ＋ 2e-
캐소드에서의 반쪽 반응:
2(2H+ ＋ 2e-) ＋ O2 → 2H2O
이러한 반응에 적합한 촉매로는 백금과 루테늄, 그리고 기타 금속이 있다. 수소화붕소나트륨을 개질함으로써 얻어지는 수소연료는 O2와 같은 산화제와 연료전지 내부에서 반응하여 전기(또는 전자의 흐름) 및 물 부산물을 생성한다. 또한, 붕 산나트륨(NaBO2) 부산물은 이 개질과정으로 생성된다. 수소화붕소나트륨 연료전지는 미국특허 제4,261,956호에 기술되어 있다.
연료전지 응용을 위하여 매우 중요한 특징 중 하나는 연료 저장이다. 또 다른 중요한 특징은 연료 카트리지로부터 연료전지로의 연료 이송을 조절하는 것이다. 상업적으로 유용하기 위해서는, DMFC나 PEM 시스템과 같은 연료전지는 소비자들의 일상적인 사용을 만족시키기에 충분한 연료 저장용량을 가져야 한다. 예를 들어, 이동전화 또는 휴대전화, 노트북 컴퓨터 및 PDA 용도로서 연료전지는 현재 배터리만큼 오랫동안, 바람직하기로는 더 장시간 이들 기기에 전력을 공급할 필요가 있다. 더구나, 연료전지는 오늘날의 재충전 배터리에 요구되는 긴 충전시간을 최소화하거나 또는 미연에 방지하기 위하여 쉽게 교체가능하거나 재충전가능한 연료 탱크를 구비하여야 한다.
공지된 수소가스 발생장치(hydrogen gas generator)의 한가지 단점은 일단 반응이 시작되면 상기 가스 발생장치 카트리지가 이 반응을 제어할 수 없다는 것이다. 따라서, 반응물의 공급이 고갈되거나 또는 반응물 원이 수동으로 차단될 때까지 상기 반응은 지속한다.
따라서, 적어도 한 반응물의 반응챔버로의 유동을 자기제어할 수 있는 수소가스 발생장치 수단과 상기 연료의 유동을 조절하는 기타 장치들을 확보하는 것이 요망된다.
본 발명은 가스발생장치 및 다양한 압력조절기 또는 압력조절밸브에 관한 것이다. 수소는 상기 가스발생장치 내에서 발생되어 연료전지로 이송된다. 수소를 발생시키기 위해 제1연료요소로부터 제2연료요소로의 이송은 상기 가스발생장치 내의 반응챔버의 압력에 따라 자동으로 발생한다. 유동 오리피스를 포함하여 상기 압력조절기는 상기 수소압력을 조절하고 연료전지에 의해 수용되는 수소 압력에서 변동을 최소화하기 위해 구비된다. 상기 가스발생장치를 연료전지로 연결하기 위한 연결밸브들 또한 구비된다.
이하, 첨부되는 도면은 본원 명세서의 일부를 이루어 이와 연계되어 이해되어야하며, 여기서 동등한 도면부호는 다양한 도면에서의 동등한 각 부분들을 가리키는데 사용된다;
도 1은 본 발명에 따른 가스발생장치의 단면개략도.
도 1a는 도 1의 가스발생장치용 고체연료용기의 확대부분단면도.
도 1b는 도 1의 가스발생장치용 다른 고체연료용기의 확대부분단면도.
도 1c는 도 1b의 다른 구현예.
도 1d는 유체도관의 다른 구현예의 단면도.
도 2a는 분리 및 폐쇄 위치로 도시한 도 1의 가스발생장치용 차단 또는 연결 밸브의 단면도.
도 2b는 연결 및 개방 위치로 도시한 도 2a의 차단밸브의 단면도.
도 3은 도 1의 가스발생장치용 압력조절 유체노즐 또는 밸브의 단면도.
도 4a는 도 1의 가스발생장치용 압력조절밸브의 단면도.
도 4b는 도 4a의 압력조절밸브의 분해사시도.
도 4c는 다른 압력조절밸브의 단면도.
도 4d는 도 4c의 압력조절밸브의 분해사시도.
도 5a는 도 2의 차단밸브의 제1밸브요소에 연결된 다른 압력조절밸브의 단면도.
도 5b-5d는 분리 위치, 연결/폐쇄 위치 및 연결/개방 위치에서 차단밸브의 제2요소와 함께 압력조절밸브 및 제1밸브요소를 도시하는 단면도.
도 6a는 도 1의 가스발생장치용 압력조절밸브의 단면도.
도 6b는 도 6a의 압력조절밸브의 분해도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 압력조절밸브용 가변직경 오리피스의 단면도.
이하, 첨부된 도면과 함께 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명은 연료 공급원(fuel supply)에 관한 것으로, 상기 연료 공급원은 메탄올과 물, 메탄올/물 혼합물, 다양한 농도의 메탄올/물 혼합물 또는 순수 메탄올, 및/또는 미국특허 제5,364,977호 및 제6,512,005 B2호에 기술된 메틸 클라드레이트(methyl clathrate)와 같은 연료전지 연료를 저장한다. 메탄올 및 기타 알콜은 예를 들어 DMFC, 효소 연료전지(enzyme fuel cell), 개질 연료전지(reformat fuel cell) 등 많은 종류의 연료전지에서 사용가능하다. 연료 공급원은 에탄올이나 알콜, 수소화붕소나트륨과 같은 금속 수소화물, 수소로 개질될 수 있는 기타 화학물질, 또는 연료전지의 성능이나 효율을 향상시킬 수 있는 기타 화학물질과 같은 다른 종류의 연료전지 연료를 수용할 수 있다. 또한, 연료는 금속 연료전지 또는 알칼리 연료전지에 사용될 수 있고 연료 공급원에 저장될 수 있는 수산화칼륨(KOH) 전해질을 포함한다. 금속 연료전지용으로서, 연료는 KOH 전해질 반응용액에 담근 유체부유 아연입자의 형태로 되고, 전지 캐비티(cavity) 내의 양극은 아연입자 형태의 미립자 양극으로 된다. KOH 전해질 용액은 미국특허출원공개공보 제2003/0077493호(2003. 4. 24 공개) "Method of Using Fuel Cell System Configured to Provide Power to One or More Loads"에 개시되어 있다. 또한, 연료는 메탄올, 과산화수소와 황산의 혼합물을 포함할 수 있으며, 이는 실리콘 칩 상에 형성된 촉매를 지나쳐 흘러 연료전지 반응을 일으킨다. 또한, 연료는 미국특허 제6,554,877호, 제6,562,497호 및 제6,758,871호에 기술된 바와 같은 메탄올, 수소화붕소나트륨, 전해질 및 기타 화합물의 블렌드(blend) 또는 혼합물(mixture)을 포함한다. 또한, 연료는 미국특허 제6,773,470호에 기술된 바와 같이 용제에 부분적으로 용해되고 용제에 부분적으로 현탁된 조성들과, 미국특허출원공개공보 제2002/076602호에 기술된 바와 같은 액체연료 및 고체연료 모두를 포함하는 조성들을 포함한다. 또한, 적합한 연료로서는 본 출원인의 현재 진행중인 미국특허출원 제60/689,572호(2005. 6. 13 출원) "Fuels for Hydrogen-Generating Cartridges"에도 개시되어 있다.
또한, 연료는 전술하였듯이 수소화붕소나트륨(NaBH4)과 같은 금속 수소화물 과 물을 포함한다. 또한, 연료는 탄화수소 연료, 즉 미국특허출원공개공보 제 2003/0096150호(2003. 5. 22 공개) "Liquid Hereto-Interface Fuel Cell Device"에 제시되었듯이 부탄, 등유, 알콜 및 천연가스 등을 더 포함할 수 있으며 이에 한정되지는 않는다. 또한, 연료는 이와 반응하는 액상 산화제를 포함한다. 따라서, 본 발명은 연료 공급원에 수용되거나 아니면 연료전지 시스템에 의하여 사용되는 연료, 전해질 용액, 산화제 용액 또는 액체나 고체의 종류에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 "연료"라는 용어는 연료전지나 연료 공급원 내에서 반응할 수 있는 모든 연료를 포함하며, 이는 상기 모든 적합한 연료, 전해질 용액, 산화제 용액, 기체, 액체, 고체, 및/또는 첨가제와 촉매를 포함하는 화학물질과 그 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
여기서 사용되는 용어인 "연료 공급원"은 일회용 카트리지, 재충전/재사용 가능한 카트리지, 용기, 전자기기 내부에 구비되는 카트리지, 분리가능한 카트리지, 전자기기 외부에 구비되는 카트리지, 연료 탱크, 연료 재충전 탱크, 연료를 수용하는 기타 용기, 상기 연료 탱크 및 용기에 연결되는 배관을 포함하며 이에 한정되지는 않는다. 이하, 카트리지가 본 발명의 예시적 구현예들과 연계되어 하술되나, 이들 구현예들은 다른 연료 공급원들에게도 적용가능하며 본 발명은 어떤 특정 형태의 연료 공급원에 한정되지 아니한다.
또한, 본 발명의 연료 공급원은 연료전지에 사용되지 않는 연료를 저장하는데 사용될 수도 있다. 이러한 응용은 The Industrial Physicist(pp. 20-25, 2001.12/2002.1)에 공표된 "Here Come the Microengines"에 논의된 바 있는 실리콘 칩 상에 구축된 마이크로 가스 터빈 엔진(micro gas-turbin engine)용 탄화수소 및 수소연료를 저장하는 것도 포함하며, 이에 한정되지 아니한다. 본 출원에서 사용되듯이, "연료전지"라는 용어는 또한 마이크로 엔진을 포함한다. 기타 용도로서 내부 연소 엔진용 기존 연료와, 포켓 및 다용도 라이터용 부탄, 액화 프로판과 같은 탄화수소를 저장하는 것을 포함한다.
공지된 적합한 수소발생 기기로는 본 출원인의 현재 진행중인 미국특허출원공개공보 제2005-0074643 A1호 및 제2005-0266281호와, 미국특허출원 제11/066,573호(2005. 2. 25 출원)에 개시되어 있다.
본 발명의 가스발생장치는 임의의 제1반응물을 포함할 수 있는 반응챔버와 제2반응물을 구비하는 저장기(reservoir)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 반응물은 예를 들어 수소화붕소나트륨과 같은 금속 수소화물과, 물일 수 있다. 상기 반응물들은 기상, 액체, 수용성 또는 고체 형태일 수 있다. 바람직하게는, 상기 반응챔버 내에 저장된 제1반응물은 선택된 첨가물과 루테늄과 같은 촉매를 지닌 고체 금속 수소화물 또는 금속 수소화붕소이고, 제2반응물은 선택된 첨가제 및 촉매가 임의로 혼합된 물이다. 본 발명의 물 및 금속 수소화물은 반응하여 수소가스를 생성하며, 이는 연료전지에 의하여 소비되어 전기를 생성할 수 있다. 기타 적합한 반응물 또는 시약은 전술한 모출원에 개시되어 있다.
또한, 상기 가스발생장치는 제2반응물의 상기 저장기로부터 상기 반응챔버로의 이송을 제어할 수 있는 기구 또는 장치를 포함할 수 있다. 상기 반응챔버 및/또는 저장기 내부의 작동조건, 바람직하게는 상기 반응챔버 내부의 압력은 상기 저장 기 내의 제2반응물을 상기 반응챔버로 이송하는 것을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 저장기 내의 제2반응물은 상기 반응챔버 내부의 압력이 소정값보다 작을 때, 바람직하게는 상기 저장기 내의 압력보다 작을 때, 더욱 바람직하게는 상기 저장기 내의 압력보다 소정량 만큼 작을 때, 상기 반응챔버 내로 도입될 수 있다. 상기 저장기로부터 상기 반응챔버로의 제2반응물의 유동은 자기조절되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 반응챔버가 소정 압력, 바람직하게는 상기 저장기 내의 압력 이상의 소정 압력에 도달하면, 상기 저장기로부터 상기 반응챔버로의 제2반응물의 유동은 정지되어 수소가스의 생성을 정지시킬 수 있게 된다. 마찬가지로, 상기 반응챔버의 압력이 상기 저장기의 압력 이하로, 바람직하게는 상기 저장기 내의 압력보다 소정량만큼 이하로 감소되면, 제2반응물은 상기 저장기로부터 상기 반응챔버 내로 유동할 수 있게 된다. 상기 저장기 내의 제2반응물은 펌핑(pumping), 삼투(osmosis), 모세관 작용(capillary action), 차압 밸브(pressure differential valve) 또는 이의 조합을 포함하는 모든 공지된 방법에 의하여 상기 반응챔버 내로 도입될 수 있다. 또한, 제2반응물은 스프링이나 가압된 액체 및 기체로써 가압될 수 있다. 바람직하게는, 제2반응물은 액화부탄과 같은 액화 탄화수소로써 가압된다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 연료 공급원장치가 도시된다. 이 장치는 하우징(13) 내에 수용된 가스발생장치(12)를 포함하며 연료도관(16)과 밸브(34)를 통해 연료전지(미도시)에 연결되도록 구성된다. 바람직하게는, 연료도관(16)은 가스발생장치(12) 내에서부터 시작하며, 밸브(34)는 연료도관(16)과 유체소통한다. 연료도관(16)은 플라스틱이나 고무 튜브와 같은 가요성 튜브로 될 수 있거나 또는 하우징(13)에 연결된 실질적으로 강성인 부품으로 될 수 있다.
하우징(13)의 내부에서, 가스발생장치(12)는 2개의 주격실(유체연료요소(22)를 수용하는 유체연료요소 저장기(44)와 고체연료요소(24)를 수용하는 반응챔버(18))를 포함하는 것이 바람직하다. 저장기(44) 및 반응챔버(18)는 수소와 같은 연료가스의 생산이 유체연료요소(22)를 고체연료요소(24)와 반응시킴으로써 요망될 때까지 서로 밀봉된다. 하우징(13)은 내벽(19)으로 분리되어 유체저장기(44) 및 반응챔버(18)를 형성한다.
그런데, 저장기(44)는 도시하듯이 유체 또는 액체 연료요소(22)를 수용하기 위해 라이너(liner), 블래더(bladder) 또는 유사 유체용기(21)를 포함하는 것이 바람직하다. 유체연료요소(22)는 물 및/또는 첨가제/촉매나 기타 액체 반응물을 포함함이 바람직하다. 부가적인 적합한 유체연료요소 및 첨가제는 여기서 더 상술한다. 적합한 첨가제/촉매는 부동제(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 기타 알콜), 촉매(예를 들어. 염화코발트 및 기타 공지된 촉매), pH 조절제(예를 들어, 황산과 같은 산 및 기타 일반적인 산)를 포함하며, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 유체연료요소(22)는 스프링이나 가압/액화 가스(부탄 또는 프로판)에 의해 가압되며, 또한 가압해제될(unpressurized) 수도 있다. 액화 탄화수소가 사용되는 경우, 이는 저장기(44) 내로 주입되어 라이너(21) 및 하우징(13) 간의 공간에 수용된다.
저장기(44) 및 반응챔버(18)는 유체이송도관(88)에 의해 유체연결된다. 유체이송도관(88)은 도관(15)에 연결되고 라이너(21) 내의 액체연료요소(22) 및 하나 이상의 도관(17)과 유체소통되며, 이에 따라 액체연료요소(22)는 고체연료요소(24)와 접촉하게 된다. 오리피스(orifice: 15)는 도관(88)에 직접 연결될 수 있거나, 또는 도 1에 도시하듯이 내부에 도관(88)을 이루는 플러그(86)의 외면상에 형성된 채널(84)로 연결될 수 있다. 홀(87)은 외면채널(84)을 도관(88)에 연결한다. 플러그(86)의 기능은 더 하술한다. 또한, 유체이송도관(88)은 채널, 또는 하우징(13) 내에 형성된 유사 공극, 또는 하우징(13) 외부에 배치된 외부 배관으로 될 수 있다. 기타 구성 또한 적합하다.
반응챔버(18)는 하우징(13) 내에 수용되고 내벽(19)에 의해 유체연료요소 저장기(44)로부터 분리되며, 예를 들어 스테인레스 강과 같은 금속이나 수지 또는 플라스틱 물질과 같은 유체불투과성 물질로 제조됨이 바람직하다. 액체연료요소(22)와 고체연료요소(24)가 반응챔버(18)에서 혼합되어 수소와 같은 연료가스를 생산하므로, 반응챔버(18)는 또한 하우징(13) 내에 배치된 압력 릴리프밸브(pressure relief valve: 52)를 포함함이 바람직하다. 압력 릴리프밸브(52)는 체크밸브(check valve)나 덕빌밸브(duckbill valve)와 같은 압력촉발 밸브(pressure-triggered valve)로 됨이 바람직하며, 이는 반응챔버 내의 압력 P18이 특정의 촉발압력에 이르면 생산된 연료가스를 자동으로 배기한다. 다른 압력 릴리프밸브가 유체연료요소 저장기(44) 상에 장착될 수 있다.
분말, 과립 또는 기타 고체형태로 될 수 있는 고체연료요소(24)는 고체연료용기(23) 내에 배설되며, 이 고체연료용기(23)는 본 구현예에서는 기체투과성 블래 더나 라이너 또는 백(bag)으로 된다. 충전재와 기타 첨가제 및 화학물질이 고체연료요소(24)에 첨가되어 이의 상기 액체반응물과의 반응을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 밸브와 유체이송도관(88) 및 도관들(15, 17) 내의 기타 요소들을 부식할 수 있는 첨가제는 고체연료(24)와 함께 포함되어야 한다. 고체연료요소(24)는 고체연료용기(23) 내부에 채워지며, 이 용기는 하나 이상의 유체살포요소(89) 부근에서 예를 들어 고무나 금속 밴드와 같은 고무 또는 탄성 밴드, 열수축랩(heat shrunk wrap), 압력접착테이프(pressure adhesive tape) 등으로 단단히 죄어지거나 포장됨이 바람직하다. 또한, 고체연료용기(23)는 열성형으로 형성될 수도 있다. 일 예를 들면, 고체연료용기(23)는 선택적으로 천공되어 이를 통화하는 액체반응물, 가스 및/또는 부산물의 유동을 제어하는 복수의 필름을 포함한다. 각 유체살포요소(89)는 도관들(17)과 유체소통되고, 이 내부에서 상기 액체연료는 상기 고체연료로 이송된다. 살포요소(89)는 고체연료요소(24)에 접촉하는 유체연료요소(22)의 최대 살포를 지원하기 위해 그 길이에 연하여 그리고 그 첨단에 개구들(91)을 갖는 비반응성 물질로 된 강체튜브와 같은 중공구조로 됨이 바람직하다. 바람직하게는, 유체살포요소(89) 내 적어도 일부의 개구들(91)은 모세유체도관(capillary fluid conduit: 90)을 포함함이 바람직하며, 이 모세유체도관들은 고체연료요소(24)에 걸쳐 더 효과적으로 상기 유체를 살포하도록 비교적 작은 관상연장부들로 된다. 모세도관(90)은 필러(filler), 섬유, 미소섬유(fibril) 또는 기타 모세도관으로 될 수 있다. 각 유체살포요소(89)는 마운트(85)에 의해 반응챔버(18) 내로 지지되며, 상기 마운트(85)는 또한 유체살포요소(89)가 도관들(17) 및 유체이송도관(88)에 연결 되는 지점으로도 된다.
유체살포요소(89)의 내경은 액체연료요소(22)가 통과되는 체적과 속도를 조절하도록 크기와 용적이 정해진다. 어떤 경우에서는, 유체살포요소(89)의 유효 내경이 매우 작아 작은 배관의 제조가 어렵거나 비용이 많이 들 수 있다. 이러한 경우, 더 큰 배관(89a)과 이 내부에 배설된 더 작은 로드(89b)가 함께 사용됨으로써 더 큰 튜브(89a)의 유효 내경을 줄일 수 있다.상기 액체연료요소는 도 1d에 도시하듯이 상기 배관과 내부로드 간의 환상공간(89c)을 통해 이송된다.
다른 구현예에서, 고체연료요소(24)를 통한 액체연료요소(22)의 침투성을 증가시키기 위해 섬유나 발포초핑섬유(foam chopped fiber) 또는 흡수재(wicking material)와 같은 친수성 물질이 고체연료요소(24) 내에 혼합될 수 있다. 상기 친수성 물질은 고체연료요소(24) 내에 상호연결된 망을 형성할 수 있으나, 상기 친수성 물질은 침투성을 향상하기 위해 상기 고체연료요소 내에서 서로 접촉할 필요가 없다.
고체연료용기(23)는 많은 물질로 제조될 수 있으며 가요성을 갖거나 실질적인 강체로 될 수 있다. 도 1a에 도시한 구현예에 있어서, 고체연료용기(23)는 CELGARD® 및 GORE-TEX®와 같은 기체투과성, 액체불투과성 물질인 단일층(54)으로 제조됨이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 다른 기체투과성, 액체불투과성 물질로는 약 0.1㎛ 내지 약 0.45㎛ 범위의 다공성 크기를 갖는 SURBENT® 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride: PVDF) (Millipore사)를 포함하며 이 에 한정되지 아니한다. SURBENT® PVDF의 기공 크기는 시스템을 빠져나가는 액체연료요소(22)나 물의 양을 조절한다. 또한, 0.2㎛ 하이드로(hydro)를 갖는 전자환기형 물질(electronic vent type material: W. L. Gore & Associates, Inc.)과 같은 물질들도 본 발명에서 사용될 수 있다. 또한, 약 10㎛ 이하의 기공 크기를 갖는 소결 및/또는 세라믹 다공성 물질(Applied Porous Technologies Inc.)도 본 발명에서 사용가능하다. 이에 부가하여 또는 이 대신에, 본 출원인의 현재 진행중인 미국특허출원 제10/356,793호에 개시된 기체투과성, 액체불투과성 물질도 본 발명에서 사용될 수 있다. 이러한 물질을 사용함으로써, 유체연료요소(22)와 고체연료요소(24)를 혼합하여 생성된 연료가스는 연료전지(미도시)로의 이송을 위해 고체연료용기(23)를 통과하여 반응챔버(18) 내로 배기되는 반면에, 액체 및/또는 페이스트와 같은 화학반응 부산물들은 고체연료용기(23) 내부에 억제된다.
도 1b는 고체연료용기(23)용의 다른 구조를 도시한다. 본 구현예에 있어서, 고체연료용기(23)의 벽들은 복수층(흡수층(58)으로 분리된 외층(57) 및 내층(56))으로 제조된다. 내층(56) 및 외층(57) 모두는 내부에 형성된 적어도 하나의 슬릿(slit: 55)을 가질 수 있는 해당 분야에서 공지된 모든 물질로 제조될 수 있다. 슬릿(55)은 생성된 연료가스가 고체연료용기(23)로부터 배기될 수 있도록 하는 내층(56) 및 외층(57) 내의 개구이다. 슬릿(55)을 통해 빠져나갈 수 있는 유체연료요소(22) 및/또는 페이스트와 같은 부산물들의 양을 최소화하기 위해 내층(56) 및 외층(57) 간에 흡수층(58)이 위치되어 장벽을 형성한다. 흡수층(58)은 해당 분야에서 공지된 모든 흡수물질로 제조될 수 있으나, 가스는 이 물질을 통과할 수 있도록 하면서 액체를 흡수할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 물질의 일 예로서 일반적으로 기저귀에 사용되는 물질인 폴리아크릴산나트륨 결정(sodium polyacrylate crystal)을 포함하는 페이퍼 플러프(paper fluff)가 있다. 다른 예들로서는 필러(filler), 비직물(non-woven), 페이퍼(paper) 및 발포체(foam)를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 당업자들은 인식하겠지만, 고체연료용기(23)는 모든 개수의 층을 포함할 수 있으며, 슬릿(55)을 포함하는 층과 흡수층이 번갈아 포함된다.
도 1c에 도시한 일 예에 있어서, 고체연료요소(24)는 4개층(54a-54d) 내에 수납된다. 이들 층은 가스투과성 및 액체불투과성임이 바람직하다. 또는, 각 층은 상기 생성된 가스가 이를 통과하도록 도시하듯이 복수의 홀(hole)이나 슬릿(55)을 지닌 모든 물질로 제조될 수 있다. 인접한 층들(54a-54d) 간에는 흡수층들(58)이 배설된다. 본 구현예에 있어서, 생성된 가스 및 부산물의 통로는 만일 있다면 구불구불하게 제조됨으로써 액체연료요소(22)로 하여금 고체연료요소(24)와 더 오랫동안 접촉할 수 있도록 하여 더 많은 가스를 생성하게 할 수 있다. 도시하듯이, 최내층(54)은 양면에 천공되는 반면, 그 다음 층(54b)은 단지 일면에만 천공된다. 그 다음 층(54c)도 역시 일면에 천공되지만, 층(54b)의 천공면에 대향한다. 층(54d)은 일면에 천공되지만, 층(54c)의 천공면에 대향한다. 또는, 고체연료요소(24)를 감싼 부분천공층(54a, 54b)을 사용하는 대신에, 투과성부 및 불투과성부로 제조된 라이너 또는 백이 사용될 수 있고 이는 그 다음 외층의 투과성부에 대향하게 배치된 한 라이너의 투과성부를 갖는다.
유체이송도관(88) 내에는 반응챔버(18) 내로의 유체연료요소(22)의 유동을 제어하기 위해 유체이송밸브(33)가 배설됨이 바람직하다. 유체이송밸브(33)는 체크밸브(도 1에 도시), 솔레노이드 밸브, 덕빌밸브, 압력반응격막을 갖는 밸브와 같이 해당 분야에서 공지된 모든 압력개방형 일방향 밸브로 될 수 있으며, 이는 임계압력에 도달할 때 개방된다. 유체이송밸브(33)는 사용자 조작에 의해, 및/또는 가압된 유체연료요소(22)에 의해 자동 촉발되어 개방될 수 있다. 즉, 유체이송밸브(33)는 반응챔버(18)로의 유체연료요소(22) 이송을 촉발하기 위한 "온/오프(on/off)" 스위치로서 작동한다. 본 구현예에서, 유체이송밸브(33)는 볼(36)을 밀봉면(37)에 대해 미는 탄지 스프링(35)을 포함하는 체크밸브로 된다. 바람직하게는, O링과 같이 변형가능한 밀봉부재(39) 또한 밀봉을 확실히 하기 위해 포함된다. 압축되어 밀봉을 형성하는 밸브(33) 부분은 도 1에서 겹친 영역으로 도시된다. 상술한 바대로, 플러그(86)는 밸브(33)를 조립하는 예시적 방법에서 사용된다. 채널은 연료이송도관(88)을 위한 하우징(13)의 저부종단에 형성된다. 먼저, 스프링(35)이 이 채널 내로 삽입된 후, 볼(36) 및 밀봉부재(39)가 삽입된다. 플러그(86)가 이 채널에 마지막으로 삽입되어 스프링(35)을 압축하고 이를 볼(36) 및 밀봉부재(39)에 대해 가압하여 밸브(33)와 밀봉을 형성한다. 플러그(86)의 부분들, 즉 홀(87) 및 주변채널(86)은 액체연료요소(22)에 도달하도록 유체이송도관(88)을 도관(15)에 연결함이 바람직하다.
본 구현예에 있어서, 유체이송밸브(33)는 저장기(44) 내의 유체압력이 소정량 만큼 반응챔버(18)의 압력을 초과하는 경우 개방된다. 저장기(44)가 바람직하게 가압됨에 따라, 이 촉발압력은 저장기(44)를 가압하는 즉시 바로 초과된다. 유체이송밸브(33)가 연료가스의 생성이 요망되기 이전에 개방을 정지하도록 하기 위해 래치(latch)나 풀탭(pull tab)과 같은 정지장치(미도시)가 포함될 수 있으며, 이로써 연료 공급원(10)의 최초 사용자는 상기 정지장치를 해제함으로써 유체연료요소(22)의 이송을 개시할 수 있다. 또는, 챔버(18)는 밸브(33)에 걸친 압력을 상기 소정량 내로 균일하게 하기 위해 불활성 가스나 수소로 가압된다.
연료도관(16)은 해당 분야에서 공지된 모든 방법에 의해 도시하는 바와 같이 하우징(13)에 부착된다. 임의로, 가스투과성, 액체불투과성 막(32)이 도관(16)의 반응챔버 대향면에 피복될 수 있다. 막(32)은 연료도관(16)을 통해 가스발생장치(12)로부터 연료전지로 이송되어 나오는 액체나 부산물의 양을 제한한다. 액체나 부산물을 흡수하고 막힘(clogging)을 감소하기 위해 필러나 발포체가 막(32)과 조합되어 사용될 수 있다. 막(32)은 해당 분야의 당업자에게 공지된 액체불투과성, 기체투과성 물질로 형성될 수 있다. 이러한 물질은 알칸기를 갖는 소수성 물질을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 더 상세한 예로서는, 폴리에틸렌 조성물(polyethylene composition), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리글락틴(polyglactin: VICRY®), 냉동건조 경막(lyophilized dura matter) 또는 이들의 조합을 포함하며 이에 한정되지 아니한다. 또한, 기체투과성 막(30)은 다공성 부재를 덮은 가스투과성/액체불투과성 막을 포함할 수 있다. 이러한 막(32)은 여기 기 술하는 모든 구현예들에 사용될 수 있다. 밸브(34)는 압력촉발밸브(체크밸브 또는 덕빌밸브) 또는 압력조절밸브 또는 하술하는 압력조절기와 같은 모든 밸브로 될 수 있다. 밸브(34)가 압력촉발밸브(밸브(33)와 같이)인 경우, 어떠한 연료도 P18이 임계압력에 도달할 때까지는 이송될 수 없다. 밸브(34)는 도 1에 도시하듯이 연료도관(16) 내에 위치되거나 또는 가스발생장치(12)로부터 이격되어 위치될 수 있다.
연결밸브 또는 차단밸브(shut-off valve: 27) 또한 포함될 수 있으며, 밸브(34)와 유체소통됨이 바람직하다. 도 2a에 도시하듯이, 연결밸브(27)는 제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)를 구비한 분리가능한 밸브로 됨이 바람직하다. 각 밸브요소(60, 62)는 내부밀봉을 구비한다. 또한, 제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)는 개방되기 이전에 요소간 밀봉을 형성하도록 구성된다. 연결밸브(27)는 모출원인 미국특허출원 제10/629,006호(2003. 7. 29 출원)에 기술된 차단밸브와 유사하다. 연결밸브(27)는 가스를 이송하기 위한 형상과 용적을 갖는다.
제1밸브요소(60)는 하우징(61)을 포함하며 하우징(61)은 그 내부에 걸쳐 제1유로(79)를 이룬다. 제1활동체(64)는 제1유로(79) 내에 배설된다. 활동체(64)는 제1유로(79) 구조에 의해 형성된 견부(82) 부근의 제1유로(79) 내에 배설된 O링과 같이 변형가능한 밀봉부재(70)에 대해 밀봉면(69)을 가압함으로써 제1유로(79)를 밀봉하도록 구성된다. 활동체(64)는 제1밸브요소(60)의 제2종단 상에 형성된 견부(82)를 향해 탄지되어 밀봉면(69)에 밀봉을 확보한다. 활동체(64)는 제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)가 체결될 때까지 이러한 탄지된 위치로 유지된다. 또 는, 활동체(64)는 탄성중합체 물질로 제조되어 밀봉을 형성하고 밀봉부재(70)는 생략될 수 있다.
도시하듯이, 연장부재(65)는 활동체(64)의 일단으로부터 연장된다. 연장부재(65)는 하우징(61)으로부터 돌출하는 침상(needle-like) 연장부로 된다. 연장부재(65)는 환상 스케일링면(67)으로 피복됨이 바람직하다. 제1유로(79)를 하우징(61) 외부로 연장하기 위하여 공간 또는 공극이 연장부재(65)와 환상 밀봉면(67) 간의 환상공간 내에 형성된다. 환상 밀봉면(67)은 제1유로(79)를 폐쇄하지 않기 위해 임의의 스페이서(spacer)나 리브(rib)(미도시)로 연장부재(65)에 연결된다. 연장부재(65) 및 환상 밀봉면(67)은 제2밸브요소(62) 내로 삽입되도록 구성된다.
제2밸브요소(62)는 제1밸브요소(60)와 유사하며 실질적으로 강체인 물질로 제조된 하우징(63)을 포함한다. 하우징(63)은 이의 내부에 걸쳐 제2유로(80)를 이룬다. 제2활동체(74)는 제2유로(80) 내에 배설된다. 활동체(74)는 견부(83) 부근의 변형가능한 밀봉부재(73)에 대해 밀봉면(75)을 가압함으로써 제2유로(80)를 밀봉하도록 구성된다. 활동체(74)는 스프링(76)에 의해 밀봉위치로 탄지된다. 따라서, 제2밸브요소(62)는 제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)가 정확하게 연결될 때까지 밀봉된 상태를 유지한다. 또는, 활동체(74)는 탄성중합체 물질로 제조되어 밀봉을 형성하고 밀봉부재(73)는 생략될 수 있다.
핀(81)은 활동체(74)의 다른 일단으로부터 연장된다. 핀(81)은 침상 연장부로 되고 하우징(63) 내에 잔존하며, 제2유로(80)를 밀봉하지 않는다. 또한, 핀(81)은 제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)가 체결될 때 연장부재(65)와 체결되도록 하기 위한 크기와 용적을 갖는다. O링과 같은 밀봉부재(71)는 핀(81)과 제2밸브요소(62)의 계면종단 간에 위치될 수 있고, 이로써 밀봉이 제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)가 체결되는 구간 이전 및 이 구간 동안에 환상 밀봉면(67) 주위에 형성된다.
제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)를 개방하여 이를 통과하는 단일 유로를 형성하기 위해, 제1밸브요소(60)는 제2밸브요소(62) 내로 삽입되거나 또는 이의 역으로 된다. 상기 두 밸브요소들(60, 62)이 함께 밀림에 따라, 연장부재(65)는 핀(81)과 체결되고, 이는 서로에 대해 가압함으로써 제1활동체(64)를 견부(82)로부터 멀리 이동시키고 제2활동체(74)를 견부(83)로부터 멀리 이동시키게 된다. 이에 따라, 도 2b에 도시하듯이 밀봉부재들(70, 73)은 체결이 해제되어 유체가 제1유로(79) 및 제2유로(80)를 통해 흐르게 된다.
제1밸브요소(60) 및 제2밸브요소(62)는 바람직하게는 제1활동체(64)의 밀봉면(69) 아니면 제2활동체(74)의 밀봉면(75)이 각각 밀봉부재들(70, 73)로부터 체결이 풀리기 이전에 환상 밀봉면(67)과 밀봉부재(71) 간에 요소간 밀봉이 형성되도록 구성된다.
하우징(61)의 제1종단 및 하우징(63)의 제2종단은 연료도관(16) 내로의 쉽고 확실한 삽입을 위해 각각 걸림턱(barb: 92, 87)을 포함함이 바람직하다. 또는, 걸림턱(92, 87)은 나선 커넥터(threaded connector) 또는 압입 커넥터(press fit connector)와 같이 해당 분야에서 공지된 모든 견고한 커넥터로 될 수 있다. 연결밸브에 대한 추가적인 구성은 미국특허출원 제10/629,006호(미국특허출원공개공보 제2005/0022883 A1호)에 더 상세히 기술되어 있다.
리테이너(retainer: 77)는 제2밸브요소(62)의 계면종단 상에 위치된다. 또한, 리테이너(77)는 O링, 개스킷, 점착성 겔 등과 같은 밀봉부재로 될 수 있다. 리테이너/밀봉부재(77)는 제1밸브요소(60) 상에 전면밀봉면(78)을 체결하여 다른 요소간 밀봉을 제공하도록 구성된다.
밸브요소들(60, 62)의 하나는 연료 공급원과 일체로 될 수 있고, 다른 하나는 연료전지 또는 이에 의해 전원을 공급받는 기기로 연결될 수 있다. 또한, 밸브요소들(60, 62)의 어느 하나는 하술하듯이 유량 또는 압력 조절기나 압력조절밸브와 일체로 될 수 있다.
최초 사용하기 이전에, 도 1에 도시하는 바와 같은 유체이송밸브(33)는 풀탭 또는 래치를 제거하거나 아니면 챔버(18) 내의 초기 가압가스를 제거함으로써 개방된다. 가압된 유체연료요소(22)는 유체이송도관(88)을 통해 반응챔버(18) 내로 이송되어 고체연료요소(24)와 반응한다. 가압된 유체연료요소(22)는 오리피스(15)를 통해 유체이송도관(88) 내로 통과한다. 유체이송밸브(33)가 개방되면, 유체연료요소(22)는 반응챔버(18) 내로 연속적으로 공급되어 연료가스를 생성하며, 이 연료가스는 연료도관(16)을 통해 연료전지나 기기로 이송된다. 일 구현예에서, 추가적인 가스의 생성을 중단시키기 위해서는 연료이송밸브(33)는 수동으로 차단될 수 있다.
다른 구현예에 있어서, 가스발생의 자동 및 동적 제어를 위해 여러 압력조절기기들 중 하나가 가스발생장치(12) 내에 사용될 수 있다. 이는 하술하듯이 일반적 으로 반응챔버압력 P18로 하여금 유체이송밸브(33) 및/또는 하나 이상의 압력조절밸브(26)를 사용하여 유체연료요소(22)의 유입을 제어하도록 함으로써 달성된다.
일 구현예에 있어서, 도 3에 도시하듯이, 압력조절밸브(26)는 마운트(85) 또는 도관(17) 내에 위치되고 일반적으로 유체이송도관(88)과 유체살포요소(89) 간의 입구로서 작동한다. 또한, 압력조절밸브(26)는 도관(88)이나 도관(15) 내에 위치될 수도 있다. 유체살포요소(89)의 일 종단은 캐리어(99)에 연결되며, 이는 마운트(85) 내에 활동가능하게 배설된다. 유체이송도관(17)이 끝나는 부위 부근에 캐리어(99)의 일 종단이 분사구(94)를 에워싸는 구형 밀봉(93)과 접촉한다. 분사구(94)는 도관(17)과 유체적으로 연결되며, 구형 밀봉(93)은 이들 간의 유체연결을 제어하도록 구성된다. 도 3에 도시하듯이, 밸브(26)가 개방구조로 됨으로써, 유체는 유체이송도관(88)으로부터 분사구(94) 내로 흐를 수 있게 된다.
캐리어(99)의 다른 종단은 반응챔버(18) 및 반응챔버압력 P18에 노출된 격막(96)을 포함하는 압력활성장치와, 반응챔버(18)를 향해 격막(96)을 탄지하는 스프링(95)과, 지지플레이트(98)에 연결된다. 캐리어(99)는 지지플레이트(98)와 체결된다. 격막(96)은 얇은 고무시트, 금속시트 또는 탄성중합체 시트와 같이 해당 분야에서 공지된 모든 종류의 압력민감성 격막으로 될 수 있다. 만일 반응챔버압력 P18이 연료가스의 생성으로 인해 증가하면, 격막(96)은 변형되어 마운트(85)의 기부를 향해 팽창하는 경향이 있으나, 스프링(95)으로부터의 힘 F95에 의해 정위치에 있 게 된다. 반응챔버압력 P18이 스프링(95)에 의해 제공되는 탄지력 F95를 초과하면, 격막(96)은 지지플레이트(98)를 마운트(85)의 기부를 향해 밀게 된다. 캐리어(99)가 지지플레이트(98)와 체결됨에 따라, 캐리어(99) 또한 마운트(85)의 기부를 향해 이동한다. 이러한 동작은 구형 밀봉(93)을 변형시켜 유체이송도관(88)과 분사구(94) 간의 연결을 밀봉하고, 이에 따라 반응챔버(18) 내로의 유체연료요소(22) 유동을 차단하게 된다.
밸브(33: 도 1에 도시)가 개방되어 있는 동안, 이에 따라 연료전지로 요구된 연료를 제공하기 위해 가스발생장치(12)의 작동이 동적 및 주기적으로 발생하게 된다. 밸브(33)가 처음 개방되면, 반응챔버압력 P18은 낮아 압력조절밸브(26)는 완전히 개방된다. 밸브들(33, 26)은 개방 및 폐쇄를 위해 실질적으로 유사한 압력차를 가질 수 있으며, 바람직한 일 구현예에서는 하나의 밸브는 다른 밸브의 대체용으로서 작동할 수 있다. 또는, 상기 개방압력차는 다를 수 있으며, 예를 들어 도관(88)을 통한 유동을 조절하기 위한 부가적인 방법을 제공하기 위하여, 밸브(33)를 개방 또는 폐쇄하는 차등압력은 밸브(26)를 개방 또는 폐쇄하는 압력차보다 더 높거나 낮을 수 있다.
유체연료요소(22)가 밸브(26) 및/또는 밸브(33)를 통해 반응챔버와 유체살포요소(89) 내로 공급됨에 따라, 유체연료요소(22) 및 고체연료요소(24) 간의 반응이 개시되어 연료가스를 발생한다. 반응챔버압력 P18은, 임계압력 P34에 도달하고 밸브(34)가 개방되어 연료가스가 연료도관(16)을 통해 흐를 수 있을 때까지, 연료가 스의 구축과 함께 점차 증가한다. 그러면, 연료가스는 반응챔버(18) 외부로 이송되어 나간다. 이러한 공정은 정상상태(steady state)에 도달할 수 있는 반면, 가스의 생성은 밸브(34)를 통한 가스이송을 앞지르거나, 아니면 밸브(34)나 기타 하류밸브가 사용자에 의해 수동으로 폐쇄되거나 연료전지나 호스트기기에 의해 전자적으로 폐쇄될 수 있다. 이러한 상황에서는, 반응챔버압력 P18은 이것이 스프링(95)에 의해 공급되는 힘 F95를 초과할 때까지 구축을 지속할 수 있다. 이 시점에서 격막(96)은 마운트(85)의 기부를 향해 변형되고, 이로써 캐리어(99)를 마운트(85)의 기부를 향해 이동시킨다. 상술하였듯이, 이러한 작동은 구형 밀봉(93)으로 하여금 유체이송도관(88)과 분사구(94) 간의 연결을 밀봉하게 한다. 부가의 유체연료요소(22)가 반응챔버(18) 내로 도입되지 않음에 따라, 연료가스의 생산은 늦추어지고 결국에는 정지한다. 즉, P18이 P44를 초과하거나, 또는 P18과 P44 간의 차가 소정량, 예를 들어 스프링(35)에 의해 발산된 힘의 량보다 작으면, 밸브(33)는 P18에 의해 폐쇄될 수 있다.
만일 밸브(34)가 아직 개방되어 있거나 또는 재개방되면, 연료가스는 반응챔버(18)로부터 이송되어 나와 반응챔버압력 P18은 감소한다. 결국, 반응챔버압력 P18은 스프링(95)에 의해 제공된 힘 F95 이하로 감소하고, 이는 지지체(98)를 반응챔버(18)를 향해 밀게 된다. 지지체(98)가 캐리어(99)와 체결됨에 따라, 캐리어(99) 또한 반응챔버(18)를 향해 활동하고, 이로써 구형 밀봉(93)은 그의 밀봉되지 않은 구조로 복귀하게 된다. 결과적으로, 부가의 유체연료요소(22)는 분사구(94)를 통해 유동하기 시작하여 유체살포요소(89)를 통해 반응챔버 내로 유동한다. 새로운 연료가스가 생성되고, 반응챔버압력 P18은 다시 상승한다. 마찬가지로, P18이 P44보다 작거나, 또는 P44보다 소정량만큼 작다면, 밸브(33)는 개방되어 유체연료요소(22)가 흐를 수 있게 한다.
밸브(33)가 수동으로 개방되거나, 또는 밸브(33) 및 밸브(26)가 실질적으로 동일한 차등촉발압력을 가져 하나의 밸브는 다른 밸브를 지원하는 경우, 이러한 동적작동은 아래 표 1에 정리된다.
표 1: 개방 또는 생략된 밸브(33)를 구비한 가스발생장치의 압력주기
압력평형 압력조절밸브(26) 상태 반응챔버(18) 내의
가스발생 및 압력 상태
P44 > P18
F95 > P18
P18 < P34
개방
가스생성 개시;
압력 구축
P44 =P18
F95 =P18
P18 = P34
개방
가스생성 지속;
생성이 배출을 앞지르는 경우 압력 구축
P44 = P18
F95 = P18
P18 =P34
폐쇄
가스생성은 느려지다가 정지;
압력 감소
P44 > P18
F95 > P18
P18 <P34
개방
가스생성 재개시
표 2: 개방 또는 생략된 밸브(26)를 구비한 가스발생장치의 압력주기
압력평형 압력조절밸브(33) 상태 반응챔버(18) 내의
가스발생 및 압력 상태
P44 > P18
P18 < P34
개방
가스생성 개시;
압력 구축
P44 = P18
P18 = P34
개방
가스생성 지속;
생성이 배출을 앞지르는 경우 압력 구축
P44 = P18
P18 = P34
폐쇄
가스생성은 느려지다가 정지;
압력 감소
P44 > P18
P18 < P34
개방
가스생성 재개시
도 4a 및 4b를 참조하면, 다른 적합한 압력조절기 또는 조절밸브(126)가 도시된다. 압력조절밸브(126)는 도 1에 도시한 유체이송밸브(33)의 배치와 유사하게 유체이송도관(88) 내부에 위치될 수 있다. 압력조절밸브(126)는 바람직하게는 유체이송밸브(33) 내부에 연속하여 배치되거나 또는 압력조절밸브(126)는 유체이송밸브(33)를 대체할 수 있다. 밸브(126)는 다른 카트리지나 수소발생기와 함께 사용될 수 있고 압력조절기로서 작용할 수 있다. 다른 구현예에서, 조절밸브(126)는 밸브(34)를 대체할 수 있다. 조절밸브(126)는 연료전지 또는 이를 실장하는 기기에 연결되거나 이의 일부로 될 수 있다. 조절밸브(126)는 연결 또는 차단 밸브(27)의 밸브요소들(60, 62)의 상류 아니면 하류에 배치될 수 있다.
상술하였듯이, 압력조절밸브(26)와 유사하게 압력조절밸브(126)는 압력민감성 격막(140)을 포함한다. 격막(140)은 상술한 격막(96)과 유사하다. 그러나, 본 구현예에서는 도 4b에 가장 잘 보이듯이 격막(140)은 2개의 실장요소, 즉 밸브 하우징(146) 및 밸브커버(148) 간에 끼워지고, 그 중앙부를 관통하여 형성된 홀(149)을 구비한다. 또한, 공극(129)이 밸브 하우징(146) 및 밸브커버(148)의 계면에 형 성됨으로써 채널(143)의 입구압력, 채널(145)의 출구압력과 기준압력 Pref 간의 압력차로 인해 격막(140)이 이동하거나 굴곡될 수 있도록 한다. 밸브 하우징(146)은 조절밸브(126)를 통해 유로를 형성하는 내부구조를 갖는다. 특히, 채널들(143, 145)은 밸브 하우징(146) 내에 형성되고, 여기서 채널(143)은 상기 입구압력에 노출되고 채널(145)은 상기 출구압력에 노출된다. 또한, 통기채널(141)은 밸브커버(148)에 형성되고 이로써 격막(140)은 대기압일 수 있는 상기 기준압력에 노출된다.
밸브 하우징 채널(143)은 밸브축(142)을 활동하여 수납하도록 구성된다. 밸브 하우징 채널(143)은 밸브 하우징(146)과 밸브 커버(148)의 계면에 또는 그 부근에 좁게 구성됨으로써 견부(137)를 형성한다. 밸브축(142)은 가는 선단부(138) 및 캡(131)을 구비한 단일요소로 됨이 바람직하다. 이러한 구조에 의해 가는 축부(138)는 밸브 하우징 채널(143)의 협부를 통해 연장할 수 있고, 그 반면 캡(131)은 견부(137)에 지지될 수 있다. 이리하여 캡(131) 및 견부(137) 둘 다 캡(131)이 밀착된 경우 견부(137)에서 밸브(126)를 통해 유로를 폐쇄하는 밀봉면을 포함한다. 또한, 그로밋(grommet: 147)은 격막(140) 내의 홀(149) 내부에 밸브축(142)을 고정하며, 이로써 격막(140)과 밸브축(142) 간에 밀봉 및 견고한 연결이 만들어진다. 따라서, 격막(140)이 이동함에 따라, 밸브축(142) 또한 캡(131)이 견부(137)에 대해 밀착 및 이격되도록 이동하게 되고, 이로써 밸브(126)를 개방 및 폐쇄하게 된다.
압력조절밸브(126)가 가스발생장치(12)의 도관(88) 내에 위치되는 경우, 반응챔버 압력 P18은 채널(145)에서 출구압력을 제공하고 저장기 압력 P44는 채널(143)에서 입구압력을 제공한다. 반응챔버 압력 P18이 낮은 경우, 밸브(126)는 도 4a에 도시하듯이 개방구조로 되고, 여기서 격막은 굴곡이 펴지고 밸브축(142)의 캡(131)은 견부(137)로부터 이격된다. 이리하여, 유체이송밸브(33) 또한 개방되었다고 가정하면, 유체연료요소(22: 도 1에 도시)는 밸브(126)를 통해 유체살포요소(89: 도 1에 도시) 내로 유동한다. 상술하였듯이, 유체연료요소(22)의 고체연료요소(24)로의 도입에 의해 연료가스의 생성이 개시되고, 이는 고체연료용기(23: 도 1에 도시)를 통해 반응챔버(18) 내로 침투한다. 반응챔버 압력 P18은 상승하기 시작한다. 도관(145) 내의 압력은 P18과 함께 상승하고 공극(129) 내로 병진한다. 반응챔버 압력 P18은 임계압력 P34가 도달되어 밸브(34: 도 1에 도시)가 개방됨으로써 연료도관(16: 도 1에 도시)을 통해 가스가 흐를 수 있을 때까지 연료가스의 구축과 함께 점차 증가한다. 그러면, 연료가스는 반응챔버(18) 외부로 이송되어 나간다. 이러한 공정은 정상상태에 도달할 수 있는 반면, 가스의 생성은 밸브(34)를 통한 가스이송을 앞지르거나, 아니면 밸브(34)나 밸브(27)가 수동 또는 전자적으로 폐쇄될 수 있다. 이러한 상황에서, 반응챔버 압력 P18은 밸브(34: 또는, 밸브들(34, 27))가 폐쇄되어 반응챔버(18)로부터 더 이상의 가스가 이송되어 나가지 않음에 따라 반응챔버 압력 P18이 Pref, P44 또는 (Pref를 뺀 P44)를 초과할 때까지 구축을 지속한다. 반응챔버 압 력 P18의 상승에 따라, 격막(140)은 밸브커버(148)를 향해 변형된다. 만일 반응챔버 압력 P18이 지속적으로 상승하면, 격막(140)은 밸브축(142)의 캡(131)이 견부(137)에 밀착하여 밸브(126)를 밀봉하는 정도까지 밸브커버(148)를 향해 변형된다. 이리하여, 부가적인 유체연료요소의 유동은 정지되고, 이로써 반응챔버(18) 내의 연료가스의 생성은 느려져 결국에는 정지된다.
만일 밸브(34)가 개방을 유지하면, 연료가스는 반응챔버(18)로부터 이송되어 나가며, 이는 반응챔버 압력 P18을 감소시킨다. 이러한 반응챔버 압력 P18의 감소는 도관(145)에 의해 공극(129)으로 전달되며, 격막(140)은 이에 걸친 압력이 균등해짐에 따라, 즉 P18, P44 및 Pref가 평형되기 시작함에 따라, 그 원래 형상으로 복귀하기 시작한다. 격막(140)이 자리로 돌아감에 따라, 밸브축(142) 또한 이동되고, 이로써 캡(131)은 견부(137)로부터 이격되어 밸브(126)를 재개방한다. 이리하여, 유체연료요소(22)는 다시 자유로이 반응챔버(18) 내로 유동한다. 표 1에 기술된 주기와 유사한 이러한 주기는 유체이송밸브(33), 유체이송밸브(34) 또는 다른 하류밸브가 작동자 또는 제어기에 의해 폐쇄될 때까지 반복된다.
조절기/밸브(126)가 개방 또는 폐쇄되는 압력은 밸브축, 또는 개방 및 폐쇄 위치 간에 이동하는 갭의 길이를 조절하거나, 및/또는 Pref를 조절함으로써 조절될 수 있다. 축(138)은 이의 길이를 조절하기 위해 그로밋(147)에 관련하여 이동할 수 있도록 하는 크기와 용적을 갖는다. 그로밋(147)과 캡(131) 간의 축(138) 길이가 길수록, 밸브(126)를 폐쇄하는데 필요한 압력은 더 높아진다.
압력조절밸브(126)가 반응챔버(18)의 하류에 배치되는 구현예에 있어서, 예를 들어 밸브(126)가 밸브(34)를 대체하거나 또는 밸브(126)가 연료전지 또는 이를 실장하는 기기에 연결되는 경우, P18은 채널(143)의 입구출력으로 되고, 채널(145)의 출구출력은 연료전지가 수납하는 수소연료가스의 압력으로 된다. 상기 출구압력은 실질적으로 일정하거나 또는 허용가능범위 내로 유지되고, 기준압력 Pref은 이러한 출구압력을 제공하도록 선택되거나 조절됨이 바람직하다. 즉, Pref은 상기 입구압력이 소정량을 초과할 때 격막(140)이 폐쇄되어 채널(145)의 높은 출구압력을 최소화하거나 파동시키도록 설정된다.
압력조절밸브(226)의 다른 구현예는 도 4c 및 4d에 도시한다. 밸브 하우징(248)이 밸브캡(247)에 부착되므로, 압력조절밸브(226)는 상술한 압력조절밸브(126)와 유사하다. 입구(243)가 밸브캡(247) 내에 형성되고, 반면에 압력조절출구(245)가 밸브 하우징(248) 내에 형성된다. 홀(251)이 밸브 캡(247)의 저부에 형성된다. 홀(251)은 압력조절밸브(226)의 종축으로부터 약간 중심에서 벗어나도록 됨이 바람직하다.
변형가능한 캡실린더(250)는 밸브캡(247)과 밸브 하우징(248) 간에 끼워져 유치된다. 캡실린더(250)는 상단부(259), 하단부(287) 및 이를 관통하는 홀 또는 채널(201)을 포함한다. 캡실린더(250)는 고무, 우레탄 또는 실리콘과 같이 해당 분야에서 공지된 모든 변형가능한 탄성중합 물질로 제조된다. 캡실린더(250)는 압력 민감성 격막과 유사한 기능을 한다.
상단부(259)는 밸브캡(247) 부근에 위치됨으로써, 압력조절밸브(226)를 통해 유체가 흐르지 않을 때 상단부(259)는 밸브캡(247)의 저부표면과 동일한 평면을 이루게 된다. 상단부(259)의 변부는 정위치에 고정되고, 이로써 나머지 상부캡(259)이 굴곡된다 하더라도 상기 변부는 움직이지 않고 밀봉된다.
하단부(287)는 밸브 하우징(248)의 부근에 위치된다. 공극(202)이 밸브 하우징(248) 내에 형성되고 하단부(287) 바로 아래에 위치됨으로써 하단부(287)가 자유로이 굴곡될 수 있다. 하단부(287)는 하술하듯이 상단부(259)와 다른 직경을 가짐이 바람직하다.
실질적으로 강체인 물질로 제조된 리테이너(253)는 캡실린더(250)를 에워싼다. 리테이너(253)는 홀(241)을 이루며, 이는 캡실린더(250)와 리테이너(253) 간 주연부에 형성된 제2공극(203)과 기준압력 Pref를 연결한다. 제2공극(203)의 일부(205)는 저부캡(287)에 부분적으로 연하여 그리고 이의 상부에 연장하도록 구성된다.
압력을 조절하기 위해, 도입가스 또는 액체가 입구(243)롤 통해 압력조절밸브로 인입하여 홀(251) 내로 통과한다. 홀(251)은 캡(247) 상에 형성된 원형 채널 또는 링으로 될 수 있다. 상단부(259)은 입구(243)로부터의 도입가스 또는 액체가 상단부(259)를 변형시키는 임계값에 도달할 때까지 홀(251)을 밀봉한다. 상기 가스가 상단부(259)를 변형시키는 경우, 상기 변형은 실린더(250) 본체에 걸쳐 병진하 여 하단부(287) 또한 변형시킨다. 일단 상단부(259)가 변형되면, 상기 가스는 홀(251)과 캡실린더(250)를 통과하여 조절된 출구(245) 밖으로 나가게 된다.
캡실린더(250) 상에 인가된 힘이 인가된 압력과 이에 노출된 면적의 곱으로 되므로, 캡실린더(250) 상에 작용하는 힘은 다음과 같이 정리될 수 있다:
입구 힘 ＋ 기준 힘 ↔ 출구 힘
(입구(243)에서의 P·상단부(259)의 면적)＋(Pref·일부분(205)의 면적) ↔ (출구(245)에서의 P·하단부(287)의 면적)
상기 출구 힘이 상기 입구 및 기준 힘들보다 크다면, 압력조절밸브(226)는 폐쇄되고, 상기 출구 힘이 상기 입구 및 기준 힘들보다 작다면, 상기 밸브(226)는 개방된다. 본 구현예에서는 상기 출구 힘은 상기 입구 및 기준 힘들을 상쇄해야 하므로, 도시하듯이 하단부(287)의 면적은 상단부(259)의 면적보다 크게 제조됨이 유리하며, 이로써 상기 출구 힘은 상기 출구 압력을 증가시킴이 없이 더 커질 수 있다. 상단부(259) 및 하단부(287)와 일부분(205)의 면적들을 가변함으로써 캡실린더(250) 상의 힘의 평형은 조절될 수 있고 밸브(226)를 개방 및 폐쇄하는데 요구되는 압력차가 정해질 수 있다.
기준압력 Pref는 하단부(287) 상으로 누르는 경향이 있으므로, 이러한 부가적인 압력은 상기 임계압력을 저하시켜 유동을 개시할 수 있다. 즉, 기준압력 Pref는 비교적 높아 가스가 캡실린더(250)를 변형시키는 것을 도울 수 있다. 기준압력 Pref는 출구(245)를 떠나는 가스의 압력을 더 조절하기 위해 더 높거나 더 낮게 조절될 수 있다.
도 5a-5d는 연결밸브 또는 차단밸브(27)와 사용되는 압력조절밸브(326)의 조합을 도시한다. 도 5a는 연결밸브(27)의 밸브요소(60)와 유체소통되도록 결합되는 압력조절밸브(326)을 도시한다. 압력조절밸브(326)는 상술한 압력조절밸브들(126, 226)과 유사하며, 스프링탄지된 격막(340)을 구비한다. 격막(340)은 제1피스톤(305)에 의해 지지되며, 이는 제2피스톤(307)을 향해 스프링(306)에 의해 탄지된다. 제1피스톤(305)은 스프링(309) 탄지된 제2피스톤(307)에 의해 대항되며, 상기 스프링은 피스톤(307)을 피스톤(305)를 향해 탄지한다. 볼(311)은 스프링(309)와 제2피스톤(307) 간에 배설된다.
스프링들(306, 309)은 서로 대항하며, 이 두 스프링에 의해 발산된 힘들을 비교함으로써 채널(313)에서의 출구압력이 정해질 수 있다. 스프링(309)은 밸브요소(60)의 스프링(66) 상에 작용하지 않거나 또는 어떤 영향도 미치지 않는다. 도 5b-5d에 도시하듯이 밸브요소(60)가 밸브요소(62)와의 결합에 의해 개방되면, 수소연료가스나 기타 유체들은 밸브요소(60)를 통해 입구(315)로 유동한다. 만일 유체가 수소가스라면, 상기 수소는 연료전지로 이송된다. 밸브(326)를 통한 유로는 입구(315)로부터 스프링(309)를 통해, 볼(311) 근처로, 하우징(346)의 피스톤(307)과 견부(337) 간의 공간을 통해, 하우징(346)의 오리피스(337)를 통해, 그리고 오리피스(348) 및 출구(313)를 통해 형성된다. 본 구현예에서, 피스톤(307)과 견부(337) 간의 공간은 유체가 이를 통과하도록 평상시에는 개방된다.
입구(315)를 통해 들어오는 유체의 압력이나 출구(313)에서의 압력은, 만일 충분히 높다면, 스프링들(306, 309) 간의 합력을 극복하고 도 5a에 도시하듯이 격막(340)과 피스톤들(305, 307)을 좌측으로 이동시킬 수 있다. 그러면, 스프링(309)은 볼(311)을 밀봉부재(319)로 탄지하여 밸브(326)를 밀봉한다. 연료의 유동이 바람직한 통로를 따르는 것을 확실히 하기 위하여 밀봉부재(317)가 제공될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 격막(340) 및 피스튼들(305, 307) 상에 인가된 힘은 조절될 수 있다. 스프링(306)은 회전조절부재(320)에 의해 조절가능하고, 이는 나선체결너트(321)에 의해 고정된다. 일 방향의 회전조절부재(321)가 스프링(306)을 더 압축하여 상기 격막과 피스톤들로 인가되는 힘을 증가시키고, 반대방향으로의 회전은 스프링(306)을 팽창시켜 상기 격막 및 피스톤들에 인가되는 힘을 감소시킨다. 또한, 기준압력 Pref는 피스톤(305) 후방의 채널(323)에 인가되어 다른 힘을 피스톤(305)에 인가할 수 있다.
도 5b는 밸브요소(60)에 연결되지 않은 밸브요소(62)와 함께 밸브요소(60)에 연결된 압력조절기/밸브(326)를 도시한다. 도 5c는 부분적으로 제결되었지만 밸브요소들(60, 62)을 통한 유로는 아직 형성되지 않은 밸브요소들(60, 62)을 지닌 조절기/밸브(326)를 도시한다. 도 5d는 밸브요소들(60, 62)을 통해 형성된 유로와 완전히 체결된 밸브요소들(60, 62)을 지닌 조절기/밸브(326)를 도시한다. 일 구현예에서, 밸브요소(62)는 도 1에 도시하듯이 가스발생장치(12)의 도관(16)에 연결될 수 있고, 조절기(326)는 밸브(34)를 대체하여 연료전지나 기기에 연결된다. 다른 한편으로는, 밸브요소(62)는 연료전지나 기기에 연결될 수 있고, 조절기(326) 및 밸브요소(60)는 가스발생장치나 연료 공급원에 연결된다. 만일 높은 압력이 밸브(326)를 통해 급등하면, 격막(340)은 도관(313)을 통해 이송될 수 있는 연료량을 제한한다.
압력조절밸브(426)의 다른 구현예가 도 6a 및 6b에 도시된다. 상술하였듯이, 압력조절밸브(426)는 압력조절밸브(226)와 유사하며, 단지 밸브(426)가 가요성 캡실린더(350) 대신에 활동피스톤(450)을 갖는다는 점만 다르다. 밸브(426)는 밸브캡(447)에 부착된 밸브 하우징(448)을 구비한다. 입구(443)가 밸브캡(447) 내에 형성되는 반면, 압력조절출구(445)는 밸브 하우징(448) 내에 형성된다. 홀(451)은 밸브캡(447)의 저부에 형성된다. 홀(451)은 압력조절밸브(426)의 종축으로부터 중심에서 약간 벗어나는 것이 바람직하다. 홀(451)은 입구압력이 활동피스톤(450) 상에 균일하게 인가되도록 링으로 형성된 복수의 홀을 포함할 수 있다.
활동피스톤(450)은 밸브캡(447)과 밸브 하우징(448) 간에 활동가능하게 배설된다. 활동피스톤(450)은 제1직경을 갖는 상부(459)와, 바람직하게는 상부(459) 직경보다 더 큰 제2직경을 갖는 저부(487)와, 이를 통해 형성되는 홀(401)을 포함한다. 활동피스톤(450)은 플라스틱, 탄성중합체, 알루미늄, 탄성중합체와 강체물질의 조합 등과 같이 해당 분야에서 공지된 모든 강체물질로 제조된다.
캡(447)과 하우징(448) 간에 피스톤(450)이 활동할 수 있도록 밸브 하우징(448) 내에 공간(402)이 형성된다. 제2공극(403)은 활동피스톤(450)과 밸브 하우징(448) 간에 형성된다. 공극(403)은 기준압력 Pref와 연결된다. 공극(403)의 일부 분(405)은 하단부(487)에 대향하여 위치됨으로써, 기준 힘이 피스톤(450)에 인가될 수 있다.
상단부(459)는 밸브캡(447) 부근에 위치함으로써, 상술하였듯이 출구 힘이 입구 힘과 기준 힘을 초과하면, 상단부(459)는 도 6a에 도시하듯이 밸브캡(447)의 저부표면과 동일 평면을 이루어 밸브(426)를 폐쇄한다. 출구 힘이 입구 힘과 기준 힘보다 작으면, 피스톤(450)은 하우징(448)을 향해 밀려 수소가스와 같은 유체가 홀(들)(451)을 통해 입구(443)로부터 흘러나와 홀(401)을 통해 출구(445)로 흐르게 된다. 다시, 밸브(226)에 관해 상술하였듯이, 밸브(426)의 개방 및 폐쇄를 조절하기 위해 단부들(459, 487)의 표면적과 공간(405)의 표면적이 가변될 수 있다.
해당 분야의 당업자라면 인식하겠지만, 가스발생장치(12)의 압력기반제어를 제공하기 위하여 이들 모든 밸브들이 단독으로 아니면 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 밸브(126, 226, 326, 426)은 밸브(26, 33, 34) 대신 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 소정의 오리피스는 밸브(126, 226, 326 및/또는 426)과 함께 구비되어 이들 밸브를 빠져나가는 유체(예를 들어, 수소가스)의 압력이나 량을 조절한다. 예를 들어, 도 5a에 도시하는 밸브(326)를 참조하면, 오리피스(348)는 출구(313)의 상류에 위치된다. 일 관점에 있어서, 오리피스(348)는 유량제한기(flow restrictor)로서 작동하며, 이로써 입구(315) 또는 압력조절밸브(326) 내의 입구압력이 높을 경우, 오리피스(348)는 채널(313)에서의 출구압력을 제한하고 이에 따라 상기 높은 압력이 격막(340) 상에 작용하여 이를 좌로 이동시키고 밸브(326)를 폐쇄한다. 유량제한기/오리피스(348)를 사용하는 이점은 만일 출 구(313)가 낮은 압력(예를 들어, 대기압)에 개방되거나 또는 압력을 유지할 수 없는 챔버에 개방된 때 오리피스(348)는 격막(340)이 입구압력을 감지하도록 지원한다는 점이다.
또한, 오리피스(348)는 출구(313)로부터의 유체유동을 제어할 수 있다. 입구(315)에서의 입구압력 또는 압력조절밸브(326) 내부압력의 범위가 알려지고, 바람직한 유속 또한 알려진 경우, 베르누이 공식(Bernoulli's equation)과 같은 압축성 유체유동을 위한 유동공식을 적용함으로써(또는, 이의 근사로서 비압축성 유체유동 공식을 사용함으로써) 오리피스(348)의 직경(들)이 정해질 수 있다.
또한, 오리피스(348)의 유효직경(effective diameter)은 입구(315)에서의 입구압력이나 밸브(326)의 내부압력에 따라 가변할 수 있다. 이러한 가변 오리피스의 하나는 본 출원인의 현재 진행중인 미국특허출원공개공보 제2005/0118468호에 기술되어 있다. 이 특허출원공개공보는 도 6a-6d 및 도 7a-7k에 도시된 밸브(252)를 개시한다. 이 밸브(252)의 다양한 구현예들에서는 유동압이 높을 때 감소된 유효직경을 갖고 유동압이 더 낮을 때 증가된 유효직경을 갖는다.
다른 가변 오리피스(348)는 도 7a 및 7b에 도시된다. 본 구현예에 있어서, 도시하듯이 오리피스(348) 또는 다른 유체도관은 유체유동 방향을 향한 노즐(352)과 함께 내부에 배설된 덕빌밸브(350)를 구비한다. 유체의 압력은 넥(354) 상에 작용하며, 압력이 비교적 낮으면 노즐(352)의 직경은 비교적 크고, 압력이 비교적 높으면 노즐(352)의 직경은 비교적 작아 유동을 더 제한한다. 압력이 충분히 높으면, 노즐(352)은 차단될 수 있다.
본 발명에 사용되는 연료들의 일부 예로서는 알칼리 금속 수소화물들 또는 이들의 혼합물과 같은 원소주기율표의 IA-IVA족 원소의 수소화물과 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니한다. 알칼리금속-알루미늄수소화물(alkali metal-aluminum hydride: 알라네이트(alanate)) 및 수소화붕소 알칼리금속(alkali metal borohydride)과 같은 다른 화합물 또한 사용될 수 있다. 금속 수소화물의 더 상세한 예로서는 리튬 수소화물(lithium hydride), 리튬 알루미늄 수소화물(lithium aluminum hydride), 수소화붕소리튬(lithium borohydride), 나트륨 수소화물(sodium hydride), 수소화붕소나트륨(sodium borohydride), 칼륨 수소화물(potassium hydride), 수소화붕소칼륨(potassium borohydride), 마그네슘 수소화물(magnesium hydride), 칼슘 수소화물(calcium hydride)과, 이들의 염(salt) 및/또는 유도체를 포함하며 이에 한정되지 아니한다. 바람직하게는, 상기 수소생산 연료는 NaBH4, Mg(BH4)2의 고형물, 또는 고형물이고 메탄올을 포함하는 메탄올 클라드레이트 화합물(methanol clathrate compound: MCC)을 포함한다. 고형물에서 NaBH4는 물이 없으면 가수분해되지 않으므로 상기 카트리지의 저장기간을 향상시킨다. 그러나, 수성 NaBH4와 같은 수소생산연료의 수성형태 또한 본 발명에서 사용될 수 있다. NaBH4의 수성형태가 사용되는 경우에는 상기 수성 NaBH4를 수용하는 챔버 또한 안정제를 포함한다. 안정제의 예로는 알칼리금속 수산화물과 같은 금속 및 금속 수산화물을 포함하며 이에 한정되지 아니한다. 이러한 안정제들의 예는 미국특허 제6,683,025호에 기술되어 있다. 상기 안정제는 NaOH로 되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 상기 수소생산연료의 고형물이 그 액체형태보다 바람직하다. 일반적으로, 고체 연료는 액체 연료보다 더 이롭다. 왜냐면, 상기 액체 연료는 상기 고체 연료보다 비교적 더 작은 에너지를 수용하며 상기 액체 연료는 대응하는 고체 연료보다 덜 안정적이기 때문이다. 따라서, 본 발명에 가장 바람직한 연료는 분말 또는 응집화 분말(agglomerated powder) 수소화붕소나트륨이다.
본 발명에 의하면, 상기 유체연료요소는 바람직하게는 임의의 촉매의 존재하에 수소생산 고체연료요소와 반응하여 수소를 발생시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 유체연료요소는 물, 알콜 및/또는 희석산(dilute acid)을 포함하며 이에 한정되지 아니한다. 가장 일반적인 유체연료요소는 물이다. 상술한 내용 및 하기 화학식에서와 같이, 물은 임의의 촉매하에 NaBH4와 같은 수소생산연료와 반응하여 수소를 발생시킬 수 있다;
X(BH4)y ＋ 2H2O → X(BO)2 ＋ 4H2
(이때, X는 Na, Mg, Li 및 모든 알칼리 금속들을 포함하며 이에 한정되지 않고, Y는 정수이다.)
또한, 유체연료요소는 상기 용액의 pH를 감소 또는 증가시키는 임의의 첨가제를 포함한다. 유체연료요소의 pH는 수소가 생성되는 속도를 정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 유체연료요소의 pH를 감소시키는 첨가제는 높은 속도의 수소생성을 초래한다. 이러한 첨가제로는 아세트산(acetic acid) 및 황산(sulfuric acid)과 같은 산을 포함하며 이에 한정되지 아니한다. 반대로, pH를 증가시키는 첨가제는 수소가 거의 생성되지 않는 정도에까지 상기 반응속도를 저하한다. 본 발명의 용액은 대략 1 내지 6 범위의 pH, 바람직하게는 대략 3 내지 5 범위의 pH와 같이 7 이하의 모든 pH값을 가질 수 있다.
일부 예시적 구현예들에 있어서, 유체연료요소는 유체연료요소가 연료요소와 반응하는 속도를 증가시킴으로써 수소가스의 생산을 개시 및/또는 촉진할 수 있는 촉매를 포함한다. 이들 예시적 구현예의 촉매는 요망하는 반응을 촉진할 수 있으면 어떠한 형태나 크기도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 촉매는 이의 요망되는 표면적에 따라 분말을 형성할 만큼 작을 수 있거나 또는 반응챔버 만큼 클 수 있다. 일부 예시적 구현예들에 있어서, 상기 촉매는 촉매층(catalyst bed)으로 된다. 유체연료요소 또는 고체연료요소의 적어도 어느 하나가 촉매와 접촉되는 한, 상기 촉매는 반응챔버 내부 또는 반응챔버에 인접하여 배치될 수 있다.
본 발명의 촉매로는 원소주기율표의 VIIIB족 천이금속을 하나 또는 그 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 촉매는 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir)과 같은 천이금속들을 포함할 수 있다. 또한, IB족의 천이금속, 즉 구리(Cu), 은(Ag) 및 금(Au)과, IIB족의 천이금속, 즉 아연(Zn), 카드뮴(Cd) 및 수은(Hg)도 본 발명의 촉매에 사용될 수 있다. 또한, 촉매로는 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr) 및 망간(Mn)을 포함하며 이에 한정되지 아니한 기타 천이금속들을 포함한다. 본 발명의 천이금속 촉매들은 미국특허 제5,804,329호에 기술되어 있다. 본 발명의 바람직 한 촉매는 CoCl2이다.
본 발명의 일부 촉매는 대체로 다음 화학식으로 정의될 수 있다:
MaXb
(이때, M은 천이금속의 양이온이고, X는 음이온이며, "a" 및 "b"는 천이금속착체(transition metal complex)의 전하를 평형시키기 위해 필요한 1 내지 6의 정수이다.)
상기 천이금속의 적합한 양이온으로는 철(II)(Fe2 +), 철(III)(Fe3 +), 코발트(Co2 +), 니켈(II)(Ni2 +), 니켈(III)(Ni3 +), 루테늄(III)(Ru3 +), 루테늄(IV)(Ru4 +), 루테늄(V)(Ru5 +), 루테늄(VI)(Ru6 +), 루테늄(VIII)(Ru8 +), 로듐(III)(Rh3 +), 로듐(IV)(Rh4 +), 로듐(VI)(Rh6 +), 팔라듐(Pd2 +), 오스뮴(III)(Os3 +), 오스뮴(IV)(Os4 +), 오스뮴(V)(Os5 +), 오스뮴(VI)(Os6 +), 오스뮴(VIII)(Os8 +), 이리듐(III)(Ir3 +), 이리듐(IV)(Ir4 +), 이리듐(VI)(Ir6 +), 백금(II)(Pt2 +), 백금(III)(Pt3 +), 백금(IV)(Pt4 +), 백금(VI)(Pt6 +), 구리(I)(Cu+), 구리(II)(Cu2 +), 은(I)(Ag+), 은(II)(Ag2 +), 금(I)(Au+), 금(III)(Au3 +), 아연(Zn2 +), 카드뮴(Cd2 +), 수은(I)(Hg+), 수은(II)(Hg2 +) 등을 포함하며 이에 한정되지 아니한다.
적합한 음이온으로는 수소화물(H-), 불화물(F-), 염화물(Cl-), 브롬화물(Br- ), 요오드화물(I-), 산화물(O2 -), 황화물(S2 -), 질화물(N3 -), 인화물(P4 -), 하이포아염소산염(ClO-), 아염소산염(ClO2 -), 염소산염(ClO3 -), 과염소산염(ClO4 -), 아황산염(SO3 2 -), 황산염(SO4 2 -), 황산 수소염(HSO4 -), 수산화물(OH-), 시안화물(CN-), 티오시안산염(SCN-), 시안산염(OCN-), 과산화물(O2 2 -), 망간산염(MnO4 2 -), 과망간산염(MnO4 -), 중크롬산염(Cr2O7 2 -), 탄산염(CO3 2 -), 탄산수소염(HCO3 -), 인산염(PO4 2 -), 인산수소염(HPO4 -), 인산이수소염(H2PO4 -), 알루민산염(Al2O4 2 -), 비산염(AsO4 3 -), 질산염(NO3 -), 아세테이트(CH3COO-), 옥살산염(C2O4 2 -) 등을 포함하며 이에 한정되지 아니한다. 바람직한 촉매는 염화코발트(cobalt chloride)이다.
일부 예시적 구현예들에 있어서, 유체연료요소 및/또는 반응챔버 내에 있는 임의의 첨가제는 유체연료요소 및/또는 고체연료요소가 결빙되는 것을 실질적으로 방지할 수 있거나 또는 이들 요소의 빙점(freezing point)을 실질적으로 낮출 수 있는 모든 조성으로 된다. 일부 예시적 구현예들에 있어서, 상기 첨가제는 부동제(anti-freezing agent)와 같은 알콜 기반 조성물로 될 수 있다. 본 발명의 상기 첨가제는 CH3OH로 됨이 바람직하다. 그러나, 상술하였듯이 유체연료요소 및/또는 고체연료요소의 빙점을 낮출 수 있는 모든 첨가제가 사용될 수 있다.
본 발명의 기타 구현예들은 본 명세서의 이해와 여기 개시된 본 발명의 실시로부터 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 여기 모든 밸브들은 마이크로프로세서와 같은 전자 제어기로 발동될 수 있다. 일 밸브 요소는 다른 밸브와 함께 사용될 수 있다. 또한, 펌프는 상기 유체연료요소를 반응챔버 내로 펌핑하기 위해 포함될 수 있다. 본 명세서 및 실시예들은 하기 특허청구범위와 그 균등물에 의해 암시되는 본 발명의 진정한 범위 및 정신과 함께 단지 예시로서 이해되어야 한다.

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  74. 입구 및 출구를 구비한 하우징 부재 내에 배설된 가동압력반응성 부재와 밸브축을 포함하는 압력조절밸브에 있어서,
    상기 가동압력반응성 부재는 상기 입구의 입구 압력 및 상기 출구의 출구 압력에 반응하고, 상기 압력조절밸브는 가스발생장치에 유체적으로 연결되며, 상기 입구 압력 및 출구 압력 중의 적어도 하나는 상기 가스발생장치의 압력이고,
    상기 가동압력반응성 부재는 기준압력에 노출되고 상기 입구 및 출구 간에 내부 유로의 일부를 형성하며,
    상기 밸브축의 크기는 상기 압력조절밸브의 작동압력을 가변하도록 상기 가동압력반응성 부재에 대해 조절가능한 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  75. 제74항에 있어서,
    상기 가동압력반응성 부재는 격막을 포함하고 상기 격막의 외측변부는 상기 하우징 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  76. 제74항에 있어서,
    상기 출구 압력은 상기 가스발생장치 내의 반응챔버의 압력인 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  77. 제74항에 있어서,
    상기 입구 압력은 상기 가스발생장치 내의 저장기의 압력인 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  78. 제74항에 있어서,
    상기 출구 압력은 연료전지 내의 압력인 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  79. 제74항에 있어서,
    상기 입구 압력은 상기 가스발생장치 내의 반응챔버의 압력인 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  80. 하우징 부재 내에 배설된 가동압력반응성 부재를 포함하는 압력조절밸브에 있어서,
    상기 가동압력반응성 부재는 입구 압력 및 출구 압력에 반응하고, 상기 압력조절밸브는 가스발생장치에 유체적으로 연결되며, 상기 입구 압력 및 출구 압력 중의 적어도 하나는 상기 가스발생장치의 압력이고,
    상기 가동압력반응성 부재를 분리된 밀봉부재에 연결하기 위한 연결수단을 포함하고, 이로써 상기 밀봉부재는 상기 압력조절밸브를 밀봉하는 압력을 가변하도록 조절가능한 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  81. 제80항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 가동압력반응성 부재 상에서 작용하는 활동피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  82. 제80항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 가동압력반응성 부재의 양면 상에 배치된 대향하는 피스톤들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  83. 제80항에 있어서,
    상기 가동압력반응성 부재는 격막을 포함하고 상기 격막의 외측변부는 상기 하우징에 고정되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  84. 제83항에 있어서,
    상기 격막은 에너지저장기기에 의해 탄지되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  85. 제80항에 있어서,
    상기 연결수단은 반대방향에서 상기 가동압력반응성 부재 상에 작용하는 적어도 2개의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  86. 제80항에 있어서,
    상기 압력조절밸브의 출구와 유체소통하는 유량제한기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  87. 제74항에 있어서,
    상기 압력조절밸브를 상기 가스발생장치에 연결하는 연결밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  88. 제87항에 있어서,
    상기 연결밸브는 2개의 밸브요소를 포함하고 각 밸브요소는 내부밀봉을 갖는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  89. 제88항에 있어서,
    상기 밸브요소는 상기 내부밀봉의 적어도 하나가 개방되기 이전에 요소간 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  90. 제89항에 있어서,
    상기 요소간 밀봉은 일 밸브요소로부터 연장된 로드와 다른 밸브요소로부터의 밀봉부재 간에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  91. 제90항에 있어서,
    상기 밀봉부재는 O링을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  92. 제90항에 있어서,
    상기 가스발생장치로부터의 가스는 상기 로드 내에서 이송되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  93. 제92항에 있어서,
    상기 가스는 상기 로드 내의 환상공간을 통해 이송되는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  94. 제86항에 있어서,
    상기 유량제한기는 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  95. 제94항에 있어서,
    상기 오리피스는 가변되는 유효직경을 갖는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
  96. 제95항에 있어서,
    상기 오리피스는 덕빌밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력조절밸브.
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Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7481858B2 (en) 2005-02-25 2009-01-27 Societe Bic Hydrogen generating fuel cell cartridges
US9337501B2 (en) * 2003-07-29 2016-05-10 Intelligent Energy Limited Hydrogen-generating fuel cell cartridges
US8613297B2 (en) 2003-07-29 2013-12-24 Societe Bic Fuel supply systems having operational resistance
US7172825B2 (en) * 2003-07-29 2007-02-06 Societe Bic Fuel cartridge with flexible liner containing insert
US7810669B2 (en) * 2004-03-05 2010-10-12 Airbus Deutschland Gmbh Replaceable cartridge for liquid hydrogen
US20060006108A1 (en) * 2004-07-08 2006-01-12 Arias Jeffrey L Fuel cell cartridge and fuel delivery system
US20060112635A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Laixia Yang Portable hydrogen generator and fuel cell system
CN104554830B (zh) * 2005-02-16 2017-09-19 智能能源有限公司 具有操作阻力的燃料补给系统装置
US8048576B2 (en) 2005-07-12 2011-11-01 Honeywell International Inc. Power generator shut-off valve
AU2006311545B2 (en) * 2005-11-08 2011-11-17 Alan Devoe Solid oxid fuel cell device comprising an elongated substrate with a hot and a cold portion
US8153318B2 (en) 2006-11-08 2012-04-10 Alan Devoe Method of making a fuel cell device
US8043736B2 (en) * 2006-01-10 2011-10-25 Honeywell International Inc. Power generator having multiple layers of fuel cells
WO2008020876A2 (en) * 2006-01-19 2008-02-21 Direct Methanol Fuel Cell Corporation Fuel cartridge
US20080029156A1 (en) * 2006-01-19 2008-02-07 Rosal Manuel A D Fuel cartridge
US20070178340A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Honeywell International Inc. Fuel cell power generator with micro turbine
US8293415B2 (en) 2006-05-11 2012-10-23 Alan Devoe Solid oxide fuel cell device and system
US8283079B2 (en) * 2006-11-03 2012-10-09 Honeywell International Inc. Fuel cell power generator with water reservoir
US8822097B2 (en) * 2006-11-30 2014-09-02 Honeywell International Inc. Slide valve for fuel cell power generator
US20080145736A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Pratt Steven D Fluid Distribution Device for Fuel Cell Power Systems
EP2109911A4 (en) * 2007-02-02 2011-12-14 Bic Soc HYDROGEN GAS GENERATORS
US20090035624A1 (en) * 2007-03-28 2009-02-05 Koji Kobayashi Fuel gas generation supply equipment
US8278013B2 (en) 2007-05-10 2012-10-02 Alan Devoe Fuel cell device and system
WO2009026439A1 (en) 2007-08-22 2009-02-26 Societe Bic Pressurized fuel cell cartridges
KR100959116B1 (ko) * 2007-10-30 2010-05-25 삼성에스디아이 주식회사 연료용기 및 이를 구비한 연료 전지 시스템
US8227128B2 (en) 2007-11-08 2012-07-24 Alan Devoe Fuel cell device and system
US8343684B2 (en) 2008-03-07 2013-01-01 Alan Devoe Fuel cell device and system
US8828108B2 (en) * 2008-07-15 2014-09-09 Bruce McGill Apparatus, system, and method for producing energy using a stream of liquid alkali metal
US8012223B2 (en) 2008-07-15 2011-09-06 Mcgill Bruce Apparatus, system, and method for producing energy using an alkalai metal
US8142949B2 (en) * 2008-08-19 2012-03-27 Honeywell International Inc. Method of manufacturing fuel cell based power generator
US8142948B2 (en) 2008-08-19 2012-03-27 Honeywell International Inc. Fuel cell based power generator
US8272397B2 (en) * 2008-08-19 2012-09-25 Honeywell International Inc. Valve for fuel cell based power generator
WO2010035077A1 (en) 2008-09-29 2010-04-01 SOCIéTé BIC Hydrogen generating fuel cell cartridges
EP2351133A1 (en) 2008-10-28 2011-08-03 Alan Devoe Fuel cell device and system
US8986404B2 (en) 2009-11-03 2015-03-24 Societe Bic Gas generator with starter mechanism and catalyst shield
US8636826B2 (en) 2009-11-03 2014-01-28 Societe Bic Hydrogen membrane separator
US8932780B2 (en) * 2008-12-15 2015-01-13 Honeywell International Inc. Fuel cell
US8962211B2 (en) 2008-12-15 2015-02-24 Honeywell International Inc. Rechargeable fuel cell
US9276285B2 (en) * 2008-12-15 2016-03-01 Honeywell International Inc. Shaped fuel source and fuel cell
JP5397939B2 (ja) * 2009-02-17 2014-01-22 セイコーインスツル株式会社 水素発生装置及び燃料電池システム
CN102387986B (zh) * 2009-04-22 2015-09-09 罗姆股份有限公司 制氢剂封装物、其制造方法以及制氢方法
US20110000864A1 (en) 2009-07-06 2011-01-06 Moore Lela K Cookware Holder and Method
US20110117471A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Alan Devoe Fuel cell device
JP5285037B2 (ja) * 2009-12-10 2013-09-11 財團法人工業技術研究院 水素生成システム、固体水素燃料を用いた水素生成方法、及び固体水素燃料を用いて燃料電池に水素を供給する方法
CN102130351A (zh) * 2010-01-15 2011-07-20 扬光绿能股份有限公司 氢气产生装置及具有该氢气产生装置的燃料电池
CN102142569A (zh) * 2010-01-29 2011-08-03 扬光绿能股份有限公司 氢气产生装置及具有其之燃料电池
EP2534722B1 (en) * 2010-02-08 2015-07-01 Intelligent Energy, Inc. Hydrogen gas generating apparatus
CN102373578B (zh) 2010-08-18 2014-09-17 扬光绿能股份有限公司 无纺布及其制造方法、气体燃料的产生装置和产生方法
CN102487146B (zh) * 2010-12-02 2014-03-26 扬光绿能股份有限公司 氢气产生装置
CN102487147B (zh) 2010-12-03 2014-03-26 扬光绿能股份有限公司 固态反应物片、固态反应物叠及燃料匣
KR101903803B1 (ko) * 2010-12-14 2018-10-02 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스 연료전지시스템
CN102587038B (zh) 2011-01-04 2014-10-08 扬光绿能股份有限公司 无纺布、无纺布的制造方法及气体产生装置
US10283796B2 (en) 2011-02-11 2019-05-07 Intelligen Energy Limited Fuel cell system
EP2700121B8 (en) 2011-04-21 2015-05-13 Intelligent Energy Limited Hydrogen generator with improved volume efficiency
US9023122B2 (en) * 2011-07-26 2015-05-05 Intelligent Energy Limited Hydrogen generator with improved fluid distribution
US8997637B2 (en) * 2011-10-12 2015-04-07 Elend S. LeBaron Dual bladder system and method for treatment and reduction of microbial content in fluids by means of high pressure
KR102094799B1 (ko) 2011-11-30 2020-04-14 알랜 드보 연료전지 장치
US9023555B2 (en) 2012-02-24 2015-05-05 Alan Devoe Method of making a fuel cell device
WO2013176715A2 (en) 2012-02-24 2013-11-28 Alan Devoe Method of making a fuel cell device
SG11201406867UA (en) 2012-03-23 2014-12-30 Intelligent Energy Inc Hydrogen producing fuel cartridge and methods for producing hydrogen
RU2510876C2 (ru) * 2012-04-19 2014-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Автономный генератор водорода
WO2014014503A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Sun Catalytix Corporation Increased durability in hydrogen bromide cell stacks by inhibiting corrosion of hydrogen electrodes
KR102343440B1 (ko) * 2012-08-08 2021-12-28 누베라 퓨엘 셀스, 엘엘씨 수동 재순환 장치
US10093538B2 (en) 2012-11-19 2018-10-09 Intelligent Energy Inc. Heater assembly, hydrogen generator and method of providing hydrogen gas
US9243560B2 (en) * 2012-11-19 2016-01-26 Intelligent Energy Inc. Hydrogen generator having a thermal actuator
US9725316B2 (en) 2013-03-07 2017-08-08 Intelligent Energy Inc. Hydrogen generator with replaceable fuel unit and a method of producing hydrogen gas
US9680171B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Intelligent Energy Limited Methods for operating a fuel cell system
US9312550B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-12 Intelligent Energy Limited Fluidic components suitable for fuel cell systems including pressure regulators and valves
US9577273B2 (en) 2013-03-15 2017-02-21 Intelligent Energy Limited Fluidic interface module for a fuel cell system
US10193169B2 (en) 2013-03-15 2019-01-29 Intelligent Energy Limited Fluidic interface module for a fuel cell system
US10343905B2 (en) 2013-10-29 2019-07-09 Temasek Polytechnic Hydrogen generating system
EP3120404A4 (en) 2014-03-19 2018-04-11 Intelligent Energy Ltd Fuel cell cartridge
US9876240B2 (en) 2014-04-07 2018-01-23 Intelligent Energy Limited Multi-functional fuel cable
GB201514216D0 (en) 2015-08-12 2015-09-23 Ihod Ltd An apparatus for generating hydrogen
GB2556127B (en) * 2016-11-17 2022-03-09 Ihod Ltd An apparatus for generating hydrogen
KR102614400B1 (ko) * 2016-07-21 2023-12-14 한화오션 주식회사 압력 평형이 유지되는 수중함의 수소발생장치
CN106495094B (zh) * 2016-09-27 2018-06-15 瑞安市华聚科技有限公司 高效便携式氢气发生器及其控制方法
CN110822187B (zh) * 2019-11-20 2021-08-20 徐州蔬客达农业科技有限公司 一种电动喷雾器连接管用连接接头的密封活塞结构
US20210159473A1 (en) * 2019-11-26 2021-05-27 GM Global Technology Operations LLC Battery pack water condensation mitigation
CN111706734B (zh) * 2020-06-23 2021-07-30 北京燃气昌平有限公司 一种天然气能源输送连接管件
US11500401B1 (en) 2022-05-20 2022-11-15 Lg, Llc Passive dual modulating regulator for hydrogen generation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702491A (en) * 1995-06-07 1997-12-30 Ball Corporation Portable hydrogen generator
US20020182459A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Hockaday Robert G. Fuel generator with diffusion ampoules for fuel cells
US6544400B2 (en) * 2000-03-30 2003-04-08 Manhattan Scientifics, Inc. Portable chemical hydrogen hydride system

Family Cites Families (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US430721A (en) * 1890-06-24 Hose-coupling
US3586048A (en) * 1969-01-08 1971-06-22 Valcor Eng Corp Magnetic coupling
US3747773A (en) * 1971-09-27 1973-07-24 R Jackson Dual gluing filter
US4201243A (en) * 1978-12-15 1980-05-06 The Drum Engineering Company Limited Check valves
US4261956A (en) 1979-06-13 1981-04-14 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Cartridge for gas generator
JPS567193U (ko) * 1979-06-28 1981-01-22
JPS5716090U (ko) * 1980-06-30 1982-01-27
JPS5730490U (ko) * 1980-07-30 1982-02-17
US4378028A (en) * 1981-04-13 1983-03-29 Swagelok Company Quick connect coupling
US4458719A (en) * 1981-11-02 1984-07-10 Imperial Clevite Inc. Quick coupler service fitting
US4469124A (en) * 1982-01-18 1984-09-04 Michigan Consolidated Gas Company Gas shut-off valve
JPH0110557Y2 (ko) * 1985-07-11 1989-03-27
DE3533085A1 (de) * 1985-09-17 1987-03-26 Bosch Gmbh Robert Zumessventil zur dosierung von fluessigkeiten oder gasen
JPS6388395A (ja) * 1986-09-29 1988-04-19 日本デイ−・エム・イ−株式会社 金型などのための流体継手
WO1989007730A1 (en) * 1988-02-22 1989-08-24 Claude Jaggi Coupling, in particular quick-acting coupling for fluid lines
US4842013A (en) * 1988-02-29 1989-06-27 Fisher Controls International, Inc. Droop compensated direct acting pressure regulator
US4911194A (en) * 1989-10-23 1990-03-27 Harsco Corporation Thermally-sensitive coupling device
US5364977A (en) 1992-12-01 1994-11-15 Nippon Soda Co., Ltd. Clathrate compounds comprising tetrakisphenols as host
JP2671183B2 (ja) * 1993-04-07 1997-10-29 アドバンス電気工業株式会社 流体コントロールバルブ
DE4430472A1 (de) * 1994-08-27 1996-02-29 Bosch Gmbh Robert Druckregelventil
JPH09152083A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Aiwa Co Ltd バルブ付き連結機構
US5945231A (en) 1996-03-26 1999-08-31 California Institute Of Technology Direct liquid-feed fuel cell with membrane electrolyte and manufacturing thereof
US5893391A (en) * 1997-07-11 1999-04-13 Aeroquip Corporation Coupling latch
ES2175230T3 (es) * 1997-07-17 2002-11-16 Interlemo Holding Sa Sistema conector.
US5992008A (en) 1998-02-10 1999-11-30 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell with reduced catalyst loading
JPH10167U (ja) * 1998-02-16 1998-08-11 シーケーディ株式会社 流体制御弁
US6050295A (en) * 1998-06-04 2000-04-18 Fastest, Inc. High flow valved fitting
US6041805A (en) * 1998-07-07 2000-03-28 Imation Corp. Valve assembly for a removable ink cartridge
US6085785A (en) * 1999-04-15 2000-07-11 National Coupling Company, Inc. Undersea hydraulic coupling with extended probe section
US6273117B1 (en) * 1999-07-09 2001-08-14 I-Flow Corporation Pressure regulator
DE60024496T2 (de) * 1999-08-17 2006-08-03 Belimo Holding Aktiengesellschaft Druckunabhängiges regulierventil
US6534033B1 (en) 2000-01-07 2003-03-18 Millennium Cell, Inc. System for hydrogen generation
EP1167284A3 (en) * 2000-06-27 2004-06-16 Nisshin Steel Co., Ltd. Device for recovery of hydrogen
IL137920A0 (en) * 2000-08-17 2001-10-31 Bron Dan Pressure regulator
US20020076602A1 (en) 2000-12-18 2002-06-20 More Energy Ltd. Direct liquid fuel cell and a novel binary electrode therefor
US6554877B2 (en) 2001-01-03 2003-04-29 More Energy Ltd. Liquid fuel compositions for electrochemical fuel cells
US6773470B2 (en) 2001-01-03 2004-08-10 More Energy Ltd. Suspensions for use as fuel for electrochemical fuel cells
US6512005B2 (en) 2001-02-28 2003-01-28 Taro Pharmaceutical Industries, Ltd. Process for synthesis of pure warfarin acid, warfarin alkali metal salts and corresponding clathrates
JP3083085U (ja) * 2001-07-02 2002-01-18 アキツ精機株式会社 流体供給用の高圧連結ホース
JP4471541B2 (ja) * 2001-07-18 2010-06-02 旭有機材工業株式会社 定圧レギュレータ
US6746790B2 (en) 2001-08-15 2004-06-08 Metallic Power, Inc. Power system including heat removal unit for providing backup power to one or more loads
US20030041899A1 (en) * 2001-09-04 2003-03-06 The Coleman Company, Inc. Pressurized gas canister
JP2003123817A (ja) * 2001-10-16 2003-04-25 Sony Corp コネクタ機構
US6686077B2 (en) 2001-11-21 2004-02-03 The Boeing Company Liquid hetero-interface fuel cell device
US6746496B1 (en) * 2002-01-15 2004-06-08 Sandia Corporation Compact solid source of hydrogen gas
JP4199966B2 (ja) * 2002-02-22 2008-12-24 岩谷産業株式会社 水素発生方法及び水素発生装置
US6669168B2 (en) * 2002-03-13 2003-12-30 Swagelok Company Quick connect coupling
US6718998B2 (en) * 2002-03-22 2004-04-13 Siemens Vdo Automotive, Incorporated Apparatus and method for dissipating heat in a steam pressure regulator for a fuel cell system
US7097813B2 (en) * 2002-06-21 2006-08-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Hydrogen generating apparatus
US6758871B2 (en) 2002-11-20 2004-07-06 More Energy Ltd. Liquid fuel compositions for electrochemical fuel cells
JP4627997B2 (ja) * 2003-02-24 2011-02-09 セイコーインスツル株式会社 燃料電池システム
JP2005004553A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Hamai Industries Ltd 減圧弁
US7537024B2 (en) 2003-07-29 2009-05-26 Societe Bic Fuel cartridge with connecting valve
US7344571B2 (en) * 2003-08-14 2008-03-18 The Gillette Company Hydrogen generator
US7674540B2 (en) 2003-10-06 2010-03-09 Societe Bic Fuel cartridges for fuel cells and methods for making same
TWI381572B (zh) * 2003-11-14 2013-01-01 Encite Lllc 自動調節之氣體產生器和方法
US7059582B2 (en) * 2003-12-01 2006-06-13 Societe Bic Fuel cell supply having fuel compatible materials
US7655331B2 (en) 2003-12-01 2010-02-02 Societe Bic Fuel cell supply including information storage device and control system
CN1980856A (zh) * 2004-04-14 2007-06-13 千年电池公司 由固体氢化物产生氢气的系统和方法
US7329470B2 (en) * 2004-05-26 2008-02-12 Societe Bic Apparatus and method for in situ production of fuel for a fuel cell
JP4404692B2 (ja) * 2004-05-28 2010-01-27 株式会社東海 圧力調整器
JP4742522B2 (ja) * 2004-06-08 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP4885141B2 (ja) * 2004-10-31 2012-02-29 アイダテック， エル．エル．シー． 水素生成及びエネルギー発生アセンブリ
WO2006053236A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Trulite, Inc. Hydrogen generator cartridge
US7666386B2 (en) * 2005-02-08 2010-02-23 Lynntech Power Systems, Ltd. Solid chemical hydride dispenser for generating hydrogen gas
WO2006135896A2 (en) * 2005-06-13 2006-12-21 Societe Bic Hydrogen generating fuel cell cartridges
WO2007018244A1 (ja) * 2005-08-11 2007-02-15 Hitachi Maxell, Ltd. 水素発生材料及び水素発生装置
US8057939B2 (en) * 2005-12-06 2011-11-15 Honeywell International Inc. Electrical power generator
KR20070081285A (ko) * 2006-02-10 2007-08-16 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 기액분리장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702491A (en) * 1995-06-07 1997-12-30 Ball Corporation Portable hydrogen generator
US6544400B2 (en) * 2000-03-30 2003-04-08 Manhattan Scientifics, Inc. Portable chemical hydrogen hydride system
US20020182459A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-05 Hockaday Robert G. Fuel generator with diffusion ampoules for fuel cells

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