JP2011069310A - Ejector device for fuel cell - Google Patents

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隆秀 加藤
Takao Ikenaga
敬雄 池永
Kazunori Fukuma
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Abstract

【課題】ノズル孔とニードルとの間の開口面積が最大となる位置を安定して且つ精度良く保持すること。
【解決手段】インレットポート32aを介して供給された水素を吐出するノズル孔62aを有するノズル62と、前記ノズル孔62aから吐出される水素と循環通路24を介して燃料電池12から排出されて戻された水素オフガスとを混合するディフューザ78と、エゼクタ本体22aに固定されるステータ56と、前記ステータ56に固定されて前記ノズル62の中空部内に軸方向に沿って延在するニードル58と、ノズル62と一体的に変位するホルダ48に設けられて前記ステータ56と当接することにより、前記ノズル孔62aと前記ニードル58の先端部の外周面との間隙68における開口面積を最大位置に保持する環状フランジ部48dとを備える。
【選択図】図2
To stably and accurately hold a position where an opening area between a nozzle hole and a needle is maximized.
SOLUTION: A nozzle 62 having a nozzle hole 62a for discharging hydrogen supplied through an inlet port 32a, and hydrogen discharged from the nozzle hole 62a and discharged from the fuel cell 12 through a circulation passage 24. A diffuser 78 that mixes the generated hydrogen off-gas, a stator 56 that is fixed to the ejector body 22a, a needle 58 that is fixed to the stator 56 and extends along the axial direction into the hollow portion of the nozzle 62, and a nozzle A ring 48 that is provided in a holder 48 that is integrally displaced with 62 and abuts against the stator 56 to maintain the opening area in the gap 68 between the nozzle hole 62a and the outer peripheral surface of the tip of the needle 58 at the maximum position. And a flange portion 48d.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、燃料電池システムに組み込まれ、燃料電池から排出される燃料オフガスを新たに供給される燃料ガスと混合させて再循環させる燃料電池用エゼクタ装置に関する。   The present invention relates to an ejector device for a fuel cell that is incorporated in a fuel cell system and mixes and recirculates a fuel off-gas discharged from the fuel cell with a newly supplied fuel gas.

例えば、燃料電池システムでは、燃料電池の発電効率を向上させるために、燃料電池から排出される燃料オフガス(水素オフガス)を新たに供給される燃料ガス(水素ガス)と混合させて再循環させるエゼクタが用いられている。   For example, in a fuel cell system, in order to improve the power generation efficiency of the fuel cell, the fuel off gas (hydrogen off gas) discharged from the fuel cell is mixed with the newly supplied fuel gas (hydrogen gas) and recirculated. Is used.

この種のエゼクタに関し、例えば、特許文献1には、ノズルのノズル孔に沿って変位可能に設けられたニードルと、前記ノズルの内部に設けられ燃料供給管を介して燃料ガスが供給される流体通路と、前記ニードルの基端部に固定され前記流体通路の上流端を閉塞する第1ダイヤフラムと、前記ニードルの基端部に固定され前記第1ダイヤフラムと対向配置された第2ダイヤフラムとを設け、前記流体通路に供給される燃料ガスの圧力と、前記第1ダイヤフラムと前記第2ダイヤフラムとの間の室に供給される第1流体圧力と、前記第2ダイヤフラムと筐体との間の室に供給される第2流体圧力とによって、ノズルから吐出される流体流量を機械的に制御する可変流量エゼクタが開示されている。   With regard to this type of ejector, for example, Patent Document 1 discloses a needle that is displaceable along a nozzle hole of a nozzle, and a fluid that is provided inside the nozzle and to which fuel gas is supplied via a fuel supply pipe. A passage, a first diaphragm fixed to the proximal end portion of the needle and closing the upstream end of the fluid passage, and a second diaphragm fixed to the proximal end portion of the needle and disposed opposite to the first diaphragm are provided. The pressure of the fuel gas supplied to the fluid passage, the first fluid pressure supplied to the chamber between the first diaphragm and the second diaphragm, and the chamber between the second diaphragm and the housing. A variable flow ejector is disclosed that mechanically controls the flow rate of fluid discharged from the nozzle by the second fluid pressure supplied to the nozzle.

特開2002−227799号公報JP 2002-227799 A

しかしながら、前記特許文献1に開示された可変流量エゼクタでは、ニードルや第1ダイヤフラムが燃料供給管を介して供給される燃料ガスの供給圧力の影響を受け易く、ノズル孔とニードルの外周面との間隙における開口面積の最大位置にニードルを精度良く保持することが困難となるおそれがある。   However, in the variable flow rate ejector disclosed in Patent Document 1, the needle and the first diaphragm are easily affected by the supply pressure of the fuel gas supplied through the fuel supply pipe, and the nozzle hole and the outer peripheral surface of the needle There is a possibility that it is difficult to hold the needle accurately at the maximum position of the opening area in the gap.

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ノズル孔とニードルとの間の開口面積が最大となる位置を安定して且つ精度よく保持することが可能な燃料電池用エゼクタ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides an ejector device for a fuel cell that can stably and accurately hold a position where the opening area between the nozzle hole and the needle is maximized. The purpose is to provide.

前記の目的を達成するために、本発明は、燃料ガス供給手段から燃料ガスが供給されるインレットポートと、燃料電池に連通する燃料ガス供給通路に接続されるアウトレットポートと、循環通路に接続され燃料電池から排出されて戻された燃料オフガスが吸入される吸引ポートとが設けられたエゼクタ本体と、前記インレットポートを介して供給された燃料ガスを吐出するノズル孔を有するノズルと、前記ノズル孔から吐出される燃料ガスと前記循環通路を介して燃料電池から排出されて戻された燃料オフガスとを混合するディフューザと、前記エゼクタ本体に固定されるステータと、前記ステータに固定されて前記ノズルの中空部内に軸方向に沿って延在するニードルと、前記ノズルを前記ニードルの軸方向に沿って変位させる変位機構と、前記ノズルのノズル孔と前記ニードルの先端部の外周面との間隙における開口面積を最大位置に保持する最大位置保持手段とを備え、前記最大位置保持手段は、前記ノズルと一体的に変位するホルダに設けられて前記ステータと当接するフランジ部からなることを特徴とする。   To achieve the above object, the present invention is connected to an inlet port to which fuel gas is supplied from the fuel gas supply means, an outlet port connected to a fuel gas supply passage communicating with the fuel cell, and a circulation passage. An ejector body provided with a suction port through which fuel off-gas discharged and returned from the fuel cell is sucked, a nozzle having a nozzle hole for discharging fuel gas supplied through the inlet port, and the nozzle hole A diffuser for mixing the fuel gas discharged from the fuel gas and the fuel off-gas discharged from the fuel cell through the circulation passage, a stator fixed to the ejector body, a stator fixed to the stator and the nozzle A needle extending along the axial direction in the hollow portion; and a displacement mechanism for displacing the nozzle along the axial direction of the needle; Maximum position holding means for holding the opening area in the gap between the nozzle hole of the nozzle and the outer peripheral surface of the tip of the needle at a maximum position, and the maximum position holding means is a holder that is displaced integrally with the nozzle. It consists of a flange part which is provided in and contacts the stator.

本発明によれば、ホルダに設けられたフランジ部がエゼクタ本体に固定されたステータに当接(着座)することにより、ノズル孔とニードルとの間隙における開口面積が最大となる位置に安定して且つ精度よく保持することができる。この結果、本発明では、ノズルのノズル孔から吐出される燃料ガスの安定した流量制御特性を得ることができる。   According to the present invention, the flange portion provided on the holder abuts (sits) on the stator fixed to the ejector body, so that the opening area in the gap between the nozzle hole and the needle is stably at a position where the opening area is maximized. In addition, it can be held with high accuracy. As a result, in the present invention, stable flow rate control characteristics of the fuel gas discharged from the nozzle hole of the nozzle can be obtained.

換言すると、本発明では、ノズル及びホルダが一体的に変位した後に初期状態に復帰する際、前記ホルダのフランジ部がエゼクタ本体に固定されたステータに当接するだけで、燃料ガス(水素)が吐出される間隙を最大開口面積に容易に設定することができる。従って、本発明では、例えば、電磁弁等の電気的な制御によりノズルとニードルとを相対的に変位させて最大開口面積を設定することが不要となる。この結果、本発明では、電気的な制御を不要として消費電力を抑制することができると共に、簡素な機械的構造によって簡便に製造することができる。   In other words, in the present invention, when the nozzle and the holder are integrally displaced and then returned to the initial state, the fuel gas (hydrogen) is discharged only by the flange portion of the holder coming into contact with the stator fixed to the ejector body. The gap to be formed can be easily set to the maximum opening area. Therefore, in the present invention, for example, it is not necessary to set the maximum opening area by relatively displacing the nozzle and the needle by electrical control of an electromagnetic valve or the like. As a result, according to the present invention, it is possible to suppress power consumption without requiring electrical control, and it can be easily manufactured with a simple mechanical structure.

また、本発明によれば、ホルダには、ステータの外径面に沿って摺動しホルダを軸方向に沿って案内するガイド部が設けられることにより、ノズルとニードルとの同芯度を確保しながらホルダ及びノズルを円滑に一体的に変位させることができる。   Further, according to the present invention, the holder is provided with a guide portion that slides along the outer diameter surface of the stator and guides the holder along the axial direction, thereby ensuring concentricity between the nozzle and the needle. However, the holder and the nozzle can be displaced smoothly and integrally.

さらに、本発明によれば、ガイド部がフランジ部と略直交する方向に延在し且つフランジ部と一体的に近接して設けられることにより、部品点数を削減して製造コストを低減させることができると共に、ホルダのフランジ部がガイド部によって案内されながらステータに当接した際、当接時における振動がガイド部側に伝播して振動の発生が抑制される。従って、当接時に発生する振動が図示しない燃料電池自動車の車室内に伝達されることを抑制することができる。   Furthermore, according to the present invention, the guide portion extends in a direction substantially orthogonal to the flange portion and is provided in close proximity to the flange portion, thereby reducing the number of parts and reducing the manufacturing cost. In addition, when the flange portion of the holder comes into contact with the stator while being guided by the guide portion, vibration at the time of contact is propagated to the guide portion side and generation of vibration is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the vibration generated at the time of contact from being transmitted to the interior of the fuel cell vehicle (not shown).

本発明では、ノズル孔とニードルとの間の開口面積が最大となる位置を安定して且つ精度よく保持することが可能な燃料電池用エゼクタ装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a fuel cell ejector device capable of stably and accurately maintaining a position where the opening area between the nozzle hole and the needle is maximized.

本発明の実施形態に係るエゼクタが組み込まれた燃料電池システムのブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of a fuel cell system incorporating an ejector according to an embodiment of the present invention. 前記エゼクタの軸方向に沿った縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view along the axial direction of the ejector. 前記エゼクタを構成するノズル及びホルダの概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the nozzle and holder which comprise the said ejector. 図2のエゼクタにおいて、ノズル及びホルダが一体的に変位してノズル孔の開口面積が変化した状態を示す縦断面図である。3 is a longitudinal sectional view showing a state in which the nozzle and the holder are integrally displaced and the opening area of the nozzle hole is changed in the ejector of FIG.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るエゼクタが組み込まれた燃料電池システムのブロック構成図である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a block diagram of a fuel cell system incorporating an ejector according to an embodiment of the present invention.

図1に示されるように、燃料電池システム10は、燃料電池12と、内部に高圧の水素ガスが充填され、前記燃料電池12に対し燃料ガスとして前記水素ガスを供給する水素タンク(燃料ガス供給手段)14と、前記燃料電池12に対して酸化剤ガス(酸素)を含む圧縮エアを供給するエアコンプレッサ16と、前記燃料電池12から排出された未反応の水素を気体(水素)と液体(水)とに分離すると共に、前記分離された水素を、前記燃料電池12から排出される未反応のエアによって希釈する気液分離及び希釈部18とを備えて構成される。   As shown in FIG. 1, a fuel cell system 10 includes a fuel cell 12 and a hydrogen tank (fuel gas supply) that is filled with high-pressure hydrogen gas and supplies the hydrogen gas as fuel gas to the fuel cell 12. Means) 14, an air compressor 16 for supplying compressed air containing oxidant gas (oxygen) to the fuel cell 12, unreacted hydrogen discharged from the fuel cell 12 as gas (hydrogen) and liquid ( And a gas-liquid separation and dilution unit 18 for diluting the separated hydrogen with unreacted air discharged from the fuel cell 12.

燃料電池12は、例えば、固体高分子電解質型燃料電池(PEFC)からなり、図示しない燃料電池自動車等の車両に搭載される。この燃料電池12は、複数の単セル(図示せず)が積層して構成された図示しないスタック本体を有し、燃料ガスとして水素が供給されるアノードと、酸化剤ガスとして、例えば、酸素を含むエアが供給されるカソードとを備える。   The fuel cell 12 is composed of, for example, a solid polymer electrolyte fuel cell (PEFC), and is mounted on a vehicle such as a fuel cell vehicle (not shown). The fuel cell 12 has a stack body (not shown) formed by stacking a plurality of single cells (not shown), an anode to which hydrogen is supplied as a fuel gas, and oxygen as an oxidant gas, for example. And a cathode supplied with air.

前記水素タンク14と前記燃料電池12との間には、水素供給通路(燃料ガス供給通路)20が設けられ、前記水素供給通路20中には、燃料電池用エゼクタ装置として機能するエゼクタ22が配設される。このエゼクタ22は、燃料電池12から排出された燃料オフガスである未反応の水素(以下、水素オフガスという)をフィードバックさせる循環通路24に接続され、水素タンク14から新たに供給される水素と燃料電池12からフィードバックされる水素オフガスとを混合させて燃料電池12に対して再供給(再循環)するものである。   A hydrogen supply passage (fuel gas supply passage) 20 is provided between the hydrogen tank 14 and the fuel cell 12, and an ejector 22 that functions as a fuel cell ejector device is disposed in the hydrogen supply passage 20. Established. This ejector 22 is connected to a circulation passage 24 that feeds back unreacted hydrogen (hereinafter referred to as hydrogen offgas) that is fuel offgas discharged from the fuel cell 12, and hydrogen and fuel cell that are newly supplied from the hydrogen tank 14. The hydrogen off-gas fed back from 12 is mixed and re-supplied (recirculated) to the fuel cell 12.

なお、前記水素タンク14と前記エゼクタ22との間には、エアコンプレッサ16からのエアをパイロット圧信号として導入し、燃料電池12に対して供給される水素の圧力を所定圧力に調圧するレギュレータ等を含む水素圧力調圧部(図示せず)が設けられる。   A regulator or the like that introduces air from the air compressor 16 as a pilot pressure signal between the hydrogen tank 14 and the ejector 22 to regulate the pressure of hydrogen supplied to the fuel cell 12 to a predetermined pressure. A hydrogen pressure regulating unit (not shown) including is provided.

前記エアコンプレッサ16と前記燃料電池12との間には、エア供給通路26が設けられ、前記エア供給通路26には、前記エアコンプレッサ16から供給された乾燥エアを加湿する加湿器28が配設される。前記加湿器28によって加湿されたエアは、エア供給通路26を介して燃料電池12のカソード側に導入される。   An air supply passage 26 is provided between the air compressor 16 and the fuel cell 12, and a humidifier 28 that humidifies the dry air supplied from the air compressor 16 is disposed in the air supply passage 26. Is done. The air humidified by the humidifier 28 is introduced to the cathode side of the fuel cell 12 through the air supply passage 26.

また、前記エアコンプレッサ16と前記加湿器28との間には、エア供給通路26から分岐する分岐通路30が設けられる。前記分岐通路30の下流側は、エゼクタ22に接続され、前記分岐通路30を介して供給されるエア(圧縮エア)は、前記エゼクタ22に対してエア信号圧として導入される。   A branch passage 30 that branches from the air supply passage 26 is provided between the air compressor 16 and the humidifier 28. A downstream side of the branch passage 30 is connected to an ejector 22, and air (compressed air) supplied via the branch passage 30 is introduced to the ejector 22 as an air signal pressure.

前記気液分離及び希釈部18には、例えば、燃料電池12のアノードに溜まった水やカソードから電解質膜を透過してアノードに混入した窒素ガスを含む燃料ガスを図示しない希釈器側にパージする図示しない水素パージ弁や、燃料電池12から排出される水分を含んだ水素ガスを、水素と水とに分離する図示しないキャッチタンクや、前記キャッチタンクに溜まったドレンを排出する管路を開閉する図示しないドレン弁等が設けられる。   In the gas-liquid separation and dilution unit 18, for example, water accumulated in the anode of the fuel cell 12 or fuel gas containing nitrogen gas that has permeated the electrolyte membrane from the cathode and mixed into the anode is purged to a diluter (not shown). A hydrogen purge valve (not shown), a catch tank (not shown) that separates hydrogen gas containing water discharged from the fuel cell 12 into hydrogen and water, and a pipe line for discharging drain accumulated in the catch tank are opened and closed. A drain valve or the like (not shown) is provided.

次に、エゼクタ22について説明する。図2は、前記エゼクタの軸方向に沿った縦断面図、図3は、前記エゼクタを構成するノズル及びホルダの概略説明図である。
図2に示されるように、このエゼクタ22は、エゼクタ本体22aを有し、前記エゼクタ本体22aは、後記するように複数のブロック体が一体的に結合されて構成される。
Next, the ejector 22 will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view along the axial direction of the ejector, and FIG. 3 is a schematic explanatory view of a nozzle and a holder constituting the ejector.
As shown in FIG. 2, the ejector 22 has an ejector body 22a, and the ejector body 22a is configured by integrally connecting a plurality of block bodies as will be described later.

前記エゼクタ本体22aは、図示しないフィルタを介して水素供給通路20に接続され水素タンク14から比較的高圧な水素が供給されるインレットポート32aと、燃料電池12に連通する水素供給通路20に接続され前記水素タンク14から供給された水素と水素オフガスとが混合された混合ガスが排出されるアウトレットポート32bとを有する。   The ejector body 22a is connected to a hydrogen supply passage 20 through a filter (not shown) and connected to an inlet port 32a to which relatively high-pressure hydrogen is supplied from the hydrogen tank 14, and a hydrogen supply passage 20 communicating with the fuel cell 12. And an outlet port 32b through which a mixed gas obtained by mixing hydrogen supplied from the hydrogen tank 14 and hydrogen off-gas is discharged.

また、エゼクタ本体22aは、循環通路24に接続され前記循環通路24を介して水素オフガスが吸入される吸引ポート32cと、分岐通路30に接続され前記分岐通路30を介してエアコンプレッサ16から導出されたエアが供給されるエア供給ポート32dと、大気に連通する呼吸ポート32eとを有する。   The ejector body 22 a is connected to the circulation passage 24 and drawn out from the air compressor 16 through the branch passage 30 connected to the suction port 32 c through which the hydrogen off-gas is sucked through the circulation passage 24 and the branch passage 30. The air supply port 32d is supplied with air and the breathing port 32e communicates with the atmosphere.

前記エゼクタ本体22aは、エア供給ポート32dが設けられた第1ブロック体34aと、呼吸ポート32eが設けられた第2ブロック体34bと、第3ブロック体34cと、インレットポート32aが設けられた第4ブロック体34dと、アウトレットポート32b及び吸引ポート32cが設けられた第5ブロック体34eとを有する。前記第1〜第3ブロック体34a〜34cは、周方向に沿って所定角度離間する複数の第1固定用ボルト36によって一体的に締結され、また、第3〜第5ブロック体34c〜34eは、周方向に沿って所定角度離間する複数の第2固定用ボルト38によって一体的に締結される。   The ejector body 22a includes a first block body 34a provided with an air supply port 32d, a second block body 34b provided with a breathing port 32e, a third block body 34c, and a first block body provided with an inlet port 32a. It has a four block body 34d and a fifth block body 34e provided with an outlet port 32b and a suction port 32c. The first to third block bodies 34a to 34c are integrally fastened by a plurality of first fixing bolts 36 separated by a predetermined angle along the circumferential direction, and the third to fifth block bodies 34c to 34e are The bolts are fastened together by a plurality of second fixing bolts 38 spaced apart by a predetermined angle along the circumferential direction.

第1ブロック体34aと第2ブロック体34bとの間には、比較的大径な第1ダイヤフラム40が配設され、前記第1ダイヤフラム40の外周縁部が第1ブロック体34aと第2ブロック体34bによって挟持される。また、第3ブロック体34cと第4ブロック体34dとの間には、比較的小径な第2ダイヤフラム42が第1ダイヤフラム40と対向して配設され、前記第2ダイヤフラム42の外周縁部が第3ブロック体34cと第4ブロック体34dによって挟持される。さらに、第4ブロック体34dと第5ブロック体34eとの間には、比較的小径な第3ダイヤフラム44が第2ダイヤフラム42と対向して配設され、前記第3ダイヤフラム44の外周縁部が第4ブロック体34dと第5ブロック体34eとの間で挟持される。この場合、第2ダイヤフラム42と第3ダイヤフラム44の受圧面積は、略同一に設定される。   A first diaphragm 40 having a relatively large diameter is disposed between the first block body 34a and the second block body 34b, and an outer peripheral edge portion of the first diaphragm 40 is disposed between the first block body 34a and the second block body. It is clamped by the body 34b. A second diaphragm 42 having a relatively small diameter is disposed between the third block body 34c and the fourth block body 34d so as to face the first diaphragm 40, and an outer peripheral edge portion of the second diaphragm 42 is provided. It is sandwiched between the third block body 34c and the fourth block body 34d. Further, a third diaphragm 44 having a relatively small diameter is disposed between the fourth block body 34d and the fifth block body 34e so as to face the second diaphragm 42, and an outer peripheral edge portion of the third diaphragm 44 is provided. It is sandwiched between the fourth block body 34d and the fifth block body 34e. In this case, the pressure receiving areas of the second diaphragm 42 and the third diaphragm 44 are set to be substantially the same.

また、エゼクタ本体22aの内部には、第1ダイヤフラム40を表裏両面で挟持する円板部55aが設けられた第1保持部材46a及び第2保持部材46bと、第2ダイヤフラム42を表裏両面で挟持する円板部55aが設けられた第2保持部材46b及び第3保持部材46cと、前記第1〜第3保持部材46a〜46cの中心部を貫通し前記第1〜第3保持部材46a〜46cを一体的に保持するホルダ48と、ワッシャを介して前記ホルダ48のねじ部に締結されるナット部材50と、複数のボルト52によってエゼクタ本体22aの第4ブロック体34dに固定され、ホルダ48の一端部が臨む環状凹部54が形成されたステータ56とがそれぞれ設けられる。   In addition, the first holding member 46a and the second holding member 46b provided with a disk portion 55a for holding the first diaphragm 40 on both the front and back surfaces, and the second diaphragm 42 are held on the front and back surfaces inside the ejector body 22a. The first and third holding members 46a to 46c penetrate through the center of the first to third holding members 46a to 46c, and the second holding member 46b and the third holding member 46c provided with the circular plate portion 55a. Are fixed to the fourth block body 34d of the ejector body 22a by a plurality of bolts 52, a nut member 50 that is fastened to a threaded portion of the holder 48 via a washer, and a plurality of bolts 52. A stator 56 having an annular recess 54 facing one end is provided.

さらに、エゼクタ本体22aの内部には、前記ステータ56の孔部に基端部が固定され、後記するノズル62の中空部内に軸方向に沿って延在するニードル58と、前記ステータ56の貫通孔60に挿通されてホルダ48とノズル62とを連結する連結用ボルト64と、前記連結用ボルト64を介してホルダ48と連結され、ニードル58の先端部58aが臨むノズル孔62aが形成されたノズル62と、ノズル62の内壁に固定されて前記ノズル62と一体的に変位し、前記ニードル58に沿って摺動する摺動孔66a及び流体が流通する流通孔66bを有する軸受部材66とがそれぞれ設けられる。この場合、第1〜第3保持部材46a〜46cは、ホルダ48の段部48bとナット部材50との間で一体的に締結される。   Further, a base end portion is fixed to the hole portion of the stator 56 inside the ejector body 22a, and a needle 58 extending in the axial direction into a hollow portion of a nozzle 62 described later, and a through hole of the stator 56 A connecting bolt 64 that is inserted through 60 and connects the holder 48 and the nozzle 62, and a nozzle hole 62a that is connected to the holder 48 via the connecting bolt 64 and that faces the tip 58a of the needle 58. 62 and a bearing member 66 fixed to the inner wall of the nozzle 62 and displaced integrally with the nozzle 62 and having a sliding hole 66a that slides along the needle 58 and a flow hole 66b through which fluid flows. Provided. In this case, the first to third holding members 46 a to 46 c are integrally fastened between the step portion 48 b of the holder 48 and the nut member 50.

本実施形態では、エゼクタ本体22aに固定されたステータ56によってニードル58が保持されて固定側とし、連結用ボルト64を介してホルダ48にノズル62が連結されて前記ホルダ48及びノズル62が一体的に変位する可動側としているが、前記とは反対に、ノズル62が固定側でニードル58を可動側としてノズル62とニードル58とが相対的に変位するように設けられるようにしてもよい。   In the present embodiment, the needle 58 is held by the stator 56 fixed to the ejector body 22a to be a fixed side, the nozzle 62 is connected to the holder 48 via the connecting bolt 64, and the holder 48 and the nozzle 62 are integrated. In contrast to the above, the nozzle 62 may be provided on the fixed side and the needle 58 on the movable side so that the nozzle 62 and the needle 58 are relatively displaced.

なお、第1〜第3ダイヤフラム40、42、44、第1〜第3保持部材46a〜46c、ホルダ48及び連結用ボルト64は、ノズル62をニードル58の軸方向に沿って変位させる変位機構として機能するものである。   The first to third diaphragms 40, 42, 44, the first to third holding members 46 a to 46 c, the holder 48, and the connecting bolt 64 are displacement mechanisms that displace the nozzle 62 along the axial direction of the needle 58. It functions.

ホルダ48は、図3に示されるように、軸方向に沿って所定長だけ延在するロッド部48aと、前記ロッド部48aに連続し前記ロッド部48aの外周面から半径外方向に僅かに拡径する環状の段部48bと、前記段部48bに連続しスリーブ状に形成されたガイド部48cと、前記ガイド部48cの外周面から半径外方向に向かって所定長だけ突出する環状フランジ部48dとを有する。   As shown in FIG. 3, the holder 48 has a rod portion 48a extending a predetermined length along the axial direction, and extends slightly outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the rod portion 48a. An annular stepped portion 48b having a diameter, a guide portion 48c formed in a sleeve shape continuously to the stepped portion 48b, and an annular flange portion 48d projecting from the outer peripheral surface of the guide portion 48c in a radially outward direction by a predetermined length. And have.

この場合、ホルダ48の環状フランジ部48dは、最大位置保持手段(フランジ部)として機能するものであり、前記環状フランジ部48dがステータ56の円板部56aに当接してその変位が規制されることにより、ノズル62のノズル孔62aとニードル58の先端部58aの外周面との間隙68における開口面積を最大位置に保持(設定)することができる。なお、ステータ56の円板部56aに当接するホルダ48の部位は、環状フランジ部48dに限定されるものではなく、非環状のフランジ部であってもよい。   In this case, the annular flange portion 48d of the holder 48 functions as a maximum position holding means (flange portion), and the annular flange portion 48d abuts on the disc portion 56a of the stator 56 to restrict the displacement thereof. Thus, the opening area in the gap 68 between the nozzle hole 62a of the nozzle 62 and the outer peripheral surface of the tip portion 58a of the needle 58 can be held (set) at the maximum position. The portion of the holder 48 that contacts the disc portion 56a of the stator 56 is not limited to the annular flange portion 48d, but may be a non-annular flange portion.

また、ホルダ48のガイド部48cは、前記ホルダ48がノズル62と一体的に変位する際、ステータ56の外径面56bに沿って摺動することにより、前記ホルダ48を軸方向に沿って案内する機能を営む。また、前記ガイド部48cは、環状フランジ部48dと略直交する方向に延在し前記環状フランジ部48dと一体的に近接して設けられる。   The guide portion 48c of the holder 48 guides the holder 48 along the axial direction by sliding along the outer diameter surface 56b of the stator 56 when the holder 48 is displaced integrally with the nozzle 62. The function to perform. The guide portion 48c extends in a direction substantially orthogonal to the annular flange portion 48d, and is provided in close proximity to the annular flange portion 48d.

図2に戻り、第1ブロック体34aの内壁と第1ダイヤフラム40とに仕切られて第1室70aが形成され、前記第1室70aはエア供給ポート32dと連通するように設けられる。また、第1ダイヤフラム40と第2ダイヤフラム42とに仕切られて第2室70bが形成され、前記第2室70bは、呼吸ポート32eと連通するように設けられる。さらに、第2ダイヤフラム42と第3ダイヤフラム44とに仕切られて第3室70cが形成され、前記第3室70cは、インレットポート32aと連通するように設けられる。さらにまた、第4ブロック体34dの内壁と第3ダイヤフラム44に仕切られて第4室70dが形成され、前記第4室70dは、吸引ポート32cと連通するように設けられる。   Returning to FIG. 2, a first chamber 70a is formed by being partitioned by the inner wall of the first block body 34a and the first diaphragm 40, and the first chamber 70a is provided to communicate with the air supply port 32d. Further, a second chamber 70b is formed by being divided into a first diaphragm 40 and a second diaphragm 42, and the second chamber 70b is provided so as to communicate with the breathing port 32e. Furthermore, a third chamber 70c is formed by being partitioned by the second diaphragm 42 and the third diaphragm 44, and the third chamber 70c is provided so as to communicate with the inlet port 32a. Furthermore, a fourth chamber 70d is formed by being partitioned by the inner wall of the fourth block body 34d and the third diaphragm 44, and the fourth chamber 70d is provided so as to communicate with the suction port 32c.

第1室70aには、一端部がエンドキャップ71に係着され他端部が第1保持部材46aに係着される第1ばね部材72aが設けられ、前記第1ばね部材72aは、ばね力によって第1〜第3保持部材46a〜46c及びホルダ48をノズル62側に向かって押圧(付勢)するように設けられる。また、第4室70dには、一端部がリテーナ74に係着され他端部が第4ブロック体34dの内壁の受座面76に係着される第2ばね部材72bが設けられる。前記第2ばね部材72bは、ばね力によってノズル62をホルダ48側に向かって押圧(付勢)するように設けられる。   The first chamber 70a is provided with a first spring member 72a having one end engaged with the end cap 71 and the other end engaged with the first holding member 46a. The first spring member 72a has a spring force. Thus, the first to third holding members 46a to 46c and the holder 48 are provided to be pressed (biased) toward the nozzle 62 side. The fourth chamber 70d is provided with a second spring member 72b having one end engaged with the retainer 74 and the other end engaged with the seating surface 76 of the inner wall of the fourth block body 34d. The second spring member 72b is provided so as to press (bias) the nozzle 62 toward the holder 48 side by a spring force.

この場合、第1ばね部材72aのばね力は、第2ばね部材72bのばね力よりも大きく設定され、第1室70a及び第4室70d内に圧力流体が供給されていない場合、第1ばね部材72aと第2ばね部材72bとのばね力の差によってホルダ48の環状フランジ部48dがステータ56の円板部56aに当接し、ノズル62のノズル孔62aとニードル58の先端部58aの外周面との間隙68における開口面積が最大位置に保持された初期状態にある。   In this case, the spring force of the first spring member 72a is set larger than the spring force of the second spring member 72b, and when no pressure fluid is supplied into the first chamber 70a and the fourth chamber 70d, the first spring Due to the difference in spring force between the member 72 a and the second spring member 72 b, the annular flange portion 48 d of the holder 48 abuts on the disc portion 56 a of the stator 56, and the outer peripheral surfaces of the nozzle hole 62 a of the nozzle 62 and the tip end portion 58 a of the needle 58. In the initial state, the opening area in the gap 68 is maintained at the maximum position.

さらに前記エゼクタ本体22aの第4ブロック体34dの内部には、前記ノズル62の軸方向に沿った一端部側に配設され、前記ノズル62と同軸状に設けられたディフューザ78を有する。   Further, the fourth block body 34 d of the ejector body 22 a has a diffuser 78 disposed on one end side along the axial direction of the nozzle 62 and provided coaxially with the nozzle 62.

前記ニードル58は、図3に示されるように、ノズル孔62aに臨み、鋭く尖った頂点を含む先端部58aと、前記先端部58aから延在する小径部58bと、前記小径部58bから延在し徐々に拡径するテーパ部58cと、前記テーパ部58cから延在し軸方向に沿って外径が略一定に設定される外径部58dとを有する。   As shown in FIG. 3, the needle 58 faces the nozzle hole 62a and includes a tip portion 58a including a sharp pointed apex, a small diameter portion 58b extending from the tip portion 58a, and extending from the small diameter portion 58b. The taper portion 58c gradually increases in diameter, and the outer diameter portion 58d extends from the taper portion 58c and has an outer diameter set substantially constant along the axial direction.

図2に戻り、ディフューザ78は、ノズル孔62aを有するノズル62の一部を囲繞するラッパ状の拡径部78aと、前記拡径部78aに連続する円筒体からなり内部にアウトレットポート32bに向かって徐々に拡径する直線状の通路を有するスロート部78bとから構成される。   Returning to FIG. 2, the diffuser 78 includes a trumpet-shaped enlarged diameter portion 78a surrounding a part of the nozzle 62 having the nozzle hole 62a, and a cylindrical body continuous to the enlarged diameter portion 78a, and is directed toward the outlet port 32b. And a throat portion 78b having a linear passage that gradually increases in diameter.

この場合、ノズル62、ニードル58及びディフューザ78は、それぞれ同軸(3者の軸線が一致する)となるように配設される。前記ノズル62と前記ディフューザ78との間には、吸入室80が形成され、前記吸入室80は、吸引ポート32cと連通するように設けられる。   In this case, the nozzle 62, the needle 58, and the diffuser 78 are disposed so as to be coaxial (the three axes coincide). A suction chamber 80 is formed between the nozzle 62 and the diffuser 78, and the suction chamber 80 is provided so as to communicate with the suction port 32c.

第1室70a内に導入されるエア信号圧と第4室70d内に導入される水素オフガスの圧力との関係で、第1〜第3ダイヤフラム40、42、44が撓曲することによりホルダ48及びノズル62が一体的に矢印X1方向に変位し、ディフューザ48に向かって水素が噴射されるノズル孔62aとニードル58の先端部58aとの間隙68における開口面積を変化させることができる。   Due to the relationship between the air signal pressure introduced into the first chamber 70a and the pressure of the hydrogen off-gas introduced into the fourth chamber 70d, the first to third diaphragms 40, 42, 44 bend to cause the holder 48 to bend. The nozzle 62 is integrally displaced in the direction of the arrow X1, and the opening area in the gap 68 between the nozzle hole 62a through which hydrogen is injected toward the diffuser 48 and the tip 58a of the needle 58 can be changed.

本実施形態に係るエゼクタ22が組み込まれた燃料電池システム10は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。   The fuel cell system 10 in which the ejector 22 according to the present embodiment is incorporated is basically configured as described above. Next, the function and effect will be described.

先ず、燃料電池12の発電停止時には、図示しない遮断弁によって水素タンク14から水素の供給が遮断され、エゼクタ22のインレットポート32aに対する水素の供給が停止された状態にある。同時に、エアコンプレッサ16の駆動が停止された状態にあり、エゼクタ22のエア供給ポート32dに対する圧縮エアの供給が停止された状態にある。   First, when the power generation of the fuel cell 12 is stopped, the supply of hydrogen from the hydrogen tank 14 is shut off by a shut-off valve (not shown), and the supply of hydrogen to the inlet port 32a of the ejector 22 is stopped. At the same time, the driving of the air compressor 16 is stopped, and the supply of compressed air to the air supply port 32d of the ejector 22 is stopped.

この場合、第1ばね部材72aのばね力は、第2ばね部材72bのばね力よりも大きく設定されているため、第1ばね部材72aと第2ばね部材72bとのばね力の差によってホルダ48の環状フランジ部48dがステータ56の円板部56aに当接し、ノズル62のノズル孔62aとニードル58の先端部58aの外周面との間隙68における開口面積が最大位置に保持された初期状態にある(図2参照)。   In this case, since the spring force of the first spring member 72a is set larger than the spring force of the second spring member 72b, the holder 48 depends on the difference in spring force between the first spring member 72a and the second spring member 72b. The annular flange portion 48d contacts the disc portion 56a of the stator 56, and the opening area in the gap 68 between the nozzle hole 62a of the nozzle 62 and the outer peripheral surface of the tip end portion 58a of the needle 58 is maintained at the maximum position. Yes (see FIG. 2).

この初期状態では、図3の実線で示されるように、ニードル58の先端部58aがノズル孔62aから外部に向かって僅かに突出する。従って、水素が吐出されるノズル孔62aの開口面積(間隙68)は、ノズル孔62aの内径面積からニードル58の先端部58aの外径面積が減算されたものとなる。   In this initial state, as shown by the solid line in FIG. 3, the tip 58a of the needle 58 slightly protrudes outward from the nozzle hole 62a. Therefore, the opening area (gap 68) of the nozzle hole 62a through which hydrogen is discharged is obtained by subtracting the outer diameter area of the tip 58a of the needle 58 from the inner diameter area of the nozzle hole 62a.

一方、燃料電池12の発電時では、図示しない遮断弁が開弁状態となって、水素タンク14から水素供給通路20を介して燃料電池12のアノードに対して水素が供給されると共に、エアコンプレッサ16が駆動され、加湿器28で加湿されたエアがエア供給通路26を介して燃料電池12のカソードに供給される。   On the other hand, at the time of power generation of the fuel cell 12, a shut-off valve (not shown) is opened so that hydrogen is supplied from the hydrogen tank 14 to the anode of the fuel cell 12 through the hydrogen supply passage 20, and an air compressor 16 is driven, and the air humidified by the humidifier 28 is supplied to the cathode of the fuel cell 12 through the air supply passage 26.

エゼクタ22では、水素タンク14からの比較的高圧な水素がインレットポート32aを通じて供給され、エゼクタ本体22a内で第2ダイヤフラム42と第3ダイヤフラム44で仕切られた第3室70cに供給される。同時に、エアコンプレッサ16からの圧縮エアが分岐通路30及びエア供給ポート32dを通じて第1ダイヤフラム40で仕切られた第1室70a内に供給される。   In the ejector 22, relatively high-pressure hydrogen from the hydrogen tank 14 is supplied through the inlet port 32a, and is supplied to the third chamber 70c partitioned by the second diaphragm 42 and the third diaphragm 44 in the ejector body 22a. At the same time, the compressed air from the air compressor 16 is supplied into the first chamber 70a partitioned by the first diaphragm 40 through the branch passage 30 and the air supply port 32d.

その際、第4室70d内に導入される水素オフガスの圧力が第1室70a内の圧縮エアの圧力(エア信号圧)以下であるとき、初期状態と同様に、ホルダ48の環状フランジ部48dがステータ56の円板部56aに当接し、ノズル62のノズル孔62aとニードル58の先端部58aの外周面との間隙68における開口面積が最大位置に保持された状態に継続される。   At this time, when the pressure of the hydrogen off-gas introduced into the fourth chamber 70d is equal to or lower than the pressure of compressed air (air signal pressure) in the first chamber 70a, the annular flange portion 48d of the holder 48 as in the initial state. Is brought into contact with the disk portion 56a of the stator 56, and the opening area in the gap 68 between the nozzle hole 62a of the nozzle 62 and the outer peripheral surface of the distal end portion 58a of the needle 58 is kept in the maximum position.

エゼクタ22の第3室70c内に導入された水素は、さらに、ノズル62に内嵌された軸受部材66の流通孔66bを介してノズル62の中空部内に導入された後、ノズル孔62aとニードル58の先端部58aの間隙68(最大開口面積)を通じてディフューザ78側に向かって吐出される。このノズル孔62aによって流量が絞られて加速された水素は、ディフューザ78のスロート部78bに沿って流通し、アウトレットポート32bから水素供給通路20に沿って燃料電池12に供給される。   The hydrogen introduced into the third chamber 70c of the ejector 22 is further introduced into the hollow portion of the nozzle 62 through the flow hole 66b of the bearing member 66 fitted in the nozzle 62, and then the nozzle hole 62a and the needle The liquid is discharged toward the diffuser 78 through a gap 68 (maximum opening area) of the front end portion 58a of 58. The hydrogen whose flow rate is reduced by the nozzle hole 62a is accelerated and flows along the throat portion 78b of the diffuser 78, and is supplied to the fuel cell 12 from the outlet port 32b along the hydrogen supply passage 20.

同時に、ノズル62のノズル孔62aの先端からディフューザ78に向かって水素が噴射(吐出)される際、ノズル62とディフューザ78の拡径部78aとの間の部位において、いわゆるジェットポンプ効果によって負圧作用が発生する。この負圧作用によって吸入室80内の水素オフガスが吸い込まれ、ノズル62から吐出された水素と吸引ポート32cを通じて吸引された水素オフガスとがディフューザ78で混合され、アウトレットポート32bから水素供給通路20に導出される。   At the same time, when hydrogen is injected (discharged) from the tip of the nozzle hole 62a of the nozzle 62 toward the diffuser 78, a negative pressure is generated at a portion between the nozzle 62 and the enlarged diameter portion 78a of the diffuser 78 by a so-called jet pump effect. Action occurs. Due to this negative pressure action, the hydrogen off-gas in the suction chamber 80 is sucked, and the hydrogen discharged from the nozzle 62 and the hydrogen off-gas sucked through the suction port 32c are mixed by the diffuser 78, and the hydrogen is supplied from the outlet port 32b to the hydrogen supply passage 20. Derived.

図4は、図2のエゼクタにおいて、ノズル及びホルダが一体的に変位してノズル孔の開口面積が変化した状態を示す縦断面図である。
燃料電池12の運転状態において、分岐通路30及びエア供給ポート32dを介して第1室70a内に導入された圧縮エアの圧力(エア信号圧)に対して、吸引ポート32cを介して導入された第4室70d内の水素オフガスの圧力が高くなった場合、水素オフガスによる押圧力が第1ばね部材72aのばね力に打ち勝って第1〜第3ダイヤフラム40、42、44を撓曲させ、ホルダ48のガイド部48cの案内作用下に、ホルダ48及びノズル62が矢印X1方向に沿って一体的に変位する(図4参照)。
4 is a longitudinal sectional view showing a state where the nozzle and the holder are integrally displaced and the opening area of the nozzle hole is changed in the ejector of FIG.
In the operating state of the fuel cell 12, the pressure of compressed air (air signal pressure) introduced into the first chamber 70a via the branch passage 30 and the air supply port 32d was introduced via the suction port 32c. When the pressure of the hydrogen off gas in the fourth chamber 70d becomes high, the pressing force by the hydrogen off gas overcomes the spring force of the first spring member 72a to bend the first to third diaphragms 40, 42, 44, and the holder Under the guiding action of the 48 guide portions 48c, the holder 48 and the nozzle 62 are integrally displaced along the direction of the arrow X1 (see FIG. 4).

従って、図3の二点鎖線で示されるように、ニードル58の先端部58a、小径部58b及びテーパ部58cは、ノズル62のノズル孔62aの先端から外部に突出して露呈した状態となる。この結果、ノズル62の中空部内に導入された水素は、ノズル孔62aの微小な間隙68を通じてディフューザ78に向かって吐出されるため、比較的小流量の水素を燃料電池12に対して供給することができる。このように、ホルダ48及びノズル62の変位によって、比較的大流量の水素の供給から比較的小流量の水素の供給へ切り換えることができる。   Therefore, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 3, the tip 58 a, the small diameter 58 b and the taper 58 c of the needle 58 are in a state of being exposed to the outside from the tip of the nozzle hole 62 a of the nozzle 62. As a result, since the hydrogen introduced into the hollow portion of the nozzle 62 is discharged toward the diffuser 78 through the minute gap 68 of the nozzle hole 62a, a relatively small flow rate of hydrogen is supplied to the fuel cell 12. Can do. In this manner, the supply of a relatively large flow rate of hydrogen can be switched to the supply of a relatively small flow rate of hydrogen by the displacement of the holder 48 and the nozzle 62.

本実施形態では、ステータ56の円板部56aに当接してホルダ48の変位を規制する環状フランジ部48dを、ホルダ48の半径外方向に向かって突出して形成された部位に設けている。本実施形態では、ホルダ48に環状フランジ部48dを設けることにより、第1室70aと第4室70dとの圧力関係によってホルダ48及びノズル62が一体的に矢印X1方向に向かって変位した後、第1ばね部材72aのばね力によって矢印X2方向に向かって変位して再び初期状態に復帰する際、ホルダ48に設けられた環状フランジ部48dがステータ56の円板部56aに当接(着座)することにより、ノズル孔62aとニードル58との間隙68における開口面積が最大となる位置に安定して且つ精度よく保持することができる。この結果、本実施形態では、ノズル62のノズル孔62aから吐出される水素の安定した流量制御特性を得ることができる。   In the present embodiment, an annular flange portion 48 d that abuts on the disk portion 56 a of the stator 56 and restricts the displacement of the holder 48 is provided at a portion that is formed to protrude outward in the radial direction of the holder 48. In the present embodiment, by providing the holder 48 with the annular flange portion 48d, the holder 48 and the nozzle 62 are integrally displaced in the direction of the arrow X1 due to the pressure relationship between the first chamber 70a and the fourth chamber 70d. When the first spring member 72a is displaced in the direction of the arrow X2 by the spring force of the first spring member 72a and returns to the initial state again, the annular flange portion 48d provided in the holder 48 contacts (seats) the disc portion 56a of the stator 56. By doing so, the opening area in the gap 68 between the nozzle hole 62a and the needle 58 can be stably and accurately held at a position where the opening area is maximized. As a result, in this embodiment, a stable flow rate control characteristic of hydrogen discharged from the nozzle hole 62a of the nozzle 62 can be obtained.

換言すると、本実施形態では、ノズル62と共に変位するホルダ48の環状フランジ部48dが初期状態に復帰する際、ホルダ48の環状フランジ部48dをエゼクタ本体22aに固定されたステータ56の円板部56aに当接させるだけで、水素が吐出される間隙68を最大開口面積に容易に設定することができ、例えば、電磁弁等の電気的な制御によりノズル62とニードル58とを相対的に変位させて最大開口面積を設定することが不要となる。この結果、本実施形態では、電気的な制御を不要として消費電力を抑制することができると共に、簡素な機械的構造によって簡便に製造することができる。   In other words, in this embodiment, when the annular flange portion 48d of the holder 48 that is displaced together with the nozzle 62 returns to the initial state, the annular flange portion 48d of the holder 48 is fixed to the ejector body 22a. The gap 68 from which hydrogen is discharged can be easily set to the maximum opening area simply by contacting the nozzle 62 and the nozzle 62 and the needle 58 are relatively displaced by electrical control such as a solenoid valve. Therefore, it becomes unnecessary to set the maximum opening area. As a result, in this embodiment, electric control is not required and power consumption can be suppressed, and manufacturing can be easily performed with a simple mechanical structure.

また、本実施形態では、分岐通路30及びエア供給ポート32dを介して供給される圧縮エアによって第1〜第3ダイヤフラム40、42、44を撓曲させ前記第1〜第3ダイヤフラム40、42、44に連動してホルダ48及びノズル62を変位させることにより、電気的な制御を不要として消費電力をより一層抑制することができる。   In the present embodiment, the first to third diaphragms 40, 42, 44 are bent by the compressed air supplied via the branch passage 30 and the air supply port 32d, and the first to third diaphragms 40, 42, By displacing the holder 48 and the nozzle 62 in conjunction with 44, electrical control is unnecessary and power consumption can be further suppressed.

さらに、本実施形態では、ステータ56の外径面56bに沿って摺動し前記ホルダ48を軸方向に沿って案内するガイド部48cがホルダ48に設けられることにより、ノズル62とニードル58との同芯度を確保しながらホルダ48及びノズル62を円滑に変位させることができる。この場合、ホルダ48のガイド部48cがステータ56の環状凹部54内に進入可能に設けられることにより、ステータ56の外径面56bを摺動するガイド部48cの長さを延長させてガイド機能を増大させることができる。   Further, in the present embodiment, the holder 48 is provided with a guide portion 48c that slides along the outer diameter surface 56b of the stator 56 and guides the holder 48 along the axial direction. The holder 48 and the nozzle 62 can be smoothly displaced while ensuring concentricity. In this case, the guide portion 48c of the holder 48 is provided so as to be able to enter the annular recess 54 of the stator 56, thereby extending the length of the guide portion 48c that slides on the outer diameter surface 56b of the stator 56, thereby providing a guide function. Can be increased.

さらにまた、本実施形態では、ガイド部48cが環状フランジ部48dと略直交する方向に延在し且つ環状フランジ部48dと一体的に近接して設けられることにより、部品点数を削減して製造コストを低減させることができると共に、ホルダ48の環状フランジ部48dがガイド部48cによって案内されながらステータ56の円板部56aに当接した際、当接時における振動がガイド部48c側に伝播して振動の発生が抑制される。従って、当接時に発生する振動が図示しない燃料電池自動車の車室内に伝達されることを抑制することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the guide portion 48c extends in a direction substantially orthogonal to the annular flange portion 48d and is provided in close proximity to the annular flange portion 48d, thereby reducing the number of parts and manufacturing costs. When the annular flange portion 48d of the holder 48 abuts on the disk portion 56a of the stator 56 while being guided by the guide portion 48c, vibration at the time of contact propagates to the guide portion 48c side. Generation of vibration is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the vibration generated at the time of contact from being transmitted to the interior of the fuel cell vehicle (not shown).

10 燃料電池システム 12 燃料電池
14 水素タンク(燃料ガス供給手段)
20 水素供給通路(燃料ガス供給通路
22 エゼクタ(燃料電池用エゼクタ装置) 22a エゼクタ本体
24 循環通路 32a インレットポート
32b アウトレットポート 32c 吸引ポート
40、42、44 ダイヤフラム(変位機構)
48 ホルダ 48c ガイド部
48d 環状フランジ部(最大位置保持手段) 56 ステータ
56b 外径面 58 ニードル
58a 先端部 62 ノズル
62a ノズル孔 68 間隙
78 ディフューザ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel cell system 12 Fuel cell 14 Hydrogen tank (fuel gas supply means)
20 Hydrogen supply passage (fuel gas supply passage
22 Ejector (Ejector device for fuel cell) 22a Ejector body 24 Circulating passage 32a Inlet port 32b Outlet port 32c Suction port 40, 42, 44 Diaphragm (displacement mechanism)
48 holder 48c guide portion 48d annular flange portion (maximum position holding means) 56 stator 56b outer diameter surface 58 needle 58a tip portion 62 nozzle 62a nozzle hole 68 gap 78 diffuser

Claims (3)

燃料ガス供給手段から燃料ガスが供給されるインレットポートと、燃料電池に連通する燃料ガス供給通路に接続されるアウトレットポートと、循環通路に接続され燃料電池から排出されて戻された燃料オフガスが吸入される吸引ポートとが設けられたエゼクタ本体と、
前記インレットポートを介して供給された燃料ガスを吐出するノズル孔を有するノズルと、
前記ノズル孔から吐出される燃料ガスと前記循環通路を介して燃料電池から排出されて戻された燃料オフガスとを混合するディフューザと、
前記エゼクタ本体に固定されるステータと、
前記ステータに固定されて前記ノズルの中空部内に軸方向に沿って延在するニードルと、
前記ノズルを前記ニードルの軸方向に沿って変位させる変位機構と、
前記ノズルのノズル孔と前記ニードルの先端部の外周面との間隙における開口面積を最大位置に保持する最大位置保持手段と、
を備え、
前記最大位置保持手段は、前記ノズルと一体的に変位するホルダに設けられて前記ステータと当接するフランジ部からなることを特徴とする燃料電池用エゼクタ装置。
An inlet port to which fuel gas is supplied from the fuel gas supply means, an outlet port connected to a fuel gas supply passage communicating with the fuel cell, and a fuel off-gas exhausted from the fuel cell and returned to the circulation passage. An ejector body provided with a suction port,
A nozzle having a nozzle hole for discharging the fuel gas supplied through the inlet port;
A diffuser that mixes the fuel gas discharged from the nozzle hole and the fuel off-gas discharged and returned from the fuel cell through the circulation passage;
A stator fixed to the ejector body;
A needle fixed to the stator and extending along the axial direction in the hollow portion of the nozzle;
A displacement mechanism for displacing the nozzle along the axial direction of the needle;
Maximum position holding means for holding the opening area in the gap between the nozzle hole of the nozzle and the outer peripheral surface of the tip of the needle at the maximum position;
With
The ejector device for a fuel cell, wherein the maximum position holding means includes a flange portion that is provided on a holder that is integrally displaced with the nozzle and contacts the stator.
請求項1記載の燃料電池用エゼクタ装置において、
前記ホルダには、前記ステータの外径面に沿って摺動し前記ホルダを軸方向に沿って案内するガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池用エゼクタ装置。
The ejector device for a fuel cell according to claim 1,
An ejector device for a fuel cell, wherein the holder is provided with a guide portion that slides along an outer diameter surface of the stator and guides the holder along an axial direction.
請求項2記載の燃料電池用エゼクタ装置において、
前記ガイド部は、前記フランジ部と略直交する方向に延在し前記フランジ部と一体的に設けられることを特徴とする燃料電池用エゼクタ装置。
The ejector device for a fuel cell according to claim 2,
The fuel cell ejector device, wherein the guide portion extends in a direction substantially orthogonal to the flange portion and is provided integrally with the flange portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013147972A (en) * 2012-01-18 2013-08-01 Ckd Corp Ejector with integrated valve
CN115224323A (en) * 2021-03-29 2022-10-21 本田技研工业株式会社 Water electrolysis power generation system

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