(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続アセンブリを備える水素貯蔵タンクと燃料電池を連通する快速連結装置であって、前記快速連結装置は、
ベースと、
前記燃料電池と連通し、前記ベースに接続されている連通素子と、
からなり、
前記水素貯蔵タンクが前記接続アセンブリにより、前記燃料電池と結合する時、前記連通素子は前記接続アセンブリに接触して、前記水素貯蔵タンクの水素が前記接続アセンブリと前記連通素子とを通じて、前記燃料電池に流れ込む装置であって、更に、
第一位置と第二位置との間で、移動出来る方式で、前記ベースに設置された移動素子と、
前記ベースに、移動可能な方式で設置され、前記移動素子が前記第一位置の時、前記移動素子に接触し、前記移動素子が前記第二位置の時、前記接続アセンブリに接触する接触素子と、
第三位置と第四位置との間で、移動できる方式で、前記ベースに設置され、前記第三位置の時、前記接触素子は前記接続アセンブリに接触し、前記第四位置の時、前記接触素子が前記接続アセンブリに接触しない分離装置と、
からなることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記接触素子は、鋼鉄製の球であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ベースは、前記接触素子を設置するスルーホールを形成していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
更に、
前記分離装置に接続されている延伸素子と、
前記延伸素子に接続されている竿体と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
更に、
前記ベースを囲繞し、前記分離素子と前記連通素子とにそれぞれ接触して、前記第三位置と前記第四位置間で、前記分離素子を移動させる第一弾性素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
更に、
前記連通素子を囲繞し、前記移動素子と前記連通素子とにそれぞれ接触して、前記第一位置と前記第二位置間で、前記移動素子を移動させる第二弾性素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記連通素子は溝を備え、前記快速連結装置は更に、前記溝内に設置された第一密閉素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記連通素子は、前記燃料電池に連通する中空部を形成し、前記連通素子の前記中空部内に、移動可能な方式で設置され、前記連通素子の外部と前記中空部間の連通を制御する突出素子と、
前記突出素子に接触する方式で、前記中空部内に設置され、前記突出素子を所定位置で保持する第三弾性素子と、
前記突出素子上に設置され、前記突出素子と前記中空部とを密閉する第二密閉素子と、からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
水素貯蔵タンクと燃料電池とを連通する接続装置であって、
前記燃料電池に連通し、ベースと前記ベースに接続された連通素子とを備える第一接続アセンブリと、
第一突出素子を備え、前記水素貯蔵タンク内に設置され、取り外し可能な方式で、前記第一接続アセンブリに接続されている第二接続アセンブリと、
からなり、
前記第二接続アセンブリが前記第一接続アセンブリに接続される時、前記接続アセンブリは、前記第一突出素子に接触して、前記水素貯蔵タンクの水素は、前記第二接続アセンブリと前記第一接続アセンブリとを通じて、前記燃料電池に流れ込む装置であって、
前記第一接触アセンブリは、更に、
第一位置と第二位置との間で移動出来る方式で、前記ベースに設置された移動素子と、
前記ベースに、移動可能な方式で設置され、前記移動素子が前記第一位置の時、前記移動素子に接触し、前記移動素子が前記第二位置の時、前記第二接続アセンブリに接触する接触素子と、
第三位置と第四位置との間で、移動できる方式で、前記ベースに設置され、前記第三位置の時、前記接触素子は前記第二接続アセンブリに接触し、前記第四位置の時、前記接触素子が前記第二接続アセンブリに接触しない分離装置と、
からなることを特徴とする装置。
【請求項１０】
更に、
前記ベースを囲繞し、前記分離素子と前記連通素子とにそれぞれ接触して、前記第三位置と前記第四位置間で、前記分離素子を移動させる第一弾性素子と、
前記連通素子を囲繞し、前記移動素子と前記連通素子とにそれぞれ接触して、前記第一位置と前記第二位置間で、前記移動素子を移動させる第二弾性素子と、を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素貯蔵タンク（hydrogen  storage  tank）と快速連結装置（rapid  coupling  device）の接続装置（connecting  device）に関するもので、特に、水素貯蔵タンクの分離が容易な接続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来の空気汚染は非常に深刻で、大部分は、ガソリンエンジンからの排ガスによるものである。よって、ガソリンエンジン（gasoline  engine）による汚染は軽視してはならぬ問題であり、更によい環境品質を追求するため、汚染を伴わない燃料電池（fuel  cell）により、汚染度が高いガソリンエンジンを代替することが重要である。
【０００３】
燃料電池の構造とタイプは、本発明と無関係であるから、詳述を省略する。燃料電池の運用範囲は広く、大気圏、軍地区、発電領域、或いは輸送交通機関などである。注意すべきことは、燃料電池は水素と酸素の結合により作用し、酸素は周囲から直接提供され、水素は通常、純水素を含む水素貯蔵タンクから供給されることである。
【０００４】
燃料電池及びその周辺設備は研究開発中で、それらの技術は未成熟である。例えば、燃料電池が電動スクーターのエンジンモジュールに設置される時、水素貯蔵タンクは、接続装置により、燃料電池と連通していなければならない。従来は、商用の快速連結装置が用いられている。しかし、商用の快速連結装置は、１．体積が大きく、燃料電池全体が必要とする空間が増加する。２．作動方式が２段階で、分離に不便である。３．回転により分離するため、装置がダメージを受けやすい、という欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水素貯蔵タンクから容易に取り外すことが出来る、水素貯蔵タンクの快速連結装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は水素貯蔵タンクの快速連結装置を提供する。快速連結装置は水素貯蔵タンクと燃料電池とを連通させるのに用いられる。水素貯蔵タンクは接続アセンブリからなる。快速連結装置は、ベースと連通素子とからなる。連通素子は、燃料電池に連通し、ベースと接続されている。水素貯蔵タンクが接続アセンブリにより燃料電池に結合されている時、連通素子は接続アセンブリに接触し、水素貯蔵タンク内の水素は、接続アセンブリと連通素子とを通じて、燃料電池に流れ込む。
【０００７】
好ましい具体例において、快速連結装置は、更に、移動素子と、接触素子、及び分離素子を含む。移動素子は、第一位置と第二位置間で移動するように、ベースに設置されている。接触素子は移動可能でベースに設置されている。移動素子が第一位置の時、接触素子は移動素子に接触する。移動素子が第二位置の時、接触素子は接続アセンブリに接触する。分離素子は第三位置と第四位置間で移動するように、ベースに設置されている。分離素子が第三位置にある時、接触素子は接続アセンブリに接触し、分離素子が第四位置にある時、接触素子は接続アセンブリに接触しない。
【０００８】
更に、接触素子は鋼鉄製の球で、ベースは、接触素子を設置する第一ホールを形成する。
【０００９】
快速連結装置は、更に、延伸素子、竿体（rod）、第一弾性素子、第二弾性素子を含む。延伸素子は分離素子に接続され、竿体は延伸素子に接続されている。ベースを囲繞する第一弾性素子は、分離素子と連通素子にそれぞれ接触し、第三位置と第四位置間で、分離素子を移動させる。連通素子を囲繞する第二弾性素子は、移動素子と接触素子にそれぞれ接触し、第一位置と第二位置間で、移動素子を移動させる。
【００１０】
もう一つの好ましい具体例において、連通素子は溝（groove）を備え、快速連結装置は、更に、溝に設置された第一密閉素子を備える。
【００１１】
もう一つの好ましい具体例において、連通素子は、燃料電池と連通する中空部（hollow  portion）を備え、更に、突出素子（ejector  member）、第三弾性素子、第二密閉素子を含む。突出素子は連通素子の中空部に、移動可能で設置され、連通素子の外部と中空部間の連通を制御する。第三弾性素子は突出素子に接触するように、中空部に設置され、所定位置で突出素子を保持する。第二密閉素子は突出素子上に設置され、突出素子と中空部を密閉する。
【００１２】
本発明において、水素貯蔵タンクと燃料電池とを連通する接続装置が提供される。接続装置は、第一接続アセンブリと第二接続アセンブリとからなる。第一接続アセンブリは燃料電池と連通し、ベースと、ベースと接続している連通素子を含む。第二接続アセンブリは第一突出素子を備え、水素貯蔵タンク内に設置され、取り外し可能な方式で、第一接続アセンブリに接続されている。第二接続アセンブリが第一接続アセンブリに接続されている時、連通素子は第一突出素子に接触し、水素貯蔵タンク内の水素は、第二接続アセンブリと接続アセンブリとを通じて、燃料電池に流れ込む。
【００１３】
好ましい具体例において、第二接続アセンブリは、更に、本体、弁、密閉素子を含む。本体は凹部を備え、水素貯蔵タンク内に設置される。弁は本体に設置され、第一突出素子は、移動可能で弁に設置されている。密閉素子は凹部に位置する。
本発明において、接続アセンブリを備える水素貯蔵タンクのもう一つの快速連結装置が提供される。快速連結装置はベースと連通素子とを備える。連通素子はベースに接続されている。水素貯蔵タンクが接続アセンブリにより快速連結装置に結合されている時、連通素子は接続アセンブリに接触し、水素貯蔵タンク内の水素は、接続アセンブリと連通素子とを通じて、快速連結装置に流れ込む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をいっそう明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施の形態を挙げ、図を参照にしながらさらに詳しく説明する。
【００１５】
図１と図３を参照すると、本発明の接続装置１は水素貯蔵タンク４００と燃料電池３００とを連通するのに用いられる。接続装置１は、第一接続アセンブリ１００と第二接続アセンブリ２００とからなる。第一接続アセンブリ１００は、本発明で開示される水素貯蔵タンク４００の、快速連結装置として用いられる。
【００１６】
図１と図３で示されるように、第一接続アセンブリ１００は、燃料電池３００と連通し、ベース１１０、連通素子１２０、移動素子１３０、複数の連通素子１４０、分離素子１５０、延伸素子１６０、竿体１７０、第一弾性素子１８０、第二弾性素子１９０、２つの第一密閉素子１９５、からなる。図１では、一つの連通素子１４０だけが示されている。
【００１７】
ベース１１０は第一接続アセンブリ１００の本体として用いられ、固定用の複数の固定ホール１１２が形成されている。更に、ベース１１０には、接触素子１４０を設置させる複数のスルーホール１１１が形成されている。図１では、スルーホール１１１は一つだけが示されている。
【００１８】
連通素子１２０はベース１１０に接続され、第一密閉素子１９５を設置する２つの溝１２１が形成されている。連通素子１２０は図３で示されるように、中空部１２２を形成し、第一突出素子１２３と、第三弾性素子１２４、第二密閉素子１２６を備える。中空部１２２は燃料電池３００と連通している。第一突出素子１２３は、連通素子１２０の中空部１２２に、移動可能で設置され、連通素子１２０の外部と中空部１２２間の連通を制御する。第三弾性素子１２４が第一突出素子１２３に接触する方式により、中空部１２２中に設置され、第一突出素子１２３を所定位置で保持する。第三弾性素子１２４は、圧縮バネ（compression  spring）である。第二密閉素子１２６は第一突出素子１２３に設置され、第一突出素子１２３と中空部１２２を密閉する。よって、連通素子１２０は、外部と第一接続アセンブリ１００を連通するチャネルとして用いられる。
【００１９】
移動素子１３０はベース１１０に設置され、連通素子１２０の一端は移動素子１３０を突き抜ける。第二接続アセンブリ２００が第一接続アセンブリ１００に接続されていない時、移動素子１３０は、図３で示される位置（第一位置）に位置し、接触素子１４０を所定位置で保持する。第二接続アセンブリ２００が第一接続アセンブリ１００に接続している時、移動素子１３０は、図４で示される位置（第二位置）に位置し、接触素子１４０は所定位置から離れ、所定範囲で移動する。
【００２０】
接触素子１４０はそれぞれ、所定範囲で移動するように、ベース１１０のスルーホール１１１に設置される。第二接続アセンブリ２００が第一接続アセンブリ１００に挿入される時、第二接続アセンブリ２００は接触素子１４０により、第一接続アセンブリ１００内に固定される。接触素子１４０はそれぞれ、図１で示されるような鋼鉄製の球である。更に、図３で示されるように、移動素子１３０が第一位置の時、接触素子１４０は移動素子１３０に接触する。移動素子１３０が第二位置の時、接触素子１４０は、第二接続アセンブリ２００の本体２２０に接触する。
【００２１】
分離素子１５０は、移動可能で、ベース１１０に設置され、第一接続アセンブリ１００から、第二接続アセンブリ２００を取り外すのに用いられる。第二接続アセンブリ２００が第一接続アセンブリ１００に接続されている時、分離素子１５０は、図４で示される位置（第三位置）に位置し、接触素子１４０に接触する。よって、接触素子１４０は第二接続アセンブリ２００に接触し、第二接続アセンブリ２００は第一接続アセンブリ１００内で保持される。第一接続アセンブリ１００から、第二接続アセンブリ２００を取り外す時、分離素子１５０は、図５で示される位置（第四位置）まで、上方に移動する。この時、分離素子１５０は上方に移動するので、接触素子１４０は外側に移動する。よって、第二接続アセンブリ２００は、接触素子１４０に接触することが出来ず、第二接続アセンブリ２００は第一接続アセンブリ１００内で保持されない。その結果、第二接続アセンブリ２００は、第一接続アセンブリ１００から取り外すことが出来る。
【００２２】
延伸素子１６０は分離素子１５０に接続され、竿体１７０は延伸素子１６０に接続される。ユーザーは、延伸素子１６０と竿体１７０の設置により、簡単に分離素子１５０を操作することが出来る。
【００２３】
図４と図５で示されるように、第一弾性素子１８０はベース１１０を囲繞する。第一弾性素子１８０は分離素子１５０と連通素子１２０にそれぞれ接触し、第三位置と第四位置間の分離素子１５０を移動する。第一弾性素子１８０は圧縮バネである。
【００２４】
図３と図４で示されるように、第二弾性素子１９０は、連通素子１２０を囲繞し、移動素子１３０と連通素子１２０にそれぞれ接触し、第一位置と第二位置間の移動素子１３０を移動させる。第二弾性素子１９０は圧縮バネである。
【００２５】
第一密閉素子１９５は連通素子１２０の溝１２１に設置され、連通素子１２０と移動素子１３０間のギャップから空気が流れ込むのを防ぐ。各第一密閉素子１９５は、Ｏ型リングである。
【００２６】
図１と図３を再び参照すると、第二接続アセンブリ２００は第二貯蔵タンク４００に設置され、水素貯蔵タンク４００と連通し、取り外し可能な方式で、第一接続アセンブリと接続している。第二接続アセンブリ２００は本体２２０、弁２３０、第二突出素子２１０、第三密閉素子２４０、フィルター素子２５０、からなる。
【００２７】
本体２２０は第二接続アセンブリ２００の主要な構成要素であり、凹部２２１を形成し、第三密閉素子２４０を設置するのに用いられる。弁２３０は本体２２０に設置され、第二突出素子２１０は、移動可能で、弁２３０に設置されている。第三密閉素子２４０は本体２２０の凹部２２１に設置され、第二接続アセンブリ２００と水素貯蔵タンク４００を密閉する。フィルター素子２５０も本体２２０に設置され、第二接続アセンブリ２００からの水素をろ過する。
【００２８】
注意すべきことは、第二突出素子２１０は弾性素子（図示しない）により弁２３０中に保持されることである。
【００２９】
図６を参照すると、接続装置１は水素貯蔵タンク４００上で組み立てられる。特に、第二接続アセンブリ２００は水素貯蔵タンク４００のコンテナ５００に設置される。
【００３０】
更に、図７を参照すると、接続装置１は更に、カバー２６０を備える。第二接続アセンブリ２００が第一接続アセンブリ１００に接続されていない時、カバー２６０は第二接続アセンブリ２００上に設置され、水素貯蔵タンク４００上の第二接続アセンブリ２００を保護する。更に、カバー２６０はプラスチックなどの軽量の材質からなり、水素貯蔵タンク４００の水素が、不当な処置で漏れていないか検出する。特に、水素貯蔵タンク４００が不適切な処置を受け水素が漏れる時、カバー２６０は第二接続アセンブリ２００から外される。よって、ユーザーは異常が容易に監視できる。
【００３１】
接続装置１の構造は、上述の通りで、その操作は、以下で、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００３２】
第二接続アセンブリ２００と第一接続アセンブリ１００とを接続する時、図３で示されるように、本体２２０は連通素子１２０に接触し、一方、第二突出素子２１０は、連通素子１２０に接触していない。続いて、図４で示されるように、第二突出素子２１０が、連通素子１２０の第一突出素子１２３に接触するまで、本体２２０は、移動素子１３０により上方に移動して、第二弾性素子１９０を押す。この時、第二突出素子２１０が第一突出素子１２３に接触するため、第二突出素子２１０と弁２３０との間でギャップが形成される。又、第二密閉素子１２６は、連通素子１２０の内壁から離れる。よって、水素貯蔵タンク４００の水素は、第二突出素子２１０と弁２３０との間のギャップを抜けて、連通素子１２０の中空部１２２を通過して、燃料電池３００に流れ込む。最後に、接触素子１４０は内側に移動して、本体２２０に接触し、第二接続アセンブリ２００は、第一接続アセンブリ１００に保持される。
【００３３】
第一接続アセンブリ１００から、第二接続アセンブリ２００を分離する時、図５で示されるように、分離素子１５０は上方に移動して、第一弾性素子１８０を押す。この時、接触素子１４０は、分離素子１５０の移動により、外側に移動することが出来、本体２２０から離される。よって、第二接続アセンブリ２００は、第一接続アセンブリ１００から外される。注意すべきことは、第一突出素子１２３はこの時、第三弾性素子１２４により、第一位置に押し戻され、第二密閉素子１２６は、連通素子１２０の内壁により、再び接触する。よって、外気が連通素子１２０に進入するのを防ぐ。
【００３４】
本発明の接続装置は、以下のような長所がある。１．本発明の接続装置は水素貯蔵タンクと燃料電池用に特別に設計されたものであるから、体積が縮小でき、よって、燃料電池に必要な空間が最小化出来る。２．水素貯蔵タンクは、分離素子を動かすだけで、燃料電池から分離することが出来るため、取り外しが容易である。３．取り外しは直線の方式であって、回転方式ではないので、装置はダメージを受けにくい。
【００３５】
燃料電池は、本説明において、水素貯蔵タンクが水素を供給する対象としているが、実際の使用時は、これに限定されるものではなく、本発明の接続装置も、水素貯蔵タンクに水素を供給するのを要求する他の設備に応用することも出来る。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による水素貯蔵タンクの接続装置の分解図である。
【図２】  図１の接続装置の上視図である。
【図３】  図１の接続装置の断面図で、第一接続アセンブリが第二接続アセンブリに接続されていない状況を示す。
【図４】  図１の接続装置の断面図で、第一接続アセンブリが第二接続アセンブリに接続されている状況を示す。
【図５】  図１の接続装置の断面図で、分離素子が第四位置に移動するのを示す。
【図６】  水素貯蔵タンク上に組み立てられた接続装置の断面図である。
【図７】  本発明による第二接続アセンブリの具体例を示す図である。
【符号の説明】
１…接続装置
１００…第一接続アセンブリ
１１０…ベース
１１１…スルーホール
１１２…固定ホール
１２０…連通素子
１２１…溝
１２２…中空部
１２３…第一突出素子
１２４…第三弾性素子
１２６…第二密閉素子
１３０…移動素子
１４０…接触素子
１５０…分離素子
１６０…延伸素子
１７０…竿体
１８０…第一弾性素子
１９０…第二弾性素子
１９５…第一密閉素子
２００…第二接続アセンブリ
２１０…第二突出素子
２２０…本体
２２１…凹部
２３０…弁
２４０…第三密閉素子
２５０…フィルター素子
２６０…カバー
３００…燃料電池
４００…水素貯蔵タンク
５００…コンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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