專利名稱：燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥，且更具體地，涉及一種用于燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥，其具有良好的排放能力，從而無(wú)需消耗額外的能量即可進(jìn)行駕駛操作，并且其不需要解凍時(shí)間，從而可即時(shí)起動(dòng)燃料電池汽車，且即使在零下溫度起動(dòng)汽車時(shí)其也能保證穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
如圖中1所示，用于燃料電池汽車的常規(guī)冷卻系統(tǒng)包括第一冷卻路徑和第二冷卻路徑。第一冷卻路徑具有在散熱器1和熱交換器2中循環(huán)的冷卻水。第二路徑具有從燃料電池組3經(jīng)過(guò)泵4和儲(chǔ)水箱5循環(huán)至熱交換器2的冷卻水。
因此，在熱交換器2中進(jìn)行燃料電池組3中的冷卻水與第一冷卻路徑中的冷卻水之間的熱交換操作，從而冷卻燃料電池組3。
此外，燃料電池組3和第二冷卻路徑通過(guò)排水通道與附加的快速解凍裝置6連接。另外，在各排水通道中安裝有包括電磁閥的排水閥7。因此，當(dāng)外界溫度降至零下時(shí)，打開排水閥7，從而將冷卻水從第二冷卻路徑和燃料電池組3排出，因而防止冷卻水的凍結(jié)。
同時(shí)，當(dāng)汽車重新起動(dòng)時(shí)，關(guān)閉排水閥7，并通過(guò)泵4泵送存儲(chǔ)在快速解凍裝置6中的冷卻水，從而將第二冷卻路徑注滿冷卻水。此時(shí)，排水閥必須可靠地關(guān)閉，以便通過(guò)泵4將冷卻水泵送入第二冷卻路徑中。
由于水的表面張力導(dǎo)致凍結(jié)的水粘附在各排水閥7的表面，所以當(dāng)汽車重新起動(dòng)時(shí)，各排水閥7可能不能工作。為了解決該問(wèn)題，各排水閥7設(shè)有附加的加熱裝置。通常，將電熱絲纏繞在各排水閥7上。
然而，用于燃料電池汽車的常規(guī)冷卻系統(tǒng)的問(wèn)題在于，使用附加的加熱裝置解凍各排水閥7的冰，因此需要解凍時(shí)間并消耗解凍能量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于燃料電池汽車的冷啟動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其在將冷卻水從冷卻路徑中排出時(shí)，防止冷卻水殘留在排水閥中，以防止在溫度降低時(shí)冷卻水凍結(jié)，從而防止排水閥凍結(jié)，因此允許排水閥平穩(wěn)和可靠地工作，而且該冷啟動(dòng)閥結(jié)構(gòu)不需要用于解凍的附加的加熱裝置，從而降低了重量和制造成本并節(jié)約了能量，并且在該冷啟動(dòng)閥結(jié)構(gòu)中，即使當(dāng)溫度降低時(shí)也不需要進(jìn)行解凍，從而提高了燃料電池汽車的冷起動(dòng)能力。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)包括進(jìn)入管、排出管和閥體。進(jìn)入管具有橢圓形閥座。排出管設(shè)置為與進(jìn)入管平行。閥體將進(jìn)入管與排出管連接，使得進(jìn)入管與排出管彼此連通，且閥體相對(duì)于進(jìn)入管以預(yù)定角度傾斜。在閥體中設(shè)有提升閥，其具有與閥體相同的傾斜角度，并上下移動(dòng)以打開或關(guān)閉閥座。
優(yōu)選地，提升閥在閥體中安裝成在圓周方向和垂直方向上與閥體的內(nèi)圓周表面和閥座間隔開。
此外，提升閥由以硅樹脂材料制成的外殼覆蓋。
進(jìn)入管在其內(nèi)圓周表面上具有涂層，從而允許水滴的接觸角度為140°或更大。
閥體和閥座分別具有相對(duì)于進(jìn)入管的35°至55°的傾斜角度。
為了更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和目的，應(yīng)該結(jié)合附圖參考以下詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1示出了用于燃料電池汽車的常規(guī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；及圖2是示出根據(jù)本發(fā)明、用于燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明、用于燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥的截面。即，進(jìn)入管11和排出管12彼此平行地設(shè)置。進(jìn)入管11與冷卻水的第二冷卻路徑連接，其中該冷卻水從燃料電池組循環(huán)經(jīng)過(guò)熱交換器并冷卻燃料電池組。排出管12與快速解凍裝置連接。所述兩根管11和12連接為通過(guò)冷起動(dòng)閥13的閥體13a彼此連通。
兩根管彼此平行地設(shè)置。因此，為了打開或關(guān)閉進(jìn)入管11，將進(jìn)入管11的出口切割為具有橢圓形，從而形成橢圓形閥座11a。閥座11a與閥體13a連接并與之連通。提升閥13b安裝在閥體13a中、以預(yù)定角度傾斜，其與閥座11a進(jìn)行緊密接觸或與之分離，以關(guān)閉或打開進(jìn)入管11。
即，當(dāng)由于溫度降低而將第二冷卻路徑的冷卻水排入快速解凍裝置6時(shí)，提升閥13b打開，因此第二冷卻路徑的冷卻水通過(guò)進(jìn)入管11排出至快速解凍裝置6。同時(shí)，當(dāng)汽車重新起動(dòng)時(shí)，提升閥13b與進(jìn)入管11的閥座11a進(jìn)行緊密接觸，從而關(guān)閉進(jìn)入閥11，所以在使用泵將儲(chǔ)存在快速解凍裝置6中的冷卻水提供給第二冷卻路徑時(shí)，阻止冷卻水經(jīng)過(guò)排出管12流入第二冷卻路徑中。
安裝在閥體13a中的提升閥13b的傾斜角度與設(shè)置在進(jìn)入管11中的橢圓形閥座11a的傾斜角度相等。為了提高提升閥13b與閥座11a緊密接觸時(shí)的氣密性，用以硅樹脂材料制成的外殼13c覆蓋提升閥13b的外圓周表面。
此外，將提升閥13b安裝為與閥體13a的內(nèi)圓周表面在圓周方向及上下方向上間隔開。因此，即使冷卻水殘留在閥體13a中并凍結(jié)，由于冷卻水解凍，所以提升閥13b也不會(huì)粘附在閥體13a上。
為了上下移動(dòng)提升閥13b，將閥軸13d整體地設(shè)置在提升閥13b上。盡管在圖中未示出，在閥軸13d的外圓周表面上設(shè)有例如線圈的磁生成裝置，和例如彈簧的回位裝置。因此，例如，當(dāng)控制電流由適當(dāng)?shù)目刂蒲b置施加給線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生磁力，從而拉起閥軸13d和提升閥13b。結(jié)果，提升閥1 3b打開進(jìn)入管11。相反地，當(dāng)控制電流中斷時(shí)，閥軸13d和提升閥13b通過(guò)回位彈簧返回至其初始位置，從而關(guān)閉進(jìn)入管11。
優(yōu)選地，閥軸13d和閥座11a相對(duì)于進(jìn)入管11的傾斜角度為35度至55度。
此外，在進(jìn)入管11的內(nèi)圓周表面上形成有涂層11b，從而防止冷卻水以水滴的形式殘留在進(jìn)入管11的內(nèi)圓周表面上，并隨后凍結(jié)。該涂層11b形成為使得冷卻水的水滴的接觸角為140度或更大，從而將冷卻水完全排出。
必須將設(shè)置在進(jìn)入管11中的閥座11a制造為具有0.6mm或更小的厚度，從而將水滴的凍結(jié)減至最低程度。此外，必須將提升閥13b與閥體13a和閥座11a間隔開4mm或更多，從而防止凍結(jié)的水滴引起提升閥13b與閥體13a和閥座11a粘附。
從上文中顯而易見(jiàn)，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)由于溫度降低而將冷卻水從燃料電池組和冷卻水循環(huán)路徑排出時(shí)，進(jìn)入管打開以將冷卻水排入快速解凍裝置，因此在冷卻水排入快速解凍裝置后可能殘留在進(jìn)入管中的冷卻水滴通過(guò)涂層完全排出，從而有效地防止了水滴凍結(jié)，且消除了殘留在閥體中的水滴導(dǎo)致提升閥與閥體粘附的可能性，因而消除了為解凍提升閥而使用附加加熱裝置的必要性，因此降低了重量和制造成本，防止了能量的浪費(fèi)，并消除了對(duì)解凍時(shí)間的需要，從而提高了冷起動(dòng)性能，使得汽車可以即時(shí)起動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于燃料電池汽車的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其包括進(jìn)入管，其具有橢圓形閥座；排出管，其設(shè)置為與所述進(jìn)入管平行；和閥體，其將所述進(jìn)入管與所述排出管連接，使得所述進(jìn)入管與所述排出管彼此連通，所述閥體相對(duì)于所述進(jìn)入管以預(yù)定角度傾斜，提升閥設(shè)置在所述閥體中，其具有與所述閥體相同的傾斜角度，并上下移動(dòng)以打開或關(guān)閉所述閥座。
2.如權(quán)利要求1所述的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其中將所述提升閥在所述閥體中安裝成與所述閥體的內(nèi)圓周表面和所述閥座在圓周方向上和垂直方向上間隔開。
3.如權(quán)利要求2所述的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其中所述提升閥由以硅樹脂材料制成的外殼覆蓋。
4.如權(quán)利要求1所述的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其中所述進(jìn)入管在其內(nèi)圓周表面上具有涂層，以允許水滴的接觸角度為140°或更大。
5.如權(quán)利要求1所述的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)所述閥體和所述閥座具有相對(duì)于所述進(jìn)入管的35°至55°的傾斜角度。
6.如權(quán)利要求1所述的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其中所述提升閥與閥軸形成整體，所述閥軸包括磁生成裝置和回位裝置，用于傾斜地上下移動(dòng)所述提升閥。
7.如權(quán)利要求1所述的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，其中所述進(jìn)入管與燃料電池組和冷卻水循環(huán)路徑連接以與其連通，且所述排出管與快速解凍裝置連接以與其連通。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃料電池汽車中的冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)。該冷起動(dòng)閥結(jié)構(gòu)包括進(jìn)入管、排出管和閥體。進(jìn)入管具有橢圓形閥座。排出管設(shè)置為與進(jìn)入管平行。閥體將進(jìn)入管與排出管連接，使得進(jìn)入管與排出管彼此連通，且閥體相對(duì)于進(jìn)入管以預(yù)定角度傾斜。在閥體中設(shè)有提升閥，其具有與閥體相同的傾斜角度，并上下移動(dòng)以打開或關(guān)閉閥座。本發(fā)明在將冷卻水從冷卻路徑排出時(shí)，防止冷卻水殘留在排水閥中，從而防止排水閥凍結(jié)，因此允許排水閥平穩(wěn)和可靠地工作。此外，不需要用于解凍的附加加熱裝置，從而降低了重量和制造成本且節(jié)約了能量。
文檔編號(hào)H01M8/04GK1986274SQ20061013755
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者李承鏞, 金圣均 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社