質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及質子交換膜燃料電池發動機領域，更具體地說，是涉及車、船用質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置。
【背景技術】
[0002]質子交換膜燃料發動機系統是一種發電裝置，它通過電化學反應將燃料(通常是氫氣或甲醇)中的化學能直接轉換成電能。同傳統的發電裝置不同，它不需將燃料中的化學能先轉換成熱能，然后再轉換成電能。因此，與傳統的發電裝置相比燃料電池具有能量轉換效率高，無污染物排放的顯著優點。
[0003]適當地提高質子交換膜燃料發動機的操作壓力，可以提高系統效率。此外，研宄發現燃料電池發動機尤其是車用燃料電池發動機由于停機后環境空氣的侵入，在啟動或停車瞬間陽極側易形成氫空界面，導致陰極高電位的產生，瞬間局部電位高達1.5V以上，引起碳載體氧化，加速了燃料電池電堆性能衰減。即需要解決調壓及停機后密封問題。
[0004]目前，質子交換膜燃料電池發動機尤其是車、船用燃料電池發動機系統采用的調壓裝置普遍采用傳統車用節氣門，現有技術的調壓裝置不足之處在于:
[0005]I)非針對燃料電池發動機系統開發，壓力控制精度無法保證；
[0006]2)無法解決停機后空氣路的密封問題。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置。
[0008]為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案:
[0009]一種質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置，包括閥體，所述閥體的一端設有第一通道，另一端設有端蓋；端蓋內設有第二通道，所述第一通道的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體內還設有閥芯以及傳動機構，所述閥芯的內端從第一通道的內端伸入第一通道內，所述傳動機構的輸出端與所述閥芯的外端相連，所述第一通道的內端外還固設有用于密封所述第一通道的內端以及所述閥芯的外端的密封墊；
[0010]所述傳動機構的輸入端與電機減速器相連。
[0011]所述閥芯為圓柱形結構，所述圓柱形閥芯的側面設有通氣孔，所述通氣孔沿軸線方向的長度與所述傳動機構的行程相匹配。
[0012]所述通氣孔的形狀為方形、三角形或橢圓形。
[0013]所述閥芯為圓錐形結構，所述圓錐形閥芯的底面與所述閥芯的外端連接固定。
[0014]所述傳動機構采用連桿結構。
[0015]所述調節裝置采用不銹鋼或工程塑料。
[0016]與現有技術相比，采用本發明的一種質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置，可布置于質子交換膜燃料電池發動機系統電堆前及電堆后，也可布置與空壓機前及電堆后，或者僅布置電堆后，用于調節電堆空氣路的操作壓力及保障停機后電堆空氣路密封。該裝置主要由閥體、密封墊、閥芯、傳動機構和端蓋組成，可采用不銹鋼或工程塑料制作而成。本發明的調節裝置具有阻力小、結構簡單、安全可靠、幾何尺寸小等優點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的實施例1在關閉狀態時的結構示意圖；
[0018]圖2是圖1中的實施例1在運行狀態時的結構示意圖；
[0019]圖3是圖1中的實施例1的應用I示意圖；
[0020]圖4是圖1中的實施例1的應用2示意圖；
[0021]圖5是圖1中的實施例1的應用3示意圖；
[0022]圖6是本發明的實施例2在關閉狀態時的結構示意圖；
[0023]圖7是圖6中的實施例2在運行狀態時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。
[0025]實施例1
[0026]請參閱圖1、圖2所示的一種質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置，包括閥體1，閥體I的一端設有第一通道，另一端設有端蓋5 ;端蓋5內設有第二通道，第一通道以的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體5內還設有閥芯3以及傳動機構4，閥芯3的內端從第一通道的內端伸入第一通道內，傳動機構4的輸出端與閥芯3的外端相連，第一通道的內端外還固設有用于密封第一通道的內端以及閥芯的外端的密封墊2。
[0027]圖1、圖2中的閥芯采用圓柱形結構，圓柱形閥芯的側面布置了方形的通氣孔；閥體I與閥芯3連接處增加密封墊2 ;閥芯3由傳動機構4驅動在閥體I內往復運動，并由傳動機構4和閥體I完成導向及限位；傳動機構4為連桿結構，由電機減速器驅動，電機可選步進式電機或直流伺服電機。
[0028]這樣在如圖1所示的停機(關閉)工況時，本發明的調節裝置為鎖死狀態，閥體I與閥芯3之間的密封墊2保持一定的預緊力，依靠密封墊2密封整個空氣路。在如圖2所示的運行工況時，電機驅動傳動機構4運動，牽引閥芯3水平移動，整個空氣路的有效流通截面積隨著閥芯3的移動而變化，從而滿足燃料電池發動機不同運行工況對操作壓力及流量要求。
[0029]需要說明的是，通氣孔的形狀除方形外，還可以為其他形狀如三角形、橢圓形等，只要通氣孔沿軸線方向的長度與傳動機構的行程相匹配，均落入本發明的保護范圍。
[0030]本發明的調壓裝置采用不銹鋼或工程塑料。
[0031]圖3為將本發明的調壓裝置分別布置于質子交換膜燃料電池發動機系統的電堆豐旲塊如、后的不意圖。
[0032]圖4為將本發明的調壓裝置分別布置于質子交換膜燃料電池發動機系統的空壓機前以及電堆模塊后的示意圖。
[0033]圖5為將本發明的調壓裝置僅布置于電堆模塊后的示意圖。
[0034]本發明的調壓裝置的流體方向為雙向，安裝位置及角度也無任何限制。
[0035]實施例2
[0036]再請參見圖6、圖7所示，本實施例與實施例1的不同之處僅在于:閥芯為圓錐形結構，圓錐形閥芯23的底面與閥芯的外端連接固定，而圓錐形閥芯的側面并不需要通氣孔。
[0037]其余內容均與實施例1中所述相同。
[0038]本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明的目的，而并非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求的范圍內。
【主權項】
1.一種質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置，其特征在于， 包括閥體，所述閥體的一端設有第一通道，另一端設有端蓋；端蓋內設有第二通道，所述第一通道的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體內還設有閥芯以及傳動機構，所述閥芯的內端從第一通道的內端伸入第一通道內，所述傳動機構的輸出端與所述閥芯的外端相連，所述第一通道的內端外還固設有密封墊； 所述傳動機構的輸入端與電機減速器相連。
2.根據權利要求1所述的調壓裝置，其特征在于， 所述閥芯為圓柱形結構，所述圓柱形閥芯的側面設有通氣孔，所述通氣孔沿軸線方向的長度與所述傳動機構的行程相匹配。
3.根據權利要求2所述的調壓裝置，其特征在于， 所述通氣孔的形狀為方形、三角形或橢圓形。
4.根據權利要求1所述的調壓裝置，其特征在于， 所述閥芯為圓錐形結構，所述圓錐形閥芯的底面與所述閥芯的外端連接固定。
5.根據權利要求1所述的調壓裝置，其特征在于， 所述傳動機構采用連桿結構。
6.根據權利要求1所述的調壓裝置，其特征在于， 所述調節裝置采用不銹鋼或工程塑料。
【專利摘要】本發明公開了一種質子交換膜燃料電池發動機空氣系統的調壓裝置，包括閥體，所述閥體的一端設有第一通道，另一端設有端蓋；端蓋內設有第二通道，所述第一通道的軸線以及第二通道的軸線重合，閥體內還設有閥芯以及傳動機構，所述閥芯的內端從第一通道的內端伸入第一通道內，所述傳動機構的輸出端與所述閥芯的外端相連，所述第一通道的內端外還固設有密封墊；所述傳動機構的輸入端與電機減速器相連。本發明的調節裝置具有阻力小、結構簡單、安全可靠、幾何尺寸小等優點。
【IPC分類】H01M8-04
【公開號】CN104681839
【申請號】CN201510005987
【發明人】林業發, 胡軍, 吳炎花, 朱俏斌, 陳華
【申請人】上海新源動力有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月6日