(57)【要約】【課題】燃料ガスタンクに接続されるガス供給流路の構造を簡略化でき、なおかつ燃料ガスの供給も適正に行うことができる燃料ガスタンクシステムを提供する。【解決手段】高圧水素タンク３０の口金４１には、高圧水素タンク３０からの水素ガスの流出を制御する電磁弁式の複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆが設けられる。複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆは、口金４１のガス流路４２に対し並列的に設けられる。複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆの中のインジェクタ４３ａ、４３ｂは、高圧水素タンク３０のタンク最大圧Ｔｍ下で開弁可能である。【選択図】図１
2010054035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスタンクの口金には、前記燃料ガスタンクからの燃料ガスの流出を制御する電磁弁式の複数のインジェクタが設けられ、
前記複数のインジェクタは、前記口金のガス流路に対し並列的に設けられ、
前記複数のインジェクタのうちの少なくとも一つは、前記燃料ガスタンクのタンク最大圧下で開弁可能であることを特徴とする、燃料ガスタンクシステム。
【請求項２】
前記タンク最大圧下で開弁可能なインジェクタは、２つ設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項３】
前記タンク最大圧下で開弁可能なインジェクタ以外のインジェクタは、開弁可能上限圧が互いに異なっていることを特徴とする、請求項２に記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項４】
前記複数のインジェクタは、弁座の開口径と弁体のストロークを変化させることにより開弁可能上限圧が設定されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項５】
前記口金の側面に開口する燃料ガスの流出口と、
前記流出口から前記口金の内部に向かって直線状に形成され、前記複数のインジェクタの各出力側が並列的に接続されたガス流路と、を有し、
前記複数のインジェクタは、前記ガス流路に沿って直線状に配置され、なおかつ前記流出口から遠くなるにつれて弁座の開口径が小さくなるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項６】
前記複数のインジェクタの一方の電極に通じる給電線は、前記口金の内部で互いに結線されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項７】
前記燃料ガスタンクの内部圧に対し開弁可能なインジェクタのうち、弁座の開口径が最も大きいインジェクタから先に開弁させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項８】
燃料ガスの要求流量が最低保証噴出流量より大きいインジェクタのうちで、弁座の開口径が最も大きいインジェクタから先に開弁させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の燃料ガスタンクシステム。
【請求項９】
前記燃料ガスタンクを複数有し、
前記複数の燃料ガスタンクのインジェクタを開弁して、全体で要求流量の燃料ガスを出力することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の燃料ガスタンクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等に燃料ガスを供給するための燃料ガスタンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等の車両に搭載される燃料電池システムは、燃料ガスタンクの高圧の燃料ガスをガス供給流路を通じて燃料電池に供給し、その燃料電池により燃料ガスと酸化ガスを電気化学反応させて発電を行っている。この燃料電池システムのガス供給流路には、通常、燃料ガスタンクの出力部に設けられた遮断弁、ガス圧を減圧させる減圧弁、燃料電池に所定の流量又は圧力のガスを供給するための電磁弁式のインジェクタなどが設けられている（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、燃料ガスの供給時には、燃料ガスタンクの遮断弁が開放され、例えば７０ＭＰａ程度の高圧の燃料ガスが燃料ガスタンクから流出し、減圧弁で例えば１ＭＰａ程度に減圧され、インジェクタから所定の要求流量の燃料ガスが燃料電池に送られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１６５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ガス供給流路では、上述のように遮断弁、減圧弁、インジェクタが別々に必要になるので、構造が煩雑になり場所も取る。また、燃料ガスの供給停止時に、高圧の燃料ガスが減圧弁の上流側に滞留するので、高圧の燃料ガスが減圧弁を通じてインジェクタ側に漏れる可能性がある。燃料ガスが減圧弁とインジェクタとの間に漏れて、その区間が高圧になると、インジェクタの開弁動作に対する負荷が大きくなり、次の燃料ガス供給開始時にそのインジェクタの開弁動作が適切に行われない可能性も考えられる。  
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、燃料ガスタンクに接続されるガス供給流路の構造を簡略化でき、なおかつ燃料ガスの供給も適正に行うことができる燃料ガスタンクシステムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、燃料ガスタンクシステムであって、燃料ガスタンクの口金には、前記燃料ガスタンクからの燃料ガスの流出を制御する電磁弁式の複数のインジェクタが設けられ、前記インジェクタは、前記口金のガス流路に対し並列に設けられ、前記複数のインジェクタのうちの少なくとも一つは、燃料ガスタンクのタンク最大圧下で開弁可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、口金の電磁弁式の複数のインジェクタが、遮断弁や減圧弁を兼ねることができるので、従来のように燃料ガスタンクに接続されるガス供給流路に遮断弁や減圧弁を別々に設ける必要がなく、ガス供給流路の構造を簡略化できる。また、複数のインジェクタのうちの一つがタンク最大圧でも開弁可能であるので、燃料ガスタンクの満タン時の高圧下であっても開弁し、燃料ガスの供給を適正に行うことができる。
【０００９】
前記タンク最大圧下で開弁可能なインジェクタは、２つ設けられていてもよい。タンク最大圧で開弁可能なインジェクタは、弁にかかる圧力が高いので、耐久性を確保するため、開口径が小さくなる。このため、燃料ガスタンク内の内部圧力が下がると、前記インジェクタは、十分な流量の燃料ガスを供給できなくなる恐れがある。本発明のように、タンク最大圧で開弁可能なインジェクタを２つ設けることにより、低圧下でも十分なガス流量を確保できる。また、タンク最大圧で開弁可能なインジェクタを３つ以上設けないことにより、その分タンク最大圧より低い圧力で開弁可能なインジェクタを多く設けることができる。この低い圧力で開弁可能なインジェクタは、開口径を大きくできるので、低圧下でも十分なガス流量を確保できる。
【００１０】
前記タンク最大圧下で開弁可能なインジェクタ以外のインジェクタは、開弁可能上限圧が互いに異なっていてもよい。かかる場合、インジェクタの設置数が限られているなかで、開弁可能上限圧の異なるインジェクタの数が最も多くなるので、より広い圧力範囲において要求流量を適正に確保できる。
【００１１】
前記複数のインジェクタは、弁座の開口径と弁体のストロークを変化させることにより開弁可能上限圧が設定されていてもよい。かかる場合、例えば複数のインジェクタの電磁弁のコイル部分を同じものにして、弁座の開口径と弁体のストロークを変えて開弁可能上限圧を設定することができる。こうすることにより、複数のインジェクタのコイル部分を共通化して、複数のインジェクタの設置コストを低減できる。
【００１２】
上記燃料ガスタンクシステムは、前記口金の側面に開口する燃料ガスの流出口と、前記流出口から前記口金の内部に向かって直線状に形成され、前記複数のインジェクタの各出力側が並列的に接続されたガス流路と、を有し、前記複数のインジェクタは、前記ガス流路に沿って直線状に配置され、なおかつ前記流出口から遠くなるにつれて弁座の開口径が小さくなるように配置されていてもよい。かかる場合、例えばガス流路を口金の側面からドリル加工できるので、ガス流路の形成を容易に行うことができる。また、例えばドリル加工により、流出口から遠くなるにつれてガス流路の径を小さくして、流出口から遠い側の口金の肉厚を厚くできる。流出口から遠くなるにつれて弁座の開口径が小さくなるようにインジェクタを配置するので、より高圧のガスが流れる開口径の小さいインジェクタ側の口金の肉厚を厚くすることができる。よって、口金の強度を十分に確保できる。
【００１３】
前記複数のインジェクタの一方の電極に通じる給電線は、口金の内部で互いに結線されていてもよい。かかる場合、口金の外部に給電線を取り出す際の気密シールの数を低減できる。
【００１４】
前記燃料ガスタンクの内部圧に対し開弁可能なインジェクタのうち、弁座の開口径が最も大きいインジェクタから先に開弁させるようにしてもよい。開口径の小さいインジェクタは、開口径の大きいものに比べて開弁部の圧力差が大きくシール面の摩耗が激しいため、使用可能回数が少なくなる傾向にある。本発明によれば、開口径の大きいインジェクタから開弁されるので、開口径の小さいインジェクタの使用回数を減らし、インジェクタ群全体の使用可能回数を増やすことができる。
【００１５】
燃料ガスの要求流量が最低保証噴出流量よりも大きいインジェクタのうちで、弁座の開口径が最も大きいものから先に開弁させるようにしてもよい。要求流量よりも最低保証噴出流量が小さいインジェクタを用いると、インジェクタの開弁動作が安定しないいわゆる間引きが行われる。本発明によれば、要求流量が最低保証噴出流量より大きいインジェクタが用いられるので、いわゆる間引きを防止できる。また、開口径の大きいインジェクタから開弁されるので、相対的にシール面の摩耗の激しい開口径の小さいインジェクタの使用回数を減らして、インジェクタ群全体の使用可能回数を増やすことができる。
【００１６】
上記燃料タンクシステムは、前記燃料ガスタンクを複数有し、複数の燃料ガスタンクのインジェクタを開弁して、全体で要求流量の燃料ガスを出力するようにしてもよい。かかる場合、複数の燃料ガスタンクのインジェクタを用いて要求流量を満たすことができるので、各燃料ガスタンクにあらゆる要求流量に対応するために多数のインジェクタを設ける必要がなく、各燃料ガスタンクのインジェクタの数を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、燃料ガスタンクに接続されるガス供給流路の構造を簡略化でき、燃料ガスの供給も適正に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる燃料ガスタンクシステムが搭載された燃料電池システム１の構成の概略を示す説明図である。
【００１９】
燃料電池システム１は、図１に示すように反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電力を発生する燃料電池１０と、燃料電池１０に酸化ガス（例えば空気）を供給する酸化ガス配管系１１と、燃料電池１０に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系１２と、システム全体を統合制御する制御装置１３等を備えている。
【００２０】
燃料電池１０は、反応ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成されたスタック構造を有している。
【００２１】
水素ガス配管系１２は、高圧（例えば７０ＭＰａ）の水素ガスを貯留する燃料ガスタンクとしての高圧水素タンク３０を有する燃料ガスタンクシステム２０と、高圧水素タンク３０の水素ガスを燃料電池１０に供給するためのガス供給流路３１と、燃料電池１０から排出された水素オフガスをガス供給流路３１に戻すための循環流路３２を備えている。
【００２２】
高圧水素タンク３０は、タンク本体４０と、タンク本体４０の出口部に取り付けられた略円柱状の口金４１を有している。口金４１には、タンク本体４０の水素ガスをガス供給流路３１に送るガス流路４２が形成されている。このガス流路４２には、複数、例えば６つのインジェクタ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆが並列に設けられている。
【００２３】
インジェクタ４３ａ〜４３ｆは、電磁駆動力により弁座に対し弁体を進退させて水素ガスを噴出する電磁弁式のものである。このインジェクタ４３ａ〜４３ｆは、高圧の上流側と低圧の下流側との圧力差に抗して弁体を駆動して開弁するものであり、各々固有の開弁可能上限圧Ｐｍを有している。例えば図２に示すように２つのインジェクタ４３ａ、４３ｂの開弁可能上限圧Ｐｍは、高圧水素タンク３０のタンク最大圧Ｔｍと同じ７０ＭＰａ（以下「ｐ（ＭＰａ）」とする）になっている。その他のインジェクタ４３ｃ〜４３ｆの開弁可能上限圧Ｐｍは、インジェクタ４３ａ、４３ｂの開弁可能上限圧より低く、それぞれが異なるｐ／２（ＭＰａ）、ｐ／４（ＭＰａ）、ｐ／８（ＭＰａ）、ｐ／１６（ＭＰａ）になっている。また、開弁可能上限圧Ｐｍが小さいほど弁座の開口径Φｓを大きくできるので、インジェクタ４３ａ、４３ｂの開口径Φｓは、例えばｄ（ｍｍ）になっており、インジェクタ４３ｃ〜４３ｆの開口径Φｓは、それぞれ２ｄ（ｍｍ）、４ｄ（ｍｍ）、８ｄ（ｍｍ）、１６ｄ（ｍｍ）になっている。
【００２４】
循環流路３２には、水素オフガスから水や不純物を除去するイオン交換器（図示せず）や、循環流路３２内の水素オフガスを加圧してガス供給流路３１側へ圧送する水素ポンプ（図示せず）などが設けられている。
【００２５】
図１に示すように酸化ガス配管系１１には、図示しない加湿器により加湿された酸化ガスを燃料電池１０に供給する供給流路５０と、燃料電池１０から排出された酸化オフガスを加湿器に送り、その後外部に排出する排出流路５１などが設けられている。
【００２６】
制御装置１３は、例えば内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プログラムに従って所望の演算を実行して、上記各インジェクタ４３ａ〜４３ｆの開弁動作制御など、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
【００２７】
ここで、高圧水素タンク３０の口金４１周辺の構成について詳しく説明する。図３に示すように口金４１の側面には、例えば２か所に流出口４１ａ、４１ｂが形成されている。各流出口４１ａ、４１ｂには、ガス供給流路３１が二股になって接続されている。口金４１のガス流路４２は、例えばタンク内から流出口４１ａ、４１ｂに通じる２系統（以下「ガス流路４２ａ、４２ｂ」とする）形成されている。ガス流路４２ａには、インジェクタ４３ａ、４３ｃ、４３ｅが接続され、ガス流路４２ｂには、インジェクタ４３ｂ、４３ｄ、４３ｆが接続されている。
【００２８】
例えばガス流路４２ａは、図４に示すようにタンク本体４０の内部からタンク軸Ａに沿ってタンク本体４０の外側に向けて形成された第１のガス流路４５ａと、第１のガス流路４５ａに接続され、口金４１の径方向（タンク軸Ａの直角方向）に向けて直線状に形成された第２のガス流路４５ｂと、流出口４１ａから口金４１の内部に径方向に向けて第２のガス流路４５ｂと平行の直線状に形成された第３のガス流路４５ｃを有している。インジェクタ４３ａ、４３ｃ、４３ｅは、第２のガス流路４５ｂと第３のガス流路４５ｃの間に配置され、当該第２のガス流路４５ｂと第３のガス流路４５ｃを接続している。また、インジェクタ４３ｅ、４３ｃ、４３ａは、流出口４１ａ側から第３のガス流路４５ｃに沿ってこの順番で並べて配置されている。これにより、流出口４１ａ側から開口径Φｓの大きい順に、インジェクタが配置されている。第３のガス流路４５ｃは、インジェクタ４３ｅ、４３ｃ、４３ａの開口径Φｓに合わせて、流出口４１ａから離れるにつれて流路径が小さくなるように段状に形成されている。第２のガス流路４５ｂもインジェクタ４３ｅ、４３ｃ、４３ａの開口径Φｓに合わせて、インジェクタ４３ｅ側から流路径が小さくなるように形成されている。
【００２９】
なお、ガス流路４２ｂは、ガス流路４２ａと同様の構成を有し、第２のガス流路４５ｂと第３のガス流路４５ｃとの間に、流出口４１ｂ側からインジェクタ４３ｆ、４３ｄ、４３ｂの順で配置されている。このように、ガス流路４２ｂにも、インジェクタ４３ｆ、４３ｄ、４３ｂが、流出口４１ｂ側から開口径Φｓの大きい順に配置されている。
【００３０】
また、口金４１の第３のガス流路４５ｃを形成する部分と、第１のガス流路４５ａ及び第２のガス流路４５ｂを形成する部分とを分割可能とし、その間にインジェクタ４３ａ〜４３ｆを挟み込んでボルト５５で固定することによって、インジェクタ４３ａ〜４３ｆが口金４１の内部に設置されている。
【００３１】
次にインジェクタ４３ａ〜４３ｆの構成の一例について説明する。インジェクタ４３ａ〜４３ｆは、例えば図５に示すように略円筒状のインジェクタボディ（ノズルボディ）８０を有し、当該インジェクタボディ８０内に、弁座８１と、弁体８２と、流路形成ボディ８３と、ソレノイド８４等を備えている。
【００３２】
流路形成ボディ８３は、例えばインジェクタボディ８０と同軸の略円筒状に形成され、インジェクタボディ８０内の上流側に設けられている。流路形成ボディ８３の内部には、燃料ガスのガス流路８３ａが形成されている。流路形成ボディ８３の上流部は、インジェクタボディ８０の上流側に突出しており、ガス流入部８０ａを構成している。
【００３３】
ソレノイド８４は、例えば流路形成ボディ８３の周りに設けられている。このソレノイド８４によって、弁体８２を軸方向に移動させ、弁座８１に対して進退させることができる。ソレノイド８４には、両極の給電線８５、８６が接続されている。
【００３４】
弁体８２は、流路形成ボディ８３の下流側に設けられている。弁体８２は、例えば下流側の底面を有する略円柱状に形成され、流路形成ボディ８３と同軸に配置されている。
【００３５】
弁体８２の上流側の面には、螺旋状のスプリング８７が設けられている。このスプリング８７の上流側の端部は、流路形成ボディ８３のガス流路８３ａ内に設けられた係止部８８に当接している。スプリング８７は、下流側に反発力が働くように係止部８８に当接されている。このスプリング８７により、弁体８２は、弁座８１側に付勢されている。
【００３６】
弁体８２の下流側には、弁座８１が形成されている。弁座８１の内側には、インジェクタボディ８０の下部のガス流出部８０ｂが形成されている。この弁座８１の開口径が、インジェクタ４３ａ〜４３ｆの開口径Φｓになっている。
【００３７】
かかるインジェクタ４３ａ〜４３ｆの構成によれば、ソレノイド８４によって弁体８２が弁座８１に対し後退し、弁体８２と弁座８１との間に隙間が形成されることによって、水素ガスが、ガス流入部８０ａからインジェクタボディ８０内の流路形成ボディ８３のガス流路８３ａ、弁体８２と弁座８１の隙間を通って、ガス流出部８０ｂから流出される。なお、このとき弁体８２が後退する距離がストロークＳｔとなる。各インジェクタ４３ａ〜４３ｆの開弁可能上限圧力Ｐｍは、当該ストロークＳｔと、開口径Φｓを変化させることにより設定されている。なお、インジェクタ４３ａ〜４３ｆの流量Ｑは、Ｑ＝Ｃ1×Φｓ×Ｓｔ（Ｃ1は比例定数）の関係を有し、インジェクタ４３ａ〜４３ｆの弁体８２の必要駆動力Ｎは、Ｎ＝Ｃ2×Φｓ2×ΔＰ（Ｃ2は比例定数、ΔＰは弁体８２の上流側と下流側の圧力差）の関係を有している。
【００３８】
各インジェクタ４３ａ〜４３ｆの給電線８５、８６は、図６に示すように口金４１内から外部の電源に通じている。各インジェクタ４３ａ〜４３ｆの一方の給電線８５は、口金４１内部で結線され、一本の状態で口金４１の外部に通じている。一本となった給電線８５と、その他の各給電線８６は、口金４１の内部において、インジェクタ内のガスが漏れないようにハーメチックシールなどのシール部材９０によりシールされ、その先が口金４１の外部の電源に通じている。
【００３９】
以上のように構成された燃料電池システム１において、燃料電池１０に水素ガスを供給する際には、制御装置１３による水素ガスの要求流量や、高圧水素タンク３０の内部ガス圧力に応じて、インジェクタが選択される。そして、選択されたインジェクタが開弁され、ガス供給流路３１を通じて要求流量の水素ガスが燃料電池１０に供給される。
【００４０】
例えば高圧水素タンク３０の内部ガス圧力に対して開弁可能なインジェクタであって、要求流量が最低保証噴出流量より大きいインジェクタのうち、開口径Φｓが最も大きいインジェクタから先に開弁される。なお、最低保証噴出流量とは、インジェクタの性能の一つであって、ガスが安定して噴出されることが保証される最低流量である。
【００４１】
例えば高圧水素タンク３０に水素ガスがタンク最大圧Ｔｍであるｐ（ＭＰａ）で入っている場合には、開弁可能上限圧Ｐｍがｐ（ＭＰａ）で、要求流量＞最低保証噴出流量の条件を満たすインジェクタ４３ａ、４３ｂが選択され、２つのインジェクタ４３ａ、４３ｂが開弁され、合計で要求流量の水素ガスが流出される。水素ガスの消費に応じて高圧水素タンク３０内の圧力が低下し、内部ガス圧力がｐ／２（ＭＰａ）より下がった場合には、開弁可能上限圧Ｐｍがｐ／２（ＭＰａ）より大きく、且つ要求流量＞最低保証噴出流量の条件を満たし、開口径Φｓがより大きいインジェクタ４３ｃが開弁される。このとき、インジェクタ４３ａ、４３ｂは、必要に応じて開閉され、トータルで要求流量の水素ガスが流出される。
【００４２】
そして、さらに高圧水素タンク３０の内部ガス圧力がｐ／４（ＭＰａ）より低下した場合には、開弁可能上限圧Ｐｍがｐ／４（ＭＰａ）より大きく、且つ要求流量＞最低保証噴出流量の条件を満たし、開口径Φｓがより大きいインジェクタ４３ｄが開弁される。このようにして、高圧水素タンク３０の内部ガス圧力がｐ／８（ＭＰａ）より低下した場合には、開弁可能上限圧Ｐｍがｐ／８（ＭＰａ）より大きく、要求流量＞最低保証噴出流量の条件を満たし、より開口径Φｓが大きいインジェクタ４３ｅが開弁され、さらに高圧水素タンク３０の内部ガス圧力がｐ／１６（ＭＰａ）より低下した場合には、開弁可能上限圧Ｐｍがｐ／１６（ＭＰａ）より大きく、要求流量＞最低保証噴出流量の条件を満たし、より開口径Φｓが大きいインジェクタ４３ｆが開弁される。
【００４３】
以上の実施の形態によれば、高圧水素タンク３０の口金４１に複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆが設けられ、そのうちインジェクタ４３ａ、４３ｂがタンク最大圧Ｔｍでも開弁可能であるので、従来のようにガス供給系に遮断弁や減圧弁を別々に設ける必要がなく、ガス供給系の構造を簡略化しつつ、水素ガスの供給を適正に行うことができる。
【００４４】
タンク最大圧Ｔｍ下で開弁可能なインジェクタ４３ａ、４３ｂが２つ設けられているので、開口径Φｓの小さいインジェクタ４３ａ、４３ｂであっても、全体として十分なガス流量を確保できる。また、タンク最大圧Ｔｍで開弁可能なインジェクタを３つ以上設けないことにより、その分タンク最大圧Ｔｍより低い圧力で開弁可能で開口径Φｓの大きいインジェクタをより多く設けることができる。この結果、低圧下においても十分なガス流量を確保できる。
【００４５】
タンク最大圧で開弁可能なインジェクタ４３ａ、４３ｂ以外のインジェクタ４３ｃ〜４３ｆは、開弁可能上限圧Ｐｍが互いに異なっているので、インジェクタの数が限られているなかで、開弁可能上限圧Ｐｍの違うインジェクタの数が最も多くなるので、より広い圧力範囲において要求流量を適正に確保できる。
【００４６】
インジェクタ４３ａ〜４３ｆは、弁座８１の開口径Φｓと弁体８２のストロークＳｔクを変化させることにより開弁可能上限圧Ｐｍが設定されているので、例えばインジェクタ４３ａ〜４３ｆの電磁弁のコイル部分を同じものにして、弁座８１の開口径Φｓと弁体８２のストロークＳｔを変えて開弁可能上限圧Ｐｍを設定することができる。こうすることにより、複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆのコイル部分を共通化して、複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆの設置コストを低減できる。
【００４７】
インジェクタ４３ａ〜４３ｆは、口金４１の第３のガス流路４５ｃに沿って直線状に配置され、流出口４１ａ、４１ｂから遠くなるにつれて、開口径Φｓが小さくなるように配置されている。こうすることにより、例えば第３のガス流路４５ｃを口金４１の側面からドリル加工できるので、第３のガス流路４５ｃの形成を容易に行うことができる。また、例えばドリル加工により、流出口４１ａ、４１ｂから遠くなるにつれて第３のガス流路４５ｃの径を小さくすることができるので、より高圧のガスが流れる小さい開口径Φｓ側の口金４１の肉厚を厚くすることができる。よって、口金４１の強度を十分に確保できる。
【００４８】
インジェクタ４３ａ〜４３ｆの一方の電極に通じる給電線８５は、口金４１の内部で互いに結線されるようにしたので、口金４１の外部に給電線８５、８６を取り出す際に各給電線８５、８６に対し取り付けられるシール部材９０の数を低減できる。
【００４９】
燃料ガスタンク３０の内部圧に対し開弁可能なインジェクタのうち、弁座８１の開口径Φｓが最も大きいインジェクタから先に開弁させるようにしたので、シール面の摩耗の激しい開口径Φｓの小さいインジェクタの使用回数を減らし、インジェクタ群全体の使用可能回数を増やすことができる。
【００５０】
また、要求流量が最低保証噴出流量よりも大きいインジェクタのうちで、弁座８１の開口径Φｓが最も大きいものから先に開弁させるようにしたので、弁が一瞬開いて閉じるいわゆる間引き動作を防止できる。また、開口径Φｓの大きいインジェクタから開弁されるので、これによっても開口径Φｓの小さいインジェクタの使用回数を減らし、インジェクタ群全体の使用可能回数を増やすことができる。
【００５１】
以上の実施の形態では、高圧水素タンク３０が一つの場合を例に採って説明したが、図７に示すように燃料ガスシステム２０が高圧水素タンク３０を複数有し、当該複数の高圧水素タンク３０のインジェクタを開弁して、全体で要求流量の水素ガスを出力するようにしてもよい。かかる場合、燃料電池システム１のガス供給流路３１に上述の高圧水素タンク３０が複数接続される。各高圧水素タンク３０の口金４１には、複数のインジェクタ４３ａ〜４３ｆが設けられている。そして、燃料電池１０に水素ガスが供給される際には、例えば複数の高圧水素タンク３０のインジェクタが開放され、全体で要求流量が確保される。これにより、例えば高圧水素タンク３０の使い切り付近の低圧下であって、一つのインジェクタではガス流量が十分に確保できない場合であっても、他の高圧水素タンクのインジェクタと合わせてガス流量を確保できる。したがって、各高圧水素タンク３０に、低圧時等のあらゆる要求流量に対応するために多数のインジェクタを設ける必要がなく、その分各高圧水素タンク３０のインジェクタの数を減らすことができる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５３】
上記実施の形態に記載したインジェクタ４３ａ〜４３ｆの構成は、これに限られない。また、インジェクタの数も任意に選択できる。また、上記インジェクタ４３ｃ〜４３ｆの開弁可能上限圧Ｐｍは、ｐ×（１／２）n（ｎは１以上の整数）となっていたが、ｐ／２（ＭＰａ）、ｐ／３（ＭＰａ）、ｐ／４（ＭＰａ）、ｐ／５（ＭＰａ）のようにｐ／ｎ（ｎは２以上の整数）になっていてもよい。また、以上の実施の形態で記載した燃料ガスタンクシステム２０は、燃料電池車両の燃料電池システムに搭載するもののみならず、各種移動体（ロボット、船舶、航空機等）の燃料電池システムに搭載するものであってもよい。また、本発明の燃料ガスタンクシステムは、燃料電池システム以外で燃料ガスタンクを用いるものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】燃料電池システムの構成の概略を示す模式図である。
【図２】複数のインジェクタの開弁可能上限圧と開口径を示す表である。
【図３】口金内のインジェクタの配置を示す説明図である。
【図４】口金内の構成を示す縦断面の説明図である。
【図５】インジェクタの構成を示す説明図である。
【図６】インジェクタの給電線の配線例を示す模式図である。
【図７】複数の高圧水素タンクを有する燃料電池システムの構成の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  燃料電池システム
１０  燃料電池
２０  燃料ガスタンクシステム
３０  高圧水素タンク
４１  口金
４２  ガス流路
４３ａ〜４３ｆ  インジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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