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JP2010033834A - Gas supply valve and fuel cell system using the same - Google Patents

Gas supply valve and fuel cell system using the same Download PDF

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JP2010033834A
JP2010033834A JP2008193774A JP2008193774A JP2010033834A JP 2010033834 A JP2010033834 A JP 2010033834A JP 2008193774 A JP2008193774 A JP 2008193774A JP 2008193774 A JP2008193774 A JP 2008193774A JP 2010033834 A JP2010033834 A JP 2010033834A
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JP
Japan
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valve
fuel cell
gas
flow path
gas supply
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Application number
JP2008193774A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Morita
正紀 森田
Daisuke Yamamoto
大介 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure slidability of a sliding part of a gas supply valve used in a fuel cell system. <P>SOLUTION: The gas supply valve includes a body having a gas passage carrying gaseous hydrogen, and a valve disposed in the gas passage and opening and closing the gas passage by a valve seat part provided on the gas passage. A shaft part extending along the gas passage is provided in the valve, and a support part slidably supporting the shaft part of the valve is provided in the body. In the gas supplying valve, unreacted gaseous hydrogen discharged from fuel cells is supplied to the sliding part where the support part of the body and the shaft part of the valve mutually slide. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池に供給する水素ガスの供給量を調節するガス供給弁、及び、そのガス供給弁を用いた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a gas supply valve for adjusting a supply amount of hydrogen gas supplied to a fuel cell, and a fuel cell system using the gas supply valve.

特許文献1に、従来の燃料電池システムが開示されている。この燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池に供給する水素ガスの供給量を調節するガス供給弁を備えている。また、この燃料電池システムには、燃料電池から排出された未反応の水素ガスを燃料電池に還流させる循環通路が設けられている。この種の燃料電池システムでは、ガス供給弁によって水素ガスの供給量を調節し、燃料電池が出力する電力量を制御する。   Patent Document 1 discloses a conventional fuel cell system. This fuel cell system includes a fuel cell and a gas supply valve that adjusts the supply amount of hydrogen gas supplied to the fuel cell. Further, this fuel cell system is provided with a circulation passage for returning unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell to the fuel cell. In this type of fuel cell system, the supply amount of hydrogen gas is adjusted by a gas supply valve to control the amount of power output from the fuel cell.

特許文献2に、従来のガス供給弁が開示されている。このガス供給弁は、気体燃料が流れるガス流路を有する本体と、ガス流路内に配設され、ガス流路を開閉する弁体を備えている。弁体には、ガス流路を上流側に向かって伸びる軸部が設けられている。本体には、弁体の軸部を摺動可能に支持する支持部が設けられている。
この種のガス供給弁では、本体の支持部と弁体の軸部の互いに摺動する摺動部において、本体の支持部や弁体の軸部の摩耗が進行しやすい。そこで、特許文献2に記載にガス供給弁では、その摺動部に液体燃料を供給し、摺動部の潤滑性を確保している。
Patent Document 2 discloses a conventional gas supply valve. The gas supply valve includes a main body having a gas flow path through which gaseous fuel flows, and a valve body that is disposed in the gas flow path and opens and closes the gas flow path. The valve body is provided with a shaft portion that extends toward the upstream side of the gas flow path. The main body is provided with a support portion that slidably supports the shaft portion of the valve body.
In this type of gas supply valve, the wear of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body is likely to progress at the sliding portion where the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body slide with respect to each other. Therefore, in the gas supply valve described in Patent Document 2, liquid fuel is supplied to the sliding portion to ensure lubricity of the sliding portion.

特願2005−243357号公報Japanese Patent Application No. 2005-243357 特願2006−118470号公報Japanese Patent Application No. 2006-118470

特許文献2のガス供給弁では、ガス供給弁から吐出される気体燃料に、潤滑用に供給した液体燃料が混入する。気体燃料を燃焼する内燃機関であれば、気体燃料に液体燃料が混入したとしても、混入した液体燃料も一緒に燃焼されるため、問題とはならない。しかしながら、燃料電池システムでは、燃料電池に供給する水素ガスに、液体燃料が混入することは許されない。水素ガスに混入した液体燃料は、燃料電池が処理できない有害な不純物となり、燃料電池の動作不良といった問題を引き起こしてしまう。
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、燃料電池にとって有害な不純物を用いることなく、ガス供給弁の摺動部における摺動性を確保する技術を提供する。
In the gas supply valve of Patent Document 2, the liquid fuel supplied for lubrication is mixed into the gaseous fuel discharged from the gas supply valve. In the case of an internal combustion engine that burns gaseous fuel, even if liquid fuel is mixed in the gaseous fuel, the mixed liquid fuel is also burned together, so there is no problem. However, in the fuel cell system, liquid fuel is not allowed to be mixed into the hydrogen gas supplied to the fuel cell. The liquid fuel mixed in the hydrogen gas becomes a harmful impurity that cannot be processed by the fuel cell, and causes a problem such as malfunction of the fuel cell.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a technique for ensuring the slidability in the sliding portion of the gas supply valve without using impurities harmful to the fuel cell.

本発明は、燃料電池に供給する水素ガスの供給量を調節するガス供給弁に具現化される。このガス供給弁は、水素ガスが流れるガス流路を有する本体と、ガス流路内に配設されており、ガス流路上に設けられた弁座部でガス流路を開閉する弁体を備えている。弁体には、ガス流路に沿って伸びる軸部が設けられており、本体には、弁体の軸部を摺動可能に支持する支持部が設けられている。このガス供給弁では、本体の支持部と弁体の軸部の互いに摺動する摺動部に、燃料電池から排出された未反応の水素ガスが供給される。   The present invention is embodied in a gas supply valve that adjusts the supply amount of hydrogen gas supplied to a fuel cell. The gas supply valve includes a main body having a gas flow path through which hydrogen gas flows, and a valve body that is disposed in the gas flow path and opens and closes the gas flow path with a valve seat provided on the gas flow path. ing. The valve body is provided with a shaft portion that extends along the gas flow path, and the main body is provided with a support portion that slidably supports the shaft portion of the valve body. In this gas supply valve, unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied to the sliding portions of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body that slide with each other.

燃料電池に供給された水素ガスは、燃料電池内において、発電に伴って発生した水や冷却水に晒される。従って、燃料電池から排出される未反応の水素ガス(以下、単に未反応ガスと称することがある)には、比較的に多くの水分が含まれている。本体の支持部と弁体の軸部の互いに摺動する摺動部に、燃料電池から排出された未反応ガスを供給することで、未反応ガス中の水分が潤滑剤として機能する。それにより、摺動部の摩耗を有意に抑制することができる。
このガス供給弁によると、燃料電池にとって有害な不純物を用いることなく、ガス供給弁の摺動部における摺動性を確保することができる。
The hydrogen gas supplied to the fuel cell is exposed to water or cooling water generated during power generation in the fuel cell. Accordingly, the unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell (hereinafter sometimes simply referred to as unreacted gas) contains a relatively large amount of moisture. By supplying the unreacted gas discharged from the fuel cell to the sliding portions of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body that slide relative to each other, moisture in the unreacted gas functions as a lubricant. Thereby, abrasion of a sliding part can be suppressed significantly.
According to this gas supply valve, the slidability in the sliding portion of the gas supply valve can be ensured without using impurities harmful to the fuel cell.

上記のガス供給弁において、前記した弁体の軸部は、ガス流路を下流側に向かって伸びていることが好ましい。そして、前記した本体の支持部は、弁座部よりも下流側に設けられていることが好ましい。
この構成によると、未反応ガスに含まれる水分が、弁体や弁座部に供給されることがなく、弁体や弁座部の腐食を防止することができる。
In the gas supply valve described above, the shaft portion of the valve body described above preferably extends in the gas flow path toward the downstream side. And it is preferable that the support part of the above-mentioned main body is provided in the downstream rather than the valve seat part.
According to this configuration, moisture contained in the unreacted gas is not supplied to the valve body and the valve seat portion, and corrosion of the valve body and the valve seat portion can be prevented.

上記のガス供給弁において、前記した本体は、燃料電池から排出された未反応の水素ガスが供給される第2のガス流路をさらに有することが好ましい。この場合、その第2のガス流路は、弁座部よりも下流側であって摺動部よりも上流側の位置で、前記ガス流路に合流していることが好ましい。
この構成によると、燃料電池から排出される未反応ガスを、本体の支持部と弁体の軸部の互いに摺動する摺動部に確実に供給することができる。
In the gas supply valve, the main body preferably further includes a second gas flow path to which unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied. In this case, it is preferable that the second gas flow path joins the gas flow path at a position downstream of the valve seat portion and upstream of the sliding portion.
According to this configuration, the unreacted gas discharged from the fuel cell can be reliably supplied to the sliding portions of the main body support portion and the valve body shaft portion that slide relative to each other.

上記のガス供給弁において、本体の支持部と前記弁体の軸部の少なくとも一方は、焼結金属等の多孔質材料によって形成されていることが好ましい。
この構成によると、摺動部に供給された水分が、多孔質材料の空孔によって保持される。摺動部に供給される未反応ガスが一時的に減少した場合でも、摺動部における摺動性が安定して確保される。
In the gas supply valve, at least one of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body is preferably formed of a porous material such as a sintered metal.
According to this structure, the water | moisture content supplied to the sliding part is hold | maintained by the void | hole of a porous material. Even when the unreacted gas supplied to the sliding portion is temporarily reduced, the slidability in the sliding portion is stably secured.

前記した本体の支持部を焼結金属等の多孔質材料によって形成する場合、燃料電池から排出された未反応の水素ガスを、その支持部の外周面に供給する構成とすることも可能となる。この構成によると、前記した第2のガス流路を、必ずしも設ける必要がない。   When the support portion of the main body is formed of a porous material such as sintered metal, it is possible to supply unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell to the outer peripheral surface of the support portion. . According to this configuration, the above-described second gas flow path is not necessarily provided.

前記した本体の支持部と弁体の軸部の少なくとも一方の表面に、例えば酸化チタンを付与するなど、親水性を高める処理が施されていることが好ましい。
それにより、本体の支持部及び/又は弁体の軸部の表面に水分が保持されやすくなり、両者の摺動性をより向上させることができる。
It is preferable that at least one surface of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body is subjected to a treatment for increasing hydrophilicity, for example, by applying titanium oxide.
Thereby, it becomes easy to hold | maintain a water | moisture content on the surface of the support part of a main body, and / or the axial part of a valve body, and can improve both slidability more.

前記した弁体の軸部には、その軸方向の少なくとも2箇所において、本体の支持部に向けて突出している複数の突出部が形成されており、それら複数の突出部は、本体の支持部に摺動可能に当接していることが好ましい。
この構造によると、弁体の軸部が傾くことが防止され、本体の支持部や弁体の軸部が局所的に摩耗することを防止することができる。
The shaft portion of the valve body is formed with a plurality of projecting portions projecting toward the support portion of the main body at at least two locations in the axial direction, and the plurality of projecting portions are the support portions of the main body. It is preferable that it is slidably contacted.
According to this structure, it is possible to prevent the shaft portion of the valve body from being inclined and to prevent local wear of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body.

本発明は、上記したガス供給弁を用い、新規で有用な燃料電池システムも提供する。本発明が提供する燃料電池システムは、燃料電池と、その燃料電池に供給する水素ガスの供給量を調節するガス供給弁と、燃料電池から排出された未反応の水素ガスを燃料電池に還流させる循環通路を備えている。そして、本体の支持部と弁体の軸部の互いに摺動する摺動部が、循環通路内に配置されていることを特徴とする。
この燃料電池システムでは、燃料電池から排出された水分を含む未反応ガスが、ガス供給弁の摺動部に供給される。それにより、ガス供給弁の摺動部における摺動性が確保され、本体の支持部や弁体の軸部の摩耗が抑制される。
The present invention also provides a new and useful fuel cell system using the gas supply valve described above. The fuel cell system provided by the present invention is a fuel cell, a gas supply valve that adjusts the supply amount of hydrogen gas supplied to the fuel cell, and the unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is recirculated to the fuel cell. A circulation passage is provided. And the sliding part which mutually slides of the support part of a main body and the axial part of a valve body is arrange | positioned in the circulation path, It is characterized by the above-mentioned.
In this fuel cell system, unreacted gas containing moisture discharged from the fuel cell is supplied to the sliding portion of the gas supply valve. Thereby, slidability in the sliding portion of the gas supply valve is ensured, and wear of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body is suppressed.

前記した循環通路には、ガス供給弁よりも下流側の位置に、気液分離器が設けられていることが好ましい。
上記した燃料電池システムでは、燃料電池に供給される水素ガスに、比較的に多くの水分が含まれる。水分自体は、燃料電池にとって有害な不純物ではないので、燃料電池の動作不良を引き起こすことはない。しかしながら、水素ガス中の水分濃度が過剰となると、燃料電池に供給される水素ガスの濃度が相対的に低下し、燃料電池の出力が低下することがある。このような場合、ガス供給弁よりも下流側の位置に気液分離器を設けることによって、燃料電池に供給される水素ガスから水分を除去するとよい。
The circulation passage is preferably provided with a gas-liquid separator at a position downstream of the gas supply valve.
In the fuel cell system described above, the hydrogen gas supplied to the fuel cell contains a relatively large amount of moisture. Since moisture itself is not a harmful impurity for the fuel cell, it does not cause malfunction of the fuel cell. However, when the water concentration in the hydrogen gas becomes excessive, the concentration of the hydrogen gas supplied to the fuel cell relatively decreases, and the output of the fuel cell may decrease. In such a case, it is preferable to remove moisture from the hydrogen gas supplied to the fuel cell by providing a gas-liquid separator at a position downstream of the gas supply valve.

本発明によれば、燃料電池にとって有害な不純物を用いることなく、ガス供給弁の摺動部における摺動性を確保することが可能となる。燃料電池システムに用いられるガス供給弁の耐久性を、顕著に向上することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to ensure slidability in the sliding portion of the gas supply valve without using impurities harmful to the fuel cell. The durability of the gas supply valve used in the fuel cell system can be significantly improved.

下記に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
(特徴1) 本体は、流入管と、ステータコアと、非磁性ブッシュと、弁ハウジングと、弁シートと、ガイドノズルを備えている。流入管とステータコアと非磁性ブッシュと弁ハウジングと弁シートとガイドノズルのそれぞれは、貫通孔を有している。流入管とステータコアと非磁性ブッシュと弁ハウジングと弁シートは一連に接続されており、流入管とステータコアと非磁性ブッシュと弁ハウジングとガイドノズルの貫通孔によってガス流路が形成されている。水素ガスの供給源から供給される水素ガスは、流入管の開放端から流入し、ガス流路を通って、ガイドノズルの開放端から吐出される。
(特徴2) 可動体は、ガス流路内に収容されており、ステータコアと弁シートの間に位置している。可動体が下流側の弁シートに向けて移動すると、可動体に設けられた弁体が弁シートに当接し、ガス流路が閉鎖される。可動体が上流側であるステータコアに向けて移動すると、可動体に設けられた弁体が弁シートから離間し、ガス流路が開放される。
(特徴3) 可動体の弁軸は、弁体からガス流路の下流側に向けて、ガイドノズルの貫通孔内を伸びている。可動体の弁軸は、ガイドノズルの貫通孔によって、摺動可能に支持されている。可動体の弁軸の外周面とガイドノズルの貫通孔の内周面の間には、水素ガスが流通するための隙間が設けられている。
The main features of the embodiments described below are listed.
(Characteristic 1) The main body includes an inflow pipe, a stator core, a nonmagnetic bush, a valve housing, a valve seat, and a guide nozzle. Each of the inflow pipe, the stator core, the nonmagnetic bush, the valve housing, the valve seat, and the guide nozzle has a through hole. The inflow pipe, the stator core, the nonmagnetic bush, the valve housing, and the valve seat are connected in series, and a gas flow path is formed by the through hole of the inflow pipe, the stator core, the nonmagnetic bush, the valve housing, and the guide nozzle. Hydrogen gas supplied from a hydrogen gas supply source flows from the open end of the inflow pipe, passes through the gas flow path, and is discharged from the open end of the guide nozzle.
(Characteristic 2) The movable body is accommodated in the gas flow path, and is located between the stator core and the valve seat. When the movable body moves toward the downstream valve seat, the valve body provided on the movable body comes into contact with the valve seat, and the gas flow path is closed. When the movable body moves toward the stator core on the upstream side, the valve body provided on the movable body is separated from the valve seat, and the gas flow path is opened.
(Characteristic 3) The valve shaft of the movable body extends in the through hole of the guide nozzle from the valve body toward the downstream side of the gas flow path. The valve shaft of the movable body is slidably supported by the through hole of the guide nozzle. A gap is formed between the outer peripheral surface of the valve shaft of the movable body and the inner peripheral surface of the through hole of the guide nozzle for allowing hydrogen gas to flow therethrough.

(特徴4) ガイドノズルには、ガイドノズルの外周面からガイドノズルの貫通孔に到る第2のガス流路が形成されている。第2のガス流路は、弁軸が摺動する摺動部よりも上流側の位置で、ガイドノズルの貫通孔に合流している。第2のガス流路には、燃料電池から排出される未反応の水素ガスが供給される。即ち、ガイドノズルの貫通孔内には、水素ガスの供給源から供給される水素ガスに加え、燃料電池から排出される未反応の水素ガスも流れる。燃料電池から排出される未反応の水素ガスには、水分が比較的に多く含まれており、その水分によってガイドノズルの貫通孔の壁面が潤滑されるようになっている。
(特徴5) 燃料電池システムは、燃料電池から排出される未反応の水素ガスを燃料電池に還流する循環通路を備えている。循環通路は、燃料電池から排出される未反応の水素ガスをガス供給弁に送る上流部と、その未反応の水素ガス及びガス供給弁から吐出される水素ガスを燃料電池に送る下流部を備えている。循環通路の上流部は、ガイドノズルに形成された第2のガス流路に接続されており、燃料電池から排出される未反応の水素ガスをガイドノズルの貫通孔内に供給する。循環通路の下流部は、ガイドノズルの開放端に接続されており、ガイドノズルの開放端から吐出される水素ガスを燃料電池に供給する。
(特徴6) ガス供給弁は、ガス流路が閉鎖される位置に向けて弁体を付勢している付勢部材と、ガス流路が開放される位置に向けて弁体を動かすアクチュエータを備えている。アクチュエータは、本体に設けられたステータコア及び電磁コイルと、弁体と一体に設けられたアーマチャによって主に構成されている。
(Feature 4) The guide nozzle is formed with a second gas flow path from the outer peripheral surface of the guide nozzle to the through hole of the guide nozzle. The second gas flow path joins the through hole of the guide nozzle at a position upstream of the sliding portion where the valve shaft slides. Unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied to the second gas flow path. That is, unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell flows in the through hole of the guide nozzle in addition to hydrogen gas supplied from a hydrogen gas supply source. The unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell contains a relatively large amount of moisture, and the moisture lubricates the wall surface of the through hole of the guide nozzle.
(Characteristic 5) The fuel cell system includes a circulation passage for returning unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell to the fuel cell. The circulation passage includes an upstream part for sending unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell to the gas supply valve, and a downstream part for sending the unreacted hydrogen gas and hydrogen gas discharged from the gas supply valve to the fuel cell. ing. The upstream portion of the circulation passage is connected to a second gas flow path formed in the guide nozzle, and supplies unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell into the through hole of the guide nozzle. The downstream portion of the circulation passage is connected to the open end of the guide nozzle, and supplies hydrogen gas discharged from the open end of the guide nozzle to the fuel cell.
(Characteristic 6) The gas supply valve includes an urging member that urges the valve body toward a position where the gas flow path is closed, and an actuator that moves the valve body toward a position where the gas flow path is opened. I have. The actuator is mainly configured by a stator core and an electromagnetic coil provided in the main body, and an armature provided integrally with the valve body.

(第1実施例)
本発明を具現化した第1実施例のガス供給弁10、及びそれを用いた燃料電池システム100について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施例のガス供給弁10の縦断面図を示す。図2は、図1中のII-II断面図を示し、図3は、図1中のIII-III断面図を示している。図4は、燃料電池システム100の構成を模式的に示している。燃料電池システム100では、水素ガスの供給源(例えば貯留タンク)から燃料電池82に供給する水素ガス(一次供給ガス)の供給量を、ガス供給弁10によって調節する。
(First embodiment)
A gas supply valve 10 of a first embodiment embodying the present invention and a fuel cell system 100 using the same will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a gas supply valve 10 of the first embodiment. 2 shows a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 schematically shows the configuration of the fuel cell system 100. In the fuel cell system 100, the supply amount of hydrogen gas (primary supply gas) supplied from the hydrogen gas supply source (for example, a storage tank) to the fuel cell 82 is adjusted by the gas supply valve 10.

先ず、ガス供給弁10について説明する。図1に示すように、ガス供給弁10は、本体12と、可動体70と、圧縮ばね22と、電磁コイル72を備えている。本体12には、水素ガスが流れるガス流路20が形成されている。ガス流路20は、後述する流入管16の開放端(図1中の上端)16eから、ガイドノズル38の開放端(図1中の下端)38eまで伸びている。水素ガスは、流入管16の開放端16eに供給され、ガス流路20を通って、ガイドノズル38の開放端(図1中の下端)38eから吐出される。可動体70は、ガス流路20内に配設されており、ガス流路20に沿って移動可能に支持されている。   First, the gas supply valve 10 will be described. As shown in FIG. 1, the gas supply valve 10 includes a main body 12, a movable body 70, a compression spring 22, and an electromagnetic coil 72. A gas flow path 20 through which hydrogen gas flows is formed in the main body 12. The gas flow path 20 extends from an open end (upper end in FIG. 1) 16e of an inflow pipe 16 described later to an open end (lower end in FIG. 1) 38e of the guide nozzle 38. Hydrogen gas is supplied to the open end 16e of the inflow pipe 16, passes through the gas flow path 20, and is discharged from the open end (lower end in FIG. 1) 38e. The movable body 70 is disposed in the gas flow path 20 and is supported so as to be movable along the gas flow path 20.

可動体70には、弁体50が設けられている。可動体70がガス流路20の下流側に移動すると、弁体50が後述する弁シート34に当接し、ガス流路20が閉鎖される。可動体70がガス流路20の上流側に移動すると、弁体50が弁シート34から離間し、ガス流路20が開通する。可動体70は、圧縮ばね22によって、ガス流路20の下流側に向けて付勢されている。ガス供給弁10は、いわゆる電磁制御弁である。詳しくは後述するが、ガス供給弁10では、電磁コイル72に通電が行われると、可動体70がガス流路20の上流側に向けて移動し、ガス流路20が開通する。即ち、ガス供給弁10から水素ガスが吐出される。   The movable body 70 is provided with a valve body 50. When the movable body 70 moves to the downstream side of the gas flow path 20, the valve body 50 comes into contact with a valve seat 34 described later, and the gas flow path 20 is closed. When the movable body 70 moves to the upstream side of the gas flow path 20, the valve body 50 is separated from the valve seat 34 and the gas flow path 20 is opened. The movable body 70 is urged toward the downstream side of the gas flow path 20 by the compression spring 22. The gas supply valve 10 is a so-called electromagnetic control valve. As will be described in detail later, in the gas supply valve 10, when the electromagnetic coil 72 is energized, the movable body 70 moves toward the upstream side of the gas flow path 20, and the gas flow path 20 is opened. That is, hydrogen gas is discharged from the gas supply valve 10.

次に、ガス供給弁10の各部の構成について詳細に説明する。ガス供給弁10の本体12は、流入管16と、ステータコア18と、非磁性ブッシュ24と、弁ハウジング30と、弁シート34と、ガイドノズル38と、樹脂ケーシング74を備えている。
流入管16は、略円筒形状を有しており、その中心部に貫通孔16aが形成されている。流入管16の貫通孔16aは、ガス流路20の最上流部を構成している。即ち、流入管16の開放端(図1中の上端)16eは、ガス流路20の上流端となっている。流入管16の開放端16eには、水素ガスの供給源(図示省略)から水素ガスが供給される。流入管16の貫通孔16aには、水素ガス中の異物を除去するためのフィルタ体14が配設されている。流入管16は、耐腐食性を有する金属材料で形成されており、詳しくはステンレス鋼で形成されている。
Next, the configuration of each part of the gas supply valve 10 will be described in detail. The main body 12 of the gas supply valve 10 includes an inflow pipe 16, a stator core 18, a nonmagnetic bush 24, a valve housing 30, a valve seat 34, a guide nozzle 38, and a resin casing 74.
The inflow pipe 16 has a substantially cylindrical shape, and a through hole 16a is formed at the center thereof. The through hole 16 a of the inflow pipe 16 constitutes the most upstream part of the gas flow path 20. That is, the open end (upper end in FIG. 1) 16 e of the inflow pipe 16 is the upstream end of the gas flow path 20. Hydrogen gas is supplied to the open end 16e of the inflow pipe 16 from a hydrogen gas supply source (not shown). A filter body 14 for removing foreign substances in the hydrogen gas is disposed in the through hole 16a of the inflow pipe 16. The inflow pipe 16 is made of a metal material having corrosion resistance, and in detail is made of stainless steel.

ステータコア18は、略円筒形状を有しており、その中心部に貫通孔18aが形成されている。ステータコア18の貫通孔18aの上流側部分(図1中の上側部分)には、流入管16の下流側部分(図1中の下側部分)が挿入されている。ステータコア18と流入管16は、全周に亘って溶接されている。それにより、ステータコア18の貫通孔18aと流入管16の貫通孔16aは、気密に接続されている。ステータコア18の貫通孔18aは、流入管16の貫通孔16aに連なって、ガス流路20の一部を構成している。ステータコア18は、軟磁性材料で形成されており、詳しくは、電磁ステンレス鋼で形成されている。   The stator core 18 has a substantially cylindrical shape, and a through hole 18a is formed at the center thereof. A downstream portion (lower portion in FIG. 1) of the inflow pipe 16 is inserted into an upstream portion (upper portion in FIG. 1) of the through hole 18a of the stator core 18. The stator core 18 and the inflow pipe 16 are welded over the entire circumference. Thereby, the through-hole 18a of the stator core 18 and the through-hole 16a of the inflow pipe 16 are airtightly connected. The through hole 18 a of the stator core 18 is connected to the through hole 16 a of the inflow pipe 16 and constitutes a part of the gas flow path 20. The stator core 18 is made of a soft magnetic material, and more specifically is made of electromagnetic stainless steel.

非磁性ブッシュ24は、略円筒形状を有しており、その中心部に貫通孔24aが形成されている。非磁性ブッシュ24の貫通孔24aの上流側部分(図1中の上側部分)には、ステータコア18の下流側部分(図1中の下側部分)が挿入されている。非磁性ブッシュ24とステータコア18は、全周に亘って溶接されている。それにより、非磁性ブッシュ24の貫通孔24aとステータコア18の貫通孔18aは、気密に接続されている。非磁性ブッシュ24の貫通孔24aは、ステータコア18の貫通孔18aに連なって、ガス流路20の一部を構成している。非磁性ブッシュ24は、非磁性材料で形成されている。非磁性ブッシュ24の下流端(図1中の下端)には、フランジ部24bが形成されている。   The nonmagnetic bush 24 has a substantially cylindrical shape, and a through hole 24a is formed at the center thereof. A downstream portion (lower portion in FIG. 1) of the stator core 18 is inserted into an upstream portion (upper portion in FIG. 1) of the through hole 24a of the nonmagnetic bush 24. The nonmagnetic bush 24 and the stator core 18 are welded over the entire circumference. Thereby, the through hole 24a of the nonmagnetic bush 24 and the through hole 18a of the stator core 18 are airtightly connected. The through hole 24 a of the nonmagnetic bush 24 is connected to the through hole 18 a of the stator core 18 and constitutes a part of the gas flow path 20. The nonmagnetic bush 24 is made of a nonmagnetic material. A flange portion 24 b is formed at the downstream end (lower end in FIG. 1) of the nonmagnetic bush 24.

弁ハウジング30は、略リング形状を有しており、その中心部に貫通孔30aが形成されている。弁ハウジング30の上流側端面(図1中の上面)には、非磁性ブッシュ24のフランジ部24bが接合されている。弁ハウジング30と非磁性ブッシュ24は、全周に亘って溶接されている。それにより、弁ハウジング30の貫通孔30aと非磁性ブッシュ24の貫通孔24aは、気密に接続されている。弁ハウジング30の貫通孔30aは、非磁性ブッシュ24の貫通孔24aに連なって、ガス流路20の一部を構成している。弁ハウジング30の貫通孔30a内には、可動体70に設けられた弁体50が配設されている。   The valve housing 30 has a substantially ring shape, and a through hole 30a is formed at the center thereof. A flange portion 24 b of the nonmagnetic bush 24 is joined to the upstream end surface (the upper surface in FIG. 1) of the valve housing 30. The valve housing 30 and the nonmagnetic bush 24 are welded over the entire circumference. Thereby, the through hole 30a of the valve housing 30 and the through hole 24a of the nonmagnetic bush 24 are connected in an airtight manner. The through hole 30 a of the valve housing 30 is connected to the through hole 24 a of the nonmagnetic bush 24 and constitutes a part of the gas flow path 20. A valve body 50 provided in the movable body 70 is disposed in the through hole 30 a of the valve housing 30.

弁シート34は、弁ハウジング30の下流側部分(図1中の下側部分)に設けられている。弁シート34は、略円板形状を有しており、その中心部に貫通孔34aが形成されている。弁シート34と弁ハウジング30は、全周に亘って溶接されている。それにより、弁シート34の貫通孔34aと弁ハウジング30の貫通孔30aは、気密に接続されている。弁シート34の貫通孔34aは、弁ハウジング30の貫通孔30aに連なって、ガス流路20の一部を構成している。
弁シート34の上流側表面(図1中の上側表面)には、弁体50が当接するシート面34sが形成されている。シート面34sは平坦面であり、その中心部に貫通孔34aが開口している。弁体50がシート面34sに当接すると、弁ハウジング30の貫通孔30aと弁シート34の貫通孔34aの間が遮断され、ガス流路20が閉鎖される。弁体50がシート面34sから離間すると、弁ハウジング30の貫通孔30aと弁シート34の貫通孔34aの間が連通され、ガス流路20が開通する。
The valve seat 34 is provided in a downstream portion (a lower portion in FIG. 1) of the valve housing 30. The valve seat 34 has a substantially disc shape, and a through hole 34a is formed at the center thereof. The valve seat 34 and the valve housing 30 are welded over the entire circumference. Thereby, the through hole 34a of the valve seat 34 and the through hole 30a of the valve housing 30 are airtightly connected. The through hole 34 a of the valve seat 34 is connected to the through hole 30 a of the valve housing 30 and constitutes a part of the gas flow path 20.
On the upstream surface (upper surface in FIG. 1) of the valve seat 34, a seat surface 34s with which the valve body 50 abuts is formed. The sheet surface 34s is a flat surface, and a through hole 34a is opened at the center thereof. When the valve body 50 comes into contact with the seat surface 34s, the space between the through hole 30a of the valve housing 30 and the through hole 34a of the valve seat 34 is blocked, and the gas flow path 20 is closed. When the valve body 50 is separated from the seat surface 34s, the through hole 30a of the valve housing 30 and the through hole 34a of the valve seat 34 are communicated, and the gas flow path 20 is opened.

弁シート34の下流側表面(図1中の下側表面)には、ガイドノズル38を保持するためのノズルホルダ36が一体に形成されている。ノズルホルダ36は、略円筒形状を有しており、その中心部に弁シート34まで伸びる貫通孔36aが形成されている。
ガイドノズル38は、略円筒形状を有しており、その中心部に貫通孔38aが形成されている。ガイドノズル38は、ノズルホルダ36の貫通孔36aに固定されており、弁シート34の下流側表面に当接している。ガイドノズル38の貫通孔38aは、弁シート34の貫通孔34aに連通しており、ガス流路20の最下流部を構成している。即ち、ガス流路20を流れてきた水素ガスは、ガイドノズル38の開放端38eから吐出される。また、ガイドノズル38の貫通孔38a内には、後述する可動体70の弁軸40が伸びている。ガイドノズル38は、弁体50から伸びる弁軸40を摺動可能に支持している。
A nozzle holder 36 for holding the guide nozzle 38 is integrally formed on the downstream surface (the lower surface in FIG. 1) of the valve seat 34. The nozzle holder 36 has a substantially cylindrical shape, and a through hole 36a extending to the valve seat 34 is formed at the center thereof.
The guide nozzle 38 has a substantially cylindrical shape, and a through hole 38a is formed at the center thereof. The guide nozzle 38 is fixed to the through hole 36 a of the nozzle holder 36 and is in contact with the downstream surface of the valve seat 34. The through hole 38 a of the guide nozzle 38 communicates with the through hole 34 a of the valve seat 34 and constitutes the most downstream portion of the gas flow path 20. That is, the hydrogen gas that has flowed through the gas flow path 20 is discharged from the open end 38 e of the guide nozzle 38. Further, a valve shaft 40 of a movable body 70 described later extends in the through hole 38a of the guide nozzle 38. The guide nozzle 38 slidably supports a valve shaft 40 extending from the valve body 50.

図1、図3に示すように、ガイドノズル38の上流側端面(図1中の上側表面)には、複数の未反応ガス導入溝38bが形成されている。それぞれの未反応ガス導入溝38bは、ガイドノズル38の貫通孔38aからガイドノズル38の外周面38cまで、径方向に伸びている。複数の未反応ガス導入溝38bは、周方向に関して等間隔に形成されている。なお、本実施例では、4本の未反応ガス導入溝38bが90度間隔で形成されている。また、ガイドノズル38の外周面38cを保持しているノズルホルダ36には、ガイドノズル38の未反応ガス導入溝38bに対応する位置に、複数の未反応ガス導入孔36bが形成されている。ノズルホルダ36の未反応ガス導入孔36bは、ガイドノズル38の未反応ガス導入溝38bを通じて、ガイドノズル38の貫通孔38aまで連通している。
詳しくは後述するが、ノズルホルダ36の未反応ガス導入孔36bには、循環通路90の上流部92が接続されており、燃料電池82から排出される未反応の水素ガス(未反応ガス)が送られる。未反応ガスは、ガイドノズル38の未反応ガス導入溝38bを通じて、ガイドノズル38の貫通孔38aに供給される。このように、ガイドノズル38の未反応ガス導入溝38b及びノズルホルダ36の未反応ガス導入孔36bは、燃料電池82から排出される未反応ガスを、ガイドノズル38の貫通孔38aに供給する第2のガス流路を構成している。この第2のガス流路36b、38bは、後述する弁軸40の摺動突出部42よりも上流側の位置で、ガイドノズル38の貫通孔38aに合流している。
As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of unreacted gas introduction grooves 38 b are formed on the upstream end face (upper surface in FIG. 1) of the guide nozzle 38. Each unreacted gas introduction groove 38 b extends in the radial direction from the through hole 38 a of the guide nozzle 38 to the outer peripheral surface 38 c of the guide nozzle 38. The plurality of unreacted gas introduction grooves 38b are formed at equal intervals in the circumferential direction. In this embodiment, four unreacted gas introduction grooves 38b are formed at intervals of 90 degrees. The nozzle holder 36 that holds the outer peripheral surface 38 c of the guide nozzle 38 has a plurality of unreacted gas introduction holes 36 b at positions corresponding to the unreacted gas introduction grooves 38 b of the guide nozzle 38. The unreacted gas introduction hole 36 b of the nozzle holder 36 communicates with the through hole 38 a of the guide nozzle 38 through the unreacted gas introduction groove 38 b of the guide nozzle 38.
As will be described in detail later, the upstream portion 92 of the circulation passage 90 is connected to the unreacted gas introduction hole 36b of the nozzle holder 36, and unreacted hydrogen gas (unreacted gas) discharged from the fuel cell 82 is discharged. Sent. The unreacted gas is supplied to the through hole 38 a of the guide nozzle 38 through the unreacted gas introduction groove 38 b of the guide nozzle 38. Thus, the unreacted gas introduction groove 38b of the guide nozzle 38 and the unreacted gas introduction hole 36b of the nozzle holder 36 supply the unreacted gas discharged from the fuel cell 82 to the through hole 38a of the guide nozzle 38. 2 gas flow paths are formed. The second gas flow paths 36b and 38b merge with the through hole 38a of the guide nozzle 38 at a position upstream of a sliding protrusion 42 of the valve shaft 40 described later.

樹脂ケーシング74は、ステータコア18、非磁性ブッシュ24、弁ハウジング30を取り囲むように設けられている。樹脂ケーシング74は、インサート成形によって形成されており、その内部に電磁コイル72が埋設されている。電磁コイル72は、ステータコア18の一部を取り囲む位置に固定されている。樹脂ケーシング74には、コネクタ部76が形成されている。コネクタ部76には、複数の端子ピン78が設けられている。複数の端子ピン78には、電磁コイル72が電気的に接続されており、複数の端子ピン78を通じて電磁コイル72に通電されるように構成されている。コネクタ部76は、図示しないワイヤハーネスを介して外部の制御ユニットに接続される。   The resin casing 74 is provided so as to surround the stator core 18, the nonmagnetic bush 24, and the valve housing 30. The resin casing 74 is formed by insert molding, and an electromagnetic coil 72 is embedded therein. The electromagnetic coil 72 is fixed at a position surrounding a part of the stator core 18. A connector portion 76 is formed in the resin casing 74. The connector portion 76 is provided with a plurality of terminal pins 78. An electromagnetic coil 72 is electrically connected to the plurality of terminal pins 78, and the electromagnetic coil 72 is energized through the plurality of terminal pins 78. The connector part 76 is connected to an external control unit via a wire harness (not shown).

本体12のガス流路20内には、圧縮ばね22が配設されている。圧縮ばね22は、流入管16と弁体50の間に位置している。圧縮ばね22は、圧縮された状態となっており、弁体50を弁シート34に向けて付勢している。即ち、圧縮ばね22は、その付勢力によって弁体50を弁シート34のシート面34sに押し付け、ガス流路20を閉鎖している。   A compression spring 22 is disposed in the gas flow path 20 of the main body 12. The compression spring 22 is located between the inflow pipe 16 and the valve body 50. The compression spring 22 is in a compressed state and urges the valve body 50 toward the valve seat 34. That is, the compression spring 22 presses the valve body 50 against the seat surface 34 s of the valve seat 34 by the biasing force, and closes the gas flow path 20.

次に、可動体70の各部の構成について詳細に説明する。図1に示すように、可動体70は、本体12のガス流路20内であって、ステータコア18の下流側に位置している。可動体70は、弁軸40と弁体50とアーマチャ60を備えている。弁軸40と弁体50とアーマチャ60は、同軸上に位置している。弁軸40と弁体50とアーマチャ60は、軟磁性材料(詳しくは電磁ステンレス鋼)によって一体に形成されている。なお、弁軸40と弁体50については、必ずしも軟磁性材料で形成する必要はなく、例えば強度や耐腐食性に優れる材料を用いて形成してもよい。   Next, the configuration of each part of the movable body 70 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the movable body 70 is located in the gas flow path 20 of the main body 12 and downstream of the stator core 18. The movable body 70 includes a valve shaft 40, a valve body 50, and an armature 60. The valve shaft 40, the valve body 50, and the armature 60 are located on the same axis. The valve shaft 40, the valve body 50, and the armature 60 are integrally formed of a soft magnetic material (specifically, electromagnetic stainless steel). The valve shaft 40 and the valve body 50 are not necessarily formed of a soft magnetic material, and may be formed of a material having excellent strength and corrosion resistance, for example.

アーマチャ60は、可動体70の上流側部分を構成しており、ステータコア18の下流端に対向している。アーマチャ60は、略円筒形状を有しており、その中心部に弁体50まで伸びる貫通孔60aが形成されている。アーマチャ60の貫通孔60aは、ステータコア18の貫通孔18aと連通しており、ガス流路20の一部となっている。アーマチャ60の上流側部分は、電磁コイル72によって囲繞されている。アーマチャ60は、電磁コイル72によって、ステータコア18とともに磁化される。アーマチャ60及びステータコア18が磁化されると、アーマチャ60がステータコア18に引き付けられる。その結果、可動体70が、圧縮ばね22の付勢力に抗して、ステータコア18側へ移動する。   The armature 60 constitutes an upstream portion of the movable body 70 and faces the downstream end of the stator core 18. The armature 60 has a substantially cylindrical shape, and a through hole 60a extending to the valve body 50 is formed at the center thereof. The through hole 60 a of the armature 60 communicates with the through hole 18 a of the stator core 18 and is a part of the gas flow path 20. The upstream portion of the armature 60 is surrounded by an electromagnetic coil 72. The armature 60 is magnetized together with the stator core 18 by the electromagnetic coil 72. When the armature 60 and the stator core 18 are magnetized, the armature 60 is attracted to the stator core 18. As a result, the movable body 70 moves to the stator core 18 side against the urging force of the compression spring 22.

弁体50は、可動体70の中間部分を構成しており、弁シート34のシート面34sに対向している。弁体50には、周方向に並ぶ複数の溝52が形成されている。弁体50の溝52は、アーマチャ60の貫通孔60aと弁ハウジング30の貫通孔30aを互いに連通しており、ガス流路20の一部となっている。弁体50には、シート面34sに対向する位置に、可撓性を有するシール部材54が設けられている。シール部材54は、ゴム材料又は樹脂材料によって形成することができる。可動体70が弁シート34側へ移動すると、弁体50が弁シート34のシート面34sに当接する。このとき、ガス流路20は閉鎖される。可動体70がステータコア18側へ移動すると、弁体50が弁シート34のシート面34sから離間する。このとき、ガス流路20は開通される。   The valve body 50 constitutes an intermediate portion of the movable body 70 and faces the seat surface 34 s of the valve seat 34. The valve body 50 is formed with a plurality of grooves 52 arranged in the circumferential direction. The groove 52 of the valve body 50 connects the through hole 60 a of the armature 60 and the through hole 30 a of the valve housing 30 to each other, and is a part of the gas flow path 20. The valve body 50 is provided with a flexible seal member 54 at a position facing the seat surface 34s. The seal member 54 can be formed of a rubber material or a resin material. When the movable body 70 moves toward the valve seat 34, the valve body 50 comes into contact with the seat surface 34 s of the valve seat 34. At this time, the gas flow path 20 is closed. When the movable body 70 moves to the stator core 18 side, the valve body 50 is separated from the seat surface 34 s of the valve seat 34. At this time, the gas flow path 20 is opened.

弁軸40は、弁体50からガス流路20の下流側に向かって伸びている。弁軸40は、弁シート34の貫通孔34aを通過し、ガイドノズル38の開放端38e近傍まで伸びている。弁軸40の直径は、弁シート34の貫通孔34aやガイドノズル38の貫通孔38aの直径よりも小さく、弁シート34の貫通孔34aやガイドノズル38の貫通孔38a内には、水素ガスが流れる空間が確保されている。
図1、図2に示すように、弁軸40には、その軸方向の2箇所に、複数の摺動突出部42が形成されている。複数の摺動突出部42は、弁軸40からガイドノズル38に向けて放射状に伸びている。摺動突出部42の頂部42aは、ガイドノズル38の貫通孔38aの壁面に摺動可能に当接している。それにより、弁軸40は、ガイドノズル38の貫通孔38aに沿って移動可能に支持されている。即ち、可動体70が、ガス流路20に沿って移動可能に支持されている。隣り合う2つの摺動突出部42の間には、水素ガスが通過するための空間43が確保されている。
全ての摺動突出部42は、第2のガス流路を構成するガイドノズル38の未反応ガス導入溝38bよりも、下流側に設けられている。即ち、摺動突出部42とガイドノズル38が摺動する摺動部の全ては、ガイドノズル38の貫通孔38a内に未反応ガスが供給される位置よりも、下流側に位置している。
The valve shaft 40 extends from the valve body 50 toward the downstream side of the gas flow path 20. The valve shaft 40 passes through the through hole 34 a of the valve seat 34 and extends to the vicinity of the open end 38 e of the guide nozzle 38. The diameter of the valve shaft 40 is smaller than the diameter of the through hole 34a of the valve seat 34 and the through hole 38a of the guide nozzle 38, and hydrogen gas is contained in the through hole 34a of the valve seat 34 and the through hole 38a of the guide nozzle 38. A flowing space is secured.
As shown in FIGS. 1 and 2, the valve shaft 40 is formed with a plurality of sliding protrusions 42 at two locations in the axial direction. The plurality of sliding protrusions 42 extend radially from the valve shaft 40 toward the guide nozzle 38. The top portion 42 a of the sliding protrusion 42 is slidably in contact with the wall surface of the through hole 38 a of the guide nozzle 38. Thereby, the valve shaft 40 is supported so as to be movable along the through hole 38 a of the guide nozzle 38. That is, the movable body 70 is supported so as to be movable along the gas flow path 20. A space 43 through which hydrogen gas passes is secured between two adjacent sliding protrusions 42.
All the sliding protrusions 42 are provided on the downstream side of the unreacted gas introduction groove 38b of the guide nozzle 38 constituting the second gas flow path. That is, all of the sliding portions where the sliding protrusion 42 and the guide nozzle 38 slide are located on the downstream side of the position where the unreacted gas is supplied into the through hole 38 a of the guide nozzle 38.

以上、ガス供給弁10の構成について詳細に説明した。次に、ガス供給弁10の動作について説明する。電磁コイル72に通電されていない間、弁体50は、圧縮ばね22によって弁シート34に当接する位置に維持される。弁体50は弁シート34のシート面34sに押し付けられ、ガス流路20は閉鎖された状態となる。このとき、水素ガスの供給源から供給された水素ガス(一次供給ガス)は、ガス供給弁10から吐出されない。   The configuration of the gas supply valve 10 has been described in detail above. Next, the operation of the gas supply valve 10 will be described. While the electromagnetic coil 72 is not energized, the valve body 50 is maintained at a position where it contacts the valve seat 34 by the compression spring 22. The valve body 50 is pressed against the seat surface 34s of the valve seat 34, and the gas flow path 20 is closed. At this time, the hydrogen gas (primary supply gas) supplied from the hydrogen gas supply source is not discharged from the gas supply valve 10.

電磁コイル72に通電が行われると、電磁コイル72が磁場を発生し、ステータコア18及びアーマチャ60が励磁される。ステータコア18とアーマチャ60は互いに引き合い、アーマチャ60は弁体50とともにステータコア18側へ移動する。弁体50は弁シート34のシート面34sから離間し、ガス流路20が開通する。それにより、一次供給ガスが、ガス供給弁10から吐出される。   When the electromagnetic coil 72 is energized, the electromagnetic coil 72 generates a magnetic field, and the stator core 18 and the armature 60 are excited. The stator core 18 and the armature 60 attract each other, and the armature 60 moves to the stator core 18 side together with the valve body 50. The valve body 50 is separated from the seat surface 34s of the valve seat 34, and the gas flow path 20 is opened. Thereby, the primary supply gas is discharged from the gas supply valve 10.

上記したガス供給弁10の開閉動作に伴い、弁軸40の摺動突出部42は、ガイドノズル38の貫通孔38aの壁面に対して摺動する。従って、ガス供給弁10の開閉動作が繰り返されることにより、弁軸40の摺動突出部42やガイドノズル38の貫通孔38aの壁面は摩耗する。ただし、本実施例のガス供給弁10では、ガイドノズル38の貫通孔38a内に、燃料電池82から排出される未反応ガスが供給される。燃料電池82から排出される未反応ガスには、燃料電池82で発生した水や燃料電池82内を流れる冷却水によって、比較的に多くの水分が含まれている。従って、摺動突出部42とガイドノズル38との摺動部に、燃料電池82から排出される未反応ガスを供給することで、未反応ガス中の水分が潤滑剤として機能する。それにより、それらの摺動部の摩耗を有意に抑制することができる。また、未反応ガスは、弁体50や弁体50が当接するシート面34sよりも、下流側に供給される。従って、未反応ガスに含まれる水分によって、弁体50やシート面34sが腐食されるようなことがない。   As the gas supply valve 10 is opened and closed, the sliding protrusion 42 of the valve shaft 40 slides against the wall surface of the through hole 38 a of the guide nozzle 38. Therefore, when the opening and closing operation of the gas supply valve 10 is repeated, the wall surfaces of the sliding protrusion 42 of the valve shaft 40 and the through hole 38a of the guide nozzle 38 are worn. However, in the gas supply valve 10 of the present embodiment, unreacted gas discharged from the fuel cell 82 is supplied into the through hole 38 a of the guide nozzle 38. The unreacted gas discharged from the fuel cell 82 contains a relatively large amount of water due to water generated in the fuel cell 82 and cooling water flowing in the fuel cell 82. Therefore, by supplying the unreacted gas discharged from the fuel cell 82 to the sliding portion between the sliding protrusion 42 and the guide nozzle 38, the moisture in the unreacted gas functions as a lubricant. Thereby, abrasion of those sliding parts can be suppressed significantly. Further, the unreacted gas is supplied downstream from the valve body 50 and the seat surface 34s with which the valve body 50 abuts. Therefore, the valve body 50 and the seat surface 34s are not corroded by moisture contained in the unreacted gas.

上記したガス供給弁10において、弁軸40やガイドノズル38は、焼結材料や発泡材料のように、多孔質材料で形成することもできる。弁軸40やガイドノズル38を多孔質材料で形成すると、弁軸40とガイドノズル38の摺動部に供給された水分が、多孔質材料の空孔によって保持される。摺動部に供給される未反応ガスが一時的に減少しても、摺動部における摺動性が安定して確保される。なお、上記のように多孔質材料を採用する場合、弁軸40やガイドノズル38の全体を多孔質材料で形成する必要はない。少なくとも弁軸40とガイドノズル38の摺動部を多孔質材料で形成すればよい。即ち、弁軸40の摺動突出部42の頂部42aと、ガイドノズル38の貫通孔38aの壁面の少なくとも一方を、多孔質材料で形成すれば足りる。   In the gas supply valve 10 described above, the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 can be formed of a porous material such as a sintered material or a foamed material. When the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 are formed of a porous material, moisture supplied to the sliding portion between the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 is retained by the pores of the porous material. Even if the unreacted gas supplied to the sliding portion is temporarily reduced, the slidability in the sliding portion is stably secured. When the porous material is employed as described above, it is not necessary to form the entire valve shaft 40 and the guide nozzle 38 with the porous material. At least the sliding portion between the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 may be formed of a porous material. That is, it is sufficient to form at least one of the top part 42a of the sliding protrusion 42 of the valve shaft 40 and the wall surface of the through hole 38a of the guide nozzle 38 with a porous material.

上記したガス供給弁10において、弁軸40とガイドノズル38の互いに摺動する表面に、親水性を高める表面処理を行うことも有効である。親水性を高める表面処理として、例えば酸化チタンを蒸着する処理が好適である。この場合、弁軸40やガイドノズル38の表面全体に酸化チタンを蒸着してもよいし、互いに摺動する範囲のみに酸化チタンを蒸着してもよい。親水性を高める表面処理は、弁軸40とガイドノズル38の両者に行うことが好ましいが、弁軸40とガイドノズル38の一方のみに行っても、両者の摺動性を向上することができる。   In the gas supply valve 10 described above, it is also effective to perform a surface treatment that increases hydrophilicity on the surfaces of the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 that slide on each other. As the surface treatment for improving hydrophilicity, for example, a treatment for depositing titanium oxide is suitable. In this case, titanium oxide may be vapor-deposited on the entire surface of the valve shaft 40 and the guide nozzle 38, or titanium oxide may be vapor-deposited only in a range where they slide relative to each other. The surface treatment for increasing the hydrophilicity is preferably performed on both the valve shaft 40 and the guide nozzle 38, but if only one of the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 is performed, the slidability of both can be improved. .

以上、ガス供給弁10の構成、機能について詳細に説明した。次に、ガス供給弁10を用いた燃料電池システム100について説明する。図4に示すように、燃料電池システム100は、主に、燃料電池82と、ガス供給弁10を用いて構成されている。
ガス供給弁10には、一次供給通路96を通じて、水素ガスの供給源(図示省略)が接続されている。一次供給通路96は、ガス供給弁10の流入管16の開放端16eに接続されており、水素ガスの供給源から供給される一次供給ガスは、流入管16の開放端16eからガス供給弁10に導入される。ガス供給弁10は、燃料電池82に供給する一次供給ガスの供給量を調節し、燃料電池82が出力する電力量を調節する。
The configuration and function of the gas supply valve 10 have been described in detail above. Next, the fuel cell system 100 using the gas supply valve 10 will be described. As shown in FIG. 4, the fuel cell system 100 is mainly configured using a fuel cell 82 and a gas supply valve 10.
A hydrogen gas supply source (not shown) is connected to the gas supply valve 10 through a primary supply passage 96. The primary supply passage 96 is connected to the open end 16 e of the inflow pipe 16 of the gas supply valve 10, and the primary supply gas supplied from the hydrogen gas supply source is supplied from the open end 16 e of the inflow pipe 16 to the gas supply valve 10. To be introduced. The gas supply valve 10 adjusts the amount of primary supply gas supplied to the fuel cell 82 and adjusts the amount of power output from the fuel cell 82.

燃料電池システム100には、燃料電池82から排出される未反応ガスを燃料電池82に還流する循環通路90が設けられている。循環通路90は、燃料電池82から排出される未反応ガスをガス供給弁10に送る上流部92と、その未反応ガス及びガス供給弁10から吐出される一次供給ガスを燃料電池82に送る下流部94を備えている。循環流路90の上流部92には、未反応ガスを圧送するポンプ84が設けられている。
循環通路90の上流部92は、ガス供給弁10において、ノズルホルダ36の未反応ガス導入孔38bに接続されている。それにより、燃料電池82から排出される未反応ガスが、ガイドノズル38の貫通孔38aへ導入されるようになっている(図1参照)。即ち、未反応ガスに含まれる水分が、ガイドノズル38の貫通孔38aに供給される。
循環通路90の下流部94は、ガス供給弁10において、ガイドノズル38の貫通孔38aの開放端38eに接続されている。それにより、ガイドノズル38の貫通孔38aから吐出される一次供給ガス及び未反応ガスが、燃料電池82に送られる。
The fuel cell system 100 is provided with a circulation passage 90 for returning unreacted gas discharged from the fuel cell 82 to the fuel cell 82. The circulation passage 90 includes an upstream portion 92 that sends unreacted gas discharged from the fuel cell 82 to the gas supply valve 10, and a downstream that sends the unreacted gas and the primary supply gas discharged from the gas supply valve 10 to the fuel cell 82. A portion 94 is provided. A pump 84 that pumps unreacted gas is provided in the upstream portion 92 of the circulation channel 90.
The upstream portion 92 of the circulation passage 90 is connected to the unreacted gas introduction hole 38 b of the nozzle holder 36 in the gas supply valve 10. Thereby, the unreacted gas discharged from the fuel cell 82 is introduced into the through hole 38a of the guide nozzle 38 (see FIG. 1). That is, moisture contained in the unreacted gas is supplied to the through hole 38 a of the guide nozzle 38.
The downstream portion 94 of the circulation passage 90 is connected to the open end 38 e of the through hole 38 a of the guide nozzle 38 in the gas supply valve 10. Thereby, the primary supply gas and the unreacted gas discharged from the through hole 38 a of the guide nozzle 38 are sent to the fuel cell 82.

この燃料電池システム100では、燃料電池82から排出される未反応ガスが、ガイドノズル38の貫通孔38aに供給される。即ち、摺動突出部42とガイドノズル38との摺動部に、燃料電池82から排出される未反応ガスが供給される。その結果、未反応ガス中の水分が潤滑剤として機能し、摺動部の摩耗を有意に抑制することができる。   In this fuel cell system 100, unreacted gas discharged from the fuel cell 82 is supplied to the through hole 38 a of the guide nozzle 38. That is, the unreacted gas discharged from the fuel cell 82 is supplied to the sliding portion between the sliding protrusion 42 and the guide nozzle 38. As a result, moisture in the unreacted gas functions as a lubricant, and wear of the sliding portion can be significantly suppressed.

図5に示すように、燃料電池システム100では、循環通路90の下流部94に、水素ガスから水分を除去する気液分離器86と、気液分離器86によって除去された水を排水するドレン排出弁87を設けてもよい。それにより、燃料電池82に供給する水素ガスから、過剰な水分を除去することができる。なお、水分自体は、燃料電池82にとって有害な不純物ではないので、燃料電池82の動作不良を引き起こすことはない。しかしながら、水素ガス中の水分濃度が過剰となると、燃料電池82に供給される水素ガスの濃度が相対的に低下し、燃料電池82の出力が低下することがある。従って、ガス供給弁10よりも下流側の位置に気液分離器86を設けることによって、燃料電池82の出力を安定化することができる。   As shown in FIG. 5, in the fuel cell system 100, a gas-liquid separator 86 that removes moisture from hydrogen gas and a drain that drains water removed by the gas-liquid separator 86 are disposed in the downstream portion 94 of the circulation passage 90. A discharge valve 87 may be provided. Thereby, excess water can be removed from the hydrogen gas supplied to the fuel cell 82. Since moisture itself is not a harmful impurity for the fuel cell 82, it does not cause malfunction of the fuel cell 82. However, when the moisture concentration in the hydrogen gas becomes excessive, the concentration of the hydrogen gas supplied to the fuel cell 82 may be relatively lowered, and the output of the fuel cell 82 may be lowered. Therefore, by providing the gas-liquid separator 86 at a position downstream of the gas supply valve 10, the output of the fuel cell 82 can be stabilized.

また、図6に示すように、燃料電池システム100では、ポンプ84に代えて、エゼクタ88を用いることもできる。この場合、一次供給通路96に分岐路98を設け、水素ガスの供給源から供給される一次供給ガスをエゼクタ88に供給するとよい。それにより、エゼクタ88は、一次供給ガスの噴流を用いて、燃料電池82から排出される未反応ガスをガス供給弁10に送ることができる。なお、エゼクタ88で噴出させる一次供給ガスは、燃料電池82から排出される未反応ガスに比して、十分に少なくすることができる。従って、エゼクタ88で噴出させる一次供給ガスが、燃料電離82に供給する水素ガスの供給量に大きな影響を与えことはない。   As shown in FIG. 6, in the fuel cell system 100, an ejector 88 can be used instead of the pump 84. In this case, it is preferable to provide a branch passage 98 in the primary supply passage 96 and supply the primary supply gas supplied from the hydrogen gas supply source to the ejector 88. Thereby, the ejector 88 can send the unreacted gas discharged from the fuel cell 82 to the gas supply valve 10 using the jet of the primary supply gas. The primary supply gas ejected by the ejector 88 can be sufficiently reduced as compared with the unreacted gas discharged from the fuel cell 82. Accordingly, the primary supply gas ejected by the ejector 88 does not greatly affect the supply amount of the hydrogen gas supplied to the fuel ionization 82.

(第2実施例)
次に、第2実施例のガス供給弁110について説明する。図7は、第2実施例のガス供給弁110の縦断面図である。図8は、ガス供給弁110のガイドノズル38の近傍を拡大して示している。第2実施例のガス供給弁110では、第1実施例のガス供給弁10と比較して、ガイドノズル38の構成が変更されている。また、ガイドノズル38の構成の変更に伴って、ガイドノズル38を保持するノズルホルダ36の形状が変更されている。その他の構成については、第1実施例のガス供給弁10と同じであり、同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, the gas supply valve 110 of the second embodiment will be described. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the gas supply valve 110 of the second embodiment. FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the guide nozzle 38 of the gas supply valve 110. In the gas supply valve 110 of the second embodiment, the configuration of the guide nozzle 38 is changed compared to the gas supply valve 10 of the first embodiment. Further, the shape of the nozzle holder 36 that holds the guide nozzle 38 is changed in accordance with the change in the configuration of the guide nozzle 38. About another structure, it is the same as the gas supply valve 10 of 1st Example, attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits the description.

本実施例のガイドノズル38は、その全体が、多孔質材料である焼結金属によって形成されている。それにより、ガイドノズル38の内部には、多数の微細な空洞が形成されている。ガイドノズル38内の空洞は互いに繋がっており、ガイドノズル38内には微細な通路が多数形成されている。本実施例のガイドノズル38は、第1実施例のガイドノズル38と比較して、その肉厚が薄く形成されている。即ち、本実施例のガイドノズル38は、第1実施例のガイドノズル38と比較して、その外径が小さくなっている。それに伴い、ガイドノズル38を保持するノズルホルダ36の内径も小さくなっている。ここで、ガイドノズル38は、焼結金属に限られず、非金属の焼結材料や、金属又は非金属の発泡材料など、他の多孔質材料によって形成してもよい。
本実施例のノズルホルダ36は、第1実施例のノズルホルダ36と比較して、軸方向の長さが短縮されている。それにより、ガイドノズル38の外周面38cは、比較的に広く露出している。特に本実施例では、ガイドノズル38の長さが、弁軸40の上流側に設けられた摺動突出部42よりも上流側に留められている。
The guide nozzle 38 of this embodiment is entirely formed of a sintered metal that is a porous material. Thereby, a large number of fine cavities are formed inside the guide nozzle 38. The cavities in the guide nozzle 38 are connected to each other, and many fine passages are formed in the guide nozzle 38. The guide nozzle 38 of the present embodiment is formed thinner than the guide nozzle 38 of the first embodiment. That is, the outer diameter of the guide nozzle 38 of this embodiment is smaller than that of the guide nozzle 38 of the first embodiment. Accordingly, the inner diameter of the nozzle holder 36 that holds the guide nozzle 38 is also reduced. Here, the guide nozzle 38 is not limited to a sintered metal, and may be formed of another porous material such as a non-metallic sintered material or a metal or non-metallic foam material.
The nozzle holder 36 of the present embodiment has a shorter axial length than the nozzle holder 36 of the first embodiment. Thereby, the outer peripheral surface 38c of the guide nozzle 38 is exposed relatively widely. In particular, in the present embodiment, the length of the guide nozzle 38 is fixed on the upstream side of the sliding protrusion 42 provided on the upstream side of the valve shaft 40.

一方、本実施例のガイドノズル38及びノズルホルダ36には、第1実施例のガイドノズル38及びノズルホルダ36と異なり、未反応ガスを導入するための未反応ガス導入溝38bや未反応ガス導入孔36bが形成されていない。先に説明したように、本実施例のガイドノズル38内には、微細な通路が多数形成されている。この微細な通路は、未反応ガスを導入するための通路として機能する。従って、未反応ガスを導入するための溝や孔を必ずしも設ける必要がない。   On the other hand, unlike the guide nozzle 38 and nozzle holder 36 of the first embodiment, the guide nozzle 38 and nozzle holder 36 of the present embodiment introduce an unreacted gas introduction groove 38b for introducing unreacted gas and unreacted gas introduction. The hole 36b is not formed. As described above, many fine passages are formed in the guide nozzle 38 of this embodiment. This fine passage functions as a passage for introducing unreacted gas. Therefore, it is not always necessary to provide a groove or hole for introducing unreacted gas.

本実施例のガス供給弁110は、第1実施例のガス供給弁10と同様に、燃料電池システム100に採用することができる。ただし、本実施例のガス供給弁110では、図7に示すように、燃料電池システム100に循環通路90内に、ガイドノズル38を配置すればよい。循環通路90の上流部92及び下流部94を、ガイドノズル38の異なる位置にそれぞれ接続する必要はない。
なお、図7に示すガス供給弁110の配置方法は、第1実施例のガス供給弁10にも適用することができる。即ち、第1実施例のガス供給弁10を燃料電池システム100に採用する場合でも、循環通路90上にガス供給弁10を取り付け、循環通路90にガイドノズル38を配置すればよい。この場合でも、ノズルホルダ36の未反応ガス導入孔36bとガイドノズル38の未反応ガス導入溝38bを通じて、ノズルホルダ36の貫通孔36aに未反応ガスが導入される。
The gas supply valve 110 of the present embodiment can be employed in the fuel cell system 100 in the same manner as the gas supply valve 10 of the first embodiment. However, in the gas supply valve 110 of the present embodiment, the guide nozzle 38 may be disposed in the circulation passage 90 in the fuel cell system 100 as shown in FIG. It is not necessary to connect the upstream portion 92 and the downstream portion 94 of the circulation passage 90 to different positions of the guide nozzle 38, respectively.
The arrangement method of the gas supply valve 110 shown in FIG. 7 can also be applied to the gas supply valve 10 of the first embodiment. That is, even when the gas supply valve 10 of the first embodiment is employed in the fuel cell system 100, the gas supply valve 10 may be attached on the circulation passage 90 and the guide nozzle 38 may be disposed in the circulation passage 90. Even in this case, the unreacted gas is introduced into the through hole 36a of the nozzle holder 36 through the unreacted gas introduction hole 36b of the nozzle holder 36 and the unreacted gas introduction groove 38b of the guide nozzle 38.

図8に示すように、ガス供給弁110では、ガイドノズル38の外周面38cが、循環通路90の上流部92を流れる未反応ガスに晒される。ここで、図8中の矢印は、未反応ガスの流れを模式的に示している。ガイドノズル38は、焼結金属によって形成されており、その内部に多数の微小な通路が形成されている。従って、図9に示すように、未反応ガス及びそこに含まれる水分は、ガイドノズル38の外周面38cからガイドノズル38の内部を浸透していき、ガイドノズル38の貫通孔38aに到達する。ここで、図9中の矢印は、ガイドノズル38の内部を浸透する未反応ガス及び水分の流れを模式的に示している。それにより、弁軸40とガイドノズル38の摺動部、即ち、弁軸40の摺動突出部42の頂部42aと、ガイドノズル38の貫通孔38aの壁面が、水分によって潤滑される。また、ガイドノズル38は多孔質材料であるので、ガイドノズル38は十分な水分を保持しておくことができる。その結果、弁軸40とガイドノズル38の摺動部における摺動性が、未反応ガスの流量にかかわらず安定して確保される。   As shown in FIG. 8, in the gas supply valve 110, the outer peripheral surface 38 c of the guide nozzle 38 is exposed to unreacted gas flowing through the upstream portion 92 of the circulation passage 90. Here, the arrows in FIG. 8 schematically show the flow of the unreacted gas. The guide nozzle 38 is formed of sintered metal, and a large number of minute passages are formed therein. Accordingly, as shown in FIG. 9, the unreacted gas and moisture contained therein penetrate into the guide nozzle 38 from the outer peripheral surface 38 c of the guide nozzle 38 and reach the through hole 38 a of the guide nozzle 38. Here, the arrows in FIG. 9 schematically show the flow of unreacted gas and moisture that permeate the inside of the guide nozzle 38. Thereby, the sliding part of the valve shaft 40 and the guide nozzle 38, that is, the top part 42a of the sliding protrusion 42 of the valve shaft 40 and the wall surface of the through hole 38a of the guide nozzle 38 are lubricated by moisture. Further, since the guide nozzle 38 is a porous material, the guide nozzle 38 can hold a sufficient amount of moisture. As a result, the slidability in the sliding portion between the valve shaft 40 and the guide nozzle 38 is ensured stably regardless of the flow rate of the unreacted gas.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

第1実施例のガス供給弁の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the gas supply valve of 1st Example. 図1中のII−II線断面図。II-II sectional view taken on the line in FIG. 図1中のIII―III線断面図。III-III sectional view taken on the line in FIG. 燃料電池システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of a fuel cell system. 燃料電池システムの第1の変形例の構成を示す図。The figure which shows the structure of the 1st modification of a fuel cell system. 燃料電池システムの第2の変形例の構成を示す図。The figure which shows the structure of the 2nd modification of a fuel cell system. 第2実施例のガス供給弁の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the gas supply valve of 2nd Example. 第2実施例のガス供給弁のガイドノズル近傍を拡大して示す図。The figure which expands and shows the guide nozzle vicinity of the gas supply valve of 2nd Example. 第2実施例のガス供給弁の弁軸とガイドノズルの摺動部を拡大して示す図。The figure which expands and shows the sliding part of the valve shaft of a gas supply valve of 2nd Example, and a guide nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

10:ガス供給弁
12:本体
16:流入管
18:ステータコア
20:ガス流路
22:圧縮ばね
24:非磁性ブッシュ
30:弁ハウジング
34:弁シート
34s:シート面
36:ノズルホルダ
36b:未反応ガス導入孔(第2のガス流路の一部)
38:ガイドノズル
38b:未反応ガス導入溝(第2のガス流路の一部)
40:弁軸
42:弁軸の摺動突出部
50:弁体
60:アーマチャ
82:燃料電池
86:気液分離器
90:循環通路
100:燃料電池システム
110:第2実施例のガス供給弁
10: Gas supply valve 12: Main body 16: Inflow pipe 18: Stator core 20: Gas flow path 22: Compression spring 24: Nonmagnetic bush 30: Valve housing 34: Valve seat 34s: Seat surface 36: Nozzle holder 36b: Unreacted gas Introduction hole (part of second gas flow path)
38: Guide nozzle 38b: Unreacted gas introduction groove (a part of the second gas flow path)
40: Valve shaft 42: Sliding protrusion 50 of the valve shaft 50: Valve body 60: Armature 82: Fuel cell 86: Gas-liquid separator 90: Circulation passage 100: Fuel cell system 110: Gas supply valve of the second embodiment

Claims (9)

燃料電池に供給する水素ガスの供給量を調節するガス供給弁であり、
水素ガスが流れるガス流路を有する本体と、
前記ガス流路内に配設されており、前記ガス流路上に設けられた弁座部で前記ガス流路を開閉する弁体を備え、
前記弁体には、前記ガス流路に沿って伸びる軸部が設けられており、
前記本体には、前記弁体の軸部を摺動可能に支持する支持部が設けられており、
前記本体の支持部と前記弁体の軸部の互いに摺動する摺動部に、燃料電池から排出された未反応の水素ガスが供給されることを特徴とするガス供給弁。
A gas supply valve that adjusts the supply amount of hydrogen gas supplied to the fuel cell;
A main body having a gas flow path through which hydrogen gas flows;
A valve body that is disposed in the gas flow path and opens and closes the gas flow path with a valve seat provided on the gas flow path;
The valve body is provided with a shaft portion extending along the gas flow path,
The main body is provided with a support portion that slidably supports the shaft portion of the valve body,
An unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied to a sliding portion that slides between the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body.
前記弁体の軸部は、前記ガス流路を下流側に向かって伸びており、
前記本体の支持部は、前記弁座部よりも下流側に設けられており、
燃料電池から排出された未反応の水素ガスが、弁体及び弁座部よりも下流側に供給されることを特徴とする請求項1に記載のガス供給弁。
The shaft portion of the valve body extends toward the downstream side of the gas flow path,
The support portion of the main body is provided on the downstream side of the valve seat portion,
2. The gas supply valve according to claim 1, wherein unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied downstream of the valve body and the valve seat portion.
前記本体は、燃料電池から排出された未反応の水素ガスが供給される第2のガス流路をさらに有し、
前記第2のガス流路は、前記弁座部よりも下流側であって前記摺動部よりも上流側の位置で、前記ガス流路に合流していることを特徴とする請求項2に記載のガス供給弁。
The main body further includes a second gas flow path to which unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied,
The second gas flow path is joined to the gas flow path at a position downstream of the valve seat portion and upstream of the sliding portion. The gas supply valve described.
前記本体の支持部と前記弁体の軸部の少なくとも一方は、多孔質材料によって形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のガス供給弁。   The gas supply valve according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body is formed of a porous material. 前記本体の支持部は、多孔質材料によって形成されており、燃料電池から排出された未反応の水素ガスが、前記支持部の外周面に供給されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のガス供給弁。   The support portion of the main body is formed of a porous material, and unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell is supplied to the outer peripheral surface of the support portion. The gas supply valve according to any one of the above. 前記本体の支持部と前記弁体の軸部の少なくとも一方の表面には、親水性を高める処理が施されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のガス供給弁。   The gas supply according to any one of claims 1 to 5, wherein a treatment for increasing hydrophilicity is performed on at least one surface of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body. valve. 前記弁体の軸部には、その軸方向の少なくとも2箇所において、前記本体の支持部に向けて突出している複数の突出部が形成されており、
前記複数の突出部は、前記本体の支持部に摺動可能に当接していることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のガス供給弁。
The shaft portion of the valve body is formed with a plurality of projecting portions projecting toward the support portion of the main body in at least two locations in the axial direction thereof,
The gas supply valve according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of projecting portions are slidably in contact with a support portion of the main body.
燃料電池と、
前記燃料電池に供給する水素ガスの供給量を調節する請求項1から7のいずれか一項に記載のガス供給弁と、
燃料電池から排出された未反応の水素ガスを燃料電池に還流させる循環通路を備え、
前記本体の支持部と前記弁体の軸部の互いに摺動する摺動部が、前記循環通路内に配置されていることを特徴とする燃料電池システム。
A fuel cell;
The gas supply valve according to any one of claims 1 to 7, wherein a supply amount of hydrogen gas supplied to the fuel cell is adjusted.
A circulation passage for returning unreacted hydrogen gas discharged from the fuel cell to the fuel cell;
A fuel cell system, wherein sliding portions of the support portion of the main body and the shaft portion of the valve body that slide relative to each other are disposed in the circulation passage.
前記循環通路には、前記ガス供給弁よりも下流側に、気液分離器が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池システム。   9. The fuel cell system according to claim 8, wherein a gas-liquid separator is provided in the circulation passage on the downstream side of the gas supply valve.
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