JP2016183708A - Reduction valve - Google Patents
Reduction valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016183708A JP2016183708A JP2015063756A JP2015063756A JP2016183708A JP 2016183708 A JP2016183708 A JP 2016183708A JP 2015063756 A JP2015063756 A JP 2015063756A JP 2015063756 A JP2015063756 A JP 2015063756A JP 2016183708 A JP2016183708 A JP 2016183708A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- valve
- piston
- regulator
- passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Safety Valves (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
この発明は、二次側の流体圧力を、一次側の流体圧力よりも低い、ある一定圧力に維持するように構成した減圧弁に関する。 The present invention relates to a pressure reducing valve configured to maintain a secondary side fluid pressure at a certain constant pressure lower than a primary side fluid pressure.
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される減圧弁が知られている。この減圧弁は、流体の導入流路と、導入流路に連通する弁室と、弁室に設けられ、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体と一体的に設けられた弁棒と、弁棒が透される弁孔と、弁孔を介して弁室に連通する減圧室(調圧室)と、調圧室から流体を導出する導出流路と、弁棒に連結されて調圧室内の圧力変化に応じて変位するピストンとを備え、これらの構成要素がボディに設けられる。そして、ボディには、ピストンの可動範囲を規制するためにピストンの端面に接触可能なストッパ部が設けられる。この減圧弁は、高圧の流体を所定の圧力まで減圧する機能を有し、ピストンと弁体との移動によって圧力室と調圧室との圧力バランスが調整され、流体が減圧されるようになっている。
Conventionally, as this type of technology, for example, a pressure reducing valve described in
ところが、特許文献1に記載される減圧弁では、減圧弁より上流の圧力が所定の調整値に近付くと、ピストンがストッパ部に当接し、打音が発生するおそれがあった。また、この打音が繰り返されると、耳障りな騒音になるおそれがあった。
However, in the pressure reducing valve described in
ここで、この種の減圧弁が、例えば、内燃機関(エンジン)を搭載した車両に設けられる場合は、上記した打音や騒音は、エンジンの運転音にかき消されて問題にはならない。しかしながら、この種の減圧弁が、例えば、ハイブリッド自動車や、燃料電池自動車等の運転音の少ない車両で使用された場合には、減圧弁で発生するピストンとストッパ部による打音や騒音が耳障りになるおそれがある。 Here, when this type of pressure reducing valve is provided, for example, in a vehicle on which an internal combustion engine (engine) is mounted, the above-described hitting sound and noise are drowned out by the operating sound of the engine, and there is no problem. However, when this type of pressure reducing valve is used in a vehicle with low driving noise, such as a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle, for example, the sound and noise caused by the piston and the stopper portion generated by the pressure reducing valve are annoying. There is a risk.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ピストンとストッパ部との当接による打音や騒音の発生を抑えることを可能とした減圧弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure reducing valve capable of suppressing generation of noise and noise caused by contact between a piston and a stopper portion. .
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ケーシングに形成されたシリンダと、シリンダにて移動可能に設けられ、シリンダの中を調圧室と大気室とに区画するピストンと、ピストンの可動域を規制するためにシリンダにてピストンと当接可能に設けられたストッパ部と、ピストンの可動域を規制するためにシリンダに設けられたストッパ部と、ピストンを調圧室へ向けて付勢するために大気室に設けられたばねと、調圧室に連通する通路を開閉するために設けられた弁座及び弁体とを備え、調圧室の圧力とばねの付勢力とのバランスによりピストンが移動することで弁座に対して弁体を開閉させて調圧室の圧力を調整するように構成した減圧弁において、ピストンとストッパ部との間に緩衝部材が設けられたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
上記発明の構成によれば、シリンダをピストンが移動してピストンがストッパ部に当接することがある。このとき、ピストンとストッパ部との間に設けられた緩衝部材を介してピストンとストッパ部が当接するので、当接時の衝撃が緩和される。 According to the configuration of the invention, the piston may move in the cylinder and the piston may come into contact with the stopper portion. At this time, since the piston and the stopper portion come into contact with each other via a buffer member provided between the piston and the stopper portion, the impact at the time of contact is alleviated.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、緩衝部材は、ピストン又はストッパ部に固定されたことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、緩衝部材が浮動することなく位置決めされる。
According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention described in
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、緩衝部材は、通路又は調圧室を流れる流体に曝されない位置に配置されたことを趣旨とする In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the buffer member is disposed at a position not exposed to the fluid flowing through the passage or the pressure regulating chamber. Intent
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、緩衝部材が流体に曝されないので、流体の影響を受けることがない。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention described in
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、緩衝部材は、環状をなす弾性体であることを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の作用に加え、衝撃部材が環状をなす弾性体であることから、部品としてまとまりがある。
According to the configuration of the above invention, in addition to the action of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、緩衝部材は、隙間を開けて配置された複数の弾性片より構成されることを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the cushioning member is composed of a plurality of elastic pieces arranged with a gap therebetween. The purpose is that.
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の作用に加え、複数の弾性片の間に隙間があるので、ピストン又はストッパ部が各弾性片に当接した後の離間が容易となる。
According to the configuration of the invention, in addition to the action of the invention according to any one of
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、ストッパ部は、シリンダの開口端を閉鎖する蓋部材又はシリンダの内周に設けられことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the stopper portion is provided on a cover member that closes the open end of the cylinder or an inner periphery of the cylinder. The purpose is to be provided.
上記発明の構成によれば、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明の作用に加え、蓋部材又はシリンダの内周は、ストッパ部の加工が容易である。
According to the structure of the said invention, in addition to the effect | action of the invention in any one of
請求項1に記載の発明によれば、ピストンとストッパ部との当接による打音や騒音の発生を抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the generation of noise and noise caused by contact between the piston and the stopper portion.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、ピストンとストッパ部との間で緩衝部材を安定的に機能させることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、緩衝部材とピストン又はストッパ部との間での異物の噛み込みを防止することができ、緩衝部材の劣化を防止することができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の効果に加え、ピストン又はストッパ部に対する緩衝部材の組み付け性を向上させることができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の効果に加え、ピストンの円滑な動作を確保することができる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明の効果に加え、ストッパ部のない従前の減圧弁に対してストッパ部を容易に設けることができる。
According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in any one of
<第1実施形態>
以下、本発明における減圧弁を燃料電池システムに具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which a pressure reducing valve according to the present invention is embodied in a fuel cell system will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態における燃料電池システムを概略構成図により示す。この燃料電池システムは、電動自動車に搭載され、その駆動用モータ(図示略)に電力を供給するために使用される。燃料電池システムは、燃料電池(FC)1と、水素ボンベ2とを備える。燃料電池1は、燃料ガスとしての水素ガスと酸化剤ガスとしてのエアの供給を受けて発電を行うようになっている。燃料電池1で発電した電力は、インバータ(図示略)を介して駆動用モータに供給されるようになっている。水素ボンベ2には、高圧の水素ガスが蓄えられる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel cell system according to this embodiment. This fuel cell system is mounted on an electric automobile and used to supply electric power to a drive motor (not shown). The fuel cell system includes a fuel cell (FC) 1 and a
燃料電池1のアノード側には、水素供給システムが設けられる。この水素供給システムは、水素ボンベ2から供給先である燃料電池1へ水素ガスを供給するための水素供給通路3と、燃料電池1から導出される水素オフガスを排出するための水素排出通路4とを備える。水素ボンベ2の直下流の水素供給通路3には、水素ボンベ2から水素供給通路3への水素ガスの供給と遮断を切り替える電磁弁よりなる主止弁5が設けられる。水素排出通路4には、電磁弁よりなる第1切換弁6が設けられる。
A hydrogen supply system is provided on the anode side of the
主止弁5より下流の水素供給通路3には、水素ガスの圧力を減圧するための高圧レギュレータ7が設けられる。主止弁5と高圧レギュレータ7との間の水素供給通路3には、その中の圧力を1次圧P1として検出するための1次圧センサ31が設けられる。この1次圧P1として、例えば「0.1〜90(MPa)」の範囲の値を当てはめることができる。
A
高圧レギュレータ7は、直列に配置された第1レギュレータ8及び第2レギュレータ9と、第2レギュレータ9の上流部と下流部を連通させる連通路10と、連通路10に設けられた逆止弁11とを備え、これらが一つのユニットとして一体的に構成される。各レギュレータ8,9は、それぞれ本発明の減圧弁に相当する。高圧レギュレータ7では、第1レギュレータ8により減圧された水素ガスの圧力が、第2レギュレータ9により更に減圧される。すなわち、水素ガスの圧力は2段階に減圧されるようになっている。
The high-
高圧レギュレータ7より下流の水素供給通路3には、燃料電池1へ供給される水素ガス流量を調節するための水素流量調節装置12が設けられる。水素流量調節装置12は、デリバリパイプ13と複数のインジェクタ14,15,16,17を含む。デリバリパイプ13は、水素供給通路3の水素ガスを複数のインジェクタ14〜17へ分配するためのものであり、所定の容積を有する。このデリバリパイプ13には、複数のインジェクタ14〜17が並列に接続される。デリバリパイプ13には、その中の圧力が所定値(例えば「3(MPa)」)以上になったときに開弁して圧力を抜くための中圧リリーフ弁18が設けられる。複数のインジェクタ14〜17は、通常流量を噴射する第1、第2及び第3のインジェクタ14〜16と、通常流量より少ない小流量を噴射する第4インジェクタ17とを含む。各インジェクタ14〜17には、その上流側に作用する水素ガスの圧力であって各インジェクタ14〜17の開弁を可能とする開弁圧力が設定される。この実施形態で、各インジェクタ14〜17の開弁圧力は、例えば、第1〜第3のインジェクタ14〜16の開弁圧力が「3(MPa)」に設定され、第4インジェクタ17の開弁圧力が「10(MPa)」に設定される。デリバリパイプ13の直上流の水素供給通路3には、その中の圧力を2次圧P2として検出するための2次圧センサ32が設けられる。2次圧P2として、例えば「1.1〜1.6(MPa)」の範囲の値を当てはめることができる。
A hydrogen flow
各インジェクタ14〜17の下流側は、それぞれ水素供給通路3を介して燃料電池1に接続される。各インジェクタ14〜17の直下流の水素供給通路3には、その中の圧力を3次圧P3として検出するための3次圧センサ33が設けられる。この3次圧P3として、例えば「0.1〜0.3(MPa)」の範囲の値を当てはめることができる。3次圧センサ33より下流の水素供給通路3には、その中の圧力が所定値以上になったときに開弁して圧力を抜くための低圧リリーフ弁19が設けられる。
The downstream sides of the
この実施形態では、水素流量調節装置12を構成するデリバリパイプ13、各インジェクタ14〜17、中圧リリーフ弁18、低圧リリーフ弁19、2次圧センサ32、3次圧センサ33及びそれらをつなぐ配管20は、一つのユニットとして一体的に構成される。
In this embodiment, the
一方、燃料電池1のカソード側には、燃料電池1にエアを供給するためのエア供給通路21と、燃料電池1から導出されるエアオフガスを排出するためのエア排出通路22とが設けられる。エア供給通路21には、燃料電池1に供給されるエア流量を調節するためのエアポンプ23が設けられる。エアポンプ23より下流のエア供給通路21には、エア圧力P4を検出するためのエア圧センサ34が設けられる。エア排出通路22には、電磁弁よりなる第2切換弁24が設けられる。
On the other hand, on the cathode side of the
上記構成において、水素ボンベ2から導出される水素ガスは、水素供給通路3を通り、主止弁5、高圧レギュレータ7、水素流量調節装置12を介して燃料電池1に供給される。燃料電池1に供給された水素ガスは、同電池1にて発電に使用された後、同電池1から水素オフガスとして水素排出通路4及び第1切換弁6を介して排出される。
In the above configuration, the hydrogen gas led out from the
また、上記構成において、エアポンプ23によりエア供給通路21へ吐出されたエアは燃料電池1に供給される。燃料電池1に供給されたエアは、同電池1にて発電に使用された後、同電池1からエアオフガスとしてエア排出通路22及び第2切換弁24を介して排出される。
In the above configuration, the air discharged to the
この燃料電池システムは、システムの制御を司るコントローラ40を更に備える。コントローラ40は、燃料電池1へ供給される水素ガスの流れを制御するために、1次圧センサ31、2次圧センサ32及び3次圧センサ33の検出値に基づき、主止弁5、各インジェクタ14〜17を制御するようになっている。また、コントローラ40は、水素排出通路4の水素オフガスの流れを制御するために、第1切換弁6を制御するようになっている。一方、コントローラ40は、燃料電池1へ供給されるエアの流れを制御するために、エア圧センサ34の検出値に基づきエアポンプ23を制御するようになっている。また、コントローラ40は、エア排出通路22のエアオフガスの流れを制御するために、第2切換弁24を制御するようになっている。また、コントローラ40は、燃料電池1の発電に係る電圧値及び電流値をそれぞれ入力するようになっている。コントローラ40は、中央処理装置(CPU)及びメモリを備え、燃料電池1へ供給される水素ガス量及びエア量を制御するために、メモリに記憶された所定の制御プログラムに基づいて各インジェクタ14〜17及びエアポンプ23等を制御するようになっている。
The fuel cell system further includes a
次に、この実施形態の高圧レギュレータ7について詳しく説明する。図2に、高圧レギュレータ7を断面図により示す。図2に示すように、高圧レギュレータ7は、アルミ合金製のケーシング41を備え、そのケーシング41に、第1レギュレータ8、第2レギュレータ9、入口通路42、中通路43、出口通路44、連通路10及び逆止弁11が一体的に設けられて構成される。入口通路42は、第1レギュレータ8により減圧される前の水素ガスが流入する通路である。中通路43は、第1レギュレータ8による減圧後であって第2レギュレータ9により減圧される前の水素ガスが流れる通路である。出口通路44は、第2レギュレータ9による減圧後の水素ガスが流出する通路である。
Next, the
図2において、ケーシング41の左側(上流側)に第1レギュレータ8が、その右側(下流側)に第2レギュレータ9が配置される。連通路10と逆止弁11は、第1レギュレータ8と第2レギュレータ9との間に配置される。逆止弁11は、連通路10から第2レギュレータ9の下流部へ向かう水素ガスの流れを許可し、その逆向きの流れを阻止するように構成される。この実施形態で、逆止弁11は、中通路43の水素ガスの圧力が所定値(開弁圧)より大きくなったときに、連通路10から第2レギュレータ9の下流側へ向かう水素ガスの流れ
を許可するように構成される。ここでは、逆止弁11の開弁圧が、中通路43における水素ガスの通常調整圧力に所定値αを加えた圧力より大きく設定される。この実施形態で、連通路10と逆止弁11は、中通路43の水素ガスの圧力が過大となったときだけ中通路43から第2レギュレータ9より下流へ水素ガスを逃すように機能する。
In FIG. 2, the
第1レギュレータ8は、ケーシング41に形成された第1シリンダ51と、第1シリンダ51の内部にて移動可能に設けられた第1ピストン52と、第1ピストン52から上方へ延びるロッド52aと、ロッド52aの上端に接触可能に設けられた第1弁体53と、第1弁体53を収容する第1弁室54と、第1弁室54に設けられた第1弁座55とを備える。第1弁室54には、第1弁体53を第1弁座55に着座(閉弁)する方向へ付勢するコイル形状をなす閉弁ばね56が設けられる。第1シリンダ51の中は、第1ピストン52により第1調圧室58と第1大気室68とに区画される。すなわち、第1シリンダ51において、第1ピストン52の上側には、水素ガスの圧力を調整するための第1調圧室58が設けられる。第1大気室68には、第1ピストン52とロッド52aを第1調圧室58へ向けて付勢するためのコイル形状をなす開弁ばね57が設けられる。すなわち、第1大気室68には、第1ピストン52及びロッド52aを介して第1弁体53を第1弁座55から離間(開弁)する方向へ付勢するための開弁ばね57が設けられる。
The
入口通路42は第1弁室54に連通する。第1弁体53は、ニードル形状をなし、第1弁室54の中で上下動可能に設けられる。第1弁座55は、第1弁室54の下端に設けられる。第1調圧室58は、第1弁座55より下方に位置し、第1弁体53が開弁したときに第1弁室54と連通する。ケーシング41には、開弁ばね57の下端に当接して同ばね57を保持するばね受け59と、ばね受け59を高さ調整可能にケーシング41にねじ止めされた止め部材60とを備える。
The
第1レギュレータ8に対応して、ケーシング41には、上方へ突出する円筒状の凸部41aが形成される。第1弁座55は、この凸部41aの上端に設けられる。凸部41aには、六角柱状に形成された継手ブロック61がねじ止めされる。入口通路42と第1弁室54は、この継手ブロック61に形成される。閉弁ばね56は、継手ブロック61と第1弁体53との間に設けられる。第1弁体53の外周にはテーパ部53aが形成され、そのテーパ部53aの下側には、ニードル部53bが形成される。ニードル部53bは、第1弁座55の弁孔55aを貫通して配置される。ニードル部53bの下端はロッド52aの上端に当接する。ここで、第1弁室54と入口通路42は、弁孔55aを介して第1調圧室58に連通する本発明の通路に相当する。
Corresponding to the
第1ピストン52の外周縁には、第1シリンダ51の内壁との間をシールする環状のパッキン62が装着される。パッキン62は、上方へV字状に開くリップ状断面を有する。開弁ばね57の上端は、第1ピストン52の下面に保持される。第1ピストン52の下部外周には、フッ素系樹脂製のウェアリング63が装着される。開弁ばね57の下端に当接するばね受け59には、通気孔59aが形成される。止め部材60には、通気孔59aを通して導入される外気に対して設けられたフィルタ部材64が固定される。第1大気室68は、通気孔59a及びフィルタ部材64を介して大気に連通する。第1調圧室58は、中通路43を介して第2レギュレータ9の上流側に接続される。
An
図3に、図2の鎖線円S1の中を拡大して断面図により示す。図2、図3に示すように、ウェアリング63の上側直近であって、第1ピストン52の外周には、その外径を変えることで、段部52bが形成される。また、第1シリンダ51の内周には、その内径を変えることで、段部52bに当接可能なストッパ部51aが形成される。このストッパ部51aに、段部52bが当接することにより、第1ピストン52の可動域が規制されるようになっている。ここで、第1ピストン52(段部52b)とストッパ部51aとの間には、緩衝部材65が設けられる。図4に、緩衝部材65を平面図により示す。緩衝部材65は、円環状をなす弾性体であり、例えば、ゴムより形成される。この緩衝部材65は、段部52bに形成された周溝52cに一部が嵌め込まれて固定される。この緩衝部材65は、第1ピストン52の外周にて、パッキン62とウェアリング63との間に配置される。これにより、緩衝部材65が、第1調圧室58を流れる水素ガスに曝されない位置に配置される。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the inside of the chain line circle S1 of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, a
従って、第1レギュレータ8は、入口通路42に供給される水素ガスの圧力と、第1調圧室58の水素ガスの圧力と、閉弁ばね56の付勢力と、開弁ばね57の付勢力とのバランスにより動作し、入口通路42に供給される水素ガスを減圧するようになっている。
Accordingly, the
第2レギュレータ9は、ケーシング41に形成された第2シリンダ71と、第2シリンダ71の内部にて移動可能に設けられた第2ピストン72と、第2ピストン72から下方へ延びる管状の第2弁体72aと、第2弁体72aの下端に対応して設けられた第2弁座73とを備える。第2シリンダ71の中は、第2ピストン72により第2調圧室77と第2大気室88とに区画される。すなわち、第2シリンダ71において、第2ピストン72の上側には、水素ガスの圧力を調整するための第2調圧室77が設けられる。また、第2大気室88には、第2ピストン72と第2弁体72aを第2調圧室77へ向けて付勢するためのコイル形状をなす開弁ばね74が設けられる。すなわち、第2大気室88には、第2ピストン72を介して第2弁体72aを第2弁座73から離間(開弁)する方向へ付勢するための開弁ばね74が設けられる。第2シリンダ71には、第2大気室88に対応して通気孔89が形成される。この通気孔89には、外気に対して設けられたフィルタ部材90が固定される。第2大気室88は、通気孔89及びフィルタ部材90を介して大気に連通する。第2ピストン72は、中空状に形成され、その中空部72cが第2弁体72aの中空部に連通する。第2ピストン72の外周には、第2シリンダ71の内壁との間をシールする環状でリップ状断面を有するパッキン75が設けられる。また、第2ピストン72の下部外周には、フッ素系樹脂製のウェアリング83が装着される。第2シリンダ71において、第2ピストン72の上側には、水素ガスの圧力を調整するための第2調圧室77が設けられる。
The
第2レギュレータ9において、出口通路44は第2調圧室77に連通する。第2シリンダ71の下側には、第2弁体72aと第2弁座73に対応して第2弁室78が設けられる。第2弁室78より下側にて、ケーシング41には、止め部材79がねじ止めされる。第2弁座73は、止め部材79の上部の凹みに嵌め込まれる。止め部材79には、第2弁座73を高さを調整するための調整ねじ80が設けられる。
In the
第2調圧室77は、ケーシング41の上側から装着された蓋部材81により封鎖される。蓋部材81の下側には、第2ピストン72の上端に当接可能な凸部81aが形成される。この凸部81aの下端面は、第2ピストン72の上方への移動を規制する、すなわち第2ピストン72の可動範囲を規制するストッパ部81bとなっている。このストッパ部81bに第2ピストン72の上端が当接したときは、第2調圧室77に円環状の空間が形成される。第2調圧室77は、出口通路44に常に連通する。
The second
図5に、図2の鎖線円S2の中を拡大して断面図により示す。図2、図5に示すように、第2ピストン72の上端とストッパ部81bとの間には、緩衝部材85が設けられる。緩衝部材85は、円環状をなす弾性体であり、例えば、ゴムより形成される。この緩衝部材85は、ストッパ部81bに形成された周溝81cに一部が嵌め込まれて固定される。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the inside of the chain line circle S2 of FIG. As shown in FIGS. 2 and 5, a
第2ピストン72及び第2弁体72aを貫通する中空部72cは、その両端がそれぞれ開口する。開弁ばね74の上端は、第2ピストン72の下面に保持される。開弁ばね74の下端は、第2シリンダ71の底部にて、その底部に形成された凸部71aを内包した状態で保持される。
Both ends of the
この凸部71aの内側には、第2弁体72aの外周に摺接して第2弁室78をシールする環状でリップ状断面を有するパッキン76が設けられる。パッキン76の下方には、第2弁体72aの外周に摺接し支持する軸受82が設けられる。軸受82は、パッキン76の落下止めを兼ねる。第2弁室78は、軸受82の下方で略円筒状に形成され、中通路43に連通する。
Inside the
中通路43は、第1レギュレータ8の第1調圧室58から水平に延びる第1中通路43aと、第2レギュレータ9の第2弁室78から水平に延びる第2中通路43bと、第1中通路43aと第2中通路43bとの間を垂直に延びる第3中通路43cとを含む。ケーシング41には、第1中通路43aを加工するときに開けられた加工孔45と、第2中通路43bを加工するときに開けられた加工孔46が形成される。また、ケーシング41には、各加工孔45,46を封止するプラグ47が設けられる。第3中通路43cの上端は、連通路10につながる。連通路10は、第3中通路43cと同軸及び同径をなし垂直に延びる第1連通路10aと、第1連通路10aの上部と第2レギュレータ9の第2調圧室77との間で水平に延びる第2連通路10bとを含む。第2連通路10bは、第1連通路10aよりも小径に形成される。逆止弁11は、第1連通路10aと第2連通路10bの接続部分に設けられる。
The
従って、第2レギュレータ9は、第2弁室78に作用する、中通路43の水素ガスの圧力(第1レギュレータ8による減圧後の水素ガスの圧力)と、第2調圧室77に作用する、出口通路44の水素ガスの圧力と、開弁ばね74の付勢力とのバランスにより作動し、中通路43の水素ガスの圧力を更に減圧するようになっている。
Accordingly, the
逆止弁11は、弁室91と、弁室91の入口に形成された弁座92と、弁室91の中に収容され、弁座92と当接、離間する球状の弁体93と、弁体93を弁座92へ向けて閉弁する方向へ付勢するコイル形状をなす閉弁ばね94と、閉弁ばね94を保持すると共に弁室91を封止するプラグ95と、プラグ95と蓋部材81をケーシング41に対して抜け止めする押さえ板96とを備える。ここで、弁室91は第2連通路10bを介して第2調圧室77に連通する。第2連通路10bは、出口通路44と同軸に形成される。
The
従って、逆止弁11は、中通路43から連通路10を介して第2レギュレータ9の第2調圧室77へ向かう水素ガスの流れを許可し、その逆向きの流れを阻止する。ここで、逆止弁11は、中通路43における水素ガスの圧力がある圧力(開弁圧)より大きくなった場合に開弁して、中通路43から連通路10を介して第2調圧室77へ向かう水素ガスの流れを許可する。この実施形態では、逆止弁11の開弁圧は、中通路43における水素ガスの通常調整圧力に所定値αを加算した圧力より大きく設定される。すなわち、連通路10と逆止弁11は、中通路43の水素ガスの圧力が所定値より過大となったときだけ中通路43の水素ガスを第2調圧室77を介して出口通路44へ逃すようになっている。
Accordingly, the
以上説明したこの実施形態の高圧レギュレータ7は、次のように動作する。図1において、水素ボンベ2から高圧レギュレータ7等を介して燃料電池1への水素ガスGの供給が開始される。すると、図2に示すように、高圧レギュレータ7では、出口通路44から水素ガスが太矢印で示す方向へ流出し、第2レギュレータ9の第2調圧室77の水素ガスの圧力が低下する。そして、第2ピストン72及び第2弁体72aが上昇し、第2弁体72aが第2弁座73から離間して開弁する。これにより、第2弁室78の水素ガスが、第2ピストン72及び第2弁体72aの中空部72cを経由して第2調圧室77へ流れ、第2調圧室77の水素ガスの圧力が上昇する。そして、第2調圧室77の水素ガスの圧力が所定の圧力に達すると、第2ピストン72及び第2弁体72aが開弁ばね74に抗して押し下げられ、第2弁体72aの下端開口72bが第2弁座73に当接して閉弁する。これにより、第2弁室78から第2調圧室77へ向かう水素ガスの流れが遮断される。なお、予め、調整ねじ80のねじ込み量を調整することで、第2調圧室77における水素ガスの圧力を所定の最終圧力に設定することができる。
The
第2レギュレータ9の第2弁室78と第1レギュレータ8の第1調圧室58とは、中通路43を介して連通する。このため、第2弁室78の水素ガスの圧力が低下すると、第1調圧室58の水素ガスが、中通路43を介して第2弁室78へ流れ、同弁室78の水素ガスの圧力が上昇する。このとき、第1レギュレータ8では、第1調圧室58の水素ガスの圧力が低下するので、開弁ばね57の付勢力によって第1ピストン52が上昇し、第1弁体53が上方へ押され、同弁体53が第1弁座55から離間して開弁する。これにより、入口通路42に供給される高圧の水素ガスGが、第1弁室54を介して第1調圧室58へ流れ、第1調圧室58の水素ガスの圧力が、所定の中間圧力に保たれる。なお、予め、止め部材60のねじ込み量を調整することで、第1調圧室58の圧力を所定の中間圧力に設定することができる。
The
ここで、水素ボンベ2から燃料電池1への水素ガスの供給が停止すると、第2レギュレータ9の第2調圧室77における水素ガスGの圧力が低下しなくなる。このため、第1レギュレータ8から中通路43へ漏れ出た水素ガスの逃げ場がなくなり、中通路43の水素ガスの圧力が上昇する。中通路43の水素ガスの圧力が所定値以上になると、その圧力が連通路10を通じて逆止弁11に作用し、逆止弁11が開弁する。これにより、中通路43の水素ガスが、連通路10及び逆止弁11を介して第2レギュレータ9の第2調圧室77へ放出され、逃される。このため、中通路43に通じる第1調圧室58や第2弁室78に面して又は隣接して設けられたパッキン62,76に対し、水素ガスによる過剰な圧力負荷がかかることを回避することができる。この結果、パッキン62,76のシール不良や破損を防止することができる。また、連通路10及び逆止弁11を介して第2調圧室77へ逃がされた水素ガスは、出口通路44を経由して水素供給通路3へ流れる。このため、水素ガスを、高圧レギュレータ7から水素供給システムの外部へリリーフすることがないので、水素ガスの無駄な消費を抑えることができる。
Here, when the supply of hydrogen gas from the
ここで、水素ボンベ2に貯留された水素ガスGは、充填設備によっては「約80〜90(Mpa)」程度の圧力で充填される場合がある。一方、この高圧レギュレータ7から各インジェクタ14〜17へ供給される水素ガスGの圧力は、「1.0〜1.5(Mpa)」程度の圧力まで減圧される。従って、この高圧レギュレータ7は、例えば、第1レギュレータ8では「約80〜90(Mpa)」程度の圧力の水素ガスを「約3.0〜2.5(Mpa)」程度まで減圧し、第2レギュレータ9では「約3.0〜2.5(Mpa)」程度の水素ガスを「約1.0〜1.5(Mpa)」程度まで減圧するようになっている。
Here, the hydrogen gas G stored in the
この実施形態によれば、ユニット化された高圧レギュレータ7において、第1レギュレータ8が開弁した状態のまま故障して中通路43に過剰な水素ガスの圧力が作用しても、逆止弁11が開弁し、中通路43の水素ガスの圧力が連通路10及び第2調圧室77を介して出口通路44へ逃される。このため、逆止弁11を高圧レギュレータ7のリリーフ弁としても機能させることができる。
According to this embodiment, in the unitized
この実施形態によれば、連通路10と逆止弁11が、第1レギュレータ8と第2レギュレータ9との間の余裕スペースに配置されるので、ユニットとしての高圧レギュレータ7に特別なスペースを設ける必要がない。このため、第1レギュレータ8と第2レギュレータ9を含む高圧レギュレータ7の体格が、連通路10と逆止弁11を設けることで大きくなることを防止することができる。
According to this embodiment, since the
また、この実施形態によれば、第1レギュレータ8において、第1ピストン52の段部52bとストッパ部51aとの間に緩衝部材65が設けられる。ここで、第1シリンダ51にて移動する第1ピストン52の段部52bがストッパ部51aに当接することがある。このとき、緩衝部材65を介して段部52bとストッパ部51aが当接するので、その当接時の衝撃が緩和される。このため、第1ピストン52の段部52bとストッパ部51aとの当接による打音や騒音の発生を抑えることができる。この点、第2レギュレータ9においても、緩衝部材85について同等の作用効果を得ることができる。
Further, according to this embodiment, in the
詳しく説明すると、例えば、第1レギュレータ8において、第1弁体53が閉弁すると、第1調圧室58の圧力が所定の設定値となり、第1ピストン52の段部52bとストッパ部51aとの間に所定の隙間ができる。その後、第1弁体53が開弁すると、第1調圧室58の圧力が低下し、第1ピストン52が開弁ばね57の付勢力により押されて第1調圧室58が縮小する方向へ移動し、第1弁体53が押されて更に開弁する。このとき、入口通路42から導入される水素ガスの圧力は、第1調圧室58の圧力に比べてさほど高くはない。よって、第1弁体53が開弁し続け、第1調圧室58に水素ガスが流入しても、第1調圧室58の圧力上昇が遅く、やがて段部52bがストッパ部51aに衝突する。このとき、段部52bとストッパ部51aとの間に緩衝部材65が設けられるので、両者52b,51aの当接時の衝撃が緩和される。このため、第1ピストン52の段部52bとストッパ部51aとの当接による打音や騒音の発生を抑えることができる。
More specifically, for example, in the
この実施形態では、第1レギュレータ8において、緩衝部材65が、第1ピストン52の段部52bに固定される。従って、緩衝部材65が段部52bとストッパ部51aとの間を浮動することなく位置決めされる。このため、段部52bとストッパ部51aとの間で緩衝部材65を安定的に機能させることができる。この点、第2レギュレータ9においても、緩衝部材85について同等の作用効果を得ることができる。
In this embodiment, in the
この実施形態では、第1レギュレータ8において、緩衝部材65が円環状をなす弾性体であることから、緩衝部材65が部品としてまとまりがある。このため、第1ピストン52の段部52bに対する緩衝部材65の組み付け性を向上させることができる。この点、第2レギュレータ9においても、緩衝部材85について同等の作用効果を得ることができる。
In this embodiment, in the
この実施形態では、第1レギュレータ8において、ストッパ部51aが、第1シリンダ51の内周に設けられるので、ストッパ部51aの加工が容易である。すなわち、第1シリンダ51の内周の内径を変えて加工するだけで済む。このため、ストッパ部を持たない従前のレギュレータに対してストッパ部51aを容易に設けることができる。この点、第2レギュレータ9では、ストッパ部81bが、蓋部材81の凸部81aに設けられるが、第1レギュレータ8と同等の作用効果を得ることができる。
In this embodiment, in the
また、この実施形態では、特に第1レギュレータ8において、緩衝部材65が通路又は第1調圧室58を流れる水素ガスに曝されない位置に配置される。すなわち、緩衝部材65は、第1ピストン52の外周において、第1調圧室58からパッキン62を挟んで離れた段部52bに配置される。従って、緩衝部材65が水素ガスに直接曝されないので、水素ガスによる物理的及び化学的な影響を受けることがない。例えば、緩衝部材65に、水素ガス中の異物が当たったり、緩衝部材65が水素ガスにより変質したりすることがない。このため、緩衝部材65とストッパ部51aとの間での異物の噛み込みを防止することができ、緩衝部材65の劣化を防止することができる。
In this embodiment, in particular, in the
<第2実施形態>
次に、本発明における減圧弁を燃料電池システムに具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment in which the pressure reducing valve in the present invention is embodied in a fuel cell system will be described in detail with reference to the drawings.
なお、以下の説明において、第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。 In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Hereinafter, different points will be mainly described.
この実施形態では、第1レギュレータ8の緩衝部材65の配置の点で第1実施形態と構成が異なる。図6に、第1レギュレータ8の一部を、図3に準ずる拡大断面図により示す。この実施形態では、第1ピストン52の段部52bに緩衝部材65が固定されておらず、その代わり、第1シリンダ51の内周のストッパ部51aに形成された周溝51bに緩衝部材65が固定される。
This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the
従って、第1レギュレータ8において、緩衝部材65に係り、第1実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
Therefore, in the
<第3実施形態>
次に、本発明における減圧弁を燃料電池システムに具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment in which the pressure reducing valve in the present invention is embodied in a fuel cell system will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態では、第1及び第2のレギュレータ8,9の緩衝部材65,85の構成の点で前記各実施形態と構成が異なる。図7に、緩衝部材65(85)を平面図により示す。この実施形態では、緩衝部材65(85)が、隙間を開けて円環状に配置された複数の弾性片65a(85a)より構成される。
This embodiment is different from the above embodiments in the configuration of the
従って、第1及び第2のレギュレータ8,9において、緩衝部材65(85)には、複数の弾性片65a(85a)の間に隙間があるので、各ピストン52,72又は各ストッパ部51a,81bが各緩衝部材65(85)に当接した後に、各ピストン52,72又は各ストッパ部51a,81bが緩衝部材65(85)に密着することがなく、緩衝部材65(85)からの離間が容易となる。このため、各ピストン52,72の円滑な動作を確保することができる。
Accordingly, in the first and
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a part of the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
(1)前記各実施形態では、本発明の緩衝部材65,85に係る構成を、2つのレギュレータ8,9を含む高圧レギュレータ7に具体化したが、本発明の緩衝部材に係る構成を、単体のレギュレータに具体化することができる。
(1) In each of the above embodiments, the configuration related to the
(2)前記各実施形態では、本発明を燃料電池システムの水素供給システムに使用される高圧レギュレータ7に具体化したが、これに限られるものではなく、各種システムに使用される減圧弁に具体化することができる。
(2) In each of the above embodiments, the present invention is embodied in the
この発明は、二次側の流体圧力を、一次側の流体圧力よりも低い圧力に維持する減圧弁に利用することができる。 The present invention can be used for a pressure reducing valve that maintains the fluid pressure on the secondary side at a pressure lower than the fluid pressure on the primary side.
8 第1レギュレータ(減圧弁)
9 第2レギュレータ(減圧弁)
42 入口通路(通路)
51 第1シリンダ
51a ストッパ部
52 第1ピストン
52b 段部
53 第1弁体
54 第1弁室(通路)
55 第1弁座
55a 弁孔(通路)
57 開弁ばね
58 第1調圧室
65 緩衝部材
65a 弾性片
68 第1大気室
71 第2シリンダ
72 第2ピストン
72a 第2弁体
72c 中空部(通路)
73 第2弁座
74 開弁ばね
77 第2調圧室
78 第2弁室(通路)
81 蓋部材
81b ストッパ部
85 緩衝部材
85a 弾性片
88 第2大気室
8 First regulator (pressure reducing valve)
9 Second regulator (pressure reducing valve)
42 Entrance passage (passage)
51
55
57
73
81
Claims (6)
前記シリンダにて移動可能に設けられ、前記シリンダの中を調圧室と大気室とに区画するピストンと、
前記ピストンの可動域を規制するために前記シリンダにて前記ピストンと当接可能に設けられたストッパ部と、
前記ピストンを前記調圧室へ向けて付勢するために前記大気室に設けられたばねと、
前記調圧室に連通する通路を開閉するために設けられた弁座及び弁体と
を備え、前記調圧室の圧力と前記ばねの付勢力とのバランスにより前記ピストンが移動することで前記弁座に対して前記弁体を開閉させて前記調圧室の圧力を調整するように構成した減圧弁において、
前記ピストンと前記ストッパ部との間に緩衝部材が設けられたことを特徴とする減圧弁。 A cylinder formed in the casing;
A piston which is movably provided in the cylinder and divides the cylinder into a pressure regulating chamber and an air chamber;
A stopper provided in the cylinder so as to be able to come into contact with the piston in order to regulate a movable range of the piston;
A spring provided in the atmospheric chamber for biasing the piston toward the pressure regulating chamber;
A valve seat and a valve body provided to open and close a passage communicating with the pressure regulating chamber, and the valve moves by balancing the pressure of the pressure regulating chamber and the biasing force of the spring. In the pressure reducing valve configured to adjust the pressure of the pressure regulating chamber by opening and closing the valve body with respect to a seat,
A pressure reducing valve, wherein a buffer member is provided between the piston and the stopper portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015063756A JP2016183708A (en) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | Reduction valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015063756A JP2016183708A (en) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | Reduction valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016183708A true JP2016183708A (en) | 2016-10-20 |
Family
ID=57242940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015063756A Pending JP2016183708A (en) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | Reduction valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016183708A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019160656A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell system |
CN111219512A (en) * | 2019-05-27 | 2020-06-02 | 绍兴天喆能源科技有限公司 | Pressure reducing and stabilizing valve applied to preparation of fuel cell |
EP3726111A1 (en) | 2019-04-16 | 2020-10-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fluid control valve |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5792859U (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | ||
JPS5863467U (en) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | 株式会社明電舎 | automatic closing valve |
JPH04254006A (en) * | 1991-02-01 | 1992-09-09 | Fuji Oozx Kk | By-path valve with actuator |
JP2005233298A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Ckd Corp | Pilot valve and pneumatic cylinder |
JP2009301950A (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Keihin Corp | Fuel-cell ejector |
JP2012107695A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Advance Denki Kogyo Kk | Air-operated valve |
JP2012123466A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Pressure reducing valve |
JP2014191529A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Keihin Corp | Pressure reduction valve |
-
2015
- 2015-03-26 JP JP2015063756A patent/JP2016183708A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5792859U (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-08 | ||
JPS5863467U (en) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | 株式会社明電舎 | automatic closing valve |
JPH04254006A (en) * | 1991-02-01 | 1992-09-09 | Fuji Oozx Kk | By-path valve with actuator |
JP2005233298A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Ckd Corp | Pilot valve and pneumatic cylinder |
JP2009301950A (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Keihin Corp | Fuel-cell ejector |
JP2012107695A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Advance Denki Kogyo Kk | Air-operated valve |
JP2012123466A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Pressure reducing valve |
JP2014191529A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Keihin Corp | Pressure reduction valve |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019160656A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell system |
JP7154021B2 (en) | 2018-03-15 | 2022-10-17 | 本田技研工業株式会社 | fuel cell system |
EP3726111A1 (en) | 2019-04-16 | 2020-10-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fluid control valve |
CN111219512A (en) * | 2019-05-27 | 2020-06-02 | 绍兴天喆能源科技有限公司 | Pressure reducing and stabilizing valve applied to preparation of fuel cell |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016184259A (en) | Decompression device | |
JP6277835B2 (en) | Fuel vapor control device | |
US9597941B2 (en) | Cylinder apparatus | |
US20150337769A1 (en) | Fuel supply system and pressure reducing device | |
US20130255638A1 (en) | Gas fuel pressure control device | |
KR20110073234A (en) | Damper | |
JP2017040502A (en) | Fuel gas leakage detection device for fuel supply device | |
KR20130052618A (en) | Gas pressure regulating valve | |
KR20130052615A (en) | Gas pressure regulating valve | |
JP2017079026A (en) | Pressure adjustment valve | |
JP2016183708A (en) | Reduction valve | |
US20090032750A1 (en) | Control valve for variable capacity compressors | |
US20160281871A1 (en) | Pressure regulating valve | |
JP2008052474A (en) | Pressure reducing valve | |
CN109844325B (en) | Discharge pressure compensation valve and lifting device comprising such a discharge pressure compensation valve | |
JP2009250396A (en) | Damping force regulating hydraulic shock absorber | |
JP2006185103A (en) | Pressure reducing valve | |
JP2016136304A (en) | Pressure adjustment valve | |
JP2008157277A (en) | Piston valve | |
JP2016184490A (en) | Hydrogen fuel supply system | |
JP5846448B2 (en) | Pressure control device for gaseous fuel | |
JP2016184260A (en) | Pressure control valve | |
JP2017004887A (en) | Hydrogen supply device | |
JP2007148641A (en) | Regulator for fluid | |
JP2016184489A (en) | Hydrogen fuel supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170703 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180605 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181204 |