(57)【要約】【課題】エゼクタ装置に流量調整弁を一体化して組み付け、燃料電池システム等のシステムのコンパクト化を図る。【解決手段】吸引室１０ａ内にノズル３０を収容し、第１流体がノズル３０から噴出する際に生じる負圧による吸引力で、第２流体導入ポート１０ｃから第２流体を吸引室１０ａに取り込む。ノズル３０のノズルポート３０ｂから噴出する第１流体と吸引室１０ａの第２流体とを混合して、ノズルの下流側の流通路１０ｂへ流体を供給する。ハウジング２０にノズル３０の軸線Ｌ上でノズル３０の上流側に弁収容室２０ａを形成する。弁収容室２０ａに流量調整弁４０を収容し、流量調整弁４０とノズル３０の間の軸線Ｌ上に流量調整弁４０の第１弁体２６と連動して変位するニードル２８を配置する。流量調整弁４０の流量制御とともに、ニードル２８を変位させてノズルポート３０ｂとニードル先端との間の開口面積を変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引室内にノズルが収容され、第１流体が前記ノズルから噴出された際に、前記吸引室に生じる負圧による吸引力で、第２流体を前記吸引室に取り込み、前記ノズルのノズルポートから噴出する第１流体と吸引室内の第２流体とを混合して、前記ノズルの下流側の流通路へ流体を供給するエゼクタ装置であって、
ハウジングに、前記吸引室と、前記流通路と、前記吸引室に連通する第２流体導入ポートと、前記ノズルの軸線上で該ノズルの上流側に位置する弁収容室と、供給源からの第１流体を弁収容室に流入させる入口ポートとが形成され、
前記弁収容室に流量調整弁が収容され、該流量調整弁と前記ノズルの間の前記軸線上に該流量調整弁の弁体と連動して変位するニードルが配置され、
前記流量調整弁における流量制御とともに、前記ニードルを変位させ、前記ノズルポートとニードル先端との間の開口面積を変化させるよう構成し、
前記ノズルポートとニードル先端の開口面積を、前記流量調整弁の弁開度が大きい時には大きく、流量調整弁の弁開度が小さい時には小さくなるようにしたことを特徴とするエゼクタ装置。
【請求項２】
前記流量調整弁の前記弁体と前記ニードルとが、該弁体の変位量と該ニードルの変位量との比を設定する設定ばねと主ばねを介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のエゼクタ装置。
【請求項３】
前記流量調整弁が弁閉の時、前記ニードルにて前記ノズルポートを全閉させることを特徴とする請求項１または２に記載のエゼクタ装置。
【請求項４】
前記流量調整弁が、複座式制御弁であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエゼクタ装置。
【請求項５】
前記流量調整弁が、単座式制御弁であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエゼクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１流体がガス供給路から管内を流れる事で生じた負圧で、前記管内に第２流体（スタック複流）を吸引して前記第１流体と第２流体を混合させて、二次側へ流体を供給するエゼクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエゼクタ装置として、例えば特開２００９−３０１９５１号公報（特許文献１）、特開２０１０−２４２５０８号公報（特許文献２）に開示されたものがある。これらのエゼクタ装置は、燃料電池システムにおいて燃料電池から排出される燃料オフガス（水素オフガス）を、新たに供給される燃料ガス（水素ガス）と混合して再循環させるものである。
【０００３】
特許文献１のものは、ノズル内に配設したニードルを電磁アクチュエータにより駆動するよう構成し、電磁アクチュエータのソレノイドの非励磁状態でニードルをノズルのノズル孔に挿通し、励磁状態でニードルをノズル孔に対して非挿通状態とする。そして、非励磁状態では、ノズルに供給される水素ガスの流量をニードルとノズル孔とによって絞って水素ガスを加速し、ノズルから噴出された水素ガスのジェットポンプ効果よって生じる負圧により、水素オフガスをノズルの外周に吸引し、この吸引された水素オフガスを加速された水素ガスと混合し、ディフューザを介してアウトレットポートから、燃料電池に通じる水素供給通路に供給する。また、ソレノイドの励磁状態では、ニードルをノズル孔に対して非挿通状態とすることで、ノズル孔の有効面積を大きくして比較的大流量の水素を燃料電池に供給するものである。
【０００４】
特許文献２には、図６に示すようなエゼクタ装置を用いた燃料電池システムが開示されている。水素タンク内の第１流体（水素ガス）が流量調整弁で所定流量に調整されてエゼクタ装置（可変エゼクタ）内に流入し、この第１流体を燃料電池スタック内に供給する。エゼクタ装置では、第１流体がノズル部から噴出された際に生じる負圧により、燃料電池から排出された第２流体（水素オフガス）を吸引し、これを第１流体と混合して再び燃料電池へ供給する。なお、特許文献２のエゼクタ装置は、感圧室の付勢部材の伸縮作用によりニードルを変位させ、第１流体（水素ガス）が無圧（システム停止）時には、ニードルでノズル部の開口を塞ぐよう構成したものであり、また、ノズル部の開口量を変化させる開口調整部を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０１９５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４２５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されている燃料電池システムでは、図６に示すように、エゼクタ装置に供給する第１流体の流量を調整するために流量調整弁を用いているが、この従来のシステムでは、流量調整弁をエゼクタ装置の上流側に配置しているため、システム全体が大型化し、高価となっている。
【０００７】
本発明は、従来の問題点に鑑み、流量調整弁とエゼクタを一体化したエゼクタ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のエゼクタ装置は、吸引室内にノズルが収容され、第１流体が前記ノズルから噴出された際に、前記吸引室に生じる負圧による吸引力で、第２流体を前記吸引室に取り込み、前記ノズルのノズルポートから噴出する第１流体と吸引室内の第２流体とを混合して、前記ノズルの下流側の流通路へ流体を供給するエゼクタ装置であって、ハウジングに、前記吸引室と、前記流通路と、前記吸引室に連通する第２流体導入ポートと、前記ノズルの軸線上で該ノズルの上流側に位置する弁収容室と、供給源からの第１流体を弁収容室に流入させる入口ポートとが形成され、前記弁収容室に流量調整弁が収容され、該流量調整弁と前記ノズルの間の前記軸線上に該流量調整弁の弁体と連動して変位するニードルが配置され、前記流量調整弁における流量制御とともに、前記ニードルを変位させ、前記ノズルポートとニードル先端との間の開口面積を変化させるよう構成し、前記ノズルポートとニードル先端の開口面積を、前記流量調整弁の弁開度が大きい時には大きく、流量調整弁の弁開度が小さい時には小さくなるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２のエゼクタ装置は、請求項１に記載のエゼクタ装置であって、前記流量調整弁の前記弁体と前記ニードルとが、該弁体の変位量と該ニードルの変位量との比を設定する設定ばねと主ばねを介して連結されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３のエゼクタ装置は、請求項１または２に記載のエゼクタ装置であって、前記流量調整弁が弁閉の時、前記ニードルにて前記ノズルポートを全閉させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４のエゼクタ装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエゼクタ装置であって、前記流量調整弁が、複座式制御弁であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５のエゼクタ装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエゼクタ装置であって、前記流量調整弁が、単座式制御弁であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１のエゼクタ装置によれば、ハウジングの弁収容室内に流量調整弁を一体に組み付けたので、流量調整弁の二次側ポートと、エゼクタ装置との間に、圧損の原因となる配管部材がないため、ノズルでの第１流体の流速を大きくできる。したがって、エゼクタ装置の第２流体に対する吸引力を高めることができる。また、エゼクタ装置がコンパクト化され、安価となる。
【００１４】
請求項２のエゼクタ装置によれば、請求項１の効果に加えて、設定ばねと主ばねの関係により、弁体の変位量に対してニードルの変位量を大きくできる。ここで、ばね定数の異なるばねで物体を挟むと、ばね定数の違いにより一方のばねに入力した変位に対して、物体の変位の出力を所定の割合にすることができる。設定ばねのばね定数を主ばねのばね定数よりも小さくすることで、弁体の変位量よりも、ニードルの変位量の方が大きくなる。このように弁体の変位量に対してニードルの変位量を大きくできるので、流量調整弁の弁体のストロークを小さくでき、流量調整弁を小型化できる。
【００１５】
請求項３のエゼクタ装置によれば、請求項１または２の効果に加えて、例えば燃料電池システムの停止時に流量調整弁が弁閉となるが、この時、ニードル先端にてノズルポートを全閉させるので、加湿流体である第２流体（水素オフガス）が流量調整弁側に流入するのを防止でき、低温（凍結）時の作動にも支障をきたさない。
【００１６】
請求項４のエゼクタ装置によれば、請求項１乃至３のいずれか一項の効果に加えて、流量調整弁が複座式制御弁であるので、流量調整弁に流れる第１流体が大流量の時でも、弁ポートを複数備えている分、流量調整弁を小型化できる。
【００１７】
請求項５のエゼクタ装置によれば、請求項１乃至３のいずれか一項の効果に加えて、流量調整弁が単座式制御弁であるので、流量調整弁に流れる第１流体が小流量のシステムに適したエゼクタ装置として、さらにコンパクト化され、安価となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のエゼクタ装置の弁開度小時の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のエゼクタ装置の弁開度大時の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のエゼクタ装置の流量調整弁とニードルの一部断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のエゼクタ装置の弁開度小時の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態のエゼクタ装置の弁開度小時の断面図である。
【図６】従来の燃料電池システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について説明する。図１は第１実施形態のエゼクタ装置の弁開度小時の断面図、図２は第１実施形態のエゼクタ装置の弁開度大時の断面図、図３は第１実施形態のエゼクタ装置の流量調整弁とニードルの一部断面図である。この実施形態のエゼクタ装置は第１のハウジング１０と第２のハウジング２０を有している。
【００２０】
ハウジング１０には、吸引室１０ａと、吸引室１０ａから外部に連通する流通路１０ｂと、吸引室１０ａの側部に連通する第２流体導入ポート１０ｃとが形成されている。ハウジング２０には、後述のノズル３０の軸線Ｌ上で該ノズル３０の上流側に位置する弁収容室２０ａと、弁収容室２０ａの底部をノズル３０の中空部３０ａに連通する二次側ポート２０ｂと、図示しない水素タンク等の供給源からの第１流体（水素ガス）を弁収容室２０ａの側部中央に流入させる入口ポート２０ｃと、弁収容室２０ａの一端側と他端側を連通する出口ポート２０ｄ，２０ｅと、出口ポート２０ｄ，２０ｅを連結するとともに蓋部材２０Ａによって密閉された連結路２０ｆとが形成されている。
【００２１】
ハウジング２０の二次側ポート２０ｂ側にはノズル３０が取り付けられている。このノズル３０はハウジング１０の吸引室１０ａ内に突出されており、先端側のノズルポート３０ｂを流通路１０ｂに対向させている。
【００２２】
ハウジング２０の弁収容室２０ａ内には流量調整弁４０が収容されている。図１及び図２では流量調整弁４０の要部のみ符号を付記してある。図３に示すように、流量調整弁４０は複座式制御弁であり、弁ハウジング１を有している。なお、流量調整弁４０は軸線Ｌを横方向にして配置されるが、図３の説明では図面の上下を「上下」として説明する。
【００２３】
弁ハウジング１には、出口ポート２０ｄに連通する第２の二次側ポート１ａと、入口ポート２０ｃに連通する一次側ポート１ｂと、第２の二次側ポート１ａに連通する円柱状の副第２弁室１１と、一次側ポート１ｂに連通する第１弁室１２と、副第２弁室１１と第１弁室１２を連通する第２弁ポート１３と、第１弁室１２の下部に位置する略円柱状の主第２弁室１４とが形成されている。第２弁ポート１３は水平断面形状が円形であり、その副第２弁室１１側に第２弁座１３ａが配設されている。
【００２４】
主第２弁室１４内には弁座部材１７ｂと弁ガイド１６が嵌め込まれ、弁座部材１７ｂと弁ガイド１６は弁ハウジング１の端部をかしめることで固定されている。弁座部材１７ｂには第１弁室１２と主第２弁室１４を導通する第１弁ポート１７が形成されており、第１弁ポート１７の第１弁室１２側開口の周囲は第１弁座１７ａが配設されている。弁ガイド１６には中心にスライド孔１６ａが形成されるとともに、スライド孔１６ａの周囲に第１の二次側ポート１６ｂが形成されている。そして、第２の二次側ポート１ａは、前記ハウジングの出口ポート２０ｄ，２０ｅにより主第２弁室１４及び第１の二次側ポート１６ｂに導通される。
【００２５】
後述の第１弁体２６のシール面２６ａの内径と第２弁体２１のシール面２１ａの内径とは略同径に設定されている。また、これらの内径は、副第２弁室１１の内径、第１弁室１２の内径及び主第２弁室１４の内径より小さく設定されている。また、弁ハウジング１において、副第２弁室１１の上端の開口部分１１ａ（後述のプランジャケース３が固着される箇所）は当該弁ハウジング１の一方に開口しており、この開口部分１１ａの内径は副第２弁室１１の内径と略同径となっている。また、弁ハウジング１において、主第２弁室１４の下端の開口部分１４ａは当該弁ハウジング１の他方に開口しており、この開口部分１４ａの内径は主第２弁室１４の内径と略同径となっている。また、第１弁室１２は、副第２弁室１１と主第２弁室１４との間に位置し、第１弁室１２と主第２弁室１４は、後述のカップ状の第１弁体２６より大きな内径を有する挿通孔１２ａによって導通されている。なお、第１弁体２６のシール面２６ａの内径と第２弁体２１のシール面２１ａの内径とは同径でもよい。
【００２６】
副第２弁室１１、第１弁室１２、第２弁ポート１３、第１弁ポート１７及び主第２弁室１４内には、軸線Ｌに沿った方向に変位可能な複弁部材２が延在されている。複弁部材２は、第２弁部材２Ｂと第１弁部材２Ａとから構成されている。第２弁部材２Ｂは、副第２弁室１１内に位置して第２弁座１３ａに対して接離が可能な第２弁体２１と、第２弁体２１から下方に伸びる長尺円柱状の弁棒２２と、第２弁体２１から上方に伸びる円柱状のガイド部２３と、ガイド部２３からさらに上方に延びる連結ロッド部２４とを有している。第２弁体２１の第２弁座１３ａ側の軸線Ｌに直角な円環状の端面は第２弁ポート１３に対するシール面２１ａとなっている。なお、副第２弁室１１の上方に配設された円環状の整流板２３ａは第２弁ポート１３を通過した流体がプランジャ５側に流入せず、副第２弁室１１から第２の２次側ポート１ａに排出し易くなるように整流している。
【００２７】
第１弁部材２Ａは、第１弁室１２と主第２弁室１４内に配置され、円筒形状で軸線Ｌを中心とする円筒部２５と、円筒部２５より第１弁室１２側に形成され第１弁座１７ａに対して接離可能なカップ状の第１弁体２６と、円筒部２５の下方に形成された球状部２７と、球状部２７から下方に伸びるニードル２８とを有している。これら、円筒部２５，第１弁体２６、球状部２７、ニードル２８は一体に形成されている。第１弁体２６の第１弁座１７ａ側の軸線Ｌに直角な円環状の端面は第１弁ポート１７に対するシール面２６ａとなっている。円筒部２５には軸線Ｌを中心とする挿入孔２５ａが形成されている。そして、ニードル２８は弁ガイド１６のスライド孔１６ａに挿通され、球状部２７をスライド孔１６ａ内に嵌め込まれた状態となっている。
【００２８】
第２弁部材２Ｂと第１弁部材２Ａは以下のように組み付けられている。第２弁部材２Ｂの弁棒２２に、第１弁部材２Ａの円筒部２５が挿入孔２５ａにて挿入された後、弁ハウジング１の下部に弁座部材１７ｂと弁ガイド１６を組み込み、第２弁部材２Ｂで第２弁ポート１３を閉じ、かつ第１弁部材２Ａで第１弁ポート１７を閉じた状態で、第１弁部材２Ａのカップ状の第１弁体２６内にロック剤２９が注入されてこのロック剤２９が固化することで第２弁部材２Ｂと第１弁部材２Ａとが一体に固着されている。これにより、第２弁体２１と第１弁体２６のシール部間の寸法が、第２弁座１３ａと第１弁座１７ａのシール部間の寸法と同寸になる。なお、このロック剤２９の箇所において、第１弁体２６の内面と、弁棒２２の外周面には、軸線Ｌ周りの円周をなす複数の溝からなる固定溝が形成されている。これにより、ロック剤２９の固化後の第２弁部材２Ｂと第１弁部材２Ａの軸線Ｌ方向の相対的なずれ（変位）が防止される。
【００２９】
副第２弁室１１の開口上端には、円筒状のプランジャケース３が気密に固着されており、このプランジャケース３の上部には吸引子４が溶接により気密に固着されている。また、プランジャケース３の内部にはプランジャ５が配設され、プランジャ５と、ガイド部２３と連結ロッド部２４との段部２３ａとの間には、プランジャばね６が圧縮した状態で配設されている。プランジャばね６は、一端をプランジャ５の内側底面５２に当接させるとともに、他端を上記段部２３ａに係止させている。これにより、プランジャ５を後述の抜け止め部材２４ａに当接させている。なお、吸引子４及びプランジャ５は磁性体からなり、プランジャ５の通気孔５ａ以外はそれぞれ軸線Ｌを軸にして回転対称な形状となっている。
【００３０】
吸引子４及びプランジャ５には軸線Ｌと同軸な挿通孔４１，５１がそれぞれ形成されている。そして、第２弁部材２Ｂの連結ロッド部２４が、プランジャ５の挿通孔５１に挿通され、吸引子４の挿通孔４１内で、連結ロッド部２４の端部に筒状の抜け止め部材２４ａが嵌め込まれている。この抜け止め部材２４ａと連結ロッド部２４の端部とは溶接により固着されている。
【００３１】
吸引子４には挿通孔４１より径の大きな調整部用孔４２が形成されており、この調整部用孔４２内には設定調整部４３が配設されている。この設定調整部４３は、調整ねじ４３ａ、ボール受け４３ｂ、調整ばね４３ｃ、ボール４３ｄを有している。調整ばね４３ｃは調整ねじ４３ａとボール受け４３ｂとの間に圧縮状態で配設されており、ボール４３ｄはボール受け４３ｂに当接した状態で吸引子４の挿通孔４１内に配設されている。そして、調整ばね４３ｃは、ボール受け４３ｂを介してボール４３ｄを抜け止め部材２４ａの上端に当接するように付勢している。また、調整ねじ４３ａは、その外周の雄ねじ部４３ａ１を吸引子４の上部内周面に形成された雌ねじ部４ａに螺合することにより、吸引子４に取り付けられている。
【００３２】
プランジャケース３および吸引子４の外周部には、ボビン７１に巻回された電磁コイル７が設けられており、電磁コイル７の励磁により、磁気回路が形成されて吸引子４とプランジャ５との間に磁気による吸引力が発生する。
【００３３】
以上の構成により、流量調整弁４０は次のように作用する。設定調整部４３は、調整ばね４３ｃによりボール受け４３ｂ、ボール４３ｄ及び抜け止め部材２４ａを介して複弁部材２を第２弁座１３ａ及び第１弁座１７ａ側に付勢している。電磁コイル７を励磁することにより、プランジャ５が吸引子４に吸引され、複弁部材２は調整ばね４３ｃの付勢力に抗して変位し、第２弁体２１と第１弁体２６が、それぞれ第２弁座１３ａ、第１弁座１７ａから離座する。これにより、弁閉から弁開となるとともに、電磁コイル７に印加する電流値により第２弁ポート１３と第１弁ポート１７の開度が制御される。
【００３４】
また、電磁コイル７の励磁を無くすことにより、第２弁体２１と第１弁体２６が、それぞれ第２弁座１３ａ、第１弁座１７ａに着座し、弁閉となる。なお、前述のように第２弁座１３ａと第１弁座１７ａのシール部間の寸法に対する、第２弁体２１と第１弁体２６のシール部間の寸法は同寸になっている。したがって、第２弁体２１と第１弁体２６は同時に着座する。
【００３５】
複弁部材２には第１弁室１２の圧力と副第２弁室１１及び主第２弁室１４の圧力の差圧により、第１弁ポート１７で第１弁体２６に作用する弁閉方向の力と、第２弁ポート１３で第２弁体２１に作用する弁開方向の力が働くが、第１弁体２６のシール面２６ａの内径と第２弁体２１のシール面２１ａとの内径とが略等しく設定されているので、差圧により複弁部材２に働く力はキャンセルされ、差圧の影響を受けない制御が可能になる。
【００３６】
なお、弁ガイド１６の第１の二次側ポート１６ｂの内径を変えることにより、弁開状態時において、第１弁ポート１７で第１弁体２６に作用する差圧（Ｐ１−Ｐ２′）が変わり、一次側ポート１ｂの圧力の変化に対する弁開度の変化特性を任意に変えることができる。
【００３７】
また、ニードル２８は先端に円錐状部２８ａを有し、この円錐状部２８ａが前記ノズル３０のノズルポート３０ｂ内に挿入される。流量調整弁４０の電磁コイル７への通電量を制御することで、第２弁体２１と第１弁体２６の弁開度が制御されるとともに、ニードル２８は第２弁体２１と第１弁体２６とに連結されているので、弁開度に応じてニードル２８も変位する。このニードル２８の変位により、ノズルポート３０ｂとニードル２８の円錐状部２８ａとの間の隙間量（開口面積）が変化し、ノズル３０から噴出する水素ガスの速度が調整される。
【００３８】
流量調整弁４０で、第２弁体２１と第１弁体２６を弁開とすると、入口ポート２０ｃから流入する水素ガス（第１流体）が第１弁ポート１７を介して、第１の二次側ポート１６ｂに流れ、二次側ポート２０ｂに流れる。また、第２弁ポート１３を介しても、第２の二次側ポート１ａ、出口ポート２０ｄ，２０ｅに流れ、二次側ポート２０ｂに流れる。二次側ポート２０ｂを通過した水素ガスはノズル３０の中空部３０ａに供給され、ニードル２８の円錐状部２８ａとノズル３０のノズルポート３０ｂの隙間から流通路１０ｂ内に噴出される。そして、この噴出された水素ガスのジェットポンプ効果によって生じる負圧による吸引力で、第２流体である水素オフガスが第２流体導入ポート１０ｃから吸引室１０ａ内に取り込まれ、ノズルポート３０ｂから噴出する水素ガスと水素オフガスとが混合され、ノズル１０の下流側の流通路１０ｂへ供給される。なお、このように、流量調整弁４０の第１弁ポート１７と、ノズル３０のノズルポート３０ｂを軸線Ｌ上あるいは軸線Ｌと平行な方向で対向させているため、該第1弁ポート１７とノズル３０との間の圧損が小さく水素ガスの流速が低下しない。
【００３９】
電磁コイル７を励磁し、流量調整弁４０の二次側流量が増加した場合、ニードル２８は第２弁体２１及び第１弁体２６とともに図２の如く左側に変位する。この時、流量調整弁４０からの二次側流量は増加するので、本来であればノズル３０から噴出する流速は増加するが、ノズルポート３０ｂと円錐状部２８ａとの隙間量が増加しているため、ノズル３０から噴出される水素ガスの流速は低下する。したがって、水素ガスがノズル３０から噴出された際に生じる吸引力も低下し、吸引室１０ａ内に取り込む水素オフガス（第２流体）の流量の増加を抑制する。
【００４０】
流量調整弁４０からの二次側流量が少ない場合、すなわち流量調整弁４０の弁開度が小さい場合は、電磁コイル７に小電流が通電された状態である。この時、ニードルは弁体とともに図１の如く右側に位置する。この時、流量調整弁４０の二次側流量は減少するので、本来であればノズル３０から噴出される流速は低下するが、ノズルポート３０ｂと円錐状部２８ａとの隙間量が小さくなり、ノズル３０から噴出される水素ガスの流速が増加する。したがって、ノズル部３０から流通路１０ｂ内に噴出された水素ガスのジェットポンプ効果によって生じる負圧による吸引力は低下することがなく、吸引室１０ａ内に取り込む水素オフガス（第２流体）の流量の低下を抑制する。
【００４１】
このように、流量調整弁４０からの流量が低流量から大流量まで、エゼクタ管内を流れる事により生じる吸引力が適正に保持され、吸引室１０ａ内に水素オフガス（第２流体）が取り込まれるので、供給源の水素ガス（第１流体）と合わせてシステム内に流体を十分に循環させることができる。
【００４２】
なお、システム停止（流量調整弁４０が弁閉）時には、ニードル２８の円錐状部２８ａがノズルポート２８ｂに当接して、加湿流体である水素オフガス（第２流体）が流量調整弁４０側に流入するのを防止するので、低温（凍結）時の作動にも支障をきたさない。
【００４３】
このように、流量調整弁とエゼクタ装置を一体化したので、流量調整弁の二次側ポートと、エゼクタ装置との間に、圧損の原因となる配管部材がないため、ノズルでの第１流体の流速を大きくできる。したがって、エゼクタ装置の第２流体に対する吸引力を高めることができる。また、エゼクタ装置がコンパクト化され、安価となる。
【００４４】
図４は第２実施形態のエゼクタ装置の弁開度小時の断面図であり、第１実施形態と同様な要素には同符号を付記して詳細な説明は省略する。この第２実施形態は、流量調整弁４０の第１弁部材２Ａとニードルとを別体にした例である。図４の拡大図に示したように、第１弁部材２Ａは、ボール８ａに当接する円筒部２５′と第１弁体２６′とから構成されており、第１弁体２６′内のロック剤２９により弁棒２２（第２弁部材２Ｂ）に固着されている。
【００４５】
ボール８ａにはボール受け８ｂが当接されている。ニードル２８′は弁収容室２０ａ内の端部にフランジ部２８ｂ′を有しており、このフランジ部２８ｂ′とボール受け８ｂとの間に主ばね８ｃが圧縮状態で配設されている。また、フランジ部２８ｂ′とハウジング２０との間に設定ばね８ｄが圧縮状態で配設されている。すなわち、主ばね８ｃと設定ばね８ｄは、フランジ部２８ｂ′を挟んで軸線Ｌ上で直列に配設されている。
【００４６】
なお、プランジャケース３、連結ロッド部２４とプランジャ５との連結構造、吸引子４、電磁コイル７、設定調整部４３等は第１実施形態と同様である。
【００４７】
以上の構成により、流量調整弁４０の第１弁体２６′（及び第２弁体２１）が変位する時、この弁体の変位量により、ニードル２８′は、主ばね８ｃのばね定数と設定ばね８ｄのばね定数に応じた量だけ変位する。このばね定数の関係は、
設定ばね８ｄのばね定数＜主ばね８ｃのばね定数
の関係が好ましい。
【００４８】
このように、第２実施形態では、設定ばね８ｄと主ばね８ｃとの関係により、第１弁体２６′（及び第２弁体２１）の変位量に対してニードル２８′の変位量を大きくできるので、第１弁体２６′（及び第２弁体２１）のストロークを小さくでき、流量制御弁４０′を小型化できる。
【００４９】
図５は第３実施形態のエゼクタ装置の弁開度小時の断面図であり、サイズは異なるが第１実施形態と同様な要素には同符号を付記して詳細な説明は省略する。第１実施形態及び第２実施形態の流量調整弁４０は複座式制御弁であるが、この第３実施形態の流量調整弁４０′は単座式制御弁である。この実施形態のエゼクタ装置は第１のハウジング１０と第２のハウジング２０′を有している。
【００５０】
ハウジング１０には、前記実施形態と同様に、吸引室１０ａ、流通路１０ｂ、第２流体導入ポート１０ｃが形成されている。ハウジング２０′には、ノズル３０の軸線Ｌ上で該ノズル３０の上流側に位置する弁収容室２０ａ′と、弁収容室２０ａ′の底部をノズル３０の中空部３０ａに連通する二次側ポート２０ｂ′と、図示しない水素タンク等の供給源が形成されている。ノズル３０は前記実施形態と同様に、ハウジング２０′の二次側ポート２０ｂ′側に取り付けられている。弁収容室２０ａ′内には流量調整弁４０′が収容されている。
【００５１】
流量調整弁４０′は、弁ハウジング１′を有している。弁ハウジング１′には、入口ポート２０ｃ′に連通する一次側ポート１ｂ′と、一次側ポート１ｂ′に連通する弁室１２′とが形成されている。弁ハウジング１′の端部には弁座部材１７ｂと弁ガイド１６が固定されている。弁座部材１７ｂには弁ポート１７が形成されている。弁ガイド１６には中心にスライド孔１６ａが形成されるとともに、スライド孔１６ａの周囲に二次側ポート１６ｂが形成されている。
【００５２】
弁室１２′、弁ポート１７、弁ガイド１６内には、軸線Ｌに沿った方向に変位可能な弁部材２″が延在されている。弁部材２″は、弁室１２′内に配置され、円筒形状で弁座部材１７ｂに対して接離可能な弁体２６″と、弁体２６″から延びる連結ロッド部２４と、第１実施形態と同様な球状部２７と、球状部２７から下方に伸びるニードル２８とを有している。これら、弁体２６″、連結ロッド部２４、球状部２７、ニードル２８は一体に形成されている。
【００５３】
なお、プランジャケース３、連結ロッド部２４とプランジャ５との連結構造、吸引子４、電磁コイル７、設定調整部４３等は前記実施形態と同様である。
【００５４】
以上の構成により、電磁コイル７を励磁することにより、弁部材２″が図５において左側に変位し、弁体２６″が弁座部材１７ｂから離間して、弁開状態となる。電磁コイル７に印加する電流値により弁ポート１７の開度が制御される。また、電磁コイル７の励磁を無くすことにより、弁体２６″が弁座部材１７ｂに着座し、弁閉となる。
【００５５】
また、電磁コイル７への通電量の制御時に、弁体２６″の弁開度が調整されるとともに、ニードル２８は弁体２６″と連結されているので、弁開度に応じてニードル２８も変位する。これにより、ノズルポート３０ｂとニードル２８の円錐状部２８ａとの間の隙間量（開口面積）が変化し、第１実施形態、第２実施形態と同様に、ノズル３０から噴出する水素ガスの速度が調整される。
【００５６】
この第３実施形態では、流量調整弁４０′が単座式制御弁であり、流量調整弁４０′に流れる水素ガス（第１流体）が小流量のシステムに適しており、エゼクタ装置としてコンパクト化されている。
【００５７】
なお、この第３実施形態の単座式制御弁においても、前記弁体２６″とニードル２８との間に前記第２実施形態と同様な主ばね及び設定ばねを設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０      第１のハウジング
１０ａ    吸引室
１０ｂ    流通路
１０ｃ    第２流体導入ポート
２０      第２のハウジング
２０ａ    弁収容室
２０ｂ    二次側ポート
２０ｃ    入口ポート
２０ｄ    出口ポート
２０ｅ    出口ポート
３０      ノズル
３０ａ    中空部
３０ｂ    ノズルポート
４０      流量調整弁
Ｌ        軸線
１        弁ハウジング
１ａ      第２の二次側ポート
１ｂ      一次側ポート
１１      副第２弁室
１２      第１弁室
１３      第２弁ポート
１３ａ    第２弁座
１４      主第２弁室
１６      弁ガイド
１６ａ    スライド孔
１６ｂ    第１の二次側ポート
１７      第１弁ポート
１７ａ    第１弁座
１７ｂ    弁座部材
２        複弁部材
２Ａ      第１弁部材
２Ｂ      第２弁部材
２１      第２弁体
２２      弁棒
２４      連結ロッド部
２５      円筒部
２５ａ    挿入孔
２６      第１弁体
２７      球状部
２８      ニードル
２８ａ    円錐状部
２９      ロック剤
４        吸引子
５        プランジャ
７        電磁コイル
８ａ      ボール
２５′    円筒部
８ｂ      ボール受け
２８′    ニードル
２８ａ′  円錐状部
２８ｂ′  フランジ部
８ｃ      主ばね
８ｄ      設定ばね
２０′    ハウジング
２０ａ′  弁収容室
４０′    流量調整弁
１２′    弁室
２″      弁部材
２６″    弁体
【図１】
2014114765.tif 000003
【図２】
2014114765.tif 000004
【図３】
2014114765.tif 000005
【図４】
2014114765.tif 000006
【図５】
2014114765.tif 000007
【図６】
2014114765.tif 000008