CN107209522A - 减压阀 - Google Patents

Abstract

减压阀具有阀室、调压室、具有连通孔的划分构件、以及阀芯。划分构件具有连通孔和阀座。阀芯具有主体部和杆部。阀座具有相对于阀芯的中心轴线的倾斜角度不同的多个倾斜面。连通孔的周壁和阀座由连结部连结起来。阀座的倾斜角度阶段性地变化，以使得阀座与阀芯在比连结部靠径向外侧的与阀芯的中心轴线分开的位置抵接。

Description

减压阀

技术领域

本发明涉及对气体进行减压的减压阀。

背景技术

以往，作为这种减压阀，提出了例如专利文献1所记载的阀。图7中示出这样的以往的减压阀的一个例子。如图7所示，以往的减压阀具备划分构件110，该划分构件110对高压的气体从该减压阀的上游侧流入的阀室101和使该气体减压的调压室102进行划分。在该划分构件110设有使阀室101内和调压室102内连通的连通孔111，划分构件110中的与阀室101相对的部位作为阀座112发挥功能。

另外，选择性地向靠近阀座112的方向和向远离该阀座112的方向进退移动的阀芯120的主体部121位于阀室101内。杆部122从该主体部121穿过连通孔111而延伸到调压室102内。并且，连通孔111的周壁与阀芯120的杆部122之间成为使气体从阀室101内向调压室102内流动的连通路径105。

在这样的减压阀中，在调压室102内的压力过高时，杆部122朝向调压室102拉入，阀芯120的主体部121落座于划分构件110的阀座112。在主体部121如此落座于阀座112时，连通路径105被阀芯120封闭，气体从阀室101内向调压室102内的流动被限制。并且，通过连通路径105如此被封闭，减压后的气体向减压阀的下游侧流动。

此外，若由于气体从阀室101内向调压室102内的流动被限制而调压室102内的压力变得过低，则杆部122被从调压室102内朝向阀室101推回，阀芯120的主体部121与阀座112分开。在阀芯120的主体部121如此离开阀座112时，连通路径105被开放，气体经由该连通路径105从阀室101内向调压室102内流入，压力被调整。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-170432号公报

发明内容

发明要解决的问题

不过，如图8所示，在阀芯120的主体部121落座了之际载荷作用于划分构件110的阀座112。因此，如图9所示，划分构件110的阀座112由于该载荷而塑性变形，随着该阀座112的塑性变形而有时连通孔111的周壁的一部分向径向内侧突出而连通路径105中的阀座112的附近的通路截面积变窄。在该情况下，气体的流动在连通路径105内产生紊乱，从而在该连通路径105中流动的气体的压力损失变大，易于从减压阀产生异常噪声。

本发明的目的的在于提供一种能够难以产生气体在连通路径中流动之际的异常噪声的减压阀。

用于解决问题的方案

用于达成上述目的的减压阀具备：阀室，其供气体流入；调压室，其对该气体的压力进行调整；划分构件，其对所述阀室和所述调压室进行划分，具有使所述阀室内和所述调压室内连通的连通孔；活塞，其隔着所述调压室与所述划分构件相对地配置；阀芯，其具有中心轴线；主体部，其设于所述阀芯，位于所述阀室内，其构成为，选择性地向靠近所述划分构件的方向和远离该划分构件的方向移动；杆部，其设于所述阀芯，穿过所述连通孔而在所述活塞与所述主体部之间延伸；连通路径，其形成于所述连通孔的周壁与所述杆部之间，使所述阀室与所述调压室连通；阀座，其设于所述划分构件中的与所述主体部相对的位置。在所述主体部落座于所述阀座时所述连通路径被封闭，在所述主体部离开所述阀座时所述连通路径被开放。所述阀座具有相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度不同的多个倾斜面。所述连通孔的周壁和所述阀座由连结部连结起来。所述阀座的倾斜角度阶段性地变化，以使得所述阀座与所述阀芯在比所述连结部靠径向外侧的与所述阀芯的中心轴线分开的位置抵接。

附图说明

图1是具备一实施方式的减压阀的压力调整器的剖视图。

图2是放大地表示该实施方式的减压阀的一部分的剖视图。

图3是表示该实施方式的减压阀的阀座塑性变形的状态的剖视图。

图4的(a)是表示在比较例的减压阀中气体燃料在连通路径内流动之际产生的压力振动的振幅即压力振幅与频率之间的关系的图表，(b)是表示在一实施方式的减压阀中气体燃料在连通路径内流动之际产生的压力振动的振幅即压力振幅与频率之间的关系的图表。

图5是表示另一实施方式的减压阀的结构的剖视图。

图6是表示又一实施方式的减压阀的结构的剖视图。

图7是表示以往的减压阀的概略结构的剖视图。

图8是放大地表示以往的减压阀的一部分的剖视图。

图9是表示在以往的减压阀中阀座塑性变形的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图说明将对气体进行减压的减压阀具体化成设于用于将作为气体燃料的一个例子的CNG(压缩天然气体)向内燃机供给的燃料供给装置的减压阀的一实施方式。

在图1中图示了具备本实施方式的减压阀30的压力调整器10。

如图1所示，压力调整器10具备：主体11；筒体12，其配置于主体11的图中上部；盖构件13，其对筒体12的图中的上部开口进行封闭。并且，在主体11的图中下部设有使油等异物从被减压阀30减压成规定压力的CNG分离的油分离器20。并且，从油分离器20流出来的CNG向位于比压力调整器10靠下游侧的位置的内燃机供给。

在筒体12内设有活塞31和对活塞31朝向主体11、即朝向图中下方施力的调压用弹簧32。并且，活塞31与主体11之间的空间成为使高压的CNG减压成规定压力的调压室33。

在主体11内设有供从燃料箱供给的高压的CNG流入的阀室34。另外，在主体11的比阀室34靠图中上侧的位置设有在主体11的图中上表面开口且直径比阀室34的直径大的中间部35。在该中间部35内配设有对阀室34和调压室33进行划分的划分构件38。

在划分构件38设有沿着轴向贯通、并且使阀室34内和调压室33内连通的连通孔381。并且，该划分构件38隔着调压室33与活塞31相对地配置。

减压阀30的阀芯40具有位于阀室34内的主体部41和从主体部41穿过连通孔381而延伸到调压室33内的杆部42。即、主体部41和杆部42设于阀芯40。杆部42在活塞31与主体部41之间延伸。并且，在主体部41所位于的阀室34内设有对主体部41朝向划分构件38施力的阀室弹簧45。主体部41构成为，选择性地向靠近划分构件38的方向和远离该划分构件38的方向移动。

如图2所示，划分构件38由在从作为图中上下方向的轴向观察的情况下俯视呈圆形状的底座36和限制底座36从中间部35内脱离的衬套37构成。并且，连通孔381由设于底座36和衬套37的贯通孔构成。此外，划分构件38中的与阀芯40的主体部41相对的部位成为供阀芯40的主体部41落座的阀座382。即、底座36中的与阀芯40的主体部41相对的部位成为阀座382。

在杆部42与划分构件38的连通孔381的周壁之间设有使CNG从阀室34内向调压室33内流动的连通路径50。在阀芯40的主体部41落座于阀座382时，连通路径50被阀芯40的主体部41封闭，CNG不从阀室34内向调压室33内流动。另一方面，在阀芯40的主体部41离开阀座382时，CNG经由连通路径50从阀室34内向调压室33内流动。

此外，调压用弹簧32对活塞31施力的作用力比阀室弹簧45对阀芯40施力的作用力大。在调压室33内的压力是规定压力以下时，与活塞31连结的杆部42被调压用弹簧32的作用力朝向阀室34推回，成为阀芯40的主体部41离开了阀座382的状态。

另一方面，若调压室33内的压力高于规定压力，则作用于活塞31的压力和阀室弹簧45的作用力的合力比调压用弹簧32的作用力大，杆部42朝向调压室33移动而成为阀芯40的主体部41落座到阀座382的状态。

如图2所示，阀座382由第1倾斜面383和第2倾斜面384构成。此外，CNG流动的方向上的位于上游侧的第1倾斜面383和位于下游侧的第2倾斜面384相对于阀芯40的中心轴线C1的倾斜角度不同。

具体而言，第1倾斜面383相对于中心轴线C1的倾斜角度θ2比阀芯40的主体部41的与阀座382之间的抵接面相对于中心轴线C1的倾斜角度θ1小。另一方面，第2倾斜面384相对于中心轴线C1的倾斜角度θ3比倾斜角度θ1大。此外，为了表示倾斜角度θ3，在图2中示出与中心轴线C1平行的双点划线C2。

如此本实施方式的减压阀30的阀座382由倾斜角度不同的两个倾斜面(383、384)构成，成为倾斜角度在中途变化的两段锥形状。

接着，参照图3和图4对本实施方式的减压阀30的作用进行说明。此外，图4的(a)、(b)表示CNG在连通路径50内流动之际产生的压力振动的振幅(压力振幅)与频率之间的关系。

在减压阀30中，在调压室33内的压力比规定压力高时杆部42被朝向调压室33拉入，阀芯40的主体部41落座于划分构件38的阀座382。在主体部41如此落座于阀座382时，连通路径50被阀芯40封闭，气体从阀室34内向调压室33内的流动被限制。并且，通过连通路径50如此被封闭，减压后的气体向减压阀30的下游侧流动。

此外，若调压室33内的压力由于气体从阀室34内向调压室33内的流动被限制而降低到规定压力以下，则杆部42被从调压室33内朝向阀室34推回，阀芯40的主体部41与阀座382分开。在阀芯40的主体部41如此离开阀座382时，连通路径50被开放，气体经由连通路径50从阀室34内向调压室33内流入，压力被调整。

对于本实施方式的减压阀30，由倾斜角度比主体部41的倾斜角度θ1小的第1倾斜面383和倾斜角度比主体部41的倾斜角度θ1大的第2倾斜面384构成了阀座382。因此，在主体部41落座于阀座382之际，阀座382和主体部41在第1倾斜面383与第2倾斜面384之间的接合部X抵接。即、阀座382的倾斜角度阶段性地变化，以使得阀座382和主体部41在比连通孔381的周壁与阀座382之间的连结部Y靠径向外侧的与中心轴线C1分开的位置抵接。

此外，接合部X在阀座382的表面以包围中心轴线C1的方式呈圆形存在，因此，在阀芯40的主体部41落座到阀座382时，主体部41与阀座382进行线接触。

阀芯40的主体部41落座了之际载荷作用于底座36的阀座382，阀座382有时塑性变形。

在图3中示出了阀座382由于主体部41落座了之际的载荷而塑性变形的状态。只要如上所述那样与阀芯40的主体部41抵接的部分位于比与连通孔381的周壁之间的连结部Y靠径向外侧的位置，即使阀座382由于阀芯40的主体部41落座了时的载荷而塑性变形，如图3所示，其影响也难以波及到连通路径50内，连通路径50的通路截面积难以变窄。

即、根据本实施方式的减压阀30，在阀座382由于塑性变形而变形了时连通路径50的通路截面积变窄的情况受到抑制。其结果，即使阀座382塑性变形，气体的流动在连通路径50内也难以产生紊乱，气体在连通路径50中流动之际的压力损失也难以变大。

在此，例如，如图8所示，对于阀座112仅由倾斜角度比阀芯120的主体部121的抵接面的倾斜角度小的倾斜面构成的比较例的减压阀，如图9所示，连通孔111的周壁的一部分向径向内侧突出，连通路径105的通路截面积变窄。其结果，在连通路径105中流动的CNG的流动易于产生紊乱，CNG在连通路径105中流动之际的压力损失易于变大，易于产生异常噪声。

例如，如图4的(a)所示，在比较例的减压阀中，在频率P1呈现压力振幅较大的峰值。并且，该频率P1的异常噪声从减压阀产生。

与此相对，如图3所示，对于本实施方式的减压阀30，即使阀座382塑性变形，连通孔381的周壁也不向径向内侧突出，连通路径50的通路截面积不会变窄。因此，因阀座382的塑性变形而产生的CNG的流动的紊乱难以在连通路径50内产生。其结果，如图4的(b)所示，与比较例的情况相比，压力振幅整体上变小。尤其是，在该情况下，可知：频率P1下的峰值变小，频率P1的异常噪声被有效地抑制。

在此，对接合部X的配设位置的决定方法进行说明。

越将接合部X的位置设于比连结部Y靠径向外侧的位置，阀座382塑性变形时的影响越难以波及连通路径50。在本实施方式的减压阀30中，与主体部41抵接的接合部X设于如下位置：即使阀座382由于主体部41落座了时的载荷而塑性变形，连通路径50的通路截面积也不变窄。换言之，接合部X设于如下位置：即使阀座382由于主体部41落座了时的载荷而塑性变形，也维持连通路径50的通路截面积。

通过对第1倾斜面383的倾斜角度θ2、长度、第2倾斜面384的倾斜角度θ3、长度进行调整，能够变更接合部X的位置。在设计减压阀30时，分别变更第1倾斜面383的倾斜角度θ2、长度、第2倾斜面384的倾斜角度θ3、长度，反复实验，从而算出阀座382即使塑性变形、连通路径50的通路截面积也不变窄的位置。

通过如此决定接合部X的配设位置，如图3所示，能够不产生由阀座382的塑性变形导致的连通路径50的通路截面积的减少。

根据上述实施方式的减压阀30，能够获得以下所示的效果。

(1)在阀座382由于塑性变形变形了时连通路径50的通路截面积变窄的情况受到抑制。其结果，即使阀座382塑性变形，气体的流动在连通路径50内也产生难以紊乱，气体在连通路径50流动之际的压力损失也难以变大。因而，能够难以产生气体在连通路径50中流动之际的异常噪声。

(2)阀芯40的主体部41与阀座382进行线接触。在使阀芯的主体部与阀座面接触而密封的情况下，即使主体部的接触面与阀座的接触面稍微偏离，就无法确保密封面的面积，无法确保所期望的密封性。因此，需要以极高的精度对阀座与主体部抵接的部分进行加工。

与此相对，在使阀芯的主体部与阀座进行线接触而密封的情况下，与面接触的情况相比较，能够容易地确保密封性。因而，根据上述的减压阀30，能够容易地确保密封性。

(3)在上述的减压阀30中，阀芯40的主体部41反复与阀座382抵接，阀座382通过如图3所示那样塑性变形，密封面的接触面积增大。其结果，密封性进一步变得良好。即、在减压阀30中，在使用过程中，由于阀座382塑性变形，阀芯40和阀座382相磨合而更加提高密封性。

即、在减压阀30中，如上所述，在阀座382不塑性变形时，阀芯40的主体部41与阀座382进行线接触，因此，即使每个零部件存在制造公差，也从最初就易于确保密封。此外，若产生塑性变形而阀芯40和阀座382磨合，则接触面积增大，成为密封性进一步良好的状态。

(4)在使阀芯的主体部与相邻的两个倾斜面的接合部抵接的情况下，在阀座具有两个倾斜面即可。因而，根据上述的减压阀30，能够以最简单的结构实现使阀芯的主体部与相邻的两个倾斜面的接合部抵接的结构。

(5)接合部X设于如下位置：即使阀座382由于主体部41落座了时的载荷而塑性变形，连通路径50的通路截面积也不变窄。因此，不产生由阀座382的塑性变形导致的连通路径50的通路截面积的减少，能够有效地抑制气体在连通路径50中流动之际的异常噪声的产生。

此外，上述实施方式也能够以将其适当变更而成的以下的形态实施。

·上述实施方式的减压阀30是杆部42从阀芯40的主体部41穿过连通孔381而朝向活塞31延伸的结构，但只要具有在连通孔381内通过的杆部，也可以是其他结构。例如，如图5所示，减压阀也可以是在活塞设有穿过连通孔381而朝向阀芯40的主体部41延伸的杆部311的结构。在该情况下，杆部311的顶端与阀芯40的主体部41抵接。即使是这样的结构，通过阀座382由多个倾斜面形成，接合部X设于比连结部Y靠径向外侧的位置，也能够获得与上述(1)的效果同等的效果。

另外，减压阀也可以是在阀芯40的主体部41设有朝向活塞31延伸的杆部、并且在活塞31设有朝向主体部41的杆部延伸的杆部的结构。在该情况下，双方的杆部的顶端彼此在连通孔381内抵接。即使是这样的结构，通过阀座382由多个倾斜面形成，接合部X设于比连结部Y靠径向外侧的位置，也能够获得与上述(1)的效果同等的效果。

·例示了具有两段锥形状的阀座382的减压阀30，但构成阀座382的倾斜面的数量并不限于两个。也能够采用3段以上的多段锥形状的阀座382。即使是采用了3段以上的多段锥形状的阀座382的情况下，通过阀座382由多个倾斜面形成，在比连结部Y靠径向外侧的位置与主体部41抵接，从而能够获得与上述(1)的效果同等的效果。

·在采用3段以上的多段锥形状的情况下，也可以不是使阀芯40的主体部41抵接于相邻的两个倾斜面的接合部的结构。例如，如图6所示，也可以是，在第1倾斜面383与第2倾斜面384之间设置与阀芯40的主体部41中的抵接面平行的第3倾斜面385，使主体部41和阀座382面接触。

即、在该结构中，第3倾斜面385相对于中心轴线C1的倾斜角度θ4与倾斜角度θ1相等，阀芯40的主体部41与阀座382中的该第3倾斜面385抵接。在该情况下，主体部41与阀座382也在比连结部Y靠径向外侧的位置抵接，因此，能够获得与上述(1)的效果同等的效果。

·也可以将减压阀具体化成设于除了CNG以外的其他气体流动的路径上。

·在上述实施方式中，示出了接合部X设于即使阀座382由于主体部41落座了时的载荷而塑性变形、连通路径50的通路截面积也不变窄的位置的例子，但阀座382中的与阀芯40的主体部41抵接的部位的位置未必是这样的位置。阀座382中的与阀芯40的主体部41抵接的部位的位置只要位于比连结部Y靠径向外侧的位置，与阀座抵接于连结部Y的比较例的结构相比，能够减小连通孔的周壁以向径向内侧鼓出的方式变形的量，能够抑制气体在连通路径中流动之际的异常噪声的产生。

Claims (5)

1.一种减压阀，其具备：

阀室，其供气体流入；

调压室，其对该气体的压力进行调整；

划分构件，其对所述阀室和所述调压室进行划分，具有使所述阀室内和所述调压室内连通的连通孔；

活塞，其隔着所述调压室与所述划分构件相对地配置；

阀芯，其具有中心轴线；

主体部，其设于所述阀芯，位于所述阀室内，构成为选择性地向靠近所述划分构件的方向和远离该划分构件的方向移动；

杆部，其设于所述阀芯，穿过所述连通孔而在所述活塞与所述主体部之间延伸；

连通路径，其形成于所述连通孔的周壁与所述杆部之间，使所述阀室与所述调压室连通；

阀座，其设于所述划分构件中的与所述主体部相对的位置，其中，

在所述主体部落座于所述阀座时所述连通路径被封闭，在所述主体部离开所述阀座时所述连通路径被开放，

所述阀座具有相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度不同的多个倾斜面，

所述连通孔的周壁和所述阀座由连结部连结，

所述阀座的倾斜角度阶段性地变化，以使得所述阀座与所述阀芯在比所述连结部靠径向外侧的与所述阀芯的中心轴线分开的位置抵接。

2.根据权利要求1所述的减压阀，其中，

所述阀座构成为，在相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度不同的相邻的两个倾斜面彼此的接合部，与所述阀芯的主体部抵接。

3.根据权利要求2所述的减压阀，其中，

所述相邻的两个倾斜面中的、上游侧的倾斜面相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度比所述主体部的抵接面相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度小，下游侧的倾斜面相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度比所述主体部的抵接面相对于所述阀芯的中心轴线的倾斜角度大。

4.根据权利要求3所述的减压阀，其中，

所述阀座由倾斜角度不同的两个倾斜面构成。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的减压阀，其中，

与所述主体部抵接的所述接合部设于如下位置：即使所述阀座由于所述主体部落座了时的载荷而塑性变形，所述连通路径的通路截面积也被维持。