專利名稱：用于再充燃料電池的燃料盒的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及用于燃料電池的燃料盒。具體地，本發(fā)明涉及可再充 燃料供應部。
背景技術：
燃料電池是一種將反應劑，如燃料和氧化物的化學能直接重整成直流
(DC)電的器件。對于越來越多的應用場合來說，燃料電池比常規(guī)的發(fā)電 裝置如礦物燃料的燃燒以及便攜式的電能存貯裝置如鋰離子電池具有更高 的效率。
一般來講，燃料電池技術中包括有多種不同類型的燃料電池，如堿性 燃料電池、聚合物電解型燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融型碳酸鹽燃料 電池、固體氧化物燃料電池以及酶燃料電池?，F(xiàn)今更重要的燃料電池可大 致劃分為幾種類型，即(i)采用壓縮的氬(H2)作為燃料的燃料電池； (11)質子交換膜(PEM)燃料電池，其采用的是醇類如甲醇(CH3OH)、 金屬氫化物如硼氫化鈉(NaBHj 、碳氫化合物或者是其它能重整成氫燃 料的燃料；(iii)能夠直接消耗非氫燃料的PEM燃料電池或者是直接氧化 燃料電池；以及(iv)能在^l高的溫度下直接將碳氳化合物燃料重整成電 力的固體氧化物燃料電池(SOFC)。
壓縮的氫通常處于高壓狀態(tài)，因此其操作非常困難。此外，其通常需 要很大的貯備盒，因此對于消費類電子設備而言無法做到足夠小。常規(guī)的 重整燃料電池需要重整劑以及其它的蒸發(fā)和輔助系統(tǒng)來將燃料重整成氫從
4而與燃料電池中的氧化劑反應。最新的進展使重整劑或重整型燃料電池很 有希望用于消費類電子設備。最常用的直接氧化燃料電池是直接甲醇燃料
電池或DMFC。其它的直4矣氧化燃料電池包括直接乙醇燃料電池和直接原 碳酸四甲酯燃料電池。甲醇與燃料電池中的氧化劑直接反應的DMFC是一 種最簡單且最有可能做到最小的燃料電池，其也有望作為消費類電子設備 的電源。SOFC在高熱下重整碳氫化合物燃料如丁烷而產(chǎn)生電能。SOFC 需要在1000°C范圍內的相對高溫來使燃料電池反應發(fā)生。
用來生成電能的化學反應對每一類燃料電池來說都是不同的。對于 DMFC來說，每一個電極處的化學能-電學能反應以及直接曱醇燃料電池的 總反應可描述如下
陽極的半反應
CH3OH + H20 — C02 + 6fT + 6e-
陰極的半反應
1.502 + 6!^ + 6^ —3H20
總燃料電池的反應
CH3OH + 1.502 — C02 + 2H20
由于氳離子(IT)穿過PEM從陽極遷移到陰極，并且由于自由電子 e—不能穿過PEM,因此電子流過外部電路，從而通過外部電路產(chǎn)生電流。 該外部電路可用來給許多有用的消費類電子設備提供電能，如移動電話或 蜂窩電話、計算器、個人數(shù)字助理、筆記本電腦以及動力工具等。
美國專利3,143,440、 4,390,603、 5,992,008和5,945,231均對DMFC進 行了描述，這兩篇專利以引用的方式全文并入這里。通常來講，PEM由聚 合物制成，如DuPont公司的Nafio,或者是其它合適的膜，前者是厚度在 約0.05mm到約0.5 mm之間的全氟化磺酸聚合物。陽極通常由用聚四氟乙 烯處理的碳紙制成，其上支撐并沉積有很簿的一層催化劑，如鉑-釕。陰 極通常是氣體擴散電極，其中有鉑顆粒粘接到該膜的一側上。在化學金屬氬化物燃料電池中，硼氳化鈉被重整并反應如下
NaBH4 + 2H20 —(熱或催化劑)—4(H2) + (NaB02)
陽才及的半反應
H2 — 2HT + 2e-
陰才及的半反應
2(2JT + 2e， + 02 — 2H20
適合于該反應的催化劑包括鉑和釕以及其它的金屬。重整硼氫化鈉產(chǎn) 生的氫燃料在燃料電池中與氧化劑如02進行反應，產(chǎn)生電(或者是電子流) 和副產(chǎn)品水。該過程中還會產(chǎn)生副產(chǎn)品硼酸鈉(NaB02)。硼氬化鈉燃料電 池在美國專利4， 261， 956中進行了描述，其以引用的方式并入這里。
燃料盒可以包括許多可重復使用的部件，例如閥門。某些部件需要具 體特殊對準，例如當兩個或更多閥門正確地連接到彼此時才能開啟的可分 離閥。同樣地，實現(xiàn)正確的對準對于用戶來說是非常困難并且費時的。再 充燃料盒是單向的，以保持這些可重復使用的部件。然而，由于用于燃料 電池的燃料可以是液體，因此仍然需要提供一種裝置，幫助用戶再充燃料

發(fā)明內容
再充燃料供應部的燃料的再充燃料盒，連接再充燃料盒到可再充燃料供應 部以把燃料從再充燃料盒傳輸?shù)娇稍俪淙剂瞎康逆i扣及釋放裝置。鎖 扣及釋放裝置也使再充燃料盒保持在可再充燃料供應組件中，直到再充燃 料的燃料基本用光。


當結合附圖閱讀下面的詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其 他特征、方面和優(yōu)點，在整個附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件， 其中
圖1是才艮據(jù)本發(fā)明第一實施例的可再充燃料組件的截面圖，該組件包
括可再充燃料盒和再充組件；
圖2是用于圖1中示出的可再充燃料盒組件的另 一再充組件的截面圖； 圖3是用于圖2中示出組件的另一驅動裝置的部分截面圖； 圖4是用于圖1中示出可再充燃料盒組件的另一再充組件的截面圖； 圖5是在燃料基本從再充盒排出的情況下，圖1的可再充燃料盒的截
面圖6是圖1的實施例的等距視圖7是本發(fā)明另一實施例的部分截面圖；和
圖8是圖1-6示出的實施例的變體的截面圖。
具體實施例方式
如附圖所述和下面所討論，本發(fā)明涉及一種燃料供應部，其存儲燃料 電池燃料如甲醇和水、甲醇/水混合物、不同濃度的甲醇/水混合物或純甲 醇。曱醇可用在許多類型的燃料電池中，例如DMFC、酶燃料電池和重整燃 料電池，以及其他類型的燃料電池。燃料供應部可以包含其他類型的燃料 電池燃沖+，例如乙醇或酒精、金屬氬化物，例如硼氬化鈉，其它可以重整 成氫氣的化學物質或其它能改善燃料電池性能或效率的化學物質。燃料還 包括氫氧化鉀(KOH)電解質，其可以用于金屬燃料電池或堿性燃料電池使 用，并且能存儲在燃料供應組件中。對于金屬燃料電池，燃料以浸入在KOH 電解反應溶液中的裝載有液體的鋅顆粒的形式存在，在電池腔內的陽極是
7由鋅顆粒形成的顆粒狀陽極。在2003年4月24日公開的題為"Met.i，。d。nising
Fuel Cell System Configured to Provide Power to One or More Loads ( 為一個或多個負
載提供電源的燃料電池系統(tǒng)的使用方法)"的美國專利申請
No. 2003/0077493中公開了 K0H電解液，這里引入其全部內容作為參考。 燃料還包括甲醇、過氧化氫和硫酸的混合物，其流過硅芯片上形成的催化 劑以形成燃料電池反應。燃料還包括甲醇、硼氬化鈉的混合物，電解質和 其他化合物，例如在美國專利申請No. 6, 554， 877; 6， 562, 497和6, 758, 871中所述，這里引入其全部內容作為參考。如美國公開的專利申請 No. 2002/076602中所述，燃料還包括那些部分溶解在溶液中和部分懸浮在 溶液中的物質。這些物質包括液體燃料和固體燃料，如公開的美國專利申 請No2002/076602，這里引入這些參考文獻作為參考。燃料還包括氫。
燃料還包括上述的金屬氫化物例如硼氬化鈉(NaBH4)和水，并且由這 樣的反應產(chǎn)生了低壓、低溫。燃料還包括碳氬燃料，其包括但不局限于2003 年5月22日公開的、題為 Liquid Hereto—Interface Fuel Cell Device (液體界面 燃料電池裝置)"的美國專利申請No. 2003/0096150中所述的丁烷、煤油、 酒精、天然氣，這里引入其全部內容作為參考。燃料還包括與燃料反應的 液體氧化物。因此本發(fā)明并不局限于任何類型的燃料、電解質溶液、氧化 物溶液或供應中包含或燃料電池系統(tǒng)使用的液體或固體。這里使用的術語 "燃料"包括能在燃料電池中或燃料供應部中反應的所有燃料，并包括但 不局限于所有的上述合適的燃料、電解液、氧化物溶液、氣體、液體、固 體和/或化學物質及其混合物。
如這里所述，術語"燃料供應部"包括但不局限于可拆卸盒、可再充可重 復使用的盒、容器、位于電子裝置內部的盒、可拆裝盒、位于電子裝置外 部的盒、燃料艙、燃料箱、燃料再充箱、存儲燃料的其他容器和連接到燃 料箱和容器的管道。雖然下面將結合本發(fā)明的示例實施例描述燃料盒，應
8當注意這些實施例也可應用于其他燃料供應部，并且本發(fā)明并不局限于任 何具體形式的燃料供應部。
些應用包括但不局限于，存儲用于硅芯片上構造的微燃氣渦輪引擎的氬燃
料，該微燃氣渦輪引擎在在工業(yè)物理學家(2001年12月/2002年1月)中 出版的、在20-25頁的" Here Come the Microengines (《敬引擎時代""中有說明。
如本引用中所使用的，術語"燃料電池"還包括微引擎。其他應用包括存 儲用于內燃機的傳統(tǒng)燃料和碳氫化合物，例如用于袖珍和公用點火器的丁 烷和液體丙烷。
如圖i中所示，示出了可再充的燃料組件io。再充燃料組件io包括
燃料盒12和再充盒14。燃料盒12和再充盒14是有大小和尺寸的，以使 再充盒14可以可移動地插入到燃料盒12中，并牢固地固定在其中直到燃 料耗盡。換句話說，整個再充燃料組件10與裝置或燃料電池一起使用，并 且必要時，類似于更換電子裝置上的電池時，變換再充盒14。
燃料電池12與本領域已知的其他燃料盒類似，例如美國專利申請No. US2005/0023236中描述的燃料盒，這里引入其全部內容作為參考。燃料盒 12可以是燃料電池或由燃料電池(未示出)供電的裝置的一部分，或與它 們分開。燃料盒12包括外殼18，優(yōu)選由剛性材料如金屬、塑料或類似材 料制成。例如，外殼18可以由與燃料電池(未示出)的外殼或由燃料電池 供電(未示出)的裝置的外殼相同的材料制成。外殼18優(yōu)選為可拆卸地連 接到燃料電池或上述裝置上，雖然外殼18也可以是永久性地固定在其上 的。外殼18可以具有本領域已知的任意形狀，例如盒狀、圓柱狀等。外殼 18包括設置有開口以使再充盒14插入到外殼18中的罩48。罩48可以相 對于外殼18是可移動或可滑動的，以允許再充盒14插入。
外殼18限定了內室19,在其中具有與鎖扣及釋放裝置21可操作性連接的內襯墊或嚢16。室19也可以具有擋塊17,其限制鎖扣及釋放裝置21 在室19內移動的距離。囊16是可膨脹的、再充的，并能包含用于燃料電 池(未示出)的燃料，并且嚢能隨著燃料被取出而變形，例如收縮。 US2005/0023236中也討論了類似的嚢。嚢16優(yōu)選具有一定尺寸以使當囊 16完全充滿時，其基本填充內室19。嚢16優(yōu)選為薄壁并由耐用和有彈性 的材料支撐，以使其隨著燃料的分離有效地收縮或減小其體積。囊16可以 包含例如在US2005/0023236中/>開的傘骨，以幫助傳l俞燃料。嚢16優(yōu)選 由基本對燃料惰性的材料制成。用作嚢16的優(yōu)選材料包括天然橡膠、聚乙 烯(包括低密度和高密度PE),乙烯丙烯(EP)、 EPDM和其它薄的聚合物膜。 聚乙烯優(yōu)選是氟化的，并基本沒有金屬離子。聚乙烯能層疊有防潮層，例 如鋁箔，壓縮分層夾具箔(例如如美國專利No. 3,404,061中所描述的) 或氟處理塑料，以減小甲醇滲透。在美國專利NO. 7,059, 582中公開了適 用于外殼18、嚢16和再充盒14的材料，這里引入其全部內容作為參考。
囊16可以由多層材料制成。最內部層與燃料電池的燃料兼容，即能抗 燃料的腐蝕，并具有低滲透性。中間層是能阻擋燃料電池的燃料，或是不 可滲透的。最外部層可以是另一阻擋層，并且對燃料具有耐受性。在一個 示例中，最內部層可以是氟處理的聚乙烯(LDPE或HDPE),中間層可以是尼 龍或硅烷，并且最外層可以是鋁箔。
多層材料可以是^皮擠壓和打褶的以形成襯墊。襯墊的邊緣可以通過射 頻、超聲波或熱源產(chǎn)生的熱密封。襯墊也可以是以鋁箔收縮性包裝的。這 延長了盒的貯藏壽命，由于最內層承受燃料的腐蝕作用，并且中間和外部 層能提供阻擋層以使燃料保持在襯墊以內，外部層能防止紫外線使襯墊老 化。
嚢16的一個末端流體性地連接到燃料導管56，該導管用于從嚢16傳 輸燃料到燃料電池。燃料導管56是從基本對燃料呈惰性的材料支撐的管或通道。例如，燃料導管56可以由與嚢16相同的材料、剛性材料或本領域 任意已知的材料制成?？梢允褂帽绢I域已知的工藝將燃料導管56密封地連 接到嚢16，例如通過焊接、超聲波焊接，或使用密封膠例如環(huán)氧樹脂?？?選擇地，燃料導管56可以是與嚢16共同制?；蛘w制模的，以使燃料導 管56和嚢16形成了一個整體?？蛇x閥門58優(yōu)選包括在燃料導管56內和 鄰近燃料導管56,以控制燃料流出嚢16的流速。閥門58可以是本領域已 知的任意類型的閥門，例如單向閥、電磁閥或鴨嘴閥。
當再充盒14適當?shù)匾氲酵鈿?8中時，嚢16的相對末端設置成以插 入再充盒14的針狀中空管38的方式結尾。如圖1中所示，針管38是流體 性和密封地連接到嚢16并從嚢16向外延伸的中空導管。如下所述，針管 38可以配置有能在再充盒14上刺破密封或易碎膜64的穿孔頂頭39。在針 管38內優(yōu)選具有單向閥40例如止回閥、鴨嘴閥或本領域已知的任意類似 的閥。閥40優(yōu)選如此取向，以使燃料6Q可以從再充盒14僅流入嚢16中， 而不會從嚢16回流到再充盒14中。
本領域技術人員應當理解，可選擇地，針管38可以位于再充盒14上。 例如，嚢16可以在具有可分離閥門的一個閥門部件的再充盒14的插入點 附近結尾，例如在美國專利申請?zhí)?005/0022883和國際專利申請NO. W0 2006/050261中公開的那些閥門，這里引入其全部內容作為參考。分離閥 的另一半可以位于針管38上。隨著再充盒14插入到外殼18中，分離閥的 兩半連接以形成了流動通道，以使燃料能從再充盒14傳輸?shù)絿?6。
再充盒14包括組件外殼24,其限定了燃料室26和驅動室46。組件外 殼24可以由本領域已知的任意材料制成，例如外殼18的材料。優(yōu)選地， 組件外殼24由設置在燃料室26內的基本對燃料60呈惰性的材料制成，或 涂敷有基本惰性的材料。燃料60優(yōu)選為液體燃料，例如甲醇，但也可以是其他類型的燃料。燃料60可以可選地被加壓以輔助燃料從再充盒14傳輸
到嚢16中。
組件頭部23連接到組件外殼24的一個末端。組件頭部23由與組件外 殼24的類似或相同的剛性材料制成，并且組件頭部23可以使用本領域任 意已知的方法連接，例如模制、焊接或利用粘結劑粘貼。在另一實施例中， 例如圖2中所示，組件頭部23和組件外殼24形成了一個整體。組件頭部 23設置成使軸肩22從組件外殼24向外延伸，示出形成了組件頭部23的 錐形形狀。軸肩22形成了鎖扣及釋放裝置21的一部分，下面將更詳細地 討論。如圖2所示，易碎膜64,例如金屬、塑料或合成物箔，優(yōu)選密封地 連接到組件頭部23。易碎膜64把燃料60密封在燃料室26中，同時在把 再充組件14插入到外殼18之前，例如當被針3 8剌穿或剝去時，同時給燃 料60留出通道。
驅動室46包含推進劑62，例如丁烷，壓縮空氣/氣體或含二氧化碳的 溶液，以推動來自如圖2和4中描述的再充盒14的燃料?？蛇x擇地，如圖 3中所示，驅動室46可以包括包含存儲能量的彈簧45，例如壓縮的螺旋狀 彈簧或本領域已知的任何其他類型的彈簧。
驅動室46通過活塞42從燃料室26密封地隔開。優(yōu)選地，活塞42是 由彈性材料制成的，其對燃料60和推進劑62都是呈惰性的。活塞42有一 定尺寸，以密封燃料室26， 1，旦當^皮驅動劑62驅動時，也可以在其中活動。 可選擇地，活塞42可以由密封燃料室26并能與燃料一起移動的粘性金屬 塊代替，或由擴展和代替所傳輸燃料的體積的可擴展固定物代替。然而， 如圖4中所示，活塞42可以具有其他結構，例如方形或矩形，具有密封部 件68以防止燃料60和推進劑62彼此混合。彈簧45或推進劑62是通過易 碎膜64的密封而平衡的，直到燃料60給出了釋放通道，例如在易碎膜64
12已經(jīng)破裂之后，穿過針38，如圖4中所示。 一旦給予燃料60釋放通道， 彈簧45或推進劑62膨脹，由此釋放其存儲的能量并把活塞42從驅動室 46推離。通過這種方式，燃料60被活塞42排出再充盒14并且被推進燃 料盒12。本領域技術人員應當可以理解，驅動室46和燃料室26的體積隨 著燃料60的排出而變化；當燃料室26的體積被活塞42的再次定位而減小 時，驅動室46的體積增加。
如果使用推進劑62，驅動室46優(yōu)選包括體積可變化的裝置44。可變 體積裝置44允許推進劑暴露在4艮大范圍的環(huán)境中，而不觸發(fā)以排出來自再 充盒14的燃料60。例如，可變體積裝置44可以是可滑動地設置在通道73 中的小活塞72。如圖2中所示，如果推進劑62被加熱，推進齊'j 62可以通 過移動活塞72而膨脹到通道73中。這樣，推進劑62不會通過移動活塞 42膨脹或試圖膨脹到燃料室26中。在另一示例中，可變體積裝置44可以 包括可膨脹塑料嚢或可膨脹褶皺風箱。
參考圖1,鎖扣及釋放裝置21位于嚢16和針38附近，并優(yōu)選設置以 使再充盒14牢固地保留在外殼18內，直到嚢16基本上空了或已經(jīng)空了。 鎖扣及釋放裝置21包括連接到囊16的盒20，鉸接夾具28和釋放銷32。 定位鉸接夾具28以與盒20接觸，并設置以使再充盒14保留在外殼18內。 釋放銷32設置在外殼18內，并與鉸接夾具28接觸，以使通過壓下釋放銷 32,而轉動鉸接夾具28。
夾具28通過銷30鉸鏈連接到燃料盒12的外殼18。夾具28可以從本 領域任意已知的能被加工或模制成具體結構的剛性材料制成，例如金屬如 鋼、鈦、鋁、塑料、樹脂等。每個夾具28優(yōu)選具有兩個擋塊擋塊34和 位于鉸接夾具28的相對末端的鉤50。栓52圍繞鉤50附近的夾具28。栓 52把夾具28固定在適當位置以使再充盒14保持在燃料盒12的外殼18內。優(yōu)選地，栓52由彈性材料例如橡膠塊制成，以使鉸接夾具28可以圍繞銷 30旋轉以f奪;故空的再充盒14，但可以自動地回到保持下一個再充盒14的 結構。換句話說，栓52偏壓鉸接夾具28到適當位置，以保留再充盒14。 因此，組件頭部23是錐形的，并包括成角度的壁以形成楔以在插入期間在 樞軸上轉動和分離夾具28,以使再充盒14的軸肩22可以完全,皮4吏4姿夾 具28的鉤50固定。
擋塊34是靠近盒20和靠近夾具28的末端35設置的夾具28的延伸。 盒20是固定連接到囊16的一個末端的剛性波導管，例如通過制模、焊接、 或利用粘結劑如環(huán)氧樹脂。盒20可在內室19內滑動，以使當嚢至少部分 填充時，盒20向再充盒14轉移，當嚢16基本為空時，盒20通過嚢16的 縮小，離開再充盒14轉移。彈簧54提供推動嚢16和盒20向再充盒14的 附加力。
當盒20向再充盒14轉移時，盒20包括設置分別與擋塊34和鉸接夾 具28的末端35嚙合的擋塊表面36、 37。這樣，凸緣3 5鄰接盒20的一部 分，以使釋放銷32不能沿著箭頭A壓下以使當嚢16至少部分填滿時從外 殼18釋放再充盒14。
盒20也包括設置在其中心或附近的孔，以使針38可以穿過盒20以到 達再充盒14。如圖1中所示，針38固定地連接到盒20和囊16。這樣，針 38隨著嚢16變空而向盒移動。
當來自嚢16的燃料傳輸?shù)饺剂想姵貢r，如圖5中所示，囊16將收縮 并減小其體積。當嚢16縮小并收縮，由于其材料的彈性或由于其減小的體 積，它把盒20推離鉸接夾具28。錐形組件頭部23可以沿著盒20移動， 由于在錐形組件頭部23和和20之間和在針38和膜64之間的接觸，直到 錐形組件頭部23的軸肩22與擋塊34接觸，如所示。錐形頭組件23然后與盒20分離，并寬松地固定在鉸接夾具28之間。在這種結構中，當在方
向A上推動釋放銷32時，鉸接夾具28能自由在樞軸上轉動。在這一點上， 再充盒14優(yōu)選為空，已經(jīng)把所有的燃料60轉移到嚢16,并且轉移的燃料 中的某些已經(jīng)傳輸?shù)饺剂想姵?。在鉸接夾具28在樞軸上轉動時，鉤50從 再充盒14的軸肩松開，并且空盒14從燃料盒12分離。
當釋放銷32被釋放時，栓52返回鉸接夾具28到其正常位置，并且當 有必要時，新的再充盒可以插入。為了插入新的再充盒，釋放銷32可以沿 著箭頭A壓下，或在不壓下f奪i文銷32的情況下，由于錐形組件頭部23和 鉤50，新再充盒可以直接插入。然后新再充盒14被鉤50和軸肩保持在適 當位置，而易碎膜56保持完整?？盏幕虿糠挚盏膰?6處于縮回狀態(tài)，嚢 16、盒20和錐形組件頭部23的相對位置基本上與圖5中的相同。為了把 燃料從再充盒14暴露到嚢16中，盒20沿著箭頭B的方向向凸緣構件60 移動，直到針38刺穿了易碎膜64,并與燃料60直接接觸。優(yōu)選地，如圖 6中所示，盒20連接到桿21，其可滑動地設置在外殼14上限定的通道15 內。如所示，桿21可以沿著箭頭B移動，以向凸緣構件64移動盒20。由 于其位置顯示了嚢16的體積，桿21也可以用作燃料觀測計。
推進劑62膨脹，推動活塞42向組件頭部23移動，并使燃料60穿過 閥40，'通過橫跨閥門40上形成足夠的壓力，即推進劑62提供的附加力使 閥門40被打開。燃料60繼續(xù)流入嚢16 ，直到囊16完全被充滿。當囊16 基本填滿時，再充盒14的燃料室26可以是空的。在這種情況下，嚢16的 壓力將基本與燃料室26的壓力相同，而閥門40當其上沒有顯著壓力時可 以選擇性地關閉。因此，當囊16基本被填滿并且燃料室26還沒有空時， 閥門40關閉以使燃料60保持在再充盒14內。隨著燃料從嚢16傳輸?shù)饺?料電池，嚢16的壓力降低，直到其壓力低于燃料室26的壓力以打開閥門
1540以繼續(xù)再充過程。在一個實施例中，閥門40是需要至少1 psi的壓力、 優(yōu)選為2 psi的壓力才能開啟的單向閥。優(yōu)選地，針38具有足夠的長度以 與燃料60保4爭^接觸，直到所有的燃料傳輸?shù)絿?6 。
參考圖7,示出了另一實施例。在該實施例中，鎖扣及釋放裝置21和 燃料出口導管56位于燃料盒12的同一側面上。燃料盒12具有設置在燃料 盒12的外殼18內的可移動壁70?？梢苿颖?0通過密封構件72也形成了 具有外殼18的密封。可移動壁70也通過至少一個能量存儲構件，例如彈 簧45或壓縮氣體或液化碳氫氣體，向再充盒14的方向是有偏向的。如上 所述，在再充期間，來自再充盒14的燃料60通過驅動膜44穿過鎖扣及釋 放裝置21被推進盒12。因此，當需要燃料時，能量存儲構件45把燃料推 出燃料盒12，以達到燃料電池。如上所述，空再充盒14可以被替換。
本領域:汰術人員將會理解釋放銷32可以^t用戶手動或被裝置或燃料 電池(未示出)上的機器自動地壓下。設備上的裝置優(yōu)選由連接到傳感器 的系統(tǒng)控制，例如美國專利申請公開NO. 2005/0115312中描述的燃料計， 這里引入其全部內容作為參考。當嚢16變空時，傳感器發(fā)送信號到該裝置 以啟動釋放銷32。
參考圖8,示出了圖1-6中示出的不同實施例。在該實施例中，省略 了4交-接夾具28上的擋塊34。當嚢16縮小和收縮時，其開始離開4史4妄夾具 28。盒20與嚢16 —起移動并^t巴通過它推動錐形組件頭部23和再充盒14。 沒有擋塊34的情況下，再充盒14不會從盒20和嚢16分離，并被推入外 殼18的室19中。為了除去空再充盒14，用戶首先手動地把盒14拉出盒 20,然后壓下釋;改銷32以移動鉸接夾具28,以把錐形組件頭部23從鉸接 夾具28取出。為了插入新的再充盒14，用戶將通過鉸接夾具28插入，并 繼續(xù)將其插入到室19中。由于嚢16至少部分為空，其能防止插入新的盒14。當盒20與擋塊17接觸時，盒20和嚢16的移動停止，并且新盒14的 錐形組件頭部23能與盒20咬合，以使針38能刺穿膜64,并且新燃料60 能傳輸?shù)絿?6中。隨著嚢16被填充，其擴展并把盒20和新盒1向外推向 類似于圖l中的結構。在該實施例中，桿21和通道15不是必須的，可以 省略。
然而很清楚這里描述的本發(fā)明說明的實施例已經(jīng)完全實現(xiàn)了本發(fā)明的
任意實施例的部件和/或元件可以單獨使用或與其他實施例的部件和/或元 件結合使用。因此，將會理解所附權利要求傾向于覆蓋所有這樣的修改和 實施例，其將落入到本發(fā)明的精神和范圍內。這里討論的所有公開，包括 但不局限于專利、專利申請、論文和書籍，這里引入其全部內容作為參考。
1權利要求
1、一種用于燃料電池的可再充燃料供應組件，包括適用于為燃料電池提供燃料的可再充燃料供應部，包含要傳輸?shù)娇稍俪淙剂瞎康娜剂系脑俪淙剂虾校绘i扣及釋放裝置，將再充燃料盒連接到可再充燃料供應部，以把燃料從再充燃料盒傳輸?shù)娇稍俪淙剂瞎?，并把再充燃料盒保持在可再充燃料系統(tǒng)中，直到再充燃料盒的燃料基本用完。
2、 如權利要求1的可再充燃料供應組件，其中可再充燃料供應部包 括燃料嚢，上迷燃料嚢包含從再充燃料盒轉移的和將要轉移到燃料 電池的燃并+。
3、 如權利要求2的可再充燃料供應組件，其中鎖扣及釋放裝置包 括連接到燃料嚢的可移動盒；把再充燃料盒的前部分連接到可再充燃料供應部的釋放夾具。
4、 如權利要求3的可再充燃料供應組件，其中鎖扣及釋放裝置還包括 可操作性地連接到釋放夾具的釋放銷。
5、 如權利要求4的可再充燃料供應組件，其中當再充盒包含充足的剩 余燃料時，可移動盒設置在第一位置，其阻止釋放銷作用在釋放夾具接。
6、 如權利要求5的可再充燃料供應組件，其中當再充燃料盒的燃料基 本用完時，可移動盒可以移動到第二位置，以使釋放銷作用在釋放銷 以使再充燃料盒從可再充燃料供應組件的連接斷開。
7、 如權利要求3的可再充燃料供應組件，其中所述釋放夾可旋轉地連 接到可再充燃料供應組件的外殼。
8、 如權利要求1的可再充燃料供應組件，其中再充燃料盒是加壓的。
9、 如權利要求8的可再充燃料供應組件，其中再充燃料盒通過彈簧、 壓縮氣體或液化碳氬化合物加壓。
10、 如權利要求9的可再充燃料供應組件，其中再充燃料盒還包括可 變體積元件以吸收至少 一部分壓力。
11、 如權利要求5的可再充燃料供應組件，其中當燃料從燃料嚢傳輸 時，燃料嚢的體積減小，并且可移動盒從第一位置離開。
12、 如權利要求2的可再充燃料供應組件，其中燃料嚢是彈性的。
13、 如權利要求6的可再充燃料供應組件，其中可移動盒可以從第二 位置移動到第一位置以建立在可再充燃料供應組件和未打開填充燃料 盒之間的流動通道。
14、 如權利要求1的可再充燃料供應組件，其中燃料流動通道形成在 再充燃料盒和再充燃料供應組件之間，并且所述燃料流動通道包括閥閥門打開。
15、 如權利要求14的可再充燃料供應組件，其中當再充燃料盒中的壓 力比可再充燃料供應組件的壓力大一定值時，閥門打開。
16、 如權利要求1的可再充燃料供應組件，其中可再充燃料供應組件 包括適于從再充燃料盒接收燃料的燃料室，并且所述室施加有第一壓 力。
17、 如權利要求16的可再充燃料供應組件，其中再充燃料盒施加有第 二壓力，其中第二壓力比笫一壓力高。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于燃料電池的可再充燃料供應組件。該組件包括適用于為燃料電池提供燃料的可再充燃料供應組件部，包含要傳輸?shù)娇稍俪淙剂瞎康娜剂系脑俪淙剂虾?，連接再充燃料盒到可再充燃料供應部以把燃料從再充燃料盒傳輸?shù)娇稍俪淙剂瞎康逆i扣及釋放裝置。該鎖扣及釋放裝置還將再充燃料盒保持在可再充燃料部中，直到再充燃料盒的燃料基本用完。
文檔編號B65B1/04GK101516730SQ200780033903
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權日2006年9月14日
發(fā)明者佛洛伊德·菲爾班克斯, 大衛(wèi)·格雷, 安德魯·J·庫瑞羅, 邁克爾·居里婁 申請人:法商Bic公司