止进阀、燃料电池系统的利记博彩app
【专利摘要】提供一种止进阀及燃料电池系统，能容易地对阀进行对位，并实现阀主体的低背化。阀部(150)具有阀芯部(151)、支承部(152)、孔部(153)及固定部(154)，其中，所述阀芯部(151)在阀部(150)收纳在开口部(147)中时与阀座(148)抵接，所述支承部(152)将阀芯部(151)支承成能在阀芯部(151)靠近阀座(148)及与阀座(148)分离的方向上自由移动，所述固定部(154)在阀部(150)收纳在开口部(147)中时与阀框体(130)的开口部(147)的内周面抵接，并对支承部(152)进行固定。在固定部(154)上形成有在阀部(150)收纳在开口部(147)中时从阀框体(130)的安装面(146)突出的突出部位(156)。通过将所述阀部(150)嵌入开口部(147)而收纳在阀框体(130)的开口部(147)中。
【专利说明】止进阀、燃料电池系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对流体的顺流方向的流动进行控制的止进阀(日文:順止7')以及包括该止进阀的燃料电池系统。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种在小型的燃料电池中使用的被动驱动的减压阀。上述减压阀构成为在流体的压力达到设定压力时，在压力差的作用下自动打开关闭阀。
[0003]图1(A)、图1(B)示出了在专利文献I所公开的减压阀的剖视图。上述减压阀由作为可动部的隔膜1、作为传递机构的活塞2、阀框体7以及阀座部3、阀芯部4、支承部5及固定部6构成，其中，上述阀座部3、阀芯部4、支承部5及固定部6形成阀部。阀芯部4在周围被支承部5支承。支承部5由具有弹性的梁形成。固定部6将支承部5固定于阀框体
7。在此，上述各构件由板状的构件构成，上述减压阀是通过将各构件接合的方式制造出的。
[0004]将隔膜(可动部)I上部的压力设定为PO、将阀上游的一次压力设定为P1、将阀下游的压力设定为P2、将阀芯部4的面积设定为S1、将隔膜(可动部)1的面积设定为S2。此时，从压力的平衡来看，如图1(B)所示，阀打开的条件为(P1_P2)S1 < (P0-P2)S2。在P2比上述条件中的压力高时，阀关闭，在P2比上述条件中的压力低时，阀打开。藉此，能将P2保持恒定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开2008-59093号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的技术问题
[0009]例如，在直接甲醇型燃料电池(DMFC)中，包括进行燃料(甲醇)输送的泵。一般来说，在阀式的泵中具有由阀带来的止回功能，但没有止进功能(阻止顺流方向的流动的功能)。若使用止进功能的泵，则在上游侧的压力(顺流方向的压力)作用于燃料的情况下，即便泵没有动作，燃料也会流动。
[0010]此外，组装在燃料电池系统内的燃料盒有时会因外部环境而成为高温，有时会排出高压流体。藉此，有可能存在多余的流体被供给到燃料单元、或是因不同情况而对泵造成损坏。因此，需要一种在万一作用有高压流体时阻止顺流方向的流动的阀(以下称为“止进阀，，)。
[0011]但是，在制造图1(A)、图1(B)所示的专利文献I的减压阀的情况下，需要以阀芯部4根据隔膜I的移位而与阀座部3抵接或分离的方式进行对位，来将支承部5固定于阀框体7。因此，需要上述精密的对位。
[0012]此外，由于专利文献I的减压阀是使用固定部6将支承部5固定于阀框体7的结构，因此，还存在阀主体增高与固定部6的厚度相应的量这样的问题。[0013]此外，由于阀部因制造偏差等不同而在各阀部中存在个体差异，因此，在专利文献I的减压阀的结构中，在每个减压阀中，阀部对阀座施加的压力有很大不同。即，在每个减压阀中，隔膜I的活塞2将阀芯部4压下来打开阀所需要的按压力有很大不同。因此，在专利文献I的减压阀的结构中，还存在流体控制上无法得到充分的可靠性这样的问题。
[0014]因此，本发明的第一目的在于提供一种能容易地对阀进行对位并能实现阀主体的低背化的止进阀及包括该止进阀的燃料电池系统。
[0015]此外，本发明的第二目的在于提供一种即便因阀部的制造偏差等不同而在各阀部存在个体差异，也能减小阀部对阀座施加的压力的偏差的止进阀以及包括该止进阀的燃料电池系统。
[0016]解决技术问题所采用的技术方案
[0017]本发明的止进阀为了解决上述技术问题而具有如下结构。
[0018](I)包括:阀框体；隔膜，该隔膜在上述阀框体内构成阀室，并根据上述阀室的流体压力移位；以及阀部，该阀部通过上述隔膜的移位而使流体向上述阀室的流入阻断或敞开，在上述阀框体形成有流入孔、流出孔、开口部及阀座，其中，上述流入孔供流体流入上述阀室，上述流出孔与泵连接，并通过利用上述泵对流体的吸引压力使流体从上述阀室流出，上述开口部与上述流入孔连通，并通过将上述阀部嵌入来对上述阀部进行收纳，上述阀座位于上述流入孔的周缘，上述阀部具有阀芯、支承部及环状的固定部，其中，上述阀芯在上述阀部收纳在上述开口部中时与上述阀座抵接，上述支承部将上述阀芯支承成能在上述阀芯靠近上述阀座及与上述阀座分离的方向上自由移动，上述固定部在上述阀部收纳在上述开口部中时与上述阀框体的上述开口部的内周面抵接，并对上述支承部进行固定，上述固定部呈具有多个突出部位的形状，这多个突出部位在上述阀部收纳在上述开口部中时从上述阀框体的靠上述开口部一侧的面突出。
[0019]在这种结构中，通过将阀部嵌入阀框体的开口部，就能收纳在阀框体的开口部中。在阀部收纳在阀框体的开口部中时，阀芯与阀座抵接，对支承部进行固定的固定部也与阀框体的开口部的内周面抵接。接着，上述支承部如上所述能自由移动地对阀芯进行支承。
[0020]因此，在制造上述结构的止进阀的情况下，只要将阀部嵌入开口部即可。S卩，在制造上述结构的止进阀的情况下，如专利文献I的减压阀所示，不需要将阀芯对位以根据隔膜的移位而与阀座部抵接或分离，来将支承部固定于阀框体。藉此，在上述结构的止进阀的结构中，不需要进行这种精密的对位。
[0021]此外，当在制造上述结构的止进阀时阀部出现异常的情况下，由于能将上述阀部从阀框体的开口部取下来容易地进行更换，因此，也能提高作为止进阀整体的成品率。
[0022]因此，根据上述结构中的止进阀，由于不需要精密的对位，因此，能容易地进行对位。另外，在上述结构的止进阀中，由于是将阀部收纳在阀框体的开口部中的结构，因此，与专利文献I的减压阀的结构相比，能使阀主体减低与固定部的厚度相应的量。
[0023]此外，在上述结构中，由于固定部为具有多个突出部位的形状，因此，在止进阀在基板(例如系统框体)上对位而被固定时，固定部被阀框体和基板压缩。在这种情况下，仅固定部的突出部位被按压在基板上。
[0024]S卩，在上述结构的止进阀中，与固定部的全周从阀框体的靠开口部一侧的面突出的情况(即，固定部的厚度比开口部的深度大的情况)相比，能减少固定部被按压在基板上的面积，来减少固定部被阀框体和基板压缩的体积。
[0025]藉此，即便因阀部的制造偏差等不同而使各阀部的突出部位的突出长度存在个体差异，对突出长度的不同进行缓和，并能减小阀部对阀座施加的压力的偏差。即，能减小隔膜压下阀芯部来打开阀部所需要的按压力的偏差。藉此，能提高阀主体的可靠性。
[0026](2)当将上述环状的固定部的一周设定为360°，将上述突出部位的两端径线与上述固定部的中心连接的上述突出部位的中心角设定为Θ、将上述突出部位的个数设定为C时，多个上述突出部位以满足1/20 < C.Θ/360。< 1/2的关系的方式形成在上述固定部上。
[0027]通过实验可知，在多个突出部位满足1/20 < C.Θ /360° ( 1/2的关系的情况下，可知能够使阀部对阀座施加的压力大小足够，且使由突出部位的突出长度的不同引起的施压的变化量较小。
[0028](3)较为理想的是，上述突出部位的材质为橡胶。
[0029]在上述结构中，能提高止进阀被固定于上述基板时的固定部的突出部位与基板的上表面的紧贴性。
[0030]此外，本发明的燃料电池系统为了解决上述技术问题而具有如下结构。
[0031](4)包括:上述⑴至(3)中任一个记载的止进阀；燃料贮存部，该燃料贮存部与所述止进阀的所述流入孔连接；以及泵，该泵与所述止进阀的所述流出孔连接。
[0032]根据上述结构，通过使用上述(I)?(3)中任一个记载的止进阀，在包括上述止进阀的燃料电池系统也能起到同样的效果。
[0033]发明效果
[0034]根据本发明，能容易地对阀进行对位，并能实现阀主体的低背化。另外，即便因阀部的制造偏差等不同而使各阀部存在个体差异，也能减小阀部对阀座施加的压力的偏差。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是对专利文献I的止进阀的结构进行说明的剖视图。
[0036]图2是对止进阀的动作原理进行说明的止进阀的示意剖视图。
[0037]图3是包括本发明第一实施方式的止进阀101的燃料电池系统的系统结构图。
[0038]图4是对本发明第一实施方式的止进阀101的结构进行说明的分解立体图。
[0039]图5 (A)是图4的止进阀101所包括的间隙部110的俯视图。图5⑶是图4的止进阀101所包括的阀框体130的仰视图。
[0040]图6是沿图5 (A)的S-S线的剖视图。
[0041 ] 图7是图6所示的阀部150的放大剖视图。
[0042]图8是图4所示的阀部150的外观立体图。
[0043]图9是在图6所示的阀部150嵌入阀框体130的开口部147的状态下固定于系统框体160的止进阀101的剖视图。
[0044]图10是表示在图9所示的阀部150的固定部154被阀框体130和系统框体160压缩时、固定部154从系统框体160处承受的最大阻力的范围的阀部150的外观立体图。
[0045]图11是表示图9所示的阀部150的固定部154的突出部位156的突出长度与阀部150对阀座148施加的压力之间的关系的图表。[0046]图12是本发明第二实施方式的止进阀201所包括的阀部250的外观立体图。
[0047]图13是本发明第二实施方式的止进阀201中的阀框体230的流入孔143周边的放大立体图。
[0048]图14是沿图13所示的T-T线的阀框体230及阀部250的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0049](止进阀的动作原理)
[0050]首先，对在小型燃料电池中使用的被动驱动的止进阀的动作原理进行说明。
[0051]图2(A)是在阀关闭的状态下的止进阀90的示意剖视图，图2(B)是在阀打开的状态下的止进阀90的示意剖视图。止进阀90由作为可动部的隔膜20、与隔膜20—起构成阀室40的阀框体30、与阀框体30接合的间隙部10以及具有阀芯部51的阀部50构成。
[0052]在阀框体30上形成有流入孔43和流出孔49，其中，上述流入孔43供流体流入阀室40，上述流出孔49与泵连接，并使流体在由泵对流体施加的吸引压力的作用下从阀室40流出。
[0053]隔膜20具有作为传递机构的推动件23，并在阀室40的流体的压力的作用下发生移位。在隔膜20朝靠近阀部50的方向移位时，推动件23将阀芯部51压下。
[0054]阀部50在阀芯部51的流入孔43 —侧形成有环状的阀突起55，阀突起55被配置成与位于流入孔43周缘的阀座48抵接。此外，阀芯部51因隔膜20的移位而与阀座48抵接或分离，以将流体从流入孔43朝阀室40的流入阻断或敞开。
[0055]在间隙部10的上表面上形成有与外部气体连通的孔部15。其结果是，大气压作用在隔膜20的上部。
[0056]止进阀90构成为在流体的压力达到设定压力时，利用压力差自动打开关闭阀部50。更详细地，将隔膜20上部的大气的压力设定为PO、将阀上游的一次压力设定为P1、将阀下游的压力设定为P2、将阀芯部51的面积(在此，由于在阀芯部51形成有环状的阀突起55，因此，以由阀突起55围成的区域的直径来确定的面积)设定为S2、将隔膜20的面积设定为S2、将阀芯部51朝上方施力的力设定为Fs。此时，从压力的平衡来看，如图2(B)所示，阀部50打开的条件为(P1-P2)S1+ Fs< (P0-P2)S2。在P2比上述条件中的压力高时，阀部50关闭，在P2比上述条件中的压力低时，阀部50打开。藉此，能将P2保持恒定。
[0057](第一实施方式)
[0058]以下，对本发明第一实施方式的止进阀101进行说明。
[0059]图3是包括本发明第一实施方式的止进阀101的燃料电池系统100的系统结构图。燃料电池系统100包括:对作为燃料的甲醇进行贮存的燃料盒102 ;止进阀101 ;对甲醇进行输送的泵103 ;以及从泵103接受甲醇的供给来进行发电的发电单元104。
[0060]在直接甲醇型燃料电池(DMFC)中，包括进行作为燃料的甲醇的输送的泵103。一般来说，在阀式的泵103中具有由阀带来的止回功能，但没有止进功能。若使用没有止进功能的泵103，则在上游侧的压力(顺流方向的压力)作用在甲醇上的情况下，即便泵103没有工作，甲醇也会流动。
[0061]因此，较为理想的是，与泵103组合使用，并设置利用泵压力来进行阀的打开关闭的止进阀101。[0062]在后面进行详细说明，止进阀101包括与隔膜120—起构成阀室140的阀框体130。
[0063]在阀框体130形成有流入孔143和流出孔149，其中，上述流入孔143经由流入通路163而与燃料盒102连接，上述流出孔149经由流出通路165而与泵103连接。
[0064]止进阀101经由防止流体泄漏的O形环161、162而表面安装在聚苯硫醚(PPS)树脂制的系统框体160，其中，在系统框体160上形成有流入通路163和流出通路165。
[0065]在燃料电池系统100中，甲醇从燃料盒102经由流入通路163和流入孔143流入阀室140。接着，在泵103对甲醇施加的吸引压力的作用下，甲醇从阀室140经由流出通路165和流出孔149朝泵103流出。接着，甲醇在泵103的作用下被供给至发电单元104。
[0066]图4是第一实施方式的止进阀101的分解立体图。图5(A)是图4的止进阀101所包括的间隙部110的俯视图。图5(B)是图4的止进阀101所包括的阀框体130的仰视图。图6是沿图5(A)的S-S线的剖视图。
[0067]如在图4中进行分解以立体的方式所示，止进阀101包括间隙部110、作为可动部的隔膜120、阀框体130和阀部150。
[0068]阀框体130呈大致正方形板状。在阀框体130上形成有流入孔143和流出孔149，其中，上述流入孔143供流体流入阀室140，上述流出孔149与泵103连接，并使流体在由泵103对流体施加的吸引压力的作用下从阀室140流出。
[0069]此外，在阀框体130上形成有螺纹用孔131和载置部134，其中，上述螺纹用孔131用于将间隙部110和阀框体130固定于系统框体160，上述载置部134供隔膜120的周缘部121载置。
[0070]此外，如图4及图6所示，在阀框体130的、与隔膜120相对的阀室140的底面141上的流入孔143周围形成有突出部144和流路145，其中，上述突出部144在阀部150将甲醇从流入孔143朝阀室140的流入敞开时与隔膜120抵接，上述流路145使甲醇从突出部144的内侧朝外侧通过。
[0071]此外，如图5(B)及图6所示，在阀框体130形成有开口部147和阀座148，其中，上述开口部147通过将阀部150从阀框体130的安装面146 —侧嵌入来对阀部150进行收纳,上述阀座148位于流入孔143的周缘。
[0072]另外，对于阀框体130的材质，阀框体130的与甲醇接触的部分134、141、144、145、148的材质由耐甲醇性高的树脂、例如PPS(Polyphenylenesulfide:聚苯硫醚)树脂等构成，阀框体130的没有与甲醇接触的边缘132的材质由金属构成。阀框体130由将金属部分的边缘132嵌件在铸型模具来进行注塑成型的嵌件铸型形成。
[0073]如图4及图6所示，隔膜120在中心具有作为传递机构的推动件123，周缘部121的厚度形成为比中央部122厚的圆板状。隔膜120的材质为耐甲醇性高的橡胶、例如乙丙橡胶或硅酮橡胶。隔膜120的周缘部121载置在阀框体130上而与阀框体130 —起构成阀室 140。
[0074]隔膜120因阀室140中的流体的压力而使周缘部121内侧的中央部122移位。在隔膜120的中央部122朝靠近阀部150的方向移位时，推动件123将阀芯部151压下。
[0075]另外，在以液体作为流体在止进阀101中使用的情况下，由于液体的表面张力较大，因此，需要比以气体为流体在止进阀101中使用的情况更大的流体流路。但是，在本实施方式的止进阀101中，由于隔膜120的材质为橡胶，因此，与由硅酮或金属来形成隔膜120的情况相比，隔膜120的可动范围变大。因此，在本实施方式的止进阀101中，能确保充分的甲醇的流路。
[0076]如图4及图6所示，阀部150呈大致圆形状。详细情况在后进行叙述，但阀芯部151因隔膜120的移位而与阀座148抵接或分离，以将流体从流入孔143朝阀室140的流入阻断或敞开。
[0077]如图4、图5(A)及图6所示，间隙部110为大致正方形板状，其是通过利用模具对不锈钢板进行冲裁和拧绞来形成的。在间隙部110上形成有用于将间隙部110和阀框体130固定于系统框体160的螺纹用孔111。
[0078]在此，在隔膜20载置在载置部134上的状态下，金属制的间隙部110的边缘116通过焊接而与阀框体130的金属制的边缘132接合。间隙部110的周缘部位114 一旦被接合，则对隔膜120的周缘部121进行按压，来与载置部134 —起对周缘部121进行夹持。
[0079]此外，在间隙部110的中央部位113上形成有与外部气体连通的孔部115。其结果是，大气压作用在隔膜120的上部。
[0080]在隔膜120上接合有不锈钢制的承压板125，该承压板125由能够承受上述大气压与阀室140的内压之间的压差的圆形金属构成。
[0081]止进阀101与上述止进阀90 (参照图2)同样地，构成为在流体压力达到设定压力时，利用压力差自动打开关闭阀部150。
[0082]以下，对上述阀部150进行详细说明。
[0083]图7是图6所示的阀部150的放大剖视图。图8是图4所示的阀部150的外观立体图。图8(A)是从正面侧观察阀部150的图，图8(B)从背面侧观察阀部150的图。
[0084]如图4、图7及图8所示，阀部150呈大致圆板状形状，其是由耐夹持性高的橡胶、例如硅酮橡胶构成。阀部150具有:阀芯部151，该阀芯部151因隔膜120的移位而与阀座148抵接或分离，以将液体(甲醇)从流入孔143朝阀室140的流入阻断或敞开；支承部152，该支承部152将阀芯部151支承成能在阀芯部151朝与阀座148接近或分离的方向上自由移动；孔部153，该孔部153供甲醇通过；以及圆环状的固定部154，该固定部154在阀部150收纳在开口部147中时与阀框体130的开口部147的内周面抵接，并对支承部152进行固定。
[0085]另外，为了提高与阀座148的密封性，在阀芯部151的靠流入孔43—侧的部位形成有环状的阀突起155，但未必一定需要形成阀突起155。
[0086]在阀部150收纳在开口部147中时，阀芯部151的阀突起155与阀座148抵接，在阀关闭时，阀芯部151朝将流体从流入孔143朝阀室140的流入阻断的方向对阀座148进行施压。
[0087]接着，阀芯部151因隔膜120下降而被隔膜120压下，藉此与阀座148分离，并使流入孔143与孔部153连通，以使甲醇朝阀室140的流入敞开。
[0088]如图7及图8 (B)所示，圆环状的固定部154具有六个扇面状的突出部位156，这六个突出部位156在阀部150收纳在开口部147中时从阀框体130的靠开口部147 —侧的安装面146突出。
[0089]在此，在将圆环状的固定部154的一周设定为360°、将扇面状的突出部位156的中心角(将突出部位156的两端径线与固定部154的中心连接的连接角)设定为Θ、将突出部位156的个数设定为C时，六个突出部位156以满足1/20 < C.Θ /360° ( 1/2的关系的方式形成在固定部154上。此外，固定部154的外径X为开口部147的内径Y以上。
[0090]接着，参照图9，对本实施方式的止进阀101向系统框体160的安装方法进行说明。
[0091]图9是在图6所示的阀部150嵌入阀框体130的开口部147的状态下固定于系统框体160的止进阀101的剖视图。图10是表示在图9所示的阀部150的固定部154被阀框体130和系统框体160压缩时、固定部154从系统框体160处承受的最大阻力的范围的阀部150的外观立体图。在此，在图10中所示的产生最大阻力的范围是通过用FEM(FiniteElement Method:有限元方法)计算来进行表示的。
[0092]首先，通过将阀部150从阀框体130的安装面146 —侧嵌入开口部147，藉此，间隙部Iio收纳在通过上述焊接的方式接合的阀框体130的开口部147中。
[0093]接着，在将阀部150嵌入阀框体130的开口部147的状态下，将止进阀101的流入孔143与系统框体160的流入通路163对位，并且将止进阀101的流出孔149与系统框体160的流出通路165对位。
[0094]接着，在上述对位的状态下，将螺钉穿过间隙部110的螺纹用孔111和阀框体130的螺纹用孔131 (参照图4)，来固定于系统框体160。藉此，完成止进阀101向系统框体160的安装。
[0095]综上所述，一旦阀部150收纳在阀框体130的开口部147中，如图7所示，阀芯部151与阀座148抵接，对支承部152进行固定的固定部154也与阀框体130的开口部147的内周面抵接。接着，上述支承部152如上所述能自由移动地对阀芯部151进行支承。
[0096]因此，在制造本实施方式的止进阀101的情况下，只要将阀部150嵌入开口部147即可。即，在制造本实施方式的止进阀101的情况下，如图1所示的专利文献I的减压阀这样，无需以阀芯部151根据隔膜120的移位而与阀座部148抵接或分离的方式进行对位，来将支承部152固定于阀框体130。藉此，在本实施方式的止进阀101的结构中，不需要这种精密的对位。
[0097]此外，由于固定部154的外径X为开口部147的内径Y以上，因此，能防止在将止进阀101与系统框体160对位来进行固定时、阀部150从阀框体130的开口部147落下。藉此，在本实施方式中，使将止进阀101安装于系统框体160时的安装作业变得容易。
[0098]在此，较为理想的是，开口部147的内径Y和固定部154的外径X满足I ( Y/ 1.2的关系。在Y/X < I的情况下，阀部150有可能从阀框体130落下。另一方面，在
1.2 < Y/X的情况下，很难将阀部150插入阀框体130。
[0099]此外，当在制造本实施方式的止进阀101时阀部150出现异常的情况下，由于能将上述阀部150从阀框体130的开口部147取下而容易地进行更换，因此，也能提高作为止进阀101整体的成品率。
[0100]因此，根据本实施方式的止进阀101，也能容易地进行安装作业，此外，也能提高成品率。另外，在本实施方式的止进阀101中，由于是将阀部150收纳在阀框体130的开口部147中的结构，因此，与专利文献I的减压阀的结构相比，能使阀主体减低与固定部154的厚度相应的量。
[0101]此外，在本实施方式的止进阀101中，如图7及图8(B)所示，圆环状的固定部154具有六个扇面状的突出部位156，这六个突出部位156在阀部150收纳在开口部147中时从阀框体130的靠开口部147 —侧的安装面146突出。此外，突出部位156的材质为橡胶。
[0102]因此，在止进阀101固定于系统框体160时，固定部154被阀框体130和系统框体160压缩(参照图7、图9)。此时，在阀部150中，如图10所示，仅固定部154的突出部位156从系统框体160处承受最大阻力。
[0103]即，在本实施方式的止进阀101中，与固定部154的全周从阀框体130的安装面146突出的情况( 、固定部154的厚度比开口部147的深度大的情况)相比，能减少固定部154被从系统框体160按压的面积，从而减少固定部154被阀框体130和系统框体160压缩的体积。
[0104]藉此，即便因阀部150的制造偏差等不同而使各阀部150的突出部位156的突出长度L存在个体差异，也能对突出长度L的不同进行缓和，从而能减小阀部150对阀座148施加的压力的偏差。S卩，能减小隔膜120的推动件123将阀芯部151压下来打开阀部150所需要的按压力的偏差。
[0105]以下，对于由固定部154的突出部位156的突出长度L引起的、阀部150对阀座148施加的压力的变化进行详细说明。
[0106]图11是表示图9所示的阀部150的固定部154的突出部位156的突出长度L与阀部150对阀座148施加的压力之间的关系的图表。在此，图11所示的图表示出了通过FEM计算出的结果。
[0107]如上所述，在将圆环状的固定部154的一周设定为360°、将扇面状的突出部位156的中心角(将突出部位156的两端径线与固定部154的中心连接的连接角)设定为Θ、将突出部位156的个数设定为C时，多个突出部位156以满足1/20 < C.Θ /360° ( 1/2的关系的方式形成。
[0108]如图11所示，在C.Θ /360° ( 1/20的情况下，可知将止进阀101固定于系统框体160时的施压不足0.5 (gf)(克重)，阀部150无法给予阀座148足够的施压，而无法使阀部150与阀框体130充分紧贴。
[0109]另一方面，在1/2 <C.Θ/360°的情况下，可知因突出部位156的突出长度L的不同而引起的施压的变化量过大。例如，在突出部位156的突出长度L为50 (μ m)和100( μ m)下，施压也会变化2.6 (gf)，在突出部位156的突出长度L为100 ( μ m)的情况下的施压变得过高，而有可能使阀部150无法敞开。
[0110]但是，如图11所示，在多个突出部位156满足1/20 < C.Θ/360°≤1/2的关系的情况下，可知能够使阀部150对阀座148施加的压力大小足够，且使由突出部位156的突出长度L的不同引起的施压的变化量较小。例如，在C.Θ/360。=1/4的情况下，在突出部位156的突出长度L为50 (μ m)和100 ( μ m)下，施压均为0.5 (gf)以上，且在50 (μ m)和100 ( μ m)下施压仅变化了 0.7 (gf)。
[0111]因此，在多个突出部位156满足1/20 < C.Θ/360。< 1/2的关系的情况下，SP便因阀部150的制造偏差等不同而使各阀部150的突出部位156的突出长度L存在个体差异，也能减小阀部150对阀座148施加的压力的偏差。
[0112]同样地，即便因系统框体160的制造偏差等不同，而使与突出部位156抵接的系统框体160的上表面的翘曲量存在个体差异，也能减小阀部150对阀座148施加的压力的偏差。
[0113]藉此，根据本实施方式的止进阀101，能减小隔膜120的推动件123将阀芯部150压下来打开阀部150所需要的按压力的偏差。藉此，能提高阀主体的可靠性。
[0114]此外，在以上的结构中，阀框体130的与甲醇接触的部分134、141、144、145、148的材质全部是树脂，隔膜120和阀部150的材质也是橡胶，因此，甲醇中不会溶出金属离子(参照图9)。因此，在本实施方式的止进阀101中，也不会发生因金属离子的溶出而引起的DMFC特性变差。
[0115]因此，通过使用本实施方式的止进阀101，即便在包括上述止进阀101的燃料电池系统100中，也能起到相同的效果。
[0116](第二实施方式)
[0117]图12是本发明第二实施方式的止进阀201所包括的阀部250的外观立体图。图12(A)是从正面侧观察阀部250的图，图12(B)从背面侧观察阀部250的图。图13是本发明第二实施方式的止进阀201中的阀框体230的流入孔143周边的放大立体图。图14是沿图13所示的T-T线的阀框体230及阀部250的放大剖视图。在此，图13以透视图的方式示出了阀部250收纳在阀框体230的开口部147中时的情况。
[0118]本实施方式的止进阀201与第一实施方式的止进阀101不同之处在于阀部250及阀框体230。在其它结构上是相同的。
[0119]如图12(A)所示，阀部250在没有形成孔部153这点上与阀部150不同。
[0120]如图12(B)所示，圆环状的固定部154具有六个扇面状的突出部位256，这六个突出部位256在阀部250收纳在阀框体230的开口部147中时、从阀框体230的靠开口部147一侧的安装面146突出。
[0121]另外，如图12(B)所示，在固定部154的各突出部位256周边形成有扇面状的板257，该板257用于将止进阀201固定于系统框体160，使固定部154被阀框体230和系统框体160压缩时的阀部250的姿势稳定。
[0122]如图9、图13、图14所示，阀框体230在形成有流路142和框体突起部235这点上与阀框体130不同，其中，上述流路142在阀部250被收纳在开口部147中、且止进阀201固定于系统框体160时，与系统框体160的流入通路163连通，上述框体突起部235与阀部250抵接，并与阀部250 —起构成流路238。
[0123]在此，参照图9、图13、图14，对本实施方式的止进阀201向系统框体160的安装方法进行说明。首先，通过将阀部250从阀框体230的安装面146 —侧嵌入开口部147，藉此，间隙部110收纳在接合后的阀框体230的开口部147中。
[0124]接着，在将阀部250嵌入阀框体230的开口部147的状态下，将止进阀201的流入孔143与系统框体160的流入通路163对位，并且将止进阀201的流出孔149与系统框体160的流出通路165对位。
[0125]接着，在上述对位的状态下，将螺钉穿过间隙部110的螺纹用孔111和阀框体230的螺纹用孔131 (参照图4)，来固定于系统框体160。藉此，完成止进阀201向系统框体160的安装。
[0126]如上所述，在安装于系统框体160的止进阀201中，在阀打开时，从系统框体160的流入通路163流入的流体经过流路142及由阀突起155和框体突起部235围成的流路238而流入阀室140。
[0127]因此，在本实施方式中，无需在阀部250上形成供流体通过的孔部153。藉此，根据本实施方式，由于阀部250能形成为没有孔部153的简单结构，因此，能大幅削减阀部250的制造成本。
[0128](其它实施方式)
[0129]在以上实施方式中，使用甲醇作为活性高的流体，但该流体即便是气体、液体、气液混合流体、固液混合流体、固气混合流体等中的哪一种均能应用。
[0130]此外，在以上实施方式中，突出部位156、256均设置有六个，但在实施过程中，也可以设置其它个数。同样地，也可以将突出部位156、256的中心角设定为图8(B)、图12所示的角度以外的角度。
[0131]另外，上述实施方式的说明在所有方面均为例示，应当被考虑为没有任何限制的情况。本发明的范围不只是如上述实施方式所示，而是由权利要求的范围来表示。而且，在本发明的范围中的意图在于包括与权利要求范围相等的意义及在其范围内的所有变更。
[0132](符号说明)
[0133]I 隔膜
[0134]2 活塞
[0135]3 阀座部
[0136]4 阀芯部
[0137]5 支承部
[0138]6 固定部
[0139]7 阀框体
[0140]10间隙部
[0141]15 孔部
[0142]20 隔膜
[0143]23推动件
[0144]30 阀框体
[0145]40 阀室
[0146]43流入孔
[0147]48 阀座
[0148]49流出孔
[0149]50 阀部
[0150]51 阀芯部
[0151]55 阀突起
[0152]90止进阀
[0153]100燃料电池系统
[0154]101、201 止进阀
[0155]102燃料盒
[0156]103 泵
[0157]104发电单元[0158]110间隙部
[0159]111孔
[0160]113中央部位
[0161]114周缘部位
[0162]115孔部
[0163]116边缘
[0164]120隔膜
[0165]121周缘部
[0166]122中央部
[0167]123推动件
[0168]125承压板
[0169]130、230 阀框体
[0170]131孔
[0171]132边缘
[0172]134载置 部
[0173]140阀室
[0174]141底面
[0175]142流路
[0176]143流入孔
[0177]144突出部
[0178]145流路
[0179]147开口部
[0180]148阀座
[0181]149流出孔
[0182]150、250 阀部
[0183]151阀芯部
[0184]152支承部
[0185]153孔部
[0186]154固定部
[0187]155阀突起
[0188]156,256 突出部位
[0189]160系统框体
[0190]161环
[0191]163流入通路
[0192]165流出通路
[0193]235框体突起
[0194]238流路
【权利要求】
1.一种止进阀，其特征在于，包括: 阀框体； 隔膜，该隔膜在所述阀框体内构成阀室，并根据所述阀室的流体压力移位；以及 阀部，该阀部通过所述隔膜的移位而使流体向所述阀室的流入阻断或敞开， 在所述阀框体形成有流入孔、流出孔、开口部及阀座，其中，所述流入孔供流体流入所述阀室，所述流出孔与泵连接，并通过利用所述泵对流体的吸引压力使流体从所述阀室流出，所述开口部与所述流入孔连通，并通过将所述阀部嵌入来对所述阀部进行收纳，所述阀座位于所述流入孔的周缘， 所述阀部具有阀芯、支承部及环状的固定部，其中，所述阀芯在所述阀部收纳在所述开口部中时与所述阀座抵接，所述支承部将所述阀芯支承成能在所述阀芯靠近所述阀座以及与所述阀座分离的方向上自由移动，所述固定部在所述阀部收纳在所述开口部中时与所述阀框体的所述开口部的内周面抵接，并对所述支承部进行固定， 所述固定部呈具有多个突出部位的形状，这多个突出部位在所述阀部收纳在所述开口部中时从所述阀框体的靠所述开口部一侧的面突出。
2.如权利要求1所述的止进阀，其特征在于， 当将所述环状的固定部的一周设定为360°、将所述突出部位的两端径线与所述固定部的中心连接的所述突出部位的中心角设定为Θ、将所述突出部位的个数设定为C时，多个所述突出部位以满足1/20 < C.Θ /360° ( 1/2的关系的方式形成在所述固定部上。
3.如权利要求1或2所述的止进阀，其特征在于， 所述突出部位的材质是橡胶。
4.一种燃料电池系统，其特征在于，包括: 权利要求1至3中任一项所述的止进阀； 燃料贮存部，该燃料贮存部与所述止进阀的所述流入孔连接；以及 泵，该泵与所述止进阀的所述流出孔连接。
【文档编号】F16K7/17GK103443516SQ201280015483
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月1日 优先权日:2011年4月12日
【发明者】佐佐木雅启, 东山祐三 申请人:株式会社村田制作所