JP2022022666A - バタフライバルブ及び燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】低温時に凍結によって弁体の動作が妨げられることを効果的に抑制することができるバタフライバルブ及び燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２に接続されたカソード系流路４６に設けられたバタフライバルブ６０を備える。バタフライバルブ６０は、ハウジング７２と、弁体７４と、弁体７４を回動させるための回動軸７６と、を有し、回動軸７６の軸線は、水平方向に延在し、ハウジング７２の下側内面９２には、下方から上方に向かって突出して弁体７４の閉状態で弁体７４の外周端が着座する下側シート部１００が設けられた突起部９４が形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、バタフライバルブ及び燃料電池システムに関する。

例えば、特許文献１には、燃料電池に接続された酸化剤ガス排出流路にバタフライバルブを設けた構成が開示されている。

特許第４９０５３３０号公報

上述した従来技術では、燃料電池の発電時に発生した生成水や凝縮水等の液水が酸化剤ガス排出流路を流れてバタフライバルブの弁体に付着することがある。そうすると、低温時に、弁体を閉弁した状態で当該弁体に付着した液水が凍結した場合に、弁体の動作が妨げられるという問題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、低温時に凍結によって弁体の動作が妨げられることを効果的に抑制することができるバタフライバルブ及び燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、燃料電池に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路に設けられたバタフライバルブであって、前記酸化剤ガスが流通する流路が形成された筒状のハウジングと、前記流路を開閉するための弁体と、前記弁体を回動させるための回動軸と、を備え、前記回動軸の軸線は、水平方向に延在し、前記ハウジングの内面には、下方から上方に向かって突出して前記弁体の閉状態で当該弁体の外周端が着座するシート部が設けられた突起部が形成されている、バタフライバルブである。

本発明の他の態様は、燃料電池に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路にバタフライバルブを設けた燃料電池システムであって、前記バタフライバルブは、上述したバタフライバルブである、燃料電池システムである。

本発明によれば、ハウジングの内面に下方から上方に向かって突出した突起部を設けているため、燃料電池からハウジング内に導かれた液水が弁体に付着する量を抑えることができる。これにより、低温時に凍結によって弁体の動作が妨げられることを効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料電池システムの概略構成説明図である。 図１のバタフライバルブの正面図である。 図２のバタフライバルブの一部断面斜視図である。 図３のバタフライバルブの一部拡大断面図である。 ハウジングの流路に液水が流入した状態を示す断面説明図である。 バタフライバルブが水平方向に対して傾斜した状態を示す断面説明図である。

以下、本発明に係るバタフライバルブ及び燃料電池システムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１に示す燃料電池システム１０は、例えば、燃料電池電気自動車等の燃料電池車両（図示せず）に搭載される。ただし、燃料電池システム１０は、定置型としても用いることができる。

図１に示すように、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２（燃料電池）、燃料ガス装置１４及び酸化剤ガス装置１６を備える。なお、図示は省略するが、燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２を冷却するための冷却媒体供給装置、バッテリ等をさらに備えている。

燃料電池スタック１２は、燃料ガス（例えば、水素ガス）と酸化剤ガス（例えば、空気）との電気化学反応により発電する。燃料電池スタック１２は、水平方向に積層される複数の発電セル１８を備える。発電セル１８は、電解質膜・電極構造体２０を第１セパレータ２２及び第２セパレータ２４で挟持して構成されている。第１セパレータ２２及び第２セパレータ２４のそれぞれは、金属セパレータ又はカーボンセパレータにより構成される。

電解質膜・電極構造体２０は、電解質膜２６と、電解質膜２６を挟持するアノード電極２８及びカソード電極３０とを備える。電解質膜２６は、例えば、固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）である。固体高分子電解質膜は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である。電解質膜２６は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用することができる。

第１セパレータ２２と電解質膜・電極構造体２０との間には、アノード電極２８に燃料ガスを導くための燃料ガス流路３２が設けられている。第２セパレータ２４と電解質膜・電極構造体２０との間には、カソード電極３０に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路３４が設けられている。

燃料電池スタック１２には、燃料ガス入口３６ａ、燃料ガス出口３６ｂ、酸化剤ガス入口３８ａ及び酸化剤ガス出口３８ｂが設けられる。燃料ガス入口３６ａは、各発電セル１８を積層方向に貫通するとともに、各発電セル１８の燃料ガス流路３２の供給側に連通する。燃料ガス出口３６ｂは、各発電セル１８を積層方向に貫通するとともに、各発電セル１８の燃料ガス流路３２の排出側に連通する。

酸化剤ガス入口３８ａは、各発電セル１８を積層方向に貫通するとともに、各発電セル１８の酸化剤ガス流路３４の供給側に連通する。酸化剤ガス出口３８ｂは、各発電セル１８を積層方向に貫通するとともに、各発電セル１８の酸化剤ガス流路３４の排出側に連通する。

燃料ガス装置１４は、燃料ガス入口３６ａに連通する燃料ガス供給路４０と、燃料ガス出口３６ｂに連通する燃料ガス排出路４２とを有する。燃料ガス供給路４０には、燃料ガス供給部４４が設けられている。燃料ガス供給部４４は、高圧の燃料ガス（高圧水素ガス）を貯留する図示しない燃料ガスタンク（水素ガスタンク）等を含む。燃料ガス供給部４４の燃料ガスは、燃料ガス供給路４０及び燃料ガス入口３６ａを介して燃料ガス流路３２に供給される。燃料ガス排出路４２は、アノード電極２８で少なくとも一部が使用された燃料ガス（燃料排ガス）を燃料ガス出口３６ｂから排出する。

酸化剤ガス装置１６は、燃料電池スタック１２に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路４６を備える。カソード系流路４６は、酸化剤ガス入口３８ａに連通する酸化剤ガス供給路４８と、酸化剤ガス出口３８ｂに連通する酸化剤ガス排出路５０と、酸化剤ガス供給路４８と酸化剤ガス排出路５０とを互いに接続するスタックバイパス流路５２とを有する。

酸化剤ガス供給路４８には、酸化剤ガス供給部５４と加湿器５６とが設けられている。酸化剤ガス供給部５４は、例えば、大気から空気を圧縮して供給するエアポンプを含む。加湿器５６は、燃料電池スタック１２から排出された水分を含む酸化剤ガス（酸化剤排ガス）により燃料電池スタック１２に供給する酸化剤ガスを加湿する。

酸化剤ガス供給路４８において、酸化剤ガス供給部５４と加湿器５６との間の部分には、入口側封止弁５８が設けられている。入口側封止弁５８は、酸化剤ガス供給路４８を開閉するバタフライバルブ６０である。

酸化剤ガス排出路５０において、加湿器５６よりも下流側には、出口側封止弁６６が設けられている。出口側封止弁６６は、酸化剤ガス排出路５０を開閉するバタフライバルブ６０である。出口側封止弁６６は、酸化剤ガスの圧力調整用の背圧弁としての機能も有する。ただし、出口側封止弁６６と背圧弁は、それぞれ別々に設けられてもよい。

スタックバイパス流路５２の一端は、酸化剤ガス排出路５０の背圧弁６８よりも下流側の部分に接続されている。スタックバイパス流路５２の他端は、酸化剤ガス供給路４８における酸化剤ガス供給部５４と入口側封止弁５８との間の部分に接続されている。スタックバイパス流路５２には、スタックバイパス流路５２を開閉するスタックバイパス弁７０が設けられている。

図２及び図３に示すように、バタフライバルブ６０は、ハウジング７２、弁体７４、回動軸７６及び駆動源７８を備える。ハウジング７２は、円筒状に形成されている。ハウジング７２に形成された流路８０（内孔）は、酸化剤ガスが流通するカソード系流路４６の一部（酸化剤ガス供給路４８の一部又は酸化剤ガス排出路５０の一部）を形成する。ハウジング７２の流路８０は、水平方向に延在している。ハウジング７２は、弁体７４を収容する。

ハウジング７２は、ハウジング７２の上側部分を形成する円弧状の上壁部８２と、ハウジング７２の下側部分を形成する円弧状の下壁部８４とを有する。上壁部８２の両端部は、回動軸７６よりも下方に位置している。すなわち、上壁部８２は、ハウジング７２の周方向に１８０°以上の範囲に亘って延在している。下壁部８４は、ハウジング７２の周方向に１８０°未満の範囲に亘って延在している。ただし、ハウジング７２の周方向に沿った上壁部８２及び下壁部８４のそれぞれの長さは、適宜設定可能である。

上壁部８２の内面（上側内面８６）は、円弧状に延在している。ハウジング７２の延在方向（酸化剤ガスの流通方向、矢印Ｘ方向）における上側内面８６の中央には、弁体７４が着座する上側シート部８８が設けられている。上側シート部８８は、ゴム等の弾性部材により構成されるとともにハウジング７２の周方向に延在している。

下壁部８４は、下壁部本体９０と、下壁部本体９０の内面（下側内面９２）から内方に突出した突起部９４とを含む。下側内面９２は、回動軸７６よりも下方に位置している。上側内面８６は、下側内面９２の上方に位置している。下壁部本体９０のうちハウジング７２の周方向の両端部は、上壁部８２の外周部に連結している。下側内面９２は、連結面９６を介して上側内面８６に連なっている。連結面９６は、上側内面８６から下側内面９２に向かってハウジング７２の径方向外方に傾斜している。

突起部９４は、下方から上方に向かって突出している。突起部９４は、回動軸７６の下方に位置している。突起部９４及び下側内面９２は、ハウジング７２の延在方向の中央を中心に左右対称形状である。突起部９４は、ハウジング７２の周方向において、下壁部本体９０（下側内面９２）の全長に亘って延在している。すなわち、ハウジング７２の内面（下側内面９２）の少なくとも最下部には、上方に向かって突出した突起部９４が設けられている。

下側内面９２は、第１傾斜部９２ａと第２傾斜部９２ｂとを含む。第１傾斜部９２ａは、突起部９４の基端から下壁部本体９０の一端面９０ａ（矢印Ｘ１方向の端面）までハウジング７２の径方向外方に直線状に傾斜している。第２傾斜部９２ｂは、突起部９４の基端から下壁部本体９０の他端面９０ｂ（矢印Ｘ２方向の端面）までハウジング７２の径方向外方に傾斜している。第１傾斜部９２ａ及び第２傾斜部９２ｂのそれぞれは、突起部９４からハウジング７２の延在方向に離間するに従って径方向外方に直線状に傾斜している。

図４に示すように、水平方向に延在した第１線分Ｌ１に対する第１傾斜部９２ａの第１傾斜角度θ１は、例えば、５°以上３０°以下に設定されるのが好ましく、１０°以上２０°以下に設定されるのがより好ましい。水平方向に延在した第２線分Ｌ２に対する第２傾斜部９２ｂの第２傾斜角度θ２は、第１傾斜角度θ１と同様に設定されるのが好ましい。

これにより、燃料電池車両が坂道に停車してハウジング７２の延在方向に沿った線分Ｌ５が水平方向に延在した線分Ｌ０に対して傾斜した場合に、ハウジング７２内にある液水Ｗが弁体７４に導かれることが効果的に抑えられる（図６参照）。ただし、第１傾斜角度θ１及び第２傾斜角度θ２のそれぞれは、適宜設定可能である。第１傾斜部９２ａ及び第２傾斜部９２ｂのそれぞれは、ハウジング７２の延在方向（矢印Ｘ方向）に沿って湾曲状又は階段状に傾斜してもよい。

突起部９４には、第１傾斜部９２ａに連なる第１側面９８ａと、第２傾斜部９２ｂに連なる第２側面９８ｂと、突起部９４の上端に位置する凸状湾曲面９８ｃとを含む。第１側面９８ａ及び第２側面９８ｂは、突起部９４の上端から下側内面９２に向かって互いに離間する方向に傾斜している。

換言すれば、第１側面９８ａは、凸状湾曲面９８ｃ（突起部９４の上端）から第１傾斜部９２ａに向かって第２側面９８ｂとは反対側（矢印Ｘ１方向）に傾斜している。第２側面９８ｂは、凸状湾曲面９８ｃから第２傾斜部９２ｂに向かって第１側面９８ａとは反対側（矢印Ｘ２方向）に傾斜している。すなわち、突起部９４は、突起部９４の突出端に向かって幅狭に形成されている。

図４に示すように、鉛直方向に延在した第３線分Ｌ３に対する第１側面９８ａの第３傾斜角度θ３は、例えば、５°以上３０°以下に設定されるのが好ましく、１０°以上２０°以下に設定されるのがより好ましい。鉛直方向に延在した第４線分Ｌ４に対する第２側面９８ｂの第４傾斜角度θ４は、第３傾斜角度θ３と同様に設定されるのが好ましい。

これにより、燃料電池車両が坂道に停車してハウジング７２の延在方向に沿った線分Ｌ５が線分Ｌ０に対して傾斜した場合に、ハウジング７２内にある液水Ｗが弁体７４に導かれること効果的に抑えられる（図６参照）。ただし、第３傾斜角度θ３及び第４傾斜角度θ４のそれぞれは、適宜設定可能である。

凸状湾曲面９８ｃは、円弧状の横断面を有する。突起部９４の突出端（凸状湾曲面９８ｃ）は、上側内面８６に対して段差なく連なっている（図２及び図３参照）。凸状湾曲面９８ｃには、弁体７４が着座する下側シート部１００が設けられている。下側シート部１００は、ゴム等の弾性部材により構成されるとともに、ハウジング７２の周方向において凸状湾曲面９８ｃの全長に亘って延在している。

図２及び図３に示すように、弁体７４は、ハウジング７２の流路８０を開閉する。弁体７４は、円形状に形成されている。弁体７４は、回動軸７６が挿通する軸部１０２と、軸部１０２の両側に設けられた第１平板部１０４ａ及び第２平板部１０４ｂとを有する。軸部１０２は、弁体７４の中心を通るとともに上下方向と矢印Ｘ方向とに直交する矢印Ｙ方向（水平方向）に延在した円筒部である。軸部１０２の両端面は、上側内面８６に接触している。

第１平板部１０４ａは、円形の板を円の弦に沿って切り欠いたような形状を有している。第１平板部１０４ａは、軸部１０２の全長に亘って延在している。第１平板部１０４ａの外周面は、弁体７４の閉状態で上側シート部８８に対して略気密に着座（接触）する。弁体７４の閉状態で、第１平板部１０４ａの外周面と上側シート部８８との間には、僅かな隙間が形成されてもよい。

第２平板部１０４ｂは、円形の板を円の弦に沿って切り欠いたような形状を有している。第２平板部１０４ｂは、軸部１０２の全長に亘って延在している。すなわち、第２平板部１０４ｂは、第１平板部１０４ａと同様に形成されている。第１平板部１０４ａと第２平板部１０４ｂとは、軸部１０２を中心に上下対称形状である。つまり、第２平板部１０４ｂは、軸部１０２の周方向に第１平板部１０４ａを１８０°回転させたような形状に形成されている。第２平板部１０４ｂの外周面は、弁体７４の閉状態で下側シート部１００に対して略気密に着座（接触）する。弁体７４の閉状態で、第２平板部１０４ｂの外周面と下側シート部１００との間には、僅かな隙間が形成されてもよい。

回動軸７６は、水平方向（矢印Ｙ方向）に延在している。回動軸７６は、弁体７４の軸部１０２の内面に対して固定されている。つまり、弁体７４は、回動軸７６の回動に伴って回動する。回動軸７６は、上壁部８２及び下壁部８４に対して回動可能に支持されている。駆動源７８は、回動軸７６を回動動作させるためのモータである（図２参照）。

次に、燃料電池システム１０の動作について説明する。

図１に示すように、燃料ガス装置１４では、燃料ガス供給部４４から燃料ガス供給路４０に送られた燃料ガス（例えば、水素ガス）は、燃料電池スタック１２の燃料ガス入口３６ａに供給される。燃料ガス入口３６ａに供給された燃料ガスは、燃料ガス流路３２に導入され、燃料ガス流路３２に沿って移動することにより、電解質膜・電極構造体２０のアノード電極２８に供給される。

酸化剤ガス装置１６では、酸化剤ガス供給部５４から酸化剤ガス供給路４８に送られた酸化剤ガス（例えば、圧縮空気）は、加湿器５６を通過する際に加湿された後、燃料電池スタック１２の酸化剤ガス入口３８ａに供給される。酸化剤ガス入口３８ａに供給された酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路３４に導入され、酸化剤ガス流路３４に沿って移動することにより、電解質膜・電極構造体２０のカソード電極３０に供給される。

従って、各発電セル１８では、アノード電極２８に供給される燃料ガス（水素ガス）とカソード電極３０に供給される酸化剤ガス中の酸素とが、電気化学反応に消費されて発電が行われる。この際、アノード電極２８ではプロトンが生成され、このプロトンが電解質膜２６内を伝導してカソード電極３０に移動する。一方、カソード電極３０では、プロトン、電子、酸化剤ガス中の酸素によって水が発生する。

アノード電極２８に供給されて一部が消費された燃料ガス（燃料排ガス）は、燃料ガス出口３６ｂから燃料ガス排出路４２に排出される。カソード電極３０に供給されて一部が消費された酸化剤ガス（酸化剤排ガス）は、カソード電極３０で発生した生成水とともに酸化剤ガス出口３８ｂから酸化剤ガス排出路５０に排出される。そのため、酸化剤ガス排出路５０には、生成水や凝縮水等を含む液水Ｗが酸化剤排ガスとともに流通することになる。

酸化剤ガス排出路５０に排出された酸化剤排ガス及び液水Ｗは、加湿器５６を介して出口側封止弁６６に導かれる。図５に示すように、出口側封止弁６６（バタフライバルブ６０）に導かれた液水Ｗは、下側内面９２の第１傾斜部９２ａを流れて突起部９４に当たる。そのため、例えば、燃料電池車両の停車時に出口側封止弁６６の弁体７４を閉状態にした場合であっても、弁体７４に液水Ｗが付着することが抑えられる。従って、低温時に液水Ｗが凍結して出口側封止弁６６の弁体７４の動作が妨げられることが抑制される。

出口側封止弁６６の下流にバタフライバルブを用いた背圧弁を設けた場合、同様の効果が得られる。

酸化剤ガス供給部５４から酸化剤ガス供給路４８に導出された酸化剤ガスは、スタックバイパス弁７０が開放されていた場合、スタックバイパス流路５２を介して酸化剤ガス排出路５０に導かれる。入口側封止弁５８には、大気中に水分が導かれる。しかしながら、入口側封止弁５８は、出口側封止弁６６と同様の構成のバタフライバルブ６０である。そのため、低温時に液水Ｗが凍結して背圧弁６８の弁体７４の動作が妨げられることが抑制される。

また、図６に示すように、燃料電池車両が坂道等に停車した場合、ハウジング７２の延在方向に沿った線分Ｌ５は、水平方向に延在した線分Ｌ０に対して傾斜することがある。しかしながら、本実施形態では、第１傾斜部９２ａ及び第２傾斜部９２ｂのそれぞれは、突起部９４からハウジング７２の延在方向に離間するに従って径方向外方に傾斜している。そのため、液水Ｗが突起部９４（弁体７４）に導かれることが効果的に抑制される。

本実施形態に係るバタフライバルブ６０及び燃料電池システム１０は、以下の効果を奏する。

ハウジング７２の内面には、下方から上方に向かって突出して弁体７４の閉状態で弁体７４の外周端が着座する下側シート部１００が設けられた突起部９４が形成されている。このような構成によれば、燃料電池スタック１２からハウジング７２内に導かれた液水Ｗが弁体７４に付着する量を抑えることができる。これにより、低温時に凍結によって弁体７４の動作が妨げられることを効果的に抑制することができる。

突起部９４は、ハウジング７２の内面の少なくとも最下部に位置している。

このような構成によれば、ハウジング７２の内面の最下部を流通する液水Ｗが弁体７４に付着することを突起部９４によって抑えることができる。

突起部９４の上端には、凸状湾曲面９８ｃが形成され、凸状湾曲面９８ｃには、下側シート部１００が設けられている。

このような構成によれば、弁体７４（第２平板部１０４ｂ）に付着した液水Ｗを、凸状湾曲面９８ｃを介して下側内面９２に導くことができるため、低温時に凍結によって弁体７４の動作が妨げられることを一層効果的に抑制することができる。

突起部９４は、回動軸７６よりも下方のみに設けられている。

このような構成によれば、回動軸７６よりも上方に突起部９４が設けられないため、酸化剤ガスの流通抵抗を小さくすることができる。

ハウジング７２の内面は、回動軸７６よりも下方に位置する下側内面９２と、下側内面９２よりも上方に位置する上側内面８６と、を含む。突起部９４は、ハウジング７２の周方向において、下側内面９２の全長に亘って延在している。

このような構成によれば、ハウジング７２の下側内面９２を流れる液水Ｗが弁体７４に付着することを一層効果的に抑えることができる。

下側内面９２は、突起部９４からハウジング７２の延在方向に離間するに従って径方向外方に傾斜した第１傾斜部９２ａ及び第２傾斜部９２ｂを含んでいる。

このような構成によれば、ハウジング７２の下側内面９２を流通する液水Ｗが弁体７４に付着することをより一層効果的に抑えることができる。

突起部９４の２つの側面（第１側面９８ａ及び第２側面９８ｂ）は、当該突起部９４の上端から下側内面９２に向かって互いに離間する方向に傾斜している。

このような構成によれば、弁体７４に付着した液水Ｗを第１側面９８ａ又は第２側面９８ｂを介して下側内面９２に円滑に導くことができる。

カソード系流路４６は、燃料電池スタック１２から排出された酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス排出路５０を有する。バタフライバルブ６０によって、酸化剤ガス排出路５０に設けられた出口側封止弁６６が構成されている。

このような構成によれば、出口側封止弁６６において、低温時に凍結によって弁体７４の動作が妨げられることを効果的に抑制することができる。

カソード系流路４６は、燃料電池スタック１２に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路４８を有する。バタフライバルブ６０によって、酸化剤ガス供給路４８に設けられた入口側封止弁５８が構成されている。

このような構成によれば、入口側封止弁５８において、低温時に凍結によって弁体７４の動作が妨げられることを効果的に抑制することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

以上の実施形態をまとめると、以下のようになる。

上記実施形態は、燃料電池（１２）に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路（４６）に設けられたバタフライバルブ（６０）であって、前記酸化剤ガスが流通する流路（８０）が形成された筒状のハウジング（７２）と、前記流路を開閉するための弁体（７４）と、前記弁体を回動させるための回動軸（７６）と、を備え、前記回動軸の軸線は、水平方向に延在し、前記ハウジングの内面には、下方から上方に向かって突出して前記弁体の閉状態で当該弁体の外周端が着座するシート部（１００）が設けられた突起部（９４）が形成されている、バタフライバルブを開示している。

上記のバタフライバルブにおいて、前記突起部は、前記ハウジングの内面の少なくとも最下部に位置してもよい。

上記のバタフライバルブにおいて、前記突起部の上端には、凸状湾曲面（９８ｃ）が形成され、前記凸状湾曲面には、前記シート部が設けられてもよい。

上記のバタフライバルブにおいて、前記突起部は、前記回動軸よりも下方のみに設けられてもよい。

上記のバタフライバルブにおいて、前記ハウジングの内面は、前記回動軸よりも下方に位置する下側内面（９２）と、前記下側内面よりも上方に位置する上側内面（８６）と、を含み、前記突起部は、前記ハウジングの周方向において、前記下側内面の全長に亘って延在してもよい。

上記のバタフライバルブにおいて、前記下側内面は、前記突起部から前記ハウジングの延在方向に離間するに従って径方向外方に傾斜した傾斜部（９２ａ、９２ｂ）を含んでもよい。

上記のバタフライバルブにおいて、前記突起部の２つの側面（９８ａ、９８ｂ）は、当該突起部の上端から前記下側内面に向かって互いに離間する方向に傾斜してもよい。

上記実施形態は、燃料電池に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路にバタフライバルブを設けた燃料電池システム（１０）であって、前記バタフライバルブは、上述したバタフライバルブである、燃料電池システムを開示している。

上記の燃料電池システムにおいて、前記カソード系流路は、前記燃料電池から排出された前記酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス排出路（５０）を有し、前記バタフライバルブによって、前記酸化剤ガス排出路に設けられた出口側封止弁（６６）が構成されてもよい。

上記の燃料電池システムにおいて、前記カソード系流路は、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路（４８）を有し、前記バタフライバルブによって、前記酸化剤ガス供給路に設けられた入口側封止弁（５８）が構成されてもよい。

１０…燃料電池システム １２…燃料電池スタック（燃料電池）
１６…酸化剤ガス装置 ４６…カソード系流路
４８…酸化剤ガス供給路 ５０…酸化剤ガス排出路
５２…スタックバイパス流路 ５８…入口側封止弁
６０…バタフライバルブ ６６…出口側封止弁
６８…背圧弁 ７２…ハウジング
７４…弁体 ７６…回動軸
８０…流路 ８６…上側内面
９２…下側内面 ９２ａ…第１傾斜部（傾斜部）
９２ｂ…第２傾斜部（傾斜部） ９４…突起部
９８ａ…第１側面（側面） ９８ｂ…第２側面（側面）
９８ｃ…凸状湾曲面 １００…下側シート部（シート部）

Claims (10)

1. 燃料電池に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路に設けられたバタフライバルブであって、
   前記酸化剤ガスが流通する流路が形成された筒状のハウジングと、
   前記流路を開閉するための弁体と、
   前記弁体を回動させるための回動軸と、を備え、
   前記回動軸の軸線は、水平方向に延在し、
   前記ハウジングの内面には、下方から上方に向かって突出して前記弁体の閉状態で当該弁体の外周端が着座するシート部が設けられた突起部が形成されている、バタフライバルブ。
2. 請求項１記載のバタフライバルブであって、
   前記突起部は、前記ハウジングの内面の少なくとも最下部に位置している、バタフライバルブ。
3. 請求項１又は２に記載のバタフライバルブであって、
   前記突起部の上端には、凸状湾曲面が形成され、
   前記凸状湾曲面には、前記シート部が設けられている、バタフライバルブ。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のバタフライバルブであって、
   前記突起部は、前記回動軸よりも下方のみに設けられている、バタフライバルブ。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のバタフライバルブであって、
   前記ハウジングの内面は、
   前記回動軸よりも下方に位置する下側内面と、
   前記下側内面よりも上方に位置する上側内面と、を含み、
   前記突起部は、前記ハウジングの周方向において、前記下側内面の全長に亘って延在している、バタフライバルブ。
6. 請求項５記載のバタフライバルブであって、
   前記下側内面は、前記突起部から前記ハウジングの延在方向に離間するに従って径方向外方に傾斜した傾斜部を含んでいる、バタフライバルブ。
7. 請求項５又は６に記載のバタフライバルブであって、
   前記突起部の２つの側面は、当該突起部の上端から前記下側内面に向かって互いに離間する方向に傾斜している、バタフライバルブ。
8. 燃料電池に接続されるとともに酸化剤ガスが流通するカソード系流路にバタフライバルブを設けた燃料電池システムであって、
   前記バタフライバルブは、請求項１～７のいずれか１項に記載のバタフライバルブである、燃料電池システム。
9. 請求項８記載の燃料電池システムであって、
   前記カソード系流路は、前記燃料電池から排出された前記酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス排出路を有し、
   前記バタフライバルブによって、前記酸化剤ガス排出路に設けられた出口側封止弁が構成されている、燃料電池システム。
10. 請求項８記載の燃料電池システムであって、
    前記カソード系流路は、前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給路を有し、
    前記バタフライバルブによって、前記酸化剤ガス供給路に設けられた入口側封止弁が構成されている、燃料電池システム。

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