[發明專利]發電機截流閥

有效

• 申請號: 200680033217.6
• 申請日: 2006-07-12
• 公開（公告）號: CN101263080A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: S·J·埃克霍夫
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06;H01M8/06;H01M8/04;H01M8/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝

背景技術

在一些基于燃料電池的發電機中，氫氣從以水存在的燃料吸取且然后引導到燃料電池內以產生電。在這樣發電機中，甚至在電力沒有從發電機提取時，氫氣也可能泄漏到周圍環境。當氫氣遺失時，水遷移回到燃料以代替由產生氫氣的反應消耗的水。如果該過程持續，能量從發電機緩慢地排泄，減少從發電機可得到的用于有用發電的總體能量。

許多這種基于氫燃料的發電機被認為包括復雜的燃料處理，且需要占據顯著體積的部件。這種發電機可以限制為相對大的、高功率應用。當前本領域中需要較輕重量和較小尺寸的電源，以應用于例如便攜式電子設備、無線傳感器、戰場應用、以及無人航空器。當未使用時，這種電源應當具有相對長的保存壽命。希望增加當前電源的能量容量，從而減少電源更換間隔且/或增加運行壽命，同時也減少電源的尺寸和重量。

發明內容

發電機具有氫產生燃料和燃料電池，燃料電池具有將氫產生燃料從周圍環境分離的質子交換膜。閥布置在燃料電池和周圍環境之間，從而通過閥的激勵水被可控地防止進入燃料電池。在一個實施例中，多個燃料電池圍繞燃料以圓設置，且閥是具有相應于燃料電池的多個開口的可旋轉環形閘閥。

附圖說明

圖1是具有根據示例實施例的截流閥的發電機的截面示意圖；

圖2是具有根據示例實施例的截流閥的可替換發電機的截面示意圖；

圖3A是根據示例實施例的圖1中所圖示的發電機的角的截面示意圖；

圖3B是根據示例實施例的圖2中所圖示的發電機的角的截面示意圖；

圖4是具有根據示例實施例的截流閥的燃料電池的示意圖；

圖5是對于根據示例實施例的發電機的功率輸出對時間的曲線圖；

圖6是從電池到周圍環境的進口的示意圖，圖示根據示例實施例的截流閥的位置；

圖7是包含多個根據示例實施例的燃料電池的圓柱形發電機的局部截面圖；

圖8是具有截流閥的可替換發電機的截面圖。

具體實施方式

在以下說明書中，參考形成其部分的附圖，且其中以圖示方式顯示可以實施的特定實施例。這些實施例充分詳細地描述以允許本領域中技術人員實施本發明，且應當理解的是，可以采用其它實施例，且可以進行結構、邏輯和電氣改變而不偏離本發明的范圍。因此，以下說明書不理解為限制意義，且本發明的范圍由所附權利要求書限定。

提供一種電力發電機，其通過具有吸濕的水汽，固體燃料物質的反應內部地產生氫氣，該氫氣在燃料電池中與來自空氣的大氣氧氣反應產生電能。在燃料電池中，氫氣和氧氣的反應也產生水分子作為副產品。這些產生的水從燃料電池作為水汽被動地擴散到包含固體燃料物質的燃料室，其中它與燃料物質反應產生氫氣。產生的電能可以用于提供電力給連接到發電機的大的或小的設備，取決于發電機的尺寸。本發明的發電機對于提供電力給小型設備尤其有用，例如電連接到發電機的一個或更多燃料電池的陽極和陰極的無線傳感器、蜂窩式電話或其它的手持電子設備。

圖1和2圖示用于實施本發明的過程的可替換的發電機裝備的截面圖。如圖1和圖2中所示，電力發電機10包括殼體36、裝配在殼體36內的至少一個燃料電池14、與殼體36裝配用于存儲燃料物質44的至少一個燃料室12、以及在殼體36內從至少一個燃料電池14延伸到燃料室12的腔24。腔24允許氫氣從燃料室12流動到燃料電池14，且允許水汽從燃料電池14流動到燃料室12。燃料電池14從氫氣和來自空氣的氧氣反應產生電和燃料電池水。大氣氧氣通過至少一個空氣進口20進入殼體36內。氧氣然后行進到燃料電池14，其中它與氫氣反應，產生電和水分子。該類型的燃料電池稱為質子交換膜(PEM)燃料電池，也已知為聚合物電解質膜燃料電池。

在一個實施例中，每個空氣進口20形成為適于包括截流閥21的形狀。因而，空氣進口20形狀可以為矩形或圓形，符合與截流閥21匹配的要求。截流閥也顯示在圖2，3A和3B中。截流閥的進一步細節在圖6中以600顯示。截流閥21可以運行將燃料電池從所有周圍環境水截斷，當它不使用時有效地關閉燃料電池且停止發電和用完其燃料。閥可以手動地運行，或另外按照希望被控制。在一個實施例中，每個空氣進口20形成為帶有截流閥，在進一步的實施例中其也可以用于周圍環境水流動到燃料的可控限制，以及完全截斷這種流動。