JP2016061395A - 流体制御弁及び燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1を用いて、本実施形態の流体制御弁4が搭載された燃料電池システム1について説明する。図1に示すように、流体制御弁4は、車両に搭載された燃料電池システム1の酸素系2に適用されている。しかしながら、流体制御弁4はこれに限定されるべきものではなく、燃料供給系システムあるいは油圧ブレーキシステムといった、車両用流体制御弁として広範囲に使用することが可能であり、また、家庭用機器もしくは一般産業機械用の流体制御弁としても適用することが可能である。
次に、第一実施形態の流体制御弁4の構造について詳細に説明する。なお、図2における上方及び下方を、それぞれ流体制御弁4の上方及び下方とし、図2における右方及び左方を、それぞれ流体制御弁4の前方及び後方として説明しているが、車両における流体制御弁4の実際の取付方向とは無関係である。なお、車両における流体制御弁4は、バルブシャフト44が水平面に対して傾斜するように、すなわち図5Aに示すように、弁体45が水平面に対して傾斜するように、車両に設けられた取付部11aに取り付けられている。
バルブシャフト44の先端部である連結部444には、バルブシャフト44の軸心に対し半径方向に延びるように、弁体45が取り付けられている。弁体45のバルブフレーム451は、ステンレス等の金属板がプレス成形されて形成されている。バルブフレーム451は、バルブシャフト44の軸心に対し、半径方向に円板状に延びた平板部451aを有しており、平板部451aには外周縁を覆うようにシール部材452が固着されている。
以下に図3〜図5を用いて、第一実施形態の流体制御弁4の作用について説明する。なお、図3において、紙面左側を流体制御弁4及びこれを構成する各部材の前方、紙面右側を流体制御弁4及びこれを構成する各部材の後方、紙面上側を流体制御弁4及びこれを構成する各部材の右方、紙面下方側を流体制御弁4及びこれを構成する各部材の左方とする。
以下に、図7〜図9を用いて、第二実施形態の流体制御弁204について、第一実施形態の流体制御弁4と異なる点について説明する。なお、図7においては、便宜的に弁体45等の部材は省略している。図7〜図9に示すように、第二実施形態の流体制御弁204では、バルブボデー411の前方側に向かって、流通溝411gの深さが徐々に浅くなっている。
以下に、図10〜図12を用いて、第三実施形態の流体制御弁304について、第一実施形態の流体制御弁4と異なる点について説明する。なお、図10においては、便宜的に弁体45等の部材は省略している。図10〜図12に示すように、第三実施形態の流体制御弁304では、バルブボデー411の前方側に向かって、流通溝411gの両側方の本体部411qの底面411iが徐々に上方に位置するように傾斜し、本体部411qの底面411iの最前部と弁座411fの前部とを、これらと上下方向に同じ高さで接続する接続部411mが形成されている。このため、図10に示すように、本体部411qの底面411iの前部の上下方向の高さが弁座411fと同じ高さとなっている。
以下に、図13を用いて、第四実施形態の流体制御弁404について、第一実施形態の流体制御弁4と異なる点について説明する。なお、図13においては、便宜的に弁体45等の部材は省略している。図13に示すように、第四実施形態の流体制御弁404では、開口部411kの前方の上方において、前壁面411vから後方に突出する導風部411nが形成されている。導風部411nには、後方から前方に向かって徐々に低くなり、前壁面411vの内面に接続する導風面411rが形成されている。言い換えると、導風部411nの導風面411rは、インレット411dから遠ざかるにつれて、流体室414の上部側から流体室414の底面側に変位するように形成されている。図13に示すように、本実施形態では、導風面411rの断面形状は円弧形状となっている。
以下に、図14及び図15を用いて、第五実施形態の流体制御弁について、第一実施形態の流体制御弁4と異なる点について説明する。図14や図15に示すように、第五実施形態の流体制御弁では、バルブボデー411のインレット411d内の前端部分に、つまり、弁座411fの後方側(インレット411d側)に分流部材471が設けられている。分流部材471は、ブロック形状であり、後方側(インレット411d側)から前方側(弁座411f側)に向かって徐々に幅寸法が広くなっている。本実施形態では、分流部材471は、三角柱状である。
以下に、図16を用いて、第六実施形態の流体制御弁について、第一実施形態の流体制御弁4と異なる点について説明する。図16に示すように、第六実施形態の流体制御弁では、バルブボデー411の本体部411q及びインレット411dの内部に、導風部材472が設けられている。導風部材472は、前壁面411v、流体室414の左右両側の両側面411s、及びインレット411dの左右両側の側面411tと対向して離間して形成されている。
本発明の技術的思想は、切替弁3等の流体制御弁に適用可能しても差し支え無い。以上説明した第四実施形態〜第六実施形態の流体制御弁4に、傾斜面411jや流通溝411gを形成しても差し支え無い。
Claims (8)
- 内部に空間である流体室が形成された本体部と、前記流体室の後部に開口するインレットと、前記流体室の底部に開口するアウトレットと、を備え、前記アウトレットの前記流体室への開口部の周囲に弁座が形成されたバルブボデーと、
前記弁座と密接した遮断位置と前記弁座から離間した開放位置との間で移動される弁体と、を有し、
前記バルブボデーは、前記本体部の前方側が前記本体部の後方側よりも低くなるように傾斜して取り付けられ、
前記本体部には、前記インレットにブローエアが供給された場合に、前記ブローエアが前記インレットと前記弁体の反対側で対向する前記流体室に形成された前壁面側から前記開口部に流入するように、前記ブローエアを案内する案内部が形成されている流体制御弁。 - 前記案内部は、前記弁座の周囲から前記弁座に向かって徐々に高くなるように傾斜した傾斜面である請求項1に記載の流体制御弁。
- 前記案内部は、前記流体室の底面において、前記弁座の両側方から前記弁座と前記前壁面との間に向かって、溝底部が前記弁座よりも低くなるように形成された流通溝である請求項1又は請求項2に記載の流体制御弁。
- 前記案内部は、前記インレットから遠ざかるにつれて、前記流体室の上部側から前記流体室の底面側に変位するように前記前壁面に形成された導風部である請求項1に記載の流体制御弁。
- 前記案内部は、前記弁座よりインレット側に設けられ、前記インレット側から前記弁座側に向かって徐々に幅寸法が広くなっている分流部材である請求項1に記載の流体制御弁。
- 前記案内部は、前記前壁面及び前記流体室の両側面と離間して形成され、前記流体室の内壁面との間にブロー流路を形成し、前記前壁面側の下部に前記開口部に向けて開口した流出穴が形成された導風部材である請求項1に記載の流体制御弁。
- 水素ガスをアノード極に供給するためのアノード流路と、酸素ガスを含んだガスをカソード極に供給するためのカソード流路が形成され、前記アノード極に供給された前記水素ガス及び前記カソード極に供給された酸素ガスによって発電を行う燃料電池スタックの前記カソード流路の下流側に接続され、
前記流体室の底面の前記前壁面と前記弁座の側方位置との間には、前記燃料電池スタックから排出され前記ブローエアによって排出された水のうち残留する水を貯留する水貯留部が形成されている請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の流体制御弁。 - 水素ガスをアノード極に供給するためのアノード流路と、酸素ガスを含んだガスをカソード極に供給するためのカソード流路が形成され、前記アノード極に供給された前記水素ガス及び前記カソード極に供給された酸素ガスによって発電を行う燃料電池スタックと、
前記カソード極に前記酸素ガスを含んだガスを供給するコンプレッサと、
前記カソード流路の下流側に接続され、前記カソード流路内の圧力を調整する流体制御弁と、を備え、
前記流体制御弁は、
内部に空間である流体室が形成された本体部と、前記流体室の後部に開口するインレットと、前記流体室の底部に開口するアウトレットと、を備え、前記アウトレットの前記流体室への開口部の周囲に弁座が形成されたバルブボデーと、
前記弁座と密接した遮断位置と前記弁座から離間した開放位置との間で移動される弁体と、を有し、
前記バルブボデーは、前記本体部の前方側が前記本体部の後方側よりも低くなるように傾斜して取り付けられ、
前記本体部には、前記インレットにブローエアが供給された場合に、前記ブローエアが前記インレットと前記弁体の反対側で対向する前記流体室に形成された前壁面側から前記開口部に流入するように、前記ブローエアを案内する案内部が形成されている燃料電池システム。
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