專利名稱：雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙燃料電池組的氣體通道連接結(jié)構(gòu)，尤其是由“金屬—空氣”燃料電池和氫氧燃料電池組成的雙燃料電池組的氣體通道連接結(jié)構(gòu)。
二.
背景技術(shù)：
目前都是單獨使用“金屬—空氣”燃料電池或氫氧燃料電池，沒有充分利用“金屬—空氣”燃料電池發(fā)電時放出的氫氣再次供氫氧燃料電池發(fā)電，造成了燃料利用不充分。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙燃料電池組的氣體通道連接結(jié)構(gòu)，雙燃料電池組由“金屬—空氣”燃料電池和氫氧燃料電池組成?！敖饘佟諝狻彪姵卦诿荛]容器內(nèi)發(fā)電，釋放出的氫氣由氣體通道連接結(jié)構(gòu)送入氫氧燃料電池再次發(fā)電。
本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是“金屬—空氣”燃料電池蓋和殼體之間的結(jié)合部位有氣體密封結(jié)構(gòu)，氣體通道一端連接在“金屬—空氣”燃料電池蓋或殼體上，氣體通道另一端固定連接在氫氧燃料電池的氫氣燃料輸入口上。在“金屬—空氣”燃料電池發(fā)電過程中產(chǎn)生的氫氣被電池殼體的密封結(jié)構(gòu)限定在殼體內(nèi)，氫氣通過氣體通道連接件、氣體通道送往氫氧燃料電池進行再次發(fā)電。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于“金屬—空氣”燃料電池有與氫氧燃料電池的氫氣燃料輸入口連接的氣體通道，在“金屬—空氣”燃料電池發(fā)電產(chǎn)生的氫氣通過氣體通道供給氫氧燃料電池進行再次發(fā)電，電池燃料得到充分利用，節(jié)約燃料消耗。
四.


下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
本發(fā)明有如下附圖圖1是“金屬—空氣”燃料電池和氫氧燃料電池之間的氣體通道連接示意圖。
圖2是一種連接結(jié)構(gòu)示意3是“金屬—空氣”燃料電池的蓋和殼體之間的密封結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖4是帶氣體開關(guān)閥的兩只“金屬—空氣”燃料電池和氫氧燃料電池的氣體通道連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是兩只“金屬—空氣”燃料電池和氫氧燃料電池的氣體通道連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是兩只“金屬—空氣”燃料電池與氫氧燃料電池的氣體通道連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是一種最簡單的連接結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖8是一種氣體通道與電池直接連接結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖9是氣體通道在“金屬—空氣”燃料電池端用螺栓連接的可拆卸接頭的剖視圖。
圖10～圖19是卡壓式氣體通道連接結(jié)構(gòu)的剖視圖、定位結(jié)構(gòu)圖和視向圖。
圖20是～圖28是旋壓式氣體通道連接結(jié)構(gòu)接頭的剖視圖、定位圖和視向圖。
圖29是帶自動換氣閥的“金屬—空氣”燃料電池氣體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖30～圖35是自動換氣閥接頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖36是使用V形密封圈的旋壓式氣體通道接頭的旋壓蓋結(jié)構(gòu)圖。
圖38～圖39是使用V形密封圈的帶自動換氣閥的氣體通道接頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖40是一種定位卡式接頭結(jié)構(gòu)圖。
圖中(1)“金屬—空氣”燃料電池蓋；(2)“金屬—空氣”燃料電池殼體；(3)氣體通道；(4)氣體通道連接件；(5)氫氧燃料電池；(6)氫氧燃料電池端板；(7)密封元件；(8)氣閥；(9)儲氣罐；(10)固定連接通氣桿；(11)連接座；(12)連接螺母；(13)連接球頭座；(14)密封元件；(15)卡壓片；(16)螺栓；(17)插入式密封通氣桿；(18)定位彈簧調(diào)節(jié)螺釘；(19)定位彈簧；(20)定位體；(21)氫氣閥壓力彈簧；(22)氫氣閥頂座(23)調(diào)節(jié)螺塞；(24)手柄彈簧；(25)凹槽螺塞；(26)定位手柄；(27)“金屬—空氣”燃料電池空氣通道；(28)氫氧燃料電池空氣通道；(29)旋壓蓋；(30)定位鋼絲彈簧；(31)“金屬—空氣”燃料電池氣室；(32)空氣電極；(33)金屬電極；(34)放氣螺塞；(35)放氣彈簧；(36)放氣頂桿；(37)旋壓通氣桿；(38)放氣旋壓蓋；(39)定位器殼；(40)定位通氣桿；(41)定位螺塞；(42)彈簧；(43)定位舌；(44)排氣閥；(45)蓋扣；(46)定位器殼；(47)翼片。
五.
具體實施例方式
圖1中“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)與“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)密封連接，氣體通道(3)一端連接在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上，氣體通道(3)另一端固定連接在氫氧燃料電池(5)的氫氣燃料輸入口上。在“金屬—空氣”燃料電池發(fā)電過程中產(chǎn)生的氫氣被電池殼體的密封結(jié)構(gòu)限定在殼體內(nèi)，產(chǎn)生的氫氣通過氣體通道送往氫氧燃料電池進行再次發(fā)電。
圖2和圖3中“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)和“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)由蓋扣(45)扣合，“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)和“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)之間有密元件(7)密封，使之不會漏氣。氣體通道(3)通過氣體通道連接件(4)與“金屬—空氣”燃料電池氣室連接，另一端與氫氧燃料電池端板(6)上的氫氣進口連接。圖3中的密封元件為密封圈、密封環(huán)、V性圈等。
圖4中兩只“金屬—空氣”燃料電池分別與氣體通道連接件(4)連接并通過氣閥(8)與氣體通道(3)連接，氣體通道(3)另一端與氫氧燃料電池連接。在氣體通道(3)上接有儲氣罐(9)，“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)上還分別有一只氣閥(8)作為放氣用。對剛換的電池，打開排氣閥(44)，再打開氣閥(8)，儲氣罐(9)里的氫氣進入“金屬—空氣”燃料電池內(nèi)，將里面的空氣吹出，然后關(guān)閉排氣閥，這時，電池里幾乎只有純氫氣，供應(yīng)氫氧燃料電池(5)發(fā)電。
圖5中兩只“金屬—空氣”燃料電池分別通過氣體通道連接件(4)與氣體通道(3)的一端連接，氣體通道(3)另一端與氫氧燃料電池(5)連接。
圖6中兩只“金屬—空氣”燃料電池分別通過氣體通道連接件(4)與兩支氣體通道(3)的一端連接，兩支氣體通道(3)另一端分別與氫氧燃料電池(5)連接，在氫氧燃料電池內(nèi)部，兩支氣體連接。
圖7中“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上有氣體通道(3)的連接口，氣體通道(3)直接連接在連接口上。這種結(jié)構(gòu)適用于更換電池燃料時不須拆卸電池。
圖8中“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上連接固定連接通氣桿(10)，氣體通道(3)直接連接在固定連接通氣桿(10)。氫氧燃料電池(5)的進氣口也是相同的的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適用于更換電池的燃料時不拆卸電池的場合。
圖9中，“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上連接連接座(11)，連接球頭座(13)在連接螺母(12)的壓緊環(huán)內(nèi)，連接螺母(12)將連接球頭座(13)壓緊在連接座上的凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)，氣體通過連接座(11)和連接球頭座(13)內(nèi)的通孔送往氣體通道(3)。這種結(jié)構(gòu)密封效果好，氣體通道(3)可以與“金屬—空氣”燃料電池拆卸開。
圖10～圖19中密封元件(14)裝在插入式密封通氣桿(17)中的槽內(nèi)，插入式密封通氣桿(17)插入“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)的孔內(nèi)，卡壓片(15)一端由螺栓(16)鉸接在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上，與插入式密封通氣桿(17)的桿配合的半圓形狀將凸臺壓住，不會自行退出。圖10～圖11的結(jié)構(gòu)沒有定位結(jié)構(gòu)，靠螺栓壓緊的摩擦力定位；圖12～圖13的結(jié)構(gòu)在卡壓片(15)上的孔套在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上的定位凸臺上，起定位作用。圖14～圖16的結(jié)構(gòu)中“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)內(nèi)的定位坑內(nèi)定位彈簧(19)與定位體(20)彈性連接，在定位彈簧(19)的壓力下，頂起定位體(20)，使其凸出“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)的平面，使定位片(15)定位。圖17～圖19的結(jié)構(gòu)中定位片上固定連接定位器，定位器由手柄彈簧(24)、凹槽螺塞(25)、定位手柄(26)裝在定位器殼(46)內(nèi)組成，定位手柄(26)裝入定位器內(nèi)，定位器由手柄彈簧(24)套在定位手柄(26)的桿上，凹槽螺塞(25)旋入定位器殼內(nèi)固定。定位手柄(26)放入凹槽螺塞(25)的凹槽內(nèi)，在手柄彈簧(24)的作用下，定位手柄(26)的舌伸入“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上的孔內(nèi)，起到定位作用。定位手柄(26)在凹槽螺塞(25)的凹槽之上，舌退出“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上的孔，取消定位。
圖15的插入式密封通氣桿(17)帶有自動氣體開關(guān)，自動開關(guān)由調(diào)節(jié)螺塞(23)固定連接在插入式密封通氣桿(17)的孔內(nèi)，氫氣閥頂座(22)的頂桿穿過調(diào)節(jié)螺塞(23)的中心孔，氫氣閥壓力彈簧(21)兩端與孔底部和氫氣閥頂座(22)接觸連接，孔底部氣孔通往氣體通道(3)。取出時其彈力將氫氣閥頂座(22)壓在調(diào)節(jié)螺塞(23)的中心孔上并使之不漏氣。裝入時，“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)內(nèi)的孔的底部將氫氣閥頂座(22)的頂桿推入，氣路接通。使用該結(jié)構(gòu)可以取消圖4中的氣閥(8)。
圖20～圖28中密封元件(14)與插入式密封通氣桿(17)的凹槽配合裝在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)；或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔中，旋壓蓋(29)的孔套入插入式密封通氣桿(17)，并由螺栓(16)固定連接在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)上。插入式密封通氣桿(17)和旋壓蓋(29)有互相便于裝入的斜面。插入式密封通氣桿(17)裝入后旋轉(zhuǎn)一個角度，其翼片(47)被旋壓蓋(17)壓住，使插入式密封通氣桿(17)不會退出。在圖23、圖24中螺栓(16)與定位鋼絲彈簧(30)連接，定位鋼絲彈簧(30)的定位頭伸入旋壓蓋(29)的缺口內(nèi)，插入式密封通氣桿(17)的翼片上有定位缺口a，插入式密封通氣桿(17)裝入后旋轉(zhuǎn)一個角度，定位鋼絲彈簧(30)的定位頭伸入插入式密封通氣桿(17)翼片上的定位缺口a，起到定位作用。
圖29中氣體通道連接件(4)的進氣口與電池反應(yīng)腔氣體連接，排氣口與“金屬—空氣”燃料電池氣室(31)氣體連接。進氣口與各電池反應(yīng)腔、“金屬—空氣”燃料電池氣室(31)、排氣口串聯(lián)連接。新?lián)Q電池后電池內(nèi)的空氣不利于氫氧燃料電池的利用，需排出。同時打開進、排氣口，儲氣罐(9)中儲存的氫氣進入“金屬—空氣”燃料電池，從進氣口至出氣口，將空氣基本吹盡，然后關(guān)閉排氣口，進入正常發(fā)電狀態(tài)。
在圖30～圖32中密封元件(14)裝在插入式密封通氣桿(17)的凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)，并裝在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔內(nèi)，氫氣閥頂座(22)的桿穿過調(diào)節(jié)螺塞(23)的孔并由伸出，氫氣閥頂座(22)的桿的另一端與氫氣閥壓力彈簧(21)連接裝在插入式密封通氣桿(17)中心內(nèi)，構(gòu)成氫氣進氣閥氣路開關(guān)。
圖30～圖32中放氣螺塞(34)裝在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的螺孔內(nèi)，并連接放氣彈簧(35)、放氣頂桿(36)，放氣頂桿(36)的桿穿過“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔并伸出組成排氣閥。
圖34～圖35顯示了放氣旋壓蓋(38)的結(jié)構(gòu)和與放氣頂桿(36)的相對位置，放氣旋壓蓋(38)有4個進翼片槽口和4個檔片，放氣頂桿(36)在其中一個進翼片槽口的底部。圖35中進翼片槽口的邊沿有向內(nèi)的凹型結(jié)構(gòu)，插入式密封通氣桿(17)在氫氣閥壓力彈簧(21)的作用下向上頂起，被凹型結(jié)構(gòu)限定位置，起自動定位的作用。圖35中定位鋼絲彈簧(30)與翼片頂部的凹型結(jié)構(gòu)配合，起定位作用。
插入式密封通氣桿(17)首先裝入“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔內(nèi)，密封元件(7)首先密封，其次是翼片接觸放氣頂桿(36)的桿，然后壓下，使排氣閥打開，接下來是進氣閥的氫氣閥頂座(22)的桿接觸底部并打開，這時，儲氫通過進氣閥和底部的孔進入“金屬—空氣”燃料電池，將內(nèi)部的空氣由排氣閥排出。旋轉(zhuǎn)插入式密封通氣桿(17)，翼片轉(zhuǎn)過一個角度，排氣閥的放氣頂桿(36)彈起，排氣閥關(guān)閉，電池內(nèi)部的空氣幾乎排盡，進入正常發(fā)電狀態(tài)輸入氫氧燃料電池的是純氫。
圖33、圖36中，放氣旋壓蓋(38)有4個進翼片槽口和4個檔片，放氣頂桿(36)在其中一個進翼片槽口的底部，螺釘(16)壓接定位鋼絲彈簧(30)，其定位鋼絲彈簧(30)的定位頭伸入旋壓蓋(29)的缺口內(nèi)，插入式密封通氣桿(17)的翼片上有定位缺口a，插入式密封通氣桿(17)裝入后旋轉(zhuǎn)一個角度，定位鋼絲彈簧(30)的定位頭伸入插入式密封通氣桿(17)翼片上的定位缺口a，起到定位作用。
圖37、圖40中密封元件由V形密封圈構(gòu)成。放氣旋壓蓋采用圖35的結(jié)構(gòu)。
圖38～圖39中密封元件(14)固定在定位通氣桿(40)的凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)，并裝入“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔中，定位通氣桿(40)的身上連接翹片(44)，翹片(44)下有盤絲彈簧(45)，定位通氣桿(40)的下斜面的凸臺與定位舌(43)互相干涉，在定位器殼(39)內(nèi)連接定位舌(43)、彈簧(42)、定位螺塞(41)。定位舌(43)彈出，限定定位通氣桿(40)，取出時壓下翹片(44)手柄，將定位舌壓回定位器，拔出定位通氣桿(40)；裝入時直接插入即可。
圖41、圖42在氫氧燃料電池端板(6)上直接加工出氫氣進氣閥的結(jié)構(gòu)圖，
權(quán)利要求
1.一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)由“金屬—空氣”電池和氫氧燃料電池之間的氣體通道組成，其特征在于氣體通道一端由氣體通道連接件連接在“金屬—空氣”燃料電池蓋上，氣體通道另一端固定連接在氫氧燃料電池的氫氣燃料輸入口上。
2.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于兩只“金屬—空氣”燃料電池分別通過氣體通道連接件(4)與兩支氣體通道(3)的一端連接，兩支氣體通道(3)另一端與氫氧燃料電池(5)連接，在氫氧燃料電池內(nèi)部，兩支氣路連接。
3.由權(quán)利要球1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上有氣體通道(3)的連接口，氣體通道(3)直接連接在連接口上。
4.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上連接固定連接通氣桿(10)，氣體通道(3)直接連接在固定連接通氣桿(10)，氫氧燃料電池(5)的進氣口也是相同的的結(jié)構(gòu)。
5.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上連接連接座(11)，連接球頭座(13)在連接螺母(12)的壓緊環(huán)內(nèi)，連接螺母(12)將連接球頭座(13)壓緊在連接座上的凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)。
6.由權(quán)利硬求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于密封元件(14)裝在插入式密封通氣桿(17)中的槽內(nèi)，插入式密封通氣桿(17)插入“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)的孔內(nèi)，卡壓片(15)一端由螺栓(16)鉸接在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或殼體(2)上，卡壓片(15)上有與插入式密封通氣桿(17)的桿配合的形狀。
7.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于密封元件(14)與插入式密封通氣桿(17)的凹槽配合裝在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔中，旋壓蓋(29)的孔套在與插入式密封通氣桿(17)上，并由螺栓(16)固定連接在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)上，插入式密封通氣桿(17)和旋壓蓋(29)有互相便于裝入的斜面。
8.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于氣體通道連接件(4)的進氣口與電池反應(yīng)腔氣體連接，排氣口與“金屬—空氣”燃料電池氣室(31)氣體連接，進氣口與各電池反應(yīng)腔、“金屬—空氣”燃料電池氣室(31)、排氣口串聯(lián)連接。
9.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于密封元件(14)裝在插入式密封通氣桿(17)的凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)，并裝在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔內(nèi)，氫氣閥頂座(22)的桿穿過調(diào)節(jié)螺塞(23)的孔并由伸出，氫氣閥頂座(22)的桿的另一端與氫氣閥壓力彈簧(21)彈性連接裝在插入式密封通氣桿(17)內(nèi)，放氣螺塞(34)裝在“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的螺孔內(nèi)，并連接放氣彈簧(35)、放氣頂桿(36)，放氣頂桿(36)的桿穿過“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔并伸出，放氣旋壓蓋(38)有4個進翼片槽口和4個檔片，放氣頂桿(36)在其中一個進翼片槽口的底部。
10.由權(quán)利要求1所述之一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)，其特征在于密封元件(14)固定在定位通氣桿(40)的凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)，并裝入“金屬—空氣”燃料電池蓋(1)或“金屬—空氣”燃料電池殼體(2)的孔中，定位通氣桿(40)的身上連接翹片(44)，翹片(44)下有盤絲彈簧(45)，定位通氣桿(40)的下斜面的凸臺與定位舌(43)互相干涉，在定位器殼(39)內(nèi)連接定位舌(43)、彈簧(42)、定位螺塞(41)。
全文摘要
一種雙燃料電池組的氣體連接結(jié)構(gòu)由“金屬－空氣”電池和氫氧燃料電池之間的氣體通道及氣體通道連接件組成，氣體通道一端由氣體通道連接件連接在“金屬－空氣”燃料電池蓋上，氣體通道另一端固定連接在氫氧燃料電池的氫氣燃料輸入口上，“金屬－空氣”電池放電過程中產(chǎn)生的氫氣送入氫氧燃料電池中再次使用，充分利用了電池能源，節(jié)約了電池燃料。
文檔編號H01M12/06GK1440089SQ0210306
公開日2003年9月3日 申請日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者顧曉青, 王興喚, 周虹, 顧曉桐 申請人:顧曉青