JP2006316840A - Convection preventing valve device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃料電池システムの流体管路に設けられる対流防止用弁装置に関するものである。 The present invention relates to a convection prevention valve device provided in a fluid line of a fuel cell system.
一般的な流体管路に設けられる弁装置として、例えば、特許文献1に示す回転式のブレードダンパーがある。このブレードダンパーは、流路のオリフィス部に設けられて、そのダンパーが回転軸周りに回転することにより流路を開閉し、流体の流れを遮断、開放、又はその流量を制御するものである。 As a valve device provided in a general fluid conduit, for example, there is a rotary blade damper shown in Patent Document 1. The blade damper is provided in the orifice portion of the flow path, and opens and closes the flow path by rotating the damper around the rotation axis, thereby blocking or opening the flow of the fluid or controlling the flow rate.
また、特許文献2に示す弁装置は、燃料電池システムの反応ガス流路に設けられる電磁式の回転弁である。その構成は、弁箱内に、流路を管径方向に横断する弁軸が設けられ、その弁軸に弁体が取り付けられている。弁体は、弁軸周りに回転可能であり、その回転により流路を開閉し得るとともに、コイルバネによりその弁軸周りに閉弁方向へ付勢されている。
弁箱内には、前記弁軸の端部にソレノイド部が設けられており、そのソレノイド部の励磁作用により、前記バネの付勢力に抗して弁軸を回転させて弁体を開弁するようになっている。
In the valve box, a solenoid portion is provided at the end of the valve shaft, and the valve body is opened by rotating the valve shaft against the biasing force of the spring by the excitation action of the solenoid portion. It is like that.
ところで、燃料電池システムでは、例えば、アノード(燃料極)、カソード(空気極)へ供給される各気体の加湿部などにおいて、水タンクからの水が供給されており、その供給用の流路には、燃料電池が動作している時には水が流れ、燃料電池が止まると水の流れが停止して管路内に水のない空の状態になる箇所がある。この水タンク内に貯留されている水は、燃料電池が動作している際も、停止している際にも、その温度を一定に保つ必要があるので、流路内の気体に流れが生じると、この気体の流れにより、水温が変動することがあるので好ましくない。このため、燃料電池が停止して流路に水が供給されなくなった際には、流路内の気体が流れないように流路を塞ぐ必要がある。 By the way, in the fuel cell system, for example, water from a water tank is supplied in a humidifying portion of each gas supplied to an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode), and the supply flow path is provided. There are places where water flows when the fuel cell is operating, and when the fuel cell stops, the flow of water stops and there is no water in the pipeline. The water stored in the water tank needs to maintain a constant temperature both when the fuel cell is operating and when it is stopped. This is not preferable because the water temperature may fluctuate due to the gas flow. For this reason, when the fuel cell is stopped and water is no longer supplied to the flow path, it is necessary to close the flow path so that the gas in the flow path does not flow.
また、例えば、空気極にポンプ(又はブロア)にて空気を送る流路にて、燃料電池が動いている時は空気がポンプから空気極に送られていて、燃料電池が止まるとポンプも止まり、空気の流れはなくなるが、この時、燃料極より流路内に水分が拡散してきて、そのままだとポンプに水分が届いて、ポンプが錆びる可能性がある。このため、燃料電池が停止して流路に空気が供給されなくなった際には、流路を塞ぐ必要がある。 Also, for example, when the fuel cell is moving in a flow path that sends air to the air electrode by a pump (or blower), air is sent from the pump to the air electrode, and when the fuel cell stops, the pump also stops. Although the air flow disappears, at this time, moisture diffuses from the fuel electrode into the flow path, and if it is left as it is, moisture may reach the pump and the pump may rust. For this reason, when the fuel cell is stopped and air is no longer supplied to the flow path, it is necessary to close the flow path.
さらに、例えば、メタノールを燃料とするDMFCと呼ばれる燃料電池では、メタノールをタンクから燃料極に送っているが、その送られた燃料がすべて反応している訳ではなく、未反応のメタノールが存在する。
このとき、未反応のメタノールには、反応で生じた二酸化炭素が含まれているので、これを排出し、再び燃料極に戻している。この再循環したメタノールには、排出しきれない二酸化炭素が含まれていて、これがタンク内の純粋なメタノールに混ざることは避けなければならない。このため、燃料電池が停止して流路にメタノールが供給されなくなった際には、その二酸化炭素を含んだメタノールがタンクに逆流しないように、流路を塞ぐ必要がある。
また、燃料電池システムの配水流路以外にも、流体が断続的に供給される流路において、その流体の供給が絶たれた場合にその流路を塞いで、流路内に介在する気体の移動を防止したい場合がある。
Furthermore, for example, in a fuel cell called DMFC using methanol as fuel, methanol is sent from the tank to the fuel electrode, but not all of the sent fuel has reacted, and unreacted methanol exists. .
At this time, since the unreacted methanol contains carbon dioxide generated by the reaction, it is discharged and returned to the fuel electrode again. This recycled methanol contains carbon dioxide that cannot be exhausted, and it must be avoided that it mixes with the pure methanol in the tank. For this reason, when the fuel cell is stopped and methanol is no longer supplied to the flow path, it is necessary to close the flow path so that methanol containing carbon dioxide does not flow back into the tank.
In addition to the distribution flow channel of the fuel cell system, in the flow channel where the fluid is intermittently supplied, when the supply of the fluid is interrupted, the flow channel is closed and the gas intervening in the flow channel is blocked. You may want to prevent movement.
しかし、このような流路に、上記特許文献1及び2に示す弁装置を用いると、弁箱には、流体の流れに対応して弁孔を開閉するために、弁軸を回転させる駆動装置を設ける必要がある。弁箱に駆動装置が介在すると、構造を複雑にするとともに、装置が大型化するので好ましくない。
However, when the valve device shown in
また、ばね等の弾性体により弁体を閉弁方向に付勢し、流体が流れた際にその流体圧により弁体を押して開弁させる手法も考えられるが、ばね等により付勢された弁体を採用すると、弁を通過する流体に大きな圧力損失を生じ得る。これは、一般に、弁体をばねにより閉弁方向に付勢した場合、開弁とともに徐々にばねの変形量は増大し、その増大に応じて前記付勢力も大きくなるからである。
このため、この種の弁装置を使用すると、流体がスムースに供給されなくなるので好ましくない。
In addition, a method of urging the valve body in the valve closing direction by an elastic body such as a spring and pushing the valve body by the fluid pressure when the fluid flows can be considered. Employing the body can cause significant pressure loss in the fluid passing through the valve. This is because, generally, when the valve body is urged in the valve closing direction by a spring, the amount of deformation of the spring gradually increases as the valve is opened, and the urging force increases in accordance with the increase.
For this reason, it is not preferable to use this type of valve device because the fluid is not supplied smoothly.
さらに、特許文献2に記載の弁装置を使用すると、流路内の流体の流れが止まったときに、ソレノイド部への通電を止めて閉弁させる必要がある。このため、その流れの変化を検知する装置が必要となる。流路に検知装置を設けることは、構造を複雑にし、また装置が大型化するので好ましくない。
Furthermore, when the valve device described in
そこで、この発明は、弁装置を簡易な構造として、流体が供給されて流れているときは低い圧力損失で開弁し、且つ流体の供給が絶たれると閉弁するようにすることを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to make the valve device a simple structure so that when the fluid is supplied and flowing, the valve device is opened with a low pressure loss, and when the fluid supply is cut off, the valve device is closed. To do.
上記の課題を解決するために、この発明は、流体の媒体が断続的に供給される流路に弁箱を設け、その弁箱内の流路に弁孔を形成し、その弁孔に揺動又は回転により前記弁孔を開閉する弁体を設けてその弁体を磁力の作用により閉弁方向へ付勢するとともに、その付勢により、弁体は、前記流路内への流体の供給が絶たれた場合に前記弁孔を閉じて前記流路内に残存し供給圧を受けない前記流体の媒体、又は前記流路P内の他の気体の移動を阻止するようにしたのである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a valve box in a flow path to which a fluid medium is intermittently supplied, forms a valve hole in the flow path in the valve box, and swings the valve hole. A valve body that opens and closes the valve hole by movement or rotation is provided, and the valve body is urged in the valve closing direction by the action of magnetic force, and the urging causes the valve body to supply fluid into the flow path. When the valve is cut off, the valve hole is closed to prevent movement of the fluid medium remaining in the flow path and not receiving supply pressure, or other gas in the flow path P.
このようにすれば、流路に流体が供給されているときは、弁体はその流体圧でもって押されて開弁し、且つ流体の供給が絶たれると、弁体は前記磁力による付勢力でもって閉弁して、流路内に介在する気体の移動を防止し得る。
このとき、弁体は磁力により付勢されているので、その弁体、及びその弁体を支持する弁軸等の各部部材には、付勢手段が直接触れる必要がない。このため、弁体を動作させる際の摩擦抵抗が少なくなり、圧力損失を低減し得る。また、流路に流体が供給されていない場合、流路内にその供給流体(圧力媒体)以外の気体が介在しているが、弁体にはその供給流体の供給圧が作用しないので、比較的弱い磁力によって弁体は閉弁状態に戻り得る。このため、設定される磁力は弱いもので足りる。したがって、流体が、その磁力による付勢力に抗して弁体を開放する際に生じる圧力損失を低いものとし得る。
In this way, when the fluid is supplied to the flow path, the valve body is pushed by the fluid pressure to open, and when the supply of fluid is cut off, the valve body is biased by the magnetic force. Thus, the valve can be closed to prevent movement of the gas interposed in the flow path.
At this time, since the valve body is urged by magnetic force, it is not necessary for the urging means to directly touch the respective members such as the valve body and the valve shaft that supports the valve body. For this reason, the frictional resistance when operating the valve body is reduced, and the pressure loss can be reduced. In addition, when no fluid is supplied to the flow path, gas other than the supply fluid (pressure medium) is present in the flow path, but the supply pressure of the supplied fluid does not act on the valve body. The valve body can return to the closed state by a weak magnetic force. For this reason, a weak magnetic force is sufficient. Therefore, the pressure loss generated when the fluid opens the valve body against the urging force by the magnetic force can be reduced.
上記の構成において、上記弁体は、前記供給方向の前記供給流体の流れに対してのみ前記弁孔を開放する逆止弁とすれば、流体の供給が絶たれた際に、その供給流体以外の気体が流路内を逆流して、流体の供給源に至ることを防止し得る。 In the above configuration, if the valve body is a check valve that opens the valve hole only with respect to the flow of the supply fluid in the supply direction, when the supply of fluid is cut off, It is possible to prevent the gas from flowing backward in the flow path and reaching the fluid supply source.
また、上記弁装置を、燃料電池システムの配水流路に採用することができる。燃料電池システムの配水流路は、流路に水が供給されていない場合には流路に水がない状態となり、そのとき流路内には空気が介在する。このため、流路内に水がない場合にのみ弁体が弁孔を閉じるようにすれば、その流路への流体の非供給時において、流路内の空気の移動を抑制し得る。このため、水の供給源において、水温の変動を防止し得るようになる。 Moreover, the said valve apparatus is employable as the water distribution flow path of a fuel cell system. The water distribution flow path of the fuel cell system is in a state where there is no water in the flow path when water is not supplied to the flow path, and air is interposed in the flow path at that time. For this reason, if the valve element closes the valve hole only when there is no water in the flow path, the movement of air in the flow path can be suppressed when the fluid is not supplied to the flow path. For this reason, fluctuations in the water temperature can be prevented in the water supply source.
また、弁体を磁力の作用により付勢するための具体的態様としては、前記弁体に磁性体で形成した磁性体部を設けるとともに、前記弁孔の外側に磁力の作用により前記弁体の磁性体部を吸引する磁性体部を設け、前記弁体は、その両磁性体部間の磁力の作用により付勢されるようにした構成を採用し得る。 Further, as a specific mode for urging the valve body by the action of magnetic force, a magnetic body portion formed of a magnetic body is provided on the valve body, and the valve body is provided outside the valve hole by the action of magnetic force. A magnetic body portion that attracts the magnetic body portion may be provided, and the valve body may be configured to be biased by the action of magnetic force between the two magnetic body portions.
このようにすれば、磁力による付勢力は、対応する二つの磁性体同士の距離に反比例するので、開弁とともに磁性体間に生じる磁力は徐々に減少し、その減少に応じて前記付勢力も小さくなる。このため、弁を通過する流体に生じさせる圧力損失を小さくし得る。また、磁性体部は、弁体と弁孔外側にそれぞれ設ければ足りるので、両者を配置しやすい。 In this way, since the biasing force due to the magnetic force is inversely proportional to the distance between the two corresponding magnetic bodies, the magnetic force generated between the magnetic bodies gradually decreases as the valve is opened, and the biasing force also decreases according to the decrease. Get smaller. For this reason, the pressure loss generated in the fluid passing through the valve can be reduced. Moreover, since it is sufficient to provide the magnetic body portions on the valve body and the outside of the valve hole, it is easy to dispose both.
また、上記の構成において、前記磁性体部を磁性体で形成した板状部材とし、その板状部材の周縁にシート状部材を固定して前記弁体を構成し、そのシート状部材の縁を前記弁孔周りに固定し、そのシート状部材が屈曲することにより前記弁体が揺動するようにした構成を採用し得る。このようにすれば、弁軸を設ける必要がないので、弁装置の構成が簡単になる。 Further, in the above configuration, the magnetic body portion is a plate-like member formed of a magnetic body, the sheet-like member is fixed to the periphery of the plate-like member to constitute the valve body, and the edge of the sheet-like member is It is possible to adopt a configuration in which the valve body swings by being fixed around the valve hole and bending the sheet-like member. In this way, since it is not necessary to provide a valve shaft, the configuration of the valve device is simplified.
この発明は、以上のようにしたので、弁装置を簡易な構造とするとともに、流体が供給されて流れているときは低い圧力損失で開弁し、且つ流体の供給が絶たれると閉弁させることができる。 Since the present invention has been described above, the valve device has a simple structure, and when the fluid is supplied and flows, the valve device is opened with a low pressure loss and is closed when the fluid supply is cut off. be able to.
一実施形態を図1乃至図3に示す。この実施形態の弁装置は、燃料電池システムにおいて、水タンクから定温の水を供給するために配設した流路Pに設けられる対流防止用弁装置1である。その流路Pには、水タンクからの水が適宜供給されるようになっており、その供給用の流路Pには、燃料電池が動作している時には水が流れ、燃料電池が止まると水の流れが停止して管路内の水が空の状態、すなわち空気等が介在した状態になっている。 One embodiment is shown in FIGS. The valve device of this embodiment is a convection prevention valve device 1 provided in a flow path P provided for supplying constant temperature water from a water tank in a fuel cell system. Water from the water tank is appropriately supplied to the flow path P. When the fuel cell is operating, the water flows through the supply flow path P, and the fuel cell stops. The water flow is stopped and the water in the pipeline is empty, that is, the air is interposed.
この弁装置1の構成は、図1(a)に示すように、断面円形の流路Pを有する弁箱5に、その弁軸2を介して弁体3が取り付けられている。弁体3は、図3(a)に示すように、断面円形の板状を成し、その両端に弁軸2が同一軸上に設けられている。弁体3は、図1(a)に矢印で示す流れ方向に対し前記弁軸2が直交し、その弁軸2の軸方向が流路Pの中央を横断するように配置され、その弁軸2の両端は、図2(a)(b)に示すように、弁箱5の軸支持部8,8に嵌め込まれて、弁体3は、前記弁軸2を介して弁箱5内に支持されて、弁軸2の軸心周りに360度回転可能となっている。
In the configuration of the valve device 1, as shown in FIG. 1A, a
弁体3は、弁孔6を閉じた状態、すなわち図1(a)に示す閉弁位置を挟んで前記弁軸2の軸周りに双方向へ回転可能であり、その弁体3が、前記弁軸2周りにいずれかの方向へ回転することにより、図1(a)から(b)に示すように、流路Pに形成した弁孔6を開閉し得るようになっている。また、その閉弁状態において、弁体3の外周縁3aとその流路Pの弁孔6の内周縁との間には、図2(b)に示すように隙間がその全周に亘って設けられている。
The
この弁体3は、ニッケルやフェライト系ステンレス等の磁性体からなり、その弁体3全体でもって磁性体部10を成す。また、弁軸2は、棒状に形成した樹脂成型品を弁体3に嵌め込んで固定している。
The
弁箱5には、図1に示すように、その弁孔6の外側において永久磁石(磁性体部)11が取り付けられており、その磁性体部10と永久磁石11との磁力の作用により、前記磁性体部10(弁体3)が吸引されて、弁体3が常に閉弁方向に付勢されている。
As shown in FIG. 1, a permanent magnet (magnetic body portion) 11 is attached to the
この弁装置1の作用を説明すると、流路Pに水が流れていない場合には、前述のようにその流路P内には水がない状態であるので、弁体3には水の圧力が加わらない。このため、弁体3は、磁力の作用により吸引されて、図1(a)に示す閉弁状態の位置にある。
The operation of the valve device 1 will be described. When water does not flow in the flow path P, there is no water in the flow path P as described above. Is not added. For this reason, the
その閉弁状態において、図1(a)に示す矢印Aの方向に水が流れると、弁体3は、弁軸2周りに回転し、図1(b)に示す矢印Bのように回転して開弁状態となる。その後、水の流れが安定すれば、弁体3は、概ねその水の流れ方向に並行な位置まで回転し、その位置で維持される。そして、流路Pの水の流れが止まり流路に水がなくなると、弁体3は、図1(a)に示す閉弁状態に戻る。
In the closed state, when water flows in the direction of arrow A shown in FIG. 1 (a), the
このとき、永久磁石11は、前記磁性体部10との間で磁力線を形成し、その磁力は、前記閉弁状態において、流路P内にある空気等の気体が自然対流しようとした場合には弁体3の開弁を阻止し、且つ水の流れが生じた場合に弁体3に作用する水圧よりも弱い付勢力を、その弁体3の磁性体部10に作用させている。このため、流路Pに水が流れれば開弁し、水がなくなれば閉弁して、その流路P内の気体の対流を防止し得るのである。
At this time, the
なお、弁体3は、図3(a)に示す態様以外にも、例えば、図3(b)に示すように、弁軸2と弁体3とを金属などの磁性体で一体に形成してもよいし、図3(c)に示すように、金属などの磁性体からなる弁体3と、磁性体又はそれ以外からなる弁軸2とを固定してもよい。この弁体3と弁軸2との固定は、両者共に金属である場合には、点溶接等による固定方法を採用し得る。
In addition to the embodiment shown in FIG. 3A, the
他の実施形態として、図4に示す弁装置1がある。図4に示す弁装置1は、流路Pの弁孔6に、その流れ方向に直交する面を有する弁座7を設け、閉弁状態において、弁体3がその弁座7に当接するようにしたものである。弁座7は、弁軸2の軸心を挟んで両側に設けられて、それぞれ流路Pの内周に沿って半円弧状に形成されている。また、両弁座7,7は、図示するように、流路Pの流れ方向に対して逆向きに形成されている。
As another embodiment, there is a valve device 1 shown in FIG. The valve device 1 shown in FIG. 4 is provided with a
図4(b)に示すように、矢印A’方向からの水の流れに対しては、弁体3は図示する矢印B’の方向へ回転し開弁する。また、図4(c)に示すように、矢印C方向からの水の流れに対しては、弁体3は閉弁状態を維持し、逆止弁として機能するようになっている。
As shown in FIG. 4B, with respect to the flow of water from the direction of the arrow A ', the
これは、弁体3が、矢印A’方向からの水の流れに対しては、図4(a)で示す弁体3の「b」部分に作用する流体圧の方が、「a」部分に作用する流体圧よりも、弁体3の弁軸2周りに作用するモーメントとして大きく寄与するように設定されているからである。また、矢印C方向からの水の流れに対しては、図4(c)で示す弁体3の「d」部分に作用する流体圧の方が、「c」部分に作用する流体圧よりも、弁体3の弁軸2周りに作用するモーメントとして大きく寄与するように設定されているからである。
その設定は、比較対象となる前記「a」部分と「b」部分、あるいは「c]部分と「d」部分との弁軸2からの距離(回転中心から力の作用点までの腕の長さ)及びその受圧面積の差異で設定する。
なお、「b」部分に作用する流体圧の方が、「a」部分に作用する流体圧よりも、弁体3の弁軸2周りに作用するモーメントとして大きく寄与するように設定される限りにおいて、弁軸2を挟んで両側の弁体3の重量バランス、すなわち「a」部分と「d」部分との重量に差異を設定してもよい。その差異は、「a」の部分の重量を「d」よりも重く設定することが望ましい。
また、「a」「d」部分の各重量が同じであっても、「d」の部分の重量重心をなるべく弁軸2から離れた位置になるように設定するか、あるいは、逆に、「a」の部分の重量重心をなるべく弁軸2に近くなるように設定するとよい。
This is because the fluid pressure acting on the “b” portion of the
The setting is based on the distance from the
As long as the fluid pressure acting on the “b” portion is set so as to contribute more as a moment acting around the
Further, even if the weights of the “a” and “d” portions are the same, the weight center of gravity of the “d” portion is set so as to be as far away from the
さらに、他の実施形態として、図5に示す弁体3がある。この弁体3は、弁体本体を樹脂にて射出成形等で作り、その一部に磁性体で形成した磁性体部10を設けたものである。通常、金属により前記弁体3や弁軸2を成形しようとすると、所定の回転性能を確保するため、その軸部分等の加工に手間を要することとなるが、この手法によれば、軸部分を含めて弁体全体を容易に成形でき、磁性体部10は、別途磁性体を接着や埋め込み等の周知の手法により容易に設けることができる。また、磁性体部10を構成する磁性体の重量を調整することにより、弁体3の前記重量バランスを設定しやすい。
Furthermore, there exists the
なお、上記弁装置の作用を有する限りにおいて、弁軸2の位置は流路Pをその中央部、あるいは、中央部からいずれか一方へ偏心した位置で横断する態様であってもよいし、弁軸2を流路Pの径方向端部に設けて、弁体3を片持ち式に回転可能としてもよい。
In addition, as long as it has the effect | action of the said valve apparatus, the position of the valve axis |
弁体3を片持ち式に支持した実施形態として、図6に示す弁装置が考えられる。この実施形態では、流路Pの径方向端部に弁軸2が配置されており、その弁軸2に、流路Pの断面形状に対応する矩形の弁体3が固定されている(図6(b)参照)。前記磁性体部10の構成は、上記各実施形態と同様でよい。
As an embodiment in which the
さらに、他の実施形態として、図7に示す弁装置が考えられる。この実施形態では、前記磁性体部10を磁性体である金属性の板状部材とし、その板状部材を樹脂フィルムからなるシート状部材13,13で夾んでいる。そのシート状部材13,13の周縁を、前記板状部材の外周において融着等行い、その板状部材が露出しないようにしている。また、弁箱5の外側には、永久磁石からなる磁性体部11が設けられる。そして、前記シート状部材13の縁の部分を、図中のピン2’で弁箱5に固定し、そのシート状部材13が屈曲することにより弁体3が揺動し、弁孔6を開閉するようにしたものである。シート状部材13の弁箱5内への固定は、図示するようにピン2’で行ってもよいし、接着等で行ってもよい。
Furthermore, the valve apparatus shown in FIG. 7 can be considered as another embodiment. In this embodiment, the
なお、いずれの実施形態においても、弁体3に設けられる磁性体部10を永久磁石に、弁箱5の弁孔6外側に設けられる磁性体部11を金属など前記永久磁石に吸引する磁性体としてもよい。
また、上記実施形態では、弁装置を燃料電池システムの配水流路に設けたが、その流路に供給される媒体が水以外の場合、例えば、メタノール、空気、都市ガス、LPG等の場合にも同様の効果を発揮し得る。
In any of the embodiments, the
Moreover, in the said embodiment, although the valve apparatus was provided in the water distribution flow path of the fuel cell system, when the medium supplied to the flow path is other than water, for example, in the case of methanol, air, city gas, LPG, etc. Can exert the same effect.
上記媒体が空気の場合を例示すると、極にポンプ(又はブロア)にて空気を送る流路Pに、上記弁装置1を配置する。流路Pを介して、燃料電池が動いている時は空気がポンプから空気極に送られていて、燃料電池が止まるとポンプも止まり(供給圧がなくなり)、空気の流れはなくなる。このように、流路Pに空気が供給されなくなると、弁体3は弁孔6を閉じて、その流路P内に残存している供給圧を受けない空気や、あるいは流路P内に介在する他の気体の移動を阻止する。
この移動の阻止により、燃料極側より流路P内に水分が拡散し、その水分がポンプに届いて錆び等を生じさせることを防止し得る。
When the case where the said medium is air is illustrated, the said valve apparatus 1 will be arrange | positioned in the flow path P which sends air to a pole with a pump (or blower). When the fuel cell is moving through the flow path P, air is sent from the pump to the air electrode. When the fuel cell is stopped, the pump is stopped (the supply pressure is lost), and the air flow is stopped. In this way, when air is no longer supplied to the flow path P, the
By preventing this movement, it is possible to prevent moisture from diffusing into the flow path P from the fuel electrode side and reaching the pump to cause rust and the like.
さらに、上記媒体がメタノールの場合を例示すると、例えば、メタノールを燃料とするDMFCと呼ばれる燃料電池では、流路Pを介して、メタノールをタンクから燃料極に供給しており、その流路Pに、上記弁装置1を配置する。
このとき、供給された燃料は、すべて反応している訳ではなく、未反応のメタノールが存在する。また、この未反応のメタノールには、反応で生じた二酸化炭素が含まれているので、これを排出し、再び燃料極に戻しているが、この再循環したメタノールには、排出しきれない二酸化炭素が含まれている。
そこで、燃料電池が停止して、流路Pにメタノールが供給されなくなった(供給圧がなくなった)際には、弁体3は弁孔6を閉じて、その流路P内に残存している供給圧を受けない媒体、すなわち、二酸化炭素を含んだメタノールの移動を阻止する。
この移動の阻止により、二酸化炭素を含んだメタノールがタンクに逆流して、タンク内の純粋なメタノールに混ざることを防止し得る。
Further, when the case where the medium is methanol is exemplified, for example, in a fuel cell called DMFC using methanol as a fuel, methanol is supplied from the tank to the fuel electrode via the flow path P. The valve device 1 is disposed.
At this time, not all of the supplied fuel has reacted, but unreacted methanol exists. In addition, this unreacted methanol contains carbon dioxide produced by the reaction, so it is discharged and returned to the fuel electrode again, but this recirculated methanol cannot be completely discharged. Contains carbon.
Therefore, when the fuel cell is stopped and methanol is no longer supplied to the flow path P (the supply pressure is lost), the
By preventing this movement, methanol containing carbon dioxide can be prevented from flowing back into the tank and mixed with pure methanol in the tank.
なお、燃料電池システムの流路以外にも、流体が断続的に供給される流路において、その流体の供給が絶たれ場合に流路を塞いで、流路内に介在する気体の移動を防止したい場合に、この弁装置を採用できる。 In addition to the flow path of the fuel cell system, in the flow path where the fluid is intermittently supplied, the flow path is closed when the supply of the fluid is interrupted to prevent the movement of gas intervening in the flow path. This valve device can be used when desired.
1 弁装置
2 弁軸
3 弁体
3a 外周縁
5 弁箱
6 弁孔
7 弁座
8 軸支持部
10 磁性体部
11 永久磁石(磁性体部)
13 シート状部材
P 流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13 Sheet-like member P Flow path
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