CN105546346B - 节流阀 - Google Patents

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Abstract

一种节流阀,其包括:节流阀元件(62);支撑构件(33),支撑构件(33)支撑节流阀元件(62),支撑构件(33)包括阀元件支撑部(51)和轴部,轴部连接至阀元件支撑部(51),轴部具有气体通道和入口端口;安装构件(36),安装构件(36)将支撑构件(33)安装在节流阀流动通道(48)中;过滤器(35),过滤器(35)在轴向长度由轴部和安装构件(36)限定的空间中设置在轴部的外周表面上以覆盖入口端口;以及垫圈(71),垫圈(71)分别设置在过滤器(35)的一个轴向端部与安装构件(36)之间以及过滤器(35)的另一个轴向端部与轴部之间。

Description

节流阀

技术领域

本发明涉及一种节流阀。

背景技术

按照惯例,在设置于燃料电池车辆等中的气罐中,设置有阀装置以控制高压氢气到罐中的供给以及储存在罐内的高压氢气的排放。该阀装置包括本体和配气机构,该本体中设置有气体流动通道,该气体流动通道提供气罐内外之间的连通;该配气机构控制氢气通过气体流动通道的流动。气体流动通道经由配装至本体的接合部连接至从外部装置(例如供给氢气的供给源)延伸的管道(例如,参照日本特许申请公报No.2013-29161(JP 2013-29161A))。

更具体地,如图6中所示,在JP 2013-29161A中描述的阀装置中,本体121具有其中配装有接合部122的配装孔123。本体121还具有供给通道124,供给通道124通向配装孔123的底表面并且用作气体流动通道,氢气通过该气体流动通道被供给到气罐中。

供给通道124中设置有止回阀132。止回阀132抑制氢气通过配装孔123而排放(释放)到外部。当不供给氢气时,止回阀132以下面的方式抑制氢气从供给管道124排放。阀元件137被氢气的压力和迫压构件138的迫压力向阀座136迫压,并且阀元件137坐置在阀座136处以封闭阀座136的阀孔口135。

如图6中所示,接合部122形成为使得节流阀141、过滤器142、支撑构件143等配装至接合部本体140。接合部122具有通孔147。通孔147从本体121侧朝向管道125按下述顺序包括大直径部144、渐缩部145和小直径部146。渐缩部145用作节流阀座,并且小直径部146的渐缩部145侧开口为节流阀座的节流阀孔口。

节流阀141包括节流阀元件149、阀室形成构件150和螺旋弹簧151。节流阀元件149设置成与渐缩部145(节流阀座)接触及分离。阀室形成构件150限定其中容置有节流阀元件149的阀室。螺旋弹簧151将节流阀元件149向渐缩部145(节流阀座)迫压。节流阀元件149的末端具有渐缩表面。该渐缩表面与渐缩部145(节流阀座)接触及分离。

支撑构件143配装到大直径部144中,并且支撑构件143具有与阀孔口135连通的轴向孔148。过滤器142具有圆筒形的形状。过滤器142的两个端部分别配装至支撑构件143的支撑部的外周表面以及阀室形成构件150的小筒状部的外周表面。在过滤器142的端部中的一个端部与支撑构件143之间设置有处于压缩状态的垫圈152,并且过滤器142的端部中的另一端部与阀室形成构件150之间设置有处于压缩状态的另一个垫圈152。阀室形成构件150具有用于在节流阀元件149沿阀打开方向移动时提供小直径部146与大直径部144之间的连通的狭缝。过滤器142、支撑构件143和阀室形成构件150中的每一者均由金属制成。

在由此构造的阀装置中,氢气从管道125经由接合部122被供给至供给通道124。此时,由于节流阀元件149设置在接合部122中,因此节流阀元件149通过从管道125侧流动至供给通道124侧的氢气的压力而与渐缩部145(节流阀座)分离(自渐缩部145移离),从而导致节流阀孔口的开口面积增大。因此,大量的氢气被允许从管道125侧流动至供给通道124侧,因此,氢气被快速地供给至气罐。

过滤器142的端面分别由垫圈152密封。垫圈152通常由诸如橡胶、合成树脂和金属之类的垫圈材料制成。垫圈152中的一个垫圈设置在支撑构件143与过滤器142之间,并且垫圈152中的另一个垫圈设置在过滤器142与阀室形成构件150之间。垫圈152中的每个垫圈均夹置在由金属制成的构件之间。过滤器142和阀室形成构件150没有固定至接合部本体140。因此,垫圈152在节流阀元件149由于在供给气体时的气体压力而沿阀打开方向移动以按压阀室形成构件150时被挤压。因此,垫圈152可能被过度地挤压。

发明内容

本发明提供了一种节流阀,在该节流阀中,分别设置在过滤器的两端的垫圈在节流阀元件沿阀打开方向移动时不被挤压。

根据本发明的一方面的节流阀包括:节流阀元件,该节流阀元件设置在节流阀流动通道中;支撑构件,该支撑构件支撑节流阀元件,该支撑构件包括阀元件支撑部和轴部,其中,该阀元件支撑部支撑节流阀元件以使得节流阀元件能够沿阀打开方向及阀关闭方向移动,该轴部连接至阀元件支撑部,该轴部具有气体通道和入口端口,其中,该气体通道沿轴线方向延伸,气体通过该入口端口被引入到气体通道中,该入口端口设置在轴部的外周表面中;安装构件,该安装构件将支撑构件安装在节流阀流动通道中;过滤器,过滤器在轴向长度由轴部和安装构件限定的空间中设置在轴部的外周表面上以覆盖入口端口;以及垫圈,垫圈分别设置在过滤器的一个轴向端部与安装构件之间以及过滤器的另一个轴向端部与轴部之间。

在上文所述的构型的情况下,垫圈分别夹置在过滤器的一个轴向端部与安装构件之间以及过滤器的另一个轴向端部与轴部之间,以对过滤器的端面进行密封。由于过滤器和垫圈设置在轴向长度由轴部和安装构件限定的空间中,因此当节流阀元件沿阀打开方向移动时,分别设置在过滤器的两端的垫圈不被挤压。

轴部可以包括柱状部、管状部和配装部,其中,该柱状部连接至阀元件支撑部,该管状部连接至柱状部,该配装部连接至管状部并且配装至安装构件;柱状部、管状部和配装部按所述顺序从节流阀流动通道的上游朝向节流阀流动通道的下游设置;并且气体通道可以设置在管状部和配装部中。

在上文所述的构型的情况下,当节流阀元件沿阀打开方向移动时,分别对覆盖管状部的入口端口的过滤器的两端进行密封的垫圈不被挤压。

根据本发明的方面,当节流阀元件沿阀打开方向移动时,分别设置在过滤器的两端的垫圈不被挤压。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优势、技术和工业意义进行描述,在附图中,相同的附图标记指示相同的元件,并且在附图中:

图1为示出了阀装置的示意构型的视图;

图2为示出了本发明的第一实施方式中的本体和供给侧接合部的连接部的局部截面图;

图3为示出第一实施方式中的供给侧接合部的放大截面图;

图4为示出了本发明的第二实施方式中的本体和供给侧接合部的连接部的局部截面图;

图5为示出了另一实施方式中的本体和供给侧接合部的连接部的局部截面图;以及

图6为示出了相关技术中的本体和供给侧接合部的连接部的局部截面图。

具体实施方式

(第一实施方式)在下文中,将参照图1至图3对根据第一实施方式的包括节流阀元件的阀装置进行描述。图1中所示的阀装置1配装至气罐2的配装开口3中,气罐2中储存有处于高压(例如,70MPa)的氢气。阀装置1包括由铝合金形成的本体4(阀体)、供给侧接合部6和输送侧接合部8。供给侧接合部6用作将从供给氢气的供给源延伸的供给管道(管道)5连接至阀装置1的接合部。输送侧接合部8将延伸至氢气所被输送给的目的地(即,输送目的地)如燃料电池的输送管道7连接至阀装置1。本体4包括本体部11以及配装部12,其中,本体部11具有平坦盒形状并且本体部11设置在气罐2外侧,配装部12插入到配装孔3中。配装部12具有圆柱形的形状,并且沿与本体部11的底表面11a大致正交的方向(即,沿图1中的向下方向)延伸。

在本体部11中设置有供给通道13和输送通道14。供给通道13设置成将流自供给管道5的氢气供给到气罐2中。输送通道14设置成将氢气经由输送管道7输送至例如燃料电池的输送目的地。在配装部12中设置有连接通道15。连接通道15连接至供给通道13和输送通道14中的每一者,并且连接通道15通向气罐2内。也就是说,在实施方式中,供给通道13和连接通道15构成了提供气罐2内外之间的连通的气体流动通道。在供给通道13中设置有止回阀16。止回阀16抑制已经被供给到气罐2中的氢气排放(释放)到本体4的外部(阀装置1的外部)。在输送通道14中设置有电磁阀17。电磁阀17控制氢气至输送目的地的供给。在阀装置1中,供给管道5连接至供给侧接合部6使得供给管道5连接至供给通道13,并且输送管道7连接至输送侧接合部8使得输送管道7连接至输送通道14。

接下来,将对本体4和供给侧接合部6的连接部的构型以及连接部的附近部分进行描述。如图2中所示,本体部11的侧表面11b——即本体部11的外表面——具有圆形的配装孔21,配装孔21沿与侧表面11b大致正交的方向(即,沿图2中的左-右方向)延伸。配装孔21包括第一配装孔22和第二配装孔23,其中,第一配装孔22在侧表面11b处敞开,第二配装孔23与第一配装孔22同轴并相邻。第一配装孔22的内径大于第二配装孔23的内径。第一配装孔22和第二配装孔23中的每一者的内周表面上均设置有内螺纹(阴螺纹)。供给侧接合部6被拧至第一配装孔22,从而供给侧接合部6配装至第一配装孔22。定位构件86(稍后描述)被拧至第二配装孔23,从而定位构件86配装至第二配装孔23。

供给通道13线性地延伸成使得供给通道13与位于本体部11的侧表面11b附近的第一配装孔22和第二配装孔23同轴。供给通道13通向第二配装孔23的底表面。因此,配装孔21的内部与供给通道13连通。在供给通道13中设置有上文所述的止回阀16。

将对供给侧接合部6的构型进行详细地描述。供给侧接合部6包括圆筒形的接合部本体31。在沿接合部本体31的轴向方向延伸穿过接合部本体31的通孔32中,设置有支撑构件33、节流阀34、过滤器35、插塞36和密封构件37。通孔32形成为使得通孔32在接合部本体31配装至第一配装孔22的状态下与供给通道13同轴。

更具体地,如图3中所示,接合部本体31包括抓持部41、本体侧连接部42和管道侧连接部43,其中,抓持部41通过工具等抓持(保持),本体侧连接部42从抓持部41朝向一端侧(图3中的左侧)延伸,管道侧连接部43从抓持部41朝向另一端侧(图3中的右侧)延伸。抓持部41的外周表面的一部分被倒角成使得抓持部41的在与轴向方向正交的方向上的横截面具有六边形的形状。本体侧连接部42的外周表面上设置有外螺纹(阳螺纹),该外螺纹(阳螺纹)被拧至第一配装孔22的内螺纹。管道侧连接部43的外周表面上设置有外螺纹(阳螺纹),该外螺纹(阳螺纹)被拧至设置在供给管道5的内周表面上的内螺纹。因此,通过将本体侧连接部42拧至第一配装孔22,接合部本体31配装成使得抓持部41和管道侧连接部43从本体部11的侧表面11b突出。

设置在接合部本体31中的通孔32包括从管道侧连接部43侧(图3中的右侧)朝向本体侧连接部42侧按下述顺序设置的小直径孔部46、渐缩孔部47、大直径孔部48和直径增大孔部49。小直径孔部46从管道侧连接部43的端面延伸至抓持部41,并且小直径孔部46的内径小于通孔32的其他部分中的每个部分的内径。

大直径孔部48从本体侧连接部42的端面延伸至抓持部41中的位置,该位置接近管道侧连接部43。大直径孔部48的内径大于小直径孔部46的内径,并且大直径孔部48的内径小于直径增大孔部49的内径。渐缩孔部47设置在大直径孔部48与小直径孔部46之间。渐缩孔部47的内径沿从小直径孔部46朝向大直径孔部48的方向逐渐地增大。直径增大孔部49的内径大于通孔32的其他部分中的每个部分的内径。直径增大孔部49在本体侧连接部42的端面处敞开。通孔32的大直径孔部48对应于节流阀流动通道。

如图3中所示,支撑构件33设置在大直径孔部48内。支撑构件33包括阀室形成部51、柱状部52、管状部53和配装部54。阀室形成部51、柱状部52、管状部53和配装部54从管道侧连接部43侧(图3中的右侧)按所述顺序设置。阀室形成部51具有圆筒形的形状。阀室形成部51的外径与大直径孔部48的内径基本上相等。阀室形成部51设置成接触渐缩孔部47的最大直径部(换句话说,具有最大直径的部分、即图3中的左侧大直径端部)。

阀室形成部51对应于阀元件支撑部,该阀元件支撑部经由迫压构件63(稍后描述)支撑节流阀元件62。柱状部52、管状部53和配装部54对应于连接至阀室形成部51(阀元件支撑部)的轴部。

柱状部52具有圆柱形的形状。柱状部52的外径小于阀室形成部51的外径。柱状部52具有流动通道55。流动通道55沿柱状部52的径向方向延伸穿过柱状部52,并且流动通道55通向阀室形成部51的内部。管状部53具有圆筒形的形状。管状部53的外径小于柱状部52的外径。配装部54具有圆筒形的形状。配装部54的外径略小于管状部53的外径。因此,管状部53在配装部54侧轴向端部处具有阶梯面。支撑构件33以下面的方式配装并固定在大直径孔部48(节流阀流动通道)中。阶梯面设置成接触插塞36,并且如上所述,阀室形成部51接触渐缩孔部47的最大直径部。

气体通道56在管状部53和配装部54中设置为沿管状部53和配装部54的轴线方向(即,轴部的轴线方向)延伸,并且管状部53的外周表面中设置有与气体通道56连通的多个入口端口56a。在实施方式中,入口端口56a为形成为沿轴线方向延伸的长孔。入口端口不局限于长孔。例如,可以以直线方式、以交错的方式等设置多个圆孔。气体通道56在配装部54的供给通道13侧端面处敞开。

节流阀34设置在节气室形成部51内。节流阀34包括节流阀元件62和迫压构件63(例如,螺旋弹簧),其中,节流阀元件62与节流阀座61接触及分离,节流阀座61为小直径孔部46与渐缩孔部47之间的边界部,迫压构件63将节流阀元件62向节流阀座61迫压。在实施方式中,小直径孔部46的渐缩孔部47侧端部(即,渐缩孔部47侧开口)用作节流阀座61的阀孔口(即,节流阀孔口)。

节流阀元件62包括从节流阀座61侧(图3中的右侧)按下述顺序设置的阀部64、筒状部65和容置管部66。阀部64具有渐缩形状,也就是说,阀部64的外径沿远离筒状部65的方向减小。阀部64的最大部的外径小于大直径孔部48的内径,并且阀部64的最大部的外径大于小直径孔部46的内径。阀部64的最小部(即,具有最小直径的部分)的外径小于小直径孔部46的内径。阀部64具有细孔67。细孔67在阀部64的末端的中央部处敞开,并且细孔67通向筒状部65的内部。筒状部65具有圆筒形的形状,并且筒状部65的外径小于阀室形成部51的内径。在筒状部65中设置有多个侧孔68。侧孔68从筒状部65的内侧穿过筒状部65延伸至筒状部65的外侧。侧孔68与细孔67连通。容置管部66具有圆筒形的形状,使得容置管部66能够沿阀室形成部51的轴线方向相对于阀室形成部51滑动。也就是说,容置管部66的外径与阀室形成部51的内径基本上相等。容置管部66的内径大于筒状部65的外径。迫压构件63以轴向压缩状态被容置在容置管部66中。更具体地,已经从迫压构件63的长度为自然长度并且力没有聚积在迫压构件63中的状态进入轴向压缩状态的迫压构件63被容置在容置管部66中。节流阀元件62被迫压构件63向节流阀座61迫压。

如图3中所示,过滤器35形成为具有圆筒形的形状以适应管状部53的外周形状,并且过滤器35配装至管状部53的外周表面。也就是说,如上所述,由于管状部53的外径小于柱状部52的外径,因此在管状部53的外周表面外且在柱状部52与插塞36(稍后描述)之间的位置处形成空间。过滤器35设置在该空间中。过滤器35的内径与支撑构件33的管状部53的外径基本上相等,并且过滤器35的外径小于大直径孔部48的内径。根据实施方式的过滤器35由金属网(丝网)形成。过滤器35设置成在环形垫圈71分别设置在过滤器35的在轴向方向上的两侧处的状态下在径向方向上面向管状部53的入口端口56a以覆盖入口端口56a。如图3中所示,成对的垫圈71设置在该空间中,并且分别配装至管状部53的两个端部的外周。垫圈71由在垫圈71被压缩时具有密封能力的材料制成。例如,垫圈71由橡胶、合成树脂或金属制成。

插塞36具有环形的形状。插塞36的外周以过盈的方式配装并固定至大直径孔部48。插塞36的内径略大于配装部54的外径。支撑构件33的配装部54的外周以间隙的方式配装在插塞36中。该间隙设定为约几十微米;然而,该间隙不局限于该值。以这种方式,支撑构件33配装至接合部本体31。插塞36对应于安装构件。

分别设置在过滤器35的沿轴向方向的两侧的垫圈71被布置成处于垫圈71被插塞36压缩的状态下。也就是说,如图3中所示,垫圈71中的一个垫圈夹置在过滤器35的一个轴向端部与插塞36之间,并且垫圈71中的另一个垫圈夹置在过滤器35的另一个轴向端部与柱状部52之间。因此,过滤器35的端面被密封。

密封构件37具有环形的形状,并且配装至直径增大孔部49。密封构件37由例如聚酰亚胺树脂的弹性材料形成。密封构件37在接合部本体31(供给侧接合部6)配装至第一配装孔22的状态下被置于(夹置于)接合部本体31与本体部11之间。因此,密封构件37与接合部本体31和本体部11中的每一者紧密接触,并且密封构件37提供了接合部本体31与本体部11(配装孔21)之间的气密密封。

接下来,将对止回阀16的构型进行详细地描述。如图2中所示,供给通道13包括设置在供给通道13的配装孔21侧端部中的直径增大部81和阀容置部82。直径增大部81通向第二配装孔23的底表面。阀容置部82与直径增大部81相邻,并且止回阀16容置在阀容置部82中。阀容置部82的内径小于直径增大部81的内径,并且阀容置部82的内径大于供给通道13的与阀容置部82相邻的其他部分的内径。阀容置部82的内周表面经过阳极处理。

止回阀16包括止回阀座83、止回阀元件84和迫压构件85(例如,螺旋弹簧),其中,止回阀座83用作阀座,止回阀元件84与止回阀座83接触及分离,迫压构件85将止回阀元件84向止回阀座83迫压。此外,在实施方式中,止回阀16包括定位构件86,定位构件86设定止回阀座83在供给通道13即气体流动通道中的位置。

止回阀座83由例如聚酰亚胺树脂的弹性材料形成,并且具有环形的形状。止回阀座83配装在直径增大部81中。止回阀座83的中央部处设置有止回阀孔口87,止回阀孔口87沿轴向方向延伸穿过止回阀座83。止回阀孔口87形成为使得止回阀孔口87在止回阀座83配装至直径增大部81的状态下与供给通道13同轴地设置。

止回阀元件84由不锈钢形成。止回阀元件84包括从止回阀座83侧(图2中的右侧)按下述顺序设置的阻挡部91、小直径管部92、大直径管部93和支撑部94。阻挡部91具有渐缩形状,也就是说,阻挡部91的外径沿远离小直径管部92的方向减小。小直径管部92、大直径管部93和支撑部94中的每一者均具有圆筒形的形状。小直径管部92、大直径管部93和支撑部94构成中空轴。换句话说,止回阀元件84的包括小直径管部92、大直径管部93和支撑部94的部分呈中空轴的形式。阻挡部91的最大部的外径小于阀容置部82的内径,并且阻挡部91的最大部的外径大于止回阀座83的止回阀孔口87的内径。阻挡部91的最小部的外径小于止回阀孔口87的内径。当阻挡部91的末端被插入止回阀孔口87中从而止回阀元件84坐置在止回阀座83处时,止回阀元件84封闭止回阀孔口87。当止回阀元件84与止回阀座83分离时,止回阀元件84打开止回阀孔口87。也就是说,止回阀元件84通过与止回阀座83接触及分离而关闭及打开供给通道13(气体流动通道)。

小直径管部92的外径小于阀容置部82的内径。小直径管部92具有多个侧孔95。侧孔95从小直径管部92的内侧穿过小直径管部92延伸至小直径管部92的外侧。大直径管部93的外径与阀容置部82的内径基本上相等。支撑部94的外径略小于大直径管部93的外径。

迫压构件85的止回阀座83侧端部配装至止回阀元件84的支撑部94的外周。迫压构件85以轴向压缩状态与止回阀元件84一起被容置在阀容置部82中。更具体地,已经从迫压构件85的长度为自然长度并且力没有聚积在迫压构件85中的状态进入轴向压缩状态的迫压构件85与止回阀元件84一起被容置在阀容置部82中。因此,止回阀元件84被迫压构件85向止回阀座83迫压。

如图2中所示,定位构件86具有环形的形状。定位构件86的外周上设置有外螺纹(阳螺纹)。定位构件86的外螺纹被拧至第二配装孔23的内螺纹。定位构件86具有连通孔97,连通孔97沿轴向方向延伸穿过定位构件86。连通孔97在定位构件86配装至第二配装孔23的状态下与供给通道13同轴地设置。供给通道13经由连通孔97与供给侧接合部6(接合部本体31)的通孔32连通。因此,供给侧接合部6和定位构件86配装至配装孔21(第一配装孔22和第二配装孔23),使得供给侧接合部6和定位构件86从本体4(本体部11)的外侧(即,侧表面11b侧)按所述顺序同轴地设置。

定位构件86的在轴向方向上的长度与第二配装孔23的深度(即,第二配装孔23的在图2中的左-右方向上的长度)基本上相等。因此,定位构件86在定位构件86配装至第二配装孔23的状态下没有伸入到第一配装孔22中。也就是说,定位构件86在配装孔21的径向方向上与供给侧接合部6没有重叠。换句话说,定位构件86的轴向位置在配装孔21的轴向方向上(即,深度方向上)与供给侧接合部6的轴向方向没有重叠。

在定位构件86配装至第二配装孔23的状态下,定位构件86将止回阀座83按压至直径增大部81与阀容置部82之间的连接表面98(即,将直径增大部81的内周表面与阀容置部82的内周表面——直径增大部81的内周表面与阀容置部82的内周表面具有彼此不同的内径——连接的连接表面98),从而设定(固定)止回阀座83在供给通道13(气体流动通道)中的位置。也就是说,止回阀座83在供给通道13中的位置通过定位构件86设定(固定),定位构件86为与供给侧接合部6相独立地形成的构件。因此,即使在供给侧接合部6没有配装至配装孔21的状态下,定位构件86也能够设定止回阀座83在供给通道13中的位置。此外,止回阀座83置于定位构件86与本体部11(阀容置部82)之间。换句话说,止回阀座83设置在由定位构件86和本体部11(直径增大部81)限定的区域中。因此,止回阀座83与本体部11和定位构件86中的每一者紧密接触,并且止回阀座83提供了本体部11与定位构件86之间的气密密封。

(第一实施方式中的操作)接下来,将对根据实施方式的阀装置的操作进行描述。当氢气被供给到气罐2中时,如图2中所示,供给管道5连接至供给侧接合部6使得氢气被输送到供给侧接合部6中。此时,节流阀34的节流阀元件62克服迫压构件63的迫压力而朝向本体4(沿阀打开方向)移动,从而节流阀元件62与节流阀座61分离。

因此,大量的氢气经由图3中示出的小直径孔部46、侧孔68、阀室形成部51的内部、流动通道55、过滤器35的外部、过滤器35的内部、入口端口56a、气体通道56的内部以及图2中示出的连通孔97而流动到止回阀孔口87中。由于氢气的压力,止回阀16的止回阀元件84克服迫压构件85的迫压力而朝向供给通道13的内侧移动,并且止回阀16的止回阀元件84与止回阀座83分离(移离止回阀座83)。因此,氢气穿过阀容置部82的内部、止回阀元件84的侧孔95、止回阀元件84的内部和供给通道13,并且被供给到气罐2中。

当氢气被供给时,节流阀元件62克服迫压构件63的迫压力从阀关闭的状态沿阀打开方向移动,因此,此时氢气的压力以及迫压构件63的迫压力被施加至支撑构件33的阀室形成部51。

然而,管状部53的配装部54侧轴向端部处的阶梯面接触插塞36,并且图3中示出的阀室形成部51接触渐缩孔部47的最大直径部(左侧大直径端部),使得支撑构件33固定在大直径孔部48(节流阀流动通道)中。因此,由于支撑构件33在其轴向方向上固定,因此设置在所述空间中的垫圈71不被挤压。也就是说,当节流阀元件62沿阀打开方向移动时,分别设置在过滤器35的两端的垫圈71不被挤压。

当氢气不被供给到气罐2中时,图2中示出的止回阀元件84由于气罐2(供给通道13)中的氢气的压力以及迫压构件85的迫压力而被向止回阀座83迫压,从而止回阀元件84坐置在止回阀座83处。因此,止回阀座83的止回阀孔口87被封闭,并且来自气罐2的氢气至本体4的外部的排放(释放)被抑制。节流阀元件62由于迫压构件63的迫压力而坐置在节流阀座61处。如上所述,节流阀元件62具有细孔67。因此,即使在节流阀元件62坐置在节流阀座61处的状态下,氢气的流动也不会被完全地阻挡。因此,节流阀34用作溢流切断阀,该溢流切断阀允许少量的氢气从大直径孔部48流动至小直径孔部46。因此,例如,当止回阀元件84中发生损坏等时,少量的氢气通过节流阀34排出,从而操作者可以检测阀装置1(止回阀16)中的故障。

可能存在操作者例如在氢气被供给之后将供给侧接合部6(接合部本体31)从配装孔21意外地移除的情况。即使在这种情况下,止回阀座83的位置也被保持,原因在于定位构件86保持拧至第二配装孔23。因此,可以抑制下述情形的发生:止回阀元件84不能紧密地封闭止回阀孔口87,或者止回阀座83由于止回阀座83的位置的移位而不能保持与本体部11和定位构件86中的每一者紧密接触。因此,止回阀16的功能得到保持。

可能存在下述情况:发生车辆碰撞等以及车轮等沿与供给侧接合部6的轴向方向大致正交的方向撞击供给侧接合部6的外周表面。在这种情况下,由于与车轮等的碰撞所造成的冲击,因此例如供给侧接合部6可能变形、并且可能在第一配装孔22中倾斜。就这点而言,在根据实施方式的阀装置1中,供给侧接合部6的轴向位置和定位构件86的轴向位置在配装孔21的轴向方向上没有彼此重叠。因此,当供给侧接合部6由于冲击而倾斜时,供给侧接合部6不可能干扰定位构件86。此外,在根据实施方式的阀装置1中,第二配装孔23的内径如上所述小于第一配装孔22的内径,并且第一配装孔22的内周表面与第二配装孔23的内周表面之间存在阶梯(换句话说,高度差)。因此,即使当第一配装孔22由于冲击而变形时,第一配装孔22的变形也不可能会影响第二配装孔23。因此,即使当较大的冲击施加至供给侧接合部6时,定位构件86的在第二配装孔23中的位置的移位也会被抑制。

接下来,将对实施方式的有利效果进行描述。(1)根据实施方式的节流阀包括节流阀元件62、支撑构件33和插塞36(安装构件),其中,节流阀元件62设置在大直径孔部48(节流阀流动通道)中,支撑构件33支撑节流阀元件62,插塞36将支撑构件33安装在大直径孔部48中。支撑构件33包括阀室形成部51(阀元件支撑部)和轴部,其中,阀室形成部51支撑节流阀元件62以使得节流阀元件62能够沿阀打开方向及阀关闭方向移动,该轴部连接至阀室形成部51,该轴部具有沿轴线方向延伸的气体通道56、以及入口开口56a,其中,气体通过入口开口56引入到气体通道56中,入口开口56a设置在轴部的外周表面中。在轴向长度由轴部和插塞36(安装构件)限定的空间中,覆盖入口端口56a的过滤器35设置在轴部的外周上。垫圈71设置在过滤器35的一个轴向端部与插塞36(安装构件)之间,并且另一个垫圈71设置在过滤器35的另一个轴向端部与轴部之间。因此,当节流阀元件沿阀打开方向移动时,分别设置在过滤器的两端的垫圈不被挤压。

(2)在实施方式中,轴部包括从大直径孔部48(节流阀流动通道)的上游朝向大直径孔部48的下游按下述顺序设置的柱状部52、管状部53和配装部54(配装部),配装部54配装至插塞36(安装构件)。管状部53和配装部54具有气体通道56。

因此,当节流阀元件62沿阀打开方向移动时,分别对覆盖管状部53的入口端口56a的过滤器35的两端进行密封的垫圈不被挤压。

(第二实施方式)接下来,将参照图4对根据第二实施方式的阀装置进行描述。为了进行说明,与第一实施方式中的部分相同或对应的部分将由与第一实施方式中的附图标记相同的附图标记指示,并且所述部分的描述将被省略。

如图4中所示,配装孔21的内径沿配装孔21的轴向方向(即,沿深度方向)在整个配装孔21上是大致恒定的。配装孔21的内周表面上设置有内螺纹(阴螺纹)。供给侧接合部6的接合部本体31以及定位构件86被拧至内螺纹,从而接合部本体31和定位构件86配装至配装孔21。接合部本体31包括从本体侧连接部42进一步地延伸的圆筒形延伸部101。

延伸部101的外径小于本体侧连接部42的外径。接合部本体31的通孔32不包括上文所述的第一实施方式中的直径增大孔部49。定位构件86包括具有带底的圆筒形形状的管部103。设置在管部103的外周上的外螺纹(阳螺纹)被拧至配装孔21的内螺纹。管部103的内径与接合部本体31的延伸部101的外径基本上相等。延伸部101被插入管部103中。也就是说,在本实施方式中,定位构件86与供给侧接合部6在配装孔21的径向方向上重叠。换句话说,定位构件86的轴向位置和供给侧接合部6的轴向位置在配装孔21的轴向方向上彼此重叠。在定位构件86的底部105中设置有连通孔106。连通孔106沿定位构件86的轴向方向延伸穿过底部105。连通孔106形成为使得连通孔106在定位构件86配装至配装孔21的状态下与供给通道13同轴地设置。

插塞36包括插入部111和凸缘部112,其中,凸缘部112设置在插入部111的侧部上,该侧部接近定位构件86。插塞36的中央部处设置有沿插塞36的轴向方向延伸穿过插塞36的轴向孔113。插入部111的外径与接合部本体31的大直径孔部48的内径基本上相等,并且插入部111配装在大直径孔部48中。插入部111的外周表面上设置有沿插入部111的周向方向延伸的环形凹槽114。环形凹槽114配装有O形环115和支承环116。因此,提供了插塞36与接合部本体31之间的气密密封。凸缘部112的外径与定位构件86的管部103的内径基本上相等。凸缘部112在轴向方向上面向接合部本体31的延伸部101。轴向孔113的凸缘部112侧端部(即,图4中的左端部)中设置有直径增大孔部117。直径增大孔部117的内径大于轴向孔113的其他部分的内径。密封构件37配装在直径增大孔部117中。

在接合部本体31配装至配装孔21的状态下,延伸部101按压凸缘部112以使得密封构件37被置于(夹置于)插塞36与定位构件86之间。因此,密封构件37与插塞36和定位构件86中的每一者紧密接触,从而提供了定位构件86与插塞36之间的气密密封。

根据第二实施方式,可以得到第一实施方式的在上文所述的部分(1)中所描述的效果。可以对上文所述的实施方式中的每个实施方式进行适当地修改。下面将对上文所述的实施方式中的每个实施方式的修改示例进行描述。

在第一实施方式中,止回阀16包括环形止回阀座83,环形止回阀座83为与定位构件86相独立地形成的构件。然而,本发明不局限于该构型。例如,如图5中所示,定位构件86可以由例如聚酰亚胺树脂的弹性材料形成,并且止回阀元件84可以通过与定位构件86接触及分离而封闭及打开定位构件86的连通孔97(即,止回阀孔口)。也就是说,定位构件86还可以用作止回阀座。类似地,在第二实施方式中,定位构件86也可以用作止回阀座。

在图5中示出的示例中,定位构件86可以由能够弹性变形的软金属例如黄铜或铜合金形成。在上文所述的实施方式中的每个实施方式中,止回阀座83和密封构件37中的每一者均可以由软金属形成。

在上文所述的实施方式中,气体为氢气;然而,气体不局限于氢气。可以使用除氢气以外的气体。在上文所述的实施方式中,细孔67可以被省去。

在上文所述的实施方式中,柱状部52具有流动通道55,流动通道55沿径向方向延伸穿过柱状部52并且通向阀室形成部51的内部。替代该构型,可以将流动通道形成为从阀室形成部51的底壁直接延伸至柱状部52与大直径孔部48之间的间隙。

在上文所述的实施方式中,柱状部52具有圆柱形的形状;然而,柱状部52不局限于圆柱形的形状。柱状部52可以为其他柱状的形状,例如棱柱形的形状。在上文所述的实施方式中,管状部53和配装部54中的每一者均具有圆筒形的形状;然而,管状部53和配装部54中的每一者的形状均不局限于圆筒形的形状。管状部53和配装部54中的每一者的形状均可以为其他管状的形状,例如正方形的管状形状或者矩形的管状形状。

在上文所述的实施方式中,过滤器35形成为具有圆筒形的形状以适应管状部53的外周形状。然而,当管状部53具有除如上所述的圆筒形形状以外的形状时,过滤器35可以形成为具有适应管状部53的外周形状的管状形状。

在上文所述的实施方式中,每个垫圈71均具有环形的形状;然而,每个垫圈71的形状均不局限于环形的形状。垫圈71中的每个垫圈均形成为具有适应配装有垫圈71的部分的外周形状的圈状形状,以对过滤器35的对应的端面进行密封。

在上文所述的实施方式中,螺旋弹簧用作迫压构件63、85中的每个迫压构件;然而,迫压构件63、85中的每个迫压构件均不局限于螺旋弹簧。可以使用例如盘簧、弹性本体等作为迫压构件63、85中的每个迫压构件。当可以通过使用氢气的压力将止回阀元件84向止回阀座83迫压时,可以不设置迫压构件85。当可以通过使用氢气的压力将节流阀元件62向节流阀座61迫压时,可以不设置迫压构件63。

Claims (3)

1.一种节流阀,其特征在于,包括:
节流阀元件(62),所述节流阀元件(62)设置在节流阀流动通道(48)中;
支撑构件(33),所述支撑构件(33)支撑所述节流阀元件(62),所述支撑构件(33)包括阀元件支撑部(51)和轴部,其中,所述阀元件支撑部(51)支撑所述节流阀元件(62)而使得所述节流阀元件(62)能够沿阀打开方向及阀关闭方向移动,所述轴部连接至所述阀元件支撑部(51),所述轴部具有气体通道和入口端口,其中,所述气体通道沿所述轴部的轴线方向延伸,气体通过所述入口端口被引入到所述气体通道中,所述入口端口设置在所述轴部的外周表面中;
安装构件(36),所述安装构件(36)将所述支撑构件(33)安装在所述节流阀流动通道(48)中;
过滤器(35),所述过滤器(35)在轴向长度由所述轴部和所述安装构件(36)限定的空间中设置在所述轴部的所述外周表面上以覆盖所述入口端口;以及
垫圈(71),其由在所述垫圈(71)被压缩时具有密封能力的材料制成,所述材料能够选择橡胶、合成树脂或金属,并且所述垫圈(71)分别设置在所述过滤器(35)的一个轴向端部与所述安装构件(36)之间以及所述过滤器(35)的另一个轴向端部与所述轴部之间。
2.根据权利要求1所述的节流阀,其中,
所述轴部包括柱状部(52)、管状部(53)和配装部(54),其中,所述柱状部(52)连接至所述阀元件支撑部(51),所述管状部(53)连接至所述柱状部(52),所述配装部(54)连接至所述管状部(53)并且配装至所述安装构件(36);
所述柱状部(52)、所述管状部(53)和所述配装部(54)按上述顺序从所述节流阀流动通道(48)的上游朝向所述节流阀流动通道(48)的下游设置;以及
所述气体通道设置在所述管状部(53)和所述配装部(54)中。
3.根据权利要求2所述的节流阀,其中,
所述管状部(53)的外径小于所述柱状部(52)的外径,
所述配装部(54)的外径小于所述管状部(53)的所述外径,
所述过滤器(35)配装至所述管状部(53)的外周表面,以及
所述垫圈(71)分别配装至所述管状部(53)的两个端部的外周。
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