三通阀的制作方法
本公开涉及一种用于流体分配或混合的三通阀。
背景技术：
通常，例如，三通阀在使用冷却剂水的冷却系统中用于流体流动的分配或混合。当三通阀分配流体流动时，三通阀将通过单个流入端口流入其中的流体分离至在不同的两个方向上延伸的流出端口。此时，三通阀移动阀室中的阀元件以调节分配到两个流出端口中的流体的流量比。
关于三通阀的这种技术在专利文献1(与us6,289,913b1对应的jp2001-200941a)中已知。专利文献1的三通阀包括作为流入端口的入口附接部，以及作为在不同方向上延伸的两个流出端口的第一出口附接部和第二出口附接部。三通阀将从入口附接部流入其中的流体分别分离至第一出口附接部和第二出口附接部。
技术实现要素：
在专利文献1的三通阀中，阀室具有圆柱形状。入口附接部、第一出口附接部和第二出口附接部在阀室的周向方向上以规定间隔安置。
因而，已经穿过入口附接部中的入口通道的流体流动可以经过阀室而朝向第一出口附接部中的第一出口通道或第二出口附接部中的第二出口通道大幅弯曲。因此，在专利文献的三通阀中，在流体从入口通道流动并流出第一出口通道以及流体从入口通道流动并流出第二出口通道的两种情况下，在穿过三通阀时，压力损失可能增加。
进一步，在专利文献1的三通阀中，入口通道延伸的方向与第一出口通道延伸的方向之间的角与入口通道延伸的方向与第二出口通道延伸的方向之间的角相等。因此，当流体流出第一出口通道时三通阀的内部压力损失与当流体流出第二出口通道时三通阀的内部压力损失相当。
然而，当实际使用三通阀时，连接到两个流出通道的下游侧的流体回路的构造或用法不总是彼此相当。换言之，位于流出通道中的一个的下游的构造所需的负载大多数不同于位于流出通道中的另一个的下游的构造所需的负载。
于是，对于如专利文献1中的三通阀，为了满足位于相应的流出通道的下游的构造的所需负载，可能需要增加出口通道中的任一个的流动通道面积。由此，三通阀的尺寸可能变大。
而且，在专利文献1的三通阀中，第一出口通道和第二出口通道连接成以使二者之间的距离变大。因而，在第一出口通道下游的流动通道和在第二出口通道下游的流动通道基本上布置成进一步远离彼此。于是，专利文献1的三通阀可能造成包括三通阀的流体回路所占据的面积变大。
本公开的第一目的是提供一种三通阀，其能够适当地调节分配流体时的压力损失，并且有助于尺寸减小。
如专利文献1中的三通阀不仅用以分配流体回路中的流体，而且用以混合流体。当流体混合时，内部压力损失根据通过两个流入端口流进的流体的流量而变化，并且可能对相应的流入端口的上游的构造造成负面影响。本公开的第二目的是提供一种三通阀，其能够适当地调节混合流体时的压力损失，并且有助于尺寸减小。
本公开提供一种用于流体流动分配或混合的三通阀，该三通阀能够适当地调节穿过该三通阀时的压力损失并且有助于尺寸减小。
根据本公开的第一方面，一种三通阀包括：流入端口，流入端口具有被构造成使流体流动到其中的流入通道；本体，本体中具有阀室，该阀室被构造成将已穿过流入端口的流入通道的流体引入其中；第一流出端口，第一流出端口具有流出通道，流出通道以与流入通道延伸的参考方向成的锐角延伸，第一流出端口被构造成使流体从阀室流动到预定的第一流路系统；第二流出端口，第二流出端口具有流出通道，流出通道从阀室以与参考方向成的锐角延伸，第二流出端口被构造成使流体从阀室流动到与第一流路系统不同的第二流路系统；以及阀元件，阀元件被布置在阀室内部，并且能够移动以调节第一流出端口和第二流出端口中流体的流量。第一流出端口和第二流出端口中的至少一个包括：下游通道，下游通道被构造成允许流体在流出通道之后穿过其中；和弯折部，弯折部被布置在流出通道在流体流动中的下游，并且连接流出通道和下游通道，以使下游通道变成相比于流出通道延伸的方向对于参考方向而言，更接近参考方向。
根据本公开的第二方面，一种三通阀包括：流入端口，流入端口具有被构造成使流体流动到其中的流入通道；本体，本体中具有阀室，该阀室被构造成将已穿过流入端口的流入通道的流体引入其中；第一流出端口，第一流出端口具有流出通道，流出通道以与流入通道延伸的参考方向成的锐角延伸，第一流出端口被构造成使流体从阀室流动到预定的第一流路系统；第二流出端口，第二流出端口具有流出通道，流出通道从阀室以与参考方向成的锐角延伸，第二流出端口被构造成使流体从阀室流动到与第一流路系统不同的第二流路系统；以及阀元件，阀元件被布置在阀室内部，并且能够移动以调节第一流出端口和第二流出端口中流体的流量。第一流路系统的压力损失比第二流路系统的压力损失大。第一流出端口的流出通道与参考方向之间的第一角比第二流出端口的流出通道与参考方向之间的第二角小。
根据本公开的第三方面，一种三通阀包括：流出端口，流出端口具有被构造成使流体流出其中的流出通道；本体，本体中具有阀室，该阀室被构造成将流体引入其中，并且连接到流出端口的流出通道；第一流入端口，第一流入端口具有流入通道，流入通道以与流出通道延伸的参考方向成的锐角延伸，第一流入端口被构造成使流体从预定的第一流路系统流动到阀室中；第二流入端口，第二流入端口具有流入通道，流入通道从阀室以与参考方向成的锐角延伸，第二流入端口被构造成使流体从与第一流路系统不同的第二流路系统流动到阀室中；以及阀元件，阀元件布置在阀室内部，并且能够移动以调节来自第一流入端口和第二流入端口的流体的流量。第一流入端口和第二流入端口中的至少一个包括：上游通道，上游通道被构造成允许流体在流入通道之前穿过其中；和弯折部，弯折部布置在流入通道在流体流动中的上游，并且连接流入通道和上游通道，以使上游通道变成相比于流入通道延伸的方向对于参考方向而言，更接近参考方向。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的三通阀的示意构造的俯视图。
图2是沿着图1中的线ii-ii截取的横截面视图。
图3是示出包括根据第一实施例的三通阀的冷却水回路的回路构造图。
图4是示出根据第一实施例的三通阀的内部构造的横截面视图。
图5是示出根据第一实施例的冷却水回路中用于每个分配模式的冷却水的流动的说明图。
图6是示出根据第一实施例的冷却水回路中的第一分配模式和第二分配模式中的压力损失的说明图。
图7是示出根据第一实施例的冷却水回路中的相等分配模式中的压力损失的说明图。
图8是示出根据第二实施例的三通阀的内部构造的横截面视图。
图9是示出包括根据第三实施例的三通阀的冷却水回路的回路构造图。
图10是示出根据第三实施例的三通阀的内部构造的横截面视图。
具体实施方式
下文将参照附图描述本公开的实施例。在实施例中，与在前实施例中描述的事务对应的部分可以被分以相同的附图标记，并且可以省略用于该部分的冗余说明。当在实施例中仅描述构造的一部分时，可以将另一在前实施例应用于该构造的其他部分。即使没有明确描述可以组合部分，也可以组合该部分。如若组合没有害处，即使没有明确描述可以组合实施例，也可以部分地组合实施例。
(第一实施例)
首先，将参照附图描述根据第一实施例的三通阀1的示意构造。根据第一实施例的三通阀1安装在使用燃料电池51作为动力源而运行的电动车辆(燃料电池车辆)上。三通阀1构成用于冷却燃料电池51的冷却水回路50的一部分。
在电动车辆中，燃料电池51运用氢和氧之间的化学反应来产生电力，并且将电力供给到电动车辆中的电动装置(未示出)，诸如车辆运行电动马达或电池。在通过化学反应产生电力时，燃料电池51产生与氢和氧之间的化学反应关联的热量。
冷却水回路50是用于使用冷却水作为热交换介质来冷却被电化学反应所产生的热量加热的燃料电池51的回路。如图1至3所示，根据第一实施例的三通阀1具有其中流入端口20、第一流出端口25、第二流出端口30连接到设置在本体10内侧的阀室13的构造。三通阀1布置在冷却水回路50中的冷却水流动的分支点处。
三通阀1使布置在阀室13内侧的阀元件35移动，以调节从第一流出端口25流出的冷却水的流量以及从第二流出端口30流出的冷却水的流量，从而控制冷却水回路50中冷却水的流动。
首先，将参照图3描述冷却水回路50的构造，其中布置有根据第一实施例的三通阀1。首先，将描述将要通过冷却水回路50冷却的燃料电池51。
如上所述，燃料电池51是运用氢和氧之间的化学反应来产生电力的燃料电池(fc堆)，并且包括固体聚合物电解质燃料电池(pefc)。燃料电池51通过组合许多电池而形成，并且每个电池通过将电解质膜夹在一对电极之间而形成。
含有氧的空气和氢通过空气通道和氢通道(未示出)供给到燃料电池51。在燃料电池51中，由于供给的氧和氢而发生下面的氢和氧的电化学反应，并且产生电能。未在这些电化学反应中使用的未反应的氧和氢从燃料电池51排出。
(阳极侧)h2→2h++2e-
(阴极侧)2h++1/2o2+2e-→h2o
对于这些电化学反应，燃料电池51中的电解质膜处于含有水分的潮湿状态。因而，要供给到燃料电池51的空气和氢被加湿，并且这些加湿气体被供给到燃料电池51。由此，燃料电池51中的电解质膜被加湿。
在燃料电池51中，在发电时通过电化学反应产生热量和水分。考虑燃料电池51的发电效率，燃料电池51在通过电化学反应施行发电的同时被维持在恒定温度(例如，约80℃)。此外，当温度超过预定的允许上限温度时，燃料电池51内侧的电解质膜可能被高温破坏。因此，燃料电池51的温度保持在容许上限温度以下。
接下来，将参照附图描述用于冷却燃料电池51的冷却水回路50的构造。如图3所示，冷却水回路50被构造成为将作为热介质的冷却水循环到燃料电池51、冷却水泵55、作为冷却装置的散热器56以及离子交换器57。
冷却水回路50起到通过冷却燃料电池51来控制燃料电池51的温度的作用。例如，可以使用乙二醇和水的混合溶液作为作为在冷却水回路50中流动的热介质的冷却水，以防止在低温下冻结。
根据第一实施例的冷却水回路50中的冷却水的流路包括冷却水流路52、散热器侧流路53和旁通流路54。燃料电池51和冷却水泵55连接到冷却水流路52。散热器56布置在散热器侧流路53上，离子交换器57布置在旁通流路54上。
在冷却水回路50中，冷却水流路52的一端侧连接到三通阀1的流入端口20。散热器侧流路53的一端侧连接到三通阀1的第一流出端口25，旁通流路54的一端侧连接到三通阀1的第二流出端口30。进一步，冷却水流路52的另一端侧连接到散热器侧流路53的另一端侧和旁通流路54的另一端侧。
即，冷却水回路50具有循环流路，其中散热器56和离子交换器57并行连接，并且冷却水循环到该循环流路。三通阀1布置在冷却水回路50中的冷却水流动的分支点处。
冷却水流路52连接到燃料电池51的外部壳体的内侧。冷却水作为热介质流动经过的流路形成在燃料电池51的外部壳体中。循环的冷却水将燃料电池51的温度控制(减小)到预定温度以下。
散热器侧流路53连接到三通阀1的第一流出端口25，而三通阀1连接到冷却水流路52的端部。散热器侧流路53连接到散热器56，以使冷却水穿过散热器56的内侧。
另一方面，旁通流路54连接到三通阀1的第二流出端口30，旁通流路54连接到离子交换器57，从而冷却水穿过离子交换器57的内部。旁通流路54被构造成在冷却水流路52中旁通散热器56的流动通道。
因此，冷却水的流路在冷却水回路50中被连接，以使冷却水在三通阀1处分支到散热器侧流路53和旁通流路54中，然后分支的冷却水在冷却水泵55的吸入侧与散热器56和离子交换器57的流出侧之间彼此合并。
在冷却水回路50中，冷却水泵55是被电动马达(未示出)驱动的电动流体机械。冷却水泵55通过其操作在冷却水回路50中泵送并且循环冷却水。冷却水泵55的操作通过控制装置(未示出)控制，并且通过冷却水泵55对冷却水的流量的控制以及送到散热器56的空气量的控制，而施行冷却水回路50中冷却水的温度控制。
散热器56是被构造成将燃料电池51中产生的热量散发到外侧的热交换器。在流动经过燃料电池51的过程中，冷却水流路52中的冷却水吸收电化学反应所造成的热量并流出，并且经由冷却水流路52流动到散热器56中。散热器56在冷却水和大气之间施行热交换，以将冷却水的热量散发到大气。此后，冷却水从散热器56朝向燃料电池51流动并且通过冷却水回路50循环。
即，散热器56通过与作为热介质的冷却水热交换而散发燃料电池51的电化学反应所产生的热量。进一步，风扇(未使出)布置在散热器56中。风扇将作为热交换目标的外部空气鼓吹到散热器56，从而辅助散热器56中冷却水的热交换。
在散热器56内侧，形成有冷却水穿过的内部流路。为了增加冷却水与外部空气之间的热交换效率，该内部流路包括多个细流路。因此，冷却水回路50中散热器56的压力损失显示相对大的值。
离子交换器57布置在旁通流路54上，并且被构造成允许在旁通流路54中流动的冷却水穿过离子交换器57的内部。由于离子交换器57内置有离子交换树脂，所以穿过离子交换器57内部的冷却水与离子交换树脂接触。冷却水中的离子被离子交换树脂吸收并且从穿过了第二流出端口30的冷却水中去除。
应该注意的是，冷却水回路50中离子交换器57的压力损失只需要能够从穿过离子交换器57的冷却水中吸收和去除离子。因此，如图6所示，离子交换器57的压力损失显示比散热器56的值小的值。
接下来，将参照图1至4详细描述根据第一实施例的三通阀1的具体构造。在图4中，根据第一实施例的三通阀1中的冷却水的流动通过箭头f指示。
如上所述，为了调节冷却水回路50中冷却水朝向散热器56和朝向旁通流路54的流量平衡，根据第一实施例的三通阀1布置在来自冷却水流路52的冷却水分支成散热器侧流路53和旁通流路54的分支点处。
如图1和2所示，三通阀1具有其中流入端口20、第一流出端口25和第二流出端口30分别连接到形成在本体10中的阀室13的构造。三通阀1移动阀室13内部的阀元件35，从而能够调节从流入端口20朝向第一流出端口25和第二流出端口30流动的冷却水的流量分配。
本体10构成三通阀1的外壳，并且包括盖11、主体12和齿轮盖14。在主体12的一个表面侧上，形成有柱形凹部，并且盖11附接到该凹部的开口。即，三通阀1的阀室13通过主体12的凹部的内部和盖11限定。于是，阀室13是形成在盖11和主体12之间的柱形空间。
流入端口20、第一流出端口25和第二流出端口30连接到阀室13，并且循环通过冷却水回路50的冷却水可以流入和流出阀室13。
具有柱形形状的阀元件35布置在阀室13内部。如图2所示，阀元件35能够围绕沿着阀元件35的中心形成的旋转轴36而旋转。阀元件35绕着阀室13内部的旋转轴36旋转，从而可以调节第一流出端口25处的流动通道面积和第二流出端口30处的流动通道面积。
如图2所示，齿轮盖14附接到主体12的背离盖11的一侧。齿轮机构部41布置在主体12和齿轮盖14之间的空间中。
齿轮机构部41包括成行地附接到主体12的多个齿轮。齿轮机构部41的齿轮中的一个连接到阀元件35的旋转轴36的端部，并且齿轮中的另一个连接到附接至主体12的电动马达40的驱动轴。因此，三通阀1可以通过齿轮机构部41将电动马达40的驱动力传输到阀元件35的旋转轴36，并且使阀室13内部的阀元件35旋转。
通过控制附接到主体12的电动马达40的操作，三通阀1调节阀室13中阀元件35的位置。由此，三通阀1能够调节第一流出端口25和第二流出端口30的流路面积。
如图1至4所示，三通阀1具有流入端口20。流入端口20形成为连接三通阀1的阀室13的内部与冷却水回路50的圆管形状。流入端口20在预定方向上线性地延伸。具有圆管形状的流入端口20的内部形成流入通道21，并且将流动通过冷却水回路50的冷却水流路52的冷却水引导到阀室13的内部。流入端口20作用为具有流体流动经过的流入通道的流入端口的示例，并且流入通道21作用为流入端口的流入通道的示例。
在第一实施例中，如图4所示，流入端口20中流入通道21的中心轴线延伸的方向被称为参考方向l。参考方向l与上述流入通道延伸的参考方向对应。
第一流出端口25在与流入端口20相对于阀室13延伸的方向相反的方向上延伸。第一流出端口25形成为连接三通阀1的阀室13的内部与冷却水回路50的圆管形状。第一流出端口25在其中包括第一流出通道26、弯折部27和第一下游通道28。第一流出端口25将流出阀室13的冷却水引导到冷却水回路50的散热器侧流路53。
第一流出通道26是第一流出端口25中的流动通道，当流出阀室13时，冷却水穿过该流动通道。第一流出通道26在不同于流入端口20的参考方向l的方向上线性地延伸。如图4所示，第一流出端口25中第一流出通道26的中心轴线的延伸方向是第一流出方向la。
第一流出方向la在与流入端口20延伸的方向相反的一侧以锐角与参考方向l相交。第一流出方向la从参考方向l以锐角侧倾。在第一实施例中，参考方向l与在与流入端口20相反的一侧的第一流出方向la之间的角被称为第一角α。
由橡胶制成的第一密封构件29布置在面对阀室13的第一流出通道26的端部处。第一密封构件29越过面对阀室13的第一流出通道26的整个开口边缘而被安置。第一密封构件29被构造成能够被使得与布置在阀室13中的阀元件35的外周表面接触。为了减少与阀元件35的摩擦，诸如用氟基树脂涂覆的表面处理可以应用于第一密封构件29的表面。
因此，通过改变阀室13中的阀元件35的位置并且使第一密封构件29的一端的整个周界与阀元件35的外周表面接触，三通阀1能够切断从阀室13朝向第一流出通道26流动的冷却水。
如图4所示，第一流出通道26在冷却水流动中的下游端部布置成，相对于与从流入端口20穿过第一流出端口25的冷却水的流动方向正交的方向(即，图4中的竖直方向)，与流入端口20的流入通道21重叠。
换言之，与图4中示出的重叠宽度w对应的第一流出端口25的第一流出通道26的一部分定位在延伸经过阀室13的流入端口20的流入通道21的延长线上。因此，三通阀1可以使从流入端口20的流入通道21穿到第一流出端口25的第一流出通道26的冷却水的流动平滑。
弯折部27和第一下游通道28布置在第一流出端口25的第一流出通道26在冷却水流动中的下游。第一下游通道28是位于第一流出通道26在冷却水流动中的下游的柱形流动通道。第一下游通道28从第一流出通道26的下游端部线性地延伸。如图4所示，第一流出端口25中第一下游通道28的中心轴线的延伸方向是第一下游方向lc。
第一下游通道28将穿过了第一流出通道26的冷却水引导到第一流出端口25的外部(即，冷却水回路50中的散热器侧流路53)。第一下游通道28与第一流出端口的下游通道对应。
弯折部27布置在第一流出通道26在冷却水流动中的下游端部处。弯折部27连接第一流出通道26和第一下游通道28，以使第一下游通道28从第一流出通道26倾斜。弯折部27连接第一流出通道26和第一下游通道28，以使，第一下游通道28的第一下游方向lc相比于第一流出通道26的第一流出方向la对于流入通道21的参考方向l而言，更接近参考方向l。换言之，第一下游方向lc与参考方向l之间的锐角比第一流出方向la与参考方向l之间的锐角小。
如图4所示，弯折部27将第一下游通道28连接到第一流出通道26，以使第一流出通道26的第一流出方向la与第一下游通道28的第一下游方向lc以锐角交叉。在第一实施例中，形成在第一流出方向la与第一下游方向lc之间的角称之为第一下游角θ。
在第一实施例中，弯折部27连接第一流出通道26和第一下游通道28，从而第一下游角θ变成与第一角α相同的值。结果，第一下游通道28的第一下游方向lc与流入端口20的流入通道21的参考方向l平行。即，第一下游通道28与流入通道21平行地延伸。
第二流出端口30在与流入端口20相对于阀室13延伸的方向相反的方向上延伸。第二流出端口30的延伸方向不同于第一流出端口25的延伸方向。第二流出端口30形成为连接三通阀1的阀室13的内部与冷却水回路50的圆管形状。第二流出端口30在其中包括第二流出通道31、弯折部32和第二下游通道33。第二流出端口30将流出阀室13的冷却水引导到冷却水回路50的旁通流路54。
第二流出通道31是第二流出端口30中的流动通道，当流出阀室13时，冷却水穿过该流动通道。第二流出通道31在不同于流入端口20的参考方向l和第一流出端口25的第一流出方向la的方向上线性地延伸。如图4所示，第二流出通道31中第二流出端口30的中心轴线的延伸方向是第二流出方向lb。
第二流出方向lb在与流入端口20延伸的方向相反的一侧以锐角与参考方向l相交。第二流出方向lb从参考方向l以锐角侧倾。在第一实施例中，参考方向l与在与流入端口20相反的一侧的第二流出方向lb之间的角称之为第二角β。第二角β比第一流出端口25的第一角α大。
由橡胶制成的第二密封构件34布置在面对阀室13的第二流出通道31的端部处。第二密封构件34越过面对阀室13的第二流出通道31的整个开口边缘而安置。第二密封构件34被构造成能够被使得与布置在阀室13中的阀元件35的外周表面接触。为了减少与阀元件35的摩擦，诸如用氟基树脂涂覆的表面处理也可以应用于第二密封构件34的表面。
因此，通过改变阀室13中的阀元件35的位置并且使第二密封构件34的一端的整个周界与阀元件35的外周表面接触，三通阀1能够切断从阀室13朝向第二流出通道31流动的冷却水。
在第二流出端口30中，弯折部32和第二下游通道33布置在第二流出通道31在冷却水流动中的下游。第二下游通道33是位于第二流出通道31在冷却水流动中的下游的流动通道。第二下游通道33从第二流出通道31的下游端部线性地延伸。如图4所示，第二流出端口30中第二下游通道33的中心轴线的延伸方向是第二下游方向ld。
第二下游通道33将穿过了第二流出通道31的冷却水引导到第二流出端口30的外部(即，冷却水回路50中的旁通流路54)。第二下游通道33与第二流出端口的下游通道对应。
弯折部32布置在第二流出通道31在冷却水流动中的下游端部处。弯折部32连接第二流出通道31和第二下游通道33，以使第二下游通道33从第二流出通道31倾斜。弯折部32连接第二流出通道31和第二下游通道33，以使，第二下游通道33的第二下游方向ld相比于第二流出通道31的第二流出方向lb对于流入通道21的参考方向l而言，更接近参考方向l。
如图4所示，弯折部32将第二下游通道33连接到第二流出通道31，以使第二流出通道31的第二流出方向lb与第二下游通道33的第二下游方向ld以锐角交叉。在第一实施例中，形成在第二流出方向lb与第二下游方向ld之间的角称之为第二下游角
结果，第二下游通道33延伸成相比于第二流出通道31的延长线(即，第二流出方向lb)更接近第一流出端口25。因此，三通阀1可以有助于自身小型化。进一步，由于可以在第一流出端口25和第二流出端口30的下游侧安置具有小间隔的流路(即，散热器侧流路53和旁通流路54)，可以减小冷却水回路50的安置空间。
控制电动马达40的操作的控制装置(未示出)使三通阀1能够将从流入端口20流入其中的冷却水以调节的流量分配到第一流出端口25和第二流出端口30。在第一实施例中，将三种模式：第一分配模式、第二分配模式和相等分配模式描述作为通过三通阀1的冷却水的分配模式的示例。
如图5所示，在第一分配模式下，冷却水被分配成，以使在冷却水回路50中循环的全部量的冷却水穿过第一流出端口25和散热器56。即，在该情况下，阀室13内的阀元件35被旋转，以使第一流出通道26完全打开并且第二流出通道31完全关闭。
将描述在三通阀1的第一分配模式下冷却水回路50中冷却水的流动。在冷却水回路50中，冷却水流路52中的冷却水通过冷却水泵55泵送并且穿过燃料电池51的外部壳体中的流路。
此时，冷却水吸收电化学反应所产生的燃料电池51的热量，然后流出到外部壳体的外部。流出燃料电池51的冷却水经过三通阀1的流入端口20从冷却水流路52流动到阀室13中。
这里，在第一分配模式下，由于阀元件35完全关闭第二流出通道31，所以冷却水从阀室13的内部流动到第一流出通道26、弯折部27和第一下游通道28，然后流出到散热器侧流路53。
流动到散热器侧流路53中的冷却水穿过散热器56并再次流动到冷却水流路52中。当穿过散热器56时，冷却水与散热器56周围的外围大气空气交换热量。由此，冷却水的热量散发到大气空气。此后，流动到冷却水流路52中的冷却水从冷却水泵55的吸入端口被吸入并且朝向燃料电池51泵送。
结果，在第一分配模式下，冷却水在冷却水回路50中循环，以使冷却水穿过燃料电池51、三通阀1、散热器侧流路53和散热器56。在第一实施例中，在冷却水回路50的这种状态下流动的冷却水的流路称之为第一流路系统。
第一分配模式是当燃料电池51的温度超过根据发电的预定温度并且燃料电池51需要被冷却时通过控制装置选择的三通阀1的分配模式。
将参照图6描述第一分配模式下冷却水回路50中的压力损失。图6是示出当冷却水回路50中的冷却水泵55在预定条件下(例如，以预定压力并且以200l/min的流量)泵送冷却水时相应部分中的压力损失的条形图。条形图表示为与相应压力损失的大小相对应。
例如，基于全部量的冷却水穿过燃料电池51的状态下外部壳体中流路的形状，该第一分配模式下燃料电池51的压力损失示出预定值。在该情况下燃料电池51的压力损失被定义为pa。基于冷却水流路52和散热器侧流路53的长度和构造，第一分配模式下的管道的压力损失示出特定值。在该情况下管道的压力损失被定义为pb。
在第一分配模式下，冷却水回路50中全部量的冷却水穿过散热器56。为了增加穿过散热器56内部的冷却水与外侧空气之间的热交换效率，散热器56的内部流路包括多个细流路。
因此，冷却水回路50中散热器56的水流阻力比与散热器56并行连接的离子交换器57的水流阻力大。第一分配模式下散热器56的压力损失指示比离子交换器57的压力损失大的值(如，50kpa)。
在第一分配模式的三通阀1中，冷却水从流入端口20的流入通道21流动到阀室13内部，然后全部量的冷却水穿过第一流出通道26、弯折部27和第一流出端口25的第一下游通道28。
如图4所示，第一流出端口25的第一流出通道26延伸成与流入端口20的流入通道21成锐角，并且第一流出方向la从参考方向l以第一角α倾斜。因此，根据三通阀1，从流入端口20的流入通道21朝向第一流出端口25的第一流出通道26的弯曲可以保持平缓。因而，可以减少从流入通道21流动到第一流出通道26时的压力损失。
进一步，与图4中示出的重叠宽度w对应的第一流出端口25的第一流出通道26的一部分定位在延伸经过阀室13的流入端口20的流入通道21的延长线上。结果，与重叠宽度w对应的部分布置在流入通路21和第一流出通道26之间。因此，可以使穿过流入通道21和第一流出通道26的冷却水的流动更平滑。可以抑制流路弯曲的影响并且减少压力损失。
进一步，弯折部27和第一下游通道28定位并连接在第一流出端口25中第一流出通道26的下游端处，以使第一下游方向lc从第一流出方向la以第一下游角θ倾斜。由此，第一下游通道28与流入通道21平行地延伸。因而，可以使流出第一流出端口25的冷却水的流动平滑。
如上所述，根据三通阀1，在第一分配模式下，通过第一流出通道26、弯折部27和第一下游通道28相对于流入通道21的构造，相比于稍后描述的在全部量的冷却水从流入端口20穿到第二流出端口30期间的压力损失，在全部量的冷却水从流入端口20穿到第一流出端口25期间的压力损失可以减小到更小的值(如，20kpa)。
接下来，将描述根据第一实施例的三通阀1的第二分配模式。如图5所示，在第二分配模式下，冷却水被分配成，以使在冷却水回路50中循环的全部量的冷却水穿过第二流出端口30和离子交换器57。即，在该情况下，阀室13内的阀元件35被旋转，以使第二流出通道31完全打开并且第一流出通道26完全关闭。
将描述在三通阀1的第二分配模式下冷却水回路50中冷却水的流动。在冷却水回路50中，冷却水流路52中的冷却水通过冷却水泵55泵送，穿过燃料电池51的外部壳体中的流路，并且吸收燃料电池51的热量。流出燃料电池51的外部壳体的冷却水通过三通阀1的流入端口20从冷却水流路52流动到阀室13中。
这里，在第二分配模式下，由于阀元件35完全关闭第一流出通道26，所以，冷却水从阀室13的内部流动到第二流出通道31、弯折部32和第二下游通道33，然后流出到旁通流路54。
流动到旁通流路54中的冷却水穿过离子交换器57并再次流动到冷却水流路52中。当冷却水穿过离子交换器57时，冷却水中的离子被内置在离子交换器57中的离子交换树脂吸收并且从冷却水去除。
此后，流动到冷却水流路52中的冷却水从冷却水泵55的吸入端口被吸入并且朝向燃料电池51泵送。结果，在第二分配模式下，冷却水在冷却水回路50中循环，以使冷却水穿过燃料电池51、三通阀1、旁通流路54和离子交换器57。在第一实施例中，在冷却水回路50的这种状态下流动的冷却水的流路称之为第二流路系统。
即，该第二分配模式是当通过去除冷却水中的离子而在适当状态下操作冷却水回路50时选择的分配模式。在第二分配模式下，全部量的冷却水穿过旁通流路54和离子交换器57并且不穿过散热器56。
因此，在第二分配模式下的冷却水回路50中，冷却水不会不必要地冷却，并且可以在加热操作和燃料电池51过度冷却时快速加热燃料电池51。即，第二分配模式可以被视作在加热操作和燃料电池51过度冷却时选择的分配模式。
接下来，将参照图6描述第二分配模式下冷却水回路50中的压力损失。例如，因为全部量的冷却水穿过燃料电池51，所以，第二分配模式下燃料电池51的压力损失示出与第一分配模式下的压力损失相同的值(即，pa)。同样，第二分配模式下管道的压力损失示出与第一分配模式下相同的值(即，pb)。
在第二分配模式下，冷却水回路50中全部量的冷却水穿过离子交换器57。这里，离子交换器57的水流阻力比与离子交换器57并行连接的散热器56的水流阻力大。因而，第二分配模式下离子交换器57的压力损失指示比散热器56的压力损失小的值(如，40kpa)。
在第二分配模式的三通阀1中，冷却水从流入端口20的流入通道21流动到阀室13内部中，然后全部量的冷却水穿过第二流出通道31、弯折部32和第二流出端口30的第二下游通道33。
如图4所示，第二流出端口30的第二流出通道31延伸成与流入端口20的流入通道21成锐角。从流入通道21到第二流出通道31的弯曲比从流入通道21到第一流出通道26的弯曲更急剧。即，第二流出方向lb从参考方向l以第二角β倾斜，第二角β是比第一角α大的锐角。
因此，根据三通阀1，从流入端口20的流入通道21朝向第二流出端口30的第二流出通道31的弯曲可以尽可能地保持平缓。因而，可以减少从流入通路21流动到第二流出通道31时的压力损失。
进一步，第二流出端口30的第二流出通道31布置成从而第二角β变成比第一角α大的锐角。因此，当从流入通道21流动到第二流出通道31时的压力损失可以设定为比当从流入通道21流动到第一流出通道26时的压力损失大的值(如，30kpa)。
这里，第一流出端口25连接到水通道阻力大的散热器56，而第二流出端口30连接到水通道阻力比散热器56小的离子交换器57。
因此，如图6所示，使朝向第二流出端口30的流动中的压力损失比朝向第一流出端口25的流动中的压力损失大。由此，第一分配模式下冷却水回路50的总压力损失可以被调节为变成与第二分配模式下冷却水回路50的总压力损失相等。
进一步，弯折部32和第二下游通道33定位并连接在第二流出端口30中第二流出通道31的下游端处，以使第二下游方向ld从第二流出方向lb以第二下游角
如上所述，根据三通阀1，在第二分配模式下，通过第二流出通道31、弯折部32和第二下游通道33相对于流入通道21的构造，可以使在全部量的冷却水从流入端口20穿到第二流出端口30期间的压力损失比第一分配模式下的压力损失大。
接下来，将描述根据第一实施例的三通阀1的相等分配模式。如图5所示，在相等分配模式下，分配冷却水，以使在冷却水回路50中循环的一半量的冷却水穿过第一流出端口25和散热器56，并且剩余一半量的冷却水穿过第二流出端口30和离子交换器57。即，在该情况下，阀室13内的阀元件35被旋转，以使流动到第一流出通道26中的冷却水的流量和流动到第二流出通道31中的冷却水的流速变成相等。
将描述在三通阀1的相等分配模式下冷却水回路50中冷却水的流动。在冷却水回路50中，冷却水流路52中的冷却水通过冷却水泵55泵送，穿过燃料电池51的外部壳体中的流路，并且吸收燃料电池51的热量。流出燃料电池51的冷却水通过三通阀1的流入端口20从冷却水流路52流动到阀室13中。
这里，在相等分配模式下，阀元件35被旋转，以使冷却水流动到第一流出通道26和第二流出通道31中。因此，从流入通道21流动到阀室13中的冷却水的一半(如，100l/min)流动到第一流出通道26中，并且剩余一半(如，100l/min)流动到第二流出通道31中。
流动到第一流出通道26的冷却水穿过弯折部27和第一下游通道28，并且流动到散热器侧流路53中。流动到散热器侧流路53中的冷却水穿过散热器56并再次流动到冷却水流路52中。同样，在相等分配模式下，当冷却水穿过散热器56时，冷却水与散热器56周围的外围大气空气交换热量。由此，冷却水的热量散发到大气空气。
另一方面，流动到第二流出通道31的冷却水穿过弯折部32和第二下游通道33，并且流出到旁通流路54。然后，流动到旁通流路54中的冷却水穿过离子交换器57，并且在冷却水流路52中与再次穿过了散热器侧流路53的冷却水接合。同样，在相等分配模式下，当冷却水穿过离子交换器57时，冷却水中的离子被离子交换器57的离子交换树脂吸收并且从冷却水去除。
此后，流动到冷却水流路52中的冷却水通过冷却水泵55朝向燃料电池51泵送，并且在冷却水回路50中循环。即，在根据第一实施例的相等分配模式下，冷却水回路50一起使用第一流路系统和第二流路系统。
即，相等分配模式是当并行执行冷却水回路50的冷却水对燃料电池51的冷却以及去除冷却水回路50的冷却水中含有的离子时选择的分配模式中的一个。
接下来，将参照图7描述相等分配模式下冷却水回路50中的压力损失。与第一分配模式和第二分配模式类似，在相等分配模式下燃料电池51的压力损失是pa，因为全部量的冷却水以与第一分配模式和第二种分配模式下相同的方式穿过燃料电池51。同样，相等分配模式下管道的压力损失是pb，这与第一分配模式和第二分配模式下的值相同。
例如，在相等分配模式的三通阀1中，冷却水从流入端口20的流入通道21流动到阀室13内部，然后一半量的冷却水穿过第一流出端口25的第一流出通道26。流出第一流出端口25的冷却水回路50中一半量的冷却水穿过散热器56。即，在相等分配模式下的三通阀1中，除了冷却水的流量以外，分配到第一流出端口25的冷却水的流动与上述第一分配模式相同。
另一方面，例如，在相等分配模式下三通阀1所分配的剩余一半的冷却水从阀室13穿过第二流出端口30的第二流出通道31，然后穿过离子交换器57。即，在相等分配模式下的三通阀1中，除了冷却水的流量以外，分配到第二流出端口30的冷却水的流动与上述第二分配模式相同。
如图4所示，第一流出通道26延伸，以使第一流出方向la从流入通道21的参考方向l以第一角α倾斜。第二流出通道31延伸，以使第二流出方向lb从流入通道21的参考方向l以第二角β倾斜。由于第二角β比第一角α大，所以从流入端口20流动到第二流出通道31的冷却水的弯曲比从流入端口20流动到第一流出通道26的冷却水的弯曲更急剧。
因此，根据三通阀1，可以使相等分配模式下朝向第二流出通道31的流动中的压力损失比朝向第一流出通道26的流动中的压力损失大。进一步，第一流出端口25连接到水通道阻力大的散热器56，而第二流出端口30连接到水通道阻力小的离子交换器57。
根据三通阀1，可以使从第一流出通道26到散热器56的区域中的压力损失与从第二流出通道31到离子交换器57的区域中的压力损失平衡，并且可以将该两个压力损失调节为相等。根据三通阀1，在冷却水回路50中，可以根据每个流路系统的构造而将并行关系的流路系统的压力损失适当地调节为彼此相等。
如上所述，根据第一实施例的三通阀1，从流入端口20的流入通道21流动到阀室13的冷却水可以分配到第一流出端口25和第二流出端口30。通过移动阀室13中的阀元件35，可以调节从第一流出端口25和第二流出端口30流出的冷却水的流量。
如图4所示，第一流出通道26、弯折部27和第一下游通道28布置在第一流出端口25中。第一下游通道28通过弯折部27连接到第一流出通道26的下游侧。第一下游通道28在相比于第一流出方向la对于参考方向l而言更接近参考方向l的方向上延伸。
这使得可以使从第一流出端口25流出的冷却水的流动方向更接近穿过流入端口20的流入通道21的冷却水的流动方向。因而，可以减小第一流出端口25处的水流阻力并且使冷却水的流动平滑。在第一流出端口25中，由于第一下游通道28与流入端口20的流入通道21大致平行地布置，所以，可以进一步减小第一流出端口25中的水流阻力。
进一步，第二流出通道31、弯折部32和第二下游通道33布置在第二流出端口30中。第二下游通道33通过弯折部32连接到第二流出通道31的下游。第二下游通道33在相比于第二流出方向lb对于参考方向l而言更接近参考方向l的方向上延伸。
这使得可以使从第二流出端口30流出的冷却水的流动方向更接近穿过流入端口20的流入通道21的冷却水的流动方向。因而，可以减小第二流出端口30处的水流阻力并且使冷却水的流动平滑。
进一步，在第一流出端口25中，第一下游通道28经由弯折部27连接，并且在第二流出端口30中，第二下游通道33经由弯折部32连接。因而，根据第一实施例的三通阀1可以减小第一下游通道28和第二下游通道33之间的间隙，并且可以有助于三通阀1自身的小型化。
通过减小第一下游通道28和第二下游通道33之间的间隙，可以减小连接到第一流出端口25的管道和连接到第二流出端口30的管道之间的距离。因而，三通阀1也可以有助于用于布置冷却水回路50的空间的小型化，冷却水回路50是包括三通阀1的流体回路。
在第一实施例中，三通阀1的第一流出端口25经由散热器侧流路53连接到压力损失大的散热器56，并且第二流出端口30经由旁通流路54连接到压力损失小的离子交换器57。
进一步，第一流出端口25的第一流出通道26延伸，以使第一流出方向la从参考方向l以第一角α倾斜。第二流出端口30的第二流出通道31延伸，以使第二流出方向lb从参考方向l以第二角β倾斜。由于第二角β是比第一角α大的锐角，所以，当穿过第二流出端口30时的压力损失比当穿过第一流出端口25时的压力损失大。
因而，根据三通阀1，可以减少经由第一流出端口25穿过散热器56的情况下的压力损失与经由第二流出端口30穿过离子交换器57的情况下的压力损失之间的差异。并且，可以恰当地调节朝向第一流出端口25的流动中的压力损失与朝向第二流出端口30的流动中的压力损失的平衡。
第一流出通道26在冷却水流动中的下游端部布置成，相对于与从流入端口20穿过第一流出端口25的冷却水的流动方向正交的方向(即，图4中的竖直方向)，与流入端口20的流入通道21重叠。
换言之，与重叠宽度w对应的第一流出端口25的第一流出通道26的一部分定位在延伸经过阀室13的流入端口20的流入通道21的延长线上。因此，可以将与重叠宽度w对应的部分视作平直流路。因而，三通阀1可以使从流入端口20的流入通道21穿到第一流出端口25的第一流出通道26的冷却水的流动平滑。
(第二实施例)
将参照附图描述与上述第一实施例不同的第二实施例。与第一实施例类似，根据第二实施例的三通阀1构成用于冷却电动车辆(燃料电池车辆)的燃料电池51的冷却水回路50的一部分。
与第一实施例类似，根据第二实施例的三通阀1具有其中流入端口20、第一流出端口25、第二流出端口30分别连接到形成在本体10中的阀室13的构造。三通阀1移动阀室13内的阀元件35，从而能够调节从流入端口20朝向第一流出端口25和第二流出端口30流动的冷却水的流量分配。
除了第一流出端口25和第二流出端口30的具体构造以外，根据第二实施例的三通阀1的基本构造与第一实施例的基本构造相同。由此，关于三通阀1的基本构造、冷却水回路50中三通阀1的连接模式等，参考第一实施例中的说明。将描述根据第二实施例的第一流出端口25和第二流出端口30的具体构造。
在下面的描述中，除非有具体解释，否则，与第一实施例中相同的附图标记表征相同的构造。
如图8所示，根据第二实施例的三通阀1具有其中流入端口20、第一流出端口25和第二流出端口30连接到形成在本体10中的阀室13的构造。
与第一实施例类似，根据第二实施例的流入端口20形成为连接三通阀1的阀室13的内部与冷却水回路50的圆管形状。流入端口20在预定方向(即，参考方向l)上线性地延伸。流入通道21形成在流入端口20内部，并且流入通道21将流动经过冷却水回路50的冷却水流路52的冷却水引入阀室13的内部。
根据第二实施例的第一流出端口25在与流入端口20相对于阀室13延伸的方向相反的方向上延伸。第一流出端口25形成为连接三通阀1的阀室13的内部与冷却水回路50的散热器侧流路53的圆管形状。第一流出端口25在其中包括第一流出通道26。第一流出端口25使得流出阀室13的冷却水通过散热器侧流路53朝向散热器56流动。
如图8所示，不像第一实施例，根据第二实施例，弯折部27和第一下游通道28未形成在第一流出端口25中。第一流出通道26在与流入端口20的参考方向l不同的方向(即，第一流出方向la)上线性地延伸。同样，在第二实施例中，第一流出方向la在与流入端口20延伸的方向相反的一侧以锐角(即，第一角α)与参考方向l相交。第一流出方向la从参考方向l以第一角α倾斜。
根据第二实施例，由橡胶制成的第一密封构件29安置在面对阀室13的第一流出通道26的端部上。第一密封构件29被构造成能够被使得与布置在阀室13中的阀元件35的外周表面接触。
与第一实施例类似，根据第二实施例的第二流出端口30在与流入端口20相对于阀室13延伸的方向相反的方向上延伸。第二流出端口30的延伸方向不同于第一流出端口25的延伸方向。第二流出端口30形成为连接三通阀1的阀室13的内侧与冷却水回路50的旁通流路54的圆管形状。第二流出端口30在其中包括第二流出通道31。第二流出端口30使得流出阀室13的冷却水经过旁通流路54朝向离子交换器57流动。
如图8所示，不像第一实施例，根据第二实施例，弯折部32和第二下游通道33未形成在第二流出端口30中。第二流出通道31在不同于流入端口20的参考方向l和第一流出端口25的第一流出方向la的方向(即，第二流出方向lb)上线性地延伸。
同样，在第二实施例中，第二流出方向lb在与流入端口20延伸的方向相反的一侧以比第一角α大的锐角(即，第二角β)与参考方向l相交。第二流出方向lb从参考方向l以第二角β倾斜。
根据第二实施例，由橡胶制成的第二密封构件34安置在面对阀室13的第二流出通道31的端部上。第二密封构件34被构造成能够被使得与布置在阀室13中的阀元件35的外周表面接触。
利用这种结构，同样在根据第二实施例的三通阀1中，第一流出端口25的第一角α设定为比第二流出端口30的第二角β小的锐角。可以使朝向第一流出端口25的流动中的压力损失比朝向第二流出端口30的流动中的压力损失小。
三通阀1的第一流出端口25经由散热器侧流路53连接到压力损失大的散热器56，并且第二流出端口30经由旁通流路54连接到压力损失小的离子交换器57。
因而，同样在根据第二实施例的三通阀1中，可以减少经由第一流出端口25穿过散热器56的情况下的压力损失与经由第二流出端口30穿过离子交换器57的情况下的压力损失之间的差异。因而，根据第二实施例的三通阀1可以恰当地调节朝向第一流出端口25的流动中的压力损失与朝向第二流出端口30的流动中的压力损失的平衡。
如上所述，根据第二实施例的三通阀1，从流入端口20的流入通道21流动到阀室13的冷却水可以分配到第一流出端口25和第二流出端口30。通过移动阀室13中的阀元件35，可以调节从第一流出端口25和第二流出端口30流出的冷却水的流量。
同样，在第二实施例中，连接到第一流出端口25的散热器56的压力损失比连接到第二流出端口30的离子交换器57的压力损失大。由于第一流出端口25的第一角α比第二流出端口30的第二角β小，所以，在三通阀1中，朝向第一流出端口25的流动中的压力损失比朝向第二流出端口30的流动中的压力损失小。
因此，根据第二实施例的三通阀1使三通阀1自身中朝向第一流出端口25和朝向第二流出端口30的压力损失不同。因而，可以使流路系统中通过第一流出端口25朝向散热器56的压力损失与流路系统中通过第二流出端口30朝向离子交换器57的压力损失平衡。由于第一角α和第二角β都是锐角，所以，三通阀1可以减少三通阀1自身中朝向第一流出端口25和朝向第二流出端口30的压力损失。
进一步，第一流出端口25和第二流出端口30中的流出通道(如，第一流出通道26和第二流出通道31)的尺寸通过在其下游连接的流路系统的构造(如，散热器56和离子交换器57的压力损失)、其所需容量等等确定。因此，三通阀1自身的压力损失与连接到每个流出端口的流路系统的压力损失之间的平衡可能造成必须增加连接到输出端口的流出通道的尺寸，并且可能导致三通阀1自身的尺寸增加。
在这点上，根据本实施例的三通阀1，第一角α和第二角β之间的大小关系可以使流路系统中通过第一流出端口25朝向散热器56的压力损失与流路系统中通过第二流出端口30朝向离子交换器57的压力损失平衡。结果，三通阀1可以减小三通阀1和冷却水回路50中的流出通道的尺寸，并且可以减小三通阀1自身的尺寸。
(第三实施例)
将参照图9和10描述与每个上述实施例不同的第三实施例。与上述实施例类似，根据第三实施例的三通阀1构成用于冷却电动车辆(燃料电池车辆)的燃料电池51的冷却水回路50的一部分。
在第一实施例和第二实施例中，三通阀1布置成分配冷却水回路50中的冷却水，但是在第三实施例中，三通阀1被用于组合冷却水回路50中冷却水的两种流动。在图10中，根据第三实施例的三通阀1中的冷却水的流动通过箭头f指示。
与上述实施例类似，根据第三实施例的三通阀1具有其中流出端口20a、第一流入端口25a、第二流入端口30a分别连接到形成在本体10中的阀室13的构造。三通阀1移动阀室13内的阀元件35，从而能够调节从第一流入端口25a和第二流入端口30a流动的冷却水的流量比并且调节流出流出端口20a的冷却水的流量。
接下来，将参照图9描述冷却水回路50的构造，其中布置有根据第三实施例的三通阀1。与上述实施例类似，根据第三实施例的冷却水回路50被构造成将作为热介质的冷却水循环到燃料电池51、冷却水泵55、作为冷却装置的散热器56以及离子交换器57。燃料电池51、散热器56和离子交换器57的构造与上述实施例的构造类似。
冷却水回路50中的冷却水的流路包括冷却水流路52、散热器侧流路53和旁通流路54。燃料电池51和冷却水泵55连接到冷却水流路52。散热器56布置在散热器侧流路53上，离子交换器57布置在旁通流路54上。即，冷却水回路50具有循环流路，其中散热器56和离子交换器57并行连接，并且冷却水循环到该循环流路。
如图9所示，在第三实施例的冷却水回路50中，散热器侧流路53的一端侧连接到三通阀1的第一流入端口25a，旁通流路54的一端侧连接到三通阀1的第二流入端口30a。冷却水流路52的一端侧连接到三通阀1的流出端口20a。
根据第三实施例的三通阀1布置在冷却水回路50中的冷却水流动的会合点处。冷却水流路52的另一端侧连接到散热器侧流路53的另一端侧和旁通流路54的另一端侧，从而构成冷却水回路50中的冷却水流动的分支点。
在根据第三实施例的冷却水回路50中，冷却水泵55布置在连接三通阀1的流出端口20a和燃料电池51的冷却水流路52中。冷却水泵55将冷却水回路50中的冷却水泵送并循环到燃料电池51。
因此，在穿过燃料电池51之后，冷却水回路50中的冷却从冷却水流路52分支到散热器侧流路53和旁通流路54。流动到散热器侧流路53中的冷却水穿过散热器56并流动到三通阀1的第一流入端口25a中。
另一方面，流动到旁通流路54中的冷却水穿过离子交换器57并流动到三通阀1的第二流入端口30a中。即，在根据第三实施例的冷却水回路50中，来自散热器侧流路53的冷却水的流动和来自旁通流路54的冷却水的流动在三通阀1中接合在一起。
接下来，将参照图10详细描述根据第三实施例的三通阀1的具体构造。如上所述，根据第三实施例的三通阀1布置在散热器侧流路53和旁通流路54合并到冷却水流路52中的会合点处。
除了流出端口20a、第一流入端口25a和第二流入端口30a的构造以外，根据第三实施例的三通阀1与上述实施例类似地构造。因此，在根据第三实施例的三通阀1中，本体10、阀元件35、电动马达40、齿轮机构部41等等的构造与上述实施例中的构造相同，并且将省略其描述。
如图10所示，根据第三实施例的三通阀1具有连接到本体10的阀室13的流出端口20a。流出端口20a形成为连接阀室13的内部与冷却水回路50的圆管形状。流出端口20a在预定方向上线性地延伸。
具有圆管形状的流出端口20a的内部形成流出通道21a，并且将流出阀室13的冷却水引导到冷却水回路50的冷却水流路52。流出端口20a作用为流出端口，并且流出通道21a作用为形成在流出端口中的流出通道。
在第三实施例中，如图10所示，流出端口20a中流出通道21a的中心轴线延伸的方向称之为参考方向l。参考方向l与上述流出通道延伸的参考方向对应。
在根据第三实施例的三通阀1中，第一流入端口25a在与流出端口20a相对于阀室13延伸的方向相反的方向上延伸。第一流入端口25a形成为连接三通阀1的阀室13的内部与冷却水回路50的圆管形状。第一流入端口25a在其中包括第一流入通道26a、弯折部27a和第一上游通道28a。第一流入端口25a将流出冷却水回路50的散热器侧流路53的冷却水引导到阀室13的内部。
第一流入通道26a是第一流入端口25a中的流动通道，当流动到阀室13中时，冷却水穿过该流动通道。第一流入通道26a在不同于流出端口20a的参考方向l的方向上线性地延伸。如图10所示，第一流入端口25a中第一流入通道26a的中心轴线的延伸方向是第一流入方向lm。
第一流入方向lm在与流出端口20a延伸的方向相反的一侧以锐角与参考方向l相交。第一流入方向lm从参考方向l以锐角倾协。在第三实施例中，参考方向l与在与流出端口20a相反的一侧的第一流入方向lm之间的角称之为第一角α。
由橡胶制成的第一密封构件29布置在面对阀室13的第一流入通道26a的端部处。因此，通过改变阀室13中的阀元件35的位置并且使第一密封构件29的一端的整个周界与阀元件35的外周表面接触，三通阀1能够切断从第一流入通道26a朝向阀室13流动的冷却水。
如图10所示，第一流入通道26a在冷却水流动中的上游端部布置成，相对于与朝向流出端口20a穿过第一流入端口25a的冷却水的流动方向正交的方向(即，图10中的竖直方向)，与流出端口20a的流出通道21a重叠。
换言之，与重叠宽度w对应的第一流入端口25a的第一流入通道26a的一部分定位在延伸经过阀室13的流出端口20a的流出通道21a的延长线上。因此，三通阀1可以使从第一流入端口25a的第一流入通道26a穿到流出端口20a的流出通道21a的冷却水的流动平滑。
弯折部27a和第一上游通道28a布置在第一流入端口25a的第一流入通道26a在冷却水流动中的上游。第一上游通道28a是位于第一流入通道26a在冷却水流动中的上游的柱形流动通道。第一上游通道28a从第一流入通道26a的上游端部线性地延伸。如图10所示，第一流入端口25a中第一上游通道28a的中心轴线的延伸方向是第一上游方向lo。
第一上游通道28a将从第一流入端口25a的外部(即，冷却水回路50中的散热器侧流路53)流动到其中的冷却水引导到第一流入通道26a。第一上游通道28a与第一流入端口的上游通道对应。
弯折部27a布置在第一流入通道26a在冷却水流动中的上游端部处。弯折部27a连接第一流入通道26a和第一上游通道28a，以使第一上游通道28a从第一流入通道26a倾斜。弯折部27a连接第一流入通道26a和第一上游通道28a，以使，第一上游通道28a的第一上游方向lo相比于第一流入通道26a的第一流入方向lm对于流出通道21a的参考方向l而言更接近参考方向l。
如图10所示，弯折部27a将第一上游通道28a连接到第一流入通道26a，以使第一流入通道26a的第一流入方向lm与第一上游通道28a的第一上游方向lo以锐角交叉。在第三实施例中，形成在第一流入方向lm与第一上游方向lo之间的角称之为第一上游角x。
在第三实施例中，弯折部27a连接第一流入通道26a和第一上游通道28a，从而第一上游角x变成与第一角α相同的值。结果，第一上游通道28a的第一上游方向lo与流出端口20a的流处通道21a的参考方向l平行。即，第一上游通道28a与流出通道21a平行地延伸。
在根据第三实施例的三通阀1中，第二流入端口30a在与第一流入端口25a的延伸方向不同且与流出端口20a相对于阀室13的延伸方向相反的方向上延伸。第二流入端口30a形成为连接三通阀1的阀室13与冷却水回路50的圆管形状。第二流入端口30a在其中包括第二流入通道31a、弯折部32a和第二上游通道33a。第二流入端口30a将流出冷却水回路50的旁通流路54的冷却水引导到阀室13的内部。
第二流入通道31a是第二流入端口30a中的流动通道，当流动到阀室13中时，冷却水穿过该流动通道。第二流入通道31a在不同于流出端口20a的参考方向l和第一流入端口25a的第一流入方向lm的方向上线性地延伸。如图10所示，第二流入端口30a中第二流入通道31a的中心轴线的延伸方向是第二流入方向ln。
第二流入方向ln在与流出端口20a延伸的方向相反的一侧以锐角与参考方向l相交。第二流入方向ln从参考方向l以锐角倾斜。在第三实施例中，参考方向l与在与流出端口20a相反的一侧的第二流入方向ln之间的角称之为第二角β。第二角β比第一流入端口25a的第一角α大。
由橡胶制成的第二密封构件34布置在面对阀室13的第二流入通道31a的端部处。因此，通过改变阀室13中的阀元件35的位置并且使第二密封构件34的一端的整个周界与阀元件35的外周表面接触，三通阀1能够切断从第二流入通道31a流向阀室13流动的冷却水。
弯折部32a和第二上游通道33a布置在第二流入端口30a的第二流入通道31a在冷却水流动中的上游。第二上游通道33a是位于第二流入通道31a在冷却水流动中的上游的柱形流动通道。第二上游通道33a从第二流入通道31a的上游端部线性地延伸。如图10所示，第二流入端口30a中第二上游通道33a的中心轴线的延伸方向是第二上游方向lp。
第二上游通道33a将从第二流入端口30a的外部(即，冷却水回路50中的旁通流路54)流动到其中的冷却水引导到第二流入通道31a。第二上游通道33a与第二流入端口的上游通道对应。
弯折部32a布置在第二流入通道31a在冷却水流动中的上游端部处。弯折部32a连接第二流入通道31a和第二上游通道33a，以使第二上游通道33a从第二流入通道31a倾斜。弯折部32a连接第二流入通道31a和第二上游通道33a，以使，第二上游通道33a的第二上游方向lp相比于第二流入通道31a的第二流入方向ln对于流出通道21a的参考方向l而言更接近参考方向l。
如图10所示，弯折部32a将第二上游通道33a连接到第二流入通道31a，以使第二流入通道31a的第二流入方向ln与第二上游通道33a的第二上游方向lp以锐角交叉。在第三实施例中，形成在第二流入方向ln与第二上游方向lp之间的角称之为第二上游角y。
结果，第二上游通道33a延伸成相比于第二流入通道31a的延长线(即，第二流入方向ln)而言，更接近第一流入端口25a。因此，三通阀1可以有助于自身小型化。进一步，由于可以在第一流入端口25a和第二流入端口30a的下游侧安置具有小间隔的流路(即，散热器侧流路53和旁通流路54)，可以减小冷却水回路50的安置空间。
利用这种构造，根据第三实施例的三通阀1，从第一流入端口25a流动到其中的冷却水和从第二流入端口30a流到其中的冷却水可以接合在一起。通过移动阀室13中的阀元件35，可以调节从第一流入端口25a和第二流入端口30a流动的冷却水的流量比。
如图10所示，第一流入通道26a、弯折部27a和第一上游通道28a布置在第一流入端口25a中。第一上游通道28a通过弯折部27a连接到第一流入通道26a的上游侧。第一上游通道28a在相比于第一流入方向lm对于参考方向l而言更接近参考方向l的方向上延伸。
这使得可以使流动到第一流入端口25a中的冷却水的流动方向更接近穿过流出端口20a的流出通道21a的冷却水的流动方向。因而，可以减小第一流入端口25a处的水流阻力并且使冷却水的流动平滑。在第一流入端口25a中，由于第一上游通道28a与流出端口20a的流出通道21a大致平行地布置，所以，可以进一步减小第一流入端口25a中的水流阻力。
进一步，第二流入通道31a、弯折部32a和第二上游通道33a布置在第二流入端口30a中。第二上游通道33a通过弯折部32a连接到第二流入通道31a的上游侧。第二上游通道33a在相比于第二流入方向ln对于参考方向l而言更接近参考方向l的方向上延伸。
这使得可以使流动到第二流入端口30a中的冷却水的流动方向更接近穿过流出端口20a的流出通道21a的冷却水的流动方向。因而，可以减小第二流入端口30a处的水流阻力并且使冷却水的流动平滑。
进一步，在第一流入端口25a中，第一上游通道28a经由弯折部27a连接，并且在第二流入端口30a中，第二上游通道33a经由弯折部32a连接。因而，根据第三实施例的三通阀1可以减小第一上游通道28a和第二上游通道33a之间的间隙，并且可以有助于三通阀1自身的小型化。
通过减小第一上游通道28a和第二上游通道33a之间的间隙，可以减小连接到第一流入端口25a的管道和连接到第二流入端口30a的管道之间的距离。因而，根据第三实施例的三通阀1也可以有助于用于布置包括三通阀1的冷却水回路50的空间的小型化。
在第三实施例中，三通阀1的第一流入端口25a经由散热器侧流路53连接到压力损失大的散热器56，并且第二流入端口30a经由旁通流路54连接到压力损失小的离子交换器57。
进一步，第一流入端口25a的第一流入通道26a延伸，以使第一流入方向m从参考方向l以第一角α倾斜。第二流入端口30a的第二流入通道31a延伸，以使第二流入方向ln从参考方向l以第二角β倾斜。由于第二角β是比第一角α大的锐角，所以，当穿过第二流入端口30a时的压力损失比当穿过第一流入端口25a时的压力损失大。
因而，在根据第三实施例的三通阀1中，可以减少经由第一流入端口25a穿过散热器56的情况下的压力损失与经由第二流入端口30a穿过离子交换器57的情况下的压力损失之间的差异。并且，可以恰当地调节朝向第一流入端口25a的流动中的压力损失与朝向第二流入端口30a的流动中的压力损失的平衡。
进一步，第一流入通道26a在冷却水流动中的上游端部布置成，相对于与从流出端口20a穿过第一流入端口25a的冷却水的流动方向正交的方向(即，图10中的竖直方向)，与流出端口20a的流出通道21a重叠。
换言之，与重叠宽度w对应的第一流入端口25a的第一流入通道26a的一部分定位在延伸通过阀室13的流出端口20a的流出通道21a的延长线上。因此，可以将与重叠宽度w对应的部分视作平直流路。因而，三通阀1可以使从第一流入端口25a的第一流入通道26a穿到流出端口20a的流出通道21a的冷却水的流动平滑。
如上所述，根据第三实施例的三通阀1，从第一流入端口25a的第一流入通道26a和第二流入端口30a的第二流入通道31a流动的冷却水可以在阀室13中接合在一起，然后从流出端口20a的流出通道21a流出。三通阀1移动阀室13内部的阀元件35，从而能够调节从第一流入端口25a和第二流入端口30a流动的冷却水的流量比。
第一流入通道26a、弯折部27a和第一上游通道28a布置在第一流入端口25a中。第一上游通道28a通过弯折部27a连接到第一流入通道26a的上游侧。第一上游通道28a在相比于第一流入方向lm对于参考方向l而言更接近参考方向l的方向上延伸。
因此，根据第三实施例的三通阀1可以使从第一流入端口25a流动到其中的冷却水的流动更接近从流出端口20a的流出通道21a流出的冷却水的流动。即，三通阀1可以减小第一流入端口25a处的水流阻力，并且可以使冷却水的流动平滑。
进一步，第二流入通道31a、弯折部32a和第二上游通道33a布置在第二流入端口30a中。第二上游通道33a通过弯折部32a连接到第二流入通道31a的上游侧。第二上游通道33a在相比于第二流入方向ln对于参考方向l而言更接近参考方向l的方向上延伸。
由此，三通阀1可以使从第二流入端口30a流动到其中的冷却水的流动更接近从流出端口20a的流出通道21a流出的冷却水的流动。即，三通阀1减小第二流入端口30a处的水流阻力，并且从而使冷却水的流动平滑。
进一步，在第一流入端口25a中，第一上游通道28a经由弯折部27a连接到第一流入通道26a，并且在第二流入端口30a中，第二上游通道33a经由弯折部32a连接到第二流入通道31a。因而，三通阀1可以减小第一上游通道28a和第二上游通道33a之间的间隙，并且可以有助于三通阀1自身的小型化。
由于三通阀1减小第一上游通道28a和第二上游通道33a之间的间隙，所以，可以减小连接到第一流入端口25a的管道和连接到第二流入端口30a的管道之间的距离。因而，根据第三实施例的三通阀1也可以有助于用于布置包括三通阀1的流体回路的空间的小型化。
(其他实施例)
上面基于实施例描述了本公开，但是本公开不限于上述实施例。即，在不偏离本公开的范围的情况下，可以进行各种改进和修改。例如，每个上述实施例可以被任意组合，或者可以有对上述实施例的各种修改。
(1)在上述实施例中，包括连接到散热器侧流路53的散热器56的流路系统给定为第一流路系统，包括连接到旁通流路54的离子交换器57的流路系统给定为第二流路系统，但是本公开不限于这些实施例。第一流路系统和第二流路系统可以采用各种回路构造，只要连接到三通阀1的回路构造具有不同的路径和构造即可。
(2)当第一流路系统和第二流路系统之间的压力损失有差异时，第一角α和第二角β可以设定为不同。如果第一流路系统(即，包括散热器56的系统)压力损失上比第二流路系统(即，包括离子交换器57的系统)大，则可以采用各种回路构造。
例如，在上述实施例中，连接到第二流出端口30的第二流路系统包括连接到旁通流路54的离子交换器57，但是本公开不限于该实施例。替换性地，可以去除离子交换器57并且可以使用旁通流路54。此外，代替上述实施例中的散热器56和离子交换器57，也可以改变为冷却水穿过的另一部件装置。
(3)在上述实施例中，用于冷却燃料电池51的冷却水被用作流体，但是本公开不限于该模式。可以采用各种流体，只要该流体可以通过三通阀1供给到不同流路系统并且可以调节分配流量即可，也可以采用atf等等。
(4)在上述第一实施例中，通过将第一角α和第一下游角θ设定为彼此相等，流入通道21和第一下游通道28被构造成为平行地延伸。然而，不限于该实施例。第一下游角θ可以与第一角α相等，但是它们不一定需要彼此一致，而可以响应于回路构造等等的要求而适当地改变。类似地，也可以通过使第二角β与第二下游角
(5)在上述第一实施例中，第一流出端口25的第一下游通道28被构造成相对于流入端口20的流入通道21具有重叠宽度w，但是，本发明并不限于该实施例。例如，第二流出端口30的第二下游通道33可以被构造成相对于流入通道21具有重叠宽度w。这同样适用于第三实施例。
同样，在第二实施例中，第一流出端口25的第一流出通道26或第二流出端口30的第二流出通道31中的任一个可以相对于流入端口20的流入通道21具有重叠宽度w。
根据本公开的至少一个实施例，一种三通阀包括：流入端口，流入端口具有被构造成使流体流动到其中的流入通道；本体，本体中具有阀室，该阀室被构造成将已穿过流入端口的流入通道的流体引入其中；第一流出端口，第一流出端口具有流出通道，流出通道以与流入通道延伸的参考方向成的锐角延伸，第一流出端口被构造成使流体从阀室流动到预定的第一流路系统；第二流出端口，第二流出端口具有流出通道，流出通道从阀室以与参考方向成的锐角延伸，第二流出端口被构造成使流体从阀室流动到与第一流路系统不同的第二流路系统；以及阀元件，阀元件被布置在阀室内部，并且能够移动以调节第一流出端口和第二流出端口中流体的流量。第一流出端口和第二流出端口中的至少一个包括：下游通道，下游通道被构造成允许流体在流出通道之后穿过其中；和弯折部，弯折部被布置在流出通道在流体流动中的下游，并且连接流出通道和下游通道，以使下游通道变成相比于流出通道延伸的方向对于参考方向而言，更接近参考方向。
根据三通阀，从流入端口的流入通道流动到阀室的冷却水可以分配到第一流出端口和第二流出端口。通过移动阀室中的阀元件，可以调节从第一流出端口和第二流出端口流出的流体的流量。
在三通阀中，由于第一流出端口和第二流出端口中至少一个设置有弯折部和下游通道，所以，可以使穿过流出通道、弯折部和下游通道的流体的流动更接近流动经过流入通道的流体的流动。即，根据三通阀，可以减小朝向具有弯折部和下游通道的流出端口的流动中的水流阻力，并且从而可以使朝向出口端口流动的流体的流动平滑。
此外，根据三通阀，通过形成在流出端口中的弯折部和下游通道，可以使流出端口的延伸方向尽可能地接近于流入端口的延伸方向，从而有助于三通阀自身的小型化。
而且，根据三通阀，可以使连接到第一流出端口和第二流出端口的管道之间的间隔比未设置弯折部和下游通道的情况下的间隔小。即，通过将弯折部和下游通道布置在第一流出端口和第二流出端口中的至少一个中，三通阀可以减小用于布置包括三通阀的流体回路的空间。
根据本公开的至少一个实施例，一种三通阀包括：流入端口，流入端口具有被构造成使流体流动到其中的流入通道；本体，本体中具有阀室，该阀室被构造成将已穿过流入端口的流入通道的流体引入其中；第一流出端口，第一流出端口具有流出通道，流出通道以与流入通道延伸的参考方向成的锐角延伸，第一流出端口被构造成使流体从阀室流动到预定的第一流路系统；第二流出端口，第二流出端口具有流出通道，流出通道从阀室以与参考方向成的锐角延伸，第二流出端口被构造成使流体从阀室流动到与第一流路系统不同的第二流路系统；以及阀元件，阀元件布置在阀室内部，并且能够移动以调节第一流出端口和第二流出端口中的流体的流量。第一流路系统的压力损失比第二流路系统的压力损失大。第一流出端口的流出通道与参考方向之间的第一角比第二流出端口的流出通道与参考方向之间的第二角小。
根据三通阀1，从流入端口的流入通道流动到阀室的冷却水可以分配到第一流出端口和第二流出端口。通过移动阀室中的阀元件，可以调节从第一流出端口和第二流出端口流出的流体的流量。
在三通阀中，连接到第一流出端口的第一流路系统的压力损失比连接到第二流出端口的第二流路系统的压力损失大，并且第一流出端口的第一角比第二流出端口的第二角小。这里，随着流入端口的流入通道与流出端口的流出通道之间的角更大，流出流出端口时的压力损失变得更大。
因此，三通阀1使在三通阀1自身中朝向第一流出端口和第二流出端口的压力损失不同。因而，可以使通过第一流出端口的第一流路系统中的压力损失与通过第二流出端口的第二流路系统中的压力损失平衡。由于第一角和第二角都是锐角，所以，三通阀可以减少三通阀自身中朝向第一流出端口和朝向第二流出端口的压力损失。
进一步，流出端口中流出通道的尺寸通过其下游连接的流路系统的构造(如，压力损失)、其所需容量等等确定。因此，当流路系统中的压力损失大时，可能有与之连接的流出通道的尺寸增大的情况，这致使阀自身的尺寸增大。
在这点上，根据三通阀，第一角和第二角可以使通过第一流出端口的第一流路系统中的压力损失与通过第二流出端口的第二流路系统中压力损失平衡。由此，可以减小流出通道的尺寸并减小三通阀自身的尺寸。
根据本公开的第三方面，一种三通阀包括：流出端口，流出端口具有被构造成使流体流出其的流出通道；本体，本体中具有阀室，该阀室被构造成将流体引入其中并且连接到流出端口的流出通道；第一流入端口，第一流入端口具有流入通道，流入通道以与流出通道延伸的参考方向成的锐角延伸，第一流入端口被构造成使流体从预定的第一流路系统流动到阀室中；第二流入端口，第二流入端口具有流入通道，流入通道从阀室以与参考方向成的锐角延伸，第二流入端口被构造成使流体从与第一流路系统不同的第二流路系统流动到阀室中；以及阀元件，阀元件布置在阀室内部，并且能够移动以调节来自第一流入端口和第二流入端口的流体的流量。第一流入端口和第二流入端口中的至少一个包括：上游通道，上游通道被构造成允许流体在流入通道之前穿过其中；和弯折部，弯折部布置在流入通道在流体流动中的上游，并且连接流入通道和上游通道，以使上游通道变成相比于流入通道延伸的方向对于参考方向而言，更接近参考方向。
根据三通阀，从第一流入端口和第二流入端口的每个流入通道流动到阀室中的冷却水可以接合在一起，然后流出流出端口的流出通道。通过移动阀室中的阀元件，可以调节从第一流出端口和第二流出端口流入的流体的流量。
在三通阀中，由于第一流入端口和第二流入端口中至少一个设置有弯折部和上游通道，所以，可以使穿过流入通道、弯折部和上游通道的流体的流动更接近流动经过流出通道的流体的流动。即，根据三通阀，可以减小来自具有弯折部和上游通道的流入端口(即，第一流入端口和第二流入端口中的至少一个)的流动中的水流阻力，并且从而可以使从流入端口流动的流体的流动平滑。
此外，根据三通阀，通过形成在第一流入端口和第二流入口端中的至少一个中的弯折部和上游通道，可以使流入端口的延伸方向尽可能地接近流出端口的延伸方向，从而有助于三通阀自身的小型化。
而且，根据三通阀，可以使连接到第一流入端口和第二流入端口的管道之间的间隔比未设置弯折部和上游通道的情况下的间隔小。即，通过将弯折部和上游通道布置在第一流入端口和第二流入端口中的至少一个中，三通阀可以减小用于布置包括三通阀的流体回路的空间。
尽管参照本公开的各种示范性实施例描述了本公开，但是要理解，本公开不限于所公开的实施例和构造。而是，本公开旨在覆盖各种修改例和等效安置。此外，尽管以示范性的各种组合和构造示出了本公开的各种元件，但是，包括更多、更少或仅单个元件的其他各种组合和构造也在本公开的宗旨内。
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