[发明专利]半被动背压控制阀

权利要求书

1.一种可安装在主体中的背压控制阀，所述主体在其中限定出非对称流体通道，所述阀包括：

轴，其与所述主体协作以便所述轴延伸穿过所述非对称流体通道；

非对称阀片，其在所述非对称流体通道内与所述轴协作，其中，所述非对称阀片包括被所述轴划分的第一阀片节段和第二阀片节段，并且其中，所述第一阀片节段的表面面积基本上小于所述第二阀片节段的表面面积，以便所述非对称流体通道中的流体压力通过所述非对称阀片向所述轴施加转矩；和

偏压装置，其操作性地连接到所述非对称阀片，其中，所述非对称阀片在关闭位置与打开位置之间可旋转，使得：

      当处于所述关闭位置时，所述偏压装置提供关闭转矩，所述关闭转矩大于从所述非对称流体通道中的加压流体向所述轴施加的转矩以把所述非对称阀片推到所述关闭位置上，和

      当处于所述打开位置时，所述加压流体提供打开转矩，所述打开转矩基本上大于所述关闭转矩以便把所述非对称阀片推到所述打开位置上。

2.如权利要求1所述的阀，其中，所述非对称流体通道是车辆燃料电池系统中的的氧化剂通道。

3.如权利要求1所述的阀，其中，所述非对称流体通道是车辆燃料电池系统排气流中的排气通道。

4.如权利要求1所述的阀，其中，所述非对称流体通道包括基本上卵形的形状，并且，所述非对称阀片包括在大小和形状方面基本上类似于所述非对称流体通道的基本上卵形的形状以在它们之间限定出基本上流体密封的连接。

5.如权利要求1所述的阀，其中，所述非对称阀片在所述非对称阀片的基本上最大宽度处与所述轴协作。

6.如权利要求1所述的阀，其中，所述第一阀片节段的表面面积比所述第二阀片节段的表面面积大了约60%至约110%。

7.如权利要求1所述的阀，其中，所述非对称阀片设置在所述非对称流体通道内以便所述非对称阀片形成约0°至约60°的座角。

8.如权利要求1所述的阀，其中，所述非对称阀片进一步地包括设置在其外缘上的粘接弹力密封。

9.一种燃料电池系统，包括：

燃料电池，其包括与电解质膜电解相通的阳极和阴极，其中，在所述电解质膜的相对侧上设置所述阳极和所述阴极；

主体，其限定出与所述阴极流体连通的非对称氧化剂通道；和

背压控制阀，其与所述主体协作，其中，所述阀包括：

      轴，其与所述主体协作以便所述轴延伸穿过所述非对称氧化剂通道；

      非对称阀片，其在所述非对称氧化剂通道内与所述轴协作，其中，所述非对称阀片包括被所述轴划分的第一阀片节段和第二阀片节段，并且其中，所述第一阀片节段的表面面积基本上小于所述第二阀片节段的表面面积，以便所述非对称氧化剂通道中的流体压力通过所述非对称阀片向所述轴施加转矩；和

      偏压装置，其操作性地连接到所述非对称阀片，其中，所述非对称阀片在关闭位置与打开位置之间可旋转，使得：

            当处于所述关闭位置时，所述偏压装置提供关闭转矩，所述关闭转矩大于从所述非对称氧化剂通道中的加压流体向所述轴施加的转矩以把所述非对称阀片推到所述关闭位置上，和

            当处于所述打开位置时，所述加压流体提供打开转矩，所述打开转矩基本上大于所述关闭转矩以便把所述非对称阀片推到所述打开位置上。

10.一种控制车辆燃料电池系统中的主体中的背压的方法，其中，所述主体在其中限定出非对称氧化剂通道，所述方法包括：

在所述车辆燃料电池系统的所述非对称氧化剂通道中设置背压控制阀，其中，所述背压控制阀包括：

      轴，其与所述主体协作以便所述轴延伸穿过所述非对称氧化剂通道；

      非对称阀片，其在所述非对称氧化剂通道内与所述轴协作，其中，所述非对称阀片包括被所述轴划分的第一阀片节段和第二阀片节段，并且其中，所述第一阀片节段的表面面积基本上小于所述第二阀片节段的表面面积，以便所述非对称氧化剂通道中的流体压力通过所述非对称阀片向所述轴施加转矩；和

      偏压装置，其操作性地连接到所述非对称阀片，其中，所述非对称阀片在关闭位置与打开位置之间可旋转；和

在所述关闭位置与所述打开位置之间旋转所述非对称阀片，使得：

      当处于所述关闭位置时，所述偏压装置提供关闭转矩，所述关闭转矩大于从所述非对称氧化剂通道中的加压流体向所述轴施加的转矩以把所述非对称阀片推到所述关闭位置上，和

当处于所述打开位置时，所述加压流体提供打开转矩，所述打开转矩基本上大于所述关闭转矩以便把所述非对称阀片推到所述打开位置上。