專利名稱：聯接器、采用這種聯接器的燃料電池和燃料筒的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由一個噴嘴和該噴嘴安裝在其上的一個承接座構成的聯接 器，這種聯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 一種聯接器，它被設計成用于在用一個燃料筒里的甲醇對一個無源燃料電池的 燃料容器進行補給時把燃料筒可聯接/脫離地聯接于燃料容器。
背景技術：
近年來，燃料電池作為一種電源被越來越廣泛地應用于各種移動式設備， 諸如筆記本電腦、移動通訊手機、等等，以使這類設備能夠使用更長的時間而 不必給電源充電。這種燃料電池的特點在于，通過對它供給燃料和空氣，可簡 單地實現電能的再生，因此，只要給它補給燃料，它就能在一個很長的時間內 連續(xù)地產生電能。所以，如果能夠使燃料電池小型化，它將變成可用作各種移 動設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)的電解質薄膜直接從甲醇抽取電流，所以 不再需要采用某種轉化器，這就使得可將這種燃料電池小型化，同時，與氫氣相比，這種燃料使用起來比較便當。這使得它更有利于作為小型移動式設備的 電源。至于DMFC的燃料供應系統(tǒng)，現在已知有多種型式，包括氣體供給 型式的DMFC，其中用一個風機使液體燃料氣化并輸送入燃料電池；液體供給 型式的DMFC，其中用一個泵之類的東西把液體燃料輸送入燃料電池；以及內 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，內部氣化型式的DMFC設有一個用于存留液體燃料的燃料滲浸層，還設有一個燃料氣化層，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。至于設計成主要是用在移動式設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 一個構造成可聯接于燃料筒的部分采用一個快速聯接/脫離型式的聯接器。這 一快速聯接/脫離型式的聯接器是構造成包括一對聯接構件，其中每一個構件 采用一個閥門。每個閥門設計成可以這樣地動作在聯接構件被脫離于燃料筒 的情況下，每個聯接構件內部的通道被關閉；而在聯接構件被聯接于燃料筒的 情況下，每個聯接構件內部的通道被打開。在這種按照上述構造的快速聯接/ 脫離型式的聯接器中，每個聯接構件的內部裝有一個鋼質彈簧，以便能夠隨從 聯接構件對燃料筒的聯接或脫離關系打開或關閉所述閥門。應該指出，在以純甲醇為燃料的燃料電池中存在這樣一個問題，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成電極薄膜結構的固態(tài)電 解質薄膜俘獲，從而使燃料電池的輸出退化。特別是，就用在移動式設備中的 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構，而沒有經 受任何專門的預處理，所以必須盡最大可能地避免甲醇受金屬離子的沾染。但是，在把快速聯接/脫離型式的聯接器用在燃料容器和燃料筒之間的接合 處時，金屬離子可能從閥門元件中的金屬構件脫離而進入純甲醇，從而引起電 極薄膜結構的退化。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)明內容本發(fā)明著眼于克服用于把燃料筒聯接于無源燃料電池的燃料容器的快速聯 接/脫離型式的聯接器中存在的上述問題。所以，本發(fā)明的一個目的是，提供這樣一種聯接器，這種聯接器能夠在用 燃料筒里的液體燃料對燃料電池的燃料容器進行補給時防止發(fā)生金屬離子進入液體燃料的現象。按照本發(fā)明，提供了一種由一個噴嘴和該噴嘴可被聯接在其上的一個承接 座構成的聯接器，這種聯接器可用于將液體從噴嘴輸送入承接座，并且其特征 在于噴嘴內設置有一個第一閥門，該閥門是設計成可以這樣地動作在噴嘴被 脫離于承接座的狀態(tài)下，噴嘴內的通道被關閉，而在噴嘴被聯接于承接座的狀 態(tài)下，噴嘴內的通道被打開；以及承接座內設置有一個第二閥門，該閥門是設計成可以這樣地動作在噴嘴 被脫離于承接座的狀態(tài)下，承接座內的通道被關閉，而在噴嘴被聯接于承接座 的狀態(tài)下，承接座內的通道被打開；其中，噴嘴的內表面、承接座的內表面、第一閥門的所有構成零件以及第 二閥門的所有構成零件都是只用橡膠和/或塑料制成的。按照本發(fā)明的上述聯接器，由于聯接器的與流經其內部通道的流體接觸的 所有部分，亦即噴嘴的內表面、承接座的內表面、第一閥門的所有構成零件和 第二閥門的所有構成零件，都是只用橡膠和/或塑料制成的，所以沒有金屬離 子進入流經聯接器的流體的可能性。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，提供了 一種由 一個噴嘴和該噴嘴可被聯接 在其上的一個承接座構成的聯接器，這種聯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噴嘴體，該噴嘴體的遠端有一個帶有一個噴嘴口的噴嘴頭部； 一個可動銷，該可動銷裝配在噴嘴頭部內并能在軸向作前進/后退運動，在 該可動銷運動到一個前進位置時，噴嘴口被可動銷關閉，從而關閉噴嘴內的通 道，而在可動銷運動到一個后退位置時，可動銷脫離噴嘴口，從而打開噴嘴內 的通道；以及一個第一支承件，該支承件連接于可動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成，其構形為可把可動銷 推向前進位置；承接座包括一個圓筒形的殼體，該殼體的內壁上設有一個徑向地向內延伸的環(huán)形突緣 部分； 一個用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在殼體內并且其在殼體內所在的區(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 的外側壁支撐著；-個環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在殼體內并且其在殼體內所在的區(qū)域在軸 向比環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內，以及該密封墊以其后表面由環(huán)形突緣的內側 壁支撐著；一個閥桿，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/ 后退運動；一個閥頭，該閥頭連接于閥桿的大致后端部分并且是設計成可這樣地動作 在閥桿運動到一個前進位置時，該閥頭接觸環(huán)形密封墊，從而關閉承接座內的 通道，而在閥桿運動到一個后退位置時，該閥頭離開環(huán)形密封墊，從而打開承 接座內的通道；以及一個第二支承件，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，其構形為可把閥桿推向前進位置；其中，這種聯接器是設計成可以這樣地動作，在噴嘴被聯接到承接座上時， 噴嘴體和殼體之間的接合處被套筒密封，同時可動銷撞擊閥桿而互相推回到它 們的后退位置，因而噴嘴內的通道和承接座內的通道都被允許打開；以及噴嘴體的內表面、殼體的內表面、可動銷、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。在這種聯接器按照上述構造的情況下，可以減少噴嘴和承接座的零件數目。 還有，由于不僅用于把可動銷推向前進位置的第一支承件而且用于把閥桿推向 前進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 子進入流經聯接器的流體的現象。優(yōu)選的是，噴嘴體的內表面、殼體的內表面、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 (聚對苯二甲酸丁二醇酯)、POM (聚縮醛)以及PET (聚 對苯二甲酸乙二醇酯)?？蓜愉N、第--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)。還應指出，可以對上述聯接器中的噴嘴的構造進行部分地改變，就是用一 個彈性球取代其中的可動銷。在這一情況下，噴嘴由下列零件構成
一個噴嘴體，該噴嘴體的遠端有一個噴嘴口； --個放置在噴嘴體里的彈性球；以及一個背撐板，該背撐板固定于噴嘴體的后端并且是設計成可被驅動而從彈 性球的背后支撐和推動彈性球，迫使彈性球壓在噴嘴口上，從而關閉噴嘴內的 通道。在噴嘴以這種方式構造的情況下，在噴嘴被聯接到承接座上時，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，閥桿被推回到后退位置，從而允許噴嘴內的通道和承接座內的 通道都打開。按照本發(fā)明的聯接器，由于聯接器的與流經其內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入流經其通道的 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，能夠防止燃料電池的輸出退化現象，而這種現象可 能因金屬離子進入液體燃料而發(fā)生。


圖1是表示一個例子的圖表，這個例子說明純甲醇里含有的微量鋁離子對無源燃料電池的輸出特性的影響；圖2是本發(fā)明的聯接器的一個實施例(其處于聯接之前的狀態(tài))的縱向剖 視圖；圖3是本發(fā)明的聯接器的一個實施例(其處于聯接之后的狀態(tài))的縱向剖 視圖；圖4A是用于表明圖1和2所示的聯接器(其處于聯接之前的狀態(tài))的運動的縱向剖視圖；圖4B是用于表明圖1和2所示的聯接器的運動的縱向剖視圖； 圖4C是用于表明圖1和2所示的聯接器的運動的縱向剖視圖； 圖4 D是用于表明圖1和2所示的聯接器的運動的縱向剖視圖； 圖4E是用于表明圖1和2所示的聯接器(其處于聯接之后的狀態(tài))的運動的縱向剖視圖；圖5是本發(fā)明的聯接器的另一個實施例(其處于聯接之前的狀態(tài))的縱向剖視圖；圖6是本發(fā)明的聯接器的另一個實施例(其處于聯接之后的狀態(tài))的縱向 剖視圖；圖7A是用于表明圖5和6所示的聯接器(其處于聯接之前的狀態(tài))的運動的縱向剖視圖；圖7B是用于表明圖5和6所示的聯接器的運動的縱向剖視圖；圖7C是用于表明圖5和6所示的聯接器的運動的縱向剖視圖；圖7D是用于表明圖5和6所示的聯接器的運動的縱向剖視圖；以及圖7E是用于表明圖5和6所示的聯接器(其處亍聯接之后的狀態(tài))的運動的縱向剖視圖。
具體實施方式
首先，作為一個例子，用圖1來說明用作液體燃料的純甲醇里含有的微量 鋁離子對無源燃料電池的輸出特性的影響。在這些數據中，輸出電壓隨電能產生時間的變化AV是標繪為與進入甲醇里的鋁離子的量相關并用作一個參數。用在這種燃料電池里的電極薄膜結構的 構造如下 一個固態(tài)電解質薄膜二Naphyon (Du Pont (杜邦)公司的產品名 稱)； 一個燃料電極催化劑層二Pt-Ru (鉑一釕)；以及一個空氣電極催化劑 層二Pt (鉑)。電極薄膜結構的尺寸是32mm (高)X32mm (寬)X lmm (厚)。利用這一燃料電池，進行了發(fā)電，其狀態(tài)是達到了 150mA/cm2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， 其對燃料電池的輸出特性也有不利的影響。(第一實施例)圖2和3描繪出本發(fā)明的聯接器的第一實施例。其中圖2表示出該聯接器 處于其裝配之前的狀態(tài)，而圖3表示出該聯接器處于其裝配之后的狀態(tài)。這個 聯接器可用在無源燃料電池上，用于把燃料筒聯接于安裝在燃料電池主體上的 燃料容器。在這幾個圖中，IO標示噴嘴，20標示承接座，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。這個聯接器由噴嘴10和承接座20構成。噴嘴IO是設計成可連接于瓶狀燃 料筒1的嘴部，而承接座20是設計成可連接于燃料容器的進口 2。液體燃料 (例如純甲醇)可被從噴嘴IO輸送入承接座20。噴嘴10的主要部分是由噴嘴體11、可動銷14和第一支承件15構成。噴 嘴體11設有噴嘴頭部12，以及噴嘴口 13是成形在噴嘴頭部12的遠端。可動 銷14是裝配在噴嘴頭部12內?？蓜愉N14是裝配成可在噴嘴頭部12內以這樣 的方式可聯接/脫離地軸向運動在可動銷14被置于前進位置時，它堵住噴嘴 口 13，從而關閉噴嘴內的通道而在可動銷H被置于后退位置時，它離開噴 嘴口 13，從而打開噴嘴內部的通道?？蓜愉N14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是以其內圓周壁連接于可動銷14的后端部分。第一支承件15是 設計成可以這樣地動作在噴嘴10被脫離承接座20時，它把可動銷14推到 前進位置而關閉噴嘴內的通道。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構成。殼體21是做成為近似圓筒的形狀，并且其內圓周壁上設有一個環(huán)形突緣 22，該突緣從殼體21的內圓周壁的高度方向的中部徑向地向內突出。殼體21 內還設有用彈性材料成形的套筒23，并且套筒23是設置在殼體21的這樣一 個區(qū)域，這個區(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 的靠近承接座的進口的區(qū)域)。套筒23的后端部分由環(huán)形突緣22的外側壁(也 就是靠近承接座的進口的側壁)支撐著。還有，殼體21內還設有環(huán)形密封墊 24，這個環(huán)形密封墊24是設置在殼體21的這樣一個區(qū)域，這個區(qū)域在軸向比 環(huán)形突緣22所在的部位更向內(也就是承接座的內部區(qū)域)。環(huán)形密封墊24 的背面由環(huán)形突緣22的內側壁(也就是環(huán)形突緣22的處在承接座的內部區(qū)域 的側壁)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。閥桿25可在這個空間內作軸向的前進/后退運動。在閥桿25的后端部 分附近連接有閥頭26。閥頭26是設計成可以這樣地動作在閥桿25被置于 前進位置時，閥頭26接觸環(huán)形密封墊24，從而關閉承接座內的通道；而在閥 桿25被置于后退位置時，閥頭26離開環(huán)形密封墊24，從而打開承接座內的通道。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，第二支承件27動作而把闊桿25推到前進位置，從而關閉承接座 內的通道。在按照上述構造的聯接器中，與流經聯接器內部的液體燃料接觸的所有部 分或零件，即噴嘴體11的內表面、殼體21的內表面、可動銷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。在這個實施例中，噴嘴體1I的內表面、殼體21的內表面、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?？蓜愉N14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。還應指出，噴嘴體ll的內表面、殼體21的內表面、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 (聚對苯二甲酸丁二醇酯)、POM (聚縮醛)以及PET (聚對 苯二甲酸乙二醇酯)。在根據"塑料的耐化學品試驗方法"(JIS — K7114)使 這七種樹脂經受靜止浸泡試驗時，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，據此可以確認這些樹脂對甲醇有足夠的耐受性。另一方面，可動銷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"硫化橡膠的浸泡試驗方法"(JIS — K6258) 使這三種橡膠經受靜止浸泡試驗時，沒有看到重量的任何變化、尺寸(平面尺 寸和厚度)的任何變化以及負荷的任何變化，據此可以確認這些橡膠材料對甲 醇有足夠的耐受性。下面，將說明這種聯接器的使用。圖4A-4E表示出在把聯接器聯接起來時
每個構成零件的運動。在把噴嘴10安裝到承接座20上的過程中把噴嘴10推進承接座20時，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IO進一步推進承接座20時，套筒23被噴 嘴頭部12壓縮，從而使閥桿25撞擊可動銷14 (圖4C)并進而把可動銷14 推回到后退位置(圖4D)。結果，噴嘴內的通道被打開。在噴嘴10被進一步 推入承接座20時，第二支承件27受己經退回的可動銷14推壓，于是把閥桿 25推回到后退位置。結果，閥頭26離開環(huán)形密封墊24，而允許承接座內的通 道打開(見圖4E)。按照這個例子中所示的聯接器的構造，由于噴嘴IO是設計成通過使可動銷 14的遠端推壓接觸噴嘴口 13而被關閉，在用燃料筒里的燃料給燃料容器進行 了補給之后在使噴嘴10脫離承接座20時，可以防止留在噴嘴0里的燃料從 噴嘴口 13漏出。而且，由于燃料筒可由三個部分即瓶狀的燃料筒1、噴嘴體11和可動銷14 (包括第一支承件15)構成，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)。(第二實施例)圖5和6表示出本發(fā)明的聯接器的另一個實施例。其中圖5表示聯接器處 F其裝配前的狀態(tài)，而圖6表示聯接器處于其裝配后的狀態(tài)。在圖5和6中， 31標示噴嘴體，33是噴嘴口， 34是彈性球。這個例子與上述圖2和3所示的例子的不同主要在于，這個例子中用彈性 球34取代了前一個例子中的可動銷14和第一支承件15。至于這個例子中的 承接座20的構造，其基本上與前一個例子中的相同。所以，與前一個例子中 的零件相同的零件，在這一例子中用相同的標號，因而也省略關于它們的說明。在這一例子中，噴嘴10的主要部分由噴嘴體31和彈性球34構成。噴嘴體 31的遠端設有噴嘴口 33。彈性球34是裝配在噴嘴體31內。 一個背撐板35 固定于噴嘴體31的后端部分，而彈性球34的背側是由這個背撐板35支撐著。 在使噴嘴10脫離承接座20時，這個背撐板35把彈性球34壓靠于噴嘴口 33， 從而關閉噴嘴10內的通道。在把噴嘴10連接于承接座20時，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內的通道。在按照上述構造的聯接器中，與流經聯接器內部的液體燃料接觸的所有部分或零件，即噴嘴體31的內表面、殼體21的內表面、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 例子中的情況一樣，都是只用橡膠和/或塑料制成的。在這個例子中，噴嘴體31的內表面、背撐板35、殼體21的內表面、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?？蓜愉N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。還應指出，噴嘴體31的內表面、背撐板35、殼體21的內表面、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 (聚對苯二甲酸丁二醇酯)、POM (聚縮醛)以及 PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)。另一方面，可動銷、套筒、環(huán)形密封墊和第 二支承件都可以用F列橡膠來制成EPDM、 NBR (丁腈橡膠)、FKM (氟橡 膠)以及VMQ (硅橡膠)。下面，將說明這種聯接器的使用。圖7A-7E表示出在裝配聯接器時每個構 成零件的運動。在把噴嘴10安裝到承接座20上的過程中在把噴嘴10推進承接座20時， 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IO進一步推進承接座20時，套筒23受噴 嘴體31推壓，從而使閥桿25撞擊彈性球34 (圖7C)并進而推壓彈性球34 (圖7D)。結果，噴嘴內的通道被打開。在噴嘴IO被進一步推入承接座20 時，第二支承件27受已經壓縮了的彈性球34推壓，于是把閥桿25推回到后 退位置。結果，閥頭26離開環(huán)形密封墊24，而允許承接座內的通道打開(見 圖7E)。與前一個例子(圖2 —4)相比，在結構方面，這個例子(圖5 —7)的構造 比較簡單，這使得可以進一步降低這種燃料筒的制造成本。還應指出，在上述兩個例子中，聯接器都是設計成其噴嘴內的通道先被打 開，隨后承接座內的通道被打開。但是，也可以把這種聯接器設計成其承接座 內的通道先被打開，隨后噴嘴內的通道被打幵。這可以這樣來實現，就是把裝 在噴嘴內的可動銷的硬度確定為高于裝在承接座內的第二支承件的硬度，或者 使可動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?？梢愿鶕剂想姵氐奶攸c任 意地選擇這些液體燃料。
權利要求
1.一種聯接器，由一個噴嘴和該噴嘴可被聯接在其上的一個承接座構成，這種聯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內設置有一個第一閥門，該閥門是設計成可這樣地動作在所述噴嘴被脫離所述承接座的狀態(tài)下，所述噴嘴內的通道被關閉，而在所述噴嘴被聯接于所述承接座的狀態(tài)下，所述噴嘴內的通道被打開；以及所述承接座內設置有一個第二閥門，該閥門是設計成可這樣地動作在所述噴嘴被脫離所述承接座的狀態(tài)下，所述承接座內的通道被關閉，而在所述噴嘴被聯接于所述承接座的狀態(tài)下，所述承接座內的通道被打開；其中，所述噴嘴的內表面、所述承接座的內表面、所述第一閥門的所有構成零件、以及所述第二閥門的所有構成零件都是只用橡膠和/或塑料制成的。
2. —種聯接器，由一個噴嘴和該噴嘴可被聯接在其上的一個承接座構成， 這種聯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噴嘴體，該噴嘴體的遠端有一個帶有一個噴嘴口的噴嘴頭部；--個可動銷，該可動銷裝配在所述噴嘴頭部內并能在軸向作前進/后退運 動，在該可動銷運動到一個前進位置時，所述噴嘴口被所述可動銷關閉，從而 關閉所述噴嘴內的所述通道，而在所述可動銷運動到一個后退位置時，所述可 動銷脫離所述噴嘴口，從而打開所述噴嘴內的所述通道；以及一個第一支承件，該支承件連接于所述可動銷的后端部分并以其外圓周固 定于所述噴嘴體，該支承件是用法蘭形狀的彈性材料構成，其構形為可把所述 可動銷推向所述前進位置；所述承接座包括一個圓筒形的殼體，該殼體的內壁上設有一個徑向地向內延伸的環(huán)形突緣 部分；一個用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在所述殼體內并且其在所述殼體 內所在的區(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)形突緣的外側壁支撐著；一個環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在所述殼體內并且其在所述殼體內所在的區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內，以及該密封墊以其后表面由所 述環(huán)形突緣的內側壁支撐著；一個閥桿，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/后退運動；一個閥頭，該閥頭連接于所述閥桿的大致后端部分并且是設計成可這樣地 動作在所述閥桿運動到一個前進位置時，該閥頭接觸所述環(huán)形密封墊，從而 關閉所述承接座內的通道，而在所述閥桿運動到一個后退位置時，該閥頭離開 所述環(huán)形密封墊，從而打開所述承接座內的通道；以及一個第二支承件，該支承件連接于所述閥桿的后端部分并且是用彈性材料 制成的，其構形為可把所述閥桿推向所述前進位置；其中，所述聯接器是設計成可以這樣地動作，在所述噴嘴被聯接到所述承 接座上時，所述噴嘴體和所述殼體之間的接合處被所述套筒密封，同時所述可 動銷撞擊所述閥桿而互相推回到它們的后退位置，因而所述噴嘴內的通道和所 述承接座內的通道都被允許打開；以及所述噴嘴體的內表面、所述殼體的內表面、所述可動銷、所述第一支承件、 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。
3. 如權利要求2所述的聯接器，其特征在于，所述噴嘴體的內表面、所述殼體的內表面、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(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚對苯二 甲酸丁二醇酯(PBT)、聚縮醛(POM)以及聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET); 以及所述可動銷、所述第一支承件、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 (EPDM) 、 丁腈橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)和硅橡膠(VMQ)。
4. 一種由一個噴嘴和該噴嘴可被聯接在其上的-一個承接座構成的聯接 器，這種聯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噴嘴體，該噴嘴體的遠端有一個噴嘴口； 一個放置在所述噴嘴體內的彈性球；以及一個背撐板，該背撐板固定于所述噴嘴體的后端并且是設計成可被驅動而 從所述彈性球的背后支撐和推動所述彈性球，迫使所述彈性球壓在所述噴嘴口 上，從而關閉所述噴嘴內的所述通道； 所述承接座包括一個圓筒形的殼體，該殼體的內壁上設有一個徑向地向內延伸的環(huán)形突緣 部分；一個用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在所述殼體內并且其在所述殼體 內所在的區(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)形突緣的外側壁支撐著；一個環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在所述殼體內并且其在所述殼體內所在的 區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內，以及該密封墊以其后表面由所 述環(huán)形突緣的內側壁支撐著；一個閥桿，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/后退運動；一個閥頭，該閥頭連接于所述閥桿的大致后端部分并且是設計成可這樣地 動作在所述閥桿運動到一個前進位置時，該閥頭接觸所述環(huán)形密封墊，從而 關閉所述承接座內的通道，而在所述閥桿運動到一個后退位置時，該閥頭離開 所述環(huán)形密封墊，從而打開所述承接座內的通道；以及一個第二支承件，該支承件連接于所述閥桿的后端部分并且是用彈性材料制成的，其構形為可把所述閥桿推向所述前進位置；其中，所述承接座是設計成可以這樣地動作在所述噴嘴被聯接到所述承 接座上時，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，同時所 述閥桿被推回到其后退位置，于是可使所述噴嘴內的通道和所述承接座內的通 道都打開；以及所述噴嘴體的內表面、所述殼體的內表面、所述可動銷、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。
5.如權利要求4所述的聯接器，其特征在于，所述噴嘴體的內表面、所 述背撐板、所述殼體的內表面、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(PEEK)、聚苯硫(PPS醚)、液晶聚合物(LCP)、 聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚縮醛(POM)以及聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);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(EPDM) 、 丁腈橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)和硅橡膠(VMQ)。
6. —種配備有一個承接座的燃料電池，這個承接座是構造成可聯接于一 個噴嘴，而這個噴嘴是聯接于一個燃料筒，用于給該燃料電池的燃料容器補給 燃料；其特征在于，所述承接座內設置有一個閥門，該閥門是設計成可以這樣地 動作在所述噴嘴被脫離所述承接座的狀態(tài)下，所述承接座內的通道被關閉， 而在所述噴嘴被聯接于所述承接座的狀態(tài)下，所述承接座內的通道被打開；其中，所述承接座的內表面、所述閥門的所有構成零件都是只用橡膠和/ 或塑料制成的。
7. —種配備有一個承接座的燃料電池，這個承接座是構造成可聯接于一 個噴嘴，而這個噴嘴是聯接于一個燃料筒，用于給該燃料電池的燃料容器補給 燃料；其特征在于，所述承接座包括一個圓筒形的殼體，該殼體的內壁上設有一個徑向地向內延伸的環(huán)形突緣 部分；一個用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在所述殼體內并且其在所述殼體 內所在的區(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)形突緣的外側壁支撐著；一個環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在所述殼體內并且其在所述殼體內所在的 區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內，以及該密封墊以其后表面由所 述環(huán)形突緣的內側壁支撐著；一個閥桿，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/后退運動；一個閥頭，該閥頭連接于所述閥桿的大致后端部分并且是設計成可以這樣 地動作在所述閥桿運動到一個前進位置時，該閥頭接觸所述環(huán)形密封墊，從 而關閉所述承接座內的通道，而在所述閥桿運動到一個后退位置時，該閥頭離 幵所述環(huán)形密封墊，從而打開所述承接座內的通道；以及一個支承件，該支承件連接于所述閥桿的后端部分并且是用彈性材料制成的，其構形為可把所述閥桿推向所述前進位置；其中，所述承接座是設計成可以這樣地動作在所述噴嘴被聯接到所述承 接座上時，所述噴嘴的遠端和所述殼體之間的接合處被所述套筒密封，同時一 個裝配在所述噴嘴內的可動銷撞擊所述閥桿而互相推回到它們的后退位置，因 而所述承接座內的通道被允許打開；以及所述殼體的內表面、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。
8. 如權利要求7所述的燃料電池，其特征在于，所述噴嘴和所述承接座 是構造成這樣的在把所述噴嘴聯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，所述噴嘴的遠端先與所述套筒的前端面接觸，隨后所述套筒 被所述噴嘴的遠端推壓，從而使所述閥桿撞擊所述噴嘴內的所述可動銷，進而 把所述可動銷推回到所述后退位置而打開所述噴嘴內的通道；以及在所述套筒隨后被所述噴嘴的遠端進一步推壓時，所述閥桿被所述可 動銷推回到所述后退位置，于是允許所述承接座內的通道打開。
9. 如權利要求7所述的燃料電池，其特征在于，所述殼體的內表面、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 (PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚縮醛(POM)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);以及所述套筒、所述環(huán)形密封墊和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(EPDM) 、 丁腈橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)以及硅橡膠(VMQ)。
10. —種配備有一個承接座的燃料電池，這個承接座是構造成可聯接于一 個噴嘴，而這個噴嘴是聯接于一個燃料筒，用于給所述燃料電池的燃料容器補 給燃料；其特征在于，所述承接座包括一個圓筒形的殼體，該殼體的內壁上設有一個徑向地向內延伸的環(huán)形突緣 部分；一個用彈性材料制成的套筒，該套筒裝配在所述殼體內并且其在所述殼體 內所在的區(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)形突緣的外側壁支撐著；一個環(huán)形密封墊，該密封墊裝配在所述殼體內并且其在所述殼體內所在的區(qū)域在軸向比所述環(huán)形突緣所在的區(qū)域更向內，以及該密封墊以其后表面由所 述環(huán)形突緣的內側壁支撐著；一個閥桿，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/后退運動；一個閥頭，該閥頭連接于所述閥桿的大致后端部分并且是設計成可以這樣 地動作在所述閥桿運動到一個前進位置時，該閥頭接觸所述環(huán)形密封墊，從 而關閉所述承接座內的通道，而在所述閥桿運動到一個后退位置時，該閥頭離 開所述環(huán)形密封墊，從而打開所述承接座內的通道；以及一個支承件，該支承件連接于所述閥桿的后端部分并且是用彈性材料制成 的，其構形為可把所述閥桿推向所述前進位置；其中，所述承接座是設計成可以這樣地動作在所述噴嘴被聯接到所述承 接座上時，所述噴嘴的遠端和所述殼體之間的接合處被所述套筒密封，而所述 裝配在所述噴嘴內的彈性球撞擊所述閥桿，因而所述彈性球受推壓而離開所述 噴嘴口，同時所述閥桿被推回到其后退位置，于是使所述噴嘴內的通道和所述 承接座內的通道都打開；以及所述殼體的內表面、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。
11. 如權利要求IO所述的燃料電池，其特征在于，所述噴嘴和所述承接座 是構造成這樣的在把所述噴嘴聯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，所述噴嘴的遠端先與所述套筒的前端面接觸，隨后所述套筒 被所述噴嘴的遠端推壓，從而使裝配在所述噴嘴內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 內的通道；以及在所述套筒隨后被所述噴嘴的遠端進一步推壓時，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的通道打開。
12. 如權利要求IO所述的燃料電池，其特征在于，所述殼體的內表面、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(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚縮醛(POM)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);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(EPDM膠)、丁腈橡膠(NBR)、 氟橡膠(FKM)以及硅橡膠(VMQ)。
13. —種配備有一個噴嘴的燃料筒，該噴嘴構造成可聯接于一個承接座， 而該承接座是固定于一個燃料電池，用于給所述燃料電池的燃料容器補給燃 料；其特征在于，所述噴嘴內設有一個閥門，該閥門是設計成可以這樣地動作 在所述噴嘴脫離所述承接座的狀態(tài)下，所述噴嘴內的通道被關閉，而在所述噴 嘴被聯接于所述承接座的狀態(tài)下，所述噴嘴內的通道被打開；其中，所述噴嘴的內表面、以及所述閥門的所有構成零件都是只用橡膠和/ 或塑料制成的。
14. 一種配備有一個噴嘴的燃料筒，該噴嘴構造成可聯接于一個承接座， 而該承接座是固定于一個燃料電池，用于給所述燃料電池的燃料容器補給燃 料；其特征在于，所述噴嘴包括一個噴嘴體，該噴嘴體的遠端有一個帶有一個噴嘴口的噴嘴頭部；一個可動銷，該可動銷裝配在所述噴嘴頭部內并能在軸向作前進/后退運 動，在該可動銷運動到一個前進位置時，所述噴嘴口被所述可動銷關閉，從而 關閉所述噴嘴內的所述通道，而在所述可動銷運動到一個后退位置時，所述可 動銷脫離所述噴嘴口，從而打開所述噴嘴內的所述通道；以及一個支承件，該支承件連接于所述可動銷的后端部分并以其外圓周固定于 所述噴嘴體，該支承件是用法蘭形狀的彈性材料構成，其構形為可把所述可動 銷推向所述前進位置；其中所述噴嘴是設計成可以這樣地動作在所述噴嘴被聯接到所述承接座 上時，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的一個套 筒密封，同時所述可動銷被推動而撞擊一個裝配在所述承接座內的閥桿，從而 所述可動銷和所述閥桿都被推回到它們的后退位置，于是允許所述噴嘴內的通 道打開；以及所述噴嘴體的內表面、所述可動銷、以及所述支承件都是只用橡膠和/或塑 料制成的。
15. 如權利要求14所述的燃料筒，其特征在于，所述噴嘴和所述承接座是 構造成這樣的在把所述噴嘴聯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，所述噴嘴頭部先接觸所述套筒的前端面，隨后所述套筒被所述 噴嘴頭部推壓，從而使所述承接座內的所述閥桿撞擊所述可動銷，進而把所述 可動銷推回到所述后退位置，從而打開所述噴嘴內的所述通道；以及在所述套筒隨后被所述噴嘴頭部進一步推壓時，所述閥桿被所述可動 銷推回到所述后退位置，于是允許所述承接座內的通道打開。
16. 如權利要求14所述的燃料筒，其特征在于，所述噴嘴體的內表面是用 下列各種樹脂中的至少一種制成的聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、 液晶聚合物(LCP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚縮醛(POM)和聚 對苯二甲酸乙二醇酯(PET);以及所述可動銷和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(EPDM) 、 丁腈橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)以 及硅橡膠(VMQ)。
17. —種配備有一個噴嘴的燃料筒，該噴嘴構造成可聯接于一個承接座， 而該承接座是固定于一個燃料電池，用于給所述燃料電池的燃料容器補給燃 料；其特征在f，所述噴嘴包括一個噴嘴體，該噴嘴體的遠端有一個噴嘴口； 一個放置在所述噴嘴體內的彈性球；以及一個背撐板，該背撐板固定于所述噴嘴體的后端并且是設計成可被驅動而 從所述彈性球的背后支撐和推動所述彈性球，迫使所述彈性球壓在所述噴嘴口匕從而關閉所述噴嘴內的所述通道；其中，所述噴嘴是設計成可以這樣地動作，在所述噴嘴被聯接到所述承接 座上時，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的-一個 套筒密封，同時所述彈性球被推動而撞擊一個裝配在所述承接座內的閥桿，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的通道和所述承接座內的通道都打開；以及所述噴嘴體的內表面、所述背撐板、所述可動銷、以及所述支承件都是只 用橡膠和/或塑料制成的。
18. 如權利要求17所述的燃料電池，其特征在于，所述噴嘴和所述承接座 是構造成這樣的在把所述噴嘴聯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，所述噴嘴體的遠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的所述通道；以及在所述套筒隨后被所述噴嘴體進一步推壓時，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的所述通道打開。
19.如權利要求17所述的燃料電池，其特征在于，所述噴嘴體的內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(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚縮醛(POM)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);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(EPDM) 、 丁腈橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)以及硅橡膠(VMQ)。
全文摘要
揭示了一種由一個噴嘴10和一個承接座20構成的聯接器。噴嘴10由一個噴嘴體11、一個可動銷14、一個第一支承件15、等等構成。可動銷14可在一個噴嘴頭部12內作軸向的前進/后退運動而打開和關閉噴嘴內的通道。承接座20由一個殼體21、一個套筒23、一個環(huán)形密封墊24、一個閥桿25、一個閥頭26、一個第二支承件27、等等構成。閥桿25可在承接座20內作軸向的前進/后退運動而打開和關閉承接座20內的通道。與聯接器內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F16L37/30GK101151487SQ20068001030
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權日2005年3月29日
發(fā)明者安井秀朗, 川村公一, 長谷部裕之, 高橋賢一 申請人:株式會社東芝