專利名稱：聯(lián)接器、采用這種聯(lián)接器的燃料電池和燃料筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由一個(gè)噴嘴和該噴嘴安裝在其上的一個(gè)承接座構(gòu)成的聯(lián)接 器，這種聯(lián)接器是用于從噴嘴向承接座供給液體。具體地說，本發(fā)明涉及這樣 一種聯(lián)接器，它被設(shè)計(jì)成用于在用一個(gè)燃料筒里的甲醇對(duì)一個(gè)無源燃料電池的 燃料容器進(jìn)行補(bǔ)給時(shí)把燃料筒可聯(lián)接/脫離地聯(lián)接于燃料容器。
背景技術(shù)：
近年來，燃料電池作為一種電源被越來越廣泛地應(yīng)用于各種移動(dòng)式設(shè)備， 諸如筆記本電腦、移動(dòng)通訊手機(jī)、等等，以使這類設(shè)備能夠使用更長(zhǎng)的時(shí)間而 不必給電源充電。這種燃料電池的特點(diǎn)在于，通過對(duì)它供給燃料和空氣，可簡(jiǎn) 單地實(shí)現(xiàn)電能的再生，因此，只要給它補(bǔ)給燃料，它就能在一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi) 連續(xù)地產(chǎn)生電能。所以，如果能夠使燃料電池小型化，它將變成可用作各種移 動(dòng)設(shè)備的電源的一種非常好的系統(tǒng)。
特別是，就直接甲醇燃料電池(DMFC)而言，由于是用能量密度高的甲 醇作為燃料以及是利用催化層和固態(tài)的電解質(zhì)薄膜直接從甲醇抽取電流，所以 不再需要采用某種轉(zhuǎn)化器，這就使得可將這種燃料電池小型化，同時(shí)，與氫氣 相比，這種燃料使用起來比較便當(dāng)。這使得它更有利于作為小型移動(dòng)式設(shè)備的 電源。至于DMFC的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，現(xiàn)在己知有多種型式，包括氣體供給 型式的DMFC，其中用一個(gè)風(fēng)機(jī)使液體燃料氣化并輸送入燃料電池；液體供給 型式的DMFC，其中用一個(gè)泵之類的東西把液體燃料輸送入燃料電池；以及內(nèi) 部氣化型式的DMFC，其中先把輸送入燃料電池的液體燃料在其中氣化隨后供 給到它的燃料電極。如日本專利文件JP-A 2000-106201 (公開)中所述，內(nèi)部氣化型式的DMFC 設(shè)有一個(gè)用于存留液體燃料的燃料滲浸層，還設(shè)有一個(gè)燃料氣化層，其用于使 氣化的燃料成分從存留在燃料滲浸層里的液體燃料中擴(kuò)散出來，從而使將氣化 的燃料從燃料滲浸層供給到燃料電極。按照上述文件，用由容積比l: l的甲 醇和水混合物構(gòu)成的甲醇水溶液作為液體燃料，并且在甲醇和水被供給到燃料 電極之前它們都被轉(zhuǎn)變成氣態(tài)。但是，這種其中用甲醇的水溶液作為液體燃料 的燃料電池伴隨有一個(gè)問題，就是，由于甲醇和水之間的氣化速率的差別，難 以得到足夠的輸出。在一些情況下，為了試圖增強(qiáng)這種燃料電池的輸出特性以 及使其更加小型化，目前在廣泛地研發(fā)以純甲醇為燃料的燃料電池。
至于設(shè)計(jì)成主要是用在移動(dòng)式設(shè)備中的小型燃料電池，目前在研發(fā)一種無 源的燃料電池，其中用純甲醇作為燃料而無需任何有源的輸送裝置，諸如用于 把純甲醇輸送到燃料電極的燃料泵。就這種無源燃料電池而言，為了便于進(jìn)行 把純甲醇從燃料筒供給到安裝在燃料電池上的燃料容器的操作，在燃料容器的 一個(gè)構(gòu)造成可聯(lián)接于燃料筒的部分采用一個(gè)快速聯(lián)接/脫離型式的聯(lián)接器。這 一快速聯(lián)接/脫離型式的聯(lián)接器是構(gòu)造成包括一對(duì)聯(lián)接構(gòu)件，其中每一個(gè)構(gòu)件 采用一個(gè)閥門。每個(gè)閥門設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在聯(lián)接構(gòu)件被脫離于燃料筒 的情況下，每個(gè)聯(lián)接構(gòu)件內(nèi)部的通道被關(guān)閉；而在聯(lián)接構(gòu)件被聯(lián)接于燃料筒的 情況下，每個(gè)聯(lián)接構(gòu)件內(nèi)部的通道被打開。在這種按照上述構(gòu)造的快速聯(lián)接/ 脫離型式的聯(lián)接器中，每個(gè)聯(lián)接構(gòu)件的內(nèi)部裝有一個(gè)鋼質(zhì)彈簧，以便能夠隨從 聯(lián)接構(gòu)件對(duì)燃料筒的聯(lián)接或脫離關(guān)系打開或關(guān)閉所述閥門。
應(yīng)該指出，在以純甲醇為燃料的燃料電池中存在這樣一個(gè)問題，就是，如 果甲醇被金屬離子沾染了，那么金屬離子就可能被構(gòu)成電極薄膜結(jié)構(gòu)的固態(tài)電 解質(zhì)薄膜俘獲，從而使燃料電池的輸出退化。特別是，就用在移動(dòng)式設(shè)備中的 小型燃料電池而言，由于甲醇被從燃料筒直接供給到裝在燃料電池的主體上的 燃料容器以及隨后燃料容器里的甲醇被原樣地供給到電極薄膜結(jié)構(gòu)，而沒有經(jīng) 受任何專門的預(yù)處理，所以必須盡最大可能地避免甲醇受金屬離子的沾染。
但是，在把快速聯(lián)接/脫離型式的聯(lián)接器用在燃料容器和燃料筒之間的接合 處時(shí)，金屬離子可能從閥門元件中的金屬構(gòu)件脫離而進(jìn)入純甲醇，從而引起電 極薄膜結(jié)構(gòu)的退化。特別是，來自鋼鐵材料中的微量鋁成分的鋁離子是有害的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于克服用于把燃料筒聯(lián)接于無源燃料電池的燃料容器的快速聯(lián) 接/脫離型式的聯(lián)接器中存在的上述問題。
所以，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供這樣一種聯(lián)接器，這種聯(lián)接器能夠在用 燃料筒里的液體燃料對(duì)燃料電池的燃料容器進(jìn)行補(bǔ)給時(shí)防止發(fā)生金屬離子進(jìn) 入液體燃料的現(xiàn)象。
按照本發(fā)明，提供了一種由一個(gè)噴嘴和該噴嘴可被聯(lián)接在其上的一個(gè)承接 座構(gòu)成的聯(lián)接器，這種聯(lián)接器可用于將液體從噴嘴輸送入承接座，并且其特征 在于
噴嘴內(nèi)設(shè)置有一個(gè)第一閥門，該閩門是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在噴嘴被 脫離于承接座的狀態(tài)下，噴嘴內(nèi)的通道被關(guān)閉，而在噴嘴被聯(lián)接于承接座的狀 態(tài)下，噴嘴內(nèi)的通道被打開；以及
承接座內(nèi)設(shè)置有一個(gè)第二闊門，該閥門是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在噴嘴 被脫離于承接座的狀態(tài)下，承接座內(nèi)的通道被關(guān)閉，而在噴嘴被聯(lián)接于承接座 的狀態(tài)下，承接座內(nèi)的通道被打開；
其中，噴嘴的內(nèi)表面、承接座的內(nèi)表面、第一閥門的所有構(gòu)成零件以及第 二閥門的所有構(gòu)成零件都是只用橡膠和/或塑料制成的。
按照本發(fā)明的上述聯(lián)接器，由于聯(lián)接器的與流經(jīng)其內(nèi)部通道的流體接觸的 所有部分，亦即噴嘴的內(nèi)表面、承接座的內(nèi)表面、第一閥門的所有構(gòu)成零件和 第二閥門的所有構(gòu)成零件，都是只用橡膠和/或塑料制成的，所以沒有金屬離 子進(jìn)入流經(jīng)聯(lián)接器的流體的可能性。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種由一個(gè)噴嘴和該噴嘴可被聯(lián)接 在其上的一個(gè)承接座構(gòu)成的聯(lián)接器，這種聯(lián)接器可用于將液體從噴嘴輸送入承 接座，并且其特征在于-
噴嘴包括
一個(gè)噴嘴體，該噴嘴體的遠(yuǎn)端有一個(gè)帶有一個(gè)噴嘴口的噴嘴頭部； 一個(gè)可動(dòng)銷，該可動(dòng)銷裝配在噴嘴頭部?jī)?nèi)并能在軸向作前進(jìn)/后退運(yùn)動(dòng)，在 該可動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)到一個(gè)前進(jìn)位置時(shí)，噴嘴口被可動(dòng)銷關(guān)閉，從而關(guān)閉噴嘴內(nèi)的通 道，而在可動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)到一個(gè)后退位置時(shí)，可動(dòng)銷脫離噴嘴口，從而打開噴嘴內(nèi) 的通道；以及
一個(gè)第一支承件，該支承件連接于可動(dòng)銷的后端部分并以其外圓周固定于 噴嘴體，這一第一支承件是用法蘭形狀的彈性材料構(gòu)成，其構(gòu)形為可把可動(dòng)銷推向前進(jìn)位置； 承接座包括
一個(gè)圓筒形的殼體，該殼體的內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)徑向地向內(nèi)延伸的環(huán)形突緣 部分；
一個(gè)用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在殼體內(nèi)并且其在殼體內(nèi)所在的 區(qū)域在軸向比環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向外，以及該套筒以其后端面由環(huán)形突緣 的外側(cè)壁支撐著；
一個(gè)環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在殼體內(nèi)并且其在殼體內(nèi)所在的區(qū)域在軸 向比環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內(nèi)，以及該密封墊以其后表面由環(huán)形突緣的內(nèi)側(cè) 壁支撐著；
一個(gè)閥桿，該閥桿穿過套筒、環(huán)形突緣和環(huán)形密封墊并能在軸向作前進(jìn)/ 后退運(yùn)動(dòng)；
一個(gè)閥頭，該閥頭連接于闊桿的大致后端部分并且是設(shè)計(jì)成可這樣地動(dòng)作 在閥桿運(yùn)動(dòng)到一個(gè)前進(jìn)位置時(shí)，該閥頭接觸環(huán)形密封墊，從而關(guān)閉承接座內(nèi)的 通道，而在閥桿運(yùn)動(dòng)到一個(gè)后退位置時(shí)，該閥頭離開環(huán)形密封墊，從而打開承 接座內(nèi)的通道；以及
一個(gè)第二支承件，該支承件連接于閥桿的后端部分并且是用彈性材料制成 的，其構(gòu)形為可把閥桿推向前進(jìn)位置；
其中，這種聯(lián)接器是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作，在噴嘴被聯(lián)接到承接座上時(shí)， 噴嘴體和殼體之間的接合處被套筒密封，同時(shí)可動(dòng)銷撞擊閥桿而互相推回到它
們的后退位置，因而噴嘴內(nèi)的通道和承接座內(nèi)的通道都被允許打開；以及
噴嘴體的內(nèi)表面、殼體的內(nèi)表面、可動(dòng)銷、第一支承件、套筒、環(huán)形密封 墊、閥桿、閥頭、以及第二支承件都是只用橡膠和/或塑料制成的。
在這種聯(lián)接器按照上述構(gòu)造的情況下，可以減少噴嘴和承接座的零件數(shù)目。 還有，由于不僅用于把可動(dòng)銷推向前進(jìn)位置的第一支承件而且用于把閥桿推向 前進(jìn)位置的第二支承件都是只用橡膠和/或塑料制成的，所以能夠防止金屬離 子迸入流經(jīng)聯(lián)接器的流體的現(xiàn)象。
優(yōu)選的是，噴嘴體的內(nèi)表面、殼體的內(nèi)表面、閥桿和閥頭都是用下列各種 樹脂中的至少一種制成的PEEK (聚醚醚酮)、PPS (聚苯硫醚)、LCP (液 晶聚合物)、PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)、POM (聚縮醛)以及PET (聚 對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)?？蓜?dòng)銷、第一支承件、套筒、環(huán)形密封墊和第二支承件都是用下列各種橡膠中的至少一種制成的EPDM (乙烯丙烯二烯三元共聚
體橡膠)、NBR (丁腈橡膠)、FKM (氟橡膠)和VMQ (硅橡膠)。
還應(yīng)指出，可以對(duì)上述聯(lián)接器中的噴嘴的構(gòu)造進(jìn)行部分地改變，就是用一
個(gè)彈性球取代其中的可動(dòng)銷。在這一情況下，噴嘴由下列零件構(gòu)成 一個(gè)噴嘴體，該噴嘴體的遠(yuǎn)端有一個(gè)噴嘴口； 一個(gè)放置在噴嘴體里的彈性球；以及
一個(gè)背撐板，該背撐板固定于噴嘴體的后端并且是設(shè)計(jì)成可被驅(qū)動(dòng)而從彈 性球的背后支撐和推動(dòng)彈性球，迫使彈性球壓在噴嘴口上，從而關(guān)閉噴嘴內(nèi)的 通道。
在噴嘴以這種方式構(gòu)造的情況下，在噴嘴被聯(lián)接到承接座上時(shí)，噴嘴體和 殼體之間的接合處被套筒密封，而彈性球撞擊閥桿，因而彈性球被推壓而離開 噴嘴口，同時(shí)，閥桿被推回到后退位置，從而允許噴嘴內(nèi)的通道和承接座內(nèi)的 通道都打開。
按照本發(fā)明的聯(lián)接器，由于聯(lián)接器的與流經(jīng)其內(nèi)的通道的流體接觸的所有 部分都是只用橡膠和/或塑料制成的，所以不存在金屬離子進(jìn)入流經(jīng)其通道的 流體的可能性。
在無源燃料電池上，在本發(fā)明的聯(lián)接器用在燃料電池的主體上的燃料容器 和燃料筒之間的接合處時(shí)，能夠防止燃料電池的輸出退化現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象可 能因金屬離子進(jìn)入液體燃料而發(fā)生。


圖1是表示一個(gè)例子的圖表，這個(gè)例子說明純甲醇里含有的微量鋁離子對(duì) 無源燃料電池的輸出特性的影響；
圖2是本發(fā)明的聯(lián)接器的一個(gè)實(shí)施例(其處于聯(lián)接之前的狀態(tài))的縱向剖 視圖3是本發(fā)明的聯(lián)接器的一個(gè)實(shí)施例(其處于聯(lián)接之后的狀態(tài))的縱向剖 視圖4A是用于表明圖1和2所示的聯(lián)接器(其處于聯(lián)接之前的狀態(tài))的運(yùn) 動(dòng)的縱向剖視圖4B是用于表明圖1和2所示的聯(lián)接器的運(yùn)動(dòng)的縱向剖視圖； 圖4C是用于表明圖1和2所示的聯(lián)接器的運(yùn)動(dòng)的縱向剖視圖；圖4D是用于表明圖1和2所示的聯(lián)接器的運(yùn)動(dòng)的縱向剖視圖4E是用于表明圖1和2所示的聯(lián)接器(其處于聯(lián)接之后的狀態(tài))的運(yùn) 動(dòng)的縱向剖視圖5是本發(fā)明的聯(lián)接器的另一個(gè)實(shí)施例(其處于聯(lián)接之前的狀態(tài))的縱向 剖視圖6是本發(fā)明的聯(lián)接器的另一個(gè)實(shí)施例(其處于聯(lián)接之后的狀態(tài))的縱向 剖視圖7A是用于表明圖5和6所示的聯(lián)接器(其處于聯(lián)接之前的狀態(tài))的運(yùn)
動(dòng)的縱向剖視圖7B是用于表明圖5和6所示的聯(lián)接器的運(yùn)動(dòng)的縱向剖視圖7C是用于表明圖5和6所示的聯(lián)接器的運(yùn)動(dòng)的縱向剖視圖7D是用于表明圖5和6所示的聯(lián)接器的運(yùn)動(dòng)的縱向剖視圖；以及
圖7E是用于表明圖5和6所示的聯(lián)接器(其處于聯(lián)接之后的狀態(tài))的運(yùn)
動(dòng)的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
首先，作為一個(gè)例子，用圖1來說明用作液體燃料的純甲醇里含有的微量 鋁離子對(duì)無源燃料電池的輸出特性的影響。
在這些數(shù)據(jù)中，輸出電壓隨電能產(chǎn)生時(shí)間的變化AV是標(biāo)繪為與進(jìn)入甲醇 里的鋁離子的量相關(guān)并用作一個(gè)參數(shù)。用在這種燃料電池里的電極薄膜結(jié)構(gòu)的 構(gòu)造如下 一個(gè)固態(tài)電解質(zhì)薄膜-Naphyon (DuPont (杜邦)公司的產(chǎn)品名 稱)； 一個(gè)燃料電極催化劑層^Pt-Ru (鉑一釕)；以及一個(gè)空氣電極催化劑 層二Pt (鉑)。電極薄膜結(jié)構(gòu)的尺寸是32mm (高)X32mm (寬)X lmm (厚)。利用這一燃料電池，進(jìn)行了發(fā)電，其狀態(tài)是達(dá)到了 150mA/cn^的恒 定電流。
如圖1所示，可以看到，即使純甲醇里含有的鋁離子的量可以忽略不計(jì)， 其對(duì)燃料電池的輸出特性也有不利的影響。
(第一實(shí)施例)
圖2和3描繪出本發(fā)明的聯(lián)接器的第一實(shí)施例。其中圖2表示出該聯(lián)接器 處于其裝配之前的狀態(tài)，而圖3表示出該聯(lián)接器處于其裝配之后的狀態(tài)。這個(gè)聯(lián)接器可用在無源燃料電池上，用于把燃料筒聯(lián)接于安裝在燃料電池主體上的 燃料容器。
在這幾個(gè)圖中，IO標(biāo)示噴嘴，20標(biāo)示承接座，ll是噴嘴體，12是噴嘴頭 部，13是噴嘴出口， 14是可動(dòng)銷，15是第一支承件，21是殼體，22是環(huán)形 突緣，23是套筒，24是環(huán)形密封墊，25是閥桿，26是閥頭，以及27是第二
支承件。
這個(gè)聯(lián)接器由噴嘴10和承接座20構(gòu)成。噴嘴IO是設(shè)計(jì)成可連接于瓶狀燃 料筒1的嘴部，而承接座20是設(shè)計(jì)成可連接于燃料容器的進(jìn)口 2。液體燃料 (例如純甲醇)可被從噴嘴10輸送入承接座20。
噴嘴10的主要部分是由噴嘴體11、可動(dòng)銷14和第一支承件15構(gòu)成。噴 嘴體11設(shè)有噴嘴頭部2，以及噴嘴口 13是成形在噴嘴頭部12的遠(yuǎn)端?？蓜?dòng) 銷14是裝配在噴嘴頭部12內(nèi)?？蓜?dòng)銷14是裝配成可在噴嘴頭部12內(nèi)以這樣 的方式可聯(lián)接/脫離地軸向運(yùn)動(dòng)在可動(dòng)銷14被置于前進(jìn)位置時(shí)，它堵住噴嘴 口 13，從而關(guān)閉噴嘴內(nèi)的通道；而在可動(dòng)銷14被置于后退位置時(shí)，它離開噴 嘴口 13，從而打開噴嘴內(nèi)部的通道。
可動(dòng)銷14的后端部分是通過第一支承件15固定于噴嘴體11。第一支承件 15是用法蘭形狀的彈性材料構(gòu)成并以其外圓周壁連接于噴嘴體11。還有，第 一支承件15是以其內(nèi)圓周壁連接于可動(dòng)銷14的后端部分。第一支承件15是 設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在噴嘴10被脫離承接座20時(shí)，它把可動(dòng)銷14推到 前進(jìn)位置而關(guān)閉噴嘴內(nèi)的通道。還有，第一支承件15也能起密封元件的作用， 用于密封瓶狀燃料筒1的嘴部和噴嘴體11之間的接合處。
承接座20的主要部分是由殼體21、套筒23、環(huán)形密封墊24、閥桿25、閥 頭26和第二支承件27構(gòu)成。
殼體21是做成為近似圓筒的形狀，并且其內(nèi)圓周壁上設(shè)有一個(gè)環(huán)形突緣 22，該突緣從殼體21的內(nèi)圓周壁的高度方向的中部徑向地向內(nèi)突出。殼體21 內(nèi)還設(shè)有用彈性材料成形的套筒23，并且套筒23是設(shè)置在殼體21的這樣一 個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域在軸向比環(huán)形突緣22所在的部位更向外(也就是殼體21 的靠近承接座的進(jìn)口的區(qū)域)。套筒23的后端部分由環(huán)形突緣22的外側(cè)壁(也 就是靠近承接座的進(jìn)口的側(cè)壁)支撐著。還有，殼體21內(nèi)還設(shè)有環(huán)形密封墊 24，這個(gè)環(huán)形密封墊24是設(shè)置在殼體21的這樣一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域在軸向比 環(huán)形突緣22所在的部位更向內(nèi)(也就是承接座的內(nèi)部區(qū)域)。環(huán)形密封墊24的背面由環(huán)形突緣22的內(nèi)側(cè)壁(也就是環(huán)形突緣22的處在承接座的內(nèi)部區(qū)域 的側(cè)壁)支撐著。
閥桿25裝配在由套筒23、環(huán)形突緣22和環(huán)形密封墊24圍成的圓柱形空 間內(nèi)。閥桿25可在這個(gè)空間內(nèi)作軸向的前進(jìn)/后退運(yùn)動(dòng)。在閥桿25的后端部 分附近連接有閥頭26。閥頭26是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在閥桿25被置于 前進(jìn)位置時(shí)，閥頭26接觸環(huán)形密封墊24，從而關(guān)閉承接座內(nèi)的通道；而在閥 桿25被置于后退位置時(shí)，閥頭26離開環(huán)形密封墊24，從而打開承接座內(nèi)的 通道。
閥桿25的后端部分是通過第二支承件27由燃料容器的口部2的底部支撐 著。第二支承件27是用圓柱形彈性材料制成的，并以其一端接觸閥頭26的背 側(cè)表面，以及以其另一端接觸燃料容器的口部2的底部。在噴嘴10被脫離承 接座20時(shí)，第二支承件27動(dòng)作而把閥桿25推到前進(jìn)位置，從而關(guān)閉承接座 內(nèi)的通道。
在按照上述構(gòu)造的聯(lián)接器中，與流經(jīng)聯(lián)接器內(nèi)部的液體燃料接觸的所有部 分或零件，即噴嘴體11的內(nèi)表面、殼體21的內(nèi)表面、可動(dòng)銷14、第一支承 件15、套筒23、環(huán)形密封墊24、閥桿25、閥頭26、以及第二支承件27，都 是只用橡膠和/或塑料制成的。
在這個(gè)實(shí)施例中，噴嘴體11的內(nèi)表面、殼體21的內(nèi)表面、閥桿25和閥頭 26都是用芳香族樹脂的LCP (液晶聚合物)制成的?？蓜?dòng)銷14和第一支承件 15都是用EPDM (乙烯丙烯二烯三元共聚體橡膠)(75HS)制成的，而套筒 23和第二支承件27也都是用EPDM (50HS)制成的。同樣，環(huán)形密封墊24 是用EPDM (30HS)制成的。
還應(yīng)指出，噴嘴體ll的內(nèi)表面、殼體21的內(nèi)表面、閥桿25和閥頭26都 可以用下列樹脂來制成PEEK (聚醚醚酮)、PPS (聚苯硫醚)、LCP (液晶 聚合物)、PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)、POM (聚縮醛)以及PET (聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯)。在根據(jù)"塑料的耐化學(xué)品試驗(yàn)方法"(JIS — K7114)使 這七種樹脂經(jīng)受靜止浸泡試驗(yàn)時(shí)，都沒有看到重量的任何變化和尺寸(平面尺 寸和厚度)的任何變化，據(jù)此可以確認(rèn)這些樹脂對(duì)甲醇有足夠的耐受性。
另一方面，可動(dòng)銷14、第一支承件15、套筒23、環(huán)形密封墊24和第二支 承件27都可以用下列橡膠來制成EPDM、 NBR (丁腈橡膠)、FKM (氟橡 膠)以及VMQ(硅橡膠)。在根據(jù)"硫化橡膠的浸泡試驗(yàn)方法"(JIS — K6258)使這三種橡膠經(jīng)受靜止浸泡試驗(yàn)時(shí)，沒有看到重量的任何變化、尺寸(平面尺 寸和厚度)的任何變化以及負(fù)荷的任何變化，據(jù)此可以確認(rèn)這些橡膠材料對(duì)甲 醇有足夠的耐受性。
下面，將說明這種聯(lián)接器的使用。圖4A-4E表示出在把聯(lián)接器聯(lián)接起來時(shí) 每個(gè)構(gòu)成零件的運(yùn)動(dòng)。
在把噴嘴10安裝到承接座20上的過程中把噴嘴10推進(jìn)承接座20時(shí)，噴 嘴頭部12首先接觸套筒23的前端面，從而密封噴嘴體11和殼體21之間的接 合處(見圖4A和4B)。在把噴嘴10進(jìn)一步推進(jìn)承接座20時(shí)，套筒23被噴 嘴頭部12壓縮，從而使閥桿25撞擊可動(dòng)銷14 (圖4C)并進(jìn)而把可動(dòng)銷14 推回到后退位置(圖4D)。結(jié)果，噴嘴內(nèi)的通道被打開。在噴嘴10被進(jìn)一步 推入承接座20時(shí)，第二支承件27受己經(jīng)退回的可動(dòng)銷14推壓，于是把閥桿 25推回到后退位置。結(jié)果，闊頭26離開環(huán)形密封墊24，而允許承接座內(nèi)的通 道打開(見圖4E)。
按照這個(gè)例子中所示的聯(lián)接器的構(gòu)造，由于噴嘴IO是設(shè)計(jì)成通過使可動(dòng)銷 14的遠(yuǎn)端推壓接觸噴嘴口 13而被關(guān)閉，在用燃料筒里的燃料給燃料容器進(jìn)行 了補(bǔ)給之后在使噴嘴10脫離承接座20時(shí)，可以防止留在噴嘴IO里的燃料從 噴嘴口 13漏出。
而且，由于燃料筒可由三個(gè)部分即瓶狀的燃料筒1、噴嘴體11和可動(dòng)銷14 (包括第一支承件15)構(gòu)成，可以降低燃料筒的制造成本(可作為一種可棄 置的容器來使用)。
(第二實(shí)施例)
圖5和6表示出本發(fā)明的聯(lián)接器的另一個(gè)實(shí)施例。其中圖5表示聯(lián)接器處 于其裝配前的狀態(tài)，而圖6表示聯(lián)接器處于其裝配后的狀態(tài)。在圖5和6中， 31標(biāo)示噴嘴體，33是噴嘴口， 34是彈性球。
這個(gè)例子與上述圖2和3所示的例子的不同主要在于，這個(gè)例子中用彈性 球34取代了前一個(gè)例子中的可動(dòng)銷14和第一支承件15。至于這個(gè)例子中的 承接座20的構(gòu)造，其基本上與前一個(gè)例子中的相同。所以，與前一個(gè)例子中 的零件相同的零件，在這一例子中用相同的標(biāo)號(hào)，因而也省略關(guān)于它們的說明。
在這一例子中，噴嘴10的主要部分由噴嘴體31和彈性球34構(gòu)成。噴嘴體 31的遠(yuǎn)端設(shè)有噴嘴口 33。彈性球34是裝配在噴嘴體31內(nèi)。 一個(gè)背撐板35固定于噴嘴體31的后端部分，而彈性球34的背側(cè)是由這個(gè)背撐板35支撐著。 在使噴嘴IO脫離承接座20時(shí)，這個(gè)背撐板35把彈性球34壓靠于噴嘴口 33， 從而關(guān)閉噴嘴10內(nèi)的通道。在把噴嘴10連接于承接座20時(shí)，彈性球34受裝 在承接座20里的閥桿25推壓，從而使彈性球34離開噴嘴口 33，這樣就打開 了噴嘴10內(nèi)的通道。
在按照上述構(gòu)造的聯(lián)接器中，與流經(jīng)聯(lián)接器內(nèi)部的液體燃料接觸的所有部 分或零件，即噴嘴體31的內(nèi)表面、殼體21的內(nèi)表面、彈性球34、背撐板35、 套筒23、環(huán)形密封墊24、閥桿25、閥頭26、以及第二支承件27，與前一個(gè) 例子中的情況一樣，都是只用橡膠和/或塑料制成的。
在這個(gè)例子中，噴嘴體31的內(nèi)表面、背撐板35、殼體21的內(nèi)表面、閥桿 25和閥頭26都是用芳香族樹脂的LCP (液晶聚合物)制成的?？蓜?dòng)銷是用 EPDM (乙烯丙烯二烯三元共聚體橡膠)(75HS)制成的，而套筒23和第二 支承件27也都是用EPDM (50HS)制成的。同樣，環(huán)形密封墊24是用EPDM (30HS)制成的。
還應(yīng)指出，噴嘴體31的內(nèi)表面、背撐板35、殼體21的內(nèi)表面、闊桿25 和閥頭26都可以用下列樹脂來制成PEEK (聚醚醚酮)、PPS (聚苯硫醚)、 LCP (液晶聚合物)、PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)、POM (聚縮醛)以及 PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)。另一方面，可動(dòng)銷、套筒、環(huán)形密封墊和第 二支承件都可以用下列橡膠來制成EPDM、 NBR (丁腈橡膠)、FKM (氟橡 膠)以及VMQ (硅橡膠)。
下面，將說明這種聯(lián)接器的使用。圖7A-7E表示出在裝配聯(lián)接器時(shí)每個(gè)構(gòu) 成零件的運(yùn)動(dòng)。
在把噴嘴10安裝到承接座20上的過程中在把噴嘴10推進(jìn)承接座20時(shí)， 噴嘴體31首先接觸套筒23的前端面，從而密封噴嘴體31和殼體21之間的接 合處(見圖7A和7B)。在把噴嘴10進(jìn)一步推進(jìn)承接座20時(shí)，套筒23受噴 嘴體31推壓，從而使閥桿25撞擊彈性球34 (圖7C)并進(jìn)而推壓彈性球34 (圖7D)。結(jié)果，噴嘴內(nèi)的通道被打開。在噴嘴10被進(jìn)一步推入承接座20 時(shí)，第二支承件27受已經(jīng)壓縮了的彈性球34推壓，于是把閥桿25推回到后 退位置。結(jié)果，閥頭26離開環(huán)形密封墊24,而允許承接座內(nèi)的通道打開(見 圖7E)。
與前一個(gè)例子(圖2 — 4)相比，在結(jié)構(gòu)方面，這個(gè)例子(圖5 — 7)的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，這使得可以進(jìn)一步降低這種燃料筒的制造成本。
還應(yīng)指出，在上述兩個(gè)例子中，聯(lián)接器都是設(shè)計(jì)成其噴嘴內(nèi)的通道先被打 開，隨后承接座內(nèi)的通道被打開。但是，也可以把這種聯(lián)接器設(shè)計(jì)成其承接座 內(nèi)的通道先被打開，隨后噴嘴內(nèi)的通道被打開。這可以這樣來實(shí)現(xiàn)，就是把裝 在噴嘴內(nèi)的可動(dòng)銷的硬度確定為高于裝在承接座內(nèi)的第二支承件的硬度，或者 使可動(dòng)銷比第二支承件更容易彈性變形。
還有，至于用在本發(fā)明里的液體燃料，其不必局限于甲醇，而是可從各種 液體燃料中選擇，諸如乙醇類燃料，例如乙醇的水溶液、純乙醇、等等；丙醇 類燃料，例如丙醇的水溶液、純丙醇、等等；乙二醇類的燃料，例如乙二醇的 水溶液、純乙二醇、等等；二甲醚；甲酸；等等。可以根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)任 意地選擇這些液體燃料。
權(quán)利要求
1.一種由一個(gè)噴嘴和該噴嘴可被聯(lián)接在其上的一個(gè)承接座構(gòu)成的聯(lián)接器，這種聯(lián)接器可用于將液體從所述噴嘴輸送入所述承接座，并且其特征在于所述噴嘴包括一個(gè)噴嘴體，該噴嘴體的末端有一個(gè)噴嘴口；一個(gè)放置在所述噴嘴體內(nèi)的彈性球；以及一個(gè)背撐板，該背撐板固定于所述噴嘴體的后端并且是設(shè)計(jì)成可被驅(qū)動(dòng)而從所述彈性球的背后支撐和推動(dòng)所述彈性球，迫使所述彈性球壓在所述噴嘴口上，從而關(guān)閉所述噴嘴內(nèi)的通道；所述承接座包括一個(gè)圓筒形的殼體，該殼體的內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)徑向地向內(nèi)延伸的環(huán)形突緣部分；一個(gè)用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在所述殼體內(nèi)并且其在所述殼體內(nèi)所在的區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向外，以及該套筒以其后端面由所述環(huán)形突緣的外側(cè)壁支撐著；一個(gè)環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在所述殼體內(nèi)并且其在所述殼體內(nèi)所在的區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內(nèi)，以及該密封墊以其后表面由所述環(huán)形突緣的內(nèi)側(cè)壁支撐著；一個(gè)閥桿，該閥桿穿過所述套筒、所述環(huán)形突緣和所述環(huán)形密封墊并能在軸向作前進(jìn)/后退運(yùn)動(dòng)；一個(gè)閥頭，該閥頭連接于所述閥桿的大致后端部分，所述閥桿的大致后端部分靠近所述環(huán)狀密封墊，所述閥頭設(shè)計(jì)成可這樣地動(dòng)作在所述閥桿運(yùn)動(dòng)到一個(gè)前進(jìn)位置時(shí)，該閥頭接觸所述環(huán)形密封墊，從而關(guān)閉所述承接座內(nèi)的通道，而在所述閥桿運(yùn)動(dòng)到一個(gè)后退位置時(shí)，該閥頭離開所述環(huán)形密封墊，從而打開所述承接座內(nèi)的通道；以及一個(gè)第二支承件，該支承件連接于所述閥桿的所述后端部分并且是用彈性材料制成的，其構(gòu)形為可把所述閥桿推向所述前進(jìn)位置；其中，所述承接座是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在所述噴嘴被聯(lián)接到所述承接座上時(shí)，所述噴嘴體和所述殼體之間的接合處被所述套筒密封，而所述彈性球被推動(dòng)而撞擊所述閥桿，因而所述彈性球被擠壓而離開所述噴嘴口，同時(shí)所述閥桿被推回到其后退位置，于是可使所述噴嘴內(nèi)的通道和所述承接座內(nèi)的通道都打開；以及所述噴嘴體的內(nèi)表面、所述殼體的內(nèi)表面、所述彈性球、所述背撐板、所述套筒、所述環(huán)形密封墊、所述閥桿、所述閥頭、以及所述第二支承件都是只用橡膠和/或塑料制成的。
2. 如權(quán)利要求1所述的聯(lián)接器，其特征在于，所述噴嘴體的內(nèi)表面、所 述背撐板、所述殼體的內(nèi)表面、所述閥桿和所述閥頭都是用下列各種樹脂中的 至少一種制成的聚醚醚酮、聚苯硫醚、液晶聚合物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、 聚縮醛以及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；以及所述彈性球、所述套筒、所述環(huán)形密封墊和所述第二支承件都是用下列各 種橡膠中的至少一種制成的乙烯丙烯二烯三元共聚體橡膠、丁腈橡膠、氟橡 膠和硅橡膠。
3. —種配備有一個(gè)如權(quán)利要求1所述的承接座的燃料電池，這個(gè)承接座是 構(gòu)造成可聯(lián)接于一個(gè)噴嘴，而這個(gè)噴嘴是聯(lián)接于一個(gè)燃料筒，用于給所述燃料 電池的燃料容器補(bǔ)給燃料；其特征在于，所述承接座包括一個(gè)圓筒形的殼體，該殼體的內(nèi)壁上設(shè)有一個(gè)徑向地向內(nèi)延伸的環(huán)形突緣 部分；一個(gè)用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在所述殼體內(nèi)并且其在所述殼體 內(nèi)所在的區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向外，以及該套筒以其后端 面由所述環(huán)形突緣的外側(cè)壁支撐著；一個(gè)環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在所述殼體內(nèi)并且其在所述殼體內(nèi)所在的 區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內(nèi)，以及該密封墊以其后表面由所 述環(huán)形突緣的內(nèi)側(cè)壁支撐著；一個(gè)閥桿，該閥桿穿過所述套筒、所述環(huán)形突緣和所述環(huán)形密封墊并能在 軸向作前進(jìn)/后退運(yùn)動(dòng)；一個(gè)閥頭，該閥頭連接于所述閥桿的大致后端部分，所述閥桿的大致后端 部分靠近所述環(huán)狀密封墊，所述閥頭設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在所述閥桿運(yùn)動(dòng) 到一個(gè)前進(jìn)位置時(shí)，該閥頭接觸所述環(huán)形密封墊，從而關(guān)閉所述承接座內(nèi)的通 道，而在所述閥桿運(yùn)動(dòng)到一個(gè)后退位置時(shí)，該閥頭離開所述環(huán)形密封墊，從而打開所述承接座內(nèi)的通道；以及一個(gè)支承件，該支承件連接于所述閥桿的所述后端部分并且是用彈性材料制成的，其構(gòu)形為可把所述閥桿推向所述前進(jìn)位置；其中，所述承接座是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作在所述噴嘴被聯(lián)接到所述承 接座上時(shí)，所述噴嘴的遠(yuǎn)端和所述殼體之間的接合處被所述套筒密封，而所述 裝配在所述噴嘴內(nèi)的彈性球撞擊所述閱桿，因而所述彈性球受推壓而離開所述 噴嘴口，同時(shí)所述閥桿被推回到其后退位置，于是使所述噴嘴內(nèi)的通道和所述 承接座內(nèi)的通道都打開；以及所述殼體的內(nèi)表面、所述套筒、所述環(huán)形密封墊、所述閥桿、所述閥頭、 以及所述支承件都是只用橡膠和/或塑料制成的；所述噴嘴和所述承接座是構(gòu)造成這樣的在把所述噴嘴聯(lián)接到所述承接座 上的過程中在所述噴嘴被推入所述承接座時(shí)，所述噴嘴的遠(yuǎn)端先與所述套筒的 前端面接觸，隨后所述套筒被所述噴嘴的遠(yuǎn)端推壓，從而使裝配在所述噴嘴內(nèi) 的所述彈性球撞擊所述閥桿，于是推壓所述彈性球并使所述彈性球離開所述噴 嘴口，從而打開所述噴嘴內(nèi)的通道；以及在所述套筒隨后被所述噴嘴的遠(yuǎn)端進(jìn)一步推壓時(shí)，所述閥桿被所述彈 性球推回到所述后退位置，于是允許所述承接座內(nèi)的通道打開。
4. 如權(quán)利要求3所述的燃料電池，其特征在于，所述殼體的內(nèi)表面、所述 閥桿和所述閥頭都是用下列各種樹脂中的至少一種制成的聚醚醚酮、聚苯硫 醚、液晶聚合物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯； 以及所述套筒、所述環(huán)形密封墊、以及所述支承件都是用下列各種橡膠中的至 少一種制成的乙烯丙烯二烯三元共聚體橡膠、丁腈橡膠、氟橡膠以及硅橡膠。
5. —種配備有一個(gè)如權(quán)利要求1所述噴嘴的燃料筒，該噴嘴構(gòu)造成可聯(lián)接 于一個(gè)承接座，而該承接座是固定于一個(gè)燃料電池，用于給所述燃料電池的燃 料容器補(bǔ)給燃料；其特征在于，所述噴嘴包括一個(gè)噴嘴體，該噴嘴體的末端有一個(gè)噴嘴口；一個(gè)放置在所述噴嘴體內(nèi)的彈性球；以及一個(gè)背撐板，該背撐板固定于所述噴嘴體的后端并且是設(shè)計(jì)成可被驅(qū)動(dòng)而 從所述彈性球的背后支撐和推動(dòng)所述彈性球，迫使所述彈性球壓在所述噴嘴口上，從而關(guān)閉所述噴嘴內(nèi)的通道；其中，所述噴嘴是設(shè)計(jì)成可以這樣地動(dòng)作，在所述噴嘴被聯(lián)接到所述承接 座上時(shí)，所述噴嘴體和所述承接座之間的接合處被裝配在所述承接座內(nèi)的一個(gè) 套筒密封，同時(shí)所述彈性球被推動(dòng)而撞擊一個(gè)裝配在所述承接座內(nèi)的閥桿，從 而所述彈性球被推壓而離開所述噴嘴口，以及所述閥桿被推回到其后退位置， 于是允許所述噴嘴內(nèi)的通道和所述承接座內(nèi)的通道都打開；以及所述噴嘴體的內(nèi)表面、所述背撐板和所述彈性球都是只用橡膠和/或塑料制 成的；所述噴嘴和所述承接座是構(gòu)造成這樣的在把所述噴嘴聯(lián)接到所述承接座 上的過程中在所述噴嘴被推入所述承接座時(shí)，所述噴嘴體的末端先接觸所述套 筒的前端面，隨后所述套筒被所述噴嘴體推壓，從而使所述彈性球撞擊所述承接座內(nèi)的閥桿，于是推壓所述彈性球并使所述彈性球離開所述噴嘴口而打開所 述噴嘴內(nèi)的所述通道；以及在所述套筒隨后被所述噴嘴體進(jìn)一步推壓時(shí)，所述閥桿被所述彈性球 推回到所述后退位置，于是允許所述承接座內(nèi)的所述通道打開。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料電池，其特征在于，所述噴嘴體的內(nèi)表面和所 述背撐板都是用下列各種樹脂中的至少一種制成的聚醚醚酮、聚苯硫醚、液 晶聚合物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；以及所述彈性球是用下列各種橡膠中的至少一種制成的乙烯丙烯二烯三元共 聚體橡膠、丁腈橡膠、氟橡膠以及硅橡膠。
全文摘要
聯(lián)接器、采用這種聯(lián)接器的燃料電池和燃料筒，揭示了一種由一個(gè)噴嘴10和一個(gè)承接座20構(gòu)成的聯(lián)接器。噴嘴10由一個(gè)噴嘴體11、一個(gè)可動(dòng)銷14、一個(gè)第一支承件15等等構(gòu)成?？蓜?dòng)銷14可在一個(gè)噴嘴頭部12內(nèi)作軸向的前進(jìn)/后退運(yùn)動(dòng)而打開和關(guān)閉噴嘴內(nèi)的通道。承接座20由一個(gè)殼體21、一個(gè)套筒23、一個(gè)環(huán)形密封墊24、一個(gè)閥桿25、一個(gè)閥頭26、一個(gè)第二支承件27等等構(gòu)成。閥桿25可在承接座20內(nèi)作軸向的前進(jìn)/后退運(yùn)動(dòng)而打開和關(guān)閉承接座20內(nèi)的通道。與聯(lián)接器內(nèi)的液體接觸的所有部分或零件都是只用橡膠和/或塑料制成的。
文檔編號(hào)H01M8/10GK101576191SQ200910138839
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者安井秀朗, 川村公一, 長(zhǎng)谷部裕之, 高橋賢一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝