JP5011630B2 - Fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池本体へ供給されるガス圧を減圧するレギュレータを備える燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system including a regulator that reduces the gas pressure supplied to a fuel cell main body.

従来、燃料電池システムの分野においては、燃料電池本体へ供給されるガス圧を減圧するレギュレータを備える燃料電池が知られている（例えば特許文献１参照）。   Conventionally, in the field of a fuel cell system, a fuel cell including a regulator for reducing the gas pressure supplied to the fuel cell main body is known (see, for example, Patent Document 1).

このような燃料電池システムにおいては、水素タンクからの比較的高圧の水素がレギュレータに流入され減圧されて下流に供給される。その減圧の際、レギュレータの水素出口側において脈動が生ずることがあるあるが、従来、レギュレータの水素出口側において生ずる脈動を低減するための着想については提案されていなかった。
特開平１１−１５４５２８号公報 In such a fuel cell system, relatively high-pressure hydrogen from a hydrogen tank flows into the regulator, is decompressed, and is supplied downstream. During the pressure reduction, pulsation may occur on the hydrogen outlet side of the regulator. However, conventionally, no idea for reducing the pulsation generated on the hydrogen outlet side of the regulator has been proposed.
JP-A-11-154528

本発明の課題は、燃料電池本体へ供給されるガス圧を減圧するレギュレータを備える燃料電池システムにおいて、レギュレータの水素出口側において生ずる脈動を低減するための技術を提供することにある。   The subject of this invention is providing the technique for reducing the pulsation which arises in the hydrogen outlet side of a regulator in a fuel cell system provided with the regulator which decompresses the gas pressure supplied to a fuel cell main body.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムであって、燃料電池本体へ供給されるガス圧を調圧するレギュレータと、前記レギュレータから吐出されるガスが流入されるチャンバーを内部に有し、前記レギュレータが設置されるプレートと、を備え、前記チャンバーは前記レギュレータ吐出口より大径に設定される構成とした。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and is a fuel cell system, in which a regulator for regulating a gas pressure supplied to a fuel cell main body and a gas discharged from the regulator are introduced. And a plate on which the regulator is installed, and the chamber is configured to have a larger diameter than the regulator discharge port.

本発明によれば、燃料電池本体へ供給されるガス圧を減圧するレギュレータを備える燃料電池システムにおいて、チャンバーを設け、そのチャンバーが前記レギュレータ吐出口より大径に設定したので、レギュレータの水素出口側において生ずる脈動を低減することが可能となる。   According to the present invention, in the fuel cell system including the regulator for reducing the gas pressure supplied to the fuel cell main body, the chamber is provided, and the chamber is set to have a larger diameter than the regulator discharge port. It is possible to reduce the pulsation that occurs in

また、上記燃料電池システムにおいて、例えば、上記燃料電池システム前記プレートは、前記チャンバーへの流入口を有しており、前記レギュレータは、その吐出口が前記流入口に嵌合されてプレートに設置される。   Further, in the fuel cell system, for example, the plate of the fuel cell system has an inlet to the chamber, and the regulator is installed on the plate with a discharge port fitted into the inlet. The

このようにすれば、例えば、嵌合代（例えば実施形態のＯリング）によって組み付け誤差を吸収することが可能となる。   If it does in this way, it will become possible to absorb an assembly error by fitting margin (for example, O ring of an embodiment), for example.

本発明によれば、燃料電池本体へ供給されるガス圧を減圧するレギュレータを備える燃料電池システムにおいて、レギュレータの水素出口側において生ずる脈動を低減することが可能となる。   According to the present invention, in a fuel cell system including a regulator that reduces the gas pressure supplied to the fuel cell main body, it is possible to reduce pulsation that occurs on the hydrogen outlet side of the regulator.

以下、本発明の実施形態である燃料電池システムについて図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a fuel cell system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本実施形態の燃料電池システム１０は、水素タンク１と、水素遮断弁２と、水素高圧調圧弁３と、レギュレータ（水素低圧調圧弁ともいう）４と、カバープレート５とカバープレート締結用ボルト６と、水素系配管７と、燃料電池（例えば高分子電解質型燃料電池）などの水素系８（以下燃料電池８とも記す）、及びＥＣＵなどの制御装置９を備えている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 10 of the present embodiment includes a hydrogen tank 1, a hydrogen cutoff valve 2, a hydrogen high pressure regulating valve 3, a regulator (also referred to as a hydrogen low pressure regulating valve) 4, and a cover plate 5. And a cover plate fastening bolt 6, a hydrogen system pipe 7, a hydrogen system 8 (hereinafter also referred to as a fuel cell 8) such as a fuel cell (for example, a polymer electrolyte fuel cell), and a control device 9 such as an ECU. Yes.

水素タンク１は、燃料電池（又は燃料電池本体）８へ供給する水素を高圧の状態下で貯蔵するためのものである。   The hydrogen tank 1 is for storing hydrogen to be supplied to the fuel cell (or fuel cell body) 8 under high pressure.

水素高圧調圧弁３は、水素遮断弁２を介して水素タンク１に接続されている。水素高圧調圧弁３は、バネ要素などを含み、水素タンク１から水素遮断弁２を介して供給される水素圧に機械的に追従してその水素圧を減圧できるように構成されている。   The hydrogen high-pressure regulating valve 3 is connected to the hydrogen tank 1 through the hydrogen cutoff valve 2. The hydrogen high-pressure regulating valve 3 includes a spring element and the like, and is configured to mechanically follow the hydrogen pressure supplied from the hydrogen tank 1 via the hydrogen cutoff valve 2 so as to reduce the hydrogen pressure.

レギュレータ４は、これに接続された制御装置９から制御信号が供給されることで断続的に（弁体が）オンオフ制御され、これにより水素高圧調圧弁３から流入口４ａを介して流入した水素をさらに減圧して吐出口４ｄから吐出する。すなわち、レギュレータ４は水素低圧調整弁として機能する。このレギュレータ４により、水素高圧調圧弁３で減圧された水素圧をさらに減圧して平均的な流量を得ることが可能となっている。   The regulator 4 is intermittently turned on and off by supplying a control signal from the control device 9 connected thereto (the valve body), whereby hydrogen flowing in from the hydrogen high-pressure regulating valve 3 through the inlet 4a. The pressure is further reduced and discharged from the discharge port 4d. That is, the regulator 4 functions as a hydrogen low pressure regulating valve. The regulator 4 can further reduce the hydrogen pressure reduced by the hydrogen high-pressure regulating valve 3 to obtain an average flow rate.

レギュレータ４は、例えば、その流入口４ａ及び吐出口４ｄがそれぞれ、水素高圧調圧弁３の水素出口（レギュレータ装着口）３ａ及びカバープレート５に形成された水素流入口（レギュレータ装着口）５ｂに挿入（又は嵌合）されることで、水素高圧調圧弁３とカバープレート５との間に配置される。   For example, the regulator 4 has its inlet 4a and outlet 4d inserted into a hydrogen outlet (regulator mounting port) 3a of the hydrogen high-pressure regulating valve 3 and a hydrogen inlet (regulator mounting port) 5b formed in the cover plate 5, respectively. By being (or fitted), it is disposed between the hydrogen high-pressure regulating valve 3 and the cover plate 5.

レギュレータ４の水素流入口４ａ表面にはその周方向に伸びる凹溝４ｂが形成されており、そこにシール目的でゴムなどの弾性素材からなるＯリング４ｃが若干表面から突出する状態で取り付けられている。従って、レギュレータ４は、その水素流入口４ａが水素高圧調圧弁３の水素出口３ａに挿入（又は嵌合）されることで、そのＯリング４ｃが水素出口３ａ内壁に密着しシール効果を奏する。さらに、このように、弾性素材からなるＯリング４ｅを介してレギュレータ４を装着することで、いわゆる組み付け誤差吸収の効果も奏する。なお、水素高圧調圧弁３の水素出口３ａとレギュレータ４の水素流入口４ａとはＯリング４ｃを介することなく、例えば溶接あるいはネジ止めその他の手段で固定的に接合するようにしてもよい。後述のように、レギュレータ４の吐出口４ｄがＯリング４ｆを介して装着されこの部分で組み付け誤差を吸収できるので、このように固定的に接合したとしても、組み付け誤差吸収という観点からは特に問題とはならない。   A concave groove 4b extending in the circumferential direction is formed on the surface of the hydrogen inlet 4a of the regulator 4, and an O-ring 4c made of an elastic material such as rubber is attached to the surface so as to slightly protrude from the surface for the purpose of sealing. Yes. Accordingly, when the regulator 4 is inserted (or fitted) into the hydrogen outlet 3a of the hydrogen high-pressure regulating valve 3, the O-ring 4c is brought into close contact with the inner wall of the hydrogen outlet 3a and exhibits a sealing effect. Furthermore, by mounting the regulator 4 through the O-ring 4e made of an elastic material in this way, there is also an effect of so-called assembling error absorption. Note that the hydrogen outlet 3a of the hydrogen high-pressure regulating valve 3 and the hydrogen inlet 4a of the regulator 4 may be fixedly joined, for example, by welding, screwing, or other means without passing through the O-ring 4c. As will be described later, the discharge port 4d of the regulator 4 is mounted via the O-ring 4f and can absorb assembly errors in this portion. Therefore, even if fixedly joined in this way, there is a particular problem from the viewpoint of absorbing assembly errors. It will not be.

同様に、レギュレータ４の吐出口４ｄ表面にはその周方向に伸びる凹溝４ｅが形成されており、そこにシール目的でゴムなどの弾性素材からなるＯリング４ｅが若干表面から突出する状態で取り付けられている。従って、レギュレータ４は、その吐出口４ｄがカバープレート５に形成された水素流入口５ｂに挿入（又は嵌合）されることで、そのＯリング４ｅが水素流入口５ｂ内壁に密着しシール効果を奏する。さらに、このように、弾性素材からなるＯリング４ｅを介してレギュレータ４を装着することで、いわゆる組み付け誤差吸収の効果も奏する。なお、組み付け誤差吸収を考慮しないのであれば、レギュレータ４の吐出口４ｄと水素流入口５ｂとはＯリング４ｅを介することなく、例えば溶接あるいはネジ止めその他の手段で固定的に接合するようにしてもよい。   Similarly, a concave groove 4e extending in the circumferential direction is formed on the surface of the discharge port 4d of the regulator 4, and an O-ring 4e made of an elastic material such as rubber is attached to the surface so as to slightly protrude from the surface for sealing purposes. It has been. Accordingly, when the discharge port 4d is inserted (or fitted) into the hydrogen inlet 5b formed in the cover plate 5, the regulator 4 has its O-ring 4e in close contact with the inner wall of the hydrogen inlet 5b and has a sealing effect. Play. Furthermore, by mounting the regulator 4 through the O-ring 4e made of an elastic material in this way, there is also an effect of so-called assembling error absorption. If the assembly error absorption is not taken into consideration, the discharge port 4d and the hydrogen inlet 5b of the regulator 4 are fixedly joined, for example, by welding or screwing or other means without passing through the O-ring 4e. Also good.

なお、図２においては、説明の便宜上、１つのレギュレータ４を示してあるが、実際には、縦方向に複数並列的にレギュレータ４が各水素流入口５ｂを介して設置されている。この場合、各レギュレータ４には水素高圧調圧弁３から分岐して各流入口４ａを介して水
素が流入して各吐出４ｄから吐出し、各水素流入口５ｂを介してチャンバー５ａへ流入して合流し、水素出口５ｄ、及び水素系配管７を介して燃料電池（燃料電池本体）８に供給される。なお、レギュレータ４は複数設置するだけでなく１つだけ設置するようにしてもよいのは無論である。 In FIG. 2, for convenience of explanation, one regulator 4 is shown, but actually, a plurality of regulators 4 are installed in parallel in the vertical direction via each hydrogen inlet 5b. In this case, each regulator 4 branches from the hydrogen high-pressure regulating valve 3 and hydrogen flows in through each inlet 4a, discharges from each discharge 4d, and flows into each chamber 5a through each hydrogen inlet 5b. The fuel cell is joined and supplied to the fuel cell (fuel cell body) 8 through the hydrogen outlet 5 d and the hydrogen-based pipe 7. Of course, not only a plurality of regulators 4 but also one may be installed.

カバープレート５は、その内部に形成されるチャンバー５ａと、そのチャンバー５ａとカバープレート５外部とを連通させるとともにレギュレータ４の吐出口４ａが挿入（又は嵌合）される複数の水素流入口（レギュレータ装着口）５ｂ（図２中１つを示す）と、カバープレート締結用ボルト６が挿入されるボルト穴５ｃ（図中１つを例示するが複数であってもよい）と、チャンバー５ａとカバープレート５外部とを連通させる水素出口５ｄと、を備えている。   The cover plate 5 has a chamber 5a formed therein, a plurality of hydrogen inlets (regulators) through which the chamber 5a communicates with the outside of the cover plate 5 and the discharge port 4a of the regulator 4 is inserted (or fitted). (Mounting port) 5b (one is shown in FIG. 2), a bolt hole 5c into which the cover plate fastening bolt 6 is inserted (one in the figure is exemplified, but there may be plural), a chamber 5a and a cover And a hydrogen outlet 5 d for communicating with the outside of the plate 5.

カバープレート５はそのボルト穴５ｃに挿入されたカバープレート締結用ボルト６によりスペーサなどを介して水素高圧調圧弁３にネジ止めされている。   The cover plate 5 is screwed to the hydrogen high pressure regulating valve 3 through a spacer or the like by a cover plate fastening bolt 6 inserted into the bolt hole 5c.

カバープレート５はその水素出口５が水素系配管７に接合されており、水素出口５から流出する水素が水素系配管７を介して燃料電池８に供給されるようになっている。   The cover plate 5 has a hydrogen outlet 5 joined to a hydrogen pipe 7, and hydrogen flowing out from the hydrogen outlet 5 is supplied to the fuel cell 8 through the hydrogen pipe 7.

ここで、レギュレータ４は、これに接続された制御装置９から制御信号が供給されることで断続的に（弁体が）オンオフ制御を繰り返すのでその吐出口４ｄ側において脈動が生ずる。この脈動を低減するために、水素供給経路の各径が次の関係となるように設定されている。   Here, the regulator 4 intermittently (on the valve body) repeats the on / off control by being supplied with a control signal from the control device 9 connected thereto, so that pulsation occurs on the discharge port 4d side. In order to reduce this pulsation, each diameter of the hydrogen supply path is set to have the following relationship.

第１に、レギュレータ４の吐出口４ｄの断面積Ａ１＜カバープレート５内部のチャンバー５ａの断面積Ａ２、であること。第２に、カバープレート５の水素出口５ｄの断面積Ａ３＜水素系配管７の断面積Ａ４、であること。第３に、カバープレート５内部のチャンバー５ａの断面積Ａ２＞カバープレート５の水素出口５ｄの断面積Ａ３、であること。なお、これら３つの条件のうちの少なくとも一つでも満たせば、レギュレータ４がオンオフ制御されることに基づく脈動を低減する効果を奏する。   First, the sectional area A1 of the discharge port 4d of the regulator 4 is smaller than the sectional area A2 of the chamber 5a inside the cover plate 5. Second, the sectional area A3 of the hydrogen outlet 5d of the cover plate 5 is smaller than the sectional area A4 of the hydrogen-based piping 7. Third, the cross-sectional area A2 of the chamber 5a inside the cover plate 5> the cross-sectional area A3 of the hydrogen outlet 5d of the cover plate 5. Note that if at least one of these three conditions is satisfied, an effect of reducing pulsation based on the on / off control of the regulator 4 is obtained.

以上説明したように、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、水素供給経路の各径に一定の関係を持たせたので、レギュレータ４の水素出口側４ｄにおいて生ずる脈動を低減することが可能となる。しかも、チャンバー５ａをカバープレート５内部に設けるようにしたことから、カバープレート５を比較的大きくすることなく、複数のレギュレータ４を装着することが可能となる。さらに、レギュレータ４から吐出されるガスが流入されるチャンバー５ａを内部に有し、そのレギュレータ４が設置されるプレート５を備えることから、脈動低減可能なレギュレータ装置５がコンパクトなものとすることが可能となる。   As described above, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, the pulsation generated on the hydrogen outlet side 4d of the regulator 4 can be reduced because the hydrogen supply path has a certain relationship with each diameter. It becomes. Moreover, since the chamber 5a is provided inside the cover plate 5, a plurality of regulators 4 can be mounted without making the cover plate 5 relatively large. Further, since the chamber 5a into which the gas discharged from the regulator 4 flows is provided, and the regulator 5 is provided with the plate 5, the regulator device 5 capable of reducing pulsation may be compact. It becomes possible.

次に、レギュレータ４より下流のいずれかの部分（例えばレギュレータ４の吐出口４ｄとカバープレート５の水素流入口５ｂとのシール部分）での水素漏れを検知するために採用した構成について説明する。これは、水素漏れしない限り、レギュレータ４より下流に送った水素量と燃料電池８が使った水素量（燃料電池において反応した水素量）とはほぼ等しくなる、という考えに基づく。   Next, a configuration adopted to detect hydrogen leakage at any part downstream of the regulator 4 (for example, a seal part between the discharge port 4d of the regulator 4 and the hydrogen inlet 5b of the cover plate 5) will be described. This is based on the idea that the amount of hydrogen sent downstream from the regulator 4 and the amount of hydrogen used by the fuel cell 8 (the amount of hydrogen reacted in the fuel cell) are substantially equal unless hydrogen leaks.

まず、制御装置９が、レギュレータ４より下流に送った水素量、及び燃料電池が使った水素量を検出し、両者を比較する。その結果、両水素量が一致していなければ（例えば両水素量の差が閾値をこえていれば）レギュレータ４より下流のいずれかの部分で水素漏れがあったことを検知する。これは、レギュレータ４よりも下流の範囲が広ければ広いほど、水素漏れ検知できる領域を拡大できることを意味する。この観点からすれば、レギュレ
ータ４はできる限り上流に設置するのが望ましいが、レギュレータ４は低圧調圧弁であるので高圧調圧弁３より上流には設置できない。それ故、本実施形態では上記のとおり、レギュレータ４を高圧調圧弁３に隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置した（図３参照）。このように、レギュレータ４を可能な限り上流に設置するようにしたので、水素漏れ検知できる領域が最大限に拡大されている。 First, the control device 9 detects the amount of hydrogen sent downstream from the regulator 4 and the amount of hydrogen used by the fuel cell, and compares them. As a result, if the two hydrogen amounts do not match (for example, if the difference between the two hydrogen amounts exceeds the threshold value), it is detected that there is a hydrogen leak in any part downstream from the regulator 4. This means that the wider the range downstream from the regulator 4, the larger the region where hydrogen leakage can be detected. From this point of view, it is desirable that the regulator 4 be installed upstream as much as possible. However, since the regulator 4 is a low pressure regulating valve, it cannot be installed upstream from the high pressure regulating valve 3. Therefore, in the present embodiment, as described above, the regulator 4 is installed adjacent to the high pressure regulating valve 3 (integrated with the high pressure regulating valve 3) (see FIG. 3). Thus, since the regulator 4 is installed as upstream as possible, the region where hydrogen leakage can be detected is maximized.

一方、両水素量が一致していれば（例えば両水素量の差が閾値をこえていなければ）、水素漏れがあったことを検知しない。   On the other hand, if both hydrogen amounts match (for example, if the difference between both hydrogen amounts does not exceed a threshold value), it is not detected that there is a hydrogen leak.

レギュレータ４より下流に送った水素量については、本実施形態では低圧調圧弁としてレギュレータ４を採用しているので、例えば、制御装置９が、レギュレータ４をオンした時間と単位時間あたりの流量とを掛け合わせることで、検出（算出）可能である。なお、レギュレータ４より下流に送る水素量については、これよりも上流の水素圧や温度などにも影響を受けることから、それらの値を測定しこれを補正値として用いることで、より精度良く算出可能となる。   Regarding the amount of hydrogen sent downstream from the regulator 4, the regulator 4 is employed as a low pressure regulating valve in the present embodiment. For example, the time when the control device 9 turns on the regulator 4 and the flow rate per unit time are calculated. Detection (calculation) is possible by multiplying. Note that the amount of hydrogen sent downstream from the regulator 4 is also affected by the upstream hydrogen pressure, temperature, etc., so that these values are measured and used as correction values for more accurate calculation. It becomes possible.

一方、燃料電池が使った水素量については、燃料極における一般的な反応式Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ＋から算出できる。この反応式は、例えば燃料電池が１モルのＨ２を使った場合、２モルの電子（＝約９６５００クーロン×２の電気量）が発生することを意味する。また、電流（Ａ：アンペア）と電気量（Ｃ：クーロン）との関係は、Ｓを秒数とすると、電気量（Ｃ）＝電流（Ａ）×秒数（Ｓ）で表される。 On the other hand, the amount of hydrogen used by the fuel cell can be calculated from the general reaction formula H 2 → 2H + + 2e + at the fuel electrode. This reaction formula means that, for example, when the fuel cell uses 1 mole of H 2 , 2 moles of electrons (= about 96,500 coulombs × 2 electric quantity) are generated. The relationship between the current (A: ampere) and the amount of electricity (C: coulomb) is represented by the amount of electricity (C) = current (A) × number of seconds (S), where S is the number of seconds.

従って、燃料電池８が使った水素量については、例えば、これに接続された制御装置９が、燃料電池８から反応により発生した電流（Ａ）及び秒数（Ｓ）を得た場合には、電流（Ａ）×秒数（Ｓ）を（約９６５００クーロン×２）で割ることにより算出可能である。なお、燃料電池８が使った水素量については、燃料電池８に達した水素の全てが使われるとは限らないことから、それらの値を補正値として用いることで、より精度良く算出可能となる。   Therefore, for the amount of hydrogen used by the fuel cell 8, for example, when the control device 9 connected thereto obtains the current (A) and the number of seconds (S) generated by the reaction from the fuel cell 8, It can be calculated by dividing current (A) × seconds (S) by (about 96500 coulombs × 2). Note that the amount of hydrogen used by the fuel cell 8 does not necessarily use all the hydrogen that has reached the fuel cell 8, and can be calculated with higher accuracy by using these values as correction values. .

以上説明したように、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、レギュレータ４を高圧調圧弁３に隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置した。このように、レギュレータ４を可能な限り上流に設置するようにしたので、水素漏れ検知できる領域が最大限に拡大されている。   As described above, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, the regulator 4 is installed adjacent to the high pressure regulating valve 3 (integrated with the high pressure regulating valve 3). Thus, since the regulator 4 is installed as upstream as possible, the region where hydrogen leakage can be detected is maximized.

また、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、比較的高圧の水素高圧調圧弁３（の弁部）と水素低圧調圧弁４（の弁部）との間が最小となるため、例えば水素系配管７が破断したとしても、水素放出量を少なくすることが可能となる。これは、水素低圧調圧弁４がレギュレータ４であることから、水素高圧調圧弁３（の弁部）と水素低圧調圧弁４（の弁部）との間が長いとそれだけ水素低圧調圧弁４（の弁部）より下流の圧力に影響を及ぼすが、両者間が短ければそれだけ下流の圧力に影響を及ぼしにくいということに基づく。   Further, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, the distance between the relatively high pressure hydrogen high pressure regulating valve 3 (the valve portion) and the hydrogen low pressure regulating valve 4 (the valve portion) is minimized. Even if the system pipe 7 is broken, the hydrogen release amount can be reduced. This is because, since the hydrogen low pressure regulating valve 4 is the regulator 4, if the distance between the hydrogen high pressure regulating valve 3 (the valve portion) and the hydrogen low pressure regulating valve 4 (the valve portion) is long, the hydrogen low pressure regulating valve 4 ( This is based on the fact that the pressure downstream is more affected than the valve portion of the valve, but the shorter the distance between the two, the less the pressure downstream.

また、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、レギュレータ４を高圧調圧弁３に隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置したので、レギュレータ４と高圧調圧弁３とを接続する配管接続部が不要となり、部品点数の削減という効果を奏する。   Further, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, the regulator 4 is installed adjacent to the high pressure regulating valve 3 (integrated with the high pressure regulating valve 3), and therefore the regulator 4 and the high pressure regulating valve 3 are connected. There is no need for a pipe connection portion, and the number of parts is reduced.

また、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、レギュレータ４を高圧調圧弁３に隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置したので、例えば、仮に両者を配管で接続した場合にその配管の両端に必要となる２つ（又はそれ以上）のシール部材が不要となる。すなわち、本実施形態の燃料電池システム１０によれば、レギュレータ４を高圧調圧弁３に
隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置するために必要なシール部材は、図２に例示したように、１つでよい。このように、シール部材の数を減らすことができることから、信頼性の向上が図られる。
（変形例）
上記実施形態の燃料電池システムにおいては、例えば、レギュレータ４の水素流入口４ａの内径を吐出口４ｄの内径よりも大径に設定することで、あるいはレギュレータ４の吐出口４ｄの出口近傍を小径に設定することで、レギュレータ４の下流に一度絞りを設けるようにしてもよい。これによっても、脈動を低減することが可能となる。 Further, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, since the regulator 4 is installed adjacent to the high pressure regulating valve 3 (integrated with the high pressure regulating valve 3), for example, when both are connected by piping Two (or more) sealing members required at both ends of the pipe are not necessary. That is, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, the seal member necessary for installing the regulator 4 adjacent to the high pressure regulating valve 3 (integrated with the high pressure regulating valve 3) is illustrated in FIG. As such, one is sufficient. Thus, since the number of seal members can be reduced, the reliability is improved.
(Modification)
In the fuel cell system of the above embodiment, for example, the inner diameter of the hydrogen inlet 4a of the regulator 4 is set larger than the inner diameter of the discharge port 4d, or the vicinity of the outlet of the discharge port 4d of the regulator 4 is made smaller. By setting, a throttle may be provided once downstream of the regulator 4. This also makes it possible to reduce pulsation.

また、上記実施形態の燃料電池システムにおいては、例えば、レギュレータ４を高圧調圧弁３に隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、高圧調整弁３のない燃料電池システムにおいては、例えば、レギュレータ４を水素遮断弁２に隣接して（水素遮断弁２と一体的に）設置してもよい。これによっても、高圧調圧弁３のない燃料電池システムにおいては、レギュレータ４を可能な限り上流に設置することになるので、水素漏れ検知できる領域が最大限に拡大される。   Further, in the fuel cell system of the above embodiment, for example, the regulator 4 is installed adjacent to the high pressure regulating valve 3 (integrated with the high pressure regulating valve 3), but the present invention is not limited to this. For example, in a fuel cell system without the high-pressure regulating valve 3, for example, the regulator 4 may be installed adjacent to the hydrogen cutoff valve 2 (integrated with the hydrogen cutoff valve 2). Even in this case, in the fuel cell system without the high pressure regulating valve 3, the regulator 4 is installed as upstream as possible, so that the region where hydrogen leakage can be detected is maximized.

また、上記実施形態の燃料電池システムにおいては、カバープレート５はそのボルト穴５ｃに挿入されたカバープレート締結用ボルト６により水素高圧調圧弁３にネジ止めされているように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、水素高圧調圧弁３にではなく、ブラケットにネジ止めするようにしてもよい。また、ネジ止めに限らず、溶接などその他の手段で両者を固定するようにしてもよい。   In the fuel cell system of the above embodiment, the cover plate 5 has been described as being screwed to the hydrogen high-pressure regulating valve 3 by the cover plate fastening bolt 6 inserted into the bolt hole 5c. Is not limited to this. For example, you may make it screw with a bracket instead of the hydrogen high pressure regulating valve 3. Moreover, not only screwing but you may make it fix both by other means, such as welding.

また、上記実施形態の燃料電池システムにおいては、例えば、図２中、複数のレギュレータ４を縦方向に複数並列的に設けてもよく、この場合、各レギュレータ４には水素高圧調圧弁３から分岐して各流入口４ａを介して水素が流入して各吐出４ｄから吐出し、チャンバー５ａで合流し、水素出口５ｄ、及び水素系配管７を介して燃料電池８に供給されるように説明した。この場合、チャンバー５ａは合流流路として機能するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、カバープレートに合流流路としてのチャンバー５ａはなくてもよい。例えば、図２中、断面積Ａ１、断面積Ａ２、及び断面積Ａ３それぞれの流路をレギュレータ４内に組み込むことが考えられる。また、各レギュレータ４それぞれに対応するチャンバー５ａ（Ｎ：１の関係ではなくて、１：１の関係）を設け、水素系配管７で合流させることも考えられる。あるいは、水素系配管７で合流させることなく、チャンバー５ａそれぞれに対応する水素系配管７に供給することも考えられる。   In the fuel cell system of the above embodiment, for example, a plurality of regulators 4 in FIG. 2 may be provided in parallel in the vertical direction. In this case, each regulator 4 branches from the hydrogen high-pressure regulating valve 3. Then, it has been described that hydrogen flows in through each inlet 4a, discharges from each discharge 4d, merges in the chamber 5a, and is supplied to the fuel cell 8 through the hydrogen outlet 5d and the hydrogen system pipe 7. . In this case, the chamber 5a functions as a merge channel, but the present invention is not limited to this. In other words, the cover plate may not have the chamber 5a as a confluence channel. For example, in FIG. 2, it is conceivable that the flow paths of the cross-sectional area A1, the cross-sectional area A2, and the cross-sectional area A3 are incorporated in the regulator 4. It is also conceivable that chambers 5 a (a relationship of 1: 1 instead of a relationship of N: 1) corresponding to each regulator 4 are provided and merged by the hydrogen-based piping 7. Alternatively, it is also conceivable to supply the hydrogen pipes 7 corresponding to the respective chambers 5 a without joining the hydrogen pipes 7.

また、上記実施形態の燃料電池システムにおいては、レギュレータ４はＯリング４ｃ及び４ｆでシールされているように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、面シールや他の形態のシールでもよい。   In the fuel cell system of the above embodiment, the regulator 4 has been described as being sealed by the O-rings 4c and 4f, but the present invention is not limited to this. For example, a face seal or another form of seal may be used.

また、上記実施形態の燃料電池システムにおいては、レギュレータ４を高圧調圧弁３に挿入（又は嵌合）することで隣接して（高圧調圧弁３と一体的に）設置するように説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、レギュレータ４を高圧調圧弁３とを完全にひとつのボディーで構成するようにしてもよい。   Further, in the fuel cell system of the above-described embodiment, the regulator 4 has been described as being installed (integrated with the high pressure regulating valve 3) adjacent to the high pressure regulating valve 3 by being inserted (or fitted). The present invention is not limited to this. For example, the regulator 4 may be configured with the high-pressure regulating valve 3 completely as a single body.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。このため、上記の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明が限定的に解釈されるものではない。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. For this reason, said embodiment is only a mere illustration in all points. The present invention is not construed as being limited by these descriptions.

本発明によれば、燃料電池本体へ供給されるガス圧を減圧するレギュレータを備える燃料電池システムにおいて、レギュレータの水素出口側において生ずる脈動を低減するため
の技術を提供することにある。 According to the present invention, in a fuel cell system including a regulator for reducing the gas pressure supplied to the fuel cell body, a technique for reducing pulsation generated on the hydrogen outlet side of the regulator is provided.

本発明の実施形態である燃料電池システムの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the fuel cell system which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である燃料電池システムにおけるレギュレータ周辺要素を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the regulator peripheral element in the fuel cell system which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態である燃料電池システムにおける水素高圧調圧弁と定圧調圧弁（レギュレータ）との接続関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection relationship of the hydrogen high pressure pressure regulation valve and the constant pressure pressure regulation valve (regulator) in the fuel cell system which is embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 水素タンク
２ 水素遮断弁
３ 水素高圧調圧弁
３ａ 水素出口（レギュレータ装着口）
４ レギュレータ
４ａ 水素流入口
４ｄ 水素吐出口
５ カバープレート
５ａ チャンバー
５ｂ 水素流入口（レギュレータ装着口）
５ｃ ボルト穴
５ｄ 水素出口
６ カバープレート締結用ボルト
７ 水素系配管
８ 水素系（燃料電池）
９ 制御装置（ＥＣＵ）
１０ 燃料電池システム 1 Hydrogen tank 2 Hydrogen shut-off valve 3 Hydrogen high pressure regulating valve 3a Hydrogen outlet (regulator mounting port)
4 Regulator 4a Hydrogen inlet 4d Hydrogen outlet 5 Cover plate 5a Chamber 5b Hydrogen inlet (regulator mounting port)
5c Bolt hole 5d Hydrogen outlet 6 Cover plate fastening bolt 7 Hydrogen piping 8 Hydrogen system (fuel cell)
9 Control unit (ECU)
10 Fuel cell system

Claims (2)

燃料電池本体へ供給されるガス圧を調圧するレギュレータと、
前記レギュレータの吐出口から吐出されるガスが入口を介して流入されるチャンバーであって、該チャンバー内のガスが出口を介して前記燃料電池本体へつながる配管へと流れ出るチャンバーを内部に有し、前記レギュレータが設置されるプレートと、
を備え、
前記入口と前記出口が接続された前記チャンバーのガス流路径は、前記レギュレータ吐出口より大径に設定される、
燃料電池システム。 A regulator for regulating the gas pressure supplied to the fuel cell body;
The gas discharged from the regulator of the discharge port is a chamber that will be introduced through the inlet, has therein a chamber flowing into pipe gas in the chamber is connected to the fuel cell main body through the outlet, A plate on which the regulator is installed;
With
The gas flow path diameter of the chamber to which the inlet and the outlet are connected is set to be larger than the regulator discharge port.
Fuel cell system. 前記レギュレータは、その吐出口が前記入口に嵌合されてプレートに設置される、
請求項１に記載の燃料電池システム。 The regulator is installed on the plate with its discharge port fitted into the inlet ,
The fuel cell system according to claim 1.
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