JP2014214804A

JP2014214804A - 過流防止機能付き弁装置

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Publication number: JP2014214804A
Application number: JP2013092402A
Authority: JP
Inventors: 野道　薫; Kaoru Nomichi; 薫野道; 二宮　誠; Makoto Ninomiya; 誠二宮; 忠彦黒田; Tadahiko Kuroda; 鈴木　豊; Yutaka Suzuki; 豊鈴木
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: JP5848724B2

Abstract

【課題】過流防止弁の小型化を図ることができ、且つ主通路の圧力損失を小さくすることができる過流防止機能付き弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１は、絞り２４と、主弁１２と、過流防止弁１４とを備えている。タンク２に夫々接続されているパイロット通路２３及び主通路２８に絞り２４及び主弁１２が夫々介在している。主弁１２は、パイロット通路２３のパイロット圧ｐ３が高くなってパイロット圧ｐ３と一次圧力ｐ１との差圧が小さくなると主通路２８を閉じるようになっている。また、パイロット通路２３の絞り２４より下流側と主通路２８の主弁１２より下流側とは、バイパス通路４１によって繋がっており、このバイパス通路４１には過流防止弁１４が介在している。過流防止弁１４は、バイパス通路４１を流れる流体の流量が所定値以上になると、バイパス通路４１を閉じてパイロット圧を高くするようになっている。【選択図】図１

Description

本発明は、主通路に大量の流体が流れた際に主通路を閉じることができる過流防止機能付き弁装置に関する。

ガスエンジンや燃料電池等のようにガスを消費して駆動力や電力を発生するガス消費器が知られている。ガス消費器は、バルブ装置を介して圧力容器と繋がっており、バルブ装置は、圧力容器からガス消費器へのガスの供給及び停止を切替えることができるようになっている。このようなバルブ装置として、例えば特許文献１のようなものがある。

特許文献１のバルブ装置は、エンジンとガス容器とを繋ぐ燃料供給路に主止弁と過流防止弁とが直列に接続されている。主止弁は、エンジンスイッチのオン及びオフの動作に応じて燃料供給路を開閉し、過流防止弁は、その前後の圧力差が大きくなると燃料供給路を閉じてガス容器からエンジンへのガスの供給を止めるようになっている。それ故、燃料供給路の配管が破損してガスが大量に流出した際に主止弁が閉じられてなくても、過流防止弁によって燃料供給路が閉じられるようになっている。

特開２００２−１１５７９８号公報

特許文献１に記載のバルブ装置では、過流防止弁が燃料供給路に配置されているので、過流防止弁には、主止弁と同じ流量のガスが流れる。そのため、過流防止弁は、そのような大流量のガスに耐え得る大きさのものを使用する必要がある。しかし、このような大流量のガスに耐え得る過流防止弁の外形寸法は大きく、また耐圧性能を高める必要があるためコストが高くなる。更に、ガス消費器とガス容器とを繋ぐ主通路（燃料供給路）に過流防止弁を介在させるので、主通路における圧力損失が大きくなる。

そこで本発明は、過流防止弁の小型化を図ることができ、且つ主通路の圧力損失を小さくすることができる過流防止機能付き弁装置を提供することを目的としている。

本発明の過流防止機能付き弁装置は、流体を供給する流体供給源に接続されているパイロット通路に形成されている絞りと、前記流体供給源に接続されている主通路に介在し、且つ前記パイロット通路の絞りより下流側の圧力であるパイロット圧力が高くなって前記パイロット圧力と前記流体供給源の供給圧力との差圧が小さくなると前記主通路を閉じる主弁と、前記パイロット通路の前記絞りより下流側と前記主通路の前記主弁より下流側とを繋ぐバイパス通路に介在し、且つ入力される指令に応じて前記パイロット通路を開閉する電磁開閉弁と、前記バイパス通路に介在し、且つ前記バイパス通路を流れる流体の流量が所定値以上になると、前記バイパス通路を閉じてパイロット圧力を高くして前記パイロット圧力と前記供給圧力との差を小さくする過流防止弁と、を備えているものである。

本発明に従えば、主通路及びバイパス通路が同じ流体供給源に繋がり且つバイパス通路が主通路の主弁体より下流側に繋がっているので、バイパス通路の流量は、主通路の流量に対応している。そのため、主通路の流量が過大になると、バイパス通路の流量も過大になる。また、過流防止弁は、バイパス通路の流量が過大になって所定値以上になるとバイパス通路を閉じてパイロット圧を上昇させ、主弁に主通路を閉じさせる。従って、バイパス通路に設けた過流防止弁によって主通路の過流防止機能を達成することができる。

また、本発明では、バイパス通路がパイロット通路に接続され、更にパイロット通路に絞りが介在している。それ故、バイパス通路に流れる流量が主通路より少ないので、小流量型の過流防止弁を採用することができる。これにより、弁装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、過流防止弁をバイパス通路に介在させるので、従来のように主通路に過流防止弁を介在させる場合よりも主通路の圧力損失を小さくすることができる。

上記発明において、前記過流防止弁は、前記バイパス通路において前記電磁開閉弁より上流側に配置されていてもよい。

上記構成に従えば、過大な流量の流体が電磁開閉弁に流れることを防ぐことができる。

上記発明において、前記流体供給源は、圧力容器であり、前記過流防止弁は、前記圧力容器内に配置されていてもよい。

上記構成に従えば、圧力容器によって過流防止弁を保護することができる。これにより、例えば弁装置に大きな衝撃が作用した際に過流防止弁が損傷して過流防止機能が働かなくなり、圧力容器内の流体が漏れ出てしまうことを防ぐことができる。

上記発明において、前記電磁開閉弁は、前記圧力容器外に配置されていてもよい。

上記構成に従えば、電磁開閉弁を圧力容器外に配置しているので、圧力容器の口径を小さくすることができ、圧力容器の外形寸法を小さくすることができる。

上記発明において、前記主弁は、前記パイロット圧力と前記供給圧力との差圧に応じて前記主通路を閉じる閉位置と前記主通路を開く開位置との間を移動する主弁体と、前記閉位置及び前記開位置に移動可能に前記主弁体を支持する直動型軸受部材とを有していてもよい。

上記構成に従えば、弁体の摺動抵抗及び摩耗を低減することができ、主弁の応答性及び耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、過流防止弁の小型化を図ることができ、且つ主通路の圧力損失を小さくすることができる。

本発明の第１実施形態に係る弁装置を示す断面図である。図１の弁装置の構成を模式的に示した回路図である。図１の弁装置の過流防止弁を拡大して示す断面図である。弁装置のメイン流量と各種値との関係を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る弁装置の構成を模式的に示した回路図である。

以下、本発明に係る実施形態の弁装置１について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する弁装置１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

ガスエンジンや燃料電池等のガス消費器は、そこに供給されるガスを消費して駆動力を発生するようになっており、ガス消費器には図１に示すようなタンク２が接続されている。流体供給源及び圧力容器であるタンク２には、ガス消費器に供給する流体、具体的には天然ガスや水素ガス等のガスが貯留されており、その開口部２ａには、そこを塞ぐように弁装置１が螺合されている。弁装置１は、図示しない制御部からの指令に応じてガス消費器とタンク２との間を開閉するようになっている。また、弁装置１は、予め定められた流量以上の大流量のガスがタンク２から流出するとガス消費器とタンク２との間を閉止してガスの流出を止めるようになっている、即ち過流防止機能を有している。以下では、弁装置１の具体的な構成について説明する。

弁装置１は、ハウジング１１と、主弁１２と、パイロット電磁弁１３と、過流防止弁１４とを備えている。ハウジング１１は、インタンク部１１ａとオンタンク部１１ｂとを有しており、インタンク部１１ａは、大略円柱状に形成されている。インタンク部１１ａは、タンク２の開口部２ａの内周部にシールされた状態で螺合されおり、その軸線Ｌ１がタンク２の軸線と一致するようにタンク２内に配置されている。インタンク部１１ａの一端部は、タンク２外に臨んでおり、そこにはオンタンク部１１ｂが一体的に設けられている。オンタンク部１１ｂは、大略円柱状になっており、その軸線Ｌ２がインタンク部１１ａの軸線Ｌ１に対して直交するように配置されている。オンタンク部１１ｂの軸線方向の長さは開口部２ａの外径より大きくなっており、オンタンク部１１ｂは、開口部２ａの外側に配置されている。

このように構成されているハウジング１１には、複数のポート２１，２６，２９及び通路２３，２８，４１が形成され、それらの通路２３，２８，４１には主弁１２、パイロット電磁弁１３及び過流防止弁１４が夫々介在している。具体的に説明すると、ハウジング１１のインタンク部１１ａの他端部（タンク２内にある端部）には、パイロットポート２１が形成されている。パイロットポート２１は、軸線Ｌ１周りに形成されており、第１フィルタ２２を介してパイロット通路２３に繋がっている。パイロット通路２３は、軸線Ｌ１に沿って上方に延在する通路であり、その下流側部分に絞り２４が形成されている。また、パイロット通路２３の下流側は、第１弁空間２５に繋がっており、パイロット通路２３に導かれるガスは、絞り２４を通って第１弁空間２５に導かれるようになっている。第１弁空間２５は、軸線Ｌ１に沿って上方に延在する断面円形の空間であり、第１弁空間２５の孔径は、絞り２４の孔径より大径に形成されている。

また、ハウジング１１には、インタンク部１１ａの側面部の他端側に流入ポート２６が形成されている。流入ポート２６は、インタンク部１１ａの側面部において周方向全周にわたって延在しており、第２フィルタ２７を介して主通路２８に繋がっている。主通路２８は、上流側部分２８ａと下流側部分２８ｂとを有しており、上流側部分２８ａは、流入ポート２６と第１弁空間２５とを連通し、下流側部分２８ｂは、第１弁空間２５と流出ポート２９とを連通している。下流側部分２８ｂは、第１弁空間２５と繋がる第１弁口３０を有しており、この第１弁口３０から軸線Ｌ１に沿って上方に延在し、そこから更に略直角に曲がって軸線Ｌ２に平行に延在して流出ポート２９に繋がっている。流出ポート２９は、オンタンク部１１ｂの軸線方向一端部に形成されており、配管等に接続されて図示しない制御弁や圧力調整弁等を介してガス消費器に繋がっている。主通路２８の上流側部分２８ａと下流側部分２８ｂとの間に介在する第１弁空間２５には主弁１２が設けられている。

主弁１２は、主通路２８の上流側部分２８ａを流れるガスの圧力（即ち、タンク２の供給圧力）である一次圧力ｐ_１（図２参照）と絞り２４を介して導かれるパイロット圧ｐ_３（図２参照）との差圧に応じて主通路２８を開閉するように構成されている。主弁１２は、第１弁体３１と第１付勢部材３２とを有しており、第１弁体３１は、大略円柱状に形成されている。この第１弁体３１は、第１弁空間２５に収容されており、ハウジング１１に摺動可能に支持されている。ハウジング１１の第１弁口３０の周りには、第１弁座３３が形成されており、第１弁体３１は、閉位置まで移動させると第１弁座３３に着座して第１弁口３０を閉じる、即ち主通路２８を閉じるようになっている（図１参照）。また、第１弁体３１は、開位置まで移動させると第１弁座３３から離れて第１弁口３０を開く、即ち、主通路２８が開くようになっている。

また、第１弁体３１の先端側部分の外径は、基端側部分の外径に比べて小径になっており、先端側部分の半径方向外方には円環状の一次圧力室３４が形成されている。一次圧力室３４は、主通路２８の上流側部分２８ａと繋がっており、流入ポート２６及び上流側部分２８ａを介してタンク２内のガスが導かれる、即ち一次圧力ｐ_１が導かれるようになっている。また、一次圧力室３４は、第１弁体３１を開位置まで移動させて第１弁口３０が開くことで下流側部分２８ｂと繋がるようになっており、繋ぐことで一次圧力室３４に導かれたガスが下流側部分２８ｂに導かれるようになっている。

また、第１弁体３１の下方には、パイロット室３５が形成されており、このパイロット室３５には、第１付勢部材３２が設けられている。第１付勢部材３２は、第１弁口３０を塞ぐように第１弁体３１を付勢している、即ち閉位置の方に第１弁体３１を付勢している。また、パイロット室３５は、パイロット通路２３の絞り２４と繋がっており、タンク２内のガスが絞り２４を通ってパイロット室３５に導かれるようになっている。このパイロット室３５と一次圧力室３４との間を密閉するように、第１弁体３１の基端側の外周部にはシール部材３６が設けられており、シール部材３６によって第１弁体３１とハウジング１１との間が密閉されてパイロット室３５が一次圧力室３４から隔てられている。

このように構成されている主弁１２では、図２に示すように一次圧力室３４に導かれる一次圧力ｐ_１とパイロット室３５に導かれるパイロット圧ｐ_３とを第１弁体３１が受圧している。また、第１弁体３１は、主通路２８の下流側部分２８ｂを流れるガスの圧力である二次圧力ｐ_２も受圧しており、二次圧力ｐ_２は、一次圧力ｐ_１と共に開位置に移動させるように第１弁体３１に作用している。パイロット圧ｐ_３は、第１付勢部材３２の付勢力と共に閉位置に移動させるように第１弁体３１に作用している。即ち、パイロット圧ｐ_３及び第１付勢部材３２の付勢力は、一次圧力ｐ_１及び二次圧力ｐ_２に抗するように第１弁体３１に作用している。従って、第１弁体３１は、これらの力が釣り合う位置に移動するようになっており、例えばパイロット圧ｐ_３が低くなると開位置の方に移動し、パイロット圧ｐ_３が高くなると閉位置の方へと移動するようになっている。このパイロット圧ｐ_３が導かれているパイロット室３５には、図１に示すようにバイパス通路４１が繋がっており、バイパス通路４１は、パイロット室３５と主通路２８の下流側部分２８ｂとを接続している。

バイパス通路４１には、第２弁空間４２と第３弁空間４３とが介在している。第２弁空間４２は、オンタンク部１１ｂに形成され、第３弁空間４３は、インタンク部１１ａに形成されている。バイパス通路４１は、これら２つの弁空間４２，４３によって３つの部分４１ａ，４１ｂ，４１ｃに分かれている。上流側部分４１ａは、パイロット室３５と第３弁空間４３とを繋ぎ、中間部分４１ｂは、第３弁空間４３と第２弁空間４２とを繋ぎ、下流側部分４１ｃは、第２弁空間４２と主通路２８の下流側部分２８ｂとを繋いでいる。バイパス通路４１の下流側部分４１ｃは、第２弁空間４２と共に軸線Ｌ２に沿って形成されており、第２弁空間４２は、下流側部分４１ｃの第２弁口４４と繋がっている。また、第２弁空間４２は、インタンク部１１ａの基端側に開口４２ａを有しており、開口４２ａからパイロット電磁弁１３が挿入されている。

電磁開閉弁であるパイロット電磁弁１３は、図示しない制御部からの指令に応じて第２弁口４４を開けたり塞いだりする、即ちバイパス通路４１を開閉するようになっている。このような機能を有するパイロット電磁弁１３は、電磁ソレノイド５１と、第２弁体５２と、第２付勢部材５３とを有している。電磁ソレノイド５１は、図示しない制御部からの指令に応じて励磁するようになっており、ケース６１と、固定磁極６２と、コイル６３とを有している。ケース６１は、大略円筒状になっており、その一方の開口部には、そこを塞ぐように固定磁極６２が嵌装されている。固定磁極６２は、磁性材料によって構成されている。またケース６１の内周部には、コイル６３が嵌装されている。コイル６３は、図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部から流される電流（即ち、指令）に応じて励磁するようになっている。また、コイル６３の内周部には、非磁性材料から成る大略円筒状のガイド部材６４が嵌装されている。このように構成されている電磁ソレノイド５１は、ケース６１の他方の開口部を第２弁口４４に向けて第２弁空間４２の開口４２ａに挿入されている。そして電磁ソレノイド５１のガイド部材６４内には、第２弁体５２が挿入されている。

第２弁体５２は、大略円柱状になっており、軸線Ｌ２に沿って摺動可能にガイド部材６４に支持されている。第２弁体５２の先端側部分は、第２弁口４４の方へと電磁ソレノイド５１から突出しており、第２弁口４４の周りには、第２弁座４５が形成されている。第２弁体５２は、それを閉位置まで移動させると第２弁座４５に着座して第２弁口４４を閉じる、即ちバイパス通路４１を閉じるようになっている。また、第２弁体５２は、開位置まで移動させると第２弁座４５から離れて第２弁口４４を開く、即ち、バイパス通路４１を開くようになっている。

このように構成されている第２弁体５２は、その基端と固定磁極６２との間に第２付勢部材５３が設けられており、第２付勢部材５３によって閉位置の方に付勢されている。また、第２弁体５２の先端側部分の外径は、基端側部分の外径に比べて小径になっており、先端側部分の半径方向外方には円環状の弁室５４が形成されている。弁室５４は、バイパス通路４１の中間部分４１ｂと繋がっており、中間部分４１ｂ及び第３弁空間４３を介してパイロット室３５に繋がっている。また、弁室５４は、第２弁体５２を開位置まで移動させて第２弁口４４を開くことでバイパス通路４１の下流側部分４１ｃに繋がるようになっている。

このように構成されているパイロット電磁弁１３では、電磁ソレノイド５１のコイル６３に電流を流してコイル６３を励磁させると、第２弁体５２が固定磁極６２に吸引されて開位置まで移動する。これにより、バイパス通路４１が開き、バイパス通路４１を介してパイロット室３５と主通路２８の下流側部分２８ｂとが連通する。連通することによって、バイパス通路４１にガスの流れが生じてパイロット圧ｐ_３が低下する。これにより、主弁１２の第１弁体３１が開位置に移動して主通路２８が開く。また、電磁ソレノイド５１のコイル６３に流れる電流を止めてコイル６３を消磁させると、図２に示すように第２弁体５２が第２付勢部材５３に付勢されて閉位置まで移動する。これにより、バイパス通路４１が閉じられてバイパス通路４１のガスの流れが止まり、パイロット圧ｐ_３が上昇する。これにより、第１弁体３１が閉位置に移動して主通路２８が閉じる。

このように、弁装置１では、パイロット電磁弁１３に電流を流したり止めたりすることで、主弁１２の第１弁体３１を開位置及び閉位置に移動させて主通路２８を開閉することができるようになっている。このようにして主弁１２を作動させることができる弁装置１には、更に第３弁空間４３に過流防止弁１４が設けられている。

過流防止弁１４は、バイパス通路４１を流れるガスの流量が所定流量以上になるとバイパス通路４１を閉じるように構成されており、図３に示すように第３弁体７１と、第３付勢部材７２とを有している。第３弁体７１は、大略円柱状に形成されており、先端側部分７１ａの外径に対して基端側部分７１ｂの外径が大径になっている。第３弁体７１の先端側部分７１ａは、第３弁空間４３の下流側部分４３ａに挿通されてハウジング１１に摺動可能に支持されている。

また、第３弁空間４３の上流側部分４３ｂの孔径は、前記下流側部分４３ａの孔径に比べて大径に形成されており、この上流側部分４３ｂに第３弁体７１の基端側部分７１ｂが配置されている。また、第３弁空間４３の上流側部分４３ｂと下流側部分４３ａとを繋ぐ第３弁口４６の周りには、第３弁座４７が形成されており、第３弁体７１は、閉位置まで移動させるとその基端側部分７１ｂをこの第３弁座４７に着座させて第３弁口４６を閉じるようになっている。また、第３弁体７１を開位置まで移動させると、第３弁体７１の基端側部分７１ｂが第３弁座４７から離れて第３弁口４６が開くようになっている。この際、第３弁体７１は、ハウジング１１に当接してバイパス通路４１の上流側部分４１ａの開口を塞ぐ。そのため、第３弁体７１の基端側部分７１ｂには第１連通路４８が形成されている。第１連通路４８は、第３弁体７１が閉位置に位置する際にバイパス通路４１の上流側部分４１ａと第３弁空間４３の上流側部分４３ｂとを繋ぐように形成されている。

他方、第３弁体７１の先端側部分７１ａには、第２連通路４９が形成されている。第２連通路４９は、３つの開口４９ａ〜４９ｃを有しており、そのうち１つの開口４９ａは、第３弁空間４３の下流側部分４３ａに常時繋がっている。残りの２つの開口４９ｂ，４９ｃは、基本的に上流側部分４３ｂと繋がっているが、第３弁体７１が閉位置に移動して第３弁口４６が閉じられることで上流側部分４３ｂと遮断されるようになっている。また、第２連通路４９には、絞り４９ｄが介在しており、バイパス通路４１のガスが流れると過流防止弁１４の上流側及び下流側でガスの流量に応じた圧力差ｐ_３−ｐ_４が生じるようになっている。即ち、バイパス通路４１のガスの流量が大きくなると圧力差ｐ_３−ｐ_４が大きくなるようになっている。

このように構成されている第３弁体７１は、第３弁空間４３の下流側部分４３ａに設けられた第３付勢部材７２によって第３弁体７１を開位置の方へと付勢されており、基本的に開位置に位置している。また、第３弁体７１は、その基端でその上流側圧力であるパイロット圧ｐ_３を受圧し、先端で下流側圧力ｐ_４を受圧するようになっている。パイロット圧ｐ_３及び下流側圧力ｐ_４は、互いに抗するように第３弁体７１に作用しており、第３弁体７１は、パイロット圧ｐ_３及び下流側圧力ｐ_４の差圧（即ち、過流防止弁１４の前後の圧力差）と第３付勢部材７２の付勢力の釣り合う位置に移動するようになっている。即ち、第３弁体７１は、バイパス通路４１を流れるガスの流量（即ち、パイロット流量ｑ）が大きくなって所定流量ｑ_ｔｒｉｐ以上になる（即ち、パイロット圧ｐ_３及び下流側圧力ｐ_４の圧力差ｐ_３−ｐ_４が所定圧力Δｐ_ｔｒｉｐ以上になる）と閉位置に移動してバイパス通路４１を閉じるようになっている。バイパス通路４１が閉じられることで、パイロット電磁弁１３によってバイパス通路４１を閉じた場合と同様にパイロット圧ｐ_３が上昇する。これにより、第１弁体３１が閉位置に移動し、主通路２８が閉じられる。

このように構成されている弁装置１では、バイパス通路４１の上流側がパイロット通路２３を介してタンク２内に繋がり、その下流側が主通路２８の下流側部分２８ｂに繋がっている。即ち、図２に示すようにバイパス通路４１は、主通路２８の上流側部分２８ａと下流側部分２８ｂとをバイパスするような構成となっており、タンク２を主通路２８と共通の供給圧力源としている。そのため、パイロット流量ｑ（図４の一点鎖線参照）は、図４に示すように主通路２８を流れるガスの流量Ｑ、即ちメイン流量Ｑ（図４の実線参照）の増減に対応するように増減する。なお、図４では、実線が主弁１２の前後の圧力差ｐ_１−ｐ_２とメイン流量Ｑとの関係、破線が過流防止弁１４の前後の圧力差ｐ_３−ｐ_４とメイン流量Ｑとの関係、及び一点鎖線がパイロット流量ｑとメイン流量Ｑとの関係を夫々示しており、縦軸が前後の圧力差及びパイロット流量ｑを示し、横軸がメイン流量Ｑを示している。

通路２８，４１を夫々流れるガスの流量が互いに対応しているので、パイロット流量ｑが過大な流量である所定流量ｑ_ｔｒｉｐ以上になった（即ち、パイロット圧ｐ_３及び下流側圧力ｐ_４の差圧ｐ_３−ｐ_４が所定圧力Δｐ_ｔｒｉｐ以上になった）ときに過流防止弁１４がバイパス通路４１を閉じるように構成することで、メイン流量Ｑが過大になったときに主弁１２の第１弁体３１が閉位置に移動して主通路２８が閉じられる。これにより、主通路２８及びそれより下流側の配置された配管等が損傷等して主通路２８から大量のガスが漏れ出た場合に、パイロット電磁弁１３に閉弁指令を与えなくても（即ち、パイロット電磁弁１３に流れる電流を止めなくても）自動的に主通路２８を閉じることができる。それ故、主通路２８及びそれより下流側の配置された配管等が損傷等した際にタンク２のガスが主通路２８を介して漏れ出ることを防ぐことができる。

このように弁装置１では、主通路２８と異なるバイパス通路４１に過流防止弁１４を設けることで主通路２８の過流防止機能を達成している。バイパス通路４１は、パイロット通路２３に繋がっており、主通路２８より流れるガスの流量が少ない。このように流れるガスの流量が少ないバイパス通路４１に過流防止弁１４を設けているので、適用可能な流量が小さい過流防止弁１４を用いることができる。それ故、過流防止弁１４の外形寸法を小さくすることができる、即ち過流防止弁１４の小型化を図ることができ且つ製造コストを低減することができる。また、バイパス通路４１に過流防止弁１４を設けているので、主通路２８の圧力損失を低減することができ、タンク２の使用限界圧力を低減させることができる。

図１に示すように弁装置１では、過流防止弁１４が設けられている第３弁空間４３がインタンク部１１ａに形成されており、過流防止弁１４がタンク２内に配置されている。それ故、過流防止弁１４をタンク２によって保護することができ、弁装置１に大きな衝撃が作用した際に過流防止弁１４が損傷することを防ぐことができる。これにより、過流防止弁１４が損傷して過流防止機能が働かなくなることを防ぐことができ、弁装置１が損傷した際に主通路２８から大量のガスが漏れ出ることを防ぐことができる。また、パイロット電磁弁１３が設けられている第２弁空間４２は、オンタンク部１１ｂに形成され、パイロット電磁弁１３がタンク２外に配置されている。これにより、タンク２の開口部２ａの口径が大きくなることを防ぐことができ、タンク２の外形寸法を小さくすることができる。

また、本実施形態の弁装置１では、過流防止弁１４がパイロット電磁弁１３の上流側に配置されているので、過大な流量のガスがパイロット電磁弁１３に導かれることを防ぐことができる。

なお、弁装置１について主にタンク２からガス消費器（図示せず）にガスを供給する場合について説明したが、弁装置１では、過流防止弁１４をバイパス通路４１に設けているので、図示しない充填口から主通路２８の下流側部分２８ｂに高圧のガスを供給することによってタンク２内にガスを充填することもできるようになっている。

［第２実施形態］
第２実施形態の弁装置１Ａは、第１実施形態の弁装置１と構成が類似している。以下では、第２実施形態の弁装置１Ａの構成については、第１実施形態の弁装置１の構成と異なる点について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

第２実施形態の弁装置１Ａでは、図５に示すようにバイパス通路４１Ａに過流防止弁１４Ａ及びパイロット電磁弁１３が介在しており、過流防止弁１４Ａがパイロット電磁弁１３より下流側に位置している。また、主通路２８には、主弁１２Ａが介在しており、主弁１２Ａは、第１弁体３１と第１付勢部材３２と軸受部材３７とを有している。軸受部材３７は、例えば、ボール軸受及びすべり軸受等の直動型の軸受け部材であって、第１弁体３１の先端側部分に外装されている。軸受部材３７は、ハウジング１１に固定されており、第１弁体３１が上下方向に円滑に移動できるように支持している。このように軸受部材３７によって第１弁体３１を支持させることで、第１弁体３１の摺動抵抗及び摩耗を低減することができ、主弁１２Ａの応答性及び耐久性を向上させることができる。

このように構成されている弁装置１Ａは、第１実施形態の弁装置１と同様に主通路２８に大量のガスが流れると、それに対応する流量のガスがバイパス通路４１Ａにも流れ、パイロット流量ｑがｑ_ｔｒｉｐ以上になると過流防止弁１４Ａによってバイパス通路４１Ａが閉じられる。そうすると、パイロット圧ｐ_３が上昇し、第１弁体３１が閉位置へと押されて第１弁座３３に着座する。これにより、主通路２８が閉じられ、主通路２８からガスが漏れ出ることを防ぐことができる。

なお、第２実施形態の弁装置１Ａでは、パイロット電磁弁１３に過流防止弁１４Ａを組み込んだ過流防止弁付きパイロット電磁弁を採用することによっても実現することができる。この場合、過流防止弁付きパイロット電磁弁を保護すべく、過流防止弁付きパイロット電磁弁をタンク２内に配置することで過流防止弁付きパイロット電磁弁を保護することができる。

その他、第２実施形態の弁装置１Ａは、第１実施形態の弁装置１と同様の作用効果を奏する。

［その他の形態について］
第１実施形態の弁装置１では、バイパス通路４１がパイロット室３５を介してパイロット通路２３に繋がっているが、パイロット通路２３とバイパス通路４１との間に必ずしもパイロット室３５を介在させる必要はない。例えば、パイロット通路２３の絞り２４より下流側で分岐させ、一方の通路をパイロット室３５に繋ぎ、他方の通路をバイパス通路４１に繋ぐようにしてもよい。また、第１及び第２実施形態の弁装置１，１Ａでは、パイロットポート２１と流入ポート２６とが別々に形成されているがパイロット通路２３を主通路２８に繋ぐことで２つのポート２１，２６を共通化してもよい。

また、第１及び第２実施形態の弁装置１，１Ａでは、タンク２の開口部２ａに設けられている場合について説明したが、必ずしもタンク２に設けられている必要はなく、タンク２以外のものに設けられてもよい。また、上述する第１及び第２実施形態では流体としてガスを取り扱っているが、流体は油や水等の液体であってもよい。

１，１Ａ弁装置
２タンク
１２，１２Ａ主弁
１３パイロット電磁弁
１４，１４Ａ過流防止弁
２３パイロット通路
２４絞り
２８主通路
３１第１弁体
３７軸受部材
４１バイパス通路

Claims

流体を供給する流体供給源に接続されているパイロット通路に形成されている絞りと、
前記流体供給源に接続されている主通路に介在し、且つ前記パイロット通路の絞りより下流側の圧力であるパイロット圧力が高くなって前記パイロット圧力と前記流体供給源の供給圧力との差が小さくなると前記主通路を閉じる主弁と、
前記パイロット通路の前記絞りより下流側と前記主通路の前記主弁より下流側とを繋ぐバイパス通路に介在し、且つ入力される指令に応じて前記パイロット通路を開閉する電磁開閉弁と、
前記バイパス通路に介在し、且つ前記バイパス通路を流れる流体の流量が所定値以上になると、前記バイパス通路を閉じてパイロット圧力を高くして前記パイロット圧力と前記供給圧力との差を小さくする過流防止弁と、を備えている、過流防止機能付き弁装置。
前記過流防止弁は、前記バイパス通路において前記電磁開閉弁より上流側に配置されている、請求項１に記載の過流防止機能付き弁装置。
前記流体供給源は、圧力容器であり、
前記過流防止弁は、前記圧力容器内に配置されている、請求項１又は２に記載の過流防止機能付き弁装置。
前記電磁開閉弁は、前記圧力容器外に配置されている、請求項３に記載の過流防止機能付き弁装置。
前記主弁は、前記パイロット圧力と前記供給圧力との差圧に応じて前記主通路を閉じる閉位置と前記主通路を開く開位置との間を移動する主弁体と、前記閉位置及び前記開位置に移動可能に前記主弁体を支持する直動型軸受部材とを有する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の過流防止機能付き弁装置。