JP2000179722A - 調圧弁および燃料電池システム - Google Patents
調圧弁および燃料電池システムInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Safety Valves (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 調圧弁のチャタリングを低減し異音の発生を
なくし耐久性を向上し、かつ燃料電池システムの電池性
能を安定化し静粛性および信頼性を向上する。 【解決手段】 弁体４７の一方に一次圧を供給し他方を
付勢手段５４で付勢している調圧弁において、前記弁体
４７の開閉弁移動速度を減少させるダンパー機構５５を
設けたこと特徴とする調圧弁、および該調圧弁が燃料電
池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排出管路の少
なくとも一方の排出管路に設けられていることを特徴と
する燃料電池システム。
なくし耐久性を向上し、かつ燃料電池システムの電池性
能を安定化し静粛性および信頼性を向上する。 【解決手段】 弁体４７の一方に一次圧を供給し他方を
付勢手段５４で付勢している調圧弁において、前記弁体
４７の開閉弁移動速度を減少させるダンパー機構５５を
設けたこと特徴とする調圧弁、および該調圧弁が燃料電
池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排出管路の少
なくとも一方の排出管路に設けられていることを特徴と
する燃料電池システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は調圧弁および燃料電
池システムに関する。
池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】大気の汚染をできる限り減らすために自
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
動車の排ガス対策が重要になっており、その対策の一つ
として電気自動車が使用されているが、充電設備や走行
距離などの問題で普及に至っていない。
【０００３】燃料電池は、水素と酸素を使用して電気化
学反応で発電し、水以外の排出物がなくクリーンな発電
装置として注目されており、前記燃料電池を使用した自
動車が最も将来性のあるクリーンな自動車であると見ら
れている。前記燃料電池の中でも固体高分子電解質型燃
料電池が低温で作動するため自動車用として最も有望で
ある。
学反応で発電し、水以外の排出物がなくクリーンな発電
装置として注目されており、前記燃料電池を使用した自
動車が最も将来性のあるクリーンな自動車であると見ら
れている。前記燃料電池の中でも固体高分子電解質型燃
料電池が低温で作動するため自動車用として最も有望で
ある。
【０００４】固体高分子電解質型燃料電池システムは、
一般的に二つの電極（燃料極と酸化剤極）で固体高分子
電解質膜を挟んだ電解質・電極接合体をセパレータで挟
持した多数の単電池セルを積層してなる積層体をプレッ
シャプレートで挟持した燃料電池スタック、前記燃料極
側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段、前記酸化剤
極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段および
各種ガス配管と、それらを制御する制御装置から構成さ
れている。
一般的に二つの電極（燃料極と酸化剤極）で固体高分子
電解質膜を挟んだ電解質・電極接合体をセパレータで挟
持した多数の単電池セルを積層してなる積層体をプレッ
シャプレートで挟持した燃料電池スタック、前記燃料極
側に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段、前記酸化剤
極側に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段および
各種ガス配管と、それらを制御する制御装置から構成さ
れている。
【０００５】図２は一般的な自動車等車載用燃料電池シ
ステム図である。本燃料電池システムにおいては、燃料
であるメタノールと水を改質器で改質して水素を主成分
とする燃料ガスとして使用している。酸化剤ガスとして
は空気を使用している。
ステム図である。本燃料電池システムにおいては、燃料
であるメタノールと水を改質器で改質して水素を主成分
とする燃料ガスとして使用している。酸化剤ガスとして
は空気を使用している。
【０００６】前記燃料電池システムはメタノールタンク
１、水タンク２、改質器３および燃料電池スタック１３
から構成されている。
１、水タンク２、改質器３および燃料電池スタック１３
から構成されている。
【０００７】前記メタノールタンク１は燃料電池の燃料
であるメタノールを、前記水タンク２は同じく燃料電池
の燃料である水を貯蔵するタンクである。
であるメタノールを、前記水タンク２は同じく燃料電池
の燃料である水を貯蔵するタンクである。
【０００８】前記改質器３はメタノールと水から水素を
主成分とする燃料ガスを製造する装置で、メタノールと
水を蒸発させる蒸発部３２と該蒸発部３２を加熱するた
めメタノールを燃焼させる燃焼部３１と前記蒸発部３２
で蒸発させられたメタノールと水を水素を主成分とする
燃料ガスに改質する改質部３３と該改質部３３から出て
きた前記燃料ガスからＣＯを低減するＣＯ低減部３４か
ら構成されている。
主成分とする燃料ガスを製造する装置で、メタノールと
水を蒸発させる蒸発部３２と該蒸発部３２を加熱するた
めメタノールを燃焼させる燃焼部３１と前記蒸発部３２
で蒸発させられたメタノールと水を水素を主成分とする
燃料ガスに改質する改質部３３と該改質部３３から出て
きた前記燃料ガスからＣＯを低減するＣＯ低減部３４か
ら構成されている。
【０００９】前記燃料電池スタック１３は、二つの電極
（燃料極と酸化剤極）で電解質を挟んだ構造をしている
単電池セルが多数積層されている構造をしており、前記
燃料ガスとエアーコンプレッサ１０から送られる酸化剤
ガスである空気を利用して電気化学反応により発電す
る。
（燃料極と酸化剤極）で電解質を挟んだ構造をしている
単電池セルが多数積層されている構造をしており、前記
燃料ガスとエアーコンプレッサ１０から送られる酸化剤
ガスである空気を利用して電気化学反応により発電す
る。
【００１０】メタノールタンク１から燃焼部３１に供給
されたメタノールは、ブロワー４によって供給された空
気を助燃剤にして燃焼する。
されたメタノールは、ブロワー４によって供給された空
気を助燃剤にして燃焼する。
【００１１】メタノールタンク１と水タンク２から蒸発
部３２に供給されたメタノールと水は、前記燃焼部３１
の燃焼熱により蒸発してガスになりエアーコンプレッサ
１０から流量制御弁５ａを介して送られる空気と混合さ
れ改質部３３で触媒（例えば、Ｃｕ−Ｚｎ触媒等）によ
り水素を主成分とする燃料ガスに改質される。
部３２に供給されたメタノールと水は、前記燃焼部３１
の燃焼熱により蒸発してガスになりエアーコンプレッサ
１０から流量制御弁５ａを介して送られる空気と混合さ
れ改質部３３で触媒（例えば、Ｃｕ−Ｚｎ触媒等）によ
り水素を主成分とする燃料ガスに改質される。
【００１２】前記燃料ガスはＣＯを０．３〜１％含んで
おり、そのまま燃料電池スタック１３に送ると該燃料電
池スタック１３の電極触媒を被毒し、燃料電池の発電性
能を著しく低下させるため、前記改質部３３から出た燃
料ガスはＣＯ低減部３４に送られる。前記ＣＯ低減部３
４では、エアーコンプレッサ１０から流量制御弁５ｂを
介して送られる空気と混合されて触媒（例えば、Ｐｔ触
媒等）によりＣＯを酸化して低減しＣＯ濃度を１０ｐｐ
ｍ以下にして燃料ガス管路９ａに排出する。該燃料ガス
管路９ａは、三方切替弁８に連結されている。
おり、そのまま燃料電池スタック１３に送ると該燃料電
池スタック１３の電極触媒を被毒し、燃料電池の発電性
能を著しく低下させるため、前記改質部３３から出た燃
料ガスはＣＯ低減部３４に送られる。前記ＣＯ低減部３
４では、エアーコンプレッサ１０から流量制御弁５ｂを
介して送られる空気と混合されて触媒（例えば、Ｐｔ触
媒等）によりＣＯを酸化して低減しＣＯ濃度を１０ｐｐ
ｍ以下にして燃料ガス管路９ａに排出する。該燃料ガス
管路９ａは、三方切替弁８に連結されている。
【００１３】起動直後においては改質器３の温度が十分
上昇していないためＣＯ低減部３４通過後もＣＯ濃度が
１０ｐｐｍ以下に低下していないので、前記燃料ガスは
三方切替弁８を切り替えて燃料ガスバイパス管路９ｂを
介して未利用燃料ガス管路９ｃに送られ、燃焼部３１で
燃焼する。
上昇していないためＣＯ低減部３４通過後もＣＯ濃度が
１０ｐｐｍ以下に低下していないので、前記燃料ガスは
三方切替弁８を切り替えて燃料ガスバイパス管路９ｂを
介して未利用燃料ガス管路９ｃに送られ、燃焼部３１で
燃焼する。
【００１４】この時、エアーコンプレッサ１０から送ら
れた空気も三方切替弁１１を切り替えて空気バイパス管
路９ｅを介して未利用空気管路９ｆに送られ、燃焼部３
１で助燃剤になる。
れた空気も三方切替弁１１を切り替えて空気バイパス管
路９ｅを介して未利用空気管路９ｆに送られ、燃焼部３
１で助燃剤になる。
【００１５】燃料ガス中のＣＯ濃度が１０ｐｐｍ以下に
まで低下したら、燃料ガスは前記三方切替弁８を切り替
えて燃料ガス管路９ｄに送られ前記燃料電池スタック１
３に送られる。
まで低下したら、燃料ガスは前記三方切替弁８を切り替
えて燃料ガス管路９ｄに送られ前記燃料電池スタック１
３に送られる。
【００１６】同時にエアーコンプレッサ１０から送られ
た空気も三方切替弁１１を切り替えて空気管路９ｇに送
られ前記燃料電池スタック１３に送られる。
た空気も三方切替弁１１を切り替えて空気管路９ｇに送
られ前記燃料電池スタック１３に送られる。
【００１７】前記燃料電池スタック１３は燃料ガス中の
水素と空気中の酸素を使用して電極での電気化学反応に
より発電する。
水素と空気中の酸素を使用して電極での電気化学反応に
より発電する。
【００１８】前記燃料ガス中の水素は前記燃料電池スタ
ック１３で完全に利用されることはなく利用率はおよそ
８０％である。前記燃料電池スタック１３で利用されな
かった未利用燃料ガスは未利用燃料ガス管路９ｐ、調圧
弁１４、未利用燃料ガス管路９ｃを介して燃焼部３１に
送られ燃焼エネルギーとして利用される。
ック１３で完全に利用されることはなく利用率はおよそ
８０％である。前記燃料電池スタック１３で利用されな
かった未利用燃料ガスは未利用燃料ガス管路９ｐ、調圧
弁１４、未利用燃料ガス管路９ｃを介して燃焼部３１に
送られ燃焼エネルギーとして利用される。
【００１９】前記空気中の酸素は反応に必要な量より多
く供給されているので、前記燃料電池スタック１３で完
全に利用されることはない。前記燃料電池スタック１３
で利用されなかった未利用空気は未利用空気管路９ｑ、
調圧弁１５、未利用空気管路９ｆを介して燃焼部３１に
送られ燃焼の助燃剤として利用される。
く供給されているので、前記燃料電池スタック１３で完
全に利用されることはない。前記燃料電池スタック１３
で利用されなかった未利用空気は未利用空気管路９ｑ、
調圧弁１５、未利用空気管路９ｆを介して燃焼部３１に
送られ燃焼の助燃剤として利用される。
【００２０】前記調圧弁１４と前記調圧弁１５は、同じ
設定圧力（例えば、１．５ａｔｍ）に設定され、前記燃
料電池スタック１３から排出される燃料ガスまたは空気
の圧力が前記設定圧力以下では燃料ガスまたは空気を遮
断し、前記設定圧力以上になると燃料ガスまたは空気の
一部を前記未利用燃料ガス管路９ｃまたは未利用空気管
路９ｆに排出し、前記燃料電池スタック１３内の燃料ガ
スまたは空気の圧力を前記設定圧力に安定させる機能を
有する。燃料電池を安定的に機能させるために前記調圧
弁は重要な役割を担っている。
設定圧力（例えば、１．５ａｔｍ）に設定され、前記燃
料電池スタック１３から排出される燃料ガスまたは空気
の圧力が前記設定圧力以下では燃料ガスまたは空気を遮
断し、前記設定圧力以上になると燃料ガスまたは空気の
一部を前記未利用燃料ガス管路９ｃまたは未利用空気管
路９ｆに排出し、前記燃料電池スタック１３内の燃料ガ
スまたは空気の圧力を前記設定圧力に安定させる機能を
有する。燃料電池を安定的に機能させるために前記調圧
弁は重要な役割を担っている。
【００２１】従来技術として、「知りたい空気圧」（昭
和４５年８月１５日発行、小金井空気圧グループ編、ジ
ャパンマシニスト社、６１ページ）に一般的に使われて
いる調圧弁が開示されている。
和４５年８月１５日発行、小金井空気圧グループ編、ジ
ャパンマシニスト社、６１ページ）に一般的に使われて
いる調圧弁が開示されている。
【００２２】図３は従来の調圧弁の断面図である。一次
ポート２４、二次ポート２５を備えた弁本体２７に調節
ナット２１が螺合されている。前記弁本体２７の内部に
弁体２６が設けられ、付勢手段であるスプリング２２に
より前記調節ナット２１から前記弁本体２７の弁座部２
８に当接するように付勢されている。前記弁体２６の前
記弁座部２８側にはシール用ゴム部２３が設けられてい
る。
ポート２４、二次ポート２５を備えた弁本体２７に調節
ナット２１が螺合されている。前記弁本体２７の内部に
弁体２６が設けられ、付勢手段であるスプリング２２に
より前記調節ナット２１から前記弁本体２７の弁座部２
８に当接するように付勢されている。前記弁体２６の前
記弁座部２８側にはシール用ゴム部２３が設けられてい
る。
【００２３】本調節弁の調整圧力は前記調節用ナット２
１により前記スプリング２２の付勢力を調節して決めて
いる。
１により前記スプリング２２の付勢力を調節して決めて
いる。
【００２４】前記一次ポート２４側の圧力が前記調整圧
力より大きくなると、前記弁体２６が前記スプリング２
２の付勢力に打ち勝って前記調節用ナット２１方向に動
く。これにより、前記弁座部２８と前記シール用ゴム部
２３の間の弁口２９が開き、流体が前記一次ポート２４
から前記二次ポート２５に流れる。
力より大きくなると、前記弁体２６が前記スプリング２
２の付勢力に打ち勝って前記調節用ナット２１方向に動
く。これにより、前記弁座部２８と前記シール用ゴム部
２３の間の弁口２９が開き、流体が前記一次ポート２４
から前記二次ポート２５に流れる。
【００２５】前記一次ポート２４側の圧力が前記調整圧
力より小さくなると、前記スプリング２２の付勢力によ
り前記弁体２６が前記弁座部２８に当接され、前記弁口
２９が閉じ流体の通流は遮断される。本調節弁は以上の
作用により前記一次ポート２４側の圧力を前記調整圧力
に調節する。
力より小さくなると、前記スプリング２２の付勢力によ
り前記弁体２６が前記弁座部２８に当接され、前記弁口
２９が閉じ流体の通流は遮断される。本調節弁は以上の
作用により前記一次ポート２４側の圧力を前記調整圧力
に調節する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、チャタリングと呼ばれる弁体の振動が発生する問
題があった。すなわち、弁口２９が開き流体が前記一次
ポート２４から前記二次ポート２５に流れると、該一次
ポート２４側の圧力が急激に低下する。これにより、前
記一次ポート２４側の圧力が前記調整圧力より小さくな
り、前記弁口２９が閉じ流体の流れは遮断される。
術は、チャタリングと呼ばれる弁体の振動が発生する問
題があった。すなわち、弁口２９が開き流体が前記一次
ポート２４から前記二次ポート２５に流れると、該一次
ポート２４側の圧力が急激に低下する。これにより、前
記一次ポート２４側の圧力が前記調整圧力より小さくな
り、前記弁口２９が閉じ流体の流れは遮断される。
【００２７】前記弁口２９が閉じると、前記一次ポート
２４側の圧力が再び上昇する。そのため、前記一次ポー
ト２４側の圧力が調整圧力より大きくなり再び前記弁口
２９が開く。この繰り返しがチャタリングであり、異音
や流体の振動が発生する。前記弁体２６の振動によりシ
ール用ゴム部２３が弁座部２８に繰り返し衝突するの
で、前記シール用ゴム部２３および前記弁座部２８が損
傷する問題があった。
２４側の圧力が再び上昇する。そのため、前記一次ポー
ト２４側の圧力が調整圧力より大きくなり再び前記弁口
２９が開く。この繰り返しがチャタリングであり、異音
や流体の振動が発生する。前記弁体２６の振動によりシ
ール用ゴム部２３が弁座部２８に繰り返し衝突するの
で、前記シール用ゴム部２３および前記弁座部２８が損
傷する問題があった。
【００２８】異音の発生は静粛性が要求される自動車用
としては大きな問題である。また、流体の振動は、燃料
電池においては単電池セルのガス圧力を振動させ電池性
能を低下させ信頼性を低下させる問題点があった。
としては大きな問題である。また、流体の振動は、燃料
電池においては単電池セルのガス圧力を振動させ電池性
能を低下させ信頼性を低下させる問題点があった。
【００２９】本発明は上記課題を解決したもので、チャ
タリングを低減でき異音の発生をなくし耐久性を向上で
きる調圧弁および電池性能が安定化し静粛で信頼性の高
い燃料電池システムを提供する。
タリングを低減でき異音の発生をなくし耐久性を向上で
きる調圧弁および電池性能が安定化し静粛で信頼性の高
い燃料電池システムを提供する。
【００３０】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、弁体の一方
に一次圧を供給し他方を付勢手段で付勢している調圧弁
において、前記弁体の開閉弁移動速度を減少させるダン
パー機構を設けたこと特徴とする調圧弁である。
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する。）は、弁体の一方
に一次圧を供給し他方を付勢手段で付勢している調圧弁
において、前記弁体の開閉弁移動速度を減少させるダン
パー機構を設けたこと特徴とする調圧弁である。
【００３１】上記第１の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００３２】すなわち、ダンパー機構により前記弁体の
開閉弁移動速度を減少できるので、チャタリングを低減
することができる。また、前記弁体が弁座部に衝突する
速度を減少することができるので、異音の発生を低減し
前記弁体および弁座部の耐久性を向上することができ
る。
開閉弁移動速度を減少できるので、チャタリングを低減
することができる。また、前記弁体が弁座部に衝突する
速度を減少することができるので、異音の発生を低減し
前記弁体および弁座部の耐久性を向上することができ
る。
【００３３】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記ダンパー機構が、スクリ
ューとナットが螺合されているダンパーであることを特
徴とする請求項１記載の調圧弁である。
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する。）は、前記ダンパー機構が、スクリ
ューとナットが螺合されているダンパーであることを特
徴とする請求項１記載の調圧弁である。
【００３４】上記第２の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００３５】すなわち、簡単な構造で開閉弁移動速度を
減少することができるので、小型で低コストの調圧弁が
できる。
減少することができるので、小型で低コストの調圧弁が
できる。
【００３６】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記ダンパー機構が、オイル
を利用したショックアブソーバであることを特徴とする
請求項１記載の調圧弁である。
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、前記ダンパー機構が、オイル
を利用したショックアブソーバであることを特徴とする
請求項１記載の調圧弁である。
【００３７】上記第３の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００３８】すなわち、オイルを用いた減速機構である
ので、開閉弁移動速度をスムースに減少することができ
る。
ので、開閉弁移動速度をスムースに減少することができ
る。
【００３９】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記弁体の１次圧を供給する
側の反対側に弾性部材が固着して設けられていることを
特徴とする請求項１記載の調圧弁である。
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、前記弁体の１次圧を供給する
側の反対側に弾性部材が固着して設けられていることを
特徴とする請求項１記載の調圧弁である。
【００４０】上記第４の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００４１】すなわち、弾性部材が弁体と弁本体が当接
するときのクッションの役割を果たすことができるの
で、当接時の衝撃を減少させ弁体および弁本体の耐久性
を向上できる。また、弾性部材が弁体と弁本体の衝撃音
を吸収することができるので、請求項１と合わせて消音
することができる。
するときのクッションの役割を果たすことができるの
で、当接時の衝撃を減少させ弁体および弁本体の耐久性
を向上できる。また、弾性部材が弁体と弁本体の衝撃音
を吸収することができるので、請求項１と合わせて消音
することができる。
【００４２】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記弁体が当接する弁本体の
弁体当接部に弾性部材が設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の調圧弁である。
の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技
術的手段と称する。）は、前記弁体が当接する弁本体の
弁体当接部に弾性部材が設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の調圧弁である。
【００４３】上記第５の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００４４】すなわち、請求項４と同様、弾性部材が弁
体と弁本体が当接するときのクッションの役割を果たす
ことができるので、当接時の衝撃を減少させ弁体および
弁本体の耐久性を向上できる。また、弾性部材が弁体と
弁本体の衝撃音を吸収することができるので、請求項１
と合わせて消音することができる。
体と弁本体が当接するときのクッションの役割を果たす
ことができるので、当接時の衝撃を減少させ弁体および
弁本体の耐久性を向上できる。また、弾性部材が弁体と
弁本体の衝撃音を吸収することができるので、請求項１
と合わせて消音することができる。
【００４５】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、請求項１から５記載の調圧弁
が、燃料電池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排
出管路の少なくとも一方の排出管路に設けられているこ
とを特徴とする燃料電池システムである。
の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技
術的手段と称する。）は、請求項１から５記載の調圧弁
が、燃料電池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排
出管路の少なくとも一方の排出管路に設けられているこ
とを特徴とする燃料電池システムである。
【００４６】上記第６の技術的手段による効果は、以下
のようである。
のようである。
【００４７】すなわち、チャタリングを低減でき異音の
発生がなく耐久性に優れた調圧弁を使用しているので、
電池性能が安定化し静粛で信頼性の高い燃料電池システ
ムができる。
発生がなく耐久性に優れた調圧弁を使用しているので、
電池性能が安定化し静粛で信頼性の高い燃料電池システ
ムができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例の調圧
弁の断面図である。本調圧弁は弁本体４１、上蓋部４
２、下蓋部４３、弁体４７、付勢手段であるスプリング
５４およびダンパー機構部５５から構成されている。
図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例の調圧
弁の断面図である。本調圧弁は弁本体４１、上蓋部４
２、下蓋部４３、弁体４７、付勢手段であるスプリング
５４およびダンパー機構部５５から構成されている。
【００４９】前記弁本体４１には二次ポート５２が設け
られ、前記上蓋部４２、前記下蓋部４３とネジ構造によ
り結合している。４４、４５は、流体をシールするため
のＯリングである。前記上蓋部４２には一次ポート５１
が設けられている。前記下蓋部４３にはナット保持部５
６が設けられている。
られ、前記上蓋部４２、前記下蓋部４３とネジ構造によ
り結合している。４４、４５は、流体をシールするため
のＯリングである。前記上蓋部４２には一次ポート５１
が設けられている。前記下蓋部４３にはナット保持部５
６が設けられている。
【００５０】前記弁体４７は一次ポート５１側にシール
用ゴム部４８が設けられ、前記一次ポート５１と反対側
にガイド５７が設けられている。前記ガイド５７は弁本
体４１に摺動可能に連結されている。前記弁体４７の前
記一次ポート５１と反対側で前記ガイド５７の外周側に
弾性部材である消音用ゴム部４９が設けられている。
用ゴム部４８が設けられ、前記一次ポート５１と反対側
にガイド５７が設けられている。前記ガイド５７は弁本
体４１に摺動可能に連結されている。前記弁体４７の前
記一次ポート５１と反対側で前記ガイド５７の外周側に
弾性部材である消音用ゴム部４９が設けられている。
【００５１】前記ダンパー機構部５５はスクリュー５８
およびナット５９から構成されている。該ナット５９は
前記ナット保持部５６と結合している。該ナット保持部
５６には前記スクリュー５８が動ける空間が設けられて
いる。該スクリュー５８はリード角４５度のネジで形成
され、一方の端部で前記弁体４７に圧入により結合され
ている。該スクリュー５８の他方の端部は前記ナット５
９と螺合している。
およびナット５９から構成されている。該ナット５９は
前記ナット保持部５６と結合している。該ナット保持部
５６には前記スクリュー５８が動ける空間が設けられて
いる。該スクリュー５８はリード角４５度のネジで形成
され、一方の端部で前記弁体４７に圧入により結合され
ている。該スクリュー５８の他方の端部は前記ナット５
９と螺合している。
【００５２】前記スプリング５４は前記弁体４７と前記
下蓋部４３との間に設けられ、該弁体４７を前記一次ポ
ート５１方向に付勢している。該スプリング５４の付勢
力により調圧弁の調整圧力が決められる。
下蓋部４３との間に設けられ、該弁体４７を前記一次ポ
ート５１方向に付勢している。該スプリング５４の付勢
力により調圧弁の調整圧力が決められる。
【００５３】前記一次ポート５１にかかる一次圧が前記
調整圧力より大きくなると、前記弁体４７は前記スプリ
ング５４の付勢力に打ち勝って前記一次ポート５１方向
と逆の方向に移動する。これにより、前記一次ポート５
１と前記二次ポート５２が連通し、流体が流れる。この
時、前記スクリュー５８と前記ナット５９の螺合部の摩
擦が抵抗となり、ダンパーの役割を果たし前記弁体４７
の移動速度を低下させる。
調整圧力より大きくなると、前記弁体４７は前記スプリ
ング５４の付勢力に打ち勝って前記一次ポート５１方向
と逆の方向に移動する。これにより、前記一次ポート５
１と前記二次ポート５２が連通し、流体が流れる。この
時、前記スクリュー５８と前記ナット５９の螺合部の摩
擦が抵抗となり、ダンパーの役割を果たし前記弁体４７
の移動速度を低下させる。
【００５４】このため、前記弁体４７が弁本体４１の弁
体当接部５０に当接するときの衝撃が弱くなる。前記弁
体４７に設けられた弾性部材である消音用ゴム部４９の
効果と合わせて、前記弁体４７の全開時の打音を消音す
ることができる。また、前記弁体４７および前記弁体当
接部５０の損傷を減少させ耐久性を向上することができ
る。
体当接部５０に当接するときの衝撃が弱くなる。前記弁
体４７に設けられた弾性部材である消音用ゴム部４９の
効果と合わせて、前記弁体４７の全開時の打音を消音す
ることができる。また、前記弁体４７および前記弁体当
接部５０の損傷を減少させ耐久性を向上することができ
る。
【００５５】一方、前記一次圧が調整圧力より低くなる
と前記スプリング５４の付勢力により前記弁体が前記一
次ポート５１方向に移動し、シール用ゴム部４８が前記
上蓋部４２の弁座部６０に当接し、流体の流れを遮断す
る。以上の作用により前記一次ポート５１側の圧力を前
記調整圧力に調節する。
と前記スプリング５４の付勢力により前記弁体が前記一
次ポート５１方向に移動し、シール用ゴム部４８が前記
上蓋部４２の弁座部６０に当接し、流体の流れを遮断す
る。以上の作用により前記一次ポート５１側の圧力を前
記調整圧力に調節する。
【００５６】この時も前記スクリュー５８と前記ナット
５９の螺合部の摩擦が抵抗となりダンパーの役割を果た
し前記弁体４７の移動速度を低下させる。このため、前
記弁体４７が前記弁座部６０に当接するときの衝撃が弱
くなる。前記弁体４７に設けられたシール用ゴム部４８
の効果と合わせて、前記弁体４７の全閉時の打音を消音
することができる。また、前記弁体４７および前記弁座
部６０の損傷を減少させ耐久性を向上することができ
る。
５９の螺合部の摩擦が抵抗となりダンパーの役割を果た
し前記弁体４７の移動速度を低下させる。このため、前
記弁体４７が前記弁座部６０に当接するときの衝撃が弱
くなる。前記弁体４７に設けられたシール用ゴム部４８
の効果と合わせて、前記弁体４７の全閉時の打音を消音
することができる。また、前記弁体４７および前記弁座
部６０の損傷を減少させ耐久性を向上することができ
る。
【００５７】前記ダンパー機構部５５により弁体４７の
開閉弁移動速度が減少するため、チャタリングの周期が
長くなりチャタリングを低減することができる。
開閉弁移動速度が減少するため、チャタリングの周期が
長くなりチャタリングを低減することができる。
【００５８】なお、本実施例ではダンパー機構としてス
クリューとナットを螺合した機構を示したが、これに限
定されない。オイルを利用したショックアブソーバを利
用すれば、弁体の移動がよりスムースにできる。また、
前記消音用ゴム部４９は前記弁体４７に固着して設けら
れているが、全開時に前記弁体４７が当接する前記弁体
当接部５０に設けてもよい。
クリューとナットを螺合した機構を示したが、これに限
定されない。オイルを利用したショックアブソーバを利
用すれば、弁体の移動がよりスムースにできる。また、
前記消音用ゴム部４９は前記弁体４７に固着して設けら
れているが、全開時に前記弁体４７が当接する前記弁体
当接部５０に設けてもよい。
【００５９】本実施例の調圧弁を図２の燃料電池システ
ムに使用すれば、チャタリングによる燃料ガスおよび酸
化剤ガスの圧力変動が低減できるので、電池性能を安定
化することができる。また、前記調圧弁は異音がなく耐
久性に優れているので、静粛で信頼性の高い燃料電池シ
ステムができる。
ムに使用すれば、チャタリングによる燃料ガスおよび酸
化剤ガスの圧力変動が低減できるので、電池性能を安定
化することができる。また、前記調圧弁は異音がなく耐
久性に優れているので、静粛で信頼性の高い燃料電池シ
ステムができる。
【００６０】
【発明の効果】以上のように、本発明は、弁体の一方に
一次圧を供給し他方を付勢手段で付勢している調圧弁に
おいて、前記弁体の開閉弁移動速度を減少させるダンパ
ー機構を設けたこと特徴とする調圧弁、および該調圧弁
が燃料電池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排出
管路の少なくとも一方の排出管路に設けられていること
を特徴とする燃料電池システムであるので、調圧弁のチ
ャタリングを低減でき異音の発生をなくし耐久性を向上
でき、燃料電池システムの電池性能を安定化し静粛性お
よび信頼性を向上できる。
一次圧を供給し他方を付勢手段で付勢している調圧弁に
おいて、前記弁体の開閉弁移動速度を減少させるダンパ
ー機構を設けたこと特徴とする調圧弁、および該調圧弁
が燃料電池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排出
管路の少なくとも一方の排出管路に設けられていること
を特徴とする燃料電池システムであるので、調圧弁のチ
ャタリングを低減でき異音の発生をなくし耐久性を向上
でき、燃料電池システムの電池性能を安定化し静粛性お
よび信頼性を向上できる。
【図１】本発明の実施例の調圧弁の断面図
【図２】一般的な自動車等車載用燃料電池システム図
【図３】従来の調圧弁の断面図
４１…弁本体 ４２…上蓋部 ４３…下蓋部 ４７…弁体 ４８…シール用ゴム部 ４９…消音用ゴム部 ５０…弁体当接部 ５１…一次ポート ５２…二次ポート ５４…スプリング（付勢手段） ５５…ダンパー機構部 ５８…スクリュー ５９…ナット ６０…弁座部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H059 AA05 BB37 BB38 BB40 CA05 CA28 CC02 CD05 CF06 CF14 EE01 FF05 FF11 5H027 AA06 MM03 MM08
Claims (6)
- 【請求項１】 弁体の一方に一次圧を供給し他方を付勢
手段で付勢している調圧弁において、前記弁体の開閉弁
移動速度を減少させるダンパー機構を設けたこと特徴と
する調圧弁。 - 【請求項２】 前記ダンパー機構が、スクリューとナッ
トが螺合されているダンパーであることを特徴とする請
求項１記載の調圧弁。 - 【請求項３】 前記ダンパー機構が、オイルを利用した
ショックアブソーバであることを特徴とする請求項１記
載の調圧弁。 - 【請求項４】 前記弁体の１次圧を供給する側の反対側
に弾性部材が固着して設けられていることを特徴とする
請求項１記載の調圧弁。 - 【請求項５】 前記弁体が当接する弁本体の弁体当接部
に弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１
記載の調圧弁。 - 【請求項６】 請求項１から５記載の調圧弁が、燃料電
池スタックの燃料ガスおよび酸化剤ガスの排出管路の少
なくとも一方の排出管路に設けられていることを特徴と
する燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10360996A JP2000179722A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 調圧弁および燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10360996A JP2000179722A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 調圧弁および燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000179722A true JP2000179722A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18471757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10360996A Pending JP2000179722A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 調圧弁および燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000179722A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7441560B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-10-28 | Keihin Corporation | Solenoid valve for fuel cell |
| CN103016800A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-03 | 东风汽车股份有限公司 | 一种带自动排水排污功能的保压阀 |
| US8770221B2 (en) | 2004-12-15 | 2014-07-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure regulating valve |
| US9400506B2 (en) | 2004-12-27 | 2016-07-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure reducer |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP10360996A patent/JP2000179722A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7441560B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-10-28 | Keihin Corporation | Solenoid valve for fuel cell |
| US8770221B2 (en) | 2004-12-15 | 2014-07-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure regulating valve |
| US8985141B2 (en) | 2004-12-15 | 2015-03-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure regulating valve |
| US9400506B2 (en) | 2004-12-27 | 2016-07-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Pressure reducer |
| CN103016800A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-03 | 东风汽车股份有限公司 | 一种带自动排水排污功能的保压阀 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |