阀装置

相关申请的引证

本申请要求于2022年6月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2022-0067523号的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本公开涉及一种阀装置，并且更具体地，涉及能够防止排出流动路径(通过该路径排放目标流体)被堵塞并且能够提高安全性和可靠性的阀装置。

背景技术

燃料电池电动车辆(FCEV)可以从燃料电池堆中的氧气和氢气之间的电化学反应来产生电能并且使用该电能作为电源。

燃料电池电动车辆可以通过从外部供应燃料和空气来连续地生成电而不管电池的容量如何，因此具有高的效率并且几乎不排放污染物。凭借这些优点，正在对燃料电池电动车辆进行持续的研究和开发。

在燃料电池电动车辆中通常设置多个储氢容器，并且氢气沿着氢气存储系统的氢气充入管线存储在储氢容器中。存储在储氢容器中的氢气可以通过调节器减压，沿着氢气供应管线供应到燃料电池堆，然后用于产生电能。

在某些情况下，在燃料电池堆运行期间产生的排放水(冷凝水)和废气可以通过排出流动路径(例如，收集包含在未反应的氢气中的冷凝水的集水器的排出流动路径)排放至外部。排出流动路径可以由排出阀(例如，电磁阀)选择性地打开或关闭。

然而，在一些情况下，残留在排出流动路径中的排出水可能由于冬季的低温而在排出流动路径中冻结，而不通过排出流动路径被排放到外部。此外，可能存在的问题在于，冻结的排出水堵塞排出流动路径，这使得难以及时地将排出水排放出来。

发明内容

本公开致力于提供一种可以防止排出流动路径被阻塞并且提高安全性和可靠性的阀装置。

具体地，本公开致力于帮助防止排出流动路径被冻结的排出水阻塞并且及时地将从燃料电池堆生成的排出水和废气排放出来而不管外部温度如何。

本公开也致力于打开排出流动路径并且解决排出流动路径冻结的问题。

本公开也致力于简化结构和制造过程并且降低成本。

本发明也致力于在不使用单独的除霜设备(例如，加热设备)和单独的动力源的情况下而有效地解决排出流动路径被堵塞的问题。

本公开也致力于促进产品的小型化并且提高空间利用率和设计自由度。

这些实施方式要实现的目的不限于上述目的，而是也包括可以从以下描述的解决方案或实施方式中理解的目的或效果。

本公开的示例性实施方式提供了一种阀装置，该阀装置包括：阀座，具有排出流动路径，目标流体通过排出流动路径被排放；柱塞，构造成能够从第一位置(在该位置处，柱塞关闭排出流动路径)直线地移动至第二位置(在该位置处，柱塞打开排出流动路径)；螺线管，构造成提供用于移动柱塞的驱动力；以及防冻构件，该防冻构件连接至柱塞，并且构造成通过连同柱塞的移动一起在排出流动路径中移动来防止目标流体在排出流动路径中冻结。

这可以防止排出流动路径被堵塞，并且提高安全性和可靠性。

也就是说，在燃料电池堆的运行期间产生的排出水(冷凝水)和废气需要通过排出流动路径排放至外部。然而，可能存在的问题在于，由于冬季温度较低，残留在排出流动路径中的排出水在排出流动路径中冻结，而不能通过排出流动路径排放到外部。此外，可能存在的问题在于，冻结的排出水堵塞排出流动路径，这使得难以及时地将排出水排放出来。

相反，根据本公开的实施方式，防冻构件可以连同柱塞的移动一起在排出流动路径中移动。因此，可以获得防止排出流动路径被冻结的目标流体(例如，冷凝水)堵塞的有利效果并且获得防止目标流体不能被排放的情况的有利效果。

此外，根据本公开的实施方式，可以获得有效地解决在不使用单独的除霜设备(例如，加热设备)和单独的电源的情况下，排出流动路径被堵塞的问题的有利效果，以解决排出流动路径被冻结的目标流体堵塞的问题。

根据本公开的示例性实施方式，当柱塞定位在第一位置处时，防冻构件可以布置在排出流动路径中，并且当柱塞从第一位置移动至第二位置时，防冻构件的至少一部分可以延伸至排出流动路径的外部，并且在排出流动路径中可以设置有冷凝水能够通过其的通过流动路径。

防冻构件可以具有使得防冻构件能够连同柱塞的移动一起在排出流动路径中移动的各种尺寸。

根据本公开的示例性实施方式，排出流动路径可以具有第一长度，防冻构件可以具有等于或长于第一长度的第二长度，并且当柱塞移动至第一位置时，防冻构件的端部可以露出至排出流动路径的外部。

如上所述，防冻构件可以具有等于或长于排出流动路径的长度的长度，并且防冻构件的端部可以露出至排出流动路径的外部。因此，即使残留在排出流动路径中的冷凝水冻结，防冻构件定位在其中的空间的相对的两个端部也可以保持打开，这使得可以防止整个排出流动路径被冰堵塞。

防冻构件可以具有能够在排出流动路径中限定通过流动路径的各种结构。

根据本公开的示例性实施方式，防冻构件的邻近柱塞的近端可以具有第一截面积，并且防冻构件的远端可以具有与第一截面积不同的第二截面积。

例如，防冻构件可以具有在从近端到远端的方向上逐渐减小的截面积。

可替代地，防冻构件可以具有在从近端到远端的方向上逐渐增大的截面积。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括疏水涂层，设置在防冻构件的外表面上。

如上所述，可以在防冻构件的与冰接触的外表面上执行疏水处理。因此，可以获得使冰附着在防冻构件的外表面上的情况最小化的有利效果。此外，可以获得更容易地将防冻构件与冰分离的有益效果。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括突起图案，设置在排出流动路径的内壁表面上。

如上所述，在本公开的实施方式中，突起图案可以设置在排出流动路径的内壁表面上，使得冰可以锁定至排出流动路径的内壁表面。因此，可以获得当防冻构件连同柱塞的移动一起延伸至排出流动路径的外部时，防止在排出流动路径中冻结的冰附着至防冻构件并且与防冻构件一起移动的有利效果。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括隔膜，设置在柱塞与排出流动路径之间。

因为隔膜如上所述设置在柱塞与排出流动路径之间，所以可以获得提高由柱塞实现的密封性的有利效果。

根据本公开的示例性实施方式，隔膜可以具有通孔，并且防冻构件的一个端部可以穿过通孔连接至柱塞。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括：密封突起部，构造成包围通孔并且设置在隔膜的面对排出流动路径的外表面上；以及突起容纳部，设置在防冻构件上，并且构造成容纳密封突起部。

因为密封突起部如上所述容纳在突起容纳部中，因此可以获得更有效地防止冷凝水通过通孔和防冻构件之间的间隙泄漏的有利效果。

根据本公开的示例性实施方式的阀装置可以包括碎冰部，该碎冰部连接至防冻构件的远端并且具有与第二截面积(防冻构件的远端的截面积)不同的截面积。

在这种情况下，碎冰部具有与防冻构件的远端的截面积不同的截面积的构造包括碎冰部的截面积大于防冻构件的远端的截面积的情况以及碎冰部的截面积小于防冻构件的远端的截面积的情况两者。

因为碎冰部如上所述设置在防冻构件的端部，因此当防冻构件和碎冰部连同柱塞的直线移动一起移动时，可以压碎在排出流动路径中冻结的冰。因此，可以限定通过流动路径在排出流动路径中进一步扩大。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括隔膜覆盖件，该隔膜覆盖件与隔膜整体形成，并且构造成包围防冻构件的整个外表面。

因为隔膜覆盖件如上所述设置成包围防冻构件的外表面，所以可以使冰附着至防冻构件的外表面的情况最小化。因此，可以获得容易地将防冻构件与冰分离的有利效果。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括覆盖件疏水涂层，设置在隔膜覆盖件的外表面上。

如上所述，覆盖件疏水涂层可以设置在隔膜覆盖件的与冰接触的外表面上。因此，可以获得更有效地防止冰附着至隔膜覆盖件的外表面并且更容易地将防冻构件与冰分离的有利效果。

根据本公开的示例性实施方式，防冻构件可以与柱塞的端部整体形成，使得防冻构件和柱塞限定整体的一件式结构。

螺线管可以具有能够提供用于直线地移动柱塞的驱动力的各种结构。

例如，螺线管可以包括：绕线管，线圈卷绕在绕线管上；轭状件，布置在绕线管中并且构造成容纳柱塞，使得柱塞能够直线地移动；以及弹性构件，构造成弹性地支撑柱塞相对于绕线管的直线移动。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置可以包括芯部，布置在绕线管中并且面对柱塞的端部。

如上所述，在本公开的实施方式中，芯部可以设置在柱塞的端部处。因此，当对线圈施加电力时，用于将柱塞移动到第二位置的附加磁场可以由芯部形成。因此，可以增加用于移动柱塞的磁场，并且在不增加螺线管的尺寸的情况下确保柱塞的更平稳的操作。

特别地，阀装置可以包括倾斜凹部，设置在芯部的面对柱塞的端部处的。

如上所述，在本公开的实施方式中，倾斜凹部可以设置在芯部的面对柱塞的端部处。因此，当柱塞最初从柱塞关闭排出流动路径的第一位置(柱塞与芯部最大间隔开的状态)移动至第二位置时，可以对柱塞施加最大的磁场(磁力)。

附图说明

图1是示出了根据本公开的实施方式的阀装置的实例的截面图。

图2是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中将柱塞移动至第一位置的状态的实例的截面图。

图3是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中将柱塞移动至第二位置的状态的实例的截面图。

图4是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中的疏水涂层的实例的截面图。

图5是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中的突起图案的实例的截面图。

图6是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中的防冻构件的修改实例的截面图。

图7至图9是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中的碎冰部的实例的截面图。

图10和图11是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中隔膜覆盖件的实例的截面图。

图12是示出了在根据本公开的实施方式的阀装置中的隔膜的修改实例的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式。

然而，本公开的技术精神不限于本文中描述的一些实施方式，而是可以以各种不同的形式来实现。这些实施方式的组成元件中的一个或多个可以在本公开的技术精神的范围内选择性地组合并且替代以供使用。

参考图1至图11，根据本公开的实施方式的阀装置100包括：阀座110，具有排出流动路径112，目标流体通过该排出流动路径排放；柱塞130，该柱塞构造成能够从第一位置直线地移动至第二位置，在第一位置处，柱塞130关闭排出流动路径112，在第二位置处，柱塞130打开排出流动路径112；螺线管120，构造成提供用于移动柱塞130的驱动力；以及防冻构件150，连接至柱塞130并且构造成通过连同柱塞130一起移动而在排出流动路径112中移动来防止目标流体在排出流动路径112中冻结。

作为参考，根据本公开的实施方式的阀装置100可根据所需的条件和设计规格应用于各种对象。本公开不受阀装置100所应用的对象的类型和结构的制约或限制。

在下文中，将描述根据本公开的实施方式的阀装置100应用于集水器的实例，该集水器收集包含在从燃料电池堆排放的未反应的氢(H

阀座110可具有各种结构，这些结构具有目标流体(冷凝水)可通过其排放的排出流动路径112。本公开不受阀座110的结构和形状的制约或限制。

例如，阀座110可以限定集水器主体的一部分(可以与集水器主体成为整体)。根据本公开的另一实施方式，阀座可以与集水器主体分开设置并且附接或联接到集水器主体的外表面。

排出流动路径112可以具有能够排放目标流体(冷凝水)的各种结构。例如，排出流动路径112可以设置成具有基本圆形的截面的圆形孔的形式。

此外，阀座110可以具有与排出流动路径112连通的出口流动路径114。当排出流动路径112打开时，通过排出流动路径112排放的冷凝水可以通过出口流动路径114被排放到外部。

柱塞130构造成选择性地打开或关闭排出流动路径112。

更具体地，柱塞130构造成从第一位置直线地移动到第二位置，在第一位置处，柱塞130通过由螺线管120移动而关闭排出流动路径112，在第二位置处，柱塞130打开排出流动路径112。

柱塞130可以具有能够从柱塞130关闭排出流动路径112的第一位置直线地移动到柱塞130打开排出流动路径112的第二位置的各种结构。本公开不受柱塞130的结构和形状的制约或限制。

例如，柱塞130可以具有基本柱形的形状。柱塞130可以通过在朝向和远离排出流动路径112的方向上(在排出流动路径的纵向方向上)直线地移动来选择性地打开或关闭排出流动路径112。

例如，参考图2，当柱塞130移动至第一位置(在基于图2的向左方向上)时，柱塞130可以与排出流动路径112的端部紧密接触并关闭排出流动路径112。

相反，如图3所示，当柱塞130移动至第二位置(在基于图3的向右方向)时，柱塞130可以远离排出流动路径112移动并打开排出流动路径112。

螺线管120构造成提供用于直线地移动柱塞130的驱动力。

螺线管120可以具有能够提供用于直线地移动柱塞130的驱动力的各种结构。本公开不受螺线管120的类型和结构的制约或限制。

例如，螺线管120可以包括：绕线管122，线圈122a卷绕在该绕线管上；轭状件(yoke)124，设置在绕线管122中并且构造成容纳柱塞130，使得柱塞130能够直线地移动；以及弹性构件126，构造成弹性地支撑柱塞130相对于绕线管122的直线移动。

例如，绕线管122可以具有包围柱塞130的中空柱形的形状。线圈122a可以卷绕在绕线管122周围，并且电力可以从电力供应单元施加至线圈122a。

轭状件124可以具有中空柱形的形状并且布置在绕线管122中，同时覆盖绕线管122的内周表面的一部分。柱塞130可以直线地可移动地容纳在轭状件124中。

弹性构件126构造成弹性地支撑柱塞130相对于绕线管122的直线移动。

能够弹性地支撑柱塞130相对于绕线管122的直线移动的各种弹簧构件可以用作弹性构件126。本公开不受弹性构件126的类型和结构的制约或限制。

例如，螺旋弹簧可以用作弹性构件126。弹性构件126可以提供弹性力以允许柱塞130移动到柱塞130关闭排出流动路径112的第一位置。例如，弹性构件126可以布置在柱塞130与芯部128(将在下面描述)之间。

作为参考，因为根据本公开的实施方式的螺线管120的实施方式包括根据具有上述结构和操作原理的公知技术的绕线管122、轭状件124、以及弹性构件126，所以将省略其详细描述。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括芯部128，该芯部布置在绕线管122中并且面对柱塞130的端部。

芯部128设置成确保柱塞130相对于螺线管120的更平稳的移动。

芯部128可以由能够形成磁场的金属(例如，铁)制成。本公开不受芯部128的材料和特性的制约或限制。

如上所述，在本公开的实施方式中，芯部128可以设置在柱塞130的端部。因此，当对线圈122a施加电力时，可以由芯部128形成用于将柱塞130移动到第二位置的附加磁场。因此，可以增加用于移动柱塞130的磁场并且在不增加螺线管120的尺寸的情况下确保柱塞130的更平稳的操作。

特别地，阀装置100可以包括设置在芯部128的面对柱塞130的端部(基于图1的左端)的边缘处的倾斜凹部128a。

例如，参考图1，倾斜凹部128a可以具有沿从与柱塞130相邻的一端(基于图1的左端)到另一端(基于图1的右端)的方向逐渐增加的厚度。

如上所述，在本公开的实施方式中，倾斜凹部128a可以设置在芯部128的面对柱塞130的端部处。因此，当柱塞130最初从柱塞130关闭排出流动路径112的第一位置(柱塞130与芯部128最大地间隔开的状态)移动到第二位置时，可以对柱塞130施加最大的磁场(磁力)。

防冻构件150构造成通过连同柱塞130的移动一起在排出流动路径112中移动来防止或以其他方式减少冷凝水(目标流体)在排出流动路径112中冻结。

也就是说，当在柱塞130关闭排出流动路径112的状态(柱塞130布置在第一位置处的状态)下大气温度降低时，残留在排出流动路径112中的冷凝水冻结，并且排出流动路径112被在排出流动路径112中形成的冰IO堵塞。因此，可能存在的问题在于，即使柱塞130移动至柱塞130打开排出流动路径112的第二位置，冷凝水也不能排放至外部。

然而，在本公开的实施方式中，连接到柱塞130的防冻构件150可以连同柱塞130的移动一起沿着排出流动路径112直线地移动。因此，即使残留在排出流动路径112中的冷凝水冻结，也可以确保排出流动路径112中的用于排放冷凝水的排出通道(通过流动路径)。

根据本公开的示例性实施方式，当柱塞130定位在第一位置时，防冻构件150可以布置在排出流动路径112中。相反，当柱塞130从第一位置移动到第二位置时，防冻构件150的至少一部分可以延伸到排出流动路径112的外部，使得在排出流动路径112中可以设置有冷凝水通过其的通过流动路径(例如，在冰和防冻构件之间的间隙)。

防冻构件150可以具有各种尺寸(例如，长度)，这些尺寸使得防冻构件150能够连同柱塞130的移动一起在排出流动路径112中移动。本公开不受防冻构件150的尺寸的制约或限制。

根据本公开的示例性实施方式，排出流动路径112可以具有第一长度L1，并且防冻构件150可以具有等于或长于第一长度L1的第二长度L2。当柱塞130移动到第一位置(柱塞130关闭排出流动路径的位置)时，防冻构件150的端部(基于图1的左端)可以露出至排出流动路径112的外部。特别地，防冻构件150可以具有比第一长度L1长的第二长度L2。

如上所述，防冻构件150可以具有等于或长于排出流动路径112的长度的长度，并且防冻构件150的端部可以露出至排出流动路径112的外部。因此，即使残留在排出流动路径112中的冷凝水冻结，防冻构件150定位在其中的空间的相对的两个端部也可以保持打开，这使得可以防止整个排出流动路径112被冰IO堵塞。

防冻构件150可以具有能够在排出流动路径112中形成通过流动路径的各种结构。本公开不受防冻构件150的结构和形状的制约或限制。

根据本公开的示例性实施方式，防冻构件150的邻近柱塞130的近端(基于图1的右端)可以具有第一截面积，并且防冻构件150的远端(基于图1的左端)可以具有与第一截面积不同的第二截面积。

在这种情况下，防冻构件150的近端和远端具有不同的截面积的构造包括防冻构件150的近端的截面积(第一截面积)大于防冻构件150的远端的截面积(第二截面积)的情况以及防冻构件150的近端的截面积(第一截面积)小于防冻构件150的远端的截面积(第二截面积)的情况两者。

例如，参考图1至图3，防冻构件150可以具有一种截头锥形形状，该截头锥形形状具有在从近端到远端的方向上逐渐减小的截面积。

在上文示出和描述的本公开的实施方式中，已经描述了防冻构件150具有近似截头体的形状(例如，截头锥形)的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，防冻构件150’可以具有楔形的形状，该楔形的形状具有在从近端到远端的方向上逐渐减小的截面积，如图6所示。

参考图2，当在柱塞130布置在第一位置处的状态(防冻构件布置在排出流动路径112中的状态)下大气温度降低时，冰IO可以形成在排出流动路径112中并且包围防冻构件150。

参考图3，当在冰IO形成在排出流动路径112中的状态下柱塞130从第一位置移动至第二位置时，防冻构件150可以与柱塞130一起移动并且延伸到排出流动路径112的外部(基于图3向右移动)，使得冷凝水可以通过其的通过流动路径可以限定在冰IO与防冻构件150之间的间隙中。

也就是说，因为防冻构件150具有在从近端到远端的方向上逐渐减小的截面积，所以当柱塞130从第一位置移动到第二位置时，防冻构件150的薄部(远端)可以定位在与防冻构件150的厚部(近端)相对应的空间中。因此，冷凝水可以通过其的通过流动路径可以设置在冰IO与防冻构件150之间的间隙中。

在上文示出和描述的本公开的实施方式中，已经描述了防冻构件150的近端和远端具有不同的厚度(截面积)的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，整个防冻构件在该防冻构件的纵向方向(柱塞的直线移动方向)上可以具有恒定的厚度(截面积)。然而，防冻构件150可以具有在从近端到远端的方向上逐渐减小的截面积，以便使柱塞130的移动行程(移动距离)的增加最小化。

防冻构件150可以根据所需的条件和设计规格由各种材料制成。本公开不受防冻构件150的材料的制约或限制。

例如，防冻构件150可以由诸如塑料、金属或橡胶的材料制成。可替代地，防冻构件150可以由不同类型的材料制成。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括设置在防冻构件150的外表面上的疏水涂层156。

疏水涂层156可以由具有疏水性的各种材料制成，例如诸如特氟龙(PTFE)或PMMA、和聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚合物基材料，以及普朗尼克(Pluronic)(F127)。本公开不受疏水涂层156的材料和特性的制约或限制。

如上所述，可以在防冻构件150的与冰IO接触的外表面上执行疏水处理(可以形成疏水涂层)。因此，可以使冰IO附着于防冻构件150的外表面的情况最小化。此外，可以获得更容易地从冰IO分离防冻构件150的有利效果。

参考图5，根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括设置在排出流动路径112的内壁表面上的突起图案112a。

突起图案112a可以根据所需的条件和设计规格在结构和形状上进行各种改变。本公开不受突起图案112a的结构和形状的制约或限制。

例如，突起图案112a可以具有近似梯形的截面形状。根据本公开的另一实施方式，突起图案可以具有半圆形、三角形或其他形状。可替代地，凹槽或孔而不是突起图案可以形成在排出流动路径的内壁表面中。

如上所述，在本公开的实施方式中，突起图案112a可以设置在排出流动路径112的内壁表面上，使得冰10可以锁定至排出流动路径112的内壁表面。因此，可以获得防止在排出流动路径112中冻结的冰IO附着至防冻构件150并且在防冻构件150连同柱塞130的移动一起延伸到排出流动路径112的外部时与防冻构件150一起移动的有利效果。

根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括布置在柱塞130与排出流动路径112之间的隔膜140。

隔膜140可以由弹性材料(例如，橡胶或硅树脂)制成，该弹性材料使隔膜140能够与柱塞130和排出流动路径112紧密接触。本公开不受隔膜140的材料和特性的制约或限制。

因为隔膜140如上所述设置在柱塞130与排出流动路径112之间，所以可以获得提高由柱塞130实现的密封性的有利效果。

隔膜140可以具有能够与柱塞130和排出流动路径112紧密接触的各种结构。本公开不受连接结构和隔膜140的结构的制约或限制。

例如，隔膜140的相对的两个端部可以支撑在螺线管120的壳体与阀座110之间。隔膜140的大致中央部可以连同柱塞130的直线移动一起在朝向或远离排出流动路径112的方向上移动。

具体地，可以在隔膜140的内表面上设置有锁定突起部，并且可以在柱塞130的端部处设置有构造成容纳锁定突起部的锁定槽部，使得可以稳定地保持隔膜140相对于柱塞130的安置状态。可替代地，隔膜140可以附接至柱塞130的端部或者以其他方式锁定至柱塞130的端部。

作为参考，在上文示出和描述的本公开的实施方式中，已经描述了隔膜140锁定在螺线管120的壳体和阀座110之间的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，该隔膜可以直接锁定(紧固)至柱塞的端部。

同时，防冻构件150与柱塞130之间的连接结构可以根据所需的条件和设计规格进行各种改变。本公开不受防冻构件150与柱塞130之间的连接结构的制约或限制。

参考图1至图3，根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括布置在柱塞130与排出流动路径112之间的隔膜140。隔膜140可以具有通孔142，并且防冻构件150的一个端部可以穿过通孔142连接(例如，以过盈配合的方式螺纹紧固或联接)至柱塞130。

特别地，参考图4，根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括：密封突起部144，构造成包围通孔142并且设置在隔膜140的面对排出流动路径112的外表面上；以及突起容纳部154，设置在防冻构件150上并且构造成容纳密封突起部144。

例如，密封突起部144可以具有包围通孔142的大致环形的形状。密封突起部144可以在被容纳在突起容纳部154中的状态下被压缩。

如上所述，密封突起部144可以在防冻构件150穿过通孔142并且然后连接到柱塞130的状态下容纳在突起容纳部154中。因此，可以获得更有效地防止冷凝水通过通孔142和防冻构件150之间的间隙泄漏的有利效果。

参考图7至图9，根据本公开的示例性实施方式的阀装置100可以包括碎冰部152或152’，碎冰部连接至防冻构件150或150”的远端并且具有与第二截面积(防冻构件的远端的截面积)不同的截面积。

在这种情况下，碎冰部152或152’具有与防冻构件150或150”的远端的截面积不同的截面积的构造包括碎冰部152或152’的截面积大于防冻构件150或150”的远端的截面积的情况以及碎冰部152或152’的截面积小于防冻构件150或150”的远端的截面积的情况两者。

碎冰部152或152’可以具有能够压碎在排出流动路径112中形成的冰IO的各种结构。本公开不受碎冰部152或152’的结构的制约或限制。

例如，参考图7和图8，防冻构件150可以具有大致截头锥形(或楔形)形状，该形状具有在从邻近柱塞130的近端到远端的方向上逐渐减小的截面积。碎冰部152可以具有大致截头锥形(或楔形)形状，该形状具有在从邻近防冻构件150的近端到远端的方向上逐渐减小的截面积。防冻构件150和碎冰部152可以连续地连接，以共同地限定大致笔直的锯齿形状。

作为参考，在本公开的实施方式中，已经描述了防冻构件150和碎冰部152具有彼此对应的结构的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，防冻构件和碎冰部可以具有不同的结构。

如上所述，当防冻构件150和碎冰部152连同柱塞130的直线移动(从第一位置到第二位置的直线移动)一起移动时，设置在防冻构件150的端部的碎冰部152可以压碎在排出流动路径112中冻结的冰IO(例如，根据冷凝水排放的方向压碎在碎冰部的下游侧处冻结的冰)。因此，可以限定通过流动路径在排出流动路径112中进一步扩大。

同时，在上文示出和描述的本公开的实施方式中，已经描述了防冻构件150具有在从近端到远端的方向上逐渐减小的截面积的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，防冻构件可以具有在从近端到远端的方向上逐渐增加的截面积。

参考图9，根据本公开的实施方式，防冻构件150”可以具有一种截头锥形(或楔形)形状，该形状具有在从邻近柱塞130的近端(基于图9的右端)到远端(基于图9的左端)的方向上逐渐增加的截面积。

因为防冻构件150”的远端如上所述比防冻构件150”的近端厚，所以当防冻构件150”连同柱塞130的直线移动(从第一位置到第二位置的直线移动)一起移动时，在排出流动路径112中冻结的冰IO可以被压碎。因此，可以限定通过流动路径在排出流动路径112中进一步扩大。

此外，参考图9，即使在防冻构件150”的远端比防冻构件150”的近端厚的结构中，碎冰部152’也可以设置在防冻构件150”的远端处。

例如，碎冰部152’可以连接到防冻构件150”的远端，并且具有大致截头锥形(或楔形)的形状，该形状具有在从邻近防冻构件150”的近端到远端的方向上逐渐增加的截面积。防冻构件150”和碎冰部152’可以连续地连接以共同地限定近似笔直的锯齿形状。

参考图10和图11，根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括隔膜覆盖件146，该隔膜覆盖件与隔膜140整体形成并且构造成包围防冻构件150的整个外表面。

例如，隔膜覆盖件146可以整体地连接到隔膜140的外表面并且包围防冻构件150的整个外表面。

因为隔膜覆盖件146如上所述构造成包围防冻构件150的外表面，因此可以使冰IO附着至防冻构件150的外表面的情况最小化。此外，可以获得容易地将防冻构件150与冰IO分离的有利效果。

此外，参考图10，根据本公开的示例性实施方式，阀装置100可以包括设置在隔膜覆盖件146的外表面上的覆盖件疏水涂层148。

覆盖件疏水涂层148可以由具有疏水性的各种材料制成，例如诸如特氟龙(PTFE)或PMMA、和聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚合物基材料，以及普朗尼克(Pluronic)(F127)。本公开不受覆盖件疏水涂层148的材料和特性的制约或限制。

如上所述，在本公开的实施方式中，覆盖件疏水涂层148可以设置在隔膜覆盖件146的与冰IO接触的外表面上。因此，可以获得更有效地防止冰IO附着于隔膜覆盖件146的外表面，并且更容易地将防冻构件150与冰IO分离的有利效果。

在上文示出和描述的本公开的实施方式中，已经描述了与柱塞130分开设置的防冻构件150联接到柱塞130的端部的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，防冻构件150可以与柱塞130整体形成。

参考图11，根据本公开的示例性实施方式，防冻构件150可以与柱塞130的端部整体形成(例如，通过注塑成型来整体形成)，使得防冻构件150和柱塞130限定整体的一件式结构。

此外，即使在防冻构件150与柱塞130的端部整体形成的结构中，包围防冻构件150的整个外表面的隔膜覆盖件146也可以设置在隔膜140的外表面上。

同时，在上文示出和描述的本公开的实施方式中，已经描述了隔膜和防冻构件单独地制造的实例。然而，根据本公开的另一实施方式，隔膜和防冻构件可以构造成整体的一件式结构。

参考图12，隔膜140’和防冻构件150”’可以共同构造成整体的一件式结构。

作为实例，隔膜140’和防冻构件150”’可以通过注塑成型构造成整体的一件式结构。例如，隔膜140’和防冻构件150”’可以构造成由诸如橡胶或硅树脂的弹性材料制成的整体的一件式结构。

根据上述的本公开的实施方式，可以获得防止排出流动路径被阻塞并且提高安全性和可靠性的有利效果。

特别地，根据本公开的实施方式，可以获得防止排出流动路径被冻结的排出水堵塞的有利效果。此外，可以获得将从燃料电池堆产生的排出水和废气及时地排放出来而不管外部温度如何的有利效果。

此外，根据本发明的实施方式，可以获得打开排出流动路径、自动地解决由冻结的排出流动路径所引起的问题、以及防止由于冻结的目标流体而不能排放目标流体的情况的有利效果。

此外，根据本公开的实施方式，可以简化结构和制造过程并且降低成本。

此外，根据本公开的实施方式，可以在不使用单独的加热设备和单独的电源的情况下而有效地解决排出流动路径被堵塞的问题。

此外，根据本公开的实施方式，可以获得有助于产品小型化并且提高空间利用率和设计自由度的有利效果。

虽然上文已描述了实施方式，但是这些实施方式仅是说明性的并且不旨在限制本公开。本领域技术人员可以理解，在不背离本实施方式的固有特征的情况下，可以对本实施方式进行上文未描述的各种修改和应用。例如，可以修改然后实施在实施方式中具体描述的相应的组成元件。此外，应当理解，与修改和应用相关的差异包括在本公开的由所附权利要求限定的范围内。

附图标记

100：阀装置

110：阀座

112：排出流动路径

112a：突起图案

114：出口流动路径

120：螺线管

122：绕线管

122a：线圈

124：轭状件

126：弹性构件

128：芯部

128a：倾斜凹部

130：柱塞

140：隔膜

142：通孔

144：密封突起部

146：隔膜覆盖件

148：覆盖件疏水涂层

150、150’、150’：防冻构件

152、152’：碎冰部

154：突起容纳部

156：疏水涂层