JP5024295B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態及び参考例を図面に基づいて説明する。図1から図3は、本発明に関する参考例を示しており、図1は、本参考例の燃料電池システムの略構成図である。燃料電池システム10は、燃料電池スタック12と、酸化ガス供給流路14および酸化ガス系排出流路16と、加湿器バイパス弁18と、入口シャット弁20と、出口シャット弁22とを備える。
図4は、本発明の実施の形態に係る燃料電池システムを構成する入口シャット弁(または出口シャット弁)を示す、図3のA部拡大相当図である。図4に示すように、入口シャット弁20(または出口シャット弁22。以下、単に「入口シャット弁20」として説明する。)は、上記の参考例と同様に、駆動軸60(図2、図3参照)に結合した副ダイヤフラム48を備える。また、副ダイヤフラム48の外周端部を、ハウジング42を構成する第1ハウジング要素88と、同じく第2ハウジング要素90とにより挟持している。また、第1ハウジング要素88の内側に流路構成圧力室56が、第2ハウジング要素90の内側に大気圧室54が、それぞれ設けられる。
また、第1ハウジング要素88と第2ハウジング要素90との結合部96、すなわち接触部の径方向に関する幅W1は、十分に小さくしている。例えば、結合部96のうち、図4に図示しない部分には、ボルトをねじ孔に結合する等により構成する締結部が存在するが、結合部96のうち、締結部から周方向にずれた部分の幅W1を、第1ハウジング要素88のうち、流路構成圧力室56内の圧力を受ける本体部102の径方向の厚さT1以下と、小さくしている。より好ましくは、結合部96のうち、締結部から周方向にずれた部分を、線状接触部とする。
(A) 軽量化を図るために、第1ハウジング要素88と第2ハウジング要素90とのうち、一方の要素をアルミニウムまたはアルミニウム合金により構成し、他方の要素をステンレス鋼により構成する場合に、一方の要素の他方の要素との接触部を含む部分を含めてアルマイト処理を施すことにより、ハウジング42の塩害腐食に対する耐久性を向上させる。
(B) 両方の要素88,90の接触部を通じて内部に水が浸入しやすくなることを有効に防止する。
という、相反する要求を同時に満たすようにすることができる。すなわち、外側ビード部92と外側段部94とを突き合わせることにより構成する結合部96よりも、ハウジング42の径方向内側に、ラビリンスシール部100を設けているので、結合部96の径方向の幅W1を小さくすることにより、結合部96の面圧を大きくでき、結合部96のシール性を高くできることと、ラビリンスシール部100により得られる高いシール性とが相まって、全体のシール性を十分に高くできる。この結果、(A)(B)の要求を同時に満たすことができる構造を得られる。
Claims (4)
- 酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、
酸化ガス系ガスまたは燃料ガス系ガスを流す流路に設ける燃料電池用開閉弁が流体制御弁であり、
流体制御弁は、
駆動軸を有する弁体を備え、駆動軸の軸方向の変位によりガス流路内を遮断または接続する、燃料電池の反応ガスである酸化ガス系ガスまたは燃料ガス系ガスの供給用または排出用のガス流路に使用する流体制御弁であって、
駆動軸は、互いに分離した第1の圧力室と第2の圧力室とでの圧力差により作用する第1の力と、第1の力と同方向に作用する力であって、互いに分離した第3の圧力室と第4の圧力室とでの圧力差により作用する第2の力との両方の力により駆動し、
第1の圧力室および第2の圧力室のうち1の圧力室と、第3の圧力室および第4の圧力室のうち1の圧力室とが互いに連通しているか、それぞれ大気に開放されており、
第1の圧力室および第2の圧力室のうち一方の圧力室が、弁体により遮断または接続されるガス流路であり、第1の圧力室および第2の圧力室のうち他方の圧力室が、大気に開放されており、第3の圧力室および第4の圧力室のうち一方の圧力室がガス流路内を流れるガスと同じ供給側から供給される同種のガスにより加圧されており、第3の圧力室および第4の圧力室のうち他方の圧力室が大気に開放されており、
第1の圧力室と第2の圧力室と第3の圧力室と第4の圧力室とがすべて同圧であるノーマル状態において、開弁状態となるノーマルオープン型のシャット弁であり、
第1の圧力室を構成する部材と、第2の圧力室を構成する部材とのうち、一方の部材がアルミニウム材またはアルミニウム合金により構成され、他方の部材が一方の部材と異なる金属により構成され、一方の部材の、他方の部材との接触部を含む表面全体にアルマイト処理を施すことにより、アルマイト処理を施した一方の部材の他方の部材との接触面に、アルマイト処理を施していない他方の部材の接触面が接触している流体制御弁であることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
一方の部材と他方の部材との接触部の内径側に、一方の部材と他方の部材との間で弾性部材を挟持した弾性シール部が設けられていることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項2に記載の燃料電池システムにおいて、
弾性部材はガスの圧力を受け変形する機能を有し、第1の圧力室と第2の圧力室とを分離するダイヤフラムの一部であることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1に記載の燃料電池システムにおいて、
他方の部材の、一方の部材との接触部の径方向厚さを、他方の部材の他の部分の径方向厚さよりも小さくすることを特徴とする燃料電池システム。
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