特許 6878040 弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6878040

(24)【登録日】2021年5月6日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 27/00 20060101AFI20210517BHJP

   F16K 1/32 20060101ALI20210517BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20210517BHJP

   F16K 31/06 20060101ALN20210517BHJP

【ＦＩ】

   F16K27/00 D

   F16K1/32 E

   H01M8/04 N

   !F16K31/06 305Z

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-29381(P2017-29381)

(22)【出願日】2017年2月20日

(65)【公開番号】特開2018-135914(P2018-135914A)

(43)【公開日】2018年8月30日

【審査請求日】2019年7月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(74)【代理人】

【識別番号】100099128

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 康

(74)【代理人】

【識別番号】100129861

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 滝治

(72)【発明者】

【氏名】堀 良輔

(72)【発明者】

【氏名】矢橋 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】木田 浩司

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０８０００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３４２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３０６９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４８５３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／０４−８／０６６８

Ｆ１６Ｋ ２７／００−２７／１２

Ｆ１６Ｋ １／００− １／５４

Ｆ１５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部からのガス導入口と、ガスタンクへの連通口と、ガス消費機器へのガス供給口とを少なくとも備えた弁装置であって、
前記ガス導入口は逆止弁を備え、前記ガスタンクへの連通口と前記ガス供給口は開閉弁を備え、
前記ガス導入口と前記ガスタンクへの連通口とは第１のガス流路で連通しており、前記第１のガス流路から分岐部を介して第２のガス流路が分岐しており、前記第２のガス流路は前記ガス供給口に接続しており、
前記第１のガス流路は屈曲部を有しており、前記第２のガス流路への分岐部は、前記第１のガス流路の前記屈曲部と前記ガスタンクへの連通口との間に位置しており、前記屈曲部と前記分岐部との間における前記第１のガス流路内には、内部空間を前記第１のガス流路の方向と平行な複数の空間に分割して上流からのガスの流れを前記第１のガス流路の方向と平行な方向に整えることのできる整流部材が配置されていることを特徴とする弁装置。

【請求項2】

請求項１に記載の弁装置であって、前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路は断面円形であり、前記整流部材の長さは前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路の直径の１．５倍以上であることを特徴とする弁装置。

【請求項3】

請求項１に記載の弁装置であって、前記整流部材は、前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路の方向に平行な長孔を有する部材であることを特徴とする弁装置。

【請求項4】

請求項１に記載の弁装置であって、前記整流部材は、前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路の方向に平行な１枚以上の平板で形成されていることを特徴とする弁装置。

【請求項5】

外部からのガス導入口と、ガスタンクへの連通口と、ガス消費機器へのガス供給口とを少なくとも備えた弁装置であって、
前記ガス導入口は逆止弁を備え、前記ガスタンクへの連通口と前記ガス供給口は開閉弁を備え、
前記ガス導入口と前記ガスタンクへの連通口とは第１のガス流路で連通しており、前記第１のガス流路から分岐部を介して第２のガス流路が分岐しており、前記第２のガス流路は前記ガス供給口に接続しており、
前記第１のガス流路は屈曲部を有しており、前記第２のガス流路への分岐部は、前記第１のガス流路の前記屈曲部と前記ガスタンクへの連通口との間に位置しており、前記第１のガス流路内には前記屈曲部の下流側の前記第１のガス流路を２つに区分けする流路区分け材が配置されており、
該流路区分け材で区分けされた一方の流路は前記ガス導入口に連通し、他方の流路は前記分岐部を介して前記第２のガス流路に連通しており、前記流路区分け材の下端部は前記分岐部より下流側に位置していることを特徴とする弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池車には、車載のガスタンクから燃料電池への水素の供給と停止を制御するための弁装置が搭載されている。その一例が特許文献１に記載されており、その弁装置は、ガスタンクに接続するガス流路を備え、ガスタンク内の高圧の水素ガスは該ガス流路に配置した電磁弁を通過した後、減圧弁を通過して燃料電池に供給されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−８０００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

燃料電池車において、一般に、車載のガスタンクには外部の水素ステーションから高圧の水素ガスが充填される。そして、特許文献１に記載の弁装置のように、ガスタンクに充填された水素ガスが、弁装置内のガス流路を通ってガス消費機器である燃料電池に供給される。この種の弁装置において、水素ステーション等である外部からのガス導入口とガスタンクへの連通口とを連通するガス流路が屈曲部を有しない実質的に直線状の流路である場合には、供給されるガスはガス流路内を、該ガス流路に平行なほぼ整流の状態で流下する。しかし、ガス流路が途中にたとえば９０度に屈曲する屈曲部を有する場合、該屈曲部を通過するときにガスの流れに乱れが生じ、本発明者らの実験では、旋回流となる場合があることを経験した。

【0005】

そのような屈曲部の下流側に、ガス消費機器である燃料電池への分岐ガス流路が分岐している形状を備えた弁装置の場合、ガスタンクへのガス充填時に、屈曲部の下流側を流れる旋回流をなすガス流に起因して、前記分岐ガス流路内にガスの一部が入り込むことが考えられる。ガスに少量の水分が含まれていると、その水分が、ガス消費機器側の開閉弁に付着する恐れがある。そのような水分の付着は弁の初期作動に、不安定要素を持ち込むので、回避する必要がある。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、外部からのガス導入口と、ガスタンクへの連通口と、ガス消費機器へのガス供給口とを少なくとも備えた弁装置において、前記ガス導入口と前記ガスタンクへの連通口とを接続するガス流路が屈曲部を有し、該屈曲部の下流側にガス消費機器へのガス供給口への分岐ガス流路が位置する形態の弁装置であっても、前記分岐ガス流路内にガス内に含まれる水分が入り込むのを効果的に抑制することのできる弁装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による第１の形態の弁装置は、外部からのガス導入口と、ガスタンクへの連通口と、ガス消費機器へのガス供給口とを少なくとも備えた弁装置であって、前記ガス導入口は逆止弁を備え、前記ガスタンクへの連通口と前記ガス供給口は開閉弁を備え、前記ガス導入口と前記ガスタンクへの連通口とは第１のガス流路で連通しており、前記第１のガス流路から分岐部を介して第２のガス流路が分岐しており、前記第２のガス流路は前記ガス供給口に接続しており、前記第１のガス流路は屈曲部を有しており、前記第２のガス流路への分岐部は、前記第１のガス流路の前記屈曲部と前記ガスタンクへの連通口との間に位置しており、前記屈曲部と前記分岐部との間における前記第１のガス流路内には、上流からのガスの流れを前記第１のガス流路の方向と平行な方向に整えることのできる整流部材が配置されていることを特徴とする。

【0008】

上記第１の形態の弁装置では、ガスタンクへのガス充填時において、前記第１のガス流路内を通過するガスは、前記屈曲部で旋回流を含む乱流状態となるが、前記整流部材を通過する過程で、その流れは第１のガス流路の方向と平行な方向に整流され、旋回理由は消滅する。そして、その整流状態は、第２のガス流路への分岐部を通過するときにも、そのまま維持されるので、第２のガス流路内にガス流が入り込むことは実質的に生じない。したがって、ガス流に水が混入している場合でも、前記ガス供給口に設けた開閉弁の作動に不都合が発生する事態を回避することができる。

【0009】

本発明者らの実験では、前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路が断面円形である場合に、前記整流部材の長さは前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路の直径の１．５倍以上であれば、ガス流の整流化という目的を、十分に達成することができた。

【0010】

第１の形態の弁装置において、前記整流部材は、上流からのガスの流れを前記第１のガス流路の方向と平行な方向に整えることのできる形状のものであれば、特に制限はない。本発明者らの実験では、前記整流部材が、前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路の方向に平行な長孔を有する部材であること、あるいは、前記屈曲部より下流側の前記第１のガス流路の方向に平行な１枚以上の平板で形成されていることは、製造の容易性の観点からも、好適な整流部材となる。

【0011】

本発明による第２の形態の弁装置は、外部からのガス導入口と、ガスタンクへの連通口と、ガス消費機器へのガス供給口とを少なくとも備えた弁装置であって、前記ガス導入口は逆止弁を備え、前記ガスタンクへの連通口と前記ガス供給口は開閉弁を備え、前記ガス導入口と前記ガスタンクへの連通口とは第１のガス流路で連通しており、前記第１のガス流路から分岐部を介して第２のガス流路が分岐しており、前記第２のガス流路は前記ガス供給口に接続しており、前記第１のガス流路は屈曲部を有しており、前記第２のガス流路への分岐部は、前記第１のガス流路の前記屈曲部と前記ガスタンクへの連通口との間に位置しており、前記第１のガス流路内には前記屈曲部の下流側の前記第１のガス流路を２つに区分けする流路区分け材が配置されており、該流路区分け材で区分けされた一方の流路は前記ガス導入口に連通し、他方の流路は前記分岐部を介して前記第２のガス流路に連通しており、前記流路区分け材の下端部は前記分岐部より下流側に位置していることを特徴とする。

【0012】

上記第２の形態の弁装置では、ガスタンクへのガス充填時において、前記第１のガス流路内を通過するガスは、前記屈曲部で旋回流を含む乱流状態となった場合であっても、流路区分け材で区分けされた一方の流路を通過して前記ガスタンクへの連通口に流れ込む。前記流路区分け材の下端部は前記分岐部より下流側に位置しており、一方の流路を流れる過程で、その流れが前記分岐部を介して第２のガス流路内に流入することはない。したがって、ガスタンクへのガス充填時にガス流に水が混入している場合でも、その水が第２のガス流路内に入り込むことはない。それにより、運転開始時等に、前記ガス供給口に設けた開閉弁の作動に不都合が発生する事態を回避することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明による弁装置を用いることにより、例えば、外部の水素ステーションから車載のガスタンクに高圧の水素ガスを充填するときに、ガス消費機器である燃料電池等への分岐ガス流路にガスに含まれる水が浸入するのを、阻止することができる。それにより、運転開始時に弁作動の不具合に起因してガス消費機器に生じる恐れのある作動の不具合を、回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明による第１の形態の弁装置の一実施の形態を示す断面図。

【図2】整流部材の具体例を示す図。

【図3】第１の形態の弁装置でのガスの流れを示す模式図（図３（ａ））と整流部材を備えない場合でのガスの流れを示す模式図（図３（ｂ））。

【図4】第２の形態の弁装置の一実施の形態を示す図。

【図5】図４に示す弁装置において、ガスタンクからガス消費機器へガスを供給するときのガスの流れを示す図。

【図6】第２の形態の弁装置の他の実施例における遮蔽体を説明する断面図。

【図7】第２の形態の弁装置の他の実施の形態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。この例において、弁装置１００は、燃料電池車に搭載されるガスタンク１に付設されるものであり、ボディ２を有する。ボディ２には、外部からのガス導入口としての逆止弁１０を備える。逆止弁１０は従来知られたものであってよい。逆止弁１０の一端は充填入口部１１であり、そこに、外部の水素ステーション５に設置された充填機６の供給ノズルが接続されることで、蓄ガス器７に貯留されている高圧水素ガスが、弁装置１００内に導入される。

【0016】

［第１の形態］
逆止弁１０の出側は、ボディ２内に形成された第１のガス流路２０に接続している。第１のガス流路２０は横断面が円形であり、その一部に、９０度に折れ曲がった屈曲部２１を有している。第１のガス流路２０の前記屈曲部２１より下流側の部分（以下、この部分を「第１のガス流路の下流部２２」という）は直線状であり、その端部は、ボディ２内に形成されたより直径の大きい円筒部２５の先端側に接続している。該円筒部２５には、ガスタンク１内への連通口２６が形成されており、連通口２６を通して、高圧の水素ガスがガスタンク１に高圧充填される。

【0017】

前記円筒部２５には、例えば電磁弁である開閉弁３０の可動弁部分３１が進退自在に挿入されており、該可動弁部分３１が前進することで前記連通口２６は閉じた状態となり、後退することで連通口２６は開いた状態となる。連通口２６が開いた状態のときに、第１のガス流路２０はガスタンク１内に連通した状態となる。

【0018】

前記第１のガス流路２０における前記屈曲部２１と前記ガスタンク１への連通口２６との間、すなわち、前記した第１のガス流路の下流部２２の適所には分岐部２３が形成されており、該分岐部２３から、前記第１のガス流路の下流部２２の中心軸線の方向から９０度の方向に分岐する、第２のガス流路２４が分岐している。第２のガス流路２４の下流側の端部は、例えば電磁弁である開閉弁４０に接続しており、該開閉弁４０が閉じているときには第２のガス流路２４の出側は閉鎖された状態となり、開閉弁４０が開くことで、第２のガス流路２４の出側は、開閉弁４０を介して、減圧弁３および車両に搭載された燃料電池４に接続した状態となる。それにより、燃料電池４には燃料として水素が供給される。なお、この電磁弁である開閉弁４０は、例えば前記した特許文献１に記載されるような従来知られたものであってよく、開閉弁４０の詳細な説明は省略する。

【0019】

前記第１のガス流路の下流部２２であって、前記分岐部２３よりも上流側の部分には、すなわち、前記第１のガス流路２０における前記屈曲部２１と前記分岐部２３との間の部分には、その内部に整流部材５０が配置されている。整流部材５０は、上流からのガスの流れを、前記第１のガス流路の下流部２２の中心軸線の方向に平行な流れとなるように、整えることができる形状を備えたものである。また、円筒状である前記第１のガス流路の下流部２２の直径をＤとしたときに、整流部材５０の軸線方向の長さＬは、好ましくは、Ｌ≧１．５Ｄとされる。

【0020】

図２は、前記整流部材５０の具体的な形状のいくつかの例を、第１のガス流路２０における前記屈曲部２１と前記分岐部２３との間の部分内に配置した状態で示している。図２（ａ）〜図２（ｄ）において、上位の図は平面図であり、下位の図は上位の図のｓ−ｓ線に沿う断面図である。

【0021】

図２（ａ）に示す整流部材５０ａは、外径がＤであり、長さがＬである円筒体５１と、前記円筒体５１の内周面における最大直径部分に、円筒体５１の軸線方向に立設した長さＬの１枚の垂直壁部５２とで構成されている。整流部材５０ａの内部空間は、垂直壁部５２によって、軸方向で２分割されている。図２（ｂ）に示す整流部材５０ｂは、図２（ａ）に示す整流部材５０ａにおける垂直壁部５２に直交するようにしてもう一枚の垂直壁部５３を一体形成したものである。ここでは、整流部材５０ｂの内部空間は、垂直壁部５２と５３とによって、軸方向で４分割されている。

【0022】

図２（ｃ）に示す整流部材５０ｃは、対角線の長さがＤであり長さがＬである直方体５５の中央部に直径ｄである円筒状の連通孔５６を１個形成したものである。図２（ｃ）の上位の図に示されるように、この整流部材５０ｃを第１のガス流路２０における前記屈曲部２１と前記分岐部２３との間の部分に配置することで、前記第１のガス流路の下流部２２の内部空間は、第１のガス流路の内周面と前記直方体５５の４つの外周壁とで区画される４つの空間５７と前記円筒状の連通孔５６である空間の５個の空間に分けられる。そして、５個の空間はすべて前記第１のガス流路の下流部２２の軸心線に平行な空間となる。

【0023】

図２（ｄ）に示す整流部材５０ｄは、直方体５５の形状は図２（ｃ）に示した整流部材５０ｃのものと同じであるが、該直方体５５に形成される貫通孔の形状において、異なっている。整流部材５０ｄでは、前記貫通孔５８は、直径ｄ１（＜ｄ）の円筒状であり、その適数個（図示のものでは４個）が、周方向に均等に分布するようにして、直方体５５内に形成されている。この整流部材５０ｄを第１のガス流路２０における前記屈曲部２１と前記分岐部２３との間の部分に配置することで、前記第１のガス流路の下流部２２の内部空間は、第１のガス流路の内周面と前記直方体５５の４つの外周壁とで区画される４つの空間５７と４個の円筒状の連通孔５８からなる４つの空間の計８個の空間に分けられる。そして、ここでも、８個の空間はすべて前記第１のガス流路の下流部２２の軸心線に平行な空間となる。

【0024】

図３を参照して、上記弁装置１００の作動状態について説明する。図３は、弁装置１００における、前記した第１のガス流路２０と、該第１のガス流路２０の屈曲部２１より下流側の部分である第１のガス流路の下流部２２と、該第１のガス流路の下流部２２における前記分岐部２３から９０度方向に分岐している第２のガス流路２４の部分を、模式的に示す拡大図である。そして、図３（ａ）は、本実施の形態での整流部材５０を備えた弁装置１００におけるガスの流れを、図３（ｂ）は、同じ弁装置であるが整流部材５０を備えない場合でのガスの流れを示している。

【0025】

車載のガスタンク１に、外部の水素ステーション５から高圧水素ガスを充填するとき、第１のガス流路の下流部２２の端部に設けた開閉弁３０は開とされ、第２のガス流路２４に設けた開閉弁４０は閉とされる。水素ステーション５からの高圧水素ガスは、充填機６の操作によって、逆止弁１０を通って第１のガス流路２０内に流入し、ガスタンク１への連通口２６からガスタンク１内に充填される。ガスをガスタンク１へ充填するときは、ガスタンク１内は低圧であり、第１のガス流路２０内を通過するガス流ｆは、高速な流れとなる。また、このガス流ｆは、通常、第１のガス流路２０の軸心線に沿った平行流となっている。

【0026】

第１のガス流路２０内のガス流ｆは、第１のガス流路２０の前記屈曲部２１に到達し、そこで９０度の角度で向きを変える。高速流となっているガス流ｆは、この流れの向きが変わることで、図３（ｂ）に示すように、渦流ｆ１となる。そして、渦流ｆ１の状態で第１のガス流路の下流部２２を通過し、ガスタンク１への連通口２６に到達する。もしガス流ｆに水が混入している場合、図３（ｂ）に示すように、前記渦流ｆ１が第２のガス流路２４への分岐部２３を通過するときに、ガス中の水が遠心力によって、第２のガス流路２４内へ侵入する恐れがある。

【0027】

ガスタンク１への所定量のガスの充填が終了した時点で、開閉弁３０を閉じ、車両から充填機６の供給ノズルは外される。車載の燃料電池４を駆動するときに、開閉弁３０は開状態とされ、ガスタンク１と第１のガス流路２０は連通口２６を介して連通した状態となり、ガスタンク１の高圧の水素ガスは、第２のガス流路２４を通って開閉弁４０に到達する。開閉弁４０が開状態となったときに、水素ガスは減圧弁３によって圧制御されて、ガス消費機器である燃料電池４に供給される。

【0028】

上記燃料電池への水素ガスの供給過程で、前記のように第２のガス流路２４内に水が浸入していると、ガス流とともに水が開閉弁４０内に流入することとなり、開閉弁４０の作動に変調を生じさせる。弁装置１００が低温環境に置かれていた場合などには、第２のガス流路２４の水が凍結することも起こりうるので、第２のガス流路２４での水の存在が開閉弁４０へ与える影響は一層大きくなる。

【0029】

図３（ａ）に示すように、上記実施の形態の弁装置１００では、第１のガス流路の下流部２２であって、分岐部２３よりも上流側の部分に、すなわち、前記第１のガス流路２０における前記屈曲部２１と前記分岐部２３との間の領域に、整流部材５０（例えば、図２に示した形態の５０ａ〜５０ｄの何れか）が配置されている。そのために、整流部材５０の上流側でガス流ｆが渦流ｆ１となっているときでも、該整流部材５０内を通過する過程で、前記渦流ｆ１は、整流部材５０により形成された貫通孔５６、５８あるいは空間５７の軸心線に平行な流れに整流される。結果、整流部材５０を通過した後のガス流ｆ２は、第１のガス流路の下流部２２の中心軸線の方向と平行な方向の流れとなる。そのために、そのガス流ｆ２が前記第２のガス流路２４との分岐部２３を通過するときに、第２のガス流路２４に向けた偏向流が生じることはなく、それにより、ガス流ｆに水が含まれている場合であっても、その水が第２のガス流路２４内に浸入するのを確実に回避することができる。

【0030】

なお、上記の説明では、弁装置１００の第１のガス流路２０を通過するガスは水素ガスであり、水素ガスを消費する機器は車載の燃料電池４であるとして説明したが、弁装置１００の使用用途は、これに限らない。第１のガス流路２０が屈曲部２１を有し、第２のガス流路２４への分岐部２３が、第１のガス流路２０の前記屈曲部２１と適宜のガスタンクへの連通口２６との間に位置している構成を備える弁装置であれば、任意の用途にある弁装置に上記した「整流部材」を配置することで、本発明の所期の目的は達成することができる。第１のガス流路２０を流れるガスも水素に限られない。また、屈曲部として９０度に折れ曲がる屈曲部２１を示したが、屈曲の角度は任意であり９０度は例示である。

【0031】

さらに、上記の説明では、前記屈曲部２１より下流側の第１のガス流路２０は断面円形であり、その直径をＤとし、整流部材５０の軸心線方向の長さＬとしたときに、好ましくは、Ｌ≧１．５Ｄとされるものとしたが、本発明者らの実験では、Ｌ≧１．５Ｄの条件を満たすことで、高い確率で上流側での渦流ｆ１を整流ｆ２に直すことができた。Ｌ＜１．５Ｄの場合には、渦流ｆ１の条件によっては、整流部材５０を通過した後でも渦成分が残っていることが観察された。また、渦流ｆ１の旋回流の強さは、当初のガス流ｆの持つ運動条件は同じであっても、第１のガス流路２０と第１のガス流路の下流部２２の直径の大きさ、さらには前記屈曲部２１の屈曲角度によって、変化するので、実験的に、Ｌ≧１．５Ｄの最適条件を選択することが好ましい。

【0032】

［第２の形態］
弁装置の第２の形態を説明する。第２の形態の弁装置は、第１の形態の弁装置１００における「整流部材５０（５０ａ〜５０ｄ）」に変えて、以下に説明する「流路区分け材」を用いる点でのみ、構成において第１の形態の弁装置１００と相違する。弁装置の用途や対象となるガスの種類等は、第１の形態の弁装置１００と同じである。したがって、以下の説明では、主に「流路区分け材」に係る構成のみを説明し、他の構成は説明および図示を省略する。

【0033】

図４は、第２の形態の弁装置における、図３（ａ）に相当する図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図３に示すと同じ部材には、同じ符号を付している。

【0034】

この実施の形態において、前記第１のガス流路２０における前記屈曲部２１より下流の部位（第１のガス流路の下流部２２）には、該流路をガスの流れ方向に２分割する位置、すなわち、第１のガス流路２０の下流部２２の軸線方向に沿って、平板状の流路区分け材６０が配置されている。図示の例では、流路区分け材６０は、図４（ｂ）に示すよう、第１のガス流路２０の下流部２２の直径と同じ横幅である。そして、図４（ａ）に示すように、その上端部は第１のガス流路２０の屈曲部２１における天面部に当接しており、下端部は、分岐部２３よりも下流側に位置している。

【0035】

それにより、第１のガス流路２０の下流部２２は、流路区分け材６０が存在する部位では軸線方向に２つに区分けされ、流路区分け材６０の下端部より下流において、２つの流路は合流する。区分けされた一方の流路２２ａは、前記屈曲部２１よりも上流側の第１のガス流路２０に連通しており、前記ガス導入口につながっている。区分けされた他方の流路２２ｂは、流路区分け材６０が存在する部位に形成されている前記分岐部２３を介して前記第２のガス流路２４に連通している。

【0036】

上記の上記弁装置の作動状態について説明する。車載のガスタンク１への外部の水素ステーション５からの高圧水素ガスの充填は、第１の形態の弁装置１００と同様にして行われる。図１に示す逆止弁１０を通って第１のガス流路２０内に流入したガスは、ガス流ｆとなって、第１のガス流路２０内を高速な流れとなって流れる。

【0037】

第１のガス流路２０内のガス流ｆは、第１のガス流路２０の前記屈曲部２１に到達し、屈曲部２１に位置している前記流路区分け材６０に衝突することで下方に向きを変える。衝突により乱流状態となり、その状態で、区分けされた一方の流路２２ａ内を流下する。そして、ガスタンク１への連通口２６に到達する。流路区分け材６０は、その下端部を前記分岐部２３よりも下流側に位置させている。そのために、一方の流路２２ａ内を流下するガス流が、乱流であっても整流であっても、前記分岐部２３を介して前記第２のガス流路２４に流れ込むことはない。したがって、ガス流ｆに水が含まれている場合であっても、その水が第２のガス流路２４内に浸入するのを確実に回避することができる。

【0038】

第１の形態の弁装置１００と同じように、燃料電池４に燃料としての水素をガスタンクから供給するときのガスの流れは、図５に示すガス流ｆａのようになる。すなわち、ガスタンクからの高圧ガスは、最初に流路区分け材６０で区分けされた２つの流路２２ａ，２２ｂに流入するが、一方の流路２２ａは逆止弁によって閉鎖されており、一方の流路２２ａから外部には流出しない。一方、他方の流路２２ｂの上端部は、流路区分け材６０の上端部が第１のガス流路２０の屈曲部２１における天面部に当接していることで閉鎖されているので、他方の流路２２ｂに流入してくるガスは、前記分岐部２３を通って、第２のガス流路２４に流入し、燃料電池４に送られる。

【0039】

上記のように、第２の形態の弁装置を用いる場合は、ガスタンクへの充填時に、充填ガスが前記分岐部２３である開口部に直接接するようにして流下するのを回避できるので、第１の形態の弁装置１００の場合と同様に、ガスタンクへの充填時に第２のガス流路２４へ充填ガスが入り込むのを阻止することができる。

【0040】

図４および図５では、流路区分け材６０として、一枚の平板からなるものを示したが、図６に示すように、２枚の平板６１と６２を十文字状に組み合わせた流路区分け材６０を用いることもできる。

【0041】

図７は、第２の形態の弁装置の他の実施の形態を示す、図４に相当する図である。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。ここでの流路区分け材７０は、第１のガス流路２０の下流部２２における、前記分岐部２３が形成されている部位の近傍のみを、２つの流路に区分けしている点で、図４で説明したものと異なっている。

【0042】

図７に示す形態では、流路区分け材７０は半楕円形状のものであり、その曲線部である外周縁部を、前記分岐部２３よりも上位の位置において、第１のガス流路２０の下流部２２の内周面に固定することで、斜板状態となって、第１のガス流路２０の下流部２２に一体化されている。流路区分け材７０の下端部は直線状であり、前記分岐部２３よりも下方部位まで達している。

【0043】

図７に示すように、斜板状体の流路区分け材７０が存在することで、第１のガス流路２０の下流部２２の一部は、図で左側の第１の流路２２ｘと、流路区分け材７０を挟んで反対側である、図で右側の第２の流路２２ｙに区分けされる。そして、区分けされた一方の流路である第１の流路２２ｘは、上流側の第１のガス流路２０に連通して前記ガス導入口につながっている。区分けされた他方の流路である第２の流路２２ｙは、流路区分け材７０が存在する部位に形成されている前記分岐部２３を介して前記第２のガス流路２４に連通している。

【0044】

この流路区分け材７０が奏する作用効果は、図４，図５に示した流路区分け材６０が奏する作用効果と実質的に同じであり、説明は省略する。

【符号の説明】

【0045】

１００…弁装置、
１…ガスタンク、
２…ボディ、
３…減圧弁、
４…燃料電池、
５…外部の水素ステーション、
６…充填機、
７…蓄ガス器、
１０…逆止弁、
１１…逆止弁の充填入口部、
２０…第１のガス流路、
２１…屈曲部、
２２…第１のガス流路の下流部、
２３…分岐部、
２４…第２のガス流路、
２５…円筒部、
２６…ガスタンクへの連通口、
３０…電磁弁である開閉弁、
３１…電磁弁の可動弁部分、
４０…電磁弁である開閉弁、
５０（５０ａ〜５０ｄ）…整流部材、
５１…円筒体、
５２、５３…垂直壁部、
５５…直方体、
５６、５８…直方体の中央部に形成した円筒状の連通孔、
５７…整流部材で形成される空間、
６０、７０…流路区分け材、
Ｄ…整流部材が配置される第１のガス流路２０の下流部２２の直径、
Ｌ…整流部材の長さ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】