CN1440089A - 双燃料电池组的气体连接结构 - Google Patents
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Abstract
一种双燃料电池组的气体连接结构由“金属－空气”电池和氢氧燃料电池之间的气体通道及气体通道连接件组成，气体通道一端由气体通道连接件连接在“金属－空气”燃料电池盖上，气体通道另一端固定连接在氢氧燃料电池的氢气燃料输入口上，“金属－空气”电池放电过程中产生的氢气送入氢氧燃料电池中再次使用，充分利用了电池能源，节约了电池燃料。
Description
一.技术领域
本发明涉及一种双燃料电池组的气体通道连接结构，尤其是由“金属—空气”燃料电池和氢氧燃料电池组成的双燃料电池组的气体通道连接结构。
二.背景技术
目前都是单独使用“金属—空气”燃料电池或氢氧燃料电池，没有充分利用“金属—空气”燃料电池发电时放出的氢气再次供氢氧燃料电池发电，造成了燃料利用不充分。
三.发明内容
本发明的目的是提供一种双燃料电池组的气体通道连接结构，双燃料电池组由“金属—空气”燃料电池和氢氧燃料电池组成。“金属—空气”电池在密闭容器内发电，释放出的氢气由气体通道连接结构送入氢氧燃料电池再次发电。
本发明的目的所采用的技术方案是：“金属—空气”燃料电池盖和壳体之间的结合部位有气体密封结构，气体通道一端连接在“金属—空气”燃料电池盖或壳体上，气体通道另一端固定连接在氢氧燃料电池的氢气燃料输入口上。在“金属—空气”燃料电池发电过程中产生的氢气被电池壳体的密封结构限定在壳体内，氢气通过气体通道连接件、气体通道送往氢氧燃料电池进行再次发电。
本发明与现有技术相比，由于“金属—空气”燃料电池有与氢氧燃料电池的氢气燃料输入口连接的气体通道，在“金属—空气”燃料电池发电产生的氢气通过气体通道供给氢氧燃料电池进行再次发电，电池燃料得到充分利用，节约燃料消耗。
四.附图说明
下面结合附图进一步说明本发明。
本发明有如下附图：
图1是“金属—空气”燃料电池和氢氧燃料电池之间的气体通道连接示意图。
图2是一种连接结构示意图
图3是“金属—空气”燃料电池的盖和壳体之间的密封结构剖视图。
图4是带气体开关阀的两只“金属—空气”燃料电池和氢氧燃料电池的气体通道连接结构示意图。
图5是两只“金属—空气”燃料电池和氢氧燃料电池的气体通道连接结构示意图。
图6是两只“金属—空气”燃料电池与氢氧燃料电池的气体通道连接结构示意图。
图7是一种最简单的连接结构剖视图。
图8是一种气体通道与电池直接连接结构剖视图。
图9是气体通道在“金属—空气”燃料电池端用螺栓连接的可拆卸接头的剖视图。
图10～图19是卡压式气体通道连接结构的剖视图、定位结构图和视向图。
图20是～图28是旋压式气体通道连接结构接头的剖视图、定位图和视向图。
图29是带自动换气阀的“金属—空气”燃料电池气体结构示意图。
图30～图35是自动换气阀接头的结构图。
图36是使用V形密封圈的旋压式气体通道接头的旋压盖结构图。
图38～图39是使用V形密封圈的带自动换气阀的气体通道接头的结构图。
图40是一种定位卡式接头结构图。
图中：(1)“金属—空气”燃料电池盖；(2)“金属—空气”燃料电池壳体；(3)气体通道；(4)气体通道连接件；(5)氢氧燃料电池；(6)氢氧燃料电池端板；(7)密封元件；(8)气阀；(9)储气罐；(10)固定连接通气杆；(11)连接座；(12)连接螺母；(13)连接球头座；(14)密封元件；(15)卡压片；(16)螺栓；(17)插入式密封通气杆；(18)定位弹簧调节螺钉；(19)定位弹簧；(20)定位体；(21)氢气阀压力弹簧；(22)氢气阀顶座(23)调节螺塞；(24)手柄弹簧；(25)凹槽螺塞；(26)定位手柄；(27)“金属—空气”燃料电池空气通道；(28)氢氧燃料电池空气通道；(29)旋压盖；(30)定位钢丝弹簧；(31)“金属—空气”燃料电池气室；(32)空气电极；(33)金属电极；(34)放气螺塞；(35)放气弹簧；(36)放气顶杆；(37)旋压通气杆；(38)放气旋压盖；(39)定位器壳；(40)定位通气杆；(41)定位螺塞；(42)弹簧；(43)定位舌；(44)排气阀；(45)盖扣；(46)定位器壳；(47)翼片。
五.具体实施方式
图1中：“金属—空气”燃料电池盖(1)与“金属—空气”燃料电池壳体(2)密封连接，气体通道(3)一端连接在“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上，气体通道(3)另一端固定连接在氢氧燃料电池(5)的氢气燃料输入口上。在“金属—空气”燃料电池发电过程中产生的氢气被电池壳体的密封结构限定在壳体内，产生的氢气通过气体通道送往氢氧燃料电池进行再次发电。
图2和图3中：“金属—空气”燃料电池盖(1)和“金属—空气”燃料电池壳体(2)由盖扣(45)扣合，“金属—空气”燃料电池盖(1)和“金属—空气”燃料电池壳体(2)之间有密元件(7)密封，使之不会漏气。气体通道(3)通过气体通道连接件(4)与“金属—空气”燃料电池气室连接，另一端与氢氧燃料电池端板(6)上的氢气进口连接。图3中的密封元件为密封圈、密封环、V性圈等。
图4中两只“金属—空气”燃料电池分别与气体通道连接件(4)连接并通过气阀(8)与气体通道(3)连接，气体通道(3)另一端与氢氧燃料电池连接。在气体通道(3)上接有储气罐(9)，“金属—空气”燃料电池盖(1)上还分别有一只气阀(8)作为放气用。对刚换的电池，打开排气阀(44)，再打开气阀(8)，储气罐(9)里的氢气进入“金属—空气”燃料电池内，将里面的空气吹出，然后关闭排气阀，这时，电池里几乎只有纯氢气，供应氢氧燃料电池(5)发电。
图5中：两只“金属—空气”燃料电池分别通过气体通道连接件(4)与气体通道(3)的一端连接，气体通道(3)另一端与氢氧燃料电池(5)连接。
图6中：两只“金属—空气”燃料电池分别通过气体通道连接件(4)与两支气体通道(3)的一端连接，两支气体通道(3)另一端分别与氢氧燃料电池(5)连接，在氢氧燃料电池内部，两支气体连接。
图7中：“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上有气体通道(3)的连接口，气体通道(3)直接连接在连接口上。这种结构适用于更换电池燃料时不须拆卸电池。
图8中：“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上连接固定连接通气杆(10)，气体通道(3)直接连接在固定连接通气杆(10)。氢氧燃料电池(5)的进气口也是相同的的结构。这种结构适用于更换电池的燃料时不拆卸电池的场合。
图9中，“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上连接连接座(11)，连接球头座(13)在连接螺母(12)的压紧环内，连接螺母(12)将连接球头座(13)压紧在连接座上的凹型结构内，气体通过连接座(11)和连接球头座(13)内的通孔送往气体通道(3)。这种结构密封效果好，气体通道(3)可以与“金属—空气”燃料电池拆卸开。
图10～图19中：密封元件(14)装在插入式密封通气杆(17)中的槽内，插入式密封通气杆(17)插入“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)的孔内，卡压片(15)一端由螺栓(16)铰接在“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上，与插入式密封通气杆(17)的杆配合的半圆形状将凸台压住，不会自行退出。图10～图11的结构没有定位结构，靠螺栓压紧的摩擦力定位；图12～图13的结构在卡压片(15)上的孔套在“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上的定位凸台上，起定位作用。图14～图16的结构中：“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)内的定位坑内定位弹簧(19)与定位体(20)弹性连接，在定位弹簧(19)的压力下，顶起定位体(20)，使其凸出“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)的平面，使定位片(15)定位。图17～图19的结构中：定位片上固定连接定位器，定位器由手柄弹簧(24)、凹槽螺塞(25)、定位手柄(26)装在定位器壳(46)内组成，定位手柄(26)装入定位器内，定位器由手柄弹簧(24)套在定位手柄(26)的杆上，凹槽螺塞(25)旋入定位器壳内固定。定位手柄(26)放入凹槽螺塞(25)的凹槽内，在手柄弹簧(24)的作用下，定位手柄(26)的舌伸入“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上的孔内，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“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上的孔，取消定位。
图15的插入式密封通气杆(17)带有自动气体开关，自动开关由调节螺塞(23)固定连接在插入式密封通气杆(17)的孔内，氢气阀顶座(22)的顶杆穿过调节螺塞(23)的中心孔，氢气阀压力弹簧(21)两端与孔底部和氢气阀顶座(22)接触连接，孔底部气孔通往气体通道(3)。取出时其弹力将氢气阀顶座(22)压在调节螺塞(23)的中心孔上并使之不漏气。装入时，“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)内的孔的底部将氢气阀顶座(22)的顶杆推入，气路接通。使用该结构可以取消图4中的气阀(8)。
图20～图28中：密封元件(14)与插入式密封通气杆(17)的凹槽配合装在“金属—空气”燃料电池盖(1)；或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔中，旋压盖(29)的孔套入插入式密封通气杆(17)，并由螺栓(16)固定连接在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)上。插入式密封通气杆(17)和旋压盖(29)有互相便于装入的斜面。插入式密封通气杆(17)装入后旋转一个角度，其翼片(47)被旋压盖(17)压住，使插入式密封通气杆(17)不会退出。在图23、图24中：螺栓(16)与定位钢丝弹簧(30)连接，定位钢丝弹簧(30)的定位头伸入旋压盖(29)的缺口内，插入式密封通气杆(17)的翼片上有定位缺口a，插入式密封通气杆(17)装入后旋转一个角度，定位钢丝弹簧(30)的定位头伸入插入式密封通气杆(17)翼片上的定位缺口a，起到定位作用。
图29中：气体通道连接件(4)的进气口与电池反应腔气体连接，排气口与“金属—空气”燃料电池气室(31)气体连接。进气口与各电池反应腔、“金属—空气”燃料电池气室(31)、排气口串联连接。新换电池后电池内的空气不利于氢氧燃料电池的利用，需排出。同时打开进、排气口，储气罐(9)中储存的氢气进入“金属—空气”燃料电池，从进气口至出气口，将空气基本吹尽，然后关闭排气口，进入正常发电状态。
在图30～图32中密封元件(14)装在插入式密封通气杆(17)的凹型结构内，并装在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔内，氢气阀顶座(22)的杆穿过调节螺塞(23)的孔并由伸出，氢气阀顶座(22)的杆的另一端与氢气阀压力弹簧(21)连接装在插入式密封通气杆(17)中心内，构成氢气进气阀气路开关。
图30～图32中：放气螺塞(34)装在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的螺孔内，并连接放气弹簧(35)、放气顶杆(36)，放气顶杆(36)的杆穿过“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔并伸出组成排气阀。
图34～图35显示了放气旋压盖(38)的结构和与放气顶杆(36)的相对位置，放气旋压盖(38)有4个进翼片槽口和4个档片，放气顶杆(36)在其中一个进翼片槽口的底部。图35中进翼片槽口的边沿有向内的凹型结构，插入式密封通气杆(17)在氢气阀压力弹簧(21)的作用下向上顶起，被凹型结构限定位置，起自动定位的作用。图35中：定位钢丝弹簧(30)与翼片顶部的凹型结构配合，起定位作用。
插入式密封通气杆(17)首先装入“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔内，密封元件(7)首先密封，其次是翼片接触放气顶杆(36)的杆，然后压下，使排气阀打开，接下来是进气阀的氢气阀顶座(22)的杆接触底部并打开，这时，储氢通过进气阀和底部的孔进入“金属—空气”燃料电池，将内部的空气由排气阀排出。旋转插入式密封通气杆(17)，翼片转过一个角度，排气阀的放气顶杆(36)弹起，排气阀关闭，电池内部的空气几乎排尽，进入正常发电状态输入氢氧燃料电池的是纯氢。
图33、图36中：，放气旋压盖(38)有4个进翼片槽口和4个档片，放气顶杆(36)在其中一个进翼片槽口的底部，螺钉(16)压接定位钢丝弹簧(30)，其定位钢丝弹簧(30)的定位头伸入旋压盖(29)的缺口内，插入式密封通气杆(17)的翼片上有定位缺口a，插入式密封通气杆(17)装入后旋转一个角度，定位钢丝弹簧(30)的定位头伸入插入式密封通气杆(17)翼片上的定位缺口a，起到定位作用。
图37、图40中密封元件由V形密封圈构成。放气旋压盖采用图35的结构。
图38～图39中：密封元件(14)固定在定位通气杆(40)的凹型结构内，并装入“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔中，定位通气杆(40)的身上连接翘片(44)，翘片(44)下有盘丝弹簧(45)，定位通气杆(40)的下斜面的凸台与定位舌(43)互相干涉，在定位器壳(39)内连接定位舌(43)、弹簧(42)、定位螺塞(41)。定位舌(43)弹出，限定定位通气杆(40)，取出时压下翘片(44)手柄，将定位舌压回定位器，拔出定位通气杆(40)；装入时直接插入即可。
图41、图42在氢氧燃料电池端板(6)上直接加工出氢气进气阀的结构图，
Claims (10)
1.一种双燃料电池组的气体连接结构由“金属—空气”电池和氢氧燃料电池之间的气体通道组成，其特征在于：气体通道一端由气体通道连接件连接在“金属—空气”燃料电池盖上，气体通道另一端固定连接在氢氧燃料电池的氢气燃料输入口上。
2.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：两只“金属—空气”燃料电池分别通过气体通道连接件(4)与两支气体通道(3)的一端连接，两支气体通道(3)另一端与氢氧燃料电池(5)连接，在氢氧燃料电池内部，两支气路连接。
3.由权利要球1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上有气体通道(3)的连接口，气体通道(3)直接连接在连接口上。
4.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上连接固定连接通气杆(10)，气体通道(3)直接连接在固定连接通气杆(10)，氢氧燃料电池(5)的进气口也是相同的的结构。
5.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上连接连接座(11)，连接球头座(13)在连接螺母(12)的压紧环内，连接螺母(12)将连接球头座(13)压紧在连接座上的凹型结构内。
6.由权利硬求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：密封元件(14)装在插入式密封通气杆(17)中的槽内，插入式密封通气杆(17)插入“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)的孔内，卡压片(15)一端由螺栓(16)铰接在“金属—空气”燃料电池盖(1)或壳体(2)上，卡压片(15)上有与插入式密封通气杆(17)的杆配合的形状。
7.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：密封元件(14)与插入式密封通气杆(17)的凹槽配合装在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔中，旋压盖(29)的孔套在与插入式密封通气杆(17)上，并由螺栓(16)固定连接在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)上，插入式密封通气杆(17)和旋压盖(29)有互相便于装入的斜面。
8.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：气体通道连接件(4)的进气口与电池反应腔气体连接，排气口与“金属—空气”燃料电池气室(31)气体连接，进气口与各电池反应腔、“金属—空气”燃料电池气室(31)、排气口串联连接。
9.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：密封元件(14)装在插入式密封通气杆(17)的凹型结构内，并装在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔内，氢气阀顶座(22)的杆穿过调节螺塞(23)的孔并由伸出，氢气阀顶座(22)的杆的另一端与氢气阀压力弹簧(21)弹性连接装在插入式密封通气杆(17)内，放气螺塞(34)装在“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的螺孔内，并连接放气弹簧(35)、放气顶杆(36)，放气顶杆(36)的杆穿过“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔并伸出，放气旋压盖(38)有4个进翼片槽口和4个档片，放气顶杆(36)在其中一个进翼片槽口的底部。
10.由权利要求1所述之一种双燃料电池组的气体连接结构，其特征在于：密封元件(14)固定在定位通气杆(40)的凹型结构内，并装入“金属—空气”燃料电池盖(1)或“金属—空气”燃料电池壳体(2)的孔中，定位通气杆(40)的身上连接翘片(44)，翘片(44)下有盘丝弹簧(45)，定位通气杆(40)的下斜面的凸台与定位舌(43)互相干涉，在定位器壳(39)内连接定位舌(43)、弹簧(42)、定位螺塞(41)。
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| CN02103063A CN1440089A (zh) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 双燃料电池组的气体连接结构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9768479B2 (en) | 2014-01-02 | 2017-09-19 | Phinergy Ltd. | Hybrid metal air system and method |
| CN110661062A (zh) * | 2018-06-28 | 2020-01-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 金属-水-空气电池 |
-
2002
- 2002-02-20 CN CN02103063A patent/CN1440089A/zh active Pending
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| CN110661062B (zh) * | 2018-06-28 | 2021-04-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 金属-水-空气电池 |
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |