[发明专利]气阀和使用了该气阀的燃料电池系统

说明书

气阀设于燃料电池堆的空气系统，用于控制向燃料电池堆供给的空气气体的流动。气阀包括：供给阀，其开闭供自外部向燃料电池堆供给的空气经过的空气供给通路；切换阀，其用于切换为自外部供给来的空气经过空气供给通路的状态、和经过自空气供给通路分支的旁路通路的状态；以及连杆机构，其连接于供给阀和切换阀，用于驱动这两者。连杆机构包括：臂部，其固定于供给阀；以及凸轮盘，其固定于切换阀，设有供臂部接触的引导部。

技术领域

本申请基于2019年4月17日申请的日本特许申请第2019－078708号主张优先权。该申请的全部内容通过参照被引用到本说明书中。本说明书涉及气阀和使用了该气阀的燃料电池系统。

背景技术

在燃料电池系统中，通过向燃料电池堆供给氧源(空气气体)和氢源(氢气)而进行发电。发电中未被使用的气体作为空气废气和氢气废气向燃料电池系统的外部排出。在日本特开2018－137150号公报(以下称作专利文献1)中，公开了一种燃料电池系统的空气系统(将空气气体向燃料电池堆供给的路径)的构造。在专利文献1的燃料电池系统中，使用压缩机向燃料电池堆供给空气气体(外部空气)。在连接压缩机和燃料电池堆的空气供给通路上配置阀(入口密封阀)，而对向燃料电池堆供给的空气气体的流量进行调整。另外，在排出空气废气的空气排出通路上也配置阀(出口整合阀)，而对空气废气的流量进行调整。此外，利用旁路通路连接空气供给通路和空气排出通路，在旁路通路上也配置有阀(旁通阀)。在专利文献1中，经由旁路通路自空气供给通路向空气排出通路供给空气气体，而进行空气供给通路内的压力的调整(入口密封阀的前后压差的调整)。

发明内容

发明要解决的问题

如专利文献1所公开的那样，通过在空气供给通路连接旁路通路，不仅将空气供给通路内的空气气体向燃料电池堆供给，还能够将空气供给通路内的空气气体向燃料电池堆以外的构件供给。然而，在将空气供给通路内的空气气体向多个部位(燃料电池堆和燃料电池堆以外的构件)供给的情况下，需要在旁路通路上配置阀，还需要用于驱动该阀的致动器(马达等)。其结果，构成燃料电池系统的零部件数量增加，燃料电池系统的尺寸也增大。本说明书提供一种能够实现紧凑的燃料电池系统的阀(气阀)。

用于解决问题的方案

本说明书中公开的第1技术方案为一种气阀，其设于燃料电池堆的空气系统，用于控制向燃料电池堆供给的空气气体的流动。也可以是，该气阀包括：供给阀，其开闭供自外部向燃料电池堆供给的空气气体经过的空气供给通路；切换阀，其用于切换为自外部供给来的空气气体经过空气供给通路的状态、和经过自空气供给通路分支并绕过配置于气阀的下游的构件的旁路通路的状态；以及连杆机构，其连接于供给阀和切换阀，用于驱动这两者。另外，也可以是，连杆机构包括：臂部，其固定于供给阀；以及凸轮盘，其固定于切换阀，设有供臂部接触的引导部。对于该气阀，也可以是，引导部包括供臂部移动以进行供给阀的开闭动作的第1区域和供臂部移动以进行切换阀的开闭动作且相对于第1区域独立的第2区域。

本说明书中公开的第2技术方案基于上述第1技术方案的气阀，也可以是，在第1区域与第2区域之间设有不进行供给阀和切换阀这两者的开闭动作的第3区域。

本说明书中公开的第3技术方案基于上述第1或第2技术方案的气阀，也可以是，凸轮盘固定于与马达连结的凸轮齿轮。另外，也可以是，凸轮齿轮被向使供给阀开阀时凸轮齿轮旋转的方向施力，从而在供给阀闭阀时使臂部与第1区域接触。

本说明书中公开的第4技术方案基于上述第1～第3技术方案中的任一者的气阀，也可以是，第2区域为距凸轮盘的旋转中心的距离一定的圆弧状，该第2区域包括在切换阀驱动的期间内供臂部一边接触一边移动的接触部。

本说明书中公开的第5技术方案基于上述第1～第4技术方案中的任一者的气阀，也可以是，凸轮盘包括嵌合部，该嵌合部在供给阀闭阀时与臂部嵌合。另外，也可以是，嵌合部为向凸轮盘的径向内侧凹陷而成的槽。