为燃料电池供电的装置补给燃料的方法
专利名称：为燃料电池供电的装置补给燃料的方法
技术领域：
本发明涉及为小型电气装置中所使用的燃料电池补给燃料。更具体而言，本发明涉及借助通过常规渠道销售的标准化的补给燃料罐或可拆卸燃料筒为燃料电池，例如为小型电气装置供电的那些燃料电池，补给燃料的方法。
背景技术：
多个企业组织已宣布建议市场营销作为小型器具例如无线电话听筒、笔记本式计算机和甚至手电筒中所使用的蓄电池的替代产品或更换产品的燃料电池。为了在它们的燃料储存装置中提供足够大的能量密度，通过在电池中发生反应以提供直接参与发电的氢气的燃料例如甲醇为这些电池供电。
由于这些电池是蓄电池的替代产品，因此燃料电池至少在一开始优选具有与蓄电池相同的形状因数并且具有相同的电触点以有利于与由其供电的器具整合在一起。
发明内容
我们已经设计出更适于由这些燃料电池供电的装置应用的一种改进型燃料补给装置。根据本发明的第一实施例，我们建议通过将所述燃料电池连接到燃料供给罐上而对所述燃料电池进行现场再充注。所述罐优选可采取相对较小的容器的形式，所述相对较小的容器优选可易于从常规零售商店或在线供货源获得且易于被所述燃料电池供电的器具的使用者手持。随后，当包含燃料电池的器具的燃料快用完时，使用者可用一个罐对所述燃料电池的储存装置进行再加注并且继续使用所述器具，而不会中断所述器具的操作。
所述罐优选具有与连接在所述燃料电池的燃料储存装置上的入口接头紧密配合的卸放接头。当所述接头彼此接合时，所述接头机构提供了从所述罐的内部至所述储存装置的密封流体路径。燃料随后从所述罐被泵送至所述储存装置，此后所述接头脱开接合。所述入口和卸放接头还优选大体上符合被器具和燃料电池生产商广泛采用的标准规范，由此为使用者提供了增强的兼容性和便利性。用完的罐可被丢弃或另一种可选方式是，返回指定设施以进行再充注或再循环。
不同的燃料电池对于燃料成分可能具有不同的要求。例如，如果甲醇作为燃料，那么燃料电池可能需要甲醇、燃料添加剂和水的不同混合物。因此，所述罐和燃料电池入口接头可设有机械或电子键装置，以使得仅经过授权的罐可用以为特定燃料电池补给燃料。对于燃料电池生产商、器具生产商和最终用户等来说，这种授权就安全性和性能而言是重要的，这是因为其倾向于防止引入不适当的燃料品种或混合物。
根据本发明的第二实施例，所述燃料电池的燃料储存装置被构造成筒的形式，所述筒优选与由所述燃料电池供电的器具整合在一起但可从所述器具上拆卸下来。充满燃料的筒初始被安装在器具中。一旦所述筒的燃料被用完(或差不多被用完)，或可能在对于使用者更便利的另一时间，所述筒可被使用者拆除且在其位置处安装一个充满的筒。用完的筒可被丢掉或返回指定设施以进行再循环或再充注。如上面结合所述罐所述，所述筒优选设有机械或电子键装置以使得仅经过授权的筒可被用以为所述燃料电池供给燃料。
下面结合附图对本发明进行描述，在所述附图中图1是可用于实施本发明的燃料罐的轴向剖面图，以及与所述罐紧密配合的燃料电池储存装置入口的局部轴向剖面图，所述罐是根据本发明的第一实施例进行构造的；图2是图1所示储存装置入口的端视图，图中示出了键控装置；图3是示出了基于如图1和图2所示的补给燃料罐提供燃料补给的方法的流程图；和图4是示出了基于可拆卸燃料筒提供燃料补给的方法的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，体现本发明原理的罐10包括封闭包含燃料电池的液体燃料的室14的壳体12。通道16通过球阀连通室14与喷嘴19中的出口18，所述球阀包括通过弹簧24而置靠在阀座22上的球20。由此球阀使室14与出口18密封隔开，直至阀按照如下方式被打开。
燃料电池(未示出)包括入口，所述入口包括与通向燃料电池的燃料储存装置(未示出)的通道30相连通的入口室28。包括通过弹簧36而置靠在阀座34上的球32的球阀通常使储存装置与大气密封隔开。弹簧36的弹簧常数优选小于弹簧24的弹簧常数。通过靠在肩部39上的凸缘38a限制沿室28的轴线延伸的管道38向外位移。
为了用罐10对燃料电池的储存装置进行再充注，使用者将喷嘴19插入到入口室28内。这使管道38与球22相接触，由此使球22受力远离肩部20且通过孔38b提供了从室14至管道内部的流路。使用者随后使套筒42向内受力(在图1中向左)，由此使柱塞44向左移动且使来自室14的流体受力进入管道38内。在套筒42上施加足够大的力以导致产生流体压力从而使球32受力远离其座，由此接通通向通道30的路径且使燃料受力进入通道内并继续进入燃料电池储存装置内。
当完成补给燃料操作且使用者松开套筒42上的力时，弹簧30使球32受力压靠在肩部34上，由此再次密封燃料电池储存装置。随后，当从入口室28中抽出喷嘴19时，球22返回其正常位置压靠在肩部22上。
喷嘴19优选具有不规则横截面，例如如图2所示，且入口室28具有相应的横截面。仅经过授权的罐10具有该喷嘴横截面，由此防止通过未经授权的罐对燃料电池储存装置进行再充注。需要不同燃料成分的燃料电池可设有不同的入口室横截面，以容纳具有用于那些燃料电池的适当燃料的罐。在2003年4月15日申请的共同待审批且普通转让的申请no.10/413,982中披露了机械键控装置的其它实例，所述申请在此作为参考被引用。
当然可通过包括响应来自燃料电池的信号的罐电路系统而以电子键控装置代替机械键控装置，燃料电池随后仅从发射机应答器发射正确响应的罐中接收燃料。在2003年4月15日申请的共同待审批且普通转让的申请no.10/414,509中披露了电子键控装置的详细实例，所述申请在此作为参考被引用。
图3以流程图形式示出了利用上述类型的罐提供燃料补给的方法。在步骤46中，由设计用于现场补给燃料的燃料电池供电的器具(例如，具有燃料补给连接器)进入市场出售。在步骤48中，与燃料补给连接器兼容的经授权的补给燃料罐通过传统零售或在线供货源进行营销。在步骤50中，已购买了罐的使用者用罐为器具补给燃料。最后，在步骤52中，用完的罐被丢弃或返回以进行再充注或再循环。
根据本发明的第二实施例，代替使用罐对燃料电池的燃料储存装置进行再充注，燃料储存装置被构造成可拆卸筒的形式。在2002年1月8日申请的共同待审批且普通转让的申请no.10/041,301中披露了这种可拆卸筒的详细实例。与如上所述的现场再充注相对地，使用者简单地以充满燃料的筒更换用完燃料供给的可拆卸筒。当然，使用者无需等到燃料供给用完时再更换筒，而代替地可以选择当筒的更换将不会妨碍器具操作的便利时间。
充满燃料的筒优选通过零售或在线渠道进行营销，以使得使用者可根据需要易于和便利地进行购买。根据具体设计，用完的筒可考虑进行处理或可通过返回指定中心而进行再充注/可再循环。
如上面结合第一实施例所述，机械或电子键控装置可用以防止使用未经授权的筒。
如图4中的流程图所示，在步骤54中，根据本发明的第二实施例，由具有可拆卸燃料筒的燃料电池供电的器具被售卖。在步骤56中，经授权的更换筒通过传统的零售或在线供货源进行营销。在步骤58中，已购买更换筒的使用者用所述更换筒更换器具中用完的筒。最后，在步骤60中，用完的筒被丢弃或返回以进行再充注或再循环。
应理解，本发明的范围不限于任何特定的罐、筒或燃料电池入口构造。在此所述的构造仅示例性地说明了发明理念。实际上，应该相信，至少对于入口接头和罐喷嘴采用标准化的规格通常将大大加速燃料电池的整合性和可得性，且大大简化了燃料分配和补给燃料工艺。
权利要求
1.一种对用于为电气器具供电的直接氧化燃料电池的燃料储存装置进行再充注的方法，所述方法包括以下步骤A.在所述器具上设置入口接头，所述入口接头为所述储存装置提供密封通路，所述入口接头大体上符合标准化规格；B.提供与所述入口接头相配合的罐，所述罐具有包含用于所述燃料电池的燃料的室，所述罐与所述入口接头的相互配合使所述密封通路打开；C.使一个罐与所述入口接头配合；以及D.将燃料从所述罐的室中卸放入所述储存装置内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述罐通过常规零售和/或在线营销渠道进行营销。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述入口接头是用键结合的，以使得仅仅具有相应的电气和/或机械键的罐可与所述入口接头相配合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中用完的罐被丢弃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中用完的罐被再充注。
6.根据权利要求1所述的方法，其中用完的罐进行再循环。
7.一种对用于为电气器具供电的直接氧化燃料电池补给燃料的方法，所述方法包括以下步骤A.提供大体上充满的且使用者可拆卸的燃料筒，所述燃料筒与所述器具整合在一起，所述燃料筒被联接到所述燃料电池或燃料储存装置上且大体上符合标准化规格；B.当所述燃料筒大体上用完时或在另一时间，从所述器具上拆除所述燃料筒；以及C.将大体上充满的燃料筒安装到所述器具中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述筒通过常规零售和/或在线营销渠道进行营销。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述筒是用键结合的，以使得仅仅具有相应的电气和/或机械键的筒可将燃料供给所述燃料电池或燃料储存装置。
10.根据权利要求7所述的方法，其中用完的罐被丢弃。
11.根据权利要求7所述的方法，其中用完的罐被再充注。
12.根据权利要求7所述的方法，其中用完的罐进行再循环。
全文摘要
为直接氧化燃料电池补给燃料的方法。由燃料电池供电的电气器具包括为燃料储存装置提供密封通路的接头。包含燃料的罐与所述接头接合以便将燃料传送至所述储存装置。所述筒优选通过常规零售和/或在线营销渠道而营销给使用者。另一种可选方式是，所述器具内的所述燃料储存装置被制成可拆卸筒的形式。当所述筒用完时，使用者可将其拆除并更换新筒。所述接头、罐和筒优选基于增强了市场采用、使用者便利性和使用简易性的标准规范。
文档编号H01M8/04GK1849722SQ200480018211
公开日2006年10月18日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月27日
发明者A·J·索西 申请人:吉列公司
技术领域：
本发明涉及为小型电气装置中所使用的燃料电池补给燃料。更具体而言，本发明涉及借助通过常规渠道销售的标准化的补给燃料罐或可拆卸燃料筒为燃料电池，例如为小型电气装置供电的那些燃料电池，补给燃料的方法。
背景技术：
多个企业组织已宣布建议市场营销作为小型器具例如无线电话听筒、笔记本式计算机和甚至手电筒中所使用的蓄电池的替代产品或更换产品的燃料电池。为了在它们的燃料储存装置中提供足够大的能量密度，通过在电池中发生反应以提供直接参与发电的氢气的燃料例如甲醇为这些电池供电。
由于这些电池是蓄电池的替代产品，因此燃料电池至少在一开始优选具有与蓄电池相同的形状因数并且具有相同的电触点以有利于与由其供电的器具整合在一起。
发明内容
我们已经设计出更适于由这些燃料电池供电的装置应用的一种改进型燃料补给装置。根据本发明的第一实施例，我们建议通过将所述燃料电池连接到燃料供给罐上而对所述燃料电池进行现场再充注。所述罐优选可采取相对较小的容器的形式，所述相对较小的容器优选可易于从常规零售商店或在线供货源获得且易于被所述燃料电池供电的器具的使用者手持。随后，当包含燃料电池的器具的燃料快用完时，使用者可用一个罐对所述燃料电池的储存装置进行再加注并且继续使用所述器具，而不会中断所述器具的操作。
所述罐优选具有与连接在所述燃料电池的燃料储存装置上的入口接头紧密配合的卸放接头。当所述接头彼此接合时，所述接头机构提供了从所述罐的内部至所述储存装置的密封流体路径。燃料随后从所述罐被泵送至所述储存装置，此后所述接头脱开接合。所述入口和卸放接头还优选大体上符合被器具和燃料电池生产商广泛采用的标准规范，由此为使用者提供了增强的兼容性和便利性。用完的罐可被丢弃或另一种可选方式是，返回指定设施以进行再充注或再循环。
不同的燃料电池对于燃料成分可能具有不同的要求。例如，如果甲醇作为燃料，那么燃料电池可能需要甲醇、燃料添加剂和水的不同混合物。因此，所述罐和燃料电池入口接头可设有机械或电子键装置，以使得仅经过授权的罐可用以为特定燃料电池补给燃料。对于燃料电池生产商、器具生产商和最终用户等来说，这种授权就安全性和性能而言是重要的，这是因为其倾向于防止引入不适当的燃料品种或混合物。
根据本发明的第二实施例，所述燃料电池的燃料储存装置被构造成筒的形式，所述筒优选与由所述燃料电池供电的器具整合在一起但可从所述器具上拆卸下来。充满燃料的筒初始被安装在器具中。一旦所述筒的燃料被用完(或差不多被用完)，或可能在对于使用者更便利的另一时间，所述筒可被使用者拆除且在其位置处安装一个充满的筒。用完的筒可被丢掉或返回指定设施以进行再循环或再充注。如上面结合所述罐所述，所述筒优选设有机械或电子键装置以使得仅经过授权的筒可被用以为所述燃料电池供给燃料。
下面结合附图对本发明进行描述，在所述附图中图1是可用于实施本发明的燃料罐的轴向剖面图，以及与所述罐紧密配合的燃料电池储存装置入口的局部轴向剖面图，所述罐是根据本发明的第一实施例进行构造的；图2是图1所示储存装置入口的端视图，图中示出了键控装置；图3是示出了基于如图1和图2所示的补给燃料罐提供燃料补给的方法的流程图；和图4是示出了基于可拆卸燃料筒提供燃料补给的方法的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，体现本发明原理的罐10包括封闭包含燃料电池的液体燃料的室14的壳体12。通道16通过球阀连通室14与喷嘴19中的出口18，所述球阀包括通过弹簧24而置靠在阀座22上的球20。由此球阀使室14与出口18密封隔开，直至阀按照如下方式被打开。
燃料电池(未示出)包括入口，所述入口包括与通向燃料电池的燃料储存装置(未示出)的通道30相连通的入口室28。包括通过弹簧36而置靠在阀座34上的球32的球阀通常使储存装置与大气密封隔开。弹簧36的弹簧常数优选小于弹簧24的弹簧常数。通过靠在肩部39上的凸缘38a限制沿室28的轴线延伸的管道38向外位移。
为了用罐10对燃料电池的储存装置进行再充注，使用者将喷嘴19插入到入口室28内。这使管道38与球22相接触，由此使球22受力远离肩部20且通过孔38b提供了从室14至管道内部的流路。使用者随后使套筒42向内受力(在图1中向左)，由此使柱塞44向左移动且使来自室14的流体受力进入管道38内。在套筒42上施加足够大的力以导致产生流体压力从而使球32受力远离其座，由此接通通向通道30的路径且使燃料受力进入通道内并继续进入燃料电池储存装置内。
当完成补给燃料操作且使用者松开套筒42上的力时，弹簧30使球32受力压靠在肩部34上，由此再次密封燃料电池储存装置。随后，当从入口室28中抽出喷嘴19时，球22返回其正常位置压靠在肩部22上。
喷嘴19优选具有不规则横截面，例如如图2所示，且入口室28具有相应的横截面。仅经过授权的罐10具有该喷嘴横截面，由此防止通过未经授权的罐对燃料电池储存装置进行再充注。需要不同燃料成分的燃料电池可设有不同的入口室横截面，以容纳具有用于那些燃料电池的适当燃料的罐。在2003年4月15日申请的共同待审批且普通转让的申请no.10/413,982中披露了机械键控装置的其它实例，所述申请在此作为参考被引用。
当然可通过包括响应来自燃料电池的信号的罐电路系统而以电子键控装置代替机械键控装置，燃料电池随后仅从发射机应答器发射正确响应的罐中接收燃料。在2003年4月15日申请的共同待审批且普通转让的申请no.10/414,509中披露了电子键控装置的详细实例，所述申请在此作为参考被引用。
图3以流程图形式示出了利用上述类型的罐提供燃料补给的方法。在步骤46中，由设计用于现场补给燃料的燃料电池供电的器具(例如，具有燃料补给连接器)进入市场出售。在步骤48中，与燃料补给连接器兼容的经授权的补给燃料罐通过传统零售或在线供货源进行营销。在步骤50中，已购买了罐的使用者用罐为器具补给燃料。最后，在步骤52中，用完的罐被丢弃或返回以进行再充注或再循环。
根据本发明的第二实施例，代替使用罐对燃料电池的燃料储存装置进行再充注，燃料储存装置被构造成可拆卸筒的形式。在2002年1月8日申请的共同待审批且普通转让的申请no.10/041,301中披露了这种可拆卸筒的详细实例。与如上所述的现场再充注相对地，使用者简单地以充满燃料的筒更换用完燃料供给的可拆卸筒。当然，使用者无需等到燃料供给用完时再更换筒，而代替地可以选择当筒的更换将不会妨碍器具操作的便利时间。
充满燃料的筒优选通过零售或在线渠道进行营销，以使得使用者可根据需要易于和便利地进行购买。根据具体设计，用完的筒可考虑进行处理或可通过返回指定中心而进行再充注/可再循环。
如上面结合第一实施例所述，机械或电子键控装置可用以防止使用未经授权的筒。
如图4中的流程图所示，在步骤54中，根据本发明的第二实施例，由具有可拆卸燃料筒的燃料电池供电的器具被售卖。在步骤56中，经授权的更换筒通过传统的零售或在线供货源进行营销。在步骤58中，已购买更换筒的使用者用所述更换筒更换器具中用完的筒。最后，在步骤60中，用完的筒被丢弃或返回以进行再充注或再循环。
应理解，本发明的范围不限于任何特定的罐、筒或燃料电池入口构造。在此所述的构造仅示例性地说明了发明理念。实际上，应该相信，至少对于入口接头和罐喷嘴采用标准化的规格通常将大大加速燃料电池的整合性和可得性，且大大简化了燃料分配和补给燃料工艺。
权利要求
1.一种对用于为电气器具供电的直接氧化燃料电池的燃料储存装置进行再充注的方法，所述方法包括以下步骤A.在所述器具上设置入口接头，所述入口接头为所述储存装置提供密封通路，所述入口接头大体上符合标准化规格；B.提供与所述入口接头相配合的罐，所述罐具有包含用于所述燃料电池的燃料的室，所述罐与所述入口接头的相互配合使所述密封通路打开；C.使一个罐与所述入口接头配合；以及D.将燃料从所述罐的室中卸放入所述储存装置内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述罐通过常规零售和/或在线营销渠道进行营销。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述入口接头是用键结合的，以使得仅仅具有相应的电气和/或机械键的罐可与所述入口接头相配合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中用完的罐被丢弃。
5.根据权利要求1所述的方法，其中用完的罐被再充注。
6.根据权利要求1所述的方法，其中用完的罐进行再循环。
7.一种对用于为电气器具供电的直接氧化燃料电池补给燃料的方法，所述方法包括以下步骤A.提供大体上充满的且使用者可拆卸的燃料筒，所述燃料筒与所述器具整合在一起，所述燃料筒被联接到所述燃料电池或燃料储存装置上且大体上符合标准化规格；B.当所述燃料筒大体上用完时或在另一时间，从所述器具上拆除所述燃料筒；以及C.将大体上充满的燃料筒安装到所述器具中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述筒通过常规零售和/或在线营销渠道进行营销。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述筒是用键结合的，以使得仅仅具有相应的电气和/或机械键的筒可将燃料供给所述燃料电池或燃料储存装置。
10.根据权利要求7所述的方法，其中用完的罐被丢弃。
11.根据权利要求7所述的方法，其中用完的罐被再充注。
12.根据权利要求7所述的方法，其中用完的罐进行再循环。
全文摘要
为直接氧化燃料电池补给燃料的方法。由燃料电池供电的电气器具包括为燃料储存装置提供密封通路的接头。包含燃料的罐与所述接头接合以便将燃料传送至所述储存装置。所述筒优选通过常规零售和/或在线营销渠道而营销给使用者。另一种可选方式是，所述器具内的所述燃料储存装置被制成可拆卸筒的形式。当所述筒用完时，使用者可将其拆除并更换新筒。所述接头、罐和筒优选基于增强了市场采用、使用者便利性和使用简易性的标准规范。
文档编号H01M8/04GK1849722SQ200480018211
公开日2006年10月18日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月27日
发明者A·J·索西 申请人:吉列公司
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