(57)【要約】【課題】  遮断弁のシール性を向上させることのできるガス消費機器の停止方法を提供する。【解決手段】  ガス消費機器としての燃料電池１にガス配管１０を介して水素を貯蔵したタンク１１が接続される。ガス配管１０には水素の流通を遮断する１次遮断弁１３が設けられている。燃料電池１は燃料電池電気自動車に搭載されるものとし、車両側から燃料電池の発電を停止するイグニッションスイッチのオフ信号が制御装置４０に入力されると、制御装置４０は、１次遮断弁１３を閉弁させる。このとき、燃料電池１を発電続けることによって、１次遮断弁１３の下流側の水素を消費させ、１次遮断弁１３の１次側と２次側に圧力差を生成させる。所定の圧力差が生成されたとき、燃料電池１に接続される負荷５０を切り離して発電を停止させる。このように、発電停止時に、１次遮断弁１３の１次側と２次側に圧力差が生成されるので、その圧力差で１次遮断弁１３のシール性が向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス消費機器の停止方法であって、
前記ガス消費機器に燃料ガスを供給するガス配管が接続され、前記ガス配管には前記燃料ガスの流通を遮断する遮断弁が配設され、
前記ガス消費機器を停止する際には、
前記遮断弁を閉弁させ、
前記ガス配管における前記遮断弁の上流と下流との圧力差が所定値になるまで前記ガス配管内の燃料ガスを消費させた後、前記ガス消費機器を停止させることを特徴とするガス消費機器の停止方法。
【請求項２】
前記遮断弁を閉弁させた状態で、前記遮断弁の上流と下流との圧力差が所定値になるまで前記ガス配管内の燃料ガスを消費する消費時間を所定時間として予め設定し、
前記遮断弁を閉弁させた後、前記設定した所定時間で前記ガス配管内の燃料ガスを消費させた後、前記ガス消費機器を停止させることを特徴とする請求項１に記載のガス消費機器の停止方法。
【請求項３】
前記ガス配管における前記遮断弁の下流側には燃料ガスの圧力を減圧する減圧弁が配設され、前記所定時間は前記減圧弁の制御圧力に応じて設定されたことを特徴とする請求項２に記載のガス消費機器の停止方法。
【請求項４】
前記ガス消費機器は燃料電池であるとし、
前記遮断弁を閉弁させた後、前記燃料ガスと酸素とを反応させる、または前記燃料電池内の水分を除去するためのパージを行うことによって前記ガス配管内の燃料ガスを消費することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス消費機器の停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガス消費機器の停止方法にかかり、特に、ガス消費機器に燃料ガスを供給するためのガス配管に遮断弁が設けられたガス消費機器の停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  ガス消費機器としては例えば燃料電池が知られている。燃料電池のアノード極、カソード極にそれぞれガス配管を介して水素タンクとエアコンプレッサが連結され、水素および酸素の供給を受けて電気化学反応により燃料電池が発電を行う。水素は貯蔵効率を高めるため通常、加圧された状態で水素タンクに貯蔵され、そこから高圧で水素が供給される。このため、ガス配管には減圧弁を設け、所定の圧力にまで減圧した水素を供給することになる。このようなガス供給装置は例えば特許文献１で開示された技術などが知られている。
これは、ガス配管に設けた弁減圧弁が故障時に、加圧された燃料ガスが十分に減圧されない状態で下流側に供給されてしまったときのガス消費機器の停止および再起動方法で、ガス配管における減圧弁の上流および下流に遮断弁を設け、下流側の遮断弁を上流側の遮断弁よりも先に開弁させることで、異常停止を回避する技術である。
【特許文献１】  特開２００４−１００５８３号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  燃料電池はさまざまな用途が考えられる。例えば電気自動車に搭載して燃料電池電気自動車として使用した場合、低温環境での使用があり得る。しかしながら、従来の技術のようにガス配管に遮断弁を設けた場合には、低温慣環境下の遮断弁のシール特性は期待できず、このため、低温環境で燃料電池電気自動車を使用した場合に、遮断弁などのシール性が低下し、水素が下流側にリークするといった問題があった。
本発明は、前記従来の問題点に鑑み、遮断弁のシール性を向上させ、低温環境下でも燃料ガスのリークを抑えることのできるガス消費機器の停止方法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】
【０００４】  そのため、請求項１に記載の発明は、ガス消費機器の停止方法であって、前記ガス消費機器に燃料ガスを供給するガス配管が接続され、前記ガス配管には前記燃料ガスの流通を遮断する遮断弁が配設され、前記ガス消費機器を停止する際には、前記遮断弁を閉弁させ、前記ガス配管における前記遮断弁の上流と下流との圧力差が所定値になるまで前記ガス配管内の燃料ガスを消費させた後、前記ガス消費機器を停止させるものとした。
これによって、ガス消費機器を停止したときに、前記遮断弁の上流と下流に所定値以上の圧力差を生成させることができる。【０００５】  請求項２に記載の発明は、前記遮断弁を閉弁させた状態で、前記遮断弁の上流と下流との圧力差が所定値になるまで前記ガス配管内の燃料ガスを消費する消費時間を所定時間として予め設定し、前記遮断弁を閉弁させた後、前記設定した所定時間で前記ガス配管内の燃料ガスを消費させた後、前記ガス消費機器を停止させるものとした。
これによって、遮断弁を閉弁させた後、時間の経過を確認するだけで、ガス消費機器を停止させることができる。【０００６】  請求項３に記載の発明は、前記ガス配管における前記遮断弁の下流側には燃料ガスの圧力を減圧する減圧弁が配設され、前記所定時間は前記減圧弁の制御圧力に応じて設定されたものとした。
これによって、減圧弁が動作時の制御圧力に応じて、最短の時間でガス消費機器を停止させることができる。【０００７】  請求項４に記載の発明は、前記ガス消費機器は燃料電池であるとし、前記遮断弁を閉弁させた後、前記燃料ガスと酸素とを反応させる、または前記燃料電池内の水分を除去するためのパージを行うことによって前記ガス配管内の燃料ガスを消費するものとした。
これによって、ガス消費機器が燃料電池の場合であっても、遮断弁の上流と下流に所定値以上の圧力差を生成させることができる。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、燃料電池などのガス消費機器を停止したときに、遮断弁の上流と下流に所定値以上の圧力差が生成され、その結果、燃料ガスの流通を遮断する遮断弁内の弁体に作用する力を強め、遮断弁のシール性を向上させることができる。したがって、低温によりシール性が低下したとしても、ガス消費機器が停止している間に、遮断弁から燃料ガスが下流側にリークすることが有効に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  以下、ガス消費装置について燃料電池電気自動車に搭載される燃料電池により説明を行う。図１は、燃料電池電気自動車搭載の燃料電池システムの構成を示す図である。
燃料電池１のアノード極の入口にガス配管１０を介してタンク１１が接続されている。ガス配管１０にはタンク１１からの順でタンク遮断弁１２、１次遮断弁１３、１次減圧弁１４、リリーフ弁１５、２次遮断弁１６、２次減圧弁１７、エゼクタ１８が順次に設けられる。【００１０】  タンク１１には約３５ＭＰａの高圧水素が貯蔵されている。発電時にはタンク１１から水素が供給され、供給された水素は、１次減圧弁１４で１次減圧され、２次減圧弁１７で２次減圧されて所定の圧力となって燃料電池１のアノード極に供給される。１次減圧弁１４の設定圧力は１ＭＰａで、２次減圧弁１７の設定圧力は０．５ＭＰａである。
したがって、ガス配管１０は、１次減圧弁１４、２次減圧弁１７を境に、それぞれ圧力の異なるラインに分割されることとなる。１次減圧弁１４の上流側が最大約３５ＭＰａの高圧が生成される高圧ライン１０ａで、１次減圧弁１４と２次減圧弁１７の間が１ＭＰａの中圧が生成される中圧ライン１０ｂで、２次減圧弁１７と燃料電池１の間は０．５ＭＰａ以下の低圧が生成される低圧ライン１０ｃである。【００１１】  ガス配管１０では、１次遮断弁１３が高圧ライン１０ａに位置し、その両側に１次側の圧力を検出する第１圧力センサ２１、２次側の圧力を検出する第２圧力センサ２２が設けられている。
リリーフ弁１５は中圧ライン１０ｂに位置し、その動作圧力は、中圧ライン１０ｂの仕様圧力である１ＭＰａより高く設定される。したがって中圧ライン１０ｂに仕様圧力以上の圧力が生じた場合は、リリーフ弁１５が開弁することによって、水素が放出され中圧ライン１０ｂの圧力を下げることができる。このリリーフ弁１５には中圧ライン１０ｂの圧力を検出する中圧センサ２３が設けられている。【００１２】  エゼクタ１８は低圧ライン１０ｃに位置し、その一端がアノード極の出口に接続された循環用のガス配管２０と接続され、アノード極から排出された未反応ガスを戻すようにしている。ガス配管２０には燃料電池１内で生成された生成水などを排出するためのパージ弁１９が設けられている。
タンク１１から燃料電池１のアノード極に至るガス配管１０、２０およびその関連部品は以上のように構成されるが、燃料電池１のカソード極側には図示しないガス配管とエアコンプレッサが接続され、燃料電池１のカソード極に空気を供給できるようになっている。燃料電池１では、アノード極に供給される水素とカソード極に供給される空気中の酸素とを電気化学反応させて発電が行われる。【００１３】  この燃料電池１に接続される負荷５０として走行用モータ以外に前記したエアコンプレッサのような補機などが含まれる。また、負荷５０および１次遮断弁１３、２次遮断弁１６、パージ弁１９、第１圧力センサ２１、第２圧力センサ２２、中圧センサ２３が制御装置４０に接続されている。制御装置４０は燃料電池１を制御するために、車両側からイグニッションスイッチ信号が入力されるようになっている。【００１４】  図２は、１次遮断弁の構成を示す図で、図２の（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
１次遮断弁１３は、電磁力で駆動する弁で、円筒状のコイル３１の中心にプランジャ３２が設けられている。なお、この１次遮断弁１３は、いわゆるキックパイロット式の電磁弁であり、１次側と２次側の圧力差が大きい場合にでも比較的小さな電磁力で開弁できるものとしている。このため、１次側と２次側の差圧の関係で、差圧が大きい場合は、１次遮断弁１３は、コイル３１の電磁力により一度に開弁することはせず、２段階で開弁するように構成されている。以下、この１次遮断弁１３の構成及び作用を説明する。【００１５】  プランジャ３２は、バネ３５によって下方へ付勢されている。プランジャ３２は、その下部に弁体３３の上部が内挿されるプランジャ孔（支持孔）３２ａを備えている。プランジャ孔３２ａの下方には段部３２ｂが設けてあり、プランジャ３２が上方に移動した場合、弁体３３の小径部３３ｂの下部と段部３２ｂの上部とが係合するように構成されている。なお、プランジャ孔３２ａの上部（天面）と段部３２ｂの上部との距離は、前記した２段階の開弁を実現するため、コイル３１の電磁力によりプランジャ３２が上下する移動距離よりも小さく設定されている。【００１６】  弁体３３は、大径部３３ａと小径部３３ｂを上下に所定間隔を置いて備え、大径部３３ａが弁孔３０によってスライド自在に支持され、小径部３３ｂがプランジャ３２の下端部に形成されたプランジャ孔３２ａによってスライド自在に支持されている。大径部３３ａ及び小径部３３ｂはそれぞれ通路３３ｄ，３３ｅを備えており、１次側の配管口とプランジャ孔３２ａの上部とを連通している。また、弁体３３は、１次側と２次側の差圧が大きい場合の１段階目の開弁で機能して、１次側（プランジャ孔３２ａの上部）と２次側とを連通する小径の貫通孔３３ｃを備えている。この貫通孔３３ｃは、閉弁時には、プランジャ３２の下部に設けられたシール３２ｃにより塞がれ、１次側と２次側とを遮断している。なお、１次遮断弁１３の弁座３０Ａには２次側に連通する２次側連通孔３０ａを備えているが、この２次側連通孔３０ａの孔径は、貫通孔３３ｃの孔径に比べて大径にしてある。
大径部３３ａの下端面にはリング状のシート３４が設けてある。一方、弁座３０Ａには、２次側連通孔３０ａの外周を所定距離置いて取り囲むリング状の突起が設けてある。このシート３４と弁座３０Ａの突起とでシールが行われ、１次側と２次側とを遮断している。【００１７】  （１次遮断弁の開弁）
１次遮断弁１３は以上のように構成されていることから、１次側と２次側に圧力差がある状態でコイル３１に通電すると、電磁力によってプランジャ３２がまず引き上げられる。このとき、１次側は高圧が加えられている場合、貫通孔３３ｃの部分に加わる差圧による力がプランジャ３２の上方への移動を阻止しようとする。しかし、貫通孔３３ｃの孔径は２次側連通孔３０ａの孔径よりも小径で狭いことから、差圧による力（プランジャ３２の上方への移動を阻止する力）は電磁力（プランジャ３２を上方へ移動させようとする力）よりも小さく、プランジャ３２が上方に移動する。これにより、１次側のガスが、貫通孔３３ｃの狭い通路を通して徐々に２次側に流れ込み始める（１段階目の開弁）。【００１８】  次に、プランジャ３２はさらに上方へ移動するが、やがて小径部３３ｂの下部と段部３２ｂの上部とが係合する。コイル３１は発生した電磁力によりプランジャ３２と共に弁体３３を上方へ移動させようとするが（引き上げようとするが）、弁体３３には、貫通孔３３ｃの孔径よりも大径の２次側連通孔３０ａ（シート３４の内径分）による大きな差圧の力が作用しているため、プランジャ３２の上方への移動は停止する。【００１９】  このプランジャ３２の上方への移動が停止している間も、狭い連通孔３３ｃを通して１次側から２次側へとガスが流れ込んでおり、１次側と２次側の差圧は徐々に小さくなっている。やがて、差圧の力が電磁力よりも小さくなると、弁体３３が弁孔３０をスライドしてプランジャ３２により上方へ引き上げられる。これにより、１次遮断弁１３が完全に開弁して１次側と２次側とを連通させ、完全開弁状態となる（２段階目の開弁）。【００２０】  （１次遮断弁の閉弁）
コイル３１への通電が遮断されたとき、バネ３５の付勢力でプランジャ３２が下がり（下方に移動し）、弁体３３は弁座３０Ａに押し付けられ、シート３４の変形によって１次側と２次側の連通が遮断される。このとき、小径部３３ｂの貫通孔３３ｃもプランジャ３２の支持孔３２ａの端面に設けられたシール３２ｃによって塞がれ、１次遮断弁１３が閉弁状態になる。
このように、１次遮断弁１３が閉弁したとき、弁体３３がバネ３５の付勢力で、弁座３０Ａに押し付けられるが、低温下ではシート３４の変性で、バネ３５の付勢力ではシート３４が十分に変形せず、その結果水素ガスが２次側にリークしてしまうことがある。【００２１】  ちなみに、バネ３５の付勢力を大きくすれば、シート３４によるシール性は良好になるが、開弁の際に大きな電磁力が必要となり、コイル３１による消費電力が大きくなって好ましくない。
ここで、１次側と２次側に圧力差を生じさせれば、その圧力差によってバネ３５の付勢力に加えて弁体３３を押し付ける力を強めることができる。これによって、シール性の向上を実現することができる。【００２２】  次に、制御装置４０における燃料電池１の発電停止時の制御の流れについて説明する。
図３は、発電停止時の制御の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートは車両側からイグニッションスイッチのオフ信号が入力されたときに実行するものとする。
車両側からイグニッションスイッチオフ信号が入力されると、ステップＳ１において、１次遮断弁１３に閉弁信号を出力して閉弁させる。
ステップＳ２において、第１圧力センサ２１によって検出された１次側の圧力Ｐ１を入力する。
ステップＳ３において、１次側の圧力Ｐ１によってタンク１１内の圧力が５ＭＰａ以上であるか否かを判断する。以上である場合、ステップＳ４へ進み、ここで、２次側にある第２圧力センサ２２によって検出された２次側の圧力Ｐ２を入力する。【００２３】  ステップＳ５において、負荷５０を制御して燃料電池１を例えばアイドリンク状態で発電させる。これによって、１次遮断弁１３の下流側（２次側）にある水素ガスが消費され、下流側の圧力は次第に低下する。
ステップＳ６において、１次側の圧力Ｐ１と２次側の圧力Ｐ２との圧力差を演算し、その圧力差が５ＭＰａより大きいか否かを判断する。
圧力差が５ＭＰａ以下の場合は、１次遮断弁１３の１次側と２次側には十分な圧力差が形成されていないものとして、ステップＳ５に戻り、発電を継続させる。
ステップＳ６の判断で圧力差が５ＭＰａより大きい場合には、１次遮断弁１３の１次側と２次側に十分な圧力差が形成されたものとしてステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、下流側にある２次遮断弁１６を閉弁させる。続いてステップＳ８で負荷５０を燃料電池１から切り離して発電を停止させる。発電を停止すると、カソード側のエアコンプレッサも停止される。【００２４】  このように、イグニッションスイッチのオフ信号が入力された場合は、制御装置４０は、１次遮断弁１３を閉弁させた状態で、負荷５０を制御して燃料電池１の発電を続けさせたので、１次遮断弁１３の１次側と２次側に５ＭＰａ以上の圧力差を生成させることができる。したがって、１次遮断弁１３においては、弁体３３にバネ３５（図２参照）の付勢力に加えて、圧力差によって形成された圧力がさらに加えられ、弁体３３を弁孔３０の端面に押える力を強めることができる。この結果、シート３４からリークしやすい低温環境下でもシール性を向上させることができる。【００２５】  図４は、本発明に係るガス消費機器の停止方法を利用した場合のシール性に関する試験結果を示す図である。
図５は、従来のように閉弁させたと同時に燃料電池の発電を停止させた場合のシール性に関する試験結果を示す図である。
なお、試験の実施条件としては通常の停止方法で水素がリークしやすいマイナス４０度に設定した。また、リークを容易に観察するために、１次遮断弁１３を閉弁させたときに、タンク１１から水素が補充されないようにタンク遮断弁１２も閉弁させた。なお、図４、図５は、燃料電池１の発電を停止してからスタートする１次側の圧力Ｐ１と２次側の圧力Ｐ２を示している。【００２６】  図４によれば、燃料電池１の発電を停止させてから、下流側にある１次減圧弁１４などのリークにより水素がリークして２次側の圧力Ｐ２が時間の経つにつれて下がっていくのに対して、１次側の圧力Ｐ１はほぼ一定値を維持している。すなわち、１次側から２次側に水素のリークがないことが認められる。これは、燃料電池１の発電を停止させたとき、１次遮断弁１３の１次側と２次側に５ＭＰａの圧力差を生成させたために、弁体３３が強く弁孔３０（図２参照）の端面に押し付けられ、シート３４が十分に変形し低温環境下でも高いシール性を実現したものと考えられる。【００２７】  一方、従来の停止方法を用いる図５では、１次減圧弁１４などのリークにより２次側の圧力Ｐ２が下がって行くにしたがって、１次側の圧力Ｐ１も同じように下がって行くため、リークが発生していると認められる。そして、２次側の圧力Ｐ２が下がっていても、１次側の圧力Ｐ１も下がるので、時間が経っても大きな圧力差が生成されないので、発電停止中にシール性が向上することはない。【００２８】  次に、第２の実施の形態について説明する。
前記第１の実施の形態では、１次遮断弁１３の１次側と２次側の圧力差を生成するために１次遮断弁１３を閉弁させた後も燃料電池１の発電を続け、所定の圧力差が生成されたとき、燃料電池１の発電を停止させる。その圧力差の検出は１次遮断弁１３の１次側の第１圧力センサ２１と２次側の第２圧力センサ２２によって行われたが、第２の実施の形態では、圧力センサの使用を省くようにしている。すなわち、第２の実施の形態は、図１に示す構成から第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２を省き、圧力差を推定することによって燃料電池１の停止タイミングを図り燃料電池１の発電を停止させる。【００２９】  燃料電池では、発電電流によって水素の消費量を求めることができる。したがって、１次遮断弁１３が閉弁している状態では、発電電流と燃料電池１の発電時間を計測すれば、１次遮断弁１３の２次側の圧力下降量を求めることができる。ところで、２次側に１次減圧弁１４が設けられているため、この１次減圧弁１４の制御圧力によって時間差が出る。【００３０】  図６は、減圧弁における制御圧力と流量の特性を示す。
これは、減圧弁が流量増加時と流量減少時とで制御圧力の特性が異なることを示している。減圧弁の特性として、制御圧力は、下流側の消費流量が増加したときはｍ値で、消費流量が減少したときは一旦ｎ値に制御された後、除々にｍ値に近づく特性をもっている。減圧弁のバルブは制御圧力がｍ値のときは開いており、ｎ値およびｎ値からｍ値への移行中（図６に示すＡ１）は閉じている。
このことを利用し、減圧弁の制御圧力がｍ値にあるときには、減圧弁のバルブが開弁していることから、１次側の水素が２次側へ流出しやすいため、燃料電池の発電時間は比較的に短い時間（例えば１秒）に設定する。また、減圧弁の制御圧力がｍ値よりも高いｎ値またはｎ値からｍ値への移行中であるときは、減圧弁が閉弁しているため、減圧弁が開弁して２次側に流出するまでの開弁時間が必要になるため、制御圧力がｍ値であるときと比較して長い時間（例えば２０秒）に設定する。【００３１】  減圧弁がｎ値にあるか、ｍ値にあるかは、制御圧力を測定することで判定ができるが、別の方法も多数ある。例えば上流側の圧力を検出して、その圧力が遅延することなく下がった場合、減圧弁がｍ値またはｎ値からｍ値へ移行中にあると判定することができ、上流側の圧力が維持された場合は、減圧弁１４がｎ値からｍ値へ移行中にあると判定することができる。したがって、減圧弁がｍ値のときとそれ以外のときにそれぞれ異なる発電時間を設定すれば、減圧弁の制御圧力を検出することによって異なる時間を適用して所定の圧力差を生成させながら、最短の時間で発電を停止させることができる。【００３２】  次に、制御装置４０ａにおける燃料電池１の発電停止時の制御の流れについて説明する。
図７は、第２の実施の形態における発電停止時の制御の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートもイグニッションスイッチのオフ信号が入力されたときに実行するものとする。
車両側からイグニッションスイッチのオフ信号が入力されると、ステップＳ１１において１次遮断弁１３に閉弁信号を出力して閉弁させる。
ステップＳ１２において、前記した方法を利用して１次減圧弁１４の制御圧力を判定する。制御圧力判定の結果、１次減圧弁１４の制御圧力がｍ値のとき、ステップＳ１３へ進み、燃料電池を発電させる。【００３３】  ステップＳ１４において、１次遮断弁１３を閉弁させてから１秒を経過したか、または中圧センサ２３の検出値で中圧ライン１０ｂの圧力が７００ＫＰａ以下になったかを判定する。そのいずれかが満たされれば、ステップＳ１５へ進み、２次遮断弁１６を閉弁させる。続いてステップＳ１６で負荷５０を切り離して発電を停止させる。両方とも満たされない場合には、ステップＳ１３へ戻り、発電を継続させる。【００３４】  ステップ１２で制御圧力がｍ値よりも高いと判定された場合には、ステップＳ１７において、燃料電池を発電させる。
ステップＳ１８において、１次遮断弁１３を閉弁させてから２０秒を経過したか、または中圧センサ２３の検出値で中圧ライン１０ｂの圧力が７００ＫＰａ以下になったかを判定する。そのいずれかが満たされれば、ステップＳ１９へ進み、２次遮断弁１６を閉弁させ、続きのステップＳ１６で負荷５０を切り離して発電を停止させる。両方とも満たされない場合には、ステップＳ１７へ戻り、発電を継続させる。【００３５】  第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様にイグニッションスイッチオフ信号が入力された場合は、制御装置４０ａは、１次遮断弁１３を閉弁させた状態で、負荷５０を制御して燃料電池１の発電を続けさせたので、１次遮断弁１３の１次側（上流側）と２次側（下流側）に５ＭＰａ以上の圧力差を生成させることができる。したがって、１次遮断弁１３においては、１次遮断弁１３を閉弁させたとき、弁体３３にバネ３５の付勢力に加えて、圧力差によって形成された圧力がさらに加えられ、弁体３３を弁孔３０の端面に押える力を強め、リークしやすい低温環境下でもシール性を向上させることができる。【００３６】  また、第２の実施の形態では、１次遮断弁１３の１次側の圧力と２次側の圧力を検出する圧力センサを省くことができるため、第１の実施の形態に比べると、より低コストで構成できる効果が同時に得られる。
なお、前記各実施の形態では、水素の消費は燃料電池１を発電させることによって行ったが、発電である必要がなく、例えばパージ弁１９を開弁させて、燃料電池内の水分を除去するためのパージを行うことで、ガス配管内の水素を排出して消費させることもできる。【００３７】  本実施の形態では、ガス消費機器として燃料電池について説明したが、燃料電池に限らず、燃料ガスを燃料とするエンジン自動車でも本発明を適用できることはいうまでもない。また、実施の形態においては、１次遮断弁１３のシール性向上について説明したが、タンク遮断弁１２、２次遮断弁１６にも適用できる。もちろん、各遮断弁単独でも、共同でも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】  燃料電池電気自動車搭載の燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】  １次遮断弁の構成を示す図である。
【図３】  発電停止時の制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】  本発明に係る停止方法を利用した場合のシール性に関する試験結果を示す図である。
【図５】  閉弁させたと同時に燃料電池の発電を停止させた場合のシール性に関する試験結果を示す図である。
【図６】  減圧弁の圧力特性を示す図である。
【図７】  第２の実施の形態における発電停止時の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】  １    燃料電池
１０    ガス配管
１０ａ  高圧ライン
１０ｂ  中圧ライン
１０ｃ  低圧ライン
１１    タンク
１２    タンク遮断弁
１３    １次遮断弁
１４    １次減圧弁
１５    リリーフ弁
１６    ２次遮断弁
１７    ２次減圧弁
１８    エゼクタ
１９    パージ弁
２０    ガス配管
２１    第１圧力センサ
２２    第２圧力センサ
２３    中圧センサ
３０    弁孔
３１    コイル
３２    プランジャ
３２ａ  支持孔
３３    弁体
３３ａ  大径部
３３ｂ  小径部
３３ｃ  貫通孔
３４    シート
３５    バネ
４０、４０ａ    制御装置
５０    負荷
【図１】
2006156320.tif 000003
【図２】
2006156320.tif 000004
【図３】
2006156320.tif 000005
【図４】
2006156320.tif 000006
【図５】
2006156320.tif 000007
【図６】
2006156320.tif 000008
【図７】
2006156320.tif 000009