JP5544868B2 - 燃料電池用ガス遮断弁 - Google Patents
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Description
さらに、ボディーに形成された定寸部を備え、定寸部は、弁体の該定寸部に対向する部分と当接することで、シール部材の潰し代を規定するように形成された。これにより、シール部材の潰し代を確実に管理することができる。
さらに、定寸部に1つ以上の切り欠き部を設けた。これにより、開弁時に切り欠き部が弁体とボディーとの間の流体の流路として機能するので、その流路断面積を拡大することにより、流体流量の増大を図ることができ、安定した流量−弁開度特性を得ることができる。また、ボディー側に切り欠き部を形成できるので、より大きい流路断面積を得ることができる。
のうち少なくとも一方側に段部が形成されている。これにより、先端部を先細形状とすることで、上述したように圧縮荷重を大きくすることなくシール性を高く維持することができ、さらに先端部より幅広の基部によりシール部材を弁体に確実に固定することができる。
以下、本発明による燃料電池用ガス遮断弁の第1の実施形態について説明する。図1はこの燃料電池用ガス遮断弁を使用した燃料電池システムの概要を示す概要図である。この燃料電池システムは、燃料電池10、水素供給源21、空気圧送装置22、および第1乃至第4遮断装置23〜26を備えている。
、遮断弁40の開状態を示す断面図である。遮断弁40は、ボディー50、および弁体61を備えている。
ル面54bとのなす角のうち圧力が小さい流路側のなす角θ1が鋭角となるように形成されている。また、2つの面72a,72bは、これらいずれかの面72a,72bとシール部材70の環状先端を含む平面S1とのなす角θ2,θ3が鋭角となるように形成されている。
は、仕切壁53に形成された弁軸挿通孔53aにシール部材53bを介して摺動可能かつ気密に保持されている。
場合と比較して、流量を多くすることができる。
シール部材70の環状先端を含む平面S1に対して水平に形成される。これにより、シール部材70の先端部72は、先端部72が弁座54cに当接した時点に2つの面72a,72bのなす角の断面2等分線L1とシール面54bとのなす角θ1が鋭角または鈍角となるように形成することが簡単かつ確実に達成できる。
次に、第2の実施形態について図11を参照して説明する。第2の実施形態においては、シール部材170の先端部172は対称に形成されるとともに、シール面154bはシール部材170の環状先端を含む平面S1に対して傾斜するように形成される。この場合、先端部172の2つの面172a,172bは、上記72a,72bと同様な面であるが、2つの面172a,172bの断面2等分線L1は対称軸である。なお、第1の実施形態と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
次に、第3の実施形態について図12を参照して説明する。第3の実施形態においては、切り欠き部61bを弁体61に設けた。すなわち、定寸部54dをボディー50に形成した場合、定寸部54dに当接する弁体61の部位に1つ以上の切り欠き部61bを設けた。これにより、開弁時に切り欠き部61bが弁体61とボディー50との間の流体の流路として機能するので、その流路断面積を拡大することにより、流体流量の増大を図ることができ、安定した流量−弁開度特性を得ることができる。なお、切り欠き部をボディー50と弁体61の両方に設けるようにしてもよい。
次に、第4の実施形態について図13を参照して説明する。第4の実施形態においては、定寸部61cを弁体61に設けた。定寸部61cは、シール面54bであって弁穴54aの開口周縁に当接するようになっている。定寸部61cの高さは、シール部材70の高さに潰れ代を加算した値に設定される。したがって、弁体61に形成された定寸部61cを備え、定寸部61cは、ボディー50の該定寸部61cに対向する部分と当接することで、シール部材70の潰し代を規定するように形成された。これにより、シール部材70の潰し代を確実に管理することができる。
次に、第5の実施形態について図14を参照して説明する。上述した第1の実施形態では、弁体61がアクチュエータ80側に近づく方向に移動すると、遮断弁40が閉弁され
、遠ざかる方向に移動すると、開弁されるように構成されている。第5の実施形態においては、弁体160がアクチュエータ180側に近づく方向に移動すると、遮断弁40が開弁され、遠ざかる方向に移動すると、閉弁されるように構成されている。
この第5の実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
次に、第6の実施形態について図15を参照して説明する。上述した第5の実施形態では、定寸部54dをボディー50側に設けたが、第4の実施形態と同様に、定寸部161cを弁体160側に設けるようにしてもよい。この場合、定寸部161cに当接するボディーの部位(弁穴54aの開口周縁)に1つ以上の切り欠き部154fを設けるのが好ましい。
次に、第7の実施形態について図16を参照して説明する。上述した第1の実施形態において、第1流路41と第2流路42が入れ替わった場合には、シール部材70にかかる差圧による作用の方向が逆転するため、図16に示すように、シール部材70の形状を左右反転したシール部材270とすればよい。
R1…変圧室、R2…大気圧室。
Claims (8)
- 弁座を備えたシール面を有するボディーと、
第1流路と第2流路を連通、遮断する弁体と、
前記弁体に取り付けられ前記弁座に当接してシールするシール部材と、
前記弁体を駆動させて前記第1流路と前記第2流路との間の流通状態を切り替えるアクチュエータと、を備えた燃料電池用ガス遮断弁であって、
前記シール部材は、弾性材で環状に形成され、
前記シール部材の基部は、前記弁体に固定され、
前記シール部材の先端部は、相対する2つの面が先細となるように傾斜する形状に形成されるとともに、前記先端部が前記弁座に接触した時点に前記2つの面のなす角の断面2等分線と前記シール面とのなす角が鋭角または鈍角となるように形成されており、
前記ボディーに形成された定寸部を備え、
前記定寸部は、前記弁体の該定寸部に対向する部分と当接することで、前記シール部材の潰し代を規定するように形成され、
前記定寸部に1つ以上の切り欠き部を設けたことを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。 - 請求項1において、前記シール部材の先端部は非対称に形成されるとともに、前記シール面は前記シール部材の環状先端を含む平面に対して水平に形成されることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
- 請求項1において、前記シール部材の先端部は対称に形成されるとともに、前記シール面は前記シール部材の環状先端を含む平面に対して傾斜するように形成されることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
- 請求項1乃至請求項3の何れか一項において、前記シール部材の先端部は、前記2つの面の断面2等分線と前記シール面とのなす角のうち圧力が小さい流路側のなす角が鋭角となるように形成されていることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
- 請求項1乃至請求項4の何れか一項において、前記2つの面は、これらいずれかの面と前記シール部材の環状先端を含む平面とのなす角が鋭角となるように形成されていることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
- 請求項1乃至請求項5の何れか一項において、前記シール部材の基部は、前記先端部より幅広の台状に形成され、前記先端部の両側面のうち少なくとも一方側に段部が形成されていることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
- 請求項1乃至請求項6の何れか一項において、前記弁体には、前記シール部材の基部が固定される面から反対側の面まで貫通する複数の貫通孔が形成され、
前記シール部材の基部は、前記貫通孔を貫通する連結部を介して前記反対側の面に設けられ前記貫通孔より大きく前記弁体より小さい抜け防止部材に連結されて前記弁体に固定されていることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。 - 請求項1乃至請求項7の何れか一項において、前記切り欠き部の少なくとも1つは、前記第1流路に流体が流入する流入口に対向する位置に配置されていることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
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