JP2021156424A

JP2021156424A - Valve device

Info

Publication number: JP2021156424A
Application number: JP2020060247A
Authority: JP
Inventors: 滋大西; Shigeru Onishi; 重仁鈴木; Shigehito Suzuki
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-07

Abstract

To provide a technology of efficiently discharging moisture in a valve device.SOLUTION: A valve device 50 opens and closes a flow path of a fuel cell system. The valve device comprises: a flow path part 5 that is arranged in a flow path 5b downstream of a fuel cell stack, and through which fluid passes; a valve body 20 that opens and closes the flow path part; a storage part 22 that is provided in the flow path part 5a upstream of the valve body, and can store liquid; and a spiral groove 4 provided on the inner wall of the flow path part between the valve body and the storage part. The flow path part on the upstream side and the flow path part on the downstream side of the valve body extend coaxially.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本明細書は、バルブ装置に関する技術を開示する。 This specification discloses a technique relating to a valve device.

特許文献１に、燃料電池システムの流路の開閉を行うバルブ装置が開示されている。特許文献１では、流体に含まれる水分が弁体に氷結固着することを抑制するため、弁座の周囲に流体を貯留する貯留部（窪み）を設けている。換言すると、特許文献１は、弁座を、貯留部より高い位置に設けている。特許文献１では、弁体として略鉛直方向に上下運動するポペットバルブを用いており、ポペットバルブが開弁すると、弁体の上流から略水平方向に流入してきた流体が、弁体の下流に略鉛直方向に移動する。特許文献１では、ポペットバルブが閉弁している間はバルブ装置内の水分を貯留部に蓄積し、ポペットバルブが開弁している間の流体の勢いを利用して、貯留部に溜まっている水分をバルブ装置外（ポペットバルブの下流）に排出する。 Patent Document 1 discloses a valve device that opens and closes a flow path of a fuel cell system. In Patent Document 1, in order to prevent water contained in the fluid from freezing and sticking to the valve body, a storage portion (recess) for storing the fluid is provided around the valve seat. In other words, Patent Document 1 provides the valve seat at a position higher than the storage portion. In Patent Document 1, a poppet valve that moves up and down in a substantially vertical direction is used as a valve body, and when the poppet valve is opened, the fluid that has flowed in in a substantially horizontal direction from the upstream of the valve body is substantially downstream of the valve body. Move vertically. In Patent Document 1, water in the valve device is accumulated in the storage portion while the poppet valve is closed, and is accumulated in the storage portion by utilizing the momentum of the fluid while the poppet valve is open. Drain the existing water out of the valve device (downstream of the poppet valve).

特開２０１６−６１３９５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-61395

特許文献１のバルブ装置は、貯留部と弁座を隔てる壁面を傾斜させ、流体の勢いを利用して貯留部から弁座面（すなわち、閉弁時に弁体により塞がれている開口部分）まで水分を移動させている。しかしながら、このような構造では、貯留部に蓄積した水分を効率よく排出することが難しい。例えば、バルブ装置を通過する流体の速度が遅いと、貯留部の水分を弁座面まで移動させる（弁座面まで持ち上げる）ことができない。また、特許文献１では、弁体の上流と下流で流体の流れる向きが異なる（ほぼ直交する）。そのため、バルブ装置を通過する流体の速度が速いと、貯留部の近傍で流体の流れが乱れ、貯留部の水分が弁座面にスムーズに移動しない。本明細書は、バルブ装置内の水分を効率よく排出する技術を提供することを目的とする。 In the valve device of Patent Document 1, the wall surface separating the storage portion and the valve seat is inclined, and the momentum of the fluid is used to from the storage portion to the valve seat surface (that is, the opening portion closed by the valve body when the valve is closed). Moisture is being transferred to. However, with such a structure, it is difficult to efficiently discharge the water accumulated in the storage portion. For example, if the speed of the fluid passing through the valve device is slow, the moisture in the reservoir cannot be moved to the valve seat surface (lifted to the valve seat surface). Further, in Patent Document 1, the flow directions of the fluids are different (almost orthogonal to each other) between the upstream and the downstream of the valve body. Therefore, if the speed of the fluid passing through the valve device is high, the flow of the fluid is disturbed in the vicinity of the storage portion, and the water content in the storage portion does not move smoothly to the valve seat surface. It is an object of the present specification to provide a technique for efficiently discharging water in a valve device.

本明細書で開示する第１技術は、燃料電池システムの流路の開閉を行うバルブ装置である。そのバルブ装置は、燃料電池スタックの下流の流路に配置されており、流体が通過する流路部と、流路部を開閉する弁体と、弁体より上流の流路部内に設けられており、液体を貯留可能な貯留部と、弁体と貯留部の間で流路部の内壁に設けられている螺旋溝を備えていてよい。また、体より上流側の流路部と下流側の流路部が同軸に伸びていてよい。 The first technique disclosed herein is a valve device that opens and closes the flow path of a fuel cell system. The valve device is arranged in the flow path downstream of the fuel cell stack, and is provided in the flow path portion through which the fluid passes, the valve body that opens and closes the flow path portion, and the flow path portion upstream from the valve body. It may be provided with a storage portion capable of storing the liquid and a spiral groove provided on the inner wall of the flow path portion between the valve body and the storage portion. Further, the flow path portion on the upstream side and the flow path portion on the downstream side of the body may extend coaxially.

本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のバルブ装置であって、貯留部の底に平坦面が設けられており、貯留部の底に設けられている平坦面が、流路部の軸線に対して傾斜していてよい。 The second technique disclosed in the present specification is the valve device of the first technique, in which a flat surface is provided at the bottom of the storage section, and the flat surface provided at the bottom of the storage section is a flow path. It may be inclined with respect to the axis of the portion.

本明細書で開示する第３技術は、上記第１または第２技術のバルブ装置であって、貯留部は、螺旋状であるとともに螺旋溝と連続して形成されており、溝幅が螺旋溝の溝幅より大きくてよい。 The third technique disclosed in the present specification is the valve device of the first or second technique, in which the storage portion is spiral and is formed continuously with the spiral groove, and the groove width is a spiral groove. It may be larger than the groove width of.

本明細書で開示する第４技術は、上記第１から第３技術のいずれかのバルブ装置であって、弁体がバタフライ弁であってよい。 The fourth technique disclosed in the present specification is a valve device according to any one of the first to third techniques described above, and the valve body may be a butterfly valve.

本明細書で開示する第５技術は、上記第４技術のバルブ装置であって、螺旋溝下流端が、に固定されている駆動軸の軸方向中心を含み、駆動軸に直交する平面上に位置していてよい。 The fifth technique disclosed in the present specification is the valve device of the fourth technique, wherein the downstream end of the spiral groove includes the axial center of the drive shaft fixed to, and is on a plane orthogonal to the drive shaft. It may be located.

本明細書で開示する第６技術は、上記第５技術のバルブ装置であって、螺旋溝の下流端が、駆動軸が固定されている側とは反対側の弁体表面に対向する側に位置していてよい。 The sixth technique disclosed in the present specification is the valve device of the fifth technique, wherein the downstream end of the spiral groove is on the side facing the valve body surface on the side opposite to the side where the drive shaft is fixed. It may be located.

第１技術によると、燃料電池システムの停止時に燃料電池スタックから流れてきた水分（液体）を、弁体よりも上流側に設けられた貯留部に貯めることができる。燃料電池システムの停止時に弁体に水分が付着することを抑制することができ、水分が弁体に氷結固着することを抑制することができる。また、貯留部に蓄積された水分は、バルブ装置が開弁している間、バルブ装置を通過する流体とともにバルブ装置の外部（弁体より下流）に排出される。流体が流路部を通過する際（開弁時）、螺旋溝によって流体が渦流となり、流速が速くなる。そのため、バルブの開度が低くても（流路部を通過する流体の流量が比較的少なくても）、水分を確実にバルブ装置外に排出することができる。なお、弁体の上流側と下流側で流路部が同軸に伸びているので、流路部を通過する流体の流量が増大しても、弁体近傍で流体の流れが乱れにくく、流体とともに水分をスムーズにバルブ装置の外部に排出することができる。すなわち、第１技術によると、バルブ装置（流路部）を通過する流体の流量に依らず、バルブ装置内（貯留部）に蓄積された水分を効率よくバルブ装置外に排出することができる。 According to the first technique, water (liquid) flowing from the fuel cell stack when the fuel cell system is stopped can be stored in a storage portion provided on the upstream side of the valve body. It is possible to suppress the adhesion of water to the valve body when the fuel cell system is stopped, and it is possible to prevent the water from freezing and sticking to the valve body. Further, the water accumulated in the storage unit is discharged to the outside of the valve device (downstream from the valve body) together with the fluid passing through the valve device while the valve device is open. When the fluid passes through the flow path (when the valve is opened), the spiral groove causes the fluid to become a vortex, and the flow velocity increases. Therefore, even if the opening degree of the valve is low (even if the flow rate of the fluid passing through the flow path portion is relatively small), the water can be reliably discharged to the outside of the valve device. Since the flow path portion extends coaxially on the upstream side and the downstream side of the valve body, even if the flow rate of the fluid passing through the flow path portion increases, the flow of the fluid is less likely to be disturbed in the vicinity of the valve body, and together with the fluid. Moisture can be smoothly discharged to the outside of the valve device. That is, according to the first technique, the water accumulated in the valve device (reservoir) can be efficiently discharged to the outside of the valve device regardless of the flow rate of the fluid passing through the valve device (flow path portion).

また、バルブ装置（流路部）を通過する際に流体が渦流となるので、流路部内で水分が上方（重力方向下方の流路部の壁面から離れた位置）に移動することができる。そのため、水分が弁体を通過する際、水分は、特定の部分（重力方向下方）のみを通過せず、流路部内の空間の全体を通過することができる。その結果、水分を効率よくバルブ装置外に排出することができる。また、水分が特定の部分のみを通過しないので、座面周囲の構造（シール材等）に加わる負荷、弁体表面のコーティングに加わる負荷等を低減することができ、バルブ装置の耐久性を向上させる（長寿命のバルブ装置を実現する）ことができる。 Further, since the fluid becomes a vortex when passing through the valve device (flow path portion), the moisture can move upward (position away from the wall surface of the flow path portion below in the direction of gravity) in the flow path portion. Therefore, when the water passes through the valve body, the water does not pass only a specific portion (lower in the direction of gravity), but can pass through the entire space in the flow path portion. As a result, water can be efficiently discharged to the outside of the valve device. In addition, since moisture does not pass through only a specific part, it is possible to reduce the load applied to the structure (seal material, etc.) around the seat surface, the load applied to the coating on the valve body surface, etc., and improve the durability of the valve device. (Achieve a long-life valve device).

第２技術によると、バルブ装置が傾斜して配置されても、貯留部に水分を蓄積することができる。具体的には、流路部の軸線が水平方向（重力方向に直交する方向）に対して傾斜する状態でバルブ装置が燃料電池システムに取り付けられる場合であっても、貯留部の底面を水平にすることができる。その結果、貯留部の機能（水分を蓄積する機能）が損なわれることを防止することができる。 According to the second technique, even if the valve device is arranged at an angle, water can be accumulated in the storage portion. Specifically, even when the valve device is attached to the fuel cell system in a state where the axis of the flow path is inclined with respect to the horizontal direction (direction orthogonal to the direction of gravity), the bottom surface of the storage section is made horizontal. can do. As a result, it is possible to prevent the function of the storage unit (the function of accumulating water) from being impaired.

第３技術によると、貯留部と螺旋溝を一工程で作製することができる。また、貯留部が螺旋状なので、流体が流路部を通過する際、貯留部で渦流が発生し始める。水分をさらに効率よくバルブ装置外に排出することができる。なお、貯留部の溝幅は螺旋溝の溝幅より大きいので、貯留部の機能（水分を蓄積する容量）は維持される。 According to the third technique, the reservoir and the spiral groove can be manufactured in one step. Further, since the storage portion is spiral, when the fluid passes through the flow path portion, a vortex flow starts to be generated in the storage portion. Moisture can be discharged out of the valve device more efficiently. Since the groove width of the storage section is larger than the groove width of the spiral groove, the function of the storage section (capacity for accumulating water) is maintained.

第４技術によると、水分をバルブ装置外により効率的に排出することができる。例えば、ポペットバルブのように弁体が弁座面に直交する方向に移動するタイプの場合、流路部の流路面積に占める弁体の面積が比較的大きくなる。すなわち、弁体（ポペットバルブ）によって流路部の一部が塞がれ、流体の移動抵抗が大きくなる。一方、バタフライ弁であれば、流路面積に占める弁体の面積を小さくすることができ、流体が流路部をスムーズに移動し、流体とともに水分をバルブ装置外に効率的に排出することができる。 According to the fourth technique, water can be discharged more efficiently outside the valve device. For example, in the case of a type such as a poppet valve in which the valve body moves in a direction orthogonal to the valve seat surface, the area of the valve body occupying the flow path area of the flow path portion is relatively large. That is, a part of the flow path is blocked by the valve body (poppet valve), and the movement resistance of the fluid increases. On the other hand, in the case of a butterfly valve, the area of the valve body occupying the flow path area can be reduced, the fluid can move smoothly in the flow path, and water can be efficiently discharged to the outside of the valve device together with the fluid. can.

第５技術によると、螺旋溝の下流端を流体の流速が速くなる場所（流体の移動抵抗が低い場所）に位置させることができるので、螺旋溝内を移動した水分を、より確実にバルブ装置外に排出することができる。また、駆動軸に水分が付着することを抑制することができる。 According to the fifth technique, the downstream end of the spiral groove can be positioned at a place where the flow velocity of the fluid is high (a place where the moving resistance of the fluid is low), so that the moisture moved in the spiral groove can be more reliably transferred to the valve device. Can be discharged to the outside. In addition, it is possible to prevent moisture from adhering to the drive shaft.

第６技術によると、上記第５技術に該当する２箇所のうち、螺旋溝の下流端を流体の流速が最も速くなる場所に位置させることができる。 According to the sixth technique, the downstream end of the spiral groove can be positioned at the place where the flow velocity of the fluid is the highest among the two places corresponding to the fifth technique.

燃料電池システムの概略図を示す。The schematic diagram of the fuel cell system is shown. 第１実施例のバルブ装置の断面図を示す。The cross-sectional view of the valve device of 1st Example is shown. 第１実施例のバルブ装置の開弁状態の断面図を示す。The cross-sectional view of the valve opening state of the valve device of 1st Example is shown. 第２実施例のバルブ装置の断面図を示す。A cross-sectional view of the valve device of the second embodiment is shown. 第３実施例のバルブ装置の断面図を示す。A cross-sectional view of the valve device of the third embodiment is shown.

（燃料電池システム）
図１を参照し、燃料電池システム１００について説明する。燃料電池システム１００は、燃料電池スタック９０と、燃料電池スタック９０に水素ガスを供給する水素系６０と、燃料電池スタック９０にエアガス（外気）を供給するエア系７０と、コントローラ７５を備えている。燃料電池システム１００では、水素系６０から供給された水素ガスと、エア系７０から供給された酸素ガス（エアガス）を用いて発電を行う。 (Fuel cell system)
The fuel cell system 100 will be described with reference to FIG. The fuel cell system 100 includes a fuel cell stack 90, a hydrogen system 60 that supplies hydrogen gas to the fuel cell stack 90, an air system 70 that supplies air gas (outside air) to the fuel cell stack 90, and a controller 75. .. In the fuel cell system 100, power is generated using the hydrogen gas supplied from the hydrogen system 60 and the oxygen gas (air gas) supplied from the air system 70.

水素系６０は、水素ガスタンク６２と、水素供給通路６４と、水素排出通路６８を備えている。減圧バルブ６３が、水素供給通路６４上に設けられている。水素ガスタンク６２から水素供給通路６４に供給された水素ガスは、減圧バルブ６３によって調圧される。減圧バルブ６３の下流にインジェクタ（図示省略）が設けられており、水素ガスタンク６２から供給された水素ガスはインジェクタによって燃料電池スタック９０に供給される。水素排出通路６８上に、気液分離器６６、水素排出バルブ６９が設けられている。水素排出バルブ６９は、気液分離器６６より下流に設けられている。燃料電池スタック９０への水素ガスの供給は、コントローラ７５によって制御される。すなわち、コントローラ７５は、水素供給通路６４のオン・オフ、水素供給通路６４を通過する水素ガスの流量を制御する。 The hydrogen system 60 includes a hydrogen gas tank 62, a hydrogen supply passage 64, and a hydrogen discharge passage 68. A pressure reducing valve 63 is provided on the hydrogen supply passage 64. The hydrogen gas supplied from the hydrogen gas tank 62 to the hydrogen supply passage 64 is regulated by the pressure reducing valve 63. An injector (not shown) is provided downstream of the pressure reducing valve 63, and the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas tank 62 is supplied to the fuel cell stack 90 by the injector. A gas-liquid separator 66 and a hydrogen discharge valve 69 are provided on the hydrogen discharge passage 68. The hydrogen discharge valve 69 is provided downstream of the gas-liquid separator 66. The supply of hydrogen gas to the fuel cell stack 90 is controlled by the controller 75. That is, the controller 75 controls the on / off of the hydrogen supply passage 64 and the flow rate of the hydrogen gas passing through the hydrogen supply passage 64.

燃料電池スタック９０から排出される水素ガス（水素オフガス）は、気液分離器６６に供給される。気液分離器６６では、水素オフガスに含まれる水素ガスが抽出される。気液分離器６６で抽出された水素ガスは、水素循環ポンプ（図示省略）によって水素供給通路６４に戻され、燃料電池スタック９０に供給される。一方、気液分離器６６で水素ガスが抽出された残分は、水素排出通路６８に排出され、排出管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。なお、排出管８４は、後述するエア排出通路８０にも接続されている。水素排出通路６８の流量は水素排出バルブ６９によって調整される。水素排出通路６８のオン・オフ、及び、水素排出通路６８を通過する水素オフガスの流量もコントローラ７５によって制御される。なお、気液分離器６６によって水素ガスが抽出された残分には、燃料電池システム１００で生じた生成水が含まれている。 The hydrogen gas (hydrogen off gas) discharged from the fuel cell stack 90 is supplied to the gas-liquid separator 66. In the gas-liquid separator 66, the hydrogen gas contained in the hydrogen off gas is extracted. The hydrogen gas extracted by the gas-liquid separator 66 is returned to the hydrogen supply passage 64 by a hydrogen circulation pump (not shown) and supplied to the fuel cell stack 90. On the other hand, the residual amount of hydrogen gas extracted by the gas-liquid separator 66 is discharged to the hydrogen discharge passage 68 and discharged to the outside of the fuel cell system 100 through the discharge pipe 84. The discharge pipe 84 is also connected to an air discharge passage 80, which will be described later. The flow rate of the hydrogen discharge passage 68 is adjusted by the hydrogen discharge valve 69. The on / off of the hydrogen discharge passage 68 and the flow rate of the hydrogen off gas passing through the hydrogen discharge passage 68 are also controlled by the controller 75. The residue from which hydrogen gas is extracted by the gas-liquid separator 66 contains the generated water generated by the fuel cell system 100.

エア系７０は、コンプレッサ７２と、エア供給通路７４と、エア排出通路８０と、バイパス通路７８と、エア供給バルブ７６と、エア排出バルブ５０とバイパスバルブ７９を備えている。エア排出バルブ５０は、バルブ装置の一例である。コンプレッサ７２は、エアガスとして外気をエア供給通路７４に圧送する。なお、コンプレッサ７２の上流にはエアクリーナ（図示省略）が配置されている。そのため、エア供給通路７４には、清浄なエアガスが供給される。エア供給通路７４は、燃料電池スタック９０とコンプレッサ７２を接続している。エア供給通路７４上には、エア供給バルブ７６が配置されている。具体的には、エア供給通路７４は、コンプレッサ７２とエア供給バルブ７６を接続している上流側エア供給通路７４ａと、エア供給バルブ７６と燃料電池スタック９０を接続している下流側エア供給通路７４ｂを備えている。コンプレッサ７２を駆動し、エア供給バルブ７６が上流側エア供給通路７４ａと下流側エア供給通路７４ｂを導通させると、エアガスとして外気が燃料電池スタック９０に供給される。なお、コンプレッサ７２とエア供給バルブ７６の間に、インタークーラー（図示省略）が配置されている。燃料電池スタック９０には、インタークーラーで温度が調整された（冷却された）エアガスが供給される。エア排出バルブ５０の詳細については後述する。 The air system 70 includes a compressor 72, an air supply passage 74, an air discharge passage 80, a bypass passage 78, an air supply valve 76, an air discharge valve 50, and a bypass valve 79. The air discharge valve 50 is an example of a valve device. The compressor 72 pumps outside air as air gas to the air supply passage 74. An air cleaner (not shown) is arranged upstream of the compressor 72. Therefore, clean air gas is supplied to the air supply passage 74. The air supply passage 74 connects the fuel cell stack 90 and the compressor 72. An air supply valve 76 is arranged on the air supply passage 74. Specifically, the air supply passage 74 includes an upstream air supply passage 74a connecting the compressor 72 and the air supply valve 76, and a downstream air supply passage connecting the air supply valve 76 and the fuel cell stack 90. It is equipped with 74b. When the compressor 72 is driven and the air supply valve 76 conducts the upstream air supply passage 74a and the downstream air supply passage 74b, outside air is supplied to the fuel cell stack 90 as air gas. An intercooler (not shown) is arranged between the compressor 72 and the air supply valve 76. The fuel cell stack 90 is supplied with air gas whose temperature has been adjusted (cooled) by an intercooler. Details of the air discharge valve 50 will be described later.

エア排出通路８０は、燃料電池スタック９０に接続されており、燃料電池スタック９０からエアオフガスを排出する。排出されたエアオフガスは、排出管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。エア排出通路８０上にはエア排出バルブ５０が設けられている。エア排出バルブ５０は、バタフライ弁であり、コントローラ７５によって制御される。エア排出バルブ５０の開度を調整することにより、エアオフガス量が調整される。エアオフガスには、燃料電池システム１００で生じた生成水が含まれている。 The air discharge passage 80 is connected to the fuel cell stack 90, and discharges air-off gas from the fuel cell stack 90. The discharged air-off gas is discharged to the outside of the fuel cell system 100 through the discharge pipe 84. An air discharge valve 50 is provided on the air discharge passage 80. The air discharge valve 50 is a butterfly valve and is controlled by the controller 75. The amount of air-off gas is adjusted by adjusting the opening degree of the air discharge valve 50. The air-off gas contains the generated water produced by the fuel cell system 100.

バイパス通路７８は、エア供給通路７４とエア排出通路８０を接続している。具体的には、バイパス通路７８の一端は上流側エア供給通路７４ａに接続されており、他端はエア排出バルブ５０の下流でエア排出通路８０に接続されている。バイパス通路７８上にバイパスバルブ７９が配置されており、バイパスバルブ７９が開弁すると、エア供給通路７４内のエアガスがエア排出通路８０に供給される。 The bypass passage 78 connects the air supply passage 74 and the air discharge passage 80. Specifically, one end of the bypass passage 78 is connected to the upstream air supply passage 74a, and the other end is connected to the air discharge passage 80 downstream of the air discharge valve 50. A bypass valve 79 is arranged on the bypass passage 78, and when the bypass valve 79 is opened, the air gas in the air supply passage 74 is supplied to the air discharge passage 80.

（エア排出バルブ：第１実施例）
図２及び図３を参照し、エア排出バルブ５０について説明する。図２はエア排出バルブ５０の閉弁時の状態を示し、図３はエア排出バルブ５０の開弁時の状態を示している。また、図中のＸ，Ｙ，Ｚは座標を示しており、Ｘ−Ｙ面は水平面を示し、Ｚは重力方向を示している。エア排出バルブ５０は、ケーシング２と、ケーシング２内に配置されている弁体２０を備えている。ケーシング２は中空であり、内部にエアオフガスが流通する流路部５が設けられている。流路部５は、軸線ＣＬに沿って伸びている。軸線ＣＬはＸ方向に伸びている。エア排出バルブ５０は、軸線ＣＬが水平になるように、燃料電池システム１００に取り付けられる。 (Air exhaust valve: 1st embodiment)
The air discharge valve 50 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a state when the air discharge valve 50 is closed, and FIG. 3 shows a state when the air discharge valve 50 is opened. Further, X, Y, Z in the figure indicate coordinates, the XY plane indicates a horizontal plane, and Z indicates the direction of gravity. The air discharge valve 50 includes a casing 2 and a valve body 20 arranged in the casing 2. The casing 2 is hollow, and a flow path portion 5 through which air-off gas flows is provided inside. The flow path portion 5 extends along the axis CL. The axis CL extends in the X direction. The air discharge valve 50 is attached to the fuel cell system 100 so that the axis CL is horizontal.

図２に示すように、エア排出バルブ５０の閉弁時、弁体２０は、流路部５を塞いでいる。より具体的には、弁体２０は、弁体２０より上流側の第１流路部５ａと、弁体２０より下流側の第２流路部５ｂを遮断している。第１流路部５ａはエア排出バルブ５０よりも上流側（燃料電池スタック９０側）のエア排出通路８０に接続され、第２流路部５ｂはエア排出バルブ５０よりも下流側（排出管８４側）のエア排出通路８０に接続されている（図１も参照）。第１流路部５ａと第２流路部５ｂは、軸線ＣＬに沿って伸びる流路部５の一部であり、両者は同軸に伸びている。そのため、エア排出バルブ５０の閉弁時、エアオフガスはエア排出通路８０を流通しない（図１も参照）。図３に示すように、エア排出バルブ５０が開弁すると、第１流路部５ａと第２流路部５ｂが連通する。燃料電池スタック９０から排出されたエアオフガスは、矢印３０に示すように第１流路部５ａ導入され、矢印３４に示すように第２流路部５ｂから排出される。なお、エア排出バルブ５０では、開弁時に、弁体２０に固定されている駆動軸１０が矢印３２方向に回転する。駆動軸１０は、Ｙ軸方向に伸びている。そのため、開弁する際、弁体２０は、駆動軸１０より下方の部分が第１流路部５ａから離れるように回転する。 As shown in FIG. 2, when the air discharge valve 50 is closed, the valve body 20 closes the flow path portion 5. More specifically, the valve body 20 blocks the first flow path portion 5a on the upstream side of the valve body 20 and the second flow path portion 5b on the downstream side of the valve body 20. The first flow path portion 5a is connected to the air discharge passage 80 on the upstream side (fuel cell stack 90 side) of the air discharge valve 50, and the second flow path portion 5b is on the downstream side (discharge pipe 84) of the air discharge valve 50. It is connected to the air discharge passage 80 (on the side) (see also FIG. 1). The first flow path portion 5a and the second flow path portion 5b are a part of the flow path portion 5 extending along the axis CL, and both extend coaxially. Therefore, when the air discharge valve 50 is closed, the air-off gas does not flow through the air discharge passage 80 (see also FIG. 1). As shown in FIG. 3, when the air discharge valve 50 is opened, the first flow path portion 5a and the second flow path portion 5b communicate with each other. The air-off gas discharged from the fuel cell stack 90 is introduced into the first flow path portion 5a as shown by arrow 30, and is discharged from the second flow path portion 5b as shown by arrow 34. In the air discharge valve 50, when the valve is opened, the drive shaft 10 fixed to the valve body 20 rotates in the direction of the arrow 32. The drive shaft 10 extends in the Y-axis direction. Therefore, when the valve is opened, the valve body 20 rotates so that the portion below the drive shaft 10 is separated from the first flow path portion 5a.

第１流路部５ａには、貯留部２２と螺旋溝４が設けられている。より詳細には、貯留部２２と螺旋溝４は、第１流路部５ａの内壁に形成された窪みである。貯留部２２は、第１流路部５ａの上流側端部（弁体２０から離れた部分）に設けられている。また、貯留部２２は、重力方向の下方に設けられている。そのため、エア排出バルブ５０の閉弁時に燃料電池スタック９０から流入した生成水は、貯留部２２に蓄積される。なお、貯留部２２の底面２４は平坦であり、Ｘ−Ｙ面に平行である。 The first flow path portion 5a is provided with a storage portion 22 and a spiral groove 4. More specifically, the storage portion 22 and the spiral groove 4 are recesses formed in the inner wall of the first flow path portion 5a. The storage portion 22 is provided at an upstream end portion (a portion away from the valve body 20) of the first flow path portion 5a. Further, the storage unit 22 is provided below in the direction of gravity. Therefore, the generated water flowing from the fuel cell stack 90 when the air discharge valve 50 is closed is accumulated in the storage unit 22. The bottom surface 24 of the storage unit 22 is flat and parallel to the XY plane.

螺旋溝４は、貯留部２２より下流に設けられている。螺旋溝４の上流端４ａは、貯留部２２に連通している。螺旋溝４の下流端４ｂ（弁体２０側の終端）は、第１流路部５ａの下流端まで伸びている。また、螺旋溝４の下流端４ｂは、重力方向の下方に位置している。より詳細には、下流端４ｂは、流路部５のＹ軸方向中心（駆動軸１０の軸方向中心）を含み、Ｚ軸方向（駆動軸１０に直交する平面上）の下方（駆動軸１０が固定されている側とは反対側の弁体２０の表面に対向する側）に位置している。また、螺旋溝４は、流路部５の下流に向かうに従って幅が狭くなっている。 The spiral groove 4 is provided downstream from the storage unit 22. The upstream end 4a of the spiral groove 4 communicates with the storage portion 22. The downstream end 4b (end on the valve body 20 side) of the spiral groove 4 extends to the downstream end of the first flow path portion 5a. Further, the downstream end 4b of the spiral groove 4 is located below in the direction of gravity. More specifically, the downstream end 4b includes the center in the Y-axis direction of the flow path portion 5 (the center in the axial direction of the drive shaft 10), and is below the Z-axis direction (on a plane orthogonal to the drive shaft 10) (drive shaft 10). Is located on the side facing the surface of the valve body 20 on the side opposite to the side on which the is fixed). Further, the width of the spiral groove 4 becomes narrower toward the downstream side of the flow path portion 5.

第２流路部５ｂに、リング状の弁座６が圧入されている。また、ゴム製のシール材８が、弁座６の内周を被覆している。エア排出バルブ５０の閉弁時、弁体２０はシール材８を介して弁座６に接触し、第１流路部５ａと第２流路部５ｂを遮断している。駆動軸１０は、第２流路部５ｂのＹ軸方向一端から他端まで伸びており、第２流路部５ｂの外部でモータ（図示省略）の出力軸に固定されている。なお、駆動軸１０と第２流路部５ｂの壁面の間は、シール材（図示省略）でシールされている。駆動軸１０と弁体２０は、接続ピン１４によって接続されている。接続ピン１４は、駆動軸１０の軸心からずれた位置に設けられている。そのため、駆動軸１０が回転すると、弁体２０は、駆動軸１０の軸心の周りを自転するとともに公転する。弁体２０が駆動軸１０の周りを公転することにより、開弁時に、弁体２０が全体的に下流側に移動し、第１流路部５ａ内に存在する弁体２０の体積を小さくすることができる。 A ring-shaped valve seat 6 is press-fitted into the second flow path portion 5b. Further, a rubber sealing material 8 covers the inner circumference of the valve seat 6. When the air discharge valve 50 is closed, the valve body 20 comes into contact with the valve seat 6 via the sealing material 8 to shut off the first flow path portion 5a and the second flow path portion 5b. The drive shaft 10 extends from one end to the other end of the second flow path portion 5b in the Y-axis direction, and is fixed to an output shaft of a motor (not shown) outside the second flow path portion 5b. The space between the drive shaft 10 and the wall surface of the second flow path portion 5b is sealed with a sealing material (not shown). The drive shaft 10 and the valve body 20 are connected by a connecting pin 14. The connection pin 14 is provided at a position deviated from the axis of the drive shaft 10. Therefore, when the drive shaft 10 rotates, the valve body 20 rotates and revolves around the axis of the drive shaft 10. When the valve body 20 revolves around the drive shaft 10, the valve body 20 moves to the downstream side as a whole when the valve is opened, and the volume of the valve body 20 existing in the first flow path portion 5a is reduced. be able to.

（エア排出バルブの利点）
貯留部２２が、第１流路部５ａの上流側に設けられている。すなわち、貯留部２２が、弁体２０（弁座６）から離れた位置に設けられている。そのため、エア排出バルブ５０の閉弁時に燃料電池スタック９０からエア排出バルブ５０に移動してきた生成水（開弁時に排出できなかった生成水）は、弁体２０まで移動することなく、貯留部２２に蓄積される。よって、生成水が氷結しても、弁体２０と弁座６が固着することなく、エア排出バルブ５０の開弁時に弁体２０の動作に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。また、弁体２０と弁座６の固着を防止することにより、シール材８が劣化することも抑制することができる。 (Advantages of air exhaust valve)
The storage portion 22 is provided on the upstream side of the first flow path portion 5a. That is, the storage portion 22 is provided at a position away from the valve body 20 (valve seat 6). Therefore, the generated water that has moved from the fuel cell stack 90 to the air discharge valve 50 when the air discharge valve 50 is closed (generated water that could not be discharged when the valve is opened) does not move to the valve body 20 and is stored in the storage unit 22. Accumulates in. Therefore, even if the generated water freezes, the valve body 20 and the valve seat 6 do not stick to each other, and it is possible to suppress an adverse effect on the operation of the valve body 20 when the air discharge valve 50 is opened. Further, by preventing the valve body 20 and the valve seat 6 from sticking to each other, deterioration of the sealing material 8 can be suppressed.

貯留部２２の底面２４は平坦であり、Ｘ−Ｙ面（水平面）に平行である。貯留部２２内に効率よく生成水を蓄積することができる。燃料電池システム１００に対して軸線ＣＬが水平になるようにエア排出バルブ５０が取り付けられる場合、例えば、底面が水平面に対して傾斜している貯留部（傾斜貯留部）では、生成水を蓄積する容積を貯留部２２と同一にするために、傾斜貯留部の深さ（螺旋溝までの距離）を深くすることが必要である。そのため、エア排出バルブ５０の開弁時に、傾斜貯留部から生成水が排出されにくくなり、傾斜貯留部内に生成水が残存しやすい。一方、貯留部２２の場合、比較的浅い深さで生成水を蓄積する容積を確保することができるので、エア排出バルブ５０の開弁時に、貯留部２２内に生成水が残存しにくい。 The bottom surface 24 of the storage portion 22 is flat and parallel to the XY plane (horizontal plane). The generated water can be efficiently stored in the storage unit 22. When the air discharge valve 50 is attached so that the axis CL is horizontal to the fuel cell system 100, for example, the generated water is accumulated in the storage portion (inclined storage portion) whose bottom surface is inclined with respect to the horizontal plane. In order to make the volume the same as that of the storage unit 22, it is necessary to increase the depth (distance to the spiral groove) of the inclined storage unit. Therefore, when the air discharge valve 50 is opened, the generated water is less likely to be discharged from the inclined storage portion, and the generated water tends to remain in the inclined storage portion. On the other hand, in the case of the storage unit 22, since the volume for accumulating the generated water can be secured at a relatively shallow depth, the generated water is unlikely to remain in the storage unit 22 when the air discharge valve 50 is opened.

第１流路部５ａに螺旋溝４が設けられている。そのため、エア排出バルブ５０の開弁時にエアオフガスが流路部５を通過する際、エアオフガスが渦状になり、エアオフガスの流速が増大する。そのため、貯留部２２に蓄積されている生成水を効率よく（勢いよく）エア排出バルブ５０外に排出することができる。また、エアオフガスが渦状になることにより、水滴（生成水）が上方（Ｚ＋方向）に移動することができる。軸線ＣＬに直交する断面（Ｙ−Ｚ面）において、生成水が第１流路部５ａの全体を通過することができる。そのため、生成水が流路部の下方のみを移動する形態と比較して、生成水を効率よく排出することができる。なお、生成水が螺旋溝４内を移動する場合も、生成水が上方に移動したときに自重で下方（螺旋溝４外）に移動し、第１流路部５ａの全体に広がり、効率よくエア排出バルブ５０外に排出される。 A spiral groove 4 is provided in the first flow path portion 5a. Therefore, when the air-off gas passes through the flow path portion 5 when the air discharge valve 50 is opened, the air-off gas becomes spiral and the flow velocity of the air-off gas increases. Therefore, the generated water accumulated in the storage unit 22 can be efficiently (vigorously) discharged to the outside of the air discharge valve 50. Further, since the air-off gas becomes spiral, water droplets (generated water) can move upward (Z + direction). In the cross section (YZ plane) orthogonal to the axis CL, the generated water can pass through the entire first flow path portion 5a. Therefore, the generated water can be efficiently discharged as compared with the form in which the generated water moves only below the flow path portion. Even when the generated water moves in the spiral groove 4, when the generated water moves upward, it moves downward (outside the spiral groove 4) by its own weight and spreads over the entire first flow path portion 5a, efficiently. The air is discharged to the outside of the air discharge valve 50.

また、生成水が第１流路部５ａの全体を通過してエア排出バルブ５０外に排出されるので、弁体２０あるいは弁座６の特定の位置（例えば下方）に集中して生成水が接触することを抑制することができる。生成水による弁体２０の劣化（例えば表面コーティングの劣化）、弁座６の劣化（弁座６を被覆しているシール材８の劣化）を抑制することができる。その結果、エア排出バルブ５０の耐久性を向上させることができる。 Further, since the generated water passes through the entire first flow path portion 5a and is discharged to the outside of the air discharge valve 50, the generated water is concentrated at a specific position (for example, downward) of the valve body 20 or the valve seat 6. Contact can be suppressed. Deterioration of the valve body 20 (for example, deterioration of the surface coating) and deterioration of the valve seat 6 (deterioration of the sealing material 8 covering the valve seat 6) due to the generated water can be suppressed. As a result, the durability of the air discharge valve 50 can be improved.

螺旋溝４の幅が下流に向かうに従って狭くなっている。すなわち、螺旋溝４は、上流側よりも下流側の幅が狭い。そのため、エアオフガスの流速は、弁体２０近傍（第１流路部５ａの出口）で最も速くなる。弁体２０近傍の生成水が確実にエア排出バルブ５０外に排出され、エア排出バルブ５０が開弁から閉弁に切替わったときに、弁体２０の近傍に生成水が残存することを抑制することができる。 The width of the spiral groove 4 becomes narrower toward the downstream. That is, the width of the spiral groove 4 is narrower on the downstream side than on the upstream side. Therefore, the flow velocity of the air-off gas becomes the fastest in the vicinity of the valve body 20 (the outlet of the first flow path portion 5a). The generated water in the vicinity of the valve body 20 is surely discharged to the outside of the air discharge valve 50, and when the air discharge valve 50 is switched from opening to closing, the generated water is suppressed from remaining in the vicinity of the valve body 20. can do.

弁体２０がバタフライ弁なので、エア排出バルブ５０の開弁時は、軸線ＣＬに直交する断面（Ｙ−Ｚ面）に占める面積が閉弁時より小さくなる。例えばポペットバルブの場合、Ｙ−Ｚ面に占めるポペットバルブの面積は、閉弁時と開弁時で同一である。エア排出バルブ５０は、開弁時に流路部５の流路抵抗が増大することが抑制され、生成水を含むエアオフガスをスムーズに排出することができる。 Since the valve body 20 is a butterfly valve, the area occupied by the cross section (YZ plane) orthogonal to the axis CL is smaller when the air discharge valve 50 is opened than when the valve is closed. For example, in the case of a poppet valve, the area of the poppet valve occupying the YZ plane is the same when the valve is closed and when the valve is opened. The air discharge valve 50 suppresses an increase in the flow path resistance of the flow path portion 5 when the valve is opened, and can smoothly discharge the air-off gas containing the generated water.

螺旋溝４の下流端４ｂが第１流路部５ａの下流側端部に位置しているので、螺旋溝４内を移動した生成水が確実にエア排出バルブ５０外に排出される。また、螺旋溝４の下流端４ｂが、第１流路部５ａの下方に設けられている。すなわち、螺旋溝４の下流端４ｂが、開弁時に弁体２０の表面（駆動軸１０が固定されている面とは反対側の面）に対向している。弁体２０の近傍（第１流路部５ａ）では、弁体２０の裏面（駆動軸１０が固定されている面）が、駆動軸１０の影響によりエアオフガスの流れが乱れやすい。そのため、弁体２０の近傍では、弁体２０の裏面側よりも表面側の方がエアオフガスはスムーズに流れる。螺旋溝４の下流端４ｂをエア排出バルブ５０が開弁したときに弁体２０の表面に対向する側に設けることにより、生成水がより確実にエア排出バルブ５０外に排出される。 Since the downstream end 4b of the spiral groove 4 is located at the downstream end of the first flow path portion 5a, the generated water that has moved in the spiral groove 4 is surely discharged to the outside of the air discharge valve 50. Further, the downstream end 4b of the spiral groove 4 is provided below the first flow path portion 5a. That is, the downstream end 4b of the spiral groove 4 faces the surface of the valve body 20 (the surface opposite to the surface on which the drive shaft 10 is fixed) when the valve is opened. In the vicinity of the valve body 20 (first flow path portion 5a), the back surface of the valve body 20 (the surface on which the drive shaft 10 is fixed) tends to be disturbed by the influence of the drive shaft 10. Therefore, in the vicinity of the valve body 20, the air-off gas flows more smoothly on the front surface side than on the back surface side of the valve body 20. By providing the downstream end 4b of the spiral groove 4 on the side facing the surface of the valve body 20 when the air discharge valve 50 is opened, the generated water is more reliably discharged to the outside of the air discharge valve 50.

（第２実施例）
図４を参照し、エア排出バルブ１５０について説明する。エア排出バルブ１５０は、エア排出バルブ５０の変形例であり、貯留部１２２の形態が、エア排出バルブ５０の貯留部２２と異なる。以下の説明では、エア排出バルブ１５０について、エア排出バルブ５０と同一の形態については、エア排出バルブ５０に付した参照番号と同一又は下二桁の数字が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。 (Second Example)
The air discharge valve 150 will be described with reference to FIG. The air discharge valve 150 is a modification of the air discharge valve 50, and the form of the storage unit 122 is different from that of the storage unit 22 of the air discharge valve 50. In the following description, regarding the air discharge valve 150, the same form as the air discharge valve 50 will be described by assigning the same reference number as the reference number attached to the air discharge valve 50 or the same reference number as the last two digits. It may be omitted.

エア排出バルブ１５０では、貯留部１２２の底面１２４が、流路部５の軸線ＣＬに対して傾斜している。具体的には、底面１２４は、流路部５の下流に向かうに従って軸線ＣＬに近づくように傾斜している。そのため、エア排出バルブ１５０の場合、図４に示しているように、流路部５の下流に向かうに従って軸線ＣＬが重力方向（Ｚ軸方向）下方に向かうように水平面（Ｘ−Ｙ面）に対して傾斜させると、底面１２４が水平面と平行になる。エア排出バルブ１５０は、燃料電池システム１００に傾斜して（流路部５の下流に向かうに従って軸線ＣＬが重力方向下方に向かうように）配置されたときに、底面１２４が水平面と平行になる。上述したように、底面１２４が水平面と平行であれば、貯留部１２２内に効率よく生成水を蓄積することができる。エア排出バルブ１５０は、エア排出バルブが燃料電池システム１００に傾斜して配置される場合に、エア排出バルブ５０に代えて好適に用いることができる（図１も参照）。なお、エア排出バルブ１５０も、上述したエア排出バルブ５０と同様の利点を得ることができる。 In the air discharge valve 150, the bottom surface 124 of the storage portion 122 is inclined with respect to the axis CL of the flow path portion 5. Specifically, the bottom surface 124 is inclined so as to approach the axis CL toward the downstream side of the flow path portion 5. Therefore, in the case of the air discharge valve 150, as shown in FIG. 4, the axis CL is in the horizontal plane (XY plane) so as to go downward in the gravity direction (Z axis direction) toward the downstream side of the flow path portion 5. When tilted, the bottom surface 124 becomes parallel to the horizontal plane. The bottom surface 124 of the air discharge valve 150 is parallel to the horizontal plane when the air discharge valve 150 is arranged at an angle to the fuel cell system 100 (so that the axis CL goes downward in the direction of gravity toward the downstream side of the flow path portion 5). As described above, if the bottom surface 124 is parallel to the horizontal plane, the generated water can be efficiently accumulated in the storage unit 122. The air exhaust valve 150 can be suitably used in place of the air exhaust valve 50 when the air exhaust valve is arranged at an angle with respect to the fuel cell system 100 (see also FIG. 1). The air discharge valve 150 can also obtain the same advantages as the air discharge valve 50 described above.

（第３実施例）
図５を参照し、エア排出バルブ２５０について説明する。エア排出バルブ２５０は、エア排出バルブ５０の変形例である。以下の説明では、エア排出バルブ２５０について、エア排出バルブ５０と同一の形態については、エア排出バルブ５０に付した参照番号と同一又は下二桁の数字が同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。なお、エア排出バルブ２５０は、燃料電池システム１００のエア排出バルブ５０に代えて使用することができる。 (Third Example)
The air discharge valve 250 will be described with reference to FIG. The air discharge valve 250 is a modified example of the air discharge valve 50. In the following description, regarding the air discharge valve 250, the same form as the air discharge valve 50 will be described by assigning the same reference number as the reference number attached to the air discharge valve 50 or the same reference number as the last two digits. It may be omitted. The air discharge valve 250 can be used in place of the air discharge valve 50 of the fuel cell system 100.

エア排出バルブ２５０は、螺旋状の貯留部２２２を備えている。貯留部２２２の底面２２４は、水平面に平行である。貯留部２２２は、螺旋溝４の上流端４ａと連通している。そのため、エア排出バルブ２５０では、第１流路部５ａの上流から下流に連続した螺旋溝（螺旋溝４と貯留部２２２）が形成されている。換言すると、エア排出バルブ２５０は、螺旋溝４の一部が貯留部２２２を兼ねていると捉えることができる。なお、貯留部２２２を螺旋溝４の一部と捉える場合、螺旋溝の上流端が貯留部２２２である。螺旋溝４（貯留部２２２を含む）の幅は、上流から下流に向かうに従って狭くなっている。換言すると、螺旋溝４（貯留部２２２を含む）の幅は、上流端で最も広い。そのため、貯留部２２２（螺旋溝４の上流端）に、燃料電池スタック９０からエア排出バルブ２５０に流入してきた生成水を十分に蓄積することができる。 The air exhaust valve 250 includes a spiral reservoir 222. The bottom surface 224 of the reservoir 222 is parallel to the horizontal plane. The storage portion 222 communicates with the upstream end 4a of the spiral groove 4. Therefore, in the air discharge valve 250, a spiral groove (spiral groove 4 and storage portion 222) continuous from the upstream to the downstream of the first flow path portion 5a is formed. In other words, the air discharge valve 250 can be regarded as having a part of the spiral groove 4 also serving as the storage portion 222. When the storage unit 222 is regarded as a part of the spiral groove 4, the upstream end of the spiral groove is the storage unit 222. The width of the spiral groove 4 (including the storage portion 222) becomes narrower from upstream to downstream. In other words, the width of the spiral groove 4 (including the storage portion 222) is the widest at the upstream end. Therefore, the generated water that has flowed into the air discharge valve 250 from the fuel cell stack 90 can be sufficiently stored in the storage unit 222 (upstream end of the spiral groove 4).

エア排出バルブ２５０では、貯留部２２２が螺旋状なので（螺旋溝４が貯留部２２２を兼ねているので）、流路部５をエアオフガスが通過する際、エアオフガスは、第１流路部５ａの上流端部分（貯留部２２２が設けられている位置）から渦状になる。すなわち、エア排出バルブ２５０では、第１流路部５ａ内において、渦状のエアオフガスが生じる長さが長くなり、エアオフガスの流速（弁体２０近傍の流速）をより速くすることができる。また、流路部５（第１流路部５ａ）の内壁に螺旋溝４を形成するだけで結果として貯留部２２２が形成されるので、製造工程を簡略化することができる。なお、エア排出バルブ２５０も、上述したエア排出バルブ５０と同様の利点を得ることができる。なお、エア排出バルブ２５０において、エア排出バルブ１５０と同様に、貯留部２２２の底面２２４を軸線ＣＬに対して傾斜させてもよい（図４も参照）。 In the air discharge valve 250, since the storage portion 222 is spiral (because the spiral groove 4 also serves as the storage portion 222), when the air-off gas passes through the flow path portion 5, the air-off gas is upstream of the first flow path portion 5a. It becomes spiral from the end portion (the position where the storage portion 222 is provided). That is, in the air discharge valve 250, the length of the spiral air-off gas generated in the first flow path portion 5a becomes long, and the flow velocity of the air-off gas (flow velocity in the vicinity of the valve body 20) can be further increased. Further, since the storage portion 222 is formed as a result only by forming the spiral groove 4 on the inner wall of the flow path portion 5 (first flow path portion 5a), the manufacturing process can be simplified. The air discharge valve 250 can also obtain the same advantages as the air discharge valve 50 described above. In the air discharge valve 250, the bottom surface 224 of the storage unit 222 may be inclined with respect to the axis CL in the same manner as the air discharge valve 150 (see also FIG. 4).

（他の実施形態）
上記実施例では、エア排出バルブについて説明したが、本明細書で開示するバルブ装置は、水素排出バルブとして用いることもできる。すなわち、本明細書で開示するバルブ装置は、燃料電池システムの下流に配置されるバルブ装置であれば、エア系だけでなく、水素系で用いることができる。 (Other embodiments)
Although the air discharge valve has been described in the above embodiment, the valve device disclosed in the present specification can also be used as a hydrogen discharge valve. That is, the valve device disclosed in the present specification can be used not only in the air system but also in the hydrogen system as long as it is a valve device arranged downstream of the fuel cell system.

また、上記実施例では、螺旋溝の下流端が弁体から最も遠く、弁体の表面と対向する位置（下方）に設けられている例について説明した。しかしながら、螺旋溝の下流端は、弁体から最も遠く、弁体の裏面と対向する位置（上方）に設けられていてもよい。あるいは、螺旋溝の下流端は、上方と下方の間（駆動軸の軸方向中心以外の点を含み、駆動軸に直交する平面上）に設けられていてもよい。また、螺旋溝の下流端は、第１流路部の下流端（弁座が設けられている位置）まで伸びていなくてもよい。さらに、螺旋溝の上流端は、貯留部と連通していなくてもよい。具体的には、貯留部と螺旋溝は離れていてもよい。すなわち、螺旋溝の長さ、上流端及び下流体の位置は任意であり、用途に応じて適宜変更することができる。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the downstream end of the spiral groove is provided at a position (lower) farthest from the valve body and facing the surface of the valve body has been described. However, the downstream end of the spiral groove may be provided at a position (upper side) farthest from the valve body and facing the back surface of the valve body. Alternatively, the downstream end of the spiral groove may be provided between the upper side and the lower side (on a plane including a point other than the axial center of the drive shaft and orthogonal to the drive shaft). Further, the downstream end of the spiral groove does not have to extend to the downstream end (position where the valve seat is provided) of the first flow path portion. Further, the upstream end of the spiral groove does not have to communicate with the reservoir. Specifically, the reservoir and the spiral groove may be separated. That is, the length of the spiral groove, the position of the upstream end and the lower fluid are arbitrary, and can be appropriately changed according to the application.

また、上記実施例では、螺旋溝の幅が下流に向かうに従って狭くなっているバルブ装置について説明した。しかしながら、螺旋溝の幅は任意であり、例えば、螺旋溝の幅が上流端から下流端まで一定であってもよい。あるいは、流路部（第１流路部）を軸線方向に複数区間に区画したときに、各区間における螺旋溝の幅が一定であり、下流端が含まれる区間の螺旋溝の幅が、上流端が含まれる区間の螺旋溝の幅より狭くてもよい。また、螺旋溝の数も任意であり、流路部（第１流路部）に１個の螺旋溝が設けられていてもよいし、２個以上の螺旋溝が設けられていてもよい。 Further, in the above embodiment, the valve device in which the width of the spiral groove becomes narrower toward the downstream side has been described. However, the width of the spiral groove is arbitrary, and for example, the width of the spiral groove may be constant from the upstream end to the downstream end. Alternatively, when the flow path portion (first flow path portion) is divided into a plurality of sections in the axial direction, the width of the spiral groove in each section is constant, and the width of the spiral groove in the section including the downstream end is upstream. It may be narrower than the width of the spiral groove in the section including the end. Further, the number of spiral grooves is arbitrary, and one spiral groove may be provided in the flow path portion (first flow path portion), or two or more spiral grooves may be provided.

また、上記実施例では、バルブ装置（エア排出バルブ）の弁体がバタフライ弁である例について説明したが、弁体はポペットバルブであってもよい。重要なことは、弁体より上流の流路部内に液体を貯留可能な貯留部が設けられており、弁体と貯留部の間に螺旋溝が設けられており、弁体より上流側の流路部と下流側の流路部が同軸に伸びていることである。 Further, in the above embodiment, the example in which the valve body of the valve device (air discharge valve) is a butterfly valve has been described, but the valve body may be a poppet valve. What is important is that a storage section capable of storing liquid is provided in the flow path upstream of the valve body, and a spiral groove is provided between the valve body and the storage section, so that the flow on the upstream side of the valve body is provided. The road portion and the flow path portion on the downstream side extend coaxially.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。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。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、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings achieve a plurality of objectives at the same time, and achieving one of the objectives itself has technical usefulness.

４：螺旋溝
５：流路部
２０：弁体
２２：貯留部
５０：バルブ装置
９０：燃料電池スタック
１００：燃料電池システム
4: Spiral groove 5: Flow path part 20: Valve body 22: Storage part 50: Valve device 90: Fuel cell stack 100: Fuel cell system

Claims

A valve device that opens and closes the flow path of a fuel cell system.
The valve device is
It is located in the flow path downstream of the fuel cell stack and
The flow path through which the fluid passes and
A valve body that opens and closes the flow path,
A storage unit that is provided in the flow path upstream of the valve body and can store liquid,
It is provided with a spiral groove provided on the inner wall of the flow path portion between the valve body and the storage portion.
A valve device in which the flow path on the upstream side and the flow path on the downstream side of the valve body extend coaxially.

The valve device according to claim 1.
A flat surface is provided at the bottom of the storage section,
A valve device in which the flat surface is inclined with respect to the axis of the flow path portion.

The valve device according to claim 1 or 2.
A valve device in which the storage portion is spiral and is formed continuously with the spiral groove, and the groove width is larger than the groove width of the spiral groove.

The valve device according to any one of claims 1 to 3.
A valve device in which the valve body is a butterfly valve.

The valve device according to claim 4.
A valve device in which the downstream end of the spiral groove includes the axial center of the drive shaft fixed to the valve body and is located on a plane orthogonal to the drive shaft.

The valve device according to claim 5.
A valve device in which the downstream end of the spiral groove is located on the side facing the valve body surface on the side opposite to the side on which the drive shaft is fixed.