[發明專利]燃料電池系統的燃料供應閥

有效

• 申請號: 201711372145.4
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN109473700B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 鄭世權
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本申請涉及燃料電池系統的燃料供應閥。提供了一種配置為將燃料從燃料箱供應至燃料電池堆的燃料供應閥。燃料供應閥包括具有中空部的柱塞和具有使柱塞配置為在其中移動的空腔的殼體。此外，接觸構件設置在殼體和柱塞之間以與殼體的一側和柱塞的一側兩者都接觸，接觸構件保持殼體和柱塞之間的氣密性。

技術領域

本發明涉及一種在燃料電池系統中使用的燃料供應閥，并且更具體而言，涉及一種燃料電池系統的燃料供應閥，其中，當燃料通過柱塞的中空部以高壓引入時，柱塞側表面上的接觸構件擴張以調節柱塞的移動，并且當閥通過柱塞的向上移動打開時，接觸構件收縮以提高閥的氣密性，同時允許柱塞平穩移動。

背景技術

通常，燃料電池系統包括，例如發電的燃料電池堆、向燃料電池堆供應燃料(氫)的燃料供應系統、向燃料電池堆供應作為電化學反應所需要的氧化劑的空氣中的氧的空氣供應系統、以及控制燃料電池組的工作溫度的熱量和水管理系統。在燃料供應系統中，即氫供應系統中，具有約700巴的高壓的壓縮氫氣儲存在氫氣罐中。儲存的壓縮氫氣通過安裝在氫氣罐的入口處的高壓調節器的開/關操作排放至高壓管線，并且在之后壓力降低，同時通過起動閥和氫供應閥供應至燃料電池組。

換言之，在現有技術中，在氫氣罐內部具有約700巴的高壓的氫氣在高壓調節器中首先減壓至20巴或更低，隨后通過氫供應閥或噴射器再次減壓至4巴以供應至燃料電池組。當使用燃料電池系統中的氫供應閥進行二次減壓時，可以通過起動閥實現氫氣密性(例如，密封)，并且可以通過氫供應閥更精確地控制氫氣的流量。

發明內容

本發明集成了設置在燃料電池系統的燃料供應系統中的起動閥(氫氣阻斷閥)和氫供應閥(流量調節閥)，并且本發明的目的是提供一種燃料供應閥，盡管在沒有起動閥的情況下對其前端施加高壓，其也可以調節氫氣(燃料)的流量，并且可以完全實現氣密密封。

在一個方面中，一種配置為將燃料從燃料箱供應至燃料電池堆的燃料供應閥，可以包括：柱塞，具有中空部；殼體，具有使柱塞在其中移動的空腔；以及接觸構件，設置在殼體和柱塞之間以與殼體的一側和柱塞的一側兩者都接觸，其中接觸構件保持殼體與柱塞之間的氣密性。

在示例性實施例中，接觸構件可以具有在通過中空部的燃料被引入到殼體和柱塞之間的間隙的方向上形成的凹槽，并且凹槽可由于施加于中空部的燃料的供應壓力而變寬，導致接觸構件擴張以保持殼體與柱塞之間的氣密性。

在另一示例性實施例中，當閥打開時，變寬的凹槽返回到其初始狀態，并且接觸構件可以收縮，以使柱塞能夠向上移動。此外，接觸構件可以具有插入柱塞中的第一端以與柱塞一起移動，并且具有與殼體鄰接的第二端以通過空腔內部的接觸構件控制柱塞的移動。接觸構件的第一端可以具有比接觸構件的第二端的長度更長的長度。此外，柱塞可以包括引導構件，其沿外周在接觸構件下方的位置處形成在其外周表面上。

在另一示例性實施例中，燃料供應閥，可以包括：密封件，其在柱塞與從燃料箱延伸的流動路徑之間的位置處緊固至柱塞；以及突起，其形成在柱塞和密封件彼此緊固的區域的位置上，并且突起可以防止燃料通過柱塞和密封件之間的間隙從中空部泄漏。接觸構件可以形成為隔膜。此外，隔膜可以緊固至柱塞的上端。在另一示例性實施例中，隔膜可以緊固至柱塞的下端。在又一示例性實施例中，柱塞可以關于中空部對稱。燃料供應閥可以進一步包括形成在中空部和空腔之間的孔口，并且中空部和空腔可以通過孔口彼此連通。中空部的寬度可以大于孔口的寬度。

附圖說明

現在將參照通過附圖示出的本發明的某些示例性實施例來詳細描述本發明的上述和其它特征，其中附圖將在下文中僅通過例證的方式給出，并且因此未對本發明進行限制，其中：

圖1是示出在根據本發明示例性實施例的燃料供應系統中具有起動閥和燃料供應閥的燃料電池系統的配置的視圖；

圖2是示出在根據本發明示例性實施例的燃料供應系統中僅具有燃料供應閥的燃料電池系統的配置的視圖；