Colector de fluido y procedimiento para el mismo.

Sistema de células electroquímicas que comprende:

por lo menos una célula (102) de combustible;



por lo menos un colector de fluido flexible (118) acoplado de manera fluida con dicha por lo menos una célula (102) de combustible; e

incluyendo dicho por lo menos un colector de fluido flexible (118) dos o más capas características (402), incluyendo las dos o más capas características por lo menos una capa de conducto (122) que presenta uno o más canales de conducto (130), en el que:

dicho por lo menos un colector de fluido flexible presenta un radio de curvatura en el intervalo comprendido entre 1 y 5 mm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CA2008/000541.

Solicitante: SOCIETE BIC.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 14, rue Jeanne d'Asnières 92611 Clichy FRANCIA.

Inventor/es: SCHROOTEN,JEREMY, SOBEJKO,PAUL, ZIMMERMANN,JOERG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B32B33/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B32 PRODUCTOS ESTRATIFICADOS.B32B PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS CAPAS DE FORMA PLANA O NO PLANA, p. ej. CELULAR O EN NIDO DE ABEJA. › Productos estratificados caracterizados por propiedades particulares o características de superficie particulares, p. ej. por revestimientos de superficie particulares (discontinuidades o rugosidades de superficie B32B 3/00 ); Productos estratificados concebidos para casos particulares no cubiertos por una sola otra clase.
  • F15C1/06 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F15 DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO; HIDRAULICA O NEUMATICA EN GENERAL.F15C ELEMENTOS DE CIRCUITOS DE FLUIDO UTILIZADOS PRINCIPALMENTE PARA EL CALCULO O EL CONTROL (transductores F15B 5/00; dinámica de fluidos en general F15D; computadores que emplean elementos de fluido G06D, G06G). › F15C 1/00 Elementos de circuitos que no tienen partes móviles. › Detalles de construcción; Empleo de materiales específicos.
  • F16L41/02 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA TUBERIAS; SOPORTES PARA TUBOS, CABLES O CONDUCTOS PROTECTORES; MEDIOS DE AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L 41/00 Tubos de ramificación; Uniones de tubos a las paredes (F16L 39/00 tiene prioridad; montajes no previstos para el transvase de fluidos F16B 9/00; empalmes utilizables para montar los extremos de tubos, véanse los grupos apropiados). › Conjuntos de ramificación, p. ej. de una sola pieza, soldados a la autógena, remachados.
  • H01M8/04 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 8/00 Pilas de combustible; Su fabricación. › Disposiciones o procesos auxiliares, p. ej. para controlar la presión, para la circulación de fluidos.

PDF original: ES-2504215_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Colector de fluido y procedimiento para el mismo.
Ilustración 2 de Colector de fluido y procedimiento para el mismo.
Ilustración 3 de Colector de fluido y procedimiento para el mismo.
Ilustración 4 de Colector de fluido y procedimiento para el mismo.
Ilustración 5 de Colector de fluido y procedimiento para el mismo.
Colector de fluido y procedimiento para el mismo.

Fragmento de la descripción:

Colector de fluido y procedimiento para el mismo.

Campo técnico

La presente memoria se refiere a la tecnología de gestión de fluidos. Más específicamente, se refiere a un colector de fluido.

Antecedentes

Las tendencias en tecnología están progresando hacia escalas más pequeñas para los sistemas en una variedad de aplicaciones. Los sistemas fluídicos pueden integrarse dentro de factores de forma restrictiva impuestos por el sistema para manipular el transporte de fluido. Por ejemplo, pueden disponerse componentes de modulación del flujo para funciones tales como suministro de reactivo, transferencia térmica y dosificación de fluidos.

Los componentes electrónicos, tales como los dispositivos electrónicos personales, tienden a hacerse de tamaño más pequeño. Puesto que los componentes electrónicos se diseñan de tamaño más pequeño e incorporan tecnología sofisticada y compleja, las demandas sobre la fuente de alimentación se vuelven mayores. Por ejemplo, puede necesitarse que la fuente de alimentación ocupe menos volumen o una huella más pequeña para alojar la adición de la tecnología en dispositivo. La tecnología adicional también puede requerir que la fuente de alimentación dure periodos de tiempo más prolongados. Además, puede necesitarse que el dispositivo electrónico portátil presente un almacenamiento de energía mantenido mientras que disminuye la fuente de alimentación.

Un ejemplo de una fuente de alimentación para los componentes electrónicos es un sistema de células electroquímicas. Con el fin de obtener un sistema de células electroquímicas más pequeño, muchos componentes individuales del sistema, tales como un componente de suministro de fluido, pueden hacerse más pequeños, pero necesitan cumplir los requisitos técnicos del sistema de células electroquímicas. Por ejemplo, puede necesitarse que el componente de suministro de fluido mantenga una presión determinada, sin ocupar un volumen significativo global de la célula electroquímica y sin interferir con el conjunto del sistema de células electroquímicas. Además, la funcionalidad del sistema de células electroquímicas no debe resultar comprometida.

La publicación de patente US numero US 26/141328 describe una célula de combustible para un sistema de célula de combustible. La célula de combustible comprende un separador y el separador puede incluir un material

flexible.

La publicación de patente internacional número W24/34485 describe un sistema de colector de apilamiento de células de combustible que incluye un cuerpo de colector flexible sustancial mente plano.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A ilustra una vista en despiece ordenado de un sistema de células electroquímicas tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 1B ilustra un diagrama de bloques de un sistema de células electroquímicas según por lo menos una forma de realización.

La figura 2 ilustra una vista en perspectiva en despiece ordenado de un colector de fluido tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 3A ilustra una vista en sección transversal de una capa de conducto tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 3B ilustra una vista en sección transversal de una capa de conducto tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 3C ilustra una vista en sección transversal de una capa de conducto tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 4 ilustra una vista en perspectiva en despiece ordenado de un colector de fluido tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 5 ilustra una vista en perspectiva en despiece ordenado de un colector de fluido tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 6 ilustra una vista de un recinto con una superficie de contacto tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

La figura 7 ilustra una vista lateral de un recinto con una superficie de contacto tal como se construye según por lo menos una forma de realización.

Descripción detallada

La siguiente descripción detallada incluye referencias a los dibujos adjuntos, que forman parte de la descripción detallada. Los dibujos muestran, a modo de ilustración, formas de realización específicas en las que pueden ponerse en práctica el colector de fluido y sistemas y procedimientos de combustible de células de combustible. Estas formas de realización, que también se denominan en la presente memoria "ejemplos" u "opciones," se describen en detalle suficiente para permitir que los expertos en la materia pongan en práctica la presente invención. Las formas de realización pueden combinarse, pueden utilizarse otras formas de realización o pueden realizarse cambios lógicos o estructurales sin apartarse del alcance de la invención. La siguiente descripción detallada, por tanto, no debe considerarse en un sentido limitativo y el alcance de la invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

En esta memoria, los términos "un" o "una" se utilizan para incluir uno o más de uno, y el término "o" se utiliza para referirse a un "o" no exclusivo, a menos que se indique lo contrario. Además, ha de entenderse que la fraseología o terminología empleada en la presente memoria, y no definida de otro modo, es para el fin de descripción únicamente y no de limitación.

En la presente memoria se proporciona un colector de fluido. En los siguientes ejemplos, se comenta un colector de combustible para un sistema de células electroquímicas. Sin embargo, el colector de fluido no está necesariamente tan limitado y puede utilizarse en otros tipos de sistemas de control fluídicos u otros tipos de sistemas que necesitan gestión de fluido. Por ejemplo, el colector de fluido puede utilizarse para suministrar o retirar otros tipos de fluidos, incluyendo, pero sin limitarse a agua, oxidante o un fluido de transferencia térmica. Por ejemplo, el colector de fluido incluye, pero no se limita a, un colector de combustible, un colector de transferencia térmica, un colector de oxidante o un colector de retirada de agua.

Definiciones

Tal como se utiliza en la presente memoria, "fluido" se refiere a una sustancia continua, amorfa cuyas moléculas se mueven libremente unas con respecto a otras y que presenta la tendencia a adoptar la forma de su recipiente. Un fluido puede ser un gas, gas licuado, líquido o líquido a presión. Los ejemplos de fluidos pueden incluir reactivos fluidos, combustibles, oxidantes y fluidos de transferencia térmica. Los combustibles fluidos utilizados en las células de combustible pueden incluir gas o líquido de hidrógeno y portadores de hidrógeno en cualquier forma de fluido adecuada. Los ejemplos de fluidos incluyen aire, oxígeno, agua, hidrógeno, alcoholes tales como metanol y etanol, amoniaco y derivados de amoniaco tales como aminas e hidrazina, silanos tales como disilano, trisilano, disilabutano, compuestos de hidruros metálicos complejos tales como borohldruro de aluminio, boranos tales como diborano, hidrocarburos tales como clclohexano, carbazoles tales como dodecahidro-n-etilcarbazol, y otros hidrocarburos saturados cíclicos, policíclicos, aminoboranos saturados tales como ciclotriborazano, butano, compuestos de borohidruro tales como borohldruros de sodio y potasio, y ácido fórmico.

Tal como se utiliza en la presente memoria, "recinto para fluido" puede referirse a un dispositivo para almacenar un fluido. El recinto para fluido puede almacenar un fluido física o químicamente. Por ejemplo, el recinto para fluido puede almacenar químicamente un fluido en partículas de material activo.

Tal como se utiliza en la presente memoria, "partículas de material activo" se refieren a partículas de material que pueden almacenar hidrógeno u otros fluidos o a partículas de material que pueden ocluir y desorber hidrógeno u otro fluido. Las partículas de material activo pueden incluir materiales que almacenan fluidos que ocluyen fluidos, tales como hidrógeno, mediante quimiosorción, fisiosorción o una combinación de las mismas. Algunos materiales que almacenan hidrógeno desorben hidrógeno en respuesta a estímulos, tales como un cambio en la temperatura, un cambio en el calor o un cambio en la presión. Los ejemplos de materiales que almacenan hidrógeno que liberan hidrógeno en respuesta a estímulos, incluyen hidruros metálicos, hidruros químicos, materiales microcerámicos adecuados, materiales nanocerámicos, nanotubos de nltruro de boro, armazones orgánicos metálicos, materiales que contienen paladio, zeolitas, sílices,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de células electroquímicas que comprende: por lo menos una célula (12) de combustible;

por lo menos un colector de fluido flexible (118) acoplado de manera fluida con dicha por lo menos una célula (12) de combustible; e

incluyendo dicho por lo menos un colector de fluido flexible (118) dos o más capas características (42), incluyendo las dos o más capas características por lo menos una capa de conducto (122) que presenta uno o más canales de conducto (13), en el que:

dicho por lo menos un colector de fluido flexible presenta un radio de curvatura en el intervalo comprendido entre 1 y 5 mm.

2. Sistema de células electroquímicas según la reivindicación 1, que comprende además un recinto para fluido, un orificio de carga (16), un sistema de control fluídico, o combinaciones de los mismos acoplados de manera comunicativa con dicho por lo menos un colector de fluido.

3. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el por lo menos un colector de fluido es un colector de combustible.

4. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una cualquiera de las capas características incluye un canal de realimentación acoplado de manera fluida a una cámara de sobrepresión de fluido de la célula de combustible.

5. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el por lo menos un colector de fluido se interconecta con y está acoplado a uno o más componentes del sistema de células

electroquímicas.

6. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el por lo menos un colector de fluido presenta un espesor comprendido entre 2 pm y 1 mm.

7. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las capas características están apiladas y unidas entre sí.

8. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que las capas características están dispuestas para proporcionar un sello estanco a gases entre sí.

9. Sistema de células electroquímicas según la reivindicación 8, en el que el sello estanco a gases es sustancialmente impermeable a fluidos a de 13,42 a 26,84 kPa (de 15 a 3 psi) de medida.

1. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que por lo menos uno de entre uno o más canales de conducto incluye un sustrato poroso en el mismo.

11. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, en el que el colector de fluido está adaptado para contener gas hidrógeno.

12. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende además una pluralidad de canales de conducto.

13. Sistema de células electroquímicas según la reivindicación 12, en el que la pluralidad de canales de conducto están acoplados de manera fluida.

14. Sistema de células electroquímicas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicho por lo menos un colector de fluido está unido a dicha por lo menos una célula de combustible.


 

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