特許 7412734 電磁弁ユニット

(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】

(24)【登録日】2024-01-04

(45)【発行日】2024-01-15

(54)【発明の名称】電磁弁ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/06 20060101AFI20240105BHJP

   F16K 7/17 20060101ALI20240105BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20240105BHJP

   H01M 8/0438 20160101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

F16K31/06 305Z

F16K7/17 Z

H01M8/04 N

H01M8/0438

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019192520

(22)【出願日】2019-10-23

(65)【公開番号】P2021067309

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000108557

【氏名又は名称】タイム技研株式会社

(72)【発明者】

【氏名】古川 実明

【審査官】大内 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－８９７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３５５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２３８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８７９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／０６－３１／１１，７／１７

Ｈ０１Ｍ ８／０４－８／０６６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスを供給する上流配管と該ガスを吸気するポンプを備える下流配管との間のガス通路に配置され、
該ガス通路を開閉する電磁弁と、
前記ガス通路において、前記電磁弁の流入側或いは流出側に配置された負圧閉止弁と、
前記電磁弁および前記負圧閉止弁の流出側に配された流量センサと、を備えた電磁弁ユニットであって、
前記負圧閉止弁は、弁体と、弁座と、該弁体を弁座方向に付勢する付勢部材と、前記弁体に固着し、前記弁座上方部を閉塞する肉薄の弾性部材で成形されたダイアフラムとから構成され、
ガスの供給が停止して、前記ガス通路内の圧力が所定の圧力を超えて低下すると、前記弁体が前記弁座に着座して前記ガス通路を閉止し、さらに、前記流量センサの出力信号により前記電磁弁を閉弁して前記ガス通路を閉止維持して前記上流配管内の負圧化を抑止することを特徴とする電磁弁ユニット。

【請求項2】

前記負圧閉止弁には、前記付勢部材による付勢力を調整して前記負圧閉止弁が閉弁する 圧力を調整する圧力調整部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願に開示の技術は、電磁弁を用いた電磁弁ユニットに関し、特に燃料電池システムなどに採用される電磁弁ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池システムの運転中において様々な事情により、燃料ガスの元圧側の異常が発生するおそれがある。このようなおそれとしては、例えば、ガス源の故障、ガス源側の配管損傷、ガス源と燃料電池システムとの間に存在する元圧弁が過誤で閉鎖されること等を例示できる。このような場合、燃料源から元圧弁を介して燃料ガス通路に供給される燃料ガスの流量が急激に減少または消失するおそれがある。この場合、燃料電池に繋がる燃料ガス通路が負圧化され、燃料ガス通路に対して並列に繋がる他のガス機器にも影響を与えるおそれがある。

【0003】

特許文献１には、燃料電池と、燃料電池のカソードにカソードガス（一般的は空気）を供給するカソードガス通路と、燃料電池のアノードに燃料ガスとしての燃料ガスを供給する燃料ガス通路と、燃料ガス通路に設けられたガス搬送源としての燃料ポンプおよび制御部とを備え、運転中において、ガス搬送源に入力される電気入力量に関する物理量が正常値に対して上昇する時間の継続時間から制御部により燃料ガスの元圧異常を判定する燃料電池システムの開示がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１９１３１２号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１には、上述のような燃料ガスの元圧異常を早期に検知する方法が開示されているが、燃料ガスの元圧異常が発生した場合、速やかに燃料ガス通路を遮断して、燃料ガス通路における過剰な負圧化を抑制することが肝要である。そのため、従来、遮断弁の下流側に圧力センサを配置し、圧力センサの出力信号により遮断弁を駆動させて燃料ガス通路を遮断し、燃料電池に繋がる燃料ガス通路の過剰な負圧化を抑止する方法が採られてきた。

【0006】

しかしながら、圧力センサは比較的高価であることから、コスト面において負担となるという問題があった。また、圧力センサの出力信号により、圧力低下を検知して、燃料遮断弁を遮断するため、原燃料ガスの供給が不具合により停止してから燃料遮断弁を遮断するまでにタイムラグが生じることから、適切に負圧による不具合を抑止できないおそれがあった。

【0007】

本願に開示される技術は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、ダイアフラムを用いた負圧閉止弁を配置することにより、原燃料ガスの供給が不具合により停止して負圧発生した場合に、的確に流路を閉止して負圧による不具合を効果的に防止可能な電磁弁ユニットを低コストで提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記目的を達成するため請求項１に係る電磁弁ユニットは、ガスを供給する上流配管とガスを吸気するポンプを備える下流配管との間のガス通路に配置され、ガス通路を開閉する電磁弁と、ガス通路において、電磁弁の流入側或いは流出側に配置された負圧閉止弁と、電磁弁および負圧閉止弁の流出側に配された流量センサと、を備えた電磁弁ユニットであって、負圧閉止弁は、弁体と、弁座と、弁体を弁座方向に付勢する付勢部材と、弁体に固着し、弁座上方部を閉塞する肉薄の弾性部材で成形されたダイアフラムとから構成され、ガスの供給が停止して、ガス通路内の圧力が所定の圧力を超えて低下すると、弁体が弁座に着座してガス通路を閉止し、さらに、流量センサの出力信号により電磁弁を閉弁してガス通路を閉止維持して上流配管内の負圧化を抑止することを特徴とする。

【0009】

請求項２に係る電磁弁ユニットは、請求項１に記載の電磁弁ユニットにおいて、負圧閉止弁には、付勢部材による付勢力を調整して負圧閉止弁が閉弁する圧力を調整する圧力調整部を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

請求項１に係る電磁弁ユニットでは、従来配置された圧力センサの代わりに、弁体、弁座、弁体を弁座方向に付勢する付勢部材および弁体に固着し弁座上方部を閉塞する肉薄の弾性部材で成形されたダイアフラムとから構成された負圧閉止弁を流体通路に配置する。採用する負圧閉止弁は簡易な構成なため、圧力センサに比べ、安価なことから、電磁弁ユニットのコストが低減できる。また、ガスの供給が停止して、ガス通路内の圧力が所定の圧力を超えて低下すると、弁体が弁座に着座して負圧閉止弁自体でガス通路を閉止することができるため、電磁弁を制御することなくガス通路を閉止することができる。これにより、確実にガス通路の過度な圧力低下を防止することができる。さらに、肉薄の弾性部材で成形されたダイアフラムを用いた負圧閉止弁を採用することで、従来の課題である、ガス通路を閉止するまでに生じるタイムラグも抑止することができるため、ガス通路の過度な圧力低下を、より的確に抑止できる。

【0012】

また、電磁弁および負圧閉止弁の流出側（下流側）に流量センサを備え、流体通路の流量を検知して、流体通路の過度な圧力低下を検知すると電磁弁を閉弁制御することにより、流体通路を完全に閉止することができる。これにより、負圧閉止弁が開弁しても流体通路の閉止を維持することができる。

【0013】

請求項２に係る電磁弁ユニットでは、負圧閉止弁が閉弁する圧力を調整する圧力調整部を備えることにより、負圧閉止弁が閉弁する圧力を容易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明にかかる一実施形態である電磁弁ユニットを組み込んだ燃料電池ユニットのブロック図である。

【図2】本発明にかかる一実施形態である電磁弁ユニットの、（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）下面図である。

【図3】図２の（Ｃ）のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図２の（Ｂ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】図４において、電磁弁ユニットの開弁状態を説明する図である。

【図6】電磁弁ユニットに採用した一実施形態であるダイアフラムを用いた負圧閉止弁を構成する部品と組み付け方法を説明する図である。

【図7】負圧閉止弁を構成する弁蓋の（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図である。

【図8】負圧閉止弁を構成する弁ボディの（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図である。

【図9】負圧閉止弁を構成するダイアフラムの（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図である。

【図10】負圧閉止弁を構成するバネ座の（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図、および、バネの（Ｃ）上面図、（Ｄ）側面図である。

【図11】負圧状態時の負圧閉止弁の作動を説明する図である。

【図12】本発明にかかる他の実施形態（その１）の電磁弁ユニットの断面図である。

【図13】本発明にかかる他の実施形態（その２）の電磁弁ユニットの断面図である。

【図14】本発明にかかる他の実施形態（その３）の電磁弁ユニットの断面図である。

【図15】本発明にかかる他の実施形態（その４）の電磁弁ユニットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

まず、本発明にかかる一実施形態である電磁弁ユニット２を組み込んだ燃料電池ユニット１について図面を参照して説明する。

【0016】

図１は、本発明にかかる一実施形態である電磁弁ユニット２を組み込んだ燃料電池ユニット１のブロック図である。

【0017】

燃料電池ユニット１は、（図示しない）他のガス機器などと共にガス配管３に、接続管４を介して接続されている。そして、上流側から下流側に向けて第１電磁弁５、第２電磁弁６、負圧閉止弁７、流量センサ８、負圧ガバナ９およびポンプ１０などが配置されている。また、燃料電池ユニット１には、第１電磁弁５、第２電磁弁６および流量センサ８などを制御する制御部２０が配置されている。ここで、第１電磁弁５、第２電磁弁６および負圧閉止弁７は電磁弁ユニット２として一体的に組み付けられている。

【0018】

図２は、本発明にかかる一実施形態である電磁弁ユニット２の、（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）下面図である。電磁弁ユニット２は、アルミニウムなどの金属で成形されたボディ１３と、第１電磁弁５と、第２電磁弁６と、樹脂などで成形された負圧閉止弁７とから構成されている。第１電磁弁５および第２電磁弁６は（金属製の）ボディ１３に直接取り付けられている。ガス配管３から供給されるガスは流入口１１から電磁弁ユニット２に流入し、第１電磁弁５、第２電磁弁６および負圧閉止弁７を介して流出口１２から流出するようになっている。

【0019】

図３は、図２の（Ｃ）のＡ－Ａ断面図である。流入口１１には、流入口１１に対して開口する円柱状の第１開口部３４が設けられている。そして、第１開口部３４に連続して、開口径が第１開口部３４の開口径よりやや小さい円柱形状の第２開口部３５が設けられ、さらに連続して、開口径が第２開口部３５の開口径より小さい円柱形状の第３開口部３６が設けられ、第１電磁弁５の第１弁室４０に接続されている。

【0020】

第１弁室４０には第１電磁弁５の第１弁体４２が着座する第１弁座３３が設けられており、第１弁座３３を端部として、第１開口部３４、第２開口部３５および第３開口部３６からなる連通路に対して垂直方向に開口し、第２電磁弁６の第２弁室４１に接続する円柱形状の第１連絡開口部３７が設けられている。

【0021】

第２弁室４１には第２電磁弁６の第２弁体４３が着座する第２弁座３２が設けられており、第２弁座３２を端部として、第１連絡開口部３７に対して垂直方向に開口し、負圧閉止弁７の負圧弁室３８と連通する第１連通路３０まで伸長する円柱形状の第２連絡開口部３１が設けられている。

【0022】

負圧閉止弁７には、第２連絡開口部３１と同軸に、流出口１２に対して開口する円柱形状の第４開口部２３が設けられ、その端部には負圧閉止弁７の負圧弁室３８と連通する第３連通路２９が設けられている。なお、第１電磁弁５および第２電磁弁６の第１弁体４２および第２弁体４３は、それぞれ第１電磁弁バネ４４および第２電磁弁バネ４５により第１弁座３３および第２弁座３２の方向に付勢されている。また、第１電磁弁５および第２電磁弁６の第１弁室４０および第２弁室４１は、それぞれＯリング４６および４７によりシール状態で保持されている。

【0023】

図４は、図２の（Ｂ）のＢ－Ｂ断面図である。また、図６は、負圧閉止弁７を構成する部品と組み付け方法を説明する図である。そして、図７から図１０は、負圧閉止弁７を構成する各部品の詳細を説明する図である。これら図４、図６および図７から図１０を用いて、本発明の特徴である負圧閉止弁７を説明する。

【0024】

図６に示すように、負圧閉止弁７は、弁ボディ２１と、弁蓋２２と、ダイアフラム２５と、バネ座２６と、弁バネ２７とから構成されている。弁ボディ２１に対し、ダイアフラム２５、バネ座２６、弁バネ２７、弁蓋２２の順に組み込んで、（図示しない）ネジにより弁ボディ２１に弁蓋２２を取り付けて負圧閉止弁７は組み付けられる。後述するが、ダイアフラム２５の外周部はシール部となっており、ダイアフラム２５のシール部により、弁ボディ２１と弁蓋２２とをシール状態で保持するようになっている。

【0025】

図４に示すように、弁ボディ２１と弁蓋２２とからなる空間は、ダイアフラム２５により、負圧弁室３８と背圧室３９とに隔離されている。ダイアフラム２５の中央部の厚みは厚くなっており、さらに中心部は円錐台状になっている。ダイアフラム２５の中央部が、弁ボディ２１に設けられた負圧弁座２４に着座する弁体として機能する。ダイアフラム２５の中央部には、バネ座２６が置かれ、弁バネ２７がバネ座２６を介してダイアフラム２５の中央部を負圧弁座２４方向に付勢している。上述のように、負圧弁座２４の中央には、負圧閉止弁７の負圧弁室３８と第４開口部２３とを連通する第３連通路２９が設けられ、負圧弁室３８の端部には、負圧弁室３８と第２連絡開口部３１とを連通する第１連通路３０が設けられている。

【0026】

組み付けられた負圧閉止弁７は、（図示しない）ネジによりボディ１３に組み付けられる。第１連通路３０の外周にはＯリング４８が配置され、負圧閉止弁７とボディ１３とをシール状態で保持するようになっている。また、負圧閉止弁７の弁蓋２２の上面中央部にはオリフィス孔２８が設けられ、オリフィス孔２８により、負圧閉止弁７の背圧室３９は大気と連通している。

【0027】

ここで、負圧閉止弁７を構成する各部品について、その詳細を説明する。

【0028】

図７は、弁蓋２２の（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図である。図７に示すように、弁蓋２２は、側面図において上から、上半分が円台柱状で下半分が円柱状となっている弁蓋上部２２ｃ、円柱状の弁蓋台部２２ｂ、および、上面が略正方形である直方体形状のベース部２２ａから形成されている。弁蓋上部２２ｃの上面中心部には、上半分が円柱状で下半分が円台柱状のオリフィス開口部２２ｄがあり、その下面にはオリフィス孔２８が設けられている。弁蓋上部２２ｃの内部には、ベース部２２ａの上部に至る円柱状の第１弁蓋開口部２２ｇが設けられ、ベース部２２ａには、第１弁蓋開口部２２ｇに連続し、下方に開口する、第１弁蓋開口部２２ｇの開口径より大きな開口径の円柱状の第２弁蓋開口部２２ｆが設けられている。第１弁蓋開口部２２ｇの開口径は、下述する弁バネ２７の外径よりやや大きくなっている。ベース部２２ａの四隅には、（図示しない）ネジが貫通する弁蓋貫通穴２２ｅ、２２ｅ、２２ｅ、２２ｅが設けられている。

【0029】

図８は、弁ボディ２１の（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図である。図８に示すように、弁ボディ２１は、側面図において、上部には上面が略正方形の直方体形状のベース受部２１ｃと、（側面図から見て）下部左側には直方体状の連通部２１ｂと、流出口１２を有し、連続した複数の異なった径の円柱形状から構成された接続部２１ａとから形成されている。接続部２１ａには、例えば、本実施形態では上述のように流量センサ８が接続される。

【0030】

ベース受部２１ｃの上面には、下述するダイアフラム２５のシール部２５ｃが挿入可能な凹溝２１ｊがリング状に設けられている。そして、その中央部には、上述した負圧弁座２４が設けられ、負圧弁座２４の中心には（側面図から見て）下方に伸長し、接続部２１ａおよび連通部２１ｂに設けられた第４開口部２３に連通する（上述した）第３連通路２９が設けられている。また、ベース受部２１ｃの上面の四方端には（側面図から見て）上方に伸長した長方形状のガイド部２１ｄ、２１ｄ、２１ｄ、２１ｄが形成されている。ガイド部２１ｄは、弁ボディ２１のベース受部２１ｃに弁蓋２２を取り付けた際に、弁蓋２２の位置決めとして機能する。

【0031】

さらに、（上面図から見て）負圧弁座２４の左側には、負圧弁座２４と凹溝２１ｊとの間に略円柱形状のベース受け開口部２１ｈが設けられており、（上面図から見て）負圧弁座２４の右側には、凹溝２１ｊと接する位置に（上述した）第１連通路３０が設けられている。第１連通路３０はベース受部２１ｃの下方に突出した略円柱形状の凸部２１ｆの中心を（側面図から見て）上下方向に貫通する。また、（側面図から見て）負圧弁座２４の手前にはベース受部２１ｃの下方に突出した略円柱形状の位置決めピン２１ｅが形成されている。位置決めピン２１ｅによりボディ１３に取り付けた負圧閉止弁７を位置決めされる。そして、ベース受部２１ｃの四隅には、弁蓋２２の弁蓋貫通穴２２ｅ、２２ｅ、２２ｅ、２２ｅと、それぞれ同軸位置に、弁ボディ貫通穴２１ｇ、２１ｇ、２１ｇ、２１ｇが設けられている。

【0032】

上述したように、接続部２１ａから連通部２１ｂに亘って、流出口１２を開口端に第４開口部２３が設けられている。

【0033】

図９は、ダイアフラム２５の（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図である。ダイアフラム２５は、ＮＢＲゴムなど弾性部材で成形されており、図９に示すように、側面図において、中央部には略円柱状で全体的に厚みが大きく、中心部が円錐台状の凸部を有する弁体部２５ａと、弁体部２５ａの周囲を囲う円形状の肉薄のダイアフラム部２５ｂと、さらにダイアフラム部２５ｂの周囲を囲うリング状の肉厚のシール部２５ｃとから形成されている。弁体部２５ａは厚みが大きいため負圧閉止弁７の弁体として機能する。また、シール部２５ｃは、弁ボディ２１の凹溝２１ｊに嵌合し、弁ボディ２１と弁蓋２２とを組み付けた際にシール部２５ｃにより、弁ボディ２１と弁蓋２２とシール状態を保持可能になっている。このように、弁体部とダイアフラム部とシール部を一体的に成形加工することにより、部品点数の削減が可能になり、製造コストを低減することができる。

【0034】

図１０は、バネ座２６の（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図、および、弁バネ２７の（Ｃ）上面図、（Ｄ）側面図である。

【0035】

図１０の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、バネ座２６は、例えば、アルミニウムなどの金属製で円盤状に形成されている。図１０の（Ｂ）の側面図に示すように、中央部２６ｂは、外周部２６ａに対して円錐台状に下方に突出して成形されている。中央部２６ｂの円形状の突出部の径は下述する弁バネ２７の外径よりやや大きくなっている。中央部２６ｂの中心部にはバネ座貫通穴２６ｃが設けられている。バネ座貫通穴２６ｃの開口径はダイアフラム２５の弁体部２５ａの円錐台状の凸部の最下部の最大径よりやや大きく、負圧閉止弁７の組み付ける際には、弁体部２５ａの円錐台状の凸部がバネ座貫通穴２６ｃを貫通して、ダイアフラム２５上でバネ座２６が位置決めされるようになっている。

【0036】

図１０の（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、本実施形態では、弁バネ２７は、鋼などの金属製の圧縮コイルバネを採用している。上述のように弁バネ２７の径は弁蓋２２の第１弁蓋開口部２２ｇの開口径よりやや小さく設定されている。

【0037】

上記のように構成された電磁弁ユニット２の動作について図３から図５を参照して説明する。電磁弁ユニット２が動作していない場合は、図３および図４に示すように、第１電磁弁５、第２電磁弁６および負圧閉止弁７はいずれも閉弁状態となっており、ガス配管３から燃料電池ユニット１にガスは供給されない。

【0038】

ガス配管３から燃料電池ユニット１へガスを供給する際は、制御部２０により、第１電磁弁５、第２電磁弁６およびポンプ１０を駆動させる。すると、第１電磁弁５および第２電磁弁６が開弁し（図５の矢印（１））、電磁弁ユニット２の流入口１１からガスが流入する。流入したガスは流入口１１から第２開口部３５、第１開口部３７、第２連絡開口部３１、第１連通路３０を介してして負圧閉止弁７の負圧弁室３８に流入する。負圧弁室３８にガスが流入すると負圧弁室３８の内圧が高くなり、弁バネ２７の付勢力に抗してダイアフラム２５の弁体部２５ａが負圧弁座２４から離れて（図５の矢印（２））負圧閉止弁７が開弁して、ガス配管３から供給されたガスは流出口１２から燃料電池ユニット１内に流入する。燃料電池ユニット１内に流入するガスの流量は、流量センサ８、負圧ガバナ９およびポンプ１０などにより所定の流量に制御される。

【0039】

次に、燃料電池ユニット１が運転中に、ガス配管３の元圧側の異常にガスの供給が停止した場合について図１１を参照して説明する。図１１は、負圧状態時の負圧閉止弁７の作動を説明する図である。

【0040】

上述のように、燃料電池ユニット１が運転中は、第１電磁弁５、第２電磁弁６および負圧閉止弁７が開弁状態となり、ポンプ１０により燃料電池ユニット１内のガスが供給されている。もし、何らかの異常により運転中にガス配管３からのガスの供給が停止すると、ガス配管３からのガスの供給がないにもかかわらずポンプ１０により吸気されるため、ガス配管３や電磁弁ユニット２の内圧が低下する。電磁弁ユニット２の内圧が低下すると負圧閉止弁７の負圧弁室３８の内圧が低下して、図１１の矢印（１）のように、弁バネ２７の付勢力によりダイアフラム２５の負圧弁体部２５ａが負圧弁座２４に着座して負圧閉止弁７が閉弁する。負圧閉止弁７が閉弁すると、燃料電池ユニット１内のガス供給が遮断されて、ポンプ１０による吸気が抑止されるため、ガス配管３の過度な負圧化を抑止することができる。これにより、ガス配管３に並列に接続されている他のガス機器の負圧化も抑止し、他のガス機器への影響を抑止することができる。

【0041】

従来、何らかの異常によりガスの供給が停止した場合、圧力センサにより内圧の低下を検知し、検知した信号により制御部２０にて第１電磁弁５および第２電磁弁を閉弁制御して、ポンプ１０による吸気を遮断してガス配管３の過度な負圧化を抑止していた。しかしながら、圧力センサを用いた場合、ガスの供給の停止から第１電磁弁５および第２電磁弁６を閉弁制御させるまでにタイムラグが生じて、適切に負圧による不具合を抑止できないおそれがあった。本実施形態の負圧閉止弁７を採用した電磁弁ユニット２では、圧力センサを用いることなく、内圧の物理的な作用により負圧閉止弁７が閉弁してガス配管３からの流入通路を遮断できることから、ガスの供給の停止からガス配管３からの流入通路の遮断までに生じるタイムラグも抑止することができる。これにより、ガス配管３に並列に接続されている他のガス機器に対する負圧化を、より的確に抑止できる。また、本実施形態で採用した負圧閉止弁７は上記のように簡易な構成なため、比較的高価な圧力センサに比べ、製造コストを低減することができる。

【0042】

また、本実施形態の燃料電池ユニット１では、流量センサ８が設けられている。何らかの異常によりガスの供給が停止した場合、流量センサ８からの出力信号から燃料電池ユニット１へのガスの供給停止を検知し、制御部２０により第１電磁弁５および第２電磁弁を閉弁制御させるとともに、ポンプ１０も停止させることができる。これにより、負圧閉止弁７が仮に開弁してもガス配管３からの流入通路の遮断状態を維持することができる。このように、本発明にかかる電磁弁ユニットは、上記本実施形態の電磁弁ユニット２に流量センサを備えてもよい。

【0043】

図１２は、本発明にかかる他の実施形態（その１）である電磁弁ユニット２００の断面図である。電磁弁ユニット２００では、上記実施形態である負圧閉止弁７の弁蓋２２を変更して、弁バネ２７の付勢力を調整可能にする一実施形態である負圧閉止弁５０を採用したものである。

【0044】

負圧閉止弁５０における弁蓋５１は、弁蓋本体５２と調圧ネジ５３とから構成される。調圧ネジ５３は円柱状に形成されており、その中心部には、大気と連通するオリフィス孔５３ａが設けられている。弁蓋本体５２には、ダイアフラム２５の上方に向けて開口する、調整ネジ５３の外径と略同径である円柱形状の開口部５２ａが設けられ、開口部５２ａの内周面上部には、雌ネジ部５２ｂが設けられている。調圧ネジ５３の側面には、弁蓋本体５２の雌ネジ部５２ｂと嵌合する雄ネジ部５３ｂが設けられている。調圧ネジ５３を回転させることにより、調圧ネジ５３が開口部５２ａに沿って移動可能になっている。そのため、調圧ネジ５３の位置を調整することにより、負圧閉止弁５０における弁バネ２７の付勢力を調整することができる。このように、調圧ネジ５３を備えた負圧閉止弁５０を用いることにより、ガスの供給が停止した場合に負圧閉止弁５０が閉弁する圧力の設定を容易に調整することができる。

【0045】

ここで、電磁弁ユニット２、２００は電磁弁ユニットの一例であり、第１電磁弁５および第２電磁弁６は電磁弁の一例であり、負圧閉止弁７、５０は負圧閉止弁の一例であり、弁体部２５ａは弁体の一例であり、負圧弁座２４は弁座の一例であり、弁バネ２７は付勢部材の一例であり、ダイアフラム部２５ｂはダイアフラムの一例であり、流量センサ８は流量センサの一例であり、調圧ネジ５３は圧力調整部の一例である。

【0046】

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。

【0047】

例えば、上記実施形態の電磁弁ユニット２では、第１電磁弁５および第２電磁弁６の流出側に負圧閉止弁７を配置したが、負圧閉止弁７は第１電磁弁５および第２電磁弁６の流入側に配置してもよいし、第１電磁弁５と第２電磁弁６との間に配置してもよい。この場合、配置した負圧閉止弁７の作動により、第１電磁弁５或いは第２電磁弁６を含む負圧閉止弁７より手前のガス供給側の領域について過度な負圧化を抑止できるため、第１電磁弁５や第２電磁弁６についても過度な負圧化による不具合を抑止することができる。

【0048】

また、上記実施形態の電磁弁ユニット２では、第１電磁弁５と第２電磁弁６の２つの電磁弁を配置したが、電磁弁は１つでもよい。

【0049】

また、上記実施形態の電磁弁ユニット２００では、調圧ネジ５３を用いて、ガスの供給が停止した場合において負圧閉止弁５０が閉弁する圧力を調整する構成を開示したが、負圧閉止弁が閉弁する圧力を調整する方法は、これに限定するものではない。図１３は、本発明にかかる他の実施形態（その２）である電磁弁ユニット２１０の断面図である。電磁弁ユニット２１０の負圧閉止弁６０における弁蓋６１は、弁蓋本体６２と、調圧ボルト６３と、ロックナット６４とから構成される。調圧ボルト６３の上端部中心には、大気と連通するオリフィス孔６３ａが設けられ、オリフィス孔６３ａの下方には背圧室３９に連通する調圧ボルト開口部６３ａが設けられている。弁蓋本体６２には、調圧ボルト６３を上下方向に移動可能にする開口部６２ａと、調圧ボルト６３が貫通する貫通開口６２ｂが設けられている。貫通開口６２ｂの内周面には、調圧ボルト６３の側面に設けられた雄ネジ部６３ｃと嵌合する雌ネジが設けられており、調圧ボルト６３を回転することにより、弁蓋本体６２に対して調圧ボルト６３の位置を調整することができる。調圧ボルト６３の位置を調整した後、調圧ボルト６３の雄ネジ部６３ｃと嵌合する雌ネジ部６４ａを設けたロックナット６４により、調圧ボルト６３の位置が保持される。このように、調圧ボルト６３の位置を調整して、負圧閉止弁６０における弁バネ６５の付勢力を調整することができる。このように、調圧ボルト６３を用いて負圧閉止弁６０が閉弁する圧力を調整してもよい。

【0050】

さらに、図１４の本発明にかかる他の実施形態（その３）の電磁弁ユニット２２０に示すように、第２連絡開口部３１から下方に向けて大気に連通するバイパス通路７０を設けてもよい。バイパス通路７０の大気側の内周面には封止ネジ７１の雄ネジと嵌合する雌ネジ部７２が設けれており、通常時は、バイパス通路７０に封止ネジ７１をねじ込んで、バイパス通路７０と封止ネジ７１との間に配設されたパッキン７２によりシール状態が保持されるようになっている。負圧閉止弁７が閉弁している状態では、第１電磁弁５および第２電磁弁６の通過漏れ検査を実施することが難しいが、バイパス通路７０を用いることにより、第１電磁弁５および第２電磁弁６の通過漏れ検査を実施することができる。

【0051】

図１５は、弁蓋のオリフィス孔に背圧パイプを設けた負圧閉止弁８０を備えた本発明にかかる他の実施形態（その４）の電磁弁ユニット２３０の断面図である。このように、弁蓋８１に設けられたオリフィス孔８３から突出して背圧パイプ８２を設けてもよい。この場合、オリフィス孔８３は大気以外に連通させることができる。

【0052】

図１４に開示したバイパス通路７０や図１５に開示した背圧パイプ８２は、図１２に開示した電磁弁ユニット２００や、図１３に開示した電磁弁ユニット２１０においても採用することができる。

【符号の説明】

【0053】

１・・燃料電池システム
２、２００、２１０、２２０、２３０・・電磁弁ユニット
５・・第１電磁弁
６・・第２電磁弁
７、５０、６０、８０・・負圧閉止弁
８・・流量センサ
９・・負圧ガバナ
１０・・ポンプ
１３・・ボディ
２１・・弁ボディ
２２・・弁蓋
２５・・ダイアフラム
２６・・バネ座
２７・・弁バネ
５３・・調圧ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】