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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsglied mit einem Filterglied. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Kupplungsglied mit einem Staubsammelteil zum Einfangen eines Teils des Staubes, der in einem Strömungsmittel enthalten ist, welches durch das Kupplungsglied läuft, bevor das Strömungsmittel durch das Filterglied läuft.
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Technischer Hintergrund
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Ein Brennstoffzellenfahrzeug hat beispielsweise eine Aufnahme (männliches Kupplungsglied) welche an einem Brennstofflieferteil des Fahrzeugkörpers angebracht ist. Die Aufnahme kann mit einer Düse (weibliches Kupplungsglied) gekoppelt werden, welche an einer Wasserstofflieferstation vorgesehen ist, welche Wasserstoff als Brennstoff liefert. Wenn die Brennstoffversorgung nicht ausgeführt wird ist die Aufnahme an ihrer stromaufwärts liegenden Öffnung mit einer Kappe verschlossen, um zu verhindern das Staub oder andere Verunreinigungen ins Innere der Aufnahme eintreten. Wenn die Düse an der Wasserstofflieferstation an der Aufnahme gekoppelt werden soll, wird jedoch die Kappe von der Aufnahme entfernt und die stromaufwärts liegende Öffnung und der Strömungsmitteldurchlass sind der Umgebungsluft ausgesetzt. Entsprechend können Staub oder Ähnliches ins Innere des Strömungsmitteldurchlasses eintreten. Außerdem kann etwas Staub oder Ähnliches an der Düse an der Wasserstofflieferstation anhaften. Weiterhin kann der Wasserstoff, der von der Wasserstofflieferstation geliefert wird, selbst Staub oder Ähnliches enthalten. Daher kann solcher Staub in dem Wasserstoff enthalten sein, der von der Wasserstofflieferstation durch den Kupplungskörper (Aufnahme bzw. Buchse) geliefert wird. Entsprechend ist die Aufnahme üblicherweise mit einem Filterglied versehen, um Staub aus dem Wasserstoff zu entfernen, der in den Fahrzeugkörper geliefert werden soll (Patentliteratur 1).
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Zitierungsliste:
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Patentliteratur:
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Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2014-202254
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei dem oben beschriebenen Kupplungsglied, welches ein Filterglied hat, sammelt sich Staub allmählich in dem Filtermedium des Filtergliedes, wenn das Kupplungsglied wiederholt verwendet wird. Daher wird es nötig, das Filterglied zu ersetzen, wenn das Kupplungsglied für eine gewisse Anzahl von Malen verwendet worden ist. Es ist jedoch üblicherweise nötig, das Kupplungsglied zu lösen und auseinander zu bauen, um das Filterglied zu ersetzen, was Zeit und Mühe erfordert und auch teuer ist, da ein neues Filtermedium benötigt wird. Daher ist es wünschenswert eine Verstopfung des Filtergliedes zu unterdrücken bzw. zu vermeiden, um dadurch den Austauschzyklus so weit wie möglich zu verlängern.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Bedingungen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kupplungsglied vorzusehen, welches konfiguriert ist, um Staub oder andere Verunreinigungen einzufangen, die in einem Strömungsmittel enthalten sind, bevor das Strömungsmittel ein Filterglied erreicht, wodurch die Menge an Staub oder Ähnlichem verringert wird, welche das Filtermedium des Filtergliedes erreichen.
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Lösung für das Problem
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Die vorliegende Erfindung sieht ein Kupplungsglied vor, welches die folgenden Elemente aufweist: einen Kupplungskörper mit einer stromaufwärts liegenden Öffnung, die konfiguriert ist, um ein Strömungsmittel aufzunehmen, weiter eine stromabwärts liegende Öffnung, die konfiguriert ist, um das aufgenommene Strömungsmittel auszulassen, und einen Strömungsmitteldurchlass, der sich von der stromaufwärts liegenden Öffnung zu der stromabwärts liegenden Öffnung in der Richtung einer Längsachse erstreckt; und ein Filterglied, welches in den Strömungsmitteldurchlass eingesetzt ist, um den Strömungsmitteldurchlass in einen stromaufwärts liegenden Vorfilterdurchlassabschnitt und einen stromabwärts liegenden Nachfilterdurchlassabschnitt aufzuteilen, wobei das Filterglied einen zylindrischen Teil hat, der sich in der Richtung der Längsachse erstreckt und einen Filterteil hat, wobei der zylindrische Teil einen stromabwärts liegenden Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes und einem stromaufwärts liegenden Teil des Nachfilterdurchlassabschnittes voneinander in radialer Richtung des zylindrischen Teils unterteilt, so dass Strömungsmittel, welches den stromabwärts liegenden Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes erreicht hat, durch den Filterteil des zylindrischen Teils in der radialen Richtung läuft, um in den stromaufwärts liegenden Teil des Nachfilterdurchlassabschnittes zu fließen. Der Strömungsmitteldurchlass hat einen Staubsammelteil, der mit dem stromabwärts liegenden Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes in Verbindung steht und in der Richtung der Längsachse von dem stromabwärts liegenden Teil zu einer Position näher an der stromabwärts liegenden Öffnung als der Filterteil des Filtergliedes verläuft, wobei der Staubsammelteil an einem stromabwärts liegenden Ende davon geschlossen ist.
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Wenn das Strömungsmittel, welches von der stromaufwärts liegenden Öffnung geliefert wird, durch den Filterteil von dem stromabwärts liegenden Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes geliefert wird um einen stromaufwärts liegenden Teil des Nachfilterdurchlassabschnittes zu erreichen, ändert sich in dem Kupplungsglied die Flussrichtung des Strömungsmittels von der Richtung der Längsachse zur radialen Richtung. Zu diesem Zeitpunkt wird Staub, der in dem Strömungsmittel enthalten ist, durch Trägheit dazu gezwungen, sich durch den stromabwärts liegenden Teil geradlinig in der Richtung der Längsachse zu bewegen. Folglich werden Staubpartikel mit einer relative großen Masse großen Trägheitskräften unterworfen und dazu gezwungen, sich weiter in der Richtung der Längsachse zu bewegen, ohne den Filterteil zu erreichen, trotzdem sie einer Kraft zu dem Filterteil hin unterworfen sind, und zwar von dem Strömungsmittel, welches seine Flussrichtung geändert hat, und diese Staubpartikel erreichen den Staubsammelteil, der hinter dem stromabwärts gelegenen Teil gelegen ist. Das heißt, ein Teil des Staubes, der in dem Strömungsmittel enthalten ist, läuft durch den Filterteil in die Richtung der Längsachse und wird in dem Staubsammelteil eingefangen. Entsprechend wird die Menge des Staubes, die den Filterteil erreicht, verringert, und der Filterteil kann nicht leicht verstopft werden. Es ist daher möglich, den Austauschzyklus des Filtergliedes zu verlängern.
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Vorzugsweise kann die Anordnung wie folgt sein. Das Filterglied hat einen stromaufwärts gelegenen Verschlussteil, der ein stromaufwärts liegendes Ende des zylindrischen Teils verschließt. Der stromabwärts liegende Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes ist ein Durchlass mit einem ringförmigen Querschnitt, der zwischen einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils des Filtergliedes und der Umfangswandfläche des Strömungsmitteldurchlasses angeordnet ist, und der stromaufwärts liegende Teil des Nachfilterdurchlassabschnittes ist innerhalb des zylindrischen Teils des Filtergliedes angeordnet. Der Staubsammelteil ist eine ringförmige Ausnehmung, die in dem Kupplungskörper ausgeformt ist.
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Insbesondere kann der Staubsammelteil einen ringförmigen Einlassteil haben, der mit dem stromabwärts gelegenen Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes in Verbindung steht und eine schmale radiale Breite hat, und einen ringförmigen Staubspeicherteil, der kontinuierlich bzw. übergehend mit dem Einlassteil vorgesehen ist und eine breitere radiale Breite hat als der Einlassteil.
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Somit hat der Staubsammelteil einen Einlassteil mit schmaler Breite und einen Staubspeicherteil mit breiter Breite, der nach dem Einlassteil angeordnet ist. Entsprechend ist es möglich, Staub, sobald er den Staubspeicherteil erreicht hat, davon abzuhalten, zurück aus dem Staubsammelteil durch den Einlassteil zu fließen, und der Staub kann in dem Staubsammelteil eingefangen gehalten werden.
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Vorzugsweise kann die Anordnung wie folgt sein. Der Kupplungskörper hat ein zylindrisches erstes Körperglied mit einer stromaufwärts liegenden Öffnung und einem Filtergliedaufnahmeraum, der mit der stromaufwärts liegenden Öffnung in Verbindung steht, und ein zweites Körperglied, welches zumindest teilweise in dem Filtergliedaufnahmeraum in dem ersten Körperglied aufgenommen ist, um das Filterglied in dem Filtergliedaufnahmeraum zu tragen und festzulegen. Der Staubsammelteil ist zwischen der Umfangswandfläche des Filtergliedaufnahmeraumes in dem ersten Körperglied und der Außenumfangsfläche des zweiten Körperglieds geformt.
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Alternativ kann die Anordnung wie folgt sein. Das Filterglied hat einen Einlassöffnungsteil, der an dem stromaufwärts liegenden Ende des zylindrischen Teils geöffnet ist, um mit der stromaufwärts liegenden Öffnung in Verbindung zu stehen, und einen stromabwärts liegenden Verschlussteil, welcher das stromabwärts liegende Ende des zylindrischen Teils verschließt. Der stromabwärts liegende Teil des Vorfilterdurchlassabschnittes ist innerhalb des zylindrischen Teils des Filterglieds angeordnet, und der stromaufwärts liegende Teil des Nachfilterdurchlassabschnittes ist außerhalb des zylindrischen Teils des Filterglieds angeordnet. Der Staubsammelteil steht in Verbindung mit dem stromabwärts liegenden Teil innerhalb des zylindrischen Teils und ist in dem stromabwärts liegenden Verschlussteil an einer Position näh,er an der stromabwärts liegenden Öffnung geformt als der Filterteil.
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Ausführungsbeispiele des Kupplungsgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten basierend auf den beigefügten Zeichnungen erklärt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht eines Kupplungsgliedes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Darstellung, welche einen Zustand zeigt, wo das in 1 gezeigte Kupplungsglied mit einer Düse an.einer Wasserstofflieferstation gekoppelt ist und Wasserstoff aus der Wasserstofflieferstation geliefert wird.
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Staubsammelteils des in 1 gezeigten Kupplungsgliedes.
- 4 ist eine Schnittansicht eines Kupplungsgliedes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Wie in 1 gezeigt, weist ein Kupplungsglied 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen zylindrischen Kupplungskörper 18 mit einem Strömungsmitteldurchlass 16 auf, der sich von einer stromaufwärts liegenden Öffnung 12 zu einer stromabwärts liegenden Öffnung 14 in einer Richtung einer Längsachse L erstreckt. Das Kupplungsglied 10 weist weiter ein Filterglied 20 auf, welches in dem Strömungsmitteldurchlass 16 eingesetzt ist. Das Kupplungsglied 10 ist eine Aufnahme (männliches Kupplungsglied) die an einem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht ist und als Wasserstofflieferanschluss verwendet wird. Das Kupplungsglied 10 hat einen Rohverbindungsteil 22, der in der stromabwärts liegenden Öffnung 14 geformt ist. Der Rohrverbindungsteil 22 ist mit einem Wasserstoffrohr verbunden, welches sich von einem Wasserstofftank erstreckt, der in dem Fahrzeugkörper angeordnet ist. Wie in 2 gezeigt, kann die stromaufwärts liegende Öffnung 12 mit einer Düse 1 (weibliches Kupplungsglied) zusammengepasst werden, die an dem äußeren Ende eines Wasserstofflieferschlauchs an der Wasserstofflieferstation vorgesehen ist. Das heißt, ein distales bzw. fern gelegenes Düsenende 2 der Düse 1 wird in einen Düseneinführungsteil 24 in der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 eingeführt, und ein Verriegelungselement 3 der Düse 1 ist in Eingriff mit einer Verriegelungselementeingriffsnut 26, die in einer Außenumfangsfläche 18a des Kupplungskörpers 18 geformt ist. Somit ist das Kupplungsglied 10 mit der Düse 1 gekoppelt.
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Der Kupplungskörper 18 weist ein zylindrisches erstes Körperglied 31, ein zweites Körperglied 32 und ein drittes Körperglied 33 auf. Das erste Körperglied 31 hat eine stromaufwärts liegende Öffnung 12, einen Düseneinführungsteil 24 und einen Filtergliedaufnahmeraum 28, der mit der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 in Verbindung steht. Das zweite Körperglied 32 ist teilweise in dem Filtergliedaufnahmeraum 28 angeordnet, um das Filterglied 20 in dem Filtergliedaufnahmeraum 28 zu tragen und festzulegen. Das dritte Körperglied 33 hat eine stromabwärts liegende Öffnung 14 und ist verschraubbar in Eingriff mit dem ersten Körperglied 31. Das zweite Körperglied 32 hat einen Klemmflanschteil 34, der radial nach außen vorsteht. Der Klemmflanschteil 34 ist zwischen einer Verriegelungsfläche 36 des ersten Körpergliedes 31 und einer Verriegelungsfläche 38 des dritten Körpergliedes 33 geklemmt, wodurch gestattet wird, dass das zweite Körperglied 32 an den ersten und dritten Körpergliedern 31 und 33 verriegelt wird. Es sei bemerkt, dass der Düseneinführungsteil 24 mit einer Vielzahl von Dichtungsringen 40 versehen ist, die so angeordnet sind, dass sie dichtend mit der Außenumfangsfläche des distalen bzw. ferngelegenen Düsenendes 2 der Düse 1 in Eingriff sind.
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Das Filterglied 20 ist ein zylindrisches Glied mit einem zylindrischen Teil 20a, der sich in der Richtung der Längsachse L erstreckt, mit einem stromaufwärts liegenden Verschlussteil 20b, der das stromaufwärts liegende Ende des zylindrischen Teils 20a verschließt, und mit einem Auslassöffnungsteil 20c an dem stromabwärts liegenden Ende des Filtergliedes 20. Das Filterglied 20 ist in entfernbarer Weise an dem Körperglied 32 angebracht, und zwar durch Gewindeeingriff eines Außengewindeteils 20d an dem stromabwärts liegenden Ende davon mit dem zweiten Körperglied 32. Der zylindrische Teil 20a ist mit einem Filterteil 20g versehen, der eine Vielzahl von radial verlaufenden Filterlöchern 20e und ein kreiszylindrisches Filterflächenelement 20f aufweist, welches die Filterlöcher 20e von radial außerhalb bedeckt. Das Filterglied 20 teilt den Strömungsmitteldurchlass 16 in dem Kupplungskörper 18 in einen stromabwärts liegenden Vorfilterdurchlassabschnitt 16a und einen stromabwärts liegenden Nachfilterdurchlassabschnitt 16b. Weiterhin sind ein stromabwärts liegender Teil 16c des Vorfilterdurchlassabschnitts 16a und ein stromaufwärts liegender Teil 16d des Nachfilterdurchlassabschnittes 16b von einander in radialer Richtung abgeteilt. Der stromabwärts liegende Teil 16c des Vorfilterdurchlassabschnittes 16a bildet einen Durchlass eines ringförmigen Querschnittes, der zwischen der Außenumfangsfläche 20h des zylindrischen Teils 20a des Filtergliedes 20 und der Umfangswandfläche 42 des Strömungsmitteldurchlasses 16 geformt ist, und der stromaufwärts liegende Teil 16d des Nachfilterdurchlassabschnittes 16b bildet einen Flusspfad, der innerhalb des zylindrischen Teils 20a des Filtergliedes 20 angeordnet ist. Somit sind der stromabwärts liegende Teil 16c des Vorfilterdurchlassabschnittes 16a und der stromabwärts liegende Teil 16c des Nachfilterdurchlassabschnittes 16b durch den Filterteil 20g des zylindrischen Teils 20a radial miteinander in Verbindung. Entsprechend fließt das Strömungsmittel, welches von der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 aufgenommen wird, durch den stromabwärts liegenden Teil 16c des Vorfilterdurchlassabschnittes 16a in der Richtung der Längsachse L und ändert seine Richtung auf radial nach innen an einer Position auf der Hälfte des Weges des stromabwärts liegenden Teils 16c, um durch den Filterteil 20g in der radialen Richtung zu laufen. Somit erreicht das Strömungsmittel den stromaufwärts liegenden Teil 16d des Nachfilterdurchlassabschnittes 16b und fließt in der Richtung der Längsachse L, um die stromabwärts liegende Öffnung 14 zu erreichen. Staub, der in dem Strömungsmittel enthalten ist, welches durch den Filterteil 20g läuft, wird in dem Filterflächenelement 20f gefangen, wenn das Strömungsmittel durch den Filterteil 20g läuft, und wird somit entfernt. Es sei bemerkt, dass in diesem Ausführungsbeispiel das Filterflächenelement 20f ein Glied aufweist, welches durch Weben eines Metalldrahtes zu einer Flächenelementform geformt wird. Jedoch kann das Filterflächenelement 20f aus anderen Filtermaterialien geformt sein, beispielsweise aus einem porösen Material.
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Der Vorfilterdurchlassabschnitt 16a hat, wie in 3 gezeigt, einen Staubsammelteil 44, der an einem Ende stromabwärts des stromabwärts liegenden Teils 16c vorgesehen ist. Der Staubsammelteil 44 ist eine ringförmige Ausnehmung, die zwischen der Umfangswandfläche 42 des Filtergliedaufnahmeraums 28 in dem ersten Körperglied 31 und der Außenumfangsfläche 46 des zweiten Körpergliedes 32 geformt ist. Der Staubsammelteil 44 hat einen ringförmigen Einlassteil 44a mit einer schmalen radialen Breite und in Verbindung mit dem stromabwärts liegenden Teil 16c des Vorfilterdurchlassabschnittes 16a und einen ringförmigen Staubspeicherteil 44b, der kontinuierlich bzw. übergehend mit dem Einlassteil 44a vorgesehen ist und eine breitere radial Breite hat als jene des Einlassteils 44a. Der Staubsammelteil 44 ist konfiguriert, um Staub, der in dem Strömungsmittel enthalten ist, einzufangen, wie später beschrieben wird. Bei dem Kupplungsglied 10 wird der Staubspeicherteil 44b mit großer Breite geformt, in dem eine ringförmige Nut 47 in der Außenumfangsfläche 46 des zweiten Körpergliedes 32 geformt wird. Jedoch kann der Staubspeicherteil 44b beispielsweise durch formen einer Nut in der Umfangswandfläche 42 des ersten Kupplungskörpers 18 geformt werden.
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Wie in 1 gezeigt, ist das zweite Körperglied 32 des Kupplungskörpers 18 weiter mit einem Rückschlagventil 48 versehen. Das Rückschlagventil 48 wird in Richtung der Längsachse L verschiebbar gehalten und wird zu der stromaufwärts liegenden Seite (links, wie in der Figur zu sehen) durch eine Feder 50 gedrückt, so dass eine Verschlussfläche 48a des Vorwärtsendes des Rückschlagsventils 48 gegen eine Ventilsitzfläche 52 des zweiten Körpergliedes 32 gedrückt wird. Wenn die Verschlussfläche 48a des vorderen Endes gegen die Ventilsitzfläche 52 gedrückt wird, um eine Zwischenöffnung 54 des Strömungsmitteldurchlasses 16 zu schließen, wie in 1 gezeigt, wird der Strömungsmitteldurchlass 16 geschlossen. Wenn, wie in 2 gezeigt, das Kupplungsglied 10 mit der Düse 1 an einer Wasserstofflieferstation gekoppelt wird, dann wird Wasserstoff in das Kupplungsglied 10 geliefert, und wenn ein Druck, der höher ist als ein vorbestimmtes Niveau, auf die stromaufwärts liegende Seite des Kupplungsgliedes 10 aufgebracht wird, wird das Rückschlagventil 48 zu der stromabwärts liegenden Seite verschoben (nach rechts, wie in der Figur zu sehen), und zwar gegen die Druckkraft der Feder 50. Das zweite Körperglied 32 hat eine Vielzahl von seitlichen Öffnungen 56, die so geformt sind, dass sie sich in radialer Richtung öffnen. Wenn ein seitlicher Verschlussteil 48b des Rückschlagventils 48 zu der stromabwärts liegenden Seite über die seitlichen Öffnungen 56 hinaus verschoben wird, werden die Zwischenöffnung 54 und die seitlichen Öffnungen 56 miteinander in Verbindung gebracht, und der Strömungsmitteldurchlass 16 stellt eine Verbindung zwischen der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 und der stromabwärts liegenden Öffnung 14 her. Somit wird gestattet, dass das Strömungsmittel, welches von der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 aufgenommen wird, zu der stromabwärts liegenden Öffnung 14 fließt. Das zweite Körperglied 32 hat weiter eine Rückdrucköffnung 60, die in einem stromabwärts liegenden Endteil 58 geformt ist. Durch die Rückdrucköffnung 60 wird der Druck an der stromabwärts liegenden Öffnung 14 auf eine hintere Endfläche 48c des Rückschlagventils 48 aufgebracht. Wenn der Druck an der stromabwärts liegenden Öffnung 14 höher als der Druck an der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 ist, wird folglich das Rückschlagventil 48 durch eine Druckkraft, die durch den Differenzdruck zwischen der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 und der stromabwärts liegenden Öffnung 14 erzeugt wird, zusätzlich zu der Druckkraft der Feder 50 gedrückt, um die Zwischenöffnung 54 zu schließen, wodurch ein Rückfluss aus der stromabwärts liegenden Öffnung 14 zu der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 verhindert wird.
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Wenn Staub in dem Strömungsmittel enthalten ist, welches von der stromaufwärts liegenden Öffnung 12 geliefert wird, bewegt sich bei dem Kupplungsglied 10 der Staub durch den Vorfilterdurchlassabschnitt 16a zusammen mit dem Strömungsmittel und erreicht den ringförmigen stromabwärts liegenden Teil 16c, der sich in der Richtung der Längsachse L erstreckt. In dem stromabwärts liegenden Teil 16c ändert das Strömungsmittel seine Flussrichtung auf radial nach innen, um radial durch den Filterteil 20g des Filtergliedes 20 in der radialen Richtung zu laufen, und es erreicht danach den Nachfilterdurchlassabschnitt 16b. Inzwischen wirkt Trägheit auf den Staub, der in dem Strömungsmittel enthalten ist, so dass der Staub dazu gezwungen wird, sich weiter geradlinig durch den stromabwärts gelegenen Teil 16c zu der stromabwärts liegenden Öffnung 14 zu bewegen (nach rechts, wie in der Figur zu sehen), und zwar in der Richtung der Längsachse L. Relativ große Staubpartikel sind großen Trägheitskräften unterworfen und laufen somit durch den stromabwärts liegenden Teil 16c in der Richtung der Längsachse L, obwohl sie einer Kraft unterworfen sind, die zu dem Filterteil 20g hin gerichtet ist, und zwar von dem Strömungsmittel, welches seine Flussrichtung geändert hat, und die Staubpartikel erreichen den Staubsammelteil 44 und werden darin gefangen. Der Staubsammelteil 44 weist den Einlassteil 44a mit geringer Breite und den Staubspeicherteil 44b mit großer Breite auf, wie oben erwähnt. Sobald der Staubspeicherteil 44b erreicht wird, kann der Staub entsprechend nicht einfach zurück zum stromabwärts liegenden Teil 16c durch den Einlassteil 44a mit geringer Breite zurückkehren.
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Wie in 4 gezeigt, hat ein Kupplungslied 110 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein erstes Körperglied 131, welches ein äußeres Glied 171 und ein inneres Glied 172 aufweist. Das innere Glied 171 ist koaxial innerhalb des äußeren Gliedes 172 angeordnet und verschraubbar mit dem äußeren Glied 172 in Eingriff, so dass das innere Glied 171 an der stromaufwärts liegenden Seite (linke Seite, wie in der Figur zu sehen) angebracht werden und davon gelöst werden kann. Das Kupplungsglied 110 hat weiter ein Filterglied 120 mit einem Einlassöffnungsteil 120c, der an dem stromaufwärts liegenden Ende eines zylindrischen Teils 120a geöffnet ist, um mit einer stromaufwärts liegenden Öffnung 112 in Verbindung zu kommen. Das Filterglied 120 hat weiter einen stromabwärts liegenden Verschlussteil 120b, der das stromabwärts liegende Ende des zylindrischen Teils 120a verschließt, und ein Filterflächenelement 120f, welches angeordnet ist, um von der Innenseite Filterlöcher 120e zu bedecken, die in dem zylindrischen Teil 120a geformt sind. Das Filterglied 120 ist in entfernbarer Weise an dem ersten Körperglied 131 befestigt, und zwar dadurch dass es verschraubbar mit dem inneren Glied 171 des ersten Körpergliedes 131 in Eingriff ist, und zwar durch einen Außengewindeteil 120d an dem stromaufwärts liegenden Ende davon. Das Filterglied 120 teilt einen Strömungsmitteldurchlass 116 in einen Vorfilterdurchlassabschnitt 116a und einen Nachfilterdurchlassabschnitt 116b. Ein stromabwärts liegender Teil 116c des Vorfilterdurchlassabschnittes 116a ist innerhalb des zylindrischen Teils 120a des Filtergliedes 120 angeordnet, und ein stromaufwärts liegender Teil 116d des Nachfilterdurchlassabschnittes 116b bildet einen ringförmigen Flusspfad, der außerhalb des zylindrischen Teils 120a des Filtergliedes 120 angeordnet ist. Ein Staubsammelteil 144 ist als eine Ausnehmung geformt, die in dem stromabwärts liegenden Verschlussteil 120b geformt ist, und zwar an einer Position näher an der stromabwärts liegenden Öffnung 114 als der Filterteil 120g, um mit dem stromabwärts liegenden Teil 116c innerhalb des zylindrischen Teils 120a in Verbindung zu treten. Das Filterglied 120 hat weiter einen Flanschteil 120i, der radial nach außen von dem zylindrischen Teil 120a hervorsteht. Der Flanschteil 120i weist in der Richtung der Längsachse L, zu einem Halteteil 174 der sich radial nach Innen von der Umfangswandfläche 142 des äußeren Gliedes 172 erstreckt, um die Verschiebung des Filtergliedes 120 zu der stromabwärts liegenden Öffnung 114 zu unterdrücken bzw. zu verhindern. Wenn beispielsweise Wasserstoff mit hohem Druck durch das Kupplungsglied 110 läuft, wird das Filterglied 120 einer großen Kraft in Richtung zu der stromabwärts liegenden Öffnung 114 in der Richtung der Längsachse L unterworfen. Wenn das Kupplungsglied 110 wiederholt verwendet wird, kann sich daher der Gewindeeingriff zwischen dem Filterglied 120 und dem inneren Glied 171 an dem Außengewindeteil 120d lösen, und das Filterglied 120 kann sich zu der stromabwärts liegenden Seite bewegen. Auch wenn der Gewindeeingriff sich löst, liegt der Flanschteil 120i in dieser Hinsicht an dem Halteteil 174 des äußeren Gliedes 172; daher kann das Filterglied 20 nicht weiter zu der stromabwärts liegenden Seite verschoben werden. Es sei bemerkt, dass der Flanschteil 120i mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 120j versehen ist, die sich dort hindurch in der Richtung der Längsachse L erstrecken, und zwar in einer Position radial innerhalb des Halteteils 174, so dass das Strömungsmittel durch die Durchgangslöcher 120j fließt.
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In dem Kupplungsglied 110 läuft das Strömungsmittel, welches von der stromaufwärts liegenden Öffnung 112 geliefert wird, durch den Vorfilterdurchlassabschnitt 116a in der Richtung der Längsachse L und erreicht den stromabwärts liegenden Teil 116c des Vorfilterdurchlassabschnittes 116a, der in dem Filterglied 120 ausgeformt ist. In dem stromabwärts liegenden Teil 116c ändert das Strömungsmittel seine Flussrichtung auf radial nach außen und läuft durch den Filterteil 120g des Filtergliedes 120, um den stromaufwärts liegenden Teil 116d des Naschfilterdurchlassabschnittes 116b zu erreichen. Wenn Staub in dem Strömungsmittel enthalten ist, bewegt sich zu diesem Zeitpunkt der Staub durch den Vorfilterdurchlassabschnitt 116a in der Richtung der Längsachse L, wobei er durch den Fluss des Strömungsmittels getragen wird, und er wird durch Trägheit dazu gezwungen sich weiter gradlinig in Richtung der Längsachse L zu bewegen. Relativ große Staubpartikel werden großen Trägheitskräften unterworfen und laufen somit durch den stromabwärts liegenden Teil 116c in der Richtung der Längsachse L, um den Staubsammelteil 144 zu erreichen. In dem Staubsammelteil 144 kollidieren die Staubpartikel mit dem stromabwärts liegenden Verschlussteil 120b, der den Staubsammelteil 144 bildet, und werden in dem Staubsammelteil 144 eingefangen.
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Das Kupplungsglied 110 ist konfiguriert um zu ermöglichen, dass das Filterglied 120 zusammen mit dem inneren Glied 171 gelöst wird, und zwar durch Lösen des inneren Gliedes 171 von dem äußeren Glied 172. Somit kann das Filterglied 120 gelöst werden, ohne das gesamte Kupplungsglied 110 von dem Fahrzeugkörper oder Ähnlichem zu lösen. Daher kann das Filterglied 120 leicht gereinigt und ersetzt werden. Weiterhin kann es nötig werden, dass Dichtungsringe 140, die in einem Düseneinführungsteil 124 angeordnet sind, auf Grund von Abnutzung oder Schaden, die bzw. der durch wiederholtes Anbringen und Lösen der Düse 1 verursacht werden, ersetzt werden müssen. In dieser Hinsicht kann das Ersetzen der Dichtungsringe 140 auch leicht ausgeführt werden, da die Dichtungsringe 140 auch zusammen mit dem inneren Glied 171 gelöst werden.
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Bei dem Kupplungsglied 10 (110) gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen wird ein Teil des Staubes, der in dem Strömungsmittel enthalten ist, nicht in dem Filterglied 20 (120) eingefangen, sondern in dem Staubsammelteil 44 (144); daher wird die Menge des in dem Filterglied 20 (120) eingefangenen Staubes entsprechend verringert. Entsprechend nimmt die Zeitdauer zu, die es dauert bis das Filterglied 20 (120) verstopft ist, und es wird möglich, den Austauschzyklus des Filtergliedes 20 (120) im Vergleich zu dem herkömmlichen Kupplungsglied zu verlängern.
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Das Kupplungsglied 10 (110) gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen wird in Verbindung mit dem Wasserstofflieferteil eines Brennstoffzellenfahrzeuges verwendet, wie oben erwähnt worden ist. Wasserstoff von einer Wasserstofflieferstation wird üblicherweise mit einem ultrahohen Druck von 70 mPA geliefert; daher wird Wasserstoff, der durch das Kupplungsglied 10 (100) läuft ungefähr auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Folglich erreichen auch Staubpartikel die nur mehrere Mikrometer klein sind den Staubsammelteil 44 (144) durch Trägheit, und eine gesteigerte Menge an Staub kann im Staubsammelteil 44 (144) gesammelt werden. Das Kupplungsglied 10 (110) ist insbesondere wirksam, wenn die Flussgeschwindigkeit des Strömungsmittels, welches durch den Strömungsmitteldurchlass 16 (116) läuft, hoch ist.
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Obwohl die vorausgegangenen Ausführungsbeispiele des Kupplungsgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Aufnahme zum Liefern von Wasserstoff in ein Brennstoffzellenfahrzeug erklärt worden sind, sei bemerkt, dass das Kupplungsglied natürlich auch als ein Kupplungsglied für die Verwendung bei anderen Anwendungen konstruiert werden kann. Weiterhin kann das Kupplungsglied nicht als ein Steckerkupplungsglied sondern als ein Buchsenkupplungsglied konstruiert werden.
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Bezugszeichenliste
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Düse 1; distales bzw. ferngelegenes Düsenende 2; Verriegelungselement 3; Kupplungsglied 10; stromaufwärts liegende Öffnung 12; stromabwärts liegende Öffnung 14; Strömungsmitteldurchlass 16; Vorfilterdurchlassabschnitt 16a; Nachfilterdurchlassabschnitt 16b; stromabwärts liegender Teil 16c; stromaufwärts liegender Teil 16d; Kupplungskörper 18; Außenumfangsfläche 18a; Filterglied 20; zylindrischer Teil 20a; stromaufwärts liegender Verschlussteil 20b; Auslassöffnungsteil 20c; Außengewindeteil 20d; Filterlöcher 20e; Filterflächenelement 20f; Filterteil 20g; Außenumfangsfläche 20h; Rohrverbindungsteil 22; Düseneinführungsanschluss 24; Verriegelungselementeingriffsnut 26; Filtergliedaufnahmeraum 28; erstes Körperglied 31; zweites Körperglied 32; drittes Körperglied 33; Klemmflanschteil 34; Verriegelungsfläche 36 (des ersten Körpergliedes 31); Verriegelungsfläche 38 (des dritten Körpergliedes 33); Dichtungsringe 40; Umfangswandfläche 42; Staubsammelteil 44; Einlassteil 44a; Staubspeicherteil 44b; Außenumfangsfläche 46; ringförmige Nut 47; Rückschlagventil 48; Verschlussfläche 48a des vorderen Endes; seitlicher Verschlussteil 48b; hintere Endfläche 48c; Feder 50; Ventilsitzfläche 52; Zwischenöffnung 54; seitliche Öffnungen 56; stromabwärts liegender Endteil 58; Rückdrucköffnung 60; Kupplungsglied 110; stromaufwärts liegende Öffnung 112; stromabwärts liegende Öffnung 114; Strömungsmitteldurchlass 116; Vorfilterdurchlassabschnitt 116a; Nachfilterdurchlassabschnitt 116b; stromabwärts liegender Teil 116c; stromaufwärts liegender Teil 116d; Filterglied 120; zylindrischer Teil 120a; stromabwärts liegender Verschlussteil 120b; Einlassöffnungsteil 120c; Außengewindeteil 120d; Filterlöcher 120e; Filterflächenelement 120f; Filterteil 20g; Flanschteil 120i; Durchgangslöcher 120j; Düseneinführungsteil 124; erstes Körperglied 131; Dichtungsringe 140; Umfangswandfläche 142; Staubsammelteil 144; äußeres Glied 171; inneres Glied 172; Halteteil 174; Längsachse L.
