一种氢燃料电池及其空气组合阀制造技术

本申请公开了一种空气组合阀，具体结构如下：壳体包括空气入口、空气出口和旁通出口，空气入口和空气出口形成排气流道，空气入口和旁通出口形成旁通流道；主阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体内部的空气出口处；副阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体内部的旁通出口处；蝶阀包括阀轴、主阀板和副阀板，主阀板和副阀板均固定连接于阀轴上，阀轴进行旋转，使得主阀板与主阀座保持气密封，副阀板平行于旁通出口的轴向，或副阀板与副阀座保持气密封，主阀板平行于空气出口的轴向，从而达到降低空气阀中空气流阻，并减小喘振的效果。本申请还公开了一种包括上述空气组合阀的氢燃料电池。种包括上述空气组合阀的氢燃料电池。种包括上述空气组合阀的氢燃料电池。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池及其空气组合阀


[0001]本申请涉及燃料电池领域，特别是指一种空气组合阀。本申请还涉及一种包括上述空气组合阀的氢燃料电池。

技术介绍

[0002]请参见图1，在氢燃料电池的空气系统中，空气需要经过空滤器过滤掉空气中的杂质，经过空气流量计进行流量测量，经过空气压缩机(以下简称空压机)进行增压，并经过中冷器进行降温，在达到氢燃料电池堆运行所需的温度、压力条件后，进入氢燃料电池堆(以下简称电堆)进行电化学反应。在空气系统中还会设置空气阀来实现电堆进气口的空气的进入或截止。
[0003]由于在空气系统降载过程中，空压机发生喘振时，空气不能快速从旁通口排出，就会造成空压机的损坏，在现有的空气阀中，设置了电堆进气口的进气通道，以及电堆排气口的排气通道，并有将进气通道和排气通道相连接的旁通通道，通过控制能在进气通道中移动的第一阀片，以及能在排气通道中移动的第二阀片同时移动，实现进气通道、排气通道和旁通通道的导通或关闭。但这种现有的空气阀，阀片表面与空气流道方向相垂直，流阻较大，导致进入电堆的压力损失大，空压机需要提高转速来达到空气系统所需的压力，造成空气系统的效率难以提高。
[0004]因此，如何在降低空气阀中空气流阻的同时减小喘振，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种空气流阻小且能够减小喘振的空气组合阀。本申请的另一目的是提供一种包括上述空气组合阀的氢燃料电池。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供了一种空气组合阀，具体结构如下：
[0007]壳体，壳体包括空气入口、空气出口和旁通出口，空气入口和空气出口形成排气流道，空气入口和旁通出口形成旁通流道；
[0008]主阀座，主阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体内部的空气出口处；
[0009]副阀座，副阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体内部的旁通出口处；
[0010]蝶阀，蝶阀包括阀轴、主阀板和副阀板，主阀板和副阀板均固定连接于阀轴上，阀轴进行旋转，使得主阀板与主阀座保持气密封，副阀板平行于旁通出口的轴向，或副阀板与副阀座保持气密封，主阀板平行于空气出口的轴向。
[0011]可选地，空气出口的轴向与旁通出口的轴向相互平行，主阀板与副阀板相互垂直。
[0012]可选地，主阀板的外侧壁、主阀座的内侧壁、副阀板的外侧壁和副阀座的内侧壁均沿轴向向下渐缩，且主阀板的外侧壁与主阀座的内侧壁紧密配合，副阀板的外侧壁与副阀
座的内侧壁紧密配合。
[0013]可选地，阀轴在电机的驱动下进行旋转，电机的输出轴与小齿轮连接，小齿轮与中间齿轮连接，中间齿轮与扇形齿轮连接，扇形齿轮与阀轴连接，电机能够带动蝶阀进行转动，从而启闭排气流道，以及闭启旁通流道。
[0014]可选地，阀轴上进一步设置回位弹簧，回位弹簧用于在电机断电时，回位弹簧复位使得主阀板与主阀座保持气密封。
[0015]可选地，阀轴上进一步设置油封和轴承。
[0016]可选地，主阀板和副阀板分别焊接于阀轴上。
[0017]可选地，空气组合阀还包括旁通接口，旁通接口与壳体之间设有第一密封圈。
[0018]可选地，空气组合阀还包括下盖板，下盖板与壳体之间设有第二密封圈，下盖板与氢燃料电池的电堆之间设有第三密封圈。
[0019]本申请还提供了一种氢燃料电池，包括上述空气组合阀。
[0020]相对上述
技术介绍
，本申请所提供的一种空气组合阀，具体结构包括：壳体，壳体包括空气入口、空气出口和旁通出口，空气入口和空气出口形成排气流道，空气入口和旁通出口形成旁通流道；主阀座，主阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体内部的空气出口处；副阀座，副阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体内部的旁通出口处；蝶阀，蝶阀包括阀轴、主阀板和副阀板，主阀板和副阀板均固定连接于阀轴上，阀轴进行旋转，使得主阀板与主阀座保持气密封，副阀板平行于旁通出口的轴向，或副阀板与副阀座保持气密封，主阀板平行于空气出口的轴向。通过上述空气组合阀中蝶阀的旋转，在副阀板与副阀座保持气密封时关闭旁通通道，而主阀板平行于空气出口的轴向，空气可以从排气流道流向电堆，从而降低了空气在排气流道流出时的流阻；在主阀板与主阀座保持气密封时关闭排气通道，而副阀板平行于旁通出口的轴向，空气可以从旁通流道流出，从而提供了空气的旁通功能，可以达到减小喘振的效果，且空气在旁通流道流出时的流阻较小。
附图说明
[0021]图1为现有技术中氢燃料电池的空气系统示意图；
[0022]图2为本申请所提供的空气组合阀的一种具体实施方式的结构示意图；
[0023]图3为图2所示蝶阀的轴侧示意图；
[0024]图4为图3所示蝶阀的另一角度的轴侧示意图；
[0025]图5为图2所示蝶阀与电机的连接示意图。
具体实施方式
[0026]本申请的核心是提供一种空气流阻小且能够减小喘振的空气组合阀。本申请的另一核心是提供一种包括上述空气组合阀的氢燃料电池。
[0027]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
[0028]请参阅图2、图3和图4，图2为本申请所提供的空气组合阀的一种具体实施方式的结构示意图，图3为图2所示蝶阀的轴侧示意图，图4为图3所示蝶阀的另一角度的轴侧示意
图。
[0029]在一种具体实施方式中，本申请所提供的空气组合阀的包括壳体1、主阀座2、副阀座3、蝶阀4。
[0030]壳体1用于支撑及连接其他零部件。在壳体1上设有空气入口11、空气出口12和旁通出口13。空气入口11和空气出口12形成排气流道，空气可以经过排气流道进入电堆(空气流向请见图2所示空心箭头所指流向)；空气入口11和旁通出口13形成旁通流道，空气可以在空压机喘振时，从旁通流道快速流出(空气流向请见图2所示实心箭头所指流向)，从而降低空压机因喘振而损坏的机率。
[0031]主阀座2具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体1内部的空气出口12处。主阀座2可以装配于壳体1内部的空气出口12处，且装配时主阀座2的中心轴与空气出口12的中心轴重合。主阀座2可以为一个圆环状的零件。
[0032]副阀座3具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于壳体1内部的旁通出口13处。副阀座3可以装配于壳体1内部的旁通出口13处，且装配时副阀座3的中心轴与旁通出口13的中心轴重合。副阀座3可以为一个圆环状的零件。
[0033]蝶阀4包括阀轴41、主阀板42和副阀板43(示于图3和图4中)。主阀板42和副阀板43均固定连接于阀轴41上，主阀板42和副阀板43可以通过焊接的方式，分别焊接于阀轴41上，在另一具体实施方式中，主阀板42和副阀板43也可以通过螺钉与阀轴41固定连接。通过阀轴41进行旋转，可以使得主阀板42与主阀座2保持气密封，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气组合阀，用于氢燃料电池，其特征在于，所述空气组合阀包括：壳体，所述壳体包括空气入口、空气出口和旁通出口，所述空气入口和所述空气出口形成排气流道，所述空气入口和所述旁通出口形成旁通流道；主阀座，所述主阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于所述壳体内部的所述空气出口处；副阀座，所述副阀座具有在厚度方向将其贯穿的输气孔，并固定连接于所述壳体内部的所述旁通出口处；蝶阀，所述蝶阀包括阀轴、主阀板和副阀板，所述主阀板和所述副阀板均固定连接于所述阀轴上，所述阀轴进行旋转，使得所述主阀板与所述主阀座保持气密封，所述副阀板平行于所述旁通出口的轴向，或所述副阀板与所述副阀座保持气密封，所述主阀板平行于所述空气出口的轴向。2.根据权利要求1所述的空气组合阀，其特征在于，所述空气出口的轴向与所述旁通出口的轴向相互平行，所述主阀板与所述副阀板相互垂直。3.根据权利要求1所述的空气组合阀，其特征在于，所述主阀板的外侧壁、所述主阀座的内侧壁、所述副阀板的外侧壁和所述副阀座的内侧壁均沿轴向向下渐缩，且所述主阀板的外侧壁与所述主阀座的内侧壁紧密配合，所述副阀板的外侧壁与所述副阀座的内侧壁紧密配合。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙贵政，王鸿鹄，蔡俊，侯中军，
申请(专利权)人：上海捷氢科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：