JP2007004582A - Pressure adjusting valve and fuel cell power generation system - Google Patents

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JP2007004582A JP2005185153A JP2005185153A JP2007004582A JP 2007004582 A JP2007004582 A JP 2007004582A JP 2005185153 A JP2005185153 A JP 2005185153A JP 2005185153 A JP2005185153 A JP 2005185153A JP 2007004582 A JP2007004582 A JP 2007004582A
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健志 栗田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure adjusting valve capable of advantageously suppressing vibration of a diaphragm, and a fuel cell power generation system. <P>SOLUTION: The pressure adjusting valve comprises a housing having a diaphragm chamber, a diaphragm 3 partitioning the diaphragm chamber to a first chamber and a second chamber, a primary passage, a secondary passage, and a throttle opening adjusting mechanism. The diaphragm 3 comprises a vibration suppression part 36 having an elasticity or mass per unit projection area different from other parts in a section showing a pressure receiving part 30. The vibration suppression part 36 preferably includes a first portion 37 having a relatively low elasticity or mass per unit projection area and a second portion 38 having an elasticity or mass per unit projection area relatively higher than the first portion 37. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ダイヤフラムを有する圧力調整バルブ、および、その圧力調整バルブを有する燃料電池発電システムに関する。   The present invention relates to a pressure regulating valve having a diaphragm and a fuel cell power generation system having the pressure regulating valve.

従来、圧力調整バルブとして、ダイヤフラム室をもつボディと、ボディのダイヤフラム室を第1室と第2室とに区画する変形可能なダイヤフラムと、ガスが供給される1次側通路である高圧通路と、2次側通路である低圧通路と、高圧通路と低圧通路との間に設けられた絞り孔をもち絞り孔の絞り開度を調整する絞り開度調整機構と、絞り開度調整機構の絞り開度を増加させる方向にダイヤフラムを付勢する付勢力を発揮するコイルバネとを備えているものが知られている(特許文献1)。この圧力調整バルブによれば、高圧通路のガスが絞り孔で絞られて低圧通路に至る。低圧通路の圧力が増加すると、絞り孔の絞り開度を減少させる方向にダイヤフラムが変形し、低圧通路の圧力の増加が抑制される。   Conventionally, as a pressure regulating valve, a body having a diaphragm chamber, a deformable diaphragm that divides the diaphragm chamber of the body into a first chamber and a second chamber, and a high-pressure passage that is a primary-side passage to which gas is supplied, A throttle opening adjustment mechanism that has a low-pressure passage that is a secondary side passage, a throttle hole provided between the high-pressure passage and the low-pressure passage, and that adjusts a throttle opening of the throttle hole; and a throttle of the throttle opening adjustment mechanism There has been known one provided with a coil spring that exerts an urging force for urging the diaphragm in the direction of increasing the opening (Patent Document 1). According to this pressure regulating valve, the gas in the high-pressure passage is throttled by the throttle hole and reaches the low-pressure passage. When the pressure in the low pressure passage increases, the diaphragm is deformed in a direction to decrease the throttle opening of the throttle hole, and an increase in the pressure in the low pressure passage is suppressed.

また、ガス用減圧弁として、弁座から弁体を離座させる方向にダイヤフラムを付勢するコイルバネを設けるとともに、ダイヤフラムの自励振動に対向する摺動抵抗をダイヤフラムに付与させるリーフバネをダイヤフラムに設けたものが知られている(特許文献1)。
特開2002−372162号公報 特開2002−180908号公報
In addition, as a pressure reducing valve for gas, a coil spring that urges the diaphragm in a direction to separate the valve body from the valve seat is provided, and a leaf spring that provides the diaphragm with a sliding resistance that opposes the self-excited vibration of the diaphragm is provided in the diaphragm Is known (Patent Document 1).
JP 2002-372162 A JP 2002-180908 A

上記した特許文献1に係る圧力調整バルブによれば、使用条件によっては、ダイヤフラムが振動するおそれがある。ダイヤフラムが振動すると、ガス用減圧弁における圧力−流量の特性が変動するおそれがある。場合によっては異音が発生することがある。また、上記した特許文献2に係るガス用減圧弁によれば、リーフバネによる摺動抵抗をダイヤフラムに付与させ、ダイヤフラムの振動を抑制しようとしてるが、必ずしも充分ではない。   According to the pressure regulating valve according to Patent Document 1 described above, the diaphragm may vibrate depending on use conditions. When the diaphragm vibrates, the pressure-flow rate characteristic in the gas pressure reducing valve may change. In some cases, abnormal noise may occur. Further, according to the gas pressure reducing valve according to Patent Document 2 described above, the diaphragm is given sliding resistance by a leaf spring to suppress vibration of the diaphragm, but this is not always sufficient.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、ダイヤフラムの振動を抑制するのに有利な圧力調整バルブおよび燃料電池発電システムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure regulating valve and a fuel cell power generation system that are advantageous for suppressing vibration of the diaphragm.

本発明に係る圧力調整バルブは、ダイヤフラム室をもつハウジングと、ダイヤフラム室を第1室と第2室とに区画すると共に第1室のガス圧を受圧する変形可能な受圧部をもつダイヤフラムと、ハウジングに形成されガスが供給される1次側通路と、ハウジングに形成され第1室を介して下流のガス消費源に繋がる2次側通路と、1次側通路と2次側通路との間に設けられ1次側通路を流れるガスの流量を絞って1次側通路のガスを第1室を経て2次側通路に供給する絞り開度調整機構とを具備する圧力調整バルブにおいて、ダイヤフラムの受圧部は、ダイヤフラムの振動を抑制する振動抑制部を備えており、振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えていることを特徴とするものである。   A pressure regulating valve according to the present invention includes a housing having a diaphragm chamber, a diaphragm having a deformable pressure receiving portion that partitions the diaphragm chamber into a first chamber and a second chamber and receives the gas pressure of the first chamber, Between the primary side passage formed in the housing and supplied with gas, the secondary side passage formed in the housing and connected to the downstream gas consumption source through the first chamber, and between the primary side passage and the secondary side passage And a throttle opening adjustment mechanism that restricts the flow rate of the gas flowing in the primary passage and supplies the gas in the primary passage to the secondary passage through the first chamber. The pressure receiving unit includes a vibration suppressing unit that suppresses vibration of the diaphragm, and the vibration suppressing unit includes a first part having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and an elastic modulus or higher than the first part. Unit projected area Is characterized in that the mass and a relatively high second portion.

本発明に係る燃料電池発電システムは、燃料極及び酸化剤極を有する燃料電池と、燃料電池の燃料極に燃料ガスを供給する燃料用のガス供給通路と、燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス用のガス供給通路と、燃料用のガス供給通路及び酸化剤ガス用のガス供給通路のうちの少なくとも一方において燃料電池の上流に設けられた燃料電池発電システム用圧力調整バルブとを具備する燃料電池発電システムにおいて、燃料電池発電システム用圧力調整バルブは、ダイヤフラム室をもつハウジングと、ダイヤフラム室を第1室と第2室とに区画すると共に第1室のガス圧を受圧する変形可能な受圧部をもつダイヤフラムと、ハウジングに形成されガスが供給される1次側通路と、ハウジングに形成され第1室を介して下流の燃料電池の燃料極または酸化剤極に繋がる2次側通路と、1次側通路と2次側通路との間に設けられ1次側通路を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの流量を絞って1次側通路のガスを第1室を経て2次側通路に供給する絞り開度調整機構とを具備しており、ダイヤフラムの受圧部は、ダイヤフラムの振動を抑制する振動抑制部を備えており、振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えていることを特徴とするものである。なお、単位投影面積当たりの質量とは、ダイヤフラムの中心線に対して平行な方向から投影したときにおけるダイヤフラムの受圧部の単位投影面積当たりの質量をいう。   A fuel cell power generation system according to the present invention includes a fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode, a gas supply passage for fuel that supplies fuel gas to the fuel electrode of the fuel cell, and an oxidant in the oxidant electrode of the fuel cell. Pressure adjustment for a fuel cell power generation system provided upstream of the fuel cell in at least one of a gas supply passage for oxidant gas for supplying gas, a gas supply passage for fuel, and a gas supply passage for oxidant gas In the fuel cell power generation system comprising the valve, the pressure regulating valve for the fuel cell power generation system divides the diaphragm chamber into a first chamber and a second chamber, and adjusts the gas pressure in the first chamber. A diaphragm having a deformable pressure receiving portion for receiving pressure, a primary passage formed in the housing and supplied with gas, and a fuel formed in the housing and downstream through the first chamber The secondary side passage connected to the fuel electrode or oxidant electrode of the pond and the primary side by reducing the flow rate of the fuel gas or oxidant gas provided between the primary side passage and the secondary side passage and flowing through the primary side passage A throttle opening adjustment mechanism that supplies the gas in the side passage to the secondary side passage through the first chamber, and the pressure receiving portion of the diaphragm includes a vibration suppressing portion that suppresses vibration of the diaphragm. The suppressing unit includes a first portion having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and a second portion having a relatively higher elastic modulus or mass per unit projected area than the first portion. It is characterized by this. The mass per unit projected area refers to the mass per unit projected area of the pressure receiving portion of the diaphragm when projected from a direction parallel to the center line of the diaphragm.

本発明によれば、1次側通路のガスのガス流量が絞り開度調整機構の絞り開度により絞られる。よって、2次側通路のガスの2次圧は1次側通路のガスの1次圧よりも減圧される。燃料電池等のガス消費部につながる2次側通路におけるガスのガス流量−圧力の特性を調整するのに有利となる。第1室のガスの圧力はダイヤフラムの受圧部に作用する。ここで、ダイヤフラムが振動するおそれがあるが、ダイヤフラムの受圧部の振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えている。このためダイヤフラムの受圧部における振動周波数が部位により異なり、ダイヤフラムの受圧部における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラムの自励振動が抑制または防止される。   According to the present invention, the gas flow rate of the gas in the primary passage is throttled by the throttle opening of the throttle opening adjustment mechanism. Therefore, the secondary pressure of the gas in the secondary passage is reduced more than the primary pressure of the gas in the primary passage. This is advantageous for adjusting the gas flow rate-pressure characteristics of the gas in the secondary passage connected to the gas consuming part such as a fuel cell. The pressure of the gas in the first chamber acts on the pressure receiving portion of the diaphragm. Here, there is a possibility that the diaphragm may vibrate, but the vibration suppressing portion of the pressure receiving portion of the diaphragm includes a first portion having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and an elastic modulus or unit higher than the first portion. A second portion having a relatively high mass per projected area. For this reason, the vibration frequency in the pressure receiving part of the diaphragm varies depending on the part, and uniform vibration in the pressure receiving part of the diaphragm is less likely to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm is suppressed or prevented.

本発明によれば、ダイヤフラムの受圧部は振動抑制部を備えており、振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えている。このため、ダイヤフラムの受圧部における振動周波数が部位により異なり、ダイヤフラムの受圧部における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラムの自励振動が抑制または防止される。   According to the present invention, the pressure receiving part of the diaphragm includes the vibration suppressing part, and the vibration suppressing part includes a first part having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and an elastic modulus higher than that of the first part. Alternatively, a second portion having a relatively high mass per unit projected area is provided. For this reason, the vibration frequency in the pressure receiving part of the diaphragm varies depending on the part, and uniform vibration in the pressure receiving part of the diaphragm is less likely to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm is suppressed or prevented.

ダイヤフラムの振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、第1部分よりも弾性率が相対的に高い第2部分とを備えている。第2部分と第1部分とで弾性率の差(または単位投影面積当たりの質量の差)が大きいときには、ダイヤフラムの応答性が低下するものの、減衰効果を期待できる。第2部分と第1部分とで弾性率の差(または単位投影面積当たりの質量の差)が小さいときには、減衰効果が低下するものの、ダイヤフラムの応答性を期待できる。   The diaphragm vibration suppression unit includes a first portion having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and a second portion having a relatively higher elastic modulus than the first portion. When the difference in elastic modulus between the second part and the first part (or the difference in mass per unit projected area) is large, the response of the diaphragm is lowered, but a damping effect can be expected. When the difference in elastic modulus between the second part and the first part (or the difference in mass per unit projected area) is small, the damping effect is reduced, but the responsiveness of the diaphragm can be expected.

ダイヤフラムの振動抑制部を構成する第1部分および/または第2部分は、ダイヤフラムの周方向または半径方向に間隔を隔てて配置されている形態を例示することができる。従って、第1部分および第2部分は、ダイヤフラムの周方向または半径方向において互いに隣接していることができる。この場合、ダイヤフラムにおける振動周波数が部位により異なり易くなり、ダイヤフラムの受圧部における一様な振動が一層発生しにくくなる。   The form which the 1st part and / or 2nd part which comprise the vibration suppression part of a diaphragm are arrange | positioned at intervals in the circumferential direction or radial direction of a diaphragm can be illustrated. Accordingly, the first portion and the second portion can be adjacent to each other in the circumferential direction or radial direction of the diaphragm. In this case, the vibration frequency in the diaphragm is likely to vary depending on the part, and uniform vibration in the pressure receiving portion of the diaphragm is more unlikely to occur.

また、ダイヤフラムの振動抑制部を構成するために積層される部分は、ダイヤフラムの受圧部の受圧面側に配置されている形態を例示することができる。また、ダイヤフラムの振動抑制部を構成するためな積層される部分は、ダイヤフラムの受圧部の受圧面と反対側に配置されている形態を例示することができる。   Moreover, the part laminated | stacked in order to comprise the vibration suppression part of a diaphragm can illustrate the form arrange | positioned at the pressure receiving surface side of the pressure receiving part of a diaphragm. Moreover, the laminated | stacked part for comprising the vibration suppression part of a diaphragm can illustrate the form arrange | positioned on the opposite side to the pressure receiving surface of the pressure receiving part of a diaphragm.

また、第1部分の厚みをt1とし、第2部分の厚みをt2とすると、t2=(1.0〜4.0)×t1である形態を例示できる。この場合、ダイヤフラムの厚みの過剰化が抑制され、ダイヤフラムの応答性が確保される。第2部分と第1部分とで厚み差が大きいときには、ダイヤフラムの応答性が低下するものの、減衰効果を期待できる。第2部分と第1部分とで厚み差が小さいときには、減衰効果が低下するものの、ダイヤフラムの応答性が高まる。ここで、t2=(1.0〜3.5)×t1、あるいは、t2=(1.1〜2.0)×t1、あるいは、t2=(1.1〜1.5)×t1とすることができる。なお、第2部分の厚みは、第1部分の厚みと同一とすることができる。この場合、ダイヤフラムの応答性が一層確保される。なお、場合によっては、第2部分に埋設する芯層の弾性率を、低い弾性率部分に埋設する芯層の弾性率よりも高いものにすれば、第2部分の厚みを第1部分の厚みよりも薄くすることもできる。   Further, when the thickness of the first portion is t1, and the thickness of the second portion is t2, a form of t2 = (1.0 to 4.0) × t1 can be exemplified. In this case, excessive thickness of the diaphragm is suppressed, and the responsiveness of the diaphragm is ensured. When the thickness difference between the second part and the first part is large, the responsiveness of the diaphragm is lowered, but a damping effect can be expected. When the thickness difference between the second portion and the first portion is small, the damping effect is reduced, but the responsiveness of the diaphragm is increased. Here, t2 = (1.0 to 3.5) × t1, or t2 = (1.1 to 2.0) × t1, or t2 = (1.1 to 1.5) × t1. be able to. The thickness of the second part can be the same as the thickness of the first part. In this case, the responsiveness of the diaphragm is further ensured. In some cases, if the elastic modulus of the core layer embedded in the second portion is higher than the elastic modulus of the core layer embedded in the low elastic modulus portion, the thickness of the second portion is reduced to the thickness of the first portion. It can also be made thinner.

本発明によれば、絞り開度調整機構の絞り開度を増加または減少させる方向にダイヤフラムを付勢する付勢力を発揮する付勢部材と、付勢部材の付勢力を調整するアクチュエータとを備える形態を例示することができる。この場合、アクチュエータを作動させて付勢部材の付勢力を調整することができる。これによりガス消費部に供給されるガスのガス流量−圧力の特性を複数の形態に設定するのに有利となる。付勢部材としては、コイルバネや板バネ等のバネ、ゴムや樹脂等の有機系材料、発泡材料、空気バネ等の気体バネを例示できる。アクチュエータとしてはモータまたはソレノイドを例示できる。   According to the present invention, there is provided a biasing member that exerts a biasing force that biases the diaphragm in a direction that increases or decreases the throttle opening of the throttle opening adjustment mechanism, and an actuator that adjusts the biasing force of the biasing member. The form can be exemplified. In this case, the urging force of the urging member can be adjusted by operating the actuator. This is advantageous in setting the gas flow rate-pressure characteristics of the gas supplied to the gas consuming unit in a plurality of forms. Examples of the urging member include springs such as coil springs and leaf springs, organic materials such as rubber and resin, foam materials, and gas springs such as air springs. Examples of the actuator include a motor or a solenoid.

絞り開度調整機構は、1次側通路と2次側通路との間に設けられた絞り孔と、バルブ室と、バルブ室に設けられ絞り孔に対面する可動バルブと、絞り孔を閉じる方向に可動バルブを付勢する可動バルブ用付勢部材とを備える形態を例示することができる。この場合、バルブ用付勢部材としては、コイルバネや板バネ等のバネ、ゴムや樹脂等の有機系材料、発泡材料、空気バネ等の気体バネを例示できる。   The throttle opening adjusting mechanism includes a throttle hole provided between the primary side passage and the secondary side passage, a valve chamber, a movable valve provided in the valve chamber and facing the throttle hole, and a direction in which the throttle hole is closed. And a movable valve biasing member for biasing the movable valve. In this case, examples of the urging member for the valve include a spring such as a coil spring and a leaf spring, an organic material such as rubber and resin, a foam material, and a gas spring such as an air spring.

本発明に係る実施例1を図1〜図4を参照して具体的に説明する。圧力調整バルブ1は、図1に示すように、ダイヤフラム室20をもつと共にダイヤフラム室20の下方に壁部で仕切られたバルブ室23をもつボディ2と、ボディ2のダイヤフラム室20を第1室21と第2室22とに区画する変形可能なダイヤフラム3と、ガス消費源100で使用されるガスが供給される1次側通路である高圧通路61と、ガス消費源100に繋がる2次側通路である低圧通路71と、高圧通路61と低圧通路71との間に設けられた絞り孔40をもちダイヤフラム3の変形に伴い絞り孔40の絞り開度Lを調整とする絞り開度調整機構4とを備えている。   A first embodiment according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the pressure regulating valve 1 includes a body 2 having a diaphragm chamber 20 and a valve chamber 23 partitioned by a wall portion below the diaphragm chamber 20, and the diaphragm chamber 20 of the body 2 as a first chamber. 21 and the second chamber 22, a deformable diaphragm 3, a high-pressure passage 61 that is a primary-side passage to which a gas used in the gas consumption source 100 is supplied, and a secondary side connected to the gas consumption source 100 A throttle opening adjustment mechanism having a low pressure passage 71 as a passage and a throttle hole 40 provided between the high pressure passage 61 and the low pressure passage 71 and adjusting the throttle opening L of the throttle hole 40 in accordance with the deformation of the diaphragm 3. 4 is provided.

高圧通路61はガス供給源65(例えばガスタンク)に繋がる。ガス供給源65の高圧のガスが高圧通路61に供給される。ガスとしては燃料電池用の燃料ガスを使用でき、純水素ガスまたは水素含有ガス等を例示できる。低圧通路71はガス消費源100に繋がる。ここで、高圧及び低圧はガスの相対的な高低の意味である。従って、高圧とは低圧通路71のガス圧力よりも高圧という意味である。低圧とは高圧通路61のガス圧力よりも低圧という意味である。例えば、高圧通路61のガスの圧力PHは1〜3MPaにすることができ、低圧通路71のガスの圧力PLは10〜900kPa、100〜400kPaにすることができる。但しこれらに限定されるものではない。   The high-pressure passage 61 is connected to a gas supply source 65 (for example, a gas tank). The high-pressure gas from the gas supply source 65 is supplied to the high-pressure passage 61. As the gas, a fuel gas for a fuel cell can be used, and pure hydrogen gas or hydrogen-containing gas can be exemplified. The low pressure passage 71 is connected to the gas consumption source 100. Here, the high pressure and the low pressure mean the relative height of the gas. Therefore, high pressure means higher pressure than the gas pressure in the low pressure passage 71. Low pressure means a pressure lower than the gas pressure in the high pressure passage 61. For example, the pressure PH of the gas in the high pressure passage 61 can be set to 1 to 3 MPa, and the pressure PL of the gas in the low pressure passage 71 can be set to 10 to 900 kPa and 100 to 400 kPa. However, it is not limited to these.

高圧通路61は絞り孔40の上流に設けられており、低圧通路71は絞り孔40の下流に設けられている。絞り孔40は、ガス消費源100において使用される高圧通路61のガスの流量を制限して減圧し、低圧通路71に供給する。   The high pressure passage 61 is provided upstream of the throttle hole 40, and the low pressure passage 71 is provided downstream of the throttle hole 40. The throttle hole 40 restricts the flow rate of the gas in the high pressure passage 61 used in the gas consumption source 100 to reduce the pressure, and supplies it to the low pressure passage 71.

図1に示すように、ボディ2のダイヤフラム室20には、ダイヤフラム3が配置されている。ダイヤフラム3は、第1室21および第2室22に対面する受圧面31を有する受圧部30と、外縁部に形成されたリング突起状の外シール部33と、ダイヤフラム3の中央孔34の内縁部に形成されたリング突起状の内シール部35とを有する。ダイヤフラム3は、ボディ2のダイヤフラム室20を、ガスが流入する第1室21と、ガスが流入されない第2室22とに仕切って区画する。第2室22は高圧通路61および低圧通路71に連通しないものの、大気開放ポート(図示せず)を介して大気に連通する。このように第2室22は大気開放とされるため、高圧状態にならない。ダイヤフラム3の受圧部30は、第1室21側から見て第1室21において凹んでいる受圧面31と、受圧面31と反対側に位置し第2室22側に膨出する面32とをもつ。ダイヤフラム3の外縁部の外シール部33は、ボディ2に挟持されて保持されている。ダイヤフラム3の受圧部30は、第1室21及び第2室22の差圧に応じて、矢印Y2(上方向)、矢印Y1方向(下方向)に変形可能とされている。矢印Y2方向は第1室21の容積を増加させる方向、絞り孔40の絞り開度Lを減少させる方向を意味する。矢印Y1方向は第1室21の容積を減少させる方向、絞り孔40の絞り開度Lを増加させる方向を意味する。図1から理解できるように、絞り孔40の下流に位置する第1室21(低圧通路71を経てガス消費源100に繋がる)の圧力がダイヤフラム3の受圧部30の受圧面31に作用する。   As shown in FIG. 1, the diaphragm 3 is disposed in the diaphragm chamber 20 of the body 2. The diaphragm 3 includes a pressure receiving portion 30 having a pressure receiving surface 31 facing the first chamber 21 and the second chamber 22, a ring protruding outer seal portion 33 formed on the outer edge, and an inner edge of the central hole 34 of the diaphragm 3. And an inner seal portion 35 in the shape of a ring protrusion formed on the portion. The diaphragm 3 divides the diaphragm chamber 20 of the body 2 into a first chamber 21 into which gas flows and a second chamber 22 into which gas does not flow. Although the second chamber 22 does not communicate with the high-pressure passage 61 and the low-pressure passage 71, the second chamber 22 communicates with the atmosphere via an atmosphere opening port (not shown). Since the second chamber 22 is thus opened to the atmosphere, it does not enter a high pressure state. The pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 includes a pressure receiving surface 31 that is recessed in the first chamber 21 when viewed from the first chamber 21 side, and a surface 32 that is located on the opposite side of the pressure receiving surface 31 and bulges to the second chamber 22 side. It has. The outer seal portion 33 at the outer edge of the diaphragm 3 is sandwiched and held by the body 2. The pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 can be deformed in an arrow Y2 (upward direction) and an arrow Y1 direction (downward direction) according to the pressure difference between the first chamber 21 and the second chamber 22. The arrow Y2 direction means a direction in which the volume of the first chamber 21 is increased and a direction in which the throttle opening L of the throttle hole 40 is decreased. The arrow Y1 direction means a direction in which the volume of the first chamber 21 is decreased and a direction in which the throttle opening L of the throttle hole 40 is increased. As can be understood from FIG. 1, the pressure in the first chamber 21 (connected to the gas consumption source 100 via the low pressure passage 71) located downstream of the throttle hole 40 acts on the pressure receiving surface 31 of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3.

図1に示すように、絞り開度調整機構4は、ガス消費源100に供給されるガスの流量を制限するようにボディ2に形成された絞り孔40と、絞り孔40を開閉するピストン状の可動バルブ41と、ダイヤフラム3の中央域を挟持するように設けられた第1支持部42及び第2支持部43とを有する。可動バルブ41は互いに背向する受圧面47及びバルブ面44をもつ。なお本実施例によれば、受圧面47は可動バルブ41の図示下面とされている。バルブ面44は可動バルブ41の図示上面とされている。絞り孔40は、ボディ2に固定された固定スリーブ2mに設けられ絞り孔40を1周するリング形状の弁座部49で形成されている。第2支持部43の軸部48は、第2支持部43から遠ざかるように下方に向けて延設されており、絞り孔40に挿通されている。   As shown in FIG. 1, the throttle opening adjustment mechanism 4 has a throttle hole 40 formed in the body 2 so as to limit the flow rate of gas supplied to the gas consumption source 100, and a piston shape that opens and closes the throttle hole 40. The movable valve 41 and a first support portion 42 and a second support portion 43 provided so as to sandwich the central region of the diaphragm 3. The movable valve 41 has a pressure receiving surface 47 and a valve surface 44 that face each other. According to the present embodiment, the pressure receiving surface 47 is the illustrated lower surface of the movable valve 41. The valve surface 44 is the upper surface of the movable valve 41 in the figure. The throttle hole 40 is formed by a ring-shaped valve seat portion 49 that is provided in the fixed sleeve 2 m fixed to the body 2 and makes one round of the throttle hole 40. The shaft portion 48 of the second support portion 43 extends downward so as to move away from the second support portion 43, and is inserted through the throttle hole 40.

後述するダイヤフラムバネ7及びバルブバネ8の付勢力により、第2支持部43の軸部48の先端部(下端部)は、可動バルブ41のバルブ面44に当接する。ここで、弁座部49と可動バルブ41のバルブ面44との間は、絞り孔40の絞り開度Lとされる。図1において絞り開度Lの隙間幅は強調されているが、実際には小さいものである。可動バルブ41のバルブ面44は、絞り孔40の全閉時において、絞り孔40の弁座部49に着座できるように弁座部49に対面する。   The distal end portion (lower end portion) of the shaft portion 48 of the second support portion 43 comes into contact with the valve surface 44 of the movable valve 41 by the biasing force of the diaphragm spring 7 and the valve spring 8 described later. Here, a throttle opening L of the throttle hole 40 is set between the valve seat portion 49 and the valve surface 44 of the movable valve 41. Although the gap width of the throttle opening L is emphasized in FIG. 1, it is actually small. The valve surface 44 of the movable valve 41 faces the valve seat portion 49 so that it can be seated on the valve seat portion 49 of the throttle hole 40 when the throttle hole 40 is fully closed.

可動バルブ41はボディ2のバルブ室23に矢印Y2、Y1方向(上下方向)に移動可能に嵌合されている。可動バルブ41はダイヤフラム3の図示下方に配置されており、これの横断面が円形状をなす円柱形状とされているが、角柱形状でも良い。可動バルブ41は金属製であり、実質的に剛体として機能する。可動バルブ41のバルブ面44は絞り孔40に対面する。   The movable valve 41 is fitted in the valve chamber 23 of the body 2 so as to be movable in the directions of arrows Y2 and Y1 (up and down directions). The movable valve 41 is disposed below the diaphragm 3 in the drawing, and the cross section of the movable valve 41 is a circular cylinder, but it may be a prism. The movable valve 41 is made of metal and substantially functions as a rigid body. The valve surface 44 of the movable valve 41 faces the throttle hole 40.

図1に示すように、ボディ2のダイヤフラム室20の第2室22には、コイルバネで形成された付勢部材として機能することができるダイヤフラムバネ7(付勢部材)がほぼ同軸的に設けられている。ダイヤフラムバネ7の一端部7aは、絞り開度調整機構4の第1支持部42の着座面42hに着座し、ダイヤフラムバネ7の他端部7bは後述の可動体92のリング状の着座面92hに着座する。この結果、ダイヤフラムバネ7は、ダイヤフラム3を矢印Y1方向(図示下方向)に付勢しており、ひいては可動バルブ41を弁座部49から離間させるように付勢する。即ち、ダイヤフラムバネ7は絞り孔40の絞り開度Lを増加させる方向に可動バルブ41を付勢する。   As shown in FIG. 1, in the second chamber 22 of the diaphragm chamber 20 of the body 2, a diaphragm spring 7 (biasing member) that can function as an urging member formed of a coil spring is provided substantially coaxially. ing. One end portion 7a of the diaphragm spring 7 is seated on the seating surface 42h of the first support portion 42 of the aperture adjustment mechanism 4, and the other end portion 7b of the diaphragm spring 7 is a ring-shaped seating surface 92h of the movable body 92 described later. Sit on. As a result, the diaphragm spring 7 urges the diaphragm 3 in the arrow Y1 direction (the downward direction in the figure), and thus urges the movable valve 41 away from the valve seat portion 49. That is, the diaphragm spring 7 urges the movable valve 41 in the direction in which the throttle opening L of the throttle hole 40 is increased.

図1に示すように、可動バルブ41とボディ2の壁面2fとの間には、コイルバネで形成された可動バルブ用の付勢部材として機能するバルブバネ8が設けられている。バルブバネ8により可動バルブ41は矢印Y2方向に付勢されており、つまり、可動バルブ41のバルブ面44が弁座部49に接近する方向に付勢されている。即ち、バルブバネ8は絞り孔40の絞り開度Lを減少させる方向に可動バルブ41を付勢する。   As shown in FIG. 1, between the movable valve 41 and the wall surface 2f of the body 2, the valve spring 8 which functions as an urging member for the movable valve formed of a coil spring is provided. The movable valve 41 is urged in the direction of the arrow Y2 by the valve spring 8, that is, urged in a direction in which the valve surface 44 of the movable valve 41 approaches the valve seat portion 49. That is, the valve spring 8 biases the movable valve 41 in a direction that decreases the throttle opening L of the throttle hole 40.

バルブバネ8及びダイヤフラムバネ7は、互いに逆向きの付勢力を発揮する。このため可動バルブ41のバルブ面44と第2支持部43の軸部48の先端部48aとの接触性は、確保されている。本実施例によれば、ダイヤフラムバネ7のバネ荷重はバルブバネ8のバネ荷重よりも大きく設定されている。これはガスが導入されていないとき、絞り孔40を開放状態に維持するためである。   The valve spring 8 and the diaphragm spring 7 exhibit urging forces that are opposite to each other. For this reason, the contact property between the valve surface 44 of the movable valve 41 and the distal end portion 48 a of the shaft portion 48 of the second support portion 43 is ensured. According to this embodiment, the spring load of the diaphragm spring 7 is set larger than the spring load of the valve spring 8. This is to keep the throttle hole 40 open when no gas is introduced.

上記した本実施例に係る圧力調整バルブ1を使用する際には、相対的に高圧のガスがガス供給源65から高圧通路61に供給される。絞り孔40の絞り開度Lによりガスの流量は制限される。このため、絞り孔40の下流に位置する第1室21の圧力は、高圧通路61の圧力よりも減圧される。絞り孔40の絞り開度Lにより減圧されて設定圧に低圧化されたガスは、第1室21を通過し、ポート2kを介して低圧通路71に至り、更にガス消費源100に供給される。絞り孔40により減圧された第1室21の圧力と第2室22の圧力との差圧に基づいて、ダイヤフラム3の受圧部30が受ける矢印Y2方向(上向き、絞り孔40の閉鎖方向)に向かう力をF1とする。更に、バルブバネ8が可動バルブ41を矢印Y2方向(上向き,絞り孔40の閉鎖方向)に付勢する力をF2とする。可動バルブ41のバルブ面44が矢印Y1方向に向かう下向きの圧力と、可動バルブ41の受圧面47がバルブ室23のガス圧により上向きに受圧する圧力との差を力F3(上向きと仮定する)とする。また、ダイヤフラムバネ7がこれのバネ荷重(付勢力)により、ダイヤフラム3、第1支持部42及び第2支持部43を介して可動バルブ41を矢印Y1方向に向かう(下向き,絞り孔40の開放方向)に付勢する力をF4とする。   When the pressure regulating valve 1 according to this embodiment described above is used, a relatively high pressure gas is supplied from the gas supply source 65 to the high pressure passage 61. The gas flow rate is limited by the throttle opening L of the throttle hole 40. For this reason, the pressure in the first chamber 21 located downstream of the throttle hole 40 is reduced more than the pressure in the high-pressure passage 61. The gas that has been reduced in pressure by the throttle opening L of the throttle hole 40 and reduced to the set pressure passes through the first chamber 21, reaches the low pressure passage 71 via the port 2k, and is further supplied to the gas consumption source 100. . Based on the pressure difference between the pressure in the first chamber 21 and the pressure in the second chamber 22 decompressed by the throttle hole 40, in the arrow Y2 direction (upward, closing direction of the throttle hole 40) received by the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3. Let F1 be the heading force. Further, the force by which the valve spring 8 urges the movable valve 41 in the arrow Y2 direction (upward, the closing direction of the throttle hole 40) is defined as F2. A force F3 (assumed to be upward) is a difference between the downward pressure of the valve surface 44 of the movable valve 41 in the direction of the arrow Y1 and the pressure of the pressure receiving surface 47 of the movable valve 41 received by the gas pressure of the valve chamber 23 upward. And Further, the diaphragm spring 7 moves the movable valve 41 in the direction of the arrow Y1 through the diaphragm 3, the first support portion 42, and the second support portion 43 by the spring load (biasing force) of the diaphragm spring 7 (downward, opening the throttle hole 40). The force urging in the direction is F4.

基本的には、矢印Y2方向に向かう上向きの力F1+力F2+力F3の合計と、矢印Y1方向に向かう下向きの力F4とが均衡した時点において、可動バルブ41の位置が保持される。この均衡により基本的には絞り孔40の絞り開度Lは決定される。矢印Y2方向に向かう上向きの力F1+力F2+力F3の合計、または、矢印Y1方向に向かう下向きの力F4の大きさが変化すると、可動バルブ4の均衡する位置が変化するため、絞り孔40の絞り開度Lが変化する。   Basically, the position of the movable valve 41 is held when the sum of the upward force F1 + force F2 + force F3 in the direction of the arrow Y2 and the downward force F4 in the direction of the arrow Y1 are balanced. This balance basically determines the throttle opening L of the throttle hole 40. When the sum of the upward force F1 + force F2 + force F3 in the direction of the arrow Y2 or the magnitude of the downward force F4 in the direction of the arrow Y1 changes, the position at which the movable valve 4 is balanced changes. The throttle opening L changes.

ここで、図2は低圧通路71のガス流量と低圧通路71の2次圧P2との関係を示す。図2の特性線によれば、ガス流量が増加すれば、低圧通路71の2次圧P2が次第に低下している。   Here, FIG. 2 shows the relationship between the gas flow rate in the low pressure passage 71 and the secondary pressure P2 in the low pressure passage 71. According to the characteristic line of FIG. 2, if the gas flow rate increases, the secondary pressure P2 of the low pressure passage 71 gradually decreases.

さて本実施例によれば、ダイヤフラム3は、ゴム等の膜状の軟質材料部300と、軟質材料部300の内部に埋設された芯層320とで形成されている。芯層320としては、樹脂、金属等を基材として利用することにより形成できる。これらの基材の形態としては、粒子状、繊維状、シート状など適宜選択できる。ダイヤフラム3はガスバリヤ性を有することが好ましい。図3において、ダイヤフラム3の受圧部30は、ダイヤフラム3の中心線PAの回りに描かれる仮想線M1,M2で区画される領域であり、中心線PAの回りにおいてリング形状をなしている。図4はダイヤフラム3の受圧部30を示す断面(複雑化を避けるため、一部ハッチングを省略)を示す。   Now, according to the present embodiment, the diaphragm 3 is formed by a film-like soft material portion 300 such as rubber and a core layer 320 embedded in the soft material portion 300. The core layer 320 can be formed by using a resin, metal, or the like as a base material. The form of these base materials can be appropriately selected such as a particulate form, a fiber form, and a sheet form. The diaphragm 3 preferably has a gas barrier property. In FIG. 3, the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 is a region defined by virtual lines M <b> 1 and M <b> 2 drawn around the center line PA of the diaphragm 3, and has a ring shape around the center line PA. FIG. 4 shows a cross section of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 (some hatching is omitted to avoid complication).

図4において、ダイヤフラム3の受圧部30は振動抑制部36を備えている。具体的には、振動抑制部36は、第1部分37と第2部分38とを備えている。第2部分38の弾性率(または単位投影面積あたりの質量)は、第1部分37の弾性率(単位投影面積あたりの質量)よりも相対的に高く設定されている。第2部分38は図3においてハッチングで示す領域に相当するものであり、ダイヤフラム3の周方向において間隔を隔てて配置されている。従って、当該周方向において、第1部分37および第2部分38は互いに隣接する。なお、図3において、周方向における第2部分38の一端38aと他端38cとの角度(中心線PAに対する角度)は、θ1として示される。ダイヤフラム3の直径はD1として示され、第2部分38の半径方向の中心間の直径はD2として示され、第2部分38の幅はDaとして示される。   In FIG. 4, the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 includes a vibration suppressing part 36. Specifically, the vibration suppressing unit 36 includes a first portion 37 and a second portion 38. The elastic modulus (or mass per unit projected area) of the second portion 38 is set to be relatively higher than the elastic modulus (mass per unit projected area) of the first portion 37. The second portion 38 corresponds to the area indicated by hatching in FIG. 3, and is arranged at an interval in the circumferential direction of the diaphragm 3. Accordingly, the first portion 37 and the second portion 38 are adjacent to each other in the circumferential direction. In FIG. 3, the angle between the one end 38a and the other end 38c of the second portion 38 in the circumferential direction (the angle with respect to the center line PA) is indicated as θ1. The diameter of the diaphragm 3 is shown as D1, the diameter between the radial centers of the second part 38 is shown as D2, and the width of the second part 38 is shown as Da.

図4に示すように、第2部分38に相当する部分に積層部39を、ダイヤフラム3の受圧面31と反対側の面32に一体的に積層させることにより、第2部分38における厚み方向の弾性率(または単位投影面積あたりの質量)は、第1部分37における厚み方向の弾性率(または単位投影面積あたりの質量)よりも高く設定されている。このためダイヤフラム3の受圧部30における振動周波数が第1部分37および第2部分38により異なり、ダイヤフラム3における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、第1部分37および第2部分38とで相殺効果が発揮され易くなり、ダイヤフラム3の自励振動が抑制または防止される。なお、積層部39はゴム等の軟質材料部300rで形成されている。場合によっては、積層部39は、ゴム等の軟質材料部300rと、軟質材料部300rの内部に埋設された基布等で形成された芯層320rとで形成されていても良い。   As shown in FIG. 4, a laminated portion 39 is integrally laminated on a surface 32 opposite to the pressure receiving surface 31 of the diaphragm 3 in a portion corresponding to the second portion 38, so that the thickness direction in the second portion 38 is increased. The elastic modulus (or mass per unit projected area) is set to be higher than the elastic modulus in the thickness direction (or mass per unit projected area) in the first portion 37. For this reason, the vibration frequency in the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 differs depending on the first portion 37 and the second portion 38, and uniform vibration in the diaphragm 3 is difficult to occur. As a result, the canceling effect is easily exhibited by the first portion 37 and the second portion 38, and the self-excited vibration of the diaphragm 3 is suppressed or prevented. The laminated portion 39 is formed of a soft material portion 300r such as rubber. In some cases, the laminated portion 39 may be formed of a soft material portion 300r such as rubber and a core layer 320r formed of a base fabric or the like embedded in the soft material portion 300r.

更に、ダイヤフラム3の受圧部30の周方向において、第2部分38および第1部分37は、均等配置またはほぼ均等配置となるように交互に分散して配置されている。このため、ダイヤフラム3の周方向におけるバランスが確保される。故に、圧力調整バルブ1における圧力−流量の特性に影響を与えることが抑制されている。   Furthermore, in the circumferential direction of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3, the second portions 38 and the first portions 37 are alternately distributed so as to be evenly or substantially equally arranged. For this reason, the balance in the circumferential direction of the diaphragm 3 is ensured. Therefore, the influence on the pressure-flow rate characteristic in the pressure regulating valve 1 is suppressed.

ところで、ダイヤフラム3の受圧部30における振動減衰効果を高めるためには、ダイヤフラム3の受圧部30の全体の剛性を高め、減衰力を増加させることも考えられる。しかしながらこの場合、発生している振動レベルによってはその減衰効果が充分ではない。更に、ダイヤフラム3の受圧部30の全体の剛性を高め過ぎると、ダイヤフラム3の受圧部30の可動許容範囲が極端に小さくなるおそれがある。この点本実施例においては、ダイヤフラム3の受圧部30において、第2部分38と第1部分37とが交互に配置されているため、ダイヤフラム3の受圧部30の剛性が過剰になることが抑制され、受圧部30における撓み性および可動許容性を確保しつつ、ダイヤフラム3の振動を抑えることができる。   By the way, in order to enhance the vibration damping effect in the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3, it is conceivable to increase the overall rigidity of the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 and increase the damping force. However, in this case, the damping effect is not sufficient depending on the vibration level generated. Furthermore, if the overall rigidity of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 is excessively increased, the allowable range of movement of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 may be extremely reduced. In this respect, in this embodiment, since the second portions 38 and the first portions 37 are alternately arranged in the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3, it is possible to suppress the rigidity of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 from being excessive. Thus, the vibration of the diaphragm 3 can be suppressed while ensuring the flexibility and the movable allowance in the pressure receiving portion 30.

上記した場合には、第2部分38の弾性率(または単位投影面積あたりの質量)は、第1部分37の弾性率(単位投影面積あたりの質量)よりも相対的に高く設定されているが、これに限らず、第2部分38の弾性率(または単位投影面積あたりの質量)は、第1部分37の弾性率(単位投影面積あたりの質量)よりも相対的に低く設定されている形態としても良い。   In the case described above, the elastic modulus (or mass per unit projected area) of the second portion 38 is set to be relatively higher than the elastic modulus (mass per unit projected area) of the first portion 37. Not limited to this, the elastic modulus (or mass per unit projected area) of the second portion 38 is set to be relatively lower than the elastic modulus (mass per unit projected area) of the first portion 37. It is also good.

(試験例)
試験例として、図3および図4に示す形態のダイヤフラム3を用い、ダイヤフラム3の振動を肉眼により観察する試験を行った。但し、第2部分38は周方向において180度位相間隔で、合計2個配置されている。ダイヤフラム3の軟質材料部300の材質をエチレンプロピレンゴム(EPDM)とし、芯層320の材質をアラミド織布とした。ダイヤフラム3の直径D1を36ミリメートルとし、第2部分38間の直径D2を20ミリメートルとし、θ1を60度とした。この場合、図4に示すように、ダイヤフラム3のベースとなる部分(弾性率が相対的に低い部分)の厚みをt1とし、第2部分38の厚みをt2とした。そして、高圧通路61における1次圧を0.5〜0.1MPa内で変化させ、低圧通路71における2次圧を120〜300kPa内で変化させ、高圧通路61に供給する空気流量を0〜500NL/minの範囲内とした。比較例(t2=t1)のときには、ダイヤフラム3の振動は発生していた。これに対してt2=1.3×t1に設定した試験例1のとき、t2=1.5×t1に設定した試験例2のとき、t2=1.7×t1に設定した試験例3のときには、ダイヤフラム3の振動は発生しなかった。t2=3.0×t1、t2=4.0×t1のときにも同様と推察される。
(Test example)
As a test example, the diaphragm 3 having the form shown in FIGS. 3 and 4 was used, and a test for observing the vibration of the diaphragm 3 with the naked eye was performed. However, a total of two second portions 38 are arranged at a phase interval of 180 degrees in the circumferential direction. The material of the soft material portion 300 of the diaphragm 3 was ethylene propylene rubber (EPDM), and the material of the core layer 320 was an aramid woven fabric. The diameter D1 of the diaphragm 3 was 36 millimeters, the diameter D2 between the second portions 38 was 20 millimeters, and θ1 was 60 degrees. In this case, as shown in FIG. 4, the thickness of the base portion of the diaphragm 3 (the portion having a relatively low elastic modulus) was t1, and the thickness of the second portion 38 was t2. Then, the primary pressure in the high pressure passage 61 is changed within 0.5 to 0.1 MPa, the secondary pressure in the low pressure passage 71 is changed within 120 to 300 kPa, and the air flow rate supplied to the high pressure passage 61 is set to 0 to 500 NL. / Min. In the comparative example (t2 = t1), the vibration of the diaphragm 3 was generated. On the other hand, in Test Example 1 set to t2 = 1.3 × t1, in Test Example 2 set to t2 = 1.5 × t1, in Test Example 3 set to t2 = 1.7 × t1. Occasionally, diaphragm 3 did not vibrate. The same is assumed when t2 = 3.0 × t1 and t2 = 4.0 × t1.

図5は実施例2を示す。図1〜図3を準用できる。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図5(複雑化を避けるため、一部ハッチングを省略)に示すように、第2部分38に相当する部分に積層部39を、ダイヤフラム3の受圧部30の受圧面31に一体的に積層させることにより、第2部分38における厚み方向の弾性率(単位面積当たりの質量)は、第1部分37における厚み方向の弾性率(単位面積当たりの質量)よりも高く設定されている。このためダイヤフラム3の受圧部30における振動周波数が部位により異なり、ダイヤフラム3における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラム3の自励振動が抑制または防止される。積層部39はゴム等の軟質材料部300rで形成されている。場合によっては、積層部39は、ゴム等の軟質材料部300rと、軟質材料部300rの内部に埋設された基布等で形成された芯層320rとで形成されていてもよい。   FIG. 5 shows a second embodiment. 1 to 3 can be applied mutatis mutandis. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 5 (a part of hatching is omitted to avoid complication), a laminated portion 39 is integrally laminated on the pressure receiving surface 31 of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 in a portion corresponding to the second portion 38. Accordingly, the elastic modulus (mass per unit area) in the thickness direction of the second portion 38 is set higher than the elastic modulus (mass per unit area) in the thickness direction of the first portion 37. For this reason, the vibration frequency in the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 varies depending on the part, and uniform vibration in the diaphragm 3 is difficult to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm 3 is suppressed or prevented. The laminated portion 39 is formed of a soft material portion 300r such as rubber. In some cases, the laminated portion 39 may be formed of a soft material portion 300r such as rubber and a core layer 320r formed of a base fabric or the like embedded in the soft material portion 300r.

図6は実施例2を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図6に示すように、ダイヤフラムバネ7の付勢力を調整するアクチュエータ9がボディ2に設けられている。アクチュエータ9は、モータ(例えば直流モータ)で形成されたアクチュエータ本体90と、アクチュエータ本体90から突出する回転可能な駆動軸91とをもつ。アクチュエータ9とダイヤフラム3との間には、つまり、アクチュエータ9とダイヤフラムバネ7との間には、ピストン状の可動体92が設けられている。可動体92は、図6に示す矢印Y1,Y2方向(絞り孔40の開放方向、閉鎖方向)に直動できる。アクチュエータ本体90と可動体92との間には、アクチュエータ本体90の回転運動を可動体92の直進運動として変換する変換機構93が設けられている。図6に示すように、この変換機構93は、駆動軸91にジョイント部93aで結合された回転体93cと、回転体93cの外周面を回転可能に支持する軸受93dと、回転体93cの雌ネジ部93bに螺合する雄ネジ部93eを有する作動軸93fとを有する。作動軸93fは回転止め部93hによって回転しないものの、矢印Y1,Y2方向に可動体92と共に直進することができる。アクチェエータ本体90の駆動軸91がこれの軸芯91pの回りで回転されると、この回転は、変換機構93により可動体92の直進運動として変換される。従って、アクチュエータ本体90が一方向に駆動して駆動軸91がこれの軸芯91pの周りで一方向に回転すると、可動体92が矢印Y1方向に移動し、ダイヤフラムバネ7の長さKAが縮み、ダイヤフラムバネ7の付勢力が大きくなる。これに対して、アクチュエータ本体90が他方向に駆動して駆動軸91がこれの軸芯91pの周りで他方向に回転すると、可動体92が矢印Y2方向に向けて移動し、ダイヤフラムバネ7の長さKAが拡張し、ダイヤフラムバネ7の付勢力が小さくなる。ここで、アクチュエータ本体90の駆動量を調整すれば、矢印Y1,Y2方向における可動体92の移動位置を調整することができ、ひいてはダイヤフラムバネ7の付勢力を増加させる方向または減少させる方向に調整することができる。これによりダイヤフラム3、第1支持部42及び第2支持部43を介して可動バルブ41を矢印Y1方向に向かう(下向き,絞り孔40の開放方向)ように付勢する力F4を調整することができる。それに応じて絞り孔40の絞り開度Lが調整される。本システムによれば、低圧通路71における設定圧力を頻繁に変化させる傾向がある。殊に、車載の燃料電池発電システムによれば、車両負荷に応じて、低圧通路71における設定圧力(2次圧)を頻繁に変化させる傾向がある。この点本実施例によれば、ダイヤフラムバネ7の付勢力の増減をアクチュエータ9の駆動により行うため、応答性が良好であり、ダイヤフラムバネ7の付勢力を速い速度で増減させることができる。従って、絞り孔40の絞り開度Lを迅速に調整することができ、ひいては低圧通路71に係るガス流量−設定圧力の特性を迅速に調整することができる。よって、車載の燃料電池発電システムに適する。殊に、ダイヤフラムバネ7の付勢力を調整するのはアクチュエータ9であり、パイロット弁を介さないため、応答性を高めることができる。   FIG. 6 shows a second embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 6, an actuator 9 that adjusts the urging force of the diaphragm spring 7 is provided on the body 2. The actuator 9 has an actuator main body 90 formed of a motor (for example, a DC motor) and a rotatable drive shaft 91 protruding from the actuator main body 90. A piston-like movable body 92 is provided between the actuator 9 and the diaphragm 3, that is, between the actuator 9 and the diaphragm spring 7. The movable body 92 can move linearly in the directions of arrows Y1 and Y2 (opening direction and closing direction of the throttle hole 40) shown in FIG. A conversion mechanism 93 is provided between the actuator main body 90 and the movable body 92 to convert the rotational movement of the actuator main body 90 into a linear movement of the movable body 92. As shown in FIG. 6, the conversion mechanism 93 includes a rotating body 93c coupled to the drive shaft 91 by a joint portion 93a, a bearing 93d that rotatably supports the outer peripheral surface of the rotating body 93c, and a female body of the rotating body 93c. And an operating shaft 93f having a male screw portion 93e screwed into the screw portion 93b. Although the operating shaft 93f is not rotated by the rotation stopper 93h, it can go straight along with the movable body 92 in the directions of arrows Y1 and Y2. When the drive shaft 91 of the actuator main body 90 is rotated around its axis 91p, this rotation is converted by the conversion mechanism 93 as a linear movement of the movable body 92. Therefore, when the actuator main body 90 is driven in one direction and the drive shaft 91 rotates in one direction around the shaft core 91p, the movable body 92 moves in the arrow Y1 direction, and the length KA of the diaphragm spring 7 is reduced. The urging force of the diaphragm spring 7 is increased. On the other hand, when the actuator body 90 is driven in the other direction and the drive shaft 91 rotates in the other direction around the axis 91p, the movable body 92 moves in the direction of the arrow Y2, and the diaphragm spring 7 The length KA is expanded, and the urging force of the diaphragm spring 7 is reduced. Here, if the driving amount of the actuator body 90 is adjusted, the moving position of the movable body 92 in the directions of the arrows Y1 and Y2 can be adjusted, so that the biasing force of the diaphragm spring 7 is increased or decreased. can do. Thus, the force F4 for urging the movable valve 41 in the direction of the arrow Y1 (downward, opening direction of the throttle hole 40) via the diaphragm 3, the first support portion 42, and the second support portion 43 can be adjusted. it can. Accordingly, the throttle opening L of the throttle hole 40 is adjusted. According to this system, the set pressure in the low pressure passage 71 tends to change frequently. In particular, according to the on-vehicle fuel cell power generation system, the set pressure (secondary pressure) in the low-pressure passage 71 tends to change frequently according to the vehicle load. In this respect, according to this embodiment, the urging force of the diaphragm spring 7 is increased / decreased by driving the actuator 9, so that the responsiveness is good and the urging force of the diaphragm spring 7 can be increased / decreased at a high speed. Therefore, the throttle opening degree L of the throttle hole 40 can be adjusted quickly, and consequently the gas flow rate-set pressure characteristic of the low pressure passage 71 can be adjusted quickly. Therefore, it is suitable for an on-vehicle fuel cell power generation system. In particular, it is the actuator 9 that adjusts the urging force of the diaphragm spring 7 and does not involve a pilot valve, so that responsiveness can be improved.

本実施例によれば、上記したようにアクチュエータ9の駆動量を調整すれば、可動体92の位置を調整でき、ひいてはダイヤフラムバネ7の付勢力を調整でき、これにより絞り孔40の絞り開度Lを適宜調整することができる。これにより低圧通路71の燃料ガスの流量−設定圧力(2次圧)の特性を変化させることができる。   According to this embodiment, if the drive amount of the actuator 9 is adjusted as described above, the position of the movable body 92 can be adjusted, and consequently the urging force of the diaphragm spring 7 can be adjusted. L can be adjusted as appropriate. As a result, the characteristics of the flow rate of the fuel gas in the low pressure passage 71 and the set pressure (secondary pressure) can be changed.

本実施例によれば、ダイヤフラム3は、ゴム等の膜状の軟質材料部300と、軟質材料部300の内部に埋設された基布等で形成された芯層320とで形成されている。ダイヤフラム3の受圧部30は振動抑制部36を備えている。具体的には、ダイヤフラム3の振動抑制部36は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分37と、第1部分37よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分38とを備えている。このためダイヤフラム3の受圧部30における振動周波数がその部位により異なり、ダイヤフラム3における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラム3の自励振動が抑制または防止される。なお、変換機構93は上記した構造に限定されるものではない。   According to the present embodiment, the diaphragm 3 is formed of a film-like soft material portion 300 such as rubber and a core layer 320 formed of a base cloth or the like embedded in the soft material portion 300. The pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 includes a vibration suppressing part 36. Specifically, the vibration suppressing unit 36 of the diaphragm 3 has a first portion 37 having a lower modulus of elasticity or a mass per unit projected area, and a relatively smaller elastic modulus or unit mass per unit projected area than the first portion 37. And a high second portion 38. For this reason, the vibration frequency in the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 differs depending on the portion, and uniform vibration in the diaphragm 3 is difficult to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm 3 is suppressed or prevented. The conversion mechanism 93 is not limited to the structure described above.

図7および図8は実施例4を示す。本実施例は実施例1、2と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図8に示すように、ダイヤフラム3は、ゴム等の膜状の軟質材料部300と、軟質材料部300の内部に埋設された基布等で形成された芯層320とで形成されている。ダイヤフラム3は振動抑制部36を備えている。具体的には、ダイヤフラム3の振動抑制部36は、弾性率(または単位投影面積あたりの質量が低い)第1部分37と、第1部分37よりも弾性率(または単位投影面積あたりの質量)が相対的に高い第2部分38とを備えている。図8に示すように、第2部分38に相当する部分に埋設する芯層320xの材質を、第1部分37に相当する部分に埋設する芯層320の材質に対して、高弾性率の材質に変えている。これにより第2部分38における厚み方向の弾性率は、第1部分37における厚み方向の弾性率よりも高く設定されている。このため実施例1と同様に、ダイヤフラム3の受圧部30における振動周波数がその部位により異なり、ダイヤフラム3における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラム3の自励振動が抑制または防止される。この場合には、図8に示すように、ダイヤフラム3のうち第1部分37の厚みと第2部分38の厚みとは同一または実質的に同一であるため、ダイヤフラム3の厚みの過剰化が抑制され、ダイヤフラム3の応答性を高めるのに有利である。   7 and 8 show a fourth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and effect as the first and second embodiments. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 8, the diaphragm 3 is formed of a film-like soft material portion 300 such as rubber, and a core layer 320 formed of a base fabric or the like embedded in the soft material portion 300. The diaphragm 3 includes a vibration suppression unit 36. Specifically, the vibration suppressing unit 36 of the diaphragm 3 includes an elastic modulus (or mass per unit projected area is lower) first portion 37 and an elastic modulus (or mass per unit projected area) than that of the first portion 37. Is provided with a relatively high second portion 38. As shown in FIG. 8, the material of the core layer 320 x embedded in the portion corresponding to the second portion 38 is made of a material having a high elasticity relative to the material of the core layer 320 embedded in the portion corresponding to the first portion 37. It has changed to. Thereby, the elastic modulus in the thickness direction of the second portion 38 is set higher than the elastic modulus in the thickness direction of the first portion 37. For this reason, as in the first embodiment, the vibration frequency in the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 differs depending on the portion, and uniform vibration in the diaphragm 3 is less likely to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm 3 is suppressed or prevented. In this case, as shown in FIG. 8, the thickness of the first portion 37 and the thickness of the second portion 38 of the diaphragm 3 are the same or substantially the same, so that the excessive thickness of the diaphragm 3 is suppressed. This is advantageous in increasing the responsiveness of the diaphragm 3.

図9は実施例5を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図9に示すように、第2部分38に相当する部分には、芯層320が埋設されている。しかし第1部分37に相当する部分には、芯層320が埋設されていない。この結果、ダイヤフラム3の受圧部30は、ダイヤフラム3の他の部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分38を備える。このため実施例1と同様に、ダイヤフラム3の受圧部30における振動周波数が部位により異なり、ダイヤフラム3の受圧部30における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラム3の自励振動が抑制または防止される。この場合、ダイヤフラム3の厚みは全体にわたり同一または実質的に同一であるため、ダイヤフラム3の厚みの過剰化が抑制され、ダイヤフラム3の応答性を高めるのに有利である。   FIG. 9 shows a fifth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 9, a core layer 320 is embedded in a portion corresponding to the second portion 38. However, the core layer 320 is not embedded in the portion corresponding to the first portion 37. As a result, the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 includes the second portion 38 having a relatively higher elastic modulus or mass per unit projected area than the other portions of the diaphragm 3. For this reason, as in the first embodiment, the vibration frequency in the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 varies depending on the part, and uniform vibration in the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 is less likely to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm 3 is suppressed or prevented. In this case, since the thickness of the diaphragm 3 is the same or substantially the same throughout, an excessive increase in the thickness of the diaphragm 3 is suppressed, which is advantageous in improving the responsiveness of the diaphragm 3.

図10は実施例6を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図10に示すように、ダイヤフラム3の振動抑制部36は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分37と、第1部分37よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分38とを備えている。第2部分38は、ダイヤフラム3の周方向において間隔を隔てて、つまり、周方向において約180度の位相で合計2個配置されている。図10に示すように、ダイヤフラム3の周方向において、第2部分38の合計周長は、第1部分37の合計周長よりも短くされている。本実施例においても、ダイヤフラム3の周方向において第2部分38および第1部分37は均等配置またはほぼ均等配置となるように交互に分散して配置されている。このためダイヤフラム3の周方向におけるバランスが確保され、圧力−流量の特性に影響を与えることが抑制されている。さらに、第2部分38と第1部分37とが交互に配置されているため、ダイヤフラム3の受圧部30に可動許容性を確保しつつ、ダイヤフラム3の振動を抑えることができる。なお、第2部分38の厚みは第1部分37よりも厚くてもよいし、第1部分37と同一でもよい。   FIG. 10 shows a sixth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 10, the vibration suppressing unit 36 of the diaphragm 3 has a first portion 37 having a lower modulus of elasticity or a mass per unit projected area, and a relative modulus of elasticity or a mass per unit projected area than that of the first portion 37. High second portion 38. A total of two second portions 38 are arranged at intervals in the circumferential direction of the diaphragm 3, that is, with a phase of about 180 degrees in the circumferential direction. As shown in FIG. 10, the total circumferential length of the second portion 38 is shorter than the total circumferential length of the first portion 37 in the circumferential direction of the diaphragm 3. Also in the present embodiment, the second portions 38 and the first portions 37 are alternately distributed in the circumferential direction of the diaphragm 3 so as to be evenly or substantially equally arranged. For this reason, the balance in the circumferential direction of the diaphragm 3 is ensured, and the influence on the pressure-flow rate characteristics is suppressed. Furthermore, since the second portions 38 and the first portions 37 are alternately arranged, it is possible to suppress vibration of the diaphragm 3 while ensuring the movable tolerance of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3. The second portion 38 may be thicker than the first portion 37 or the same as the first portion 37.

図11は実施例7を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図11に示すように、ダイヤフラム3の振動抑制部36は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分37と、第1部分37よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分38とを備えている。第2部分38は、ダイヤフラム3の周方向において間隔を隔てて、つまり、周方向において約120度の位相で合計3個配置されている。周方向において、第2部分38の合計周長は、第1部分37の合計周長よりも短くされている。なお、第2部分38の厚みは第1部分37よりも厚くてもよいし、第1部分37と同一でもよい。   FIG. 11 shows a seventh embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 11, the vibration suppressing unit 36 of the diaphragm 3 has a first portion 37 having a lower modulus of elasticity or a mass per unit projected area, and a relative modulus of elasticity or a mass per unit projected area than that of the first portion 37. High second portion 38. A total of three second portions 38 are arranged at intervals in the circumferential direction of the diaphragm 3, that is, with a phase of about 120 degrees in the circumferential direction. In the circumferential direction, the total circumferential length of the second portion 38 is shorter than the total circumferential length of the first portion 37. The second portion 38 may be thicker than the first portion 37 or the same as the first portion 37.

図12は実施例8を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図12に示すように、ダイヤフラム3の受圧部30は仮想線M1,M2で区画される領域である。ダイヤフラム3の振動抑制部36は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分37と、第1部分37よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分38とを備えている。   FIG. 12 shows an eighth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 12, the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 is an area defined by virtual lines M1 and M2. The vibration suppressing unit 36 of the diaphragm 3 includes a first portion 37 having a low elastic modulus or mass per unit projected area, and a second portion 38 having a relatively higher elastic modulus or mass per unit projected area than the first portion 37. And.

図12に示すように、第2部分38は、ダイヤフラム3の外縁部に周方向に沿って延設されたリング形状の外周部38fと、ダイヤフラム3の内縁部に周方向に沿って延設されたリング形状の内周部38sと、外周部38fと内周部38sとをダイヤフラム3の径方向につなぐ複数の連結部38tとを有する。仮想線M1,M2で区画される領域には複数の連結部38tが存在する。   As shown in FIG. 12, the second portion 38 is provided with a ring-shaped outer peripheral portion 38 f extending in the circumferential direction on the outer edge portion of the diaphragm 3, and extending in the circumferential direction on the inner edge portion of the diaphragm 3. A ring-shaped inner peripheral portion 38s, and a plurality of connecting portions 38t that connect the outer peripheral portion 38f and the inner peripheral portion 38s in the radial direction of the diaphragm 3. There are a plurality of connecting portions 38t in the region partitioned by the virtual lines M1 and M2.

本実施例によれば、実施例1と同様に、ダイヤフラム3の受圧部30における振動周波数がその部位により異なり、ダイヤフラム3における一様な振動が発生しにくくなる。結果として、ダイヤフラム3の自励振動が抑制または防止される。なお、第2部分38の厚みは第1部分37よりも厚くてもよいし、第1部分37と同一でもよい。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, the vibration frequency in the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 differs depending on the portion, and uniform vibration in the diaphragm 3 is less likely to occur. As a result, the self-excited vibration of the diaphragm 3 is suppressed or prevented. The second portion 38 may be thicker than the first portion 37 or the same as the first portion 37.

図13は実施例9を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図13に示すように、ダイヤフラム3の受圧部30は仮想線M1,M2で区画される領域である。ダイヤフラム3の振動抑制部36は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分37と、第1部分37よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分38とを備えている。第2部分38は、仮想線M1と仮想線M2との間においてリング形状に延設されている。第1部分37(37a,37b)は、ダイヤフラム3の径方向において第2部分38の外周側と内周側とにリング形状に設けられている。なお、第2部分38の厚みは第1部分37(37a,37b)よりも厚くてもよいし、第1部分37(37a,37b)と同一でもよい。   FIG. 13 shows a ninth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 13, the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 is an area defined by virtual lines M1 and M2. The vibration suppressing unit 36 of the diaphragm 3 includes a first portion 37 having a low elastic modulus or mass per unit projected area, and a second portion 38 having a relatively higher elastic modulus or mass per unit projected area than the first portion 37. And. The second portion 38 extends in a ring shape between the virtual line M1 and the virtual line M2. The first portion 37 (37 a, 37 b) is provided in a ring shape on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the second portion 38 in the radial direction of the diaphragm 3. In addition, the thickness of the 2nd part 38 may be thicker than the 1st part 37 (37a, 37b), and may be the same as the 1st part 37 (37a, 37b).

図14は実施例10を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図14に示すように、ダイヤフラム3の受圧部30は仮想線M1,M2で区画される領域である。第2部分38は複数個設けられており、ダイヤフラム3の周方向において間隔を隔てて散点状にリング形状に配置されている。なお、第2部分38の厚みは第1部分37よりも厚くてもよいし、第1部分37と同一でもよい。   FIG. 14 shows a tenth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. As shown in FIG. 14, the pressure receiving part 30 of the diaphragm 3 is an area defined by virtual lines M1 and M2. A plurality of second portions 38 are provided, and are arranged in a ring shape in the form of scattered dots at intervals in the circumferential direction of the diaphragm 3. The second portion 38 may be thicker than the first portion 37 or the same as the first portion 37.

図15は実施例11を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図15はダイヤフラム3の厚みを示す断面図である。図15に示すように、受圧部30は、径外方向に向かうにつれて上昇するように円錐面形状に傾斜している。直接的な図示はしないものの、ダイヤフラム3の受圧部30の振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分と、第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えている。   FIG. 15 shows Example 11. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the thickness of the diaphragm 3. As shown in FIG. 15, the pressure receiving portion 30 is inclined in a conical surface shape so as to rise as it goes in the radially outward direction. Although not shown directly, the vibration suppressing portion of the pressure receiving portion 30 of the diaphragm 3 includes a first portion having a lower elastic modulus or mass per unit projected area, and an elastic modulus or mass per unit projected area than the first portion. Is provided with a relatively high second part.

図16は実施例12を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。図16はダイヤフラム3の厚みを示す断面図である。図16に示すように、受圧面部30は、径外方向に向かうにつれて下降するように円錐面形状に傾斜している。直接的な図示はしないものの、ダイヤフラム3の振動抑制部の受圧部30は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が低い第1部分と、第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えている。   FIG. 16 shows a twelfth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, the description will focus on the different parts. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the thickness of the diaphragm 3. As shown in FIG. 16, the pressure receiving surface portion 30 is inclined in a conical surface shape so as to descend toward the radially outward direction. Although not shown directly, the pressure receiving portion 30 of the vibration suppressing portion of the diaphragm 3 includes a first portion having a lower elastic modulus or mass per unit projected area, and an elastic modulus or mass per unit projected area than the first portion. Is provided with a relatively high second part.

図17は適用例を示す。本実施例は上記した各実施例と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。この適用形態によれば、燃料電池発電システムは、車載用または定置用であり、図17に示すように、燃料極101及び酸化剤極102を有する燃料電池100Wと、発電前の燃料ガスを燃料電池100Wの燃料極101に供給する燃料用のガス供給通路5と、発電前の酸化剤ガス(一般的には空気)を燃料電池100Wの酸化剤極102に供給する酸化剤ガス用のガス供給通路103と、発電後の燃料オフガスを弁104を介して通過させる燃料オフガス用のガス排出通路105と、発電後の酸化剤オフガスを通過させる酸化剤オフガス用のガス排出通路106とを備えている。   FIG. 17 shows an application example. This embodiment basically has the same configuration and function as each of the embodiments described above. Hereinafter, the description will focus on the different parts. According to this application mode, the fuel cell power generation system is for in-vehicle use or stationary use, and as shown in FIG. 17, the fuel cell 100W having the fuel electrode 101 and the oxidant electrode 102 and the fuel gas before power generation are used as fuel. Gas supply passage 5 for fuel supplied to the fuel electrode 101 of the battery 100W, and gas supply for oxidant gas for supplying the oxidant gas (generally air) before power generation to the oxidant electrode 102 of the fuel cell 100W. A passage 103, a gas discharge passage 105 for fuel off-gas through which the fuel off-gas after power generation passes through the valve 104, and a gas discharge passage 106 for oxidant off-gas through which the oxidant off-gas after power generation passes are provided. .

ガス供給通路5は燃料電池100Wの燃料極101のガス入口の上流に位置する。酸化剤ガス用のガス供給通路103には、酸化剤ガスを燃料電池100Wの酸化剤極102に供給するガス供給源であるコンプレッサ107が設けられている。燃料用のガス供給通路5において、高圧燃料ガス源であるガス供給源65側に減圧弁108が設けられ、更に、減圧弁108の下流に位置するように前記した各実施例に係る圧力調整バルブ1が設けられている。   The gas supply passage 5 is located upstream of the gas inlet of the fuel electrode 101 of the fuel cell 100W. The gas supply passage 103 for the oxidant gas is provided with a compressor 107 which is a gas supply source for supplying the oxidant gas to the oxidant electrode 102 of the fuel cell 100W. In the fuel gas supply passage 5, a pressure reducing valve 108 is provided on the side of the gas supply source 65, which is a high pressure fuel gas source, and further, the pressure regulating valve according to each of the embodiments described above is positioned downstream of the pressure reducing valve 108. 1 is provided.

ガス供給源65から吐出される相対的に高圧の燃料ガスは減圧弁108で減圧され、更に圧力調整バルブ1を介して所定の設定圧力まで減圧され、燃料電池100Wの燃料極101に供給され、発電反応に使用される。また酸化剤ガス(一般的には空気)はコンプレッサ107の駆動により燃料電池100Wの酸化剤極102に供給され、発電反応に使用される。   The relatively high pressure fuel gas discharged from the gas supply source 65 is depressurized by the pressure reducing valve 108, further depressurized to a predetermined set pressure via the pressure adjusting valve 1, and supplied to the fuel electrode 101 of the fuel cell 100W. Used for power generation reaction. Further, the oxidant gas (generally air) is supplied to the oxidant electrode 102 of the fuel cell 100W by driving the compressor 107 and used for the power generation reaction.

(その他)
上記した適用例によれば、圧力調整バルブ1は燃料電池100Wの燃料極101に送られる燃料ガスの圧力調整バルブとして使用されているが、これに限らず、燃料電池100Wの酸化剤極(空気極)102に送られる酸化剤ガスの圧力調整バルブとして使用しても良い。上記した実施例によれば、ダイヤフラムバネ7及びバルブバネ8はコイルバネとされているが、これに限らず、板バネなどの他の種類のバネとしても良く、あるいは、ゴムや軟質樹脂等で形成しても良い。ダイヤフラム3において第2部分38の個数は適宜変更することができる。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
(Other)
According to the application example described above, the pressure adjustment valve 1 is used as a pressure adjustment valve for fuel gas sent to the fuel electrode 101 of the fuel cell 100W. However, the present invention is not limited thereto, and the oxidant electrode (air) of the fuel cell 100W is not limited thereto. The electrode may be used as a pressure adjusting valve for the oxidant gas sent to the electrode 102. According to the above-described embodiment, the diaphragm spring 7 and the valve spring 8 are coil springs. May be. The number of the second portions 38 in the diaphragm 3 can be changed as appropriate. In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.

本発明は例えば車両用、定置用、電気機器用、電子機器用、携帯用等の用途に使用される燃料電池発電システムに利用することができ、更には、ガスを流す他のガスシステムにも利用することができる。   The present invention can be used for a fuel cell power generation system used for, for example, a vehicle, stationary use, electric equipment, electronic equipment, portable use, and other gas systems for flowing gas. Can be used.

実施例1に係り、圧力調整バルブの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a pressure adjustment valve according to the first embodiment. 圧力調整バルブにおけるガス流量と2次圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gas flow rate and secondary pressure in a pressure control valve. ダイヤフラムの平面図である。It is a top view of a diaphragm. ダイヤフラムの断面図である。It is sectional drawing of a diaphragm. 実施例2に係り、ダイヤフラムの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a diaphragm according to the second embodiment. 実施例3に係り、圧力調整バルブの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a pressure regulating valve according to a third embodiment. 実施例4に係り、ダイヤフラムの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a diaphragm according to the fourth embodiment. 実施例4に係り、ダイヤフラムの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a diaphragm according to the fourth embodiment. 実施例5に係り、ダイヤフラムの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a diaphragm according to the fifth embodiment. 実施例6に係り、ダイヤフラムの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a diaphragm according to the sixth embodiment. 実施例7に係り、ダイヤフラムの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a diaphragm according to the seventh embodiment. 実施例8に係り、ダイヤフラムの平面図である。FIG. 16 is a plan view of a diaphragm according to the eighth embodiment. 実施例9に係り、ダイヤフラムの平面図である。FIG. 16 is a plan view of a diaphragm according to the ninth embodiment. 実施例10に係り、ダイヤフラムの平面図である。FIG. 16 is a plan view of a diaphragm according to the tenth embodiment. 実施例11に係り、ダイヤフラムの断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a diaphragm according to Example 11. 実施例12に係り、ダイヤフラムの断面図である。29 is a sectional view of a diaphragm according to Example 12. FIG. 燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。It is a lineblock diagram showing typically a fuel cell power generation system.

符号の説明Explanation of symbols

図中、1は圧力調整バルブ、20ダイヤフラム室、23はバルブ室、3はダイヤフラム、30は受圧部、31は受圧面、36は振動抑制部、37は第1部分、38は第2部分、61は高圧通路(1次側通路)、71は低圧通路(2次側通路)、4は絞り開度調整機構、40は絞り孔、41は可動バルブ、6は高圧通路(1次側通路)、7はダイヤフラムバネ(付勢部材)、8はバルブバネ(可動バルブ用付勢部材)、100Wは燃料電池(ガス消費源)、101は燃料極、102は酸化剤極を示す。   In the figure, 1 is a pressure regulating valve, 20 diaphragm chamber, 23 is a valve chamber, 3 is a diaphragm, 30 is a pressure receiving portion, 31 is a pressure receiving surface, 36 is a vibration suppressing portion, 37 is a first portion, 38 is a second portion, 61 is a high pressure passage (primary side passage), 71 is a low pressure passage (secondary side passage), 4 is a throttle opening adjusting mechanism, 40 is a throttle hole, 41 is a movable valve, and 6 is a high pressure passage (primary side passage). , 7 is a diaphragm spring (biasing member), 8 is a valve spring (moving valve biasing member), 100W is a fuel cell (gas consumption source), 101 is a fuel electrode, and 102 is an oxidant electrode.

Claims (9)

ダイヤフラム室をもつハウジングと、
前記ダイヤフラム室を第1室と第2室とに区画すると共に前記第1室のガス圧を受圧する変形可能な受圧部をもつダイヤフラムと、
前記ハウジングに形成されガスが供給される1次側通路と、
前記ハウジングに形成され前記第1室を介して下流のガス消費源に繋がる2次側通路と、
前記1次側通路と前記2次側通路との間に設けられ前記1次側通路を流れるガスの流量を絞って前記1次側通路のガスを前記第1室を経て前記2次側通路に供給する絞り開度調整機構とを具備する圧力調整バルブにおいて、
前記ダイヤフラムの前記受圧部は、前記ダイヤフラムの振動を抑制する振動抑制部を備えており、
前記振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、前記第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えていることを特徴とする圧力調整バルブ。
A housing having a diaphragm chamber;
A diaphragm having a deformable pressure receiving portion that divides the diaphragm chamber into a first chamber and a second chamber and receives the gas pressure of the first chamber;
A primary passage formed in the housing and supplied with gas;
A secondary passage formed in the housing and connected to a downstream gas consumption source through the first chamber;
A flow rate of gas that is provided between the primary side passage and the secondary side passage and that flows through the primary side passage is reduced, and the gas in the primary side passage passes through the first chamber to the secondary side passage. In a pressure adjustment valve having a throttle opening adjustment mechanism to be supplied,
The pressure receiving portion of the diaphragm includes a vibration suppressing portion that suppresses vibration of the diaphragm,
The vibration suppressing unit includes a first part having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and a second part having a relatively high elastic modulus or mass per unit projected area than the first part. A pressure regulating valve characterized by comprising.
請求項1において、前記第1部分の厚みをt1とし、前記第2部分の厚みをt2とすると、t2=(1.0〜4.0)×t1であることを特徴とする圧力調整バルブ。   2. The pressure regulating valve according to claim 1, wherein t2 = (1.0 to 4.0) × t1 where t1 is a thickness of the first portion and t2 is a thickness of the second portion. 請求項1または2において、前記ダイヤフラムの前記振動抑制部を構成する前記第1部分および/または前記第2部分は、前記ダイヤフラムの周方向において間隔を隔てて配置されていることを特徴とする圧力調整バルブ。   3. The pressure according to claim 1, wherein the first portion and / or the second portion constituting the vibration suppressing portion of the diaphragm are arranged at intervals in a circumferential direction of the diaphragm. Adjustment valve. 請求項1〜3のうちのいずれか一項において、前記ダイヤフラムの前記振動抑制部を構成する前記第1部分および/または前記第2部分は、前記ダイヤフラムの半径方向において間隔を隔てて配置されていることを特徴とする圧力調整バルブ。   The first portion and / or the second portion constituting the vibration suppression portion of the diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein the first portion and / or the second portion are arranged at an interval in a radial direction of the diaphragm. A pressure regulating valve characterized by having 請求項1〜4のうちのいずれか一項において、前記ダイヤフラムの前記振動抑制部を構成するために積層される部分が設けられており、前記ダイヤフラムの前記振動抑制部を構成するために積層される部分は、前記ダイヤフラムの前記受圧部の受圧面側に配置されていることを特徴とする圧力調整バルブ。   In any one of Claims 1-4, the part laminated | stacked in order to comprise the said vibration suppression part of the said diaphragm is provided, It laminated | stacked in order to comprise the said vibration suppression part of the said diaphragm The pressure regulating valve is arranged on the pressure receiving surface side of the pressure receiving portion of the diaphragm. 請求項1〜4のうちのいずれか一項において、前記ダイヤフラムの前記振動抑制部を構成するために積層される部分が設けられており、前記ダイヤフラムの前記振動抑制部を構成するために積層される部分は、前記ダイヤフラムの前記受圧部の受圧面と反対側に配置されていることを特徴とする圧力調整バルブ。   In any one of Claims 1-4, the part laminated | stacked in order to comprise the said vibration suppression part of the said diaphragm is provided, It laminated | stacked in order to comprise the said vibration suppression part of the said diaphragm The pressure regulating valve is arranged on the opposite side of the pressure receiving surface of the pressure receiving portion of the diaphragm. 請求項1〜6のうちのいずれか一項において、前記絞り開度調整機構の絞り開度を増加または減少させる方向に前記ダイヤフラムを付勢する付勢力を発揮する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力を調整するアクチュエータとを具備することを特徴とする圧力調整バルブ。   7. The biasing member according to claim 1, wherein the biasing member exerts a biasing force that biases the diaphragm in a direction to increase or decrease the throttle opening of the throttle opening adjustment mechanism. An actuator for adjusting the biasing force of the member. 請求項1〜請求項7のうちのいずれか一項において、前記絞り開度調整機構は、前記1次側通路と前記2次側通路との間に設けられた絞り孔と、バルブ室と、前記バルブ室に設けられ前記絞り孔に対面する可動バルブと、前記絞り孔を閉じる方向に前記可動バルブを付勢する可動バルブ用付勢部材とを具備することを特徴とする圧力調整バルブ。   The throttle opening adjustment mechanism according to any one of claims 1 to 7, wherein the throttle opening adjustment mechanism includes a throttle hole provided between the primary side passage and the secondary side passage, a valve chamber, A pressure regulating valve comprising: a movable valve provided in the valve chamber and facing the throttle hole; and a movable valve biasing member that biases the movable valve in a direction to close the throttle hole. 燃料極及び酸化剤極を有する燃料電池と、
前記燃料電池の前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料用のガス供給通路と、
前記燃料電池の前記酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス用のガス供給通路と、
前記燃料用のガス供給通路及び前記酸化剤ガス用のガス供給通路のうちの少なくとも一方において前記燃料電池の上流に設けられた燃料電池発電システム用圧力調整バルブとを具備する燃料電池発電システムにおいて、
前記燃料電池発電システム用圧力調整バルブは、
ダイヤフラム室をもつハウジングと、
前記ダイヤフラム室を第1室と第2室とに区画すると共に前記第1室のガス圧を受圧する変形可能な受圧部をもつダイヤフラムと、
前記ハウジングに形成されガスが供給される1次側通路と、
前記ハウジングに形成され前記第1室を介して下流の燃料電池の燃料極または酸化剤極に繋がる2次側通路と、
前記1次側通路と前記2次側通路との間に設けられ前記1次側通路を流れる燃料ガスまたは酸化剤ガスの流量を絞って前記1次側通路のガスを前記第1室を経て前記2次側通路に供給する絞り開度調整機構とを具備しており、
前記ダイヤフラムの前記受圧部は、前記ダイヤフラムの振動を抑制する振動抑制部を備えており、前記振動抑制部は、弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に低い第1部分と、前記第1部分よりも弾性率または単位投影面積あたりの質量が相対的に高い第2部分とを備えていることを特徴とする燃料電池発電システム。
A fuel cell having a fuel electrode and an oxidant electrode;
A fuel gas supply passage for supplying fuel gas to the fuel electrode of the fuel cell;
A gas supply passage for an oxidant gas for supplying an oxidant gas to the oxidant electrode of the fuel cell;
A fuel cell power generation system comprising a pressure adjustment valve for a fuel cell power generation system provided upstream of the fuel cell in at least one of the gas supply passage for fuel and the gas supply passage for oxidant gas;
The pressure regulating valve for the fuel cell power generation system is:
A housing having a diaphragm chamber;
A diaphragm having a deformable pressure receiving portion that divides the diaphragm chamber into a first chamber and a second chamber and receives the gas pressure of the first chamber;
A primary passage formed in the housing and supplied with gas;
A secondary passage formed in the housing and connected to a fuel electrode or an oxidant electrode of a downstream fuel cell through the first chamber;
A flow rate of a fuel gas or an oxidant gas that is provided between the primary side passage and the secondary side passage and flows through the primary side passage is reduced to allow the gas in the primary side passage to pass through the first chamber. A throttle opening adjustment mechanism for supplying to the secondary passage,
The pressure receiving portion of the diaphragm includes a vibration suppressing portion that suppresses vibration of the diaphragm, and the vibration suppressing portion includes a first portion having a relatively low elastic modulus or mass per unit projected area, and the first portion. A fuel cell power generation system comprising: a second portion having a higher modulus of elasticity or a mass per unit projected area than that of the first portion.
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