质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及质子交换膜燃料电池发动机领域，更具体地说，是涉及车、船用质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置。
【背景技术】
[0002]质子交换膜燃料发动机系统是一种发电装置，它通过电化学反应将燃料(通常是氢气或甲醇)中的化学能直接转换成电能。同传统的发电装置不同，它不需将燃料中的化学能先转换成热能，然后再转换成电能。因此，与传统的发电装置相比燃料电池具有能量转换效率高，无污染物排放的显著优点。
[0003]适当地提高质子交换膜燃料发动机的操作压力，可以提高系统效率。此外，研宄发现燃料电池发动机尤其是车用燃料电池发动机由于停机后环境空气的侵入，在启动或停车瞬间阳极侧易形成氢空界面，导致阴极高电位的产生，瞬间局部电位高达1.5V以上，引起碳载体氧化，加速了燃料电池电堆性能衰减。即需要解决调压及停机后密封问题。
[0004]目前，质子交换膜燃料电池发动机尤其是车、船用燃料电池发动机系统采用的调压装置普遍采用传统车用节气门，现有技术的调压装置不足之处在于:
[0005]I)非针对燃料电池发动机系统开发，压力控制精度无法保证；
[0006]2)无法解决停机后空气路的密封问题。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置。
[0008]为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0009]一种质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置，包括阀体，所述阀体的一端设有第一通道，另一端设有端盖；端盖内设有第二通道，所述第一通道的轴线以及第二通道的轴线重合，阀体内还设有阀芯以及传动机构，所述阀芯的内端从第一通道的内端伸入第一通道内，所述传动机构的输出端与所述阀芯的外端相连，所述第一通道的内端外还固设有用于密封所述第一通道的内端以及所述阀芯的外端的密封垫；
[0010]所述传动机构的输入端与电机减速器相连。
[0011]所述阀芯为圆柱形结构，所述圆柱形阀芯的侧面设有通气孔，所述通气孔沿轴线方向的长度与所述传动机构的行程相匹配。
[0012]所述通气孔的形状为方形、三角形或椭圆形。
[0013]所述阀芯为圆锥形结构，所述圆锥形阀芯的底面与所述阀芯的外端连接固定。
[0014]所述传动机构采用连杆结构。
[0015]所述调节装置采用不锈钢或工程塑料。
[0016]与现有技术相比，采用本实用新型的一种质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置，可布置于质子交换膜燃料电池发动机系统电堆前及电堆后，也可布置与空压机前及电堆后，或者仅布置电堆后，用于调节电堆空气路的操作压力及保障停机后电堆空气路密封。该装置主要由阀体、密封垫、阀芯、传动机构和端盖组成，可采用不锈钢或工程塑料制作而成。本实用新型的调节装置具有阻力小、结构简单、安全可靠、几何尺寸小等优点。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的实施例1在关闭状态时的结构示意图；
[0018]图2是图1中的实施例1在运行状态时的结构示意图；
[0019]图3是图1中的实施例1的应用I示意图；
[0020]图4是图1中的实施例1的应用2示意图；
[0021]图5是图1中的实施例1的应用3示意图；
[0022]图6是本实用新型的实施例2在关闭状态时的结构示意图；
[0023]图7是图6中的实施例2在运行状态时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
[0025]实施例1
[0026]请参阅图1、图2所示的一种质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置，包括阀体1，阀体I的一端设有第一通道，另一端设有端盖5 ;端盖5内设有第二通道，第一通道以的轴线以及第二通道的轴线重合，阀体5内还设有阀芯3以及传动机构4，阀芯3的内端从第一通道的内端伸入第一通道内，传动机构4的输出端与阀芯3的外端相连，第一通道的内端外还固设有用于密封第一通道的内端以及阀芯的外端的密封垫2。
[0027]图1、图2中的阀芯采用圆柱形结构，圆柱形阀芯的侧面布置了方形的通气孔；阀体I与阀芯3连接处增加密封垫2 ;阀芯3由传动机构4驱动在阀体I内往复运动，并由传动机构4和阀体I完成导向及限位；传动机构4为连杆结构，由电机减速器驱动，电机可选步进式电机或直流伺服电机。
[0028]这样在如图1所示的停机(关闭)工况时，本实用新型的调节装置为锁死状态，阀体I与阀芯3之间的密封垫2保持一定的预紧力，依靠密封垫2密封整个空气路。在如图2所示的运行工况时，电机驱动传动机构4运动，牵引阀芯3水平移动，整个空气路的有效流通截面积随着阀芯3的移动而变化，从而满足燃料电池发动机不同运行工况对操作压力及流量要求。
[0029]需要说明的是，通气孔的形状除方形外，还可以为其他形状如三角形、椭圆形等，只要通气孔沿轴线方向的长度与传动机构的行程相匹配，均落入本实用新型的保护范围。
[0030]本实用新型的调压装置采用不锈钢或工程塑料。
[0031]图3为将本实用新型的调压装置分别布置于质子交换膜燃料电池发动机系统的电堆模块前、后的示意图。
[0032]图4为将本实用新型的调压装置分别布置于质子交换膜燃料电池发动机系统的空压机前以及电堆模块后的示意图。
[0033]图5为将本实用新型的调压装置仅布置于电堆模块后的示意图。
[0034]本实用新型的调压装置的流体方向为双向，安装位置及角度也无任何限制。
[0035]实施例2
[0036]再请参见图6、图7所示，本实施例与实施例1的不同之处仅在于:阀芯为圆锥形结构，圆锥形阀芯23的底面与阀芯的外端连接固定，而圆锥形阀芯的侧面并不需要通气孔。
[0037]其余内容均与实施例1中所述相同。
[0038]本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置，其特征在于， 包括阀体，所述阀体的一端设有第一通道，另一端设有端盖；端盖内设有第二通道，所述第一通道的轴线以及第二通道的轴线重合，阀体内还设有阀芯以及传动机构，所述阀芯的内端从第一通道的内端伸入第一通道内，所述传动机构的输出端与所述阀芯的外端相连，所述第一通道的内端外还固设有密封垫； 所述传动机构的输入端与电机减速器相连。
2.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于， 所述阀芯为圆柱形结构，所述圆柱形阀芯的侧面设有通气孔，所述通气孔沿轴线方向的长度与所述传动机构的行程相匹配。
3.根据权利要求2所述的调压装置，其特征在于， 所述通气孔的形状为方形、三角形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于， 所述阀芯为圆锥形结构，所述圆锥形阀芯的底面与所述阀芯的外端连接固定。
5.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于， 所述传动机构采用连杆结构。
6.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于， 所述调节装置采用不锈钢或工程塑料。
【专利摘要】本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池发动机空气系统的调压装置，包括阀体，所述阀体的一端设有第一通道，另一端设有端盖；端盖内设有第二通道，所述第一通道的轴线以及第二通道的轴线重合，阀体内还设有阀芯以及传动机构，所述阀芯的内端从第一通道的内端伸入第一通道内，所述传动机构的输出端与所述阀芯的外端相连，所述第一通道的内端外还固设有密封垫；所述传动机构的输入端与电机减速器相连。本实用新型的调节装置具有阻力小、结构简单、安全可靠、几何尺寸小等优点。
【IPC分类】H01M8-04
【公开号】CN204333124
【申请号】CN201520007779
【发明人】林业发, 胡军, 吴炎花, 朱俏斌, 陈华
【申请人】上海新源动力有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月6日