一种调节阀、增湿器以及燃料电池系统的制作方法

本申请属于燃料电池，尤其涉及一种调节阀、增湿器以及燃料电池系统。

背景技术：

1、在燃料电池中，增湿器用于增加阴极反应气体的湿度，使阴极反应气体的湿度维持在合适范围内，以确保电化学反应的顺利进行。在相关技术中，增湿器采用采用膜增湿的方式，利用湿热尾气对阴极反应气体进行增湿，在增湿器内进行传热传质，以提高阴极反应气体的温度和湿度。但是该类增湿器自身无法进行湿度调节，需要增设管路和阀门，通过调节湿热尾气和/或阴极反应气体的量来调节增湿后阴极反应气体的湿度，导致增湿设备存在管路复杂、漏点多、体积较大、成本高的缺陷。

2、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本申请旨在至少能够在一定程度上解决增湿设备管路复杂、漏点多、体积较大、成本高的技术问题。为此，本申请提供了一种调节阀、增湿器以及燃料电池系统。

2、本申请实施例提供的一种调节阀，所述调节阀包括：阀座，所述阀座内设有芯腔和分别与所述芯腔连通的第一流道、第二流道以及第三流道，并且所述阀座开设有与所述第一流道连通的第一阀座口、与所述第二流道连通的第二阀座口以及与所述第三流道连通的第三阀座口，所述第一阀座口和所述第二阀座口位于所述阀座的同一侧；和，阀芯，所述阀芯可转动地设置在所述芯腔中，所述阀芯开设有相互连通的第一阀口和第二阀口，所述阀芯相对于所述阀座转动能使所述第一阀口与所述第一流道或所述第二流道对应连通，所述第二阀口用于与所述第三流道连通。

3、在一些实施方式中，所述阀座开设有与所述芯腔连通的第四阀座口，所述第四阀座口、所述第一阀座口以及所述第二阀座口位于所述阀座的同一侧；所述阀芯开设有与所述第二阀口连通的第四阀口，所述阀芯相对于所述阀座转动能使所述第四阀口与所述第四阀座口对应连通。

4、在一些实施方式中，所述阀芯包括呈空心圆柱体结构的底部芯体和呈空心圆柱体结构的顶部芯体；其中，所述底部芯体的侧壁开设有所述第一阀口，所述底部芯体的底面开设有所述第四阀口，所述顶部芯体的侧壁开设有所述第二阀口。

5、在一些实施方式中，所述第一阀口在所述底部芯体的侧壁上所分布的范围小于等于90°。

6、在一些实施方式中，所述第四阀座口为小于等于90°的弧形开口或扇形开口，所述第四阀口为小于等于90°的弧形开口或扇形开口；或，所述第四阀座口为两个相对设置且小于等于90°的弧形开口或扇形开口，所述第四阀口为两个相对设置且小于等于90°的弧形开口或扇形开口；且当所述第一阀口不与所述第一流道或第二流道连通时，所述第四阀口与所述第四阀座口连通。

7、在一些实施方式中，所述阀芯还包括设置在所述顶部芯体上的传动轴，所述传动轴穿过所述芯腔位于所述阀座的外部。

8、本申请实施例还提供了一种增湿器，所述增湿器包括：壳体，所述壳体内具有增湿腔，所述壳体上开设有与所述增湿腔连通的阴极反应气体入口和阴极反应气体出口，膜管，所述膜管设置在所述增湿腔内，所述壳体开设有与所述膜管连通的湿热尾气入口和湿热尾气出口；以及，上述的调节阀，所述调节阀设置在所述壳体上，且所述调节阀的所述第一阀座口、所述第二阀座口通过所述阴极反应气体入口与所述增湿腔连通，或，所述调节阀的所述第一阀座口、所述第二阀座口通过所述阴极反应气体出口与所述增湿腔连通。

9、在一些实施方式中，所述阀座开设有与所述阀芯腔芯腔连通的第四阀座口，所述第四阀座口、所述第一阀座口以及所述第二阀座口位于所述阀座的同一侧；所述阀芯开设有与所述第二阀口连通的第四阀口，所述阀芯相对于所述阀座转动以使所述第一阀口与所述第一流道或所述第二流道对应连通，或使所述第四阀口与所述第四阀座口连通；所述第四阀座口与所述增湿腔连通。

10、在一些实施方式中，所述调节阀设置在所述壳体的与所述阴极反应气体入口相对的一侧。

11、在一些实施方式中，所述第一阀座口、所述第二阀座口以及所述第四阀座口中的任意一个与所述阴极反应气体入口相对设置。

12、本申请实施例还提供了一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括上述的增湿器。

13、本申请实施例至少具有如下有益效果：

14、上述调节阀同时设有第一阀座口和第二阀座口，通过使阀芯相对于阀座转动，以使第一阀座口与第一流道连通或使第二阀座口与第二流道连通，从而在阀座内形成两条可调节通断的流道。在将调节阀设置在增湿器中后，第一阀座口和第二阀座口与增湿器的连通位置不同，故而阴极反应气体穿过增湿器进入调节阀的流经路径长度不同，通过调整阴极反应气体的流经路径长度以调节阴极反应气体的与湿热尾气传输效率，从而实现对阴极反应气体湿度的调节。也就是说，增湿器中通过设置调节阀，可以实现对阴极反应气体湿度的自调节，能够降低增湿器的控制难度和压力波动，还可以避免设置体积相对庞大的旁通管路和阀门，以减少增湿器的漏点和成本。

技术特征：

1.一种调节阀，其特征在于，所述调节阀包括：

2.如权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所述阀座开设有与所述芯腔连通的第四阀座口，所述第四阀座口、所述第一阀座口以及所述第二阀座口位于所述阀座的同一侧；

3.如权利要求2所述的调节阀，其特征在于，所述阀芯包括呈空心圆柱体结构的底部芯体和呈空心圆柱体结构的顶部芯体；其中，所述底部芯体的侧壁开设有所述第一阀口，所述底部芯体的底面开设有所述第四阀口，所述顶部芯体的侧壁开设有所述第二阀口。

4.如权利要求3所述的调节阀，其特征在于，所述第一阀口在所述底部芯体的侧壁上所分布的范围小于等于90°。

5.如权利要求3或4所述的调节阀，其特征在于，所述第四阀座口为小于等于90°的弧形开口或扇形开口，所述第四阀口为小于等于90°的弧形开口或扇形开口；或，所述第四阀座口为两个相对设置且小于等于90°的弧形开口或扇形开口，所述第四阀口为两个相对设置且小于等于90°的弧形开口或扇形开口；且当所述第一阀口不与所述第一流道或第二流道连通时，所述第四阀口与所述第四阀座口连通。

6.如权利要求3所述的调节阀，其特征在于，所述阀芯还包括设置在所述顶部芯体上的传动轴，所述传动轴穿过所述芯腔位于所述阀座的外部。

7.一种增湿器，其特征在于，所述增湿器包括：

8.如权利要求7所述的增湿器，其特征在于，所述阀座开设有与所述阀芯腔芯腔连通的第四阀座口，所述第四阀座口、所述第一阀座口以及所述第二阀座口位于所述阀座的同一侧；所述阀芯开设有与所述第二阀口连通的第四阀口，所述阀芯相对于所述阀座转动以使所述第一阀口与所述第一流道或所述第二流道对应连通，或使所述第四阀口与所述第四阀座口连通；所述第四阀座口与所述增湿腔连通。

9.如权利要求8所述的增湿器，其特征在于，所述调节阀设置在所述壳体的与所述阴极反应气体入口相对的一侧。

10.如权利要求9所述的增湿器，其特征在于，所述第一阀座口、所述第二阀座口以及所述第四阀座口中的任意一个与所述阴极反应气体入口相对设置。

11.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括如权利要求7至10任意一项所述的增湿器。

技术总结
本申请公开了一种调节阀、增湿器以及燃料电池系统，调节阀包括：阀座内设有芯腔和分别与芯腔连通的第一流道、第二流道以及第三流道，阀座开设有与第一流道连通的第一阀座口、与第二流道连通的第二阀座口以及与第三流道连通的第三阀座口，第一阀座口和第二阀座口位于阀座的同一侧；阀芯可转动地设置在芯腔中，阀芯开设有相互连通的第一阀口和第二阀口，阀芯相对于阀座转动以使第一阀口与第一流道或第二流道对应连通，第二阀口用于与第三流道连通。在阀座内形成两条可调节通断的流道，第一阀座口和第二阀座口与增湿器的连通位置不同，阴极反应气体流经路径长度不同，则阴极反应气体的与湿热尾气传输效率不同，从而实现对阴极反应气体湿度的调节。

技术研发人员：李学锐,马义,甘波
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15