CN101379332B - 压力调整阀和使用它的燃料电池***及氢产生设备 - Google Patents

Abstract

压力调整阀(100)，具有在受到燃料需要侧的压力的同时能够变形的第一压力变形部(120)，以及与此第一压力变形部相向地设置的在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部(130)；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路(140)、第二流路(150)，以及将这些第一以及第二流路连通的连通路(160)；同时，压力调整阀具有阀部件(170)，阀部件在具有贯通连通路地连结第一压力变形部和第二压力变形部的连结部(171)的同时，具有设置在连结部上的在向第二压力变形部侧移动时关闭连通路的阀芯(172)；在燃料需要侧的压力比规定值低的情况下，阀芯不关闭连通路，但在燃料需要侧的压力在规定值以上的情况下，阀芯关闭连通路。

Description

压力调整阀和使用它的燃料电池***及氢产生设备

技术领域

本发明涉及小型的能够不消耗电力地进行控制、并能够容易地控制动作压力的压力调整阀，另外，涉及使用它的燃料电池***、以及分解金属氢化物以产生氢的氢产生设备。

背景技术

由于近年的能量问题突出，所以要求有更高的能量密度的、排放物清洁的电源。燃料电池是具有现有电池的几倍的能量密度的发电机，具有能量效率高、在排出气体中不含有氮氧化物、硫磺氧化物或者其含有量少的特征。因此，可以说是符合作为下一代的电源装置的要求的极其有效的装置。

在这样的燃料电池中，虽然作为燃料可以使用甲醇、氢，但是为了与燃料的消耗相应地连续进行这样的燃料的供给，需要压力调整阀，为了谋求燃料电池的小型化，需要谋求这样的压力调整阀的小型化。

另外，在通过氢和氧的电化学反应获得电能的燃料电池中，作为燃料，需要氢。作为生成氢气的设备的例子，已知的是具有收容金属氢化物(硼氢化盐)的反应容器和水罐并通过泵将水罐内的水向反应容器的金属氢化物喷出这样的构造的氢产生设备(例如，参照专利文献1)。

即使在这样的氢产生设备中，为了与氢的消耗相应地向反应容器内供给水，也需要压力调整阀，这样的压力调整阀也同样需要谋求小型化。

作为这样的燃料电池***中的压力调整阀，已被提出了有关利用燃料极室的压力和氧极室或者外气的压力之间的压差来控制来自燃料罐的燃料的供给量的控制机构的方案(参照专利文献2)。

但是，在此文献的压力调整阀中，因为通过压差动作的阀芯受到来自燃料罐的压力，所以若燃料罐的内压不是恒定压力，则存在不正常动作的问题。在该文献中，因为假定了使用氢吸藏合金的燃料电池，所以存在氢脱离压为恒定压力的区域，因此，尽管可能不会成为大的问题，但是，存在着在上述的氢产生设备等压力变化大的设备中不能使用的问题。

另外，在这样的燃料电池***、氢产生设备以外，也非常希望出现小型、不供给电力即能够控制、容易设定动作压力的压力调整阀。

专利文献1：日本特开2002-137903号公报专利文献2：日本特开2004-31199号公报

发明内容

本发明是鉴于上述状况进行的，目的是提供一种小型、不消耗电力即能够控制、能够容易地控制动作压力的压力调整阀，和使用它的燃料电池***，以及氢供给设备。

为了实现上述目的的本发明技术方案1的压力调整阀，其特征在于，所述压力调整阀具有在受到燃料需要侧的压力的同时能够变形的第一压力变形部、以及与此第一压力变形部相向地设置、在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路、第二流路、以及将这些第一以及第二流路连通的连通路；同时，所述压力调整阀具有阀部件，所述阀部件在具有贯通上述连通路地连结上述第一压力变形部和上述第二压力变形部的连结部的同时，具有设置在上述连结部上的在向上述第二压力变形部侧移动时关闭上述连通路的阀芯；在上述燃料需要侧的压力比规定值低的情况下，上述阀芯不关闭上述连通路，但在上述燃料需要侧的压力在规定值以上的情况下，上述阀芯关闭上述连通路。

由此，因为依靠第一以及第二压力变形部受到的压力，阀部件移动，进行连通路的开闭，另外，在第一以及第二压力变形部之间设置由连通路的开闭连通或者切断的燃料流体的流路，所以容易小型化，而且能够不会较大受到燃料流体的供给源的压力的影响地进行连通路的开闭。

而且，本发明技术方案2的压力调整阀是在技术方案1中记载的压力调整阀，其特征在于，上述第一以及第二流路，通过设置在上述第一压力变形部和上述第二压力变形部之间的分隔部件，分别设置在上述第一压力变形部侧以及上述第二压力变形部侧，在上述分隔部件中贯通地设置有上述连通路。

因为在第一以及第二压力变形部之间通过分隔部件设置了第一以及第二流路，所以能够容易小型化。

另外，本发明技术方案3的压力调整阀是在技术方案1或者技术方案2中记载的压力调整阀，其特征在于，具有在上述阀芯向上述第二压力变形部侧移动而关闭了上述连通路时，将上述第一压力变形部和上述燃料需要侧隔离的隔离部件；在上述阀芯关闭了上述连通路时，对上述第一压力变形部的来自上述燃料需要侧的压力由上述隔离部件遮断。

因为在阀芯关闭了连通路时，由隔离部件遮断对第一压力变形部的来自燃料需要侧的压力，所以在连通路被关闭时，第一压力变形部不会受到来自燃料需要侧的压力的影响，能够在关闭了连通路的状态下使第一压力变形部稳定。

为了实现上述目的的本发明技术方案4的燃料电池***是具有供给燃料的阳极室的燃料电池***，其特征在于，所述燃料电池***具有压力调整阀；所述压力调整阀具有在受到燃料需要侧的压力的同时能够变形的第一压力变形部、以及与此第一压力变形部相向地设置、在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路、第二流路、以及将这些第一以及第二流路连通的连通路；同时，所述压力调整阀具有阀部件，所述阀部件在具有贯通上述连通路地连结上述第一压力变形部和上述第二压力变形部的连结部的同时，具有设置在上述连结部上的在向上述第二压力变形部侧移动时关闭上述连通路的阀芯；上述第一以及第二流路的任意一方与进行由燃料或者产生燃料材料构成的燃料流体供给的燃料流体的供给源连通，同时，另一方与连通到上述燃料需要侧的流路连通；在上述燃料需要侧的压力比规定值低的情况下，上述阀芯不关闭上述连通路，向连通到上述燃料需要侧的流路供给由燃料或者产生燃料材料构成的燃料流体，但在上述燃料需要侧的压力在规定值以上的情况下，上述阀芯关闭上述连通路，停止上述燃料流体的流动。

因为依靠第一以及第二压力变形部受到的压力，阀部件移动，进行连通路的开闭，另外，在第一以及第二压力变形部之间设置了由连通路的开闭连通或者切断的燃料流体的流路，所以容易小型化，而且能够不会较大受到燃料流体的供给源的压力的影响地进行连通路的开闭，能够稳定地进行燃料流体向阳极室的供给。

而且，本发明技术方案5的燃料电池***是在技术方案4中记载的燃料电池***，其特征在于，上述第一以及第二流路，通过设置在上述第一压力变形部和上述第二压力变形部之间的分隔部件，分别设置在上述第一压力变形部侧以及上述第二压力变形部侧，在上述分隔部件中贯通地设置有上述连通路。

因为在第一以及第二压力变形部之间通过分隔部件设置了第一以及第二流路，所以能够容易地进行压力调整阀、乃至燃料电池***的小型化。

另外，本发明技术方案6的燃料电池***是在技术方案4或者技术方案5中记载的燃料电池***，其特征在于，具有在上述阀芯向上述第二压力变形部侧移动而关闭了上述连通路时，将上述第一压力变形部和上述燃料需要侧隔离的隔离部件；在上述阀芯关闭了上述连通路时，对上述第一压力变形部的来自上述燃料需要侧的压力由上述隔离部件遮断。

这样，因为在阀芯关闭了连通路时，由隔离部件遮断对第一压力变形部的来自燃料需要侧的压力，所以在连通路被关闭时，第一压力变形部不会受到来自燃料需要侧的压力的影响，能够在关闭了连通路的状态下使第一压力变形部稳定。

另外，本发明技术方案7的燃料电池***是在技术方案4至技术方案6中任一项记载的燃料电池***，其特征在于，上述燃料需要侧是阳极室；上述燃料流体是燃料，同时，由氢或者甲醇构成。

因此，能够通过压力调整阀，稳定地进行作为燃料的氢或者甲醇向阳极室的供给。

另外，本发明技术方案8的燃料电池***是在技术方案4至技术方案6中任一项记载的燃料电池***，其特征在于，上述燃料需要侧是向上述阳极室供给燃料的反应室，上述燃料流体是产生燃料材料，同时，由与被收容在上述反应室的氢产生反应物反应而产生氢的反应流体构成。

因此，能够通过压力调整阀，稳定地进行反应流体向反应室的供给。

另外，本发明技术方案9的燃料电池***是在技术方案4至技术方案8中任一项记载的燃料电池***，其特征在于，上述第二压力变形部受到的规定的压力是大气压、由弹簧部件产生的压力、以及来自被封入在密闭空间内的加压流体的压力中的任意一种或者两种以上组合的压力。

因此，通过将对第二压力部的压力设定为大气压、由弹簧部件产生的压力、来自加压流体的压力等的规定的压力，能够容易地控制压力调整阀的动作压力。

为了实现上述目的的本发明技术方案10的氢产生设备是在具有收容氢产生反应物的反应室的氢产生设备，其特征在于，所述氢产生设备具有压力调整阀；所述压力调整阀具有在受到上述反应室内的压力的同时能够变形的第一压力变形部、以及与此第一压力变形部相向地设置、在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路、第二流路、以及将这些第一以及第二流路连通的连通路；同时，所述压力调整阀具有阀部件，所述阀部件在具有贯通上述连通路地连结上述第一压力变形部和上述第二压力变形部的连结部的同时，具有设置在上述连结部上的在向上述第二压力变形部侧移动时关闭上述连通路的阀芯；上述第一以及第二流路的任意一方，与向上述反应室供给与上述氢产生反应物反应而产生氢的反应流体的供给源连通，同时，另一方与连通到上述反应室的流路连通；在上述反应室内的压力比规定值低的情况下，上述阀芯不关闭上述连通路，向连通到上述反应室的流路供给上述反应流体，但在上述反应室内的压力在规定值以上的情况下，上述阀芯关闭上述连通路，停止上述反应流体的流动。

这样，因为依靠第一以及第二压力变形部受到的压力，阀部件移动，进行连通路的开闭，另外，在第一以及第二压力变形部之间设置由连通路的开闭连通或者切断的燃料流体的流路，所以容易小型化，而且能够不会较大受到燃料流体的供给源的压力的影响地进行连通路的开闭，能够稳定地进行反应流体向反应室的供给。

而且，本发明技术方案11的氢产生设备是在技术方案10中记载的氢产生设备，其特征在于，上述第一以及第二流路，通过设置在上述第一压力变形部和上述第二压力变形部之间的分隔部件，分别设置在上述第一压力变形部侧以及上述第二压力变形部侧，在上述分隔部件中贯通地设置有上述连通路。

因为在第一以及第二压力变形部之间通过分隔部件设置了第一以及第二流路，所以能够容易地进行压力调整阀、乃至氢产生设备的小型化。

另外，本发明技术方案12的氢产生设备是在技术方案10或者技术方案11中记载的氢产生设备，其特征在于，具有在上述阀芯向上述第二压力变形部侧移动而关闭了上述连通路时，将上述第一压力变形部和上述反应室内隔离的隔离部件；在上述阀芯关闭了上述连通路时，对上述第一压力变形部的来自上述反应室内的压力由上述隔离部件遮断。

因为在阀芯关闭了连通路时，由隔离部件遮断对第一压力变形部的来自反应室侧的压力，所以在连通路被关闭时，第一压力变形部不会受到来自反应室内的压力的影响，能够在关闭了连通路的状态下使第一压力变形部稳定。

另外，本发明技术方案13的氢产生设备是在技术方案10至技术方案12中任一项记载的氢产生设备，其特征在于，上述第二压力变形部受到的规定的压力是大气压、由弹簧部件产生的压力、以及来自被封入在密闭空间内的加压流体的压力中的任意一种或者两种以上组合的压力。

因为将对第二压力变形部的压力设定为大气压、由弹簧部件产生的压力、来自加压流体的压力等的规定的压力，所以能够容易地控制压力调整阀的动作压力。

发明的效果

本发明的压力调整阀为小型、不用消耗电力即能够控制、能够容易地控制动作压力的压力调整阀。另外，使用它的燃料电池***以及氢供给设备能够谋求小型化，同时，不用消耗电力就能够以规定的压力连续供给燃料流体。

附图说明

图1是有关本发明的第一实施方式的压力调整阀的概略构成图。图2是有关本发明的第二实施方式的压力调整阀的概略构成图。图3是有关本发明的第三实施方式的压力调整阀的概略构成图。图4是有关本发明的第四实施方式的压力调整阀的概略构成图。图5是有关本发明的第五实施方式的压力调整阀的概略构成图。图6是表示适用了本发明的压力调整阀的燃料电池***的一个例子的构成图。图7是表示适用了本发明的压力调整阀的燃料电池***的一个例子的构成图。图8是表示适用了本发明的压力调整阀的燃料电池***的一个例子的构成图。图9是表示适用了本发明的压力调整阀的燃料电池***的氢压力随时间变化的坐标图。

具体实施方式

(第一实施方式)图1表示有关本发明的第一实施方式的压力调整阀的概略构成。

如图1所示，压力调整阀100以阻塞在基体110上设置的贯通部111的基体110的厚度方向两侧的方式，设置有由挠性的片构成的、能够在厚度方向变形的第一压力变形部120以及第二压力变形部130。另外，贯通部111的第一以及第二压力变形部120以及130之间的空间由已经设置在基体110的厚度方向的中间的分隔部件112划分；第一压力变形部120侧为第一流路140，第二压力变形部130侧为第二流路150，它们分别在基体110的平面方向延伸设置，这些第一流路140和第二流路150通过由在分隔部件112上设置的贯通孔113构成的连通路160相互连通。

另外，在贯通部111的第一以及第二压力变形部120以及130之间的空间，设有在与第一以及第二压力变形部120以及130连结的状态下与这些第一以及第二压力变形部120以及130一起在图中上下方向移动的阀部件170。阀部件170具有连结第一以及第二压力变形部120以及130并且贯通连通路160配置的连结部171、和设置在连结部171的第一压力变形部120侧的能够开闭连通路160的阀芯172。

在这里，对在基体110上设置的贯通部111的形状没有特别进行限定，但是，若考虑第一以及第二压力变形部120以及130的变形容易程度、耐久性，则最好是圆筒形状，在本实施方式中，作成了圆筒形状。另外，对在分隔部件112上设置的贯通孔113的形状也没有特别限定，截面形状可以是圆形、矩形，在本实施方式中，作成了将截面圆形的贯通孔113。再有，对阀部件170的连结部171以及阀芯172的形状也没有特别限定，在本实施方式中，作成了将圆盘状的阀芯172一体地设置在圆筒棒状的连结部171上的形状。

另外，对基体110、分隔部件112的材质也没有特别限定，只要是使用容易小型化，对所接触的流体等具有耐久性的材质即可，若考虑制造的容易程度、成本高低，则最好使用各种塑料。另一方面，第一以及第二压力变形部120以及130，只要是受到压力能够变形，不会使接触的流体等透过，且具有耐久性的材质，则没有特别限定，若考虑制造的容易程度、成本高低，则可以使用各种塑料片。

另外，第一以及第二压力变形部120以及130和阀部件170之间的连结，可以使用粘接、热熔接、超声波等使用熔化粘接进行。另外，在图示中，虽然成为将阀部件170接合在了第一以及第二压力变形部120以及130的内侧的状态，但是，例如也可以以第一压力变形部120被接合在阀芯172的外缘部的方式进行设置。另外，因为在连通路160上中，连结部171以贯通状态存在，所以当然需要考虑将第一流路140和第二流路150连通的不同的流路阻力来对贯通孔113以及连结部171的尺寸进行设计。

下面，对这样的压力调整阀100的动作进行说明。

压力调整阀100以在第一压力变形部120的外侧受到燃料需要侧的压力，在第二压力变形部130的外侧，受到例如大气压等的规定的压力的方式配置，且将第一以及第二流路140以及150的任意一方连结在与燃料、产生燃料材料的供给源连通的流路上，同时，将另一方连结在通往作为燃料供给对象的燃料需要侧的流路上来使用。

在这样的使用状态下，在第一压力变形部120受到的燃料需要侧的压力比第二压力变形部130受到的大气压高的状态下，如图1(b)所示，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中上方移动，成为阀芯172抵接分隔部件112，连通路160被关闭的状态，即，成为第一流路140和第二流路150之间的连通被遮断的状态。

另一方面，若成为第一压力变形部120受到的燃料需要侧的压力比第二压力变形部130受到的大气压低的状态，则如图1(a)所示，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中下方移动，成为阀芯172离开分隔部件112，连通路160被打开的状态，即，成为第一流路140和第二流路150连通的状态。此结果为，从连结在第一以及第二流路140以及150的任意一方上的燃料、产生燃料材料的供给源，向作为燃料供给对象的燃料需要侧供给燃料、产生燃料材料，若由于此供给，燃料需要侧的压力高于大气压，则成为如上所述的关闭状态。另外，在连通路160成为打开状态时，为了供给燃料、产生燃料材料，当然需要供给源侧的压力高于供给对象侧的压力。

压力调整阀100通过第一压力变形部120受到的燃料需要侧的压力的状态，即，不用消耗电力，就能够进行开闭控制，进行开闭的切换的动作压力为大致第二压力变形部130受到的压力，在此情况下为大气压。另外，在这里，将动作压力作为大致大气压，虽然将燃料等的供给源连接在第一以及第二流路140以及150的任何一个上也会不同，但是，例如在将供给源连接在第二流路150侧的情况下，在图1(b)的关闭状态下，供给源的压力将向存在于连通路160内的阀芯172的内侧施加。虽然已确认到此压力也存在受到的压力面积小的情况，几乎对开闭动作没有影响，但是，在实际上，需要也考虑这样的压力的影响来进行设计。另外，实际的动作压力当然因第一以及第二压力变形部120以及130的各自的面积而不同，但是，不管怎样，只要通过设计来设定动作压力，就将不用消耗电力地与压力变化相应地进行动作。

另外，在本实施方式的压力调整阀100中，因为在第一以及第二压力变形部120以及130之间的空间设置了第一以及第二流路140以及150，所以具有能够谋求小型化的优点。另外，第一以及第二流路140以及150的配置在本实施方式中是设置在分隔部件112的两侧，但是，也可以例如将两方都配置在分隔部件的一方侧的、图中阀部件170的左右侧，经由连通路160连通。

(第二实施方式)图2表示有关第二实施方式的压力调整阀的概略构成。另外，对与第一实施方式相同或者表示相同作用的部件标注相同符号，省略重复的说明。

如图2所示，压力调整阀100A除了阀部件170A以及分隔部件112A的贯通孔113A的形状不同以外，与第一实施方式相比基本结构相同。

阀部件170A是在连结部171A的途中设置了圆锥形状的阀芯172A、通过阀芯172A的锥部、关闭连通路160的结构。因此，虽然并非一定要设置图中下端的圆盘部173A，但是，因为与第一压力变形部120之间的连结面积增大，所以具有耐久性良好的优点。因此，也可以将这样的圆盘部173A设置在与连结部171A的上端的第二压力变形部130的接合部上。

另一方面，在分隔部件112A上，设置了与锥状的阀芯172A嵌合的锥形状的贯通孔113A。由此，阀芯172A和贯通孔113A之间的接触面积增大，能够使连通路160的关闭状态稳定化，但是，当然也可以作成第一实施方式那样的直线状态的贯通孔。

由于这样的压力调整阀100A的使用方法以及动作与上述第一实施方式相同，所以省略说明。

(第三实施方式)图3表示有关第三实施方式的压力调整阀的概略构成。另外，对与第一实施方式相同或者表示相同作用的部件标注相同符号，省略重复的说明。

如图3所示，压力调整阀100B除了对第二压力变形部130附加大气压，还附加来自压力附加机构180的弹簧部件181的压力以外，与第一实施方式相比基本结构相同。在这里，压力附加机构180的弹簧部件181被夹装在以从基体110向贯通部111内突出的方式被设置的支撑部182和第二压力变形部130的与连结部171相向的区域之间，可以是具有总是向打开方向对阀部件170加载的弹力，也可以具有将阀部件170总是向关闭方向拉伸的弹力。

通过这样设置压力附加机构180，能够将动作压力从大气压改变。例如，在弹簧部件181具有向打开方向对阀部件170加载的弹力的情况下，因为来自弹簧部件的弹力总是被加压在第二压力变形部130上，所以到与大气压相比为高压状态为止，为打开状态。即，能够以将燃料需要侧的压力保持在与大气压相比为高压的方式进行动作。

另一方面，在弹簧部件181具有向关闭方向拉伸阀部件170的弹力的情况下，则相反，以与大气压相比为低压的方式进行动作。

(第四实施方式)图4表示有关第四实施方式的压力调整阀的概略构成。另外，对与第一实施方式相同或者表示相同作用的部件标注相同符号，省略重复的说明。

如图4所示，压力调整阀100C除了对第二压力变形部130附加压力设定构件190的加压室191内的气体的压力以外，与第一实施方式相比基本结构相同。在这里，压力设定构件190的加压室191被设置在壁部件192和第二压力变形部130之间，封入有例如压缩空气等加压气体。

通过这样地设置压力设定构件190，恰当地设定加压室191内的压力，可以将动作压力设定成例如比大气压高的压力。即，因为总是对第二压力变形部130附加加压室191内的压力，所以燃料需要侧是比此压力高的压力的状态成为关闭状态。即，通过使加压室191内的压力与大气压相比为高压，能够以将燃料需要侧的压力保持为该压力的方式进行动作。

另外，当然若成为加压室191内的压力比大气压低的减压状态，则能够以与大气压相比为低压的方式进行动作。

(第五实施方式)图5表示有关第五实施方式的压力调整阀的概略构成。另外，对与第一实施方式相同或者表示相同作用的部件标注相同符号，省略重

如图5所示，在压力调整阀100中隔着第一压力变形部120，在阀芯172的下侧设置了隔离部件185。其它的结构与第一实施方式例相同。

隔离部件185由安装在阀芯172的下侧面的基部185b和与基部185b连续设置的板状的覆盖部185a构成。基部185b的上下方向的长度是以在阀芯172向图中上方移动而关闭了连通路160的状态下覆盖部185a与基体110的贯通部111的周缘抵接的方式被设定的。另外，覆盖部185a的大小设定得比贯通部111的周缘大。然后，隔离部件185(基部185b以及覆盖部185a)由橡胶等的弹性部件形成。

在第一压力变形部120受到的燃料需要侧的压力比第二压力变形部130受到的大气压高的状态时，若阀部件170与第一以及第二压力变形部120以及130一起向图中上方移动，阀芯172关闭连通路160，则隔离部件185的覆盖部185a抵接贯通部111的周缘。由此，在连通路160被关闭时，第一压力变形部120由隔离部件185的覆盖部185a覆盖，燃料需要侧的压力没有作用于第一压力变形部120。因此，能够消除阀芯172关闭后的燃料需要侧的压力的影响。

另外，也可以将基部185b的上下方向的长度设定得短，使得覆盖部185a在抵接基体110的贯通部111的周缘时挠曲。于是，即使基部185b的上下方向的长度产生了不均匀，也能够可靠地进行覆盖部185a向贯通部111的周缘的抵接。

(第六实施方式)图6表示适用了以上已说明的本发明的压力调整阀的燃料电池***的一个例子的构成。另外，此实施方式是将图1的压力调整阀100适用于以氢为燃料的高分子固体型燃料电池的实施方式。

此燃料电池***具有能将氢和氧进行电化学反应来发电的高分子固体型燃料电池的发电部1、和临时地存储向该发电部1供给的氢的负极室(阳极室)2、以及由氢贮藏合金和氢气瓶等构成并且向负极室2供给氢的氢贮藏部10，在负极室2和氢贮藏部10之间的氢管道3的途中设置了压力调整阀100。

压力调整阀100如上所述，以阻塞已被设置在基体110中的贯通部111的基体110的厚度方向两侧的方式，设置了由挠性的片构成的第一压力变形部120以及第二压力变形部130，贯通部111的第一以及第二压力变形部120以及130之间的空间，由已设置在基体110的厚度方向的中间的分隔部件112划分，第一压力变形部120侧为第一流路140，第二压力变形部130侧为第二流路150，分别在基体110的平面方向延伸设置，这些第一流路140和第二流路150通过由设置在分隔部件112上的贯通孔113构成的连通路160连通。另外，在贯通部111的第一以及第二压力变形部120以及130之间的空间，以与第一以及第二压力变形部120以及130连结的状态，设置了与这些第一以及第二压力变形部120以及130一起在图中左右方向移动的阀部件170，阀部件170具有连结第一以及第二压力变形部120以及130并且贯通连通路160配置的连结部171、和设置在连结部171的第一压力变形部120侧的能够开闭连通路160的阀芯172。

而且，在本实施方式中，是以在压力调整阀100的第一压力变形部120的外侧受到燃料需要侧、即负极室2内的压力，在第二压力变形部130的外侧受到作为大气压的规定的压力的方式配置，且以使第一流路140与负极室2连通，另一方面，将第二流路150连结在作为向氢贮藏部10连通的流路的氢导管3上的方式来使用的。

根据这样的结构，因为将压力调整阀100以在第一压力变形部120的外侧受到负极室2内的压力，在第二压力变形部130的外侧受到大气压的方式配置，所以在第一压力变形部120受到的负极室2内的压力比第二压力变形部130受到的大气压高的状态下，如图1(b)所示，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中上方(图5中左方)移动，成为阀芯172抵接分隔部件112，连通路160被关闭的状态，即，成为第一流路140和第二流路150的连通被遮断的状态，氢从氢贮藏部10向负极室2的供给被遮断。

另一方面，若将发电部1与负载连接，消耗电力，消耗氢，第一压力变形部120受到的负极室2内的压力降低，成为比第二压力变形部130受到的大气压低的状态，则如图1(a)所示，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中下方(图5中右方)移动，成为阀芯172离开分隔部件112而连通路160被打开的状态，即，成为第一流路140和第二流路150连通的状态。此结果为，从氢贮藏部10向负极室2供给氢。另外，若通过此氢的供给，负极室2内的压力高于大气压，则成为如上所述的关闭状态。

由此，压力调整阀100依靠第一压力变形部120受到的负极室2内的压力的状态，不用消耗电力，就能够进行作为氢的供给路的氢导管3的开闭控制，以能够伴随着发电部1的发电供给氢的方式进行动作。另外，进行开闭的切换的动作压力成为大致第二压力变形部130受到的压力，在此情况下成为大气压。

另外，当然也可以替代压力调整阀100，采用上述的其它实施方式的压力调整阀。

(第七实施方式)图7表示适用了以上已说明的本发明的压力调整阀的燃料电池***的一个例子的构成。另外，此实施方式是将图1的压力调整阀100适用于以氢为燃料的高分子固体型燃料电池的实施方式。

此燃料电池***，作为氢供给部，采用了氢产生设备20。氢产生设备20具有存储氢反应用物质21的作为使氢产生的部位的反应部(反应室)22、和贮藏氢产生用水溶液23的液体贮藏部24，压力调整阀100设置在从液体贮藏部24向反应部22供给氢产生用水溶液23的供给路25的途中，由氢导管3连结着反应部22和附设在发电部1上的负极室2。

该氢产生设备20是使氢产生用水溶液23和氢反应用物质21反应，生成必要的氢并进行供给的设备。另外，压力调整阀100与第五实施方式为相同的构成，对相同部件标注相同符号，省略重复的说明。

在这里，作为氢产生用水溶液23和氢反应用物质21的组合，可以举出：作为氢产生用水溶液23，使用水或者在水中添加了添加物的水溶液，作为氢反应用物质21，使用通过加水分解产生氢的金属氢化物或者在此金属氢化物中混合有添加物的物质。作为该金属氢化物是碱金属、碱土类金属、络金属与氢的化合物，可以举出氢化钠、氢化硼钠、氢化铝钠、氢化铝锂、氢化硼锂、氢化锂、氢化钙、氢化铝、氢化镁等。另外，作为混合于金属氢化物的添加物，可以举出固体的有机酸或者其盐，金属氯化物或者白金、金、铜、镍、铁、钛、锆、以及钌等金属以及它们的合金等，使用从它们之中选择的至少一种即可。由此，因为在金属氢化物中混合产生氢反应的促进剂、催化剂，所以反应速度非常快，若向金属氢化物供给水，则能够使反应部内压立即上升。

另一方面，作为氢产生用水溶液23，除水本身以外，最好使用水中混合了有机酸或者其盐、无机酸或者其盐、金属氯化物的水溶液。由此，因为能够得到促进氢产生反应的促进剂水溶液，所以反应速度非常快，若引起氢产生反应，则能够使反应部内压立即上升。对作为这样的被添加到水中的物质，虽然没有被特别地限定，但是可以举出有机酸或者其盐、无机酸或者其盐、金属氯化物等，例如，作为酸，可以举出硫酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸，作为金属氯化物，能够举出氯化钴、氯化铁、氯化镍、白金族的氯化物等。

进而，作为氢产生用水溶液23和氢反应用物质21的组合，能够举出氢产生用水溶液23使用酸或者碱基水溶液，氢反应用物质21为金属的情况。在这里，最好是，作为酸使用盐酸、硫酸，而适用于这些酸的金属使用活泼金属。另一方面，作为碱基水溶液，能够举出氢氧化钠水溶液、氢氧化钙水溶液，适用于这些碱基水溶液的金属是两性金属。通过将它们混合，能够以快的速度得到氢。

而且，在本实施方式中，是以在压力调整阀100的第一压力变形部120的外侧受到燃料需要侧、即反应部22内的压力，在第二压力变形部130的外侧受到为大气压的规定的压力的方式配置，且以使第一流路140与反应部22连通，另一方面，将第二流路150连结在作为向液体贮藏部24连通的流路的供给路25的方式来使用的。

根据这样的结构，因为压力调整阀100以在第一压力变形部120的外侧受到与负极室2连通的反应部22内的压力，在第二压力变形部130的外侧受到大气压的方式设置，所以在第一压力变形部120受到的反应部22内的压力比第二压力变形部130受到的大气压高的状态下，如图1(b)所示，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中上方移动，成为阀芯172抵接分隔部件112而连通路160被关闭的状态，即，成为第一流路140和第二流路150的连通被遮断的状态，氢产生用水溶液23从液体贮藏部24向反应部22的供给被遮断。

另一方面，若将发电部1与负载连接，消耗电力，消耗氢，第一压力变形部120受到的反应部22内的压力下降，成为比第二压力变形部130受到的大气压低的状态，则如图1(a)所示，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中下方移动，成为阀芯172离开分隔部件112而连通路160被打开的状态，即，成为第一流路140和第二流路150连通的状态。此结果为，从液体贮藏部24向反应部22供给氢产生用水溶液23，产生氢，此氢向负极室2供给。另外，若由于此氢的产生，反应部22内的压力高于大气压，则成为如上所述的关闭状态。

这样，压力调整阀100依靠第一压力变形部120受到的反应部22内的压力的状态，不用消耗电力，就能够进行氢产生用水溶液23的供给路25的开闭控制，以能够伴随着发电部1的发电供给氢的方式进行动作。另外，进行开闭切换的动作压力为大致第二压力变形部130受到的压力，在此情况下为大气压。

另外，当然也可以替代压力调整阀100，采用上述的其它实施方式的压力调整阀。

(第八实施方式)图8表示适用了以上已说明的本发明的压力调整阀的燃料电池***的一个例子的构成。另外，此实施方式是对图7的***适用图5的压力调整阀100的实施方式。另外，图9是表示氢压力随时间变化的坐标图。

在第一压力变形部120受到的反应部22内的压力比第二压力变形部130受到的大气压高的状态下，第一以及第二压力变形部120以及130与阀部件170一起向图中上方移动，成为阀芯172抵接分隔部件112而连通路160被关闭的状态，即，成为第一流路140和第二流路150的连通被遮断的状态，从液体贮藏部24向反应部22的氢产生用水溶液23的供给被遮断。

此时，隔离部件185的覆盖部185a抵接贯通部111的周缘，在连通部160被关闭时，第一压力变形部120由隔离部件185的覆盖部185a覆盖，燃料需要侧的压力没有作用于第一压力变形部120。因此，可以消除阀芯172关闭后的燃料需要侧的压力的影响，即使在阀芯172关闭后，反应部22的内压变化(增高)，反应部22的内压影响也不会波及到第一压力变形部120。

因为第一压力变形部120由弹性体形成，所以能够认为由于在阀芯172关闭后，压力施加于第一压力变形部120，在第一压力变形部120产生挠曲。若在阀芯172关闭后，第一压力变形部120产生挠曲，则存在残留在配管路径内的氢产生用水溶液23被压出，产生与氢反应用物质21的进一步的反应，成为剩余反应的情况。即，如在图9中以点划线所示的那样，存在氢压力达到比通常高的压力(增加压力P)的可能性。

另外，在下一次送液之际，需要直到向配管路径内充满氢产生用水溶液23为止的时间，存在直到实际送液为止的时间长，响应性不好的可能性。即，如在图9中以点划线所示的那样，存在比通常高的氢压力的时刻仅延迟时间t的可能性。

在上述的实施方式例中，因为在阀芯172关闭后，燃料需要侧的压力没有作用于第一压力变形部120，所以不会在第一压力变形部120产生挠曲，能够防止剩余反应。另外，因为配管路径内的氢产生用水溶液23没有被压出，所以没有延长直到下一次送液为止的时间。进而，因为能够抑制第一压力变形部120的挠曲，所以能够防止必要以上的劣化。

产业上的利用可能性

本发明除了例如分解金属氢化物以产生氢的氢产生设备以及以在氢产生设备中产生的氢为燃料的燃料电池***产业领域以外，还可以在尤其是不用消耗电力就能够控制小流路的各种领域利用。

Claims (13)

1.一种压力调整阀，其特征在于，所述压力调整阀具有在受到燃料需要侧的压力的同时能够变形的第一压力变形部，以及与此第一压力变形部相向地设置、在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路、第二流路，以及将这些第一以及第二流路连通的连通路；同时，所述压力调整阀具有阀部件，所述阀部件在具有贯通上述连通路地连结上述第一压力变形部和上述第二压力变形部的连结部的同时，具有设置在上述连结部上的在向上述第二压力变形部侧移动时关闭上述连通路的阀芯；

在上述燃料需要侧的压力比规定值低的情况下，上述阀芯不关闭上述连通路，但在上述燃料需要侧的压力比规定值高的情况下，上述阀芯关闭上述连通路。

2.如权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于，

上述第一以及第二流路，通过设置在上述第一压力变形部和上述第二压力变形部之间的分隔部件，分别设置在上述第一压力变形部侧以及上述第二压力变形部侧，在上述分隔部件中贯通地设置有上述连通路。

3.如权利要求1或2所述的压力调整阀，其特征在于，

具有在上述阀芯向上述第二压力变形部侧移动而关闭了上述连通路时，将上述第一压力变形部和上述燃料需要侧隔离的隔离部件；

在上述阀芯关闭了上述连通路时，对上述第一压力变形部的来自上述燃料需要侧的压力由上述隔离部件遮断。

4.一种燃料电池***，所述燃料电池***具有供给燃料的阳极室，其特征在于，

所述燃料电池***具有压力调整阀；

所述压力调整阀具有在受到燃料需要侧的压力的同时能够变形的第一压力变形部，以及与此第一压力变形部相向地设置、在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路、第二流路，以及将这些第一以及第二流路连通的连通路；同时，所述压力调整阀具有阀部件，所述阀部件在具有贯通上述连通路地连结上述第一压力变形部和上述第二压力变形部的连结部的同时，具有设置在上述连结部上的在向上述第二压力变形部侧移动时关闭上述连通路的阀芯；

上述第一以及第二流路的任意一方与进行由燃料或者产生燃料材料构成的燃料流体供给的燃料流体的供给源连通，同时，另一方与连通到上述燃料需要侧的流路连通；

在上述燃料需要侧的压力比规定值低的情况下，上述阀芯不关闭上述连通路，向连通到上述燃料需要侧的流路供给由燃料或者产生燃料材料构成的燃料流体，但在上述燃料需要侧的压力比规定值高的情况下，上述阀芯关闭上述连通路，停止上述燃料流体的流动。

5.如权利要求4所述的燃料电池***，其特征在于，

上述第一以及第二流路，通过设置在上述第一压力变形部和上述第二压力变形部之间的分隔部件，分别设置在上述第一压力变形部侧以及上述第二压力变形部侧，在上述分隔部件中贯通地设置有上述连通路。

6.如权利要求4或5所述的燃料电池***，其特征在于，

具有在上述阀芯向上述第二压力变形部侧移动而关闭了上述连通路时，将上述第一压力变形部和上述燃料需要侧隔离的隔离部件；

在上述阀芯关闭了上述连通路时，对上述第一压力变形部的来自上述燃料需要侧的压力由上述隔离部件遮断。

7.如权利要求4或5所述的燃料电池***，其特征在于，

上述燃料需要侧是阳极室；

上述燃料流体是燃料，同时，由氢或者甲醇构成。

8.如权利要求4或5所述的燃料电池***，其特征在于，

上述燃料需要侧是向上述阳极室供给燃料的反应室，上述燃料流体是产生燃料材料，同时，由与被收容在上述反应室的氢产生反应物反应而产生氢的反应流体构成。

9.如权利要求4或5所述的燃料电池***，其特征在于，

上述第二压力变形部受到的规定的压力是大气压、由弹簧部件产生的压力，以及来自被封入在密闭空间内的加压流体的压力中的任意一种或者两种以上组合的压力。

10.一种氢产生设备，所述氢产生设备具有收容氢产生反应物的反应室，其特征在于，

所述氢产生设备具有压力调整阀；

所述压力调整阀具有在受到上述反应室内的压力的同时能够变形的第一压力变形部，以及与此第一压力变形部相向地设置、在受到规定的压力的同时能够变形的第二压力变形部；另一方面，在这些第一以及第二压力变形部之间的空间内，具有第一流路、第二流路，以及将这些第一以及第二流路连通的连通路；同时，所述压力调整阀具有阀部件，所述阀部件在具有贯通上述连通路地连结上述第一压力变形部和上述第二压力变形部的连结部的同时，具有设置在上述连结部上的在向上述第二压力变形部侧移动时关闭上述连通路的阀芯；

上述第一以及第二流路的任意一方，与向上述反应室供给与上述氢产生反应物反应而产生氢的反应流体的供给源连通，同时，另一方与连通到上述反应室的流路连通；

在上述反应室内的压力比规定值低的情况下，上述阀芯不关闭上述连通路，向连通到上述反应室的流路供给上述反应流体，但在上述反应室内的压力比规定值高的情况下，上述阀芯关闭上述连通路，停止上述反应流体的流动。

11.如权利要求10所述的氢产生设备，其特征在于，

上述第一以及第二流路，通过设置在上述第一压力变形部和上述第二压力变形部之间的分隔部件，分别设置在上述第一压力变形部侧以及上述第二压力变形部侧，在上述分隔部件中贯通地设置有上述连通路。

12.如权利要求10或11所述的氢产生设备，其特征在于，

具有在上述阀芯向上述第二压力变形部侧移动而关闭了上述连通路时，将上述第一压力变形部和上述反应室内隔离的隔离部件；

在上述阀芯关闭了上述连通路时，对上述第一压力变形部的来自上述反应室内的压力由上述隔离部件遮断。

13.如权利要求10或11所述的氢产生设备，其特征在于，

上述第二压力变形部受到的规定的压力是大气压、由弹簧部件产生的压力，以及来自被封入在密闭空间内的加压流体的压力中的任意一种或者两种以上组合的压力。

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