(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池によって電力供給されるフラッシュ灯のようなデバイスからの出力が減少するのを防ぐ。【解決手段】燃料供給器と複数の燃料電池に結合しているアクチュエーター１１０を含ませることで、交換可能なモジュラーヘッド部分１４０を有する燃料電池フラッシュ灯１０２を含む燃料電池デバイス１００。【効果】追加のモジュラーヘッド部分は、ヘッド部分のコネクターと接続する回路を含む。コネクターはＵＳＢタイプのコネクターを含み、燃料電池デバイスは携帯電話、ＰＤＡ，デジタル音楽プレーヤー等を充電するのに好適である。【選択図】図１
2007242606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を発生するようになされた一つ以上の燃料電池であって、該一つ以上の燃料電池は陽極と、陰極と、該陽極と該陰極とを分離する電解物質とを有し、該電解物質はイオン交換膜を供する燃料電池と、
前記一つ以上の燃料電池と結合している燃料供給器と、
該燃料供給器と前記一つ以上の燃料電池に作用的に結合しているアクチュエーターとを含み、
前記アクチュエーターは、オン設定とオフ設定を有し、該オフ設定において前記燃料供給器は前記一つ以上の燃料電池への燃料供給を停止させられる、燃料電池デバイス。
【請求項２】
前記一つ以上の燃料電池に接続される負荷をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池デバイス。
【請求項３】
前記負荷は光を生成する構成要素であることを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池デバイス。
【請求項４】
前記光を生成する構成要素は、ＬＥＤ（light emitting diode）であることを特徴とする、請求項３に記載の燃料電池デバイス。
【請求項５】
前記アクチュエーターは、前記燃料電池と電気的負荷との間を電気的に切断するよう動作することを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項６】
前記アクチュエーターは、燃料バルブが開かれていて、かつ、前記一つ以上の燃料電池とモジュラーヘッド部分の間の電気的接続が切断される、スタンバイ設定をさらに含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項７】
視覚表示器をさらに含み、該視覚表示器は、前記アクチュエーターがいつ前記スタンバイ設定になったかの表示を与えることを特徴とする、請求項６に記載の燃料電池デバイス。
【請求項８】
中に燃料を有する燃料容器を更に含み、該燃料は水素ガスであることを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項９】
前記水素ガスは、金属水素化物材料内に貯蔵されていることを特徴とする、請求項８に記載の燃料電池デバイス。
【請求項１０】
第１の機能を有する第１モジュラーヘッド部分を更に含み、該第１モジュラーヘッド部分は前記一つ以上の燃料電池に作用的に結合していることを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項１１】
前記第１モジュラーヘッド部分は外部コネクターと接続する電子回路を含み、該外部コネクターは外部デバイスに結合可能であることを特徴とする、請求項１０に記載の燃料電池デバイス。
【請求項１２】
前記外部コネクターはＵＳＢコネクターであることを特徴とする、請求項１１に記載の燃料電池デバイス。
【請求項１３】
燃料補給口を更に有することを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項１４】
デバイスハンドルを更に含み、該デバイスハンドルはその内部に燃料容器を含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項１５】
前記一つ以上の燃料電池と交信して燃料充満空間に貯蔵燃料を送出する圧力を調整する圧力調整器を更に含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項１６】
前記燃料電池は、前記デバイスの直径の周囲に放射状に配置されていることを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項１７】
電気を発生するようになされた一つ以上の燃料電池であって、該一つ以上の燃料電池は陽極と、陰極と、該陽極と該陰極とを分離する電解物質とを有し、該電解物質はイオン交換膜を供する、燃料電池と、
前記一つ以上の燃料電池と作用的に結合する、一つ以上の交換可能なモジュラーヘッドであって、前記一つ以上の燃料電池の電気的出力に負荷を掛けるモジュラーヘッドとを含む燃料電池デバイス。
【請求項１８】
前記モジュラーヘッドの少なくとも一つは、外部デバイスと結合可能なコネクターを含み、前記一つ以上の燃料電池は該コネクターを介して前記外部デバイスを充電することを特徴とする、請求項１７に記載の燃料電池デバイス。
【請求項１９】
燃料供給器および前記一つ以上の燃料電池に作用的に結合するアクチュエーターをさらに含み、該アクチュエーターはオン設定とオフ設定を有し、該オフ設定において前記燃料供給器が前記一つ以上の燃料電池への燃料供給を停止させられることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の燃料電池デバイス。
【請求項２０】
前記アクチュエーターは、燃料バルブが開かれていて、かつ、前記一つ以上の燃料電池と前記モジュラーヘッド部分の間の電気的接続が切断される、スタンバイ設定をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の燃料電池デバイス。
【請求項２１】
視覚表示器をさらに含み、該視覚表示器は前記アクチュエーターがいつ前記スタンバイ設定になったかの表示を与えることを特徴とする、請求項２０に記載の燃料電池デバイス。
【請求項２２】
燃料補給口を更に有することを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項２３】
デバイスハンドルを更に含み、該デバイスハンドルはその内部に燃料容器を含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の燃料電池デバイス。
【請求項２４】
陽極と、陰極と、該陽極と該陰極を分離する電解物質とを有し、該電解物質はイオン交換膜を供する燃料電池であって、燃料供給器をさらに含む燃料電池のアクチュエーター設定を変更することと、
前記一つ以上の燃料電池と前記燃料供給器内の燃料を結合することと、
前記一つ以上の燃料電池の電気的出力に負荷を掛けることと、
前記アクチュエーターをオフ設定にして前記一つ以上の燃料電池と前記負荷の間の電気的接続を切断することを含む方法。
【請求項２５】
前記アクチュエーターをオフ設定にすることは、前記一つ以上の燃料電池への燃料供給を絶つことを含むことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記アクチュエーターの設定を変更することは、前記アクチュエーターをスタンバイモードにすることを含むことを特徴とする、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記アクチュエーターをスタンバイモードにすることは、前記一つ以上の燃料電池と前記負荷の間の電気的接続を切断することと、前記一つ以上の燃料電池への燃料供給を維持することを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記一つ以上の燃料電池と負荷を接続することをさらに含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記一つ以上の燃料電池と負荷を接続することは、前記一つ以上の燃料電池と光を生成する構成要素とを接続することを含むことを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記一つ以上の燃料電池と光を生成する構成要素とを接続することは、前記一つ以上の燃料電池とＬＥＤ（light emitting diode）を接合することを含むことを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記一つ以上の燃料電池と負荷を接続することは、第１の機能を有する第１のヘッド部分を接続することを含むことを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１の機能を有する前記第１のヘッド部分を取り除き、第２の機能を有する第２のヘッド部分を接続することをさらに含むことを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記燃料電池デバイスで外部デバイスを電気的に充電することをさらに含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
燃料口を通して前記燃料電池デバイスに燃料を供給することをさらに含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
電気を発生するようになされた一つ以上の燃料電池であって、陽極と、陰極と、該陽極と該陰極を分離する電解物質とを有し、該電解物質はイオン交換膜を供する前記燃料電池から、第１のモジュラーヘッド部分を取り除くことと、
第２のモジュラーヘッド部分を取り付けることを含む方法。
【請求項３６】
前記第１のモジュラーヘッド部分を取り除くことは、光を生成する構成要素を取り除くことを含むことを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第２のモジュラーヘッド部分を取り付けることは、前記第１のモジュラーヘッド部分とは異なる機能を有する構成要素を取り付けることを含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
アクチュエーターをオフ位置にして、前記第１または第２のモジュラーヘッド部分への電気的接続を切断し、かつ燃料供給を断つことを含むことをさらに含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
外部デバイスと、前記第１のモジュラーヘッド部分または前記第２のモジュラーヘッド部分の少なくとも一つを有する前記燃料電池デバイスとを結合することを更に含むことを特徴とする、上記の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記外部デバイスを前記燃料電池で電気的に充電することを更に含むことを特徴とする、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記外部デバイスと結合することは、前記外部デバイスをＵＳＢ結合部で前記燃料電池デバイスと結合することを含むことを特徴とする、請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
燃料電池によって電力供給されるデバイス、特には、交換可能なヘッドを有する燃料電池によって電力供給されるデバイス。
【背景技術】
【０００２】
多くの人々は、携帯電話やデジタル音楽プレーヤーなどの多くの携帯デバイスに頼っている。これらのデバイスは、通常バッテリーの使用を必要とし、バッテリーは定期的に交換または再充電する必要がある。バッテリーは通常ユーザーが望むようには永く続かない。さらに、使い切るとバッテリーの出力は減衰し、フラッシュ灯のようなデバイスからの出力が減少する結果となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＥＤ（light emitting diode）のフラッシュ灯において、バッテリーの電圧変化は問題で、ＬＥＤは最初は光るがバッテリーの電圧が下がるとその明るさは急激に減衰する。例えばアルカリ電池などのバッテリーによって電力供給されるＬＥＤフラッシュ灯は、光の出力が低いと通常長い“尾”の時間を持ってしまう。光の出力が所定の“使用可能な”閾値以下に落ちてしまうのでバッテリーの容量は浪費されてしまう。例えば、低出力を我慢するか、または早めにバッテリーを廃棄しなければならない。結果的にこれらアルカリ電池ベースのフラッシュ灯の容積エネルギー密度は、しばしば非常に低い。充電可能なバッテリーも使用できるが、充電可能なバッテリーは高い自己放電率を持っており、このことはフラッシュ灯が点灯しているかそうでないかに関わらず常に放電していることを意味する。もし、充電可能なバッテリーが最近充電されなかったり、もし自己放電率が高ければ、ユーザーがフラッシュ灯を使用したいと思ったときに働かない可能性がある。このことは、最悪の場合、緊急事態のときに生死の問題となりうる。さらに、充電可能なバッテリーは、限られた繰り返し寿命を有する。充電繰り返し回数が増加すれば、バッテリーの容量は減少する。フラッシュ灯の点灯時間が減少するために、このことはユーザーにとって欲求不満となる。特別仕様の充電可能なバッテリーの交換は高価でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施例は、燃料電池デバイスを含む。一実施例は、交換可能なモジュラーヘッド部分を有する燃料電池を含む。追加のモジュラーヘッド部分は、ヘッド部分内のコネクターに接続する回路を含んでも良い。そのコネクターは、ＵＳＢ（universal serial bus）タイプのコネクターを含んでいても良く、燃料電池は携帯電話、ＰＤＡ，デジタル音楽プレーヤー等の他のデバイスを充電するのに適していても良い。
【０００５】
これら、および他の実施例、態様、利点、および構造は、以下の記述の部分に述べられるか、または、一部分は以下の記述および参照する図を参照するか、またはその実施によって当業者に明らかになる。その態様、利点、構造は、添付の請求項およびその均等物において特に指摘される道具立て、手順、および組み合わせによって実現され、達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下の詳細な説明は、この詳細な説明の一部を形成する添付図の参照を含む。図は、描画によって、本発明が実施される特定の実施例を示す。これらの実施例は、ここでは“例”または“選択肢”とも呼ぶが、当業者が本発明を実施するのが可能なくらい充分詳細に述べられる。本発明の範囲を離れることなく、実施例は組み合わせることが出来、他の実施例を使用することも出来、または、構造的および論理的な変更がなされても良い。以下の詳細な説明は、したがって、制限的な意味で取られるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求項およびその均等物によって決定される。
【０００７】
本明細書において、“ａ”または“ａｎ”は、“一つ以上”を含み、“or（または）”は、他に指示が無ければ非排他的”or（または）”を意味する。さらに、本明細書で使用される表現法や用語で、他に定義されていないものは、説明目的のためだけのものであり、制限目的のものではないことを理解されたい。
【０００８】
図１は、燃料電池デバイス１００の一例、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）フラッシュ灯のような燃料電池フラッシュ灯１０２を図示している。燃料電池デバイス１００は、制限はされないが、携帯電話、衛星電話、ラップトップコンピューター、コンピューターアクセサリー、ディスプレー、個人用音楽および／またはビデオプレーヤー、医用デバイス、テレビ、送信機、受信器、屋外照明を含む照明デバイス、電子玩具、またはバッテリーを使って従来から使用されているあらゆるデバイスを含むことに注意されたい。燃料電池フラッシュ灯１０２のような燃料電池デバイス１００は、ハンドル部１０２と、アクチュエーター１１０と、モジュラーヘッド部分１４０を含む。燃料電池デバイスの全長は、例えば１５cmである。それは、例えば１cmから４０cmでも良く、または容積が約１ccから２５０ccでも良い。
【０００９】
図３を参照すると、ヘッド部分１４０は、一例において、ＬＥＤ光放射器１４４のような光出力を生成する光源（すなわち光発生構成要素）１４２を含む。一選択肢において、ヘッド部分１４０は取り除き可能で、同様の機能を持った他のヘッド部分１４０、または異なった機能を持った他のヘッド部分１４０と取り換え可能である。例えば、図８は、電力調整回路とその内部にコネクター１４８を含み、そのコネクター１４８を通して外部デバイスに電力を供給するモジュラーヘッド部分１４０を有する燃料電池デバイス１００を示している。一例において、コネクター１４８は、５ボルトの出力を生じるＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクターである。モジュラーヘッド部分１４０は、燃料電池デバイス１００を他の装置に接続するために使用され、燃料電池デバイス１００が、制限はしないが、例えば携帯電話１５０、ＰＤＡ、または他の任意の充電可能な装置に、送電電力または発電機を必要とせずに充電することを可能にする。制限はしないが、レーザーポインター、扇風機、ストロボライト、音楽プレーヤー、または電力を使う他のあらゆる携帯装置のような他のデバイスに実用性を与えるヘッドのような、他の種類のモジュラーヘッドが提供可能である。図３を参照すると、ヘッド部分１４０は燃料電池デバイス１００の一つ以上の燃料電池１６０によって電力供給される。
【００１０】
一つ以上の燃料電池１６０は、各々が電気を発生するようになされている。もし複数の燃料電池が使用されるときは、それらを並列に、または直列に、またはそれらのいくつかの組み合わせで接続することが可能である。一例において、上記一つ以上の燃料電池は、格子部材１６２の下に放射状に配置される。使用され得る燃料電池の数は、一個から５０，０００個である。一例において、カリフォルニア州サンノゼのLumiLED Lighting社から入手可能なLuxeon LED emitterの給電のために２０個の燃料電池が使用される。多くの層の微小サイズの燃料電池もまた、燃料電池デバイスを作るために接続される。
【００１１】
燃料電池の例としては、制限はされないが、水素燃料電池、直接メタノール（direct methanol）燃料電池、再生メタノール（reformed methanol）燃料電池、固体酸素燃料電池、アルカリ燃料電池、ポリマー電解質形燃料電池、プロトン交換膜形燃料電池、またはそれらの組み合わせが含まれる。燃料電池の他の例としては、ひだ付の基板のような基板上に電気化学的な電池が形成される。例えば、基板の材料シートが波型にされる。基板材料の反対側の面に第１および第２の溝が規定される。第１および第２の溝の共通の壁にイオン導通性の領域が設けられる。そのイオン導通性の領域では、イオンが第１および第２の溝の間で基板材料を通り抜けることが出来る。
【００１２】
燃料電池のさらなる例において、電気化学形燃料電池、つまり燃料電池は、反応層の下層に電流搬送構造（current carrying structure）を有する。例えば、中核的な組み合わせとしては、イオン交換膜と、イオン交換膜の少なくとも第１の面上の、電気伝導性の電気化学反応層と、その電気化学的反応層と電気的に接続している、電気伝導性の電流搬送構造とを含む。上記電気化学反応層の外面は、上記電流搬送構造の少なくとも一部を覆っている。さらに他の選択肢において、イオン交換膜を含む薄い層の電池構造が、その両側に電気化学反応層を有する。そのイオン交換膜は、単一構造の層、または一つ以上の材料から作られる複合層を含んでも良い。電流搬送構造は、少なくとも部分的に上記電気化学反応層の下にある。
【００１３】
燃料電池のさらなる他の例において、燃料電池は、互いに近接して配置された少なくとも二つのユニット式のリアクターを有し、コンパクトな燃料電池の前側と後ろ側を形成している。燃料電池は、上記前側と交信する前側反応体充満空間と、上記後ろ側と交信する後ろ側反応体充満空間をさらに含む。少なくとも一つの反応体充満空間は反応体を含む。
【００１４】
上記ユニット式のリアクターは、隣り合ったユニット式反応層の前と後ろの反応層の間に前側空洞と、後ろと前の反応層の間に後ろ側空洞を含み、上記反応層は反応体充満空間同士の間で反応を移行させるのを容易にさせる。上記ユニット式リアクターは、後ろ側反応層に配置され、実質的に後ろ側空洞を取り囲む前側周辺バリアーと、前側反応層に配置され、実質的に前側空洞を取り囲む後ろ側周辺バリアーを更に含む。各空洞は、燃料電池の各々の側と交信する。上記ユニット式リアクターの少なくとも一つは、反応層の一つから形成される少なくとも一つのフレームと、少なくとも一つの周辺バリアーと、少なくとも一つの空洞を含む。
【００１５】
図２を参照すると、上記一つ以上の燃料電池は、燃料容器１０４から供給される燃料を貯蔵する燃料充満空間１７２を含む。燃料容器１０４は、オプションとして、金属水素化物のような水素吸蔵媒質中の水素を含む。他の燃料も貯蔵可能であり、他の燃料吸蔵媒体を使用することも出来、または、もし例えば水素ガスを圧縮して貯蔵するのであれば他の燃料は全く不要である。水素を貯蔵するために、マサチューセッツ州ワードヒルのAlfa Aesar社から入手可能なランタンニッケルのような金属水素化物を使用することが出来る。他の金属水素化物でも可能である。燃料容器１０４は、オプションとして、ハンドル部分１０２として使用される（図１）。制限はしないが、メタノール、蟻酸、ブタン、化学水素化物、水素化ホウ素化合物、カーボンベースの吸蔵物質に吸蔵された水素（すなわち、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、活性化炭素等）、圧縮水素、または液体水素のような、他の燃料および燃料含有物質も可能である。
【００１６】
一例において、各燃料電池１６０は燃料充満空間１７２と交信または連結する陽極１６６を含み、また、各燃料電池１５０はオキシダントと交信する陰極１７４を更に含む。一例において、上記一つ以上の燃料電池１６０内における電気化学反応のために、周辺の空気中の酸素がオキシダントとして使用される。周辺の空気と上記一つ以上の燃料電池とのやり取りを可能にするための一つの例は、燃料電池１６０の上に穴あきグリル１６２（図３）のような多孔性の部材を用意することである。グリル１６２は燃料電池１６０を保護し、さらに周辺空気の酸素が上記一つ以上の燃料電池１６０に到達することを可能にし、その酸素はその一つ以上の燃料電池１６０にとってのオキシダントとして作用する。さらなる選択肢において、プラスチックカバーのようなカバー１６４（図１）が多孔性部材の継ぎ目（もしあれば）の上に配置される。
【００１７】
再度燃料電池１６０を参照すると、イオン交換能力をもたらす電解物質１６８は、上記陽極と陰極とを分離している。電解物質の、制限ではない例としては、イオン導通膜、または液体電解物質を含む。電解物質１６８の他の例としては、イオン導通膜のようなポリマー交換部材（polymer exchange member）を含み、それはデラウェア州ウェルミントンのE. I. Dupont Company社からNaflon（登録商標）という名前で入手可能である。
【００１８】
図２に示す例において、燃料電池１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄが示されており、二つの燃料電池が直列につながれた二組の燃料電池の間が並列に接続されている。一つの燃料電池１６０ａは他の燃料電池１６０ｂに直列に接続されている。第３の燃料電池１６０ｃは第４の燃料電池１６０ｄに直列に接続されている。異なった電圧および電流を与えるために、異なった数の燃料電池が可能であり、また他の並列、直列の組み合わせが可能である。他の実施例においては、すべての燃料電池は並列に接続され、また、他の実施例において、すべての燃料電池は直列に接続される。更に他の実施例において、燃料電池は並列および／または直列に接続される。さらに他の選択肢において、並列−直列の燃料電池のスタックがサブスタックに分割される。第１のサブスタックにおいて、個々の電池はその陰極が第１の端板の方を向いている。第２のサブスタックでは、個々の電池はその陰極が第２の端板の方を向いている。第１および第２のサブスタックは、背中合わせに並べられる。第１および第２のサブスタック内の個々の電池の電気的極性は、反対の方を向いている。
【００１９】
一選択肢において、マイナス接続は少なくとも一つの燃料電池１６０の陽極をアクチュエーター１１０に接続する。プラス接続は少なくとも一つの燃料電池１６０の陰極をアクチュエーター１１０に接続し、アクチュエーター１１０は、オプションとして電気的切断を有する。さらに、図示例において、プラス接続およびマイナス接続は、光生成構成要素または光源のようなデバイスがアクチュエーター１１０によって電力供給されるように接続する。本例において、構成要素は、燃料電池１０６の軸と、円筒状の燃料タンク１０４およびロータリーアクチュエーター１１０の主軸とが平行な状態で配置される。
【００２０】
アクチュエーター１１０は、ヘッド部分１４０へのパワーを切断する遮断構造を伴って作用的に結合される。例えば、アクチュエーター１１０は、ヘッド部分１４０への電気的接続を遮断することが出来る。他の選択肢において、アクチュエーター１１０は前記一つ以上の燃料電池１６０への燃料供給を、例えば圧力調整器１８０を切断することによって遮断することが出来る。アクチュエーター１１０によってバルブを操作し、ユニットが使用されないときには燃料容器１０４から陽極への燃料の流れを遮断するような遮断構造も可能である。そのような構造は燃料電池デバイスの貯蔵寿命を延ばすのに役立つ。
【００２１】
燃料容器１０４と上記一つ以上の燃料電池との間を遮断するのに加えて、アクチュエーター１１０は、オプションとして、一つ以上の燃料電池１６０と、該一つ以上の燃料電池に接続された負荷、例えばＬＥＤ１４４のようにパワーを送られる構成物との間の電気的接続を切る電気的切断をもたらす。一例において、アクチュエーターはオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）のような二つの位置を持つ。他の実施例において、アクチュエーター１１０は少なくとも三つの別個の位置、オン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）、およびスタンバイ（ＳＴＡＮＤＢＹ）を持つ。一選択肢において、アクチュエーター１１０はさまざまな設定の間でアクチュエーターを移動させるために、例えば回転によって物理的に移動させられる。ＯＮ位置では、上記一つ以上の燃料電池に燃料を流入させ、また、ＬＥＤ１４４のようなパワーを送られる構成物に電気が供給される。ＯＦＦ位置においては、各々の要素の燃料および電気の供給が遮断される。ＳＴＡＮＤＢＹ設定は、ＯＮとＯＦＦ設定の中間に位置し、上記一つ以上の燃料電池１６０と燃料容器１０４の間の燃料接続は開かれているが、電気接続は切れている。オプションとして、アクチュエーター１１０がＳＴＡＮＤＢＹ位置にあるときにユーザーに視覚的なフィードバックを与える、ハウジング上のマーキング、または表示ＬＥＤ（図１）のような視覚的表示器が設けられる。
【００２２】
図４Ａおよび４Ｂに示すように、アクチュエーター１１０は圧力調整器１８０に作用的に結合されてもよい。圧力調整器１８０は燃料圧力、例えば水素化物からの水素ガス圧力を上記一つ以上の燃料電池にとって適切な圧力に落とすよう制御する。例えば、圧力調整器は２００psiにも至る圧力を約０．５から１５psiの圧力まで下げる。図４Ａ、４Ｂ、および５は、アクチュエーター１１０を燃料電池デバイス１１０の実施例の圧力調整器１８０と結合する機構の概略図を示し、図４Ａは圧力調整器１８０（およびアクチュエーター１１０）が閉じた状態、図４Ｂは圧力調整器１８０が開いた状態を示す。
【００２３】
上記の機構は、その内部に一つ以上の溝１１６を含むディスク１１４を含む。ディスク１１４は、アクチュエーター１１０が例えば回転によって移動したときに、ディスク１１４が回転、または移動するようにアクチュエーター１１０と結合される。ねじのようなつば付き部材１１８が、圧力調整器ダイヤフラム１８１に機械的に結合している。つば付き部材１１８は、調整器のバルブを閉めることと、遮蔽位置の調整を可能にする。つば付き部材１１８は、溝１１６内に受容され、図４Ａに示すように、ディスク１８１はつば付き部材１１８が溝１１６内に係合したときの第１の縦位置を有し、また図４Ｂに示すように、ディスク１８１はつば付き部材１１８が溝１１６内に係合していないときの第２の縦位置を有するように、ディスク１１４に対して配置される。
【００２４】
つば付き部材１１８は、アクチュエーター１１０が正しい位置にあるときに圧力調整器が遮断しているように設定することが出来る。アクチュエーター１１０がＯＮまたはＳＴＡＮＤＢＹ設定のときは、圧力調整器１８０は、燃料を上記一つ以上の燃料電池に導管１８４を通して供給する圧力を調節する。アクチュエーター１１０がＯＦＦ設定のときは、アクチュエーター１１０に繋がれたディスク１１４はつば付き部材１１８を介して調整器ダイヤフラム１８２を持ち上げることによって圧力調整器を遮断し、ピン１８６がＯリング１８８に抗して密閉して水素ガスが燃料容器１０４から上記一つ以上の燃料電池１６０に流入するのを遮断する。
【００２５】
圧力調整器１８０は、一選択肢において、一般的に一つ以上の燃料電池１６０と燃料容器１０４の間に配置される。Ｏリング１９０のような密閉部材は、圧力調整器１８０を燃料容器１０４の内壁１０５に対して密閉する。上記一つ以上の燃料電池１６０は、圧力調整器１８０から延伸する軸１９２上に取り付けられる。
【００２６】
上記一つ以上の燃料電池１６０は、燃料容器１０４内に貯蔵される燃料を使用することで稼動する。上記一つ以上の燃料電池の燃料は消費されるので、燃料電池デバイスを続けて使用するためには補給が必要となる。燃料電池に追加の燃料を導入するために、図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、および７Ｂに示すように、補給アセンブリー２００が用意される。燃料ガスが投入チェックバルブ２０４を通って燃料容器１０４に流入することを可能にする投入口２０２が示されている。補給アセンブリー２００は、圧力で作動する一方向バルブであり、液体、例えば液体燃料を燃料容器１０４に流入させる。補給中、燃料容器１０４への燃料の流入は許すが、燃料が燃料貯蔵器から逆流するのは許可されない。
【００２７】
圧力開放バルブ２０６は、もし圧力が燃料容器１０４内で高過ぎたときに燃料容器１０４内部から燃料ガスを外部環境に流すことを可能にする。一選択肢において、投入チェックバルブ２０４内の、スプリング２１０のような弾性部材の軸２０８は、紙面の内および外を向いている、燃料容器１０４の軸に対しておよそ直角に合わせられている。圧力開放バルブ２０６の軸も、紙面の内および外を向いている、燃料容器１０４の軸に対しておよそ直角に合わせられている。
【００２８】
便利なことに、燃料電池のフラッシュ灯は比較的長い可働時間を有し、可働時間を実質的に減ずることなくより高いレベルの明るさを可能にする。更なる利点は、燃料電池フラッシュ灯は燃料が供給されている限りは一定の光出力を提供し、ＤＣ−ＤＣコンバーターの使用を必要とすることなく使用可能光のより長い可動時間をもたらすことである。このことは、他の方法では電圧出力レベルに敏感であるＬＥＤフラッシュ灯にとって特に助けとなる。燃料電池フラッシュ灯は、常にバッテリーを交換することに反して、フラッシュ灯への電力供給にとって、より経済的なアプローチをさらに提供する。燃料電池はさらに、フラッシュ灯の可動時間に影響を与えることなく多くの補給サイクルを取り扱う能力を提供し、多くの補給サイクルに対してより長い可動時間をもたらす。
【００２９】
上記の記述は例証的であることを意図しており、制限的ではないことを理解されたい。当業者にとっては、上記の記述を見た上で多くの他の実施例が明らかになるであろう。したがって本発明の範囲は、添付の請求項と、その請求項が権利を有する均等物の全範囲とを参照して決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスを描いた斜視図である。
【図２】図２は、少なくとも一つの実施例に従って作られた一ユニットの燃料電池を描いた斜視図である。
【図３】図３は、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池アセンブリーおよび補給用取り付け具部分の、部分切断側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスの一部分の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスの一部分の断面図である。
【図５】図５は、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスのスイッチ機構の斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図１の６Ａ−６Ａに沿って得られる断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図１の６Ａ−６Ａに沿って得られる断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスの補給口の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスの補給口の断面図である。
【図８】図８は、少なくとも一つの実施例に従って作られた燃料電池デバイスと外部デバイスを描いた斜視図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【外国語明細書】
[Title of the invention] FUEL CELL DEVICES AND METHOD THEREFOR
[Technical field]
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【０００１】
[Background art]
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【０００２】
[Disclosure of the invention]
[The problem to be solved by the invention]
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【０００３】
[Brief description of the drawings]
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[Summary]
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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