JP2004197899A - ダイヤフラム内蔵遮断弁、燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】水等の液体がダイヤフラムや第１バネ着座部材に溜まることを抑制することができ、水等の液体に起因する塵埃付着、腐食といった不具合を抑制でき、更には水等の液体の凍結も抑制できる遮断弁及び燃料電池システムを提供する。
【解決手段】遮断弁のボディ３２は、気体室３７と入口ポート３８と出口ポート３６と弁口３０とをもつ。ダイヤフラム５２は主室６１と副室６２とを連通させる絞り孔５２ｃをもつ。弁体要素３３の回りに配設されるようにボディ３２に保持されたリング形状の第１バネ着座部材５４と、第１バネ部材５４に装備されたバネ部材５５とが設けられている。ダイヤフラム５２は、当該一方の上面に存在する水等の液体を当該一方よりも下方に流下させるように案内する液体案内部１００を有する。液体案内部を第１バネ着座部材５４に設けても良い。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤフラム内蔵遮断弁、ダイヤフラム内蔵遮断弁を備えた燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイヤフラム内蔵遮断弁として、特許文献１には、入口ポート及び出口ポートをもつボディと、ボディ内において入口ポートと出口ポートとの間に昇降可能に設けられ弁口をもつ円筒形状の弁座金具と、弁口の周縁に上方から宛われて弁口を開閉する弁体と、弁体に一体的に設けられたダイヤフラムと、弁体及びダイヤフラムを保持する作動軸と、弁体が弁口を閉鎖する方向に弁体を付勢する付勢バネとを備えているものが開示されている。
【０００３】
このものによれば、閉弁時には、付勢バネの付勢力により、弁体が弁口を閉鎖する方向に付勢されている。そして、ボディの入口ポートの気体の圧力がある程度上昇すると、入口ポートの気体の圧力により付勢バネの付勢力に抗してダイヤフラムが弁体と共に上方に張り出し変形する。この結果、弁口をもつ弁座金具がボディの底面から上方に突き出るように上昇する。このとき弁体により弁口は閉鎖されている。入口ポートの気体の圧力が更に上昇すると、ストッパにより弁座金具の上昇は停止されるものの、入口ポートの気体の圧力によりダイヤフラムが弁体と共に更に上方に張り出し変形する。この結果、弁座金具の弁口から弁体を離間させ、弁体を開弁させる。また、入口ポートの気体の圧力が低下すると、付勢バネの付勢力によりダイヤフラムが弁体と共に下方に変形し、弁座金具の弁口の周縁に弁体を当接させ、弁体を閉弁させる。
【０００４】
また別のダイヤフラム内蔵遮断弁として、特許文献２には、燃料タンクの蒸発燃料が滞留する通路に繋がる入口ポート及びキャニスタに繋がる出口ポートをもつボディと、ボディ内において入口ポートと出口ポートとの間に設けられ弁口と、入口ポートを開閉する蓋状の弁板と、弁板と一体的に接合された膜状のダイヤフラムと、弁板が弁口を閉鎖する方向に弁板を付勢する付勢バネとを備えているものが開示されている。ダイヤフラムには、蒸発燃料の透過を抑える蛇腹状のバリヤ樹脂層が一体的に設けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７３８１９号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４８１８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報に係るダイヤフラム内蔵遮断弁によれば、結露等の影響で水がダイヤフラムの上面に溜まることがある。このようにダイヤフラムの上面に水が溜まることは、ダイヤフラムの作動に対して負荷となり、ダイヤフラムの円滑な作動性に影響を与える。更に水の影響でダイヤフラムに塵埃等が付着し易くなるおそれがある。
【０００７】
殊に、燃料電池の場合には、発電反応により水が生成されるため、燃料電池から排出される酸化剤オフガス、燃料オフガスは、蒸気または水を含むことが多い。また、燃料電池システムでは、燃料電池の電解質膜が過剰に乾燥していると、高い発電性能が得られにくくなるため、燃料電池に供給される酸化剤ガス、燃料ガスを加湿させることがある。このため、燃料電池に供給される酸化剤ガス及び燃料ガス、更には、燃料電池から排出される酸化剤オフガス及び燃料オフガスは、蒸蒸気または水を含むことが多い。故に燃料電池システムに装備される遮断弁の内部には、水が溜まり易い。従って、遮断弁のボティ内に設けられているダイヤフラムの上面に水が溜まり易い。この場合、ダイヤフラムの作動に対して負荷となり、ダイヤフラムの円滑な作動性に影響を与える。更に水の影響でダイヤフラムに塵埃等が付着し易くなるおそれがある。バネ着座部材が設けられている場合においても同様に、水の影響でバネ着座部材に塵埃等が付着し易くなるおそれがある。バネ着座部材が金属製であるときには、腐食が誘発される問題もある。
【０００８】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、水等の液体がダイヤフラムや第１バネ着座部材に溜まることを抑制することができ、水等の液体に起因する塵埃付着、腐食といった不具合を抑制でき、更には水等の液体の凍結も抑制できる遮断弁及び燃料電池システムを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）第１発明に係るダイヤフラム内蔵遮断弁（以下、単に遮断弁ともいう）は、蒸気及び液体のうち少なくとも一方が含まれ得る気体を通過させる通過形態とその通過を遮断させる遮断形態とに切替可能なダイヤフラム内蔵遮断弁であって、
蒸気及び液体のうち少なくとも一方が含まれ得る気体が流入可能な気体室と、気体室に連通して気体を気体室に流入させる入口ポートと、気体室に連通して気体室の気体を吐出させる出口ポートと、入口ポートと出口ポートとの間に設けられ気体室に対面する弁口とをもつボディと、
入口ポートに連通する主室と出口ポートに連通する副室とにボディの気体室を仕切るように配設され、主室と副室とを連通させる絞り孔をもつダイヤフラムと、
ダイヤフラムと一体的にボディ内に移動可能に設けられ移動に伴い弁口を開閉可能な弁体をもつ弁体要素と、
弁体要素の回りに位置するようにボディに保持されたリング形状の第１バネ着座部材と、
弁体要素を支えるように第１バネ着座部材に着座されたバネ部材とを具備するダイヤフラム内蔵遮断弁において、
ダイヤフラム及び第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る遮断弁によれば、通過形態に切り替えられると、弁体が弁口から離間して弁体が開弁するため、蒸気及び液体のうち少なくとも一方が含まれ得る気体がボディの入口ポートを経て気体室に流入し、弁口及び出口ポートを経て遮断弁から排出される。また遮断弁が遮断形態に切り替えられると、弁体が弁口を閉鎖して弁体が閉弁するため、蒸気及び液体のうち少なくとも一方が含まれ得る気体がボディの入口ポートを経て気体室に流入することが阻止される。
【００１１】
本発明に係る遮断弁によれば、ダイヤフラム及び第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有する。このため水等の液体がダイヤフラムや第１バネ着座部材の上に溜まることが抑制される。
【００１２】
（２）本発明に係る燃料電池システムは、燃料ガス及び酸化剤ガスにより発電する燃料電池と、
燃料ガスを燃料電池に供給する燃料ガス供給流路と、
酸化剤ガスを燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
燃料電池の発電後の燃料オフガスを吐出させる燃料オフガス流路と、
燃料電池の発電後の酸化剤オフガスを吐出させる酸化剤オフガス流路とを有する燃料電池システムにおいて、
燃料オフガス流路、燃料ガス供給流路、酸化剤オフガス流路及び酸化剤ガス供給流路のうちの少なくとも一方に接続され、当該一方を流れる水蒸気または水が含まれ得る燃料オフガス、燃料ガス、酸化剤オフガス、酸化剤ガスのいずれかを通過させる通過形態とその通過を遮断させる遮断形態とに切替可能なダイヤフラム内蔵遮断弁が設けられており、
ダイヤフラム内蔵遮断弁は、
蒸気及び水のうち少なくとも一方が含まれ得る燃料オフガス、燃料ガス、酸化剤オフガス、酸化剤ガスが流入可能な気体室と、気体室に連通して前記ガスを気体室に流入させる入口ポートと、気体室に連通して気体室の前記ガスを吐出させる出口ポートと、入口ポートと出口ポートとの間に設けられ気体室に対面する弁口とをもつボディと、
入口ポートに連通する主室と出口ポートに連通する副室とにボディの前記気体室を仕切るように配設され、主室と副室とを連通させる絞り孔をもつダイヤフラムと、
ダイヤフラムと一体的にボディ内に移動可能に設けられ移動に伴い弁口を開閉可能な弁体をもつ弁体要素と、
弁体要素の回りに位置するようにボディに保持されたリング形状の第１バネ着座部材と、
弁体要素を支えるように第１バネ着座部材に着座されたバネ部材とを具備するダイヤフラム内蔵遮断弁において、
ダイヤフラム及び第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係る燃料電池システムによれば、遮断弁が通過形態に切り替えられると、遮断弁の弁体が弁口から離間して弁体が開弁するため、燃料オフガス、燃料ガス、酸化剤オフガス、酸化剤ガスのいずれかがボディの入口ポートを経て気体室に流入し、弁口、出口ポートを経て遮断弁から排出される。前記ガスには蒸気または水が含まれ得る。
【００１４】
また、遮断弁が遮断形態に切り替えられると、遮断弁の弁体が弁口を閉鎖して弁体が閉弁するため、蒸気及び水のうち少なくとも一方が含まれ得る前記ガスがボディの入口ポートを経て気体室に流入することが阻止される。
【００１５】
本発明に係る燃料電池システムによれば、ダイヤフラム及び第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する水を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有する。このため水がダイヤフラムや第１バネ着座部材の上に溜まることが抑制される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る遮断弁、燃料電池システムによれば、ダイヤフラムは、入口ポートに連通する主室と出口ポートに連通する副室とにボディの気体室を仕切るように配設されており、主室と副室とを連通させる絞り孔をもつ。絞り孔の数は１個でも、複数個でも良い。弁体要素はダイヤフラムと一体的に設けられており、弁口を開閉可能な弁体をもつ。第１バネ着座部材は、弁体要素の回りに配設されるようにリング形状をなしており、ボディに保持されている。バネ部材は、第１バネ着座部材に装備されており、好ましくは、コイルバネ、円錐コイルバネ、板バネ等の公知のバネで形成できる。
【００１７】
本発明に係る遮断弁、燃料電池システムによれば、ダイヤフラム及び第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する水等の液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有する。このため水等の液体がダイヤフラムや第１バネ着座部材の上に溜まることが抑制される。
【００１８】
好ましくは、液体案内部は、ダイヤフラムに設けられており、ダイヤフラムの絞り孔の周辺に形成されている形態を採用できる。この場合、ダイヤフラムの上面に存在する水等の液体は液体案内部により絞り孔に案内され、絞り孔からダイヤフラムの下方に吐出される。好ましくは、液体案内部は、ダイヤフラムを部分的にへこませた案内凹み部で形成されている形態を採用できる。この場合、水等の液体は案内凹み部により絞り孔に案内され、絞り孔からダイヤフラムの下方に良好に吐出される。上記した案内凹み部としては、ダイヤフラムの平面形状が円形状であるときには、ダイヤフラムの中心域に対して同心円状または実質的に同心円状に形成することができる。この場合、ダイヤフラムの同心円的な撓み変形を容易化しやすい利点が得られる。
【００１９】
好ましくは、液体案内部は、第１バネ着座部材に設けられており、第１バネ着座部材を厚み方向に貫通する開口で形成されている形態を採用できる。この場合、第１バネ着座部材に溜まった水等の液体は、液体案内部により開口に案内され、開口から第１バネ着座部材の下方に吐出される。好ましくは、第１バネ着座部材は、ボディに係合するリング状の第１係合片と、第１係合片の内方に突出するように第１係合片に一体的に設けられ液体案内部となるリング状をなす第２係合片とを有する形態を採用できる。好ましくは、第２係合片は、仮想水平線に沿うか、あるいは、仮想水平線よりも第２係合片の周端が下側となるよう設定されている形態を採用できる。この場合、第２係合片は、仮想水平線に沿うか、あるいは、仮想水平線よりも第２係合片の周端が下側となるよう設定されているため、第２係合片上の水等の液体を第１バネ着座部材よりも下方に流下させるのに有利となる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１〜図８を参照して説明する。本実施例に係る燃料電池システムは、図１に示すように、燃料ガス及び酸化剤としての空気により発電する燃料電池１０と、燃料供給源１１からの燃料ガス（一般的には水素含有ガス）を燃料電池１０の燃料ガス吸入口１０ａに供給する燃料ガス供給流路１２と、酸化剤ガスとしての空気（酸素含有ガス）を加湿器１４を介して燃料電池１０の空気吸入口１０ｅに供給する酸化剤ガス供給流路としての空気供給流路１３とを有する。燃料ガス供給流路１２には、燃料電池の燃料ガス吸入口１０ａへの燃料ガスの流れを遮断可能な入口側の第１遮断弁２が設けられている。
【００２１】
図１に示すように、燃料電池１０のオフガス吐出口１０ｄから空気オフガスを吐出する酸化剤オフガス流路としての空気オフガス流路１６が設けられている。燃料電池１０のオフガス吐出口１０ｃから、発電後の燃料オフガスが燃料電池１０外に吐出する燃料オフガス流路１５が設けられている。燃料オフガス流路１５には、燃料オフガスの流れを遮断させる出口側の第２遮断弁３が設けられている。燃料オフガス流路１５の下流には下流流路１７が設けられている。
【００２２】
本実施例の特徴は第２遮断弁３の構造にある。第２遮断弁３は、通常時には閉弁されて遮断作用を発揮しており、燃料電池１０の非運転時には閉弁し、燃料電池１０の運転時には開弁する。第２遮断弁３は、図２に示すように、燃料電池１０から吐出された発電後の燃料オフガスが流れる弁口３０をもつ筒体３１をもつボディ３２と、弁口３０を開閉可能な弁体要素３３と、弁体要素３３が弁口３０を閉鎖する閉弁方向（下方向、矢印Ｕ２方向）に弁体要素３３を付勢する付勢手段としての付勢バネ３４と、弁体要素３３を閉弁方向及び開弁方向に作動させる駆動部３５とを備えている。
【００２３】
ボディ３２は金属または硬質樹脂で形成されており、縦軸形の筒体３１をもつ第１ボディ３２ａと、第１ボディ３２ａに結合された第２ボディ３２ｂとを有しており、更に、気体としての燃料オフガスが流入可能な気体室３７と、燃料オフガスを気体室３７に流入させる入口ポート３８と、燃料オフガスを吐出させる出口ポート３６とを有する。弁口３０は縦方向に延びる中心線Ｐ１をもち、第１ボディ３２ａに連接された縦軸形の筒体３１の一端（上端）に形成されている。弁体要素３３は弁口３０と同軸的に設けられており、筒体３１の先端部（上端部）に着座可能とされている。筒体３１のうち弁口３０よりも下流は、下流流路１７に連通する出口ポート３６とされている。
【００２４】
駆動部３５は電磁吸引力に基づいて第２遮断弁３の開弁力を発生させるものであり、励磁電流が通電可能な巻線で形成されたソレノイド部４０と、ソレノイド部４０により包囲されソレノイド部４０により励磁される固定鉄心４１と、固定鉄心４１に対して接近（矢印Ｕ１方向）または離間（矢印Ｕ２方向）するように弁口３０の中心線Ｐ１に沿って移動する可動鉄心４２とをもつ。可動鉄心４２の一端部である下端部４２ｄには、副弁体５９が固定されている。副弁体５９は弁口３０に対向する位置に設けられており、ゴムや軟質樹脂等の弾性材料または金属で形成されている。副弁体５９は弁口３０の中心線Ｐ１に沿って移動可能とされている。
【００２５】
ソレノイド部４０に励磁電流が通電されて、固定鉄心４１が励磁されると、可動鉄心４２が一方向（矢印Ｕ１方向）に固定鉄心４１に向けて移動する。ソレノイド部４０に励磁電流が断電されて、固定鉄心４１が消磁されると、可動鉄心４２が他方向（矢印Ｕ２方向）に移動し、固定鉄心４１から離間する。
【００２６】
付勢手段としての付勢バネ３４は、可動鉄心４２の周囲を包囲するコイルバネ形状をなしており、可動鉄心４２の外径方向に突出した突出座部４２ａと、第２遮断弁３のボディ３２にシール部材４６を介して固定された固定プレート４４との間に介装されている。固定プレート４４は、ソレノイド部４０を保持する保持部４０ｋによりボディ３２に固定されており、付勢バネ３４の保持性が確保されている。付勢バネ３４は、通常の状態では、突出座部４２ａを介して可動鉄心４２を他方向（下方向、矢印Ｕ２方向）に付勢している。つまり付勢バネ３４は、副弁体５９が副弁口５８を閉鎖する方向（閉弁方向）に弁体要素３３を付勢し、これにより弁体要素３３が弁口３０を閉鎖する方向（閉弁方向）に弁体要素３３を付勢している。
【００２７】
図３に示すように、ボディ３２の第２ボディ３２ｂから環状の延設部３２ｅが形成されており、延設部３２ｅに案内孔３２ｆが形成されている。第２遮断弁３の弁体要素３３は、案内孔３２ｆ内において弁口３０の中心線Ｐ１に沿って移動可能に設けられている。この弁体要素３３は、副弁体５９に対面するように副弁体５９の下方に配置された金属製の筒形状をなす弁体補助部材５０と、弁体補助部材５０の軸長方向の中間域に保持され円盤状をなす弁体５１と、中心線Ｐ１の回りに配置されゴム等の弾性材料で形成された変形可能な膜状のダイヤフラム５２と、中心線Ｐ１の回りに配置されリング形状をなすと共に弁体要素３３に保持された金属製の第２バネ着座部材５３と、中心線Ｐ１の回りに配置されリング形状をなすと共にボディ３２に保持された第１バネ着座部材５４と、第２バネ着座部材５３と第１バネ着座部材５４とに着座して保持され中心線Ｐ１の回りに配置され付勢手段としてのバネ部材５５とを有する。バネ部材５５は下部に向かうにつれて径大となる円錐コイル形状をなすが、これに限らず、円筒コイル形状でも、つつみ型コイル形状でも良い。
【００２８】
弁体５１は、弁体補助部材５０の外周面５０ｏよりも外径方向に延設されており、ゴムや軟質樹脂等の弾性材料を基材として形成されている。第１バネ着座部材５４は金属または硬質樹脂で形成されており、第２ボディ３２ｂの段部３２ｘに着座されて固定されている。このように第１バネ着座部材５４は第２ボディ３２ｂに固定されているため、バネ部材５５は第２バネ着座部材５３を矢印Ｕ１方向に付勢して第２バネ着座部材５３を持ち上げて支えており、これにより弁体要素３３を支えて、弁体要素３３の姿勢ひいては弁体５１の姿勢を安定化させている。この結果、バネ部材５５は下記の差圧ΔＰが小さなときであっても、弁体５１の開弁動作を高める機能を奏する。なおバネ部材５５の付勢力は、付勢バネ３４の付勢力よりも小さく設定されている。
【００２９】
弁体要素３３の弁体補助部材５０には、前記した中心線Ｐ１方向（縦方向）に沿って延びる副弁口５８が形成されている。副弁口５８は、弁口３０の開口面積よりも小さな開口面積を有する。
【００３０】
弁体要素３３の弁体補助部材５０の他端部である下端部に形成された雄ねじ部５０ｃに、金属製のワッシャ部材５７を介してナット５６（締結手段）の雌ねじ部５６ｃを螺合し、これにより弁体補助部材５０の段部５０ｘに第２バネ着座部材５３、ダイヤフラム５２が係合した状態で同軸的に一体的に連結され、弁体要素３３を形成している。このとき、第２バネ着座部材５３、第１バネ着座部材５４、ダイヤフラム５２は、前記した中心線Ｐ１に対して同軸的配置とされている。この状態では、弁体補助部材５０、第２バネ着座部材５３、弁体５１、ダイヤフラム５２は一体的に動作できる。
【００３１】
本実施例によれば、図３に示すように、弁体５１の外径は、筒体３１の外径とほぼ対応しており、且つ、弁口３０の内径よりも大きく設定されている。弁体５１は、弁口３０の中心線Ｐ１に沿って移動して弁口３０を閉鎖可能とされている。弁体５１はゴムや軟質樹脂等の弾性材料を基材とするため、弾性変形するものであり、弁口３０を良好にシールできる。
【００３２】
ダイヤフラム５２は、ボディ３２内の気体室３７を主室６１と副室６２とに仕切るように配設されている。ダイヤフラム５２の厚肉リング状の外周部５２ｄは、弁体５１の外周よりも外方に延設されており、図３に示すように、第１ボディ３２ａと第２ボディ３２ｂとで挟持固定されている。主室６１は、燃料電池１０のオフガス吐出口１０ｃに連通する燃料オフガス流路１５の上流流路１５ｕに連通する。副室６２は、副弁口５８及び出口ポート３６を介して下流流路１７に連通する。
【００３３】
ダイヤフラム５２は、主室６１及び副室６２を連通させるように厚み方向に貫通する単数または複数個の径小の絞り孔５２ｃをもつ。絞り孔５２ｃは、主室６１及び副室６２間で差圧を発生させる。従って絞り孔５２ｃの前後で、つまり主室６１及び副室６２で差圧ΔＰを形成可能である。副弁口５８の入口５８ａは副室６２に連通可能である。副弁口５８の出口５８ｃは出口ポート３６に対面する。この結果、副弁口５８は副室６２の室部分及び下流流路１７に連通可能である。
【００３４】
前記した副弁体５９は、弁体要素３３の副弁口５８の入口５８ａを開閉可能とされている。図３に示すように、副弁体５９は副弁口５８を閉鎖するときには、副弁体５９は、中心線Ｐ１方向に沿って移動して副弁口５８の入口５８ａに着座する。第２遮断弁３のボディ３２には、弁口３０の上流から弁口３０に向けて案内する水案内面６５が形成されている。水案内面６５は弁口３０の周辺部３０ｗに向けて上昇傾斜する面とされている。
【００３５】
図３は第２遮断弁３の弁体要素３３が弁口３０を閉鎖している状況を示す。図３に示すように、弁体要素３３が閉弁して弁口３０を閉鎖しているときには、副弁体５９が閉弁して副弁口５８を閉鎖している。燃料電池１０が運転されないときには、ソレノイド部４０には励磁電流が通電されず、付勢バネ３４の付勢力により可動鉄心４２は他方向（下方向，矢印Ｕ２方向）に移動しているため、副弁体５９が副弁口５８を閉鎖しており、ひいては弁体要素３３が閉弁して弁口３０が閉鎖される。このように副弁口５８及び弁口３０が閉鎖されているときには、主室６１及び副室６２はダイヤフラム５２の絞り孔５２ｃを介して連通しているため、主室６１の圧力をＰＡとし、副室６２の圧力をＰＢとすると、圧力ＰＡと圧力ＰＢとはほぼ等圧とされる。なお、副弁口５８及び弁口３０が閉鎖されているとき、弁口３０の下流の圧力つまり筒体３１内の圧力をＰＣとすると、ＰＡ,ＰＢ＞ＰＣとされている。
【００３６】
燃料電池１０が運転されるときには、図略の制御装置により第１遮断弁２及び第２遮断弁３が開放される。第２遮断弁３を開放させるために、制御装置により第２遮断弁３の駆動部３５のソレノイド部４０に励磁電流が通電される。すると、第２遮断弁３の固定鉄心４１が励磁され、付勢バネ３４の付勢力に抗しつつ、可動鉄心４２が突出座部４２ａ及び副弁体５９と共に一方向（上方向、矢印Ｕ１方向）に電磁吸引力により移動し、図４に示すように、副弁体５９が開弁して副弁口５８の入口５８ａが開放される。この場合には、ソレノイド部４０の励磁に基づいて可動鉄心４２と共に副弁体５９が開放する開弁力をＦＵとすると、開弁力ＦＵは付勢バネ３４の付勢力ＦＦよりも大きく設定されている（ＦＵ＞ＦＦ）。
【００３７】
上記したように図４に示すごとく弁体要素３３が開弁して副弁口５８が開放されると、副室６２に貯留されていた気体としての燃料オフガスは、弁体要素３３の副弁口５８から矢印Ｃ１方向（図４参照）に流れ、副弁口５８及び出口ポート３６を経て下流側に吐出される。この場合、副弁体５９が開弁して副弁口５８から離間しているため、弁体要素３３は開弁方向（上方向、矢印Ｕ１方向）に移動可能となる。
【００３８】
上記したように副室６２内の気体としての燃料オフガスが副弁口５８から矢印Ｃ１方向（図４参照）に流れると、第２遮断弁３の副室６２の圧力ＰＢが低下し、絞り孔５２ｃの絞り作用により、主室６１の圧力ＰＡと副室６２の圧力ＰＢとの差圧ΔＰ（ΔＰ=圧力ＰＡ−圧力ＰＢ）が増大する。これにより差圧ΔＰを減少させる方向に、つまり、副室６２の容積を小さくさせると共に主室６１の容積を増加させるように、ダイヤフラム５２が一方向（上方向,矢印Ｕ１方向）に撓み変形する。ダイヤフラム５２は弁体５１の外径よりも径大であり、ダイヤフラム５２の受圧面積が大きいため、ダイヤフラム５２を変形させる力が確保され、ダイヤフラム５２を良好に変形させることができる。
【００３９】
この結果、図５に示すように、ダイヤフラム５２と一体的な弁体５１が一方向（上方向、矢印Ｕ１方向）に移動して弁口３０から離れ、弁口３０を開放させる。このように第２遮断弁３の弁口３０が開放されると、燃料電池１０のオフガス吐出口１０ｃから吐出された燃料オフガスは、燃料オフガス流路１５の上流流路１５ｕを経て、第２遮断弁３の弁口３０から矢印Ｅ１方向（図５参照）に出口ポート３６を経て下流流路１７の側に流入し、燃料電池１０のオフガス吐出口１０ｃから吐出された燃料オフガス（蒸気または水を含み得る）を下流流路１７を介して流すことができる。
【００４０】
車載用の燃料電池１０等のように、燃料電池１０の発電出力を高めるときには、大流量の燃料ガスを燃料電池１０に供給するものである。この場合、大流量の燃料オフガスが燃料電池１０のオフガス吐出口１０ｃから吐出される。この点本実施例によれば、弁口３０が開放されたときには、燃料オフガスは弁口３０の外周の全周から下流流路１７の側に流入することができるため、大流量の燃料オフガスを弁口３０から排出させることができる利点が得られる。しかも燃料オフガスの大流量の排出性を確保できるものの、弁体５１が一方向（上方向、矢印Ｕ１方向）に移動するストロークは小さくて済む。よって駆動部３５による可動鉄心４２の移動ストロークを短くでき、第２遮断弁３の小型化に貢献できる。
【００４１】
燃料電池１０の運転が長時間にわたり継続すると、弁口３０の上流において筒体３１付近の部位３１ｒに水が過剰に貯まることがある。このように水が溜まると、燃料オフガスが流れる流路断面積が小さくなるおそれがある。これを避けるため本実施例によれば図２〜図５に示すように、弁口３０の上流から弁口３０の近傍に向けて水を案内する水案内面６５がボディ３２に形成されている。よって、弁口３０の上流において水が仮に溜まったとしても、その水は燃料オフガスのガス圧によって水案内面６５に沿って矢印Ｗ１方向に昇ることができ、弁口３０に隣設する部位３０ｗに到達することができる。このため弁口３０が開放しているとき、燃料オフガスに含まれている水を部位３０ｗに溜め、燃料オフガスと共に弁口３０から出口ポート３６の側に吐出させることができる。
【００４２】
また本実施例によれば、閉弁方向に弁体要素３３を付勢する付勢バネ３４により第２遮断弁３は逆止性を発揮することができる。従って、燃料電池１０の運転が停止し、燃料電池１０内に残留した酸素及び燃料ガスが発電によって消費され、燃料電池１０内の圧力が第２遮断弁３の下流の圧力よりも低下するような場合であっても、弁体要素３３が閉弁状態に維持され、このため弁体要素３３が開弁して弁口５１が開放し発電が進んでしまうことを未然に防止できる。
【００４３】
さて本実施例の要部構成について説明を加える。前述したように、燃料電池１０から排出された燃料オフガスには蒸気や水を含むことが多い。このため燃料オフガスが通過する遮断弁３のボディ３２の気体室３７に水が存在することがある。また、燃料オフガスは発電反応で熱をもつ燃料電池１０の内部を経ており暖かいため、燃料電池１０の運転停止後であっても、遮断弁３のボディ３２の気体室３７に冷却に伴い結露水が気体室３０内で発生することがある。このような事情から図６に示すようにダイヤフラム５２の上面５２ｕや第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに水が溜まることがある。この場合、ダイヤフラム５２に重量が負荷されたり、ダイヤフラム５２の上面５２ｕに塵埃等が付着し易くなるおそれがあり、ダイヤフラム５２の作動性は確保されるものの、ダイヤフラム５２の円滑な作動性が充分に得られないおそれがある。また、水の影響で第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに塵埃等が付着し易くなり、バネ部材５５の円滑な作動性が充分に得られないおそれがある。更に第１バネ着座部材５４が金属製である場合には、第１バネ着座部材５４が腐食するおそれもある。
【００４４】
これらを避けるため本実施例によれば、図６、図７に示すように、ダイヤフラム５２の上面５２ｕに存在する水をダイヤフラム５２よりも下方に流下させるように液体案内部としての案内凹み部１００が絞り孔５２ｃの周辺に形成されている。案内凹み部１００は、ダイヤフラム５２の絞り孔５２ｃの周辺を部分的に下方に向けて凹ませて形成されており、図７（ａ）に示すように、中心線Ｐ１を包囲するリング溝形状をなしている。このためダイヤフラム５２の上面５２ｕに水がたまったときであっても、その水はダイヤフラム５２の案内凹み部１００を経て絞り孔５２ｃに案内され易くなり、ひいては絞り孔５２ｃからダイヤフラム５２の下方に落下し易くなる。更に絞り孔５２ｃはダイヤフラム５２を部分的に下方に向けて凹ませて形成された案内凹み部１００の底域に形成されているため、主室６１の水蒸気が絞り孔５２ｃを介して副室６２に進入することを抑制するのに有利である。
【００４５】
殊に、ダイヤフラム５２が主室６１と副室６２との差圧により撓み変形するとき、撓み変形に伴いダイヤフラム５２の上面５２ｕの水は移動する頻度が確保されるため、案内凹み部１００を経て絞り孔５２ｃに到達して落下する頻度が増加する。また本実施例に係る遮断弁３が自動車等の車両、船舶、飛行機に代表される移動体に搭載されている場合には、移動体の移動に伴う慣性力、振動、傾斜を伴った停止等の影響で水がダイヤフラム５２の上面５２ｕにおいて移動する頻度が確保され、案内凹み部１００を経て絞り孔５２ｃに到達して落下する頻度が増加する。
【００４６】
このため本実施例によれば、ダイヤフラム５２の上面５２ｕに残留した水が負荷として作用することを抑制でき、ダイヤフラム５２の円滑な作動性が確保される。更にも寒冷地等であっても、ダイヤフラム５２の上面５２ｕに残留した水が凍結するおそれも回避または低減させることができる。更に図７（ａ）に示すように案内凹み部１００は中心線Ｐ１を同心円的に包囲するリング形状をなしているため、ダイヤフラム５２の同心円的な撓み変形性を向上させ得、ダイヤフラム３２の撓み変形性を円滑にできる付随的効果も得られる。更に案内凹み部１００に相当する分、ダイヤフラム５２の撓み量自体も増加させることができる付随的効果も得られる。なお、必要に応じて、図７（ｂ）に示すように、ダイヤフラム５２の案内凹み部１００において、これの周方向（Ｍ１方向）に沿って延設され水を絞り孔５２ｃに向けて案内させるように傾斜した流下傾斜部１０２を流下案内部の一部としてを設けることもできる。
【００４７】
また、図６に示すように、第１バネ着座部材５４は、ボディ３２の段部３２ｘに係合するリング状の第１係合片５４ｆと、第１係合片５４ｆの内方に突出するように第１係合片５４ｆに一体的に設けられたリング状をなす第２係合片５４ｓとを有する。そして図８に示すように、第１バネ着座部材５４には、第１バネ着座部材５４を厚み方向に貫通する開口１５０が液体案内部として周方向（矢印Ｍ２方向）に間隔を隔てて形成されている。開口１５０は気体室３７に対面しており、上下方向及び内周側に開放されている。このように開口１５０が第１バネ着座部材５４に形成されているため、第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに存在する水は、開口１５０から下方に排出され易くなる。殊に、遮断弁３が自動車等の車両、船舶、飛行機に代表される移動体に搭載されている場合には、移動体の移動に伴う慣性力、振動、傾斜を伴った停止等によって、水が第１バネ着座部材５４の上面５４ｕにおいて移動する頻度が確保されるため、開口１５０に到達して落下する頻度が増加する。この結果、第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに水が残留することが回避または低減される。このため使用が長期にわたっても、第１バネ着座部材５４に塵埃等が付着するおそれを抑制でき、バネ部材５５の円滑な作動性を確保できる。第１バネ着座部材５４が金属製である場合でも、これの腐食も抑えることができる。上記したように第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに水が残留することが抑制されるため、寒冷地等であっても、第１バネ着座部材５４に残留した水が凍結するおそれも回避または低減させることができる。なお、必要に応じて、図８（ｂ）に示すように、第１バネ着座部材５４の周方向（Ｍ２方向）に沿って延設され水を開口１５０に向けて案内させるように傾斜した流下傾斜部１５２を液体案内部の一部として設けることもできる。
【００４８】
（第２実施例）
図９は第２実施例を示す。第２実施例は前記した実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。図９に示すように、第１バネ着座部材５４Ｂには、第１バネ着座部材５４Ｂを厚み方向に貫通する貫通孔状の開口１５０Ｂが液体案内部として間隔を隔てて形成されている。このため第１バネ着座部材５４Ｂの上面５４ｕに存在する水は、開口１５０Ｂから下方に排出され易くなり、第１バネ着座部材５４Ｂの上面５４ｕに水が残留することが回避または低減される。このため第１バネ着座部材５４Ｂが金属製である場合、これの腐食を抑えることができる。更に寒冷地等であっても、第１バネ着座部材５４Ｂに残留した水が凍結するおそれも回避または低減させることができる。なお、必要に応じて、図９（ｂ）に示すように、第１バネ着座部材５４Ｂの周方向（Ｍ２方向）に沿って延設され水を開口１５０Ｂに向けて案内させるように傾斜した流下傾斜部１５２を液体案内部の一部として設けることもできる。
【００４９】
（第３実施例）
図１０は第３実施例を示す。第３実施例は前記した実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。図１０に示すように、第１バネ着座部材５４Ｃは、ボディ３２の段部３２ｘに係合するリング状の第１係合片５４ｆと、第１係合片５４ｆの内方（矢印Ｎ１方向）に突出して気体室３７の副室６２に対面するように第１係合片５４ｆに一体的に設けられたリング状をなす第２係合片５４ｓ1とを有する。第２係合片５４ｓ1は、仮想水平線Ｎ２（中心線Ｐ１に対する軸直角方向）に沿うか、あるいは、仮想水平線Ｎ２よりも第２係合片５４ｓ1の周端５４ｐが下側となるよう設定されており、液体案内部を形成している。このため第１バネ着座部材５４Ｃの上面５４ｕに存在する水は第２係合片５４ｓ1から流下して下方に排出され易くなる。殊に本実施例に係る遮断弁３が車両等の移動体に搭載されているときには、移動体の移動に伴なう慣性力、振動、傾斜を伴い停止等の影響で、第１バネ着座部材５４Ｃの上面５４ｕに存在する水は第２係合片５４ｓ1から流下し、ダイヤフラム５２の案内凹み部１００を経て絞り孔５２ｃから落下する頻度が増加する。
【００５０】
この結果、第１バネ着座部材５４Ｃの上面５４ｕに水が残留することが回避または低減される。このため第１バネ着座部材５４Ｃに塵埃等が付着するおそれを抑制でき、バネ部材５５の円滑な作動性を確保でき、第１バネ着座部材５４Ｃが金属製である場合、これの腐食も抑えることができる。更に寒冷地等であっても、第１バネ着座部材５４Ｃに残留した水が凍結するおそれも回避または低減させることができる。液体案内部としての第２係合片５４ｓは、第１バネ着座部材５４Ｃの周方向に沿って連続して延設されている。なお図１１に示す第４実施例に係る第１バネ着座部材５４Ｄのように、液体案内部としての第２係合片５４ｓを周方向（矢印Ｍ３方向）において間隔を隔てて複数個形成しても良い。
【００５１】
（第５実施例）
図１２は第５実施例を示す。本実施例は、気体としての燃料ガスを燃料電池１０に供給する入口側の第１遮断弁２に適用したものである。図１２は、燃料ガスを燃料電池１０に供給する入口側の第１遮断弁２の内部構造を示す。入口側の第１遮断弁２は、出口側の第２遮断弁３と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏するため、共通する部位には共通の符号を付して説明を省略する。以下、異なる部分を中心として説明する。図１２に示すように、入口側の第１遮断弁２は、ボディ３２と、弁体補助部材５０に保持され円盤状をなす弁体５１と、ゴム等の弾性材料で形成された変形可能な膜状のダイヤフラム５２と、ボディ３２に保持されたリング形状をなす第１バネ着座部材５４と、リング形状をなす第２バネ着座部材５３と、第１バネ着座部材５４と第２バネ着座部材５３とに着座して保持されたバネ部材５５とを有する。
【００５２】
本実施例によれば、図１２に示すように、入口側の第１遮断弁２のボディ３２は、燃料供給源１１側の燃料ガス供給流路１２を構成する配管９０が接続される入口開口３２ｍと、燃料電池１０の燃料ガス吸入口１０ａ側の配管９１が接続される出口開口３２ｎとを有する。燃料ガス吸入口１０ａ側の配管９１には圧力センサ９４が装備されている。
【００５３】
入口側の第１遮断弁２の逆止構造について説明する。図１２に示すように、逆止構造は、入口側の第１遮断弁２のボディ３２に燃料ガス供給流路１２及び弁口３０に連通するように形成された弁口７１ａをもつリング状の弁座７１と、弁口７１ａを開閉可能に閉鎖する逆止弁体７２と、逆止弁体７２をこれの閉弁方向（矢印Ｘ２方向）に付勢して逆止弁体７２を弁座７１に圧着させて閉弁させる付勢力を発揮する逆止バネ７４とを有する。弁口７１ａの中心線Ｐ２に沿った断面（図１２参照）において、弁口７１ａの中心線Ｐ２は、弁口３０の中心線Ｐ１と交差する方向、殊に直交する方向とされている。逆止弁体７２は、ゴムや樹脂などの弾性材料で形成されており、逆止弁体７２の背面側に着座板７３を有する。更に図１２に示すように、着座部材８０は、軸孔８０ｐをもつボス部８１と、ボス部８１の外周側において厚み方向に貫通する複数個のガス透過口８２とを有する。着座部材８０は保持軸８５の外周側に位置している。そして、保持軸８５の先端部の雄ねじ部にナット部材８７（締結部材）の雌ねじ部を螺着させることにより、逆止弁体７２及び着座部材８０は保持軸８５の外周に一体的に保持されている。逆止弁体７２、逆止バネ７４、着座部材８０及び保持軸８５は、逆止弁構造を構成している。
【００５４】
本実施例によれば、遮断弁２の開放時には、第１実施例の場合と同様に駆動部３５の駆動に伴い弁体５１が開弁し、弁口３０が開放する。すると、燃料ガス供給流路１２から供給される燃料ガスの圧力に逆止弁体７２が矢印Ｘ１方向に押されて、弁口７１ａが開放される。このとき着座部材８０をボディ３２に固定させたまま、逆止弁体７２は保持軸８５と共に開弁方向（矢印Ｘ１方向）に後退する。
【００５５】
ところで、燃料ガス供給流路１２から供給される燃料ガスの圧力が事情により設定圧よりも低下することがある。この点本実施例によれば、燃料ガス供給流路１２から供給される燃料ガスの圧力が設定圧よりも低下したとき、逆止バネ７４の付勢力により逆止弁体７２を第２弁座７１に圧着させて自動的に且つ強制的に閉弁させる（図１２参照）。このため燃料ガスの圧力が設定圧よりも低下したときであっても、燃料電池１０の内部の燃料ガスが燃料ガス吸入口１０ａから逆流することが抑えられる。
【００５６】
さて本実施例においても、第１実施例に係る図６〜図１１を準用することができ、図６〜図１１を用いて説明した作用効果が得られる。図６〜図１１において説明すると、ダイヤフラム５２の上面５２ｕに水がたまったときであっても、その水はダイヤフラム５２の案内凹み部１００を経て絞り孔５２ｃに案内され易くなり、ひいては絞り孔５２ｃからダイヤフラム５２の下方に落下する。このためダイヤフラム５２の上面５２ｕに水等が残留することが抑制され、ダイヤフラム５２の円滑な作動性が確保される。更にも寒冷地等であっても、ダイヤフラム５２の上面５２ｕに残留した水が凍結するおそれも回避または低減させることができる。更に案内凹み部１００は中心線Ｐ１を包囲するリング形状をなしているため、ダイヤフラム５２の同心円的な撓み変形性を向上させ得る付随的効果も得られる。更にダイヤフラム５２の撓み量自体も増加させることができる付随的効果も得られる。
【００５７】
また、図８に示すように、第１バネ着座部材５４には、第１バネ着座部材５４を厚み方向に貫通する開口１５０が液体案内部として形成されている。開口１５０は上下方向及び内周側に開放されている。このように開口１５０が第１バネ着座部材５４に形成されているため、第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに存在する水は開口１５０から下方に排出され易くなり、第１バネ着座部材５４の上面５４ｕに水が残留することが回避または低減される。このため第１バネ着座部材５４の腐食を抑えることができる。更に寒冷地等であっても、第１バネ着座部材５４に残留した水が凍結するおそれも回避または低減させることができる。
【００５８】
（第５実施例）
図１３は第６実施例を示す。本実施例は燃料電池１０の出口側の第２遮断弁３に適用したものである。第３実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、第１実施例と異なる部分を中心として説明する。図１３は弁口３０が開放している状態を示す。図１３に示すように、弁口３０は気体室３７の底面３７ｓに形成されている。弁口３０から水の排出性を確保するためである。このように弁口３０が気体室３７の底面３７ｓに形成されているため、駆動部３５と弁口３０との距離が大きくなる。そこで本実施例によれば、図１３に示すように、弁体５１に繋がる弁体補助部材５０は、軸長が長くされ、弁口３０付近まで到達している。即ち、弁体補助部材５０は、中心線Ｐ１に沿って直状に延びる副弁口５８をもつ中空筒形状をなす金属製または硬質樹脂製の第１弁体補助部材５１０と、第１弁体補助部材５１０の外周を包囲するように第１弁体補助部材５１０に同軸的に嵌合された中空筒形状をなす第２弁体補助部材５２０とをもつ。第２弁体補助部材５２０は、筒部５２１と、筒部５２１から径外方向に延設されたリング状の第１フランジ部５２２と、筒部５２１から径外方向に延設されたリング状の第２フランジ部５２３とをもつ。第１フランジ部５２２は、鍔状で広面積化しているため、膜状で広面積のダイヤフラム５２の中央域を良好に保持できる。第２フランジ部５２３は、鍔状で広面積化しているため、広面積の弁体５１を安定的に保持でき、弁体５１による弁口３０のシール性を向上させ得る。このように本実施例に係る弁体補助部材５０によれば、筒部５２１の外径を抑えつつ、第１フランジ部５２２及び第２フランジ部５２３の外径を大きくしているため、弁体補助部材５０の軽量化、応答性の向上を図りつつ、ダイヤフラム５２及び弁体５１の保持性を向上させることができる。更に図１３に示すように変位規制部材８０がボディ３２に設けられている。変位規制部材８０は、弁体補助部材５０の下端部５１１を案内するリング形状の案内部８２を有する。このため弁体５１の開弁時及び閉弁時に、弁体補助部材５０の下端部５１１が弁口３０の径方向（矢印Ｄ方向）に変位することを抑制することができる。この結果、弁体５１の閉弁時における位置ずれが抑制され、弁体５１が弁口３０を閉鎖する際のシール性を一層良好になし得る。
【００５９】
更に弁口３０は、弁口３０を包囲するリング形状の隆起部３２ｙを介して底面３７ｓよりも微量量隆起している。このため、万一、弁口３０の周囲に存在する微小量の水が凍結するようなときであっても、水の凍結に起因して弁体５１が底面３７ｓに付着されることが抑制され、弁体５１の作動性を良好に確保することができる。本実施例においても、前記した図６〜図１１を準用することができ、図６〜図１１を用いて説明した作用効果が得られ、ダイヤフラム５２及び第１バネ着座部材５４に水が残留することを抑制することができる。
【００６０】
（その他）
上記した第１実施例によれば、第２遮断弁３は、燃料電池１０の燃料オフガス流路１５に設けられているが、これに限らず、燃料電池１０から吐出される酸化剤オフガスとしての空気オフガスを通過させる空気オフガス流路１６に設けても良い。あるいは、酸化剤ガスとしての空気を燃料電池１０に供給する空気供給流路１３に設けても良い。更には燃料電池システムに限らず、水等の液体や蒸気と共に気体が流れる他の機器システム（水蒸気システム等）に使用しても良い。
【００６１】
上記した第１実施例においては、弁体５１は、ゴムや軟質樹脂等の弾性材料を基材として形成されているが、金属で形成されていても良い。付勢バネ３４、バネ部材５５は場合によっては板バネ、皿バネ等の公知のバネとしても良い。上記した第１実施例においては、電磁吸引力により可動鉄心４２ひいては弁体５１を開弁動作させることにしているが、これに限らず、電磁反発力により可動鉄心４２ひいては弁体５１を開弁動作させることにしても良い。燃料電池システムで用いる燃料電池１０は車両等の移動体搭載用でも、定置用でも良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。発明の実施の形態、実施例に記載の語句は一部であっても、請求項に記載できるものである。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るダイヤフラム内蔵式遮断弁、本発明に係る燃料電池システムによれば、ダイヤフラム及び第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する水等の液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有する。このため水等の液体がダイヤフラムの上面や第１バネ着座部材の上面に溜まることが抑制され、ひいては水等の液体に起因する塵埃等の付着、腐食、劣化等も抑制される。従って、ダイヤフラムの作動性、第１バネ着座部材に着座しているバネ部材の作動性を良好に確保することができる。仮に、寒冷地等で使用したとしても、水等の液体がダイヤフラムや第１バネ着座部材上で凍結することを低減または回避できるため、ダイヤフラムの作動性、第１バネ着座部材に着座しているバネ部材の円滑な作動性を確保するのに有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料電池システムを示す全体図である。
【図２】燃料電池システムに使用されている出口側の第２遮断弁が閉弁している状態の概念を模式的に示す全体の断面図である。
【図３】燃料電池システムに使用されている出口側の第２遮断弁が閉弁している状態の概念を模式的に示す要部の断面図である。
【図４】燃料電池システムに使用されている出口側の第２遮断弁の弁口が閉弁していると共に、副弁口が開弁している状態の概念を模式的に示す要部の断面図である。
【図５】燃料電池システムに使用されている出口側の第２遮断弁の弁口が開弁していると共に、副弁口が開弁している状態の概念を模式的に示す要部の断面図である。
【図６】ダイヤフラム及び第１バネ着座部材付近の要部の概念を示す拡大断面図である。
【図７】（ａ）はダイヤフラムの平面図であり、（ｂ）はダイヤフラムの周方向に沿って切断した部分断面図である。
【図８】（ａ）は第１バネ着座部材の平面図であり、（ｂ）は第１バネ着座部材の周方向に沿って切断した部分断面図である。
【図９】第２実施例に係り、（ａ）は第１バネ着座部材の平面図であり、（ｂ）は第１バネ着座部材の周方向に沿って切断した部分断面図である。
【図１０】第３実施例に係り、ダイヤフラム及び第１バネ着座部材付近の要部の概念を示す拡大断面図である。
【図１１】第４実施例に係り、第１バネ着座部材の平面図である。
【図１２】第５実施例に係り、燃料電池システムに使用されている入口側の第１遮断弁が閉弁している状態の要部の概念を示す断面図である。
【図１３】第６実施例に係り、燃料電池システムに使用されている出口側の第２遮断弁が開弁している状態を示す要部の概念を示す断面図である。
【符号の説明】
図中、１０は燃料電池、１２は燃料ガス供給流路、１３は空気供給流路（酸化剤ガス供給流路）、１５は燃料オフガス流路、１６は空気オフガス流路（酸化剤オフガス流路）、２は第１遮断弁、３は第２遮断弁、１５は燃料オフガス流路、１７は下流流路、３０は弁口、３３は弁体要素、３４は付勢バネ、３５は駆動部、３６は出口ポート、３７は気体室、３８は入口ポート、４０はソレノイド部、４１は固定鉄心、４２は可動鉄心、５２はダイヤフラム、５２ｃは絞り孔、５３は第２バネ着座部材、５４は第１バネ着座部材、５４ｆは第１係合片、５４ｓは第２係合片、５４ｐは周端、５５はバネ部材、５８は副弁口、５９は副弁体、６１は主室、６２は副室、１００は案内凹み部（液体案内部）、１５０は開口（液体案内部）を示す。

Claims (6)

1. 蒸気及び液体のうち少なくとも一方が含まれ得る気体を通過させる通過形態とその通過を遮断させる遮断形態とに切替可能なダイヤフラム内蔵遮断弁であって、
   蒸気及び液体のうち少なくとも一方が含まれ得る気体が流入可能な気体室と、前記気体室に連通して前記気体を前記気体室に流入させる入口ポートと、前記気体室に連通して前記気体室の前記気体を吐出させる出口ポートと、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に設けられ前記気体室に対面する弁口とをもつボディと、
   前記入口ポートに連通する主室と前記出口ポートに連通する副室とに前記ボディの前記気体室を仕切るように配設され、前記主室と前記副室とを連通させる絞り孔をもつダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムと一体的に前記ボディ内に移動可能に設けられ移動に伴い前記弁口を開閉可能な弁体をもつ弁体要素と、
   前記弁体要素の回りに位置するように前記ボディに保持されたリング形状の第１バネ着座部材と、
   前記弁体要素を支えるように前記第１バネ着座部材に着座されたバネ部材とを具備するダイヤフラム内蔵遮断弁において、
   前記ダイヤフラム及び前記第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有することを特徴とするダイヤフラム内蔵遮断弁。
2. 請求項１において、前記液体案内部は、前記ダイヤフラムに設けられており、前記ダイヤフラムの前記絞り孔の周辺に形成されていることを特徴とするダイヤフラム内蔵遮断弁。
3. 請求項１または請求項２において、前記液体案内部は、前記ダイヤフラムを部分的にへこませた案内凹み部で形成されていることを特徴とするダイヤフラム内蔵遮断弁。
4. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記液体案内部は、前記第１バネ着座部材に設けられており、前記第１バネ着座部材を厚み方向に貫通する開口で形成されていることを特徴とするダイヤフラム内蔵遮断弁。
5. 請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記液体案内部は前記第１バネ着座部材に設けられており、前記第１バネ着座部材は、前記ボディに係合するリング状の第１係合片と、前記第１係合片の内方に突出するように前記第１係合片に一体的に設けられ前記液体案内部となるリング状をなす第２係合片とを有しており、前記第２係合片は、仮想水平線に沿うか、あるいは、仮想水平線よりも前記第２係合片の周端が下側となるよう設定されて前記液体案内部を形成していることを特徴とするダイヤフラム内蔵遮断弁。
6. 燃料ガス及び酸化剤ガスにより発電する燃料電池と、
   燃料ガスを前記燃料電池に供給する燃料ガス供給流路と、
   酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
   前記燃料電池の発電後の燃料オフガスを吐出させる燃料オフガス流路と、
   前記燃料電池の発電後の酸化剤オフガスを吐出させる酸化剤オフガス流路とを有する燃料電池システムにおいて、
   前記燃料オフガス流路、前記燃料ガス供給流路、前記酸化剤オフガス流路及び前記酸化剤ガス供給流路のうちの少なくとも一方に接続され、当該一方を流れる水蒸気または水が含まれ得る燃料オフガス、燃料ガス、酸化剤オフガス、酸化剤ガスのいずれかを通過させる通過形態とその通過を遮断させる遮断形態とに切替可能なダイヤフラム内蔵遮断弁が設けられており、
   前記ダイヤフラム内蔵遮断弁は、
   蒸気及び水のうち少なくとも一方が含まれ得る燃料オフガス、燃料ガス、酸化剤オフガス、酸化剤ガスが流入可能な気体室と、前記気体室に連通して前記ガスを前記気体室に流入させる入口ポートと、前記気体室に連通して前記気体室の前記ガスを吐出させる出口ポートと、前記入口ポートと前記出口ポートとの間に設けられ前記気体室に対面する弁口とをもつボディと、
   前記入口ポートに連通する主室と前記出口ポートに連通する副室とに前記ボディの前記気体室を仕切るように配設され、前記主室と前記副室とを連通させる絞り孔をもつダイヤフラムと、
   前記ダイヤフラムと一体的にボディ内に移動可能に設けられ移動に伴い前記弁口を開閉可能な弁体をもつ弁体要素と、
   前記弁体要素の回りに位置するように前記ボディに保持されたリング形状の第１バネ着座部材と、
   前記弁体要素を支えるように前記第１バネ着座部材に着座されたバネ部材とを具備するダイヤフラム内蔵遮断弁において、
   前記ダイヤフラム及び前記第１バネ着座部材のうちの少なくとも一方は、当該一方の上面に存在する液体を当該一方から流下させるように案内する液体案内部を有することを特徴とする燃料電池システム。

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