(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された第１燃料電池であって、且つ、前記２つの反応物質のうちの一方の反応物質を含むテスト反応物質を第１反応物質供給源から受容するよう構成された第１反応物質入口を有する、第１燃料電池と、
前記２つの反応物質間の前記電気化学反応から電流を生成するよう構成された第２燃料電池であって、且つ、前記テスト反応物質を第２反応物質供給源から受容するよう構成された第２反応物質入口を有する、第２燃料電池と、
各燃料電池に電気負荷を印加し、前記第１燃料電池の電気的出力と前記第２燃料電池の電気的出力との間の電気的出力差異、ＯＤｔ、を判定することと、予測される出力差異と前記判定された電気的出力差異、ＯＤｔ、との間の差異を判定することと、を行うよう構成された制御器であって、前記予測される出力差異は、以前の時間において判定された前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定されている、制御器と、
を含み、
前記制御器は、前記予測される出力差異と前記判定された出力差異との間の前記差異に少なくとも基づいて前記テスト反応物質純度を示す純度出力を提供するよう構成されており、
前記第１反応物質供給源は前記テスト反応物質の基準反応物質を提供し、前記基準反応物質は既知の純度を有し、前記第２反応物質供給源は未知の純度のテスト反応物質を提供する、
反応物質純度を判定するよう構成された装置。
【請求項２】
前記制御器は、時間ｔにおける少なくとも３つの指標を、以前の時間ｔ−１において以前に判定された前記同一の指標のうちの２つの指標を使用して判定するよう構成され、前記指標は、予測される出力差異と前記判定された出力差異との間の差異を表すＤｅｌｔａｔ指標と、平滑化レベル指標ＳＬｔと、変化率指標ＲＯＣｔと、を含み、
Ｄｅｌｔａｔ＝ＯＤｔ−（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）
ＳＬｔ＝（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）＋α１×Ｄｅｌｔａｔ
ＲＯＣｔ＝ＲＯＣｔ−１＋α２×Ｄｅｌｔａｔ
が成り立ち、
Δｔは時間ｔと時間ｔ−１との間の時間差を含み、α１およびα２は事前決定値を含み、前記純度出力は前記指標を使用して判定される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記純度出力は前記電気的出力差異、ＯＤｔを使用して判定される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記第１反応物質供給源は精製装置を含み、前記精製装置は前記第２反応物質供給源から供給された前記テスト反応物質の部分を精製するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記テスト反応物質は燃料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記テスト反応物質は大気などの酸化剤を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記出力差異は前記第１燃料電池および前記第２燃料電池からの複数の標本抽出された電気的出力値の平均に基づいて判定される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記制御器は、前記変化率指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には変化しつつある反応物質純度の警告を提供する、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記制御器は、前記平滑化レベル指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には前記反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供する、請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御器は、前記Ｄｅｌｔａｔ指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には前記反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供する、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記２つの反応物質間の前記電気化学反応から電流を生成するよう構成され、且つ前記テスト反応物質は第１テスト反応物質を含み、前記２つの反応物質のうちの他方は第２テスト反応物質を含む、第３燃料電池を含み、
前記第１燃料電池は前記第１反応物質供給源から前記第１テスト反応物質を受容し、第４反応物質供給源から前記第２テスト反応物質を受容するよう構成され、
前記第２燃料電池は前記第２反応物質供給源から前記第１テスト反応物質を受容し、前記第４反応物質供給源から前記第２テスト反応物質を受容するよう構成され、
前記第３燃料電池は前記第１反応物質供給源から前記第１テスト反応物質を受容し、第３反応物質供給源から前記第２テスト反応物質を受容するよう構成され、
前記制御器は、
前記第１燃料電池と前記第２燃料電池と、
前記第１燃料電池と前記第３燃料電池と、および、
前記第２燃料電池と前記第３燃料電池と、
の電気的出力間の電気的出力差異、ＯＤｔを判定するよう構成され、
前記制御器は、予測される出力差異と、前記判定された出力差異ＯＤｔと、の間の差異に少なくとも基づいて、前記第１テスト反応物質純度および前記第２テスト反応物質純度の表示を与えるよう構成され、前記予測される出力差異は、前記出力差異のうちの各出力差異に対する前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１テスト反応物質は燃料を含み、前記第２テスト反応物質は空気を含み、
前記第１反応物質供給源は純粋燃料供給源を含み、
前記第２反応物質供給源は未知の純度の燃料供給源を含み、
前記第３反応物質供給源は純粋空気供給源または未知の純度の空気供給源を含み、前記第４反応物質供給源は前記純粋空気供給源および前記未知の純度の空気供給源のうちの他方を含む、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御器は前記第２燃料電池と前記第３燃料電池との間の性能差異の指示を出力するよう構成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１燃料電池はスタックにおいて複数の直列接続された燃料電池を含み、および／または前記第２燃料電池はスタックにおいて複数の直列接続された燃料電池を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記燃料は水素を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項１６】
反応物質純度の表示を判定するための方法であって、
第１燃料電池に対して負荷が印加され、且つ２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された、前記第１燃料電池の電気的出力を測定するステップであって、前記２つの反応物質のうちの一方の反応物質は、第１反応物質供給源から前記第１燃料電池に供給されるテスト反応物質を含む、前記第１燃料電池の電気的出力を測定するステップと、
第２燃料電池に対して負荷が印加され、且つ前記２つの反応物質間の前記電気化学反応から電流を生成するよう構成された、前記第２燃料電池の電気的出力を測定するステップであって、前記第２燃料電池に供給される前記テスト反応物質は第２反応物質供給源から供給される、前記第２燃料電池の電気的出力を測定するステップと、
前記第１燃料電池の電気的出力と前記第２燃料電池の電気的出力との間の電気的出力差異、ＯＤｔを判定するステップと、
予測される出力差異と前記判定された出力差異との間の差異に少なくとも基づいて、前記テスト反応物質純度の表示を提供するステップであって、前記予測される出力差異は、前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される、前記テスト反応物質純度の表示を提供するステップと、
を含み、
前記第１反応物質供給源は前記テスト反応物質の基準反応物質を提供し、前記基準反応物質は既知の純度を有し、前記第２反応物質供給源は未知の純度のテスト反応物質を提供する、
方法。
【請求項１７】
前記表示を提供するステップは、
時間ｔにおける少なくとも３つの指標を、ｔ−１において以前に判定された前記同一の指標のうちの２つの指標を使用して判定するステップであって、前記指標は、予測される出力差異と前記判定された出力差異との間の差異を表すＤｅｌｔａｔ指標と、平滑化レベル指標ＳＬｔと、変化率指標ＲＯＣｔと、を含むステップを含み、
Ｄｅｌｔａｔ＝ＯＤｔ−（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）
ＳＬｔ＝（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）＋α１×Ｄｅｌｔａｔ
ＲＯＣｔ＝ＲＯＣｔ−１＋α２×Ｄｅｌｔａｔ
が成り立ち、
Δｔは時間ｔと時間ｔ−１との間の時間差を含み、α１およびα２は事前決定値を含み、前記方法は、前記指標を使用して反応物質純度の前記表示を提供するステップをさらに含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記電気的出力差異、ＯＤｔに基づいてテスト反応物質純度の表示を含む前記純度出力を提供するステップを含む、請求項１６〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記電気的出力差異を判定するステップは、前記第１燃料電池および前記第２燃料電池からの複数の標本抽出された電気的出力値の平均を判定し、前記平均値を使用して前記電気的出力差異を判定するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記変化率指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうか判定し、超過した場合には、前記純度出力を使用して、変化しつつある反応物質純度の警告を提供するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記平滑化レベル指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には、前記純度出力を使用して、前記反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記Ｄｅｌｔａｔ指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には、前記反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
第３燃料電池に対して負荷が印加され、且つ２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された第３燃料電池の電気的出力を測定するステップであって、前記テスト反応物質は第１テスト反応物質を含み、前記２つの反応物質のうちの他方は第２テスト反応物質を含み、前記第１燃料電池は第３反応物質供給源から前記第２テスト反応物質を受容するよう構成され、前記第２燃料電池は前記第３反応物質供給源から前記第２テスト反応物質を受容するよう構成され、前記第３燃料電池は、前記第１反応物質供給源から前記第１テスト反応物質を受容するよう、および第４反応物質供給源から前記第２テスト反応物質を受容するよう、構成されている、ステップを含み、
前記第１燃料電池と前記第２燃料電池と、
前記第１燃料電池と前記第３燃料電池と、および、
前記第２燃料電池と前記第３燃料電池と、
の電気的出力間の電気的出力差異、ＯＤｔを判定するステップと、
予測される出力差異と前記判定された出力差異との間の差異を使用して、前記第１テスト反応物質純度および前記第２テスト反応物質純度の表示を提供するステップであって、前記予測される出力差異は、前記出力差異のうちの各出力差異に対する前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される、前記第１テスト反応物質純度および前記第２テスト反応物質純度の表示を提供するステップと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
プロセッサにより実行されたときに、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の方法を実行することを装置に行わせるコードを含む、コンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反応物質の純度を判定するよう構成された装置に関する。特に本発明は、燃料（水素および／または酸化物（例えば空気）など）の純度を判定するための装置に関する。本発明は、さらに本装置を含む充填場所または据置型電源デバイスおよび反応物質純度を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池において発電のために燃料として水素を使用することに関しては、その重要性がしだいに増加しつつある。水素供給の純度は、最適な発電に対して、および、その水素を使用する燃料電池を最適な状態に保持することに対して、重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在では、燃料電池システムで使用される水素は多くの場合、天然メタンガスの水蒸気改質を通して合成される。最高品質の実施が使用された場合であったとしても多量の汚染物質が水素燃料に存在し得る。係る汚染物質の存在は燃料電池の動作に有害である。係る有害性は通常は可逆性であるが、最悪の場合では、燃料電池に対して不可逆的な有害性を生じさせ得る何らかの化合物を含む、高い度合いの汚染物質が存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、反応物質の純度を判定するよう構成された装置が提供される。本装置は、
２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成され、且つ、２つの反応物質のうちの一方の反応物質を含むテスト反応物質を第１反応物質供給源から受容するよう構成された第１反応物質入口を有する、第１燃料電池と、
２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成され、且つ、テスト反応物質を第２反応物質供給源から受容するよう構成された第２反応物質入口を有する、第２燃料電池と、
各燃料電池に電気負荷を印加し、第１燃料電池の電気的出力と第２燃料電池の電気的出力との間の電気的出力差異、ＯＤｔ、を判定することと、予測される出力差異と判定された電気的出力差異、ＯＤｔ、との間の差異を判定することと、を行うよう構成された制御器であって、予測される出力差異は、以前の時間において判定された前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される、制御器と、を含み、
前記制御器は、予測される出力差異と判定された出力差異との間の差異に少なくとも基づいてテスト反応物質純度を示す純度出力を提供するよう構成されている。
【０００５】
これは有利である。なぜなら、後の時間における出力差異がどのような値になるかを履歴測定値に基づいて予測し、次に当該の後の時間において、出力差異を判定し、比較を行うことが、反応物質純度の判定または監視を行うための効果的な方法を提供することが見出されているためである。履歴値は、以前に判定された差異もしくは変化率または差異もしくは変化率の履歴平均を含み得る。
【０００６】
制御器は、時間ｔにおける少なくとも３つの指標を、以前の時間ｔ−１において以前に判定された同一の指標のうちの２つの指標を使用して判定するよう構成され得る。これら３つの指標は、予測される出力差異と判定された出力差異との間の差異を表すＤｅｌｔａｔ指標と、平滑化レベル指標ＳＬｔと、変化率指標ＲＯＣｔと、を含み、これらの３つの指標については以下の式が成り立つ。
Ｄｅｌｔａｔ＝ＯＤｔ−（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）
ＳＬｔ＝（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）＋α１×Ｄｅｌｔａｔ
ＲＯＣｔ＝ＲＯＣｔ−１＋α２×Ｄｅｌｔａｔ
さらにΔｔは時間ｔと時間ｔ−１との間の時間差を含み、α１およびα２は事前決定値を含み、純度出力は前記指標を使用して判定される。
【０００７】
これらの指標は、計算効率が良好である一方で、時間的経過に伴う反応物質品質の劣化を特定することにおいて効果的であることが見出されている。
【０００８】
純度出力は電気的出力差異、ＯＤｔを使用して判定され得る。
【０００９】
第１反応物質供給源は、テスト反応物質の基準反応物質を提供し得る。基準反応物質は既知の純度を有する。第２反応物質供給源は未知の純度の燃料を提供する。第１反応物質供給源は精製装置を含み得、精製装置は第２反応物質供給源から供給されたテスト反応物質の部分を精製するよう構成されている。
【００１０】
したがって本装置は、２つの燃料電池に供給される燃料を除いて実質的に同等である２つの燃料電池の電気的出力を判定するよう構成されている。テスト反応物質が未知の純度を有する一方で基準反応物質が純粋であるとみなされ得る。本装置は、基準反応物質に対して、その未知の純度を判定し得る。
【００１１】
所望によりテスト反応物質は燃料を含む。燃料は水素を含み得る。所望によりテスト反応物質は大気などの酸化剤を含む。反応物質は、燃料電池により電力供給される車両などの燃料電池電源に対して、または据置型電源デバイスに対して、供給され得る。
【００１２】
出力差異は、第１燃料電池および第２燃料電池からの複数の標本抽出された電気的出力値の平均に基づいて判定され得る。したがって複数の出力値が平均され、差異が判定されてもよく、または複数の出力差異が判定され、次に平均されてもよい。平均は、最頻値、相加平均、もしくは中央値平均、中心傾向の測定、または任意の他の平均を含み得る。
【００１３】
制御器は、変化率指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には変化しつつある反応物質純度の警告を提供するよう構成され得る。制御器は、平滑化レベル指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供するよう構成され得る。制御器は、Ｄｅｌｔａｔ指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供するよう構成され得る。したがって制御器は事前決定された閾値が超過された場合にのみアラームまたは警告を提示し得る。代替的に制御器は複数の閾値に基づいて複数の警告を提供し得る。
【００１４】
本装置は、２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された第３燃料電池を含み得る。ここでテスト反応物質は第１テスト反応物質を含み、２つの反応物質のうちの他方の反応物質は第２テスト反応物質を含み、
第１燃料電池は第１反応物質供給源から第１テスト反応物質を受容し、第４反応物質供給源から第２テスト反応物質を受容するよう構成され、
第２燃料電池は第２反応物質供給源から第１テスト反応物質を受容し、第４反応物質供給源から第２テスト反応物質を受容するよう構成され、
第３燃料電池は第１反応物質供給源から第１テスト反応物質を受容し、第３反応物質供給源から第２テスト反応物質を受容するよう構成され、
制御器は、
第１燃料電池と第２燃料電池と、
第１燃料電池と第３燃料電池と、および、
第２燃料電池と第３燃料電池と、
の電気的出力間の電気的出力差異、ＯＤｔを判定するよう構成され、
制御器は、予測される出力差異と、判定された出力差異ＯＤｔと、の間の差異に少なくとも基づいて、第１テスト反応物質純度および第２テスト反応物質純度の表示を与えるよう構成され、予測される出力差異は、出力差異のうちの各出力差異に対する前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される。
【００１５】
第１テスト反応物質は燃料を含み得、第２テスト反応物質は空気を含み、第１反応物質供給源は純粋燃料供給源を含み、第２反応物質供給源は未知の純度の燃料供給源を含み、第３反応物質供給源は純粋空気供給源または未知の純度の空気供給源を含み、第４反応物質供給源は純粋空気供給源および未知の純度の空気供給源のうちの他方を含む。
【００１６】
制御器は、第３燃料電池と第２燃料電池との間の性能差異の表示を出力するよう構成され得る。したがって第２燃料電池と第３燃料電池との間の出力差異は燃料電池健全性の表示を提供し得る。
【００１７】
第１燃料電池はスタックにおいて複数の直列接続された燃料電池を含み得、および／または第２燃料電池はスタックにおいて複数の直列接続された燃料電池を含み得る。
【００１８】
本発明の第２の態様によれば、反応物質純度の表示を判定するための方法が提供され、この方法は、
第１燃料電池に対して負荷が印加され、且つ２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された、第１燃料電池の電気的出力を測定するステップであって、２つの反応物質のうちの一方の反応物質は、第１反応物質供給源から第１燃料電池に供給されるテスト反応物質を含む、第１燃料電池の電気的出力を測定するステップと、
第２燃料電池に対して負荷が印加され、且つ２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された、第２燃料電池の電気的出力を測定するステップであって、第２燃料電池に供給されるテスト反応物質は第２反応物質供給源から供給される、第２燃料電池の電気的出力を測定するステップと、
第１燃料電池の電気的出力と第２燃料電池の電気的出力との間の電気的出力差異、ＯＤｔを判定するステップと、
予測される出力差異と判定された出力差異との間の差異に少なくとも基づいて、テスト反応物質純度の表示を提供するステップであって、予測される出力差異は、前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される、テスト反応物質純度の表示を提供するステップと、
を含む。
【００１９】
表示を提供するステップは、
時間ｔにおける少なくとも３つの指標を、時間ｔ−１において以前に判定された同一の指標のうちの２つの指標を使用して判定するステップであって、これらの指標は、予測される出力差異と判定された出力差異との間の差異を表すＤｅｌｔａｔ指標と、平滑化レベル指標ＳＬｔと、変化率指標ＲＯＣｔと、を含むステップを含み得る。ここで、
Ｄｅｌｔａｔ＝ＯＤｔ−（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）
ＳＬｔ＝（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）＋α１×Ｄｅｌｔａｔ
ＲＯＣｔ＝ＲＯＣｔ−１＋α２×Ｄｅｌｔａｔ
が成り立ち、Δｔは時間ｔと時間ｔ−１との間の時間差を含み、α１およびα２は事前決定値を含み、本方法は、前記指標を使用して反応物質純度の表示を提供するステップをさらに含む。
【００２０】
本方法は、電気的出力差異、ＯＤｔに基づいてテスト反応物質純度の表示を含む純度出力を提供するステップを含み得る。
【００２１】
電気的出力差異を判定するステップは、第１燃料電池および第２燃料電池からの複数の標本抽出された電気的出力値の平均を判定し、前記平均値を使用して電気的出力差異を判定するステップを含み得る。
【００２２】
本方法は、変化率指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には、前記純度出力を使用して、変化しつつある反応物質純度の警告を提供するステップを含み得る。本方法は、平滑化レベル指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には、前記純度出力を使用して、反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供するステップを含み得る。本方法は、Ｄｅｌｔａｔ指標が事前決定された閾値範囲を超過するかどうかを判定し、超過した場合には、反応物質純度が許容不能である旨の表示を提供するステップを含み得る。
【００２３】
本方法は、
第３燃料電池に対して負荷が印加され、且つ２つの反応物質間の電気化学反応から電流を生成するよう構成された第３燃料電池の電気的出力を測定するステップであって、テスト反応物質は第１テスト反応物質を含み、２つの反応物質のうちの他方の反応物質は第２テスト反応物質を含み、第１燃料電池は第３反応物質供給源から第２テスト反応物質を受容するよう構成され、第２燃料電池は第３反応物質供給源から第２テスト反応物質を受容するよう構成され、第３燃料電池は、第１反応物質供給源から第１テスト反応物質を受容するよう、および第４反応物質供給源から第２テスト反応物質を受容するよう、構成されている、ステップを含み得、
本方法は、
第１燃料電池と第２燃料電池と、
第１燃料電池と第３燃料電池と、および、
第２燃料電池と第３燃料電池と、
の電気的出力間の電気的出力差異、ＯＤｔを判定するステップと、
予測される出力差異と判定された出力差異との間の差異を使用して、第１テスト反応物質純度および第２テスト反応物質純度の表示を提供するステップであって、予測される出力差異は、前記出力差異のうちの各出力差異に対する前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて判定される、第１テスト反応物質純度および第２テスト反応物質純度の表示を提供するステップと、をさらに含む。
【００２４】
本発明の第３の態様によれば、プロセッサにより実行されたとき、第２の態様の方法を実行することを装置に行わせるコードを含むコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品が提供される。
【００２５】
本発明の第４の態様によれば、地理的に異なる反応物質使用場所に配置された複数のセンサのうちの各センサから反応物質純度指標を受容することと、受容された指標のうちの各指標に関連付けられた場所を、反応物質使用場所に反応物質を供給するよう構成された反応物質分配ネットワークに関して特定することと、を行うよう構成された反応物質分配システムであって、特定の反応物質使用場所からの低い反応物質純度を表す受容された指標に応答して、反応物質分配ネットワークにおける前記特定の反応物質使用場所の位置に基づいて、反応物質分配ネットワークを再構成すること、および／または１つまたは複数の反応物質使用場所において反応物質の使用を無効化すること、を行うよう適応された、反応物質分配システムが提供される。
【００２６】
反応物質使用場所は充填場所などの反応物質供給場所を含み得る。代替的に反応物質使用場所は、そこに供給された反応物質を消費する据置型電源デバイスを含み得る。
【００２７】
本システムは、低い反応物質純度の指標がそこから受容された供給場所の下流側に位置する反応物質分配ネットワークの部分に対する反応物質の分配を阻止することにより、反応物質分配ネットワークを再構成するよう構成され得る。このことは、（不純度の原因が供給された反応物質にあるとみなされる場合）さらなる反応物質使用場所が低純度反応物質を受容することを防止する。下流側の場所は分配ネットワークから判定可能である。
【００２８】
本システムは、反応物質分配ネットワークを使用して、特定の反応物質使用場所と共通の反応物質供給源から反応物質を受容した１つまたは複数の反応物質使用場所を特定し、前記特定された反応物質使用場所の無効化を提供するよう構成されることにより、１つまたは複数の反応物質使用場所における反応物質の使用を無効化するよう構成され得る。したがって反応物質使用場所は、低品質反応物質の使用または供給が停止されることが可能である。なぜなら、どの場所が低い反応物質純度の問題を有する特定の使用場所と同一の供給源から反応物質を受容したかを判定するために、反応物質分配ネットワークが使用されるためである。また、例えば、据置型電源デバイスを含む反応物質使用場所の場合、各ユニットは異なる速度で反応物質を消費し得る。したがって、下流側または上流側のどの使用場所が同一の供給源から反応物質を受容したかを自動的に判定することにより、有利な反応物質分配ネットワークが提供される。
【００２９】
本システムは、低い反応物質純度の指標がそこから受容された供給場所の下流側に位置する分配導管に沿った反応物質の流れを防止するために、反応物質分配ネットワークにおけるバルブの作動のためのバルブ閉止信号をリアルタイムで提供するよう構成され得る。
【００３０】
本システムは、１バッチの反応物質からの反応物質の分配を、低い反応物質純度の指標がそこから受容され、且つ、前記バッチの反応物質からの反応物質も受容した、供給場所から事前決定されたルートに沿って下流側に位置する反応物質供給場所（単数または複数）に対して防止するための信号をリアルタイムで提供するよう構成され得る。
【００３１】
本システムは、低い反応物質純度の指標がそこから受容された供給場所の下流側の反応物質分配ネットワークの部分に配置された反応物質供給場所が、ネットワークの異なる部分から反応物質を供給されるよう、反応物質分配ネットワークを再構成するための代替供給信号を提供するよう構成され得る。
【００３２】
代替供給信号は、
ｉ）影響された反応物質供給場所へネットワークの代替部分から供給するために、反応物質分配ネットワークにおいてバルブを開放する命令と、
ｉｉ）低い反応物質純度の指標がそこから受容された供給場所の下流側に位置する反応物質分配ネットワークの部分に配置された反応物質供給場所のうちの１つまたは複数の反応物質供給場所へ１バッチの反応物質を送り出す命令と、
ｉｉｉ）その事前決定されたルートからの１バッチの反応物質を、低い反応物質純度の指標がそこから受容された供給場所の下流側に位置する反応物質分配ネットワークの部分に配置された反応物質供給場所のうちの１つまたは複数の供給場所へと進路変更する命令と、
を含み得る。
【００３３】
本システムは、共通の供給源から受容された反応物質の使用を阻止するための阻止信号を特定された反応物質使用場所のうちの１つまたは複数の反応物質使用場所に提供するよう構成され得る。したがって反応物質使用場所は、（係る反応物質供給源が存在する場合は）異なる反応物質供給源に切り替えられ得るか、または、反応物質分配ネットワークが異なる供給源からの反応物質を供給するまで無効化され得る。さらに、分配ネットワークに関して、低反応物質純度表示を生成した反応物質使用場所のみが阻止されるわけではない。これは、他の反応物質使用場所における低品質反応物質の損害またはさらなる分配を防止することが可能である。
【００３４】
本発明の第５の態様によれば、プロセッサにより実行されたときに、
地理的に異なる反応物質使用場所に配置された複数のセンサのうちの各センサから反応物質純度指標を受容するステップと、
受容された指標のうちの各指標と関連付けられた場所を、反応物質使用場所に反応物質を供給するよう構成された反応物質分配ネットワークに関して特定するステップと、
特定の反応物質使用場所からの低い反応物質純度を表す受容された指標に応答して、反応物質分配ネットワークにおける前記特定の反応物質使用場所の位置に基づいて、反応物質分配ネットワークを再構成するための、および／または、１つまたは複数の反応物質使用場所において反応物質の使用を無効化するための、命令を送信するステップと、
を実行するコードを含む、方法またはコンピュータプログラムもしくはコンピュータプログラム製品が提供される。
【００３５】
ここで以下の添付の図面を参照して、本発明の１つまたは複数の実施形態に関する詳細な説明が、単に例示としてのみ提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】２つの燃料電池を利用し且つ反応物質の純度を判定するよう構成された、第１の例示的な装置の概略図を示す。
【図２ａ】データセット例に対する時間的経過に伴う反応物質純度のいくつかの指標の変化を示す一連のグラフを示す。
【図２ｂ】データセット例に対する時間的経過に伴う反応物質純度のいくつかの指標の変化を示す一連のグラフを示す。
【図２ｃ】データセット例に対する時間的経過に伴う反応物質純度のいくつかの指標の変化を示す一連のグラフを示す。
【図３】３つの燃料電池を利用し且つ２つの反応物質の純度を判定するよう構成された、第１の例示的な装置の概略図を示す。
【図４】反応物質分配ネットワークを再構成するための反応物質分配システムの図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
反応物質純度を判定するための装置１０が図１に示されている。装置１０は水素などの燃料の純度を判定するための特定的な用途を有する。したがって装置１０は、燃料電池により電力供給される装置（例えば車両など）のための燃料充填場所の一部を形成し得る。本装置は、このように、汚染検出のために、格納された燃料の、または充填場所に供給された燃料の、純度を監視するよう構成され得、顧客に供給される前に燃料純度を評価することが可能である。本装置は、例えば建築用、または車両用、または通信インフラストラクチャ用の電力として使用される動作中のまたは「主要」な燃料電池に供給される水素供給を監視するためにも使用可能である。本発明は、例えばモバイル通信用電柱などの設備に対して電源または非常用電源を提供する燃料電池ベースの据置型電源デバイスに関して反応物質純度を判定するためにも有用である。本装置は、定期的テスト用システムとして、または「インライン」で常時稼働する反応物質／燃料モニタとして、使用可能である。
【００３８】
本装置は、他の反応物質（例えば酸化剤など）の純度も判定し得る。燃料電池は酸化剤として大気を利用し得、したがって、本装置は空気純度を評価するために使用され得る。このことは有利である。なぜなら本装置が、燃料および／または空気の純度における変化に関する情報を提供し得るためである。
【００３９】
本装置は、反応物質純度を監視するために、少なくとも２つの燃料電池の構成を使用する。反応物質純度を判定するために燃料電池を使用することの利点は、既存の元素分析装置および方法と比べると比較的低価格であることである。燃料電池ベースの純度監視システムの他の利点は、正にその性質自体により、純度監視を実行する燃料電池は、純度モニタが関連付けられた主要燃料電池スタックの動作に対して有害である全く同一の汚染物質に対して反応するよう容易に構成され得ることである。
【００４０】
図１では、装置１０の第１構成の動作に関する原理を示す概略図が図示されている。純度モニタ１０は第１燃料電池１１および第２燃料電池１２を含む。第１燃料電池１１は基準燃料電池であり、基準燃料電池スタック１１として直列接続構成で配置されたいくつかの個々の燃料電池をさらに含み得る。第２燃料電池１２はテスト燃料電池であり、テスト燃料電池スタック１２として直列接続構成で配置されたいくつかの個々の燃料電池をさらに含み得る。基準電池１１は燃料入口１３を有し、テスト電池１２は燃料入口１４を有する。この構成では、燃料入口１３および燃料入口１４の両方は共通の水素供給源５から供給を受ける。水素供給源５は、任意形態の貯蔵タンクもしくは容器、連続パイプによる供給、または水蒸気改質システムなどの水素発生器を含むが必ずしもこれらに限定されない、任意形態の水素供給源であり得る。燃料入口１３は精製装置１６により水素供給源５に接続されている。したがって精製装置１６は純粋水素の供給源であるとみなすことが可能である。精製装置１６は、基準燃料電池１１およびテスト燃料電池１２の電気的性能を劣化させるであろう汚染物質を除去する能力を有する任意形態のフィルタであり得る。例えば任意形態の触媒活性化された精製装置が使用され得る。好適な精製装置はパラジウム膜である。精製装置１６は好適には、入口１３と水素供給源５との間に配置される。任意の好適な精製装置またはインライン気体清浄方法（例えば多孔質媒体を使用する吸収方法または圧力変動吸着法に基づくものなど）が使用され得る。広範な可能な水素精製装置（例えばＳＡＥＳ  Ｐｕｒｅ  Ｇａｓ社製のＭｉｃｒｏＴｏｒｒ（登録商標）など）が市販されている。
【００４１】
他の実施形態では、入口１３は、精製装置１６に代わって、別の純粋水素燃料供給源７（図１では破線で図示されている）に接続し得る。
【００４２】
燃料電池１１および燃料電池１２は、交換式の燃料供給源を受容するよう構成されたポータブル型消費者用燃料電池電源を含む。純度判定装置における消費者用ユニットの使用は費用対効果が大きく、係るユニットが大量生産されている場合には、係るユニットは通常、良好な性能の均一性を有する。交換式の燃料供給源から燃料を受容するよりもむしろ、燃料電池１１および燃料電池１２は、それぞれ精製装置を含む燃料供給源１６から、および燃料供給源５から、供給を受容するよう構成されている。
【００４３】
キャリブレーションバルブ３１は燃料電池１１および燃料電池１２の両方に同一の反応物質を供給することを可能にする。この実施形態では、係る反応物質は精製された水素または純粋水素である。キャリブレーションバルブ３１は、燃料電池１２が導管３２を介して純粋水素を受容するよう、作動され得る。キャリブレーションバルブ３１がこの位置に配置されている状態で、制御器２０は、制御器２０を好適に調節することにより、燃料電池１１と燃料電池１２との間のシステム化された電気的出力差異を判定および校正するためのキャリブレーション手順を実行し得る。通常の使用では、キャリブレーションバルブ３１は、第２燃料電池１２が供給源５から水素を受容し、第１燃料電池１１が供給源７または精製装置１６から水素を受容するよう、作動されることが可能である。
【００４４】
第１の基準燃料電池１１は電気的出力１７を有し、第２のテスト燃料電池１２は電気的出力１８を有する。両方の電気的出力１７および１８は制御器２０に接続されている。制御器２０は、燃料電池１１および燃料電池１２の各燃料電池に電気負荷（図示せず）を印加するよう、および燃料電池１１および燃料電池１２の電気的出力１７および電気的出力１８を監視するよう、構成されている。制御器２０は、これらの電気的出力を比較し、それにより燃料電池１１と燃料電池１２との間の電気的出力差異を判定することも行うよう構成されている。この実施形態では、電気的出力１７および電気的出力１８は、ＵＳＢケーブルを介して制御器２０に接続するＵＳＢ出力を含む。電気的出力は電圧を含む。特に、制御器は、定常出力電流における燃料電池電圧を測定し得る。代替的に、制御器は燃料電池１１および燃料電池１２の各燃料電池に対して定常電圧における出力電流を測定してもよい。
【００４５】
制御器２０は制御器２０の出力に基づいて水素供給源５の燃料反応物質純度の表示を与えるよう構成された純度出力２２も提供する。この実施形態では、純度出力２２は交通信号灯システムの形態を取る。特に緑色灯２３は燃料／反応物質品質が事前決定された限度内で許容可能であることを示し、黄色灯２４は変化しつつある反応物質純度の警告を指示し、赤色灯２５は反応物質純度が許容不能であることを指示する。ディスプレイなどの他の指標が使用され得ることが理解されるであろう。制御器２０は、測定値を、または反応物質純度に関するその判定を、他のデバイスに伝達するための、アンテナ２６により表されるワイヤレス通信要素をさらに含む。したがって他の実施形態では、制御器は、燃料電池に接続されたデータ収集部分と、収集されたデータから反応物質品質を判定するよう構成された、燃料電池から遠隔に位置し且つ通信リンクを介してデータ収集部分に接続されているデータ解析部分と、を含み得る。制御器の機能は、燃料電池１１および燃料電池１２からの出力を受容するプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして具体化され得る。
【００４６】
使用時、第１燃料電池１１は精製装置１６から水素燃料を受容し、次に精製装置１６は水素供給源５から燃料を受容する。第２燃料電池１２は、精製することなく燃料を水素供給源から直接的に受容する。したがって水素供給源５はテストされるべき反応物質を供給する。燃料入口１３および燃料入口１４はそれぞれ、各燃料電池が燃料を同一の速度で供給されることが保証されるよう、各圧力レギュレータ２７および２８に接続される。両方の燃料電池１１および燃料電池１２は空気入口２９および３０を介して他の反応物質として大気を受容する。燃料電池１１および１２は並行に配置され、したがって、燃料電池１１および燃料電池１２の両方が同一純度の空気を受容し、そのため、燃料電池１１および燃料電池１２の電気的出力における差異は、精製された燃料の第１燃料電池１１に対する供給と、未精製のテスト燃料の第２燃料電池１２に対する供給と、の間の差異に起因するものとみなされる。
【００４７】
燃料電池１１および燃料電池１２は電力を生成し、制御器は燃料電池１１と燃料電池１２との間の電気的出力における差異、ＯＤｔを定期的に判定するよう構成される。特にこの事例では制御器は、電気的出力電圧を毎秒標本抽出するよう構成される。毎分、制御器は、以前の６０秒間の電気的出力電圧の平均を取り、この平均電気的出力を使用して、電気的出力（電圧）差異を判定するよう、構成される。したがって時間ｔにおいて、制御器は出力差異ＯＤｔを判定する。先行期間の出力差異はＯＤｔ−１として指定される。
【００４８】
制御器２０は、前記出力差異における履歴出力差異および履歴変化率に基づいて出力差異ＯＤｔがどのような値になるかを予測するよう構成される。初期化のために、履歴出力差異および履歴変化率はそれぞれ事前決定値を含み得る。別様に、履歴出力差異および履歴変化率は各時間間隔ｔにおいて計算され得る。履歴出力差異は、以前に判定された出力差異を含み得、同様に履歴変化率も以前に判定された変化率を含み得る。次に制御器２０は、予測される出力差異と出力差異ＯＤｔとの間のさらなる差異を判定するよう構成される。制御器は、このさらなる差異が事前決定された閾値または限界の範囲内かどうかを判定し、この評価に基づいて、制御器は純度出力２２を提供し得る。純度出力２２は、燃料電池１２に供給された反応物質純度が変化しつつあるか、または許容可能限界の範囲を超えている旨のアラート、値、または警告を含み得る。この事例では、係るアラートは供給源５からの水素純度が低い可能性を示す。
【００４９】
さらなる事例では、制御器は、時間ｔ−１において以前に判定された少なくとも３つの指標のうちの２つの指標すなわちＳＬｔ−１およびＲＯＣｔ−１を使用して、時間ｔにおいて判定された同一の指標またはパラメータのうちのいずれか１つに基づいて、反応物質純度の表示を与えるよう構成される。なお、これら３つの指標は、上述のように予測される出力差異と判定された出力差異との間の差異を表すＤｅｌｔａｔ指標と、平滑化レベル指標ＳＬｔと、変化率指標ＲＯＣｔと、を含み、これらの３つの指標については以下の式が成り立つ。
Ｄｅｌｔａｔ＝ＯＤｔ−（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）                  （１）
ＳＬｔ＝（ＳＬｔ−１＋Δｔ×ＲＯＣｔ−１）＋α１×Ｄｅｌｔａｔ            （２）
ＲＯＣｔ＝ＲＯＣｔ−１＋α２×Ｄｅｌｔａｔ                              （３）
なおΔｔは時間ｔと時間ｔ−１との間の時間差を含む。α１およびα２は定数を含み、α１およびα２は他の指標における変化に対する指標の感度を調節するために使用され得る。さらにα１およびα２は、
α２＝α１２／（（２−α１）×Δｔ）                                    （４）
となるよう、関連付けられ得る。
【００５０】
したがって、式３は、以下のようになる。
ＲＯＣｔ＝ＲＯＣｔ−１＋（α１２／（（２−α１）×Δｔ））×Ｄｅｌｔａｔ    （５）
【００５１】
α１は、（ａ）観測におけるノイズを平滑化すること（小さいα１）と、（ｂ）時系列の離散的特徴が指標により表されることを可能にすること（大きいα１）と、の間の中間物を提供するために、０と１との間で選択され得る。α１とα２との間の他の関係も可能である。例えば、α２＝α１２／（２−α１）は有利な結果をもたらし得る可能な関係である。
【００５２】
指標Ｄｅｌｔａｔ、平滑化レベル指標ＳＬｔ、および変化率指標ＲＯＣｔは、それぞれ関連付けられた閾値レベルまたは範囲を有し得る。平滑化レベル指標は履歴出力差異を表し、変化率指標は履歴変化率を表す。したがって、これら３つの指標のうちのいずれか１つが、その事前決定された閾値／範囲を超過または逸脱したことが判定したとき、純度出力２２はアラートを生成するよう構成され得る。
【００５３】
この実施形態では、交通信号灯警告システムを使用して、赤色アラートの前に黄色アラートを与える変化率指標が使用される。さらに平滑化レベル指標およびＤｅｌｔａ出力は、定常的に高い電圧差異が燃料電池１１と燃料電池１２との間に存在した場合に、または瞬時性の「上昇」または「急騰」が存在した場合に、赤色アラートを提示するために使用される。
【００５４】
図２ａ〜図２ｃでは、指標における変化と、反応物質純度が劣化しつつある可能性または低下する可能性をユーザに対して警告を発するために、どのように係る変化が使用され得るかを示す例示的なデータセットが図示されている。
【００５５】
図２ａでは燃料電池１１と燃料電池１２との間の電圧出力差異２００が示されている。最初、出力差異は、その関連付けられた閾値２０１の範囲内にあり、燃料純度が許容可能であることをユーザに対して示すために、緑色灯２３が点灯している。出力差異値はおよそ９３分後に０．１ボルトの閾値と交差し、その後、監視が開始されることが分かるであろう。これは、燃料純度が許容可能限界より低くなった旨の指示を提供する。したがって赤色灯２５が点灯する。
【００５６】
図２ｂでは２１２とラベル付けられた変化率指標ＲＯＣｔのプロットが示されている。変化率指標は、＋０．００１（２１０としてラベル付けられている）〜−０．００１（２１１としてラベル付けられている）の範囲の関連付けられた閾値範囲を有する。この範囲はおよそ５０分後に超過される。制御器は、その閾値範囲を超過した変化率指標を、純度レベルが許容可能限界より低くなった旨のアラートとしてよりもむしろ、ユーザに対する警告として、使用するよう構成される。したがって５０分後、黄色アラートが挙げられ、黄色灯２４が点灯される。ＲＯＣｔ指標は、変化しつつある反応物質純度の事前警告と、純度レベルが許容可能レベルより低くなり得る旨の有用な早期警告と、を有利に提供することが見出されている。
【００５７】
図２ｃではＤｅｌｔａｔ指標２２２が示されている。Ｄｅｌｔａｔ値は関連付けられた閾値範囲２２０、２２１を有し、この事例ではこの範囲は−０．００５〜＋０．００５を含む。Ｄｅｌｔａｔ値は１０２分で閾値範囲を超過し、その後、監視が開始される。したがって赤色灯２５が制御器により点灯される。
【００５８】
閾値および範囲が用途に応じて選択され得ることが理解されるであろう。さらに、事前決定された定数α１およびα２は特定的な用途に対して調節され得る。
【００５９】
図３では第２の実施形態が図示されており、この第２の実施形態は２つ以上の反応物質の純度を判定するために使用され得る。この実施形態では、同一の参照番号が同一の特徴に対して使用される。この実施形態は第３燃料電池３３を含み、第３燃料電池３３は第１燃料電池１１および第２燃料電池１２と構造的に同一である。３つ（または４つ以上）の燃料電池１１、１２、３３が提供されている場合、これは必須ではないが、精製装置１６からその燃料を受容するよりもむしろ、第１燃料電池１１は別の純粋供給源７から燃料を受容する。第３燃料電池はその燃料供給を純粋燃料供給源７から受容するよう構成されている。第１燃料電池１１および第２燃料電池１２が他の反応物質（空気）を通気孔２９および通気孔３０を介して大気中から引き入れる一方で、第３燃料電池３３は精製空気供給源３４から空気を受容する。精製空気供給源は空気精製装置および／またはフィルタであってもよく、または格納容器からの空気であってもよい。第３燃料電池３３は、制御器２０に接続された電気的出力３５を含む。
【００６０】
制御器２０は、第１燃料電池および第２燃料電池に対して行われたのと同様に、負荷を印加し第３燃料電池３３の電気的出力を標本抽出するよう構成されている。第１燃料電池の電気的出力と第２燃料電池１２の電気的出力との間の差異から判定される電気的出力差異ＯＤｔに加えて加えて、制御器は、第１燃料電池１１と第３燃料電池３３との間の出力差異ＯＤｔも判定するよう構成される。第１燃料電池および第３燃料電池を考慮すると、第１燃料電池および第３燃料電池は同一純度の燃料を受容するが、第３燃料電池３３は空気の純度に対する基準として作動し、第１燃料電池は「テスト」大気を受容する。したがって第１燃料電池１１と第３燃料電池３３との間の電気的出力における差異は（実質的に）空気純度の差異に起因する。
【００６１】
制御器は、代替的に、または加えて、第２燃料電池１２と第３燃料電池３３との間の出力差異を判定するよう構成され得る。第２燃料電池および第３燃料電池を考慮すると、第２燃料電池および第３燃料電池は、異なる（異なる可能性がある）純度の燃料と、異なる（異なる可能性がある）純度の空気と、を受容する。しかし第３燃料電池３３は、純粋な空気および純粋な燃料を受容する場合、使用時に汚染されないであろう。したがって第２燃料電池１２と第３燃料電池３３との間の電気的出力における差異は、使用時における汚染に起因する第２燃料電池１２の劣化に（実質的に）起因する。したがって第２燃料電池と第３燃料電池との間の電気的出力差異は有利であり、上述の指標を使用して解析され得る。
【００６２】
純度出力２２交通信号灯ディスプレイは、充填場所および／または分配ネットワーク制御器に報告され得る報告（図示せず）の生成により置き換えられる。
【００６３】
さらなる実施形態では、供給源５からその水素燃料を受容し、純粋空気供給源３４からその空気供給を受容する第４燃料電池が提供され得る。したがって本装置が以下の表に示される。
【表１】
0006502967.tif 000002
【００６４】
第１燃料電池と第２燃料電池との間の出力差異、および第３燃料電池と第４燃料電池との間の差異は、燃料純度に関する２つの判定を提供する。第１燃料電池と第３燃料電池との間の出力差異、および第２燃料電池と第４燃料電池との間の差異は、空気（または他の酸化剤）純度に関する２つの判定を提供する。これはより信頼性が高い判定を提供し得る。
【００６５】
反応物質分配システムは反応物質分配ネットワークを構成するために純度出力２２を利用し得る。図４では反応物質分配ネットワーク４０が図示される。反応物質分配ネットワーク４０はこの事例では、複数の反応物質使用場所４１ａ〜４１ｆに燃料を供給するための水素分配ネットワークを含む。反応物質使用場所４１ａ〜４１ｆは水素充填場所などの供給場所を含み得る。係る供給場所では、燃料電池により電力供給される車両のユーザは自分の車両に水素燃料を充填し得る。各反応物質使用場所は反応物質純度センサを含む。任意の好適な純度センサが使用され得るが、反応物質純度センサは上述の装置１０を含み得る。
【００６６】
ネットワーク４０は第１ネットワーク供給源４２および第２ネットワーク供給源４３からその水素燃料の供給を受容する。これらのネットワーク供給源は水素生成プラントまたは大容量補給拠点を含み得る。
【００６７】
ネットワーク４０は複数の経路４４ａ〜４４ｅおよび経路４５ａ〜４５ｄを含み、これらの経路４４ａ〜４４ｅおよび経路４５ａ〜４５ｄは、ネットワーク供給源４２および４３と、供給場所４１ａ〜４１ｆと、を接続する。これらの経路はこの事例では導管を含み、この導管に沿って燃料が流れる。しかし、経路４４ａ〜４４ｅおよび経路４５ａ〜４５ｄは、反応物質供給車両の事前決定された供給ルートの区域を含み得る。この事例では、ネットワーク４０は、場所４１ａ、４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅを含む第１ネットワーク供給源４２により供給される第１部分を含む。これらの場所は経路４４ａ〜４４ｅを介して順次供給される。ネットワーク４０は、場所４１ｃ、４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅを含む第２ネットワーク供給源４３により供給される第２部分をさらに含む。場所４１ｃ、４１ｄ、４１ｆは経路４５ａ、４５ｂ、および４５ｃを介して順次供給される。場所４１ｅは経路４５ｄを介して第２ネットワーク供給源４３から直接的に供給される。
【００６８】
各経路４４ａ〜４４ｅおよび経路４５ａ〜４５ｄはバルブ４６を含み、バルブ４６が作動されると、バルブ４６に沿った流れが妨げられる。したがって経路４４ｃのバルブ４６を作動させると、第１ネットワーク供給源４２からの燃料が、場所４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅを含む下流側場所に到達することが妨げられる。
【００６９】
このシステムは制御器４７を含み得る。制御器４７は各場所４１ａ〜４１ｆにおけるセンサの出力を受容し、バルブ４６を制御することが可能である。これは、ワイヤレス通信により、または別の方法で、行われ得る。
【００７０】
第１の事例では、経路４５ｂ、４５ｃ、および４５ｄのバルブは閉止されている。したがって場所４１ａ、４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、４１ｅは第１ネットワーク供給源４２から燃料を順次受容する。場所４１ｃは第２ネットワーク供給源４３から燃料を受容する。
【００７１】
使用時に、低い反応物質品質指標が場所４１ｂにおけるセンサから受容され得る。制御器４７はネットワーク４０においてセンサの位置特定を行うよう構成されており、したがって経路４４ｃが場所４１ｂの下流側にあることを特定し得る。したがって低純度燃料がさらなる供給場所（すなわち場所４１ｄ、４１ｆおよび４１ｅ）に到達することを防止するため、次に制御器は、経路４４ｃのバルブ４６を作動させるための信号を自動的に発行し得る。場所４１ｂの近傍のネットワークにおいて汚染源が存在し得る。したがって供給場所４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅは、第１ネットワーク供給源４２から、および供給源４２と経路４４ｃのバルブ４６との間のネットワークの部分、から分離される。制御器４７は、低純度燃料の分配を防止するように作動するよう、さらに下流側の経路のさらなるバルブに対して、さらなる信号を使用し得る。
【００７２】
代替的に、または加えて、制御器４７は、使用場所４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅが燃料の使用または供給を停止するための阻止信号を使用場所４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅに提供し得る。このことは有利である。なぜなら、汚染された可能性のある燃料がユーザの車両に供給されることが防止されるためである。
【００７３】
経路４４ｃのバルブ４６が、代替的な実施形態では、車両が従うルートを制御するための信号の燃料供給車両における受容を表し得ることが理解されるであろう。したがって車両は場所４１ａ、４１ｂ、４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅに順次供給されるようスケジュールされても良かった。したがって信号は、供給車両に対してリアルタイムで、下流側場所４１ｄ、４１ｆ、および４１ｅに対して供給がなされないようにそのルートを変更するよう命令する。
【００７４】
制御器４７は、経路４４ｃのバルブ４６の閉止により影響される供給場所に対して異なる供給源（例えば第２供給源４３）からの供給が可能となるようにネットワーク４０がさらに再構成されるための代替的な供給信号も発行し得る。このように代替供給信号は、第２供給源４３からの燃料の流れに対して経路４５ｂ、４５ｃ、および４５ｄが開放されよう、これらの経路のバルブ４６を作動させるよう構成される。したがって第１ネットワーク供給源４２から分離された供給場所４１ｄおよび４１ｆは、現時点では第２ネットワーク供給源４３から燃料が供給される。さらに供給場所４１ｅは第１ネットワーク供給源４２よりもむしろ第２ネットワーク供給源４３から直接的に供給される。
【００７５】
代替的な実施形態では、代替供給信号は、影響された供給場所に供給するために第２ネットワーク供給源４３からの燃料供給車両またはタンクローリーのためのルートを画定し得る。代替供給信号は燃料供給車両の既存ルートに対する変更を画定し得る。したがって経路４５ｂのバルブ４６は、この代替的な実施形態では、バルブを表すよりもむしろ、燃料供給車両がその意図されたルート（第２ネットワーク供給源４３へと戻るルートであり得る）を変更し、代わって供給場所４１ｄおよび４１ｆへと継続するための命令の受容を表し得る。さらなる車両は、供給場所４１ｅに進行するための命令が送られ得る。したがって制御器４７は、物理的供給導管インフラストラクチャ内のバルブが当該インフラストラクチャに沿った燃料の流れを制御するのと同様の方法で、燃料供給車両のうちの１台または全車両により従われるルートのリアルタイム再構成を行うことが可能である。制御器４７からの信号は、供給車両においてアラートを生成し、ルート変更のためのメッセージを運転者に提供し得る。代替的に信号は、運転者が従うべき新規ルートでナビゲーション案内装置（例えばＧＰＳ案内デバイスなど）を自動的に再構成するための命令を提供し得る。
【００７６】
さらなる実施形態では、ネットワークの一部が、濾過された反応物質を受容することによりネットワークが再構成されるよう、濾過装置がネットワークにおいて作動され得る。濾過装置は供給場所間に配置されてもよく、任意のバルブに沿って配置されてもよく、またはバルブに代わって提供されてもよい。したがって濾過装置は、低い反応物質品質を報告する供給場所の上流側および／または下流側で作動され得る。
【００７７】
さらなる実施形態では、反応物質使用場所４１ａ〜４１ｆは（例えばモバイル通信用電柱に非常用電源を供給するための）据置型電源デバイスを含む。反応物質使用場所４１ａ〜４１ｆが非常用電源を提供するため、反応物質使用場所４１ａ〜４１ｆは、定期的に、および他の反応物質使用場所よりもいくぶん頻繁にのみ、作動され得る。この実施形態では制御器４７は、どの反応物質使用場所が同一の供給源４２および４３から反応物質を受容したかを判定するために、分配ネットワークを使用するよう構成される。したがって制御器４７は、影響された反応物質使用場所の下流側および上流側の反応物質使用場所を考慮し得る。これは、たとえ上流側場所が、低い反応物質純度を報告した場所の前に、汚染された可能性のある燃料を受容していたとしても、活性化されておらず、したがって汚染された燃料が上流側の据置型電源デバイスに使用できるよう格納される場合があるためである。したがって制御器４７は共通の供給源から燃料を受容した反応物質使用場所に対して阻止信号を提供し得る。代替的に、または加えて、制御器は、新規燃料が、可能ならば異なる供給源から、影響された反応物質使用場所４１ａ〜４１ｆに供給されるよう、分配ネットワークを再構成し得る。制御器４７はしたがって、反応物質使用場所の効果的なネットワークを保証する。
【００７８】
反応物質分配システムは、燃料供給場所およびネットワークにおける任意の他の場所におけるユーザに反応物質純度のリアルタイム情報を提供し得る。したがってユーザは燃料供給場所のそれぞれにおいて反応物質純度をリアルタイムで見ることが可能である。これは、本発明の態様を含み得る。
【図１】
0006502967.tif 000003
【図２ａ】
0006502967.tif 000004
【図２ｂ】
0006502967.tif 000005
【図２ｃ】
0006502967.tif 000006
【図３】
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【図４】
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