特開 2024-35221 燃料電池システムにおけるガス流用の作動フラップ構成アッセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024035221

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】燃料電池システムにおけるガス流用の作動フラップ構成アッセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20240306BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20240306BHJP

   F16K 1/18 20060101ALI20240306BHJP

   F16K 1/22 20060101ALI20240306BHJP

   F16K 1/226 20060101ALI20240306BHJP

   B60L 50/72 20190101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 N

H01M8/00 Z

F16K1/18 E

F16K1/22 C

F16K1/226 C

B60L50/72

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023141447

(22)【出願日】2023-08-31

(31)【優先権主張番号】10 2022 122 103.2

(32)【優先日】2022-09-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】520050956

【氏名又は名称】プーレム ゲー・エム・ベー・ハー

【氏名又は名称原語表記】Ｐｕｒｅｍ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｈｏｍｂｕｒｇｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ９５， ６６５３９ Ｎｅｕｎｋｉｒｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】マルクス ロリー

(72)【発明者】

【氏名】マティアス グリュン

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ヴァッカー

(72)【発明者】

【氏名】ヨッヘン ハマー

(72)【発明者】

【氏名】マークス ビアグラー

(72)【発明者】

【氏名】アニカ ツォイマー

【テーマコード（参考）】

3H052

5H125

5H127

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052AA02

3H052BA02

3H052CA22

3H052CA33

3H052DA01

3H052EA01

3H052EA16

5H125AA01

5H125AC07

5H125FF09

5H127AB04

5H127AC02

5H127BA02

5H127BA59

5H127BB02

5H127BB12

5H127BB18

5H127BB37

5H127BB39

5H127EE19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ガス漏れを阻止することができる作動フラップ構成アッセンブリを提供すること。
【解決手段】特に車両における、燃料電池システム内のガス流のための作動フラップ構成アッセンブリであって、ガス流路４６を提供する作動フラップケーシング１４と、作動フラップケーシング１４内で、ガス流路４６を通るガス流を実質的に阻止する閉鎖位置と、ガス流路４６を通流のために開放する少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能な作動フラップ１６であって、ディスク状の作動フラップボディ２４を備えた作動フラップ１６とを含み、作動フラップケーシング１４に作動フラップ座２６が設けられており、作動フラップ１６に、作動フラップ１６の閉鎖位置において、作動フラップ座２６に当接する閉鎖領域４０が設けられており、閉鎖領域４０が、作動フラップボディ２４の外周領域において、弾性的なシール材料５４を含んでいる、作動フラップ構成アッセンブリ。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に車両における、燃料電池システム内のガス流のための作動フラップ構成アッセンブリであって、ガス流路（４６）を提供する作動フラップケーシング（１４）と、該作動フラップケーシング（１４）内で、前記ガス流路（４６）を通るガス流を実質的に阻止する閉鎖位置と、前記ガス流路（４６）を通流のために開放する少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能な作動フラップ（１６）であって、ディスク状の作動フラップボディ（２４）を備えた作動フラップ（１６）とを含み、前記作動フラップケーシング（１４）に作動フラップ座（２６）が設けられており、前記作動フラップ（１６）に、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップ座（２６）に当接する閉鎖領域（４０）が設けられており、前記閉鎖領域（４０）が、前記作動フラップボディ（２４）の外周領域（５０）において、弾性的なシール材料（５４）を含んでいる、
作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項2】

前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）に、前記シール材料（５４）により形成された少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が配置されている、
請求項１記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項3】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）の少なくとも一部に沿って環状に延びるように形成されている、
請求項２記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項4】

前記作動フラップボディ（２４）が、第１の端面（５５）と、該第１の端面（５５）とは反対側の第２の端面（５７）とを有しており、前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記第１の端面（５５）に配置された第１のシール材料ボディ区分（５８）と、前記第２の端面（５７）に配置された第２のシール材料ボディ区分（６０）と、前記第１のシール材料ボディ区分（５８）を前記第２のシール材料ボディ区分（６０）に結合する少なくとも１つのシール材料結合区分（６２，６４）とを含む、
請求項２または３記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項5】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップ（１６）の中心領域（Ｚ）を中心とした周方向で前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）に沿って連続して配置された複数のシール材料結合区分（６２）を含み、または／かつ前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップ（１６）の前記中心領域（Ｚ）に関して半径方向で段付けされて配置された複数のシール材料結合区分（６２）を含む、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項6】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記第１のシール材料ボディ区分（５８）と、前記第２のシール材料ボディ区分（６０）と、前記少なくとも１つのシール材料結合区分（６２，６４）と一体的に形成されている、
請求項４または５記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項7】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップボディ（２４）に一体的に成形することにより形成されている、
請求項６記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項8】

少なくとも１つのシール材料結合区分（６２）が、前記作動フラップボディ（２４）に設けられた開口（５２）を貫通し、または／かつ少なくとも１つのシール材料結合区分（６４）が、前記作動フラップボディ（２４）の外周面に被さっている、
請求項４から７までのいずれか１項記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項9】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記第１のシール材料ボディ区分（５８）に、または／かつ前記第２のシール材料ボディ区分（６０）に、前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）に沿って延びる少なくとも１つのシールリップ（６６）を含み、前記作動フラップ（１６）が前記閉鎖位置に位置決めされている場合に、前記少なくとも１つのシールリップ（６６）が、前記作動フラップ座（２６）に当接する、
請求項４から８までのいずれか１項記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項10】

前記作動フラップボディ（２４）が、第１のフラップ羽根（６８）および第２のフラップ羽根（７０）を有しており、前記第１のフラップ羽根（６８）が、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップボディ（２４）の前記第１の端面（５５）に配置された前記第１のシール材料ボディ区分（５８）で前記作動フラップ座（２６）に当接し、前記第２のフラップ羽根（７０）が、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップボディ（２４）の前記第２の端面（５７）に配置された前記第２のシール材料ボディ区分（６０）で前記作動フラップ座（２６）に当接する、
請求項４から９までのいずれか１項記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項11】

前記第１のフラップ羽根（６８）が、第１の作動フラップボディ部分（２０）により提供されていて、かつ前記第２のフラップ羽根（７０）が、前記第１の作動フラップボディ部分（２０）とは別個に形成された第２の作動フラップボディ部分（２２）により提供されている、
請求項１０記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項12】

前記第１のフラップ羽根（６８）に、第１のシール材料ボディ（５６）が設けられており、かつ前記第２のフラップ羽根（７０）に、前記第１のシール材料ボディ（５６）とは別個に形成された第２のシール材料ボディ（５６’）が設けられている、
請求項１０または１１記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項13】

前記シール材料ボディ（５６）が、実質的に、前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）全体に沿って延びており、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップボディ（２４）の前記第１の端面（５５）に配置された前記第１のシール材料ボディ区分（５８）のみが、または前記作動フラップボディ（２４）の前記第２の端面（５７）に配置された前記第２のシール材料ボディ区分（６０）のみが、前記作動フラップ座（２６）に当接する、
請求項４から９までのいずれか１項記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項14】

前記作動フラップボディ（３４）が、一体的に、または／かつ円形ディスクの形態で形成されている、
請求項１３記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項15】

前記作動フラップボディ（２４）が、旋回軸（１８）に支持されていて、旋回軸軸線（Ａ）を中心とした前記旋回軸（１８）の回転により、前記作動フラップ（１６）が、前記閉鎖位置と前記少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能である、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項16】

請求項１から１５までのいずれか１項記載の少なくとも１つの作動フラップ構成アッセンブリを含む、特に車両のための燃料電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば電気的なエネルギを提供するために車両において使用され得る燃料電池システムにおけるガス流用の作動フラップ構成アッセンブリに関する。

【0002】

この種の燃料電池システムでは、運転状態に応じて、種々異なるガス流を燃料電池もしくは燃料電池スタックのアノード領域もしくはカソード領域を通してガイドするか、もしくはアノード領域もしくはカソード領域の傍らをガイドすることが必要である。その際に、特に特定のガス流を、燃料電池を通してガイドしないか、または燃料電池の傍らをガイドしないことが望ましい運転状態において、漏れ流が排除され得るか、もしくは実質的にガスが周囲に逃れることができないことを保証するために、このようなガス流を調整するために使用される作動フラップ構成アッセンブリの密閉性に対して高い要求が存在する。

【0003】

本発明の課題は、構造的に簡単な構成においてガス漏れを実質的に阻止することができる、特に車両における燃料電池システムにおけるガス流用の作動フラップ構成アッセンブリを提供することである。

【0004】

この課題は、本発明によれば、特に車両における、燃料電池システム内のガス流のための作動フラップ構成アッセンブリであって、ガス流路を提供する作動フラップケーシングと、作動フラップケーシング内で、ガス流路を通るガス流を実質的に阻止する閉鎖位置と、ガス流路を通流のために開放する少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能な作動フラップであって、ディスク状の作動フラップボディを備えた作動フラップとを含み、作動フラップケーシングに、作動フラップ座が設けられており、作動フラップに、この作動フラップの閉鎖位置において、作動フラップ座に当接する閉鎖領域が設けられており、閉鎖領域が、作動フラップボディの外周領域において、弾性的なシール材料、特にエラストマ材料、例えばＥＰＤＭを含んでいる、作動フラップ構成アッセンブリによって解決される。

【0005】

作動フラップの閉鎖領域に弾性的なシール材料を提供することにより、製造公差とは無関係に、かつ閉鎖位置における作動フラップ構成アッセンブリの構成部材の、熱により引き起こされる寸法変化とは無関係に、ガスの通流に対する、作動フラップケーシング内に形成されたガス流路の実質的に完全な閉鎖が達成されることが確保され得る。

【0006】

特に、作動フラップもしくは作動フラップボディが作動フラップ座と相互作用する箇所において、弾性的なシール材料の閉鎖作用を使用することができるようにするために、作動フラップボディの外周領域に、シール材料によって形成された少なくとも１つのシール材料ボディが配置されていることが提案される。作動フラップボディ自体は、作動フラップケーシングを通ってガイドされるべきガスに対して耐性を有する、実質的に剛性の材料、例えばプラスチックまたは金属により形成され得る。

【0007】

シール材料によって、実質的に、作動フラップボディが作動フラップ座と相互作用する箇所にだけシール作用が提供され得るので、少なくとも１つのシール材料ボディが、作動フラップボディの外周領域の少なくとも一部に沿って環状に延びるように形成されていてよい。

【0008】

作動フラップボディが、第１の端面と、この第１の端面とは反対側の第２の端面とを有していてよく、少なくとも１つのシール材料ボディが、第１の端面に配置された第１のシール材料ボディ区分と、第２の端面に配置された第２のシール材料ボディ区分と、第１のシール材料ボディ区分を第２のシール材料ボディ区分に結合する少なくとも１つのシール材料結合区分とを含んでいてよい。

【0009】

両シール材料ボディ区分の安定した結合のために、少なくとも１つのシール材料ボディが、作動フラップの中心領域を中心とした周方向で作動フラップボディの外周領域に沿って連続して配置された複数のシール材料結合区分を含み、または／かつ少なくとも１つのシール材料ボディが、作動フラップの中心領域に関して半径方向で段付けされて配置された複数のシール材料結合区分を含んでいることが提案される。

【0010】

さらに、シール材料ボディと作動フラップボディとの間の形状結合にもつながる安定的な構造体は、少なくとも１つのシール材料ボディが、第１のシール材料ボディ区分と、第２のシール材料ボディ区分と、少なくとも１つのシール材料結合区分と一体的に形成されていることによって、支援され得る。本発明の意味において一体的とは、シール材料ボディの種々異なる区分が、単一の材料ブロックとして、つまりモノリシックに提供され、かつ別個に製造された構成部材の接合により提供されないことを意味するが示唆される。

【0011】

このことは例えば、少なくとも１つのシール材料ボディが、作動フラップボディに一体的に成形することによって形成されていることによって達成され得る。

【0012】

作動フラップボディに少なくとも１つのシール材料ボディを安定的に結合するためには、少なくとも１つのシール材料結合区分が、作動フラップボディに設けられた開口を貫通してよく、または／かつ少なくとも１つのシール材料結合区分が、作動フラップボディの外周面に被さっていてよい。

【0013】

シール材料の弾性を利用した、さらに改善されたシール作用のためには、少なくとも１つのシール材料ボディが、第１のシール材料ボディ区分に、または第２のシール材料ボディ区分に、作動フラップボディの外周領域に沿って延びる少なくとも１つのシールリップを含んでおり、作動フラップが閉鎖位置に位置決めされた状態で、少なくとも１つのシールリップが、作動フラップ座に当接することが提案される。

【0014】

本発明に係る作動フラップ構成アッセンブリの、容易に実現され得る構成形式では、作動フラップボディが、第１のフラップ羽根および第２のフラップ羽根を有していてよく、第１のフラップ羽根は、作動フラップの閉鎖位置において、作動フラップボディの第１の端面に配置された第１のシール材料ボディ区分で作動フラップ座に当接し、第２のフラップ羽根は、作動フラップの閉鎖位置において、作動フラップボディの第２の端面に配置された第２のシール材料ボディ区分で作動フラップ座に当接する。

【0015】

簡単な形式で、種々異なるフラップ羽根を、作動フラップ座の、これらのフラップ羽根と協働する区分に関して定義して位置決めすることができるようにするために、第１のフラップ羽根は、第１の作動フラップボディ部分によって提供されており、第２のフラップ羽根が、第１の作動フラップボディ部分とは別個に形成された第２の作動フラップボディ部分によって提供されていることが提案される。

【0016】

シール材料の、種々異なる端面において実現すべきシール作用は、第１のフラップ羽根に第１のシール材料ボディが設けられており、第２のフラップ羽根に、第１のシール材料ボディとは別個に形成された第２のシール材料ボディが設けられていることにより、簡単な形式で達成され得る。

【0017】

択一的な或る構成では、シール材料ボディが、実質的に、作動フラップボディの外周領域全体に沿って延びていてよく、作動フラップの閉鎖位置において、作動フラップボディの第１の端面に配置された第１のシール材料ボディ区分のみが、または作動フラップボディの第２の端面に配置された第２のシール材料ボディ区分のみが、作動フラップ座に当接する。

【0018】

この場合、簡単に形成された構成のためには、作動フラップボディが、一体的に、または／かつ円形ディスクの形態で形成されていてよい。

【0019】

作動フラップを閉鎖位置と少なくとも１つの開放位置との間で運動させることができるようにするために、作動フラップボディが、旋回軸に支持されていて、旋回軸軸線を中心とした旋回軸の回転によって、作動フラップが、閉鎖位置と少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能であることが提案される。

【0020】

本発明はさらに、本発明により構成された少なくとも１つの作動フラップ構成アッセンブリを含む、特に車両のための燃料電池システムに関する。

【0021】

本発目を以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】車両の燃料電池システムの原理図である。

【図2】燃料電池システム用の作動フラップ構成アッセンブリを示す図である。

【図3】作動フラップが内部に収容された作動フラップケーシングを示す縦断面図である。

【図4】図３に示した作動フラップの作動フラップボディを示す斜視図である。

【図5】図４に示した作動フラップボディを、この作動フラップボディの外周領域に配置されたシール材料ボディと共に示す図である。

【図6】代替的な構成の作動フラップを備えた作動フラップケーシングの、図３に対応する縦断面図である。

【図7】図６に示した作動フラップの作動フラップボディ部分を、この作動フラップボディの外周領域に配置されたシール材料ボディと共に示す図である。

【0023】

以下で燃料電池システム用の作動フラップ構成アッセンブリの本発明による構成を、特に密な閉鎖を提供するために設けられた、燃料電池システムの構造に関して詳細に説明する前に、図１を参照して、車両において電気的なエネルギを供給することができる燃料電池システムの基本的な構造を説明し、図２を参照して、作動フラップ構成アッセンブリの基本的な構造を説明する。特にこの種の燃料電池システムのカソード領域に対応配置されたこの作動フラップ構成アッセンブリを用いて、ガス流を調整することができ、またはカソード領域を通流に対して閉鎖することができる。

【0024】

図１に図示した燃料電池システム１００は、主なシステム領域として、水素もしくは水素を含むガスが供給されるべきアノード領域１０４と、酸素もしくは酸素を含むガス、例えば空気が供給されるべきカソード領域１０６とを備えた、概して参照符号１０２で示された燃料電池を含む。

【0025】

アノード領域１０４には、それぞれの弁１１２，１１４を備えた供給管路１０８および導出管路１１０が対応配置されており、これにより、水素または水素を含むガスをアノード領域１０４内に導入することができ、もしくはアノード領域１０４からアノード排ガスを導出することができ、かつ必要な場合にはアノード領域１０４を完全に閉鎖することができる。

【0026】

カソード領域１０６には、供給管路１１６が対応配置されており、供給管路１１６を介して、例えばコンプレッサ１１８またはこれに類するものを用いて、酸素を含むガス、つまり例えば空気が、カソード領域内に導入され得る。供給管路１１６内には、概して符号１０で示される作動フラップ構成アッセンブリが設けられており、作動フラップ構成アッセンブリ１０により、ガス流が供給管路１１６を介して調整されるか、もしくはカソード領域１０６がその導入領域において実質的に気密に閉鎖され得る。

【0027】

カソード排ガスを導出するために、カソード領域１０６には導出管路１２０が対応配置されている。この導出管路１２０は、燃料電池排ガス装置１２２に通じており、燃料電池排ガス装置１２２では、水分離器により、例えばカソード排ガス中に含まれる水が分離され得る。さらに、導出管路１２０内に、別の作動フラップ構成アッセンブリ１０’が配置されており、作動フラップ構成アッセンブリ１０’により、導出管路１２０、ひいてはカソード領域１０６の導出領域が、実質的に気密に閉鎖され得る。

【0028】

カソード領域１０６の供給管路１１６と導出管路１２０との間には、バイパス管路１２４が延びている。バイパス管路１２４内にも、作動フラップ構成アッセンブリ１０’’が配置されており、作動フラップ構成アッセンブリ１０’’により、ガス流がバイパス管路１２４を介して調整され得るか、もしくはバイパス管路１２４が実質的に気密に閉鎖され得る。

【0029】

図１に図示し、かつ上述した燃料電池システム１００の構造は、特にカソード領域１０６においてガスを供給し、排出する種々異なる多数の可能性の一例が示されているに過ぎないことを示唆しておく。重要なのは、カソード領域１０６に対応配置されて、少なくとも１つの、場合によっては複数の作動フラップ構成アッセンブリ１０，１０’，１０’’が設けられていることであり、このような複数の作動フラップ構成アッセンブリ１０，１０’，１０’’が設けられている場合、これらの作動フラップ構成アッセンブリ１０，１０’，１０’’は、互いに対して基本的に同一構造であってよく、またはこれらの作動フラップ構成アッセンブリがどの領域に位置決めされていて、これらの作動フラップ構成アッセンブリによりどの程度の気密性が提供され得るかに応じて、互いに異なって形成されていてもよい。

【0030】

図２に図示され、例えば図１に示した燃料電池システム１００において使用される作動フラップ構成アッセンブリ１０は、例えば電動モータ式の作動フラップ駆動装置１２を含み、かつ管状に形成され、かつガス流路４６を取り囲む作動フラップケーシング１４内に、概して符号１６で示される作動フラップを含んでいる。

【0031】

作動フラップ１６は、旋回軸１８において旋回軸軸線Ａを中心として旋回可能に支持された、それぞれ１つのフラップ羽根を提供する２つの作動フラップボディ部分２０，２２を備えたディスク状の作動フラップボディ２４を含んでいる。作動フラップ１６に対応配置されて、作動フラップケーシング１４には、作動フラップ座２６が設けられており、作動フラップ座２６に、作動フラップ１６が、作動フラップ１６の閉鎖位置において、作動フラップ１６もしくは作動フラップボディ２４の中心領域Ｚに関して半径方向外側に位置する閉鎖領域４０で当接する。

【0032】

閉鎖位置と、ディスク状の作動フラップボディ２４が図１の図平面に対して実質的に直交するように方向付けられていて、これにより作動フラップケーシング１４内のガス流路４６を通流のために実質的に完全に開放する、完全に開放された位置との間で作動フラップ１６を運動させるために、作動フラップ駆動装置１２の駆動軸３４は、連結装置３２により、作動フラップケーシング１４の軸受領域２８，３０内で旋回軸軸線Ａを中心として旋回可能に支持された旋回軸１８に、一緒に回転するために連結されている。連結装置３２は、例えば、駆動軸３４に相対回動不能に結合された連結部分３８と、旋回軸１８に相対回動不能に結合された連結部分３６とを含み、連結部分３６は、連結部分３８に回転連結係合している。

【0033】

両軸受領域２８，３０はそれぞれ、作動フラップケーシング１４に支持された、例えば作動フラップケーシング１４の外周面に溶接により固定された軸受ブシュ４２，４４を含んでおり、軸受ブシュ４２，４４内には、旋回軸１８のそれぞれの軸方向端部区分が旋回軸軸線Ａを中心として回転可能に収容されている。

【0034】

図３～図５は、作動フラップ構成アッセンブリ１０もしくは作動フラップ構成アッセンブリ１０のための作動フラップ１６の本発明による構成を示す。図３に図示した構造では、作動フラップ１６は、円形ディスク状に一体に形成された作動フラップボディ２４を含んでいる。この作動フラップボディ２４は、旋回軸１８に設けられた支持構造４８によって、旋回軸線Ａを中心として、図３に図示した閉鎖位置から開放位置へと出るように旋回可能に支持されている。作動フラップ１６と協働するように作動フラップケーシング１４に設けられた作動フラップ座２６は、管状の作動フラップケーシング１４の、例えば実質的に円錐形に先細りする区分によって提供されている。

【0035】

作動フラップボディ２４の外周領域５０には、複数の開口５２が設けられており、これらの開口５２は、図示の実施例では、半径方向でずらされて位置する２つの環状の編成で配置されている。特に、開口５２は、作動フラップボディ２４の外周領域５０に配置されており、この外周領域５０では、第１の端面５５において、作動フラップボディ２４が、半径方向内側から半径方向外方に向かって、第２の端面５７に向かう方向で斜めに角度付けされて形成されているので、この外周領域５０において、またはこの外周領域５０の少なくとも一部において、第１の端面５５と第２の端面５７との間の作動フラップボディ２４の厚さは、半径方向内側から半径方向外方に向かって減少している。第２の端面５７において、作動フラップボディ２４は、例えばその半径方向の延在長さ全体にわたって実質的に平坦に形成されていてよい。作動フラップボディ２４は、その中心領域Ｚから外周領域５０に達する区分において、実質的に平面状にディスク状に形成されていてよい。外周領域５０への移行部において、作動フラップボディ２４は両端面５５，５７において段状の移行部を提供することができ、これによって半径方向外方に向かって、作動フラップボディ２４の厚さは、両端面５５，５７において段状に減少する。

【0036】

作動フラップボディ２４の外周領域５０には、実質的に、作動フラップ１６の閉鎖領域４０を提供する、弾性変形可能なシール材料５４、例えばＥＰＤＭのようなエラストマ材料が配置されている。シール材料５４は、外周領域５０に沿って延びて、この外周領域５０を半径方向で覆う環状のシール材料ボディ５６の形態で提供されている。このシール材料ボディ５６は、第１の端面５５において、環状の第１のシール材料ボディ区分５８を有していて、第２の端面５７において、環状の第２のシール材料ボディ区分６０を有している。開口５２を貫通する複数の結合区分６２により、第１のシール材料ボディ区分５８と第２のシール材料ボディ区分６０とは互いに結合されている。半径方向外側において軸方向で作動フラップボディ２４に被さる別の結合区分６４によって、両シール材料ボディ区分５８，６０は、それらの外周領域において全周にわたって互いに結合されている。

【0037】

シール材料ボディ５６は、例えば作動フラップボディ２４の外周領域５０にシール材料５４をワンピースに一体的に成形することにより、モノリシックに構成された単一の材料ブロックとして提供されている。この場合、作動フラップボディ２４に設けられたシール材料ボディ５６は、両端面５５，５７において、このシール材料ボディ５６が作動フラップボディ２４の、外周領域５０の半径方向内側に延びる区分の表面に実質的に段差なしに接続するように、半径方向外側で両端面５５，５７に形成された段状の移行部に隣接するように一体成形されている。

【0038】

作動フラップケーシング１４に設けられた作動フラップ座２６とのシール相互作用のために、シール材料ボディ５６には、作動フラップボディ２４の、作動フラップ座２６と相互作用するために設けられた第１の端面５５に、全周にわたって好ましくは中断なしに連続するシールリップ６６が設けられている。図３に示された閉鎖位置では、シールリップ６６を備えたシール材料ボディ５６が、作動フラップ座２６に当接している、もしくはシールリップ６６で作動フラップ座２６に押し付けられていて、これによってシール材料５４の弾性、ひいてはシール材料５４の変形可能性に基づいて、ガス流路４６の、実質的に完全に気密な閉鎖が達成されている。

【0039】

このような作動フラップ構成アッセンブリ１０の代替的な構成形態が、図６および図７に示されている。この構成形態では、作動フラップ１６は、それぞれ１つの作動フラップボディ部分２０もしくは２２を提供する２つのフラップ羽根６８，７０により形成された作動フラップボディ２４を有している。各フラップ羽根６８，７０には、両フラップ羽根６８，７０により形成された作動フラップボディ２４の外周領域５０において、シール材料５４のシール材料ボディ５６もしくは５６’が設けられている。第１のフラップ羽根６８に設けられた第１のシール材料ボディ５６は、ほぼ、作動フラップボディ２４の外周領域５０の、第１のフラップ羽根６８に設けられた区分全体にわたって延びていて、第２のフラップ羽根７０に設けられた第２のシール材料ボディ５６’は、対応して、ほぼ、作動フラップボディ２４の外周領域５０の、第２のフラップ羽根７０に設けられた領域全体にわたって延びている。特に、両シール材料ボディ５６，５６’は、周方向でそれぞれ、両シール材料ボディ５６，５６’の周方向の端部が直接に旋回軸１８に接続して終端しているように延びており、これにより、旋回軸１８の外周領域とシール材料ボディ５６，５６’との間に、漏れをもたらす中間区間は残っていない。

【0040】

両シール材料ボディ５６，５６’のそれぞれは、図３～図５に示した構成形態に関して前述した構成に対応する配置構造で、それぞれ対応配置されたフラップ羽根６８，７０において、好ましくはシール材料５４の一体成形によって提供されていてよい。図６から明らかであるように、フラップ羽根６８，７０も開口５２を有しており、これらの開口５２内で、結合区分６２が、作動フラップボディ２４の両端面５５，５７に位置するシール材料ボディ区分５８，６０を互いに結合する。同様に、作動フラップボディ２４もしくは各フラップ羽根６８，７０に半径方向外側で被さる結合区分６４が設けられていてよく、これにより、作動フラップボディ２４もしくは各フラップ羽根６８，７０の両端面５５，５７に位置するシール材料ボディ区分５８，６０を互いに結合することができる。

【0041】

特に図６の図面において認められるように、両フラップ羽根６８，７０は、これらのフラップ羽根６８，７０が作動フラップケーシング１４の長手方向軸線Ｌの方向で互いにずらされて位置し、したがって作動フラップケーシング１４の内周面に設けられた作動フラップ座２６の互いに異なる軸方向の面に当接するように、旋回軸１８に配置されている。図６に示された閉鎖位置からの、図６に示された時計回り方向での旋回軸１８の旋回による、旋回フラップ１６の回転時に、フラップ羽根６８，７０のそれぞれが、作動フラップ座２６の、作動フラップ羽根６８，７０のそれぞれに対応配置された区分から離れる方向に運動する。両方のフラップ羽根６８，７０は、作動フラップ座２６のそれぞれ割り当てられた区分から実質的に反対方向に離れるように運動するので、既に上述したように、シールリップ６６が形成されていてよい第１のシール材料区分５８もしくは第２のシール材料区分６０の構成は、両方のフラップ羽根６８，７０において、作動フラップボディ２４の両端面５５，５７に関して互いに異なっている。図６において右側で確認可能な作動フラップ羽根６８では、第１のシール材料ボディ区分５８と、この第１のシール材料ボディ区分５８に設けられたシールリップ６６とが、両方のフラップ羽根６８，７０によって形成された作動フラップボディ２４の、作動フラップ座２６に面して位置する第１の端面５５に配置されており、対応して第２のシール材料ボディ区分６０は、作動フラップボディ２４の、作動フラップ座２６とは反対の側に位置する第２の端面５７に位置決めされている一方で、図６において左側に図示された第２のフラップ羽根７０では、第１のシール材料区分５８は、作動フラップ座２６とは反対の側の第１の端面５５に配置されていて、シールリップ６６が設けられた第２のシール材料ボディ区分は、作動フラップボディ２４の、作動フラップ座２６に面した第２の端面５７に配置されている。このことは、第１のフラップ羽根６８では、シール材料５４もしくはシール材料ボディ５６の、作動フラップボディ２４の第１の端面５５に位置する第１のシール材料ボディ区分５８が、第２のフラップ羽根６０における、作動フラップボディ２４の第２の端面５７に位置する第２のシール材料ボディ区分と同様に成形されていることを意味している。このことは、作動フラップボディ２４の構造のために、基本的に同一に構成されたか、もしくは同様にシール材料５４を備えた２つのフラップ羽根６８，７０を使用し、これらのフラップ羽根６８，７０を互いに逆向きの配向で作動フラップケーシング１４内に組み込むことを可能にする。

【0042】

作動フラップ構成アッセンブリ１０の、図６および図７に図示された構造によっても、作動フラップ１６の、図６に図示された閉鎖位置において、作動フラップケーシング１４内に形成されたガス流路４６の、実質的に完全に気密な閉鎖が達成される。このことは、冒頭に述べたように、特に燃料電池１０２のカソード領域１０６との対応配置において、信頼性よい気密な閉鎖を保証することができるようにするために、特に有利であるか、または必要である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2023-09-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に車両における、燃料電池システム内のガス流のための作動フラップ構成アッセンブリであって、ガス流路（４６）を提供する作動フラップケーシング（１４）と、該作動フラップケーシング（１４）内で、前記ガス流路（４６）を通るガス流を実質的に阻止する閉鎖位置と、前記ガス流路（４６）を通流のために開放する少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能な作動フラップ（１６）であって、ディスク状の作動フラップボディ（２４）を備えた作動フラップ（１６）とを含み、前記作動フラップケーシング（１４）に作動フラップ座（２６）が設けられており、前記作動フラップ（１６）に、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップ座（２６）に当接する閉鎖領域（４０）が設けられており、前記閉鎖領域（４０）が、前記作動フラップボディ（２４）の外周領域（５０）において、弾性的なシール材料（５４）を含んでいる、
作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項2】

前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）に、前記シール材料（５４）により形成された少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が配置されている、
請求項１記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項3】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）の少なくとも一部に沿って環状に延びるように形成されている、
請求項２記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項4】

前記作動フラップボディ（２４）が、第１の端面（５５）と、該第１の端面（５５）とは反対側の第２の端面（５７）とを有しており、前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記第１の端面（５５）に配置された第１のシール材料ボディ区分（５８）と、前記第２の端面（５７）に配置された第２のシール材料ボディ区分（６０）と、前記第１のシール材料ボディ区分（５８）を前記第２のシール材料ボディ区分（６０）に結合する少なくとも１つのシール材料結合区分（６２，６４）とを含む、
請求項２記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項5】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップ（１６）の中心領域（Ｚ）を中心とした周方向で前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）に沿って連続して配置された複数のシール材料結合区分（６２）を含み、または／かつ前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップ（１６）の前記中心領域（Ｚ）に関して半径方向で段付けされて配置された複数のシール材料結合区分（６２）を含む、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項6】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記第１のシール材料ボディ区分（５８）と、前記第２のシール材料ボディ区分（６０）と、前記少なくとも１つのシール材料結合区分（６２，６４）と一体的に形成されている、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項7】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記作動フラップボディ（２４）に一体的に成形することにより形成されている、
請求項６記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項8】

少なくとも１つのシール材料結合区分（６２）が、前記作動フラップボディ（２４）に設けられた開口（５２）を貫通し、または／かつ少なくとも１つのシール材料結合区分（６４）が、前記作動フラップボディ（２４）の外周面に被さっている、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項9】

前記少なくとも１つのシール材料ボディ（５６，５６’）が、前記第１のシール材料ボディ区分（５８）に、または／かつ前記第２のシール材料ボディ区分（６０）に、前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）に沿って延びる少なくとも１つのシールリップ（６６）を含み、前記作動フラップ（１６）が前記閉鎖位置に位置決めされている場合に、前記少なくとも１つのシールリップ（６６）が、前記作動フラップ座（２６）に当接する、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項10】

前記作動フラップボディ（２４）が、第１のフラップ羽根（６８）および第２のフラップ羽根（７０）を有しており、前記第１のフラップ羽根（６８）が、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップボディ（２４）の前記第１の端面（５５）に配置された前記第１のシール材料ボディ区分（５８）で前記作動フラップ座（２６）に当接し、前記第２のフラップ羽根（７０）が、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップボディ（２４）の前記第２の端面（５７）に配置された前記第２のシール材料ボディ区分（６０）で前記作動フラップ座（２６）に当接する、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項11】

前記第１のフラップ羽根（６８）が、第１の作動フラップボディ部分（２０）により提供されていて、かつ前記第２のフラップ羽根（７０）が、前記第１の作動フラップボディ部分（２０）とは別個に形成された第２の作動フラップボディ部分（２２）により提供されている、
請求項１０記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項12】

前記第１のフラップ羽根（６８）に、第１のシール材料ボディ（５６）が設けられており、かつ前記第２のフラップ羽根（７０）に、前記第１のシール材料ボディ（５６）とは別個に形成された第２のシール材料ボディ（５６’）が設けられている、
請求項１０記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項13】

前記シール材料ボディ（５６）が、実質的に、前記作動フラップボディ（２４）の前記外周領域（５０）全体に沿って延びており、前記作動フラップ（１６）の前記閉鎖位置において、前記作動フラップボディ（２４）の前記第１の端面（５５）に配置された前記第１のシール材料ボディ区分（５８）のみが、または前記作動フラップボディ（２４）の前記第２の端面（５７）に配置された前記第２のシール材料ボディ区分（６０）のみが、前記作動フラップ座（２６）に当接する、
請求項４記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項14】

前記作動フラップボディ（２４）が、一体的に、または／かつ円形ディスクの形態で形成されている、
請求項１３記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項15】

前記作動フラップボディ（２４）が、旋回軸（１８）に支持されていて、旋回軸軸線（Ａ）を中心とした前記旋回軸（１８）の回転により、前記作動フラップ（１６）が、前記閉鎖位置と前記少なくとも１つの開放位置との間で位置調節可能である、
請求項１記載の作動フラップ構成アッセンブリ。

【請求項16】

請求項１から１５までのいずれか１項記載の少なくとも１つの作動フラップ構成アッセンブリを含む、特に車両のための燃料電池システム。

【外国語明細書】