WO2014103649A1 - 調圧装置及び燃料電池システム - Google Patents

Abstract

流体の圧力を所定圧力に減圧する第１減圧弁（７）と、第１減圧弁（７）によって減圧された流体を任意の圧力に減圧する第２減圧弁（９）と、を備える調圧装置（５）であって、第１減圧弁（７）は、第１減圧弁（７）の弁体軸方向に形成される１次通路（７１１）と、第１減圧弁（７）の弁体径方向に形成される２次通路（７１２）と、を備え、第２減圧弁（９）は、第２減圧弁（９）の弁体軸方向が第１減圧弁（７）の弁体軸方向と平行になるように、第１減圧弁（７）に隣接して配置されると共に、第２減圧弁（９）の弁体径方向に形成される１次通路（９１１）を備える、ことを特徴とする。

Description

調圧装置及び燃料電池システム

　本発明は調圧装置及び燃料電池システムに関する。

　ＪＰ２００６－１５６３２０Ａには、従来の調圧装置として、燃料電池スタックに供給するアノードガスの圧力を複数の減圧弁を用いて段階的に減圧するものが開示されている。

　しかしながら、前述した従来の調圧装置では、複数の減圧弁を順番に配置してアノードガスの圧力を減圧させていたので、減圧弁同士を接続する配管等の部品点数が増加し、小型化を図ることが難しいという問題点があった。

　本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、流体の圧力を減圧する調圧装置の小型化を図ることを目的とする。

　本発明のある態様によれば、流体の圧力を所定圧力に減圧する第１減圧弁と、第１減圧弁によって減圧された流体を任意の圧力に減圧する第２減圧弁と、を備える調圧装置が提供される。そして、この調圧装置の第１減圧弁は、第１減圧弁の弁体軸方向に形成される１次通路と、第１減圧弁の弁体径方向に形成される２次通路と、を備え、第２減圧弁は、第２減圧弁の弁体軸方向が第１減圧弁の弁体軸方向と平行になるように配置されると共に、第２減圧弁の弁体径方向に形成される１次通路を備える、ことを特徴とする。

図１は、本発明の一実施形態による燃料電池システムの概略図である。 図２は、本発明の一実施形態による第１減圧弁の断面図である。 図３は、本発明の一実施形態による遮断弁の断面図である。 図４は、本発明の一実施形態による第２減圧弁の断面図である。 図５は、本発明の一実施形態による調圧装置の斜視図である。

　以下、図面等を参照して本発明の一実施形態について説明する。

　燃料電池は電解質膜をアノード電極（燃料極）とカソード電極（酸化剤極）とによって挟み、アノード電極に水素を含有するアノードガス（燃料ガス）、カソード電極に酸素を含有するカソードガス（酸化剤ガス）を供給することによって発電する。アノード電極及びカソード電極の両電極において進行する電極反応は以下の通りである。

　　　アノード電極　：　　２Ｈ₂ →４Ｈ⁺ ＋４ｅ^-         　　…(１)
　　　カソード電極　：　　４Ｈ⁺ ＋４ｅ^- ＋Ｏ₂ →２Ｈ₂Ｏ     …(２)

　この（１）（２）の電極反応によって燃料電池は１ボルト程度の起電力を生じる。

　燃料電池を自動車用動力源として使用する場合には、要求される電力が大きいため、数百枚の燃料電池を積層した燃料電池スタックとして使用する。そして、燃料電池スタックにアノードガス及びカソードガスを供給する燃料電池システムを構成して、車両駆動用の電力を取り出す。

　図１は、本発明の一実施形態による燃料電池システム１００の概略図である。

　燃料電池システム１００は、燃料電池スタック１と、アノードガス供給装置２と、コントローラ１０と、を備える。

　燃料電池スタック１は、数百枚の燃料電池を積層したものであり、アノードガス及びカソードガスの供給を受けて、車両の駆動に必要な電力を発電する。なお、燃料電池スタック１にカソードガスを供給するカソードガス給排装置及び燃料電池スタック１を冷却する冷却装置については、本発明の主要部ではないので、理解を容易にするために図示を省略した。本実施形態ではカソードガスとして空気を使用している。

　アノードガス供給装置２は、燃料電池スタック１にアノードガスを供給する装置であって、高圧タンク３と、アノードガス供給通路４と、調圧装置５と、圧力センサ６と、を備える。

　高圧タンク３は、燃料電池スタック１に供給するアノードガスを高圧状態に保って貯蔵する。高圧タンク３の排出口には、アノードガスを供給するときに開かれ、停止するときに閉じられる開閉弁３１が設けられる。

　アノードガス供給通路４は、高圧タンク３から排出されるアノードガスを燃料電池スタック１に供給するための通路である。アノードガス供給通路４は、一端が高圧タンク３に接続され、他端が燃料電池スタック１のアノードガス入口孔に接続される。

　調圧装置５は、高圧タンク３から排出されたアノードガスの圧力を所望の圧力まで低下させる装置であって、第１減圧弁７、遮断弁８及び第２減圧弁９を一体化したものである。調圧装置５の詳細については、図２から図５を参照して後述する。

　第１減圧弁７は、高圧タンク３から排出されたアノードガスの圧力を所定の圧力まで低下させる。

　遮断弁８は、圧力センサ６の検出値が異常な値を示したとき、例えば第２減圧弁９が故障して燃料電池スタックに供給されるアノードガスの圧力が高くなりすぎたときに閉じられて、アノードガスの供給を停止させる。これにより、高圧なアノードガスが燃料電池スタックに供給されるのを防止する。

　第２減圧弁９は、第１減圧弁７で所定の圧力まで低下させたアノードガスの圧力を、燃料電池システム１００の運転状態に応じた所望の圧力まで低下させる。

　圧力センサ６は、調圧装置５よりも下流のアノードガス供給通路４の圧力を検出する。

　コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０には、前述した圧力センサ６のほかにも、燃料電池スタック１の出力電流（負荷）を検出する電流センサ１１など、燃料電池システム１００の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。

　コントローラ１０は、燃料電池システム１００の運転状態に応じてアノードガスの目標圧力を設定し、圧力センサ６の検出値が目標圧力となるように第２減圧弁９をフィードバック制御する。そして、圧力センサ６の検出値が異常な値を示したとき、例えば第２減圧弁９が故障して圧力センサ６の検出値が高くなりすぎたときには、遮断弁８を閉じる。

　ここで、車両の重量バランスを考慮すると、燃料電池スタック１を車両前方のスペースに配置し、高圧タンク３を車両後方のスペースに配置することが望ましい。そのため、調圧装置５は、燃料電池スタック１と高圧タンク３との間に配置されることになるが、車両後突時の安全性を考慮すると、調圧装置５は、車両床下に形成される剛性の高いセンタートンネル内に配置することが望ましい。しかしながら、調圧装置５をセンタートンネル内に配置しようとすると、設置スペースの関係から調圧装置５をコンパクトにする必要がある。そこで本実施形態では、第１減圧弁７、遮断弁８及び第２減圧弁９を適切に組み合わせて一体化し、調圧装置５の小型化を図った。

　以下、第１減圧弁７、遮断弁８及び第２減圧弁９の各構成について説明した後、それらを一体化した調圧装置５について説明する。

　図２は、第１減圧弁７の断面図である。

　図２に示すように、第１減圧弁７は、ハウジング７１と、カバー７２と、弁体支持部材７３と、弁座７４と、弁体７５と、スプリング７６と、軸受７７と、を備える。

　ハウジング７１は、一端が開口した円筒状の部材である。ハウジング７１には、ハウジング内部を弁体軸方向（図中左右方向）に貫通してハウジング７１の他端面に開口する１次通路７１１と、ハウジング内部を弁体径方向（図中上下方向）に貫通してハウジング７１の側面に開口する２次通路７１２と、１次通路７１１及び２次通路７１２のそれぞれに連通する連通路７１３と、が形成される。

　カバー７２は、ハウジング一端側の開口を閉塞する蓋部材であって、ハウジング側壁７１ａの内周側に螺合され、ハウジング７１に固定される。このカバー７２の内側が、弁体７５やスプリング７６等を収容する収容部となる。

　弁体支持部材７３は、両端が開口した円筒状の部材であって、略中央部に弁体径方向に突出するフランジ７３１を備える。弁体支持部材７３の一端側（図中左側）は、フランジ７３１の一端面がハウジング７１に当接するように連通路７１３に嵌合される。弁体支持部材７３の他端側は、収容部内に配置される。

　弁座７４は、両端が開口した円筒状の部材であって、小径部７４１と大径部７４２とを備える。弁座７４の小径部７４１は、ハウジング７１の１次通路７１１に嵌合される。弁座７４の大径部７４２は、ハウジング７１の連通路７１３内に配置されると共に、その先端が弁体支持部材７３の一端面に形成された環状溝７３２に嵌合される。弁座７４の大径部７４２には、大径部７４２を弁体径方向に貫通する貫通孔７４３が形成される。小径部７４１と大径部７４２との内側の境界面には、その境界面から弁体軸方向に突出する円環状の突起（以下「円環突起」という。）７４４が形成される。

　弁体７５は、両端が開口し、かつ、弁体軸方向に沿って段階的に径が変化する円筒状の弁体ボディ７５１と、弁体ボディ７５１の先端に嵌合する弁体シート７５２と、を備える。

　弁体ボディ７５１は、弁体支持部材７３の内部に挿通され、弁体支持部材７３の側壁内周部に固定された軸受７７によって弁体軸方向に移動可能に支持される。弁体ボディ７５１は、カバー内側の収容部内に配置されたスプリング７６によって、開弁方向（図中右側）に押圧されている。弁体ボディ７５１の内部は、２次圧力が作用する圧力参照室７５３となっており、２次圧力がスプリング７６の付勢力よりも大きくなると、弁体ボディ７５１がスプリング７６の付勢力に抗して閉弁方向（図中左側）に移動する。

　弁体シート７５２は、弁座７４の円環突起７４４と対向するように連通路７１３内に配置されており、弁体シート７５２と円環突起７４４との間にはオリフィス７８が形成されるようになっている。このオリフィス７８を介して、連通路７１３内が１次圧力室７１３ａと２次圧力室７１３ｂとに区画される。弁体シート７５２の内部には、２次圧力室７１３ｂに流入したアノードガスを、弁体ボディ７５１の圧力参照室７５３に導入するための導入孔７５４が形成される。圧力参照室７５３内の圧力、すなわち２次圧力がスプリング７６の付勢力よりも大きくなると、弁体ボディ７５１と共に弁体シート７５２が閉弁方向に移動し、弁体シート７５２が円環突起７４４に当接してオリフィス７８が閉じられる。

　図３は、遮断弁８の断面図である。

　図３に示すように、遮断弁８は、ハウジング８１と、接合部材８２と、弁体８３と、弁体８３を駆動するソレノイド８４と、を備える。

　ハウジング８１は、一端が開口した円筒状の部材である。ハウジング８１には、ハウジング内部を弁体径方向（図中上下方向）に貫通してハウジング８１の側面に開口する１次通路８１１と、ハウジング内部を弁体軸方向（図中左右方向）に貫通してハウジング８１の他端面に開口する２次通路８１２と、１次通路８１１及び２次通路８１２のそれぞれに連通する連通路８１３と、が形成される。

　接合部材８２は、両端が開口した円筒状の部材であって、略中央に弁体径方向に突出するフランジ８２１を備える。接合部材８２は、その一端側（図中左側）がハウジング８１の側壁内周部に螺合されてハウジング８１に固定されると共に、その他端側（図中右側）がソレノイド８４の内部に嵌合されて固定される。これにより、接合部材８２のフランジ８２１を介してハウジング８１及びソレノイド８４が対向するように配置される。

　弁体８３は、パイロット弁体８３１と、パイロットピン８３３によってパイロット弁体８３１に所定の遊びをもたせて連結される主弁体８３２と、を備え、ソレノイド８４を励磁することで駆動される。

　主弁体８３２は、両端が開口した円筒状の部材であって、ハウジング８１の連通路８１３内に配置される。図中左側の主弁体８３２の一端面には、その一端面から図中左側に弁体軸方向に沿って突出する円環状の突起（以下「第１円環突起」という。）８３４が形成される。

　主弁体８３２の他端側（図中右側）の内部は、パイロット弁体８３１の一部を収容するためのパイロット弁体収容室８３５となっている。パイロット弁体収容室８３５は、主弁体８３２の内部通路８３６を介して２次通路８１２と連通している。また、パイロット弁体収容室８３５は、パイロット弁体８３１と主弁体８３２との隙間８３７、及び、主弁体８３２と接合部材８２との隙間８３８を介して１次通路８１１と連通している。主弁体８３２の内部通路８３６とパイロット弁体収容室８３５との境界面には、その境界面から図中右側に弁体軸方向に沿って突出する円環状の突起（以下「第２円環突起」という。）８３９が形成される。

　パイロット弁体８３１は、弁体軸方向に移動可能なように接合部材８２の内部に収容され、その一端側（図中左側）が主弁体８３２のパイロット弁体収容室８３５に配置される。このパイロット弁体収容室８３５内において、パイロット弁体８３１の一端側と、主弁体８３２の他端側とが、パイロットピン８３３によって弁体軸方向に所定の遊びをもたせて連結される。

　また、パイロット弁体８３１は、一端側（図中左側）から他端側（図中右側）に向かって段階的に径が大きくなるように形成された円筒形状をしており、他端側の内部には、スプリング８５が収容される。パイロット弁体８３１は、このスプリング８５によって閉弁方向（図中左側）に押圧されており、ソレノイド８４が励磁されていないときは、パイロット弁体８３１の先端が主弁体８３２の第２円環突起８３９に当接した閉弁状態となる。また、パイロットピン８３３を介してパイロット弁体８３１に連結された主弁体８３２も、第１円環突起８３４が連通路８１３内に配置された弁座８６に当接した閉弁状態となる。

　一方で、ソレノイド８４が励磁されると、パイロット弁体８３１がスプリング８５の付勢力に抗して開弁方向（図中右側）に移動する。これにより、まずパイロット弁体８３１の先端が第２円環突起８３９から離れ、１次通路８１１から連通路８１３内に供給されたアノードガスが、主弁体８３２と接合部材８２との隙間８３８、パイロット弁体８３１と主弁体８３２との隙間８３７、及び、パイロット弁体８３１と第２円環突起８３９との間に形成されるオリフィス８７を介して、主弁体８３２の内部通路８３６から２次通路８１２へと供給される。これにより、２次通路８１２内の圧力が上昇するので、主弁体８３２の先端面に作用する圧力が増加する。

　そして、パイロット弁体８３１が所定量開弁方向に移動して、パイロットピン８３３と主弁体８３２との間に存在する遊びが終了すると、主弁体８３２がパイロット弁体８３１と共に開弁方向に移動し、主弁体８３２の第１円環突起８３４が弁座８６から離れる。これにより、１次通路８１１から連通路８１３内に供給されたアノードガスが、主弁体８３２の第１円環突起８３４と弁座８６との間に形成されるオリフィス８８を介して２次通路８１２に供給される。このとき、前述したように主弁体８３２の先端面に作用する圧力が増加しているので、主弁体８３２を開弁方向に移動させることができる。

　図４は、第２減圧弁９の断面図である。

　図４に示すように、第２減圧弁９は、ハウジング９１と、弁体９２と、弁体９２を駆動するソレノイド９３と、備える。

　ハウジング９１には、ハウジング内部を弁体径方向（図中上下方向）上側に延びてハウジング９１の上側面に開口する１次通路９１１と、ハウジング内部を弁体径方向下側に延びた後、最終的に弁体軸方向に延びる２次通路９１２と、１次通路９１１及び２次通路９１２のそれぞれに連通する連通路９１３と、が形成される。また、ハウジング９１には、２次通路９１２から分岐する圧力参照通路９１４と、圧力参照通路９１４に連通する圧力参照室９１５と、が形成される。そして、この圧力参照室９１５の弁体軸方向反対側にソレノイドが配置される。

　弁体９２は、シャフト部９２１とテーパ部９２２とを備え、弁体軸方向（図中左右方向）に移動可能なようにハウジング９１内に配置される。

　弁体９２は、シャフト部９２１の一端（図中左側）が圧力参照室９１５内に配置されたダイアフラム９４に当接しており、同じく圧力参照室９１５内に配置された第１スプリング９５によって、ダイアフラム９４を介して閉弁方向（図中右方向）に押圧されている。

　弁体９２は、ソレノイド９３が励磁されていないときは、テーパ部９２２が連通路９１３内に配置された弁座９６に当接した閉弁状態となっている。そして、ソレノイド９３が励磁されると、プランジャ９３１と共にそのプランジャ９３１に固定されたプランジャロッド９３２が開弁方向（図中左方向）に移動して、シャフト部９２１の他端（図中右側）を開弁方向に押圧する。これにより、弁体９２も開弁方向に移動してテーパ部９２２から弁座９６が離れた開弁状態となる。開弁状態になると、圧力参照通路９１４を介して圧力参照室９１５に２次圧力がかかり、ソレノイド９３の発生する励磁により弁体９２を介してダイアフラム９４に加わる力と、第１スプリング９５がダイアフラム９４に加える力と、圧力参照室９１５に導入された２次圧力がダイアフラム９４に加える力のバランスによって、２次圧力が特定の圧力より低い場合、弁体９２が開弁して１次側のガスを流し込み、２次圧力を一定に保つ。この特定の２次圧力はソレノイド９３の通電量に応じて可変にすることができる。

　図５は、第１減圧弁７、遮断弁８及び第２減圧弁９を一体化した調圧装置５の斜視図である。なお、理解を容易にするために、調圧装置５内におけるアノードガスの流れを破線で示した。

　図５に示すように、第１減圧弁７は、センタートンネル内に車両前後方向に形成されるアノードガス供給通路４と、第１減圧弁７の弁体軸方向と、が平行となるように配置される。つまり、アノードガス供給通路４と第１減圧弁７の弁体軸方向とが平行となるように、第１減圧弁７の１次通路７１１にアノードガス供給通路４が接続される。また、第１減圧弁７は、２次通路７１２が車幅方向と平行となるように配置される。

　次に、遮断弁８は、その弁体軸方向と車幅方向とが平行となるように、第１減圧弁７の上方に配置される。これにより、遮断弁８の２次通路８１２も、車幅方向と平行となる。そして、遮断弁８の１次通路８１１は、垂直方向と平行になるように配置され、第１減圧弁７の２次通路７１２から流れてきたアノードガスが、遮断弁８の１次通路８１１を垂直方向に下から上へ流れるように、第１減圧弁７の２次通路７１２に接続される。

　最後に、第２減圧弁９は、その弁体軸方向と、車両前後方向に形成されるアノードガス供給通路４と、が平行となるように、第１減圧弁７に隣接させて配置される。つまり、第２減圧弁９は、その弁体軸方向と、第１減圧弁７の弁体軸方向とが平行となるように、第１減圧弁７に隣接させて配置される。これにより、第２減圧弁９の２次通路９１２も、アノードガス供給通路４と平行となる。そして、第２減圧弁９の１次通路９１１は、垂直方向と平行になるように配置され、遮断弁８の２次通路８１２から流れてきたアノードガスが第２減圧弁９の１次通路９１１を垂直方向に上から下へ流れるように、遮断弁８の２次通路８１２に接続される。

　以上説明した本実施形態による調圧装置５は、アノードガスの圧力を所定圧力に減圧する第１減圧弁７と、第１減圧弁７によって減圧されたアノードガスを任意の圧力に減圧する第２減圧弁９と、を備える。そして、第１減圧弁７は、第１減圧弁７の弁体軸方向に形成される１次通路７１１と、第１減圧弁７の弁体径方向に形成される２次通路７１２と、を備え、第２減圧弁９は、第２減圧弁９の弁体軸方向が第１減圧弁７の弁体軸方向と平行になるように配置されると共に、第２減圧弁９の弁体径方向に形成される１次通路９１１を備える。

　このような構成としたので、構造的に弁体軸方向の長さが最長寸法となる第１減圧７弁及び第２減圧弁８を、弁体軸方向に沿って隣接して配置することができる。そして、第１減圧弁７の２次通路７１２及び第２減圧弁９の１次通路９１１が弁体径方向に形成されているため、第１減圧弁７の２次通路７１２と第２減圧弁９の１次通路９１１とを結ぶ流路長さを最小限に抑えて調圧装置全体の体積を抑えることができる。よって、調圧装置５の小型化を図ることができる。

　また、本実施形態によれば、第１減圧弁７の１次通路７１１を弁体軸方向に形成し、２次通路７１２を弁体径方向に形成した。そして、第１減圧弁７を、弁体軸方向がセンタートンネル内に車両前後方向に形成されるアノードガス供給通路４に対して平行となるように配置すると共に、弁体径方向が車幅方向と平行となるように配置した。

　これにより、第１減圧弁７の１次通路７１１もアノードガス供給通路４と平行に配置されることになるので、アノードガス供給通路４を湾曲等させずに、第１減圧弁７の１次通路７１１に直接接続することができる。そのため、本実施形態による調圧装置５を燃料電池システム１００に用いることで、アノードガス供給装置全体の体積を抑えることできると共に、配管の取り回しも容易となる。

　また、本実施形態によれば、第２減圧弁９を、その弁体軸方向がセンタートンネル内に車両前後方向に形成されるアノードガス供給通路４に対して平行となるように、第１減圧弁７に隣接させて配置した。そして、第２減圧弁９の１次通路９１１を弁体径方向に形成し、２次通路９１２を弁体軸方向に形成した。

　これにより、第１減圧弁７及び第２減圧弁９は、構造的にいずれも弁体軸方向の長さが最長寸法となるが、それぞれの弁体軸方向を車両前後方向と一致させて隣り合わせることで、調圧装置全体の体積を抑えてスペースの少ないセンタートンネル内に格納することができ、車両床下の空間を有効に利用することができる。また、地上最低高も稼ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、第２減圧弁９を、車両後方側（高圧タンク３側）に第２減圧弁９の圧力参照室が、車両前方側（燃料電池スタック１側）に第２減圧弁９のソレノイド９３がくるように配置した。

　第２減圧弁９は、その構造的に減圧後のアノードガスが流れる２次通路９１２が、１次通路９１１よりもソレノイド側に形成されることになる。そのため、車両前方側にソレノイド９３がくるように配置することで、２次通路９１２のアノードガスを車両前方に排出することが容易となる。

　また、本実施形態によれば、第１減圧弁７と第２減圧弁９との間に設けられる遮断弁８を、その弁体軸方向と車幅方向とが平行となるように、第１減圧弁７の上方に配置した。そして、遮断弁８の１次通路８１１を垂直方向と平行となるように弁体径方向に形成し、２次通路８１２を弁体軸方向に形成した。

　これにより、第１減圧弁７の２次通路７１２を車幅方向と平行に流れてきたアノードガスを、垂直方向に形成された遮断弁８の１次通路８１１内において下から上へ流し、その後直角に曲げて、遮断弁８の２次通路８１２内において車幅方向と平行に第２減圧弁９の１次通路９１１に向かって流すことができる。このように、遮断弁８内部のアノードガスの経路を直角にすることで、第１減圧弁７と第２減圧弁９との間に設けられる遮断弁８による調圧装置５の体積増加を最小限に抑えることができる。そのため、調圧装置５を全体としてコンパクトにすることができるので、スペースの少ないセンタートンネル内に格納することができ、車両床下の空間を有効に利用することができる。

　さらに、遮断弁８の１次通路８１１内においてアノードガスを下から上へと流すことで、アノードガス中にダストが含まれていても、重力によってダストが遮断弁８の連通路８１３内に侵入するのを抑制できる。そのため、ダストがパイロット弁体８３１と第２円環突起８３９等に噛み込むのを抑制できるので、遮断弁８としての信頼性を向上させることができる。

　また、本実施形態によれば、第１減圧弁７、遮断弁８及び第２減圧弁９を、各弁体軸方向が水平方向と平行となるように配置した。弁体軸方向を垂直方向と平行に配置した場合、弁座に当接する各弁体の端面が水平方向と平行になってしまうため、弁体の端面にダストが付着してしまうと脱離しにくくなる。一方で、弁体軸方向を水平方向と平行に配置した場合、弁体の端面は垂直方向と平行になるため、弁体の端面にダストが付着しても、重力によって脱離させやすくすることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　上記実施形態では、燃料電池システムの安全性を高めるために、調圧装置５に遮断弁８を設けていたが、調圧機能のみが必要な場合、遮断弁８は必ずしも必要ではない。この場合は、第１減圧弁７の２次通路７１２と第２減圧弁９の１次通路９１１を直接接続すれば良い。

　本願は、２０１２年１２月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２８５８５９号に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (8)

1. 　流体の圧力を所定圧力に減圧する第１減圧弁と、
   　前記第１減圧弁によって減圧された流体を任意の圧力に減圧する第２減圧弁と、
   を備える調圧装置であって、
   　前記第１減圧弁は、
   　　前記第１減圧弁の弁体軸方向に形成される１次通路と、前記第１減圧弁の弁体径方向に形成される２次通路と、を備え、
   　前記第２減圧弁は、
   　　前記第２減圧弁の弁体軸方向が前記第１減圧弁の弁体軸方向と平行になるように配置されると共に、
   　　前記第２減圧弁の弁体径方向に形成される１次通路を備える、
   調圧装置。
2. 　前記第１減圧弁と前記第２減圧弁との間に配置される遮断弁をさらに備え、
   　前記遮断弁は、
   　　前記遮断弁の弁体軸方向が前記第１減圧弁の弁体径方向と平行になるように配置されると共に、
   　　前記遮断弁の弁体径方向に形成されて前記第１減圧弁の２次通路に接続される１次通路と、前記遮断弁の弁体軸方向に形成されて前記第２減圧弁の１次通路に接続される２次通路と、を備える、
   請求項１に記載の調圧装置。
3. 　前記遮断弁は、前記遮断弁の１次通路が垂直方向と平行になるように、かつ、流体が垂直方向上向きに流れるように配置される、
   請求項２に記載の調圧装置。
4. 　前記第１減圧弁、前記第２減圧弁及び前記遮断弁は、それぞれの弁体軸方向が水平方向と平行となるように配置される、
   請求項３又は請求項４に記載の調圧装置。
5. 　請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載された調圧装置を備える燃料電池システムであって、
   　アノードガスを蓄える高圧タンクと、
   　前記高圧タンクと燃料電池とを接続するアノードガス供給通路と、
   を備え、
   　前記調圧装置は、前記アノードガス供給通路に設けられて、アノードガスの圧力を減圧する、
   燃料電池システム。
6. 　前記アノードガス供給通路は、前記高圧タンクから前記燃料電池向かって直線的に形成され、
   　前記第１減圧弁は、前記第１減圧弁の弁体軸方向と前記アノードガス供給通路とが平行になるように配置される、
   請求項５に記載の燃料電池システム。
7. 　前記第２減圧弁は、前記第２減圧弁の２次通路の圧力を参照して弁体を閉弁方向に駆動する圧力参照機構と、前記圧力参照機構の駆動力に抗する力を発生し、前記弁体を開弁方向に駆動するソレノイドと、を備え、
   　前記高圧タンク側に前記圧力参照機構が配置され、前記燃料電池側に前記ソレノイドが配置される、
   請求項５又は請求項６に記載の燃料電池システム。
8. 　前記第２減圧弁の２次通路は、前記第２減圧弁の１次通路よりも前記ソレノイド側に配置される、
   請求項７に記載の燃料電池システム。

Images