[發明專利]凍結穩健型陽極閥和通道設計

有效

• 申請號: 201210521930.2
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103161964A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: M.A.朗
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F16K1/00
• 分類號: F16K1/00;H01M8/02;H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;傅永霄

技術領域

本公開涉及一種閥，并且更具體地，涉及一種用于燃料電池系統的陽極閥。

背景技術

燃料電池系統是包含陽極和陰極以及在該陽極和陰極之間的電解質的電化學裝置。陽極接收諸如氫的燃料，并且陰極接收諸如氧或空氣的氧化劑。當燃料經陽極回路被供應至陽極的反應平面時，燃料被電離并且燃料離子經固態聚合物電解質膜被轉移至陰極。在這個過程期間，電子被產生并且通過雙極板流向相鄰的電池，或流向外部電路，從而提供直流電能。當氧化劑經陰極回路被供應至陰極時，燃料離子、電子、以及氧化劑在陰極起反應并且產生水。水借助于陰極排氣通道被從燃料電池系統排出。通常，不是所有的水都被從燃料電池系統排出。

閥通常被布置在陽極回路中以控制燃料的各種流量和參數，諸如燃料電池系統內的燃料的壓力和純度。一個這樣的陽極閥控制到陰極的燃料的流量，用于預熱在低溫環境中的燃料電池系統。如果在切斷燃料電池系統之后水保持在陽極回路中并且燃料電池系統被維持在低溫環境中，則在陽極閥中剩余的水可能會凍結并且形成冰。冰可能會在陽極閥中或在通向陽極閥的通道中形成堵塞，并且從而阻止陽極閥的正常運行。當陽極閥未正常運行時，可能難以重新啟動燃料電池系統，這是不期望的。

將期望產生一種用于包含用以阻止冰堵塞的可移動構件的燃料電池系統的陽極閥，其中使該陽極閥進入正常運行狀態所需要的能量和時間被最小化。

發明內容

根據本發明，已經令人驚訝地發現了一種用于包含用以阻止冰堵塞的可移動構件的燃料電池系統的陽極閥，其中使該陽極閥進入正常運行狀態所需要的能量和時間被最小化。

在一個實施例中，用于燃料電池系統的閥，包括：閥殼體，其包含在其中形成的進口和出口，所述進口和所述出口中的每一個包含通道以允許流體流經所述閥殼體；以及可移動構件，其布置在所述閥殼體中并且在打開位置與關閉位置之間線性地可移動，其中所述可移動構件的至少一部分布置在所述閥殼體的進口和出口中的至少一個中，從而在所述可移動構件在所述關閉位置中時阻止冰在所述進口和出口中的所述至少一個的開口上的形成。

在另一實施例中，用于燃料電池系統的閥，包括：閥殼體，其包含在其中形成的進口和出口，所述進口和所述出口中的每一個包含通道以允許流體流經所述閥殼體；以及可移動構件，其布置在所述閥殼體中并且在打開位置與關閉位置之間可移動，所述可移動構件包含形成在其上的第一流量調節器和第二流量調節器，其中所述第一流量調節器的第一部分布置在所述閥殼體的所述進口中，并且所述第二流量調節器的至少一部分布置在所述閥殼體的所述出口中，從而在所述可移動構件在所述關閉位置中時阻止冰在所述進口和出口中的每一個的開口上的形成。

在另一實施例中，用于燃料電池系統的閥，包括：閥殼體，其包含在其中形成的進口和出口，所述進口和所述出口中的每一個包含通道以允許流體流經所述閥殼體；以及可移動構件，其布置在所述閥殼體中并且在打開位置與關閉位置之間可移動，所述可移動構件包含滑動部，其具有形成在其上的第一流量調節器和第二流量調節器，其中所述滑動構件定位成遠離所述進口和所述出口，從而當所述可移動構件在打開位置中時形成流路，并且其中所述第一流量調節器的至少一部分布置在所述閥殼體的進口中，并且所述第二流量調節器的至少一部分布置在所述閥殼體的出口中，從而在所述可移動構件在所述關閉位置中時阻止冰在所述進口和出口中的每一個的開口上的形成。

本發明還提供如下方案：

1.?一種用于燃料電池系統的閥，包括：

閥殼體，其包含在其中形成的進口和出口，所述進口和所述出口中的每一個包含通道以允許流體流經所述閥殼體；以及

可移動構件，其布置在所述閥殼體中并且在打開位置與關閉位置之間線性地可移動，其中所述可移動構件的至少一部分布置在所述閥殼體的進口和出口中的至少一個中，從而在所述可移動構件在所述關閉位置中時阻止冰在所述進口和出口中的所述至少一個的開口上的形成。

2.?根據方案1所述的閥，其特征在于，所述可移動構件包含滑動部和桿部。

3.?根據方案1所述的閥，其特征在于，當所述可移動構件在所述打開位置中時，所述進口和所述出口由在所述閥殼體中形成的流路流體地連接。

4.?根據方案1所述的閥，其特征在于，還包括致動器，所述致動器操作地聯接到所述可移動構件，以便利于所述可移動構件在所述打開位置與所述關閉位置之間的線性移動。

5.?根據方案4所述的閥，其特征在于，所述致動器是螺線管。

6.?一種用于燃料電池系統的閥，包括：