流体控制系统及制造方法技术方案

一种包括多个结构层的流体控制系统。所述结构层包括共同形成所述至少一个功能部件的两个或更多个结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及控制系统。更具体而言，本专利技术涉及流体控制系统。
技术介绍
对于各种应用中的系统而言，其技术是朝着系统尺寸的更小化发 展。流体系统可以在系统所要求的限制性结构比内被集成，以控制流体 的传输。例如，流量调节部件可被布置用于诸如反应物输送、热传递以 及分配流体等功能。电子元件一一诸如个人电子设备_一尺寸正变得越来越小。随着电 子元件的尺寸被设计得越来越小并且加入尖端且复杂的技术，对于电源 供给的要求变得越来越大。例如，要求电源供给占据较少体积或者较小 站位以便能接受其他技术加入该设备。所述加入的技术可能也要求电源 供给能持续更长的时间段。另外，便携式电子设备可能要求电源供给减 少时维持能量的存储。用于电子元件的能量供给的一个实施例是燃料电池系统。为了制造 更小的燃料电池系统，该系统的许多单个元件，诸如液体输送部件可净皮 制造得越来越小，但需要满足燃料电池系统的技术要求。例如，流体输 送部件可能需要保持特定压力，同时又不占据燃料电池系统总体积的一 大部分，并且不干扰燃料电池系统的装配。而且，必须不能牺牲燃料电 池系统的功能性。附图说明图1A示出根据至少一个实施方案所构造的电化学电池系统的分解图。图1B示出才艮据至少一个实施方案的电化学电池系统的方块图。 图2示出根据至少一个实施方案所构造的流体歧管的分解立体图。 图3A示出根据至少一个实施方案所构造的管道层的横截面图。 图3B示出根据至少一个实施方案所构造的管道层的横截面图。图3C示出根据至少一个实施方案所构造的管道层的横截面图。 图4示出根据至少一个实施方案所构造的压力调节器的横截面图。 图5示出根据至少一个实施方案所构造的止回阀部件的横截面图。 图6示出根据至少一个实施方案所构造的流量阀部件的横截面图。 图7A示出根据至少一个实施方案所构造的流体控制系统的立体图。图7B示出根据至少一个实施方案所构造的流体控制系统的截面立 体图。图7C示出根据至少一个实施方案所构造的流体控制系统的分解立 体图8A示出根据至少一个实施方案所构造的流体控制系统的立体图。图8B示出根据至少一个实施方案所构造的流体控制系统的分解立 体图。图9示出根据至少一个实施方案所构造的流体控制系统的系统配置。图10示出一个具有根据至少一个实施方案所构造的界面的封装体 的视图。图11示出一个具有根据至少一个实施方案所构造的界面的封装体 的侧^见图。图12示出根据至少一个实施方案的电化学电池系统的横截面图。 图13示出图12的电化学电池系统中的燃料流速，所述电化学电池系统根据至少一个实施方案而构造，包括流体压力调节器设备阵列和阳极腔入口阵列。具体实施例方式下面的详细说明包括对附图的参照，所述附图构成详细说明的一部 分。所述附图通过图解方式示出了可于其中实施流体歧管和流体控制系 统及方法的具体实施方案。这些实施方案被足够详细地描述，以使本领 域技术人员能够实施本专利技术，在本说明书中这些实施方案也被称为实 施例或者选择方案。在不偏离本专利技术的范围的情况下，可以将所述实施方案结合，可以使用其他的实施方案或者可以进行结构或逻辑上 的变化。因此，下面的详细说明不应被理解为具有限制的含义，并且本 专利技术的范围由所附的权利要求及其法律等同物限定。在此文本中，除非另有说明，术语一或一个被用于包括一 个或者不止一个，术语或被用于表示非排他性的或。另外，应 理解的是此处所使用的措辞或者术语，如果没有其他定义，都仅意在说i 明而不是限制。定义如本文所使用的，流体，，指的是其分子自由移动越过彼此并趋于呈 现其容器的形状的连续的无定形物质。流体可以是气体、液化气体、液体或者在压力下的液体。流体的卖施例可包括流体反应物、燃料、氧化 剂以及传递热的流体。在燃料电池中使用的流体燃料可包括氢气或者氢 液体，以及处于任意合适流体形式的氳载体。流体的实施例包括空气、 氧气、水、氢、诸如甲醇和乙醇等的醇类、诸如胺类和肼等的氨以及氨衍生物、诸如乙硅烷和丙硅烷以及二硅代丁烷(disilabutane)等的珪 烷、诸如硼氢化铝等的复合金属氬化合物、诸如乙硼烷等的硼烷、诸如 环己烷等的碳氢化合物、诸如十二水-n-乙基^唑等的呼唑，以及其他 的饱和环状、多环烃，诸如饱和环硼氮六烷等的饱和氨基硼烷、丁烷、 诸如硼氢化钠钾等的氢硼化合物，以及蚁酸。如本文所使用的，流体封装体(liquid enclosure)可以指用于 储存流体的装置。所述流体封装体可物理地或化学地存储流体。例如， 所述流体封装体能以活性材料颗粒化学地存储流体。如本文所使用的，活性材料颗粒指的是能够吸留氢或者其他流 体的材料颗粒，或者是指可吸留并脱附氢或者另一流体的材料颗粒。活 性材料颗粒可包括通过化学吸附、物理吸附或者其结合吸留诸如氢等流 体的流体储存材料。 一些储氢材料响应于诸如温度变化、热量变化或者 压力变化等刺激脱附氢。响应于刺激释放氢的储氢材料的实施例包括， 金属氢化物、化学氢化物、合适的微陶瓷、纳米陶瓷、氮化硼纳米管、 金属有机架构、包含钯的材料、沸石、硅石、矾土、石墨，以及诸如合 适的碳纳米管、碳纤维、碳气凝胶、活性碳、纳米结构碳或其任意结合10等的碳基可逆流体储存材料。所述颗粒也可包括当与氢、氢合物或者其 组合相接触时，能够形成金属氢化物的金属、金属合金、金属化合物。 所述活性材料颗粒可包括镁、锂、铝、钓、硼、碳、硅、过渡金属、镧 系元素、金属间化合物，其固溶体，或者其组合。如本文所使用的，吸 留、吸留着或者吸留了 指的是吸收或者吸收并保流诸如流体等 的物质。例如，氢可以是所吸留的流体。例如，流体可4皮化学或者物理 地吸留，例如通过化学吸附或者物理吸附等。如本文所使用的，脱附或者脱附着或者脱附了指的是 去除所吸收或者所吸附的物质。例如，可从活性材料颗粒中去除氢。例 如，所述氢或者其他流体可被物理或者化学地回弹复原。如本文所使用的，接触指的是物理地、化学地、电学地触及或 者在充分靠近的距离内。例如，流体可接触封装体，在所述封装体中流 体可被物理地推入到封装体内部。本文中提供了 一种流体控制系统。该流体控制系统提供了 一种控制 流体分布——例如控制 一 小体积空间中的流体分布——的有效的结构 以及方法。所述流体控制系统由薄材料层制成，所述薄材料层例如具有大约10~ 500微米厚度的层。所述流体控制系统由一个或多个结构层形成，其中这些层中的一 个或多个层具有结构。在一选择方案中，结构层的结构形成系统的功能 部件。在一选择方案中，系统包括至少两个功能部件，其中该两个或更 多个结构层中的任一个层的结构共同形成所述功能部件。在另一选择方 案中，功能部件通过两个或更多个层中所形成的结构的相互作用而形 成，其中所述部件功能是通过将至少一个结构移出其平面并且移入另一 结构层的平面而实现的。例如，所述结构可垂直于该结构的平面机械地 移位。在又一选择方案中，功能部件是彼此相互共面的。在又一选择方案 中，所述两个或更多个结构包括在一公共平面内相互流体连通的结构阵 列。用于流体控制系统的功能部件的实施例包括但不限于，压力调节器 部件、止回阀部件、流量阀部件、进料阀部件、减压部件、管道、开-关岡、手动开-关阀或者散热部件中的至少一个。在一示例性实施方案中，包括上文和下文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体控制系统，包括：　至少一个功能组件；　两个或者更多个具有结构的结构层；以及　所述两个或者更多个结构层中的任一个的结构相互作用以共同形成所述至少一个功能部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-21 60/919,4731.一种流体控制系统，包括至少一个功能组件；两个或者更多个具有结构的结构层；以及所述两个或者更多个结构层中的任一个的结构相互作用以共同形成所述至少一个功能部件。2. 根据权利要求1所述的流体控制系统，其中所述结构层中的一 个或多个包括入口和出口。3. 根据权利要求1所述的流体控制系统，其中所述结构层相互流 体连通04. 根据权利要求1所述的流体控制系统，进一步包括至少两个功 能部件，所述两个或更多个结构层中的任一个的结构共同形成所述至少 两个功能部件。5. 根据权利要求2所述的流体控制系统，其中所述功能部件是相 互共面的。6. 根据权利要求3所述的流体控制系统，其中所述结构层中的至 少一个包括两个或更多个结构，并且所迷两个或更多个结构包括在一^> 共平面内相互流体连通的结构的阵列。7. 根据权利要求1所迷的流体控制系统，所述至少一个功能部件 包括压力调节器部件、止回阀部件、流量阀部件、进料阀部件、减压部 件、管道或者散热部件中的至少一个。8. 根据权利要求1所述的流体控制系统，其中所述结构层包括一 个或多个结合区域。9. 根据权利要求1所述的流体控制系统，其中所述至少一个功能 部件包括至少一个主压力调节器和至少一个副压力调节器。10. 根据权利要求l所述的流体控制系统，其中所述两个或更多个 结构层被堆叠和结合到一起。11. 根据权利要求10所述的流体控制系统，其中所述结构层彼此 具有气密密封件。12. 根据权利要求l所述的流体控制系统，进一步包括密封层。13. 根据权利要求l所述的流体控制系统，其中4~10个结构层具有结构。14. 根据权利要求l所述的流体控制系统，其中所述结构层中的一 个或多个包括管道通路，并且结构层宽度大于管道通路尺寸的大约30 倍。15. —种用于流体控制系统的部件，所述部件包括 两个或更多个具有结构的结构层，所述结构包括阀，其具有一位置，基于阀的位置可控制通过功能部件的流体流；以及挠性结构，其响应于传感流体压力可促动，其中所述挠性结构的 位置相应地地控制阀的位置。16. 根据权利要求15所述的部件，其中所述传感流体压力包括阀 的下游压力。17. 根据权利要求15所述的部件，其中所述结构包括至少两个流 体稳流室，所述两个流体稳流室包括第一压力稳流室和第二压力稳流 室。18. 根据权利要求17所述的部件，其中所述第一压力稳流室是接 收未调节流体的高压稳流室，并且所述第二压力稳流室是接收已调节流 体的低压稳流室。19. 根据权利要求18所述的部件，其中所述传感流体压力包括低 压稳流室中的压力。20. 根据权利要求19所述的部件，其中所述传感流体压力包括高 压稳流室中的压力。21. 根据权利要求17所述的部件，其中所述挠性结构与第二压力 稳流室一体化。22. 根据权利要求15所述的部件，其中所述挠性结构的位置相应 地地控制阀的位置，并且控制在第一压力稳流室和第二压力稳流室之间 的流体的流动。23. 根据权利要求15所述的部件，其中所述挠性结构将穿过所述 部件的流限制在传感流体压力的预限定范围之间。24. 根据权利要求15所述的部件，其中所述挠性结构具有弹性性质。25. 根据权利要求15所述的部件，进一步包括与所述挠性结构相 接触的弹性构件。26. —种系统，包括 至少一个流体控制系统，其包含至少一个功能部件；以及 两个或更多个具有结构的结构层， 所述两个或更多个结构层中的任一个的结构共同形成所述至少一 个功能部件；以及至少 一个流体封装体，其与所述至少 一 个流体控制系统连通地连接。27. 根据权利要求26所述的系统，其中所述结构层的平面部分的 宽度大于所述结构层厚度的大约30倍。28. 根据权利要求26所述的系统，其中所述至少一个功能部件包 括压力调节器部件。29. 根据权利要求28所述的系统，其中所述至少一个流体封装体 中的一个或多个是挠性的。30. 根据权利要求26所述的系统，进一步包括一个或多个应变吸 收界面，所述一个或多个应变吸收界面位于所述至少一个流体控制系统 中的一个或多个与所述至少一个流体封装体之间。31. 根据权利要求3Q所述的系统，其中所述一个或多个应变吸收 界面与所述至少一个流体封装体流体连通。32. 根据权利要求26所述的系统，进一步包括与所述至少一个流 体控制系统连通地连接的至少 一个燃料电池。33. 根据权利要求26所述的系统，其中所述至少一个功能部件是 压力调节器部件。34. 根据权利要求33所述的系统，进一步包括响应于传感流体压 力可促动的挠性结构，其中所述传感流体压力是所述至少一个燃料电池 的流体稳流室的流体压力。35. —种用于形成流体控制系统的方法，该方法包括 在一个或多个结构层上形成至少一个第一结构； 在所述一个或多个结构层的任一个上形成至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：J齐默曼，JL伊康艾斯，D拉姆，J施鲁特恩，GF麦克莱恩，T斯隆，
申请(专利权)人：昂斯特罗姆动力公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]