专利名称：用于增进电绝缘的连接组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于连接部件的组件，尤其是一种用于连接部件以增进它们之间电绝缘的组件。
背景技术：
用于连接部件以便保持该部件的电绝缘的组件被应用于多种场合。一种特殊应用场合是在燃料电池系统中，特别是在燃料电池叠层组件(fuel cell stack assemblies)中。
在燃料电池叠层组件中，需要对燃料电池叠层带电端处的管接头提供电绝缘，并且在某些情况下，需要对燃料电池叠层的两端处的管接头进行电绝缘。尤其是，由于燃料电池堆可以包括数百个串联的电池，所以会在电池叠层的两端之间产生直流电(DC)电压差。这种直流电电压差的范围可以从几伏特至500伏特以上。在外部装歧管的燃料电池叠层中，生产气体常常穿过燃料电池堆的端板定向运动，以便向重型钢板供热，并且为工艺管道提供一个更为可靠的连接部位。在内部装歧管的燃料电池堆中，需要有至端板的气体连接部。
为了使连接于燃料电池堆的末端电池上的管道与引出该燃料电池组件的管道电绝缘，一种习惯做法是采用圆柱形陶瓷连接器来连接管道。尤其是，共同转让的美国专利No.6,410,161公开了一种用于此类连接器的陶瓷-金属钎焊工艺。
正如可以知道的那样，美国专利No.6,410,161专利中的陶瓷连接器的制造成本非常昂贵，因为需要复杂工艺来将陶瓷材料钎焊到钢管上。此外，所获得的钎焊接头会在某些高温燃料电池系统工作过程中产生的高温下变得不可靠。利用钎焊的圆柱形陶瓷连接器的另外一个缺点是在焊接过程中使用的高温可能导致裂缝。
因此，本发明的一个目的是，提供一种连接组成部分用的增进部件之间电绝缘的组件。
本发明的另外一个目的是，提供一种燃料电池叠层组件中连接管道用的增进管道电绝缘的组件。
发明内容
按照本发明的原理，上述和其它目的在一种用于连接第一组成部分(component)和第二组成部分的连接组件中实现，其中，第一部件和第二部件适合于连接到第一组成部分和第二组成部分上，并且介电部件位于第一部件与第二部件之间。还设置一个紧固组件，以将第一部件和第二部件以及介电部件紧固在一起成为一个整体。第一部件和第二部件的预选表面区域涂覆介电涂层(dielectric coating)，并且紧固组件还设有介电元件。
在下文公开的实施例中，第一组成部分和第二组成部分是用在燃料电池叠层组件中的第一管道和第二管道。第一部件和第二部件是具有对应中心通孔(through opening)的类似的法兰，而所述介电部件是板状或者盘状部件，其周边在第一部件和第二部件的周边外面延伸。介电部件还具有中心通孔，该中心通孔与第一部件和第二部件的通孔对准，并且达到这样一种程度，使得所述介电部件伸进或者重叠第一部件和第二部件通孔的一部分。
而且，紧固组件与第一部件和第二部件以及介电部件上的进一步对准的孔相接合，并且包括一介电管，该介电管位于具有介电垫圈的螺栓组件穿过的开孔内。
介电涂层涂覆到在第一部件和第二部件的选择的外表面上以及到接收紧固组件的开孔的表面上。
附图简述通过结合附图阅读下面的详细描述，本发明的上述和其它特征以及各方面将变得更加一目了然，其中
图1表示按照本发明原理的连接组件的分解图；图2A表示图1中连接组件的横剖视图；图2B表示图2A中连接组件的紧固组件的端部的分解图；图2C表示图2A中所示连接组件的内部部分的分解图；图3表示装有多个图1中连接组件的燃料电池系统；图4表示在不同螺栓扭矩值下采用抛光和未抛光密封表面对图1中连接组件所作相对气体密封测试结果的曲线图；和图5表示采用V形带夹作为紧固装置的图1的连接组件。
优选实施例图1示出按照本发明原理的连接组件100的分解图。如图所示，连接组件100将用来连接燃料电池叠层组件的第一组成部分和第二组成部分，例如管道，以便实现该组成部分的电绝缘。在所示实例的情况下，按照本发明，组件100包括两个相同部件，图中示为象盘形或者圆柱形金属法兰部件101，所述叠层的组成部分将连接到该部件上。另外按照本发明，连接组件100还包括一个介电垫圈部件102，图中示为盘形部件，位于两个金属法兰101之间；和一个将金属法兰101与介电垫圈部件102保持在一起的紧固组件110。
每个金属法兰部件101在第一表面101a上具有一个突面121，该突面121具有表面121a和121b。每个突面121的表面121a用作压缩介电垫圈部件102的气体密封面。法兰部件101中的每个还具有一个在第二表面101b上的焊接颈部(weld-neck)123，和一个通孔120。通孔120从突面121处的表面101a延伸至焊接颈部123处的表面101b。待连接于每个法兰101的管道穿入在焊接颈部123处的孔120内，并且可以焊接在所述颈部的内表面区域和外表面区域上。标准的ASME滑动式法兰可用于金属法兰101中的每个。
正如下面参照图2A-2C更加详细描述的那样，每个法兰部件101的预选表面上设有一介电涂层115。该介电涂层115为连接组件100提供第二层介电保护。优选的是该介电涂层115包括一个多层的分段陶瓷涂层，正如燃料电池叠层组件中所发生的那样，该陶瓷涂层在热膨胀和热循环过程中仍保持结构上完好。更为优选的是，该介电涂层115包括一个三层的涂层，该涂层包括一由NiCrAlY制成的厚度为0.007英寸的第一粘结涂层、一包含按重量计50％的NiCrAlY和50％的Al2O3的混合物的厚度为0.005英寸的第二涂层、以及一由Al2O3制成的厚度为0.015英寸的第三涂层。该介电涂层115可以用等离子喷涂或者任何其它合适方法涂覆于相应法兰部件101的预选表面上。
组件100的介电垫圈部件102起到电绝缘体或者介电绝缘体以及气体密封件的作用。通常，垫圈部件102可以包括一种诸如云母的介电材料。由Cogebi制造的Cogemica High-Temp 710材料是一种合适的垫圈材料的例子。
如上所述，法兰部件101中的每个具有一个中心通孔120。介电部件102也具有一个中心通孔124。在组装形式下，部件101的通孔120和垫圈部件102的通孔124对准，以便形成一通道，供气体由组件连接的管道中从一个管道流到另一个管道。垫圈部件102的通孔124最好小于每个法兰部件101的通孔120，使得垫圈102伸进或者重叠由通孔120限定的区域的一部分。这样，垫圈102起到屏障的作用，以防止碎屑聚积在限定通孔120的法兰内表面处的两个法兰部件101的内密封面12la之间。此外，垫圈部件102的外延部(outer extent)或者直径最好大于每个法兰部件101的外延部或者直径，以便形成一个防止碎屑聚集在法兰部件101的对接外表面101d处的类似屏障。
法兰部件101中的每个还包括一个或者多个偏离通孔120的孔10lc。同样地，垫圈部件102包括一个或者多个偏离通孔124的孔102a。在组装状态下，部件101的对应孔10lc与垫圈102中的对应孔102a对准，以便形成一适合于接收连接组件100的紧固组件的一个或者多个紧固装置110的通孔122。
在图1中，以分解图示出一个紧固装置110。但是，实际中采用若干个紧固装置110，并在图2A的横剖视图中示出五个这种装置。
如图所示，紧固装置110具有一介电管109和一个金属螺栓103。在螺栓103的头端103a设有一金属平垫圈105a、一金属弹簧垫圈104以及一介电平垫圈106a。在螺栓103的螺纹端103b设有一个金属六角螺母108、一个金属厚垫圈107、一个金属平垫圈105b以及一个介电平垫圈106b。
正如可以看到的那样，介电管109插入通孔122内。弹簧垫圈104、金属平垫圈105a和介电平垫圈106a置于金属螺栓103的头端103a，而螺栓103的螺纹端103b则插入并贯穿介电管109。如图1中所示，介电平垫圈106b、金属平垫圈105b以及厚垫圈107置于金属螺栓103的螺纹端103b上，并且利用六角螺母108将紧固装置110固定。
正如可以知道的那样，紧固装置110的金属部件必须与金属法兰部件101电绝缘，以便保持由于介电部件102的存在而产生的电绝缘。正如下面参照图2A-2C更为详细描述的那样，介电管109和介电平垫圈106a、106b提供了这种电绝缘，其中介电管109和介电平垫圈106a、106b也可以由云母或者任何其它合适的电绝缘材料制成。
如图所示，具有装置110的紧固组件是一种可以用来将法兰部件101和介电部件102紧固在一起的典型紧固组件的实例。在本发明的规划中，紧固组件的组成部分以及它们的构造可以根据连接组件100和具体应用的要求发生变化。例如，不需要采用弹簧垫圈104，但是在所论述的具体燃料电池应用中已含有弹簧垫圈104，以便在燃料电池叠层组件的热膨胀和循环过程中提供额外的随动(follow-up)，以及防止使螺栓103过应力。
另外如上所述，实际上将采用许多紧固装置110。当然，待使用的紧固装置110的数量将格外取决于连接组件100的尺寸。
图2A示出图1中连接组件100的横剖视图。如前所述和在本视图中更为清楚地看到的那样，金属法兰101在它们的突面121处被介电垫圈102分开，由此在两个法兰部件101之间形成电绝缘和气体密封。还有如前面所论述的那样，介电垫圈部件102的通孔124的直径dia小于金属法兰部件101的通孔120的直径DIA。这在图2A中可以看到，并且导致介电垫圈部件102以预定距离125伸进或者重叠通孔120的区域的一部分。同样地，介电垫圈部件102的外延部或者直径大于金属法兰部件101中的每个的外延部或者直径，由此介电垫圈102以预定距离126向外延伸超过金属法兰部件101中的每个的外表面101d。由于这种延伸的结果，形成了防止碎屑聚集在法兰部件101的内表面和外表面上的介电屏障，由此保持了在金属法兰之间的介电或者电绝缘。
如前所述，介电平垫圈106a、106b和介电管109的作用是使紧固装置110的金属组成部分与金属法兰部件101电绝缘。如在图2A中可以看到的那样，介电管109沿着连接组件100的通孔122的长度延伸，由此使金属螺栓103与金属法兰部件101电绝缘。此外，介电平垫圈106a、106b的作用是使紧固装置110的其余金属组成部分(即平垫圈105a、105b、厚垫圈107、弹簧垫圈104以及螺母108)与金属法兰101电绝缘。
图2B示出图2A中在螺栓103头端103a处圆圈部分A的分解图。尽管不会容易看到，但是介电管109在位置140处略微伸进介电平垫圈106a的孔内，以形成一个使紧固装置110的金属组成部分与法兰部件101隔离的连续介电层，并且避免介电绝缘中的任何可能的断裂。此外，介电涂层115被涂覆在法兰部件101的外表面101d和101a上，并且涂覆在通孔122的表面122a上，以便形成一个二次介电或者电绝缘层。但是，介电涂层115不涂覆在法兰部件101焊接颈部123的外表面130上，以便不妨碍将管道焊接到法兰部件上。
图2C示出图2a中圆圈部分B的分解图。该图更为详细地示出将介电涂层115涂覆到形成通孔120的内表面上，和涂覆到与介电垫圈部件102相接触的突面121上。如在图2C中可以看到的那样，介电涂层115涂覆到法兰部件101的表面101a上，以及涂覆到法兰部件101的突面121的表面121a、121b上，以便在法兰部件101之间提供额外的电绝缘。此外，介电涂层115还从法兰部件101中的每个的突面121的表面121a延伸一个短距离165至通孔120的表面上。在每个法兰部件101的通孔120的表面上的涂层115提供进一步防护来防止管道中的碎屑，碎屑的聚集可以损害法兰部件101之间的电绝缘。
图3示出在燃料电池叠层组件200中所用若干连接组件100的用法。燃料电池叠层组件200包括一个封闭于容器202内的燃料电池叠层201。燃料电池组件200还包括连接于燃料电池叠层201上的内部装歧管的工作气体管道或者接头207、209和211，分别用于传送燃料工作气体、排出燃料废气以及排出氧化剂废气。工作气体管道207、209和211均处于高于容器202的电势。在所示的情况下，当与容器202的零伏特直流电的电势相比时，工作气体管道207、209和211的直流电电势可以高达400伏特。穿过容器202的其它工作气体管道206、208和210处于与容器202相同的0伏特直流电电势。容器生产气体管道206、208和210均要连接在其具有400伏特直流电电势的相应燃料电池叠层工作气体管道207、209和211上。
燃料电池叠层管道207、209和211与容器管道206、208和210之间的介电绝缘分别利用其尺寸适应于被连接管道的连接组件100来获得。这样，每个连接组件100将每个燃料电池叠层工作气体管道207、209和211连接到其相应的容器工作气体管道206、208和210上，而不干扰每个管道的电势。
为具有金属法兰部件101的突面121的表面121a不同表面粗糙度的组件，对本发明连接组件100的气体密封能力曾作了测试。测试是在模拟燃料电池叠层组件的条件下进行的，并且使用连接组件以图3中所示方式来连接管道。图4示出一个对具有不同表面粗糙度和在不同螺栓扭矩值的连接组件100的相对气体密封测试结果的曲线图。图4中的X轴代表以英尺-磅(ft-lb)为单位的螺栓扭矩，其对应于用来将法兰部件101和介电垫圈部件102固定在一起的力的大小。Y轴代表相对气体密封，其与通过连接组件100泄漏的气体量直接相关。
如图4中所示，第一曲线301对应于具有表面121a的连接组件100，该表面121a处于涂覆状态(as-coated condition)，且具有大约300微英寸(μin)的表面粗糙度。第二曲线302对应于具有抛光的法兰表面121a的连接组件，该表面121a的表面粗糙度等于大约80微英寸(μin)，而第三曲线303对应于具有经受在室温与600摄氏度的燃料电池工作温度之间的五次热循环之后的抛光表面121a的连接组件。正如可以知道的那样，如果密封面121a经过抛光，与具有未抛光的涂覆的密封面的连接组件相比，连接组件100的气体密封性能得到改善。此外，可以看到，随着连接组件100经历若干次热循环，气体的密封降低。但是，即使在五次热循环之后，具有抛光的密封面121a的连接组件100比具有未抛光的密封面121a的连接组件100更好的气体密封性能。此外，如图4中所示，连接组件100的相对气体密封性能随着螺栓扭矩的增大而改善。
在图5中示出上述连接组件100的另一个实施例。在本实施例中，连接组件100包括一作为紧固装置110的V形带夹。
如前面所述和图5中所示，金属法兰部件101由介电垫圈102隔开。另外，如前面所述的那样，每个金属法兰101和介电垫圈102均包括对准的通孔(以虚线示出)，以便为气体流动提供一个通道。在本实施例中，法兰101中的每个均包括一突起的外部分101e，该突起的外部分使紧固装置110或者V形带夹能将法兰部件101和介电部件102紧固在一起。在这种情况下，在法兰部件101和介电垫圈102上无需用于紧固装置的通孔。如图所示，V形带夹110通过对法兰101的突起的外部分101e和介电部件102的周围夹紧将法兰部件101和介电部件102紧固在一起。
如前面所述，在法兰部件101的外表面上涂覆介电涂层115。更具体地说，且如图5中所示，介电涂层115涂覆到外表面101d上和突起的外部分101e的突起外表面101f上，以便增进V形带夹110和金属法兰部件101之间的电绝缘。可以在V形带夹110和法兰部件101之间使用附加介电材料或者介电层，以在法兰部件101之间形成进一步的电绝缘。
在所有情况下，应当明白，前述构造仅仅是代表本发明应用的许多可能具体实施例的例证。按照本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可以容易地设计出许多不同的其它构造。因此，例如本发明可适用于其它类型的常规紧固组件或者紧固夹，例如象标准的T形带夹，其可以适当地适于在夹紧法兰与法兰预选表面上的介电涂层之间包括一介电部件。
权利要求
1.一种连接组件，用于连接第一组成部分和第二组成部分以便增强这两个组成部分之间的电绝缘，该连接组件包括适合于连接到所述第一组成部分和第二组成部分上的第一部件和第二部件，以及一个位于所述第一部件和第二部件之间的介电部件。
2.按照权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述第一组成部分处于第一电势，而且所述第二组成部分处于第二电势。
3.按照权利要求2所述的连接组件，其特征在于，所述第一组成部分是一根管道，而且所述第二组成部分是一根管道。
4.按照权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均包括一个通孔，并且所述介电部件包括一个通孔，所述第一部件和第二部件的所述通孔和所述介电部件的所述通孔要达到这种程度，使得允许穿过第一部件和第二部件中一个的通孔、穿过介电部件的通孔、而后穿过第一部件和第二部件中另一个的通孔。
5.按照权利要求4所述的连接组件，其特征在于，所述介电部件的通孔小于所述第一部件和第二部件的通孔，由此，介电部件的一部分重叠所述第一部件的通孔区域，并且介电部件的一部分重叠第二部件的通孔区域。
6.按照权利要求5所述的连接组件，其特征在于，介电部件的外延部延伸至第一部件外延部的外面和第二部件外延部的外面。
7.按照权利要求6所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均具有第一相对表面和第二相对表面、一连接所述第一相对表面和第二相对表面的外周边的外表面，并且所述第一部件和第二部件中每个的通孔均在那个部件的第一表面和第二表面之间延伸；所述介电部件具有第一表面和第二表面，并且所述介电部件的通孔在该介电部件的第一表面和第二表面之间延伸；以及所述介电部件的第一表面面对所述第一部件和第二部件中一个的第一表面，而所述介电部件的第二表面面对所述第一部件和第二部件中另一个的第一表面。
8.按照权利要求7所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个的第一表面包括一突起的密封面，该突起的密封面位于那个部件的通孔的外面；并且在介电部件通孔外面的所述介电部件第一表面靠在所述第一部件和第二部件中所述一个的第一表面上的突起的密封面的一部分上，而在介电部件通孔外面的介电部件第二表面靠在所述第一部件和第二部件中另一个的第一表面上的突起的密封面的一部分上。
9.按照权利要求8所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的所述第一表面的所述突起的密封面的所述部分涂覆介电涂层。
10.按照权利要求9所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的所述第一表面的所述突起的密封面的所述部分上的所述涂层被抛光。
11.按照权利要求9所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个的通孔涂覆介电材料，涂覆起始于邻近那个部件的所述第一表面的位置，终止于与所述第一位置相距预选距离并且未达到那个部件的所述第二表面的第二位置。
12.按照权利要求11中所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个的第一表面涂覆介电材料。
13.按照权利要求12中所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个的外表面涂覆介电材料。
14.按照权利要求8所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均包括一焊接颈部，该焊接颈部在那个部件的第二表面上且位于那个部件通孔的外面。
15.按照权利要求14所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个的第二表面涂覆介电材料，且未达到邻近那个部件通孔的那个表面的焊接颈部的一部分。
16.按照权利要求15所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的所述第一表面的所述突起的密封面的所述部分涂敷介电涂层；所述第一部件和第二部件中每个的通孔涂覆介电材料，涂覆起始于邻近那个部件的所述第一表面的位置，终止于与所述第一位置相距预选距离并且未达到那个部件的所述第二表面的第二位置；所述第一部件和第二部件中每个的第一表面涂介电材料；并且所述第一部件和第二部件中每个的外表面涂覆介电材料。
17.按照权利要求16所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均是圆柱形状，所述介电部件是盘形，所述第一部件和第二部件的所述通孔在中心设置并且为圆形横截面，而且所述介电部件的通孔在中心设置，与所述第一部件和第二部件的通孔对准，该介电部件的通孔是圆形横截面的，该圆形横截面小于所述第一部件和第二部件的所述通孔的圆形横截面。
18.按照权利要求17所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件均为类似的法兰。
19.按照权利要求18所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均是ASME滑动法兰。
20.按照权利要求16所述的连接组件，其特征在于，所述介电部件包括云母材料；而所述介电涂层包括一多层分段陶瓷涂层。
21.按照权利要求18所述的连接组件，其特征在于，所述介电涂层包括一包含NiCrAlY的第一层、一包含NiCrAlY与Al2O3的混合物的第二层、以及一包含Al2O3的第三层。
22.按照权利要求14所述的连接组件，还包括一紧固组件，用于将所述第一部件和第二部件以及所述介电部件紧固在一起作为一整体。
23.按照权利要求21所述的连接组件，其特征在于，所述紧固组件的各部分包含介电材料。
24.按照权利要求22所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均具有一个或者多个从那个部件的第一表面延伸至第二表面的第二通孔；所述介电部件包括一个或者多个从该介电部件的第一表面延伸至第二表面的第二通孔；所述第一部件上的第二通孔中的每个在所述第二部件上具有对应的第二通孔，并且所述第一部件和第二部件上的对应通孔与所述介电部件上的第二通孔对准；并且所述紧固组件包括一个或者多个紧固装置，所述紧固装置中的每个均与第一部件和第二部件上的对应的第二通孔以及所述介电部件上的对准的第二通孔结合。
25.按照权利要求24所述的连接组件，其特征在于，所述紧固装置中每个均包括一介电管，该介电管贯穿第一部件和第二部件上的对应的第二通孔以及所述介电部件上的对准的与那个紧固装置结合的第二通孔。
26.按照权利要求25所述的连接组件，其特征在于，所述紧固装置中每个还包括螺栓、第一介电垫圈、第二介电垫圈和用于固定所述螺栓的紧固件。
27.按照权利要求26所述的连接组件，其特征在于，对于紧固装置中的每个螺栓穿过介电管；第一介电垫圈位于邻近所述第一部件和第二部件中的一个的第二表面的螺栓头端处，而第二介电垫圈位于邻近所述第一部件和第二部件中的另一个的第二表面的螺栓螺纹端处。
28.按照权利要求27所述的连接组件，其特征在于，对于紧固装置中的每个，介电管伸进所述第一介电垫圈和第二介电垫圈中每个上的通孔内。
29.按照权利要求28所述的连接组件，其特征在于，紧固装置中的每个还包括至少一个在那个紧固装置的第一介电垫圈的外部的位于那个紧固装置的螺栓头端的金属垫圈；至少一个在那个紧固装置的第二介电垫圈的外部的位于那个紧固装置的螺栓螺纹端的金属垫圈。
30.按照权利要求28所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的所述第一表面的所述突起的密封面的所述部分涂覆介电涂层；所述第一部件和第二部件中每个的通孔涂覆介电材料，涂覆起始于邻近那个部件的所述第一表面的位置，且终止于与所述第一位置相距预选距离并且未达到那个部件的所述第二表面的第二位置；所述第一部件和第二部件中每个的第一表面涂覆介电材料；所述第一部件和第二部件中每个的外表面涂覆介电材料；所述第一部件和第二部件中每个的第二表面覆敷介电材料而未达到邻近那个部件通孔的那个表面的焊接颈部的一部分；并且所述第一部件和第二部件的所述第二通孔均涂覆介电材料。
31.按照权利要求30所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均是圆柱形状，所述介电部件是盘形，所述第一部件和第二部件的所述通孔在中心设置并且为圆形横截面，而且所述介电部件的通孔在中心设置，与所述第一部件和第二部件的通孔对准，该介电部件的通孔是圆形横截面，该截面小于所述第一部件和第二部件的所述通孔的圆形横截面。
32.按照权利要求31所述的连接组件，其特征在于，所述介电部件包括云母材料；而所述介电涂层包括一多层分段陶瓷涂层。
33.按照权利要求14所述的连接组件，其特征在于，所述紧固组件包括一V形带夹。
34.按照权利要求1所述的连接组件，还包括一紧固组件，用于将所述第一部件和第二部件以及所述介电部件紧固在一起作为一整体。
35.按照权利要求34所述的连接组件，其特征在于，所述紧固组件包括螺栓组件和V形带夹中的一个。
36.按照权利要求34所述的连接组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的预选择部分涂覆介电材料，并且所述连接组件的预选择部分包含介电材料。
37.一种燃料电池叠层组件，包括燃料电池叠层；至少一个连接于所述燃料电池叠层的第一管道；第二管道；以及连接组件，其用于连接所述第一管道和第二管道，以便增进所述第一管道和第二管道之间的电绝缘，该连接组件包括连接于所述第一管道和第二管道的第一部件和第二部件，以及一位于所述第一部件和第二部件之间的介电部件。
38.按照权利要求37所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均包括一通孔，并且所述介电部件包括一通孔，所述第一部件和第二部件的所述通孔和所述介电部件的所述通孔要达到这种程度，使得允许通过第一部件和第二部件中一个的通孔、通过介电部件的通孔、而后通过第一部件和第二部件中另一个的通孔。
39.按照权利要求38所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述介电部件的通孔小于所述第一部件和第二部件的通孔，由此介电部件的一部分重叠所述第一部件的通孔的区域，并且介电部件的一部分重叠第二部件的通孔的区域。
40.按照权利要求39所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，介电部件的外延部在第一部件外延部的外面和第二部件外延部的外面延伸。
41.按照权利要求40所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均具有第一相对表面和第二相对表面、一个连接所述第一相对表面和第二相对表面的外周边的外表面，并且所述第一部件和第二部件中每个的通孔在那个部件的第一表面和第二表面之间延伸；所述介电部件具有第一表面和第二表面，并且所述介电部件的通孔在该介电部件的第一表面和第二表面之间延伸；以及所述介电部件的第一表面面对所述第一部件和第二部件中一个的第一表面，而所述介电部件的第二表面面对所述第一部件和第二部件中另一个的第一表面。
42.按照权利要求41所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个的第一表面包括一位于那个部件的通孔的外面的突起的密封面；并且在介电部件通孔外面的所述介电部件第一表面靠在所述第一部件和第二部件中所述一个的第一表面上的突起的密封面的一部分上，且在介电部件通孔外面的介电部件第二表面靠在所述第一部件和第二部件中的另一个的第一表面上的突起的密封面的一部分上。
43.按照权利要求42所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个在那个部件的通孔的外面包括一焊接颈部，该焊接颈部在那个部件的第二表面上。
44.按照权利要求43所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述连接组件还包括一紧固组件，用于将所述第一部件和第二部件以及所述介电部件紧固在一起作为一整体。
45.按照权利要求44所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均具有一个或者多个从那个部件的第一表面延伸至第二表面的第二通孔；所述介电部件包括一个或者多个从该介电部件的第一表面延伸至第二表面的第二通孔；所述第一部件上的第二通孔中的每个在所述第二部件上具有对应的第二通孔，并且所述第一部件和第二部件上的对应通孔与所述介电部件上的第二通孔对准；并且所述紧固组件包括一个或者多个紧固装置，所述紧固装置中的每个均具有一介电管，该介电管贯穿第一部件和第二部件上的对应第二通孔以及所述介电部件上对准的第二通孔。
46.按照权利要求45所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述紧固装置中的每个还包括螺栓、第一介电垫圈、第二介电垫圈和用于固定所述螺栓的紧固件；并且对于紧固装置中的每个螺栓穿过介电管；第一介电垫圈位于邻近所述第一部件和第二部件中一个的第二表面的螺栓头端；而第二介电垫圈位于邻近所述第一部件和第二部件中另一个的第二表面的螺栓螺纹端。
47.按照权利要求46所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，对于紧固装置中的第，介电管伸进所述第一介电垫圈和第二介电垫圈中每个上的通孔内。
48.按照权利要求47所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，紧固装置中的每个还包括至少一个在那个紧固装置的第一介电垫圈的外部的位于那个紧固装置的螺栓头端的金属垫圈；至少一个在那个紧固装置第二介电垫圈的外部的位于那个紧固装置的螺栓螺纹端的金属垫圈。
49.按照权利要求46所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的所述第一表面的所述突起的密封面的所述部分均涂覆介电涂层；所述第一部件和第二部件中每个的通孔均涂覆介电材料，该涂覆起始于邻近那个部件的所述第一表面的位置，终止于与所述第一位置相距预选距离并且未达到那个部件的所述第二表面的第二位置，所述第一部件和第二部件中每个的第一表面涂覆介电材料；所述第一部件和第二部件中每个的外表面涂覆介电材料；所述第一部件和第二部件中每个的第二表面涂覆介电材料，该涂敷未达到邻近那个部件通孔的那个表面的焊接颈部的一部分；并且所述第一部件和第二部件的所述第二通孔均涂覆介电材料。
50.按照权利要求49所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均是圆柱形状，所述介电部件是盘形，所述第一部件和第二部件的所述通孔在中心设置并且为圆形横截面，而且所述介电部件的通孔在中心设置，与所述第一部件和第二部件的通孔对准，该介电部件的通孔是圆形横截面，该截面小于所述第一部件和第二部件的所述通孔的圆形横截面。
51.按照权利要求50所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件均为类似的法兰。
52.按照权利要求51所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件中每个均是ASME滑动法兰。
53.按照权利要求48所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述介电部件包括云母材料；而所述介电涂层包括一多层分段陶瓷涂层。
54.按照权利要求53所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述介电涂层包括一包含NiCrAlY的第一层、一包含NiCrAlY与Al2O3的混合物的第二层、以及一包含Al2O3的第三层。
55.按照权利要求49所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的所述第一表面的所述突起的密封面的所述部分上的所述涂层被抛光。
56.按照权利要求44所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述紧固组件包括一V形带夹。
57.按照权利要求37所述的燃料电池叠层组件，还包括一容器，该容器环绕所述燃料电池叠层，并且所述第二管道穿过该容器。
58.按照权利要求37所述的燃料电池叠层组件，还包括一紧固组件，用于将所述第一部件和第二部件以及所述介电部件紧固在一起作为一整体。
59.按照权利要求58所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述紧固组件包括螺栓组件和V形带夹中的一个。
60.按照权利要求59所述的燃料电池叠层组件，其特征在于，所述第一部件和第二部件的预选部分涂覆介电材料，并且所述连接组件的预选部分包含介电材料。
全文摘要
一种用于连接第一组成部分和第二组成部分的连接组件，以便增进这两个组成部分之间的电绝缘，该连接组件包括适合于连接到第一组成部分和第二组成部分上的第一部件和第二部件，以及一个位于第一部件和第二部件之间的介电部件。设置一个紧固组件，以将第一部件和第二部件以及介电部件紧固在一起成为一个整体。紧固组件包括介电元件，并且在第一部件和第二部件的预选表面区域上涂覆介电涂层。连接组件的第一组成部分可与第二组成部分处于不同的电势。
文档编号F16L25/02GK1868082SQ200480029979
公开日2006年11月22日 申请日期2004年5月7日 优先权日2003年9月12日
发明者S·C·布兰切特, D·A·凯利, M·法罗克, R·韦 申请人:燃料电池能有限公司