特開 2024-57431 バルブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024057431

(43)【公開日】2024-04-24

(54)【発明の名称】バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/32 20060101AFI20240417BHJP

【ＦＩ】

F16K1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022164168

(22)【出願日】2022-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浦塚 崇史

【テーマコード（参考）】

3H052

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA34

3H052BA35

3H052CC01

3H052EA16

(57)【要約】

【課題】バルブ装置内の水分を効率よく排出する技術を提供する。
【解決手段】
バルブ装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、ハウジング内に設けられており、第一導出部と連通しているとともに、外部に流体を導出する二次側通路と、二次側通路の下流側端部に設けられている第二導出部と、第一導出部と二次側通路の間に設けられている連通室と、第一導出部に形成されている弁座と、弁座に接触可能であり、第一導出部を開閉する弁体を備えている。このバルブ装置は、二次側通路の第二導出部より上流側に、大気と連通する大気孔が設けられている。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体流路の開閉を行うバルブ装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、
前記一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、
前記ハウジング内に設けられており、前記第一導出部と連通しているとともに、外部に流体を導出する二次側通路と、
前記二次側通路の下流側端部に設けられている第二導出部と、
前記第一導出部と前記二次側通路の間に設けられている連通室と、
前記第一導出部に形成されている弁座と、
前記弁座に接触可能であり、前記第一導出部を開閉する弁体と、
を備えており、
前記二次側通路の前記第二導出部より上流側に、大気と連通する大気孔が設けられている、バルブ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のバルブ装置であって、
前記二次側通路は、前記大気孔より下流側の少なくとも一部が網目構造である、バルブ装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のバルブ装置であって、
前記二次側通路の前記大気孔より下流側に、前記第二導出部まで伸びる切欠きが形成されている、バルブ装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載のバルブ装置であって、
前記二次側通路の前記大気孔より下流側の内壁面に、流体の流れ方向に沿って伸びる溝が形成されている、バルブ装置。

【請求項5】

請求項１または２に記載のバルブ装置であって、
前記二次側通路の前記大気孔より下流側に、流路面積が増大する流路増大部が設けられている、バルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、バルブ装置に関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、流体流路の開閉を行うバルブ装置が開示されている。特許文献１のバルブ装置は、燃料電池システムを搭載した車両で用いられ、水蒸気を含む燃料ガス、生成水等の流体の流量を調整するために用いられる。特許文献１では、二次側通路（弁体のより下流側の通路）を、弁座部から垂直下方、あるいは、弁座部から下方に傾斜するように形成している。特許文献１は、二次側通路を垂直下方または下方に傾斜させることにより、車両の姿勢（例えば車両が傾斜地に停車されている等）に係わらず、流体をバルブ装置外に排出しやすくしている

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２３２３５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

弁体が閉じられると、二次側通路への流体の導入は停止される。しかしながら、弁体が閉じられた後も、流体は二次側通路の出口（バルブ装置外）へ向けて移動する。流体が二次側通路の出口へ移動する際、流体が二次側通路の流路断面全体に存在すると、流体の上流側が負圧となり、二次側通路内に液膜（流路を塞ぐ膜）が形成されることがある。この液膜が凍結すると、二次側通路が閉塞され、バルブ装置が機能できなくなる。本明細書は、二次側通路に液膜が形成されることが抑制されたバルブ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書で開示する第１技術は、流体流路の開閉を行うバルブ装置である。このバルブ装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、一次側流路の下流側端部に設けられている第一導出部と、ハウジング内に設けられており、第一導出部と連通しているとともに、外部に流体を導出する二次側通路と、二次側流路の下流側端部に設けられている第二導出部と、第一導出部と二次側通路の間に設けられている連通室と、第一導出部に形成されている弁座と、弁座に接触可能であり、第一導出部を開閉する弁体を備えていてよい。また、このバルブ装置は、二次側通路の第二導出部より上流側に、大気と連通する大気孔が設けられていてよい。

【0006】

本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のバルブ装置であって、二次側通路は、大気孔より下流側の少なくとも一部が網目構造であってよい。

【0007】

本明細書で開示する第３技術は、上記第１または第２技術のバルブ装置であって、二次側通路の大気孔より下流側に、第二導出部まで伸びる切欠きが形成されていてよい。

【0008】

本明細書で開示する第４技術は、上記第１または第２技術のバルブ装置であって、二次側通路の大気孔より下流側の内壁面に、流体の流れ方向に沿って伸びる溝が形成されていてよい。

【0009】

本明細書で開示する第５技術は、上記第１または第２技術のバルブ装置であって、二次側通路の大気孔より下流側に、流路面積が増大する流路増大部が設けられていてよい。

【発明の効果】

【0010】

第１技術によると、弁体が閉じた後に流体が二次側通路を流れる際、流体上流側の二次通路内を大気圧に維持することができる。弁体と流体の間の空間（二次側通路内の空間）が負圧になることが抑制され、二次側通路内に液膜が発生することを抑制することができる。また、二次側通路内に液膜が生じたとしても、大気孔から二次側通路内に導入される大気が、液膜を下方に押し出すことができる。二次側通路内に液膜が残存することが抑制され、低温下においても、二次側通路内が閉塞させることを抑制することができる。すなわち、第１技術によると、凍結した液膜によって二次側通路が閉塞されるといった不具合が発生することを抑制することができる。

【0011】

また、第１技術によると、バルブ装置のサイズ（二次側通路の流路断面のサイズ）を小さくすることもできる。典型的に、流路断面のサイズが小さくなる程、二次側通路内に液膜が生じやすい。換言すると、流路断面のサイズを大きくすれば、二次側通路内に液膜が発生すること、及び、液膜が凍結して二次側通路が閉塞されることを抑制することができる。第１技術では、二次側通路に大気孔を設け、二次側通路内（流体より上流側の空間）が負圧になることを抑制することにより、液膜の発生、または、液膜の滞留を抑制する。そのため、第１技術では、二次側通路の流路断面のサイズを大きくする必要がなく、バルブ装置の小型化を実現することができる。なお、大気孔は、二次側通路の外壁部の開口が上流側、二次側通路の内壁部の開口が下流側に位置するように、二次側通路の厚み方向に対して傾斜していてよい。

【0012】

第２技術によると、二次側通路内に残存した流体を、二次側通路を構成する壁内（網目構造の網目内）に確保することができる。二次側通路内に液膜が発生しにくくなり、二次側通路が閉塞されることをさらに抑制することができる。

【0013】

第３技術によると、二次側通路内において、液膜の発生現象自体を抑制することができる。典型的に、液膜は、液膜の外周全体と通路の内周全体が接触して形成される。二次側通路に切欠きを設けることにより、液膜の外周の一部（切欠きに対応する部分）が、二次側通路の内壁と接触できなくなり、結果として液膜の生成を阻害することができる。

【0014】

第４技術においても、第３技術と同様に、二次側通路内において、液膜の発生現象自体を抑制することができる。また、第４技術では、第３技術と比較して二次側通路の外形をシンプルにすることができ（切欠き等の凹凸をなくすことができ）、バルブ装置を他の部品に組み付ける際、作業の安全性を向上させることができる。

【0015】

第５技術においても、二次側通路内において、液膜の発生現象自体を抑制することができる。上述したように、流路断面のサイズを大きくすれば、二次側通路内に液膜が発生することを抑制することができる。なお、流路増大部の上流側と流路増大部の境界に段差が設けられていてもよいし、流路増大部の上流側から流路増大部の間に流路面積が徐々に増大する傾斜面が設けられていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】バルブ装置を備えた燃料電池システムの概略図を示す。

【図2】第１実施例のバルブ装置の断面図を示す（閉弁状態）。

【図3】第１実施例のバルブ装置の断面図を示す（開弁状態）。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図を示す。

【図5】第１実施例のバルブ装置の変形例（二次側通路断面）を示す。

【図6】第１実施例のバルブ装置の変形例（二次側通路断面）を示す。

【図7】第１実施例のバルブ装置の変形例（二次側通路断面）を示す。

【図8】第２実施例のバルブ装置の断面図を示す（閉弁状態）。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（燃料電池システム）
図１を参照し、燃料電池システム１００について説明する。燃料電池システムは、車両（燃料電池車）に好適に搭載される。燃料電池システム１００は、燃料電池スタック９０と、燃料電池スタック９０に水素ガスを供給する水素系６０と、燃料電池スタック９０にエアガス（外気）を供給するエア系７０と、コントローラ７５を備えている。燃料電池システム１００では、水素系６０から供給された水素ガスと、エア系７０から供給された酸素ガス（エアガス）を用いて発電を行う。

【0018】

水素系６０は、水素ガスタンク６２と、水素供給通路６４と、水素排出通路６８を備えている。減圧バルブ６３が、水素供給通路６４上に設けられている。水素ガスタンク６２から水素供給通路６４に供給された水素ガスは、減圧バルブ６３によって調圧される。減圧バルブ６３の下流にインジェクタ（図示省略）が設けられており、水素ガスタンク６２から供給された水素ガスはインジェクタによって燃料電池スタック９０に供給される。水素排出通路６８上に、気液分離器６６、水素排出バルブ６９が設けられている。水素排出バルブ６９は、バルブ装置の一例である。水素排出バルブ６９は、気液分離器６６より下流に設けられている。燃料電池スタック９０への水素ガスの供給は、コントローラ７５によって制御される。すなわち、コントローラ７５は、水素供給通路６４のオン・オフ、水素供給通路６４を通過する水素ガスの流量を制御する。

【0019】

燃料電池スタック９０から排出される水素ガス（水素オフガス）は、気液分離器６６に供給される。気液分離器６６では、水素オフガスに含まれる水素ガスが抽出される。気液分離器６６で抽出された水素ガスは、水素循環ポンプ（図示省略）によって水素供給通路６４に戻され、燃料電池スタック９０に供給される。一方、気液分離器６６で水素ガスが抽出された残分は、水素排出通路６８に排出され、排出管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。なお、排出管８４は、後述するエア排出通路８０にも接続されている。水素排出通路６８の流量は水素排出バルブ６９によって調整される。水素排出通路６８のオン・オフ、及び、水素排出通路６８を通過する水素オフガスの流量もコントローラ７５によって制御される。なお、気液分離器６６によって水素ガスが抽出された残分には、燃料電池システム１００で生じた生成水が含まれている。

【0020】

エア系７０は、コンプレッサ７２と、エア供給通路７４と、エア排出通路８０と、バイパス通路７８と、エア供給バルブ７６と、エア排出バルブ５０とバイパスバルブ７９を備えている。コンプレッサ７２は、エアガスとして外気をエア供給通路７４に圧送する。なお、コンプレッサ７２の上流にはエアクリーナ（図示省略）が配置されている。そのため、エア供給通路７４には、清浄なエアガスが供給される。エア供給通路７４は、燃料電池スタック９０とコンプレッサ７２を接続している。エア供給通路７４上には、エア供給バルブ７６が配置されている。具体的には、エア供給通路７４は、コンプレッサ７２とエア供給バルブ７６を接続している上流側エア供給通路７４ａと、エア供給バルブ７６と燃料電池スタック９０を接続している下流側エア供給通路７４ｂを備えている。コンプレッサ７２を駆動し、エア供給バルブ７６が上流側エア供給通路７４ａと下流側エア供給通路７４ｂを導通させると、エアガスとして外気が燃料電池スタック９０に供給される。なお、コンプレッサ７２とエア供給バルブ７６の間に、インタークーラー（図示省略）が配置されている。燃料電池スタック９０には、インタークーラーで温度が調整された（冷却された）エアガスが供給される。

【0021】

エア排出通路８０は、燃料電池スタック９０に接続されており、燃料電池スタック９０からエアオフガスを排出する。排出されたエアオフガスは、排出管８４を通じて燃料電池システム１００の外部に排出される。エア排出通路８０上にはエア排出バルブ５０が設けられている。エア排出バルブ５０は、バタフライ弁であり、コントローラ７５によって制御される。エア排出バルブ５０の開度を調整することにより、エアオフガス量が調整される。エアオフガスには、燃料電池システム１００で生じた生成水が含まれている。

【0022】

バイパス通路７８は、エア供給通路７４とエア排出通路８０を接続している。具体的には、バイパス通路７８の一端は上流側エア供給通路７４ａに接続されており、他端はエア排出バルブ５０の下流でエア排出通路８０に接続されている。バイパス通路７８上にバイパスバルブ７９が配置されており、バイパスバルブ７９が開弁すると、エア供給通路７４内のエアガスがエア排出通路８０に供給される。

【0023】

（水素排出バルブの構造：第１実施例）
図２から図４を参照し、水素排出バルブ６９について説明する。図２は水素排出バルブ６９の閉弁時の状態を示し、図３は水素排出バルブ６９の開弁時の状態を示している。水素排出バルブ６９は、気液分離器６６によって水素ガスが抽出された残分（生成水）の流量を調整する。水素排出バルブ６９は、生成水が流通するハウジング３０と、ハウジング３０内の流路を開閉するバルブ部４０を備えている。ハウジング３０は、一次側通路３８が形成されている流体導入部３０ａと、二次側通路３２が形成されている流体導出部３０ｂを備えている。流体導入部３０ａは、気液分離器６６に固定されている。流体導出部３０ｂには、水素排出通路６８を構成する連結ホース（図示省略）が取り付けられる。また、一次側通路３８と二次側通路３２の間には、連通室２０が設けられている。水素排出バルブ６９の外部（気液分離器６６）から水素排出バルブ６９内（ハウジング３０内）に導入された生成水は、一次側通路３８、連通室２０、二次側通路３２を通過して水素排出バルブ６９の外部（水素排出通路６８）に導出される。

【0024】

一次側通路３８の下流側端部には、第一導出部３６が形成されている。第一導出部３６は、一次側通路３８の側壁に形成されており、連通室２０に開口している。第一導出部３６は、連通室２０内に突出した形状を有しており、端面は後述する弁体１８が着座する弁座３４を構成している。第一導出部３６は、流路面積が一次側通路３８より小さく、オリフィス状である。第一導出部３６が伸びる方向と一次側通路３８が伸びる方向は異なる。第一導出部３６は、一次側通路３８が伸びる方向に対し、略直交する方向に伸びている。具体的には、第一導出部３６は略鉛直方向に伸びており、一次側通路３８は略水平方向に伸びている。そのため、一次側通路３８に導入された生成水は、一次側通路３８を水平方向に移動し、第一導出部３６を上方に移動した後、連通室２０に導出される。

【0025】

二次側通路３２の上流側端部は、連通室２０に連通している。そのため、二次側通路３２は、連通室２０、第一導出部３６を介して、一次側通路３８に連通している。連通室２０から二次側通路３２に導入された生成水は、二次側通路３２を下方に移動し、二次側通路３２の下流側端部に設けられた第二導出部３３から、水素排出バルブ６９の外部（水素排出通路６８）に導出される。二次側通路３２（流体導出部３０ｂ）には、大気孔２４が設けられている。大気孔２４は、二次側通路３２の側壁を貫通し、外部（大気）と連通している。大気孔２４は、二次側通路３２の上流側に設けられており、二次側通路３２が伸びる方向に対して傾斜している。具体的には、大気孔２４の外側（大気側）開口が二次側通路３２の上流側に位置し、大気孔２４の内側（二次側通路３２内側）開口が二次側通路３２の下流側に位置している。

【0026】

バルブ部４０は、ハウジング３０の上方に固定されている。バルブ部４０は、筒状の固定ベース４と、固定ベース４の外周に設けられている電磁コイル１０と、固定ベース４の内側に設けられている吸引子８と、固定ベース４の内側で吸引子８と同軸に設けられているプランジャ１４と、固定ベース４に固定されている取付板１６と、プランジャ１４及び取付板１６に固定されている弁体１８と、カバー６と、を備えている。

【0027】

電磁コイル１０は、固定ベース４の外周面に設けられた凹部に配置されている。吸引子８の上側端部のサイズは、固定ベース４の筒内の断面サイズ（内径）より大きい。吸引子８の上側端部は、固定ベース４の上端面に接触し、固定ベース４の筒内と外部を隔離している。吸引子８の上側端部と固定ベース４の上端面の間には、Ｏリング２が設けられており、固定ベース４の筒内をシールしている。吸引子８は磁性体であり、その一部が、電磁コイル１０の一部に対向している。

【0028】

吸引子８とプランジャ１４の間に、コイルばね１２が設けられている。コイルばね１２は、吸引子８とプランジャ１４の双方に固定されており、両者が接触することを防止している。プランジャ１４は、取付板１６の中央に設けられている貫通孔を通過している。プランジャ１４の先端（吸引子８と反対側の端部）に、弁体１８が固定されている。具体的には、弁体１８の中央部１８ａが、プランジャ１４の先端に嵌め込まれ、両者が固定されている。また、弁体１８の端部１８ｃは取付板１６に固定されており、弁体１８の中間部１８ｂはプランジャ１４の動作に合わせて変形可能である。プランジャ１４の動作については後述する。なお、弁体１８は、ゴム製であり、ダイヤフラム状である。カバー６は、取付板１６の上面に固定されており、固定ベース４及び電磁コイル１０を覆い、固定ベース４及び電磁コイル１０を外部から隔離している。

【0029】

取付板１６は、ハウジング３０の上面に固定されている。取付板１６をハウジング３０に固定すると、弁体１８が弁座３４に対向する。より具体的には、図２に示すように、コイルばね１２の付勢力（伸張力）によって弁体１８の中央部１８ａが弁座３４に押し付けられ（着座し）、第一導出部３６が塞がれる。弁体１８（中央部１８ａ）が弁座３４に着座している間、一次側通路３８と二次側通路３２は連通しておらず、生成水が水素排出バルブ６９から導出されることはない。

【0030】

電磁コイル１０に通電すると、吸引子８が励磁され、プランジャ１４が吸引子８に引き付けられる。すなわち、プランジャ１４が、吸引子８の励磁力によって吸引子８に引き付けられ、コイルばね１２を圧縮しながら上方に移動する。図３に示すように、プランジャ１４が上方に移動すると、プランジャ１４とともに弁体１８の中央部１８ａが上方に移動し、弁体１８が弁座３４から離れる。弁体１８が弁座３４から離れると、一次側通路３８と二次側通路３２が連通し、生成水が水素排出バルブ６９から導出される。

【0031】

ここで、図４を参照し、二次側通路３２の他の特徴を説明する。図４に示すように、二次側通路３２（流体導出部３０ｂ）の下流側は、円筒状の中実構造である。図示は省略するが、二次側通路３２の上流側（図２のＩＶ－ＩＶ線より上方）も、中実構造である。なお、ここでいう「中実構造」とは、二次側通路３２を構成している円筒状の流体導出部３０ｂの内壁と外壁の間に材料が充填されていることを意味し、流体導出部３０ｂの内側に材料が充填されて二次側通路３２を塞いでいることを意味するものではない。

【0032】

水素排出バルブ６９では、電磁コイル１０への通電・非通電を切換えることにより、水素排出バルブ６９からの生成水の導出・非導出を切換える。電磁コイル１０への通電を非通電に切換えた直後は、弁体１８は弁座３４に着座している状態であるが、生成水は二次側通路３２を通過している。そのため、従来の水素排出バルブの場合、連通室２０と生成水の間（生成水の上流側空間）が負圧となり、生成水の下方への移動が阻害され、二次側通路３２内に液膜が発生することが起こり得る。しかしながら、水素排出バルブ６９では、二次側通路３２の上流側に大気孔２４が設けられている。そのため、弁体１８が弁座３４に着座した状態であっても、生成水の上流側が負圧になることを抑制することができる。二次側通路３２に液膜が発生することを抑制できるので、例えば低温環境下であっても、二次側通路３２内に氷結した液膜が発生することを抑制することができる。

【0033】

（水素排出バルブの利点）
以下、水素排出バルブ６９の利点を列記する。
（利点１）大気孔２４を設けることにより、二次側通路３２を移動する生成水の上流側が負圧になることが抑制され、二次側通路３２に液膜が発生することを抑制することができる。
（利点２）大気孔２４は、外側開口が二次側通路３２の上流側に位置し、内側開口が二次側通路３２の下流側に位置している。その結果、外部から二次側通路３２に導入された空気は、二次側通路３２の上流側から下流側に向かって（生成水の移動方向に向かって）移動する。空気によって生成水に力が加わり、液膜が発生することをさらに抑制することができる。また、空気から生成水に力が加わることにより、生成水が二次側通路３２から導出されやすくなるという利点も得られる。
（利点３）第一導出部３６が連通室２０内に突出している。すなわち、第一導出部３６の上面（弁座３４）は、連通室２０の底面より上方に位置している。そのため、第一導出部３６から連通室２０内に導出された生成水は、弁座３４の表面に残存せず、連通室２０の底面に移動する。水素排出バルブ６９がオフした際（弁体１８が弁座３４に着座した際）、弁体１８と弁座３４の間に生成水が残存することを抑制することができる。その結果、例えば低温環境下であっても、弁体１８と弁座３４が固着する（弁体１８と弁座３４の間の生成水が氷結して両者が固着する）ことを抑制することができる。

【0034】

（水素排出バルブの変形例）
以下、図５から図７を参照し、水素排出バルブ６９の変形例について説明する。以下に説明する水素排出バルブ１６９～３６９は、二次側通路３２を構成している流体導出部の形状が、水素排出バルブ６９の流体導出部３０ｂの形状と異なる。具体的には、二次側通路３２の下流側（図２のＩＶ－ＩＶ線より下方）の形状が、流体導出部３０ｂと異なる（図４を比較参照）。図５から図７には、二次側通路３２の下流側（水素排出バルブ６９の図４に相当する部分）の形状のみを示している。

【0035】

（変形例１）
図５に示すように、水素排出バルブ１６９では、流体導出部１３０ｂの内壁に、二次側通路３２が伸びる方向（生成水の移動方向）に沿った４個の溝４１が形成されている。各溝４１は、流体導出部１３０ｂの内壁に、互いに９０度の間隔をあけて設けられている。各溝４１は、二次側通路３２の下端まで伸びている。なお、水素排出バルブ１６９において、流体導出部１３０ｂ以外のハウジング１３０の構造は、ハウジング３０と同一である（図２を参照）。溝４１を設けることにより、二次側通路３２の断面サイズが部分的に大きくなる。生成水が液膜化する際、液膜の外周の一部が流体導出部１３０ｂの溝４１部分の内壁に接触できなくなり、液膜自体の生成を抑制することができる。水素排出バルブ１６９は、上記（利点１）～（利点３）に加え、液膜自体の生成自体を抑制することができるという利点が得られる（利点４）。なお、溝４１の個数及び／又は間隔は、図５に示す個数（４個）及び間隔（９０度間隔）に限定されず、適宜変更可能である。

【0036】

（変形例２）
図６に示すように、水素排出バルブ２６９では、流体導出部２３０ｂが網目構造である。二次側通路３２内に網目構造が存在すると、生成水は網目内（流体導出部２３０ｂ）の内部に確保される。その結果、二次側通路３２内において、液膜自体の生成を抑制することができる。なお、水素排出バルブ２６９においても、流体導出部２３０ｂ以外のハウジング２３０の構造は、ハウジング３０と同一である（図２を参照）。水素排出バルブ２６９も、上記（利点１）～（利点４）の利点が得られる。なお、網目構造は、二次側通路３２内において、大気孔２４の下方に設けられていればよい。例えば、網目構造は、大気孔２４下方の二次側通路３２の全体に設けられていてもよく、大気孔２４下方の二次側通路３２の一部（流体導出部２３０ｂ、あるいは、大気孔２４と流体導出部２３０ｂの中間部分）に設けられていてもよい。網目構造は、大気孔２４下方の二次側通路３２であれば、任意の位置に設けることができる。

【0037】

（変形例３）
図７に示すように、水素排出バルブ３６９では、流体導出部３３０ｂの内壁に、二次側通路３２が伸びる方向（生成水の移動方向）に沿った４個の切欠き４２が形成されている。各切欠き４２は、流体導出部３３０ｂの内壁に、互いに９０度の間隔をあけて設けられている。各切欠き４２は、二次側通路３２の下端まで伸びている。水素排出バルブ３６９も、生成水が液膜化する際、液膜の外周の一部が流体導出部３３０ｂの内壁に接触できなくなり、液膜自体の生成を抑制することができる。なお、水素排出バルブ３６９においても、流体導出部３３０ｂ以外のハウジング３３０の構造は、ハウジング３０と同一である（図２を参照）。水素排出バルブ３６９も、上記（利点１）～（利点４）の利点が得られる。なお、切欠き４２の個数及び／又は間隔は、図７に示す個数（４個）及び間隔（９０度間隔）に限定されず、適宜変更可能である。

【0038】

（第２実施例）
図８を参照し、水素排出バルブ４６９について説明する。水素排出バルブ４６９は、水素排出バルブ６９の変形例である。水素排出バルブ４６９について、水素排出バルブ６９と共通する構造については、水素排出バルブ６９と同一又は下二桁の数字が同一の参照番号を付すことにより、説明を省略する。

【0039】

水素排出バルブ４６９は、ハウジング４３０の構造が、ハウジング３０と異なる（図２を比較参照）。ハウジング４３０は、一次側通路３８が形成されている流体導入部４３０ａと、二次側通路３２が形成されている流体導出部４３０ｂを備えている。流体導出部４３０ｂの下方（大気孔２４より下流側）には、二次側通路３２の流路面積が他の部分より増大している流路増大部４５が設けられている。すなわち、水素排出バルブ４６９では、二次側通路３２の流路面積が、上流側と比較して下流側で大きくなっている。流路増大部４５と他の二次側通路３２の間には、段部４４が設けられている。なお、水素排出バルブ４６９において、流体導出部４３０ｂの外形（外壁の形状）は、流体導出部３０ｂの外形と同一である（図２を参照）。なお、二次側通路３２（流路増大部４５が設けられていない部分）と流路増大部４５の間の流路面積は、段部４４を設けて非連続的に変化させてもよいし（図８に示す形態）、傾斜等を形成して徐々に（連続的に）変化させてもよい。

【0040】

水素排出バルブ４６９は、二次側通路３２の下流側の流路面積が大きくなっているので、二次側通路３２の下流側で液膜自体の生成を抑制することができる。また、二次側通路３２の下流側は、生成水の流速が低下しやすい。二次側通路３２の流路面積を大きくすると、流速が遅くても、生成水が二次側通路３２の流路全体を塞ぐことを抑制することができ、その結果、液膜発生を抑制することができる。水素排出バルブ４６９も、上記（利点１）～（利点４）の利点が得られる。

【0041】

（他の実施形態）
上記実施例では、二次側通路の下流側を構成している流体導出部に大気孔が設けられている排出バルブ（水素排出バルブ６９～４６９）について説明した。しかしながら、各実施例の排出バルブは、エア排出バルブ５０として利用することもできる（図１を参照）。

【0042】

第１実施例では、二次側通路の下流側を構成している流体導出部が中実の形態に加え、二次側通路の下流側を構成している流体導出部に溝が形成されている形態（変形例１）、二次側通路の下流側を構成している流体導出部が網目構造の形態（変形例２）、二次側通路の下流側を構成している流体導出部に切欠きが形成されている形態（変形例３）について説明した。変形例１～３の特徴は、第２実施例の水素排出バルブに適用することもできる。

【0043】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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様々に変形、変更したものが含まれる。また、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合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合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。

【符号の説明】

【0044】

２０：連通室
２４：大気孔
３０：ハウジング
３２：二次側通路
３３：第二導出部
３４：弁座
３６：第一導出部
３８：一次側通路
６９：バルブ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】