一种用于固定盒的装置、系统和方法

专利名称：一种用于固定盒的装置、系统和方法
技术领域：
该发明涉及盒，尤其是涉及燃料盒。
背景技术：
当矿物燃料的消耗增加，污染增加，并且全世界的矿物燃料的供应减少时，替代能 源正变得日益重要。氢气是一种丰富的替代能源，但它通常与其他元素结合存在，而不是单 质的形式。另外的元素增加了质量并且阻碍了氢气作为能源来使用。然而，纯氢气才是我 们需要的能源。纯氢气包括游离态的氢原子或只包括氢原子的分子。使用传统方法生产纯 氢气通常花费是不可估量的。一种生产纯氢气的方法是利用产生氢气分子的化学反应。在水(H20)和化学氢化 物之间发生的化学反应产生纯氢气。化学氢化物是包括氢和一种或多种碱或碱土金属的分 子。当与水发生反应时，化学氢化物产生大量的纯氢气。近来，对氢气和其他替代燃料的兴趣有所增加，因为对于它们的使用开发出了更 有效的应用。例如，轻质、小型的质子交换膜(PEM)燃料电池的发展增加了人们对氢气和氢 气生成的兴趣。替代燃料如氢气和生成氢气的化学制品的运输和存储的困难开始出现。一 些替代燃料和燃料源可能是易燃的或有毒的，并且需要额外安全关注。燃料如氢气的生成 也带来了高的温度和压力。气体燃料的存储也需要高压。对于替代燃料的使用，特别是轻便性的应用，需要安全和单纯的燃料存储和运输。 用于存储和产生燃料的系统经常有很多元件，以处理温度、压力和其他参数。由于存在许多 用于安全和效率的元件，使这些系统的操作变得复杂和不直接。另外，在燃料存储和生产中 经常涉及到的压力迫使燃料存储接口与元件相分离，减少它们的寿命，对他们造成损害，并 且给用户造成了不安全环境。因此，需要一种改进的装置、系统和方法来固定盒，以解决现有技术中的问题和不 足。这种装置、系统和方法能够处理高的温度和压力，并且保持简单、安全和直接，不会迫使 接口或元件相分离。尤其是，这种装置、系统和方法能够安全地、有效地容纳以氢气为主的
4燃料和氢气供应或产生装置。

发明内容
根据上面的论述，显然需要存在一种装置、系统和方法，能够以安全、有效的方式 固定用于氢气和其他燃料的提供、处理和生成的盒。有利地，这样的装置、系统和方法是耐 用的，直接的，并且与其他选择相比使用更少的元件。本发明是根据现有的技术发展水平，尤其是根据本领域当前的可用的盒安全系统 尚未完全解决的问题和需要而发展起来的。因此，本发明提供了一种用于固定盒的装置、 系统和方法，以克服本领域中的许多或全部前文所述的缺点。某些被固定的盒用于供给或 生成燃料源如氢气。用在能源供给和处理系统中的其他类型的盒也在本发明的考虑范围之 内。提供了一种具有多个元件的用于固定盒的装置。在所述的实施例中，这些元件包 括盒、盒接口、接口流体出口、方向角、偏置件、接口流体进口以及一个或多个定位装置。在一个实施例中，盒包括盒接口。在一个实施例中，盒设置成含有流体处理元件， 选自由流体过滤元件、流体生成元件、流体消耗元件和流体贮存元件构成的组。在另一个实 施例中，盒设置成容纳氢气生成反应。在一个实施例中，氢气生成反应是液体与固体氢化物 反应物之间的化学反应。在另一个实施例中，液体渗透性材料设置在盒内。在一个实施例 中，液体渗透性材料具有一个或多个腔。在另一个实施例中，每一个腔设置成含有容纳固体 氢化物反应物。在进一步的实施例中，固体氢化物反应物为固体无水化学氢化物。在另一 个实施例中，盒设置成含有氢气过滤系统。在另一个实施例中，接口流体出口设在盒接口上。在另一个实施例中，接口流体出 口与盒的内部流体连通。在一个实施例中，接口流体出口设置成与盒收纳容器的收纳容器 流体进口相匹配。在进一步的实施例中，在接口流体出口与正交于盒的插入路径的平面之间测量方 向角。在一个实施例中，接口流体出口和盒的插入路径不平行。在进一步的实施例中，方向 角为0度和45度之间的角度。在一个实施例中，偏置件设置成采用偏置力将接口流体出口压向收纳容器流体进 口。在另一个实施例中，偏置件进一步设置成采用偏置力将接口流体进口压向盒收纳容器 的收纳容器流体出口。在进一步的实施例中，偏置件进一步设置成响应于盒在盒收纳容器 内的插入，压缩以产生偏置力。在一个实施例中，偏置件至少部分地具有弹性。在另一个实 施例中，偏置件具有基本上围绕接口流体出口的密封件。在一个实施例中，密封件设置成当 内部压力超过临界压力时释放流体。在另一个实施例中，接口流体进口与盒的内部流体连通。在一个实施例中，接口流 体进口设置成与盒收纳容器的收纳容器流体出口相匹配。在进一步的实施例中，接口流体 进口具有方向角，且方向角从正交于盒的插入路径的平面测量。在另一个实施例中，流体进 口和盒的插入路径不平行。在一个实施例中，接口流体进口与接口流体出口径向相对。在进一步的实施例中，一个或多个定位装置设置成以确保盒的插入路径和盒的定 位适当。在另一个实施例中，将接口流体出口与一个或多个定位装置合并。在一个实施例 中，一个或多个定位装置具有一个或多个台肩，其设置成与盒收纳容器的支撑表面相接。在另一个实施例中，一个或多个定位装置具有盒的形状。在进一步的实施例中，一个或多个定 位装置具有盒接口的形状。在另一个实施例中，一个或多个定位装置使盒绕着插入路径至 少部分地旋转以达到同轴度。本发明还公开了一种生成氢气的装置。在描述的实施例中，该装置包括几个元件， 如盒收纳容器、收纳容器气体端口、偏置件、盒冷却模块、收纳容器流体端口以及一个或多 个定位装置。在一个实施例中，盒收纳容器设置成接收燃料盒的盒接口。在进一步的实施例中， 收纳容器气体端口设在盒收纳容器上。在一个实施例中，收纳容器气体端口设置成与盒接 口的接口气体出口相匹配。在一个实施例中，偏置件设置成采用偏置力将收纳容器气体端口压向接口气体出 口。在进一步的实施例中，偏置件可移动地将燃料盒固定于盒收纳容器。在一个实施例中， 该偏置件进一步地设置成响应于燃料盒在盒收纳容器中的插入，从接口气体出口移除污染 物。 在一个实施例中，盒冷却模块设置成将热量从燃料盒导出。在另一个实施例中，盒 冷却模块包括流体移动模块，其设置成以引起流体通过设在燃料盒附近的流体引导装置的 移动。在一个实施例中，流体弓I导装置是形成在盒收纳容器上的螺旋状的肋。在一个实施例 中，流体包括空气。在一个实施例中，当燃料盒置于盒收纳容器中时，螺旋状的肋为燃料盒 周围的气流形成螺旋通道。在进一步的实施例中，流体引导装置进一步地设置成在来自流 体移动模块的流体中引起紊流。那些本领域的技术人员认识到流体可以是空气、水、凝胶、 酒精、防冻剂等。在另一个实施例中，流体引导装置包括水护套。在一个实施例中，收纳容器流体端口设在盒收纳容器上。在进一步的实施例中，收 纳容器流体端口设置成与盒接口的接口流体进口相匹配。在一个实施例中，收纳容器流体 端口和收纳容器气体端口彼此相对设置，并设置成向接口气体出口和接口流体进口施加偏置力。在一个实施例中，一个或多个定位装置设在盒收纳容器上。在另一个实施例中，一 个或多个定位装置设置成保证燃料盒在盒收纳容器中的插入路径和燃料盒相对于盒收纳 容器的定位恰当。在另一个实施例中，收纳容器气体端口与一个或多个定位装置结合。在 进一步的实施例中，一个或多个定位装置具有盒收纳容器的形状。本发明还公开了一种用于生成氢气的系统。系统包括燃料盒、接口气体出口、盒收 纳容器、收纳容器气体端口和偏置件。特别地，在一个实施例中，系统包括接口流体进口、冷 却模块、压力释放阀和完全插入模块。在一个实施例中，压力释放阀设置成当内部气体压力超过临界气体压力时释放氢 气。在一个实施例中，完全插入模块设置成当燃料盒不正确的插入时防止系统运行。在另 一个实施例中，完全插入模块包括盖。在一个实施例中，当燃料盒在盒收纳容器中不正确的 插入时，燃料盒防止盖完全地关闭。本说明书通篇所涉及的特征、优点或类似表达并不能体现本发明所认识到的所有 的特征和优点，其应该在或就在本发明的单个实施例中体现。更确切地说，特征和优点的语 言可以理解成意味着具体的特征、优点或特性，其与包含在本发明中的至少一个实施例中 的描述有关。这样，本说明书通篇的关于特征和优点的论述及其类似的语言，并不是必须的，其涉及同一实施例。此外，本发明描述的特征、优点和特性在一个或多个实施例中可与任何适当的方 式结合起来。相关领域的技术人员可以认识到，在具体实施例中缺少具体特征或优点中的 一个或多个时，本发明仍可以实现。在其他实例中，在某些实施例中附加的特征和优点，并 不能用于发明的所有实施例。下面的描述和附加的权利要求将使本发明的这些特征和优点变得更加清楚，或下 文所阐述的本发明的实例可有助于理解。


为了使本发明的优点容易理解，前文对本发明做了简要描述，下面将参照附图所 示的具体实施例对本发明进行更具体的描述。应当理解这些附图描述的只是本发明的典型 实施例，因而不能认为是对其范围的限制，通过附图将对本发明进行详细和具体的描述和 解释，其中图1是根据本发明的用于生成氢气的系统的一个实施例的示意性框图；图2是根据本发明的盒的一个实施例的示意性框图；图3A是根据本发明的盒的另一个实施例的示意性框图；图3B是根据本发明的液体渗透性材料的一个实施例的示意性框图；图4A是根据本发明的氢气生成系统接口的一个实施例的侧视图；图4B是根据本发明的氢气生成系统接口的一个实施例的侧视图；图5A是根据本发明的盒接口的一个实施例的侧视图；图5B是根据本发明的盒接口 512的一个实施例的侧视图；图6A是根据本发明的盒收纳容器的俯视图；图6B是根据本发明的一个实施例的盒接口的截面图；以及图7是根据本发明的在氢气生成系统内的冷却模块的一个实施例的侧视截面图。
具体实施例方式在本说明书中描述的许多功能性单元都被称为模块，为了更特别地强调它们在执 行中的独立性。本说明书通篇所指的“一个实施例”、“一实施例”或类似的表述意味着结合 实施例描述的具体特征、结构或特性，包含在本发明的至少一个实施例中。因此，本发明通 篇出现的“在一个实施例中”、“在一实施例中”以及类似措辞，并不是必要的，全都涉及同一 实施例。此外，本发明描述的特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以适当的方式结 合起来。在下面的描述中，提供了许多具体的细节，以助于对本发明实施例的完全理解。然 而，相关领域的技术人员将认识到，在缺少一个或多个具体细节，或者采用其他方法、元件、 材料等时，本发明仍然可以实施。换句话说，众所周知的结构、材料或运行并未示出或详细 描述，以避免使本发明的内容变得复杂。图1描述了根据本发明的利用氢气生成电能的系统100的一个实施例。该系统100 包括氢气生成系统101、混合式氢气燃料电池系统102、电子控制系统103以及外壳104。在一个实施例中，氢气生成系统101包括一个或多个盒收纳容器105、一个或多个盒106、收纳容器盖107、一个或多个定位结构108、液体渗透性材料110、一个或多个液体注 射线路和管111、一个或多个冷却模块112、一个或更多氢气出口 114、氢气净化系统116、温 度传感器118、盒传感器120、射频识别(RFID)终端122、RFID传感器124、液泵126、贮液器 128、液位传感器129、单向阀130、氢气压力传感器132、一个或多个机械阀133、输送阀136、 水冷凝器138以及压力控制阀140。通常，氢气生成系统101使用液体如水、化学氢化物和 活化剂来生成氢气。在一个实施例中，盒收纳容器105采用能够经受氢气生成所带来的高温的耐用材 料。在另一个的实施例中，盒收纳容器105也可以采用轻便材料，以保证系统100的总重量 最小，增加了轻便性。在一个实施例中，盒收纳容器105是轻便的金属或者金属合金，如铝 等。在另一个实施例中，盒收纳容器105采用玻璃纤维材料、塑料聚合物材料、陶瓷村料或 者其他耐用材料。在一个实施例中，盒收纳容器105还具有可容纳、定位和锁定盒106的结 构。在一个实施例中，盒106锁定在盒收纳容器105中。参照图2对盒106进行详细地 描述。通常，盒106为燃料盒，用于盛装化学氢化物和活化剂，接收液体例如水，发生化学氢 化物与液体之间的生成氢气的化学反应，以及释放氢气。在另一个实施例中，盒106用于发 生其他类型的氢气生成反应，容纳或储存流体，例如燃料，容纳一个或多个部件或系统，例 如氢气过滤系统，等等。在一个实施例中，盒106包含加压的流体，该流体可以是气体或液 体。在一个实施例中，盒106是圆柱形的。圆柱形具有能够经受氢气生成时的内部压力的 结构强度。盒106采用能够经受化学反应的热量和压强的材料。该材料也可以是能够使盒 106的重量最小的轻便材料，例如轻便的金属或金属合金如铝，塑料聚合物或者其他耐用的 材料。在另一个实施例中，盒106为模压铝制的圆柱形盒。在一个实施例中，关闭收纳容器盖107以固定盒收纳容器105中的盒106。在另一 个实施例中，收纳容器盖107用作氢气盒106的备用固定系统。例如，盒106在盒收纳容器 105中受到固定机构(未示出)的固定，而一旦固定机构(未示出)失灵，收纳容器盖107 盖住已安装的盒106，以提供额外的防护。在一个实施例中，氢气生成系统101包括定位结构108、台肩、导向块、定位销等其 他可与盒106上相应的定位结构108紧密配合的部件。在另一个实施例中，盒收纳容器105 包括定位结构108、导向块、定位销等其他可与盒106上相应的定位结构108紧密配合的部 件。在一个实施例中，盒106的顶部具有一个或多个定位结构108。在一个实施例中， 一个或多个定位结构108设置成利用一个或多个盒收纳容器105的相应的定位结构108。该 盒收纳容器105的定位结构108可以是一个或多个台肩支承表面、导向块、销、螺栓、螺丝、 键等。在另一个实施例中，定位结构108具有盒106和/或盒收纳容器105的形状，该形状 保证盒106相对于盒收纳容器105具有适当的插入路径和定位。有利地，定位结构108保证 了替换盒106的快速且安全安装。在一个实施例中，盒106相对于外壳104垂直放置。采 用这样的方式，用户可迅速地移除使用过的盒106并插入替换盒106。在另一个实施例中， 盒106相对于外壳104平行放置。定位结构108保证盒106进口的线路朝上且完全密封。在一个实施例中，将化学氢化物和活化剂存储在盒106内的液体渗透性材料110 中。参照图3A和3B对液体渗透性材料110进行更详细的描述。通常，液体渗透性材料110为能够均勻分配液体而不存留大量液体的材料。在另一个实施例中，液体渗透性材料110 更进一步地具有一个或多个部分或袋，每个部分或者袋能够容纳并均勻地分配预定量的化 学氢化物和活化剂。液体渗透性材料110可如图1所示那样卷起，或具有多重卷、折叠、堆 积或其他结构。在一个实施例中，盒106包括多个液体渗透性材料110，每一个如图1所示 那样卷起，并绕盒106的中心纵轴分布，中心卷曲的液体渗透性材料110以盒106的中心纵 轴为中心。在一个实施例中，液体通过一个或多个液体注射管111进入盒106。在一个实施例 中，液体注射管111通过0形环或类似的密封件与盒收纳容器105相耦联，盒收纳容器105 通过一个或多个液体管线与液泵126相耦联。液体注射管111在液体渗透性材料110内分 散液体，这样液体和化学氢化物发生反应释放氢气。在一个实施例中，盒106垂直设置，液 体注射管111从盒106的底部向盒106供应液体。在另一个实施例中，盒106水平设置，液 体注射管111在水平的盒106内均勻地分散液体。在一个实施例中，盒106包括多个液体 注射管111。在另一个实施例中，盒106包括一个或多个转换阀，允许液体有选择地通过一 个或多个液体注射管而非其他液体注射管注入。在一个实施例中，冷却模块112与盒收纳容器105相耦联。冷却模块112散出液 体与化学氢化物之间的化学反应所产生的热量，并将热量从盒106导出。在一个实施例中， 冷却模块112包括提供高空气流的低功率风扇。在另一个实施例中，电子控制系统103可 根据温度传感器118测量得到的盒106的温度来调节来自冷却模块112的空气流以降低寄 生的电力损耗。在另一个实施例中，冷却模块112包括一个或多个不受盒收纳容器105内的反压 强影响的送风机。冷却模块112设置成可保持比轴流风扇更高的空气压力。一个或多个窗 体、导向装置、集管或热阻可用来控制和引导盒106周围的空气流动。在另一个实施例中， 冷却模块112可包括泵送盒106周围的流体例如水的泵，以促进盒与流体之间的热交换。液 泵可通过套管、管子或通过外壳105和/或盒106内的通道来泵送流体。也可以使用包括 金属、石墨或其他热传导材料的散热器。在一个实施例中，一个或多个氢气出口 114与盒106上的定位结构108—体形成。 在另一个实施例中，氢气出口 114与盒收纳容器105中的一个或多个出口连接器流体连接。 盒收纳容器105中的氢气出口连接器包括密封件或0形环。在一个实施例中，从盒106内部排出的氢气流经氢气净化系统116。在一个实施例 中，氢气净化系统116与盒106 —体形成，或者采用单独的类似的盒。在这样的方式下，当 盒106被更换或者当氢气净化系统116需要更换时，更换氢气净化系统116。氢气净化系统 116，在一个实施例中位于氢气出口 114与液体渗透性材料108之间的盒106的顶部附近。 在另一个实施例，氢气净化系统116位于盒106的外部和下游。氢气净化系统116用于去 除杂质，例如碳氢化合物或其他有机化合物、水蒸汽、溶解的或固体的盐、或者来自生成的 氢气中的其他杂质。氢气净化系统116包括一台或多台单个的过滤器、冷凝器、和/或凝聚 过滤器，采用适于过滤氢气中的杂质的材料。氢气净化系统116也可包括微粒过滤器，用于 去除氢气中比预定尺寸大的颗粒。在一个实施例中，预定尺寸大约为5微米。在一个实施例中，温度传感器118用于监测盒106和盒收纳容器105的温度。温 度传感器118与盒收纳容器105和/或盒106相接触，设置其中，或另外读取其温度。温度传感器118读取的温度可使电子控制系统103打开或关闭冷却模块112，或者调节其他系统 参数以达到预定的安全和使用标准。在一个实施例中，一个或多个盒传感器120可测定盒106的存在与否。在另一个 实施例中，盒传感器120也可测定盒106是否处于运行的恰当位置。盒传感器120，在一个 实施例中，包括一个充分插入模块，用于避免在盒106不恰当的插入时运行系统100。盒传 感器120可以是一个或多个手动开关、光传感器、磁传感器或其他类型的能够检测到盒106 的存在的传感器。优选地，盒传感器120为光传感器。光的盒传感器120在制造过程中更易 于定位和校准，并提供精确的测量，且不会像机械开关那样花费很多时间。在另一个实施例 中，盒传感器120也用于检测收纳容器盖107是否被恰当地关闭。在一个实施例中，盒106 设置成防止收纳容器盖107、外壳104和/或另一个盖子在盒106不恰当地插入盒收纳容器 105中时完全关闭。盒传感器120包括在盒106、盒收纳容器105和收纳容器盖107中或其 周围的不同位置的多个盒传感器。在一个实施例中，系统100能够阻止氢气生成，除非一个或多个系统传感器检测 到系统100处于恰当的系统状态。该一个或多个系统传感器可从由温度传感器118、164、盒 传感器120、氢气压力传感器132、144以及其他系统状态传感器组成的组中选择。在一个 实施例中，系统100阻止氢气生成直到检测到盒106存在。在一个实施例中，电子控制系统 103根据一个或多个系统传感器的输入来控制氢气的生成。在一个实施例中，盒106包括RFID终端122或其他识别装置。该RFID终端122或 其他识别装置装入、安装在或以其他方式耦联于盒106，这样与盒收纳容器105耦联的RFID 传感器124是可读的。在另一个实施例中，该RFID终端122包括唯一的盒识别编号。通过 唯一地识别每一个盒106，系统100可向用户提供使用统计，包括当盒106缺少燃料时，以及 当盒106需要更换时，甚至是在燃料耗尽和盒被重新安装回系统100之前，将盒106从系统 100中移除时，发出警报。在一个实施例中，系统100为一个或多个对应于唯一的盒识别编号的盒106存储 相应的每个盒106的使用信息。例如，电子控制系统103可存储使用信息。使用信息，包括 盒106中的剩余燃料量，其收集可以通过监测注射进入盒106中的液体量、通过监测从盒 106排出的氢气量、或根据系统100供应的电力通过执行一个或多个运算来估算剩余燃料 的量。因为盒106内的反应物的量是已知的，利用化学反应计算来确定使用了多少氢化物 反应物，以及剩余多少氢化物反应物。在一个实施例中，电子控制系统103根据相应的具体 盒106的使用信息来调节一个或多个系统控制参数。在一个实施例中，将液体通过一个或多个液体注射管111经液泵126泵入盒106 中。在一个实施例中，根据由氢气产品或压力需求和电力负荷确定的动态脉冲率，将液泵 126设置成按照离散脉冲来泵送液体例如水。按照可变的脉冲率泵送液体非常有助于控制 液体供应量。在一个实施例中，脉冲率利用一个或多个数学或统计曲线来确定。在另一个实 施例中，脉冲率利用氢气压力曲线和电力需求曲线来确定，每条曲线具有各自的斜度和值。 在一个实施例中，曲线上不同点的值表示脉冲之间的时间量。值可以为正或负，正值表示较 慢的脉冲率，负值表示较快的脉冲率。当使用多条曲线时，来自每条曲线的相应于系统状态 的曲线上的点的值可叠加在一起来确定脉冲率。液泵126是能够泵送液体例如水经一个或多个注射管111进入盒106中的泵。在
10一个实施例中，液泵126是蠕动泵。使用蠕动泵是有利的，因为蠕动泵不会污染其泵送的液 体，制造便宜，在每个脉冲下泵送固定的、一定量的液体。有利地，尽管注射管111中的液体 存在反压强，蠕动泵也能提供固定的和一定量的液体。在一个实施例中，生成的氢气的量和盒106中剩余的氢气产品的潜在量可通过追 踪由泵126产生的脉冲数来确定。电子控制系统103可根据盒106中的化学氢化物的量、 液泵126泵送的每个脉冲的大小以及液泵126泵送的脉冲量来确定盒106中的剩余氢气潜 在量。液泵126的脉冲量可根据燃料电池146的氢气需求量来确定。在一个实施例中，液 泵126的脉冲量介于大约75 ii L至100 ii L之间。另外，蠕动泵126允许控制系统103使泵 反向，以从盒106中收回液体，从而减慢氢气的生成。控制的精确度使氢气的产量更接近于 燃料电池102的要求。液泵126泵送存储在贮液器128中的液体。在另一个实施例中，使用者可向贮液 器128中手动地加入液体。在一个实施例中，液位传感器129检测贮液器128的液位。液 位传感器129可以是超声波传感器、浮标传感器、磁传感器、气动传感器、导电传感器、电容 式传感器、点液位传感器、激光传感器、光传感器或者其他传感器。在另一个实施例中，液位 传感器129包括通到贮液器128内部的窗口，以允许使用者可视地检测液位。在一个实施例中，生成的氢气通过单向阀130。单向阀130允许氢气排出盒106， 但防止氢气返回到盒106中。单向阀130也防止氢气在盒106被移除时排出系统100。这 就保存了氢气，为使用者提供了安全阀，并允许一定量的氢气存储在系统100中以备后用。 单向阀130在与氢气出口 114流体连通的线路上。在一个实施例中，第二单向阀结合到盒 收纳容器105中。单向阀130可以是硅树脂鸭嘴形阀、隔膜式阀或其他类型的单向阀。在一个实施例中，单向阀130下游的氢气压力传感器132测量氢气的气体压力。在 另一个实施例中，氢气压力传感器132测量系统中氢气调节阀142上游的氢气压力。氢气 压力传感器132用于安全的目的和/或用于检测氢气生成率。在一个实施例中，电子控制 系统103利用氢气压力传感器132测量得到的压力值，使用如前文所述的压力曲线来决定 液泵126的泵脉冲率。一般来说，电子控制系统103可为了低压测量增加脉冲率，而为了高 压测量降低脉冲率。更多的曲线，如电力需求或其他曲线，也成为决定最佳脉冲率的因素。 使用压力传感器132检测压力也使得系统100在其到达不安全的水平之前调节压力。如果 压力超出临界气体压力如预定的安全值，电子控制系统103使氢气经氢气放气阀166排出 以使系统回到安全压力。在一个实施例中，机械阀133位于氢气压力调节阀142的上游。在一个实施例中， 机械阀133是当压力高于预定的临界气体压力时自动释放气体压力的机械阀。在一个实施 例中，与机械阀133相关的预定的临界气体压力高于与如上文所述的氢气压力传感器132 相关的临界气体压力或安全值。在一个实施例中，与机械阀133相关的预定的临界气体压 力约为30镑/平方英寸(psig)到150psig或更高，而与氢气压力传感器132相关的预定 的安全值介于约15至30psig或更高，这取决于系统设计需求，如lOOpsig。在另一个实施 例中，与机械阀133相关的预定的临界气体压力高于与氢气压力传感器132相关的预定的 安全值。在一个实施例中，一个或多个其他系统元件设置成一旦氢气压力调节阀142失 灵，系统元件阻塞，系统100生成过量氢气，或发生其他高压状况，以及内部的系统气体压力超过临界气体压力，释放氢气压力。其他系统元件包括密封件、0形环、软管配件或接头、 液泵126或其他机械元件或连接件。压力释放的多个水平为使用者提供了安全性，保证系 统100保持在安全压力，系统100或使用者没有爆炸或其他损害的危险。低压系统不仅比 高压系统更安全，而且一般它们需要更低的材料和建造费用。在一个实施例中，贮液器128具有液体冷凝器138。液体冷凝器138从进入贮液 器128中的空气或其他气体中除去液体。在一个实施例中，水凝结在冷凝器138的玻璃料 或其他材料上。在另一个实施例中，空气或其他气体在通过冷凝器138之后经压力控制阀 140排出系统。在一个实施例中，氢气从氢气净化系统116进入混合氢气燃料电池系统102。在 一个实施例中混合氢气燃料电池系统102具有氢气压力调节阀142、氢气压力传感器144、 氢气燃料电池堆组件146、一个或多个空气过滤器150、一个或多个空气泵152、空气增湿器 156、模块堆158、氢气增湿器160、一个或多个冷却风扇162、温度传感器164、氢气放气阀 166以及一个或多个电力存储装置168。在一个实施例中，氢气调节阀142调节氢气从氢气净化系统116到氢气燃料电池 堆组件146的流动。氢气调节阀142与单向阀130 —起作用，在单向阀130和氢气调节阀 142之间甚至在系统100的使用之间存储氢气。氢气调节器142释放受控制的一定量的氢 气进入燃料电池堆组件146，维持燃料电池146中预定的气体压力。在一个实施例中，燃料 电池146中预定的气体压力约为7psi。在一个实施例中，氢气压力传感器144测量系统100中氢气调节阀142下游(例 如在燃料电池系统102内)的氢气的气体压力。氢气压力传感器144可用于安全的目的， 和/或用于监测燃料电池146对氢气的使用。如果压力高于预定的安全值，氢气可从系统 经氢气放气阀166排出以使压力回到如前文所述的安全水平。在一个实施例中，如果压力 低于如前文所述的预定的燃料电池气体压力，氢气调节器142释放更多的氢气进入然料电 池堆146。氢气燃料电池堆组件146从氢气和空气的流动中产生电力，这是本领域已知的。 通常，氢气燃料电池堆组件146中的每个燃料电池158具有质子交换膜(PEM)、阳极、阴极和 催化剂。通常将催化剂的微层涂到复写纸、布或其他气体扩散层上，并与PEM的两面相邻。 阳极，燃料电池158的负极，位于催化剂和PEM的一侧，而阴极，燃料电池的正极，位于另一 侧。氢气经阳极中的通道泵送，氧气，通常为环境空气的形式，经阴极中的通道泵送。催化 剂促进反应以使氢气分离成两个H+离子和两个电子。电子经阳极导入外部电路，再从外部 电路到阴极。催化剂还促进反应以使空气中的氧气分子分离成两个氧离子，每一个带有负 电。该负电吸引该H+离子穿过PEM，其中两个H+离子与一个氧离子和两个电子结合以形成 水分子。在一个实施例中，一个或多个空气过滤器150设置成过滤用于燃料电池堆组件 146的空气。在一个实施例中，一个或多个空气泵152将空气经空气过滤器150引入系统 100中。空气泵152可以是隔膜泵或其他类型的空气泵，其能够保持与燃料电池中的氢气压 力相匹配的空气压力，以达到燃料电池堆146的最大的电力密度。在一个实施例中，空气泵 152响应于来自电子控制系统103的信号来增加或减少空气流。电子控制系统103响应于 系统100的已定的电力负荷而发送启动信号。空气流随着电力负荷的变化而变化，减少了附加的电力损失，提高了在低于最大值的电力水平上的系统性能。在一个实施例中，一个或 多个空气泵152具有多种空气泵送能力，以使送入燃料电池堆146中的空气量最优化。例 如，在中等电力需求状态下，启动小容量的空气泵152，而在高电力需求状态下，同时启动小 容量和大容量的空气泵152。在一个实施例中，空气增湿器156将进入燃料电池堆146的空气增湿。向空气中 加入湿气能够使每个燃料电池158中的PEM保持潮湿。部分脱水的PEM将少了燃料电池堆 146的电力密度。湿气减少了 H+离子穿过PEM的阻力，增加了电力密度。在一个实施例中， 排出燃料电池堆146的潮湿空气在排出燃料电池堆146之前流过空气增湿器156内部的膜 的一侧，同时当干燥空气进入燃料电池堆146时干燥空气流过膜的另一侧。水可选择地穿 过膜从湿侧吸入干侧，在空气进入燃料电池堆158之前增湿。在一个实施例中，氢气增湿器160设置成使进入燃料电池堆146的氢气增湿，这样 PEM保持潮湿。这是有益的，如果燃料电池堆146运行在非常高的电力密度或非常高的温 度下，已经存在于氢气中的湿气不足以保持PEM潮湿。氢气增湿器160可采用与空气增湿 器156类似的方式设置，氢气在氢气增湿器160内部的膜的一侧流入燃料电池堆146，潮湿 空气在膜的另一侧流出燃料电池堆146，膜可选择地允许水通过，以使氢气增湿。潮湿氢气 使PEM的阳极侧变湿，同时来自空气增湿器156的潮湿空气使PEM的阴极侧变湿。在一个 实施例中，空气增湿器156和/或氢气增湿器160可彼此结合和/或与燃料电池堆158结
1=1 o在一个实施例中，一个或多个冷却风扇162防止燃料电池堆158过热。电子控制 系统103控制冷却风扇162的运行和速度。将冷却系统162从燃料电池堆空气供应系统中 分离减少了 PEM的脱水，因为空气供应保持在与冷却所需的相比非常低的流动。具有分离 的冷却和空气供应系统的燃料电池系统作为封闭的阴极系统被引入。在一个实施例中，冷 却风扇162是能提供高气流的低功率风扇。在另一个实施例中，根据燃料电池堆158的温 度调节来自冷却风扇162的气流，以降低附加的电力损失。在另一个实施例中，一个或多个 风扇162包括一个或多个送风机，其能够保持比轴流风扇更高的空气压力。一个或多个窗 体、向导、导管、挡板、集管或热阻可用于控制和导向空气流，或者用于保持燃料电池堆146 内部和周围的预定的空气压力。在一个实施例中，温度传感器164测量燃料电池堆162的温度。如前文所述，在一 个实施例中至少部分地根据温度传感器164测量得到的温度来启动冷却风扇162。在另一 个实施例中，如果温度传感器164测量得到的温度高于预定的不安全温度值，电子控制系 统103关闭系统100并通知使用者。在一个实施例中，氢气放气阀166与燃料电池堆146相连接。氢气放气阀166从 燃料电池堆146排出氢气。当如前文所述的氢气压力传感器132、144测量得到的压力达到 不安全水平时，氢气放气阀166用来排出氢气，或通常地使燃料电池158保持在好的条件下 以避免催化剂的腐蚀。当压力达到不安全水平或当燃料电池堆146产生的电力低于预定水 平时，电子控制系统103向氢气放气阀166发送放气信号。在一个实施例中，经氢气放气阀 166排出燃料电池堆158的氢气和已经排出燃料电池堆158的潮湿空气被送入贮液器128， 并经过水冷凝器138再循环并重新使用在燃料电池堆146中的反应形成的水。在一个实施例中，一个或多个电力存储装置168与燃料电池堆146电力耦联。在一个实施例中，电力存储装置168是可再充电的，并且当其不使用或在与负荷断开以在关 闭时用尽系统100生成的剩余氢气时，由燃料电池堆146连续补充充电。该电力存储装置 168在系统100的启动阶段向负荷提供瞬时电力。这意味着与系统100相连的负荷将具有 瞬时电力，在接收电力之前不必等氢气生成系统101开始生成氢气，或者等燃料电池堆146 开始产生电力。在一个实施例中，电力存储装置168设置成在冷的环境中加热燃料电池堆146，以 允许燃料电池堆146的快速启动。电力存储系统168可利用加热盘管或其他加热的金属丝 或者利用其他电加热方法来加热燃料电池堆146。在一个实施例中，电力存储系统168与 燃料电池堆146并联连接，并起到使燃料电池堆146的负荷达到一定水平的作用，这样燃料 电池堆146能够在其最有效率的电力水平下运转，不必经常地根据负荷来改变其输出。电 力存储装置168将在由负荷引起的电力高峰中补充由燃料电池堆146产生的电力。电力存 储装置168可选自电池组成的组，如密封铅酸电池、锂离子(Li-ion)电池、镍金属氢化物 (NiMH)电池或各种可充电电池、电容器、超级电容器和其他能够存储电力的设备。在一个实 施例中，选择将电力存储装置168与大于补充燃料电池堆146所需容量的电容一起使用，这 样避免了电力存储装置168的充放电循环，并增加了电力存储装置168的寿命。在一个实施例中，电子控制系统103与系统100中的传感器、阀和其他元件中的 一个或多个耦联以进行电力和控制信号连通。在一个实施例中，电子控制系统103包括一 个或多个电压和电流传感器170、直流(DC)与DC转换器172、断路器174、接地故障断路器 (GFCI)装置176、电子开关178、DC引出口 180、AC转换器181、AC引出口 182、断路器开关 184、GFCI开关186、显示器188、键盘190、控制系统192、计算机通信接口 194以及控制总 线 196。在一个实施例中，电压和电流传感器170用于测量电力存储装置168两极的电压 和电流。电子控制系统103利用电力存储装置168每一极的电压和电流来确定电力存储装 置168的充电水平。根据电压和电流传感器170的测量值，电子控制系统103确定是否向 电力存储装置168充电或者从电力存储装置168向燃料电池堆146补充或代理。电子控制 系统103还向用户提供电池的电力状态。在一个实施例中，直流对直流(DC to DC)转换器172设置成将燃料电池堆146电 路中的各种电压转换成充分稳定的电压。在一个实施例中，该充分稳定的电压为标准电压， 例如6伏、9伏、12伏、14伏、24伏等。在一个实施例中，电压调节器可用来代替直流对直流 (DC to DC)转换器172。通常，使用直流对直流(DC to DC)转换器172比压力调节器所引 起的电力损失小。该直流对直流(DC toDC)转换器172可向系统100中的电力元件以及与 系统100连接的电力负荷供电。在一个实施例中，断路器174相应于电路中的过载而切断电路。如果电力负荷所 需的电流超过了系统100所能提供的，那么就发生了电路过载。在一个实施例中，断路器 174的额定值由系统的电力产生能力确定。在一个实施例中，断路器174是标准额定断路 器，以电子控制系统103的电流水平为额定值。在一个实施例中，断路开关184设置成在断 路器174切断电流后使断路器174复位。在一个实施例中，该GFCI装置176响应于电路短路而切断电路。GFCI装置176比 断路器174切断电路更快。GFCI装置176检测流入电路的电流量与流出电路的电流量之差，指示短路或电流泄漏。在一个实施例中，GFCI装置176能检测到像4或5毫安那样小的 电流错配，并能像三十分之一秒那样快地对电流错配作出反应。在一个实施例中，GFCI开 关186设置成在GFCI装置176切断电路后使GFCI装置176复位。在一个实施例中，电子开关178断开负荷与电力的连接，而不断开电路的其他部 分。在一个实施例中，电子开关178在使用者启动系统的断电相位后断开负荷。在关闭状 态期间，系统100可启动电子开关178并断开负荷，继续产生电力以向电力存储装置168充 电，并继续使用剩余的氢气。在一个实施例中，DC引出口 180提供出口或插件接口，用于向DC装置提供DC电 力。在一个实施例中，DC电力具有标准DC电压。在一个实施例中，标准DC电压约为9至 15伏DC。在另一个实施例中，DC引出口 180为“打火机”型接口，在许多汽车中存在类似的 DC引出口。在一个实施例中，AC转换器181将来自直流对直流(DCt o DC)转换器176的DC 电力转换成AC电力。在一个实施例中，AC转换器181将DC电力转换成具有标准AC电压 的AC电力。标准AC电压根据区域或系统100的用途来选择。在一个实施例中，标准AC电 压约为110到120伏。在另一个实施例中，标准AC电压约为220至240伏。在一个实施例 中，AC转换器181将DC电力转换成具有标准频率的AC电力，例如50Hz或60Hz。标准频率 也可根据区域或用途来选择，例如16. 7Hz或400Hz。在一个实施例中，AC引出口 182提供出口或插件接口，用于从AC转换器181向AC 装置提供AC电力。在一个实施例中，根据地域标准将AC引出口 182设置成标准AC引出口。 在另一个实施例中，AC引出口 182包括多个AC出口或插件接口。在一个实施例中，显示屏188用于向使用者传递信息。显示屏188可以是液晶显 示0XD)、发光二极管(LED)显示、有机LED(OLED)显示、阴极射线管(CRT)显示或其他能够 向使用者发送信号的显示装置。在一个实施例中，显示器188向使用者传送出错信息。在 另一个实施例中，显示器188向使用者传送存储在电力存储装置168中的电量信息。在另 一个实施例中，显示器188向使用者传送盒106的使用状态信息。在一个实施例中，键盘190用于接收来自使用者的输入。在一个实施例中，使用者 为技术人员，键盘190有利于技术人员作出系统错误分析或故障排除。输入可以向系统100 发送进入启动或关闭状态的信号、导航信息、选项或显示在显示屏188上的菜单，向使用者 的菜单项目的选择发送信号，或者向系统100发送出错、故障或其他信息。键盘190包括一 个或多个键、数字小键盘、按钮、点击轮等。在一个实施例中，控制系统192用于控制系统100中的一个或多个元件。控制系统 192可以是集成电路如微处理器、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、嵌 入式控制器等其他相关控制电路。控制系统192与氢气压力传感器132、温度传感器118、 RFIC传感器124、光学传感器120、液体注射泵126、液位检测器129、空气泵152、氢气压力 传感器144、电子传感器170、温度传感器164、显示器188、键盘190和/或其他元件传递信 肩、o在一个实施例中，控制系统192使用控制总线196与元件传递信号。控制总线196 可以是一条或多条电线、或其他提供串联或并联的控制命令和数据的通信媒介。控制系统 192可在总线196中采用数字或模拟通信信号来进行通信。控制系统192可监测和优化系统效率和系统安全性，如前文所述。在一个实施例中，控制系统192可在日志中存储一个或 多个系统状态信息、性能数据或统计表，使用者可利用显示器190或计算机通信界面194来 访问该日志。在一个实施例中，控制系统192和其他电路位于外壳104之内，防止由于水而 导致短路和起火。例如，在一个实施例中，控制系统192和其他电路放置在系统100的顶部。在一个实施例中，计算机通信界面194设置成使控制系统192与计算机接口。计 算机通信界面194可包括一个或多个端口、终端、适配器、插座或插头，如串行端口、以太网 端口、通用串行总线(USB)端口或其他通信端口。在一个实施例中，计算机可利用计算机通 信界面194访问系统日志、性能数据、系统状态，以改变系统设置或为控制系统192编程。在一个实施例中，外壳104用于封闭和保护系统100。外壳104包括耐用材料如金 属、塑料等。在一个实施例中，外壳104为轻质材料以增加系统100的便携性。在另一个实 施例中，外壳104具有洞或窗口以利于使用者监测贮液器128内的液位。在另一个实施例 中，外壳104还用于为电子控制系统103的元件提供电子频率屏蔽。图2示出了与图1中的盒106十分类似的盒200的一个实施例。盒200为能够包 含流体例如气体或液体的外壳。流体的适当例子包括水、空气、气体如氢气等。在某些实施 例中，盒200包括允许流体排出盒200的单个的出口。在其他实施例中，盒200包括允许流体排出盒200的一个或多个出口和允许流体 进入盒200的一个或多个进口。应当指出盒200可装入各种流体处理元件，包括流体过滤 元件如过滤器、流体生成元件如化学反应的副产品、流体消耗元件如燃料电池、以及流体贮 存元件如氢气囊。因此，本领域人员认识到盒200可包括容纳流体生成反应如氢气生成反 应的盒200。可选择地，盒200可接收一种或多种流体流并向系统中的另一元件或容器送 出一种或多种流体流。例如，盒200可包括接收流体流并送出过滤后的流体流的过滤元件。 可选择地，盒200可用作流体流动调节器，接收一种或多种流体流并向系统中的另一元件 或容器送出一种或多种流体流。可选择地，盒200可用作流体流的流体囊，接收一种或多种 流体流并向系统中的另一元件或容器送出一种或多种流体流。可选择地，盒200可容纳燃 料电池，接收一种或多种流体流并向系统中的另一元件送出一种或多种流体流和电流。盒200可包括管状体或壳体202，在一个实施例中其直径范围约为1至5英寸，长 度范围约为4至12英寸。壳体202具有环形的横截面形状，但并不限于任何特定的横截面 形状或任何特定的直径。在一个实施例中，壳体202由强度足够高、比较轻且具有良好的传热特性的材料 例如铝制成。然而，对本领域技术人员来说，显然有很多替代材料，包括铁、不锈钢、铜、碳纤 维环氧复合材料、玻璃纤维环氧复合材料、PEEK、聚砜衍生物、聚丙烯、PVC或其他合适的材 料。在一个实施例中，盒200还具有盒接口 204，以允许盒200很容易地与前文所述的整个 氢气生成系统100中的其他元件一起放置和锁定在一个位置。在一个实施例中，盒接口 204包括调整结构208、一个或多个氢气口 212以及一个 或多个流体口 216。在一个实施例中，氢气口 212和流体口 216也可包括一个或多个本领 域已知的自密封装置。调整结构208或其他锁定功能用于保证盒接口 204只能在一个方向 或线路上啮合盒收纳容器105。在一个实施例中，壳体202包括卷边224，在壳体202的开 口端附近充分围绕壳体202。卷边224保证壳体202安全连接于盒接口 204。另外，当壳体 202内部产生危险的高气体压力时，卷边224能够安全地释放内部的氢气气体和水。在另一个实施例中，其他安全措施例如螺纹、胶或其他粘合剂、焊接等可保证盒接口 204安全连接 于壳体202。在一个实施例中，一个或多个氢气口 212和一个或多个流体口 216与前文所述的 一个或多个氢气出口 114和一个或多个流体注射管111十分类似。在一个实施例中，氢气 口 212和流体口 216约为十六分之一英寸。在一个实施例中，一个或多个流体注射管218 从一个或多个流体口 216延伸到容纳固体反应物(如下文所作的详细说明)的盒壳体202 的内部。在一个实施例中，注射管218可延伸进壳体202至少壳体202长度的一半，在其他 实施例中，注射管30可延伸少于壳体长度的一半。在一个实施例中，液体注射管218具有 约1mm的内径。在另一个实施例中，液体注射管218具有约0. 5至5. 0mm范围的内径。注射管218可由铝、黄铜、或其他金属、PTFE、Nylon 、或其他高温聚合体。在一 个实施例中，沿着液体注射管218的长度上形成有一系列的液体分配孔。在另一个实施例 中，盒200垂直设置，注射管218充分延伸到盒200的底部，这样液体顺次从底部至盒接口 204填充盒200。以这样的方式还可以将流体经注射管218向盒200以外泵送，以进一步控 制氢气产量并保持安全的氢气压力。图3A示出了盒300的另一个实施例。如前文所论述的，盒300的一个实施例中包 含固体反应物如无水化学氢化物。在一个实施例中，化学氢化物作为一种包含氢气的还原 剂，当其与水或其他氧化剂反应时生成氢气。化学氢化物包括有机或无机化合物。申请日 为2007年7月26日、申请号为11/829，019的美国专利申请公开了化学氢化物的多个例子， 在此结合该申请的全部内容作为参考。化学氢化物可包括硼氢化钠、硼氢化锂、氢化铝锂、 氢化锂、氢化钠和钙氢化物。在一个实施例中，化学氢化物反应物装入液体渗透性材料或织物袋302中。此处 使用的“织物”不仅包括纺织材料，还包括可用于过滤目的的纸质的多孔材料。织物的一个 实施例由多孔材料组成，其能够在从约-20°C至约200°C的温度范围内和从约4至约14的 PH范围内保持结构的完整性。适当的织物包括纺织的和非纺织的尼龙、人造纤维、聚酯、多孔滤纸或这些材料的 混合，但并不限于此。在一个实施例中，选择具有最佳的厚度、密度和持液力的材料用于袋 302。在一个实施例中，盒300垂直配置，袋302包括具有最小持液力的材料，这样保留的液 体的重量小于材料自身重量的约十倍。材料还具有小的或不具有毛细能力。在另一个实施 例中，盒300水平配置，选择具有较高的持液能力和一定的毛细能力的材料302。袋302的持液力和毛细潜力对液体与化学氢化物发生化学反应的地方产生影响。 低的持液力和毛细潜力有助于在处于或低于盒300内的液体液位时保持化学反应。如果持 液力和毛细潜力较高，袋302发生毛细并持有液体，这样能够在处于盒300的液位以上时发 生化学反应。为了更精确地控制盒300内的化学反应，袋302的材料的选择可基于盒300、 注射管304以及化学氢化物和使用的活化剂的结构。其他相关因素包括液体渗透性、多孔性、化学反应活性以及在约150°C与约250°C 之间的温度稳定性，取决于使用的化学氢化物、活化剂和液体注射系统304。用于袋302的 材料的适当厚度，在一个实施例中，可介于约0. 002英寸和0. 01英寸之间。适当的密度可 小于约0. 05克/平方英寸。在一个具体实施例中，袋302由具有约0. 0043英寸的厚度、约57. 9克/平方英寸的密度的材料构成，具有水渗透性，孔的尺寸小于0. 0025英寸，在约pH4至约pH3的碱性或 酸性溶液中耐化学腐蚀，在高于约180°C的温度下保持稳定，并且在水中保持只有其自身重 量的4倍。为了稳定的产生氢气，也可以使用材料性能如厚度、密度和持液力的其他组合。在一个实施例中，织物袋302相当薄，与厚度相比具有相当大的面积。袋302可采 用任何常规的方式制成。例如，如图3B所示，可以看到如何将织物材料314和316的两块 矩形薄片沿着三个边密封(例如通过缝合310或其他密封方法)并分割成0. 25至2英寸 的段318 (也通过缝合)，留有开口端312。在由此形成的一系列的段318中填充细粒的化 学氢化物(如下文所述)，并沿着第四个边通过缝合关闭的开口端312进行密封。袋302的说明性的厚度(如当展开并填充化学氢化物时段318的厚度)在一个实 施例中大约为四分之一英寸，其展开的尺寸大约为5. 75英寸到20英寸。然后，将袋302卷 成直径足够小以插入管状壳体300中，如图3A所示(为了明确起见将盒接口 206移除)。 袋302的厚度和展开的尺寸可根据盒300的尺寸和袋302的结构决定。然后将液体注射管 304小心地插入卷起的袋302的重叠层之间。在一个实施例中，还在壳体300内设置衬里 (未示出)，以保护壳体不受腐蚀和损坏。衬里可以是可移除的或永久的，可用作延长壳体 300的寿命。在一个实施例中，衬里为由塑料或其他本领域已知的惰性材料制成的包或袋， 且衬里能够经受由氢气生成的化学反应所带来的温度，并保护盒300不被腐蚀。图4A示出了根据本发明的氢气生成系统接口 400的一个实施例的侧视图。氢气 生成系统接口 400包括盒402、盒接口 404和盒收纳容器406。氢气生成系统接口 400为氢 气生成系统生成的氢气的流动提供流体路径。盒402，在一个实施例中，包括氢化物燃料。在一定的实施例中，盒402用于容纳化 学氢化物燃料和活化剂、接收液体、容纳化学氢化物与液体之间生成氢气的化学反应、以及 释放氢气。盒402，在另一个实施例中，用于容纳其他氢气生成反应、其他流体、或其他系统 或元件如氢气过滤系统。氢气过滤系统的一个例子是如前文所述的图1中的氢气净化系统 116。在一个实施例中，盒402是圆柱形的。圆柱形所具有的结构强度能够经受氢气生 成时的内部压力。盒402包括能够经受化学反应的热和压力的材料。材料也可选择轻质材 料以使盒402的重量最小，例如轻质金属或金属合金如铝、塑料聚合体、或其他耐用材料。 在另一个实施例中，盒402包括模压铝制圆柱形盒。盒402，在一个实施例中，将生成的氢气传送给盒接口 404。盒402包括用于传送 生成的氢气的通道，例如管、集管、通路等。在一个实施例中，盒402包括机械加工的通道， 在盒402的内部和盒接口 404之间提供流体连接。在另一个实施例中，盒402包括成形加 工的通道，在盒402的内部和盒接口 404之间提供流体连接，例如采用喷射模塑工艺。盒接口 404，在一个实施例中，连接于盒402并且包括至少一个盒接口气体出口 408。盒接口 404，在一个实施例中，可移动地将盒402连接或固定在盒收纳容器406上。在 某些实施例中，响应于盒402插入盒收纳容器406的洞420中，盒接口 404啮合于盒收纳容 器406。盒402的插入和移除沿着插入路径410进行，插入路径410由图4中的虚线箭头表
7J\ o盒接口气体出口 408，在一个实施例中，与盒402的内部流体连通并且为在盒402 内产生的氢气的流动提供流体路径。在另一个实施例中，盒接口气体出口 408可包括为另一流体如空气、水或其他液体和气体的流动提供流体路径的盒接口流体出口。盒接口气体 出口 408的位置相对于正交平面412具有方向角411。正交平面412与插入路径410正交。在图示的实施例中，接口气体出口 408设置成具有大约3度的方向角411，意味着 接口气体出口 408的方向相对于正交平面412为3度。在另一个实施例中，接口气体出口 408可以具有不同的方向角411，例如相对于正交平面412的平面为5度。在某些实施例 中，接口气体出口 408可以具有从0到90度在任何方向上的相对于正交平面的任意方向角 411。在另一个实施例中，接口气体出口 408可以具有不等于90度的相对于正交平面412 的任意方向角411，从而接口气体出口 408与插入路径410不平行。在另一个实施例中，接 口气体出口 408可以具有从0到45度的在任何方向上的相对于正交平面412的任意方向 角 411。盒接口 404可包括任何本领域公知的能够经受压力、温度和氢气生成所产生的压 力的材料。在另一个实施例，盒接口 404也包括轻质材料，以保证系统的整体重量最小，增 加便携性。在一个实施例中，盒接口 404为轻质金属或金属合金如铝等。在另一个实施例 中，盒收纳容器105包括玻璃纤维材料、塑料聚合体材料、陶瓷村料或其他耐用材料。在某些实施例中，盒接口 404与盒402相连。在另一个实施例中，盒接口 404成为 盒402的整体的一部分。在一个实施例中，盒接口 404与盒402是独立的结构。 盒收纳容器406，在一个实施例中，接收盒402。盒收纳容器406设置成与盒接口 404接口，以接收氢气的流动。在一个实施例中，盒收纳容器406包括偏置件414和收纳容 器排气孔416。偏置件414，在一个实施例中，施加作用力使接口气体出口 408和收纳容器排气孔 416结合在一起。偏置件414使盒402可移动地与盒收纳容器406固定在一起。在一个实 施例中，响应于盒402插入盒收纳容器406，偏置件414受到压缩。偏置件414可包括柔性材料、弹簧等。例如，偏置件414可包括合成的或天然的橡 胶复合物例如人造橡胶材料，其在盒402插入盒收纳容器406时压缩。在另一个例子中，偏 置件414可包括盒收纳容器406的内墙或从内墙延伸的外围、杠杆、斜坡、凸起、楔形物等， 其在盒402插入时发生弹性变形，形成合力作用于盒接口 404上。内墙可以是锥形的。在 另一个实施例中，偏置件414包括至少盒接口 404的一部分。至少盒接口 404的一部分包 括如前文所述的柔性材料。在一个实施例中，偏置件414与收纳容器排气孔416径向相对。例如，盒402具有 圆形的横截面，并且盒收纳容器406具有相应的基本上为圆形的横截面。在该例子中，偏置 件414和收纳容器排气孔416可沿着盒收纳容器406基本上为圆形的横截面上的同一直径设置。在另一个实施例中，盒402和/或盒收纳容器406可以具有非圆形的横截面。在 本实施例中，与收纳容器排气孔416径向相对的偏置件414向基本上处于一条直线上的收 纳容器排气孔416施加作用力。例如，具有基本上为方形的横截面的盒收纳容器406在方 形横截面的第一侧具有偏置件414，在方形横截面的相反一侧径向相对地设置收纳容器排 气孔416。也可使用其他的横截面形状，例如椭圆形、长方形、泪珠状、菱形、三角形等，以保 证盒402在盒收纳容器406内的恰当定位。在一个实施例中，盒接口 404具有与盒402不 同的横截面形状，并且盒接口 404的形状保证盒402在盒收纳容器406内具有适当的插入路径和定位。盒收纳容器406具有与盒接口 404的横截面形状一致的形状。优选地，由偏置件414形成的偏置力使盒收纳容器406与盒接口 404之间形成适 合的摩擦力。在一个实施例中，该适合的摩擦力足够大使得当盒收纳容器406发生震动、碰 撞或倒置时，能够在盒收纳容器406中保持盒402。在某些实施例中面对的壁418a、418b包 括另外的偏置件或在面对的壁418a、418b的相对一侧与凹槽422相对应的制动件，如一个 或多个凸起420。在某些实施例中，偏置件414可包括在盒收纳容器406和/或盒接口 404中的另 一端口。例如，偏置件414可包括收纳容器端口，例如允许流体如水或氢气流入接口流体进 口的收纳容器流体出口。该端口可包括柔性元件，其在盒402插入时受到压缩，例如橡胶或 人造橡胶0形环。压缩的柔性元件可产生偏置力，其使得接口气体出口 408与收纳容器气 体进口 416保持在一起。偏置件414，在一个实施例中，可采用预制、注模、再注塑或其他方 法制造。在另一个实施例中，偏置件414可与盒收纳容器406和盒接口 404中的一个或多 个在制造过程中一体形成。参照图5A对本发明的一个实施例进行描述，其包括允许流体如 水或氢气流入接口流体进口的收纳容器端口。收纳容器气体出口 416，在一个实施例中，接收来自接口气体出口 408的氢气的流 动。可选择地，收纳容器气体出口 416可包括收纳容器流体进口，其接收来自接口气体出口 408的另一种流体的流动。收纳容器气体出口 416设置成与接口气体出口 408相连接。在 一个实施例中，收纳容器气体出口 416与接口气体出口 408在偏置件414产生的偏置力的 作用下相连接，如前文所述。在一个实施例中，收纳容器气体出口 416相对于与盒402的插入路径410正交的 平面以方向角413设置。在某些实施例中，收纳容器气体出口 416的方向角413使得收纳 容器气体出口 416与接口气体出口 408相对齐。在某些实施例中，收纳容器气体出口 416 的方向角413与接口气体出口 408的方向角411基本上相同。在图4所示的实施例中，收 纳容器气体出口 416和接口气体出口 408具有约0到约5度之间的方向角411、413。在另 一个实施例中，收纳容器气体出口 416具有相对于正交平面412在任何方向上从0到90度 的方向角413。在另一个实施例中，收纳容器气体出口 416具有相对于正交平面412在任何 方向上从0到45度的任意方向角413。在某些实施例中，当盒402沿着插入路径410插入盒收纳容器406时，接口气体出 口 408掠过收纳容器气体出口 416。换句话说，接口气体出口 408和收纳容器气体出口 416 设置成在盒402插入盒收纳容器406时相互干扰且彼此相对滑动。当接口气体出口 408扫 过收纳容器气体出口 416时，将处在接口气体出口 408和/或收纳容器气体出口 416的污染 物，从接口气体出口 408和/或收纳容器气体出口 416驱赶出去，从而在接口气体出口 408 和收纳容器气体出口 416之间提供自清扫接口。例如，接口气体出口 408和收纳容器气体出口 416可具有约3度的方向角。在该例 子中，在将盒402插入盒收纳容器406时，接口气体出口 408和/或收纳容器气体出口 416 掠过彼此。处在接口气体出口 408和/或收纳容器气体出口 416的污染物如污垢颗粒，从接 口气体出口 408和/或收纳容器气体出口 416向外突出，受到掠过动作的干扰，并被扫除。图4B示出了根据本发明的氢气生成系统接口 423的替代实施例的侧视图。氢气 生成系统接口 423包括盒402、盒接口 404和盒收纳容器406。氢气生成系统接口 400包括
20氢气生成系统产生的氢气流动的流体路径。盒402、盒接口 404和盒收纳容器406优选地以 相同的方式设置成采用如图4A所描述的具有相同附图标记的元件。盒接口 404，在一个实施例中，包括台肩424。台肩424设置成使盒402相对于盒 收纳容器406对齐。在一个实施例中，当将盒402插入适当的深度时，台肩406与盒收纳容 器406发生干扰。在一个实施例中，盒收纳容器406包括支撑表面426，盒402通过其插入。支撑表 面426可与台肩424相互作用，以使盒接口 404在盒收纳容器406中对齐。有利地，盒收纳容器406包括支撑表面426，盒402通过其插入，允许不同长度的盒 402在相同的盒收纳容器406中使用。因为台肩424不依赖盒402的长度而使盒接口 404 在盒收纳容器406中对齐，从而可以使用不同长度的盒。图5A示出了盒接口 502的一个实施例的侧视图。盒接口 502包括接口气体出口 504、接口流体进口 506和压力释放阀508。在一个实施例中，盒接口 502与盒402连接，与 图4中描述的具有相同附图标记的盒402类似。盒接口 502为流体的流动提供流体路径， 并使盒402与氢气生成系统中的其他元件相连接。接口气体出口 504，在一个实施例中，与如图4描述的接口气体出口 408以相同的 方式设置。接口气体出口 504包括方向角，并为来自盒402内部的氢气或其他流体的流动 提供流动路径。在一个实施例中，接口气体出口 504包括密封件510。密封件510，在一个 实施例中，基本上围绕气体出口 504。密封件510可包括柔性材料，其用于密封与盒收纳容 器406中的收纳容器气体出口 416相对应的接口气体出口 504。密封件510包括能够密封 氢气流动的任何材料，如尼龙、合成橡胶等。在一个实施例中，密封件510包括合成橡胶或 人造橡胶0形环。密封件510，在一个实施例中，包括如前文所述的偏置件。在一个实施例中，接口气体出口 504和接口流体进口 506各自通常在约25_35psig 的压力下运行。在一个实施例中，如果没有密封件510，接口气体出口 504和/或接口流体 进口 506将无法抵挡高压，因为有偏置件的作用力，以及接口气体出口 504和/或接口流体 进口 506的相对小的圆周。接口流体进口 506，在一个实施例中，为流体如水流入盒402的内部提供路径。在 一个实施例中，接口流体进口 506包括机械加工的通向盒接口 502的通道。接口流体进口 506相对于接口气体出口 504和收纳容器气体出口 416起到如图4所描述的偏置件414的 作用。类似的，接口气体出口 504和收纳容器气体出口 416可共同作用，用作适合接口流体 进口 506和收纳容器流体进口(未图示)的偏置件414。接口流体进口 506，在一个实施例 中，与接口气体出口 504径向相对。在一个替换实施例中，接口流体进口 506可与接口气体 出口 504相邻。在一个实施例中，接口流体进口 506包括方向角。接口流体进口 506的方向角，在 一个实施例中，基本上等于前文所述的接口气体出口 504的方向角。在另一个实施例中，接 口流体进口 506和接口气体出口 504具有大小相同方向相反的方向角，例如一个端口具有 朝向正交平面的一侧的方向上的方向角，另一个端口具有朝向正交平面的另一侧的方向上 的方向角。在另一个实施例中，接口流体进口 506和接口气体出口 504具有不同的方向角。压力释放阀508用于限定盒402内产生的最大压力。在一个实施例中，压力释放 阀508包括本领域公知的压力释放阀，如弹簧驱动的阀，其在预定的临界气体压力下打开。在一个实施例中，当压力释放阀508启动时，压力释放阀508向大气排放过量的氢气。在一 个可替换的实施例中，压力释放阀508与包含过量氢气的容纳空间(未图示)相连。该容 纳空间可逐渐地或另外安全地释放过量的氢气。图5B示出了盒接口 512的一个实施例的侧视图。盒接口 512包括接口 514。接口 514包括接口流体出口、接口流体进口，与前文所述的图5A中的接口气体出口 504和/或接 口流体进口 506基本上相同。在一个实施例中，接口 514具有相对于正交平面412的方向 角516，正交平面412正交于插入路径410。如前文所述，方向角516可以是0到90度之间的任意角度。在某些实施例中，方 向角516有助于在插入过程中对接口 514的清洁。在另一个实施例中，方向角516可引导 接口气体端口 514向下，这样重力作用有助于在插入过程中对接口 514的密封。例如，在图示的实施例中，接口 514的方向角516约为30度。在该例子中，在插入 过程中将有一定的扫除作用。重力作用的存在也有助于密封接口 514。另外，偏置件产生偏 置力，来自偏置件的偏置力的存在起到密封接口 514的作用。偏置件可包括与接口 514径 向相对的另一个接口，也可包括方向角516。在某些实施例中，方向角516小于90度，这样 接口 514和插入路径410不平行。在这些接口 514和插入路径410不平行的实施例中，由 偏置件产生的偏置力不再单独地沿着插入路径引导，使得将盒接口 512从盒收纳容器中移 开、使盒收纳容器分离、以及防止接口 514密封所需的作用力最小。图6A示出了根据本发明的盒收纳容器602的俯视图的一个实施例。在一个实施 例中，盒收纳容器602包括收纳容器流体端口 604、收纳容器气体端口 606、一个或多个键槽 608以及一个或多个通道610。盒收纳容器602接收盒402，并为流体如氢气的通过提供路 径。收纳容器流体端口 604包括盒收纳容器602中的通道，其设置成允许流体如水流 入盒接口流体端口 506。收纳容器流体端口 604配置在盒收纳容器602上，这样在盒插入盒 收纳容器602后，收纳容器流体端口 604与盒接口流体端口 506相匹配。收纳容器气体端口 606包括连通盒收纳容器602的通道，其设置成允许氢气从接 口气体出口 504流出。收纳容器气体端口 606配置在盒收纳容器602上，这样在盒612插 入盒收纳容器602后，收纳容器气体端口 606与接口气体出口 504相匹配。在一个实施例中，收纳容器气体端口 606和收纳容器流体端口 604径向相对，如图 6A所示。在一个替换实施例中，收纳容器气体端口 606和收纳容器流体端口 604不径向相 对。在某些实施例中，收纳容器流体端口 604用作偏置件，产生偏置力以同时密封收纳容器 气体端口 606和收纳容器流体端口 604。在一个实施例中，盒收纳容器602包括一个或多个定位装置，如一个或多个键槽 608。该一个或多个键槽608相对于盒612的盒接口上的一个或多个形状相似的键614。一 个或多个键槽608和键614保证在盒612插入盒收纳容器602的过程中，盒612定位在一 个特定的方向上。在一个实施例中，一个或多个键槽608和键614保证收纳容器气体端口 606与相应的接口气体出口 504相对齐。在已描述的实施例中，使用者绕着其纵轴和/或其插入路径旋转盒612，直到键槽 608与相应的键614相匹配。一旦键槽608与键614相匹配，盒612填装在盒收纳容器602 中，并恰当地在盒收纳容器602中对齐。那些本领域技术人员可以认识到存在各种键槽608和键614结构，其能够在盒612和盒收纳容器602之间使用。应当认为所有这些结构都是 在本发明的范围内。一个或多个定位装置在一个实施例中可与接口气体出口 514共同作用。在另一个 实施例中，一个或多个定位装置可与接口流体端口 506共同作用。例如，盒612可包括纳入 盒612上的键614共同作用的接口气体出口 514。在图6B的实施例中，键槽608具有基本为“L”形的横截面，这样键614通过一个 或多个压紧部件616固定于键槽608中。在一个实施例中，一个或多个压紧部件616可包 括偏置件，其将接口流体端口 506、604压向收纳容器流体端口 416、604。盒612沿着插入路 径410插入，键614进入键槽608。接着，盒612绕着插入路径410扭曲，这样键614通过压 紧装置616啮合。通过一个或多个压紧装置616的啮合保证了气体端口 504、606和流体端 口 506、604对齐。另外为了安全性，如果盒612恰当地对齐，那么键槽608内的传感器618 将其记录下来。再次参照图6A，一个或多个通道610为生成的氢气的流动提供通道。在一个实施 例中，一个或多个通道610包括在盒收纳容器602上机械加工出来的通路。在一个替换实 施例中，一个或多个通道610包括形成在盒收纳容器602内的通道。在一个实施例中，一个 或多个通道610包括盖板(未示出)，其形成通道610中的一个或多个的壁面。在某些实施例中，一个或多个通道610形成集管，其连接两个或多个氢气流路。例 如，在一个实施例中，盒收纳容器602设置成接收多个盒。在已描述实施例中，盒收纳容 器602设置成接收两个盒。在该例子中，将每个盒生成的氢气流路结合成一个或多个通道 610，以形成单一的氢气流路。在一个实施例中，盒收纳容器602设置成接收多个盒，其可独 立地插入和移开，并可独立地运行。可选择地，或者另外，盒收纳容器602设置成接收两个 或多个盒。此外，盒602可包括流体处理元件如流体过滤元件、流体生成元件、流体消耗元 件或流体贮存元件。为了便于多个盒的独立运行，在一个实施例中，一个或多个通道610可包括一个 或多个单向阀或其他的阀类型，如前文关于图1中的单向阀130所述的。盒收纳容器602 中的阀允许氢气或另一流体从第一盒流入收纳容器602，不管第二盒的状态如何。这可用于 在系统运行过程中可插入和移出的热抽换式的盒。在另一个实施例中，接口流体端口 504、 506的一个或多个可设置成当插入盒收纳容器602中时，打开收纳容器流体端口 416、604中 的阀或通道，当盒从盒收纳容器602中移出时，关闭该阀或通道。图7示出了根据本发明的冷却模块700的一个实施例的侧视截面图。冷却模块 700，在一个实施例中，与前文所述的图1中的冷却模块112基本上相同。冷却模块700可 包括流体移动模块702、罩盖704以及一个或多个肋706。冷却模块700冷却氢气生成系统 中的盒402，将热量从盒402导出。在一个实施例中，流体移动模块702可包括泵、风机、风扇或其他流体移动装置， 其引导流体如空气或水通过冷却模块700的其他元件。流体通过热传导吸收来自盒402的 热量，并将热量从氢气生成系统中排出去。在一个实施例中，流体包括气体如空气，或液体 制冷剂如水。流体可包括其他液体或固体制冷剂，其可以是液体如水、酒精等的添加剂。液 体也可以包括用在极端温度下的一种或多种防冻剂。在一个实施例中，罩盖704配置在盒收纳容器602中或其下方，在插入时基本上围绕盒402。盖板704可由能够引导空气流动的任何材料制成，但优选地由轻质的、刚性的材 料如塑料制成。在一个实施例中，流体移动模块702包括空气移动模块，盖板704包括空气 引导装置，其在空气流过盒402的表面时容纳被流体移动模块702吹动的空气。在另一个实施例中，流体移动模块702包括泵，盖板704包括流体引导装置，其在 盒402插入时与盒402相邻配置。盖板704包括在盒402与液体之间的挡板，将热量从盒 402传导至液体。在另一个实施例中，盖板704包括液体护套如水护套，其在插入时基本上 围绕着盒402，流体移动模块702通过液体护套移动液体。在一个实施例中，流体移动模块702将液体如空气或水移入盖板702的底部708 附近的盖板702中。在已描述的实施例中，当流体吸收热量时，流体从盒402的底部流向盒 402的顶部。盖板702的底部708包括流体吸入口或空气吸入口，其与流体移动模块702流 体连接。盖板702也可包括流体出口或空气排出口，其位于盒收纳容器602的顶部附近。流 体出口或空气排出口，在一个实施例中，可与盒收纳容器602 —体形成。在一个实施例中，一个或多个肋706为流体的流动提供通道。在某些实施例中，一 个或多个肋706包括单一的螺旋状肋，其使得流体如气流从流体移动模块702向盒周围的 螺旋路径中流动。有利地，这样的螺旋路径增加了流体与盒表面接触的停留时间。肋706 之间的垂直间距与停留时间成正比。肋706垂直方向上的距离越近，螺旋曲线就越密，停留 时间也就越长，只要减小流体移动模块702的速度，以补偿由于盒402周围较小的螺旋流体 通道所增加的流体速度。可选择地，肋706可具有能够增加冷却流体停留时间的其他结构。肋706，在一个实施例中，引起了来自流体移动模块702的流体如空气或水的流动 中的紊流。肋706可通过本领域公知的任何方法引起紊流，例如通过形成流体流动的角度、 通过设置脊或波纹、通过增加与肋706分开的凸起等方式。在来自流体移动模块702中的 流体流动中引起紊流，促进了从盒402与流体流动之间的热交换。本发明可以在不脱离其精神或本质特性的前提下采用以其他具体形式来体现。应 当认为已描述的实施例在各方面都只是示例性的，而并非是限制性的。因此，发明的范围由 附加的权利要求体现，而不是通过前文的描述。在与权利要求等价的含义和范围之内所作 的任何改变，都应当包含在本发明的范围内。
权利要求
一种固定盒的装置，该装置包括盒，包括盒接口；接口流体出口，设在盒接口上，该接口流体出口与盒的内部流体连通，该接口流体出口设置成与盒收纳容器的收纳容器流体进口相匹配；方向角，在接口流体出口与正交于盒的插入路径的平面之间测量，这样接口流体出口和盒的插入路径不平行；以及偏置件，设置成采用偏置力将接口流体出口压向收纳容器流体进口。
2.权利要求1的装置，还包括设在盒接口上的接口流体进口，该接口流体进口与盒的 内部流体连接，该接口流体进口设置成与盒收纳容器的收纳容器流体出口相匹配。
3.权利要求2的装置，其中该接口流体进口具有方向角，该方向角从正交于盒的插入 路径的平面测量，使得流体进口和盒的插入路径不平行，接口流体进口与接口流体出口径 向相对，使得偏置力进一步地将接口流体进口压向收纳容器流体出口。
4.权利要求1的装置，还包括一个或多个定位装置，所述一个或多个定位装置设置成 以确保盒的插入路径和盒的定位适当。
5.权利要求4的装置，其中将接口流体出口与一个或多个定位装置合并。
6.权利要求4的装置，其中一个或多个定位装置包括一个或多个台肩，所述一个或多 个台肩设置成与盒收纳容器的支撑表面相接。
7.权利要求4的装置，其中一个或多个定位装置具有盒的形状和盒接口的相应形状。
8.权利要求4的装置，其中一个或多个定位装置允许盒绕着插入路径至少部分地旋转 以达到同轴度。
9.权利要求1的装置，其中盒设置成容纳氢气生成反应，包括液体和固体氢化物反应 物之间的化学反应。
10.权利要求9的装置，还包括设在盒内的液体渗透性材料，该液体渗透性材料包括一 个或多个腔，每个腔设置成含有固体氢化物反应物，固体氢化物反应物包括固体无水化学 氢化物。
11.权利要求1的装置，其中盒设置成含有流体处理元件，该流体处理元件选自由流体 过滤元件、流体生成元件、流体消耗元件和流体贮存元件构成的组。
12.权利要求1的装置，其中偏置件至少部分地具有弹性，并设置成响应盒收纳容器内 盒的插入，压缩以产生偏置力。
13.权利要求12的装置，其中偏置件包括基本上围绕接口流体出口的密封件。
14.一种固定盒的装置，该装置包括盒收纳容器，设置成用于接收盒的盒接口 ；收纳容器气体端口，设在盒收纳容器上，该收纳容器气体端口设置成与盒接口的接口 气体出口相匹配；偏置件，设置成采用偏置力将收纳容器气体端口压向接口气体出口，该偏置件可移动 地将盒固定于盒收纳容器；盒冷却模块，设置成将热量从盒导出。
15.权利要求14的装置，还包括收纳容器流体端口，设在盒收纳容器上，该收纳容器流 体端口与盒接口的接口流体进口相匹配，该收纳容器流体端口和收纳容器气体端口彼此相对设置，并设置成向接口气体出口和接口流体进口施加偏置力。
16.权利要求14的装置，其中该盒收纳容器设置成接收多个盒，每个盒包括盒接口，该 盒收纳容器进一步地设置成允许多个盒中的每一个独立运行。
17.权利要求14的装置，其中该偏置件进一步地设置成响应盒收纳容器中盒的插入， 从接口气体出口移除污染物。
18.权利要求14的装置，其中该盒冷却模块包括流体移动模块，该流体移动模块设置 成引起流体流过设在盒收纳容器中的盒附近的流体引导装置。
19.权利要求18的装置，其中该流体包括空气，以及该流体引导装置包括形成在盒收 纳容器上的螺旋状的肋，当盒置于盒收纳容器中时，该螺旋状的肋为盒周围的气流形成螺 旋通道。
20.权利要求18的装置，其中流体引导装置进一步地设置成在来自流体移动模块的流 体中引起紊流。
21.权利要求18的装置，其中流体引导装置包括水护套。
22.一种用于固定生成氢气的燃料盒的系统，该系统包括燃料盒，设置成容纳氢气生成反应，该燃料盒包括盒接口 ；接口气体出口，设在盒接口上，该接口气体出口与燃料盒的内部流体连通；盒收纳容器，设置成用于接收燃料盒的盒接口 ；收纳容器气体端口，设在盒收纳容器上，该收纳容器气体端口设置成与接口气体出口 相匹配；以及偏置件，设置成采用偏置力将接口气体出口压向收纳容器气体端口，该偏置件可移动 地将燃料盒固定于盒收纳容器。
23.权利要求22的系统，还包括压力释放阀，设置成当内部气体压力超过临界气体压 力时释放氢气。
24.权利要求22的系统，还包括完全插入模块，设置成当燃料盒不正确的插入时防止 系统运行。
25.权利要求24的系统，其中该完全插入模块包括盖，当燃料盒不正确插入盒收纳容 器中时，燃料盒防止盖完全地关闭。
全文摘要
一种用于固定盒106的装置、系统和方法。盒106包括流体处理元件，例如流体过滤元件、流体生成元件、流体消耗元件或流体贮存元件。该盒106具有盒接口404。接口流体出口设在盒接口406上。该接口流体出口408与盒106的内部流体连接。该接口流体出口408设置成与盒收纳容器406的收纳容器流体进口416相匹配。偏置件414采用偏置力将接口流体出口408压向收纳容器流体进口416。该偏置件可移动地将盒106固定于盒收纳容器406。
文档编号H01M2/14GK101855749SQ200880108669
公开日2010年10月6日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年7月25日
发明者克里斯·布莱顿, 约翰·巴顿, 肯·皮尔森 申请人:特鲁丽特公司