過濾裝置、具備過濾裝置的控制閥、以及燃料電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供廉價(jià)且緊湊的在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置，即，不會(huì)在過濾器附著、殘留水、即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下也能夠可靠地防止過濾器的凍結(jié)所引起的閉塞，并且，不需要以往那樣復(fù)雜的控制，也不需要解凍用加熱器等熱源。在流體中含有水分的系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置（50）具備：流體導(dǎo)入路徑（58），其將在濕潤流體流路流動(dòng)的流體從過濾室（60）的下方導(dǎo)入到過濾室（60）；過濾器（62），其配置在過濾室（60）內(nèi)，并具備使從流體導(dǎo)入路徑（58）導(dǎo)入到過濾室（60）的流體透過來除去流體中的異物的過濾部件（66）；儲(chǔ)水部（72），其設(shè)于過濾器（62）的下方；以及流體排出路徑（70），其使通過過濾器（62）后的流體排出。
【專利說明】過濾裝置、具備過濾裝置的控制閥、以及燃料電池系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配置于燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的過濾裝置，尤其涉及與開閉濕潤流體的通路的排氣閥串聯(lián)配置、且作為用于除去流體中的異物的過濾器而優(yōu)選的過濾裝置、具備過濾裝置的控制閥、以及燃料電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，隨著認(rèn)識(shí)到地球溫室效應(yīng)等地球規(guī)模的環(huán)境問題，代替使用排出成為地球溫室效應(yīng)的原因的二氧化碳?xì)怏w的汽油等化石燃料的汽車等，最近使用燃料電池的電動(dòng)汽車等受到注目。
[0003]這樣的燃料電池系統(tǒng)簡要地采用了圖16所示的燃料電池系統(tǒng)。
[0004]g卩，圖16的燃料電池系統(tǒng)200中，具備作為固體高分子型燃料電池主體的燃料電池組202。
[0005]在該燃料電池組202，具備從作為燃料氣體供給源的氫罐204供給作為燃料氣體的氫氣的陽極(氫極)206。另外，在燃料電池組202，具備經(jīng)由壓縮機(jī)208供給作為氧化劑氣體的空氣的陰極(空氣極)210。
[0006]燃料氣體的氫氣作為高壓氫氣而存積于氫罐204，從氫罐204供給的高壓氫氣由氫壓力調(diào)整閥212減壓至燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力，經(jīng)由氫供給流路214向陽極206供給。
[0007]在陽極206未消耗的多余的氫氣經(jīng)由氫循環(huán)泵216，通過氫循環(huán)流路218向氫供給流路214環(huán)流，而與從氫罐204供給的氫氣混合，并向陽極206供給。
[0008]另一方面，作為氧化劑氣體的空氣經(jīng)由未圖示的空氣過濾器，并經(jīng)由壓縮機(jī)208被壓縮，壓縮了的空氣經(jīng)由空氣供給流路220，向陰極210供給。
[0009]而且，在陰極210，空氣中的氧用于反應(yīng)，剩余的空氣經(jīng)由調(diào)整空氣壓的空氣壓力調(diào)整閥222而排出。
[0010]另外，在燃料電池組202，設(shè)有為了將燃料電池組202的溫度保持為規(guī)定的溫度而循環(huán)冷卻水等冷卻流體的冷卻系統(tǒng)。即，由散熱器224冷卻了的冷卻流體經(jīng)由冷卻水泵226，并經(jīng)由冷卻流體循環(huán)路徑228、230而循環(huán)，以便冷卻燃料電池組202。
[0011]另外，在氫循環(huán)流路218，分支有用于向外部排出多余的氫氣中所含有的氮?dú)獾鹊呐懦雎窂?32，并配置有用于開閉該排出路徑232的例如使用了電磁閥的排氣閥234。
[0012]然而，由于有在氫循環(huán)流路218流動(dòng)的流體中含有異物等雜質(zhì)的情況，所以在排出路徑232的排氣閥234設(shè)置過濾器。
[0013]作為這樣的在排出路徑232的排氣閥234設(shè)有過濾器的燃料電池系統(tǒng)，例如有專利文獻(xiàn)I (日本特開2008-270151號(hào)公報(bào))。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)
[0016]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-270151號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明所要解決的課題
[0018]然而，在這樣的以往的設(shè)有過濾器的燃料電池系統(tǒng)中，在流體中含有水蒸汽等濕氣的情況下，有濕氣在流路內(nèi)凝結(jié)且積存水的情況。特別是在排出路徑232的排氣閥234的過濾器中，容易在其篩網(wǎng)部分附著水，在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，過濾器的水凍結(jié)，而有閉塞排出路徑232的情況。
[0019]因此，在過濾器的閉塞后，若不使冰融化而打開流路則無法進(jìn)行系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0020]因此，專利文獻(xiàn)I的燃料電池系統(tǒng)中，構(gòu)成為，在燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)，為了避免過濾器的凍結(jié)所引起的流路的閉塞，在燃料電池系統(tǒng)的停止時(shí)提高氫泵的轉(zhuǎn)速，利用吹掃氣體來吹飛水分。
[0021]并且，專利文獻(xiàn)I的燃料電池系統(tǒng)中，構(gòu)成為，將過濾器設(shè)為容易加熱的構(gòu)造，配置解凍用加熱器，在燃料電池系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)，通過用解凍用加熱器進(jìn)行加熱，來防止凍結(jié)所引起的閉塞。
[0022]然而，這樣的專利文獻(xiàn)I的燃料電池系統(tǒng)中，在燃料電池系統(tǒng)停止時(shí)，不得不提高氫泵的轉(zhuǎn)速，而需要復(fù)雜的控制，并且必須配置加熱器，從而裝置大型化。
[0023]另外，由于利用加熱器將加熱器的熱傳遞至過濾器需要時(shí)間，所以在燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)需要加熱的時(shí)間，從而有延長燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)間的問題。
[0024]本發(fā)明鑒于這樣的現(xiàn)狀，其目的在于，提供如下廉價(jià)且緊湊的配置于燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的過濾裝置、具備過濾裝置的控制閥、以及燃料電池系統(tǒng)，即，在過濾器附著、殘留水的情況下，不需要如以往那樣復(fù)雜的控制，也不需要解凍用加熱器等熱源，便能夠排出在過濾器附著、殘留的水分，即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾器的凍結(jié)所引起的閉塞，能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0025]用于解決課題的方案
[0026]本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)上述的以往技術(shù)的課題以及目的而完成的，本發(fā)明的過濾裝置是在流體中含有水分的系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置，其特征在于，具備:
[0027]流體導(dǎo)入路徑，其將在上述濕潤流體流路流動(dòng)的流體從過濾室的下方導(dǎo)入到過濾室;
[0028]過濾器，其配置在上述過濾室內(nèi)，并具備使從上述流體導(dǎo)入路徑導(dǎo)入到過濾室的流體透過來除去流體中的異物的過濾部件；
[0029]儲(chǔ)水部，其設(shè)于上述過濾器的下方；以及
[0030]流體排出路徑，其將通過上述過濾器后的流體排出。
[0031]當(dāng)由水和氣體構(gòu)成的濕潤流體通過過濾器時(shí)，一部分的水不通過過濾器的過濾部件(篩網(wǎng))，因表面張力而在過濾器的過濾部件內(nèi)滯留。在以該狀態(tài)在低溫下放置的情況下，在過濾部件內(nèi)滯留的水因表面張力而向過濾部件整體擴(kuò)展，從而因凍結(jié)而使過濾部件的流路(篩網(wǎng))整體閉塞。
[0032]針對(duì)于此，如本申請(qǐng)發(fā)明那樣，通過具備設(shè)于過濾器的下方的儲(chǔ)水部，來增加保持于儲(chǔ)水部的水，若儲(chǔ)水部的液面達(dá)到過濾器的過濾部件，則積存于儲(chǔ)水部的水和附著、殘留于過濾部件的水相連。
[0033]由此，在過濾部件內(nèi)滯留的水因表面張力和重力而向儲(chǔ)水部排出，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部的水向流體導(dǎo)入路徑流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0034]因此，即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾部件的凍結(jié)所引起的閉塞，另外，也能夠防止過濾部件的凍結(jié)所引起的過濾器本身的破損，并且能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0035]并且，不需要以往那樣復(fù)雜的控制，也不需要解凍用加熱器等熱源，能夠提供廉價(jià)且緊湊的在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置。
[0036]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，將上述過濾器與上述過濾室的側(cè)壁的縫隙尺寸Jl構(gòu)成為規(guī)定的尺寸，調(diào)整對(duì)積存于儲(chǔ)水部的水作用的表面張力，由此，使上述儲(chǔ)水部的水位成為規(guī)定的水位。
[0037]S卩，通過將過濾器與過濾室的側(cè)壁60a之間的縫隙尺寸Jl構(gòu)成(調(diào)整)為規(guī)定的尺寸，來控制對(duì)積存于儲(chǔ)水部的水作用的表面張力，從而能夠抑制水向流體導(dǎo)入路徑流下。由此，在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，能夠容易設(shè)定在儲(chǔ)水部積存的水的水位。
[0038]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，
[0039]上述儲(chǔ)水部的底面以位于比上述過濾器的過濾部件的上端面更靠下方的方式形成，并且，
[0040]上述流體導(dǎo)入路徑的下表面以位于比上述儲(chǔ)水部的底面更靠下方的方式形成。
[0041]通過像這樣構(gòu)成，由于儲(chǔ)水部的底面以位于比過濾器的過濾部件的上端面更靠下方的方式形成，所以能夠由過濾器的外徑、過濾室的內(nèi)徑、以及流體導(dǎo)入路徑?jīng)Q定在儲(chǔ)水部積存的水的水位，以使在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，積存于儲(chǔ)水部的水的水位比過濾器的過濾部件的下
端面靠上。
[0042]S卩，通過調(diào)整過濾器與過濾室的側(cè)壁之間的縫隙尺寸(過濾室的內(nèi)徑)，能夠容易地設(shè)定為積存于儲(chǔ)水部的水的水位比過濾器的過濾部件的下端面靠上。
[0043]而且，該狀態(tài)下，積存于儲(chǔ)水部的水和附著、殘留于過濾部件的水相連。該狀態(tài)下，由于流體導(dǎo)入路徑的下表面以位于比儲(chǔ)水部的底面更靠下方的方式形成，所以積存于儲(chǔ)水部的水因重力而容易向流體導(dǎo)入路徑流下。而且，此時(shí)，積存于儲(chǔ)水部的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0044]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，上述過濾器的內(nèi)側(cè)底面以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
[0045]通過像這樣構(gòu)成，由于過濾器的內(nèi)側(cè)底面以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成，所以因過濾器的內(nèi)側(cè)底面的傾斜，水容易從過濾器的內(nèi)側(cè)底面向外脫離。
[0046]另外，如圖7的雙重陰影線的部分所示，在過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e與過濾部件66之間積存的水位因水和過濾部件66的表面張力而上升。
[0047]此時(shí)，由于過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e為了形成傾斜而隆起，所以除了上述的表面張力所引起的水位的上升之外，還與該過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e的隆起的量相應(yīng)地水位上升。
[0048]其結(jié)果，由于在過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e與過濾部件66之間積存的水的水位上升，所以附著、殘留于過濾部件66的水分因重力容易從過濾器62內(nèi)排出。
[0049]并且，能夠防止因滯留在過濾器的內(nèi)部(過濾器的內(nèi)側(cè)底面)的水的凍結(jié)使過濾器本身破損。
[0050]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，在上述過濾器的底部，形成有與上述儲(chǔ)水部連通的連通過濾部件。
[0051]通過像這樣構(gòu)成，由于在過濾器的底部，形成有與儲(chǔ)水部連通的連通過濾部件，所以若儲(chǔ)水部的水位變高，則滯留在過濾器的過濾部件內(nèi)的水經(jīng)由形成于過濾器的底部的連通過濾部件，與儲(chǔ)水部連通。
[0052]由此，經(jīng)由形成于過濾器的底部的連通過濾部件，積存于儲(chǔ)水部的水和附著、殘留于過濾部件的水相連，滯留在過濾部件內(nèi)的水因表面張力和重力，經(jīng)由形成于過濾器的底部的連通過濾部件，向儲(chǔ)水部排出。而且，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部的水向流體導(dǎo)入路徑流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部的水成為泵的起動(dòng)水，經(jīng)由形成于過濾器的底部的連通過濾部件，而能夠排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0053]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，上述儲(chǔ)水部的底面以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
[0054]通過像這樣構(gòu)成，由于儲(chǔ)水部的底面以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成，所以儲(chǔ)水部的水因重力而容易向流體導(dǎo)入路徑排出。
[0055]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，上述過濾器的過濾部件延伸設(shè)置至比上述過濾器的內(nèi)側(cè)的底面低的側(cè)面位置。
[0056]通過像這樣構(gòu)成，由于過濾器的過濾部件延伸設(shè)置至比過濾器的內(nèi)側(cè)的底面低的側(cè)面位置，所以即使在儲(chǔ)水部的水位較低的狀態(tài)下，滯留在過濾器的過濾部件內(nèi)的水和積存于儲(chǔ)水部的水也經(jīng)由該過濾部件的延伸配置部分相連。
[0057]因此，滯留在過濾部件內(nèi)的水因表面張力和重力經(jīng)由該過濾部件的延伸配置部分向儲(chǔ)水部排出，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部的水向流體導(dǎo)入路徑流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0058]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，上述儲(chǔ)水部形成于上述過濾室。
[0059]通過像這樣構(gòu)成，由于能夠通過例如槽加工等在形成過濾室的過濾器殼體形成儲(chǔ)水部，所以用于形成儲(chǔ)水部的加工變得容易。
[0060]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，上述儲(chǔ)水部形成于上述過濾器的內(nèi)部。
[0061]通過像這樣構(gòu)成，由于在過濾器的內(nèi)部形成儲(chǔ)水部，所以不需要在形成過濾室的過濾器殼體形成儲(chǔ)水部，從而不需要對(duì)過濾器殼體進(jìn)行槽加工等特別的加工，而能夠省去加工的事件和勞力，能夠減少成本。
[0062]此外，如上所述，也可以與形成于過濾室的儲(chǔ)水部一起在這樣的過濾器的內(nèi)部形成儲(chǔ)水部。
[0063]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，對(duì)上述儲(chǔ)水部實(shí)施了親水處理。
[0064]通過像這樣構(gòu)成，由于對(duì)儲(chǔ)水部實(shí)施了親水處理，所以積存于儲(chǔ)水部的水不會(huì)成為球狀而容易流動(dòng)，從而積存于儲(chǔ)水部的水容易向流體導(dǎo)入路徑流下，進(jìn)而能夠有效地排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0065]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，對(duì)上述過濾器的過濾部件的下方部分實(shí)施了親水處理。
[0066]通過像這樣構(gòu)成，由于對(duì)過濾器的過濾部件的下方部分實(shí)施了親水處理，所以附著、殘留于過濾部件的下方部分的水分不會(huì)成為球狀而容易流動(dòng)，并因重力的作用而容易排出。
[0067]另外，本發(fā)明的過濾裝置的特征在于，對(duì)上述過濾器的過濾部件的上方部分實(shí)施了憎水處理。
[0068]通過像這樣構(gòu)成，由于對(duì)過濾器的過濾部件的上方部分實(shí)施了憎水處理，所以附著于過濾器的過濾部件的上方部分的水分因憎水處理而不滲透，不會(huì)殘留于過濾部件的上方部分(篩網(wǎng)部分)，而因重力的作用向過濾部件的下方部分靠近，從而能夠有效地排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0069]并且，在對(duì)過濾器的過濾部件的下方部分實(shí)施了親水處理的情況下，附著于過濾器的過濾部件的上方部分、且因憎水處理而不滲透的水分向?qū)嵤┝擞H水處理的過濾器的過濾部件的下方部分靠近，從而能夠有效地排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0070]另外，本發(fā)明的控制閥的特征在于，具備上述中任一項(xiàng)所述的過濾裝置。
[0071]通過像這樣構(gòu)成，在本發(fā)明的控制閥例如用于燃料電池系統(tǒng)的排出路徑的排氣閥等的情況下，即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾部件的凍結(jié)所引起的閉塞，另外，也能夠防止過濾部件的凍結(jié)所引起的過濾器本身的破損，并且能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0072]另外，本發(fā)明的控制閥的特征在于，在構(gòu)成上述過濾室的過濾器殼體與過濾器之間，安裝有彈性部件。
[0073]通過像這樣構(gòu)成，由于在構(gòu)成過濾室的過濾器殼體與過濾器之間安裝有彈性部件，所以控制閥的動(dòng)作所引起的振動(dòng)、即閥芯相對(duì)于閥座接近離開所引起的振動(dòng)等傳遞至過濾器，由彈性部件保持的過濾器振動(dòng)，而容易排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0074]另外，本發(fā)明的控制閥的特征在于，上述控制閥的閥芯和過濾器連結(jié)。
[0075]通過像這樣構(gòu)成，由于控制閥的閥芯和過濾器連結(jié)，所以通過控制閥的動(dòng)作直接使過濾器振動(dòng)，而更加容易排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0076]另外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的特征在于，在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的排出流路配置有上述任一項(xiàng)中所述的過濾裝置。
[0077]通過像這樣構(gòu)成，例如，在用于燃料電池系統(tǒng)的排出路徑的排氣閥等的情況下，SP使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾部件的凍結(jié)所引起的閉塞，另外，也能夠防止過濾部件的凍結(jié)所引起的過濾器本身的破損，并且能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0078]本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的特征在于，在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的排出流路配置有上述任一項(xiàng)中所述的控制閥。
[0079]通過像這樣構(gòu)成，例如，在用于燃料電池系統(tǒng)的排出路徑的排氣閥等的情況下，即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾部件的凍結(jié)所引起的閉塞，另外，也能夠防止過濾部件的凍結(jié)所引起的過濾器本身的破損，并且能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0080]并且，由于過濾器和控制閥成為一體，所以能夠使燃料電池系統(tǒng)小型化。
[0081]發(fā)明的效果如下。
[0082]根據(jù)本發(fā)明，通過具備設(shè)于過濾器的下方的儲(chǔ)水部，來增加保持于儲(chǔ)水部的水，若儲(chǔ)水部的液面達(dá)到過濾器的過濾部件，則積存于儲(chǔ)水部的水和附著、殘留于過濾部件的水相連。
[0083]由此，滯留在過濾部件內(nèi)的水因表面張力和重力向儲(chǔ)水部排出，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部的水向流體導(dǎo)入路徑流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件的水分。
[0084]因此，即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾部件的凍結(jié)所引起的閉塞，另外，也能夠防止過濾部件的凍結(jié)所引起的過濾器本身的破損，并且能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0085]并且，不需要如以往那樣復(fù)雜的控制，也不需要解凍用加熱器等熱源，能夠提供廉價(jià)且緊湊的在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置、具備過濾裝置的控制閥、以及燃料電池系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0086]圖1是使用本發(fā)明的過濾裝置的燃料電池系統(tǒng)的簡圖。
[0087]圖2是本發(fā)明的過濾裝置的實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0088]圖3是圖2的過濾裝置的A-A線的簡要剖視圖。
[0089]圖4是圖2的過濾裝置的B-B線的儲(chǔ)水部的水位適當(dāng)時(shí)的簡要剖視圖。
[0090]圖5是圖2的過濾裝置的C部的部分放大剖視圖。
[0091]圖6是圖2的過濾裝置的B-B線的儲(chǔ)水部的水位不適當(dāng)時(shí)的簡要剖視圖。
[0092]圖7是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它實(shí)施例的過濾器62的簡要縱向剖視圖。
[0093]圖8是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0094]圖9是圖8的過濾裝置的D部分的部分放大圖。
[0095]圖10是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0096]圖11是圖10的過濾裝置的E部分的部分放大圖。
[0097]圖12是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0098]圖13是表示本發(fā)明的過濾裝置應(yīng)用于控制閥的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0099]圖14是表示本發(fā)明的過濾裝置應(yīng)用于控制閥的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0100]圖15是表示本發(fā)明的過濾裝置應(yīng)用于控制閥的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0101]圖16是以往的燃料電池系統(tǒng)的簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0102]以下，基于附圖詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式(實(shí)施例)進(jìn)行說明。
[0103]實(shí)施例1
[0104]圖1是使用本發(fā)明的過濾裝置的燃料電池系統(tǒng)的簡圖，圖2是本發(fā)明的過濾裝置的實(shí)施例的簡要縱向剖視圖，圖3是圖2的過濾裝置的A-A線的簡要剖視圖，圖4是圖2的過濾裝置的B-B線的儲(chǔ)水部的水位適當(dāng)時(shí)的簡要剖視圖，圖5是圖2的過濾裝置的C部的部分放大剖視圖，圖6是圖2的過濾裝置的B-B線的儲(chǔ)水部的水位不適當(dāng)時(shí)的簡要剖視圖。
[0105]圖1中，符號(hào)10整體表示使用本發(fā)明的過濾裝置的燃料電池系統(tǒng)。
[0106]如圖1所示，燃料電池系統(tǒng)10中，具備作為固體高分子型燃料電池主體的燃料電池組12。
[0107]在該燃料電池組12，具備從作為燃料氣體供給源的氫罐14供給作為燃料氣體的氫氣的陽極(氫極)16。另外，在燃料電池組12，具備經(jīng)由壓縮機(jī)18供給作為氧化劑氣體的空氣的陰極(空氣極)20。
[0108]燃料氣體的氫氣作為高壓氫氣而存積于氫罐14，從氫罐14供給的高壓氫氣由氫壓力調(diào)整閥22減壓至燃料電池的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力，經(jīng)由氫供給流路24向陽極16供給。
[0109]在陽極16未消耗的剩余的氫氣經(jīng)由氫循環(huán)泵26，通過氫循環(huán)流路28向氫供給流路24環(huán)流，而與從氫罐14供給的氫氣混合，并向陽極16供給。
[0110]另一方面，作為氧化劑氣體的空氣經(jīng)由未圖示的空氣過濾器，并經(jīng)由壓縮機(jī)18而被壓縮，壓縮了的空氣經(jīng)由空氣供給流路30向陰極20供給。
[0111]而且，在陰極20，空氣中的氧用于反應(yīng)，剩余的空氣經(jīng)由調(diào)整空氣壓的空氣壓力調(diào)整閥32而被排出。
[0112]另外，在燃料電池組12，設(shè)有為了將燃料電池組12的溫度保持為規(guī)定的溫度而循環(huán)冷卻水等冷卻流體的冷卻系統(tǒng)。即，由散熱器34冷卻了的冷卻流體經(jīng)由冷卻水泵36，并經(jīng)由冷卻流體循環(huán)路徑38、40而循環(huán)，以便冷卻燃料電池組12。
[0113]另外，在氫循環(huán)流路28，分支有用于向外部排出多余的氫氣的排出路徑42，并配置有用于開閉該排出路徑42的例如使用了電磁閥的排氣閥44。
[0114]而且，由于有在氫循環(huán)流路28流動(dòng)的流體中含有異物等雜質(zhì)的情況，所以在排出路徑42的排氣閥44的上游側(cè)設(shè)置有本發(fā)明的過濾裝置50。
[0115]此外，圖中，符號(hào)46表示排水閥，48表示控制單元。
[0116]該控制單元例如由CPU等運(yùn)算處理裝置構(gòu)成，基于預(yù)先在存儲(chǔ)裝置另外存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)、程序，來對(duì)壓縮機(jī)18、氫壓力調(diào)整閥22、氫循環(huán)泵26、空氣壓力調(diào)整閥32、散熱器34、冷卻水泵36、排氣閥44、排水閥46等的動(dòng)作進(jìn)行控制。
[0117]如圖2所示，本發(fā)明的過濾裝置50具備上部殼體52和下部殼體54，這些上部殼體52與下部殼體54之間被密封部件56密封。
[0118]如圖2所示，在下部殼體54，形成有與氫循環(huán)流路28的分支路徑28a連接、并導(dǎo)入流體的流體導(dǎo)入路徑58。
[0119]該流體導(dǎo)入路徑58以從下部殼體54的下方側(cè)部向上方傾斜而從過濾室60的下方到達(dá)過濾室60的方式形成。
[0120]S卩，流體導(dǎo)入路徑58的上方端部58a以與形成于下部殼體54的上方部分中央的過濾室60連通的方式構(gòu)成。如圖2、圖3所示，在該過濾室60內(nèi)，容納有用于使從流體導(dǎo)入路徑58導(dǎo)入的流體透過、而除去流體中的例如垃圾等異物的過濾器62。
[0121]如圖2、圖3所示，過濾器62具備有底且大致圓筒形狀的過濾器主體64。而且具備例如篩網(wǎng)等過濾部件66，該過濾部件66以覆蓋在該過濾器主體64的四根縱框部件64a之間形成的開口部64b的方式安裝于過濾器主體64的側(cè)周部。
[0122]此外，在過濾器主體64與上部殼體52之間夾裝有密封部件68。
[0123]另外，在過濾器62的上部，且在上部殼體52，形成有使通過過濾器62后的流體排出的流體排出路徑70，該流體排出路徑70與排出路徑42的排氣閥44連接。另外，該流體排出路徑70由向上方延伸的第一流體排出路徑70a、和以向下方傾斜的方式到達(dá)上部殼體52的側(cè)部的第二流體排出路徑70b構(gòu)成。
[0124]并且，如圖2所示，在過濾器62的下方的過濾器主體64的底部64c的周圍，且在下部殼體54的過濾室60的下端的角落部，形成有剖面大致呈三角形且呈槽形狀的儲(chǔ)水部72。
[0125]這樣，由于儲(chǔ)水部72形成于下部殼體54的過濾室60，所以能夠通過例如槽加工等在形成過濾室60的下部殼體54形成儲(chǔ)水部72，從而用于形成儲(chǔ)水部72的加工變得容易。
[0126]S卩，當(dāng)由水和氣體構(gòu)成的濕潤流體通過過濾器62時(shí)，一部分的水不通過過濾器62的過濾部件66，因表面張力而滯留在過濾器的過濾部件66內(nèi)。在以該狀態(tài)在低溫下放置的情況下，滯留在過濾部件66內(nèi)的水因表面張力而向過濾部件66的整體擴(kuò)展，從而會(huì)因凍結(jié)而閉塞過濾部件66的流路(篩網(wǎng))整體。
[0127]針對(duì)于此，如本申請(qǐng)發(fā)明那樣，通過具備設(shè)于過濾器62的下方的儲(chǔ)水部72，來增加保持在儲(chǔ)水部72的水，若儲(chǔ)水部72的液面達(dá)到過濾器62的過濾部件66，則積存在儲(chǔ)水部72的水和附著、殘留于過濾部件66的水相連。
[0128]由此，滯留在過濾部件66內(nèi)的水因表面張力和重力而向儲(chǔ)水部72排出，當(dāng)積存在儲(chǔ)水部72的水向流體導(dǎo)入路徑58流下時(shí)，積存在儲(chǔ)水部72的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0129]此外，由于儲(chǔ)水部72的底面72a和流體導(dǎo)入路徑58連通，所以積存在儲(chǔ)水部的水本身也同時(shí)向流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0130]因此，即使在系統(tǒng)停止后在低溫下放置的情況下，也能夠迅速并且可靠地防止過濾部件66的凍結(jié)所引起的閉塞，另外，也能夠防止過濾部件66的凍結(jié)所引起的過濾器62本身的破損，并且能夠迅速地進(jìn)行燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)。
[0131]并且，不需要以往那樣復(fù)雜的控制，也不需要解凍用加熱器等熱源，從而能夠提供廉價(jià)且緊湊的在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置50。
[0132]該情況下，如圖2所示，儲(chǔ)水部72的底面72a優(yōu)選形成為位于比過濾器62的過濾部件66的上端面66a更靠下方，并且，流體導(dǎo)入路徑58的下表面58b優(yōu)選形成為位于比儲(chǔ)水部72的底面72a更靠下方。
[0133]通過像這樣構(gòu)成，由于儲(chǔ)水部72的底面72a形成為位于比過濾器62的過濾部件66的上端面66a更靠下方，所以能夠由過濾器62的外徑、過濾室60的內(nèi)徑、以及流體導(dǎo)入路徑58決定積存于儲(chǔ)水部72的水的水位，以使在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，積存于儲(chǔ)水部72的水的水位比過濾器62的過濾部件66的下端面66b更靠上。
[0134]S卩，通過將過濾器62與過濾室60的側(cè)壁60a的縫隙尺寸Jl構(gòu)成(調(diào)整)為規(guī)定的尺寸，來控制對(duì)積存于儲(chǔ)水部72的水作用的表面張力，抑制水向流體導(dǎo)入路徑58流下即可。由此，在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，能夠容易設(shè)定積存于儲(chǔ)水部72的水的水位。
[0135]具體而言，例如，如圖3?圖5所示，在欲使儲(chǔ)水部的水位為Kl的情況下，若將流體導(dǎo)入路徑58的儲(chǔ)水部72的周長設(shè)為LI，將過濾室60的內(nèi)徑Dl的儲(chǔ)水部72的周長設(shè)為M1，將單位長度的水的表面張力設(shè)為Y，
[0136]則作用于流體導(dǎo)入路徑58的儲(chǔ)水部72的周長LI和過濾室60的內(nèi)徑Dl的儲(chǔ)水部72的周長Ml的水的表面張力如下。
[0137]Fl = (LI +Ml).Y[0138]而且，若將重力加速度設(shè)為G，則克服該水的表面張力Fl而在傾斜角Θ的流體導(dǎo)入路徑58流下的最小的水的體積W如下求出。
[0139]W = Fl / (G.Cos Θ )
[0140]如圖3所示，此時(shí)的W是積存在過濾器62中的水的體積Wl和積存在過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間的水W2的和，即、如下。
[0141]W = Wl + W2
[0142]另外，Wl由過濾器62的內(nèi)徑尺寸D2和浸泡過濾器62的水位來決定。
[0143]因此，以使在過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間積存的水W2成為所希望的水位Kl的方式，來調(diào)整設(shè)定過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間的縫隙尺寸Jl即可。
[0144]此處，若過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間的縫隙尺寸Jl過大(參考圖6的J2)，則如圖6所示，儲(chǔ)水部72的水位達(dá)不到所希望的K1，而成為水位K2。
[0145]由此，成為比過濾器62的過濾部件66的下端面66b靠下的位置，從而儲(chǔ)水部72的水和過濾部件66的篩網(wǎng)內(nèi)的水不會(huì)相連，進(jìn)而無法排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0146]因此，如上所述，以使在過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間積存的水W2成為所希望的水位Kl的方式，調(diào)整設(shè)定過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間的縫隙尺寸Jl即可。
[0147]該情況下，作為過濾器62與下部殼體54的過濾室60的側(cè)壁60a之間的縫隙尺寸Jl，沒有特別限定，但若考慮上述的表面張力，則在流體導(dǎo)入路徑58的內(nèi)徑為5?20mm時(shí)，優(yōu)選在I?20mm的范圍內(nèi)設(shè)定。
[0148]此外，通過如流體導(dǎo)入路徑58、第二流體排出路徑70b那樣地設(shè)定傾斜，能夠使水分向配管的下方側(cè)流動(dòng)。
[0149]該情況下，作為流體導(dǎo)入路徑58的傾斜角Θ，沒有特別限定，但若考慮上述的排出效果，則優(yōu)選在30°?60°的范圍內(nèi)設(shè)定。
[0150]另外，如圖2、圖4?圖5所示，儲(chǔ)水部72的底面72a優(yōu)選以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
[0151]通過像這樣構(gòu)成，由于儲(chǔ)水部72的底面72a以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成，所以儲(chǔ)水部72的水容易因重力而向流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0152]作為該傾斜角α，沒有特別限定，但若考慮上述的排出效果，則優(yōu)選在45°?75°的范圍內(nèi)設(shè)定。
[0153]另外，該情況下，作為過濾器62的過濾部件66的材質(zhì)，沒有特別限定，若具有過濾器功能，則能夠由SUS等不銹鋼制的篩網(wǎng)、多孔質(zhì)的過濾器等以往公知的各種材料構(gòu)成。
[0154]另外，作為過濾器62的過濾器主體64的材質(zhì)，也沒有特別限定，能夠由合成樹脂、SUS等不鎊鋼等金屬等公知的材質(zhì)構(gòu)成。
[0155]另外，若考慮排水功能則過濾部件66優(yōu)選是一層過濾部件66，但當(dāng)然也可以是多層。
[0156]另外，該實(shí)施例中，作為過濾器62而言，雖然采用大致圓筒形狀的過濾器主體64，但也可以是圓錐形狀、方錐形狀、多邊形形狀等各種形狀。
[0157]此外，對(duì)流體導(dǎo)入路徑58以及流體排出路徑70實(shí)施憎水處理使水分容易流動(dòng)，從而優(yōu)選。
[0158]作為這樣的憎水處理，能夠使用以往公知的憎水處理，例如，實(shí)施聚四氟乙烯等氟樹脂的氟處理等憎水處理使水分容易流動(dòng)，從而優(yōu)選。
[0159]另外，優(yōu)選對(duì)儲(chǔ)水部72實(shí)施親水處理。
[0160]這樣，通過對(duì)儲(chǔ)水部72實(shí)施親水處理，來使向儲(chǔ)水部72積存的水不會(huì)成為球狀而容易流動(dòng)，積存于儲(chǔ)水部72的水容易向流體導(dǎo)入路徑58流下，從而能夠有效地排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0161]另外，優(yōu)選對(duì)過濾器62的過濾部件66的下方部分實(shí)施親水處理。
[0162]這樣，通過對(duì)過濾器62的過濾部件66的下方部分實(shí)施親水處理，來使附著、殘留于過濾部件66的下方部分的水分不會(huì)成為球狀而容易流動(dòng)，從而容易因重力的作用而排出。
[0163]該情況下，作為親水處理，沒有特別限定，能夠使用以往公知的親水處理，例如能夠采用使氧化硅在乙醇等溶劑溶解、分散來涂層的方法等。
[0164]另外，優(yōu)選對(duì)過濾器62的過濾部件66的上方部分實(shí)施憎水處理。
[0165]這樣，通過對(duì)過濾器62的過濾部件66的上方部分實(shí)施憎水處理，來利用憎水處理使附著于過濾器62的過濾部件66的上方部分的水分不沾水(不滲透)，而殘留于過濾部件66的上方部分(篩網(wǎng)部分)，并因重力的作用而向過濾部件66的下方部分靠近，從而能夠有效地排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0166]并且，在過濾器62的過濾部件66的下方部分實(shí)施了親水處理的情況下，附著于過濾器62的過濾部件66的上方部分且因憎水處理而不滲透的水分向?qū)嵤┝擞H水處理的過濾器62的過濾部件66的下方部分靠近，從而能夠有效地排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0167]此外，該實(shí)施例中，從流體導(dǎo)入路徑58導(dǎo)入由水和氣體構(gòu)成的濕潤流體，使?jié)駶櫫黧w通過過濾器62，并使?jié)駶櫫黧w從流體排出路徑70排出，但相反，當(dāng)然也可以從流體排出路徑70導(dǎo)入濕潤流體，使?jié)駶櫫黧w通過過濾器62，并使?jié)駶櫫黧w從流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0168]實(shí)施例2
[0169]圖7是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它的實(shí)施例的過濾器62的簡要縱向剖視圖。
[0170]該實(shí)施例的過濾器62是與圖1?圖5所示的實(shí)施例1的過濾器62基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0171]該實(shí)施例的過濾器62中，如圖7所示，過濾器62的內(nèi)側(cè)底面、即過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
[0172]這樣，由于過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成，所以因過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e的傾斜，水容易從過濾器62的內(nèi)側(cè)底面向外脫離。
[0173]另外，如圖7的雙重陰影線的部分所示，在過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e與過濾部件66之間積存的水位因水和過濾部件66的表面張力而上升。
[0174]此時(shí)，由于過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e為了形成傾斜而隆起，所以除了因上述的表面張力引起的水位的上升之外，與該過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e的隆起量相應(yīng)地，水位上升。[0175]其結(jié)果，由于在過濾器62的內(nèi)側(cè)底面64e與過濾部件66之間積存的水的水位上升，所以附著、殘留于過濾部件66的水分容易因重力而從過濾器62內(nèi)排出。
[0176]并且，也能夠防止由于在過濾器62的內(nèi)部(過濾器的內(nèi)側(cè)底面)滯留的水的凍結(jié)使過濾器62本身破損。
[0177]此外，該情況下，作為過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e的傾斜角β，沒有特別限定，但若考慮上述的排出效果，則優(yōu)選設(shè)定在15°?60°的范圍內(nèi)。
[0178]實(shí)施例3
[0179]圖8是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖，圖9是圖8的過濾裝置的D部分的部分放大圖。
[0180]該實(shí)施例的過濾裝置50是與圖1?圖5所示的實(shí)施例1的過濾裝置50基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0181]該實(shí)施例的過濾裝置50中，如圖8?圖9所示，在過濾器62的過濾器主體64的底部64c形成有與儲(chǔ)水部72連通的連通過濾部件74。另外，在過濾器主體64的底部64c，形成有縱框部件64a向下方延伸配置而成的延伸配置部64d，由此，在過濾器主體64的底部64c也形成有儲(chǔ)水部72。
[0182]此外，圖8?圖9中，為便于說明，僅以符號(hào)表示連通過濾部件74。
[0183]這樣，由于在過濾器62的過濾器主體64的底部64c，形成有連通過濾器62的內(nèi)部和儲(chǔ)水部72的連通過濾部件74，所以若儲(chǔ)水部72的水位變高，則在過濾器62的過濾部件66內(nèi)滯留的水經(jīng)由形成于過濾器62的過濾器主體64的底部64c的連通流路76，與儲(chǔ)水部72連通。
[0184]由此，經(jīng)由形成于過濾器62的過濾器主體64的底部64c的連通過濾部件74，積存于儲(chǔ)水部72的水和附著、殘留于過濾部件66的水相連。
[0185]由此，在過濾部件66內(nèi)滯留的水因表面張力和重力經(jīng)由形成于過濾器62的過濾器主體64的底部64c的連通過濾部件74，向儲(chǔ)水部排出。
[0186]而且，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部72的水向流體導(dǎo)入路徑58流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部72的水成為泵的起動(dòng)水，經(jīng)由形成于過濾器62的過濾器主體64的底部64c的連通過濾部件74，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件66的水分。此外，由于儲(chǔ)水部72的底面72a和流體導(dǎo)入路徑58連通，所以積存于儲(chǔ)水部的水本身也同時(shí)向流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0187]實(shí)施例4
[0188]圖10是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它的實(shí)施例的簡要縱向剖視圖，圖11是圖10的過濾裝置的E部分的部分放大圖。
[0189]該實(shí)施例的過濾裝置50是與圖1?圖5所示的實(shí)施例1的過濾裝置50基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0190]該實(shí)施例的過濾裝置50中，如圖10?圖11所示，直至過濾器62的內(nèi)側(cè)的底面、即比過濾器62的過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e低的側(cè)面位置，具備過濾器62的過濾部件66延伸配置而成的延伸配置部66c。
[0191]這樣，由于直至比過濾器62的過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e低的側(cè)面位置，具備過濾器62的過濾部件66延伸配置而成的延伸配置部66c，所以即使在儲(chǔ)水部72的水位較低的狀態(tài)下，在過濾器62的過濾部件66內(nèi)滯留的水和在儲(chǔ)水部72積存的水也經(jīng)由該過濾部件66的延伸配置部66c相連。
[0192]因此，在過濾部件66內(nèi)滯留的水因表面張力和重力，經(jīng)由該過濾部件66的延伸配置部66c向儲(chǔ)水部72排出，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部72的水向流體導(dǎo)入路徑58流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部72的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0193]此外，由于儲(chǔ)水部72的底面72a和流體導(dǎo)入路徑58連通，所以積存于儲(chǔ)水部的水本身也同時(shí)向流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0194]此外，如圖11所示，該過濾部件66的延伸配置部66c的端部66d以埋設(shè)狀態(tài)安裝于過濾器62的過濾器主體64的底部64c，從而防止過濾部件66脫落。
[0195]實(shí)施例5
[0196]圖12是表示本發(fā)明的過濾裝置的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0197]該實(shí)施例的過濾裝置50是與圖1?圖5所示的實(shí)施例1的過濾裝置50基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0198]該實(shí)施例的過濾裝置50中，如圖12所示，其它的儲(chǔ)水部78在過濾器62的內(nèi)部、即過濾器主體64的底部64c形成。
[0199]由此，滯留在過濾器62的過濾部件66內(nèi)的水和積存于儲(chǔ)水部78的水相連，從儲(chǔ)水部78溢出的水向儲(chǔ)水部72排出，當(dāng)積存于儲(chǔ)水部72的水向流體導(dǎo)入路徑58流下時(shí)，積存于儲(chǔ)水部78的水成為泵的起動(dòng)水，從而能夠排出附著、殘留于過濾部件66的水分。此外，由于儲(chǔ)水部72的底面72a和流體導(dǎo)入路徑58連通，所以積存于儲(chǔ)水部的水本身也同時(shí)向流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0200]此外，圖12的過濾裝置50中，形成有儲(chǔ)水部72和在過濾器62的內(nèi)部形成的儲(chǔ)水部78這兩個(gè)儲(chǔ)水部，但也可以僅有在過濾器62的內(nèi)部形成的儲(chǔ)水部78。
[0201 ] 該情況下，由于在過濾器62的內(nèi)部形成儲(chǔ)水部78，所以不需要在形成過濾室60的過濾器殼體形成儲(chǔ)水部，從而不需要對(duì)過濾器殼體進(jìn)行槽加工等特別的加工，而能夠省去加工的時(shí)間和勞力，能夠減少成本。
[0202]實(shí)施例6
[0203]圖13是表示本發(fā)明的過濾裝置應(yīng)用于控制閥的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0204]該實(shí)施例的過濾裝置50是與圖1?圖5所示的實(shí)施例1的過濾裝置50基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0205]該實(shí)施例的過濾裝置50中，將上部殼體52和下部殼體54作為一體的過濾器殼體51，在該過濾器殼體51的上方部分中央形成有閥室82。另外，以與閥室82連通的方式向下方外側(cè)傾斜地形成有流體排出路徑70。
[0206]而且，如圖13所示，通過安裝控制閥80的具備閥芯84的電磁閥型控制部86，而在過濾器殼體51上組裝控制閥80。
[0207]另外，如圖13所示，該控制閥80的控制部86具備插通有驅(qū)動(dòng)部88的電磁線圈90。
[0208]而且，電磁線圈90利用模制樹脂94模制成包圍卷繞有卷線的繞線管92和繞線管92的周圍。并且，如圖13所示，電磁線圈90安裝在磁性框架96的內(nèi)部，并經(jīng)由磁性框架96而固定于驅(qū)動(dòng)部。
[0209]S卩，在形成于磁性框架96的底板部98的中央部的驅(qū)動(dòng)部插通孔100、繞線管92的驅(qū)動(dòng)部插通孔102，插通有驅(qū)動(dòng)部88。而且，在驅(qū)動(dòng)部88的吸引件104的上部形成的緊固螺栓106在形成于磁性框架96的上板部108的中央部的螺栓插通孔110插通，并由螺母112旋合。
[0210]由此，電磁線圈90插通并固定于驅(qū)動(dòng)部88，從而構(gòu)成控制閥80的控制部86。
[0211]此外，驅(qū)動(dòng)部88具備柱塞外殼114，在該柱塞外殼114內(nèi)能夠上下移動(dòng)地具備固定有閥芯84的柱塞116。而且，在吸引件104與柱塞116之間，夾裝有將柱塞116向下方、即將閥芯84向閥座118的方向施力的施力彈簧120。
[0212]并且，在柱塞外殼114的下端外周，固定有密封框部件124，該密封框部件124安裝有密封部件122，經(jīng)由磁性框架96的底板部98的緊固孔128和形成于過濾器殼體51的擰緊孔130，而通過擰緊螺栓132安裝于過濾器殼體51。
[0213]并且，在密封框部件124的下方，以夾裝有密封部件135的狀態(tài)固定有隔膜固定部件134，通過該隔膜固定部件134，在閥芯84安裝有隔膜136。
[0214]另外，如圖13所示，在構(gòu)成過濾室60的過濾器殼體51與過濾器62之間，夾裝有O型圈形狀的彈性部件138。
[0215]對(duì)于這樣的控制閥80而言，通過對(duì)電磁線圈90通電，來使柱塞116克服施力彈簧120向吸引件104方向移動(dòng)，與柱塞116連結(jié)的閥芯84從閥座118遠(yuǎn)離，而敞開閥口。
[0216]另外，通過切斷對(duì)電磁線圈90的通電，來利用施力彈簧120的作用力使柱塞116向遠(yuǎn)離吸引件104的方向移動(dòng)，與柱塞116連結(jié)的閥芯84與閥座118抵接，而關(guān)閉閥口。
[0217]通過像這樣構(gòu)成，控制閥80的動(dòng)作所引起的振動(dòng)、即閥芯84相對(duì)于閥座118接近離開所引起的振動(dòng)等傳遞至過濾器62，由彈性部件138保持的過濾器62振動(dòng)，而容易排出附著、殘留于過濾部件66的水分。由此，能夠防止因附著、殘留于過濾部件66的水分的凍結(jié)引起的對(duì)控制閥80的流體的流動(dòng)的阻礙。
[0218]S卩，控制閥80的動(dòng)作所引起的振動(dòng)給予過濾器加速度A，克服上述的水的表面張力Fl而在傾斜角Θ的流體導(dǎo)入路徑58流下的最小的水的體積的式如下。
[0219]W = Fl / [(G + A).Cos Θ ]。
[0220]S卩，與重力加速度G加上控制閥80的動(dòng)作所引起的振動(dòng)給予過濾器加速度A的量相應(yīng)地，能夠用少量的水排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0221]此外，作為彈性部件138，只要具有彈性，則除上述的O型圈形狀以外也能夠使用碟形彈簧、螺旋彈簧等公知的彈性部件。
[0222]另外，該實(shí)施例的過濾裝置50中，作為控制閥80，對(duì)用于電磁閥的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但只要是控制閥，則沒有特別限定，也能夠適用于電動(dòng)閥、三通閥等其它的控制閥。
[0223]實(shí)施例7
[0224]圖14是表示本發(fā)明的過濾裝置用于控制閥的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0225]該實(shí)施例的過濾裝置50是與圖13所示的實(shí)施例6的過濾裝置50基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0226]該實(shí)施例的過濾裝置50中，如圖14所示，控制閥80的閥芯84和過濾器62連結(jié)。即，閥芯84利用向下方延伸配置的連結(jié)軸部140而在其前端部142通過鉚接加工固定于過濾器62的過濾器主體64的底部64c。
[0227]另外，在過濾器62的過濾器主體64的底部64c與過濾器殼體51之間，形成有用于過濾器62上下振動(dòng)的間隙137。
[0228]另外，未設(shè)置圖13所示的實(shí)施例6的過濾裝置50的彈性部件138。
[0229]通過像這樣構(gòu)成，由于控制閥80的閥芯84和過濾器62連結(jié)，所以通過控制閥80的動(dòng)作直接使過濾器62振動(dòng)，而更加容易地排出附著、殘留于過濾部件66的水分。
[0230]實(shí)施例8
[0231]圖15是表示本發(fā)明的過濾裝置用于控制閥的其它實(shí)施例的簡要縱向剖視圖。
[0232]該實(shí)施例的過濾裝置50是與圖13所示的實(shí)施例6的過濾裝置50基本上相同的結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同的參考編號(hào)，并省略其詳細(xì)的說明。
[0233]該實(shí)施例的過濾裝置50中，如圖15所示，未設(shè)置圖13所示的實(shí)施例6的過濾裝置50的彈性部件138。
[0234]另外，與圖7所示的實(shí)施例2的過濾裝置50相同，過濾器62的內(nèi)側(cè)底面、即過濾器主體64的底部64c的內(nèi)側(cè)底面64e以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
[0235]并且，在過濾器殼體51的下端形成有過濾器固定用開口部144，以便容易進(jìn)行過濾器62的更換，在該過濾器固定用開口部144以夾裝有密封部件146的方式旋合有過濾器固定插銷148。
[0236]另外，如圖15所示，在儲(chǔ)水部72的底面72a、即過濾器殼體51的下端與過濾器固定插銷148之間，形成有連通用間隙150，并形成有連通該連通用間隙150和流體導(dǎo)入路徑58的排出用連通孔152。
[0237]由此，經(jīng)由連通用間隙150、排出用連通孔152，附著、殘留于過濾部件66的水分更加容易向流體導(dǎo)入路徑58排出。
[0238]S卩，該實(shí)施例的過濾裝置50中，不僅在儲(chǔ)水部72，而且在連通用間隙150也積存水。然而，由于設(shè)有排出用連通孔152，所以在流體導(dǎo)入路徑58流下的水和在連通用間隙150積存的水經(jīng)由排出用連通孔152相連。
[0239]由此，當(dāng)水從流體導(dǎo)入路徑58流下時(shí)，從流體導(dǎo)入路徑58流下的水成為泵的起動(dòng)水，而排出積存于連通用間隙150的水。
[0240]其結(jié)果，該實(shí)施例的過濾裝置50中，不僅產(chǎn)生儲(chǔ)水部72和附著于過濾部件66的水的泵的起動(dòng)水效果(第一次)，也產(chǎn)生因從流體導(dǎo)入路徑58流下的水和積存于連通用間隙150的水產(chǎn)生的泵的起動(dòng)水效果(第二次)，從而合計(jì)產(chǎn)生兩次泵的起動(dòng)水效果。
[0241]這樣，通過合計(jì)產(chǎn)生兩次泵的起動(dòng)水效果，不僅能夠除去附著于過濾部件66的水，也更加可靠地除去儲(chǔ)水部72的水。
[0242]以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施的方式進(jìn)行了說明，對(duì)將本發(fā)明的過濾裝置50配置于排氣閥44的上游側(cè)的實(shí)施的方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，例如，即使配置于排水閥46的上游側(cè)以及空氣壓力調(diào)整閥32的上游側(cè)，也能夠獲得相同的效果，但對(duì)此未圖示。
[0243]另外，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施的方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，例如，對(duì)本發(fā)明的過濾裝置50用于燃料電池系統(tǒng)10的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但若是在流體中含有水分的系統(tǒng)的濕潤流體流路，則能夠不限定于燃料電池系統(tǒng)10而配置等，這在不脫離本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
[0244]工業(yè)上的可利用性[0245]本發(fā)明是配置在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的過濾裝置，特別是配置在開閉濕潤流體的通路的排氣閥的上游側(cè)且用于除去流體中的異物的作為過濾器而優(yōu)選的過濾裝置、具備過濾裝置的控制閥、以及燃料電池系統(tǒng)。
[0246]符號(hào)的說明
[0247]10—燃料電池系統(tǒng)，12—燃料電池組，14一氫罐，16—陽極，18—壓縮機(jī)，20—陰極，22—?dú)鋲毫φ{(diào)整閥，24—?dú)涔┙o流路，26—?dú)溲h(huán)泵，28—?dú)溲h(huán)流路，28a—分支路徑，30—空氣供給流路，32—空氣壓力調(diào)整閥，34—散熱器，36—冷卻水泵，38、40—冷卻流體循環(huán)路徑，42—排出路徑，44一排氣閥，46—排水閥，50—過濾裝置，51—過濾器殼體，52—上部殼體，54一下部殼體,56一密封部件,58一流體導(dǎo)入路徑,58a一上方端部,58b—下表面,60—過濾室，60a—側(cè)壁，62—過濾器，64—過濾器主體，64a—縱框部件，64b—開口部，64c—底部,64d—延伸配置部,64e—內(nèi)側(cè)底面,66—過濾部件,66a—上端面,66b—下端面，66c—延伸配置部，66d—端部，68—密封部件，70—流體排出路徑，70a—第一流體排出路徑，70b—第二流體排出路徑，72—儲(chǔ)水部，72a —底面，74—連通過濾部件，76—連通流路，78—儲(chǔ)水部，80—控制閥，82—閥室，84—閥芯，86—控制部，88—驅(qū)動(dòng)部，90—電磁線圈，92—繞線管,94一模制樹脂，96—磁性框架，98—底板部，100—驅(qū)動(dòng)部插通孔，102—驅(qū)動(dòng)部插通孔，104一吸引件，106一緊固螺栓，108一上板部，110一螺栓插通孔，112一螺母，114 一柱塞外殼，116—柱塞，118 —閥座，120—施力彈簧，122—密封部件，124—密封框部件，126—蓋部件，128—緊固孔，130—擰緊孔，132—螺栓，134—隔膜固定部件，135—密封部件，136 —隔膜，137 —間隙，138—彈性部件，140—連結(jié)軸部，142—前端部，144 一過濾器固定用開口部，146—密封部件，148—過濾器固定插銷，150—連通用間隙，152—排出用連通孔，200—燃料電池系統(tǒng)，202—燃料電池組，204—?dú)涔蓿?06—陽極，208—壓縮機(jī)，210—陰極，212一氧壓力調(diào)整閥，214一氧供給流路，216一氧循環(huán)栗，218一氧循環(huán)流路，220一空氣供給流路，222—空氣壓力調(diào)整閥，224—散熱器，226—冷卻水泵，228、230—冷卻流體循環(huán)路徑，232—排出路徑，234—排氣閥。
【權(quán)利要求】
1.一種過濾裝置，是在流體中含有水分的系統(tǒng)的濕潤流體流路配置的過濾裝置，其特征在于，具備: 流體導(dǎo)入路徑，其將在上述濕潤流體流路流動(dòng)的流體從過濾室的下方導(dǎo)入到過濾室；過濾器，其配置在上述過濾室內(nèi)，并具備使從上述流體導(dǎo)入路徑導(dǎo)入到過濾室的流體透過來除去流體中的異物的過濾部件； 儲(chǔ)水部，其設(shè)于上述過濾器的下方；以及 流體排出路徑，其將通過上述過濾器后的流體排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾裝置，其特征在于， 將上述過濾器與上述過濾室的側(cè)壁之間的縫隙尺寸Jl構(gòu)成為規(guī)定的尺寸，調(diào)整對(duì)積存于儲(chǔ)水部的水作用的表面張力，由此，使上述儲(chǔ)水部的水位成為規(guī)定的水位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1~2任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 上述儲(chǔ)水部的底面以位于比上述過濾器的過濾部件的上端面更靠下方的方式形成，并且， 上述流體導(dǎo)入路徑的下表面以位于比上述儲(chǔ)水部的底面更靠下方的方式形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 上述過濾器的內(nèi)側(cè)底面以 朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 在上述過濾器的底部，形成有與上述儲(chǔ)水部連通的連通過濾部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 上述儲(chǔ)水部的底面以朝向外側(cè)而向下方傾斜的方式形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 上述過濾器的過濾部件延伸設(shè)置至比上述過濾器的內(nèi)側(cè)的底面更低的側(cè)面位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 上述儲(chǔ)水部形成于上述過濾室。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 上述儲(chǔ)水部形成于上述過濾器的內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 對(duì)上述儲(chǔ)水部實(shí)施了親水處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 對(duì)上述過濾器的過濾部件的下方部分實(shí)施了親水處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~11任一項(xiàng)中所述的過濾裝置，其特征在于， 對(duì)上述過濾器的過濾部件的上方部分實(shí)施了憎水處理。
13.—種控制閥，其特征在于， 具備權(quán)利要求1~12任一項(xiàng)中所述的過濾裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制閥，其特征在于， 在構(gòu)成上述過濾室的過濾器殼體與過濾器之間，安裝有彈性部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求13~14任一項(xiàng)中所述的控制閥，其特征在于， 上述控制閥的閥芯和過濾器連結(jié)。
16.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的排出流路配置有權(quán)利要求1~12任一項(xiàng)中所述的過濾裝置。
17.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于， 在燃料電池系統(tǒng)的濕潤流體流路的排出流路配置有權(quán)利要求13~15任一項(xiàng)中所述的控制閥。`
【文檔編號(hào)】B01D46/42GK103781530SQ201280043576
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月8日
【發(fā)明者】竹田剛, 大澤一彥, 稻村大作, 大河原一郎, 宇佐美孝忠, 竹本真一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社鷺宮制作所, 日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社