JP5904128B2 - Fuel cell system having a relief valve - Google Patents
Fuel cell system having a relief valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP5904128B2 JP5904128B2 JP2013003199A JP2013003199A JP5904128B2 JP 5904128 B2 JP5904128 B2 JP 5904128B2 JP 2013003199 A JP2013003199 A JP 2013003199A JP 2013003199 A JP2013003199 A JP 2013003199A JP 5904128 B2 JP5904128 B2 JP 5904128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- gas
- relief valve
- valve
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Description
この発明は、リリーフ弁を有する燃料電池システムに関し、異物の逆流による弁への悪影響を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a fuel cell system having a relief valve, and relates to a technique for suppressing adverse effects on the valve due to the backflow of foreign matter.
燃料電池システムにおいて、燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給路にリリーフ弁が設けられ、リリーフ弁のガス放出側が希釈器に接続され、さらにガスが外気へ放出される燃料電池が知られている(特許文献1)。 In a fuel cell system, there is known a fuel cell in which a relief valve is provided in a fuel gas supply path for supplying fuel gas to the fuel cell, a gas discharge side of the relief valve is connected to a diluter, and further gas is released to the outside air (Patent Document 1).
希釈器には、カソード排ガスも排出される。そして、カソード排ガスには、燃料電池の反応により生じた生成水も含まれる。リリーフ弁が開いていない場合には、燃料ガス供給路から希釈器へガスが流れず、逆に、水分などの異物が、リリーフ弁に逆流し、リリーフ弁に悪影響を与える虞があった。 Cathode exhaust gas is also discharged to the diluter. The cathode exhaust gas also includes water produced by the reaction of the fuel cell. When the relief valve is not open, gas does not flow from the fuel gas supply path to the diluter, and on the contrary, foreign matters such as moisture may flow back to the relief valve, which may adversely affect the relief valve.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、リリーフ弁を有する燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵するガスタンクと、前記ガスタンクと前記燃料電池との間を結ぶガス供給管と、前記燃料電池からの排ガスを排出するガス排出管と、前記ガス供給管に設けられた減圧弁と、前記減圧弁と前記燃料電池との間に設けられたリリーフ弁と、前記リリーフ弁の排気口と前記ガス排出管とを結ぶ排気チューブと、を備え、前記リリーフ弁は、弁口と前記排気口とを有するハウジングと、弁口に設けられた弁座と、弁体と、前記弁体が開く圧力を調節する圧力調節ネジと、を有し、前記リリーフ弁の前記圧力調節ネジと前記排気口との間及び前記排気チューブに設けられた応力集中部と前記リリーフ弁との間の少なくとも一方にガス透過膜が設けられている。この形態の燃料電池システムによれば、ガス排出管から異物が混入しようとしても、排気チューブに設けられたガス透過膜によりあるいはリリーフ弁の圧力調節ネジと排気口との間に設けられたガス透過膜により、弁体と弁座との当接部分への異物の侵入を抑制することが可能となる。 (1) According to one aspect of the present invention, a fuel cell system having a relief valve is provided. The fuel cell system discharges exhaust gas from the fuel cell, a gas tank for storing fuel gas supplied to the fuel cell, a gas supply pipe connecting the gas tank and the fuel cell, and the fuel cell. A gas exhaust pipe, a pressure reducing valve provided in the gas supply pipe, a relief valve provided between the pressure reducing valve and the fuel cell, and an exhaust gas connecting the exhaust port of the relief valve and the gas exhaust pipe A relief valve, a housing having a valve port and the exhaust port, a valve seat provided in the valve port, a valve body, and a pressure adjusting screw for adjusting a pressure at which the valve body opens. And a gas permeable membrane is provided between at least one of the pressure adjusting screw of the relief valve and the exhaust port and between the stress concentration portion provided on the exhaust tube and the relief valve. . According to the fuel cell system of this aspect, even if a foreign substance tries to enter from the gas exhaust pipe, the gas permeation provided by the gas permeable membrane provided in the exhaust tube or between the pressure adjusting screw of the relief valve and the exhaust port is provided. The membrane makes it possible to prevent foreign matter from entering the contact portion between the valve body and the valve seat.
なお、本発明は種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池システムの他、リリーフ弁等の形態で実現することができる。 In addition, this invention can be implement | achieved with various forms, for example, can be implement | achieved with forms, such as a relief valve other than a fuel cell system.
第1の実施形態:
図1は、第1の実施形態にかかる燃料電池システム10を示す説明図である。本実施形態の燃料電池システムは、例えば車両の動力源として用いることが可能である。燃料電池システム10は、燃料電池100と、ガスタンク200と、コンプレッサ300と、希釈器270とを備える。燃料電池100は、水素と空気中の酸素とを反応させて電気エネルギーを発生させる電池である。本実施形態では、水素を「アノードガス」とも呼び空気を「カソードガス」とも呼ぶ。ガスタンク200は、燃料電池100に供給される水素を貯蔵するタンクである。燃料電池100とガスタンク200とは、アノードガス供給管210により接続されている。燃料電池100には、反応後のアノード排ガスを排出するアノードガス排気管250が設けられている。コンプレッサ300は、大気中の空気を集めて圧縮する。圧縮された空気は、カソードガス供給管310を介して燃料電池100に供給される。燃料電池100には、反応後のカソード排ガスを排気するためのカソードガス排気管350が設けられている。アノードガス排気管250及びカソードガス排気管には、希釈器270が設けられている。希釈器270は、アノード排ガス中の水素をカソード排ガスによって希釈する。
First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a
アノードガス供給管210には、ガスタンク200側から、減圧弁230、リリーフ弁400、遮断弁240が設けられている。減圧弁230は、ガスタンク200から供給される水素の圧力を調圧する。リリーフ弁400は、アノードガス供給管210内部の圧力が設定値以上に高くなった場合に開き、アノードガス供給管210内部の圧力が高くなりすぎないように調圧する。リリーフ弁400の出力ポートは、排気チューブ260を介して希釈器270に接続されている。なお、アノードガス供給管210のガスタンク200よりもさらに上流側には、ガスタンクにアノードガスを充填するためのアノードガス充填口220が設けられている。
The anode
図2は、本実施形態における車両停止時の動作を示す説明図である。図の横軸は時間であり、縦軸は、減圧弁230よりも下流側におけるアノードガス供給管210内部の圧力である。車両動作中の時は、減圧弁230は、減圧弁230よりも下流側におけるアノードガス供給管210内部の圧力が調圧弁調圧値上限よりも低くなるように調圧している。また、遮断弁240は開放されており、燃料電池100にアノードガスが供給される。車両が停止し、燃料電池100の動作が止められると、遮断弁が閉鎖され、アノードガス供給管210から燃料電池100へのアノードガスの供給が停止される。そのため、アノードガス供給管210内部の圧力が徐々に高くなっていく。アノードガス供給管210内部の圧力がリリーフ弁400の作動圧力以上となると、リリーフ弁400が開放し、アノードガス供給管210内部の圧力は、リリーフ弁400の作動圧力以上には上がらなくなる。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation when the vehicle is stopped in the present embodiment. The horizontal axis in the figure is time, and the vertical axis is the pressure inside the anode
ところで、リリーフ弁400の出力ポートの下流には、希釈器270が設けられている。希釈器270には、カソードガス排気管350も接続されている。カソード排ガスには、燃料電池100の反応で生じた水分も含まれている。リリーフ弁400が作動していない場合には、水分などの異物が、希釈器270からリリーフ弁400に向かって排気チューブ260中を逆流する可能性があり、逆流した異物によりリリーフ弁400の作動不良がおこる虞がある。
Incidentally, a
図3は、本実施形態で用いられるリリーフ弁400を模式的に示す説明図である。リリーフ弁400は、ハウジング410と、ピストン420と、圧力調節ネジ430と、出力ポート440と、バネ450と、ガス透過膜460と、を備える。ハウジング410は、中空部411を有する部材であり、入力ポート412と、弁座413とを備える。入力ポート412は、「弁口」とも呼ぶ。中空部411の出力ポート440側の内壁には、雌ネジ414が切られている。ピストン420は、ハウジング410の中空部411に配置される部材である。ピストン420は、入力ポート412側に弁体421を備える。ピストン420の入力ポート412と反対側は、バネ450を収める凹部422が形成されている。圧力調節ネジ430は、ハウジング410の中空部411に配置される部材である。圧力調節ネジ430の外縁には雄ネジ431が切られておる。圧力調節ネジ430と、ピストン420の凹部422と、の間にバネ450が配置されている。バネ450の伸張力により、ピストン420の弁体421が弁座413に押しつけられる。圧力調節ネジ430を回転させることにより、ピストン420と圧力調節ネジ430との間隔を変えることが可能であり、弁体421が開弁する圧力を変えることが可能である。出力ポート440は、圧力調節ネジ430側にガス透過膜460を備える。ガス透過膜460は、出力ポート440側から異物がハウジング410の中空部411侵入するのを抑制する。出力ポート440は、外周部に雄ネジ441を有する部材であり、ハウジング410と出力ポート440とを容易に分離することが可能である。そのため、ガス透過膜460の交換が容易である。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a
本実施形態においては、出力ポート440の内径φBの大きさは、入力ポート412の内径φA以上の大きさであることが好ましい。減圧弁230が故障して大量のアノードガスが流れてきても、容易に排出することが可能となる。また、減圧弁230の故障時に、減圧弁230より下流側のアノードガス供給管210内部の圧力の上昇を抑制することが可能となる。
In the present embodiment, the inner diameter φB of the
また、本実施形態においては、ガス透過膜460を備えているので、出力ポート440側からハウジング410の中空部411に異物が侵入するのを抑制することが可能となる。また、ガス透過膜460は、出力ポート440に取り付けられており、ハウジング410と出力ポート440とは容易に分離することが可能であるので、ガス透過膜460の交換が容易である。その結果、メンテナンス費用を削減することが可能となる。
In the present embodiment, since the gas
第2の実施形態:
図4は、第2の実施形態にかかる燃料電池システム11を示す説明図である。第2の実施形態にかかる燃料電池システム11は、第1の実施形態にかかる燃料電池システム10と、排気チューブの構成が異なる。第1の実施形態の排気チューブ260は、リリーフ弁400と、希釈器270とを直結している。これに対し、第2の実施形態の排気チューブ280は、排気チューブ280の中間に応力集中部282が設けられている点、及び応力集中部282とリリーフ弁400との間にガス透過膜281を備える点が異なっている。ガス透過膜281は、希釈器270からリリーフ弁400に向かって水等の異物が侵入しようとするのを抑制する。応力集中部282は、希釈器270から排気チューブ280に水等の異物が侵入し、排気チューブ280に内圧が掛かった場合に、応力集中部282が変形することにより他の部分に応力が掛かることを防止する。このような応力集中部282を設けることによって、ガス透過膜に過度の応力が掛かって破損することを防止できる。なお、応力集中部282の位置は、排気チューブ280のちょうど真ん中でなくても良い
Second embodiment:
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a fuel cell system 11 according to the second embodiment. The fuel cell system 11 according to the second embodiment differs from the
第2の実施形態では、希釈器270からリリーフ弁400に向かって異物が侵入しようとしても、ガス透過膜281により異物の侵入を抑制することが可能となる。また、異物はガス透過膜281で阻止できるため、リリーフ弁400に到達し難い。また、異物が侵入した場合、排気チューブ280とガス透過膜281を交換するだけで良く、リリーフ弁400を分解する必要がないため、メンテナンスが容易となる。
In the second embodiment, even if a foreign substance tries to enter from the
第1の実施形態のリリーフ弁400は、第1の実施形態のリリーフ弁400と同一の物でも良く、また、第1の実施形態のリリーフ弁400から、ガス透過膜460を除いたリリーフ弁であってもよい。第2の実施形態では、排気チューブ280上のガス透過膜281によって異物の侵入を抑制できるため、リリーフ弁400は、ガス透過膜460を備えなくても良い。
The
以上、いくつかの実施形態に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。 The embodiments of the present invention have been described above based on some embodiments. However, the embodiments of the present invention described above are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.
10、11…燃料電池システム
100…燃料電池
200…ガスタンク
210…アノードガス供給管
220…アノードガス充填口
230…減圧弁
240…遮断弁
250…アノードガス排気管
260…排気チューブ
270…希釈器
280…排気チューブ
281…ガス透過膜
300…コンプレッサ
310…カソードガス供給管
350…カソードガス排気管
400…リリーフ弁
410…ハウジング
411…中空部
412…入力ポート
413…弁座
414…雌ネジ
420…ピストン
421…弁体
422…凹部
430…圧力調節ネジ
431…雄ネジ
440…出力ポート
441…雄ネジ
450…バネ
460…ガス透過膜
φA、φB…内径
DESCRIPTION OF
Claims (1)
燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料ガスを貯蔵するガスタンクと、
前記ガスタンクと前記燃料電池との間を結ぶガス供給管と、
前記燃料電池からの排ガスを排出するガス排出管と、
前記ガス供給管に設けられた減圧弁と、
前記減圧弁と前記燃料電池との間に設けられたリリーフ弁と、
前記リリーフ弁の排気口と前記ガス排出管とを結ぶ排気チューブと、
を備え、
前記リリーフ弁は、
弁口と前記排気口とを有するハウジングと、
弁口に設けられた弁座と、
弁体と、
前記弁体が開く圧力を調節する圧力調節ネジと、
を有し、
前記リリーフ弁の前記圧力調節ネジと前記排気口との間、及び前記排気チューブに設けられた応力集中部と前記リリーフ弁との間、の少なくとも一方にガス透過膜が設けられている、リリーフ弁を有する燃料電池システム。 A fuel cell system having a relief valve,
A fuel cell;
A gas tank for storing fuel gas supplied to the fuel cell;
A gas supply pipe connecting the gas tank and the fuel cell;
A gas discharge pipe for discharging exhaust gas from the fuel cell;
A pressure reducing valve provided in the gas supply pipe;
A relief valve provided between the pressure reducing valve and the fuel cell;
An exhaust tube connecting the exhaust port of the relief valve and the gas exhaust pipe;
With
The relief valve is
A housing having a valve port and the exhaust port;
A valve seat provided at the valve opening;
The disc,
A pressure adjusting screw for adjusting the pressure at which the valve body opens;
Have
A relief valve in which a gas permeable film is provided between at least one of the pressure adjusting screw and the exhaust port of the relief valve and between the stress concentration portion provided in the exhaust tube and the relief valve. A fuel cell system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013003199A JP5904128B2 (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | Fuel cell system having a relief valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013003199A JP5904128B2 (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | Fuel cell system having a relief valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014135219A JP2014135219A (en) | 2014-07-24 |
JP5904128B2 true JP5904128B2 (en) | 2016-04-13 |
Family
ID=51413345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013003199A Active JP5904128B2 (en) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | Fuel cell system having a relief valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5904128B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6800790B2 (en) | 2017-03-21 | 2020-12-16 | 愛三工業株式会社 | Vehicle fuel cell system |
JP6674571B1 (en) | 2019-02-28 | 2020-04-01 | 川崎重工業株式会社 | Gas relief valve |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004200061A (en) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Aisin Seiki Co Ltd | Filter piping device and fuel cell system |
US7172825B2 (en) * | 2003-07-29 | 2007-02-06 | Societe Bic | Fuel cartridge with flexible liner containing insert |
JP4872231B2 (en) * | 2005-04-07 | 2012-02-08 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell system |
JP2007042433A (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Toyota Motor Corp | Piping structure and fuel cell system |
JP4898865B2 (en) * | 2009-04-13 | 2012-03-21 | 株式会社日本製鋼所 | Relief valve |
-
2013
- 2013-01-11 JP JP2013003199A patent/JP5904128B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014135219A (en) | 2014-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10167970B2 (en) | Safe valve for high pressure regulator | |
JP5559070B2 (en) | Ejector device for fuel cell | |
JP6469137B2 (en) | Fuel cell system | |
CN100449838C (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JP2016184259A (en) | Decompression device | |
JP5904128B2 (en) | Fuel cell system having a relief valve | |
CN102734481A (en) | Opening and closing valve for high-pressure gas | |
JP5425831B2 (en) | Pressure reducing valve with cutoff mechanism | |
CN101317293B (en) | Fuel cell system, fuel cell valve system, and fuel cell gas supply device | |
JP6207477B2 (en) | Fuel supply unit | |
JP5239376B2 (en) | Fuel cell system | |
JP5200496B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2010135214A (en) | Fuel cell system | |
JP5949898B2 (en) | Fuel cell system | |
CN101548423B (en) | Fuel cell system | |
JP2011222356A (en) | Fuel cell system | |
JP2009146855A (en) | Pressure regulator | |
CN103032579B (en) | Pressure air intake and exhaust volume amplifying device of exhaust valve | |
JP2010165639A (en) | Fuel cell system, and starting method thereof | |
JP2012189163A (en) | Non-return valve for high-pressure fluid | |
JP5228695B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2016184490A (en) | Hydrogen fuel supply system | |
KR20140077042A (en) | Hydrogen supply apparatus of fuel cell system | |
JP6852647B2 (en) | Fuel cell module | |
JP2014037865A (en) | High pressure gas container |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151110 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160216 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160229 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5904128 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |