用于燃料盒的接口密封的制作方法
【專利說明】用于燃料盒的接口密封
[0001]本發(fā)明涉及密封接口。特定地說，雖然并不具有排它性，但是所述密封接口適用于燃料盒，諸如用于生產(chǎn)和/或存放用于電化學(xué)燃料電池設(shè)備的氣態(tài)燃料的燃料盒。
[0002]電化學(xué)燃料電池已被發(fā)展為用于許多用途，包括作為用于諸如膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等的便攜式電子設(shè)備的電功率的緊湊型便攜式來源。電化學(xué)燃料電池由燃料與氧化劑的反應(yīng)(通常使用氫氣作為燃料源并使用空氣作為氧化劑源)提供電功率。便于將諸如氫氣的燃料源提供到呈可易于耦接到燃料電池系統(tǒng)和從燃料電池系統(tǒng)解耦的可再用燃料盒的形式的燃料電池設(shè)備。
[0003]燃料盒通常必須具有包圍燃料出口的密封接口使得所述密封接口在連接有燃料電池設(shè)備時(shí)抵著燃料電池設(shè)備的接收部分密封，借此給燃料電池設(shè)備提供氣密密封?？纱嬖跐撛诘膯栴}:在許多連接/斷開循環(huán)期間，密封接口的密封表面在盒的正?；虼中氖褂闷陂g可以被暴露于損壞?？纱嬖诹硪粷撛诘膯栴}:當(dāng)燃料盒沒有連接到燃料電池設(shè)備時(shí)，密封表面可以被暴露于灰塵、碎片和損壞，例如當(dāng)用戶攜帶未受保護(hù)狀態(tài)的密封表面時(shí)。密封表面上存在灰塵或碎片或?qū)γ芊獗砻娴膿p壞可顯著地犧牲密封表面的密封能力。
[0004]本發(fā)明的目的是提供用于流體氣密接口的改進(jìn)型密封表面。
[0005]根據(jù)一方面，本發(fā)明提供了一種彈性密封部件，其包括:
[0006]第一面和第二面以及延伸在所述第一面與所述第二面之間的孔徑；
[0007]包圍所述第一面上的所述孔徑的至少兩個(gè)圓周脊部。
[0008]所述彈性密封部件可以包括包圍所述孔徑的所述圓周脊部中的至少三個(gè)，包括內(nèi)部圓周脊部和至少兩個(gè)依次增大的外部圓周脊部，每一個(gè)均環(huán)繞所述內(nèi)部圓周脊部。所述彈性密封部件還可以包括包圍所述第二面上的所述孔徑的至少兩個(gè)圓周脊部。通道可以安置在每一相鄰對(duì)圓周脊部之間。平坦密封件可以安置在所述第一面上、在所述外圍脊部外圍。所述平坦密封件可占據(jù)與由所述圓周脊部的頂端占據(jù)的平面不同的平面。所述至少兩個(gè)圓周脊部可以占據(jù)不同平面。所述孔徑可以是錐形。
[0009]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種彈性密封部件，其包括:
[0010]第一面和第二面以及延伸在所述第一面與所述第二面之間的孔徑；
[0011]包圍所述第一面上的所述孔徑的至少一個(gè)圓周脊部，和包圍所述至少一個(gè)圓周脊部的平坦密封表面，所述平坦密封表面界定與由所述至少一個(gè)圓周脊部的所述頂端界定的平面不同的平面。
[0012]所述彈性密封部件可以包括包圍所述孔徑的所述圓周脊部中的至少兩個(gè)，包括內(nèi)部圓周脊部和至少一個(gè)較大的外部圓周脊部，每一個(gè)外部圓周脊部均環(huán)繞所述內(nèi)部圓周脊部。所述彈性密封部件還可以包括包圍所述第二面上的所述孔徑的至少兩個(gè)圓周脊部。所述彈性密封部件可以包括安置在每一相鄰對(duì)圓周脊部之間的通道。所述孔徑可以是錐形。
[0013]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種包括如上所述的彈性密封部件和剛性框架的接口密封組合件，所述彈性密封部件成型到所述剛性框架中。所述剛性框架可以包括一個(gè)或多個(gè)澆口，所述密封部件通過將所述彈性材料保持在所述一個(gè)或多個(gè)澆口內(nèi)而與所述剛性框架接合。所述剛性框架可以包括印刷電路板。所述剛性框架可以包括一個(gè)或多個(gè)電接觸端子。所述彈性密封部件的所述第一面可以突出在所述剛性框架的上面上。
[0014]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種包括如上文界定的接口密封組合件的燃料盒。所述燃料盒可以具有包括在所述盒內(nèi)的流體燃料源和從所述流體燃料源延伸到所述盒的接合表面的燃料流動(dòng)路徑，所述燃料流動(dòng)路徑延伸到并穿過所述彈性密封部件中的所述孔徑，所述彈性密封部件的所述第一面形成所述盒的所述接合表面的一部分。所述接合表面還可以包括包圍所述彈性密封部件的剛性接合板。由所述彈性密封部件界定的所述接合表面的部分可以凹陷在由所述剛性接合板界定的所述接合表面的一部分下方。所述燃料盒還可以包括安置在所述燃料流動(dòng)路徑內(nèi)的一對(duì)閥門，所述閥門經(jīng)配置使得所述燃料流動(dòng)路徑被阻斷，除非兩個(gè)閥門均被致動(dòng)。所述閥門可以從所述盒的所述接合表面機(jī)械地致動(dòng)。所述閥門可以是提升閥，其均被配置來可在腔室內(nèi)軸向移位以便使得流體流能夠通過延伸在提升閥腔室之間的橋腔從所述盒中的所述流體燃料源到所述彈性密封部件中的所述孔徑。
[0015]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種包括如上文界定的接口密封組合件的燃料電池設(shè)備。
[0016]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種再調(diào)節(jié)燃料盒的方法。
[0017]所述燃料盒具有主體和包括成型到剛性框架上的彈性密封部件的接口密封組合件，所述彈性密封組合件具有第一面和第二面以及延伸在所述第一面與所述第二面之間的孔徑，所述孔徑形成從所述盒到由所述第一面界定的外部接口的燃料流動(dòng)路徑的部分，且所述第二面界定到所述燃料盒的內(nèi)部部分的密封件，
[0018]所述方法包括以下步驟:
[0019]通過從所述盒主體拆除所述剛性框架移除所述接口密封組合件；
[0020]將新的接口密封組合件附接到所述盒主體，借此更換由所述彈性密封部件的所述第一面和所述第二面界定的所述密封件。
[0021]補(bǔ)充所述燃料盒內(nèi)的燃料源。
[0022]所述剛性框架可以包括上面具有電接觸件的電路板組件，其中移除所述接口密封組合件的所述步驟包括同時(shí)移除耦接到其的電接觸件，且附接新的接口密封組合件的所述步驟包括同時(shí)附接新的電接觸件。
[0023]現(xiàn)在將借助于實(shí)例并參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:
[0024]圖1示出了并有接口密封組合件的燃料盒的示意透視圖，其中盒主體被示為與盒頭部分尚;
[0025]圖2示出了圖1的盒頭部的示意透視分解圖；
[0026]圖3示出了圖1的盒頭部的示意橫截面圖；
[0027]圖4示出了圖1到3的盒頭部的接口密封組合件的示意透視圖；
[0028]圖5示出了圖4的接口密封組合件的示意橫截面圖；且
[0029]圖6示出了根據(jù)權(quán)利要求3所述的耦接到燃料電池組合件的元件的盒頭部的示意橫截面圖。
[0030]遍及本說明書，關(guān)于諸如“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”以及其任何形容詞和副詞派生詞的相對(duì)定向和位置的描述符是在如圖中展示的組件的定向的意義中使用。然而，這些描述符決無限制于所描述或本發(fā)明的預(yù)期使用的意圖。
[0031]圖1示出了適用于與燃料電池設(shè)備一起使用的流體燃料的生產(chǎn)和/或存放的燃料盒I。燃料盒I具有盒體2和盒頭部3。盒體2可以包括任何適當(dāng)類型的氫氣產(chǎn)生器或氫氣存放器。實(shí)例包括諸如使用金屬氰化物或其它氫氣吸收介質(zhì)作為氫氣貯存器的可再填充氫氣存放器或諸如使用堿金屬硅化物和水以產(chǎn)生反應(yīng)所需的氫氣的氫氣產(chǎn)生器。然而，可以考慮任何適當(dāng)?shù)牧黧w燃料源、尤其是可用于供應(yīng)燃料電池的氣態(tài)燃料源。
[0032]盒頭部3具有適用于接合燃料電池設(shè)備(未示出)的上表面4。上表面4包括提供與燃料電池設(shè)備的機(jī)械和流體密封接合兩者的接合表面5。接合表面5包括彈性密封部件7的夕卜(暴露)面6和剛性接合板9的外面8。剛性接合板9優(yōu)選地由適當(dāng)金屬形成，且更優(yōu)選地由高度導(dǎo)通磁通量的金屬(例如，鐵制材料)形成。剛性接合板9可以借助于螺釘或使用螺釘孔15的其它固定組件固定到盒頭部3。
[0033]上表面4還可以包括成形部分10，其包括側(cè)壁11和軸肩12以在將盒與燃料電池設(shè)備接合時(shí)提供引導(dǎo)和定位。上表面4必要時(shí)還可以包括與盒內(nèi)的電子組件電通信的一組電接觸端子13。這些電子組件可以包括用于存儲(chǔ)盒識(shí)別數(shù)據(jù)、填充數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。在其它盒類型中，電子組件可以包括用于操作盒的內(nèi)部功能的控制組件(諸如閥門和致動(dòng)器)。
[0034]然而，在本實(shí)例中，燃料盒I具有可從盒的上表面4機(jī)械地操作、位于孔徑14中的提升閥，且不需要電操作致動(dòng)器和閥門。
[0035]圖2更詳細(xì)地示出了盒頭部3，其具有呈分解形式的選定組件。盒頭部3包括界定提升閥孔徑14的上歧管20、充當(dāng)從盒體2向上延伸到支撐平臺(tái)22的燃料流動(dòng)路徑的端口 21。支撐平臺(tái)22接收并支撐接口密封組合件23。上歧管20可以由諸如鋁的耐磨材料制成。接口蓋24提供成形部分10，其包括頭部3的側(cè)壁11和軸肩12。接口蓋可以由剛性塑料材料制成。
[0036]印刷電路板25耦接到并保持電接觸端子13，且可以包括諸如集成到其中的存儲(chǔ)器芯片的其它電組件。印刷電路板25具有接收接口密封組合件23的中心切口。接口密封組合件23包括具有提升閥孔徑14的剛性框架26和隨后更詳細(xì)地描述的彈性密封部件27。接口密封組合件23必要時(shí)可整體地形成到印刷電路板25中作為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。
[0037]—對(duì)磁鐵28可被安置在剛性接合板9下方以當(dāng)盒I耦接到燃料電池設(shè)備或其它燃料消耗設(shè)備時(shí)充當(dāng)保持機(jī)構(gòu)。在這種情況中，剛性接合板9將由適當(dāng)材料制成以允許磁通量傳遞到燃料消耗設(shè)備上的相鄰組件。替代地，可以使用任何其它