燃料電池用ガス遮断弁
【課題】開弁時の必要推力を最小限に抑える燃料電池用ガス遮断弁を低コストで提供すること。
【解決手段】弁座５３に当接し、反応ガスを遮断する弁体２０と、ガス流通状態を切り替えるアクチュエータ６０とを備えた燃料電池用ガス遮断弁１０であって、弁体２０は弁座５３に当接した弁体２０を介して形成される一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する主流路３１を遮断する主弁２１と、主流路３１と比べ流路径が小さく、一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する副流路を遮断し、主弁２１に対して口径が小さい副弁４１と、主流路３１および副流路のガス流通状態をアクチュエータ６０により切り替える弁棒４０とを備える。
【解決手段】弁座５３に当接し、反応ガスを遮断する弁体２０と、ガス流通状態を切り替えるアクチュエータ６０とを備えた燃料電池用ガス遮断弁１０であって、弁体２０は弁座５３に当接した弁体２０を介して形成される一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する主流路３１を遮断する主弁２１と、主流路３１と比べ流路径が小さく、一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する副流路を遮断し、主弁２１に対して口径が小さい副弁４１と、主流路３１および副流路のガス流通状態をアクチュエータ６０により切り替える弁棒４０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの流通状態を切り替える燃料電池用ガス遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次側流路が負圧になる燃料電池用ガス遮断弁において、一次側流路と二次側流路とを連通する弁孔が形成され、弁孔が二次側流路と連通する開口部に設けられた第１弁座に第1弁体を当接または離間することにより反応ガスを制御する第１弁体と、第１弁体を二次側流路から一次側流路に向かって付勢し、第１弁体を駆動させる第１駆動部と、を設け、一次側流路と二次側流路との差圧が大きい場合でも作動することができる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、スタックの反応ガスの導入・導出部に設けられるバルブの内部にソレノイド部の励磁作用下に軸線方向に沿って変位自在な可動部材を設けてあり、変位作用下にパイロット弁座よりパイロット弁が離間することで、連通室内の流体がパイロット通路を通じて導出ポートへと流通する構造、かつ、ダイヤフラムによって分割された第１連通室と第２連通室との間の圧力差によって弁体の主弁がバルブボディの弁座より離間して開弁状態とする技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６３７５６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、発電停止後など、スタックの導入・導出流路をバルブなどで遮断した場合には、スタック内部に封じ込められた反応ガスの消費や温度低下によりスタック内が負圧環境となる。この負圧環境で反応ガスをスタックに供給するには、負圧による吸引力に対抗する大きな開弁力が必要となる。
【０００６】
特許文献１では、弁駆動部を複数設けることにより、大きな差圧条件下でも作動することを可能としているが、構造が大きくなり、コスト高になる問題がある。
【０００７】
特許文献２では、ソレノイド、モータ、ダイヤフラムなどのアクチュエータの推力を負圧による吸引力よりも大きくする必要があり、特許文献１と同様に構造が大きくなり、コスト高になる問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決するものであり、開弁時の必要推力を最小限に抑える低コストな燃料電池用ガス遮断弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために講じた第１の解決手段は弁座に当接し、反応ガスを遮断する弁体と、ガス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、前記弁体は、一次側流路と二次側流路との間を前記反応ガスが流通する主流路を遮断する主弁と、前記主流路と比べ流路径が小さく、前記一次側流路と前記二次側流路との間を前記反応ガスが流通する副流路を遮断し、前記主弁に対して口径が小さい副弁と、前記主流路および前記副流路のガス流通状態を前記アクチュエータにより切り替える弁棒とを備えることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁である。
【００１０】
また、第２の解決手段は、前記主弁は前記弁座に当接し、前記主流路をシールする主シール部と、前記主弁と前記副弁とが当接した際に前記副流路をシールする副シール部とを備え、前記主シール部と前記副シール部はゴムまたは樹脂の弾性体のガスケットにより一体で成形されていることである。
【００１１】
また、第３の解決手段は、前記主弁は前記副シール部の内縁に平坦状の定寸接触部を備えることである。
【００１２】
また、第４の解決手段は、前記副流路は前記主弁の内壁面と前記弁棒の間に形成されることである。
【００１３】
また、第５の解決手段は、前記弁棒は前記副弁と、前記主弁を前記弁座から離間させる引き離しツバ部とを備え、前記副弁と前記引き離しツバ部との間隔において、前記弁棒は、前記主弁に対して相対移動可能に設けられることである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、弁体は主流路を遮断する主弁と、副流路を遮断し、主弁に対して口径が小さい副弁と、主流路と副流路のガス流通状態をアクチュエータにより切り替える弁棒とを備える。このことから、弁棒は小さな推力で口径の小さい副弁を開弁状態にして、副流路内に反応ガスを流通させる。副流路内に反応ガスが流通した後、主弁によって主流路が遮断されている間に発生した一次側流路と二次側流路との差圧は低減する。この作用により、主弁が受ける吸引力が低減するので、弁体を容易に開弁状態にすることができる。
【００１５】
また、開弁時にアクチュエータが必要とする推力は副弁を開弁状態にする推力分だけで充分であるため、従来技術にある主弁のみの構造と比べ、推力を最小限に抑え、弁体を開弁状態にすることができ、アクチュエータの小型化が図れる。また、例えば、スタックマニホールドの開口面積を大きくする必要がある場合でも、弁体受圧面積の増加の影響が少ないため、スタックマニホールドの開口面積にかかわらず小型のアクチュエータを使用できる。
【００１６】
また、主弁は弁座に当接し、シールする主シール部と、主弁と副弁とが当接した際に、シールする副シール部とを備え、主シール部と副シール部はゴムまたは樹脂の弾性体のガスケットにより一体で成形される。このことから、主シール部と副シール部がそれぞれ弁座と副弁に当接する際、ゴムまたは樹脂の弾性変形により、高いシール性が得られる。また、ガスケットは主シール部と副シール部を一体に成形されているので、製造工程において低コスト化が図れる。
【００１７】
また、主弁は主弁と副弁が当接する位置に副シールを備え、副シール部の内縁に平坦状の定寸接触部を備えるため、副シール部が副弁により当接される際、副シール部の潰れしろを管理することができるので副シール部の耐久性が向上できる。また、平坦状の定寸接触部を設けることで、副弁から主弁に力を直接伝達させることができ、主シール部への荷重の管理が容易となる。
【００１８】
また、副流路は主弁の内壁面と弁棒の間に形成されるため、弁体に複雑な構造を要することなく、容易に副流路を設けることができる。また、副流路は主流路に対して流路径が小さいため、開弁時に発生する開弁音を低減できる。
【００１９】
また、弁棒は副弁と、主弁を弁座から離間させる引き離しツバ部とを備え、副弁と引き離しツバ部との間隔において、弁棒は、主弁に対して相対移動可能であるため、副弁を先に開弁状態にし、副流路に反応ガスを流通後、主弁を開弁状態にすることができる。また、副弁と引き離しツバ部との間隔を調整することで、副弁の開弁時間を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁の主弁開弁時の正面断面図である。
【図２】第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁の副弁開弁時の正面断面図である。
【図３】第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁の主弁および副弁の閉弁時の正面断面図である。
【図４】第１実施例における副流路の設け方を示した主弁のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】第１実施例における弁棒の引き離しツバ部の形状を示した弁体の正面断面図である。
【図６】第２実施例における燃料電池用ガス遮断弁の副弁開弁時の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の第１実施例を図面に基づき説明する。
【００２２】
図１は第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁１０の主弁２１開弁時の正面断面図である。燃料電池用ガス遮断弁１０は第一ボディー５０ａと第二ボディー５０ｂと仕切壁５０ｃとが連結し構成されたボディー５０と、ボディー５０内の一次側流路３３と二次側流路３４との間を流通する反応ガスを第一ボディー５０ａの内壁に形成された弁座５３と主弁２１が当接することで遮断する弁体２０とを備える。
【００２３】
弁体２０は一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する主流路３１を遮断する主弁２１と、主流路３１と比べ流路径が小さく、一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する副流路３２（図２）を遮断する副弁４１と、アクチュエータ６０により上下方向（Ａ−Ｂ方向）に稼動され、主流路３１および副流路３２の反応ガス流通状態を切り替える弁棒４０とを備える。
【００２４】
主弁２１は弁座５３に当接し、主流路３１内を流通する反応ガスを遮断する主シール部２２と、主弁２１と副弁４１が当接した際、副流路３２内を流通する反応ガスを遮断する副シール部２３とを備える。主シール部２２および副シール部２３は、例えばゴムまたは樹脂等の弾性体のガスケット２４により一体成形される。ガスケット２４の材質としてはシール性が得られ、耐久性のあるゴムまたは熱可塑性樹脂が使用されれば良く、例えばＥＰＤＭやＦＫＭを使用可能である。また、主弁２１は副シール部２３が副弁４１により当接される際、副シール部２３の潰れしろを管理するために、副シール部２３内縁に平坦状の定寸接触部２５を有する。
【００２５】
また、弁棒４０は仕切壁５０ｃの厚み方向に貫通する弁棒挿通孔５１に挿通される。弁棒４０の一端部には、図１で示すように弁棒４０をＡ方向に移動させたときに主弁２１の一側面（第２実施例ではＢ方向側の面）に当接し、主弁２１を弁座５３から離間させる引き離しツバ部４２と、弁棒４０をＢ方向に移動させたときに主弁２１の他側面（第２実施例ではＡ方向側の面）に当接し、主弁２１を弁座５３に押し当てる副弁４１とが備えられる。弁棒４０の他端側にはバネ取り付け部６３と、第一ボディー５０ａ、第二ボディー５０ｂおよび仕切壁５０ｃにより囲まれた空間を分割して閉弁用受圧室５４と開弁用受圧室５５とを形成させるゴムまたは樹脂製のダイヤフラム６２とが取り付けられる。バネ取り付け部６３とダイヤフラム取り付け部４３の間には、バネ取り付け部６３からダイヤフラム取り付け部４３を引き離す方向（ダイヤフラム取り付け部４３を押す方向）に付勢する付勢バネ６１が備えられる。ダイヤフラム６２の外端部６２ｐはボディー５０に保持されている。すなわちダイヤフラム６２の外端部６２ｐは、ボディー５０の第１ボディー５０ａと第２ボディー５０ｂとに挟持されて保持されている。ダイヤフラム６２の内端部６２ｉはダイヤフラム取付部４３により弁棒４０に保持されている。閉弁用受圧室５４および開弁用受圧室５５には気体圧を付与するポート５４ａ，５５ａがそれぞれ接続される。
【００２６】
アクチュエータ６０は弁棒４０を上下方向に並進移動させるための駆動装置であり、ダイヤフラム６２により隔離された二室（第１実施例では閉弁用受圧室５４および開弁用受圧室５５）の圧力差により駆動する方式が使用される。第一実施例ではアクチュエータ６０としてダイヤフラム６２を備えて弁棒４０が上下方向に移動するように作動させる構成としたが、アクチュエータ６０としてダイヤフラム６２の代りにモータで弁棒４０が上下方向に移動するように作動させることも可能である。また、弁棒挿通孔５１の内壁面と弁棒４０の外周面との間には、一次側流路３３から流通する反応ガスおよび開弁用受圧室５５へ供給させる気体または液体の流通を防止するシール部材５２が介在している。
【００２７】
図２は第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁１０の副弁４１を開弁した状態の正面断面図である。この状態で反応ガスが副流路３２のみを流通するように、副弁４１と引き離しツバ部４２との間隔は、主弁２１の厚みより大きく形成されている。また、弁棒４０は、副弁４１を容易に開弁させるべく主弁２１より小さな受圧面積となるよう構成されている。
【００２８】
副弁４１のみを開弁することにより、一次側流路３３と二次側流路３４との差圧で生じていた二次側流路３４側の吸引力は解除される。また、副流路３２のみを反応ガスが流通する時間は副弁４１と引き離しツバ部４２の間隔およびアクチュエータ６０の駆動速度（または開弁用受圧室５５へ作用させる圧力の大きさ）に依存する。
【００２９】
ここで、本実施例では第一ボディー５０ａ内で発生する一次側流路３３と二次側流路３４との差圧を容易に低減すべく、副流路３２は弁棒４０の移動と連動して副流路３２に反応ガスを流通させるように主弁２１の内壁面と弁棒４０との間に形成されているが、主弁２１の一部に孔を形成し、孔を遮断する弁を設けた構造でも同様の効果を発揮できる。
【００３０】
図３は、第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁１０の主弁２１および副弁４１を閉弁した状態の正面断面図である。ゴムまたは樹脂製の弾性体で成形された主シール部２２および副シール部２３は、アクチュエータ６０の作動により弁座５３、副弁４１へそれぞれに密着変形してシールする。副シール部２３は副弁４１閉弁時、定寸接触部２５により潰れしろが確保される。定寸接触部２５は主弁２１の中心に対して略同円状に形成され、副弁４１によりＢ方向へ押し当てられる際、主シール部２２全体に均一に荷重を付与する。
【００３１】
尚、弁棒４０はアクチュエータ６０の非作動時においても、付勢バネ６１により二次側流路３４方向（Ｂ方向）へ付勢されており、図３で示すように主弁２１および副弁４１が閉弁状態となるように構成されている。第１実施例の付勢バネ６１は弁棒４０のダイヤフラム取り付け部４３を押す方向に付勢する押しばねであるが、仕切壁５０ｃ側に付設して、弁棒４０のダイヤフラム取り付け部４３を引く方向に付勢する引きばねとしてもよい。
【００３２】
図４は、第１実施例における副流路３２の形態を示した主弁２１のＣ−Ｃ断面図である。（ａ）は、第１実施例の形態であって主弁２１の内壁面に副流路３２を設けた場合である。主弁２１の内壁面の一部に設けられた凹部が副流路３２として形成されている。凹部の大きさは副流路３２内に反応ガスが流通し、副弁４１が受ける圧力を小さくするため、主弁２１より小さく形成されているが、副弁４１の径を超えなければ良い。凹部の形状は断面半円状をなすよう形成されているが、角状でも同様の効果が得られる。（ｂ）および（ｃ）は（ａ）の副流路３２の変形例である。（ｂ）弁棒４０に副流路３２を設けた場合では、弁棒４０の外壁面の一部に設けられた凹部が副流路３２として形成されている。（ｃ）弁棒４０と主弁２１の間を広く設けて副流路３２を形成した場合では、弁棒４０と主弁２１の隙間が副流路３２として形成されている。ここで、（ａ）および（ｂ）の副流路３２の設け方は、１つ設けるか複数設けるかに限定されない。また、（ｃ）では副流路３２の孔の大きさが副弁４１の径を超えなければ良い。
【００３３】
図５は第１実施例における弁棒４０の引き離しツバ部４２の形状を示した弁体２０の正面断面図である。（ａ）は、第１実施例の引き出しツバ部４２である。（ｂ）および（ｃ）は（ａ）の変形例で、引き出しツバ部４２を、（ｂ）副流路３２側を切断、（ｃ）台形に加工された構成にしてもよい。開弁時において、第一ボディー５０ａ内で発生する一次側流路３３と二次側流路３４との差圧が低減されないまま引き出しツバ部４２により副流路３２を塞いでしまうと、差圧低減の作用効率が低下する虞があり、（ｂ）および（ｃ）のような形状の引き出しツバ部４２であれば副流路３２を塞ぐ問題が解決できる。
【００３４】
以下、第１実施例の動作について説明する。
【００３５】
まず、上記の構成において、燃料電池ガス遮断弁１０が図３に示される閉弁状態から、図２に示される副弁４１を開弁にした中間状態を経て、図１に示される開弁状態へと遷移する場合について説明する。閉弁状態（図３）において、第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路３４との差圧により二次側流路３４側が負圧環境となるため、弁体２０がＢ方向へ吸引されている。
【００３６】
弁体２０の閉弁状態（図３）からアクチュエータ６０の作動により弁棒４０を、Ａ方向に移動させて副弁４１を開弁状態とする（図２）。このとき、ポート５５ａから開弁用受圧室５５へ気体を流入させ、開弁用受圧室５５内の圧力を閉弁用受圧室５４より高くする。この圧力差を緩和するため、ダイヤフラム６２はＡ方向へ上昇する。また、ダイヤフラム６２の作動と並行し、ダイヤフラム取り付け部４３および弁棒４０がＡ方向へ移動し、副弁４１は主弁２１から離間する。
【００３７】
副弁４１が開弁状態である間、反応ガスが副流路３２に流通するため、第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路３４との差圧が低減する。即ち、主弁２１全体で受ける圧力が低減する。尚、副流路３２に反応ガスが流通する時間は、弁棒４０の副弁４１と引き離しツバ部４２との間隔およびアクチュエータ６０の駆動速度に依存する。
【００３８】
さらにアクチュエータ６０の作動により弁棒４０をＡ方向に移動させると、副弁４１の開弁状態（図２）から主弁２１の開弁状態（図１）になる。このとき、引き離しツバ部４２が主弁２１の一側面に当接し、主弁２１は弁座５３から離間し開弁状態となる。アクチュエータ６０は主弁２１が開弁状態となるまで、上記ダイヤフラム６２の動作を継続させる。
【００３９】
主弁２１が開弁状態である間、反応ガスは主流路３１の方に流通し、二次側流路３４側に取り付けられるスタックマニホールド（図示略）に供給される。
【００４０】
次に、燃料電池ガス遮断弁１０が図１に示される開弁状態から、図２に示される副弁４１を開弁にした中間状態を経て、図３に示される閉弁状態へと遷移する場合について説明する。アクチュエータ６０の作動により、弁棒４０がＢ方向へ移動する。このとき、ポート５４ａから閉弁用受圧室５４へ気体を流入させ、閉弁用受圧室５４内の圧力開弁用受圧室５５より高くし、ダイヤフラム６２をＢ方向へ下降させる。また、ダイヤフラム６２の作動と並行し、弁棒４０はＢ方向への移動し、副弁４１が副シール２３に当接して副シール２３を変形させながら密着状態となり、主弁２１の定寸接触部２５に当接する。
【００４１】
さらにアクチュエータ６０の作動により弁棒４０をＢ方向に移動させると、副弁４１は、主弁２１をＢ方向へ押し、主弁２１の主シール部２２が弁座５３に当接して変形しながら密着される。即ち、副弁４１および主弁２１がそれぞれ副シール部２３、主シール部２２にシールされることにより、燃料電池ガス遮断弁１０の弁体２０が閉弁状態（図３）となる。
【００４２】
以下、第１実施例の効果を説明する。
【００４３】
上記の動作の開弁時において、弁棒４０は主弁２１より受圧面積の小さな副弁４１を弱い推力で開弁状態にして、副流路３２内に反応ガスを流通させることができる。副流路３２内に反応ガスが流通した後、第一ボディー５０ａ内では、主弁２１によって主流路３１が遮断されることにより発生した一次側流路３３と二次側流路３４との差圧は低下する。この作用により、弁体２０は主弁２１で受ける負圧が低減するので、容易に開弁状態にできる。また、アクチュエータ６０が必要とする推力は、副弁４１を開弁状態にする推力分でよいため、従来技術の主弁２１のみの構造より小さくしても、弁体２０を開弁状態にすることができ、アクチュエータ６０の小型化が図れる。また、スタックマニホールド（図示略）の開口面積が必要な場合でも、小型なアクチュエータ６０のまま開口面積の確保が可能となる。
【００４４】
また、副弁４１と引き離しツバ部４２との間隔を調整することにより、副弁４１の開弁時間を調整することができる。また、副流路３２は弁体２０に複雑な構造を要することなく、容易に設けることができ、また、主流路３１に対して小径であるため、開弁時に発生する開弁音を低減することができる。
【００４５】
一方、閉弁時において、主シール部２２と副シール部２３がそれぞれ弁座５３と副弁４１に当接する際、ゴムまたは樹脂の弾性変形により、高いシール性が得られる。また、ガスケット２４は主シール部２２と副シール部２３を一体に成形されたものであるので、製造工程において低コスト化が図れる。また、主弁２１は主弁２１と副弁４１が当接する位置に副シール部２３を有し、副シール部２３の内縁に平坦状の定寸接触部２５を備えるため、副シール部２３が副弁４１によりシールされる際、副シール部２３の弾性変形による潰れしろを管理することができ耐久性が向上する。また、定寸接触部２５を設けることで、副弁４１から主弁２１に押圧力を直接伝達することができ、主シール部２２への荷重の管理が容易となる。
【００４６】
次に、第２実施例を図面に基づき説明する。
【００４７】
図６は、第２実施例における燃料電池用ガス遮断弁の正面断面図である。第１実施例の構成と同様の構成については同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。第１実施例と第２実施例の相違点は、弁棒４０のダイヤフラム取り付け部４３に対する付勢バネ６１の付設位置、付勢バネ６１の付勢方向、閉弁用受圧室５４と開弁用受圧室５５の位置関係、副弁４１の開弁方向（Ａ方向）および閉弁方向（Ｂ方向）であり、他の構成は同様である。以下、第２実施例の動作を一部省略して説明する。
【００４８】
弁体２０を閉弁する際、アクチュエータ６０により弁棒４０を図６の上方（Ａ方向）に移動することにより、弁体２０の主弁２１に備えられた主シール部２２が第一ボディー５０ａに備えられた弁座５３に当接し、主流路３１内の反応ガスの流通を遮断する。また、副流路３２内の反応ガスの流通は、弁棒４０に備えられた副弁４１と主弁２１に備えられた副シール部２３が当接した状態で遮断される。主弁２１に備えられた定寸接触部２５により、副弁４１は副シール部２３が変形密着し、かつ、主弁２１に当接する。
【００４９】
また、弁体２０を開弁する際、アクチュエータ６０により弁棒４０を図６の下方（Ｂ方向）に移動することにより、弁棒４０に備えた副弁４１が副シール部２３および定寸接触部２５から離間して、副流路３２に反応ガスを流通させる。副流路３２に反応ガスが流通し第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路との差圧が低下した後、主シール部２２を備えた主弁２１は、弁棒４０の引き離しツバ部４２に押され、弁座５３から離間する。
【００５０】
以下、第２の実施例の効果を説明する。
【００５１】
上記の動作の開弁時において、弁棒４０は小さい推力で主弁２１より受圧面積の小さい副弁４１を開弁状態にして、副流路３２内に反応ガスを流通させる。これにより、第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路３４との差圧が低下し、容易に弁体２０を開弁状態にすることができ、アクチュエータ６０の小型化が図れる。尚、他の効果においても第１実施例と同様であるため省略する。
【００５２】
尚、図４の副流路３０ｂの形態、および図５の弁棒４０の引き離しツバ部４２の形状は、第２実施例にも適用可能である。
【００５３】
また、第１実施例および第２実施例において、ボディー５０内の反応ガスは、一次側流路３３から二次側流路３４へ流通しているが、図１〜図３および図６で示したように二次側流路３４ａから一次側流路３３ａへ流通流路設計の燃料電池ガス遮断弁１０でも実施可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０・・・燃料電池用ガス遮断弁
２０・・・弁体
２１・・・主弁
２２・・・主シール部
２３・・・副シール部
２４・・・ガスケット
２５・・・定寸接触部
３１・・・主流路
３２・・・副流路
３３・・・一次側流路
３４・・・二次側流路
４０・・・弁棒
４１・・・副弁
４２・・・引き離しツバ部
５０・・・ボディー
５３・・・弁座
６０・・・アクチュエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの流通状態を切り替える燃料電池用ガス遮断弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の二次側流路が負圧になる燃料電池用ガス遮断弁において、一次側流路と二次側流路とを連通する弁孔が形成され、弁孔が二次側流路と連通する開口部に設けられた第１弁座に第1弁体を当接または離間することにより反応ガスを制御する第１弁体と、第１弁体を二次側流路から一次側流路に向かって付勢し、第１弁体を駆動させる第１駆動部と、を設け、一次側流路と二次側流路との差圧が大きい場合でも作動することができる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、スタックの反応ガスの導入・導出部に設けられるバルブの内部にソレノイド部の励磁作用下に軸線方向に沿って変位自在な可動部材を設けてあり、変位作用下にパイロット弁座よりパイロット弁が離間することで、連通室内の流体がパイロット通路を通じて導出ポートへと流通する構造、かつ、ダイヤフラムによって分割された第１連通室と第２連通室との間の圧力差によって弁体の主弁がバルブボディの弁座より離間して開弁状態とする技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６３７５６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、発電停止後など、スタックの導入・導出流路をバルブなどで遮断した場合には、スタック内部に封じ込められた反応ガスの消費や温度低下によりスタック内が負圧環境となる。この負圧環境で反応ガスをスタックに供給するには、負圧による吸引力に対抗する大きな開弁力が必要となる。
【０００６】
特許文献１では、弁駆動部を複数設けることにより、大きな差圧条件下でも作動することを可能としているが、構造が大きくなり、コスト高になる問題がある。
【０００７】
特許文献２では、ソレノイド、モータ、ダイヤフラムなどのアクチュエータの推力を負圧による吸引力よりも大きくする必要があり、特許文献１と同様に構造が大きくなり、コスト高になる問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決するものであり、開弁時の必要推力を最小限に抑える低コストな燃料電池用ガス遮断弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために講じた第１の解決手段は弁座に当接し、反応ガスを遮断する弁体と、ガス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、前記弁体は、一次側流路と二次側流路との間を前記反応ガスが流通する主流路を遮断する主弁と、前記主流路と比べ流路径が小さく、前記一次側流路と前記二次側流路との間を前記反応ガスが流通する副流路を遮断し、前記主弁に対して口径が小さい副弁と、前記主流路および前記副流路のガス流通状態を前記アクチュエータにより切り替える弁棒とを備えることを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁である。
【００１０】
また、第２の解決手段は、前記主弁は前記弁座に当接し、前記主流路をシールする主シール部と、前記主弁と前記副弁とが当接した際に前記副流路をシールする副シール部とを備え、前記主シール部と前記副シール部はゴムまたは樹脂の弾性体のガスケットにより一体で成形されていることである。
【００１１】
また、第３の解決手段は、前記主弁は前記副シール部の内縁に平坦状の定寸接触部を備えることである。
【００１２】
また、第４の解決手段は、前記副流路は前記主弁の内壁面と前記弁棒の間に形成されることである。
【００１３】
また、第５の解決手段は、前記弁棒は前記副弁と、前記主弁を前記弁座から離間させる引き離しツバ部とを備え、前記副弁と前記引き離しツバ部との間隔において、前記弁棒は、前記主弁に対して相対移動可能に設けられることである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、弁体は主流路を遮断する主弁と、副流路を遮断し、主弁に対して口径が小さい副弁と、主流路と副流路のガス流通状態をアクチュエータにより切り替える弁棒とを備える。このことから、弁棒は小さな推力で口径の小さい副弁を開弁状態にして、副流路内に反応ガスを流通させる。副流路内に反応ガスが流通した後、主弁によって主流路が遮断されている間に発生した一次側流路と二次側流路との差圧は低減する。この作用により、主弁が受ける吸引力が低減するので、弁体を容易に開弁状態にすることができる。
【００１５】
また、開弁時にアクチュエータが必要とする推力は副弁を開弁状態にする推力分だけで充分であるため、従来技術にある主弁のみの構造と比べ、推力を最小限に抑え、弁体を開弁状態にすることができ、アクチュエータの小型化が図れる。また、例えば、スタックマニホールドの開口面積を大きくする必要がある場合でも、弁体受圧面積の増加の影響が少ないため、スタックマニホールドの開口面積にかかわらず小型のアクチュエータを使用できる。
【００１６】
また、主弁は弁座に当接し、シールする主シール部と、主弁と副弁とが当接した際に、シールする副シール部とを備え、主シール部と副シール部はゴムまたは樹脂の弾性体のガスケットにより一体で成形される。このことから、主シール部と副シール部がそれぞれ弁座と副弁に当接する際、ゴムまたは樹脂の弾性変形により、高いシール性が得られる。また、ガスケットは主シール部と副シール部を一体に成形されているので、製造工程において低コスト化が図れる。
【００１７】
また、主弁は主弁と副弁が当接する位置に副シールを備え、副シール部の内縁に平坦状の定寸接触部を備えるため、副シール部が副弁により当接される際、副シール部の潰れしろを管理することができるので副シール部の耐久性が向上できる。また、平坦状の定寸接触部を設けることで、副弁から主弁に力を直接伝達させることができ、主シール部への荷重の管理が容易となる。
【００１８】
また、副流路は主弁の内壁面と弁棒の間に形成されるため、弁体に複雑な構造を要することなく、容易に副流路を設けることができる。また、副流路は主流路に対して流路径が小さいため、開弁時に発生する開弁音を低減できる。
【００１９】
また、弁棒は副弁と、主弁を弁座から離間させる引き離しツバ部とを備え、副弁と引き離しツバ部との間隔において、弁棒は、主弁に対して相対移動可能であるため、副弁を先に開弁状態にし、副流路に反応ガスを流通後、主弁を開弁状態にすることができる。また、副弁と引き離しツバ部との間隔を調整することで、副弁の開弁時間を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁の主弁開弁時の正面断面図である。
【図２】第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁の副弁開弁時の正面断面図である。
【図３】第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁の主弁および副弁の閉弁時の正面断面図である。
【図４】第１実施例における副流路の設け方を示した主弁のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】第１実施例における弁棒の引き離しツバ部の形状を示した弁体の正面断面図である。
【図６】第２実施例における燃料電池用ガス遮断弁の副弁開弁時の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の第１実施例を図面に基づき説明する。
【００２２】
図１は第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁１０の主弁２１開弁時の正面断面図である。燃料電池用ガス遮断弁１０は第一ボディー５０ａと第二ボディー５０ｂと仕切壁５０ｃとが連結し構成されたボディー５０と、ボディー５０内の一次側流路３３と二次側流路３４との間を流通する反応ガスを第一ボディー５０ａの内壁に形成された弁座５３と主弁２１が当接することで遮断する弁体２０とを備える。
【００２３】
弁体２０は一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する主流路３１を遮断する主弁２１と、主流路３１と比べ流路径が小さく、一次側流路３３と二次側流路３４との間を反応ガスが流通する副流路３２（図２）を遮断する副弁４１と、アクチュエータ６０により上下方向（Ａ−Ｂ方向）に稼動され、主流路３１および副流路３２の反応ガス流通状態を切り替える弁棒４０とを備える。
【００２４】
主弁２１は弁座５３に当接し、主流路３１内を流通する反応ガスを遮断する主シール部２２と、主弁２１と副弁４１が当接した際、副流路３２内を流通する反応ガスを遮断する副シール部２３とを備える。主シール部２２および副シール部２３は、例えばゴムまたは樹脂等の弾性体のガスケット２４により一体成形される。ガスケット２４の材質としてはシール性が得られ、耐久性のあるゴムまたは熱可塑性樹脂が使用されれば良く、例えばＥＰＤＭやＦＫＭを使用可能である。また、主弁２１は副シール部２３が副弁４１により当接される際、副シール部２３の潰れしろを管理するために、副シール部２３内縁に平坦状の定寸接触部２５を有する。
【００２５】
また、弁棒４０は仕切壁５０ｃの厚み方向に貫通する弁棒挿通孔５１に挿通される。弁棒４０の一端部には、図１で示すように弁棒４０をＡ方向に移動させたときに主弁２１の一側面（第２実施例ではＢ方向側の面）に当接し、主弁２１を弁座５３から離間させる引き離しツバ部４２と、弁棒４０をＢ方向に移動させたときに主弁２１の他側面（第２実施例ではＡ方向側の面）に当接し、主弁２１を弁座５３に押し当てる副弁４１とが備えられる。弁棒４０の他端側にはバネ取り付け部６３と、第一ボディー５０ａ、第二ボディー５０ｂおよび仕切壁５０ｃにより囲まれた空間を分割して閉弁用受圧室５４と開弁用受圧室５５とを形成させるゴムまたは樹脂製のダイヤフラム６２とが取り付けられる。バネ取り付け部６３とダイヤフラム取り付け部４３の間には、バネ取り付け部６３からダイヤフラム取り付け部４３を引き離す方向（ダイヤフラム取り付け部４３を押す方向）に付勢する付勢バネ６１が備えられる。ダイヤフラム６２の外端部６２ｐはボディー５０に保持されている。すなわちダイヤフラム６２の外端部６２ｐは、ボディー５０の第１ボディー５０ａと第２ボディー５０ｂとに挟持されて保持されている。ダイヤフラム６２の内端部６２ｉはダイヤフラム取付部４３により弁棒４０に保持されている。閉弁用受圧室５４および開弁用受圧室５５には気体圧を付与するポート５４ａ，５５ａがそれぞれ接続される。
【００２６】
アクチュエータ６０は弁棒４０を上下方向に並進移動させるための駆動装置であり、ダイヤフラム６２により隔離された二室（第１実施例では閉弁用受圧室５４および開弁用受圧室５５）の圧力差により駆動する方式が使用される。第一実施例ではアクチュエータ６０としてダイヤフラム６２を備えて弁棒４０が上下方向に移動するように作動させる構成としたが、アクチュエータ６０としてダイヤフラム６２の代りにモータで弁棒４０が上下方向に移動するように作動させることも可能である。また、弁棒挿通孔５１の内壁面と弁棒４０の外周面との間には、一次側流路３３から流通する反応ガスおよび開弁用受圧室５５へ供給させる気体または液体の流通を防止するシール部材５２が介在している。
【００２７】
図２は第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁１０の副弁４１を開弁した状態の正面断面図である。この状態で反応ガスが副流路３２のみを流通するように、副弁４１と引き離しツバ部４２との間隔は、主弁２１の厚みより大きく形成されている。また、弁棒４０は、副弁４１を容易に開弁させるべく主弁２１より小さな受圧面積となるよう構成されている。
【００２８】
副弁４１のみを開弁することにより、一次側流路３３と二次側流路３４との差圧で生じていた二次側流路３４側の吸引力は解除される。また、副流路３２のみを反応ガスが流通する時間は副弁４１と引き離しツバ部４２の間隔およびアクチュエータ６０の駆動速度（または開弁用受圧室５５へ作用させる圧力の大きさ）に依存する。
【００２９】
ここで、本実施例では第一ボディー５０ａ内で発生する一次側流路３３と二次側流路３４との差圧を容易に低減すべく、副流路３２は弁棒４０の移動と連動して副流路３２に反応ガスを流通させるように主弁２１の内壁面と弁棒４０との間に形成されているが、主弁２１の一部に孔を形成し、孔を遮断する弁を設けた構造でも同様の効果を発揮できる。
【００３０】
図３は、第１実施例における燃料電池用ガス遮断弁１０の主弁２１および副弁４１を閉弁した状態の正面断面図である。ゴムまたは樹脂製の弾性体で成形された主シール部２２および副シール部２３は、アクチュエータ６０の作動により弁座５３、副弁４１へそれぞれに密着変形してシールする。副シール部２３は副弁４１閉弁時、定寸接触部２５により潰れしろが確保される。定寸接触部２５は主弁２１の中心に対して略同円状に形成され、副弁４１によりＢ方向へ押し当てられる際、主シール部２２全体に均一に荷重を付与する。
【００３１】
尚、弁棒４０はアクチュエータ６０の非作動時においても、付勢バネ６１により二次側流路３４方向（Ｂ方向）へ付勢されており、図３で示すように主弁２１および副弁４１が閉弁状態となるように構成されている。第１実施例の付勢バネ６１は弁棒４０のダイヤフラム取り付け部４３を押す方向に付勢する押しばねであるが、仕切壁５０ｃ側に付設して、弁棒４０のダイヤフラム取り付け部４３を引く方向に付勢する引きばねとしてもよい。
【００３２】
図４は、第１実施例における副流路３２の形態を示した主弁２１のＣ−Ｃ断面図である。（ａ）は、第１実施例の形態であって主弁２１の内壁面に副流路３２を設けた場合である。主弁２１の内壁面の一部に設けられた凹部が副流路３２として形成されている。凹部の大きさは副流路３２内に反応ガスが流通し、副弁４１が受ける圧力を小さくするため、主弁２１より小さく形成されているが、副弁４１の径を超えなければ良い。凹部の形状は断面半円状をなすよう形成されているが、角状でも同様の効果が得られる。（ｂ）および（ｃ）は（ａ）の副流路３２の変形例である。（ｂ）弁棒４０に副流路３２を設けた場合では、弁棒４０の外壁面の一部に設けられた凹部が副流路３２として形成されている。（ｃ）弁棒４０と主弁２１の間を広く設けて副流路３２を形成した場合では、弁棒４０と主弁２１の隙間が副流路３２として形成されている。ここで、（ａ）および（ｂ）の副流路３２の設け方は、１つ設けるか複数設けるかに限定されない。また、（ｃ）では副流路３２の孔の大きさが副弁４１の径を超えなければ良い。
【００３３】
図５は第１実施例における弁棒４０の引き離しツバ部４２の形状を示した弁体２０の正面断面図である。（ａ）は、第１実施例の引き出しツバ部４２である。（ｂ）および（ｃ）は（ａ）の変形例で、引き出しツバ部４２を、（ｂ）副流路３２側を切断、（ｃ）台形に加工された構成にしてもよい。開弁時において、第一ボディー５０ａ内で発生する一次側流路３３と二次側流路３４との差圧が低減されないまま引き出しツバ部４２により副流路３２を塞いでしまうと、差圧低減の作用効率が低下する虞があり、（ｂ）および（ｃ）のような形状の引き出しツバ部４２であれば副流路３２を塞ぐ問題が解決できる。
【００３４】
以下、第１実施例の動作について説明する。
【００３５】
まず、上記の構成において、燃料電池ガス遮断弁１０が図３に示される閉弁状態から、図２に示される副弁４１を開弁にした中間状態を経て、図１に示される開弁状態へと遷移する場合について説明する。閉弁状態（図３）において、第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路３４との差圧により二次側流路３４側が負圧環境となるため、弁体２０がＢ方向へ吸引されている。
【００３６】
弁体２０の閉弁状態（図３）からアクチュエータ６０の作動により弁棒４０を、Ａ方向に移動させて副弁４１を開弁状態とする（図２）。このとき、ポート５５ａから開弁用受圧室５５へ気体を流入させ、開弁用受圧室５５内の圧力を閉弁用受圧室５４より高くする。この圧力差を緩和するため、ダイヤフラム６２はＡ方向へ上昇する。また、ダイヤフラム６２の作動と並行し、ダイヤフラム取り付け部４３および弁棒４０がＡ方向へ移動し、副弁４１は主弁２１から離間する。
【００３７】
副弁４１が開弁状態である間、反応ガスが副流路３２に流通するため、第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路３４との差圧が低減する。即ち、主弁２１全体で受ける圧力が低減する。尚、副流路３２に反応ガスが流通する時間は、弁棒４０の副弁４１と引き離しツバ部４２との間隔およびアクチュエータ６０の駆動速度に依存する。
【００３８】
さらにアクチュエータ６０の作動により弁棒４０をＡ方向に移動させると、副弁４１の開弁状態（図２）から主弁２１の開弁状態（図１）になる。このとき、引き離しツバ部４２が主弁２１の一側面に当接し、主弁２１は弁座５３から離間し開弁状態となる。アクチュエータ６０は主弁２１が開弁状態となるまで、上記ダイヤフラム６２の動作を継続させる。
【００３９】
主弁２１が開弁状態である間、反応ガスは主流路３１の方に流通し、二次側流路３４側に取り付けられるスタックマニホールド（図示略）に供給される。
【００４０】
次に、燃料電池ガス遮断弁１０が図１に示される開弁状態から、図２に示される副弁４１を開弁にした中間状態を経て、図３に示される閉弁状態へと遷移する場合について説明する。アクチュエータ６０の作動により、弁棒４０がＢ方向へ移動する。このとき、ポート５４ａから閉弁用受圧室５４へ気体を流入させ、閉弁用受圧室５４内の圧力開弁用受圧室５５より高くし、ダイヤフラム６２をＢ方向へ下降させる。また、ダイヤフラム６２の作動と並行し、弁棒４０はＢ方向への移動し、副弁４１が副シール２３に当接して副シール２３を変形させながら密着状態となり、主弁２１の定寸接触部２５に当接する。
【００４１】
さらにアクチュエータ６０の作動により弁棒４０をＢ方向に移動させると、副弁４１は、主弁２１をＢ方向へ押し、主弁２１の主シール部２２が弁座５３に当接して変形しながら密着される。即ち、副弁４１および主弁２１がそれぞれ副シール部２３、主シール部２２にシールされることにより、燃料電池ガス遮断弁１０の弁体２０が閉弁状態（図３）となる。
【００４２】
以下、第１実施例の効果を説明する。
【００４３】
上記の動作の開弁時において、弁棒４０は主弁２１より受圧面積の小さな副弁４１を弱い推力で開弁状態にして、副流路３２内に反応ガスを流通させることができる。副流路３２内に反応ガスが流通した後、第一ボディー５０ａ内では、主弁２１によって主流路３１が遮断されることにより発生した一次側流路３３と二次側流路３４との差圧は低下する。この作用により、弁体２０は主弁２１で受ける負圧が低減するので、容易に開弁状態にできる。また、アクチュエータ６０が必要とする推力は、副弁４１を開弁状態にする推力分でよいため、従来技術の主弁２１のみの構造より小さくしても、弁体２０を開弁状態にすることができ、アクチュエータ６０の小型化が図れる。また、スタックマニホールド（図示略）の開口面積が必要な場合でも、小型なアクチュエータ６０のまま開口面積の確保が可能となる。
【００４４】
また、副弁４１と引き離しツバ部４２との間隔を調整することにより、副弁４１の開弁時間を調整することができる。また、副流路３２は弁体２０に複雑な構造を要することなく、容易に設けることができ、また、主流路３１に対して小径であるため、開弁時に発生する開弁音を低減することができる。
【００４５】
一方、閉弁時において、主シール部２２と副シール部２３がそれぞれ弁座５３と副弁４１に当接する際、ゴムまたは樹脂の弾性変形により、高いシール性が得られる。また、ガスケット２４は主シール部２２と副シール部２３を一体に成形されたものであるので、製造工程において低コスト化が図れる。また、主弁２１は主弁２１と副弁４１が当接する位置に副シール部２３を有し、副シール部２３の内縁に平坦状の定寸接触部２５を備えるため、副シール部２３が副弁４１によりシールされる際、副シール部２３の弾性変形による潰れしろを管理することができ耐久性が向上する。また、定寸接触部２５を設けることで、副弁４１から主弁２１に押圧力を直接伝達することができ、主シール部２２への荷重の管理が容易となる。
【００４６】
次に、第２実施例を図面に基づき説明する。
【００４７】
図６は、第２実施例における燃料電池用ガス遮断弁の正面断面図である。第１実施例の構成と同様の構成については同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。第１実施例と第２実施例の相違点は、弁棒４０のダイヤフラム取り付け部４３に対する付勢バネ６１の付設位置、付勢バネ６１の付勢方向、閉弁用受圧室５４と開弁用受圧室５５の位置関係、副弁４１の開弁方向（Ａ方向）および閉弁方向（Ｂ方向）であり、他の構成は同様である。以下、第２実施例の動作を一部省略して説明する。
【００４８】
弁体２０を閉弁する際、アクチュエータ６０により弁棒４０を図６の上方（Ａ方向）に移動することにより、弁体２０の主弁２１に備えられた主シール部２２が第一ボディー５０ａに備えられた弁座５３に当接し、主流路３１内の反応ガスの流通を遮断する。また、副流路３２内の反応ガスの流通は、弁棒４０に備えられた副弁４１と主弁２１に備えられた副シール部２３が当接した状態で遮断される。主弁２１に備えられた定寸接触部２５により、副弁４１は副シール部２３が変形密着し、かつ、主弁２１に当接する。
【００４９】
また、弁体２０を開弁する際、アクチュエータ６０により弁棒４０を図６の下方（Ｂ方向）に移動することにより、弁棒４０に備えた副弁４１が副シール部２３および定寸接触部２５から離間して、副流路３２に反応ガスを流通させる。副流路３２に反応ガスが流通し第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路との差圧が低下した後、主シール部２２を備えた主弁２１は、弁棒４０の引き離しツバ部４２に押され、弁座５３から離間する。
【００５０】
以下、第２の実施例の効果を説明する。
【００５１】
上記の動作の開弁時において、弁棒４０は小さい推力で主弁２１より受圧面積の小さい副弁４１を開弁状態にして、副流路３２内に反応ガスを流通させる。これにより、第一ボディー５０ａ内の一次側流路３３と二次側流路３４との差圧が低下し、容易に弁体２０を開弁状態にすることができ、アクチュエータ６０の小型化が図れる。尚、他の効果においても第１実施例と同様であるため省略する。
【００５２】
尚、図４の副流路３０ｂの形態、および図５の弁棒４０の引き離しツバ部４２の形状は、第２実施例にも適用可能である。
【００５３】
また、第１実施例および第２実施例において、ボディー５０内の反応ガスは、一次側流路３３から二次側流路３４へ流通しているが、図１〜図３および図６で示したように二次側流路３４ａから一次側流路３３ａへ流通流路設計の燃料電池ガス遮断弁１０でも実施可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０・・・燃料電池用ガス遮断弁
２０・・・弁体
２１・・・主弁
２２・・・主シール部
２３・・・副シール部
２４・・・ガスケット
２５・・・定寸接触部
３１・・・主流路
３２・・・副流路
３３・・・一次側流路
３４・・・二次側流路
４０・・・弁棒
４１・・・副弁
４２・・・引き離しツバ部
５０・・・ボディー
５３・・・弁座
６０・・・アクチュエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座に当接し、反応ガスを遮断する弁体と、
ガス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、
前記弁体は、
前記弁座に当接した前記弁体を介して形成される一次側流路と二次側流路との間を前記反応ガスが流通する主流路を遮断する主弁と、
前記主流路と比べ流路径が小さく、前記一次側流路と前記二次側流路との間を前記反応ガスが流通する副流路を遮断し、前記主弁に対して口径が小さい副弁と、
前記主流路および前記副流路のガス流通状態を前記アクチュエータにより切り替える弁棒とを備える、
ことを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項２】
前記主弁は、前記弁座に当接し、前記主流路をシールする主シール部と、
前記主弁と前記副弁とが当接した際に、前記副流路をシールする副シール部とを備え、
前記主シール部と前記副シール部は、ゴムまたは樹脂の弾性体のガスケットにより一体で成形されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項３】
前記主弁は、前記副シール部の内縁に平坦状の定寸接触部を備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項４】
前記副流路は、前記主弁の内壁面と前記弁棒の間に形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項５】
前記弁棒は、前記副弁と、前記主弁を前記弁座から離間させる引き離しツバ部とを備え、
前記副弁と前記引き離しツバ部との間隔において、前記弁棒は、前記主弁に対して相対移動可能に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項１】
弁座に当接し、反応ガスを遮断する弁体と、
ガス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、
前記弁体は、
前記弁座に当接した前記弁体を介して形成される一次側流路と二次側流路との間を前記反応ガスが流通する主流路を遮断する主弁と、
前記主流路と比べ流路径が小さく、前記一次側流路と前記二次側流路との間を前記反応ガスが流通する副流路を遮断し、前記主弁に対して口径が小さい副弁と、
前記主流路および前記副流路のガス流通状態を前記アクチュエータにより切り替える弁棒とを備える、
ことを特徴とする燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項２】
前記主弁は、前記弁座に当接し、前記主流路をシールする主シール部と、
前記主弁と前記副弁とが当接した際に、前記副流路をシールする副シール部とを備え、
前記主シール部と前記副シール部は、ゴムまたは樹脂の弾性体のガスケットにより一体で成形されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項３】
前記主弁は、前記副シール部の内縁に平坦状の定寸接触部を備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項４】
前記副流路は、前記主弁の内壁面と前記弁棒の間に形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【請求項５】
前記弁棒は、前記副弁と、前記主弁を前記弁座から離間させる引き離しツバ部とを備え、
前記副弁と前記引き離しツバ部との間隔において、前記弁棒は、前記主弁に対して相対移動可能に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の燃料電池用ガス遮断弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６４２４５（Ｐ２０１１−６４２４５Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４３８８（Ｐ２００９−２１４３８８）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]