JP2013245771A - Control valve - Google Patents

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Ichiro Ogawara
一郎 大河原
Kazuhiko Osawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control valve capable of suppressing a change in pressure even in case where an inner pressure on a drive part side changes or in case where a pressure on a flow passage side changes, capable of suppressing an influence on operation characteristics of the valve owing to the change in pressure, and capable of effectively preventing a valve function from being impeded when water vapor infiltrates into the drive part side and condensed water freezes after sticking to a plunger serving as a drive mechanism of a valving element.SOLUTION: To a valving element, a diaphragm valving element 58 which is a separation membrane member for air-tightly separating a valve chamber 32 from a drive part 34, is attached. A pressure equalization flow passage 68 which communicates the drive part 34 side with flow passage side, is formed. In the pressure equalization flow passage 68, a dew condensation member 74 is disposed at the flow passage side, and a waterproof moisture permeation member 76 at the drive part 34 side.

Description

本発明は、流体を制御する制御弁に関し、例えば、燃料電池システムの湿潤流体流路に配置され、湿潤流体を制御するのに好適な制御弁に関する。   The present invention relates to a control valve that controls a fluid, for example, a control valve that is disposed in a wetting fluid channel of a fuel cell system and is suitable for controlling a wetting fluid.

従来、例えば、燃料電池自動車の燃料電池システムにおける湿潤流体流路に配置される排出弁など、水蒸気などの多量の水分を含有する湿潤流体を制御する制御弁では、湿潤流体中の水分がプランジャーなどに付着することがある。   Conventionally, in a control valve that controls a wetting fluid containing a large amount of moisture such as water vapor, such as a discharge valve disposed in a wetting fluid passage in a fuel cell system of a fuel cell vehicle, the moisture in the wetting fluid is a plunger. May adhere to.

この場合に、システム停止後に低温下に放置した場合には、プランジャーに付着した水分が凍結することにより、プランジャーが作動不能となるおそれがあり、その結果、制御弁が機能しなくなり、システム全体が影響を受けるおそれがある。   In this case, if the system is left at a low temperature after the system is stopped, the water adhering to the plunger may freeze, which may cause the plunger to become inoperable. The whole may be affected.

このため、特許文献1(特開2008−232352号公報)では、湿潤流体が流れる弁室と、プランジャーなどが収容された駆動空間とをダイアフラムによって気密に分離して、プランジャーに水分が付着することを防止する電磁弁が開示されている。   For this reason, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-232352), the valve chamber in which the wetting fluid flows and the drive space in which the plunger is accommodated are hermetically separated by a diaphragm, and moisture adheres to the plunger. An electromagnetic valve that prevents this is disclosed.

図6は、この特許文献1の電磁弁の概略を示す縦断面図である。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an outline of the electromagnetic valve of Patent Document 1. As shown in FIG.

すなわち、この特許文献1の電磁弁100は、弁本体102を備えており、この弁本体102には、流体が流入する入口ポート104と、流体が流出する出口ポート105と、この入口ポート104から流入した流体が通過する弁ポート106が形成された弁座108と、弁室110とが形成されている。   That is, the electromagnetic valve 100 of Patent Document 1 includes a valve body 102, and the valve body 102 includes an inlet port 104 through which a fluid flows, an outlet port 105 through which the fluid flows out, and an inlet port 104. A valve seat 108 formed with a valve port 106 through which the inflowing fluid passes and a valve chamber 110 are formed.

この弁本体102の上部には、駆動部112が、締結部材114によって固定されている。この駆動部112は、プランジャーチューブ116を備えており、このプランジャーチューブ116の内部に、プランジャー118が軸方向に移動自在に収容されている。   A driving unit 112 is fixed to the upper portion of the valve body 102 by a fastening member 114. The drive unit 112 includes a plunger tube 116, and a plunger 118 is accommodated in the plunger tube 116 so as to be movable in the axial direction.

また、プランジャーチューブ116の上端部には、吸引子120が装着されている。そして、プランジャー118と吸引子120との間に、プランジャーバネ122が圧縮状態で介装され、プランジャー118を吸引子120から離間する方向に付勢するように構成されている。   A suction element 120 is attached to the upper end of the plunger tube 116. A plunger spring 122 is interposed between the plunger 118 and the suction element 120 in a compressed state, and is configured to urge the plunger 118 in a direction away from the suction element 120.

さらに、プランジャー118の下端には、インサート金具124と一体の弁棒部材126が固定されている。   Further, a valve stem member 126 integrated with the insert fitting 124 is fixed to the lower end of the plunger 118.

一方、プランジャーチューブ116の外周には、吸引子120の上部に形成された締結ネジ130に、ナット132を締め付けることによって、電磁コイル136が外函部材134とともに固定されている。   On the other hand, on the outer periphery of the plunger tube 116, the electromagnetic coil 136 is fixed together with the outer box member 134 by tightening a nut 132 to a fastening screw 130 formed on the upper portion of the attractor 120.

さらに、弁棒部材126の下端には、弁室110と、駆動部112に形成された駆動空間140との間を気密に分離するための分離膜部材であるダイアフラム弁体142が装着されている。このダイアフラム弁体142は、分離膜部144と、弁体部146とを備えており、分離膜部144の外周部に形成した固定部148を、弁本体102と駆動部112との間に介装した略リング形状の固定金具150と弁本体102との間で挟持することによって固定されている。   Further, a diaphragm valve body 142 which is a separation membrane member for airtightly separating the valve chamber 110 and the drive space 140 formed in the drive unit 112 is attached to the lower end of the valve rod member 126. . The diaphragm valve body 142 includes a separation membrane portion 144 and a valve body portion 146, and a fixing portion 148 formed on the outer peripheral portion of the separation membrane portion 144 is interposed between the valve body 102 and the drive portion 112. It is fixed by being clamped between the mounted substantially ring-shaped fixing fitting 150 and the valve body 102.

また、固定金具150の下面には、テーパー形状のフラム受けテーパー面152が形成されており、これにより、ダイアフラム弁体142の弁体部146が弁座108から離間する方向に移動する際に、ダイアフラム弁体142の分離膜部144がフラム受けテーパー面152に当接するまで変位し、弁体部146に追随するように構成されている。   Further, a taper-shaped fram receiving taper surface 152 is formed on the lower surface of the fixing metal 150, so that when the valve body portion 146 of the diaphragm valve body 142 moves away from the valve seat 108, The diaphragm valve body 142 is configured to be displaced until the separation membrane portion 144 abuts the diaphragm receiving tapered surface 152 and to follow the valve body portion 146.

このように構成される従来の制御弁100では、電磁コイル136に通電することによって、プランジャーバネ122の付勢力に抗して、プランジャー118が吸引子120の方向に移動し、プランジャー118に固定された弁棒部材126が上方に移動して、弁棒部材126の下端に装着されたダイアフラム弁体142の弁体部146が、弁座108から離間して、弁座108に形成された弁ポート106が開放されるようになっている。   In the conventional control valve 100 configured as described above, when the electromagnetic coil 136 is energized, the plunger 118 moves toward the attractor 120 against the urging force of the plunger spring 122, and the plunger 118 The valve body member 146 of the diaphragm valve body 142 attached to the lower end of the valve body member 126 is separated from the valve seat 108 and formed in the valve seat 108. The valve port 106 is opened.

一方、電磁コイル136への通電を停止することによって、プランジャーバネ122の付勢力によって、プランジャー118が吸引子120から離間する方向に移動し、プランジャー118に固定された弁棒部材126が下方に移動して、弁棒部材126の下端に装着されたダイアフラム弁体142の弁体部146が、弁座108に当接して、弁座108に形成された弁ポート106が閉止されるようになっている。   On the other hand, by stopping energization of the electromagnetic coil 136, the plunger 118 moves in a direction away from the attractor 120 by the biasing force of the plunger spring 122, and the valve rod member 126 fixed to the plunger 118 is moved. The valve body portion 146 of the diaphragm valve body 142 attached to the lower end of the valve stem member 126 abuts against the valve seat 108 so that the valve port 106 formed in the valve seat 108 is closed. It has become.

このような開閉動作の際にも、ダイアフラム弁体142によって、弁室110と、駆動部112に形成された駆動空間140との間が気密に分離され、これにより、弁室110を流れる湿潤流体の水蒸気などの水分が、駆動空間140に浸入して、弁体の駆動機構であるプランジャー118に水分が付着して凍結し、弁機能が阻害されるのが防止されるように構成されている。   Also during such an opening / closing operation, the diaphragm valve body 142 hermetically separates the valve chamber 110 and the drive space 140 formed in the drive unit 112, and thereby wet fluid flowing through the valve chamber 110. Water such as water vapor enters the driving space 140 and is prevented from being frozen by the water adhering to the plunger 118 which is the driving mechanism of the valve body, thereby inhibiting the valve function. Yes.

しかしながら、このような従来の制御弁100では、駆動部112に形成された駆動空間140がダイアフラム弁体142で密閉されているので、雰囲気温度の変化などによって、駆動部112に形成された駆動空間140側の内圧が変化した場合、または、弁室110側の圧力が変化した場合に、図6で示したように、その圧力変化ΔPを、ダイアフラム弁体142の分離膜部144の有効受圧径φF(有効面積:Af)で受けることになる。   However, in such a conventional control valve 100, since the drive space 140 formed in the drive unit 112 is sealed by the diaphragm valve body 142, the drive space formed in the drive unit 112 due to a change in ambient temperature or the like. When the internal pressure on the 140 side changes or when the pressure on the valve chamber 110 side changes, as shown in FIG. 6, the pressure change ΔP is converted to the effective pressure receiving diameter of the separation membrane portion 144 of the diaphragm valve body 142. It will be received at φF (effective area: Af).

この際、ダイアフラム弁体142の分離膜部144には、「Af×ΔP」の荷重が発生し、弁の作動特性に変化を与える。このため、雰囲気の温度変化などにより、弁の作動特性が変化してしまい、弁が正常に作動しないおそれがあった。   At this time, a load of “Af × ΔP” is generated in the separation membrane portion 144 of the diaphragm valve body 142, and changes the operating characteristics of the valve. For this reason, the operating characteristics of the valve may change due to changes in the temperature of the atmosphere, and the valve may not operate normally.

すなわち、外気温の上昇や、電磁コイル136への長時間の通電によって駆動部112の温度が上昇することがあり、これにより駆動部112に形成された駆動空間140の内圧が上昇することがある。   That is, the temperature of the drive unit 112 may increase due to an increase in the outside air temperature or a long-time energization of the electromagnetic coil 136, which may increase the internal pressure of the drive space 140 formed in the drive unit 112. .

このように、駆動空間140の内圧が上昇した状態では、ダイアフラム弁体142の分離膜部144には、前述の「Af×ΔP」の大きさの弁閉方向の荷重が作用しているので、常温時での作動電圧(電流)を電磁コイル136に印加しても、制御弁が作動せず、「Af×ΔP」の荷重に打ち勝つ分だけ、電磁コイル136に印加する作動電圧(電流)を大きくしなければならなかった。   Thus, in the state where the internal pressure of the drive space 140 is increased, the load in the valve closing direction having the size of “Af × ΔP” described above is acting on the separation membrane portion 144 of the diaphragm valve body 142. Even if the operating voltage (current) at normal temperature is applied to the electromagnetic coil 136, the control valve does not operate, and the operating voltage (current) applied to the electromagnetic coil 136 is as much as the load of “Af × ΔP” is overcome. I had to make it bigger.

また、逆に、寒冷地などで雰囲気の温度が低下した場合には、駆動部112に形成された駆動空間140の内圧が低下し負圧になることがある。また、内部流体の圧力の増加により、弁室110側の圧力が上昇することもある。   Conversely, when the temperature of the atmosphere decreases in a cold district or the like, the internal pressure of the drive space 140 formed in the drive unit 112 may decrease and become negative pressure. Further, the pressure on the valve chamber 110 side may increase due to an increase in the pressure of the internal fluid.

この場合、電磁コイル136への通電を停止することによって、ダイアフラム弁体142の弁体部146が弁座108に当接して、弁座108に形成された弁ポート106を閉止した状態としているにもかかわらず、駆動部112に形成された駆動空間140の内圧の減少による圧力変化ΔP´により、ダイアフラム弁体142の分離膜部144には、「Af×ΔP´」の大きさの弁開方向の荷重が作用し、弁座108に形成された弁ポート106が開放してしまう誤動作が生じるおそれがあった。   In this case, by stopping energization of the electromagnetic coil 136, the valve body portion 146 of the diaphragm valve body 142 contacts the valve seat 108, and the valve port 106 formed in the valve seat 108 is closed. Nevertheless, the pressure change ΔP ′ due to the decrease in the internal pressure of the drive space 140 formed in the drive unit 112 causes the separation membrane portion 144 of the diaphragm valve body 142 to open in the valve opening direction of “Af × ΔP ′”. There is a possibility that a malfunction may occur in which the valve port 106 formed in the valve seat 108 is opened due to the load of.

このため、従来より、駆動部112に形成された駆動空間140と流路側の弁室110との間を連通するように、弁本体102に、別途、均圧流路を形成することによって、駆動空間140の内圧と弁室110側の圧力とを均圧することによって、ダイアフラム弁体142の弁作動を円滑に行うようにすることが行われている。   Therefore, conventionally, by separately forming a pressure equalizing flow path in the valve main body 102 so as to communicate between the drive space 140 formed in the drive unit 112 and the valve chamber 110 on the flow path side, The valve operation of the diaphragm valve body 142 is smoothly performed by equalizing the internal pressure of 140 and the pressure on the valve chamber 110 side.

しかしながら、この均圧流路から駆動空間140に、塵埃、水分が浸入することがあり、特に、低温化で使用した場合には、駆動部112のプランジャー118などで水分が凍結して、プランジャー118が作動しない不具合を起こすことがあった。   However, dust and moisture may enter the drive space 140 from the pressure equalizing flow path. In particular, when used at a low temperature, the moisture is frozen by the plunger 118 of the drive unit 112 and the like. In some cases, 118 may not work.

このため、特許文献2(特開2001−227671号公報)では、均圧流路の弁室側の開口端に、多孔質体からなる撥水フィルターを設けて、流路側の流体に含まれる、塵埃、水分が駆動部112側に浸入するのを阻止する構造が開示されている。   For this reason, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-227671), a dust-repellent material contained in a fluid on the flow path side is provided by providing a water repellent filter made of a porous body at the opening end of the pressure equalizing flow path on the valve chamber side. A structure for preventing moisture from entering the drive unit 112 side is disclosed.

特開2008−232352号公報JP 2008-232352 A 特開2001−227671号公報JP 2001-227671 A

しかしながら、このような従来の特許文献2に開示された撥水フィルターを設けた制御弁では、流体が水蒸気などを含む湿潤流体であって、低温下で使用する場合に、撥水フィルターでは、水分は透過しないが、気体である水蒸気は撥水フィルターを透過してしまう。   However, in such a control valve provided with the water repellent filter disclosed in Patent Document 2, when the fluid is a wetting fluid containing water vapor or the like and used at a low temperature, Does not pass through, but water vapor, which is a gas, passes through the water repellent filter.

このため、水蒸気が撥水フィルターを介して駆動部側に入ると、低温時に制御弁が冷やされた状態では、水蒸気が駆動部内の弁体の駆動機構であるプランジャーなどに接触して冷やされ、凝縮して水になってしまう。その結果、水分が駆動部内のプランジャーなどで凍結し、作動不具合を起こし、制御弁が正常に作動しないことがある。   For this reason, when water vapor enters the drive unit side through the water repellent filter, the water vapor is cooled by contact with a plunger or the like which is a drive mechanism of the valve body in the drive unit in a state where the control valve is cooled at a low temperature. Condensed into water. As a result, moisture may freeze with a plunger or the like in the drive unit, causing malfunction, and the control valve may not operate normally.

本発明は、このような現状に鑑み、駆動部側の内圧が変化した場合、または、流路側の圧力が変化した場合にも、これらの圧力変化を抑えることができ、圧力変化による弁の作動特性への影響を抑えることが可能で、しかも、駆動部側に水蒸気が入り、弁体の駆動機構であるプランジャーに凝縮水が付着し凍結して、弁機能が阻害されるのを効果的に防止することができる制御弁を提供することを目的とする。   In view of such a current situation, the present invention can suppress these pressure changes even when the internal pressure on the drive unit side changes or the pressure on the flow path side changes, and the operation of the valve due to the pressure change It is possible to suppress the influence on the characteristics, and it is effective that water vapor enters the drive part side, condensed water adheres to the plunger that is the drive mechanism of the valve body and freezes, and the valve function is inhibited. It is an object of the present invention to provide a control valve that can be prevented.

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の制御弁は、
流体が通過する弁ポートを有する弁座を備えた弁室と、
前記弁座に対して弁体を離接する方向に移動させる駆動部とを備え、
前記駆動部によって、弁体が弁座に対して離接する方向に移動して、弁体が弁座の弁ポートを開閉するように構成された制御弁であって、
前記弁体には、弁室と駆動部とを気密に分離するための分離膜部材が装着され、
前記駆動部側と流路側とを連通する均圧流路が形成され、
前記均圧流路には、流路側に結露部材が配置され、
前記均圧流路には、駆動部側に防水透湿部材が配置されていることを特徴とする。
The present invention has been invented in order to achieve the problems and objects in the prior art as described above.
A valve chamber with a valve seat having a valve port through which fluid passes;
A drive unit that moves the valve body in the direction of separating and contacting the valve seat;
The valve is moved by the drive unit in a direction in which the valve body is moved away from or in contact with the valve seat, and the valve body is configured to open and close the valve port of the valve seat,
The valve body is equipped with a separation membrane member for hermetically separating the valve chamber and the drive unit,
A pressure equalizing flow path that connects the drive unit side and the flow path side is formed,
In the pressure equalizing flow path, a dew condensation member is disposed on the flow path side,
The pressure equalizing flow path is characterized in that a waterproof and moisture permeable member is disposed on the drive unit side.

このように構成することによって、駆動部側と流路側とを連通する均圧流路が形成され、駆動部側の内圧が変化した場合、または、流路側の圧力が変化した場合にも、駆動部側と流路側とは同じ圧力となる。   By configuring in this way, a pressure equalizing flow path that connects the drive unit side and the flow channel side is formed, and the drive unit even when the internal pressure on the drive unit side changes or the pressure on the flow channel side changes The side and the channel side are at the same pressure.

その結果、分離膜部材が、弁体の弁座に対して離接する方向への移動に影響を及ぼすことがなく、駆動部側と流路側の圧力変化による弁の作動特性への影響を抑えることが可能である。   As a result, the separation membrane member does not affect the movement of the valve body in the direction of separating from and coming into contact with the valve seat, and suppresses the influence on the operating characteristics of the valve due to the pressure change on the drive side and the flow path side. Is possible.

しかも、均圧流路には、流路側に結露部材が配置されているので、流体が水蒸気などを含む湿潤流体であって、低温下で使用する場合に、流体中の水蒸気は、先ず、結露部材で結露し、凝縮して水となる。   In addition, since the dew condensation member is disposed on the flow path side in the pressure equalization flow path, when the fluid is a wet fluid containing water vapor or the like and used at a low temperature, the water vapor in the fluid is first dew condensed. Condensed and condensed into water.

また、駆動部側に防水透湿部材が配置されているので、駆動部側の結露部材で凝縮した水は、防水透湿部材によって透過されないので、駆動部側に浸入することがない。   Further, since the waterproof and moisture permeable member is disposed on the drive unit side, the water condensed by the dew condensation member on the drive unit side is not permeated by the waterproof and moisture permeable member, and therefore does not enter the drive unit side.

従って、冬場など低温下において、駆動部側に水蒸気が入り、弁体の駆動機構であるプランジャーなどに接触して冷やされ、凝縮し水になり、プランジャーなどに付着した水分が凍結して弁機能が阻害されるのを効果的に防止することができ、常に正常に作動し、低温下においても、速やかなシステムの起動を可能とする制御弁を提供することができる。   Therefore, under low temperatures such as in winter, water vapor enters the drive unit, cools by contact with the plunger, which is the drive mechanism of the valve body, condenses into water, and moisture attached to the plunger freezes. It is possible to effectively prevent the valve function from being hindered, and to provide a control valve that always operates normally and enables a quick system start even at low temperatures.

また、本発明の制御弁は、前記結露部材が、高熱伝導率の材料から形成されていることを特徴とする。   Moreover, the control valve of the present invention is characterized in that the dew condensation member is formed of a material having high thermal conductivity.

このように、結露部材が、高熱伝導率の材料から形成されているので、流体が水蒸気などを含む湿潤流体であって、低温下で使用する場合に、流体中の水蒸気が、結露部材で熱を奪われ結露し、凝縮して水となり易い。   As described above, since the dew condensation member is formed of a material having a high thermal conductivity, when the fluid is a wet fluid containing water vapor or the like and is used at a low temperature, the water vapor in the fluid is heated by the dew condensation member. It is easy to condense, condense, and condense into water.

これにより、駆動部側に配置された防水透湿部材により、駆動部側の結露部材で凝縮した水が、防水透湿部材によって透過されず、駆動部側に浸入するのを効果的に防止することができる。   Thereby, the water | moisture content condensed by the dew condensation member of the drive part side is not permeate | transmitted by the waterproof moisture-permeable member, and effectively prevents permeation into the drive part side by the waterproof / breathable member arranged on the drive part side. be able to.

この場合、高熱伝導率の材料としては、熱伝導率が、例えば、10〜400W/m・Kの範囲であるのが望ましい。   In this case, as a material having high thermal conductivity, it is desirable that the thermal conductivity is in the range of 10 to 400 W / m · K, for example.

このような熱伝導率を有する材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、SUSなどのステンレスからなるメッシュ、これらのメッシュを適宜組み合わせて積層したメッシュ、SUSなどのステンレスからなるスチールウール、金属、セラミック、樹脂などの粉末を焼結により一体にした多孔体である焼結フィルターなどが使用可能である。   The material having such thermal conductivity is not particularly limited. For example, a mesh made of stainless steel such as SUS, a mesh obtained by appropriately combining these meshes, or a steel wool made of stainless steel such as SUS. In addition, a sintered filter that is a porous body in which powders of metal, ceramic, resin, and the like are integrated by sintering can be used.

また、本発明の制御弁は、前記結露部材の熱伝導率が、前記防水透湿部材の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする。   Moreover, the control valve of the present invention is characterized in that the heat conductivity of the dew condensation member is larger than the heat conductivity of the waterproof and moisture permeable member.

このように構成することによって、結露部材の熱伝導率が、防水透湿部材の熱伝導率よりも大きいので、水蒸気などを含む湿潤流体中の水蒸気が、均圧流路の駆動部側に配置された結露部材において、低温下で使用する場合に、先に結露部材で結露し易く、凝縮して水になり易い。   With this configuration, since the thermal conductivity of the dew condensation member is larger than the thermal conductivity of the waterproof moisture permeable member, water vapor in the wetting fluid including water vapor is disposed on the drive unit side of the pressure equalization channel. When the dew condensation member is used at a low temperature, the dew condensation member tends to condense first, and tends to condense into water.

これにより、駆動部側に配置された防水透湿部材により、駆動部側の結露部材で凝縮した水が、防水透湿部材によって透過されず、駆動部側に浸入するのをより効果的に防止することができる。   As a result, the waterproof and moisture permeable member disposed on the drive unit side prevents the water condensed by the dew condensation member on the drive unit side from entering the drive unit side without being permeated by the waterproof and moisture permeable member. can do.

また、本発明の制御弁は、前記防水透湿部材が、多孔質であることを特徴とする。   The control valve according to the present invention is characterized in that the waterproof and moisture-permeable member is porous.

このように構成することによって、防水透湿部材が、多孔質であるので、水分は不透過であるが、気体は防水透湿部材を透過するので、駆動部側の内圧が変化した場合、または、流路側の圧力が変化した場合にも、駆動部側と流路側とは同じ圧力となるだけでなく、駆動空間に塵埃などが侵入することも防止できる。   By constituting in this way, since the waterproof and moisture permeable member is porous, moisture is impermeable, but gas passes through the waterproof and moisture permeable member, so when the internal pressure on the drive unit side changes, or Even when the pressure on the flow path side changes, not only the drive unit side and the flow path side have the same pressure, but also dust and the like can be prevented from entering the drive space.

その結果、分離膜部材が、弁体の弁座に対して離接する方向への移動に影響を及ぼすことがなく、駆動部側と流路側の圧力変化による弁の作動特性への影響を抑えることが可能である。   As a result, the separation membrane member does not affect the movement of the valve body in the direction of separating from and coming into contact with the valve seat, and suppresses the influence on the operating characteristics of the valve due to the pressure change on the drive side and the flow path side. Is possible.

また、本発明の制御弁は、前記結露部材が、多孔質であることを特徴とする。   In the control valve of the present invention, the dew condensation member is porous.

このように構成することによって、結露部材が、多孔質であるので、水蒸気と結露部材との接触面積が大きく、結露部材で水蒸気の熱が奪われやすくなり、結露しやすくなる。このため、水蒸気などを含む湿潤流体中の水蒸気が、結露部材において、凝縮して水になりやすくなる。   With this configuration, since the dew condensation member is porous, the contact area between the water vapor and the dew condensation member is large, and the heat of the water vapor is likely to be taken away by the dew condensation member, so that dew condensation easily occurs. For this reason, water vapor in the wetting fluid containing water vapor or the like is likely to be condensed into water in the dew condensation member.

これにより、駆動部側に配置された防水透湿部材により、駆動部側の結露部材で凝縮した水が、防水透湿部材によって透過されず、駆動部側に浸入するのをより効果的に防止することができる。   As a result, the waterproof and moisture permeable member disposed on the drive unit side prevents the water condensed by the dew condensation member on the drive unit side from entering the drive unit side without being permeated by the waterproof and moisture permeable member. can do.

また、本発明の制御弁は、前記分離膜部材が、前記防水透湿部材を構成していることを特徴とする。   Moreover, the control valve of the present invention is characterized in that the separation membrane member constitutes the waterproof and moisture permeable member.

このように構成することによって、駆動部に形成された駆動空間と流路側との間を連通するように、弁本体に、別途、均圧流路を形成する必要がないので、構造が簡単でコストを低減することができる。   With this configuration, it is not necessary to separately form a pressure equalizing channel in the valve body so as to communicate between the driving space formed in the driving unit and the channel side, so that the structure is simple and cost-effective. Can be reduced.

しかも、分離膜部材が、防水透湿部材を構成しているので、別途、防水透湿部材を設ける必要がないので、構造が簡単でコストをさらに低減することができる。   In addition, since the separation membrane member constitutes the waterproof and moisture permeable member, it is not necessary to provide the waterproof and moisture permeable member separately, so that the structure is simple and the cost can be further reduced.

本発明によれば、駆動部側と流路側とを連通する均圧流路が形成されているので、駆動部側の内圧が変化した場合、または、流路側の圧力が変化した場合にも、駆動部側と流路側とは同じ圧力となる。   According to the present invention, since the pressure equalizing flow path that connects the drive unit side and the flow channel side is formed, the drive is performed even when the internal pressure on the drive unit side changes or the pressure on the flow channel side changes. The part side and the flow path side have the same pressure.

その結果、分離膜部材が、弁体の弁座に対して離接する方向への移動に影響を及ぼすことがなく、駆動部側と流路側の圧力変化による弁の作動特性への影響を抑えることが可能である。   As a result, the separation membrane member does not affect the movement of the valve body in the direction of separating from and coming into contact with the valve seat, and suppresses the influence on the operating characteristics of the valve due to the pressure change on the drive side and the flow path side. Is possible.

しかも、均圧流路には、流路側に結露部材が配置されているので、流体が水蒸気などを含む湿潤流体であって、低温下で使用する場合に、流体中の水蒸気は、先ず、結露部材で結露し、凝縮して水となる。   In addition, since the dew condensation member is disposed on the flow path side in the pressure equalization flow path, when the fluid is a wet fluid containing water vapor or the like and used at a low temperature, the water vapor in the fluid is first dew condensed. Condensed and condensed into water.

また、駆動部側に防水透湿部材が配置されているので、駆動部側の結露部材で凝縮した水は、防水透湿部材によって透過されないので、駆動部側に浸入することがない。   Further, since the waterproof and moisture permeable member is disposed on the drive unit side, the water condensed by the dew condensation member on the drive unit side is not permeated by the waterproof and moisture permeable member, and therefore does not enter the drive unit side.

従って、冬場など低温下において、駆動部側に水蒸気が入り、弁体の駆動機構であるプランジャーなどに接触して冷やされ、凝縮し水になり、プランジャーなどに付着した水分が凍結して弁機能が阻害されるのを効果的に防止することができ、常に正常に作動し、低温下においても、速やかなシステムの起動を可能とする制御弁を提供することができる。   Therefore, under low temperatures such as in winter, water vapor enters the drive unit, cools by contact with the plunger, which is the drive mechanism of the valve body, condenses into water, and moisture attached to the plunger freezes. It is possible to effectively prevent the valve function from being hindered, and to provide a control valve that always operates normally and enables a quick system start even at low temperatures.

図1は、本発明の制御弁の概略を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of a control valve of the present invention. 図2は、図1の制御弁の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the control valve of FIG. 図3は、本発明の別の実施例の制御弁の図2と同様な部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view similar to FIG. 2 of a control valve according to another embodiment of the present invention. 図4は、本発明の別の実施例の制御弁の概略を示す縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a control valve according to another embodiment of the present invention. 図5は、図4の制御弁の部分拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view of the control valve of FIG. 図6は、従来の電磁弁の概略を示す縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an outline of a conventional solenoid valve.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の制御弁の概略を示す縦断面図、図2は、図1の制御弁の部分拡大図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of the control valve of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of the control valve of FIG.

図1において、符号10は、全体で本発明の制御弁を示している。   In FIG. 1, the code | symbol 10 has shown the control valve of this invention whole.

なお、この実施例の制御弁10は、電磁弁を示しており、流路を形成する弁ハウジング12を備えており、流体が流入する第1の流路14と、流体が流出する第2の流路16とが形成されている。   The control valve 10 of this embodiment is an electromagnetic valve, and includes a valve housing 12 that forms a flow path, and a first flow path 14 into which a fluid flows and a second flow path through which the fluid flows out. A flow path 16 is formed.

また、例えば、燃料電池システムの湿潤流体流路に配置され、湿潤流体を制御する制御弁などに用いられるものである。   Further, for example, it is arranged in a wet fluid flow path of a fuel cell system and used for a control valve for controlling the wet fluid.

この実施例の制御弁10は、弁ハウジング12に収容される弁本体18を備えており、この弁本体18は、上本体20と下本体22とから構成されている。そして、これらの上本体20と下本体22とは、フィルター部材72を介して、締結部材70によって相互に締結されている。   The control valve 10 of this embodiment includes a valve main body 18 accommodated in a valve housing 12, and the valve main body 18 includes an upper main body 20 and a lower main body 22. The upper main body 20 and the lower main body 22 are fastened to each other by a fastening member 70 via a filter member 72.

また、下本体22には、第1の流路14と連通し、流体が流入する第1のポート24と、第2の流路16と連通し、流体が流出する第2のポート26と、この第1のポート24から流入した流体が通過する弁ポート28が形成された弁座30と、弁室32とが形成されている。   Further, the lower body 22 communicates with the first flow path 14, a first port 24 through which fluid flows in, a second port 26 through which fluid communicates with the second flow path 16, and A valve seat 30 in which a valve port 28 through which the fluid flowing in from the first port 24 passes is formed, and a valve chamber 32 is formed.

なお、この実施例では、第1のポート24から流体が流入し、第2のポート26から流体が流出するように構成したが、逆に、第2のポート26から流体が流入し、第1のポート24から流体が流出するように構成することも可能である。   In this embodiment, the fluid flows in from the first port 24 and the fluid flows out from the second port 26, but conversely, the fluid flows in from the second port 26, and the first It is also possible to configure the fluid to flow out from the port 24.

この弁本体18の上本体20の上部には、駆動部34が、固定されており、この駆動部34は、プランジャーチューブ36を備えており、プランジャーチューブ36の下端を上本体20の内径部にろう付け、溶着などにより固定している。   A drive unit 34 is fixed to the upper portion of the upper body 20 of the valve body 18, and the drive unit 34 includes a plunger tube 36. The lower end of the plunger tube 36 is connected to the inner diameter of the upper body 20. It is fixed to the part by brazing or welding.

そして、このプランジャーチューブ36の内部に、プランジャー38が軸方向に移動自在に収容されており、プランジャーチューブ36の上端部には、吸引子40が装着されている。   A plunger 38 is accommodated in the plunger tube 36 so as to be movable in the axial direction. A suction element 40 is attached to the upper end of the plunger tube 36.

また、プランジャー38と吸引子40との間に、プランジャーバネ42が圧縮状態で介装され、プランジャー38を吸引子40から離間する方向に付勢するように構成されている。   In addition, a plunger spring 42 is interposed between the plunger 38 and the suction element 40 in a compressed state, and is configured to urge the plunger 38 in a direction away from the suction element 40.

さらに、プランジャー38の下端には、インサート金具44と一体の弁棒部材46が固着されている。   Further, a valve stem member 46 integral with the insert fitting 44 is fixed to the lower end of the plunger 38.

一方、プランジャーチューブ36の外周には、吸引子40の上部に形成された締結ネジ48に、ナット50を締め付けることによって、電磁コイル52が外函部材54とともに固定されている。   On the other hand, on the outer periphery of the plunger tube 36, the electromagnetic coil 52 is fixed together with the outer box member 54 by tightening a nut 50 to a fastening screw 48 formed on the upper portion of the attractor 40.

さらに、弁棒部材46の下端には、弁室32と、駆動部34に形成された駆動空間56との間を気密に分離するための分離膜部材であるダイアフラム弁体58が装着されている。このダイアフラム弁体58は、分離膜部60と、弁体部62とを備えており、分離膜部60の外周部に形成した固定部64を、弁本体18の上本体20と下本体22との間に介装した略リング形状の固定部材66と下本体22との間で挟持することによって固定されている。   Further, a diaphragm valve body 58 that is a separation membrane member for airtightly separating the valve chamber 32 and the drive space 56 formed in the drive unit 34 is attached to the lower end of the valve rod member 46. . The diaphragm valve body 58 includes a separation membrane portion 60 and a valve body portion 62, and the fixing portion 64 formed on the outer peripheral portion of the separation membrane portion 60 is connected to the upper body 20 and the lower body 22 of the valve body 18. It is fixed by being sandwiched between a substantially ring-shaped fixing member 66 interposed between the lower main body 22 and the lower main body 22.

なお、ダイアフラム弁体58を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、耐熱性、耐圧性などを考慮して、例えば、ゴム、フッ素樹脂などの樹脂を適宜変更して用いることができる。   The material constituting the diaphragm valve body 58 is not particularly limited, and in consideration of heat resistance, pressure resistance, etc., for example, a resin such as rubber or fluororesin can be appropriately changed and used. .

また、本発明の制御弁10では、駆動部34に形成された駆動空間56と流路側、すなわち、弁室32との間を連通するように、均圧流路68が形成されている。これによって、駆動空間56の内圧と弁室32側の圧力とを均圧することによって、ダイアフラム弁体58の作動を円滑に行うように構成されている。   Further, in the control valve 10 of the present invention, the pressure equalizing flow path 68 is formed so as to communicate between the drive space 56 formed in the drive unit 34 and the flow path side, that is, the valve chamber 32. Thus, the diaphragm valve element 58 is smoothly operated by equalizing the internal pressure of the drive space 56 and the pressure on the valve chamber 32 side.

具体的には、図1、図2に示したように、下本体22の上端部22aの外周と、上本体20の下端部20aの内周との間に、フィルター部材72を介して、略リング形状の締結部材70が装着されている。   Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, a filter member 72 is interposed between the outer periphery of the upper end portion 22 a of the lower main body 22 and the inner periphery of the lower end portion 20 a of the upper main body 20. A ring-shaped fastening member 70 is attached.

すなわち、上本体20の下端部20aの内周に形成したネジ部と、締結部材70の外周に形成したネジ部を螺着することにより、締結部材70が装着されており、この締結部材70の内部に、第1の均圧流路68aが形成されている。   That is, the fastening member 70 is mounted by screwing the screw portion formed on the inner periphery of the lower end portion 20 a of the upper body 20 and the screw portion formed on the outer periphery of the fastening member 70. A first pressure equalizing flow path 68a is formed inside.

なお、締結部材70の下端内周側に突設した係止部70aと、下本体22の上端部22aとの間には、フィルター部材72が係止されており、これにより、弁ハウジング12に形成した第2の流路16から、下本体22に形成した第2ポート26を介して、塵埃などが弁室32に侵入しないように構成されている。   The filter member 72 is locked between the locking portion 70 a protruding from the inner peripheral side of the lower end of the fastening member 70 and the upper end portion 22 a of the lower main body 22, so that the valve housing 12 Dust and the like are configured not to enter the valve chamber 32 from the formed second flow path 16 through the second port 26 formed in the lower main body 22.

また、図2に示したように、上本体20と締結部材70の上端部70bとの間に、すなわち、均圧流路68の流路側に、略リング形状の結露部材74が配置されている。   As shown in FIG. 2, a substantially ring-shaped dew condensation member 74 is disposed between the upper main body 20 and the upper end portion 70 b of the fastening member 70, that is, on the flow path side of the pressure equalization flow path 68.

さらに、下本体22の上端部22aには、第1の均圧流路68aと結露部材74に連通し、下本体22の外周側から内周側に至る第2の均圧流路68bが形成されている。   Further, a second pressure equalizing flow path 68b that communicates with the first pressure equalizing flow path 68a and the dew condensation member 74 and extends from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the lower main body 22 is formed at the upper end portion 22a of the lower main body 22. Yes.

また、固定部材66には、図2に示したように、第2の均圧流路68bに連通するように、略リング形状の第3の均圧流路68cが形成されている。さらに、固定部材66の上端部には、防水透湿部材76の収容用凹部78が形成されており、この防水透湿部材76の収容用凹部78内に、略円盤形状の防水透湿部材76が収容され、収容用凹部78の下端に設けられた第4の均圧流路68dにより、第3の均圧流路68cと連通されている。すなわち、均圧流路68の駆動部34側に防水透湿部材76が配置されている。   Further, as shown in FIG. 2, a substantially ring-shaped third pressure equalizing flow path 68c is formed in the fixing member 66 so as to communicate with the second pressure equalizing flow path 68b. Further, a housing recess 78 for the waterproof and moisture permeable member 76 is formed at the upper end portion of the fixing member 66, and the substantially moisture-resistant waterproof and moisture permeable member 76 is formed in the housing recess 78 of the waterproof and moisture permeable member 76. Is communicated with the third pressure equalizing channel 68c by a fourth pressure equalizing channel 68d provided at the lower end of the accommodating recess 78. That is, the waterproof and moisture permeable member 76 is disposed on the drive unit 34 side of the pressure equalizing flow path 68.

また、この収容用凹部78と上本体20との間には、押さえ金具80が装着されている。この押さえ金具80の内部に、第2の均圧流路68bと防水透湿部材76に連通するとともに、駆動部34に形成された駆動空間56と連通する、第5の均圧流路68eが形成されている。   A presser fitting 80 is mounted between the accommodating recess 78 and the upper main body 20. A fifth pressure equalizing flow path 68e that communicates with the second pressure equalizing flow path 68b and the waterproof / moisture permeable member 76 and with the drive space 56 formed in the drive section 34 is formed inside the presser fitting 80. ing.

さらに、図2に示したように、固定部材66の上端部の収容用凹部78の底部には、略リング形状のシール突設部78aが形成されており、これにより、防水透湿部材76との間をシールするように構成されている。また、上本体20の内周側と固定部材66との間には、Oリングなどのシール部材82が装着されている。   Furthermore, as shown in FIG. 2, a substantially ring-shaped seal projecting portion 78 a is formed at the bottom of the accommodating recess 78 at the upper end of the fixing member 66. It is comprised so that between may be sealed. Further, a seal member 82 such as an O-ring is mounted between the inner peripheral side of the upper main body 20 and the fixing member 66.

このように構成される本発明の制御弁10では、締結部材70を上本体20の下端部20aに締め付けることによって、フィルター部材72、下本体22、結露部材74、固定部材66、防水透湿部材76、および、押さえ金具80が、上本体20に一体的に組み付けられている。   In the control valve 10 of the present invention configured as described above, the fastening member 70 is fastened to the lower end portion 20a of the upper main body 20, whereby the filter member 72, the lower main body 22, the dew condensation member 74, the fixing member 66, the waterproof and moisture permeable member. 76 and the presser fitting 80 are integrally assembled to the upper main body 20.

図2の矢印で示したように、締結部材70に形成した第1の均圧流路68a、結露部材74、下本体22に形成した第2の均圧流路68b、固定部材66に形成した第3の均圧流路68c、第4の均圧流路68d、防水透湿部材76、および、押さえ金具80に形成した第5の均圧流路68eにより、均圧流路68が形成されている。   As shown by the arrows in FIG. 2, the first pressure equalizing flow path 68 a formed in the fastening member 70, the dew condensation member 74, the second pressure equalizing flow path 68 b formed in the lower main body 22, and the third pressure formed in the fixing member 66. The pressure equalization flow path 68c is formed by the pressure equalization flow path 68c, the fourth pressure equalization flow path 68d, the waterproof and moisture permeable member 76, and the fifth pressure equalization flow path 68e formed in the presser fitting 80.

このように構成することによって、駆動部34側と流路側とを連通する均圧流路68が形成されているので、駆動部34側の内圧が変化した場合、または、流路側(弁室32側)の圧力が変化した場合にも、駆動部34側と流路側とは同じ圧力となる。   With this configuration, the pressure equalizing flow path 68 that connects the drive unit 34 side and the flow path side is formed. Therefore, when the internal pressure on the drive unit 34 side changes or on the flow path side (valve chamber 32 side) ) Also changes, the drive unit 34 side and the flow path side have the same pressure.

その結果、分離膜部材であるダイアフラム弁体58が、ダイアフラム弁体58の弁座30に対して離接する方向への移動に影響を及ぼすことがなく、駆動部34側と流路側の圧力変化による弁の作動特性への影響を抑えることが可能である。   As a result, the diaphragm valve body 58, which is a separation membrane member, does not affect the movement of the diaphragm valve body 58 in the direction of separating from and coming into contact with the valve seat 30, and is caused by pressure changes on the drive unit 34 side and the flow path side. It is possible to suppress the influence on the operating characteristics of the valve.

しかも、均圧流路68には、流路側に結露部材74が配置されているので、流体が水蒸気などを含む湿潤流体であって、低温下で使用する場合に、流体中の水蒸気は、先ず、結露部材74で結露し、凝縮して水となる。   In addition, since the dew condensation member 74 is disposed on the flow path side in the pressure equalization flow path 68, when the fluid is a wet fluid containing water vapor or the like and used at a low temperature, Condensation is caused by the dew condensation member 74 and condensed into water.

また、駆動部34側に防水透湿部材76が配置されているので、弁室32側の結露部材74で凝縮した水は、防水透湿部材76によって透過されないので、駆動部34側に浸入することがない。   Further, since the waterproof and moisture permeable member 76 is disposed on the drive unit 34 side, the water condensed by the dew condensation member 74 on the valve chamber 32 side is not permeated by the waterproof and moisture permeable member 76 and therefore enters the drive unit 34 side. There is nothing.

従って、冬場など低温下において、駆動部34側に水蒸気が入り、ダイアフラム弁体58の駆動機構であるプランジャー38などに接触して冷やされ、凝縮し水になり、プランジャー38などに付着した水分が凍結して弁機能が阻害されるのを効果的に防止することができ、常に正常に作動し、低温下においても、速やかなシステムの起動を可能とする制御弁10を提供することができる。   Accordingly, when the temperature is low, such as in winter, water vapor enters the drive unit 34 and is cooled by contact with the plunger 38 which is the drive mechanism of the diaphragm valve body 58, condensing into water, and adhering to the plunger 38, etc. Provided is a control valve 10 that can effectively prevent moisture from being frozen and hinder the valve function, always operate normally, and enable quick system startup even at low temperatures. it can.

この場合、結露部材74としては、高熱伝導率の材料から形成されているのが望ましい。
このように、結露部材74が、高熱伝導率の材料から形成されているので、流体が水蒸気などを含む湿潤流体であって、低温下で使用する場合に、流体中の水蒸気が、結露部材74で熱を奪われ結露し、凝縮して水となり易い。
In this case, it is desirable that the dew condensation member 74 is formed of a material having high thermal conductivity.
As described above, since the dew condensation member 74 is formed of a material having a high thermal conductivity, when the fluid is a wet fluid containing water vapor or the like and is used at a low temperature, the water vapor in the fluid is dewed. The heat is taken away and condensed, and it is easy to condense and become water.

これにより、駆動部34側に配置された防水透湿部材76により、弁室32側の結露部材74で凝縮した水が、防水透湿部材76によって透過されず、駆動部側に浸入するのを効果的に防止することができる。   As a result, the water condensed by the dew condensation member 74 on the valve chamber 32 side is not permeated by the waterproof moisture permeable member 76 by the waterproof moisture permeable member 76 arranged on the drive unit 34 side, and enters the drive unit side. It can be effectively prevented.

この場合、結露部材74を構成する高熱伝導率の材料としては、熱伝導率が、例えば、10〜400W/m・Kの範囲であるのが望ましい。   In this case, it is desirable that the material having a high thermal conductivity constituting the dew condensation member 74 has a thermal conductivity in the range of 10 to 400 W / m · K, for example.

このような熱伝導率を有する材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、SUSなどのステンレスからなるメッシュ、これらのメッシュを適宜組み合わせて積層したメッシュ、SUSなどのステンレスからなるスチールウール、金属、セラミック、樹脂などの粉末を焼結により一体にした多孔体である焼結フィルターなどが使用可能である。   The material having such thermal conductivity is not particularly limited. For example, a mesh made of stainless steel such as SUS, a mesh obtained by appropriately combining these meshes, or a steel wool made of stainless steel such as SUS. In addition, a sintered filter that is a porous body in which powders of metal, ceramic, resin, and the like are integrated by sintering can be used.

なお、この場合、結露部材74は、これらの部材の単層でもよく、また、これらの部材を多層に組み合わせることも可能である。   In this case, the dew condensation member 74 may be a single layer of these members, or these members may be combined in multiple layers.

また、結露部材74の熱伝導率が、防水透湿部材76の熱伝導率よりも大きいことが望ましい。   Further, it is desirable that the thermal conductivity of the dew condensation member 74 is larger than the thermal conductivity of the waterproof moisture permeable member 76.

このように構成することによって、結露部材74の熱伝導率が、防水透湿部材76の熱伝導率よりも大きいので、水蒸気などを含む湿潤流体中の水蒸気が、均圧流路68の駆動部34側に配置された結露部材74において、低温下で使用する場合に、先に結露部材74で熱を奪われ結露し易く、凝縮して水になり易い。   With this configuration, the heat conductivity of the dew condensation member 74 is larger than the heat conductivity of the waterproof moisture permeable member 76, so that the water vapor in the wetting fluid containing water vapor or the like is driven by the drive unit 34 of the pressure equalization channel 68. In the dew condensation member 74 arranged on the side, when used at a low temperature, the dew condensation member 74 first takes heat away and tends to condense, condensing easily into water.

これにより、駆動部34側に配置された防水透湿部材76により、駆動部34側の結露部材74で凝縮した水が、防水透湿部材76によって透過されず、駆動部34側に浸入するのをより効果的に防止することができる。   Thereby, the water condensed by the dew condensation member 74 on the drive unit 34 side is not permeated by the waterproof moisture transmission member 76 and enters the drive unit 34 side by the waterproof moisture transmission member 76 arranged on the drive unit 34 side. Can be prevented more effectively.

また、防水透湿部材76が、多孔質であるのが望ましい。   Moreover, it is desirable that the waterproof and moisture permeable member 76 is porous.

このように構成することによって、防水透湿部材76が、多孔質であるので、水分は不透過であるが、気体は防水透湿部材76を透過するので、駆動部34側の内圧が変化した場合、または、流路側の圧力が変化した場合にも、駆動部側と流路側とは同じ圧力となるだけでなく、駆動空間に塵埃などが侵入することも防止できる。   With this configuration, since the waterproof and moisture permeable member 76 is porous, moisture is impermeable, but since gas passes through the waterproof and moisture permeable member 76, the internal pressure on the drive unit 34 side has changed. In this case, or when the pressure on the flow path side is changed, not only the drive unit side and the flow path side have the same pressure, but also dust and the like can be prevented from entering the drive space.

その結果、分離膜部材であるダイアフラム弁体58が、ダイアフラム弁体58の弁座30に対して離接する方向への移動に影響を及ぼすことがなく、圧力変化による弁の作動特性への影響を抑えることが可能である。   As a result, the diaphragm valve element 58, which is a separation membrane member, does not affect the movement of the diaphragm valve element 58 in the direction of separating from and contacting the valve seat 30, and the change in pressure affects the operating characteristics of the valve. It is possible to suppress.

一方、多孔質体の防水透湿部材としては、水などを透過しない性質を有するもので、気体を透過するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを延伸加工したフィルムとポリウレタンポリマーを複合化した「ゴアテックス(登録商標)」(WLゴア&アソシエイツ社製)、「ミクロベント(登録商標)」(大成プラス株式会社製)のものが使用可能である。   On the other hand, the waterproof / moisture permeable member of the porous body is not particularly limited as long as it has a property of not transmitting water and the like and is permeable to gas. For example, polytetrafluoroethylene is stretched. "Gore-Tex (registered trademark)" (manufactured by WL Gore & Associates) or "Microvent (registered trademark)" (manufactured by Taisei Plus Co., Ltd.), which is a composite of the film and polyurethane polymer, can be used.

また、結露部材74が、多孔質であるのが望ましい。   Moreover, it is desirable that the dew condensation member 74 is porous.

このように構成することによって、結露部材74が、多孔質であるので、水蒸気と結露部材74との接触面積が大きく、結露部材74で水蒸気の熱が奪われやすくなり、結露しやすくなる。このため、水蒸気などを含む湿潤流体中の水蒸気が、結露部材74において、凝縮して水になりやすくなる。   With this configuration, since the dew condensation member 74 is porous, the contact area between the water vapor and the dew condensation member 74 is large, and the heat of the water vapor tends to be taken away by the dew condensation member 74, so that dew condensation easily occurs. For this reason, the water vapor in the wetting fluid containing water vapor etc. tends to condense in the dew condensation member 74 to become water.

これにより、駆動部34側に配置された防水透湿部材76により、駆動部34側の結露部材74で凝縮した水が、防水透湿部材76によって透過されず、駆動部34側に浸入するのをより効果的に防止することができる。   Thereby, the water condensed by the dew condensation member 74 on the drive unit 34 side is not permeated by the waterproof moisture transmission member 76 and enters the drive unit 34 side by the waterproof moisture transmission member 76 arranged on the drive unit 34 side. Can be prevented more effectively.

このように構成される本発明の制御弁10では、電磁コイル52に通電することによって、プランジャーバネ42の付勢力に抗して、プランジャー38が吸引子40の方向に移動し、プランジャー38に固定された弁棒部材46が上方に移動して、弁棒部材46の下端に装着されたダイアフラム弁体58の弁体部62が、弁座30から離間して、弁座30に形成された弁ポート28が開放されるようになっている。   In the control valve 10 of the present invention configured as described above, when the electromagnetic coil 52 is energized, the plunger 38 moves in the direction of the attractor 40 against the urging force of the plunger spring 42, and the plunger The valve stem member 46 fixed to 38 moves upward, and the valve body portion 62 of the diaphragm valve body 58 attached to the lower end of the valve stem member 46 is separated from the valve seat 30 and formed in the valve seat 30. The valve port 28 is opened.

一方、電磁コイル52への通電を停止することによって、プランジャーバネ42の付勢力によって、プランジャー38が吸引子40から離間する方向に移動し、プランジャー38に固定された弁棒部材46が下方に移動して、弁棒部材46の下端に装着されたダイアフラム弁体58の弁体部62が、弁座30に当接して、弁座30に形成された弁ポート28が閉止されるようになっている。   On the other hand, by stopping energization of the electromagnetic coil 52, the plunger 38 is moved away from the attractor 40 by the biasing force of the plunger spring 42, and the valve stem member 46 fixed to the plunger 38 is moved. The valve body portion 62 of the diaphragm valve body 58 attached to the lower end of the valve stem member 46 contacts the valve seat 30 so that the valve port 28 formed in the valve seat 30 is closed. It has become.

図3は、本発明の別の実施例の制御弁の図2と同様な部分拡大図である。   FIG. 3 is a partially enlarged view similar to FIG. 2 of a control valve according to another embodiment of the present invention.

この実施例の制御弁10は、図1〜図2に示した実施例1の制御弁10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。   The control valve 10 of this embodiment has basically the same configuration as that of the control valve 10 of Embodiment 1 shown in FIGS. 1 to 2, and the same reference numerals are assigned to the same components. Detailed description thereof will be omitted.

この実施例の制御弁10では、図3に示したように、結露部材74を、固定部材66に形成した第4の均圧流路68d内に、防水透湿部材76と当接するように配置されている。このように、結露部材74と防水透湿部材76とを隣接して配置することも可能である。   In the control valve 10 of this embodiment, as shown in FIG. 3, the dew condensation member 74 is disposed in the fourth pressure equalizing flow path 68 d formed in the fixing member 66 so as to contact the waterproof moisture permeable member 76. ing. Thus, the dew condensation member 74 and the waterproof moisture permeable member 76 can be disposed adjacent to each other.

図4は、本発明の別の実施例の制御弁の概略を示す縦断面図、図5は、図4の制御弁の部分拡大図である。   4 is a longitudinal sectional view schematically showing a control valve according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a partially enlarged view of the control valve of FIG.

この実施例の制御弁10は、図1〜図2に示した実施例1の制御弁10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。なお、図4において、説明の便宜上、流路を形成する弁ハウジング12、流体が流入する第1の流路14と、流体が流出する第2の流路16とを省略して図示している。   The control valve 10 of this embodiment has basically the same configuration as that of the control valve 10 of Embodiment 1 shown in FIGS. 1 to 2, and the same reference numerals are assigned to the same components. Detailed description thereof will be omitted. In FIG. 4, for convenience of explanation, the valve housing 12 that forms the flow path, the first flow path 14 into which the fluid flows in, and the second flow path 16 through which the fluid flows out are omitted. .

この実施例の制御弁10では、図4〜図5に示したように、分離膜部材であるダイアフラム59自体が、防水透湿部材76を構成している。このため、ダイアフラム59の中央に形成した装着孔59aに、下端に開口部を有する略カップ形状のガイド金具84が挿通され、このガイド金具84の中央に形成された挿入孔84aに弁棒部材46の下端46aが挿通されている。そして、スポット溶接などによって、弁棒部材46、ダイアフラム59およびガイド金具84が一体に固定されている。   In the control valve 10 of this embodiment, as shown in FIGS. 4 to 5, the diaphragm 59 itself, which is a separation membrane member, constitutes a waterproof and moisture permeable member 76. For this reason, a substantially cup-shaped guide fitting 84 having an opening at the lower end is inserted into the mounting hole 59 a formed at the center of the diaphragm 59, and the valve stem member 46 is inserted into the insertion hole 84 a formed at the center of the guide fitting 84. The lower end 46a is inserted. The valve stem member 46, the diaphragm 59, and the guide fitting 84 are integrally fixed by spot welding or the like.

また、このガイド金具84の内部に、当金部材86と弁体88とが、弁押さえ金具90をガイド金具84の内周に、例えば、圧入などによって固定され、一体化されている。   In addition, in this guide metal fitting 84, the abutting member 86 and the valve body 88 are fixed and integrated with the valve pressing metal fitting 90 on the inner periphery of the guide metal fitting 84 by, for example, press fitting.

そして、このガイド金具84の外周と下本体22の内周側との間に配置した、略リング形状の固定リング部材92に、結露部材74が装着されている。また、この固定リング部材92の内周側に、Oリングなどのシール部材94が装着されており、このシール部材94の内周を、ガイド金具84、すなわち、弁体88が上下に摺動できるように構成されている。これにより、シール部材94の内周とガイド金具84の間隙を介して、水蒸気などが流入しないように構成されている。   A dew condensation member 74 is attached to a substantially ring-shaped fixed ring member 92 disposed between the outer periphery of the guide fitting 84 and the inner periphery of the lower main body 22. Further, a seal member 94 such as an O-ring is mounted on the inner peripheral side of the fixed ring member 92, and the guide fitting 84, that is, the valve body 88 can slide up and down on the inner periphery of the seal member 94. It is configured as follows. Thus, water vapor or the like is prevented from flowing through the gap between the inner periphery of the seal member 94 and the guide fitting 84.

なお、この実施例の制御弁10では、上本体20の下端部20aの外周に形成したネジ部に、締結部材70の内周に形成したネジ部を螺着することにより、締結部材70が装着されている。   In the control valve 10 of this embodiment, the fastening member 70 is mounted by screwing the screw portion formed on the inner periphery of the fastening member 70 to the screw portion formed on the outer periphery of the lower end portion 20a of the upper body 20. Has been.

このように構成することによって、図5の矢印で示したように、結露部材74、ダイアフラム59、および、固定部材66と弁棒部材46との間隙Sによって、均圧流路68が形成されている。   With this configuration, the pressure equalizing flow path 68 is formed by the dew condensation member 74, the diaphragm 59, and the gap S between the fixed member 66 and the valve stem member 46, as indicated by the arrows in FIG. 5. .

その結果、駆動部34に形成された駆動空間56と流路側との間を連通するように、弁本体18に、別途、均圧流路68を形成する必要がないので、構造が簡単でコストを低減することができる。   As a result, it is not necessary to separately form the pressure equalizing flow path 68 in the valve body 18 so as to communicate between the drive space 56 formed in the drive section 34 and the flow path side, so that the structure is simple and the cost is reduced. Can be reduced.

しかも、分離膜部材であるダイアフラム59自体が、防水透湿部材76を構成しているので、別途、防水透湿部材76を設ける必要がないので、構造が簡単でコストをさらに低減することができる。   Moreover, since the diaphragm 59 itself, which is the separation membrane member, constitutes the waterproof and moisture permeable member 76, it is not necessary to provide the waterproof and moisture permeable member 76 separately, so that the structure is simple and the cost can be further reduced. .

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記実施例では、燃料電池自動車の燃料電池システムにおける湿潤流体流路に配置される制御弁について説明したが、例えば、エアコンなどの冷熱回路の制御弁、給湯器、プラントなどの制御弁にも適用可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. In the above embodiment, the control valve is disposed in the wet fluid flow path in the fuel cell system of the fuel cell vehicle. However, various modifications can be made without departing from the object of the present invention, such as being applicable to a control valve of a cooling / heating circuit such as an air conditioner, a water heater, and a control valve of a plant.

流体を制御する制御弁に関し、例えば、燃料電池システムの湿潤流体流路に配置され、湿潤流体を制御するのに好適な制御弁に適用することができる。   The control valve for controlling the fluid can be applied to, for example, a control valve that is disposed in the wet fluid flow path of the fuel cell system and is suitable for controlling the wet fluid.

10 制御弁
12 弁ハウジング
14 第1の流路
16 第2の流路
18 弁本体
20 上本体
20a 下端部
22 下本体
22a 上端部
24 第1のポート
26 第2のポート
28 弁ポート
30 弁座
32 弁室
34 駆動部
36 プランジャーチューブ
38 プランジャー
40 吸引子
42 プランジャーバネ
44 インサート金具
46 弁棒部材
46a 下端
48 締結ネジ
50 ナット
52 電磁コイル
54 外函部材
56 駆動空間
58 ダイアフラム弁体
59 ダイアフラム
59a 装着孔
60 分離膜部
62 弁体部
64 固定部
66 固定部材
68 均圧流路
68a 第1の均圧流路
68b 第2の均圧流路
68c 第3の均圧流路
68d 第4の均圧流路
68e 第5の均圧流路
70 締結部材
70a 係止部
70b 上端部
72 フィルター部材
74 結露部材
76 防水透湿部材
78 収容用凹部
78a シール突設部
80 押さえ金具
82 シール部材
84 ガイド金具
84a ガイド金具挿入孔
86 当金部材
88 弁体
90 弁押さえ金具
92 固定リング部材
94 シール部材
100 電磁弁
102 弁本体
104 入口ポート
105 出口ポート
106 弁ポート
108 弁座
110 弁室
112 駆動部
114 締結部材
116 プランジャーチューブ
118 プランジャー
120 吸引子
122 プランジャーバネ
124 インサート金具
126 弁棒部材
130 締結ネジ
132 ナット
134 外函部材
136 電磁コイル
140 駆動空間
142 ダイアフラム弁体
144 分離膜部
146 弁体部
148 固定部
150 固定金具
152 テーパー面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control valve 12 Valve housing 14 1st flow path 16 2nd flow path 18 Valve main body 20 Upper main body 20a Lower end part 22 Lower main body 22a Upper end part 24 1st port 26 2nd port 28 Valve port 30 Valve seat 32 Valve chamber 34 Drive section 36 Plunger tube 38 Plunger 40 Suction element 42 Plunger spring 44 Insert metal fitting 46 Valve rod member 46a Lower end 48 Fastening screw 50 Nut 52 Electromagnetic coil 54 Outer member 56 Drive space 58 Diaphragm valve element 59 Diaphragm 59a Mounting hole 60 Separation membrane part 62 Valve body part 64 Fixing part 66 Fixing member 68 Pressure equalizing channel 68a First pressure equalizing channel 68b Second pressure equalizing channel 68c Third pressure equalizing channel 68d Fourth pressure equalizing channel 68e First 5 pressure equalizing flow path 70 Fastening member 70a Locking part 70b Upper end part 72 Filter member 74 Condensing member 76 Waterproof moisture-permeable member 7 8 Containing recess 78a Seal projecting portion 80 Presser fitting 82 Seal member 84 Guide metal fitting 84a Guide metal insertion hole 86 Metal member 88 Valve body 90 Valve presser fitting 92 Fixing ring member 94 Seal member 100 Solenoid valve 102 Valve body 104 Inlet port 105 Outlet port 106 Valve port 108 Valve seat 110 Valve chamber 112 Driving part 114 Fastening member 116 Plunger tube 118 Plunger 120 Suction element 122 Plunger spring 124 Insert metal fitting 126 Valve rod member 130 Fastening screw 132 Nut 134 Outer box member 136 Electromagnetic Coil 140 Driving space 142 Diaphragm valve element 144 Separation membrane part 146 Valve element part 148 Fixing part 150 Fixing fitting 152 Tapered surface

Claims (6)

流体が通過する弁ポートを有する弁座を備えた弁室と、
前記弁座に対して弁体を離接する方向に移動させる駆動部とを備え、
前記駆動部によって、弁体が弁座に対して離接する方向に移動して、弁体が弁座の弁ポートを開閉するように構成された制御弁であって、
前記弁体には、弁室と駆動部とを気密に分離するための分離膜部材が装着され、
前記駆動部側と流路側とを連通する均圧流路が形成され、
前記均圧流路には、流路側に結露部材が配置され、
前記均圧流路には、駆動部側に防水透湿部材が配置されていることを特徴とする制御弁。
A valve chamber with a valve seat having a valve port through which fluid passes;
A drive unit that moves the valve body in the direction of separating and contacting the valve seat;
The valve is moved by the drive unit in a direction in which the valve body is moved away from or in contact with the valve seat, and the valve body is configured to open and close the valve port of the valve seat,
The valve body is equipped with a separation membrane member for hermetically separating the valve chamber and the drive unit,
A pressure equalizing flow path that connects the drive unit side and the flow path side is formed,
In the pressure equalizing flow path, a dew condensation member is disposed on the flow path side,
A control valve, wherein a waterproof and moisture permeable member is disposed on the drive unit side in the pressure equalizing flow path.
前記結露部材が、高熱伝導率の材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の制御弁。   The control valve according to claim 1, wherein the dew condensation member is made of a material having high thermal conductivity. 前記結露部材の熱伝導率が、前記防水透湿部材の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の制御弁。   The control valve according to claim 1, wherein a thermal conductivity of the dew condensation member is larger than a thermal conductivity of the waterproof moisture permeable member. 前記防水透湿部材が、多孔質であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の制御弁。   The control valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the waterproof and moisture-permeable member is porous. 前記結露部材が、多孔質であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の制御弁。   The control valve according to claim 1, wherein the dew condensation member is porous. 前記分離膜部材が、前記防水透湿部材を構成していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の制御弁。   The control valve according to claim 1, wherein the separation membrane member constitutes the waterproof and moisture-permeable member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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