本发明专利技术提供了一种压力控制阀，包括：通过压差操作的可动部（１）；将一次压力减至二次压力的第一阀（３，４，５）；第二阀（１０，１１），当第一阀操作以打开入口流路（１２）而引导具有一次压力的流体时，该第二阀操作以阻挡入口流路（１２）与排放二次压力的出口流路（８）之间排放二次压力的流路；以及传动机构（２），其将可动部的操作与第一阀和第二阀的操作连接起来，其中，可动部和第一阀中的任一个与传动机构分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001本专利技术涉及一种压力控制阀、压力控制阀的生产方法、具有压力控制阀的燃料电池系统以及压力控制方法。
技术介绍
0002迄今为止，当自压力容器供给流体时，已设置减压阀， 从而减小以固定压力稳定地供给流体的压力。0003此外，当压力容器的压力减小时，为了防止流体自流路 回流到压力容器，在许多情况下与减压阀 一 同设置止回阀。0004尤其是，日本特开平第H05-039898号公报公开了减压 阀和止回阀容纳在一个单元中以节省空间。0005存在各种类型的减压阀，且减压阀主要分成主动驱动减 压阀和^皮动驱动减压阀。0006主动驱动型减压阀配备有压力传感器、阀驱动单元以及 控制机构，且阀,皮驱动成可将二次压力减小到失见定压力。0007相反，被动驱动型减压阀这样构造，以致当压力到达规 定压力时，阀自动地利用压差打开和关闭。此外，被动型减压阀主要 分成导向型和直接驱动型。导向型具有导阀，其特征在于操作稳定。0008另外，直接驱动型在高速反应上是有利的。此外，当气 体用作工作流体时，为了可靠地即便通过可压缩流体的微小力也执行阀的打开/关闭， 一般将隔膜用作压差感知机构。0009通常，在直接驱动隔膜减压阀中，隔膜、诸如活塞一类 的用于将隔膜的动作传递给阀体的传动机构以及阀体，与螺钉等一体 连接。0010不过，在比如公开在日本特开平第H10-268943号公报 中的配备有安全机构的阀中，单独地设有隔膜(可动部)和传动机构 以实现安全操作。0011这是因为，当减压阀中的二次压力高于预定压力时，隔膜(可动部)弯到大气侧且远离活塞(传动机构)，由此通过隔膜(可 动部)内设的端口释放过多的压力。0012为了实现安全机构，阀体和传动机构需由一个不同于隔 膜(可动部)的元件支承。0013通常，这样实现支承，即，在阀体或其周围设置导向件， 还在传动机构的可动轴上、相对于阀体、在传动机构的相对侧i殳置螺旋弹簧。0014在日本特开第2005-339321号公报中，活塞设有充当减 压阀的一次调节阀和二次调节阀，该二次调节阀通过与 一次调节阀反 向的打开/关闭操作而调节压力，并且相对于一次压力变化具有与一次 调节阀相反的压力调节特性。0015二次调节阀在用于给使用液体燃料的燃料电池供给燃料 时、在不使用时关闭并充当止回阀。0016另外，将若千阀体连接且各个阀体位于单独阀座上的阀 称作梭动阀。0017例如，日本特开平第H05-149457号公报公开了一种梭 动阀的具体结构。0018根据日本特开平第H05-149457号公报，由于两个阀体 连接，当一个阀体落座时，另一个阀体打开。0019作为减压岡特别减小尺寸的结构实例，正如日本特开第 2004-031199号公报披露的，已提出一种阀，其包括隔膜、阀体以及直 接连接阀体和隔膜的阀轴。0020作为具有该结构的减压阀的生产方法，已知一种由 A.Debray等人披露在J.Micromech.Microeng.2005年第15期s202-209 中的方法。该生产方法的特征在于，小的机械元件是通过采用半导体 加工技术生产的。0021在半导体加工技术中，半导体基板用作原材料且通过组 合诸如薄膜沉积、光刻以及蚀刻之类的技术形成结构。0022因此，半导体加工技术的有利之处在于，亚微细级的精 细加工是可行的，还容易地通过成批加工实现大规模生产。0023尤其是，因为减压阀具有复杂的三维结构，采用了垂直 蚀刻半导体基板的反应离子蚀刻(ICP-RIE)、将两个或多个半导体基 板相结合的结合技术等。0024此外，通过比如二氧化珪或类似物的牺牲层连接阀体和 阀座，且在后半工艺中，通过蚀刻牺牲层而使阀体与阀座脱离。0025另一方面，小型燃料电池作为安装在小型电器件中的能 源而引人注目。燃料电池之所以用作小型电气设备的驱动源，是因为 每单位体积或每单位重量提供的能量是传统锂离子二次电池的几乎十 倍。0026特别是在提供大输出的燃料电池中，将氢用作燃料为佳。 不过，由于氢在常温下是气态的，需要一种在小燃料箱中贮存高密度 氢的技术。0027下述方法被认为是此类氢贮存技术。0028第一种方法是在高压气体状态下压缩和贮存氢。当箱中 的气压定为200atm时，氢的体积密度约为18mg/cm3。0029第二种方法是将氢冷却到低温并将其贮存为液体。该方 法能进行高密度贮存，尽管它存在这样的缺陷，即，需要较大的能量 液化氢且氢会自然地蒸发并泄漏。0030第三种方法是通过采用氢贮存合金来贮存氢。该方法的 问题在于，燃料箱重，因为具有大比重的氢贮存合金仅能吸收约2% 重量的氢，但利于减小尺寸，因为每单位体积的贮存量大。0031在这样的聚合物电解质燃料电池中，以下列方式发电。0032常将全氟磺酸基的阳离子交换树脂用作聚合物电解质膜。 对于此类薄膜，例如DuPont的Nafion是众所周知的。通过将聚合物 电解质膜与一对承载催化剂(比如铂)的多孔电极即燃料电极和氧化剂电极相插而形成的薄膜电极组件构成发电电池。0033通过在此发电电池中给氧化剂电极提供氧化剂并给燃料 电极提供燃料，质子在聚合物电解质膜上移动以执行发电。0034聚合物电解质膜一般具有约50-200nm的厚度，以便维 持机械强度并让燃料气体不透入其中。0035这样的聚合物电解质膜具有约3-5kg/cn^的强度。0036因此，为了防止膜因压差而破损，优选燃料电池中氧化 剂电极室与燃料电极室之间的压差在常态下控制在0.5kg/cm2以下， 即便在异常状态下也控制在lkg/cn^以下。0037在燃料箱与氧化剂电极室之间的压差小于上述压力的情 况下，燃料箱和燃料电极室彼此可直接连接而不用减小压力。0038不过，在氧化剂电极室通向大气且燃料以较高密度填充 的情况下，需要减小自燃料箱向燃料电极室供给燃料过程中的压力。0039此外，上述机构需要致动/中止发电，以便稳定产生的电 力。日本特开第2004-031199号公报披露了一种在燃料箱与燃料电池 单元之间提供小阀的技术，由此防止燃料电池单元因大压差而破损， 还控制了发电的致动/中止，以及稳定地维持所产生的电力。尤其是， 隔膜设置在燃料供给路径与氧化剂供给路径之间的边界处，并且直接 与阀相连以通过燃料供给路径与氧化剂供给路径之间的压差而不采用 电力驱动阀，由此实现较佳地控制供给到燃料电池单元上的燃料压力 的减压阀。0040另外，在小型燃料电池中，经常采用这样一种系统(闭 端系统)，其中的燃料不循环且量等于消耗燃料量的燃料在关闭出口的 状态下自燃料箱供给。不过，该系统的问题在于，掺杂气体比如氮气 和水蒸汽通过电解质膜并积聚在燃料流路中，这样发电特性随着时间 的消耗有所劣化。0041因此，在闭端系统的燃料电池中，经常放气以便排放积 聚的掺杂气体。0042另一方面，当剩余燃料量小或燃料箱冷却时，燃料箱中的压力减小。当更换燃料箱或在这样的状态下进行上述放气时，外部 空气因燃料箱中减小的压力而回流到燃料箱中。0043当燃料箱装有氢贮存合金时，合金表面氧化或沾污，这 会减少氢贮存量。0044因此，日本特开第2002-158020号公报提出了在燃料电 池系统中、在燃料箱与减压阀之间和减压阀与燃料电池之间设置止回 阀。0045不过，在上述日本特开平第H本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压力控制阀，包括： 通过压差操作的可动部； 将一次压力减至二次压力的第一阀； 第二阀，当第一阀操作以打开入口流路而引导具有一次压力的流体时，该第二阀操作以阻挡入口流路与排放二次压力的出口流路之间的流路；以及 传动机构，其将可动部的操作与第一阀和第二阀的操作连接起来， 其中，可动部和第一阀中的任一个与传动机构分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：中窪亨，茂木聪史，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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