Устройство для удаления побочных продуктов и топливный элемент, соединенный с модулем для выработки электроэнергии

Устройство для удаления побочных продуктов и топливный элемент, соединенный с модулем для выработки электроэнергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для удаления побочных продуктов, используемому в системе электропитания, а более конкретно – к устройству для удаления побочных продуктов, используемому в портативной системе электропитания с высокой эффективностью использования энергии.

Предшествующий уровень техники

Химические источники тока различных типов используются во всех областях применения в быту и промышленности. Например, первичный источник тока, такой, как сухой щелочной элемент или сухой марганцевый элемент, часто используется в часах, кино- и фотокамерах, игрушках и портативных акустических устройствах, и для такого источника тока характерны большой - с глобальной точки зрения - объем производства, дешевизна и общедоступность.

Вторичный источник тока, такой, как свинцовая аккумуляторная батарея, никель-кадмиевая аккумуляторная батарея, никель-водородная аккумуляторная батарея, литиевая ионная батарея, часто используется в мобильных телефонах или средствах типа персональных цифровых секретарей (ПЦС, называемых также “электронными секретарями” или “электронными помощниками”), которые широко применяются в выпускаемых в последние годы портативных устройствах, таких, как цифровая видеокамера или цифровая фотокамера, и для такого источника тока характерна большая экономическая эффективность, так как его можно повторно заряжать и разряжать. Среди вторичных источников тока свинцовая аккумуляторная батарея используется в качестве источника питания для запуска двигателей автомобилей или морских судов или в качестве аварийного источника питания в промышленном оборудовании или медицинском оборудовании, и т.п.

В последние годы, с ростом интереса к вопросам охраны окружающей среды или проблемам энергетики, внимательно изучались проблемы, касающиеся отработанных материалов, образующихся после использования химических источников тока, таких, как описанные выше, или касающиеся эффективности преобразования энергии.

Как отмечалось выше, первичный источник тока как изделие имеет небольшую цену и общедоступен, вследствие чего существует много устройств, в которых этот источник тока используется в качестве источника питания. Далее следует отметить, что, как правило, после того, как первичный источник тока разряжается, восстановить емкость батареи нельзя, а именно, ее можно использовать лишь один раз (то есть, так называемая батарея одноразового использования). Следовательно, количество отработанных материалов за год превышает несколько миллионов тонн. По этому поводу имеется статистическая информация, согласно которой доля общего количества химических источников тока, собранных для регенерации, составляет лишь примерно 20%, а остальные примерно 80% выбрасывают на открытые свалки или подвергают захоронению в землю. Таким образом, существует опасность нарушения природных условий и нанесения непоправимого ущерба естественной среде тяжелыми металлами, такими, как ртуть или индий, входящими в состав таких не утилизируемых батарей.

Оценивая химическую батарею с точки зрения эффективности использования энергетического ресурса, необходимо отметить, что, поскольку энергия, затрачиваемая на производство первичного источника тока, примерно в 300 раз превышает энергию разряда, коэффициент использования энергии оказывается меньше 1%. Даже в случае вторичного источника тока, который можно повторно заряжать и разряжать и который является экономически эффективным, если вторичный источник тока заряжают от бытового источника питания (обычной розетки) и т.п., эффективность использования энергии падает до примерно 12%, что обусловлено эффективностью выработки энергии на электростанции или потерями при передаче. Следовательно, не приходится говорить о том, что энергетический ресурс используется с необходимой эффективностью.

Таким образом, за последние годы привлекли к себе внимание различные типы новых систем электропитания или систем для выработки энергии (которые в дальнейшем будут именоваться обобщенным названием “система электропитания”), содержащих топливную батарею, которая оказывает незначительное влияние на окружающую среду и выполнена с возможностью реализации исключительно высокой эффективности использования энергии, в частности, составляющей, например, 30-40%. Кроме того, проводятся обширные исследования и разработки с целью практического применения источника питания возбуждения для автомобилей или системы электропитания для промышленного применения, комбинированной системы, вырабатывающей энергию, для бытового применения, и др., или замены химического источника тока.

Вместе с тем, существуют различные проблемы, связанные с созданием элемента для выработки энергии, топливного элемента и т.п., обладающего очень высокой эффективностью использования энергии, имеющего меньшие размеры и меньший вес, а также с его применением в качестве портативной или независимой системы электропитания, например, для последующей замены химического источника тока.

Фактически, в системе электропитания, где происходит выделение водорода из сплава, который абсорбирует водород и вырабатывает электроэнергию с помощью этого водорода, существует проблема, заключающаяся в том, что способность к выработке энергии или количество энергии, вырабатываемой на единицу объема абсорбента водорода, является небольшим. Кроме того, существует проблема, заключающаяся в том, что в ранее разработанной системе для выработки энергии посредством прямой подачи топлива, которая подает органическое химическое топливо прямо в топливный элемент, количество энергии и энергоемкость батареи являются небольшими.

С одной стороны, система, вырабатывающая энергию посредством топливного риформинга, подает водород в топливный элемент из блока топливного риформинга, который вырабатывает водород из органического химического топлива, например, метилового спирта или газообразного метана. Система, вырабатывающая энергию посредством топливного риформинга, обладает преимуществом, заключающимся в том, что количество энергии на единицу емкости топливного бака является большим по сравнению с системой, вырабатывающей энергию посредством прямой подачи топлива, или системой, вырабатывающей энергию посредством сплава, поглощающего водород. Необходимо отметить, что в системе, вырабатывающей энергию посредством топливного риформинга и объединяющей в себе блок парового риформинга и кислородно-водородный топливный элемент, помимо газообразного водорода образуется побочный продукт, такой, как газообразный диоксид углерода. Также существует проблема, заключающаяся в том, что эффективность выработки энергии уменьшается, поскольку концентрация газообразного водорода, которая влияет на выработку энергии, будет небольшой в случае, когда в топливный элемент просто подается смешанный газ на основе газообразного водорода и газообразного диоксида углерода. Кроме того, существует проблема, заключающаяся в том, что смешанный газ может содержать небольшое количество вирулентного монооксида углерода.

Помимо этого, вследствие объема самого блока топливного риформинга, система, вырабатывающая энергию, известная в данной области техники, не может обеспечить получение энергии, достаточной для использования ее в качестве портативной или автономной системы электропитания.

Поэтому настоящее изобретение обладает преимуществом, позволяющим получать достаточное количество энергии и эффективность использования энергии дешевым способом и без возможного выброса побочного продукта наружу.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, устройство для удаления побочных продуктов, используемое в системе для выработки энергии, содержит, по меньшей мере, один из следующих конструктивных элементов:

(а) топливный блок, снабженный заправляемой топливом частью, содержащей заправленное в нее топливо для выработки энергии, представляющее собой жидкость или газ, содержащий водород, и

(б) модуль для выработки энергии, который выполнен с возможностью подсоединения к топливному блоку или отсоединения от него, причем модуль включает часть для риформинга, которая преобразует топливо для выработки энергии в первый газ, содержащий газообразный водород и диоксид углерода в качестве основных компонентов, и топливный элемент, который вырабатывает электроэнергию путем использования газообразного водорода, содержащегося в первом газе,

при этом устройство для удаления побочных продуктов дополнительно содержит содержащую абсорбент часть, которая избирательно абсорбирует диоксид углерода, содержащийся в первом газе, подаваемом из части для риформинга, и подает второй газ, концентрация диоксида углерода в котором снижена за счет первого газа, в топливный элемент.

Таким образом, в устройстве для удаления побочных продуктов, топливо для выработки энергии, включающее элементарный водород и заправляемое в заправляемую топливом часть, преобразуется в смешанный газ (первый газ), состоящий из водорода (Н₂) и диоксида углерода (СО₂), прежде всего с помощью части для риформинга. Первый газ преобразуется во второй газ на основе газообразного водорода путем абсорбирования и удаления газообразного диоксида углерода с помощью содержащей абсорбент части. Второй газ подается в водородно-кислородный топливный элемент (далее в тексте - топливный элемент). Второй газ имеет большую концентрацию газообразного водорода для выработки энергии, значительно увеличивая тем самым эффективность выработки энергии топливным элементом по сравнению со случаем, когда элемент для выработки энергии не содержит содержащей абсорбент части. В результате, создается возможность применения топливного элемента в качестве портативной или автономной системы электропитания, которая имеет большой коэффициент использования энергии и большое количество энергии, а также является легко управляемой.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, топливный блок, используемый в системе электропитания, содержит

заправляемую топливом часть, которая выполнена с возможностью соединения с топливным блоком и содержит топливо, подаваемое в часть для риформинга, образующую водород и диоксид углерода из топлива, и емкость которой уменьшается по мере образования диоксида углерода в части для риформинга, и

часть для абсорбирования диоксида углерода, которая абсорбирует диоксид углерода, образующийся в части для риформинга, и емкость которой увеличивается по мере образования диоксида углерода в части для риформинга.

Часть для абсорбирования диоксида углерода расширяется, когда она абсорбирует диоксид углерода, для обеспечения большой концентрации водорода, подаваемого в топливный элемент. Вместе с тем, нет необходимости делать топливный блок больше в заправляемой топливом части, емкость которой уменьшается по мере образования диоксида углерода в части для риформинга. В результате, можно получить портативную систему для выработки энергии.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, топливный блок, используемый в системе электропитания, содержит

заправляемую топливом часть, которая содержит топливо, подаваемое в часть для риформинга, образующую смешанный газ, содержащий водород и первый побочный продукт, из топлива, и емкость которой уменьшается по мере образования первого побочного продукта в части для риформинга,

часть для абсорбирования первого побочного продукта, которая образует второй побочный продукт путем абсорбирования первого побочного продукта и емкость которой увеличивается по мере образования первого побочного продукта в части для риформинга, и

часть для абсорбирования второго побочного продукта, которая абсорбирует водород, подаваемый из части для риформинга, и второй побочный продукт, подаваемый из части для абсорбирования первого побочного продукта.

Часть для абсорбирования первого побочного продукта и часть для абсорбирования второго побочного продукта поглощают первый побочный продукт и второй побочный продукт, соответственно, обеспечивая тем самым большую концентрацию водорода, подаваемого в топливный элемент.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, топливный блок, используемый в системе электропитания, содержит

заправляемую топливом часть, которая содержит топливо, подаваемое в часть для риформинга, образующую смешанный газ, включающий водород и первый побочный продукт, из топлива, и емкость которой уменьшается по мере образования первого побочного продукта в части для риформинга,

часть для абсорбирования первого побочного продукта, которая абсорбирует первый побочный продукт из смешанного газа и емкость которой увеличивается по мере образования первого побочного продукта в части для риформинга, и

часть для абсорбирования второго побочного продукта, которая собирает второй побочный продукт из топливного элемента, который вырабатывает энергию путем использования водорода, получаемого из первого побочного продукта, а также образует второй побочный продукт, и емкость которой увеличивается по мере выработки энергии в топливном элементе.

Следовательно, побочные продукты, образующиеся при выработке энергии, можно накапливать внутри системы. В результате, можно управлять влиянием на окружающую среду во время выработки энергии, а также обеспечивать большую концентрацию водорода, подаваемого в топливный элемент, осуществляя тем самым эффективную выработку энергии.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1А и 1В представлены перспективные изображения, показывающие применение системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 2А–2С представлены блок-схемы, показывающие основные конструкции системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 3 представлена блок-схема, показывающая первый вариант осуществления модуля для выработки энергии, используемого в системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 4 представлена блок-схема, показывающая конструкцию части для выработки энергии системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 5 представлено изображение, условно показывающее первый пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 6А и 6В представлены изображения, условно показывающие второй пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 7А–7С представлены изображения, условно показывающие третий пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 8А–8С представлены изображения, условно показывающие четвертый пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 9А и 9В представлены изображения, условно показывающие пятый пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 10 представлено изображение, условно показывающее шестой пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 11А и 11В представлены изображения, условно показывающие седьмой пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 12 представлено условное изображение, показывающее восьмой пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 13 представлено условное изображение, показывающее рабочее состояние (часть 1) в другом примере восьмого примера конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 14 представлено условное изображение, показывающее рабочее состояние (часть 2) в другом примере восьмого примера конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 15 представлено условное изображение, показывающее рабочее состояние (часть 3) в другом примере восьмого примера конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 16 представлено условное изображение, показывающее рабочее состояние (часть 1) в еще одном примере восьмого примера конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 17 представлено условное изображение, показывающее рабочее состояние (часть 2) в еще одном примере восьмого примера конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 18 представлено условное изображение, показывающее рабочее состояние (часть 3) в еще одном примере восьмого примера конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 19 представлено условное изображение, показывающее первый пример конструкции части для выработки энергии, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 20А и 20В представлены перспективные изображения, иллюстрирующие процесс образования водорода в части для топливного риформинга, применимой к части для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 21А и 21В представлены изображения, условно показывающие второй пример конструкции части для выработки энергии, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 22А–22D представлены условные изображения, показывающие третий пример конструкции части для выработки энергии, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 23А и 23В представлены изображения, условно показывающие четвертый пример конструкции части для выработки энергии, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 24А и 24В представлены изображения, условно показывающие пятый пример конструкции части для выработки энергии, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 25А и 25В представлены изображения, условно показывающие шестой пример конструкции части для выработки энергии, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 26 представлена блок-схема, показывающая основную конструкцию конкретного примера модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 27 представлен алгоритм, условно иллюстрирующий работу системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 28 представлено изображение, иллюстрирующее работу в начальном режиме (режим ожидания) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 29 представлено изображение, иллюстрирующее работу в режиме запуска системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 30 представлено изображение, иллюстрирующее работу в установившемся состоянии (установившийся режим) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 31 представлено изображение, иллюстрирующее работу в режиме остановки системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 32 представлена блок-схема, показывающая второй вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 33 представлено условное изображение, показывающее схему электрических соединений между системой электропитания (модулем для выработки энергии), соответствующей данному варианту осуществления, и устройством,

на фиг. 34 представлен алгоритм, условно иллюстрирующий работу системы электропитания, соответствующей второму варианту осуществления,

на фиг. 35 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в начальном режиме (режим ожидания) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 36 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в режиме запуска (часть 1) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 37 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в режиме запуска (часть 2) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 38 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в установившемся режиме (часть 1) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 39 представлено концептуальное изображение режима работы, иллюстрирующее работу в установившемся режиме (часть 2) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 40 представлено концептуальное изображение режима работы, иллюстрирующее работу в режиме остановки (часть 1) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 41 представлено концептуальное изображение режима работы, иллюстрирующее работу в режиме остановки (часть 2) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 42 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в режиме остановки (часть 3) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 43 представлена блок-схема, показывающая третий вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 44 представлена блок-схема, показывающая четвертый вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 45А и 45В представлены изображения, условно показывающие первый пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 46А и 46В представлены изображения, условно показывающие второй пример конструкции части субблока питания, применимой к модулю для выработки энергии в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 47 представлена блок-схема, иллюстрирующая конкретный вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 48А–48С представлены изображения, иллюстрирующие работу в режиме удержания побочного продукта средством сбора побочного продукта в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения,

на фиг. 49 представлена блок-схема, иллюстрирующая другой вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 50А–50С представлены условные изображения конструкций, показывающие примеры внешней формы топливного блока, изображенного на фиг. 49,

на фиг. 51 представлено условное изображение конструкции, показывающее еще один вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое изображено на фиг. 50А–50С, в части для размещения,

на фиг. 52 представлена блок-схема, показывающая еще один вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 53 представлена блок-схема, показывающая еще один вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 54А–54С представлены условные изображения конструкций, показывающие пример внешней формы топливного блока, изображенного на фиг. 53,

на фиг. 55 представлена блок-схема, показывающая дополнительный конкретный вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 56 представлена блок-схема, показывающая еще один дополнительный конкретный вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 57 представлена блок-схема, показывающая еще один дополнительный вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением, и

на фиг. 58 представлена блок-схема, показывающая другой вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 59 представлена блок-схема, показывающая конкретный вариант осуществления средства для обнаружения остаточного количества, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 60 представлено изображение, иллюстрирующее работу в режиме запуска системы электропитания в соответствии с конкретным вариантом осуществления,

на фиг. 61 представлено изображение, иллюстрирующее работу в установившемся режиме (установившийся режим) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 62 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в режиме остановки (часть 1) системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 63 представлена блок-схема, показывающая первый вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 64 представлен алгоритм, условно иллюстрирующий работу системы электропитания,

на фиг. 65 представлено изображение характеристики, которое иллюстрирует изменения во времени выходного напряжения системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 66 представлена блок-схема, показывающая второй вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 67 представлена блок-схема, показывающая третий вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 68 представлена блок-схема, показывающая вариант осуществления средства сбора побочного продукта, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 69 представлена блок-схема, показывающая вариант осуществления средства для стабилизации топлива, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 70 представлена блок-схема, показывающая вариант осуществления средства для стабилизации топлива, которое применимо к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 71 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в режиме запуска системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 72 представлено концептуальное изображение работы, иллюстрирующее работу в режиме остановки системы электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 73А–73F представлены изображения, условно показывающие примеры внешних форм, применимых к системе электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 74А–74С представлены изображения, условно показывающие взаимосвязь соответствия между внешними видами, которые может иметь система электропитания согласно настоящему изобретению, и внешними видами химического источника тока общего назначения,

на фиг. 75А–75Н представлены изображения, условно показывающие внешние формы топливного блока и части держателя в системе электропитания в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения,

на фиг. 76А и 76В представлены изображения, условно показывающие подсоединяемую и отсоединяемую конструкцию модуля для выработки энергии и топливного блока в системе электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 77А–77G представлены изображения, условно показывающие топливный блок системы электропитания в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, а также внешние формы этого топливного блока,

на фиг. 78А и 78В представлены изображения, условно показывающие подсоединяемую и отсоединяемую конструкцию модуля для выработки энергии и топливного блока в системе электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 79А–79F представлены изображения, условно показывающие топливный блок системы электропитания в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, а также внешние формы этого топливного блока,

на фиг. 80А–80C представлены изображения, условно показывающие подсоединяемую и отсоединяемую конструкцию модуля для выработки энергии и топливного блока в системе электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 81А–81F представлены изображения, условно показывающие топливный блок системы электропитания в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения, а также внешние формы этого топливного блока,

на фиг. 82А–82C представлены изображения, условно показывающие подсоединяемую и отсоединяемую конструкцию модуля для выработки энергии и топливного блока в системе электропитания в соответствии с данным вариантом осуществления,

на фиг. 83 представлено перспективное изображение, показывающее пример конструкции всей системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением,

на фиг. 84 представлено перспективное изображение, показывающее пример конструкции части для топливного риформинга, которая применима к данному примеру конструкции системы, и

на фиг. 85 представлено перспективное изображение, показывающее другой пример конструкции части для топливного риформинга, которая применима к данному примеру конструкции системы.

Наилучший способ осуществления изобретения

Ниже, со ссылками на прилагаемые чертежи, приводится описание конкретных вариантов осуществления системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением.

Прежде всего, в общих чертах и со ссылкой на чертежи будет приведено описание аппаратуры, к которой применима система электропитания, соответствующая настоящему изобретению.

На фиг. 1А и 1В представлены концептуальные изображения, показывающие соответствующее согласование системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением.

Например, как показано на фиг. 1А и 1В, часть системы 301 электропитания в соответствии с настоящим изобретением или всю эту систему можно произвольно подсоединять к существующему электрическому или электронному устройству У (на фиг. 1А и 1В показан персональный цифровой секретарь, который в нижеследующем тексте будет в общем случае именоваться “устройством”) или отсоединять от этого устройства (см. стрелку С1), которое работает от первичного источника тока общего назначения или вторичного источника тока, а также от некоторого специального электрического или электронного устройства.

Системе 301 электропитания придана конфигурация, обеспечивающая возможность независимой переноски (портативность) части системы или всей системы. Для системы 301 электропитания предусмотрены электроды, в число которых входит положительный электрод и отрицательный электрод для подачи электроэнергии в устройство У в предварительно определенном положении (например, в положении, эквивалентном первичному источнику тока общего назначения или вторичному источнику тока, как будет описано ниже).

Далее будет описана основная конструкция системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2А–2С представлены блок-схемы, показывающие основные конструкции системы электропитания в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг. 2А, система 301 электропитания, соответствующая настоящему изобретению, в основном включает: топливный блок 20, в который заправляют топливо ТПЛ для выработки энергии, представляющее собой жидкое топливо и/или газообразное топливо; модуль 10 для выработки энергии, предназначенный для выработки электроэнергии ЭЭ (далее в тексте - выработки энергии) в соответствии с состоянием возбуждения (состоянием нагрузки) устройства У, на основе, по меньшей мере, топлива ТПЛ для выработки энергии, подаваемого из топливного блока 20; и сопрягающую часть 30 (далее в тексте сокращенно именуемая “СОПР-частью”), снабженную каналом подачи топлива и т.п., предназначенным для подачи топлива ТПЛ для выработки энергии, заправленного в топливный блок 20, в модуль 10 для выработки энергии. Соответствующим составным частям приданы конфигурации, обеспечивающие возможность их соединения друг с другом и отделения друг от друга (подсоединения и отсоединения) в произвольной последовательности, или обеспечивающие возможность выполнения их как единого целого. При этом, как показано на фиг. 2А, СОПР-части 30 можно придать конструкцию, независимую от топливного блока 20 и модуля 10 для выработки энергии, или конструкцию, составляющую единое целое либо с топливным блоком 20, либо с модулем 10 для выработки энергии, как показано на фиг. 2В и 2С. В альтернативном варианте, СОПР-части 30 можно придать конфигурацию, обеспечивающую разделение с возможностью объединения как с топливным блоком 20, так и с модулем 10 для выработки энергии.

Далее будет приведено описание конструкции каждого блока.

[Первый вариант осуществления]

(А) Модуль 10 для выработки энергии

На фиг. 3 представлена блок-схема, показывающая первый вариант осуществления модуля для выработки энергии, применимого к системе электропитания в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг. 4 представлена блок-схема, показывающая конструкцию системы электропитания в соответствии с этим вариантом осуществления.

Как показано на фиг. 3, модуль 10А для выработки энергии, соответствующий этому варианту осуществления, постоянно автономно вырабатывает предварительно определенную электроэнергию (вторую электроэнергию) посредством использования топлива для выработки энергии, подаваемого из топливного блока 20А через СОПР-часть 30А, и выдает ее в качестве электроэнергии возбуждения (электроэнергии контроллера) для контроллера К, который входит в состав устройства У, соединенного, по меньшей мере, с системой 301 электропитания, и управляет возбуждением нагрузки Н (элемента или модуля, выполняющего функции разных типов для устройства У). Предусмотрена часть 11 субблока питания (второе средство электропитания) для выдачи энергии в качестве рабочей энергии для описываемой ниже части 13, управляющей работой, которая расположена в модуле 10А для выработки энергии. Кроме того, модуль 10А для выработки энергии включает: часть 13, управляющую работой, которая работает за счет использования электроэнергии, подаваемой из части 11 субблока питания, и управляет рабочим состоянием всей системы 301 электропитания; часть 12 для выработки энергии (первое средство электропитания), которая имеет нагреватель (нагревающее средство), предусмотренный внутри нее в соответствии с потребностями, вырабатывает предварительно определенную электроэнергию (первую электроэнергию) за счет использова