專利名稱：：加壓的燃料電池盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及燃料電池的燃料盒，更加特別地本發(fā)明涉及加壓的燃料電池盒。
背景技術(shù)：
：燃料電池是將反應(yīng)物(即燃料與氧化劑)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成直流(DC)電的裝置。對(duì)于日漸增加的應(yīng)用，燃料電池的效率優(yōu)于傳統(tǒng)的發(fā)電裝置，例如礦物燃料的燃燒，還優(yōu)于便攜式的蓄能裝置，例如鋰電池。通常，燃料電池技術(shù)包含各種不同的燃料電池，例如堿性燃料電池、聚合物電介質(zhì)燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和酶燃料電池。目前較重要的燃料電池可以分成幾大類別，即(i)使用壓縮氫氣(H2)作為燃料的燃料電池；()質(zhì)子交換膜燃料電池，其是使用醇類如甲醇(CH3OH)、金屬氫化物如硼氫化鈉(NaBH4)、碳?xì)浠衔铩⒒蚱渌芍卣蓺淙剂系娜剂希?iii)直接消耗非氫燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池、或直接氧化燃料電池；(iv)在高溫下將碳?xì)浠衔锶剂现苯愚D(zhuǎn)換成電能的固體氧化燃料電池(SOFC)。對(duì)于每種類型的燃料電池來說產(chǎn)生電力的化學(xué)反應(yīng)是不同的。對(duì)于DMFC，每個(gè)電極上的化學(xué)-電學(xué)反應(yīng)和直接甲醇燃料電池的整體反應(yīng)如下陽極上的半反應(yīng)CH30H+H20—C02+6H++6e"陰極上的半反應(yīng)1.502+6H++6e"—3H20燃料電池的整體反應(yīng)CH3OH+1.502—C02+2H20由于通過質(zhì)子交換膜的氫離子(H+)是由陽極遷移至陰極，且因?yàn)樽杂呻娮?e_)無法穿透質(zhì)子交換膜，電子必需經(jīng)一外部電路流動(dòng)從而產(chǎn)生通過該外部電路的電流。該外部電路可以用于給許多有用的消費(fèi)電子設(shè)備提供功率，例如移動(dòng)電話或蜂窩電話、計(jì)算器、個(gè)人數(shù)字助理、膝上型計(jì)算機(jī)和電動(dòng)工具等等。在美國專利4，390,603和4，828，941中討論了直接甲醇燃料電池(DMFC)，在此通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。一般地，質(zhì)子交換膜通常是由聚合物例如從杜邦(DuPont)公司獲得的Nafion所制得，其為一種厚度在大約0.05mm到大約0.50mm之間的全氟化磺酸聚合物；或是其他適合的薄膜。陽極通常由用聚四氟乙烯處理的碳紙支架制成，其上沉積著一層薄的催化劑，如鉬-釕。陰極通常是氣體擴(kuò)散電極，其中鉬顆粒粘結(jié)在該薄膜的一側(cè)上。在一種化學(xué)金屬氫化物燃料電池中，重整硼氫化鈉，并發(fā)生如下反應(yīng)NaBH4+2H20—(熱和/或催化劑)—4(H2)+(NaBO2)陽極上的半反應(yīng)H2—2H++2e"陰極上的半反應(yīng)2(2H++2e)+O2—2H20對(duì)于該反應(yīng)的合適催化劑包括鉬、釕和其他金屬。如上所示出的，由重整硼氫化鈉所制得的氫燃料在燃料電池中與氧化劑如氧反應(yīng)，以產(chǎn)生電力(或電子流)和水副產(chǎn)物。該重整過程還會(huì)產(chǎn)生硼酸鈉(NaBO2)。在美國專利4，261，956中討論了硼氫化鈉燃料電池，在此通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。燃料電池應(yīng)用的多個(gè)重要特征之一是，將液體燃料從燃料存儲(chǔ)區(qū)輸送給燃料電池如輸送甲醇給直接甲醇燃料電池，或者輸送液體燃料反應(yīng)物給反應(yīng)室，如輸送水和添加劑以和金屬氫化物反應(yīng)。已知的輸送液體燃料/反應(yīng)物的方法包括芯吸(wicking)或毛細(xì)管作用，給液體燃料/反應(yīng)物加壓。這些方法所遇到的挑戰(zhàn)包括控制流量，同時(shí)芯吸燃料和使用加壓源對(duì)燃料保持穩(wěn)定的壓力。因此，現(xiàn)有技術(shù)仍然需要輸送液體燃料/反應(yīng)物的改進(jìn)方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種具有加壓源的燃料供應(yīng)，所述加壓源用于使液體燃料或液體燃料反應(yīng)物(下文中共同地稱為“液體燃料”)進(jìn)入燃料電池或水解液體燃料反應(yīng)物的反應(yīng)室以產(chǎn)生氫。該加壓源最初處于高壓力下，其壓力可隨著燃料供應(yīng)的預(yù)計(jì)使用期而減小。另一方面，推動(dòng)液體燃料的壓力可以保持在基本上恒定的水平。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的燃料供應(yīng)包括壓縮氣體室和液體燃料室。壓力調(diào)節(jié)器將壓縮氣體室連接到液體燃料室。壓力調(diào)節(jié)器能夠從壓縮氣體室獲得高壓輸入，然后向液體燃料室提供基本上恒定的低輸出壓力。壓縮氣體室的壓力可隨著時(shí)間減小，但是推動(dòng)液體燃料離開液體燃料室的壓力仍基本上保持在相同的水平。因此，燃料電池或反應(yīng)室可接受處于可預(yù)測的或可接受的壓力下的液體燃料。在構(gòu)成說明書的一部分并與其一起閱讀的附圖中，其中相似的參考數(shù)字用于在不同的視圖中表示相似的部件圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃料供應(yīng)的前透視圖，示出了燃料電池或由燃料電池供能的裝置的構(gòu)件；圖2是去除了裝置側(cè)構(gòu)件但連接了適于打開燃料供應(yīng)的閥門的連接管的圖1的燃料供應(yīng)的前透視圖；圖3是圖2的燃料供應(yīng)的分解透視圖；圖4是圖2的燃料供應(yīng)的截面和局部分解圖；圖5是圖4的燃料供應(yīng)的局部放大圖，示出了連接燃料供應(yīng)的加壓室和壓力調(diào)節(jié)器的閥門；圖6是圖4的燃料供應(yīng)的局部放大圖，示出了連接燃料供應(yīng)和燃料電池或燃料電池所供能的裝置的閥門；圖7和8示出了圖5和6的可替換實(shí)施例；圖9A是合適的壓力調(diào)節(jié)器的截面圖，圖9B是其分解視圖；圖IOA是另一種合適的壓力調(diào)節(jié)器的截面圖，圖IOB是其分解視圖IlA是又一種合適的壓力調(diào)節(jié)器的截面圖，圖IlB是其分解視圖；圖12A是再一種合適的壓力調(diào)節(jié)器的截面圖，圖12B是其分解視圖，圖12C是圖12A和12B的壓力調(diào)節(jié)器的另一種變型的截面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的另一種加壓燃料供應(yīng)的分解透視圖；圖14是具有氣體燃料的圖4的燃料供應(yīng)的截面圖；圖14A是燃料計(jì)量器的前視圖；圖15a_15c是根據(jù)本發(fā)明的另一種示例性閥門的截面圖，其示出了從圖15a的關(guān)閉到圖15b和15c的嚙合和關(guān)閉，圖15d是該閥門的分解透視圖；圖16a_16c是根據(jù)本發(fā)明的另一種示例性閥門的截面圖，其示出了從圖16a的關(guān)閉到圖16b的嚙合和關(guān)閉再到圖16c的打開的打開順序，圖16d是該閥門的分解透視圖；圖17a_17c是根據(jù)本發(fā)明的另一種示例性閥門的截面圖，其示出了從圖17a的關(guān)閉到圖17b的嚙合和關(guān)閉再到圖17c的打開的打開順序，圖17d是該閥門的分解透視圖；圖18a是根據(jù)本發(fā)明的另一種閥門構(gòu)件的截面圖，圖18b是該閥門構(gòu)件的分解透視圖；圖19a是根據(jù)本發(fā)明的另一種示例性閥門構(gòu)件的截面圖，圖19b是該閥門構(gòu)件的分解透視圖；圖20a-20c是示出了閥門的打開順序的另一種示例性閥門的截面圖，圖20d是該閥門的分解透視圖；以及圖21a是另一種示例性閥門的分解截面圖，圖21b是該閥門的分解視圖。具體實(shí)施例方式如附圖所示以及下面詳細(xì)的討論，本發(fā)明涉及一種燃料供應(yīng)，其存儲(chǔ)燃料電池的燃料，例如甲醇與水、甲醇/水混合物、不同濃度的甲醇/水的混合物、純甲醇和/或在美國專利5，364，977和6，512，005B2中描述的甲基包和物，在此通過引用將這兩篇文獻(xiàn)全文并入本文。甲醇和其他醇類可用于許多種類的燃料電池，例如DMFC、酶燃料電池、重整燃料電池等。燃料供應(yīng)可包含其他種類的燃料電池燃料，例如乙醇或酒精；金屬氫化物，例如硼氫化鈉；其他可重整生成氫氣的化學(xué)物質(zhì)；或其他可以改進(jìn)燃料電池性能或效率的化學(xué)物質(zhì)。燃料也包括氫氧化鐘(KOH)電解液，其用于金屬燃料電池或堿性燃料電池，并且可以存儲(chǔ)在燃料供應(yīng)中。對(duì)于金屬燃料電池，燃料可以是以液態(tài)鋅粒子的形式浸入KOH電解反應(yīng)液中，并且電池腔內(nèi)的陽極是鋅粒子形成的顆粒狀陽極。KOH電解溶液披露于2003年24ofUsingFuelCellSystemConfiguredtoProvidePowertoOneorMoreLoads，，的美國專利申請(qǐng)公開US2003/0077493，在此通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。燃料也包括甲醇、過氧化氫和硫酸的混合物，該混合物流經(jīng)形成在硅晶片上的催化劑從而產(chǎn)生燃料電池反應(yīng)。此外，燃料包括例如在美國專利號(hào)6，554，877、6，562，497和6，758，871中所公開的甲醇、硼氫化鈉、電解液和其他化合物的共混物或混合物，在此通過引用將以上三篇文獻(xiàn)全文并入本文。此外，燃料包括在美國專利6，773，470中描述的部分溶解于溶劑且部分懸浮于溶劑中的組成物，以及包括如在美國專利申請(qǐng)公開US2002/0076602中描述的具有液體燃料和固體燃料的組成物。合適的燃料還披露于2005年6月13日提交的、標(biāo)題為"FuelsforHydrogen-GeneratingCartridges，，的、共同所有且共同未決的美國專利申請(qǐng)60/689，572中。在此通過引用將這些文獻(xiàn)全文并入本文。燃料還包括金屬氫化物，如上述的硼氫化鈉(NaBH4)和活化劑如水。燃料還包括碳?xì)浠衔锶剂?，其包括但不限于如?003年5月22日公開的、標(biāo)題為“LiquidHereto-InterfaceFuelCellDevice”的已公開的美國專利申請(qǐng)US2003/0096150中所描述的丁烷、煤油、酒精和天然氣，在此通過引用將該文獻(xiàn)全文并入本文。燃料還包括與燃料進(jìn)行反應(yīng)的液態(tài)氧化劑。因此本發(fā)明不限于某一種類型的包含在燃料供應(yīng)中或由燃料電池系統(tǒng)使用的燃料、活化劑、電解質(zhì)溶液、氧化劑溶液或液體或固體。這里所用的術(shù)語“燃料”包括所有的能在燃料電池中或燃料供應(yīng)中進(jìn)行反應(yīng)的燃料，并且其包括但不限于上面所有合適的燃料、電解質(zhì)溶液、氧化劑溶液、氣體、液體、固體和/或具有添加劑和催化劑的化學(xué)物質(zhì)以及它們的混合物。如這里所用的，術(shù)語“燃料供應(yīng)”包括但不限于可拋棄式盒、可再填充/重復(fù)使用的盒、容器、置于電子設(shè)備內(nèi)部的盒、可拆除的盒、置于電子設(shè)備外部的盒、燃料筒、燃料充填筒、其他可存儲(chǔ)燃料的容器，以及與燃料筒和容器相連的管子。盡管在下文結(jié)合本發(fā)明的示例性實(shí)施例描述了盒，但是應(yīng)該注意，這些實(shí)施例也可以用于其他的燃料供應(yīng)，并且本發(fā)明不限于某一特定類型的燃料供應(yīng)。本發(fā)明的燃料供應(yīng)也可以用于存儲(chǔ)不在燃料電池中使用的燃料。這些應(yīng)用包括但不限于，為在硅晶片上構(gòu)建的微燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)存儲(chǔ)碳?xì)浠衔锖蜌淙剂?，發(fā)表在TheIndustrialPhysicist(2001年12月/2002年1月)，第20-25頁中的“HereCometheMicroengines”一文中進(jìn)行了討論。正如在本申請(qǐng)中所使用的，術(shù)語“燃料電池”也包括微型發(fā)動(dòng)機(jī)。其他應(yīng)用包括存儲(chǔ)用于內(nèi)燃機(jī)的傳統(tǒng)燃料和碳?xì)浠衔?，例如用于口袋型打火機(jī)和實(shí)用打火機(jī)的丁烷和液態(tài)丙烷。參考圖1-4，示出燃料供應(yīng)10。燃料供應(yīng)10可具有任何便利的形狀，包括但不限于示出的形狀。燃料供應(yīng)10具有殼體12、蓋14、第一閥門16和第二閥門18。蓋14配合在殼體12上，并通過0形環(huán)13進(jìn)行密封。也可以通過粘結(jié)劑或超聲波焊接實(shí)現(xiàn)密封。第一閥門16的大小和尺寸做成與壓力調(diào)節(jié)器20相匹配，第二閥門18的大小和尺寸做成與裝置閥門22相匹配。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料供應(yīng)10是可拋棄式的，更加優(yōu)選地是可再生的。更加特別地，殼體12是可再生的或重復(fù)使用的，內(nèi)襯28和/或蓋14是可拋棄式的。壓力調(diào)節(jié)器20和裝置閥門22優(yōu)選是可重復(fù)使用的，并連接到燃料電池的部件或一裝置，燃料電池可為該裝置提供功率從而節(jié)省成本。參考圖3-5，其中詳細(xì)示出了內(nèi)部構(gòu)件，燃料供應(yīng)10具有壓縮氣體室24和液體燃料室26，其中液體燃料保持在內(nèi)襯28內(nèi)。如上所述地，液體燃料是由燃料電池直接使用的燃料，例如甲醇和乙醇。液體燃料也可以是在反應(yīng)室中水解而產(chǎn)生給燃料電池提供功率的氫的液體反應(yīng)物，如與固體金屬氫化物反應(yīng)而形成氫燃料的水或其他活化劑。第一閥門16允許壓縮氣體離開燃料供應(yīng)10的加壓或壓縮氣體室24進(jìn)入壓力調(diào)節(jié)器20，然后將減壓的氣體輸送回到燃料供應(yīng)10，進(jìn)入液體燃料室26，給內(nèi)襯28施加壓力。第一閥門16包括配合在壓縮氣體室24的側(cè)壁上并通過0形環(huán)32密封的閥體30。內(nèi)中心柱34與閥體30固定連接，例如通過過盈配合，使得在內(nèi)中心柱34和閥體30之間基本上不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。流動(dòng)通道36限定在內(nèi)中心柱34的柱干(stem)和閥體30之間。在一個(gè)實(shí)例中，柱干為圓柱形，一部分柱干被銼掉以形成一平面。如圖3和5清楚所示，在該平面和閥體30之間形成內(nèi)流動(dòng)通道36。如所示出的，內(nèi)彈性密封38布置在內(nèi)中心柱34的頭部和閥體30的頂部部分之間，以便為內(nèi)流動(dòng)通道36提供密封。第一閥門16還具有環(huán)繞在內(nèi)中心柱34周圍布置的外中心柱40，同時(shí)如所示出的在它們之間留出一定的空間。外中心柱40也與閥體30固定連接，例如通過過盈配合，使得在外中心柱40和閥體30之間基本上不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。外流動(dòng)通道42限定在外中心柱40的外側(cè)周圍以允許來自壓力調(diào)節(jié)器20的減壓氣體再次進(jìn)入燃料供應(yīng)10。如圖5清楚所示，在燃料供應(yīng)10中外流動(dòng)通道42被再次引導(dǎo)向液體燃料室26。外彈性密封44為外流動(dòng)通道42提供密封，并定位在外中心柱40的頭部的下方和可選擇的帽46上。可以省略帽46，閥體30向上延伸與外彈性密封44接合，或者彈性密封44向下延伸與閥體30接合。盡管示出的內(nèi)流動(dòng)通道36在外流動(dòng)通道42的內(nèi)側(cè)，但是這兩個(gè)流動(dòng)通道可以按相反的順序布置，或者并排布置。如圖3和5所示，第一閥門16被關(guān)閉或密封。為了打開第一閥門16，將管子48推入第一閥門16中。管子48包括內(nèi)管50和外管52。這兩個(gè)管子彼此相連以保持其相對(duì)位置，例如通過輻條或連接板(未示出)。內(nèi)管50的大小和尺寸做成與內(nèi)中心柱34和外中心柱40之間的空間54相配合，外管52的大小和尺寸做成與外中心柱40和蓋14之間的空間56相配合。內(nèi)管50壓縮內(nèi)彈性密封38以打開流路36，外管52壓縮外彈性密封44以打開流路42。壓縮氣體通過流路36離開燃料供應(yīng)10，減壓氣體通過流路42再次進(jìn)入燃料供應(yīng)以給液體燃料加壓。在本發(fā)明的一個(gè)創(chuàng)造性方面，由于第一閥門16包括中心柱34、40，因此這是不可互換的。特別地，閥門16僅在具有適當(dāng)直徑的管子48插入圍繞中心柱34、40的環(huán)形空間中壓縮彈性密封38、44后才可打開。中心柱34、40設(shè)計(jì)成防止直徑更大或更小的外部物體(如鋼筆、鉛筆、回形針、手指等等)打開閥門。中心柱34和40也可以通過各種方法與閥體30連接，例如搭扣配合、粘結(jié)劑、超聲波焊接等等，只要其限制了中心柱和閥體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，中心柱34、40可以在填充操作之后或期間進(jìn)行裝配。因此，燃料將更快地流入盒并且局限比其他設(shè)計(jì)更少。第二閥門18與第一閥門16相同，除了它僅被配置成允許液體燃料流出燃料供應(yīng)10之外。第二閥門18包括閥體58和中心柱60，如上所述地，該中心柱與第一閥門16的內(nèi)中心柱34基本上相同。彈性密封62密封第二閥門18，以及流動(dòng)通道64限定在內(nèi)中心柱60和閥體58之間。內(nèi)襯28與閥體58密封地相連。管子66的大小和尺寸做成可進(jìn)入第二閥門18的空間68以壓縮彈性密封62，從而打開第二閥門18使得液體燃料受來自流動(dòng)通道64的加壓氣體壓迫而流出燃料供應(yīng)10?？蛇x擇地，管子48或66具有非標(biāo)準(zhǔn)的大小。換句話說，其尺寸與通常在家或辦公室中用到的物體尺寸不同，使得更加難以無意地壓縮密封元件38、44或62。可替換地，管子48或66應(yīng)該具有非圓形或多邊形(規(guī)則的或不規(guī)則的)截面。當(dāng)然，中心柱34、40或60應(yīng)該具有相匹配的形狀以便接納管子。在圖7-8所示的可替換實(shí)施例中，彈性密封38、44和62被0形環(huán)38'、44'和62'替換。中心柱34'和40'修改成提供成角度的支持面以便用0形環(huán)密封。該實(shí)施例中的中心柱60'具有外環(huán)61'，其用于給管子66提供進(jìn)入的空間68'進(jìn)而打開第二閥門18。如圖5-8以及其他附圖所示，面對(duì)管子48和66的閥門16和18的頂面也可以稱為配合面。通過如下所示的理想氣體定律可以確定在整個(gè)燃料供應(yīng)10的預(yù)計(jì)使用期中推動(dòng)液體燃料所需的壓縮氣體室24的高壓((P·V/T)24+(P·V/T)26)初始=((P·V/T)24+(P·v/τ)26)最終其中對(duì)于液體燃料室26來說，P=推動(dòng)液體燃料從第二閥門18流出內(nèi)襯28/燃料室26的壓力，其中在一個(gè)實(shí)例中其可以是“x”psi計(jì)(Psig)或(14.7+x)psi絕對(duì)值(Psia)，x是期望的推動(dòng)壓力；燃料室26的初始?jí)毫?yīng)該是14.7psia或Opsig；燃料室26的最終壓力應(yīng)該是(14.7+x)psia或χpsigV=液體燃料室26的體積；T=液體燃料室26的(絕對(duì))溫度，其通常是環(huán)境溫度。其中對(duì)于壓縮氣體室24，P=初始?jí)毫?待確定的；室24的最終壓力為χpsig或(14.7+x)psiaV=壓縮氣體室24的體積；以及T=通常也是環(huán)境溫度。由于兩邊的溫度應(yīng)該相同，因此它們可以從方程式中消除。(P·V)24,初始+(P·V)26,初始=(P·V)24,最終+(P·V)26,最終P24,初始=+(PV)-(Ρ·ν)苧爐」-V24在一個(gè)實(shí)例中，如果體積為50cc的液體燃料室26需要2psig或16.7psia的壓力以將燃料推出第二閥門18，以及壓縮氣體室24的體積為5cc，則可按下式計(jì)算壓縮氣體室24的初始?jí)毫?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>P24,初始=36.7psia(或22psig)類似地，如果壓縮氣體室24的體積為10cc，則其初始?jí)毫梢允?6.7psia或12psig。如果該高的初始內(nèi)部壓力直接連通到液體燃料室26，則內(nèi)襯28會(huì)出現(xiàn)壓力峰值，液體燃料將以相對(duì)高的速度離開燃料供應(yīng)10，這是不期望的。此外，更多的液體燃料輸送出燃料供應(yīng)10，液體燃料室26中的壓力將隨著時(shí)間持續(xù)降低，以及液體燃料以持續(xù)減小的速度離開燃料供應(yīng)10。那么接收液體燃料的反應(yīng)室的燃料電池必須適應(yīng)這種變化的液體燃料速度。如圖1中以參考數(shù)字20示意性示出地，通過在壓縮氣體室24和液體燃料室26之間插入壓力調(diào)節(jié)器可解決變化的液體燃料速度。壓力調(diào)節(jié)器20的進(jìn)口壓力的取值范圍可以比較寬(例如28、到2008、)，并控制出口壓力處于恒定的水平，例如2psig。參考圖3-4，壓縮氣體室24設(shè)置在燃料供應(yīng)10中；然而，壓縮氣體室24可以設(shè)置在燃料電池或由燃料電池提供功率的裝置中，或者可以是單獨(dú)的盒。下面的表1顯示了在圖1-8中示出的燃料供應(yīng)10的實(shí)驗(yàn)?zāi)M的結(jié)果，其中壓力調(diào)節(jié)器20插入在壓縮氣體室24和液體燃料室26之間。實(shí)驗(yàn)?zāi)M可按下述方式進(jìn)行。壓縮氣體室24為3.2cm3容量的改進(jìn)注射筒，通過導(dǎo)管用來自外部供應(yīng)的大約SOpsi的空氣來給壓縮氣體室24加壓，其中通過球閥調(diào)節(jié)流量。導(dǎo)管也可以用于使氣體室24的氣體流動(dòng)到壓力調(diào)節(jié)器20。使用設(shè)置在氣體室24和壓力調(diào)節(jié)器20之間的O-IOOpsi壓力傳感器測量該高壓輸入。壓力調(diào)節(jié)器20用于產(chǎn)生基本上恒定的低輸出壓力，以推動(dòng)來自液體燃料室26的液體燃料(即去離子水)，液體燃料室為35cm3容量的改進(jìn)注射筒。改進(jìn)的T形管將壓力調(diào)節(jié)器20和液體燃料室26相互連接。壓力調(diào)節(jié)器20和與其流體連接的液體燃料室設(shè)置在MettlerToledoXS204分析天平上，該分析天平可測量液體燃料即去離子水的重量。液體燃料通過配管流出液體燃料室26，該配管將液體燃料提供給流體收集量杯，其中所述配管包括在其端部的0.45μm的過濾器(可商購美國馬塞諸薩州的Billerica的Millipore公司的Millex-HPFHV過濾器，零件#SLHVM25NS)和0.0025”直徑的孔板(可商購于康涅狄格州的，Trumbull的0，KeffeControls公司的零件IBLP-2E-SS)。設(shè)置在液體燃料室26和流體收集量杯之間的0-30psi的壓力傳感器測量流體壓力，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解該流體壓力等于輸出壓力。首先，在實(shí)驗(yàn)?zāi)M中，調(diào)節(jié)的壓力推動(dòng)空氣流出管線并穩(wěn)定在大約1.6psi。接著，關(guān)閉球閥將外部SOpsi的空氣供應(yīng)與壓縮氣體室24隔離。在實(shí)驗(yàn)?zāi)M過程中，測量輸入壓力、輸出壓力、燃料重量(即改進(jìn)注射筒液體燃料室26中水的重量)。在215分鐘(12，902.5秒)的時(shí)間內(nèi)每0.5秒測量一次。然而，為了清楚起見，表1中的結(jié)果顯示了在以下選定時(shí)間處的測量結(jié)果0秒(當(dāng)液體燃料室26中沒有燃料時(shí)，分析天平為零)，0.5秒(當(dāng)液體燃料室26中充滿去離子水時(shí))，55秒(當(dāng)用大約SOpsi的空氣給壓縮氣體室24加壓時(shí))，在每隔300秒的時(shí)間間隔處，以及在12，902.5秒(當(dāng)沒有更多的燃料殘留在液體燃料室26中時(shí))。當(dāng)支撐負(fù)荷的配管移動(dòng)時(shí)，已在將分析天平調(diào)零和開始模擬實(shí)驗(yàn)之間的期間內(nèi)調(diào)節(jié)燃料重量數(shù)據(jù)+1.2256克。在模擬實(shí)驗(yàn)快結(jié)束時(shí)的微小重量減輕反映了分析天平的固有誤差。結(jié)果表明，壓力調(diào)節(jié)器20可以從壓縮氣體室24接受大約SOpsi的高壓力輸入，并提供大體上恒定的在大約1.6psi和大約0.3psi之間的較低輸出壓力，從而推動(dòng)液體流出液體燃料室26，該液體燃料室26最初填充有大約30克的去離子水。壓縮氣體室24的壓力隨著時(shí)間從大約SOpsi減小到大約12psi，但是推動(dòng)液體燃料流出液體燃料室26的壓力在大約1.6psi和大約0.3psi之間基本上保持在相同的水平。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解，相對(duì)小的輸出壓力變化處于可接受的范圍，從而允許燃料電池或反應(yīng)室以可估計(jì)的壓力接受液體燃料，該壓力是操作燃料電池或反應(yīng)室可接受的。當(dāng)液體燃料以相對(duì)恒定的流量流出液體燃料室26時(shí)，其重量從大約30克減小到大約0克。如這里所使用的，術(shù)語“基本上恒定”表示壓力波動(dòng)即便有的話也小于大約士2.Opsi，優(yōu)選地小于大約士1.5psi，更優(yōu)選地小于大約士1.Opsi。如這里所使用的，術(shù)語“低壓”或“較低壓力”表示壓力小于或等于大約5psi，優(yōu)選地是壓力小于或等于大約3，更優(yōu)選地是壓力小于或等于大約2psi。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>下面示出了輸入壓力、輸出壓力和燃料供應(yīng)重量隨經(jīng)過時(shí)間變化的函數(shù)曲線。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>進(jìn)行的另一個(gè)燃料供應(yīng)10的模擬實(shí)驗(yàn)沒有壓力調(diào)節(jié)器20，其中使用已知的2psig壓力的壓縮氣體外部源來推動(dòng)燃料從內(nèi)襯28通過閥門18。該模擬設(shè)計(jì)成確定燃料供應(yīng)10的輸出壓力是否大體上恒定，需要壓縮內(nèi)襯28并推動(dòng)燃料通過閥門18的壓力下降是否是可接受的，以及流量是否大體上恒定。測量閥門18下游處的出口壓力。結(jié)果在下面的表2中示出。表2.<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>下面示出了流量、輸出壓力和剩余燃料隨經(jīng)過時(shí)間變化的函數(shù)曲線。<image>imageseeoriginaldocumentpage16</image>可以在壓縮氣體室24中存儲(chǔ)任何類型的氣體，包括但不限于空氣、氮?dú)?、二氧化碳、惰性氣體等等。本發(fā)明不限于任何類型的壓縮氣體。壓縮氣體室24也可以包含液化的碳?xì)浠衔?，例如在香煙打火機(jī)中使用的那些碳?xì)浠衔?。使用液化碳?xì)浠衔锏囊粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)是，較小體積的液化碳?xì)浠衔锟梢赞D(zhuǎn)變成較大體積的更高壓力的氣體，由此顯著地減小壓縮氣體室24的體積。合適的液化碳?xì)浠衔锇ǖ幌抻诙⊥?、異丙醇、柴油和汽油。也可以使用甲醇和其他液體或凝膠形式的醇類。在壓縮氣體室24內(nèi)使用的合適氣體和其他物質(zhì)披露于2005年10月5日提交的、序列號(hào)為11/243，767的、共同所有且共同未決的已公開的美國專利申請(qǐng)US2007/0077470A1,以及披露于2005年10月5日提交的、序列號(hào)為11/244,218的、共同所有且共同未決的已公開的美國專利申請(qǐng)US2007/0077463A1。在此通過引用將以上兩篇文獻(xiàn)全文并入本文。在2006年1月6日提交的、序列號(hào)為11/327，580的、未決且共同所有的已公開的美國專利申請(qǐng)US2006/0174952A1中描述了多個(gè)合適的壓力調(diào)節(jié)器20。在此通過引用將該‘952申請(qǐng)全文并入本文。圖9A和9B示出了第一壓力調(diào)節(jié)閥126，其示出于參考文獻(xiàn)‘952的圖4A和4B中。為了便于參考，在參考‘952中使用的參考數(shù)字也可以在這里使用。壓力調(diào)節(jié)閥126包括壓敏隔板140。然而，如圖9B中清楚所示地，在該實(shí)施例中，隔板140夾在兩個(gè)殼體元件即閥殼146和閥蓋148之間，并在其中心形成有孔149。附加地，在閥殼146和閥蓋148的連接處形成空間129，以允許隔板140由于通道143的入口壓力、通道145的出口壓力和參考?jí)毫ref之間的壓力差而移動(dòng)或彎曲。閥殼146具有限定了通過調(diào)節(jié)閥126的流路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。特別地，通道143和145形成在閥殼146中，其中通道143具有入口壓力并在第一閥門16打開時(shí)與壓縮氣體室24流體連通，通道145具有出口壓力并在第一閥門16打開時(shí)與液體燃料室26流體連通。此外，排放通道141形成在閥蓋148中，使得隔板140暴露于參考?jí)毫ο拢搮⒖級(jí)毫梢允谴髿鈮毫蚱渌麉⒖級(jí)毫Α？商鎿Q地，隔板可以在參考?jí)毫ο卤粡椈善?。閥殼通道143布置成可滑動(dòng)地容納閥桿142。閥殼通道143布置成在閥殼146和閥蓋148的連接處或附近變窄，從而形成肩部137。閥桿142優(yōu)選地是具有細(xì)長桿部138和帽131的整體元件。這種結(jié)構(gòu)允許細(xì)長的桿部138延伸穿過閥殼通道143的窄部，同時(shí)帽131抵靠在肩部137上。這樣，帽131和肩部137都包括密封表面，其用于當(dāng)帽131處于肩部137上時(shí)在肩部137處封閉通過閥門126的流路。此外，墊環(huán)147將閥桿142固定在隔板140的孔149中，由此在隔板140和閥桿142之間形成密封且牢固的連接。因此，當(dāng)隔板140移動(dòng)時(shí)，閥桿142也移動(dòng)使得帽131抵靠和離開肩部137，由此打開和關(guān)閉閥門126。如上所述地，當(dāng)壓力調(diào)節(jié)器126與第一閥門16相連時(shí)，來自壓縮氣體室24的相對(duì)高的壓力連通到入口143。在出口145處來自該壓力調(diào)節(jié)器的出口壓力通過第一閥門16連通到流動(dòng)通道142，以給液體燃料室26加壓。當(dāng)液體燃料室26中的壓力低于推動(dòng)液體燃料流出燃料供應(yīng)10所需的壓力時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器126處于如圖9A所示的打開配置中，其中隔板未被彎曲并且閥桿142的帽131離開肩部137。這樣，壓縮氣體流過壓力調(diào)節(jié)器126并進(jìn)入液體燃料室26。如上所述地，當(dāng)液體燃料室26中的壓力達(dá)到“x”psi時(shí)，隔板140朝閥蓋148變形到這樣一種程度使得閥桿142的帽131抵靠在肩部137上而密封壓力調(diào)節(jié)器126。當(dāng)更多的液體燃料輸送出液體燃料室26時(shí)，內(nèi)襯28的體積減小，由此減小液體燃料室26內(nèi)的壓力。這種壓力減小使隔板140遠(yuǎn)離閥蓋148移動(dòng)，從而使閥桿142移動(dòng)到打開位置，允許附加的壓縮氣體進(jìn)入液體燃料室26重新開始循環(huán)。壓力調(diào)節(jié)器126可在出口壓力P。utlet下打開或關(guān)閉，通過調(diào)節(jié)閥桿的長度，或調(diào)節(jié)帽131在打開位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)的距離，調(diào)節(jié)隔板140的撓性或彈簧常數(shù)，和/或通過調(diào)節(jié)Pref都可以調(diào)節(jié)該出口壓力。桿138的大小和尺寸做成可相對(duì)墊環(huán)147移動(dòng)以調(diào)節(jié)桿138的長度。桿138在墊環(huán)147和帽131之間的長度越長，關(guān)閉閥門126需要的壓力就越高。優(yōu)選地，出口壓力是大體上恒定的或保持在可接受的范圍內(nèi)，參考?jí)毫x擇或調(diào)節(jié)成提供這樣的出口壓力。換句話說，設(shè)置成使得當(dāng)入口壓力超過預(yù)定量時(shí)，隔板140關(guān)閉以使通道145的高出口壓力或波動(dòng)出口壓力最小。圖IOA和IOB示出了另一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器226，其披露于參考‘952的圖4C-4D。壓力調(diào)節(jié)器226與如上所述的壓力調(diào)節(jié)器126相似，閥殼248與閥帽247相連。入口243形成在閥帽247中，并與壓縮氣體室24相連，同時(shí)連接到液體燃料室26的壓力調(diào)節(jié)出口245形成在閥殼248中?？?51形成在閥帽247的下部。優(yōu)選地，孔251與壓力調(diào)節(jié)器226的縱軸稍微偏離。可變形的帶帽柱體250夾持在閥帽247和閥殼248之間。該帶帽柱體250包括上端部259、下端部287以及穿過上端部和下端部形成的孔或通道201。帶帽柱體250由本領(lǐng)域已知的任何可變形的彈性材料制成，如橡膠、氨基甲酸乙酯或硅樹脂。帶帽柱體250所起的作用與壓敏隔板相似。上端部259定位成鄰接閥帽247，使得當(dāng)沒有流體流過壓力調(diào)節(jié)器226時(shí)上端部259與閥帽247的下表面平齊。上端部259的邊緣固定在合適的位置使得即使上帽部259的其余部分發(fā)生彎曲，其邊緣仍然保持靜止和密封。下端部287定位成鄰接閥殼248。在閥殼248中形成有空間202，該空間位于下端部的正下方，以允許下端部287自由地彎曲。優(yōu)選地，下端部287具有和上端部259不同的直徑，如下面所說明的。由大體上剛性材料制成的護(hù)圈253環(huán)繞帶帽柱體250。護(hù)圈253限定有一個(gè)孔241，以連接在帶帽柱體250和護(hù)圈253之間在周向上形成的第二空間203，該第二空間具有參考?jí)毫ref。第二空間203的部分205布置成部分地沿下帽部287和在其下帽部287上延伸。為了調(diào)節(jié)壓力，入口氣體(或液體)通過入口243進(jìn)入壓力調(diào)節(jié)器226并流過孔251。孔251可以是限定在帽247上的環(huán)形通道或環(huán)。上端部259可密封孔251，直到來自入口243的入口氣體或液體施加的壓力達(dá)到閥值而使上端部259變形。當(dāng)氣體使上端部259變形時(shí)，該變形通過柱體250的本體傳遞也使下端部287變形。當(dāng)上端部259變形時(shí)，氣體可以通過孔251、帶帽柱體250，并流出調(diào)節(jié)出口245。由于施加在帶帽柱體250上的力是所施加壓力和暴露于該壓力下的面積的乘積，因此作用在帶帽柱體250上的力可以按下式合計(jì)入口力+參考力H出口力(入口243處的P·上端部259的面積)+(Pref·部分205的面積205)^(出口245處的P·下端部287的面積)當(dāng)出口力比入口力和參考力大時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器226關(guān)閉，當(dāng)出口力比入口力和參考力小時(shí)，壓力調(diào)節(jié)器226打開。由于在該實(shí)施例中出口力必須反平衡入口力和參考力，因此有利地下端部287的面積比上端部259的面積更大，正如所示出的，從而使得在增大出口壓力的情況下出口力更大。通過改變端部259和287以及部分205的面積，可以控制作用在帶帽柱體250上的力的平衡，確定打開和關(guān)閉閥門226所需的壓差。由于參考?jí)毫rrf容易下壓下端部287，因此附加壓力可以降低開始流動(dòng)的閥值壓力，即參考?jí)毫ο鄬?duì)高以有助于氣體使帶帽柱體250變形。可以調(diào)高或調(diào)低參考?jí)毫ref以便進(jìn)一步調(diào)節(jié)離開出口245的氣體壓力。圖IlA和IlB示出了壓力調(diào)節(jié)器426的另一個(gè)實(shí)施例，其在參考文獻(xiàn)‘952中是圖6A-6B。壓力調(diào)節(jié)器426與壓力調(diào)節(jié)器226相同，除了閥門426具有代替柔性帶帽柱體250的可滑動(dòng)活塞450。閥門426具有與閥帽447相連的閥殼448。在閥門447中形成有與壓縮氣體室24相連的入口443，而在閥殼448中形成有與液體燃料室26相連的壓力調(diào)節(jié)出口445。在閥帽447的下部形成有孔451。優(yōu)選地，孔451從壓力調(diào)節(jié)器426的縱軸稍微偏心。孔451包括多個(gè)形成為環(huán)的孔，使得入口壓力均勻地施加在可滑動(dòng)活塞450上?？苫瑒?dòng)活塞450可滑動(dòng)地布置在閥帽447和閥殼448之間?？苫瑒?dòng)活塞450包括具有第一直徑的上部459，具有第二直徑的下部487，以及穿過上部和下部形成的孔401，其中優(yōu)選地第二直徑比上部459的直徑更大?？苫瑒?dòng)活塞450可由現(xiàn)有技術(shù)已知的任何剛性材料制成，如塑料、彈性體、鋁、彈性體和剛性材料的組合或類似物?？臻g402形成在閥殼448中，以允許活塞450在帽47和殼體48之間滑動(dòng)。第二空間403形成在可滑動(dòng)活塞450和閥殼448之間?？臻g403與參考?jí)毫ref相連。空間403的部分405與下端部487相對(duì)地定位，使得可以向活塞450施加參考力。上部459定位成鄰接閥帽447，使得當(dāng)出口力大于入口力和參考力時(shí)，如上所述地，上部459與閥帽447的下表面齊平進(jìn)而關(guān)閉閥門426，如圖IlA所示。當(dāng)出口力小于入口力和參考力時(shí)，可朝殼體448推動(dòng)活塞450，使流體如氫氣從入口443經(jīng)過孔451和401流到出口445。此外，如上所述地參考閥門226，可以改變端部459和487以及空間405的表面積來控制閥門426的打開和關(guān)閉。圖12A-12B示出了另一個(gè)合適的壓力調(diào)節(jié)器。圖12A-C之前被披露于2007年2月2日提交的、序列號(hào)為No.60/887，918的、共同所有的共同未決的美國臨時(shí)申請(qǐng)，在此通過引用將該申請(qǐng)全文并入本文中。為了便于參考，當(dāng)在此使用時(shí)改變在臨時(shí)申請(qǐng)‘918中使用的參考數(shù)字的第一位數(shù)字，從而不會(huì)與上面使用的參考數(shù)字重疊。圖12A-12B示出了一個(gè)示例性的壓力調(diào)節(jié)器564。調(diào)節(jié)器564包括入口殼體566、出口殼體568和布置在入口殼體和出口殼體之間的護(hù)圈570?；钊?72可動(dòng)地布置在護(hù)圈570中。第一隔板574夾持在入口殼體566和護(hù)圈570之間，第二隔板576夾持在出口殼體568和護(hù)圈570之間。入口殼體566限定了與壓縮氣體室24相連的入口通道578，出口殼體568限定了與液體燃料室26相連的出口通道580。容納有活塞572的護(hù)圈570的內(nèi)部可以暴露在參考?jí)毫ο?，該參考?jí)毫梢允谴髿鈮毫?。在入口通?78正下方的第一隔板574下面布置球582，以幫助密封入口通道。如所示出的，第一隔板574暴露在入口壓力下，第二隔板576暴露在出口壓力下。由于施加于活塞572上的力是所施加壓力和暴露于該壓力下的面積的乘積，因此作用在活塞572上的力可以按下式合計(jì)入口隔板上的力為入口壓力入口面積=參考?jí)毫θ肟诿娣e+活塞力(上表面)出口隔板上的力為出口壓力出口面積=參考?jí)毫Αこ隹诿娣e+活塞力(下表面)由于作用在上表面上的力等于作用在下表面上的力，因此活塞力在兩個(gè)方程式中相同。求解兩個(gè)方程式的活塞力并將其作成等式(入口壓力-參考?jí)毫?·入口面積=(出口壓力-參考?jí)毫?·出口面積該等式可以改寫成(出口壓力-參考?jí)毫?=(入口壓力-參考?jí)毫?人口面積/出口面積對(duì)于參考?jí)毫镺psi或1個(gè)大氣壓的情況出口壓力=入口壓力人口面積/出口面積對(duì)于參考?jí)毫Σ粸镺psi的情況，活塞兩側(cè)受相對(duì)其各自面積的參考?jí)毫Φ淖饔?。在操作調(diào)節(jié)器的過程中，入口面積會(huì)發(fā)生變化。在出口壓力上升到足夠高而關(guān)閉入口前，入口面積等于活塞的上表面。在出口壓力上升到足夠高而關(guān)閉入口后，入口面積收縮到小的入口。這個(gè)特征將減少活塞的擺動(dòng)，同時(shí)出口壓力稍微降低。當(dāng)出口力小于入口力時(shí)，入口壓力使第一膜片向下從而打開從入口通道578到內(nèi)環(huán)形通道584的流路，該內(nèi)環(huán)形通道與頂部橫向通道586相連，該頂部橫向通道與外環(huán)形通道588和連接通道590相連，該連接通道與下部橫向通道592和出口通道580相連。有利地，出口通道580在594處被擴(kuò)大以允許氣體在排出前膨脹和損失一部分附加壓力。出口通道580也被擴(kuò)大使得調(diào)節(jié)器564可以配合在燃料電池系統(tǒng)的其他構(gòu)件上。如圖12A所示出的，橫向通道586和592由球密封。圖12C示出了壓力調(diào)節(jié)器564的另一個(gè)實(shí)施例，其操作方式與圖12A-12B的實(shí)施例相同。如圖12C所示，調(diào)節(jié)器564也具有出口隔板/襯墊577和與出口殼體568的底部相連的端帽596。端帽596具有連通參考?jí)毫Φ交钊?72的通道，和更大的用于排氣以在排出前得到更大壓降的出口通道580。隔板/襯墊577可以用0形環(huán)代替。根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供不帶有壓力調(diào)節(jié)器的燃料供應(yīng)610，如圖13所示。該燃料供應(yīng)也包括具有蓋14和內(nèi)襯28的殼體12。提供閥門18將來自內(nèi)襯28的液體燃料連通到反應(yīng)室產(chǎn)生氫，連通到燃料電池或由燃料電池提供功率的裝置。通過彈簧夾612向內(nèi)襯28施加壓力。為了均勻地在內(nèi)襯28上分布?jí)毫Γ趦?nèi)襯28的每一側(cè)上提供剛性板614。為了精確計(jì)量燃料供應(yīng)中剩余的燃料量，如圖14和14A所示提供燃料計(jì)量器700。燃料計(jì)量器700包括細(xì)絲702和讀出器704。細(xì)絲702的一端與內(nèi)襯28的底部或側(cè)部相連。當(dāng)將燃料輸送出內(nèi)襯28時(shí)，內(nèi)襯收縮，在圖14中示出為28'。收縮的內(nèi)襯將細(xì)絲702拉向內(nèi)部。當(dāng)拉動(dòng)細(xì)絲702時(shí)，相反的端部沿讀出器704移動(dòng)，從而顯示出剩余燃料的量?？赡苄枰?zhǔn)來精確地標(biāo)記讀出器704，讀出器704上的散列序號(hào)(例如E，1/4，1/2，3/4，F(xiàn))可以彼此不均勻地間隔。在由于包含在內(nèi)襯28中的燃料汽化而產(chǎn)生的氣體使襯墊28再次膨脹時(shí)，由于細(xì)絲702是柔性的，因此再次膨脹的的內(nèi)襯不會(huì)向外拉動(dòng)細(xì)絲702，由此燃料計(jì)量器700上的讀數(shù)不會(huì)因內(nèi)襯的再次膨脹而發(fā)生變化。因此，燃料計(jì)量器700的優(yōu)點(diǎn)包括簡單、準(zhǔn)確和可重復(fù)性?；氐剿褂玫倪@類閥門16、18，在其他可替換的實(shí)施例中，如圖15(a)-(c)和圖16(a)-(c)所示，第一閥門16或第二閥門18具有位于任一閥門入口附近的密封元件870(例如，0形環(huán)、密封面、墊圈、包覆成型的彈性部、彈性球等等)。例如，如圖15(a)-15(c)和圖16(a)-16(c)所示，密封元件870是置于凹槽中的0形環(huán)，所述凹槽限定在第二閥門18的閥體58中。在閥體858、密封元件870和中心柱860之間提供密封。在閥體858和中心柱860之間提供空間868。在該實(shí)施例中，管子866的大小和尺寸做成比中心柱860更大，當(dāng)將管子866插入空間868中時(shí)，其向外推動(dòng)0形環(huán)870以在管子866和中心柱860之間形成流動(dòng)通道864，如圖15(b)和15(c)所示。如圖15(c)所示，進(jìn)一步插入管子866可確保管子866在閥體858內(nèi)的穩(wěn)定性。當(dāng)如圖15(b)所示首先將管子866插入空間868中時(shí)，可選擇地在管子866和閥體858之間形成構(gòu)件間密封。圖15(d)示出了閥門18和管子866的分解視圖。圖16(a)-(d)的實(shí)施例與圖15(a)-(d)的實(shí)施例相同，除了由0形環(huán)870提供密封，以及由彈性密封862和中心柱870提供第二密封。這里如圖16(b)所示，當(dāng)管子866推開0形環(huán)870時(shí)，閥門18保持密封，直到如圖16(c)所示管子866壓縮彈性密封862形成了流路864。圖16(d)示出了相配合的管子866和閥門18的分解視圖。盡管對(duì)于閥門18示出了圖15(a)-(c)和圖16(a)_(c)中的順序，但是可以應(yīng)用同等的順序在管子48和閥門16之間形成構(gòu)件間的密封，之后打開閥門16中的內(nèi)部密封。閥門16或閥門18的關(guān)閉順序類似于上述打開順序的相反過程。首先，以手動(dòng)或自動(dòng)的方式使用現(xiàn)有技術(shù)已知的任何彈射機(jī)構(gòu)，使盒10與裝置脫離，任何壓縮密封(例如彈性密封38、44、62和862，0形環(huán)38',44'和62'，或密封元件870)釋放其存儲(chǔ)的能量并返回到其初始位置。有利地，在一個(gè)特殊的實(shí)施例中，壓縮密封本身可以用作彈射機(jī)構(gòu)。因此，不需要外部彈簧彈力來彈射盒10，由此可保持盒10內(nèi)的空間。在盒被彈射之后，彈性密封返回其初始位置，中心柱再次緊貼彈性密封，關(guān)閉通向燃料盒的流路。圖17(a)_(d)示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。如所示出的，連接閥門872包括兩個(gè)閥門構(gòu)件874和876。一個(gè)閥門構(gòu)件與燃料供應(yīng)或裝置(例如燃料電池、再填充裝置，或任何其他適于在燃料電池系統(tǒng)中使用的裝置)相配合，另一個(gè)閥門構(gòu)件與另一個(gè)燃料供應(yīng)或裝置相配合。優(yōu)選地，第一閥門構(gòu)件874與裝置相配合，第二閥門構(gòu)件876優(yōu)選與燃料供應(yīng)相配合。圖17(a)-(c)示出了描述第一閥門構(gòu)件874和第二閥門構(gòu)件876相連并打開其中的內(nèi)部密封的順序，圖17(d)示出了連接閥門872的分解視圖。第一閥門構(gòu)件874包括具有頂部部分877a和底部部分877b的殼體。頂部部分877a包圍著與0形環(huán)880流體連接的軟管878。0形環(huán)880和中心柱881形成內(nèi)部密封，所述中心柱示出為與頂部部分877a構(gòu)成一體。提供具有一對(duì)在直徑上對(duì)置的孔884的內(nèi)管882，以便選擇性地壓縮0形環(huán)880。內(nèi)管882的大小和尺寸做成配合在外管886中。管子882和886的大小和尺寸做成在它們之間限定一個(gè)空間，并構(gòu)成流路的一部分。內(nèi)管882和外管886都置于底部部分877b中，并通過輻條或連接板(未示出)彼此相連以保持其相對(duì)位置。當(dāng)0形環(huán)880沒有被壓縮時(shí)，它與中心柱881鄰接以密封閥門構(gòu)件874。當(dāng)0形環(huán)被壓縮時(shí)，形成穿過閥門構(gòu)件874的流路，該流路從軟管878穿過壓縮的0形環(huán)880進(jìn)入管子882的中空端，然后穿過孔884以及穿過內(nèi)管882和外管886之間的空間。第二閥門構(gòu)件876也具有若干個(gè)元件，包括具有頂部部分888a和底部部分888b的殼體888。有利地，中心柱890固定連接到底部部分888b上，并具有成角度的支持面，所述支持面與0形環(huán)892形成內(nèi)部密封。底部部分888b也具有流體連接到0環(huán)形892的軟管894。閥門構(gòu)件874的外管886也比中心柱890更大，以允許流體在它們之間流動(dòng)。第一閥門構(gòu)件874和第二閥門構(gòu)件876可通過螺釘896在通道898中連接在一起。此外，在第一閥門構(gòu)件874和第二閥門構(gòu)件876之間設(shè)置0形環(huán)(未示出)，以便于在兩個(gè)閥門構(gòu)件之間形成構(gòu)件間密封。圖17(a)示出了沒有和第二閥門構(gòu)件876相連的第一閥門構(gòu)件874。如圖17(b)所示，為了連接燃料供應(yīng)和燃料電池以及將燃料供應(yīng)的燃料輸送到燃料電池，第一閥門構(gòu)件874的外管886可插入第二閥門構(gòu)件876中中心柱890周圍的空間900中，直到其接觸O形環(huán)892。在圖17(c)中，第一閥門構(gòu)件874和第二閥門構(gòu)件876中的內(nèi)部密封被打開而形成流路901。當(dāng)中心柱890推壓內(nèi)管882進(jìn)而壓縮O形環(huán)880時(shí)第一閥門構(gòu)件874中的內(nèi)部密封打開。當(dāng)?shù)谝婚y門構(gòu)件874的外管886壓縮O形環(huán)892時(shí)第二閥門構(gòu)件876中的內(nèi)部密封打開。在第二閥門構(gòu)件876中形成從壓縮的O形環(huán)892周圍的軟管894開始并且穿過中心柱890和第一閥門構(gòu)件874的外管886之間的空間的流路。如圖17(c)所示，流路901是第一閥門構(gòu)件874和第二閥門構(gòu)件876中的流路的組合。燃料可以沿任一方向通過流路901從軟管878流到軟管894，反之亦然。當(dāng)形成流路901時(shí)，可以同時(shí)打開第一閥門構(gòu)件874和第二閥門構(gòu)件876，或者在兩個(gè)閥門構(gòu)件之間形成連接后按照一定的順序定時(shí)地打開兩個(gè)閥門構(gòu)件。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，在一些情況下，在打開通向盒10的流路前打開通向裝置的流路是有利的，例如可以確保裝置在獲得存儲(chǔ)于盒10中的燃料前準(zhǔn)備好接受流體或氣體。通過簡單地調(diào)節(jié)內(nèi)管882、外管886或中心柱890的長度，就可以實(shí)現(xiàn)這種順序打開。例如，如果第一閥門構(gòu)件874與裝置相連，則可以縮短外管886，或者加長內(nèi)管882或中心柱890。在這種情況下，中心柱890在外管886嚙合0形環(huán)892之前使內(nèi)管882發(fā)生移動(dòng)?？商鎿Q地，如果第二閥門構(gòu)件876與裝置相連，則可以加長外管886，使得其在內(nèi)管882嚙合中心柱890之前壓縮0形環(huán)892。這些結(jié)構(gòu)中的任何一種或其組合也都可以獲得一種閥門構(gòu)件，其具有比其他閥門構(gòu)件更長的沖程來打開其流路，從而該閥門構(gòu)件具有比其他閥門構(gòu)件更長的打開順序。圖18(a)和18(b)示出了第一閥門構(gòu)件874'的另一種變型。這里，中心柱881通過過盈配合連接到殼體877a，下殼體部分877b與外管886相結(jié)合。內(nèi)管882可以相對(duì)下殼體877b/外管886稍微向上和向下移動(dòng)，以壓縮和釋放0環(huán)形880。該閥門構(gòu)件874'的操作與在圖18(a)-(d)中描述的第一閥門構(gòu)件874相同。圖19(a)_(b)示出了第一閥門構(gòu)件874“的另一種變型。這里，中心柱881向下或向外延伸，并通過過盈配合固定到第一殼體部分877a上。單個(gè)管子882/886代替了內(nèi)管882和外管886，并且是可以移動(dòng)的以便壓縮0形環(huán)880，從而如上所述地和中心柱881—起提供密封。管子882/886配合在中心柱81的外部，并在它們之間形成一間隙。護(hù)圈905設(shè)計(jì)成通過與管子882/886的外環(huán)103相干涉而使管子882/886保持在閥門構(gòu)件874〃中。當(dāng)壓縮0環(huán)形880時(shí)，可形成從圍繞中心柱881的細(xì)柱干和圍繞壓縮的0形環(huán)880的管子878進(jìn)入管子882/886和中心柱881之間的空間的流路。當(dāng)如圖17(a)-(d)所示地連接到第二閥門構(gòu)件876時(shí)，管子882/886同時(shí)地或者按照如上所述的順序壓縮第二閥門構(gòu)件876的0形環(huán)892，以及第一閥門構(gòu)件874的0形環(huán)880。參考圖20(a)-(d)，示出了閥門18的另一種變型。在該實(shí)施例中，中心柱860與閥體858構(gòu)成一體，但是也可以如上面和下面結(jié)合圖21(a)-(b)所討論地那樣分開并與閥體858相連。在這種情況下密封元件862是非平型墊圈或者是帶緣墊圈，從而和中心柱860一起提供唇形密封。如圖20(a)清楚所示，帶緣墊圈862保持在閥體858和護(hù)圈907之間。如所示出的，墊圈862的密封部分向內(nèi)定向并壓靠在中心柱860上，以提供密封。在該實(shí)施例中，在護(hù)圈907和中心柱860之間形成一空間868，且該空間的大小和尺寸做成接納管子866。此外，在管子866和中心柱860之間形成間隙以允許燃料流過。如圖20(b)所示，管子866穿過空間868插入閥門構(gòu)件18，直到其接觸并超出帶緣墊圈862，如圖20(c)所示。當(dāng)將管子866推過帶緣墊圈862時(shí)，就如所示出的形成了燃料流路864。圖21(a)_(b)示出了圖20(a)-(d)的閥門構(gòu)件的一種變化。這兩個(gè)閥門構(gòu)件彼此相同，除了墊圈862是平墊圈，以及中心柱860與閥體858分離。此外，閥體858具有構(gòu)成一部分流路864形成于其中的切除通道909。通過考慮這里公開的說明書和本發(fā)明的實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，代替內(nèi)襯28，液體燃料室26包括液體燃料隔室和與壓力調(diào)節(jié)器的輸出流體連通的氣體隔室，上述兩個(gè)隔室由可動(dòng)的密封活塞隔開。當(dāng)然，內(nèi)襯也可以和可動(dòng)活塞一起使用?？商鎿Q地，代替內(nèi)襯和可動(dòng)活塞，液體燃料室26具有一柔性管，其一端具有平衡塊，另一端與閥門18相連。柔性管的受力(weighted)端應(yīng)該在任意定向燃料供應(yīng)10時(shí)都與液體燃料接觸，并且與液體/氣體界面的液體燃料相接觸的壓縮氣體提供壓力以推動(dòng)液體燃料通過柔性管流向閥門18。公開號(hào)為2006/0191199的美國專利描述了多種受力的柔性燃料管，在此通過引用將該專利全文并入本文。如果燃料供應(yīng)的定向沒有改變，那么可以用固定的虹吸管代替受力柔性管。附加的，壓縮氣體室24可以布置在燃料供應(yīng)10的外部。例如，可以在裝置/燃料電池中提供隔室以容納壓縮氣體筒，當(dāng)將壓縮氣體筒插入隔室時(shí)可穿透儲(chǔ)氣筒。此外，可以用箔片或其他不透氣膜密封壓縮氣體室24或壓縮氣體筒，所述不透氣膜在首次使用前可被剝離，以延長燃料供應(yīng)10/壓縮氣體室24的保存期限。第一閥門16和第二閥門18可以用鴨嘴閥或球形彈簧閥或在以下文獻(xiàn)中公開的閥門替換，所述文獻(xiàn)包括共同未決且共同所有的已公開的美國專利申請(qǐng)US2005/0022883和US2006/0196562，已公開的國際專利申請(qǐng)WO2006/050261和WO2006/088450以及美國專利No.7，059，582。燃料供應(yīng)10或裝置/燃料電池也可以具有當(dāng)燃料的速度、壓力或溫度過高時(shí)切斷燃料流動(dòng)的閥門，例如在共同未決且共同所有的已公開的美國專利申請(qǐng)US2006/0071088中所公開的閥門。在此通過引用將所有這些文獻(xiàn)全文并入本文中。此外，殼體12也可以具有止回閥或排氣閥，當(dāng)殼體12內(nèi)的壓力達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，所述閥能夠?qū)んw12中的氣體排出到大氣或其他地方。本說明書和實(shí)例僅應(yīng)該被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神由后面的權(quán)利要求和其等同物表示。通過考慮這里公開的說明書和本發(fā)明的實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。此外，一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)件或特征可以在其他實(shí)施例中使用。權(quán)利要求一種燃料供應(yīng)系統(tǒng)，包括壓縮氣體室和液體燃料室，其中壓力調(diào)節(jié)器將壓縮氣體室連接到液體燃料室，壓力調(diào)節(jié)器能夠從壓縮氣體室獲得高壓力輸入并給液體燃料室提供大體上恒定的低壓力輸出，以便推動(dòng)液體燃料流出液體燃料室。2.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中壓縮氣體室的壓力能夠隨時(shí)間減小。3.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中液體燃料包括燃料電池可直接消耗的燃料和用金屬氫化物水解而產(chǎn)生氫的液體燃料反應(yīng)物。4.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中壓縮氣體室和液體燃料室彼此相連或者彼此構(gòu)成一體。5.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中壓縮氣體室包含在與液體燃料室分離的盒中o6.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中第一閥門將壓縮氣體室連接到壓力調(diào)節(jié)器。7.按照權(quán)利要求6所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中閥門包括內(nèi)中心柱和同心布置的外中心柱。8.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中第二閥門將液體燃料室連接到燃料電池或水解液體燃料的反應(yīng)室。9.按照權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，還包括燃料計(jì)量器。10.按照權(quán)利要求9所述的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其中燃料計(jì)量器包括連接到置于燃料室中的燃料內(nèi)襯的細(xì)絲。11.按照權(quán)利要求6所述的燃料電池系統(tǒng)，其中閥門包括第一閥門構(gòu)件和第二閥門構(gòu)件，其中第一閥門構(gòu)件包括閥體、至少一個(gè)密封元件和與閥體相連的中心柱，使得中心柱相對(duì)于閥體基本上固定，密封元件的位置遠(yuǎn)離第一閥門構(gòu)件的配合面，并且在中心柱周圍形成位于配合面之上的空間，該空間的大小和尺寸做成接納第二閥門構(gòu)件的中空管，當(dāng)將中空管推入第一閥門構(gòu)件中時(shí)，其使密封元件遠(yuǎn)離密封位置，從而形成通過兩個(gè)閥門構(gòu)件的流路。12.按照權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中較低的輸出壓力是小于或等于大約5psi的壓力。13.按照權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中較低的輸出壓力是小于或等于大約3psi的壓力。14.按照權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中較低的輸出壓力是小于或等于大約2psi的壓力。15.按照權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中較低的輸出壓力具有小于大約士2.Opsi的波動(dòng)。16.按照權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中較低的輸出壓力具有小于大約士1.5psi的波動(dòng)。17.按照權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中較低的輸出壓力具有小于大約士l.Opsi的波動(dòng)。全文摘要本發(fā)明公開了一種包括壓縮氣體室和液體燃料室的燃料供應(yīng)。壓力調(diào)節(jié)器將壓縮氣體室連接到液體燃料室，壓力調(diào)節(jié)器從壓縮氣體室獲得高壓力輸入并給液體燃料室提供大體上恒定的低壓力輸出。壓縮氣體室的壓力隨時(shí)間減小，但是推動(dòng)液體燃料流出液體燃料室的壓力大體上保持在相同的水平。文檔編號(hào)F16C17/00GK101836311SQ200880112770公開日2010年9月15日申請(qǐng)日期2008年8月21日優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日發(fā)明者保羅·史葩爾,安德魯·J·庫瑞羅申請(qǐng)人:法商Bic公司