JP2011007275A - Check valve - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase pressure difference of fluid further or suppress movement of a valve element in an urging direction to suitably suppress chattering of a check valve.SOLUTION: The check valve 20 includes: a valve seat 30 having a hole part 32 as an inlet port of fluid; and the valve element 40 urged in a direction of the valve seat 30. The valve element 40 opens/closes the first hole part 32 according to pressure of the fluid flowing into the first hole part 32. Second hole parts 44 are formed to side faces of the valve element 40. An inner conduit 47 is formed to the inside of the valve element 40, to communicate with the second hole parts 44 and guide the fluid downstream of the fluid. The relationship between a total cross-section S2 of a total cross-section as substantial conduits of the second hole parts 44, and a conduit cross-section area S1 as a cross-section area of the internal conduit 47 is S1/S2≥210%.

Description

本発明は、逆止弁に関し、更に詳しくは、逆止弁のチャタリング防止技術に関する。   The present invention relates to a check valve, and more particularly to a check valve chattering prevention technique.

流体の逆流を防止する逆止弁として種々のものが開発されている。例えば、弁体を付勢することにより、流体の圧力に応じて弁座と弁体との距離を変化させるタイプのものが広く知られている。こうしたタイプの逆止弁では、例えば、上流側の流体の圧力が下流側よりも所定以上高くなって、付勢された弁体が付勢方向と反対側に移動することにより弁座と弁体との距離が離れると、その隙間が流路を形成し、流体を上流側から下流側へ流通可能にする。一方、上流側及び下流側の流体の圧力差が所定以内となって、弁体が付勢方向に移動することにより弁体が弁座に着座すると、上述の隙間が塞がれて、流体を流通不可能にし、逆流を防止する(例えば、下記特許文献1)。   Various check valves have been developed for preventing backflow of fluid. For example, a type that changes the distance between the valve seat and the valve body according to the pressure of the fluid by urging the valve body is widely known. In this type of check valve, for example, the pressure of the fluid on the upstream side is higher than the downstream side by a predetermined amount or more, and the urged valve body moves to the side opposite to the urging direction so that the valve seat and the valve body When the distance is increased, the gap forms a flow path, allowing fluid to flow from the upstream side to the downstream side. On the other hand, when the pressure difference between the upstream side fluid and the downstream side fluid is within a predetermined range and the valve body moves in the urging direction and the valve body is seated on the valve seat, the above gap is closed and the fluid is Circulation is disabled and backflow is prevented (for example, Patent Document 1 below).

しかしながら、かかる構成の逆止弁では、上流側及び下流側の圧力差と弁体の付勢力とがほぼ均衡した状態になると、弁体が付勢方向及びその反対方向に頻繁に移動して、弁座と離れた状態と、弁座に着座した状態とを頻繁に繰り返す、いわゆるチャタリングが生じることが問題となっていた。チャタリングが生じると、流体の流量制御が不安定になるほか、騒音の発生、弁体や弁座の耐久性の低下などの問題も生じることとなる。   However, in the check valve having such a configuration, when the pressure difference between the upstream side and the downstream side and the urging force of the valve body are substantially balanced, the valve body frequently moves in the urging direction and the opposite direction, There has been a problem that so-called chattering that frequently repeats the state of being separated from the valve seat and the state of being seated on the valve seat has occurred. When chattering occurs, the flow control of the fluid becomes unstable, and problems such as generation of noise and deterioration of durability of the valve body and the valve seat also occur.

特開平2−143479号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-143479

上述の問題の少なくとも一部を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、逆止弁のチャタリングを好適に抑制することである。   In view of at least a part of the above-described problems, the problem to be solved by the present invention is to suitably suppress chattering of the check valve.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]逆止弁であって、流体の導入口としての第1の孔部を有する弁座と、前記弁座の方向に付勢され、前記第1の孔部に流入する流体の圧力に応じて、前記第1の孔部を開閉する弁体であって、該弁体の側面に形成された少なくとも1つの孔部である第2の孔部と、該弁体の内部に形成され、該第2の孔部と連通し、前記流体を導出側へ導く内部流路とを備えた弁体とを備え、前記第2の孔部の実質的な流路としての断面積の総和に対する前記内部流路の断面積の比率が210%以上である逆止弁。 [Application Example 1] A check valve, which has a first hole as a fluid inlet, and a fluid that is urged in the direction of the valve seat and flows into the first hole. A valve body that opens and closes the first hole according to pressure, and is formed in the inside of the valve body, a second hole that is at least one hole formed on a side surface of the valve body And a valve body including an internal flow path that communicates with the second hole and guides the fluid to the outlet side, and the sum of the cross-sectional areas of the second hole as a substantial flow path A check valve in which the ratio of the cross-sectional area of the internal flow path to 210% is 210% or more.

かかる構成の逆止弁は、第2の孔部の実質的な流路としての断面積の総和に対する流路の断面積の比率が210%以上であるので、第1の孔部に流入する流体の圧力と、内部流路における流体の圧力との差を大きくできる。その結果、弁体が付勢方向に移動しにくくなるので、弁体が頻繁に第1の孔部を開閉して、チャタリングを生じることを抑制することができる。   In the check valve having such a configuration, the ratio of the cross-sectional area of the flow path to the total cross-sectional area as the substantial flow path of the second hole is 210% or more, so that the fluid flowing into the first hole And the pressure of the fluid in the internal channel can be increased. As a result, it is difficult for the valve body to move in the urging direction, so that it is possible to prevent the valve body from frequently opening and closing the first hole and causing chattering.

[適用例2]逆止弁であって、流体の導入口としての第1の孔部を有する弁座と、前記弁座の方向に付勢され、前記第1の孔部に流入する流体の圧力に応じて、前記第1の孔部を開閉する弁体であって、該弁体の側面に形成された少なくとも1つの孔部である第2の孔部と、該弁体の内部に形成され、該第2の孔部と連通し、前記流体を導出側へ導く流路とを備えた弁体とを備え、前記第2の孔部の上流側と、前記内部流路とにおける前記流体の圧力差は、0.045MPa以上である逆止弁。 Application Example 2 A check valve that has a first hole as a fluid inlet and a fluid that is biased in the direction of the valve seat and flows into the first hole. A valve body that opens and closes the first hole according to pressure, and is formed in the inside of the valve body, a second hole that is at least one hole formed on a side surface of the valve body And a valve body having a flow path that communicates with the second hole portion and guides the fluid to the outlet side, and the fluid in the upstream side of the second hole portion and the internal flow path. The check valve has a pressure difference of 0.045 MPa or more.

かかる構成の逆止弁は、第1の孔部に流入する流体の圧力と、内部流路における流体の圧力との差を、チャタリングが生じないレベルとすることができる。   In the check valve having such a configuration, the difference between the pressure of the fluid flowing into the first hole and the pressure of the fluid in the internal flow path can be set to a level at which chattering does not occur.

[適用例3]前記第2の孔部には、前記流体が流通可能なフィルタが設けられた適用例1または適用例2のいずれか記載の逆止弁。 Application Example 3 The check valve according to any one of Application Example 1 and Application Example 2 in which a filter through which the fluid can flow is provided in the second hole portion.

かかる構成の逆止弁は、第2の孔部にフィルタが設けられているので、第2の孔部における圧損を大きくできる。したがって、第2の孔部の上流側と、内部流路とにおける流体の圧力差をさらに大きくして、チャタリングの発生抑制効果を高めることができる。また、フィルタを交換して、その孔径、量などを異なるものとすれば、第2の孔部における圧損を容易に調節することができる。   In the check valve having such a configuration, since the filter is provided in the second hole portion, the pressure loss in the second hole portion can be increased. Therefore, the pressure difference of the fluid between the upstream side of the second hole and the internal flow path can be further increased, and the chattering generation suppressing effect can be enhanced. Further, if the filter is replaced and the hole diameter, amount, etc. are different, the pressure loss in the second hole can be easily adjusted.

[適用例4]前記弁体の前記弁座側の端面は、前記第1の孔部の開口面と略平行な平坦面を備えた適用例1ないし適用例3のいずれか記載の逆止弁。 Application Example 4 The check valve according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein an end surface of the valve body on the valve seat side includes a flat surface substantially parallel to the opening surface of the first hole. .

かかる構成の逆止弁は、弁体の弁座側の端面が、第1の孔部の開口面と略平行、すなわち、流体の流れ方向に対して略直交する平坦面を備えるので、流体が弁体を付勢方向と反対の方向に押す力が大きくなる。その結果、弁体が付勢方向に移動しにくくなるので、チャタリングの発生抑制効果を高めることができる。   In the check valve having such a configuration, the end face on the valve seat side of the valve body includes a flat surface that is substantially parallel to the opening surface of the first hole, that is, substantially perpendicular to the fluid flow direction. The force that pushes the valve body in the direction opposite to the biasing direction increases. As a result, the valve body is less likely to move in the urging direction, so that the effect of suppressing chattering can be enhanced.

本発明の第1実施例としての逆止弁20の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the non-return valve 20 as 1st Example of this invention. 逆止弁20の動作についての説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram regarding the operation of the check valve 20. 孔部総断面積S2と差圧ΔP2との関係と、当該関係におけるチャタリングの発生状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between hole total cross-sectional area S2 and differential pressure (DELTA) P2, and the occurrence condition of chattering in the said relationship. 孔部総断面積S2ごとの、圧力P32と差圧ΔP2との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the pressure P32 and differential pressure (DELTA) P2 for every hole total cross-sectional area S2. 第2実施例としての逆止弁120の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the non-return valve 120 as 2nd Example. 変形例としての逆止弁220の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the non-return valve 220 as a modification.

A.第1実施例:
本発明の第1実施例について説明する。本発明の第1実施例としての逆止弁20の概略構成を図1に示す。逆止弁20は、本実施例においては、燃料電池システムの発電反応に供される反応ガスの供給経路に設けられる逆止弁である。ただし、逆止弁20の用途や流体の種類は特に限定するものではなく、例えば、流体は液体であってもよい。図1(a)は、逆止弁20の分解斜視図である。図示するように、逆止弁20は、弁座30と弁体40とケーシング60とを備えている。
A. First embodiment:
A first embodiment of the present invention will be described. A schematic configuration of a check valve 20 as a first embodiment of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, the check valve 20 is a check valve provided in a supply path for a reaction gas used for a power generation reaction of the fuel cell system. However, the use of the check valve 20 and the type of fluid are not particularly limited. For example, the fluid may be a liquid. FIG. 1A is an exploded perspective view of the check valve 20. As illustrated, the check valve 20 includes a valve seat 30, a valve body 40, and a casing 60.

弁座30は、本実施例では、円筒形の弾性部材(ここではブチルゴム)であり、略円形の断面の中央部に、当該断面を貫通する第1の孔部32を備えている。弁座30は、逆止弁20における流体の上流側に設けられる。弁体40は、弁座30に向かって先細りする略円錐形状を有する弁頭部42、円筒形状を有する弁棒部45、弁棒部45の外周部に形成された円筒状の2つの突出形状である凸部46、弁頭部42と凸部46との間の弁棒部45の表面に形成された第2の孔部44とを備えている。ケーシング60は、弁座30と接合され、その内部に弁体40を収納する筐体であり、円筒形の中空形状を有している。弁体40及びケーシング60の材質としては、逆止弁20の使用条件に応じた種々の金属を用いることができ、本実施例では、反応ガスに対する耐腐食性を考慮して、ステンレス鋼を用いた。   In this embodiment, the valve seat 30 is a cylindrical elastic member (here, butyl rubber), and includes a first hole portion 32 penetrating the cross section at the center of the substantially circular cross section. The valve seat 30 is provided on the upstream side of the fluid in the check valve 20. The valve body 40 includes a valve head 42 having a substantially conical shape that tapers toward the valve seat 30, a valve rod portion 45 having a cylindrical shape, and two cylindrical protruding shapes formed on the outer periphery of the valve rod portion 45. And a second hole portion 44 formed on the surface of the valve stem portion 45 between the valve head portion 42 and the convex portion 46. The casing 60 is a housing that is joined to the valve seat 30 and houses the valve body 40 therein, and has a cylindrical hollow shape. As the material of the valve body 40 and the casing 60, various metals can be used according to the use conditions of the check valve 20. In this embodiment, stainless steel is used in consideration of the corrosion resistance against the reaction gas. It was.

図1(a)に示した逆止弁20のA−A断面図を図1(b)に示す。逆止弁20は、流体を弁座30の側から弁体40の側へ流通可能とするものであり、以下の説明において、弁座30の側を上流側、弁体40の側を下流側ともいうこととする。図示するように、ケーシング60の上流側の端面は、弁座30と気密に接合されている。弁座30の第1の孔部32は、下流側から上流側に向かって先細りしたテーパ形状となっており、第1の孔部32の側面が略円錐形状の弁頭部42と気密に当接可能となるように形成されている。   FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of the check valve 20 shown in FIG. The check valve 20 allows fluid to flow from the valve seat 30 side to the valve body 40 side. In the following description, the valve seat 30 side is the upstream side, and the valve body 40 side is the downstream side. It is also called. As shown in the drawing, the upstream end surface of the casing 60 is airtightly joined to the valve seat 30. The first hole portion 32 of the valve seat 30 has a tapered shape that tapers from the downstream side toward the upstream side, and the side surface of the first hole portion 32 is in airtight contact with the substantially conical valve head 42. It is formed so that it can contact.

ケーシング60の内部空間には、弁体40が収納されている。ケーシング60の内部には、弁体40と弁座30とケーシング60とによって囲まれた空間である弁室49が形成される。弁体40の凸部46は、ケーシング60の内壁との間に僅かなクリアランスを確保して設けられている。弁棒部45の内部には、第2の孔部44と連通する内部流路47が形成されている。第2の孔部44は、弁室49と内部流路47とを連通させている。内部流路47は、弁棒部45を下流側に向けて貫通し、弁棒部45の下流側の端面において出口孔48を形成している。ケーシング60の下流側の端面には、出口孔48と連通する導出口62が設けられている。導出口62は、流体を逆止弁20からさらに下流側に導くための開口部であり、出口孔48よりも大きく、弁棒部45よりも小さい径で形成されている。   A valve body 40 is accommodated in the internal space of the casing 60. A valve chamber 49 that is a space surrounded by the valve body 40, the valve seat 30, and the casing 60 is formed inside the casing 60. The convex portion 46 of the valve body 40 is provided with a slight clearance between it and the inner wall of the casing 60. An internal flow path 47 communicating with the second hole 44 is formed inside the valve stem 45. The second hole 44 communicates the valve chamber 49 and the internal flow path 47. The internal flow path 47 penetrates the valve stem portion 45 toward the downstream side, and forms an outlet hole 48 on the downstream end face of the valve stem portion 45. A lead-out port 62 communicating with the outlet hole 48 is provided on the downstream end surface of the casing 60. The outlet 62 is an opening for guiding the fluid further downstream from the check valve 20, and has a diameter larger than the outlet hole 48 and smaller than the valve stem 45.

2つの凸部46のうちの下流側の凸部46と、ケーシング60の下流側の端面との間には、2つのスプリング50が弁棒部45の円軸に対して対称な位置に設けられている。スプリング50は、その両端が凸部46とケーシング60とに固着され、弁体40を下流側から上流側に向かって付勢している。この付勢力によって、弁頭部42は弁座30と気密に当接する。   Two springs 50 are provided at positions symmetrical to the circular axis of the valve stem 45 between the downstream convex portion 46 of the two convex portions 46 and the downstream end surface of the casing 60. ing. Both ends of the spring 50 are fixed to the convex portion 46 and the casing 60, and urge the valve body 40 from the downstream side toward the upstream side. Due to this urging force, the valve head 42 abuts against the valve seat 30 in an airtight manner.

図1(b)に示した逆止弁20のB−B断面を図1(c)に示す。図示するように、略円形のケーシング60の断面の中央部には、内部に内部流路47が形成された弁棒部45が配置されている。本実施例においては、内部流路47の直径R1は3.5mmである。また、弁棒部45には、3つの第2の孔部44(44a〜44c)が形成されている。本実施例の第2の孔部44a〜44cは、いずれも同一サイズで均等間隔に形成されており、その直径R2は1.5mmである。   FIG. 1C shows a BB cross section of the check valve 20 shown in FIG. As shown in the drawing, a valve stem 45 having an internal flow path 47 formed therein is disposed at the center of the cross section of the substantially circular casing 60. In the present embodiment, the diameter R1 of the internal flow path 47 is 3.5 mm. Further, the valve stem portion 45 is formed with three second hole portions 44 (44a to 44c). The second holes 44a to 44c of the present embodiment are all the same size and formed at equal intervals, and the diameter R2 thereof is 1.5 mm.

かかる構成の逆止弁20は、以下のように動作する。
(1)逆止弁20への流体の流入が停止された状態においては、上述したように、弁体40は、スプリング50によって下流側から上流側に向かって付勢されているので、弁頭部42は、図2(a)に示すように、第1の孔部32と当接した状態となっている。つまり、第1の孔部32が弁頭部42によって封止されて、第1の孔部32と弁室49との間を流体が流通不可能な状態となっている。
The check valve 20 having such a configuration operates as follows.
(1) In the state where the inflow of the fluid to the check valve 20 is stopped, the valve body 40 is urged from the downstream side to the upstream side by the spring 50 as described above. The portion 42 is in contact with the first hole portion 32 as shown in FIG. That is, the first hole portion 32 is sealed by the valve head portion 42, so that no fluid can flow between the first hole portion 32 and the valve chamber 49.

(2)そして、逆止弁20の上流側から流体が所定の圧力で流入し、第1の孔部32における流体の圧力P32と、内部流路47における流体の圧力P47との差圧ΔP1に相当する作用力が、スプリング50の上流側への付勢力F1を上回ると、図2(b)に示すように、流体によって、弁体40が下流側へ押される。その結果、第1の孔部32と弁頭部42とは離れた状態になり、それらの間に、流体が流通可能な流路が形成される。かかる状態においては、流体は、上流側から、第1の孔部32、弁室49、第2の孔部44、内部流路47、出口孔48を介した第1の経路と、凸部46とケーシング60とのクリアランスを介した第2の経路によって、導出口62に導かれる。ただし、凸部46は、2箇所に設けられており、これらの間には、流体が滞留可能な比較的大きな空間が確保されている。したがって、第2の経路の圧損は、第1の経路よりも大きくなり、流体は、主に第1の経路によって、上流側から導出口62に導かれることとなる。   (2) Then, the fluid flows from the upstream side of the check valve 20 at a predetermined pressure, and the pressure difference P1 between the fluid pressure P32 in the first hole 32 and the fluid pressure P47 in the internal flow path 47 is obtained. When the corresponding acting force exceeds the urging force F1 to the upstream side of the spring 50, as shown in FIG. 2B, the valve body 40 is pushed to the downstream side by the fluid. As a result, the first hole portion 32 and the valve head portion 42 are separated from each other, and a flow path through which a fluid can flow is formed between them. In this state, the fluid flows from the upstream side through the first hole 32, the valve chamber 49, the second hole 44, the internal flow path 47, the outlet hole 48, and the convex portion 46. And the casing 60 through the second path through the clearance. However, the convex part 46 is provided in two places, The comparatively big space in which a fluid can stay is ensured among these. Therefore, the pressure loss of the second path is larger than that of the first path, and the fluid is guided to the outlet 62 from the upstream side mainly by the first path.

(3)弁室49における流体の圧力P49と圧力P47との差圧ΔP2に相当する作用力が付勢力F1よりも大きい場合には、弁体40は更に下流側に移動する。そして、弁体40が所定距離だけ下流側に押されると、図2(c)に示すように、弁棒部45の下流側の端面がケーシング60の下流側の端面と当接する。かかる状態では、流体は、上流側から第1の経路のみによって、下流側の導出口62に導かれる。   (3) When the acting force corresponding to the pressure difference ΔP2 between the fluid pressure P49 and the pressure P47 in the valve chamber 49 is larger than the urging force F1, the valve body 40 moves further downstream. When the valve body 40 is pushed downstream by a predetermined distance, the downstream end surface of the valve rod portion 45 comes into contact with the downstream end surface of the casing 60 as shown in FIG. In such a state, the fluid is guided from the upstream side to the downstream outlet 62 only by the first path.

(4)その後、差圧ΔP2に相当する作用力が付勢力F1よりも小さくなると、弁体40は上流側に押し戻され、差圧ΔP2に相当する作用力と付勢力F1とが均衡すれば、図2(b)に示した位置に弁体40が停止する。   (4) Thereafter, when the acting force corresponding to the differential pressure ΔP2 becomes smaller than the urging force F1, the valve body 40 is pushed back upstream, and if the acting force corresponding to the differential pressure ΔP2 and the urging force F1 are balanced, The valve body 40 stops at the position shown in FIG.

(5)一方、差圧ΔP2に相当する作用力が付勢力F1よりも小さければ、弁体40は、さらに上流側に押し戻され、弁座30と当接し、第1の孔部32と弁室49とを連通させる流路を封止する、すなわち、図2(a)の位置に戻る。以上のように、弁体40は、上流側の流体の圧力が下流側よりも所定以上大きい場合にのみ、第1の孔部32と弁室49とを連通させる流路を開くので、下流側から上流側への流体の逆流を防止することができる。なお、図2(b)に示したように、弁体40が弁座30に近接した位置で、差圧ΔP2に相当する作用力と付勢力F1とが均衡する場合には、差圧ΔP2が変動することによりチャタリングを生じるおそれがある。   (5) On the other hand, if the acting force corresponding to the differential pressure ΔP2 is smaller than the urging force F1, the valve body 40 is pushed back further upstream to contact the valve seat 30, and the first hole 32 and the valve chamber 49 is sealed, that is, returns to the position of FIG. As described above, the valve body 40 opens the flow path that connects the first hole portion 32 and the valve chamber 49 only when the pressure of the upstream fluid is larger than the downstream side by a predetermined amount or more. It is possible to prevent the backflow of fluid from the upstream side to the upstream side. As shown in FIG. 2B, when the acting force corresponding to the differential pressure ΔP2 and the biasing force F1 are balanced at the position where the valve body 40 is close to the valve seat 30, the differential pressure ΔP2 is The fluctuation may cause chattering.

上述した逆止弁20の効果について説明する前に、上述した逆止弁20における第2の孔部44の開口断面積の総和である孔部総断面積S2と、差圧ΔP2との関係と、当該関係におけるチャタリングの発生状況を図3に示す。ここでの孔部総断面積S2とは、第2の孔部44の孔数が複数の場合には、各々の第2の孔部44の開口断面積の和である。また、孔部総断面積S2とは、第2の孔部44の実質的な流路としての断面積である。例えば、第2の孔部44の開口断面に編み目形状が形成されているような場合には、各々の編み目の開口面積の総和である。   Before describing the effect of the check valve 20 described above, the relationship between the hole total cross-sectional area S2 that is the sum of the opening cross-sectional areas of the second hole 44 in the check valve 20 and the differential pressure ΔP2 The occurrence of chattering in this relationship is shown in FIG. Here, the total sectional area S2 of the holes is the sum of the opening sectional areas of the respective second holes 44 when the number of holes of the second holes 44 is plural. The hole total cross-sectional area S <b> 2 is a cross-sectional area as a substantial flow path of the second hole 44. For example, in the case where a stitch shape is formed in the opening cross section of the second hole portion 44, the total opening area of each stitch.

図3に示すように、内部流路47の断面積である流路断面積S1が一定(S1=R12×π/4=11.34mm2)の場合において、第2の孔部44の直径R2や孔数NHを変化させることで孔部総断面積S2(S2=R22×π/4×HN)を変化させれば、孔部総断面積S2が小さくなるに従って、差圧ΔP2が大きくなる。具体的には、例えば、孔部総断面積S2=10.6mm2時のプロットデータD1(HR=6,R2=1.5mm)では、差圧ΔP2は0.02MPaとなる。このとき、流路断面積S1と孔部総断面積S2の比は、S1/S2=107%である。また、孔部総断面積S2=5.3mm2時のプロットデータD2(HR=3,R2=1.5mm)では、差圧ΔP2は0.045MPaとなる。このとき、流路断面積S1と孔部総断面積S2の比は、S1/S2=210%である。 As shown in FIG. 3, the diameter of the second hole 44 when the flow path cross-sectional area S <b> 1 that is the cross-sectional area of the internal flow path 47 is constant (S <b> 1 = R <b> 1 2 × π / 4 = 11.34 mm 2 ). If the total sectional area S2 (S2 = R2 2 × π / 4 × HN) is changed by changing R2 or the number of holes NH, the differential pressure ΔP2 increases as the total sectional area S2 decreases. Become. Specifically, for example, in the plot data D1 (HR = 6, R2 = 1.5 mm) when the hole total cross-sectional area S2 = 10.6 mm 2 , the differential pressure ΔP2 is 0.02 MPa. At this time, the ratio of the channel cross-sectional area S1 and the hole total cross-sectional area S2 is S1 / S2 = 107%. Further, in the plot data D2 (HR = 3, R2 = 1.5 mm) when the hole total cross-sectional area S2 = 5.3 mm 2 , the differential pressure ΔP2 is 0.045 MPa. At this time, the ratio of the channel cross-sectional area S1 and the hole total cross-sectional area S2 is S1 / S2 = 210%.

ここで、各プロットデータの条件におけるチャタリングの発生状況の実験結果は、図3に示すとおり、孔部総断面積S2が5.3mm2以下の場合にはチャタリングが発生せず、それよりも大きい場合には発生する結果となった。換言すれば、S1/S2が210%以上の場合、差圧ΔP2が0.045MPa以上の場合に、チャタリングが発生しない結果となった。孔部総断面積S2を小さくすると、第2の孔部44の圧損が大きくなり、その結果、差圧ΔP2が大きくなるからである。 Here, as shown in FIG. 3, the experimental result of the occurrence of chattering under the conditions of each plot data indicates that chattering does not occur and is larger than that when the hole total cross-sectional area S2 is 5.3 mm 2 or less. In some cases, the results have occurred. In other words, when S1 / S2 is 210% or more, chattering does not occur when the differential pressure ΔP2 is 0.045 MPa or more. This is because when the hole total cross-sectional area S2 is reduced, the pressure loss of the second hole 44 increases, and as a result, the differential pressure ΔP2 increases.

また、流路断面積S1が一定(S1=11.34mm2)の場合において、孔部総断面積S2=10.6mm2の場合と、S2=5.3mm2の場合の、圧力P32と差圧ΔP2との関係を図4に示す。図示するように、圧力P32が増加するほど差圧ΔP2は小さくなっていくが、いずれの圧力P32の値においても、S2=5.3mm2の場合の方が、S2=10.6mm2の場合と比べて、差圧ΔP2が大きくなることが顕著にみてとれる。 In the case the flow path sectional area S1 is constant (S1 = 11.34mm 2), in the case of holes the total cross-sectional area S2 = 10.6 mm 2, in the case of S2 = 5.3 mm 2, pressure P32 and the difference The relationship with the pressure ΔP2 is shown in FIG. As shown, as the pressure difference ΔP2 becomes smaller pressure P32 increases, in the value of any pressure P32, is more in the case of S2 = 5.3 mm 2, the case of S2 = 10.6 mm 2 It can be clearly seen that the differential pressure ΔP2 is increased.

上述した構成の逆止弁20は、S1/S2≧210%となる範囲で、換言すれば、差圧ΔP2≧0.045MPaとなる範囲で、流路断面積S1と孔部総断面積S2を設定しているので、チャタリングの発生を抑制することができる。このようにチャタリングの発生を抑制することができるのは、差圧ΔP2を所定以上大きくすることで、差圧ΔP2が小さくなる方向に変動しても、弁体40が弁座30側に移動しにくくなるので、弁座30が頻繁に第1の孔部32を開閉する動作を抑制することができるからである。   The check valve 20 configured as described above has a flow path cross-sectional area S1 and a hole total cross-sectional area S2 within a range where S1 / S2 ≧ 210%, in other words, within a range where the differential pressure ΔP2 ≧ 0.045 MPa. Since it is set, the occurrence of chattering can be suppressed. The occurrence of chattering can be suppressed in this way by increasing the differential pressure ΔP2 by a predetermined amount or more, so that the valve body 40 moves toward the valve seat 30 even if the differential pressure ΔP2 fluctuates in the decreasing direction. This is because the operation of the valve seat 30 frequently opening and closing the first hole 32 can be suppressed.

B.第2実施例:
本発明の第2実施例について説明する。第2実施例としての逆止弁120の概略構成を図5に示す。第2実施例としての逆止弁120は、弁体40の構成が第1実施例と異なり、その他の点については、第1実施例と同様である。以下、第1実施例と異なる点についてのみ説明する。なお、図5は、第1実施例の図1に相当する図であり、第1実施例と同様の構成については、図1と同一の符号を付している。
B. Second embodiment:
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows a schematic configuration of the check valve 120 as the second embodiment. The check valve 120 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the valve body 40, and is otherwise the same as the first embodiment. Only differences from the first embodiment will be described below. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1 of the first embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

図5(a)及び図5(c)に示すように、逆止弁120の弁棒部145は、6つ(NH=6)の第2の孔部144(144a〜144f)を備えている。本実施例の第2の孔部144a〜44fは、いずれも同一サイズで均等間隔に形成されており、その直径R2は、第1実施例と同様に1.5mmである。   As shown in FIGS. 5A and 5C, the valve stem portion 145 of the check valve 120 includes six (NH = 6) second hole portions 144 (144a to 144f). . The second holes 144a to 44f of the present embodiment are all the same size and equally spaced, and the diameter R2 thereof is 1.5 mm as in the first embodiment.

また、図5(b)及び図5(c)に示すように、第2の孔部144には、その上流側にフィルタ170が充填されている。フィルタ170は、本実施例では、ガラス繊維のろ布を用いた。ただし、フィルタ170は、第2の孔部144の実質的な流路としての断面積を小さくできるものであればよく、換言すれば、第2の孔部144の圧損を大きくできるものであればよく、例えば、樹脂系ろ布でもよいし、網目状や多孔質の金属などであってもよい。   As shown in FIGS. 5B and 5C, the second hole 144 is filled with a filter 170 on the upstream side. In this embodiment, the filter 170 is a glass fiber filter cloth. However, the filter 170 only needs to be capable of reducing the cross-sectional area of the second hole 144 as a substantial flow path, in other words, as long as the pressure loss of the second hole 144 can be increased. For example, a resin-based filter cloth may be used, or a mesh-like or porous metal may be used.

かかる逆止弁120において、第2の孔部144の孔部総断面積S2は、フィルタ170によって減少する実質的な流路としての断面積の減少分を考慮しなければ、S2=R22×π/4×NH=10.6mm2となり、S1/S2=107%となるが、フィルタ170によって、第2の孔部144の実質的な流路としての断面積を小さくして、S1/S2≧210%とすることが可能である。また、第2の孔部144の圧損を0.045MPa以上とすることが可能である。 In the check valve 120, the total hole cross-sectional area S < b > 2 of the second hole 144 is S < b > 2 = R < b > 2 2 × unless the reduction in the cross-sectional area as a substantial flow path that is reduced by the filter 170 is taken into consideration. π / 4 × NH = 10.6 mm 2 and S1 / S2 = 107%, but the cross-sectional area of the second hole 144 as a substantial flow path is reduced by the filter 170, and S1 / S2 It is possible to make ≧ 210%. Further, the pressure loss of the second hole portion 144 can be set to 0.045 MPa or more.

したがって、S1/S2≧210%となるようにフィルタ170を第2の孔部144に充填すれば、逆止弁120は、第1実施例と同様の効果を奏する。それに加えて、逆止弁120は、第2の孔部144に充填するフィルタ170を交換して、その孔径、量などを異なるものとすれば、第2の孔部144での圧損を所望の程度に容易に調節することができる。さらに、第1実施例の第2の孔部44にフィルタ170を充填する構成とすれば、差圧ΔP2を更に大きくすることができるので、第1実施例に比べて、チャタリングの発生抑制効果を高めることができる。   Therefore, if the filter 170 is filled in the second hole 144 so that S1 / S2 ≧ 210%, the check valve 120 has the same effect as the first embodiment. In addition, if the check valve 120 replaces the filter 170 filling the second hole 144 and changes its hole diameter, amount, etc., the pressure loss in the second hole 144 can be reduced to a desired value. Can be easily adjusted to a degree. Further, if the filter 170 is filled in the second hole portion 44 of the first embodiment, the differential pressure ΔP2 can be further increased, so that the effect of suppressing the occurrence of chattering can be achieved compared to the first embodiment. Can be increased.

C.変形例:
上述の実施例の変形例について説明する。
C−1.変形例1:
上述の実施形態においては、弁頭部42は、弁座30に向かって先細りする略円錐形状を有していたが、弁頭部42の形状は、かかる形状に限られるものではない。かかる点について、変形例としての逆止弁220の概略構成について図6に示す。逆止弁220は、弁頭部242の構成のみが上述の第1実施例と異なるものであり、その他の点については、第1実施例と同様である。以下、第1実施例と異なる点についてのみ説明する。なお、図6は、第1実施例の図1に相当する図であり、第1実施例と同様の構成については、図1と同一の符号を付している。図6(a),(b)に示すように、弁頭部242の弁座30側の端面は、第1の孔部32の開口面と略平行、換言すれば、第1の孔部32での流体の流れ方向に略直行する平坦面243を備えている。
C. Modification:
A modification of the above embodiment will be described.
C-1. Modification 1:
In the above-described embodiment, the valve head 42 has a substantially conical shape that tapers toward the valve seat 30, but the shape of the valve head 42 is not limited to such a shape. About this point, FIG. 6 shows a schematic configuration of a check valve 220 as a modification. The check valve 220 is different from the first embodiment only in the configuration of the valve head 242, and the other points are the same as in the first embodiment. Only differences from the first embodiment will be described below. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 1 of the first embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, the end face of the valve head 242 on the valve seat 30 side is substantially parallel to the opening surface of the first hole 32, in other words, the first hole 32. The flat surface 243 substantially perpendicular to the fluid flow direction is provided.

かかる構成の逆止弁220は、流体の流れ方向に対して略直交する平坦面243を備えているので、流体の圧力によって弁棒部45の円軸方向に作用する力成分を大きくできる。つまり、流体が弁体40を付勢方向と反対の方向に押す力を大きくできる。その結果、差圧ΔP2が小さくなる方向に変動しても、弁体40が弁座30側に移動しにくくなるので、弁体40が頻繁に第1の孔部32を開閉して、チャタリングが生じることを抑制することができる。   Since the check valve 220 having such a configuration includes the flat surface 243 that is substantially perpendicular to the fluid flow direction, the force component acting in the circular axis direction of the valve stem portion 45 can be increased by the fluid pressure. That is, the force by which the fluid pushes the valve body 40 in the direction opposite to the urging direction can be increased. As a result, even if the differential pressure ΔP2 fluctuates in the direction of decreasing, the valve body 40 is difficult to move to the valve seat 30 side. Therefore, the valve body 40 frequently opens and closes the first hole 32 and chattering It is possible to suppress the occurrence.

C−2.変形例2:
上述の実施形態においては、弁体40は、2つの凸部46を備える構成としたが、弁体40の形状は、かかる形状に限るものではなく、第1の孔部32から導出口62に流体を通過させる経路を、第1の孔部32、弁室49、第2の孔部44、内部流路47、出口孔48を介した第1の経路に主に限定可能な形状であればよい。例えば、弁体40は、1つの凸部46のみを備える構成(例えば、図1(b)において、2つの凸部46のうちの下流側の凸部46のみを備える構成)としてもよい。
C-2. Modification 2:
In the above-described embodiment, the valve body 40 is configured to include the two convex portions 46, but the shape of the valve body 40 is not limited to such a shape, and the first hole portion 32 is connected to the outlet 62. As long as the path through which the fluid passes can be mainly limited to the first path through the first hole 32, the valve chamber 49, the second hole 44, the internal flow path 47, and the outlet hole 48. Good. For example, the valve body 40 may have a configuration including only one convex portion 46 (for example, a configuration including only the downstream convex portion 46 of the two convex portions 46 in FIG. 1B).

あるいは、弁体40は、凸部46を備えない構成とし、加えて、弁体40の弁棒部45は、ケーシング60の内壁との間に僅かなクリアランスを確保して設けられる構成としてもよい。かかる場合、第2の孔部44は、弁頭部242の表面上に設けてもよい。また、弁体40が所定距離だけ下流側に移動した際に、第1の孔部32から導出口62に流体を流通させる経路を第1の経路に限定するために、弁棒部45の下流側の端面がケーシング60の下流側の端面と当接可能にする突出形状を弁棒部45、または、ケーシング60に設けてもよい。   Alternatively, the valve body 40 may be configured not to include the convex portion 46, and in addition, the valve rod portion 45 of the valve body 40 may be configured to be provided with a slight clearance between the inner wall of the casing 60. . In such a case, the second hole 44 may be provided on the surface of the valve head 242. Further, in order to limit the path through which the fluid flows from the first hole 32 to the outlet 62 when the valve body 40 moves downstream by a predetermined distance, the downstream of the valve stem 45 is limited. A protruding shape that allows the end face on the side to come into contact with the end face on the downstream side of the casing 60 may be provided in the valve stem 45 or the casing 60.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態における本発明の構成要素のうち、独立クレームに記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。   The embodiment of the present invention has been described above, but among the components of the present invention in the above-described embodiment, elements other than the elements described in the independent claims are additional elements and can be omitted as appropriate. Moreover, although the embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to such an example, and it is needless to say that the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

20,120,220…逆止弁
30…弁座
32…第1の孔部
40…弁体
42,242…弁頭部
44,44a〜44c,144,144a〜144f…第2の孔部
45,145…弁棒部
46…凸部
47…流路
48…出口孔
49…弁室
50…スプリング
60…ケーシング
62…導出口
170…フィルタ
243…平坦面
20, 120, 220 ... check valve 30 ... valve seat 32 ... first hole 40 ... valve body 42, 242 ... valve head 44, 44a to 44c, 144, 144a to 144f ... second hole 45, 145 ... Valve rod part 46 ... Convex part 47 ... Channel 48 ... Outlet hole 49 ... Valve chamber 50 ... Spring 60 ... Casing 62 ... Outlet port 170 ... Filter 243 ... Flat surface

Claims (4)

逆止弁であって、
流体の導入口としての第1の孔部を有する弁座と、
前記弁座の方向に付勢され、前記第1の孔部に流入する流体の圧力に応じて、前記第1の孔部を開閉する弁体であって、該弁体の側面に形成された少なくとも1つの孔部である第2の孔部と、該弁体の内部に形成され、該第2の孔部と連通し、前記流体を導出側へ導く内部流路とを備えた弁体と
を備え、
前記第2の孔部の実質的な流路としての断面積の総和に対する前記内部流路の断面積の比率が210%以上である
逆止弁。
A check valve,
A valve seat having a first hole as a fluid inlet;
A valve body that is urged in the direction of the valve seat and opens and closes the first hole according to the pressure of the fluid flowing into the first hole, and is formed on a side surface of the valve body A valve body comprising: a second hole portion that is at least one hole portion; and an internal flow passage that is formed inside the valve body, communicates with the second hole portion, and guides the fluid to the outlet side. With
A check valve in which a ratio of a cross-sectional area of the internal flow path to a total cross-sectional area as a substantial flow path of the second hole portion is 210% or more.
逆止弁であって、
流体の導入口としての第1の孔部を有する弁座と、
前記弁座の方向に付勢され、前記第1の孔部に流入する流体の圧力に応じて、前記第1の孔部を開閉する弁体であって、該弁体の側面に形成された少なくとも1つの孔部である第2の孔部と、該弁体の内部に形成され、該第2の孔部と連通し、前記流体を導出側へ導く内部流路とを備えた弁体と
を備え、
前記第2の孔部の上流側と、前記内部流路とにおける前記流体の圧力差は、0.045MPa以上である
逆止弁。
A check valve,
A valve seat having a first hole as a fluid inlet;
A valve body that is urged in the direction of the valve seat and opens and closes the first hole according to the pressure of the fluid flowing into the first hole, and is formed on a side surface of the valve body A valve body comprising: a second hole portion that is at least one hole portion; and an internal flow passage that is formed inside the valve body, communicates with the second hole portion, and guides the fluid to the outlet side. With
The check valve having a pressure difference of the fluid between the upstream side of the second hole and the internal flow path is 0.045 MPa or more.
前記第2の孔部には、前記流体が流通可能なフィルタが設けられた請求項1または請求項2のいずれか記載の逆止弁。   The check valve according to claim 1, wherein a filter through which the fluid can flow is provided in the second hole portion. 前記弁体の前記弁座側の端面は、前記第1の孔部の開口面と略平行な平坦面を備えた請求項1ないし請求項3のいずれか記載の逆止弁。   The check valve according to any one of claims 1 to 3, wherein an end surface of the valve body on the valve seat side includes a flat surface substantially parallel to an opening surface of the first hole.
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