JP5510548B2 - 順止バルブ、燃料電池システム - Google Patents
順止バルブ、燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5510548B2 JP5510548B2 JP2012528635A JP2012528635A JP5510548B2 JP 5510548 B2 JP5510548 B2 JP 5510548B2 JP 2012528635 A JP2012528635 A JP 2012528635A JP 2012528635 A JP2012528635 A JP 2012528635A JP 5510548 B2 JP5510548 B2 JP 5510548B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- fluid
- chamber
- pump
- diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/14—Check valves with flexible valve members
- F16K15/148—Check valves with flexible valve members the closure elements being fixed in their centre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Safety Valves (AREA)
Description
前記バルブ筐体内にバルブ室を構成し、当該バルブ室内の流体の圧力によって変位するダイヤフラムと、を備え、
前記バルブ筐体には、前記バルブ室に連通し、前記バルブ筐体の前記バルブ室へ流体が流入する第1の流体ポートと、前記バルブ筐体の前記第1の流体ポートの周縁に位置する弁座と、ポンプが接続されて当該ポンプによる流体の吸引圧力によって前記バルブ室から流体が流出する第2の流体ポートと、が形成され、
前記弁座に当接し、当該第1の流体ポートから前記バルブ室への流体の流入を遮断する方向へ前記弁座を与圧して、前記第1の流体ポートから前記バルブ室への流体の流入を遮断する弁部を備え、
前記弁部は、前記吸引圧力による前記ダイヤフラムの変位によって前記弁座から離間し、前記第1の流体ポートから前記バルブ室への流体の流入を開放させる。
この構成において、吸引圧力をポンプに生じさせ、当該吸引圧力によって流体をバルブ室から第2の流体ポートを介して流出させると、ダイヤフラムの変位によって弁部が弁座から離間する。これにより、弁が開き、流体が第1の流体ポートからバルブ室へ流入する。そして、ポンプの駆動を停止すると、弁部が弁座を再び与圧するため、弁が閉じた状態となる。
これにより、燃料貯蔵部内の圧力が極めて高くなった場合でも、弁部が第1の流体ポートからバルブ室への流体の流入を遮断するため、発電セルへの過剰供給を防止できる。特に、ポンプが、燃料カートリッジから流体を搬送する燃料搬送手段として機能するだけでなく、順止バルブに加える吸引圧力を発生させる手段としても機能する。すなわち、流体の搬送に連動して動作し、ポンプによって生じる吸引圧力との比較により過剰供給を防止することができるので、より適切な供給を行うことができる。また、燃料電池システムを簡易な構造にすることができる。
以上より、この構成の順止バルブによれば、能動素子を用いることなく弁を開閉でき、発電セルへの過剰供給を防止できる。従って、流体制御の信頼性を向上できる。
前記弾性部は、前記弁体部を前記弁座側へ前記軸部を介して附勢することが好ましい。
また、燃料貯蔵部内の圧力が極めて高くなった場合でも、弁体部が第1の流体ポートからバルブ室への流体の流入を遮断するため、発電セルへの過剰供給を防止できる。また、一度過剰供給を遮断したとしても正常状態に戻れば再び供給を開始することができ、繰り返し使用ができる。
前記バルブ筐体には、前記ポンプの吐出圧力を前記背圧室へ印加する第3の流体ポートが更に形成されることが好ましい。
前記順止バルブの前記第1の流体ポートに接続される燃料貯蔵部と、
前記順止バルブの前記第2の流体ポートに接続されるポンプと、を備える。
以下、本発明の第1の実施形態に係る順止バルブ101について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る順止バルブ101を備える燃料電池システム100のシステム構成図である。燃料電池システム100は、燃料であるメタノールを貯蔵する燃料カートリッジ102と、順止バルブ101と、メタノールを輸送するマイクロポンプ103(以後、「ポンプ103」と称する。)と、ポンプ103からメタノールの供給を受けて発電する発電セル104と、を備える。
そのため、この実施形態では、ポンプ103と組み合わせて使用し、ポンプ圧力を利用して弁の開閉を行う順止バルブ101を用いる。
弾性部51は、傘が閉じる方向へ変形することにより、弁体部53を軸部52を介して弁座46側へ持ち上げる。そして、弾性部51は、弁体部53を弁座46に当接させて弁座46を与圧力Fで与圧する。
なお、弁部50は、弾性部51をバルブ筐体40の流入孔41から挿入することにより流入孔41に配置される。
図3(A)は、弁閉時における図2(A)に示すS−S線の断面図である。図3(B)は、弁開時における図2(A)に示すS−S線の断面図である。
また、この実施形態の順止バルブ101を用いることで、燃料電池システム100においても同様の効果を奏する。さらに、能動素子を駆動するために必要な駆動回路及び電力なども不要であるため、当該順止バルブ101を備える燃料電池システム100では省エネルギー化・小型化も図ることができる。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る順止バルブ201を備える燃料電池システム200のシステム構成図である。図5(A)は、本発明の第2の実施形態に係る順止バルブ201の平面図である。図5(B)は、図5(A)に示すT−T線の断面図である。
ダイヤフラム20は、バルブ筺体40及びバルブ筐体45内を分割してバルブ室30と背圧室31とを構成する。ダイヤフラム20は、バルブ室30の流体の圧力P2[gage]と背圧室31の流体の圧力P3[gage]との圧力差によって変位する。
バルブ筐体45には、ポンプ103の吐出圧力P3を背圧室31へ印加する流入孔43が形成されている。
図6(A)は、弁閉時における図5(A)に示すT−T線の断面図である。図6(B)は、弁開時における図5(A)に示すT−T線の断面図である。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る順止バルブ301を備える燃料電池システム300のシステム構成図である。図8(A)は、本発明の第3の実施形態に係る順止バルブ301の平面図である。図8(B)は、図8(A)に示すU−U線の断面図である。
図9(A)は、弁閉時における図8(A)に示すU−U線の断面図である。図9(B)は、弁開時における図8(A)に示すU−U線の断面図である。
以上の実施形態では流体としてメタノールを用いているが、当該流体が、気体、液体、気液混合流、固液混合流、固気混合流などのいずれであっても適用できる。
101、201、301 順止バルブ
102 燃料カートリッジ
103 ポンプ
104 発電セル
20 ダイヤフラム
21 周縁部
22 中央部
30 バルブ室
31 背圧室
40 バルブ筺体
45、345 バルブ筐体
41 流入孔
42 流出孔
43 流入孔
44 流出孔
46 弁座
47 開口部
48 側壁部
49 側壁部
50 弁部
51 弾性部
52 軸部
53 弁体部
Claims (4)
- バルブ筐体と、
前記バルブ筐体内を分割してバルブ室と背圧室とを構成し、前記バルブ室と前記背圧室の流体の圧力差によって変位するダイヤフラムと、を備え、
前記バルブ筐体には、前記バルブ室に連通し、前記バルブ筐体の前記バルブ室へ流体が流入する第1の流体ポートと、前記バルブ筐体の前記第1の流体ポートの周縁に位置する弁座と、ポンプが接続されて当該ポンプによる流体の吸引圧力によって前記バルブ室から流体が流出する第2の流体ポートと、前記ポンプの吐出圧力を前記背圧室へ印加する第3の流体ポートと、が形成され、
前記弁座に当接し、当該第1の流体ポートから前記バルブ室への流体の流入を遮断する方向へ前記弁座を与圧して、前記第1の流体ポートから前記バルブ室への流体の流入を遮断する弁部を備え、
前記弁部は、前記吸引圧力による前記ダイヤフラムの変位によって前記弁座から離間し、前記第1の流体ポートから前記バルブ室への流体の流入を開放させる、順止バルブ。 - 前記弁部は、前記弁座に当接する弁体部と、前記ダイヤフラムと前記ダイヤフラムに対向する前記バルブ筐体の面との間に位置する弾性部と、前記弁体部と前記弾性部との間を繋ぐ軸部と、を備え、
前記弾性部は、前記弁体部を前記弁座側へ前記軸部を介して附勢する、請求項1に記載の順止バルブ。 - 前記バルブ筐体には、流体の供給を受けて発電する発電セルが接続されて前記ポンプによる流体の吐出圧力によって前記背圧室から流体が前記発電セルへ流出する第4の流体ポートが更に形成された、請求項1又は2に記載の順止バルブ。
- 請求項1から3のいずれかに記載の順止バルブと、
前記順止バルブの前記第1の流体ポートに接続される燃料貯蔵部と、
前記順止バルブの前記第2の流体ポートに接続されるポンプと、を備える燃料電池システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012528635A JP5510548B2 (ja) | 2010-08-10 | 2011-07-27 | 順止バルブ、燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010179396 | 2010-08-10 | ||
JP2010179396 | 2010-08-10 | ||
PCT/JP2011/067124 WO2012020645A1 (ja) | 2010-08-10 | 2011-07-27 | 順止バルブ、燃料電池システム |
JP2012528635A JP5510548B2 (ja) | 2010-08-10 | 2011-07-27 | 順止バルブ、燃料電池システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2012020645A1 JPWO2012020645A1 (ja) | 2013-10-28 |
JP5510548B2 true JP5510548B2 (ja) | 2014-06-04 |
Family
ID=45567614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012528635A Active JP5510548B2 (ja) | 2010-08-10 | 2011-07-27 | 順止バルブ、燃料電池システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5510548B2 (ja) |
WO (1) | WO2012020645A1 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004031199A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Canon Inc | 燃料電池および電気機器 |
JP2004334755A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Tokai Corp | 圧力調整器 |
JP2005317515A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Canon Inc | バルブおよびそれを用いた燃料電池 |
JP2006009961A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Canon Inc | マイクロバルブ、その製造方法および燃料電池 |
JP2006163733A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Seiko Epson Corp | 圧力調整弁およびこれを備えた機能液供給機構、並びに液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
WO2007097243A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Seiko Instruments Inc. | 圧力調整弁並びにこれを用いた燃料電池システム及び水素発生設備 |
JP2008059093A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Canon Inc | 圧力制御弁、圧力制御弁の製造方法、及び圧力制御弁を搭載した燃料電池システム |
-
2011
- 2011-07-27 WO PCT/JP2011/067124 patent/WO2012020645A1/ja active Application Filing
- 2011-07-27 JP JP2012528635A patent/JP5510548B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004031199A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Canon Inc | 燃料電池および電気機器 |
JP2004334755A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Tokai Corp | 圧力調整器 |
JP2005317515A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Canon Inc | バルブおよびそれを用いた燃料電池 |
JP2006009961A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Canon Inc | マイクロバルブ、その製造方法および燃料電池 |
JP2006163733A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Seiko Epson Corp | 圧力調整弁およびこれを備えた機能液供給機構、並びに液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
WO2007097243A1 (ja) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Seiko Instruments Inc. | 圧力調整弁並びにこれを用いた燃料電池システム及び水素発生設備 |
JP2008059093A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Canon Inc | 圧力制御弁、圧力制御弁の製造方法、及び圧力制御弁を搭載した燃料電池システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012020645A1 (ja) | 2012-02-16 |
JPWO2012020645A1 (ja) | 2013-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9574674B2 (en) | Valve, fluidic apparatus, and fluid-supplying apparatus | |
JP5027930B2 (ja) | 安全弁を含むポンプ装置 | |
CN104350316A (zh) | 止回阀以及扬水系统 | |
WO2012086646A1 (ja) | 流体供給装置 | |
JP5510548B2 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム | |
EP3792490B1 (en) | Diaphragm pump | |
JP5582250B2 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム | |
JP2009210120A (ja) | パイロット式電磁弁および燃料電池システム | |
JP2016003596A (ja) | オイルポンプおよび車両用油圧回路 | |
JP2010077912A (ja) | ポンプ | |
JP5790786B2 (ja) | バルブ、燃料電池システム | |
WO2012023396A1 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム | |
JP5565464B2 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム | |
JP2006298719A (ja) | 改質器の燃料供給装置及び燃料電池システム | |
KR20110109378A (ko) | 연료전지의 수소 재순환 이젝터 | |
JP2004119193A (ja) | 燃料電池システム、燃料電池システムに用いられる入口側遮断弁 | |
JP5681079B2 (ja) | 往復ポンプ装置 | |
JP5527101B2 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム | |
JP2010196492A (ja) | バルブ付きダイヤフラムポンプ及び開閉バルブ | |
JP5780304B2 (ja) | バルブ、燃料電池システム | |
JP2008088904A (ja) | 圧電ポンプ | |
JP5817314B2 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム | |
JP2007113764A (ja) | ダイヤフラム式制御弁 | |
JP2017057975A (ja) | マイクロポンプ用漏出防止弁 | |
JP5664014B2 (ja) | 順止バルブ、燃料電池システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131203 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140310 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5510548 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |