[發(fā)明專利]氣閥和使用了該氣閥的燃料電池系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080029003.1
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN113710941A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 福井誠;石原昇;山中翔太
• 申請（專利權）人: 愛三工業(yè)株式會社
• 主分類號: F16K11/14
• 分類號: F16K11/14;F16K31/524;H01M8/04;H01M8/04746
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

氣閥設于燃料電池堆的空氣系統(tǒng)，用于控制向燃料電池堆供給的空氣氣體的流動。氣閥包括：供給閥，其開閉供自外部向燃料電池堆供給的空氣經(jīng)過的空氣供給通路；切換閥，其用于切換為自外部供給來的空氣經(jīng)過空氣供給通路的狀態(tài)、和經(jīng)過自空氣供給通路分支的旁路通路的狀態(tài)；以及連桿機構，其連接于供給閥和切換閥，用于驅(qū)動這兩者。連桿機構包括：臂部，其固定于供給閥；以及凸輪盤，其固定于切換閥，設有供臂部接觸的引導部。

技術領域

本申請基于2019年4月17日申請的日本特許申請第2019－078708號主張優(yōu)先權。該申請的全部內(nèi)容通過參照被引用到本說明書中。本說明書涉及氣閥和使用了該氣閥的燃料電池系統(tǒng)。

背景技術

在燃料電池系統(tǒng)中，通過向燃料電池堆供給氧源(空氣氣體)和氫源(氫氣)而進行發(fā)電。發(fā)電中未被使用的氣體作為空氣廢氣和氫氣廢氣向燃料電池系統(tǒng)的外部排出。在日本特開2018－137150號公報(以下稱作專利文獻1)中，公開了一種燃料電池系統(tǒng)的空氣系統(tǒng)(將空氣氣體向燃料電池堆供給的路徑)的構造。在專利文獻1的燃料電池系統(tǒng)中，使用壓縮機向燃料電池堆供給空氣氣體(外部空氣)。在連接壓縮機和燃料電池堆的空氣供給通路上配置閥(入口密封閥)，而對向燃料電池堆供給的空氣氣體的流量進行調(diào)整。另外，在排出空氣廢氣的空氣排出通路上也配置閥(出口整合閥)，而對空氣廢氣的流量進行調(diào)整。此外，利用旁路通路連接空氣供給通路和空氣排出通路，在旁路通路上也配置有閥(旁通閥)。在專利文獻1中，經(jīng)由旁路通路自空氣供給通路向空氣排出通路供給空氣氣體，而進行空氣供給通路內(nèi)的壓力的調(diào)整(入口密封閥的前后壓差的調(diào)整)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

如專利文獻1所公開的那樣，通過在空氣供給通路連接旁路通路，不僅將空氣供給通路內(nèi)的空氣氣體向燃料電池堆供給，還能夠?qū)⒖諝夤┙o通路內(nèi)的空氣氣體向燃料電池堆以外的構件供給。然而，在將空氣供給通路內(nèi)的空氣氣體向多個部位(燃料電池堆和燃料電池堆以外的構件)供給的情況下，需要在旁路通路上配置閥，還需要用于驅(qū)動該閥的致動器(馬達等)。其結果，構成燃料電池系統(tǒng)的零部件數(shù)量增加，燃料電池系統(tǒng)的尺寸也增大。本說明書提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的燃料電池系統(tǒng)的閥(氣閥)。

用于解決問題的方案

本說明書中公開的第1技術方案為一種氣閥，其設于燃料電池堆的空氣系統(tǒng)，用于控制向燃料電池堆供給的空氣氣體的流動。也可以是，該氣閥包括：供給閥，其開閉供自外部向燃料電池堆供給的空氣氣體經(jīng)過的空氣供給通路；切換閥，其用于切換為自外部供給來的空氣氣體經(jīng)過空氣供給通路的狀態(tài)、和經(jīng)過自空氣供給通路分支并繞過配置于氣閥的下游的構件的旁路通路的狀態(tài)；以及連桿機構，其連接于供給閥和切換閥，用于驅(qū)動這兩者。另外，也可以是，連桿機構包括：臂部，其固定于供給閥；以及凸輪盤，其固定于切換閥，設有供臂部接觸的引導部。對于該氣閥，也可以是，引導部包括供臂部移動以進行供給閥的開閉動作的第1區(qū)域和供臂部移動以進行切換閥的開閉動作且相對于第1區(qū)域獨立的第2區(qū)域。

本說明書中公開的第2技術方案基于上述第1技術方案的氣閥，也可以是，在第1區(qū)域與第2區(qū)域之間設有不進行供給閥和切換閥這兩者的開閉動作的第3區(qū)域。

本說明書中公開的第3技術方案基于上述第1或第2技術方案的氣閥，也可以是，凸輪盤固定于與馬達連結的凸輪齒輪。另外，也可以是，凸輪齒輪被向使供給閥開閥時凸輪齒輪旋轉(zhuǎn)的方向施力，從而在供給閥閉閥時使臂部與第1區(qū)域接觸。

本說明書中公開的第4技術方案基于上述第1～第3技術方案中的任一者的氣閥，也可以是，第2區(qū)域為距凸輪盤的旋轉(zhuǎn)中心的距離一定的圓弧狀，該第2區(qū)域包括在切換閥驅(qū)動的期間內(nèi)供臂部一邊接觸一邊移動的接觸部。

本說明書中公開的第5技術方案基于上述第1～第4技術方案中的任一者的氣閥，也可以是，凸輪盤包括嵌合部，該嵌合部在供給閥閉閥時與臂部嵌合。另外，也可以是，嵌合部為向凸輪盤的徑向內(nèi)側凹陷而成的槽。