CN1846323A - 用于对带有燃料电池的电子单元进行再充填的再充填装置 - Google Patents

Abstract

一种燃料盒用于将被用作燃料的甲醇或甲醇/水再充填到带有燃料电池的电子单元内。该燃料盒包括一个连接装置，而该连接装置又包括：一个可轴向滑动的筒体(4)，该筒体具有一个上端，该上端通过第一密封件(3)以密封方式穿过构成燃料容器的燃料盒之内壁(2)；沿筒体进行设置的燃料通道，燃料孔(5)设置在距筒体上端具有不同距离的至少两个位置上，当筒体处于外部位置上时，这些孔都定位于燃料盒的内壁外侧；一个第二密封件(6)，其设置在筒体的下端并对一个穿过燃料盒外壁的孔进行密封；一个弹簧(8)，该弹簧按照下述方式设置在筒体周围：第一密封部件以密封方式抵靠在燃料盒的内壁上，第二密封部件以密封方式抵靠在燃料盒的外壁上，从而使燃料通道保持在关闭状态下。当筒体沿轴向朝内部位置移动时，弹簧会同时受到压缩，这样，燃料通道就会被打开并从燃料容器通向连接装置的外部。

Description

用于对带有燃料电池的电子单元进行再充填的再充填装置

技术领域

本发明涉及一种用于将甲醇或甲醇/水作为燃料再充填到带有燃料电池的电子单元中的燃料盒，其中燃料电池利用所述燃料产生动力，以使电子单元工作。该燃料盒具有防泄漏、防止擅自打开和防止儿童意外打开的特征。本发明还涉及到所述的电子单元及用于该电子单元中的燃料容器。燃料盒、电子单元及燃料容器安装有一个连接装置，该连接装置可使该电子单元具有防止燃料泄漏、防止擅自打开及防止儿童意外接触到燃料的特性。

背景技术

现在，燃料电池已经成为一种用于将电力传送给电子单元和其它需要电力进行操作的部件的替代品。目前已经存在有许多种燃料电池，例如将氢用作燃料的“聚合物交换膜”(PEM)燃料电池和将甲醇用作燃料的“直接甲醇燃料电池”(DMFC)。

甲醇由于其高浓度的氢而被用作燃料电池的最佳燃料，甲醇可在低温下重新成形，它在常温下为液体，容易生物降解，而且可用矿物材料和生物材料制成甲醇。虽然甲醇具有许多优选的特性，但是甲醇易于燃烧，而且对人类和其它有机物而言是有毒的。如果在消费市场上统统将甲醇用作燃料，那么必须提供足够的安全保护来防止燃料的意外暴露和泄漏。

因此，出于上述的目的，目前需要提供能够防止意外暴露和泄漏、从而提高安全性的装置。

发明内容

上述的需求可通过本发明而得以满足：本发明提供一种用于将作为燃料的甲醇或甲醇/水再充填到带有燃料电池的电子单元中的燃料盒，该燃料盒由权利要求1的方案形成，并具有卓越的性能。本发明还提供一种具有权利要求5所述之结构和区别特征的电子单元。此外，本发明还提供一种具有权利要求10所述之结构和区别特征的燃料容器。

利用根据本发明的燃料盒、电子单元和燃料容器，通过采用一种用于将燃料盒与电子单元的燃料容器连接起来的新型连接装置可以达到一些有益的性能。

对于术语“第一密封部件”而言，其可理解为所有能够实现预期功能的密封件，例如板、球形帽、球缺、球形或锥形部件或其它能够以密封方式抵靠在燃料盒内壁上的部件。但为简单起见，最好采用板。

对于术语“第二密封部件”而言，其可被理解为所有能够实现预期功能的密封件，例如，锥形部件、球形帽、球缺、球体、板或其它能够以密封方式抵靠在燃料盒外壁上的部件。但是，沿相反方向定位的锥形件是最佳的，因为在防止擅自打开、防止燃料泄漏和对位方面，其具有非常好的性能。

对于术语“筒体”而言，其可被理解为所有可穿过燃料盒内壁上的开口沿轴向移动一定距离的细长形主体，其中在一内部位置，该筒体的燃料通道是打开的，而在一外部位置，该筒体的燃料通道是关闭的。该通道可以是设置在该筒体上的一个孔，或者，该筒体可以是一个上端封闭、下端最好也封闭、而且在管壁上设置有多个燃料孔的中空管体。因此，设置在该筒体上的通道可以被视为流体联通孔。为简化加工工艺，最好采用中空的筒体。

连接装置优选设置在燃料盒内，而且在距开口有一定距离的位置上被燃料盒的外壁所包围，目的是提高防止意外打开的安全性。对于燃料容器而言，也可以采用类似的结构。但是，需要被连接起来的那些单元具有匹配的尺寸，使得连接装置上的外壁或外管能够彼此套装在一起，优选通过螺纹连接套装在一起。在存放或操作过程中，匹配的防护帽被拧到该连接装置上，这样就有三重防漏机构。

附图说明

图1示出了用于添加甲醇或其它燃料的燃料盒的剖面，该剖面示出了以根据本发明的出口设备之形式存在的连接装置；

图2示出了图1所示的燃料盒及其出口部件和一个入口部件形式的连接装置，该连接装置例如可用于将燃料容器连接到电子单元内；

图3示出了根据本发明之连接装置的连接方式。

具体实施方式

现参照图1，图中示出了根据本发明容纳有甲醇的燃料盒1。具体而言，图中示出了燃料盒的内壁2，穿过该内壁2设置有一个孔，中空圆筒4穿过所述孔，板3位于筒体上端。在该圆筒的周围设置有一个弹簧8，该中空的圆筒设置有至少两个或两组孔5，这些孔设置在距圆筒上端具有不同距离的位置上。当该圆筒处于外部位置上时，孔5位于燃料盒内壁的外侧。在圆筒的下端，设置有一个沿相反方向定位的锥形件6，该锥形件以密封方式抵压在一个沿相反方向定位并构成燃料盒壁7一部分的锥形件。在锥形结构的顶点处设置有一个孔，在所述孔的下方设置有一个按照下述方式进行设置的管道或流道：使得该孔位于管道或流道的端部。推杆10设置在锥形件之顶点的下方。弹簧8按照下述方式实施挤压：使得板3能够以密封方式抵压在燃料盒的内壁2上。该弹簧还以类似方式将锥形件6以密封方式抵压在锥形结构7上。在密封表面上设置有密封材料，例如能够与燃料共存的弹性体材料，在图中，这些密封材料是用最密的阴影示出的材料。

这样，燃料盒1内的燃料就被两个密封屏障包围起来，即被介于板3与燃料盒内壁2之间的密封件和位于锥形部件6与构成燃料盒之一部分的锥形结构7之间的密封件所包围。但是，中空的圆筒4可沿轴向滑动。如果另外一个推杆从下方穿过管道朝锥形件6的顶点上移，那么它将撞击到推杆10并沿着朝向燃料盒中心的方向对推杆10、锥形件、圆筒进行轴向顶推。如果有足够的位移量，那么设置在中空圆筒4内的上边那组孔或上孔将按照下述方式进行移动：使得所述的孔变成燃料可以通过其从燃料盒的内部流入到中空圆筒4内的开口。燃料可从中空圆筒的内部经所述两组孔的下面一组穿过中空圆筒壁流出，而且沿着通过使锥形件6相对锥形结构7向上移动而形成的空间继续流动并经穿过锥形结构之顶点的开口流出，然后经设置在下方的管道继续流出。

现参照图2，图中示出了燃料盒及设置在待连接单元上的出口部件和相应的入口部件。该单元是一个带有燃料箱的电子单元，其中燃料容器用于存放燃料，而燃料则用于在燃料电池中产生电子单元操作所需的电力。出口部件和入口部件基本上相同，但如上所述，如图所示，需要设置另外一个推杆。上述的那个或那些推杆可按照下述方式设置在出口部件或/和入口部件上：使得推杆的组合长度能够令从每个单元流过的流量达到上述的程度。具体而言，当处于连接状态下时，例如通过螺纹连接，所述带有多个孔的中空圆筒、密封表面及锥形件的位移应该使设置在每个圆筒上的其中一组孔分别进入到相应燃料容器中，而另一组孔则位于外部，这样，流体就能够从一个容器联通到另一容器，即令燃料盒与设置在电子单元内的燃料箱相联通。

在图3中，进一步示出了燃料的连接和流动。甲醇从燃料盒流向燃料箱，而空气则沿相反的方向流动。甲醇的流动用箭头表示。该燃料盒按照下述方式固定到燃料箱上：使燃料不会泄漏到连接部分之外。原则上讲，除了推杆、外壁及待连接的管道/流道之外，所有的连接装置都是相同的。

在一个优选实施例中，推杆从圆筒的下端穿过燃料盒外壁上的开口以一定的距离延伸到下方的管道内，其中，该推杆的长度按照下述方式进行选取：通过与设置在被连接单元的连接装置上并具有相应结构的推杆配合在一起，从而一起在两连接装置内产生了足够的位移，以使燃料能够从燃料盒内流入到与第二单元之连接装置相连接的燃料容器内。这样就可以得到一个典型的推杆实施例。

燃料盒和燃料容器优选设置有一个设置在各自连接装置上的保护帽。例如，连接装置本身优选被加工有一个保护帽，例如该保护帽可包括连接螺纹，例如设置在其中一个连接装置上的外螺纹和设置在相应连接装置上的内螺纹。所有的容器，即燃料盒和位于电子单元内的燃料容器，优选设置有双层壁并由防火花的可再利用材料例如不锈钢制成。

电子单元可以选自移动电话、电脑、计算单元、照相机、记录单元和其它电动单元。

这些燃料容器可按照能够利用根据本发明的燃料盒实现再充填的方式整体形成在电子单元内，或者将其安装到电子单元内。

Claims (13)

1.一种燃料盒，用于将被用作燃料的甲醇或甲醇/水充填到带有燃料电池的电子单元内，该燃料盒为防止燃料泄漏、防止擅自打开和防止儿童接触的燃料容器，其特征在于：

所述燃料盒包括连接装置，该连接装置包括：

可轴向滑动的筒体，该筒体具有一个上端，该上端通过第一密封件以密封方式穿过构成燃料容器的燃料盒内壁，

沿着所述筒体布置的燃料通道，有燃料孔设置在距所述筒体上端具有不同距离的至少两个位置处，当所述筒体处于一外部位置时，这些孔都定位于燃料盒内壁外侧，

第二密封件，其设置在所述筒体的下端并密封抵靠一个穿过燃料盒外壁的孔，

弹簧，该弹簧按照下述方式设置在所述筒体周围：即，第一密封部件以密封方式抵靠在燃料盒内壁上，第二密封部件以密封方式抵靠在燃料盒外壁上，从而使燃料通道保持在关闭状态下；当所述筒体沿轴向朝一内部位置移动时，所述弹簧会受到压缩，使得燃料通道就会被打开而从所述燃料容器通向所述连接装置之外，

可选择的管道或流道，其垂直地设置在穿过燃料盒外壁的所述开口的下方，

可选择的推杆，该推杆设置在所述筒体的下端并穿过位于燃料盒外壁上的所述开口或位于该开口下方，而且延伸进入所述可选择的管道一定距离。

2.根据权利要求1的燃料盒，其特征在于，所述连接装置包括：

中空筒体，该筒体具有一个上端，该上端以密封方式穿过燃料盒内壁，该筒体可以穿过燃料盒内壁在燃料盒内滑动，其中燃料盒内壁构成了所述燃料容器，

一个板，该板设置在所述中空筒体的上端上并向外延伸，而且密封抵靠在燃料盒内壁的内侧，

多个孔，这些孔穿过所述中空筒体的壁设置并且在距该中空筒体之上端具有不同距离的至少两个位置处，

倒置的锥形件，该锥形件的基部设置在中空筒体的下端，并向外密封抵靠在构成燃料盒外壁一部分的倒置锥形结构，

按照下述方式设置在中空筒体周围的弹簧：即，使得所述的板以密封方式抵靠在燃料盒的内壁上，所述锥形件以密封方式抵靠在所述锥形结构上，

可选择的管道或流道，其垂直地设置在所述锥形结构的顶点下方并位于穿过该锥形结构之顶点而形成的开口的下方，

可选择的推杆，该推杆穿过设置在锥形结构之顶点处的所述开口从所述锥形件的顶点以一定的距离延伸到所述可选的管道内。

3.根据权利要求1或2的燃料盒，其特征在于：由对燃料具有耐受性的弹性体材料制成的密封材料设置在密封部件上，例如设置在用于对燃料盒内壁进行密封的所述板和用于对锥形结构进行密封的锥形结构上。

4.根据权利要求2或3的燃料盒，其特征在于：推杆穿过位于燃料盒外壁上的孔设置在筒体的下端并以一定距离延伸到设置在下方的管道内，推杆的长度按照下述方式进行选取：即，通过与待连接单元连接，位于待连接单元的连接装置上并具有相应结构的推杆与上述的第一推杆一起在两连接装置内产生足够的位移，从而使燃料能够从燃料盒内流入到一个与其它单元之连接装置相连接的燃料容器内。

5.一种带有燃料电池的电子单元，所述燃料电池将甲醇或甲醇/水用作燃料以产生使电子单元进行操作所需的电力，其特征在于：所述单元包括一连接装置或带有该连接装置的燃料容器，该连接装置包括：

可轴向滑动的筒体，该筒体具有一个上端，该上端通过第一密封件以密封方式穿过构成所述燃料容器的燃料盒之内壁，

沿着所述筒体布置的燃料通道，有燃料孔设置在距所述筒体上端具有不同距离的至少两个位置处，当所述筒体处于一外部位置时，这些孔都位于燃料盒的内壁外侧，

第二密封件，其设置在所述筒体的下端并密封抵靠穿过燃料盒外壁的孔，

弹簧，该弹簧按照下述方式设置在所述筒体周围：即第一密封部件以密封方式抵靠在燃料盒的内壁上，第二密封部件以密封方式抵靠在燃料盒的外壁上，从而使燃料通道保持在关闭状态下；当筒体沿轴向朝一内部位置移动时，弹簧会受到压缩，燃料通道就会被打开而从燃料容器通向连接装置之外，

可选择的管道或流道，其垂直地设置在穿过燃料盒外壁的所述开口下方，

可选择的推杆，该推杆设置在所述筒体的下端并穿过设置在燃料盒外壁上的所述开口或位于该开口下方，而且以一定的距离延伸到所述可选择的管道内。

6.根据权利要求5的单元，其特征在于，所述连接装置包括：

中空筒体，该中空筒体具有一个上端，该上端以密封方式穿过一个内壁，该中空筒体穿过所述内壁并可在其中滑动，所述内壁构成了所述燃料容器，

一个板，该板设置在中空筒体的上端并向外延伸，而且密封抵靠所述内壁的内侧，

多个孔，这些孔穿过中空筒体壁设置在距该中空筒体之上端具有不同距离的至少两个位置处，

一个倒置的锥形件，该锥形件的基部设置在中空筒体的下端并向外密封抵靠构成燃料盒外壁一部分的倒置锥形结构，

按照下述方式设置在筒体周围的弹簧：即，使得所述的板以密封方式抵靠在燃料盒的内壁上，所述锥形件以密封方式抵靠在所述锥形结构上，

可选择的管道或流道，其沿垂直方向设置在所述锥形结构的顶点下方并位于穿过该锥形结构之顶点而形成的开口下方，

可选择的推杆，该推杆穿过设置在所述锥形结构之顶点处的开口从所述锥形件的顶点以一定的距离延伸到所述的可选择的管道内。

7.根据权利要求5或6的燃料盒，其特征在于：由对燃料具有耐受性的弹性体材料制成的密封材料设置在密封部件上，例如设置在用于对燃料盒内壁进行密封的板和用于对锥形结构进行密封的锥形件上。

8.根据权利要求6或7的单元，其特征在于：一个推杆穿过位于所述外壁上的孔从所述筒体的下端以一定距离延伸到设置在下方的管道内，该推杆的长度按照下述方式进行选取：通过与待连接单元连接，位于待连接单元的连接装置上并具有相应结构的推杆与上述的第一推杆一起在两连接装置内产生足够的位移，从而使燃料能够得以输送。

9.根据权利要求5至8之一的单元，其特征在于：所述电子单元可以选自移动电话、电脑、计算单元、照相机、记录单元和其它电动单元。

10.用于电子单元上的燃料容器，其特征在于，其包括一个连接装置，该连接装置包括：

可轴向滑动的筒体，该筒体具有一个上端，该上端通过第一密封件以密封方式穿过构成所述燃料容器的燃料盒之内壁，

沿着所述筒体布置的燃料通道，有燃料孔设置在距所述筒体上端具有不同距离的至少两个位置处，当所述筒体处于一外部位置时，这些孔都位于燃料盒的内壁外侧，

第二密封件，其设置在所述筒体的下端并密封抵靠穿过燃料盒外壁的孔，

弹簧，该弹簧按照下述方式设置在所述筒体周围：即第一密封部件以密封方式抵靠在燃料盒的内壁上，第二密封部件以密封方式抵靠在燃料盒的外壁上，从而使燃料通道保持在关闭状态下；当筒体沿轴向朝一内部位置移动时，弹簧会受到压缩，燃料通道就会被打开而从燃料容器通向连接装置之外，

可选择的管道或流道，其垂直地设置在穿过燃料盒外壁的所述开口下方，

可选择的推杆，该推杆设置在所述筒体的下端并穿过设置在燃料盒外壁上的所述开口或位于该开口下方，而且以一定的距离延伸到所述可选择的管道内。

11.根据权利要求10的容器，其特征在于，所述连接装置包括：

中空筒体，该中空筒体具有一个上端，该上端以密封方式穿过一个内壁，该中空筒体穿过所述内壁并可在其中滑动，所述内壁构成了所述燃料容器，

一个板，该板设置在中空筒体的上端并向外延伸，而且密封抵靠所述内壁的内侧，

多个孔，这些孔穿过中空筒体壁设置在距该中空筒体之上端具有不同距离的至少两个位置处，

一个倒置的锥形件，该锥形件的基部设置在中空筒体的下端并向外密封抵靠构成燃料盒外壁一部分的倒置锥形结构，

按照下述方式设置在筒体周围的弹簧：即，使得所述的板以密封方式抵靠在燃料盒的内壁上，所述锥形件以密封方式抵靠在所述锥形结构上，

可选择的管道或流道，其沿垂直方向设置在所述锥形结构的顶点下方并位于穿过该锥形结构之顶点而形成的开口下方，

可选择的推杆，该推杆穿过设置在所述锥形结构之顶点处的开口从所述锥形件的顶点以一定的距离延伸到所述的可选择的管道内。

12.根据权利要求10或11的容器，其特征在于：由对燃料具有耐受性的弹性体材料制成的密封材料设置在密封部件上，例如设置在用于对燃料盒内壁进行密封的板和用于对锥形结构进行密封的锥形件上。

13.根据权利要求11或12的容器，其特征在于：一个推杆穿过位于所述外壁上的孔从所述筒体的下端以一定距离延伸到设置在下方的管道内，该推杆的长度按照下述方式进行选取：通过与待连接单元连接，位于待连接单元的连接装置上并具有相应结构的推杆与上述的第一推杆一起在两连接装置内产生足够的位移，从而使燃料能够得以输送。