JP2007046662A - バタフライ弁、調圧弁、及び、それらの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バタフライ弁の原点位置制御を行う場合に、バウンズバック現象の影響を排除し、コストを抑制することが可能なバタフライ弁を提供すること。
【解決手段】 バタフライ弁であって、バタフライ弁体と、バタフライ弁体を駆動するステッピングモータと、バタフライ弁体が回転する軌跡に沿った球形状に形成された球状ハウジングとを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ステッピングモータによって駆動されるバタフライ弁に関する。

一般的に、バタフライ弁は、弁体（以下、バタフライ弁体と呼ぶ。）と、ハウジングと、原点ストッパを備えており、例えば、このバタフライ弁を流れる流体の流量が最小になる位置、すなわち、バタフライ弁体とハウジングが接触する位置にある時、若しくは、バタフライ弁体とハウジングが最も近い位置にある時などに原点ストッパが作動する。以下では、このように、バタフライ弁において、原点ストッパが作動した時のバタフライ弁体の位置を原点位置と呼び、バタフライ弁体を原点位置に移動させる制御を原点位置制御と呼ぶ。この原点位置制御は、バタフライ弁を流れる流体流量を最小にするための制御、すなわち、バタフライ弁を閉弁状態にするための制御である。また、バタフライ弁の駆動機構として、例えば、ステッピングモータが用いられる。このステッピングモータは、パルス信号で駆動し、パルス信号が入力されるごとに一定角度（１ステップ）ずつ回転する位置決め機能を持ったモータである。

このステッピングモータを用いて、バタフライ弁の原点位置制御を行う方法としては、例えば、下記特許文献１に記載される技術が開示されている。すなわち、まず、ステッピングモータを駆動してバタフライ弁体を回転させて、原点ストッパを作動させる。この時、ステッピングモータは、原点ストッパ作動後もさらに回転を続けようとして、脱調することになるで、この時点でステッピングモータを停止させる。しかし、この場合、バタフライ弁体は、原点ストッパが作動した時に跳ね返りを起こす。そこで、予め跳ね返り量を求めておき、この跳ね返り量に相当するステップ数のパルス信号を再度ステッピングモータに供給して、バタフライ弁体を原点位置に移動させる。

ところで、バタフライ弁の原点位置制御において、バタフライ弁体を回転させて、原点ストッパを作動させた際に、「バウンズバック現象」が発生する場合がある。このバウンズバック現象とは、ステッピングモータのロータの位置関係や反発力、負荷状態などの所定の条件が一致した場合に発生し、原点ストッパ作動時において、バタフライ弁体が跳ね返り後、突如ステッピングモータが逆回転を起こして想定以上の跳ね返りおこしてしまう現象を言う。このように、バタフライ弁の原点位置制御時に、バウンズバック現象が生じると、上述の特許文献１に開示する方法では、想定以上の跳ね返り量が生じるので、バタフライ弁体を正確に原点位置に移動させることができないという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、下記特許文献２に記載される技術が開示されている。この技術では、バタフライ弁の原点位置制御を行った場合に、バウンズバック現象が生じると、この現象で跳ね返った後のバタフライ弁体の位置を位置センサで測定するようにしている。そして、その位置から原点位置までの距離に相当するステップ数のパルス信号を再度ステッピングモータに供給することにより、その位置から再度バタフライ弁の原点位置制御を行うことができるようになっている。

特開平０９−０６５６９９号公報 特開２００４−３５７４０９号公報

しかしながら、上述した特許文献２に記載の技術では、バタフライ弁の原点位置制御を行う際に、バウンズバック現象が生じた場合に対応するため、位置センサを取り付ける必要があるので、それに伴い、コストが上昇するという問題があった。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、バタフライ弁の原点位置制御を行う場合に、バウンズバック現象の影響を排除し、コストを抑制することが可能なバタフライ弁を提供することを目的とする。

上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の
バタフライ弁であって、
ステッピングモータにより駆動されるバタフライ弁体と、
前記バタフライ弁体が回転する軌跡に沿った球形状に形成された球状ハウジングと、
を備えたことを要旨とする。

上記構成のバタフライ弁によれば、例えば、バタフライ弁の原点位置制御を行った場合に、バウンズバック現象が生じたとしても、バタフライ弁体が球状ハウジングのいずれかの部分にある場合には、閉弁状態とすることができ、すなわち、バウンズバック現象の影響を排除することができる。また、バウンズバック現象に対応するために、位置センサ等を設けることなく、バウンズバック現象の影響を排除することができるので、位置センサ等の設置に伴うコストを抑制することができる。

上記バタフライ弁において、
前記バタフライ弁体と前記球状ハウジングとの間に、予め定められる一定の隙間を設けるようにしてもよい。
また、上記バタフライ弁を調圧弁として用いてもよい。

上記バタフライ弁の制御を行う制御装置であって、
前記バタフライ弁体を回転させている時に、前記バタフライ弁体と前記球状ハウジングとの間に所定の異物が挟まったことを検知する異物検知部と、
前記バタフライ弁体と前記球状ハウジングとの間に前記異物が挟まったことを検知すると、前記バタフライ弁体を前記回転方向に対して逆回転させる弁制御部と、
を備えるようにしてもよい。

このようにすれば、バタフライ弁体と球状ハウジングとの間に挟まった異物を除去することが可能となる。

なお、本発明は、上記したバタフライ弁や制御装置などの装置発明の態様に限ることなく、バタフライ弁の制御を行う制御方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。さらには、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様や、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。

また、本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、上記装置の動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき次の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．燃料電池システムの概略：
Ａ２．可変調圧弁２２０の構成：
Ａ３．異物検知・除去処理：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
Ａ１．燃料電池システムの概略：
図１は、本発明の実施例としてバタフライ弁を可変調圧弁として備える燃料電池システムの概略構成図である。図１に示す燃料電池システム１００は、主に燃料電池１０と、水素タンク２０と、遮断弁２００と、可変調圧弁２２０と、ステッピングモータ２１０と、上流圧力センサＰ１と、下流圧力センサＰ２と、ブロワ３０と、制御回路４００と、加湿器６０と、循環ポンプ２５０と、パージ弁２４０とを備えている。また、この可変調圧弁２２０は、ステッピングモータ２１０により駆動される。

燃料電池１０は、固体高分子型の燃料電池であり、構成単位である単セル（図示せず）を複数積層したスタック構造を有している。各単セルは、電解質膜（図示せず）を挟んで水素極（図示せず）（以下、アノードと呼ぶ。）と酸素極（図示せず）（以下、カソードと呼ぶ。）とを配置した構成となっている。燃料電池１０は、各々の単セルのアノード側に水素を含有する燃料ガス（以下、アノードガスと呼ぶ。）を供給し、カソード側に酸素を含有する酸化ガスを供給することで、電気化学反応が進行し、起電力を生じる。燃料電池１０は、生じた電力を燃料電池１０に接続される所定の負荷（例えば、モータや蓄電池。）に供給する。なお、燃料電池１０としては、上記した固体高分子型燃料電池の他、水素分離膜型燃料電池や、アルカリ水溶液電解質型や、リン酸電解質型や、あるいは溶融炭酸塩電解質型等、種々のタイプの燃料電池を用いることができる。また、燃料電池１０のアノードガスが流れる流路をアノード流路２５と呼ぶ。

水素タンク２０は、高圧の水素ガス（アノードガス）が貯蔵される貯蔵装置であり、アノードガス供給流路２４を介して燃料電池１０のアノード流路２５に接続されている。アノードガス供給流路２４上において、水素タンク２０から近い順番に、遮断弁２００と、上流圧力センサＰ１、可変調圧弁２２０、下流圧力センサＰ２とが設けられている。以下では、アノードガス供給流路２４において、可変調圧弁２２０よりもアノードガスの供給方向に対して上流側を上流部と呼び、可変調圧弁２２０よりもアノードガスの供給方向に対して下流側を下流部と呼ぶ。

燃料電池システム１００の運転中において、電気化学反応に供された後のアノードからの排ガス（以下、アノード排ガスと呼ぶ。）は、定期的に、アノード排ガス流路２６を介し、パージ弁２４０から外部へ排出（パージ）される。また、アノード排ガスは、循環ポンプ２５０によりガス循環流路２８を介して、アノードガス供給流路２４に再度供給される。このようにして、アノード排ガスに含まれる水素ガスは、循環して、アノードガスとして再び発電に使用される。ブロワ３０で圧縮された空気は、加湿器６０によって加湿された後に燃料電池１０に供給される。燃料電池１０には、カソード排ガス流路３６が配されており、電気化学反応に供された後のカソードからの排ガスは、カソード排ガス流路３６を通じて外部に排出される。

制御回路４００は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ（図示せず）と、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ（図示せず）と、各種信号を入出力する入出力ポート（図示せず）等を備え、燃料電池システム１００に関する種々の制御を行う。

また、制御回路４００は、異物検知部４１０および弁制御部４２０として機能する。弁制御部４２０は、外部からの負荷要求（発電要求）に対応させて、ステッピングモータ２１０を駆動し、可変調圧弁２２０の調圧値を適宜可変調整する。例えば、弁制御部４２０は、発電要求が、発電電力（発電電流）の出力アップを要求するものである場合には、その要求に対応させて、ステッピングモータ２１０の回転方向及びステップ数を調整して駆動することにより可変調圧弁２２０の調圧値を高く調整し、すなわち、アノードガス供給流路２４の下流部に流れるアノードガス流量を多くする。異物検知部４１０および弁制御部４２０は、後述する異物検知・除去処理を実行する。

Ａ２．可変調圧弁２２０の構成：
本実施例の可変調圧弁２２０は、水素タンク２０から供給されるアノードガスを調圧するが、アノードガスの調圧値を可変調整できるようになっている。以下に、この可変調圧弁２２０について図２〜図４を用いて詳細を説明する。

図２は、本実施例における可変調圧弁２２０の斜視図である。図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａを通るｘ−ｙ平面をｚ方向に向かって見た図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のバタフライ弁に対する比較例を示している。図４は、図２におけるＢ−Ｂを通るｘ−ｚ平面をｙ方向に向かって見た図である。これらの図に示すように、可変調圧弁２２０は、バタフライ弁体２２１と、ステッピングモータ２１０と接続され、バタフライ弁体２２１の回転軸となるバタフライ軸２２９と、バタフライ軸２２９のステッピングモータ２１０側の軸受けとなる上部軸受２２７と、バタフライ軸２２９の先端の軸受けとなる下部軸受２２８と、上部軸受２２７内部に備えられるストッパ２２６と、本実施例の特徴部分である球状ハウジング２２２とから構成される。

弁制御部４２０は、ステッピングモータ２１０を駆動して、この可変調圧弁２２０のバタフライ弁体２２１を回転制御することにより、アノードガス供給流路２４を流れるアノードガスの調圧（流量調整）を行う。

図３において、バタフライ弁体が、半時計回りに回転する場合を順回転とし、時計回りに回転する場合を逆回転とする。図３において、バタフライ弁体が、アノードガス供給流路と略平行となった位置をＳ位置とする。また、バタフライ弁体が、このＳ位置から順回転方向にθ１度回転した位置をＱ位置とする。さらに、バタフライ弁体２２１が、Ｓ位置から順回転方向θ２度回転した位置をＲ位置とする。

バタフライ弁体２２１は、図２〜図４に示すように、円形状の弁体である。球状ハウジング２２２は、図２〜図４に示すように、アノードガス供給流路２４に接続され、バタフライ弁体２２１の描く軌跡に沿った球形状に形成されている。

図３（ｂ）に示す比較例では、バタフライ弁において、ハウジングがアノードガス供給流路と略平行に設けられている。そのため、この比較例のバタフライ弁は、バタフライ弁体がＳ位置から順回転方向に９０度回転したＱ'位置にある時のみ閉弁状態となる。一方、本実施例の可変調圧弁２２０（バタフライ弁）では、図３（ａ）に示すように、バタフライ弁体２２１がＱ位置からＲ位置までの間にある場合には、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間は、一定の隙間Ｔとなり、すなわち、アノードガスの流量が一定であり、かつ、最低流量となるので、可変調圧弁２２０（バタフライ弁）は閉弁状態となる。以下では、Ｑ位置からＲ位置までの間を原点領域と呼ぶ。

また、図３（ａ）に示すように、可変調圧弁２２０において、バタフライ弁体２２１がＲ位置からＳ位置の間にある場合には、可変調圧弁２２０は、開弁状態となる。

ストッパ２２６は、図３（ａ）において、バタフライ弁体２２１が逆回転してＱ位置に来た場合、および、バタフライ弁体２２１が順回転してＳ位置に来た場合に、バタフライ弁体２２１を停止させるように設定されている。

弁制御部４２０は、可変調圧弁２２０を開弁状態から閉弁状態とする場合には、ステッピングモータ２１０を駆動して、バタフライ弁体２２１を逆回転方向に回転制御し、バタフライ弁体２２１を図３（ａ）のＱ位置まで回転させる。バタフライ弁体２２１がＱ位置まで来ると、ストッパ２２６が作動して、バタフライ弁体２２１の回転が停止し、閉弁状態となる。従って、Ｑ位置は、閉弁時におけるストッパ作動位置（以下では、閉弁時ストッパ作動位置と呼ぶ。）となる。

なお、この場合、弁制御部４２０は、可変調圧弁２２０において、バタフライ弁体２２１をＱ位置まで回転制御させることなく、原点領域（図３（ａ）：Ｒ位置からＱ位置の間）に停止させて、閉弁状態としてもよい。この場合、弁制御部４２０は、下流圧力センサＰ２の値を参照して、閉弁状態となったか否かを判断するようにしてもよい。

また、弁制御部４２０は、可変調圧弁２２０を閉弁状態から開弁状態とする場合には、ステッピングモータ２１０を駆動して、バタフライ弁体２２１を所望の調圧値となるまで順回転方向に回転制御する。この場合、可変調圧弁２２０において、バタフライ弁体２２１が順回転して図３（ａ）のＳ位置まで回転すると、ストッパ２２６が作動し、バタフライ弁体２２１の回転が停止するようになっている。従って、Ｓ位置は、開弁時におけるストッパ作動位置（開弁時ストッパ作動位置）となる。バタフライ弁体２２１がＳ位置にある場合には、最大調圧値（最大流量）となる。

ところで、弁制御部４２０は、可変調圧弁２２０において、開弁状態と閉弁状態を繰り返すことで細かな調圧を行うディザー制御を行う場合がある。この場合、弁制御部４２０は、ステッピングモータ２１０を駆動し、バタフライ弁体２２１をＲ位置（図３（ａ））からＳ位置に向けて少し順回転方向に回転させて停止させ、すぐにその停止位置からＲ位置まで逆回転方向に回転させる制御を繰り返すことにより、このディザー制御を行う。

Ａ３．異物検知・除去処理：
図５は、異物検知・除去処理のフローチャートを示す図である。ここで、異物検知部４１０および弁制御部４２０が行う異物検知・除去処理について、以下に説明する。この処理は、燃料電池システム１００の運転中において行われる処理であり、燃料電池システム１００が外部から更なる負荷運転の要求（高負荷運転要求、または、高発電運転要求）を受付けた場合、すなわち、可変調圧弁２２０の調圧値を上昇させるべき要求を受付けた場合に行う処理である。

制御回路４００が外部からの高負荷運転要求（高発電運転要求）を受付けると（ステップＳ１０）、続いて、異物検知部４１０は、上流圧力センサＰ１から圧力値Ｐｓ１を検出する（ステップＳ２０。）

そして、弁制御部４２０は、バタフライ弁体２２１を順回転方向に回転させるように、ステッピングモータ２１０を駆動する（ステップＳ３０）。なお、この場合、弁制御部４２０は、バタフライ弁体２２１が徐々に順回転方向に回転するように、ステッピングモータ２１０を駆動することが好ましい。

次に、異物検知部４１０は、下流圧力センサＰ２から圧力値Ｐｔを検出する（ステップＳ４０）。

異物検知部４１０は、検出した圧力値Ｐｔが、ステップＳ１０の処理で受付けた高負荷運転要求に対応する圧力値Ｐｌとなったか否かを判断する（ステップＳ５０）。

異物検知部４１０は、検出した圧力値Ｐｔが、高負荷要求に対応する圧力値Ｐｌとなった場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）には、可変調圧弁２２０が正常に作動していると判断し、この処理を終了する。

異物検知部４１０は、検出した圧力値Ｐｔが、高負荷要求に対応する圧力値Ｐｌとなってない場合（ステップＳ５０：ＮＯ）には、上流圧力センサＰ１から圧力値Ｐｓ２を検出する（ステップＳ６０）。

異物検知部４１０は、検出した圧力値Ｐｓ２が圧力値Ｐｓ１より高くなったか否か、すなわち、ステップＳ３０の処理でステッピングモータ２１０駆動後に可変調圧弁２２０より上流側の圧力が上昇したか否かを判断する（ステップＳ７０）。

異物検知部４１０は、検出した圧力値Ｐｓ２が圧力値Ｐｓ１より高くなっていない、すなわち、ステップＳ３０の処理でステッピングモータ２１０駆動後に可変調圧弁２２０より上流側の圧力が上昇していない場合（ステップＳ７０：ＮＯ）には、ステップＳ４０の処理にリターンする。

異物検知部４１０は、検出した圧力値Ｐｓ２が圧力値Ｐｓ１より高くなった、すなわち、ステップＳ３０の処理でステッピングモータ２１０駆動後に可変調圧弁２２０より上流側の圧力が上昇した場合（ステップＳ７０：ＹＥＳ）には、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間になんらかの異物が挟まり、ステッピングモータ２１０を駆動してもバタフライ弁体２２１が順回転方向に回転できなくなっていると判断する（ステップＳ８０）。

そして、この場合、弁制御部４２０は、バタフライ弁体２２１を逆回転させるように、ステッピングモータ２１０を駆動する（ステップＳ９０）。その後、この処理を終了する。

以上のように、本実施例の可変調圧弁２２０は、開弁状態から閉弁する場合には、バタフライ弁体２２１を閉弁時ストッパ作動位置（Ｑ位置）まで逆回転させストッパ２２６を作動させる。この場合、閉弁時ストッパ作動位置が、Ｑ位置（図３）であるので、ストッパ２２６が作動した場合に、バウンズバック現象が発生したとしても、バタフライ弁体２２１の跳ね返り後の位置は、球状ハウジング２２２における原点領域（Ｒ位置からＱ位置の間）内となる。従って、そのままバタフライ弁体２２１をその位置に停止させれば、閉弁状態とすることができる。その結果、バウンズバック現象が生じたとしても、その影響を排除することができる。また、本実施例の可変調圧弁２２０は、バウンズバック現象に対応するために、位置センサ等を設けることなく、バウンズバック現象の影響を排除することができるので、位置センサ等の設置に伴うコストを抑制することができる。

また、本実施例の可変調圧弁２２０は、開弁状態から、ストッパ２２６を作動させずともバタフライ弁体２２１を原点領域（Ｑ位置からＲ位置の間）に回転させて停止させれば、閉弁状態とすることができる。従って、この場合、可変調圧弁２２０を開弁状態から閉弁してもバウンズバック現象が発生することがなく、すなわち、バウンズバック現象の影響を排除することができる。また、この場合、バウンズバック現象に対応するために、位置センサ等を設けることなく、バウンズバック現象の影響を排除することができるので、位置センサ等の設置に伴うコストを抑制することができる。

さらに、本実施例の可変調圧弁２２０は、ディザー制御を行った場合であっても、ストッパ２２６が作動することがない。従って、可変調圧弁２２０は、ディザー制御中、ストッパ２２６が作動することによるバタフライ弁体２２１の跳ね返りを生じることがないので、その制御を精度よく行うことが可能となる。

以上のように、上記燃料電池システム１００が行う異物検知・除去処理（図５）では、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間になんらかの異物が挟まり、ステッピングモータ２１０を駆動してもバタフライ弁体２２１が順回転方向に回転できなくなっている場合（ステップＳ８０）には、バタフライ弁体２２１を逆回転させるように、ステッピングモータ２１０を駆動するようにしている（ステップＳ９０）。このようにすれば、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間に挟まった異物を除去することが可能となる。

Ｂ．変形例：
なお、本発明では、上記した実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
Ｂ１．変形例１：
上記実施例の可変調圧弁２２０としてのバタフライ弁、および、駆動機構としてのステッピングモータ２１０を、他の所定の装置で用いられる調圧弁や遮断弁、及び、その駆動機構にそれぞれ適用してもよい。この場合、上記バタフライ弁を、遮断弁として用いる場合には、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間に設けられた隙間Ｔを無くし、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２とが略接触するようにすればよい。

Ｂ２．変形例２：
上記異物検知・除去処理（図５）において、バタフライ弁体２２１を順回転方向に回転させるように、ステッピングモータ２１０を駆動したにも関わらず（ステップＳ３０）、可変調圧弁２２０よりも上流側のアノードガスの圧力が上昇した場合（ステップＳ７０：ＹＥＳ）に、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間になんらかの異物が挟まっていると判断しているが（ステップＳ８０）、本発明は、これに限られるものではない。例えば、ステッピングモータ２１０にステッピングモータ２１０の回転を検知する回転検知センサ（図示せず）を取り付け、ステッピングモータ２１０に駆動指示を出した場合に、回転検知センサがステッピングモータ２１０の回転を検知できない場合に、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間になんらかの異物が挟まっていると判断してもよい。

Ｂ３．変形例３：
上記実施例において、可変調圧弁２２０の球状ハウジング２２２は、円形状であるバタフライ弁体２２１の描く軌跡に沿った球形状に形成されているが（図３参照）、本発明は、これに限られるものではない。例えば、バタフライ弁体２２１を楕円形状または四角形状として、球状ハウジング２２２を、バタフライ弁体２２１の描く軌跡に沿った形にそれぞれ形成するようにしてもよい。

Ｂ４．変形例４：
上記実施例の可変調圧弁２２０は、ストッパ２２６を備え、バタフライ弁体２２１がＱ位置およびＳ位置（図３（ａ））にくると、ストッパ２２６が作動するようになっているが、本発明は、これに限られるものではない。例えば、可変調圧弁２２０において、ストッパ２２６を備えない構造とし、閉弁状態にしたい場合には、バタフライ弁体２２１が原点領域（Ｒ位置からＱ位置の間）で停止するように、大まかにバタフライ弁体２２１の回転制御を行うようにしてもよい。なお、この場合、閉弁状態か開弁状態かの判断は、下流圧力センサＰ２の圧力値で判断するようにすればよい。このようにすれば、例えば、バタフライ弁体２２１が閉弁時ストッパ作動位置であるＱ位置よりも少し順回転方向にある位置で、バタフライ弁体２２１と球状ハウジング２２２との間に異物が挟まった場合に、バタフライ弁体２２１を逆回転させても、Ｑ位置（閉弁時ストッパ作動位置）でストッパ２２６が作動することがないので、異物を取り除くことが容易になる。

Ｂ５．変形例５：
上記制御回路４００をソフトウェア的に構成するようにしてもよい。

本発明の実施例としてバタフライ弁を可変調圧弁として備える燃料電池システムの概略構成図である。 実施例における可変調圧弁２２０の斜視図である。 図２におけるＡ−Ａを通るｘ−ｙ平面をｚ方向に向かって見た図である。 図２におけるＢ−Ｂを通るｘ−ｚ平面をｙ方向に向かって見た図である。 異物検知・除去処理のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１０...燃料電池
２４...アノードガス供給流路
１００...燃料電池システム
２００...遮断弁
２１０...ステッピングモータ
２２０...可変調圧弁
２２１...バタフライ弁体
２２２...球状ハウジング
２２６...ストッパ
２２７...上部軸受
２２８...下部軸受
２２９...バタフライ軸
４００...制御回路
４１０...異物検知部
４２０...弁制御部

Claims (4)

1. バタフライ弁であって、
   ステッピングモータにより駆動されるバタフライ弁体と、
   前記バタフライ弁体が回転する軌跡に沿った球形状に形成された球状ハウジングと、
   を備えたことを特徴とするバタフライ弁。
2. 請求項１に記載のバタフライ弁において、
   前記バタフライ弁体と前記球状ハウジングとの間に、予め定められる一定の隙間を設けたことを特徴とするバタフライ弁。
3. 請求項１または請求項２に記載のバタフライ弁を用いた調圧弁。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバタフライ弁の制御を行う制御装置であって、
   前記バタフライ弁体を回転させている時に、前記バタフライ弁体と前記球状ハウジングとの間に所定の異物が挟まったことを検知する異物検知部と、
   前記バタフライ弁体と前記球状ハウジングとの間に前記異物が挟まったことを検知すると、前記バタフライ弁体を前記回転方向に対して逆回転させる弁制御部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。

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