JP2005282697A - Gas supply system - Google Patents

Gas supply system

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JP2005282697A JP2004096701A JP2004096701A JP2005282697A JP 2005282697 A JP2005282697 A JP 2005282697A JP 2004096701 A JP2004096701 A JP 2004096701A JP 2004096701 A JP2004096701 A JP 2004096701A JP 2005282697 A JP2005282697 A JP 2005282697A
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Tatsuyuki Sugiura
Nobutaka Tejima
敦幸 大神
信夫 小林
信貴 手嶋
立往 杉浦
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Aisan Ind Co Ltd
Toyota Motor Corp
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    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • Y02E60/321Storage of liquefied, solidified, or compressed hydrogen in containers

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a time from opening of a pilot valve of a pilot shut-off valve to opening of a main valve. <P>SOLUTION: A fuel cell generation system 10 comprises a hydrogen gas cylinder 12, a fuel cell 30, a gas flow path 50 for guiding hydrogen gas from the cylinder 12 to the fuel cell 30, a first shut-off valve (the pilot shut-off valve) 14 arranged in the gas flow path 50, a second shut-off valve (a non-pilot shut-off valve) 20 arranged in the gas flow path on the downstream side of the first shut-off valve 14, an exhaust gas shut valve 36 for reducing pressure of the hydrogen gas, when not used in the fuel cell 30, nearly to the atmospheric pressure on the downstream side of the first shut-off valve 14, and a device 60 for controlling the first shut-off valve 14 and the second shut-off valve 20. The control device 60 closes the second shut-off valve 20 at the time when the pilot valve of the first shut-off valve 14 is opened, and it opens the second shut-off valve 20 after the main valve of the first shut-off valve 14 is opened. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガスボンベに加圧状態で貯蔵されているガスをガス使用装置に供給してガス使用装置にガスを充填するシステムに関する。 The present invention is a gas stored in a pressure state in a gas cylinder is supplied to the gas use device to a system for filling a gas into the gas use apparatus. 特に、ガスボンベからガス使用装置まで伸びているガス流路に遮断弁が配置されており、ガス使用装置でガスが使用されない場合には、遮断弁の下流でガスを抜くことによって遮断弁より下流のガス流路やガス使用装置内を低圧とするガス供給システムに関する。 In particular, the gas cylinder is arranged a shut-off valve in the gas flow path extends to a gas-using device from the case where gas in gas use apparatus is not used, downstream from the shut-off valve by removing the gas downstream of the shut-off valve a gas flow path and the gas used in the apparatus a gas supply system for low pressure.

ガスボンベに加圧状態で貯蔵されているガスをガス使用装置に供給してガス使用装置にガスを充填するシステムが普及している。 The gas stored in a pressure state is supplied to the gas use device system for filling a gas into the gas use device has spread to the gas cylinder. 例えば、水素ボンベに貯蔵されている高圧の水素を、水素を使用して発電する燃料電池発電装置の水素ガス収容室に充填するシステムが開発されている。 For example, the hydrogen pressure being stored in a hydrogen cylinder, a system for filling have been developed to the hydrogen gas storage chamber of the fuel cell power plant for generating electric power by using hydrogen.
この種のガス供給システムでは、ガス流路に配置されている遮断弁を開くことによってガス使用装置に所定圧のガスが充填される。 In this type of gas supply system, a predetermined pressure of gas to the gas use device is filled by opening the shut-off valve disposed in the gas passage. ガス使用装置がガスを使用すると、使用したガスがガスボンベから補充される。 When the gas used device uses gas, gas used is replenished from the gas cylinder.
ガス使用装置でガスが使用されない場合は遮断弁を閉じる。 If the gas is not used in the gas used device closes the shut-off valve. ガス供給システムによっては、遮断弁を閉じるだけでなく、遮断弁より下流のガス流路やガス使用装置内からガスを抜いてガス圧を下げる(例えば大気圧まで下げる)ことがある。 The gas supply system, the shut-off valve is closed as well, (down to e.g. atmospheric pressure) from the downstream gas channel and the gas used in the apparatus than the cut-off valve outgassing lower the gas pressure that is. これにより、ガス使用装置でガスが使用されないときに、遮断弁より下流のガス流路やガス使用装置に高いガス圧が作用し続けることが防止される。 Thus, the gas in the gas used device when not in use, high gas pressure downstream of the gas passage and the gas used device from the shut-off valve is prevented from continuing to act.
特許文献1に、燃料電池自動車に利用される水素ガス供給システムの一例が開示されている。 Patent Document 1, an example of a hydrogen gas supply system used in a fuel cell vehicle is disclosed.

上記したガス供給システムの遮断弁には、パイロット式の電磁制御弁(本明細書ではパイロット式遮断弁という)が用いられることが多い。 The shut-off valve of the gas supply system described above, pilot type electromagnetic control valve (referred to the pilot shutoff valves in this specification) is often used. パイロット式遮断弁は、パイロットバルブとメインバルブを持っている。 Pilot shutoff valve has a pilot valve and the main valve. パイロットバルブは、小さなガス通過口を開閉するバルブであり、小さな力で移動することができ、コイルの電磁力が作用すると小さなガス通過口を開く。 The pilot valve is small gas passage openings are valves for opening and closing, can be moved with a small force, a small gas passage open mouth when the electromagnetic force of the coil acts. メインバルブは、大きなガス通過口を開閉するバルブであり、移動するためには大きな力を必要とし、コイルの電磁力が作用するだけではガス通過口を開けない。 The main valve is a valve for opening and closing the large gas passage openings, in order to move requires great force, only the electromagnetic force of the coil acts not open the gas passage openings. メインバルブは、パイロットバルブが開けた小さなガス通過口からガスが下流側に流れていった結果としてメインバルブより下流側のガス圧が昇圧し、メインバルブの上下のガス圧の差が所定値以下になったときに大きなガス通過口を開く。 Main valve boosts the gas pressure downstream of the main valve as a result of gas went flows to the downstream side from a small gas passage opening the pilot valve is opened, the difference between the upper and lower gas pressure of the main valve is less than a predetermined value large gas passing through open mouth when they become. 特許文献2には、パイロット式遮断弁を採用しているガス供給システムが開示されている。 Patent Document 2, a gas supply system employing a pilot shutoff valve is disclosed.
特開2002−222658号公報 JP 2002-222658 JP 特開平9−88724号公報 JP 9-88724 discloses

パイロット式遮断弁は、小さな駆動力でパイロットバルブを開閉できるために、ガスボンベに貯蔵されているガス圧が高い場合にもガス流路を開閉することができる。 Pilot shutoff valve, in order to be able to open and close the pilot valve with a small driving force, it is possible to open and close the gas flow path even when the high gas pressure, which is stored in the gas cylinder.
しかしながら、パイロットバルブが開けた小さなガス通過口からガスが下流側に流れていって下流側のガス圧が昇圧するのを待ってメインバルブが開くために、メインバルブが大きなガス通過口を開くまでに時間がかかる。 However, to open the main valve waiting for gas from a small gas passage opening the pilot valve is opened to boost the gas pressure on the downstream side went flows to the downstream side, until the main valve is a large gas passage open mouth it takes a long time to. パイロットバルブが小さなガス通過口を開いてからメインバルブが大きなガス通過口を開くまでに要する時間は、パイロット式遮断弁より下流側のガス容積に依存し、ガス容積が小さい場合は比較的短時間ですむが、ガス容積が大きい場合は長時間を要する。 Time required from the pilot valve opens a small gas passage opening to the main valve is a large gas passage open mouth depends on the gas volume of the downstream side of the pilot-type shut-off valve, when the gas volume is small relatively short period of time It requires only, but if the gas volume is large takes a long time. 例えば燃料電池のようにガス使用装置内のガス容積が大きい場合は、パイロット式遮断弁より下流側のガス圧がメインバルブを開けるガス圧になるまでに時間がかかる。 For example, when the gas volume of the gas used device as the fuel cell is large, it takes time until the gas pressure on the downstream side of the pilot shutoff valve is a gas pressure opening the main valve.
メインバルブが大きなガス通過口を開かなければガス使用装置に充分なスピードでガスを供給できないことから、ガス使用装置に充填されたガス圧がガス使用装置で必要とするガス圧まで上昇するのに時間を要し、ガス使用装置を起動することができない。 Since the main valve can not supply the gas at a sufficient speed to the gas use apparatus have to open a large gas passage openings, although the gas pressure that fills the gas use device rises to the gas pressure required by the gas use device time-consuming, it is impossible to start the gas use device. パイロット式遮断弁を用いた従来のガス供給システムでは、ガス使用装置を起動するまでに長時間を要するという問題があった。 In conventional gas supply system using a pilot-type shutoff valve, it takes a long time to start the gas use device.

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、ガス供給装置のパイロット式遮断弁のパイロットバルブを開けてからメインバルブが大きなガス通過口を開くまでに要する時間を短縮化する技術を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, a technique for shortening the time required from opening the pilot valve of the pilot shutoff valve of the gas supply device to the main valve is a large gas passage open mouth provide.

本発明は、ガスボンベに加圧状態で貯蔵されているガスをガス使用装置に供給してガス使用装置にガスを充填するガス供給システムを提供する。 The present invention provides a gas supply system the gas stored in a pressure state in a gas cylinder is supplied to the gas use device for filling the gas to the gas use apparatus. このシステムは、ガスボンベからガス使用装置まで伸びているガス流路を備えている。 The system includes a gas flow path extending from the gas cylinder to the gas-using device. そのガス流路にはパイロット式遮断弁が配置されており、そのパイロット式遮断弁は小さなガス通過口を開閉するパイロットバルブと大きなガス通過口を開閉するメインバルブを有している。 Its the gas flow path is arranged a pilot shutoff valve, the pilot type shut-off valve has a main valve for opening and closing the large gas passage openings and pilot valve for opening and closing the small gas passage openings. そのメインバルブはメインバルブ上下のガス圧の差が所定値以下になると大きなガス通過口を開く特性を備えている。 Its main valve has a large gas passage open mouth characteristic when the difference between the main valve and below the gas pressure falls below a predetermined value. ガス流路には、ガス使用装置でガスが使用されないときに、パイロット式遮断弁より下流のガス流路を減圧する手段が配置されている。 The gas flow passage, when the gas is not used in gas use device, means for reducing the pressure is arranged downstream of the gas flow path from the pilot shutoff valve. またパイロット式遮断弁よりも下流のガス流路に、大きなガス通過口を開閉する非パイロット式遮断弁が配置されている。 Further downstream of the gas flow path than the pilot shutoff valves, non-pilot type shutoff valve for opening and closing the large gas passage openings are arranged. このシステムは、パイロット式遮断弁と非パイロット式遮断弁を制御する手段を備えており、その制御手段は、パイロット式遮断弁のパイロットバルブが小さなガス通過口を開けてからパイロット式遮断弁のメインバルブが大きなガス通過口を開くまでの間、非パイロット式遮断弁がガス通過口を閉じるように制御する。 The system comprises means for controlling the pilot shutoff valve and the non-pilot shutoff valve, the control means, the main pilot shutoff valve from the pilot valve of the pilot shutoff valve is opened a small gas passage openings valve until large gas passage open mouth, non-pilot shutoff valve is controlled to close the gas passage openings.
なお、パイロットバルブが開閉する「小さなガス通過口」は、メインバルブが開閉する「大きなガス通過口」より小さいガス通過口であることを意味している。 Incidentally, the pilot valve is opened and closed "small gas passage opening" means that a "large gas passage openings" smaller gas passage opening the main valve is opened and closed. メインバルブが開閉する「大きなガス通過口」や非パイロット式遮断弁が開閉する「大きいガス通過口」は、パイロットバルブが開閉する「小さいガス通過口」より大きいガス通過口であることを意味している。 The main valve is opened and closed "large gas passage openings" and the non-pilot shutoff valve is opened and closed "large gas passage openings" means that the pilot valve is "small gas passage openings" greater than the gas passage opening for opening and closing ing.

上記したシステムによると、減圧手段が設けられているために、ガス使用装置でガスが使用されない間は、パイロット式遮断弁より下流のガス流路やガス使用装置内のガス存在可能領域が低圧に減圧されている。 According to the system described above, since the decompression means is provided, while the gas in the gas used apparatus is not used, the gas can exist areas in the downstream gas passage and the gas used device from the pilot shutoff valve to a low pressure It is depressurized.
ガス使用装置が使用される場合には、制御手段によって、パイロット式遮断弁のパイロットバルブが小さなガス通過口を開くように制御される。 If the gas used device is used by the control means, the pilot valve of the pilot-shutoff valve is controlled to open the small gas passage openings. このとき、非パイロット式遮断弁のバルブはガス通過口を閉じているので、パイロットバルブがガス通過口を開くことで通過したガスは非パイロット式遮断弁で遮断される。 At this time, the valve of the non-pilot type shut-off valve is closed the gas passage openings, the gas pilot valve has passed by opening the gas passage openings are blocked by the non-pilot shutoff valve. このために、ガス使用装置内のガス圧が昇圧する前に、パイロット式遮断弁と非パイロット式遮断弁の間のガス圧が速やかに昇圧していく。 For this, prior to boosting the gas pressure in the gas-using device, the gas pressure between the pilot shutoff valve and the non-pilot shutoff valve is gradually rapidly increased. パイロット式遮断弁のメインバルブの上下のガス圧の差が速やかに小さくなり、パイロットバルブが小さなガス通過口を開いてからメインバルブが大きなガス通過口を開くまでの時間を短縮化することができる。 The difference of the upper and lower gas pressure of the main valve pilot shutoff valve is quickly reduced, it is possible to pilot valve to shorten the time to open the small gas passage opening to the main valve is a large gas passage open mouth . 制御手段は、パイロット式遮断弁のメインバルブが大きなガス通過口を開いた後に、非パイロット式遮断弁がガス通過口を開くように制御する。 Control means, after the main valve of the pilot-shutoff valve is opened a large gas passage openings, the non-pilot-shutoff valve is controlled to open the gas passage openings. このときには、パイロット式遮断弁のメインバルブが大きなガス通過口を開けているとともに非パイロット式遮断弁が大きなガス通過口を開けるために、非パイロット式遮断弁より下流側の圧力が速やかに昇圧し、ガス使用装置が起動するのに必要なガス圧が得られるまでの時間が短縮される。 In this case, in order to non-pilot shutoff valves along with the main valve pilot-shutoff valve is opened a large gas passage port opens a large gas passage openings, the pressure downstream of the non-pilot shutoff valve is rapidly increased and it reduces the time until the gas pressure required for gas use apparatus is activated is obtained.
本システムによると、パイロット式遮断弁のパイロットバルブが開いてからメインバルブが開くまでの時間を短縮化することができ、ガス使用装置の起動時間を短縮化することができる。 According to this system, it is possible to shorten the time to open the pilot valve of the pilot-shutoff valve to open the main valve, it is possible to shorten the startup time of the gas used device.

もし、ガスボンベとパイロット式遮断弁の間にガス配管が存在する場合には、ガス使用装置が使用されないときであっても、そのガス配管内は高圧に維持されたままである。 If the gas pipe is present between the gas cylinder and the pilot shutoff valve, even when the gas used apparatus is not used, in that the gas pipe remains maintained at a high pressure. これを避けるために、前記したパイロット式遮断弁は、ボンベのガス出口に配置することが好ましい。 To avoid this, the pilot shut-off valve described above is preferably arranged in the gas outlet of the cylinder.
このようにすると、ガス使用装置でガスが使用されない間は、ガス流路の全範囲を低圧に維持することができる。 In this way, while the gas is not used in the gas used device is able to maintain a full range of gas flow path to a low pressure.

大きなガス通過口を開閉するバルブを持つ通常の遮断弁を用いてガスボンベからのガスを遮断する場合、その遮断弁が開かれたときに大量のガスが勢いよく流れるために遮断弁より下流側のガス流路やガス使用装置等に大きい負荷がかかる。 When shutting off the gas from the gas cylinder using conventional shut-off valve having a valve for opening and closing the large gas passage openings, the downstream side of the shut-off valve for flowing well large amounts of gas momentum when the shut-off valve is opened large load on the gas flow path and a gas-using device or the like is applied. ガスボンベのガス圧が高圧になればなるほど、遮断弁を開いたときに遮断弁より下流にかかる負荷が大きくなる。 The higher the gas pressure of the gas cylinder is the high pressure, the load on the downstream shutoff valve when opening the shut-off valve is increased.
パイロット式遮断弁によると、最初にパイロットバルブが小さなガス通過口を開いて少量のガスを通過させ、その後にメインバルブが大きなガス通過口を開く。 According to the pilot-type shut-off valve, passed through a small amount of gas initially pilot valve is opened a small gas passage openings, the main valve is a large gas passage open mouth thereafter. メインバルブがガス通過口を開くときには、その上下間のガス圧の差が小さくなっているために、大量のガスが勢いよく流れることが抑制される。 The main valve when the gas passes through open mouth, to the difference in gas pressure between the upper and lower is small, a large amount of gas is prevented from momentum flowing well. パイロット式遮断弁は、大量の高圧ガスが勢いよく流れてガス流路やガス使用装置等に負荷がかかることを防止できるために、高圧ガスを遮断する弁としてよく用いられている。 Pilot shutoff valve, in order to be able to prevent the load on a large amount of high-pressure gas is swiftly flowing gas passage and gas use device, it is often used as a valve to shut off the high-pressure gas.
上記した本発明に係るガスシステムの場合、パイロット式遮断弁によって大量のガスが勢いよく流れることを抑制することができる。 For gas system according to the present invention described above, it is a large amount of gas by the pilot shutoff valve to prevent the momentum flowing well. それより下流にある非パイロット式遮断弁がガス通過口を開いたときに大量のガスが勢いよく流れだすことを抑制するためには、パイロット式遮断弁と非パイロット式遮断弁の間に第1レギュレータを配置することが好ましい。 To suppress a large amount of gas that out flowing vigorously when a non-pilot-type shutoff valve in it than the downstream open the gas passage opening is first between the pilot shutoff valve and the non-pilot shutoff valve 1 it is preferable to place the regulator.
このようにすると、非パイロット式遮断弁がガス通過口を閉じているときの上下のガス圧の差を小さくすることができ、ガス通過口を開いたときに大量のガスが勢いよく流れてガス使用装置等に大きい負荷がかかることを防止できる。 In this way, non-pilot shutoff valve can be reduced the difference between the upper and lower gas pressure while closing the gas passage openings, a large amount of gas is swiftly flowing gas upon opening of the gas passage openings it is possible to prevent the large load on the apparatus used and the like according.

上記した第1レギュレータが配置されているガス供給システムにおいて、非パイロット式遮断弁とガス使用装置の間に第2レギュレータを配置するようにしてもよい。 In the gas supply system in which the first regulator described above is arranged, a second regulator may be disposed between the non-pilot shutoff valve and gas use apparatus.
このように二段階で減圧すると、高圧のガスを所望のガス圧まで精度よく減圧することができる。 With this reduced pressure in two stages, it is possible to reduce the pressure accurately pressure gas to a desired gas pressure.

上記した減圧手段は、パイロット式遮断弁より下流のガス流路をガス流路外と連通させる電磁弁であってもよい。 Decompression means described above, the downstream gas flow path from the pilot shutoff valve may be a solenoid valve that communicates with the outside gas passage.
この電磁弁によってガス流路をガス流路外と連通させると、ガス流路内のガスがガス流路外に放出される。 When a gas flow path communicates with the outside gas passage by the electromagnetic valve, the gas in the gas flow path is released to the outside of the gas flow path. これにより、パイロット式遮断弁より下流側のガス流路内やガス使用装置内からガスを抜くことができる。 Thus, it is possible to pull out the gas from the downstream side of the gas passage and the gas used in the apparatus than the pilot shutoff valve.

なお上記した各ガスシステムは、ボンベが水素を貯めるものであって、ガス使用装置が燃料電池である燃料電池発電システムに具現化することができる。 Note the gas systems described above may be one cylinder is earn hydrogen, can be embodied in a fuel cell power generation system gas used device is a fuel cell. この燃料電池発電システムは燃料電池自動車に利用することができる。 The fuel cell power generation system can be utilized in a fuel cell vehicle.

ここでは下記の実施例に記載の技術の主要な特徴について述べておく。 Here it should be noted the major features of the technology described in the Examples below.
(形態1)燃料電池発電システム(ガス供給システム)は、水素ガスを貯めるボンベと、そのボンベからの水素ガスを使用して発電する燃料電池を備える。 (Embodiment 1) The fuel cell power generation system (gas supply system), includes a cylinder to accumulate hydrogen gas, a fuel cell configured to generate electric power by using hydrogen gas from the cylinder.
この燃料電池発電システムは、燃料電池で発電した電力を利用して駆動(走行)する燃料電池自動車に備えられる。 The fuel cell power generation system utilizes the electric power generated by the fuel cell provided in a fuel cell vehicle driven (running).
(形態2)ボンベは、最大で約70MPaの高圧ガス(例えば水素ガス)を貯めることができる。 (Embodiment 2) bomb can accumulate up to about 70MPa pressure gas (e.g., hydrogen gas).
(形態3)第1遮断弁(パイロット式遮断弁)と、その下流に配置されている過流防止弁はユニット化されている。 (Embodiment 3) first shut-off valve (pilot type cut-off valve), excess flow valve which is arranged downstream thereof are unitized. 実施例では、このユニットを第1遮断弁ユニットと称することにする。 In the embodiment, to be referred to the unit and the first shut-off valve unit. パイロット式遮断弁は、通常の遮断弁よりも小型化できるという利点を有する。 Pilot shutoff valve has the advantage of compact than conventional shut-off valve.
(形態4)第1遮断弁(パイロット式遮断弁)は、第1位置と第2位置の間を移動するパイロットバルブと、第3位置と第4位置の間を移動するメインバルブを有する。 (Embodiment 4) first shut-off valve (pilot shutoff valve) has a pilot valve that moves between a first position and a second position, the main valve to move between a third position and a fourth position.
パイロットバルブが第1位置にありメインバルブが第3位置にあると、小さなガス通過口と大きなガス通過口の双方が閉じられる。 When the pilot valve is the main valve is in the first position is in the third position, both the small gas passage openings and large gas passage openings are closed. パイロットバルブが第2位置にありメインバルブが第3位置にあると、小さなガス通過口のみが開かれる。 When the pilot valve is located the main valve in the second position is in the third position, only a small gas passage openings are opened. パイロットバルブが第2位置にありメインバルブが第4位置にあると、大きなガス通過口のみが開かれる。 When the pilot valve is the main valve is in the second position is in the fourth position, only the large gas passage openings are opened.
(形態5)第1遮断弁はコイルを有する。 (Embodiment 5) first shut-off valve comprises a coil. コイルからの電磁力は、パイロットバルブとメインバルブの双方に作用する。 Electromagnetic force from the coil acts on both the pilot valve and the main valve. 制御装置(制御手段)がコイルに通電することによって、パイロットバルブがガス通過口を開く。 By the control device (control means) is energized to the coil, the pilot valve is a gas passage open mouth.
(形態6)第1遮断弁ユニットと第2遮断弁(非パイロット式遮断弁)の間に設けられている第1レギュレータは約0.6〜1.0MPa以下に減圧する。 (Embodiment 6) first regulator is provided between the first shut-off valve unit and the second shut-off valve (non-pilot shutoff valve) is reduced to below about 0.6~1.0MPa.
第1レギュレータは、ガス使用装置が使用されないときの、パイロット式遮断弁の下流側の減圧値より大きいガス圧まで減圧するものである。 The first regulator, when gas used apparatus is not used, is to vacuum up larger gas pressure than vacuum value of the downstream of the pilot-type shut-off valve.
(形態7)第1レギュレータは、第1遮断弁ユニットに隣接して配置されている。 (Embodiment 7) The first regulator is arranged adjacent to the first shut-off valve unit. 第1遮断弁ユニットと第1レギュレータの間にはガス配管が存在しない。 A first shut-off valve unit is provided between the first regulator no gas pipe.
(形態8)第1レギュレータと第2遮断弁の間のガス配管内のガス圧を検知する圧力センサが備えられる。 (Embodiment 8) first regulator and a pressure sensor for detecting the gas pressure in the gas pipe between the second shut-off valve is provided. この圧力センサは制御装置に接続されている。 The pressure sensor is connected to the control device.
(形態9)第2遮断弁より下流側に配置されている第2レギュレータは、約0.2MPa以下に減圧する。 (Embodiment 9) The second regulator is disposed downstream from the second shut-off valve is reduced to less than about 0.2 MPa.
第2レギュレータは、ガス使用装置が使用されないときの、パイロット式遮断弁の下流側の減圧値より大きいガス圧まで減圧するものである。 The second regulator, when gas used apparatus is not used, is to vacuum up larger gas pressure than vacuum value of the downstream of the pilot-type shut-off valve.
(形態10)制御装置には、自動車のイグニションスイッチが接続されている。 (Feature 10) control unit, the ignition switch of the automobile is connected.
(形態11)制御装置は、圧力センサの検出値とイグニションスイッチのON/OFFに基づいて、第1遮断弁や第2遮断弁の開閉制御を実行する。 (Embodiment 11) The control device, based on the ON / OFF of the detection value and the ignition switch of the pressure sensor, to perform opening and closing control of the first shut-off valve or the second shut-off valve.

図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。 With reference to the drawings will be described embodiments of the present invention. 図1は、本実施例の燃料電池自動車2のシステム構成を示している。 Figure 1 shows a system configuration of a fuel cell vehicle 2 of the present embodiment. 図1では、本発明に関連しない要素は図示を省略している。 In Figure 1, the elements that are not relevant to the present invention are not shown.
燃料電池自動車2は、イグニションスイッチ4と燃料電池発電システム10等を有している。 A fuel cell vehicle 2 has a ignition switch 4 and the fuel cell power generation system 10 or the like. イグニションスイッチ4は、システム10の制御装置60と接続されている。 Ignition switch 4 is connected to the control unit 60 of the system 10.
燃料電池発電システム10は、水素ガスと酸素ガスを反応させて発電するシステムである。 The fuel cell power generation system 10 is a system for generating power by reacting hydrogen gas and oxygen gas. 燃料電池自動車2は、システム10によって発電された電力を利用して駆動(走行)する。 Fuel cell vehicles 2 utilizes the power generated by the system 10 for driving (running). 燃料電池発電システム10は、水素ガスを貯めるボンベ12と、ボンベ12からの水素を使用する燃料電池30と、燃料電池30に空気を供給する空気供給装置32と、制御装置60等を備えている。 The fuel cell power generation system 10 includes a cylinder 12 to accumulate hydrogen gas, a fuel cell 30 using hydrogen from the cylinder 12, an air supply device 32 supplies air to the fuel cell 30, and a control device 60, etc. .
ボンベ12は、超高圧の水素ガスを貯蔵することができる。 Cylinder 12 can be stored a super high-pressure hydrogen gas. 本実施例では、最大で70MPaの水素を貯蔵することができる。 In this embodiment, it is possible to store hydrogen in 70MPa at maximum. ボンベ12と燃料電池30の間には、ボンベ12から燃料電池30まで水素ガスを案内するガス流路50が備えられている。 Between the cylinder 12 and the fuel cell 30, the gas flow path 50 for guiding the hydrogen gas from the cylinder 12 to the fuel cell 30 is provided. ガス流路50には、ボンベ12から燃料電池30にいくにつれて、第1遮断弁ユニット14と第1レギュレータ16と第2遮断弁20と第2レギュレータ22と第3遮断弁26の5つの弁が順に配置されている。 The gas flow path 50, as goes from the cylinder 12 to the fuel cell 30, the five valves of the first shut-off valve unit 14 and the first regulator 16 and the second shut-off valve 20 and the second regulator 22 a third shut-off valve 26 They are arranged in this order.

第1遮断弁ユニット14は、ボンベ12のガス出口を開閉するパイロット式遮断弁104と、その下流に配置されている過流防止弁160とから構成されている(これらは図1では図示省略しているが図2等に示されている)。 First shut-off valve unit 14, cylinder pilot shutoff valve 104 for opening and closing the gas outlet 12, and a excess flow valve 160. disposed downstream thereof (these were not illustrated in FIG. 1 and that are shown in FIG. 2, etc.). 第1遮断弁ユニット14がボンベ12のガス出口に配置されていることを明確にするために、図1ではボンベ12内に第1遮断弁ユニット14を図示している。 For the first shut-off valve unit 14 is to clarify that it is arranged in the gas outlet of the cylinder 12 illustrates a first shut-off valve unit 14 in FIG. 1, the cylinder 12. 第1遮断弁ユニット14の構成は後で詳しく説明する。 Configuration of the first shut-off valve unit 14 will be described in detail later.
第1遮断弁ユニット14と第1レギュレータ16は隣接して配置されており、それらの間にはガス配管が設けられていない。 A first shut-off valve unit 14 is first regulator 16 are disposed adjacent, between them not provided a gas pipe. 第1レギュレータ16は、約1MPaまで水素ガスを減圧する。 The first regulator 16 reduces the pressure of hydrogen gas to about 1 MPa. 第1レギュレータ16の構成については後で詳しく説明する。 It will be described later in detail configuration of the first regulator 16.
第1レギュレータ16と第2遮断弁20は、ガス配管50aによって接続されている。 A first regulator 16 second cutoff valve 20 is connected by a gas pipe 50a. ガス配管50aには、配管内のガス圧を検知する圧力センサ18が配置されている。 The gas pipe 50a, the pressure sensor 18 for detecting the gas pressure in the pipe is arranged. 第2遮断弁20は、ガス流路50を開閉する通常の電磁弁であり、パイロット式の遮断弁ではない。 Second shut-off valve 20 is a normal electromagnetic valve for opening and closing a gas flow path 50 is not a shut-off valve of a pilot type. 第2遮断弁20の構成は後で詳しく説明する。 Configuration of the second shut-off valve 20 will be described in detail later. 第2遮断弁20は、第1レギュレータ16に近接して配置されている。 Second shut-off valve 20 is disposed in proximity to the first regulator 16. ガス配管50aは非常に短い(圧力センサ18を設置できる程度の長さがあればよい)。 Gas pipe 50a is very short (or if any length that can be installed a pressure sensor 18). 図1では、ガス配管50aを誇張してやや長めに図示している。 In Figure 1 illustrates somewhat longer an exaggerated gas pipe 50a.

第2遮断弁20と第2レギュレータ22は、ガス配管50bによって接続されている。 A second shut-off valve 20 second regulator 22 is connected by a gas pipe 50b. 第2レギュレータ22は、約0.2MPaまで水素ガスを減圧する。 The second regulator 22 reduces the pressure of hydrogen gas to about 0.2 MPa. 第2レギュレータ22は、第1レギュレータ16とほぼ同じ構成を有しており、その詳しい構成は後述する。 The second regulator 22 has substantially the same configuration as that of the first regulator 16, the detailed configuration will be described later.
第2レギュレータ22と第3遮断弁26は、ガス配管50cによって接続されている。 A second regulator 22 third shut-off valve 26 is connected by a gas pipe 50c. 第3遮断弁26は、ガス流路50を開閉する通常の電磁弁である(パイロット式の遮断弁ではない)。 Third shut-off valve 26 is a conventional solenoid valve for opening and closing a gas flow path 50 (not the pilot type cut-off valve). 第3遮断弁26は、第2遮断弁20とほぼ同様の構成を有しており、その詳しい構成は後述する。 Third shut-off valve 26 has substantially the same configuration as the second shut-off valve 20, its detailed configuration will be described later.
ガス配管50cは、途中で二手に分かれており、その一方は第3遮断弁26と接続されており、他方は排気シャット弁36と接続されている。 Gas pipe 50c is middle is divided into two hands, one of which is connected to the third shut-off valve 26, the other is connected to an exhaust shutoff valve 36. 排気シャット弁36は、ガス流路50を開閉する通常の電磁弁である(パイロット式の遮断弁ではない)。 Exhaust shutoff valve 36, (not the pilot type cut-off valve) is a normal electromagnetic valve for opening and closing a gas flow path 50. この排気シャット弁36が開かれると、ガス流路50内の水素ガスが大気中に排出される。 When the exhaust shutoff valve 36 is opened, hydrogen gas in the gas flow path 50 is discharged into the atmosphere. 排気シャット弁36には図示省略の希釈器が接続されており、水素ガスは希釈後に排出される。 The exhaust shutoff valve 36 is connected to a diluter (not shown), hydrogen gas is discharged after dilution. また排気シャット弁36には図示省略の逆止弁が接続されており、その逆止弁によって空気がガス流路50に侵入してこないようにされている。 Also the exhaust shutoff valve 36 is connected to a check valve (not shown), air is prevented come penetrate the gas flow path 50 by the check valve. 排気シャット弁36は、第2遮断弁20とほぼ同様の構成を有しており、その詳しい説明は後述する。 Exhaust shutoff valve 36 has substantially the same configuration as the second shut-off valve 20, and a detailed description thereof will be described later.
第3遮断弁26と燃料電池30は、ガス配管50dによって接続されている。 Third shut-off valve 26 and the fuel cell 30 is connected by a gas pipe 50d. 燃料電池30の内部には、水素ガス通過経路30aと空気通過経路30bが形成されている。 Inside the fuel cell 30, hydrogen gas passage path 30a and the air passage path 30b is formed. この水素ガス通過経路30aには、ガス配管50dから水素ガスが流入する。 The hydrogen gas passage path 30a, the hydrogen gas flows from the gas pipe 50d. 燃料電池30の空気通過経路30bには、ガス配管54を介して空気供給装置32が接続されている。 The air passage path 30b of the fuel cell 30, an air supply apparatus 32 via the gas pipe 54 is connected. 空気供給装置32は、コンプレッサや加湿モジュール等から構成され、燃料電池30に空気を送り込む。 Air supply device 32 is constituted by a compressor and humidifying modules, etc., it feeds the air to the fuel cell 30. 燃料電池30の空気通過経路30bには、空気供給装置32から送り込まれた空気が流入する。 The air passage path 30b of the fuel cell 30, air sent from the air supply device 32 flows. 燃料電池30は、ボンベ12からの水素ガスと、空気供給装置32からの空気中の酸素ガスを反応させて発電する。 The fuel cell 30 has a hydrogen gas from the cylinder 12, to generate electricity by reacting oxygen gas in the air from the air supply device 32. 燃料電池30で発電された電力は、燃料電池自動車2の駆動(走行)エネルギーとなる。 Power generated by the fuel cell 30, the driving of the fuel cell vehicle 2 (running) the energy.

本実施例では、第1遮断弁ユニット14から第2遮断弁20までの容量は約0.2リットルである。 In this embodiment, the capacity of the first shut-off valve unit 14 to the second shut-off valve 20 is about 0.2 liters. また、第2遮断弁20より下流側の容量、即ち、ガス配管50b、第2レギュレータ22、ガス配管50c、第3遮断弁26、ガス配管50d、燃料電池30の水素ガス通過経路30aの合計容量は、約10リットルに設定されている。 The downstream side of the capacitor from the second cutoff valve 20, i.e., a gas pipe 50b, the second regulator 22, a gas pipe 50c, the total capacity of the third shut-off valve 26, the gas pipe 50d, the fuel cell 30 the hydrogen gas passage path 30a It is set to about 10 liters. そのうちのほとんどの容量は、燃料電池30の水素ガス通過経路30aの容量(約8リットル)である。 Most capacity of which is the capacity of the hydrogen gas passage path 30a of the fuel cell 30 (about 8 liters).

制御装置60は、圧力センサ18と接続されており、圧力センサ18によって検知されたガス圧を入力する。 The controller 60 is connected to the pressure sensor 18, inputs the gas pressure sensed by the pressure sensor 18. また制御装置60は、第1遮断弁ユニット14(第1遮断弁104)、第2遮断弁20、第3遮断弁26、及び排気シャット弁36と接続されている。 The control device 60, the first shut-off valve unit 14 (first shut-off valve 104), the second shut-off valve 20 is connected to the third shut-off valve 26, and the exhaust shutoff valve 36. 制御装置60は、各弁14,20,26,36の開閉制御を実行する。 The controller 60 performs the open and close control of each valve 14,20,26,36. 制御装置60がどのようにして開閉制御を実行するのかについては後述する。 Whether the controller 60 how to perform the opening and closing control will be described later.
制御装置60は、実際には燃料電池30や空気供給装置32と接続されており、それらの制御も実行する。 The controller 60 is actually is connected to the fuel cell 30 and the air supply device 32 also executes their control. 但し本実施例では、それらと接続されている様子を図示省略するとともに、どのような制御を実行するのかについては説明を省略する。 However, in this embodiment, while not illustrated the manner in which are connected to them, whether to perform what control is omitted.

続いて、図2を参照して、第1遮断弁ユニット14の構成について説明する。 Subsequently, with reference to FIG. 2, the configuration of the first shut-off valve unit 14. 図2は、第1遮断弁ユニット14の断面図を示している。 Figure 2 shows a cross-sectional view of the first shut-off valve unit 14. 第1遮断弁ユニット14は、ボンベ12の出口に嵌め込まれているボディ100と、第1遮断弁104と、過流防止弁160等を備えている。 First shut-off valve unit 14 includes a body 100 that is fitted to the outlet of the cylinder 12, a first shut-off valve 104, the excess flow valve 160 or the like. 第1遮断弁104と過流防止弁160は、略円筒形状のボディ100の筒内に嵌まり込んでいる。 First shut-off valve 104 and the excess flow valve 160 fits into the cylinder of the substantially cylindrical body 100 of the. 過流防止弁160は、第1遮断弁104より下流側に配置されている。 Excess flow valve 160 is disposed downstream of the first shut-off valve 104.
ボディ100の軸中心から右方に少しずれた位置には、軸方向に伸びる孔102が形成されている。 The slightly away to the right from the axial center of the body 100, hole 102 extending in the axial direction are formed. この孔102の一端はボンベ12内と連通しており、他端は図示省略のボディ上部において閉じられている。 One end of the hole 102 is communicated with the cylinder 12, the other end is closed in the body upper portion (not shown).

第1遮断弁104は、パイロット式の遮断弁である。 First shut-off valve 104 is a shutoff valve of a pilot type. 第1遮断弁104の構成について詳しく説明する。 It will be described in detail configuration of the first shut-off valve 104. 第1遮断弁104は、ガイド106と、パイロットバルブ108と、バネ114と、ステータ116と、コイル118と、ケーシング120と、プレート122と、ナット124と、メインバルブ130と、バネ138と、シート150等を有している。 First shut-off valve 104 includes a guide 106, a pilot valve 108, a spring 114, a stator 116, a coil 118, a casing 120, a plate 122, a nut 124, a main valve 130, a spring 138, the sheet It has a 150 or the like.
ガイド106は、ボディ100の内部に固定されている。 Guide 106 is fixed to the inside of the body 100. ガイド106の内部には、上から順に、メインバルブ130、パイロットバルブ108、及びステータ116が配置されている。 Inside the guide 106, in order from the top, the main valve 130, the pilot valve 108, and stator 116 is disposed. メインバルブ130とパイロットバルブ108は、ガイド106に対して上下方向に摺動可能である。 Main valve 130 and pilot valve 108 is slidable in the vertical direction with respect to the guide 106. ステータ116は、ガイド106に対して変位不能である。 The stator 116 is a non displaced relative to the guide 106.
ガイド106の下部を覆うようにしてケーシング120が配置されている。 Casing 120 so as to cover the lower portion of the guide 106 is arranged. ケーシング120内にはコイル118が収容されている。 Coil 118 is accommodated in the casing 120. ケーシング120の下面にはプレート122が配置されている。 Plate 122 is disposed on the lower surface of the casing 120. ステータ116の下部にナット124が嵌め込まれることによって、プレート122がケーシング120に密着している。 By nut 124 is fitted into the lower portion of the stator 116, the plate 122 is in close contact with the casing 120.

パイロットバルブ108は、その上端にゴムシール112が固定されている。 Pilot valve 108, a rubber seal 112 is fixed to the upper end. なおゴムシール112は、樹脂材料(ポリイミド等が好ましい)などで構成されてもよい。 Incidentally rubber seal 112 may be formed of a resin material (polyimide or the like is preferable). 他のゴムシールについても同様にポリイミド等を用いることができる。 It can be used as well such as polyimide for other rubber seal.
パイロットバルブ108の上下方向での中間位置にはピン110が固定されている。 Pin 110 is fixed to an intermediate position in the vertical direction of the pilot valve 108. パイロットバルブ108とステータ116の間にバネ114が挿入されている。 Spring 114 between the pilot valve 108 and the stator 116 is inserted. このバネ114はパイロットバルブ108を上方に付勢している。 The spring 114 urges the pilot valve 108 upward. 図2の状態では、パイロットバルブ108とステータ116の間に隙間が形成されている。 In the state of FIG. 2, the gap between the pilot valve 108 and the stator 116 are formed.
メインバルブ130は、中径の孔130aと、その孔130aに連通している小径の孔130bと、その孔130bに連通している大径の孔130cが形成されている。 The main valve 130, and the middle diameter hole 130a, and a small-diameter hole 130b which communicates with the hole 130a, a large diameter hole 130c that communicates is formed in the hole 130b. 大径の孔130cには、パイロットバルブ108の上半分が挿入されている。 The large-diameter hole 130c, the upper half of the pilot valve 108 is inserted. 図2の状態では、バネ114によって上方に付勢されているパイロットバルブ108が、メインバルブ130を上方に押している。 In the state of FIG. 2, the pilot valve 108 is urged upward by the spring 114, pushing the main valve 130 upward. この状態では、メインバルブ130の小径の孔130bが、パイロットバルブ108のゴムシール112によってシールされている。 In this state, the small-diameter hole 130b of the main valve 130 is sealed by the rubber seal 112 of pilot valve 108.
メインバルブ130には、上下方向に伸びる長孔130dが形成されており、その長孔130d内にパイロットバルブ108のピン110が入りこんでいる。 The main valve 130 is a long hole 130d extending in the vertical direction is formed, and the pin 110 of the pilot valve 108 in the long holes 130d intrudes. パイロットバルブ108は、メインバルブ130の長孔130dの範囲内で上下方向に移動可能である。 The pilot valve 108 is movable in the vertical direction within the long hole 130d of the main valve 130. 符号132は、メインバルブ130の下部を示している。 Reference numeral 132 indicates the lower portion of the main valve 130. またメインバルブ130の上部には、ゴムシール140が固定されている。 Also the upper part of the main valve 130, the rubber seal 140 is fixed.

シート150は、メインバルブ130の上方においてボディ100に対して変位不能に固定されている。 Sheet 150 is non-displaceable fixed relative to the body 100 above the main valve 130. シート150の内部には、二手に分かれる孔152が形成されている。 Inside the seat 150, bore 152 divided into two hands are formed. シート150とボディ100の間にはオーリング154が挿入されており、シート150の外周側から水素ガスが漏れないようになっている。 Between the sheet 150 and the body 100 and O-ring 154 is inserted, it is made from the outer side of the seat 150 to prevent leakage of hydrogen gas.
シート150とメインバルブ130の間にバネ138が配置されている。 Spring 138 between the sheet 150 and the main valve 130 is disposed. このバネ138によってメインバルブ130が下方に付勢されている。 The main valve 130 is biased downward by the spring 138. このバネ138の付勢力は、上述したバネ114の付勢力よりも小さい。 Biasing force of the spring 138 is smaller than the biasing force of the spring 114 described above. コイル118に通電しない状態では、バネ138の付勢力によってパイロットバルブ108とメインバルブ130が下方に移動することはなく、両バルブ108,130は上方に維持される(図2の状態に維持される)。 In When the coil is not energized 118, rather than the pilot valve 108 and the main valve 130 by the biasing force of the spring 138 is moved downward, both valves 108,130 are kept maintained upward (in FIG. 2 state ).

ボンベ12内の水素ガスは、ガイド106の上面とシート150の下面の間の空間に、矢印D1に示すようにして流入可能である。 Hydrogen gas in the cylinder 12, the space between the lower surface of the upper surface and the sheet 150 of the guide 106, can flow as indicated by an arrow D1. ガイド106の上面とシート150の下面の間の空間には、メインバルブ130の外周面とガイド106の間に形成されている隙間S1(この隙間S1は図示できないくらいにわずかである)が連通している。 The space between the lower surface of the upper surface and the sheet 150 of the guide 106, a gap S1 formed between the outer peripheral surface and the guide 106 of the main valve 130 (the gap S1 is small enough not be shown) communicates ing. その隙間S1には、メインバルブ130とパイロットバルブ108のピン110の間に形成されている隙間S2(メインバルブ130の長孔130d)が連通している。 Its in a gap S1, gap S2 formed between the pin 110 of the main valve 130 and pilot valve 108 (the long hole 130d of the main valve 130) is communicated. その隙間S2には、メインバルブ130の内周面とパイロットバルブ108の外周面の間に形成されている隙間S3が連通している。 Its in a gap S2, the gap S3, is formed between the inner peripheral surface and outer peripheral surface of the pilot valve 108 of the main valve 130 is in communication. 従って、隙間S1、S2、S3も、ボンベ12内と同圧の水素ガスで満たされている。 Therefore, the gap S1, S2, S3 are also filled with a hydrogen gas cylinder 12 and the pressure. さらに、パイロットバルブ108の外周面とガイド106の内周面の間の隙間S4も水素ガスが通過可能であり、その隙間S4を通過した水素ガスによってパイロットバルブ108のバネ114の収容空間が満たされている。 Further, the gap S4 in between the inner peripheral surface of the outer peripheral surface and the guide 106 of the pilot valve 108 is also hydrogen gas can pass through, the housing space of the spring 114 of the pilot valve 108 is filled with hydrogen gas that has passed through the gap S4 ing.
なお図2の状態では、メインバルブ130より下流側(シート150の孔152やそれより上流側)のガス圧は大気圧程度である。 Note that, in the state of FIG. 2, the gas pressure on the downstream side of the main valve 130 (hole 152 and it upstream side of the sheet 150) is approximately atmospheric pressure. 大気圧程度の低圧の水素ガスで満たされる理由については後で詳しく説明する。 It will be described later in detail why it is filled with low-pressure hydrogen gas of about atmospheric pressure.

次に、上記した構成を有する第1遮断弁(パイロット式遮断弁)104の動作について説明する。 Next, the first shut-off valve having the above structure (pilot shutoff valve) 104 operation will be described. 図2の状態でコイル118に通電すると、コイル118の電磁力がパイロットバルブ108に作用してパイロットバルブ108が下動する。 When energizing the coil 118 in the state in FIG. 2, the pilot valve 108 moves downward electromagnetic force of the coil 118 acts on the pilot valve 108. これによりパイロットバルブ108が開かれることになる。 This makes that the pilot valve 108 is opened. 図3には、パイロットバルブ108が下動した後の状態を示している。 Figure 3 shows a state after the pilot valve 108 is moved downward. なお、パイロットバルブ108が下動しても、しばらくの間はメインバルブ130は上方に維持され続ける(図3の状態が維持される)。 Even if the pilot valve 108 is moved downwardly, while the main valve 130 continues to be maintained upward (the state of FIG. 3 is maintained). こうなるように、コイル118の電磁力、バネ114の付勢力、及びバネ138の付勢力が調整されているとともに、パイロットバルブ108やメインバルブ130の構造等が設計されている。 As this occurs, the electromagnetic force of the coil 118, the biasing force of the spring 114, and along with the biasing force of the spring 138 is adjusted, the structure or the like of the pilot valve 108 and main valve 130 is designed. パイロットバルブ108は、そのピン110がメインバルブ130の下部132に当接する位置まで下動する。 The pilot valve 108 is moved downward to a position where the pin 110 abuts the bottom 132 of the main valve 130.
パイロットバルブ108が下動すると、メインバルブ130に形成されている孔130b(パイロットバルブ108が開閉するガス通過口)が開かれる。 When the pilot valve 108 is moved downward, the hole 130b formed in the main valve 130 (the gas passage openings which pilot valve 108 is opened and closed) is opened. これにより、メインバルブ130の内周面とパイロットバルブ108の外周面の間の隙間S3を満たしている水素ガスが、矢印D2に示すように孔130bを介して下流側に流れていく。 Thus, the hydrogen gas that meets the gap S3 in between the outer peripheral surface of the inner peripheral surface of the pilot valve 108 of the main valve 130, flows to the downstream side through the hole 130b as shown by the arrow D2. 但し、孔130bは非常に小径であるために、少量の水素ガスしか通過することができない。 However, since the hole 130b is very small, it can not pass through only a small amount of hydrogen gas.

パイロットバルブ108が開かれて水素ガスが下流側に流れていくと、メインバルブ130より下流側のガス圧が大きくなっていく。 When the pilot valve 108 is opened and the hydrogen gas are conveyed downstream, the gas pressure on the downstream side becomes larger than the main valve 130. これにより、メインバルブ130の上下流間の差圧が小さくなっていく。 Thus, the pressure difference between upstream and downstream of the main valve 130 becomes smaller. メインバルブ130には、パイロットバルブ108のピン110を介して下向きの力が付勢されているとともに、バネ138によって下向きに付勢されている。 The main valve 130, with downward force through a pin 110 of the pilot valve 108 is energized, and is urged downwardly by the spring 138. ピン110からの付勢力とバネ138の付勢力の和が、メインバルブ130の上下流間の差圧によってメインバルブ130を上方に維持する力より大きくなったときに、メインバルブ130は下動する。 The sum of the biasing forces of the spring 138 from the pin 110, when it becomes larger than the force to maintain the main valve 130 upward by the differential pressure between upstream and downstream of the main valve 130, main valve 130 moves downward .
図4には、メインバルブ130が下動した後の状態を示している。 Figure 4 shows a state after the main valve 130 is moved downward. メインバルブ130が下動すると、メインバルブ130とシート150の間に大きい隙間(即ちメインバルブ130が開閉するガス通過口)が形成される。 When the main valve 130 is moved downward, a large gap between the main valve 130 and seat 150 (i.e. the gas passage opening the main valve 130 is opened and closed) is formed. これにより、矢印D3に示すように水素ガスが流れることができるようになる。 Thus, it is possible to flow the hydrogen gas as shown by an arrow D3. メインバルブ130とシート150の間の隙間は大きいために、充分な量の水素ガスが通過できる。 The gap between the main valve 130 and the seat 150 is for large, sufficient amount of hydrogen gas can pass. そうではあるが、メインバルブ130が開かれた瞬間はメインバルブ130の上下流間の差圧は小さいために、大容量の水素ガスが勢いよく流れていくことは抑制される。 Nevertheless, since the moment when the main valve 130 is opened the pressure difference between upstream and downstream of the main valve 130 is small, the hydrogen gas having a large capacity will swiftly flow is suppressed.

コイル118に通電するのをやめると、バネ114の付勢力によってパイロットバルブ108とメインバルブ130の双方が上動する。 When cease to energize the coil 118, both the pilot valve 108 and the main valve 130 is moved upward by the urging force of the spring 114. これにより、メインバルブ130の孔130bがパイロットバルブ108によって閉じられるとともに、メインバルブ130がシート150に密着する。 Thus, the hole 130b of the main valve 130 is closed by the pilot valve 108, main valve 130 is brought into close contact with the seat 150. ボンベ12内の水素ガスが第1遮断弁104によって遮断された状態になる(図2の状態になる)。 Hydrogen gas in the cylinder 12 is in a state of being blocked by the first shut-off valve 104 (a state in FIG. 2).

続いて、再び図2を参照しながら過流防止弁160の構成について説明する。 Then, for the reference while the excess flow valve 160 constituting the 2 again will be described. 過流防止弁160は、ロッド162とシャフト164とバルブ166とバネ170とガイド172等を有している。 Excess flow valve 160 includes a rod 162 and the shaft 164 and the valve 166 and the spring 170 and the guide 172 or the like.
ロッド162の下端にシャフト164の上端が固定されている。 The upper end of the shaft 164 to the lower end of the rod 162 is fixed. シャフト164の下端にはバルブ166が固定されている。 Valve 166 is fixed to the lower end of the shaft 164. バルブ166の上面にはゴムシール168が固定されている。 Rubber seal 168 is fixed to the upper surface of the valve 166. ロッド162とシャフト164とバルブ166は、図2の状態から一体となって上動可能に保持されており、それらはバネ170によって下方に付勢されている。 Rod 162 and the shaft 164 and the valve 166 is moved upward can be held together from the state of FIG. 2, they are urged downward by a spring 170.
ガイド172は、上下方向に伸びる孔172aが設けられた略円筒状の部材である。 Guide 172 has a hole 172a extending in the vertical direction is substantially cylindrical member provided. ガイド172は、ボディ100の内周面に固定されている。 Guide 172 is fixed to the inner peripheral surface of the body 100. ガイド172の外周面にはオーリング174が挿入されており、ガイド172の外周側から水素ガスが漏れないようになっている。 The outer peripheral surface of the guide 172 and O-ring 174 is inserted, is made from the outer peripheral side of the guide 172 to prevent leakage of hydrogen gas. 図2の状態では、バルブ166とガイド172の間に隙間が設けられている。 In the state of FIG. 2, a gap is provided between the valve 166 and the guide 172. 水素ガスは、その隙間とガイド172の孔172aを通って上方に流れていくことができる。 Hydrogen gas can flows upward through the hole 172a of the gap and the guide 172.
過流防止弁160は、例えばそれより下流側の配管50a等(図1参照)が破損してバネ170の付勢力に打ちかつほどに大容量の水素ガスが流出しようとした場合に、バルブ166が上動する。 Excess flow valve 160, for example, when it from the downstream side pipe 50a and the like (see FIG. 1) attempts to mass of hydrogen gas enough to overcome the biasing force of the spring 170 is outflow damaged, valve 166 There moved upward. これにより、バルブ166に固定されたゴムシール168がガイド172に密着し、水素ガスが流れるのが遮断される。 Thus, a rubber seal 168 which is fixed to the valve 166 is in close contact with the guide 172 is blocked from flowing hydrogen gas.

続いて、第1レギュレータ16(図1参照)の構成について説明する。 Next, a configuration of the first regulator 16 (see FIG. 1). 図5に、第1レギュレータ16の断面図が示されている。 5, a cross-sectional view of the first regulator 16 is shown.
第1レギュレータ16は、大気室200aを構成する上ケーシング200と、一次圧室220aと二次圧室220bを構成する下ケーシング220等を有する。 The first regulator 16 includes a casing 200 on which constitute the air chamber 200a, having a lower casing 220 and the like constituting the primary pressure chamber 220a and the secondary pressure chamber 220b.
上ケーシング200は、通気孔200bが設けられており、大気が流入可能に構成されている。 Upper casing 200, is provided with vent holes 200b, air is configured to be flowing. 上ケーシング200の大気室200a内には、上プレート202と下プレート204が配置されている。 The air chamber 200a of the upper casing 200, upper plate 202 and lower plate 204 is disposed. 上プレート202と下プレート204の間にはバネ206,208が配置されている。 Spring 206, 208 is disposed between the upper plate 202 and lower plate 204. これらのバネ206,208によって、下プレート204が下方に付勢されている。 These springs 206 and 208, lower plate 204 is biased downwardly. 下プレート204には、下ケーシング220の二次圧室220bまで伸びているダイアフラムホルダ210が固定されている。 The lower plate 204, a diaphragm holder 210 which extends to the secondary pressure chamber 220b of the lower casing 220 is fixed.
上ケーシング200と下ケーシング220の間には、シェル214が配置されてる。 Between the upper casing 200 and lower casing 220, the shell 214 is disposed. シェル214と下ケーシング220によって、ダイアフラム212の外周側が挟持されている。 By the shell 214 and the lower casing 220, the outer peripheral side of the diaphragm 212 is sandwiched. ダイアフラム212の内周側は、下プレート204とダイアフラムホルダ210の間で挟持されている。 The inner peripheral side of the diaphragm 212 is sandwiched between the lower plate 204 and the diaphragm holder 210. ダイアフラム212によって、上ケーシング200の大気室200aと、下ケーシング220の二次圧室220bが仕切られている。 By a diaphragm 212, and the air chamber 200a of the upper casing 200 is partitioned secondary pressure chamber 220b of the lower casing 220.

上記したダイアフラムホルダ210の下端にはシャフト222が固定されている。 The lower end of the diaphragm holder 210 the shaft 222 is fixed. このシャフト222の下部にはバルブ224が形成されている。 Is formed valve 224 is at the bottom of the shaft 222. バルブ224の下端には、シャフト226が固定されている。 At the lower end of the valve 224, the shaft 226 is fixed. バルブ224は、バネ230によって上方に付勢されている。 Valve 224 is biased upwardly by a spring 230.
ガイド228は、下ケーシング220に対して変位不能に固定されている。 Guide 228 is non-displaceable fixed to the lower casing 220. このガイド228にシャフト226が嵌り込んでいる。 Shaft 226 is fitted into the guide 228. シャフト226は、ガイド228に対して上下方向に摺動可能である。 Shaft 226 is slidable vertically relative to the guide 228. シャフト226とバルブ224とシャフト222とダイアフラムホルダ210と下プレート204は、一体となって上下方向に移動する。 Shaft 226 and the valve 224 and the shaft 222 and the diaphragm holder 210 and the lower plate 204 is moved vertically together.
下ケーシング220の一次圧室220aには、オーリング240が嵌め込まれた部材232が固定されている。 The primary pressure chamber 220a of the lower casing 220, member 232 which O-ring 240 is fitted is fixed. この部材232にバルブ224が当接していると(図5の状態になると)、一次圧室220aと二次圧室220bが遮断されて水素ガスが通過することができない。 This member 232 and the valve 224 is in contact with (comes in the state of FIG. 5), the hydrogen gas can not pass through primary pressure chamber 220a and the secondary pressure chamber 220b is cut off.
なお、図5中の符号242,244,246はオーリングであり、それぞれによって水素ガスが漏れないようにシールされている。 Reference numeral 242, 244, 246 in FIG. 5 is a O-ring is sealed so as to prevent leakage of hydrogen gas by each.

一次圧室220aは、上述した第1遮断弁ユニット14(図1等参照)と接続されている。 The primary pressure chamber 220a is connected to the first shut-off valve unit 14 described above (see FIG. 1). 一次圧室220aには、図5の右側に示した矢印の方向に水素ガスが流入する。 The primary pressure chamber 220a, the hydrogen gas flows in the direction of the arrow shown on the right side of FIG. 一次圧室220aに流入した水素ガスは、一次圧室220aと二次圧室220bの間が開放されている場合に二次圧室220bに流入することができる。 Hydrogen gas that has flowed into the primary pressure chamber 220a can flow into the secondary pressure chamber 220b when between the primary pressure chamber 220a and the secondary pressure chamber 220b is opened. 二次圧室220bは、図1に示されるガス配管50aと接続されている。 The secondary pressure chamber 220b is connected to the gas pipe 50a shown in FIG. 二次圧室220bに流入した水素ガスは、図5の左側に示した矢印の方向に流出していく。 Hydrogen gas that has flowed into the secondary pressure chamber 220b is flows out in the direction of the arrow shown on the left side of FIG. 本実施例の第1レギュレータ16は、いわゆるノーマルオープン型のレギュレータである。 The first regulator 16 of the present embodiment is a so-called normally open type regulator.
本実施例では、二次圧室220bのガス圧が約1MPa以下ならばバルブ224が開くように各バネ206,208,230の付勢力が調整されている。 In this embodiment, the biasing force of each spring 206,208,230 as if gas pressure of about 1MPa or less valve 224 opens the secondary pressure chamber 220b is adjusted. ボンベ12(図1等参照)内のガス圧がどれだけ高圧であっても、第1レギュレータ16で約1MPaまで減圧される。 Cylinder 12 even high gas pressure inside (see FIG. 1) is much, the pressure is reduced to about 1MPa at a first regulator 16.

第2レギュレータ22(図1参照)は、上記した第1レギュレータ16と同様の構成を有している。 The second regulator 22 (see FIG. 1) has the same structure as the first regulator 16 as described above. 第2レギュレータ22は、約0.2MPaまで減圧するように各バネの付勢力が調整されている点が第1レギュレータ16と異なる。 The second regulator 22, is that the biasing force of the spring is adjusted to a reduced pressure up to about 0.2MPa different from the first regulator 16.

続いて、図6を参照して第2遮断弁20の構成について説明する。 Next, description will be given of a configuration of the second shut-off valve 20 with reference to FIG. 図6には、第2遮断弁20の断面図を簡略化して示している。 Figure 6 shows a simplified cross-sectional view of a second shut-off valve 20.
第2遮断弁20は、ケーシング300を有している。 Second shut-off valve 20 has a casing 300. ケーシング300内には、入口側の水素ガス通路300aと、出口側の水素ガス通路300bが形成されている。 The casing 300, a hydrogen gas passage 300a of the inlet side, the hydrogen gas passage 300b on the outlet side is formed. 水素ガス通路300aは、図1に示されるガス配管50aと接続されている。 Hydrogen gas passage 300a is connected to the gas pipe 50a shown in FIG. 水素ガス通路300bは、図1に示されるガス配管50bと接続されている。 Hydrogen gas passage 300b is connected to the gas pipe 50b shown in FIG.
ケーシング300内には、コイル302とステータ304とバルブ保持部材306とバルブ308とバネ310等が収容されている。 The casing 300, such as a coil 302 and the stator 304 and the valve holding member 306 and the valve 308 and the spring 310 are accommodated. ステータ304は、ケーシング300に固定されている。 The stator 304 is fixed to the casing 300. バルブ保持部材306は、その内底面においてバルブ308を保持している。 Valve holding member 306 holds the valve 308 in its inner bottom surface. バルブ308は、その上面が曲面に形成されているゴム製の部材である。 Valve 308 is a rubber member that its upper surface is a curved surface. 図6の状態では、バルブ308によって、入口側の水素ガス通路300aと出口側の水素ガス通路300bの間が遮断されている。 In the state of FIG. 6, by a valve 308, between the inlet side of the hydrogen gas passage 300a and the outlet side of the hydrogen gas passage 300b is cut off.
バネ310は、ステータ304とバルブ保持部材306の間に配置されている。 The spring 310 is disposed between the stator 304 and the valve holding member 306. バネ310は、バルブ保持部材306(バルブ308)を上方を付勢している。 The spring 310 urges the upper valve holding member 306 (valve 308).
この第2遮断弁20は、コイル302に通電されていない状態では、バルブ保持部材306が上方に維持される(図6の状態)。 The second shut-off valve 20 is in the state in which no power is supplied to the coil 302, the valve holding member 306 is maintained above (the state of FIG. 6). コイル302に通電すると、その電磁力がコイル保持部材306に作用してコイル保持部材306が下動する。 When energizing the coil 302, the coil holding member 306 that electromagnetic force acts on the coil holding member 306 is moved downward. これによりバルブ308も下動し、入口側の水素ガス通路300aから出口側の水素ガス通路300bに水素ガスが流れることができるようになる。 Thus the valve 308 is also moved downward, it is possible to flow the hydrogen gas from the inlet side of the hydrogen gas passage 300a to the outlet side of the hydrogen gas passage 300b.

第3遮断弁26は、上述した第2遮断弁20とほぼ同様の構成を有する。 Third shut-off valve 26 has substantially the same configuration as the second cutoff valve 20 described above. 即ち、第3遮断弁26は、コイルに通電することによってバルブが開放される通常の遮断弁である。 That is, the third shut-off valve 26 is a conventional shut-off valve the valve is opened by energizing the coil. また排気シャット弁36も上述した第2遮断弁20とほぼ同様の構成を有する。 Also the exhaust shutoff valve 36 has substantially the same configuration as the second cutoff valve 20 described above.

続いて、制御装置60が実行する処理について説明する。 Next, a description will be given of a process control device 60 performs. ここでは、本発明にあまり関連しない処理については説明を省略する。 Here, the process of the present invention does not significantly associated omitted. 図7に、制御装置60が実行する処理のフローチャートが示されている。 7, a flow chart of a process control device 60 to be executed are shown.
制御装置60は、イグニション4がONされるのを常時監視している(ステップS2)。 The controller 60 monitors that the ignition 4 is ON at all times (Step S2). イグニション4がONされると、第1遮断弁104(パイロット式遮断弁)と第3遮断弁26を開く(ステップS4)。 When ignition 4 is turned ON, open first shut-off valve 104 (the pilot shutoff valve) the third shut-off valve 26 (Step S4). 制御装置60は、第1遮断弁104のコイル118(図2参照)に通電してパイロットバルブ108を開く。 The controller 60 opens the pilot valve 108 by energizing the coil 118 of the first shut-off valve 104 (see FIG. 2). また、第3遮断弁26のコイルに通電してバルブを移動させることによって、第3遮断弁26を開く。 Further, by moving the valve by energizing the coil of the third shut-off valve 26 opens the third shutoff valve 26.
ステップS4の処理を行なうと、メインバルブ130に形成されている孔130b(図2参照)を介して少量の水素ガスが通過できるようになる。 When performing the processing of step S4, a small amount of hydrogen gas will be able to pass through the hole 130b formed in the main valve 130 (see FIG. 2). ステップS4の処理を実行する時点では、第2遮断弁20は閉じられている。 At the time of executing the process of step S4, the second shut-off valve 20 is closed. 第1遮断弁104を通過した水素ガスは、第2遮断弁20より下流側に流れていくことができない。 Hydrogen gas that has passed through the first shut-off valve 104 may not be from the second shut-off valve 20 flows to the downstream side. このため、第1遮断弁104を通過した水素ガスによって、ガス配管50a(図1参照)や第1レギュレータ16より上流側(第1遮断弁104のメインバルブ130の直下)のガス圧が速やかに上昇していく。 Therefore, the hydrogen gas that has passed through the first shut-off valve 104, the gas pipe 50a (see FIG. 1) and upstream of the first regulator 16 (directly below the main valve 130 of the first shut-off valve 104) of the gas pressure quickly It rises. メインバルブ130の上下流間の差圧が素早く小さくなっていく。 Differential pressure between the upstream and downstream sides of the main valve 130 is getting rapidly smaller.

本実施例の第1遮断弁104は、ガス配管50aのガス圧が1.0MPaまで上昇した場合には、メインバルブ130の上下流間の差圧がかなり小さくなってメインバルブ130が下動するようになっている。 First shut-off valve 104 of the present embodiment, when the gas pressure in the gas pipe 50a is increased to 1.0MPa, the main valve 130 differential pressure considerably reduced between upstream and downstream of the main valve 130 is moved downward It has become way. 制御装置60は、圧力センサ18(図1参照)の検出値が1.0MPaに達したか否かを監視し(ステップS6)、圧力センサ18の検出値が1.0MPaに達した場合(ステップS6でYESの場合)には第2遮断弁20を開く処理を実行する(ステップS8)。 Controller 60, the detection value of the pressure sensor 18 (see FIG. 1) monitors whether reached 1.0 MPa (step S6), and if the detected value of the pressure sensor 18 has reached 1.0 MPa (step in the case of YES) in S6 performs processing of opening the second shut-off valve 20 (step S8). ステップS8の処理は、第2遮断弁20のコイル302(図6参照)に通電することによって実行される。 The process of step S8 is performed by energizing the coil 302 of the second shut-off valve 20 (see FIG. 6).
本実施例では、ボンベ12内のガス圧が10MPaである場合、ステップS4の処理からステップS6の処理を実行するまでの時間は約0.2秒である。 In this embodiment, when the gas pressure in the cylinder 12 is 10 MPa, the time from the processing in step S4 until executing the processing in step S6 it is approximately 0.2 seconds. 第1遮断弁104のパイロットバルブ108が開かれてからメインバルブ130が開かれるまでが非常に早い。 After the pilot valve 108 of the first shut-off valve 104 is opened to the main valve 130 is opened is very fast.
ステップS8の処理を実行することにより、第2遮断弁20を水素ガスが通過できるようになる。 By executing the processing in step S8, comprising a second shut-off valve 20 to the hydrogen gas can pass. このときには第1遮断弁104のメインバルブ130が開かれているために、充分な量の水素ガスがボンベ12から流出していくことができる。 To the main valve 130 of the first shut-off valve 104 is open at this time, a sufficient amount of hydrogen gas can continue to flow out from the cylinder 12. 従って、第2遮断弁20より下流側は、必要なガス圧まで素早く昇圧する。 Thus, downstream from the second shut-off valve 20 boosts quickly to the required gas pressure. 本実施例では、燃料電池30の水素ガス通過経路30aが0.2MPa程度に達すると燃料電池30を起動することができる。 In this embodiment, the hydrogen gas passage path 30a of the fuel cell 30 can start the fuel cell 30 reaches the order of 0.2 MPa. 上述したように、燃料電池30の水素ガス通過経路30aは大きい容量(約8リットル)を持つが、その経路30aが速やかに0.2MPaまで昇圧される。 As described above, the hydrogen gas passage path 30a of the fuel cell 30 has a greater capacity (approximately 8 liters), the path 30a is rapidly increased up to 0.2 MPa. 本実施例のシステム10によると、イグニション4がONされてから燃料電池30を起動するまでの時間が非常に早い。 According to the system 10 of this embodiment, a very quick time from ignition 4 is ON until the start of the fuel cell 30.

制御装置60は、燃料電池30の起動中に、イグニション4がOFFされたか否かを常時監視している(ステップS10)。 The controller 60 during startup of the fuel cell 30, ignition 4 constantly monitors whether or not the OFF (step S10). イグニション4がOFFされた場合(ステップS10でYESの場合)は、第1遮断弁104を閉じる処理を実行する(ステップS12)。 If the ignition 4 is OFF (YES in step S10) executes the process of closing the first shutoff valve 104 (step S12). この処理は、第1遮断弁104のコイル118(図2参照)に通電するのを停止することによって実行される。 This process is executed by stopping the energizing coil 118 of the first shut-off valve 104 (see FIG. 2). ステップS12の処理が実行されることにより、第1遮断弁104のパイロットバルブ108とメインバルブ130の双方が閉じられる。 By the process of step S12 is executed, both the pilot valve 108 and main valve 130 of the first shut-off valve 104 is closed.
続いて、排気シャット弁36を開く(ステップS14)。 Then, opening the exhaust shutoff valve 36 (step S14). この処理を実行すると、第1遮断弁104より下流側に存在する水素ガスが排気されることになる。 When executing this process, so that the hydrogen gas present downstream of the first shut-off valve 104 is exhausted. これにより、第1遮断弁104より下流側が低圧になり、ガス流路50や燃料電池30の水素ガス通過経路30a等に負荷がかかるのを抑制できる。 Accordingly, the downstream side becomes lower pressure than the first cutoff valve 104, so that the load on the hydrogen gas passage path 30a or the like of the gas passage 50 and the fuel cell 30 is applied to.
制御装置60は、排気シャット弁36を開くと、圧力センサ18(図1参照)の検出値が0.1MPaになったか否かを監視する(ステップS16)。 Controller 60, when opening the exhaust shutoff valve 36, the detection value of the pressure sensor 18 (see FIG. 1) monitors whether or not it is 0.1 MPa (step S16). 圧力センサ18の検出値が0.1MPaになった場合(ステップS16でYESの場合)には、第2遮断弁20と第3遮断弁26と排気シャット弁36を閉じる。 If the detected value of the pressure sensor 18 becomes 0.1MPa (YES at step S16), and closes the second shut-off valve 20 a third shut-off valve 26 and the exhaust shutoff valve 36. 即ち、それぞれの弁20,26,36のコイルに通電するのを停止する。 That is, it stops to energize the coil of each valve 20,26,36. イグニション4がOFFされている間は、この状態が維持される。 While the ignition 4 is OFF, the state is maintained.
制御装置60は、ステップS18の処理を終えると、ステップS2に戻ってイグニション4がONされたか否かを監視する処理を実行する。 Controller 60, when completing the process of step S18, ignition 4 executes the process of monitoring whether or not the ON returns to step S2.

本実施例の燃料電池発電システム10によると、第1遮断弁104のメインバルブ130が開かれるまで第2遮断弁20を閉じておくために、メインバルブ130を早く開かせることができる。 According to the fuel cell power generation system 10 of this embodiment, in order to main valve 130 of the first shut-off valve 104 is kept closed and the second shut-off valve 20 to be opened, it is possible to open quickly the main valve 130. 上述したが、ボンベ12内のガス圧が10MPaである場合は約0.2秒でメインバルブ130を開かせることができる。 It has been described above, when the gas pressure in the cylinder 12 is 10MPa can open the main valve 130 in approximately 0.2 seconds. もし第2遮断弁20が存在しなければ、ボンベ12内のガス圧が10MPaである場合に、パイロットバルブ108が開いてからメインバルブ130が開くまでに50秒の時間を要することが実験によって得られている。 If no second shut-off valve 20 is present, obtained when the gas pressure in the cylinder 12 is 10 MPa, the until the experiment it takes 50 seconds the main valve 130 is opened from the pilot valve 108 opens It is. 本実施例によると、メインバルブ130を極めて短時間で開かせることができる。 According to this embodiment, it is possible to very short time to open the main valve 130.
第2遮断弁20を開くときには第1遮断弁14のメインバルブ130が開かれているために、第2遮断弁20より下流側は必要とされるガス圧まで素早く昇圧する。 When opening the second shut-off valve 20 to be open main valve 130 of the first shut-off valve 14, downstream of the second shut-off valve 20 boosts quickly until the gas pressure required. 本実施例では、燃料電池30を起動させるまでの時間を短縮化することができる。 In this embodiment, it is possible to shorten the time to activate the fuel cell 30.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。 Having described the embodiments of the present invention in detail, these are merely illustrative and are not intended to limit the scope of the appended claims. 特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 The technology described in the claims, various modifications of the specific examples described above, include those changes.
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。 Furthermore, the technical elements described in this specification or drawings is to exhibit technical usefulness solely or in various combinations, but the invention is not limited to the combination described in the claims as filed. また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Furthermore, the technology illustrated in the present specification or drawings achieves a plurality of objects simultaneously, and has technical utility by achieving one of these objects.

燃料電池自動車のシステム構成を示す。 It shows a system configuration of a fuel cell vehicle. 第1遮断弁ユニットの断面図である。 It is a cross-sectional view of the first shut-off valve unit. 第1遮断弁ユニットの断面図である(図2の状態からパイロットバルブが下動したときの図)。 It is a cross-sectional view of the first shut-off valve unit (figure when the pilot valve is moved downward from the state shown in FIG. 2). 第1遮断弁ユニットの断面図である(図3の状態からメインバルブが下動したときの図)。 It is a cross-sectional view of the first shut-off valve unit (figure when the main valve is moved downward from the state of FIG. 3). 第1レギュレータの断面図である。 It is a cross-sectional view of the first regulator. 第2遮断弁の断面図である。 It is a cross-sectional view of the second shut-off valve. 制御装置が実行する処理のフローチャートを示す。 It shows a flowchart of a process control device executes.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2:燃料電池自動車4:イグニションスイッチ10:燃料電池発電システム12:ボンベ14:第1遮断弁ユニット16:第1レギュレータ18:圧力センサ20:第2遮断弁22:第2レギュレータ26:第3遮断弁30:燃料電池、30a:水素通過経路、30b:空気通過経路32:空気供給装置36:排気シャット弁50:水素ガス流路54:ガス配管(空気流路) 2: Fuel cell vehicles 4: ignition switch 10: the fuel cell power generation system 12: cylinder 14: first shut-off valve unit 16: first regulator 18: Pressure sensor 20: second shut-off valve 22: second regulator 26: third shut-off The valve 30: fuel cell, 30a: hydrogen passage path, 30b: through-air path 32: air supply device 36: exhaust shutoff valve 50: hydrogen gas flow path 54: gas pipe (air channel)
60:制御装置100:ボディ104:第1遮断弁(パイロット式遮断弁) 60: Control unit 100: Body 104: the first shut-off valve (pilot shutoff valve)
108:パイロットバルブ130:メインバルブ 108: pilot valve 130: the main valve

Claims (5)

  1. ガスボンベに加圧状態で貯蔵されているガスをガス使用装置に供給してガス使用装置にガスを充填するガス供給システムであり、 The gas stored in a pressure state in a gas cylinder is supplied to the gas use device is a gas supply system for filling the gas to the gas use device,
    ガスボンベからガス使用装置まで伸びているガス流路と、 A gas flow path extending from the gas cylinder to the gas-using device,
    そのガス流路に配置されており、小さなガス通過口を開閉するパイロットバルブと大きなガス通過口を開閉するメインバルブを有し、そのメインバルブはメインバルブ上下のガス圧の差が所定値以下になると大きなガス通過口を開く特性を備えているパイロット式遮断弁と、 Are arranged in the gas passage, a main valve for opening and closing the pilot valve for opening and closing the small gas passage openings large gas passage openings, the difference between the main valve main valve and below the gas pressure below a predetermined value comes to a pilot-type shut-off valve which has a large gas passage open mouth properties,
    ガス使用装置でガスが使用されないときに、パイロット式遮断弁より下流のガス流路を減圧する手段と、 When the gas is not used in a gas-using device, and means for reducing the pressure downstream of the gas flow path from the pilot shutoff valve,
    パイロット式遮断弁よりも下流のガス流路に配置されており、大きなガス通過口を開閉する非パイロット式遮断弁と、 Than the pilot shutoff valve is disposed downstream of the gas flow path, and a non-pilot-type shut-off valve for opening and closing the large gas passage openings,
    パイロット式遮断弁と非パイロット式遮断弁を制御する手段を備えており、 Comprising means for controlling the pilot shutoff valve and the non-pilot-shutoff valve,
    その制御手段は、パイロット式遮断弁のパイロットバルブが小さなガス通過口を開けてからパイロット式遮断弁のメインバルブが大きなガス通過口を開くまでの間、非パイロット式遮断弁がガス通過口を閉じるように制御することを特徴とするガス供給システム。 Its control means, between the pilot valve of the pilot-shutoff valve is opened a small gas passage opening to the main valve pilot shutoff valve is a large gas passage open mouth, non-pilot shutoff valve closes the gas passage openings gas supply system and controls so.
  2. パイロット式遮断弁と非パイロット式遮断弁の間のガス流路に配置されている第1レギュレータをさらに備えることを特徴とする請求項1のガス供給システム。 Gas supply system according to claim 1, further comprising a first regulator which is arranged in the gas flow path between the pilot shutoff valve and the non-pilot shutoff valve.
  3. 非パイロット式遮断弁とガス使用装置の間のガス流路に配置されている第2レギュレータをさらに備えることを特徴とする請求項2のガス供給システム。 Gas supply system according to claim 2, characterized by further comprising a second regulator that is arranged in the gas flow path between the non-pilot shutoff valve and gas use apparatus.
  4. 前記減圧手段は、パイロット式遮断弁より下流のガス流路をガス流路外と連通させる電磁弁であることを特徴とする請求項1から3のいずれかのガス供給システム。 The decompression means, any of the gas supply system of claims 1 to 3, wherein the downstream gas flow path from the pilot shutoff valve is a solenoid valve that communicates with the outside gas passage.
  5. ガスボンベが水素を貯めるものであるとともに、ガス使用装置が燃料電池であることを特徴とする請求項1から4のいずれかのガス供給システム。 Together in which the gas cylinder store hydrogen, one of the gas supply system of claims 1-4, characterized in that the gas used device is a fuel cell.
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