(57)【要約】【課題】効果的且つ確実に高い反応性をもって異常な高圧を回避することが可能な一方、サイズダウンを図った安全装置を提供すること。【解決手段】貫通孔２１と、該貫通孔内で変位して該貫通孔の第１の部分を開閉させる変位部材２６とを備えて成る、流入しようとする異常に高圧な流体から装置を保護する安全装置において、前記貫通孔２１内で変位して該貫通孔の第２の部分を開閉させる第１の弁部材２８と、該第１の弁部材２８及び前記変位部材２６を、常時は前記貫通孔２１を開放する位置に保持し、異常な高圧Ｐ2が生じた場合には前記貫通孔２１の閉鎖位置へ変位させるよう調整された係止手段とを備える構成とした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔（２１）と、
該貫通孔内で変位して該貫通孔の第１の部分（４２）を開閉させる変位部材（２６）と
を備えて成る、流入しようとする異常に高圧（Ｐ2）な流体から装置（２）を保護する安全装置において、
前記貫通孔（２１）内で変位して該貫通孔の第２の部分（４１）を開閉させる第１の弁部材（２８）と、
該第１の弁部材（２８）及び前記変位部材（２６）を、常時は前記貫通孔（２１）を開放する位置に保持し、異常な高圧（Ｐ2）が生じた場合には前記貫通孔（２１）の閉鎖位置へ変位させるよう調整された係止手段（２２，２３，２７）と
を備える構成としたことを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記係止手段（２２，２３，２７）を、前記変位部材（２６）が前記貫通孔（２１）を開放する第１の位置と前記変位部材（２６）が前記貫通孔（２１）を閉鎖する第２の位置の間を移動するよう所定の穴（４８）内に設けられた係止部材（２７）で構成したことを特徴とする請求項１記載の安全装置。
【請求項３】
前記係止部材（２７）を前記第１の位置に復帰させるための復帰手段（３２）を設けたことを特徴とする請求項２記載の安全装置。
【請求項４】
前記変位部材（２６）及び前記係止部材（２７）をスライド状に変位するよう形成するとともに、これらの摺動方向を互いに直交させたことを特徴とする請求項２又は３記載の安全装置。
【請求項５】
前記穴（４８）を前記係止部材（２７）により第１及び第２の部分（２３，Ｖ48）に分割するとともに、前記貫通孔（２１）と該第１の部分（２３）を接続する接続路（２２）を設け、この第１の部分（２３）における圧力上昇に伴い前記係止部材（２７）をその第２の部分方向へ変位させることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の安全装置。
【請求項６】
前記第１の部分（２３）における圧力を減少させない限り、前記係止部材（２７）が前記第２の部分から前記第１の部分（２３）に復帰できないよう構成したことを特徴とする請求項５記載の安全装置。
【請求項７】
前記変位部材（２６）が前記貫通孔（２１）を開放する位置にある場合のみ、該変位部材（２６）により前記貫通孔（２１）を開放する位置に前記第１の弁部材（２８）を保持することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の安全装置。
【請求項８】
前記第１の弁部材（２８）を前記変位部材（２６）の上流側に配置するとともに、この変位部材（２６）を、これが前記貫通孔（２１）を閉鎖する位置から開放する位置へ摺動する際に、前記第１の弁部材（２８）を押圧し、該第１の弁部材（２８）を前記貫通孔（２１）が開放される位置へもたらすよう構成したことを特徴とする請求項７記載の安全装置。
【請求項９】
前記第１の弁部材（２８）の下流側に前記貫通孔（２１）の中央部（２１Ａ）を形成するとともに、該中央部（２１Ａ）に流出路（２４）を設け、前記第１の弁部材（２８）が前記貫通孔（２１）を閉鎖する位置にある場合のみ、少なくとも前記流出路（２４）から流体を流出させることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の安全装置。
【請求項１０】
前記変位部材（２６）を、前記第１の弁部材（２８）の下流側に配置するとともに、前記貫通孔（２１）を閉鎖する位置に至る前に前記流出路（２４）と連通するよう構成したことを特徴とする請求項９記載の安全装置。
【請求項１１】
前記貫通孔（２１）と前記係止手段の一部を構成する前記第１の部分（２３）を接続する接続路（２２）を設け、
該接続路（２２）に第２の弁部材（２９）及び弾性要素（３３）を設け、
該弾性要素（３３）を、前記第２の弁部材（２９）の下流側における圧力が所定の圧力を超過した場合に、この第２の弁部材（２９）がその上流側へ変位せしめられるよう調整した
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の安全装置。
【請求項１２】
前記第１の部分（２３）を流体が漏洩しないよう密閉して構成する一方、該第１の部分（２３）に流体を流出させる手段（２５，３０，３３）を設けたことを特徴とする請求項１１記載の安全装置。
【請求項１３】
前記第２の弁部材（２９）に作用する前記弾性要素（３３）の弾発力を調整する手段（２０Ｂ）を設けたことを特徴とする請求項１１又は１２記載の安全装置。
【請求項１４】
当該安全装置の本体部（２０）の外部から前記変位部材（２６）及び前記第１の弁部材（２８）の位置を監視することができるようインジケータ（２６Ｂ）を備える構成としたことを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の安全装置。
【請求項１５】
前記貫通孔（２１）をクイックカップリングの雄部及び雌部（８，９）の一方（９）に適合させるため、当該安全装置にこのクイックカップリングの雄部及び雌部（８，９）の他方（８）を適合させたことを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の安全装置。
【請求項１６】
圧力を負荷された水素を貯蔵するタンク（１）と起電装置の燃料電池（２）を接続し、
該起電装置の一部を構成し、
圧力下にある水素を膨張させる少なくとも１つのエキスパンダ（４，５）を備え、
異常な高圧に対して前記燃料電池（２）を保護するよう前記エキスパンダ（４，５）の下流側に請求項１〜１５の何れかに記載の安全装置を配置して成る
ことを特徴とするサブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流入しようとする異常に高圧な流体から装置を保護する安全装置に関し、更に、この安全装置を備え、水素を圧力下で貯蔵するタンクと起電装置の一部を構成する燃料電池とを接続するサブアセンブリにも関する。
【０００２】
水素と酸素から電気を発生させる燃料電池は、酸素を例えば大気中から取り込むことができる。一方、水素はタンクからダクトを介して燃料電池へ圧送される。仮に、このダクト内に水素の異常な高圧が生じた場合、燃料電池の手前に安全装置が配置されていなければ、燃料電池に損傷が生じる危険性がある。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１及び特許文献２には、異常な高圧に対して保護可能な調圧弁を備えた安全装置が開示されている。このようなシステムにおいては、第１のダイヤフラムに連結された第１の変位部材と、第２のダイヤフラムに連結された第２の変位部材が設けられている。ここで、仮に異常な高圧が生じると、各ダイヤフラムは連結部材を介して各変位部材をその閉鎖方向へ変位させる。
【特許文献１】米国特許第３，４２４，１９４号明細書
【特許文献２】米国特許第３，２２８，４１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなシステムにおいては、２つの異なる部材が別々に第１及び第２の変位部材を動作させているため、異常な高圧に対する反応性が制限されてしまうという問題がある。
【０００５】
又、このようなシステムによれば、サイズが大型化してしまうとともに、その重量も大きくなってしまい、小型の装置に対する安全装置として使用するには不利であるという問題もある。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、効果的且つ確実に、高い反応性をもって異常な高圧を回避することが可能な一方、サイズダウンを図ることが可能な安全装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、貫通孔と、該貫通孔内で変位して該貫通孔の第１の部分を開閉させる変位部材とを備えて成る、流入しようとする異常に高圧な流体から装置を保護する安全装置において、前記貫通孔内で変位して該貫通孔の第２の部分を開閉させる第１の弁部材と、該第１の弁部材及び前記変位部材を、常時は前記貫通孔を開放する位置に保持し、異常な高圧が生じた場合には前記貫通孔の閉鎖位置へ変位させるよう調整された係止手段とを備える構成としたことを特徴としている。
【０００８】
又、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記係止手段を、前記変位部材が前記貫通孔を開放する第１の位置と前記変位部材が前記貫通孔を閉鎖する第２の位置の間を移動するよう所定の穴内に設けられた係止部材で構成したことを特徴としている。
【０００９】
又、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記係止部材を前記第１の位置に復帰させるための復帰手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
又、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記変位部材及び前記係止部材をスライド状に変位するよう形成するとともに、これらの摺動方向を互いに直交させたことを特徴としている。
【００１１】
又、請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記穴を前記係止部材により第１及び第２の部分に分割するとともに、前記貫通孔と該第１の部分を接続する接続路を設け、この第１の部分における圧力上昇に伴い前記係止部材をその第２の部分方向へ変位させることを特徴としている。
【００１２】
又、請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記第１の部分における圧力を減少させない限り、前記係止部材が前記第２の部分から前記第１の部分に復帰できないよう構成したことを特徴としている。
【００１３】
又、請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、前記変位部材が前記貫通孔を開放する位置にある場合のみ、該変位部材により前記貫通孔を開放する位置に前記第１の弁部材を保持することを特徴としている。
【００１４】
又、請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記第１の弁部材を前記変位部材の上流側に配置するとともに、この変位部材を、これが前記貫通孔を閉鎖する位置から開放する位置へ摺動する際に、前記第１の弁部材を押圧し、該第１の弁部材を前記貫通孔が開放される位置へもたらすよう構成したことを特徴としている。
【００１５】
又、請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何れかに記載の発明において、前記第１の弁部材の下流側に前記貫通孔の中央部を形成するとともに、該中央部に流出路を設け、前記第１の弁部材が前記貫通孔を閉鎖する位置にある場合のみ、少なくとも前記流出路から流体を流出させることを特徴としている。
【００１６】
又、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、前記変位部材を、前記第１の弁部材の下流側に配置するとともに、前記貫通孔を閉鎖する位置に至る前に前記流出路と連通するよう構成したことを特徴としている。
【００１７】
又、請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０の何れかに記載の発明において、前記貫通孔と前記係止手段の一部を構成する前記第１の部分を接続する接続路を設け、該接続路に第２の弁部材及び弾性要素を設け、該弾性要素を、前記第２の弁部材の下流側における圧力が所定の圧力を超過した場合に、この第２の弁部材がその上流側へ変位せしめられるよう調整したことを特徴としている。
【００１８】
又、請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記第１の部分を流体が漏洩しないよう密閉して構成する一方、該第１の部分に流体を流出させる手段を設けたことを特徴としている。
【００１９】
又、請求項１３記載の発明は、請求項１１又は１２記載の発明において、前記第２の弁部材に作用する前記弾性要素の弾発力を調整する手段を設けたことを特徴としている。
【００２０】
又、請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３の何れかに記載の発明において、当該安全装置の本体部の外部から前記変位部材及び前記第１の弁部材の位置を監視することができるようインジケータを備える構成としたことを特徴としている。
【００２１】
又、請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４の何れかに記載の発明において、前記貫通孔をクイックカップリングの雄部及び雌部の一方に適合させるため、当該安全装置にこのクイックカップリングの雄部及び雌部の他方を適合させたことを特徴としている。
【００２２】
更に、請求項１６記載の発明によれば、圧力を負荷された水素を貯蔵するタンクと起電装置の燃料電池を接続し、該起電装置の一部を構成し、圧力下にある水素を膨張させる少なくとも１つのエキスパンダを備え、異常な高圧に対して前記燃料電池を保護するよう前記エキスパンダの下流側に請求項１〜１５の何れかに記載の安全装置を配置して成ることを特徴とするサブアセンブリを提供する。
【発明の効果】
【００２３】
効果的且つ確実に高い反応性をもって異常な高圧を回避することが可能な一方、サイズダウンを図った安全装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１には水素と酸素を用いて電気を発生させる小型の起電装置が示されており、水素はタンク１内に例えば７００ｂａｒ程度の高圧下で貯蔵されている。
【００２６】
図１に示す起電装置は、タンク１に加えて、公知の方法で動作する燃料電池２、該燃料電池２とタンク１を接続するサブアセンブリ３で構成されている。ここで、サブアセンブリ３は、２つのエキスパンダ４，５と該エキスパンダ４，５の下流側に配置された安全装置６とで構成されている。この安全装置６は、エキスパンダ４，５の何れかが不具合を起こし、通常例えば４ｂａｒで水素を圧送するところ、異常な高圧で水素が圧送されるような場合に燃料電池２を保護するものである。従って、この安全装置６はエキスパンダ４，５の下流側でサブアセンブリ３のダクト７に接続されている。
【００２７】
又、サブアセンブリ３は、クイックカップリングの雄部又は雌部８を備えており、この雄部又は雌部８は安全装置６に適合するようになっている。一方、安全装置６の反対側に位置して雄部又は雌部８と対応する雄部又は雌部９は燃料電池２に適合するようになっている。
【００２８】
尚、燃料電池２は外気を吸気するための吸気口１０を備えており、この吸気口１０から吸入された空気中の酸素が電気の発生に使用される。
【００２９】
そして、安全装置６が図２〜図８に示されており、この安全装置６は、貫通孔２１が貫通された本体部２０と、接続路２２と、可変容積室２３と、第１の流出路２４と、第２の流出路２５とで構成されている。本体部２０は、更に変位部材２６と、該変位部材２６を開放位置に保持する係止部材２７と、貫通孔２１を開閉する第１の弁部材２８と、接続路２２を開閉する第２の弁部材２９と、第２の流出路２５を開閉する第３の弁部材３０と、４つのスプリング３１，３２，３３，３４とで構成されている。
【００３０】
図２〜図８には、図が煩雑とならないよう、安全装置本体部２０の一構成部材２０Ａが単体として示されているが、実際には複数の部材から成っており、これら複数の部材のうち幾つかは、安全装置本体部２０内に配置された後組み付けられる。
【００３１】
又、安全装置本体部２０の他の構成部材２０Ｂは、中空部材であり、その軸部２０Ｃにネジ山が螺刻されている。そのため、この構成部材２０Ｂは、その軸部２０Ｃで構成部材２０Ａにおけるネジ切りされた穴に螺入され、可変容積室２３の一部を形成している。構成部材２０Ｂは更に頭部２０Ｄを備えており、この頭部２０Ｄの外周には溝が刻設されている。この溝にはＯリング２０Ｅが設けられており、このＯリング２０Ｅが構成部材２０Ａ，２０Ｂ間で圧縮されることにより可変容積室２３のシールが達成されている。
【００３２】
ところで、貫通孔２１の流入口及び流出口はそれぞれダクト７及び雄部又は雌部８に接続されている。即ち、貫通孔２１は、エキスパンダ４，５から流入してくる水素の燃料電池２への流通を媒介するものである。尚、以下の説明及び特許請求の範囲における「上流」及び「下流」或いはこれらに類似する用語は、タンク１からの水素の流通方向を基準にしたものとする。
【００３３】
而して、変位部材２６は貫通孔２１の軸中心線Ｘ−Ｘ’に沿って摺動可能に設けられており、貫通孔２１の上流側部分４１と下流側部分４２を接続するセンタダクト４０がこの変位部材２６を貫通している。又、上記上流側部分４１と下流側部分４２の間には中央部２１Ａが形成されており、この中央部２１Ａでは、第１の流出路２４と通気口５６を介して外気との連通がなされている。ここで、通気口５６は、図中のＶ−Ｖ’を軸中心線とする円柱状の孔として形成されている。
【００３４】
又、変位部材２６は２つのシールリング４３，４４を備えており、一方のシールリング４３（上流側）は、変位部材２６が開放状態（図２に示す状態に相当）である際に、この変位部材２６と前記中央部２１Ａの壁面の間のシールを達成する。他方のシールリング４４もシールリング４３の下流側で同様に変位部材２６と前記中央部２１Ａの壁面の間のシールを達成する。
【００３５】
そして、変位部材２６の上流側端部には、第１の弁部材２８を上流側へ動作させるためのフィンガ４５が設けられており、このフィンガ４５は、この第１の弁部材２８をその開弁状態に保持する場合にも使用される。尚、第１の弁部材２８は球体で構成されている。
【００３６】
このとき、スプリング３１は圧縮されており、その弾発力により、変位部材２６は前記下流側部分４２における安全装置本体部２０に設けられた円錐状の弁座４６に着座せしめられる。即ち、変位部材２６が弁座４６に着座することにより貫通孔２１が閉鎖される。
【００３７】
ところが、変位部材２６はショルダ部４７を備えており、このショルダ部４７に係止部材２７が当接することにより、変位部材２６を貫通孔２１が閉鎖されない位置に保持している。尚、変位部材２６には更にショルダ部２６Ａが設けられている。
【００３８】
ここで、係止部材２７は、穴４８内においてＸ−Ｘ’方向と垂直なＹ−Ｙ’方向の２位置間を摺動するように設けられている。この２位置のうちの１つは変位部材２６の摺動を妨げない位置であり、もう１つは、図２に示すように、穴４８内に縮装されたスプリング３２により付勢されて係止部材２７とショルダ部４７が当接し、変位部材２６をその開放位置に保持する位置である。
【００３９】
又、係止部材２７の一部４９は、Ｏリング５０を備えてピストンのように穴４８に対してシールしている。この係止部材２７の一部４９は、可変容積室２３の一部を形成しつつ、この可変容積室２３と穴４８の容積の一部Ｖ48を互いに分離している。尚、穴４８の容積の一部Ｖ48は、安全装置本体部２０に設けられた貫通孔５１及び係止部材２７に設けられた貫通孔５２を介して外気と連通している。
【００４０】
そして、接続路２２が貫通孔２１における弁座４６の下流側に開口しており、貫通孔２１と可変容積室２３の連通がなされている。又、第２の流出路２５は、安全装置本体部２０の構成部材２０Ｂを貫通して設けられ、可変容積室２３と外気を接続している。更に、第２の弁部材２９と第３の弁部材３０の間にスプリング３３が縮装されており、これら第２及び第３の弁部材２９，３０がスプリング３３によりそれぞれ弁座５３，５４に対して、即ち第２及び第３の弁部材２９，３０を閉鎖するように付勢されている。このとき、安全装置本体部２０の構成部材２０Ｂの一部は弁座５４を構成している。
【００４１】
ここで、上述のように、この構成部材２０Ｂがもう一方の構成部材２０Ａ内に螺入されているが、その深さを調節することにより、両弁座５３，５４間の距離を調節し、スプリング３３による付勢力を調整することができる。即ち、構成部材２０Ｂがもう一方の構成部材２０Ａに対して変位可能であるため、特に第２の弁部材２９に対するスプリング３３による付勢力を調整することができる。
【００４２】
又、第２の弁部材２９はその閉弁位置に対する下流側からの圧力により開弁位置へ移動し、一方、第３の弁部材３０は閉弁位置に対する上流側からの圧力により開弁位置へ移動する。尚、これら第２及び第３の弁部材２９，３０は共に球体で構成されている。
【００４３】
そして、第１の弁部材２８は貫通孔２１における変位部材２６の上流側で貫通孔２１の軸中心線Ｘ−Ｘ’上を摺動するように設置されており、その閉弁位置は開弁位置に対して下流側に位置している。又、この第１の弁部材２８は、スプリング３４により弁座５５方向に付勢され、貫通孔２１の上流側部分４１を閉鎖する間この弁座５５に着座する。
【００４４】
図２には水素を約４ｂａｒで圧送する場合の安全装置が示されており、水素は、矢印Ｅ1で示すように、エキスパンダ４，５を通過して燃料電池２へ到達するよう圧送される。
【００４５】
而して、ショルダ部４７により、係止部材２７がスプリング３１の付勢力に抗して変位部材２６をその開放位置に保持する。このとき、変位部材２６は、貫通孔２１を閉鎖しない一方、貫通孔２１の上流側部分４１における第１の流出路２４を密に閉鎖している。即ち、センタダクト４０は貫通孔２１の下流側部分４２と連通している。このとき、変位部材２６と共にフィンガ４５がスプリング３４の付勢力に抗して第１の弁部材２８をその開弁位置に保持し、この位置において、この第１の弁部材２８は弁座５５から離間しており、貫通孔２１は閉鎖されていない。
【００４６】
このとき、水素は、エキスパンダ４，５から貫通孔２１の上流側部分４１に流入し、第１の弁部材２８の周囲を通過し、変位部材２６の周囲を通過した後センタダクト４０に沿って流通し、貫通孔２１の下流側部分４２へ至る。
【００４７】
更に、図２において、スプリング３３は、接続路２２を閉鎖することにより可変容積室２３が貫通孔２１内で生じる圧力変動の影響を受けないよう第２の弁部材２９を弁座５３に対して付勢している。
【００４８】
その結果、係止部材２７は、これをスプリング３２により変位部材２６を保持する位置に維持するのみで、貫通孔２１内の圧力変動にも拘らず静止状態が維持される。このように、図１に示すような通常の動作時に係止部材２７の静止状態が維持されるので、Ｏリング５０の摩耗を抑制することができ、安全装置６の機能に対する信頼性の向上を図ることができる。
【００４９】
ところで、エキスパンダ４，５のうち少なくとも何れかの不具合により貫通孔２１の下流側部分４２に異常な高圧が生じた場合、即ち、燃料電池２が損傷する危険がある限界としての所定の閾値以上の圧力Ｐ2（図３参照）が生じた場合、水素は、接続路２２内において、適当に調節されたスプリング３３の付勢力に抗して第２の弁部材２９をその開弁位置に押圧し、該第２の弁部材２９が弁座５３から離間して接続路２２が開放される。
【００５０】
すると、この接続路２２は貫通孔２１の下流側部分４２と可変容積室２３を連通させ、貫通孔２１と同様に、該可変容積室２３にも前記圧力Ｐ2が負荷され、この圧力Ｐ2により係止部材２７の一部４９がスプリング３２の付勢力に抗して上方へ摺動する。ここで、このスプリング３２は、可変容積室２３内の圧力が前記所定の閾値を超えると、係止部材２７を、変位部材２６を係止する位置から離脱させるように設定されている。
【００５１】
図３に示すように、係止部材２７が変位部材２６を係止する位置から離間されると、スプリング３１により変位部材２６が貫通孔２１を閉鎖する方向（図中左方）へ変位する（矢印Ｆ1参照）。これと同時に、第１の弁部材２８がスプリング３４によってその閉弁位置にもたらされる（矢印Ｆ2参照）。そして、係止部材２７が上方へ摺動する際、可変容積室２３の容積は水素の流入に伴い増大する。尚、水素の流れは矢印Ｅ2で示されている。
【００５２】
図４には、変位部材２６のスプリング３１による変位の途中の状態、即ち貫通孔２１が完全に閉鎖されていない状態が示されている。ここで、第１の弁部材２８は圧力Ｐ2及びスプリング３４の作用により既に弁座５５に着座している。その結果、安全装置６の下流側部分はダクト７内の圧力Ｐ2から分離される。又、図４に示す状態においては、第１の流出路２４と貫通孔２１の上流側部分４１の連通は変位部材２６により遮断されている。
【００５３】
図５には変位部材２６が弁座４６方向に摺動を継続している状態が示されており、図４と比較すると、変位部材２６は弁座４６近傍に達している。この状態においては、第１の流出路２４とセンタダクト４０が連通されており、センタダクト４０及び貫通孔２１における第１の弁部材２８の下流側にある水素は、矢印Ｅ3で示すように第１の流出口２４から流出する。従って、第１の弁部材２８の下流側における圧力Ｐ3が減少し、該圧力Ｐ3は水素の圧力が上昇しつづけてもＰ2より小さい圧力であるため、燃料電池２の損傷を防ぐことができる。
【００５４】
図６にはスプリング３１の作用により変位部材２６が弁座４６に着座した状態が示されており、変位部材２６により貫通孔２１の下流側部分４２とその上流側とが分離されている。又、センタダクト４０は、第１の弁部材２８によりこの第１の弁部材２８の上流側と分離されている。即ち、ダクト７と燃料電池２の間には圧力Ｐ2に対する二重の障壁が存在し、燃料電池２を確実に保護することが可能である。
【００５５】
又、仮に第１の弁部材２８が故障しても、貫通孔２１の中央部２１Ａとセンタダクト４０が大気圧Ｐ0にある外気と連通することによって、燃料電池２の保護の信頼性を更に高めることが可能である。
【００５６】
更に、第１の弁部材２８及び変位部材２６は、可変容積室２３内の圧力上昇に伴って係止部材２７が上方へ摺動することにより、共にそれぞれ対応する弁座方向へ摺動する。このため、貫通孔２１は第１の弁部材２８と変位部材２６に共通のバネ止め手段によって二重に閉鎖されている。従って、異常な高圧が生じた場合の安全装置６の反応性を高めることができる。
【００５７】
而して、図６に示す状態においては、スプリング３２により係止部材２７の摺動がなされない程度の高圧が可変容積室２３に継続して生じている上、係止部材２７の位置、特にそのショルダ部４７の位置のために、変位部材２６により係止部材２７の元の位置への復帰が妨げられている。
【００５８】
ここで、第１の弁部材２８の上流における異常な高圧が除去された場合、安全装置６は、スプリング３１，３４がそれぞれ変位部材２６及び第１の弁部材２８を貫通孔２１の閉鎖位置に保持しているため、自ら元の位置（貫通孔２１内を水素が自由に流通する位置）に復帰することができない。それ故、安全装置６による保護が更に確実になされる。
【００５９】
ところで、安全装置を図２に示す元の位置に戻すため場合には、権限保持者によらなければ戻すことができない。
【００６０】
この権限保持者は、先ず、変位部材２６をこれが図２に示す開放位置に至るまで上流側（図中右方）へ摺動させる。この作業には特別な工具Ｏ（図７及び図８参照）が必要であり、この工具Ｏなしでは安全装置６を元の位置に復帰させることができない。
【００６１】
図７及び図８に示されている工具Ｏは偏心駆動フィンガｄを駆動するボディｃから成っており、このボディｃは、円柱状に形成され、通気口５６に嵌合するようになっている。又、偏心駆動フィンガｄはハンドルを備えているが、このハンドルについては図示していない。
【００６２】
権限保持者は、偏心駆動フィンガｄを通気口５６、更にはショルダ部２６Ａに嵌挿した後、工具Ｏをその軸中心線Ｖ−Ｖ’を中心に回転させる。尚、ボディｃの軸中心線と工具Ｏの軸中心線Ｖ−Ｖ’は一致している。そして、通気口５６の円筒状の壁面は工具Ｏの回転を案内する。この工具Ｏの回転中、偏心駆動フィンガｄはショルダ部２６Ａを押圧し、図７にて矢印Ｆ3で示すように変位部材２６がその開放位置へ摺動する。この変位部材２６は、これが弁座４６から十分に離間すると、フィンガ４５を介して第１の弁部材２８をその開弁位置へもたらす。
【００６３】
変位部材２６が図２に示す位置に戻されたら、次に、可変容積室２３を元の位置に復帰させる必要がある。そのため、権限保持者は、図８にて矢印Ｅ4で示すように可変容積室２３から外方へ水素を流出させるために、例えばスクリュドライバＴを用いて第３の弁部材３０をその弁座５４から離間させる。その結果、可変容積室２３内の圧力は、スプリング３２の弾発力により係止部材２７の変位Ｆ4がなされる程度に低下する。
【００６４】
そして、係止部材２７が図２に示す位置に復帰すれば、工具Ｏ及びスクリュドライバＴを安全装置６から撤去し、安全装置６が再び使用できる状態となる。
【００６５】
ところで、変位部材２６には溝２６Ｂが周設されており、この溝２６Ｂ部分は、変位部材２６の他の部分とは異なる着色がなされている。そのため、安全装置６は状態のインジケータとして使用することも可能である。即ち、オペレータは、溝２６Ｂが第１の流出路２４に至るまで摺動し、変位部材２６が第１の弁部材２８と共に図２に示す開放位置から図５及び図６に示す閉鎖位置まで移動したことを単に溝２６Ｂを安全装置本体部２０の外部から目視するだけで監視できる。
【００６６】
尚、溝２６Ｂに着色する手間を省くために、この溝２６Ｂに着色されたリングを嵌設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】タンクからの水素と外気からの酸素で燃料電池により電気を発生させる小型の起電装置を示す概略図である。
【図２】図１に示す安全装置の軸方向断面図である。
【図３】図２に示す安全装置の動作過程を示す図である。
【図４】図２に示す安全装置の動作過程を示す図である。
【図５】図２に示す安全装置の動作過程を示す図である。
【図６】図２に示す安全装置の動作過程を示す図である。
【図７】図２に示す安全装置の動作過程を示す図である。
【図８】図２に示す安全装置の動作過程を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１                タンク
２                燃料電池
３                サブアセンブリ
４，５            エキスパンダ
６                安全装置
７                ダクト
８，９            雄部又は雌部
１０              吸気口
２０              安全装置本体部
２０Ａ，２０Ｂ    安全装置の構成部材
２０Ｃ            軸部
２０Ｄ            頭部
２０Ｅ            Ｏリング
２１              貫通孔
２１Ａ            貫通孔の中央部
２２              接続路
２３              可変容積室
２４              第１の流出路
２５              第２の流出路
２６              変位部材
２６Ａ            ショルダ部
２６Ｂ            溝
２７              係止部材
２８              第１の弁部材
２９              第２の弁部材
３０              第３の弁部材
３１，３２，３３，３４  スプリング
４０              センタダクト
４１              貫通孔の上流側部分
４２              貫通孔の下流側部分
４３，４４        シールリング
４５              フィンガ
４６              弁座
４７              ショルダ部
４８              穴
４９              係止部材の一部
５０              Ｏリング
５１，５２        貫通孔
５３，５４，５５  弁座
５６              通気口
Ｖ48              穴の容積の一部
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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