(57)【要約】【課題】  燃料ガス放出時の断熱膨張による各種部材の低温化を抑制することができる燃料貯蔵タンクシステムを提供する。【解決手段】  放出時に温度が低下する燃料として水素を貯蔵する高圧水素タンク３０と、水素の放出部または放出後に当該水素が流動する流動部に備えられ、低温化により機能が低下するシールと、高圧水素タンク３０からの水素放出を制御する遮断弁Ｈ１００と、を備えた燃料貯蔵タンクシステムにおいて、所定の場合に、遮断弁Ｈ１００にその開閉制御に必要な電流値よりも高い電流を流す。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放出時に温度が低下する燃料を貯蔵する燃料貯蔵タンクと、
前記燃料の放出部または放出後に当該燃料が流動する流動部に備えられ、低温化により機能が低下する部品と、
前記燃料貯蔵タンクからの燃料放出を制御する電磁弁と、を備えた燃料貯蔵タンクシステムにおいて、
所定の場合に、前記電磁弁にその開閉制御に必要な電流値よりも高い電流を流すことを特徴とする燃料貯蔵タンクシステム。
【請求項２】
前記部品の機能低下を判定する判定手段を備え、
前記判定手段が前記部品の機能低下を判定した場合に、前記電磁弁に供給する電流値を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の燃料貯蔵タンクシステム。
【請求項３】
前記電磁弁の電磁コイルが、前記燃料の放出時において前記部品の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1又は２に記載の燃料貯蔵タンクシステム。
【請求項４】
所定圧のガスが貯蔵された容器と、該容器からガス消費装置に供給されるガスの流路上に設置されて当該ガスの流量を調整するバルブと、該バルブを駆動するためのソレノイドと、前記ガスの密閉性を保つためのシールと、を備えてなる燃料貯蔵タンクシステムにおいて、
前記ソレノイドの排熱にて前記シールを加熱することを特徴とする燃料貯蔵タンクシステム。
【請求項５】
前記バルブの筐体は、前記ガスの流路上に取り付けられ、
前記シールは、前記筐体と当該筐体が取り付けられた部分との間における前記ガスの密閉性を保つためのシールであることを特徴とする請求項４に記載の燃料貯蔵タンクシステム。
【請求項６】
前記バルブは、ノーマリークローズのバルブであり、
当該バルブの開状態を維持するための第１の電圧と、該第１の電圧よりも高い電圧であって前記ソレノイドでの排熱量が当該第１の電圧よりも大なる第２の電圧とのいずれか一方を前記ソレノイドに印加する電圧印加手段を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の燃料貯蔵タンクシステム。
【請求項７】
前記シールの温度と相関のある温度を検知し、当該温度に応じて前記第１の電圧と前記第２の電圧との切り換えを実行することを特徴とする請求項６に記載の燃料貯蔵タンクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池システムに用いて好適な燃料貯蔵タンクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンに換えて水素ガスと酸化ガスの電気化学反応によって発電する燃料電池をエネルギー源として搭載した燃料電池車の開発が進められている。燃料電池に供給される燃料としての水素ガスが貯蔵された水素貯蔵容器の一つとして、高圧水素タンクを用いたシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２８３６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
高圧水素タンクから放出される水素ガスは、その断熱膨張により低温となるため、各種部材の温度低下を招く虞がある。例えば、水素ガス流路に設けられているシール部材が温度低下に伴い硬化すると、シール機能が低下する。
【０００４】
特許文献１には、燃料電池に供給される水素を加熱するため、水素ガスの循環経路にヒータを設けた技術が開示されているが、高圧水素タンクから放出された水素ガスがヒータに到達するまでの間にその途中に設けられている各種部材を冷却してしまうため、十分な対策が施されているとはいえない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、燃料（ガス）放出時の断熱膨張による各種部材の低温化を抑制することができる燃料貯蔵タンクシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明の燃料貯蔵タンクシステムは、放出時に温度が低下する燃料を貯蔵する燃料貯蔵タンクと、前記燃料の放出部または放出後に当該燃料が流動する流動部に備えられ、低温化により機能が低下する部品と、前記燃料貯蔵タンクからの燃料放出を制御する電磁弁と、を備えた燃料貯蔵タンクシステムにおいて、所定の場合に、前記電磁弁にその開閉制御に必要な電流値よりも高い電流を流すことを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、電磁弁の開閉制御に必要な電流値よりも高い電流を流すことで、燃料貯蔵タンクから放出される際の断熱膨張により温度が低下する燃料を予め加熱しておくことができるので、燃料の放出部または放出後に当該燃料が流動する流動部に備えられた部品が低温のガスに曝されることによる機能の低下を抑制することができる。
【０００８】
上記燃料貯蔵タンクシステムにおいては、前記部品の機能低下を判定する判定手段を備え、前記判定手段が前記部品の機能低下を判定した場合（所定の場合）に、前記電磁弁に供給する電流値を上昇させてもよい。
【０００９】
上記燃料貯蔵タンクシステムにおいては、前記電磁弁の電磁コイルが、前記燃料の放出時において前記部品の上流側に配置されていてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、低温化により機能が低下する部品の上流側に設けられた電磁コイルが抵抗発熱するので、燃料貯蔵タンク内の燃料は、前記部品に到達する前に加熱される。
【００１１】
好ましくは、燃料が電磁コイルと接触するように、電磁弁内の燃料流路を設定する。また、さらに好ましくは、電磁コイルと接する燃料流路を電磁弁の全長よりも長く設ける。例えば、燃料流路を電磁コイルの周辺又は回りにおいて蛇行流路や周回（旋回）流路とすることで、燃料の加熱効率が向上する。
【００１２】
また、本発明の燃料貯蔵タンクシステムは、所定圧のガス（燃料）が貯蔵された容器と、該容器からガス消費装置（燃料消費装置）に供給されるガスの流路上に設置されて当該ガスの流量を調整するバルブと、該バルブを駆動するためのソレノイドと、前記ガスの密閉性を保つためのシールと、を備えてなる燃料貯蔵タンクシステムにおいて、前記ソレノイドの排熱にて前記シールを加熱するものでもよい。例えばソレノイドは、磁気回路となるフレーム，弁体となる可動鉄心，固定鉄心，及び励磁用コイルを備えてなる。
【００１３】
このような構成によれば、容器から放出される際の断熱膨張により温度が低下するガスを予めソレノイドの排熱を利用して加熱しておくことができるので、シールが低温のガスに曝されることによる機能の低下（例えば、材料の硬化や弾性率の低下）を抑制することができる。
【００１４】
上記燃料貯蔵タンクシステムにおいて、前記バルブの筐体は、前記ガスの流路上に取り付けられ、前記シールは、前記筐体と当該筐体が取り付けられた部分との間における前記ガスの密閉性を保つためのシールであってもよい。
【００１５】
容器からのガス放出（燃料放出）に伴い、容器内部では断熱膨張に伴う温度低下が起き、それと同時にシールも温度低下して機能低下を招来する可能性があるところ、このような構成によれば、シール機能の低下を抑制することが可能となる。
【００１６】
上記燃料貯蔵タンクシステムにおいて、前記バルブは、ノーマリークローズのバルブであり、当該バルブの開状態を維持するための第１の電圧と、該第１の電圧よりも高い電圧であって前記ソレノイドでの排熱量が当該第１の電圧よりも大なる第２の電圧とのいずれか一方を前記ソレノイドに印加する電圧印加手段を有していてもよい。
【００１７】
このような構成では、ソレノイドに電圧を印加していない状態では、バルブの開度は全閉であるが、ソレノイドに第１の電圧が印加されると、バルブが所定開度（例えば、全開）まで開くと共に当該所定開度に保持され、容器からガスが放出される。そして、ソレノイドに第２の電圧（＞第１の電圧）が印加されると、ソレノイドでの抵抗発熱量が増加して容器内のガスが暖められるので、シール及び容器よりも下流に存在する部品の低温化による凍結や作動不良が抑制される。
【００１８】
上記燃料貯蔵タンクシステムにおいて、前記シールの温度と相関のある温度を検知し、当該温度に応じて前記第１の電圧と前記第２の電圧との切り換えを実行してもよい。
【００１９】
バルブを所定開度に保持するには、ソレノイドに第１の電圧以上の電圧が印加されていれば足りるので、予め第２の電圧を印加しておくことも可能であるが、上記構成によれば、例えば容器内のガス温度（シールの温度と相関のある温度）が所定温度（閾値）以下になった場合のみ、つまり、必要に応じて選択的にソレノイドでの抵抗発熱量を増加させるようにしているので、電気エネルギーの損失を抑制し得て、燃費の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、燃料（ガス）放出時の断熱膨張による各種部材の低温化、ひいては低温化による当該各種部材の機能低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明に係る燃料貯蔵タンクシステムを備えた燃料電池システムの一実施の形態を説明する。以下、この燃料電池システムを燃料電池車両の車載発電システムに適用した場合について説明するが、本発明はこのような適用例に限らず、船舶，航空機，電車等のあらゆる移動体や歩行ロボットへの適用が可能である他、例えば燃料電池が建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムへの適用も可能である。
【００２２】
図１に示すように、酸化ガスとしての空気（外気）は、空気供給路７１を介して燃料電池（ガス消費装置）２０の空気供給口に供給される。空気供給路７１には、空気から微粒子を除去するエアフィルタＡ１、空気を加圧するコンプレッサＡ３、供給空気圧を検出する圧力センサＰ４、及び、空気に所要の水分を加える加湿器Ａ２１が設けられている。コンプレッサＡ３は、モータ（補機）によって駆動される。モータは、後述の制御部（判定手段、電圧印加手段）５０によって駆動制御される。なお、エアフィルタＡ１には、空気流量を検出する図示省略のエアフローメータ（流量計）が設けられる。
【００２３】
燃料電池２０から排出される空気オフガスは、排気路７２を経て外部に放出される。排気路７２には、排気圧を検出する圧力センサＰ１、圧力調整弁Ａ４、及び加湿器Ａ２１の熱交換器が設けられている。圧力センサＰ１は、燃料電池２０の空気排気口近傍に設けられている。圧力調整弁（減圧弁）Ａ４は、燃料電池２０への供給空気圧を設定する調圧器として機能する。
【００２４】
圧力センサＰ４，Ｐ１の図示しない検出信号は、制御部５０に送られる。制御部５０は、コンプレッサＡ３及び圧力調整弁Ａ４を調整することによって、燃料電池２０への供給空気圧や供給空気流量を設定する。
【００２５】
燃料ガスとしての水素ガス（放出時に温度が低下する燃料）は、高圧水素タンク（燃料貯蔵タンク、容器）３０から燃料供給路（流動部）７４を介して燃料電池２０の水素供給口に供給される。
【００２６】
高圧水素タンク３０は、該高圧水素タンク３０から水素を供給しあるいは供給を停止する遮断弁（電磁弁、バルブ）Ｈ１００を備え、燃料供給路７４には、高圧水素タンク３０からの水素ガスの供給圧力を検出する圧力センサＰ６、水素ガスの温度（シールの温度と相関のある温度）を検出する温度センサ（温度検出手段）Ｔ３２、燃料電池２０への水素ガスの供給圧力を減圧して調整する水素調圧弁Ｈ９、水素調圧弁Ｈ９の下流の水素ガス圧力を検出する圧力センサＰ９、燃料電池２０の水素供給口と燃料供給路７４間を開閉する遮断弁Ｈ２１、及び水素ガスの燃料電池２０の入口圧力を検出する圧力センサＰ５が設けられている。
【００２７】
水素調圧弁Ｈ９としては、例えば機械式の減圧を行う調圧弁を使用できるが、パルスモータで弁の開度がリニアあるいは連続的に調整される弁であっても良い。圧力センサＰ５，Ｐ６，Ｐ９の図示しない検出信号は、制御部５０に供給される。
【００２８】
燃料電池２０で消費されなかった水素ガスは、水素オフガスとして水素循環路７５に排出され、燃料供給路７４の水素調圧弁Ｈ９の下流側に戻される。水素循環路７５には、水素オフガスの温度を検出する温度センサＴ３１、燃料電池２０と水素循環路７５を連通／遮断する遮断弁Ｈ２２、水素オフガスから水分を回収する気液分離器Ｈ４２、回収した生成水を水素循環路７５外の図示しないタンク等に回収する排水弁Ｈ４１、水素オフガスを加圧する水素ポンプＨ５０、及び逆流阻止弁Ｈ５２が設けられている。
【００２９】
遮断弁Ｈ２１，Ｈ２２は、燃料電池２０のアノード側を閉鎖する。温度センサＴ３１の図示しない検出信号は、制御部５０に供給される。水素ポンプＨ５０は、制御部５０によって動作が制御される。水素オフガスは、燃料供給路７４で水素ガスと合流し、燃料電池２０に供給されて再利用される。逆流阻止弁Ｈ５２は、燃料供給路７４の水素ガスが水素循環路７５側に逆流することを防止する。遮断弁Ｈ１００，Ｈ２１，Ｈ２２は、制御部５０からの信号で駆動される。
【００３０】
水素循環路７５は、排出制御弁（パージ弁）Ｈ５１を介して、パージ流路７６によって排気路７２に接続される。排出制御弁Ｈ５１は、電磁式の遮断弁であり、制御部５０からの指令によって作動することにより、水素オフガスを外部に排出（パージ）する。このパージ動作を間欠的に行うことによって、水素オフガスの循環が繰り返されて燃料極側の水素ガスの不純物濃度が増し、セル電圧が低下することを防止することができる。
【００３１】
更に、燃料電池２０の冷却水出入口には、冷却水を循環させる冷却路７３が設けられる。冷却路７３には、燃料電池２０から排水される冷却水の温度を検出する温度センサＴ１、冷却水の熱を外部に放熱するラジエータ（熱交換器）Ｃ２、冷却水を加圧して循環させるポンプＣ１、及び燃料電池２０に供給される冷却水の温度を検出する温度センサＴ２が設けられている。ラジエータＣ２には、モータによって回転駆動される冷却ファンＣ１３が設けられている。
【００３２】
燃料電池２０は、燃料電池セル（単位セル）を所要数積層した燃料電池スタックとして構成されている。燃料電池２０が発生した電力は、図示しないパワーコントロールユニットに供給される。パワーコントロールユニットは、車両の駆動モータを駆動するインバータと、コンプレッサモータや水素ポンプ用モータなどの各種の補機類を駆動するインバータと、二次電池への充電や二次電池からのモータ類への電力供給を行うＤＣ−ＤＣコンバータなどが備えられている。
【００３３】
制御部５０は、図示しない車両のアクセル信号などの要求負荷や燃料電池システムの各部のセンサ（圧力センサ、温度センサ、流量センサ、出力電流計、出力電圧計等）から制御情報を受け取り、システム各部の弁類やモータ類の運転を制御する。
【００３４】
なお、制御部５０は、図示しない制御コンピュータシステムによって構成される。この制御コンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイなどの公知構成から成り、市販されている制御用コンピュータシステムによって構成される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態においては、高圧水素タンク３０，水素調圧弁Ｈ９等の内部に設けられているシール部材，遮断弁Ｈ１００，制御部５０と、を備えることにより、本発明に係る燃料貯蔵システムの一例が構成されている。
【００３６】
次に、遮断弁Ｈ１００の具体的な構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、いわゆるノーマリークローズのバルブの一例である遮断弁Ｈ１００の縦断面図である。
【００３７】
遮断弁Ｈ１００は、その上面に形成された流入口６０と、下面中央に形成された流出口６１と、一端がバネ６２に固定されて弁開閉方向（図２では上下方向）に移動自在に支持された例えば可動鉄心からなる弁体６３と、弁体６３の先端が着座してガス流路を閉塞する弁座６４と、前記弁体６３が弁座６４から離間している状態で流入口６０と流出口６１とを連通させる連通孔６５と、弁体６３にバネ６２と対抗する付勢力を与えることによって当該弁体６３を開弁方向（図２では上方向）に駆動させる電磁コイル（励磁用コイル）６６と、を備える。
【００３８】
つまり、本実施形態のソレノイドは、磁気回路となるフレーム（図示略），可動鉄心からなる弁体６３，図示省略の固定鉄心，及び励磁用の電磁コイル６６を備えて構成されている。そして、ソレノイドの電磁コイル６６に供給される電流、別言すれば、ソレノイドの電磁コイル６６に印加される電圧は、制御部５０によって制御される。
【００３９】
遮断弁Ｈ１００を開弁させる際には、弁体６３を常に閉弁方向（図２では下方向）に付勢しているバネ６２の付勢力に対抗する所定の開弁トルクを弁体６３に与えるべく、電磁コイル６６に所定の第１の電圧を印加して所定の電流値を与える。開弁状態においては、流入口６０から導入された流体（水素ガス）は、図２の破線で示すように、遮断弁Ｈ１００内を電磁コイル６６と接触しつつ流通し、連通孔６５を介して流出口６１から放出される。
【００４０】
次に、制御部５０による水素ガス加熱動作について説明する。水素ガス加熱動作に関し、制御部（ＣＰＵ）５０は、図３のフローにより遮断弁Ｈ１００の制御を行う。
【００４１】
まず、水素調圧弁Ｈ９の上流側における水素ガスの温度を、温度センサＴ３２を用いて検出する（ステップＳＴ１）。検出したガスの温度が予め決められた所定の閾値よりも低い場合（部品の機能低下を判定した場合）には、ステップＳＴ２に処理を進めて通電制御による加熱処理を行う一方、検出したガスの温度が所定の閾値以上である場合は、ステップＳＴ２をスキップして処理を終了する。
【００４２】
ステップＳＴ２の加熱処理においては、電磁コイル６６に印加する電圧を第１の電圧から、該第１の電圧よりも高い電圧であって前記ソレノイドでの排熱量が当該第１の電圧よりも大なる第２の電圧に切り換える制御、別言すれば、電磁コイル６６に供給する電流値Ｉ＿ｈｅａｔを当該遮断弁Ｈ１００の開閉制御（開弁保持）に必要な電流値Ｉ＿ｍｉｎよりも上昇させる制御を行い、電磁コイル６６の抵抗発熱量を増大させる。
【００４３】
すなわち、遮断弁Ｈ１００の開弁維持に必要な電流値Ｉ＿ｍｉｎよりも大きい電流値を与え、この余剰電流による電磁コイル６６での抵抗発熱（ソレノイドの排熱）を熱源として、水素ガスの温度を上昇させる。
【００４４】
以下、電磁コイル６６に供給する電流値Ｉ＿ｈｅａｔの算出例について説明する。例えば、水素ガスのガス流量が２００ＮＬ／ｍｉｎ、ガス温度が−５０℃の場合に、水素調圧弁Ｈ９内に設けられているシール部材を低温に曝されることによる機能の低下（例えば、硬化や弾性率の低下）から保護するには、ガス温度を２０℃上昇させる必要があるものとする。
【００４５】
ここで、ガス流量２００ＮＬ／ｍｉｎ＝３．３３ＮＬ／ｓ＝０．１４９ｍｏｌ／ｓであるから、これだけの流量の水素ガスを２０℃上昇させるのに必要な熱量Ｑは、水素熱容量が２９Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）であることから、Ｑ＝０．１４９ｍｏｌ／ｓ×２９Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）×２０Ｋ＝８６Ｗとなる。
【００４６】
これより、電磁コイル６６の抵抗値Ｒが３Ωである場合には、当該電磁コイル６６に供給すべき電流値Ｉ＿ｈｅａｔは、Ｉ＿ｈｅａｔ＝（Ｑ／Ｒ）1/2≒５Ａとなる。したがって、Ｉ＿ｈｅａｔ＞Ｉ＿ｍｉｎ（＝遮断弁Ｈ１００の開閉制御に必要な開弁保持トルク）であれば、電磁コイル６６に供給する電流値を５Ａに制御すればよい。一方、Ｉ＿ｈｅａｔ≦Ｉ＿ｍｉｎの場合には、電磁コイル６６に供給する電流値をＩ＿ｍｉｎに制御すればよい。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態の燃料電池システムによれば、高圧水素タンク３０から燃料供給路７４に放出された水素ガスが断熱膨張によって低温化することを予め見込んでおき、高圧水素タンク３０内の水素ガスが該高圧水素タンク３０の口元に設置された遮断弁Ｈ１００内を通過する間に必要量だけ加熱されるようにしているので、高圧水素タンク３０よりもガス放出方向下流側に設けられている水素調圧弁Ｈ９等のシール部材の硬化（機能の低下）及び該硬化に起因するガス漏れを抑制することができる。
【００４８】
また、必要な場合にのみ遮断弁Ｈ１００の電磁コイル６６を用いて水素ガスを加熱するため、燃料電池システムとしてのエネルギー効率が高く、さらに従来から高圧水素タンク３０に採用されている遮断弁Ｈ１００をそのまま用いることができるために、追加部品を必要とせずに上記効果を得ることができる。
【００４９】
次に本発明の他の実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、本実施形態の高圧タンク（燃料貯蔵タンク、容器）２００は、ガスバリア性を有する内側のライナー２０１とその外側を覆うＦＲＰからなるシェル２０２との二層構造で構成され全体として密閉円筒状をなすタンク本体と、該タンク本体の長手方向の一端部に設けられた口金（筐体が取り付けられた部分）２０３と、口金２０３に取り付けられたバルブボデー（バルブの筐体）２１０と、を具備している。
【００５０】
タンク本体の内部は、天然ガスや水素ガスなど各種のガス（燃料）を高圧で貯留する貯留空間となっている。高圧タンク２００を燃料電池システムに適用した場合には、例えば３５ＭＰａあるいは７０ＭＰａの水素ガス、または２０ＭＰａのＣＮＧガス（圧縮天然ガス）が貯留空間に貯留される。
【００５１】
ライナー２０１は、例えば高密度ポリエチレンなどの樹脂で構成される。このように、タンク本体を樹脂製とすることもできるが、もちろんタンク本体をアルミニウム合金など金属製として構成してもよい。またあるいは、ライナー２０１をアルミニウム等の金属製とし、シェル２０２を樹脂製としてもよい。口金２０３は、例えばステンレスなどの金属で形成され、タンク本体の半球面状をした端壁部の中心に設けられている。
【００５２】
バルブボデー２１０は、例えばステンレスなどの金属で形成されている。バルブボデー２１０は、口金２０３の開口部にねじ込み接続されることで、ガス流路上に取り付けられている。本実施形態のバルブボデー２１０は、バルブや継手等の配管要素を一体的に組み込んだバルブアッセンブリとして構成されている。
【００５３】
バルブアッセンブリを構成するバルブは、例えば、元弁となる遮断弁と、遮断弁に直列に配置されたレギュレータと、により構成される。なお、バルブボデー２１０は、この種のバルブやガス流通路のほか、圧力センサや温度センサを有していてもよい。また、口金２０３にねじ込み接続される機能部品は、バルブボデー２１０に限らず、単一のバルブや継手などの配管要素、ガス流路を構成する配管、圧力センサや温度センサなどの検出要素などであってもよい。
【００５４】
バルブボデー２１０は、タンク本体外に位置する露出部２１１と、タンク本体内に位置する軸部２１２と、によりタンク本体の内外に亘るように構成されている。軸部２１２および露出部２１１には、上記のバルブのほか、貯留空間と外部のガスラインと接続する図示省略のガス流通路が形成されている。
【００５５】
貯留空間のガスは、図４の破線で示すように、バルブボデー２１０内のガス流通路を経て外部のガス供給ラインへと放出（供給）されるが、例えばガスが水素ガスである場合には、その断熱膨張に伴い、タンク本体内の温度は低下する。
【００５６】
軸部２１２は、上記のとおり、口金２０３の開口部にスレートねじ接続されていると共に、その軸線方向略中央部において、貯留空間内のガスの密閉性を保って外部へのリークを防止すべく、口金２０３の先端部２０３ａとの間をシール２２１により気密にシールされている。
【００５７】
シール２２１は、口金２０３とバルブボデー２１０との間を軸シールする例えばＩＩＲ（ブチルゴム）やＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）よりなるＯリングであり、バルブボデー２１０の軸部２１２の外周面と、口金２０３の開口部の内周面との間に設けられている。なお、符号２２２は、口金２０３のスリーブ外周面と、該スリーブ外周面に嵌合されたライナー２０１のスリーブ内周面との間に設けられた例えばＯリングからなるシールである。
【００５８】
軸部２１２の先端部（図４では下端部）内には、磁気回路となるフレーム（図示略），当該軸部２１２の軸線方向に沿う前後移動によりバルブ開度を調整する可動鉄心（弁体），固定鉄心，及び励磁用の電磁コイル２１３を備えてなるソレノイドが収容されている。
【００５９】
電磁コイル２１３に印加される電圧、別言すれば、電磁コイル２１３に供給される電流は、制御部５０によって制御される。つまり、本実施形態の遮断弁は、上記実施形態と同様、ノーマリークローズのバルブであり、当該遮断弁の開状態を維持するための第１の電圧と、該第１の電圧よりも高い電圧であってソレノイドの電磁コイル２１３での排熱量が当該第１の電圧よりも大なる第２の電圧とのいずれか一方が、制御部５０によって選択的にソレノイドの電磁コイル２１３に印加される。
【００６０】
このような構成では、電磁コイル２１３に電圧を印加していない状態では、遮断弁の開度が全閉であるが、電磁コイル２１３に第１の電圧が印加されると、遮断弁が所定開度（例えば、全開）まで開くと共に当該所定開度に保持され、高圧タンク２００からガスが放出される。そして、電磁コイル２１３に第２の電圧（＞第１の電圧）が印加されると、電磁コイル２１３の抵抗発熱量が増加して高圧タンク２００内のガスが暖められるので、シール２２１，２２２及び高圧タンク２００よりも下流に存在する各種部品の低温化による凍結，作動不良，及び機能低下が抑制される。
【００６１】
また、シール２２１，２２２の温度と相関のある温度として、温度センサＴ３２にて放出ガスの温度を検出し、当該温度に応じて前記第１の電圧と前記第２の電圧との切り換えを実行するように構成すれば、必要な場合にのみ電磁コイル２１３の抵抗発熱量を増加させることが可能となり、電気エネルギーの損失抑制、ひいては燃費の向上を図ることができる。
【００６２】
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれに限定するものではなく、その要旨を逸脱しない限り各種構成部品を適宜設計することができる。例えば、遮断弁Ｈ１００の流入口６０から流出口６１までのガス流路を当該遮断弁Ｈ１００の全長よりも長く設定してもよい。例えば、遮断弁Ｈ１００内のガス流路を電磁コイル６６の周辺又は回りにおいて蛇行流路や周回（旋回）流路とすることで、水素ガスの加熱効率を向上させることができる。このことは、図４に示す実施形態においても同様である。
【００６３】
また、低温に曝されることから保護するシール等の部品は、高圧水素タンク３０や高圧タンク２００よりもガス放出方向下流側（燃料電池２０側）に設けられているものであれば、任意の部品、例えば遮断弁Ｈ２１内に設けられているシール部材でもよい。かかる場合には、遮断弁Ｈ２１の上流側に温度センサを設け、該温度センサで検出したガス温度に応じて、電磁コイル６６に供給する電流値、あるいは印加する電圧が制御される。
【００６４】
さらに、本発明によって低温に曝されることから保護される部品は、シール部材に限定されるものではなく、燃料電池システムを構成している全構成要素のうち、高圧水素タンク３０よりもガス放出方向下流側に設けられている任意の部品に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの一実施形態を概略的に示したシステム構成図である。
【図２】同燃料電池システムに用いられる遮断弁の一例を示す縦断面図である。
【図３】同燃料電池システムにおける水素ガスの加熱制御を示したフローである。
【図４】同燃料電池システムに用いられる遮断弁の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
２０…燃料電池（ガス消費装置）、３０…高圧水素タンク（燃料貯蔵タンク、容器）、５０…制御部（判定手段、電圧印加手段）、６６…電磁コイル（ソレノイドの一部）、７４…燃料供給路（流動部）、２００…高圧タンク（燃料貯蔵タンク、容器）、２０３…口金（筐体が取り付けられた部分）、２１０…バルブボデー（バルブの筐体）、２１３…電磁コイル（ソレノイドの一部）、２２１，２２２…シール（低温化により機能が低下する部品）、Ｈ９…水素調圧弁、Ｈ２１，Ｈ２２…遮断弁、Ｈ１００…遮断弁（電磁弁、バルブ）、Ｔ３２…温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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