JP2016085627A - 減圧弁 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成により、閉弁時において、第2テーパ部は弁体が面当たりする際に弾性変形した状態となり、確実に閉弁状態を保持する。
(減圧弁の構成)
図1に示すように、減圧弁10は、図示しない一次ポートと二次ポートとの間を接続するハウジング11と、ハウジング11内に収容される弁体12、弁座13、弁座固定部材14、バルブステム15、及びピストン16等を備えている。
そして、開弁時には、第3領域35と一段テーパ部23とが形成する流路の流路高さが、前記流通方向の下流側に向かうほど漸増するように弁体12が配置されている。一方、第4領域36では、第4領域36と弁体先端部22の外周面間に形成される流路の流路高さは、第4領域の全領域に亘って同じにされている。
上記のように構成された減圧弁10の作用について説明する。なお、ピストン16には、圧力調整室91から減圧室92に向かう方向にピストンばね72の付勢力が作用している。また、ピストン16には、減圧室92から圧力調整室91に向かう方向にピストンばね72の付勢力よりも小さい付勢力を有する弁ばね71の付勢力が作用している。
高圧ガスが減圧弁10に供給されると、当該高圧ガスは、第1の円筒部111(弁室)、全開の弁体12、弁座固定部材14の内部(正確には貫通孔41)、及び流路孔43を通って減圧室92に導入される過程で減圧され、二次ポートに供給される。これにより、ピストン16は、減圧室92に導入されたガスの圧力によって減圧室92から圧力調整室91に向かう方向に押圧される。すなわち、ピストン16は、ガスの圧力による押圧力及び弁ばね71の付勢力の総和とピストンばね72の付勢力との大小関係により変位する。
図6は、従来例の場合である。図6の従来例では第2領域34が省略されて、第1領域33の下流に第3領域35、第4領域36が形成されている。従来例では、一段テーパ部23のテーパ角2βが、第1領域33のテーパ角2αよりも小さいため、図6に示すように、閉弁時には、一段テーパ部23は、第1領域33と第3領域35との稜線で線当たりとなる。この結果、従来例では、この線当たりにより、弁体12の姿勢が不安定となる問題がある。本実施形態では、前述したように弁体12と弁座13とは面当たりとなるため、弁体12の姿勢が不安定となることはない。
図5(b)に示すように、弁体12が開弁している状態では、ガスは、弁体12の一段テーパ部23と第1領域33の両テーパ面間に形成された流路を通過する。この流路では流路高さが、流通方向の下流側に向かうほど漸減するために、ガスは圧縮される。そして、圧縮されたガスは、弁体12の一段テーパ部23と第2領域34の両テーパ面間に形成された流路を通過する。この流路では、流路高さが第2領域34の全領域で一定となっている。このため、この流路ではガスは同じ圧縮状態が保持されて、すなわち、ガスに乱流が生じることが抑制された状態で下流の第3領域35へ移動する。続いて、圧縮されたガスは、弁体12の一段テーパ部23と第3領域35間に形成された流路に入る。この流路は流路高さが流通方向の下流側に向かうほど漸増する。このため、この流路に入ったガスは膨張して、第4領域36と弁体先端部22の外周面間に形成された流路を移動する。
図5(a)の従来例では、第2領域34が省略されて、第1領域33の下流に第3領域35、第4領域36が形成されている。この従来例では、開弁している場合、第1領域33と一段テーパ部23間の流路で圧縮されたガスが、第3領域35と一段テーパ部23間の流路で一気に膨張するため、乱流が発生し、この乱流により異音が発生する。
(1)本実施形態の減圧弁10では、弁体12は、弁孔31の内周面に着座する一段テーパ部23を有する。また、弁孔31の内周面には、第1領域33、第2領域34、第3領域35が前記流体の流通方向の上流側から順に形成されている。また、第1領域33は、開弁時に、弁体12の一段テーパ部23との間の流路高さが流通方向の下流側に向かうほど漸減するように形成されている。また、第2領域34は、開弁時に流路高さが一定であるとともに閉弁時にはその全領域が前記一段テーパ部に当接するように形成されている。また、第3領域35は、開弁時に、流路高さが流通方向の下流側に向かうほど漸増するように形成されている。この結果、本実施形態によれば、乱流の発生自体を抑制して、乱流による異音の発生を抑制することができる効果を奏する。
・前記実施形態では、弁体をポペット形としたが、ニードル弁としてもよい。
・上記実施形態の減圧弁が減圧するガスは、水素であったが、例えば酸素や窒素などの水素以外の気体であってもよい。またガスを構成する元素は、単一な気体に限らない。すなわち、減圧されるガスは、複数の元素で構成されていてもよい。
15…バルブステム、16…ピストン、18…流路、22…弁体先端部、
23…一段テーパ部、31…弁孔、
33…第1領域、34…第2領域、35…第3領域、36…第4領域、
92…減圧室、111…第1の円筒室(弁室)、112…第2の円筒室、
113…第3の円筒室。
Claims (2)
- ハウジングに設けられるとともに流体が導入される弁室と、
前記ハウジングに設けられた減圧室であって、前記弁室との間に設けられた弁座の弁孔を介して前記弁室と連通する減圧室と、
前記弁室内に配置されるとともに前記弁孔の内周面に対して着座可能に設けられた弁体と、を備え、前記弁体が開弁時に、前記流体を前記弁孔を介して前記減圧室へ移動させることにより前記流体の圧力を減圧する減圧弁において、
前記弁体は、前記弁孔の内周面に着座する一段テーパ部を有し、
前記弁孔の内周面には、
開弁時に、前記弁体の前記一段テーパ部との間の流路高さが流通方向の下流側に向かうほど漸減する第1領域と、
開弁時に、前記流路高さが一定であるとともに閉弁時にはその全領域が前記一段テーパ部に当接する第2領域と、
開弁時に、前記流路高さが前記流通方向の下流側に向かうほど漸増する第3領域とを含むように、前記流通方向の上流側から順に形成されている減圧弁。 - 前記弁座は、弾性変形可能な硬質樹脂により形成されている請求項1に記載の減圧弁。
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