JP2016184260A - Pressure control valve - Google Patents

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秀行 福田
Hideyuki Fukuda
秀行 福田
小林 昌弘
Masahiro Kobayashi
昌弘 小林
勝之 畑
Katsuyuki Hata
勝之 畑
中村 和弘
Kazuhiro Nakamura
和弘 中村
高吉 濱野
Kokichi Hamano
高吉 濱野
聖太朗 伊藤
Seitaro Ito
聖太朗 伊藤
吉岡 衛
Mamoru Yoshioka
衛 吉岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure control valve that can improve the pressure control characteristic (responsiveness) and suppress the air flow sound (whistle sound) by improving the slidability of a valve and preventing the tilt of the valve.SOLUTION: A pressure control valve 10 includes: a pressure control chamber 11 that controls the pressure of fuel gas; a valve chamber 12 that communicates between an entrance terminal 8 and the pressure control chamber 11; a valve 13 disposed slidably in the valve chamber 12; a valve seat 14 that sections between the valve chamber 12 and the pressure control chamber 11; a coil spring 16 that energizes the valve 13 toward a valve seat member; and a piston 15 that is disposed facing the valve 13 with the valve seat 14 interposed therebetween. The valve 13 includes inner paths 136 (136a, 136b) formed on the inside, and sliding members 135a, 135b disposed in the sliding portion with the valve chamber 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高圧の気体燃料の圧力を減圧して所望の圧力に調整する圧力調整弁に関するものである。   The present invention relates to a pressure adjustment valve that reduces the pressure of a high-pressure gaseous fuel to adjust it to a desired pressure.

気体燃料の圧力を調整する圧力調整弁として、例えば、気体燃料の圧力を調整する調圧室と、流入口と調圧室とを連通する弁室と、弁室内に摺動可能に配置された弁体と、弁室と調圧室とを区画する弁座部材と、弁体を弁座部材側に付勢する付勢部材と、弁座部材を挟んで弁体と対向する位置に配置されたピストンとを備えているものがある。そして、この種の圧力調整弁では、弁体の外側(外周側)に気体燃料が流れる燃料通路(弁室と弁体との隙間)が複数本形成されており、弁体が弁座部材に当接・離間することにより調圧室の圧力を所望の調圧値に維持するようになっている(特許文献1参照)。   As a pressure regulating valve that regulates the pressure of the gaseous fuel, for example, a pressure regulating chamber that regulates the pressure of the gaseous fuel, a valve chamber that communicates the inlet and the regulating chamber, and a slidable arrangement within the valve chamber A valve body, a valve seat member that divides the valve chamber and the pressure regulating chamber, a biasing member that biases the valve body toward the valve seat member, and a position facing the valve body with the valve seat member interposed therebetween. Some are equipped with a piston. In this type of pressure regulating valve, a plurality of fuel passages (gap between the valve chamber and the valve body) through which gaseous fuel flows are formed on the outer side (outer peripheral side) of the valve body, and the valve body is formed in the valve seat member. The pressure in the pressure regulating chamber is maintained at a desired pressure regulation value by contact and separation (see Patent Document 1).

特開2013−206360号公報JP2013-206360A

しかしながら、上記の圧力調整弁では、圧力調整弁内を流れる流体(気体燃料)による潤滑性がないため、弁体が摺動する際の抵抗が大きくなって、調圧特性(応答性)が悪化するおそれがある。また、弁体の外側に形成された各燃料通路の流路面積が製造誤差などにより異なっている場合、高圧の気体燃料が圧力調整弁に供給されると、各燃料通路の流量が均一にならず偏りが発生してしまう。そうすると、弁体が傾いてしまい、調圧特性(応答性)が悪化するおそれや、気流音(笛吹音)が発生するおそれもある。   However, in the above pressure regulating valve, since there is no lubricity due to the fluid (gaseous fuel) flowing through the pressure regulating valve, the resistance when the valve body slides increases, and the pressure regulation characteristic (responsiveness) deteriorates. There is a risk. In addition, when the flow passage areas of the fuel passages formed outside the valve body are different due to manufacturing errors, etc., when high-pressure gaseous fuel is supplied to the pressure regulating valve, the flow rates of the fuel passages become uniform. A bias will occur. If it does so, a valve body will incline and there exists a possibility that a pressure regulation characteristic (responsiveness) may deteriorate, or there exists a possibility that an airflow sound (a whistling sound) may generate | occur | produce.

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、弁体の摺動性を向上させるとともに弁体が傾くことを防止して、調圧特性(応答性)を向上させること及び気流音(笛吹音)の発生を抑制することができる圧力調整弁を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and improves the pressure regulation characteristics (responsiveness) by improving the slidability of the valve body and preventing the valve body from tilting. It is an object of the present invention to provide a pressure regulating valve that can suppress the generation of airflow sound and whistling sound.

上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、流体の圧力を調整する調圧室と、流入口と調圧室とを連通する弁室と、弁室内に摺動可能に配置された弁体と、弁室と調圧室とを区画する弁座部材と、弁体を弁座部材側に付勢する付勢部材と、弁座部材を挟んで弁体と対向する位置に配置されたピストンとを有する圧力調整弁において、前記弁体は、その内部に形成された流体通路と、前記弁室との摺動部に配置された摺動部材とを備えることを特徴とする。   One form of the present invention made to solve the above problems is a pressure regulating chamber that adjusts the pressure of fluid, a valve chamber that communicates the inlet and the pressure regulating chamber, and a slidable arrangement in the valve chamber. The valve body, a valve seat member that partitions the valve chamber and the pressure regulating chamber, a biasing member that biases the valve body toward the valve seat member, and a position facing the valve body across the valve seat member In the pressure regulating valve having the piston, the valve body includes a fluid passage formed therein and a sliding member disposed in a sliding portion with the valve chamber.

この圧力調整弁では、摺動部材により、弁体と弁室(の内周面)との摺動性が向上する。また、弁体の内部に流体流路が設けられているため、流量の偏りによって弁体が傾くことを防止することができる。これらのことから、弁体の摺動抵抗が小さくなって弁体が傾くこともないため、弁体がスムーズに摺動するので、調圧特性(応答性)を向上させることができる。また、弁体が傾くことなく流れが均一化し、気流音(笛吹音)の発生も抑制することができる。さらに、弁体の摺動時に発生していた擦れ音(金属部材同士が擦れて発生する音)もなくすことができる。   In this pressure regulating valve, the sliding property between the valve element and the valve chamber (the inner peripheral surface thereof) is improved by the sliding member. Moreover, since the fluid flow path is provided inside the valve body, it is possible to prevent the valve body from being inclined due to a flow rate deviation. For these reasons, since the sliding resistance of the valve body is reduced and the valve body does not tilt, the valve body slides smoothly, so that pressure regulation characteristics (responsiveness) can be improved. Further, the flow can be made uniform without tilting the valve body, and the generation of airflow sound (flute sound) can be suppressed. Further, it is possible to eliminate the rubbing sound (sound generated by rubbing the metal members) generated when the valve body slides.

そして、上記した圧力調整弁において、前記摺動部材は、前記弁体に複数配置されていることが望ましい。   In the pressure regulating valve described above, it is desirable that a plurality of the sliding members are arranged on the valve body.

このような構成にすることにより、複数箇所で弁体が摺動部材によって支持されるため、弁体が傾くことを確実に防止することができる。   With such a configuration, since the valve body is supported by the sliding member at a plurality of locations, the valve body can be reliably prevented from tilting.

また、上記した圧力調整弁において、前記摺動部材は、前記弁体の上流側と下流側とにそれぞれ配置されており、前記弁体は、前記摺動部材間にて前記摺動部材によって前記弁体と前記弁室との間に形成される空間と、前記流体通路とを連通する分岐通路を備えると良い。   In the pressure regulating valve described above, the sliding member is disposed on the upstream side and the downstream side of the valve body, respectively, and the valve body is interposed between the sliding members by the sliding member. A branch passage that communicates the space formed between the valve body and the valve chamber and the fluid passage may be provided.

高圧の流体(気体)が圧力調整弁に供給されると、摺動部材間にて摺動部材によって弁体と弁室との間に形成される空間の圧力上昇が遅れるため、摺動部材に差圧力が作用する。そして、その差圧力により、摺動部材が変形して(配置位置からはみ出して)、弁体の摺動性が悪化するとともに弁体が傾いてしまい、調圧特性(応答性)を悪化させるおそれがある。   When high-pressure fluid (gas) is supplied to the pressure regulating valve, the pressure rise in the space formed between the valve body and the valve chamber by the sliding member between the sliding members is delayed. Differential pressure acts. Then, due to the differential pressure, the sliding member is deformed (out of the arrangement position), the slidability of the valve body is deteriorated and the valve body is inclined, and the pressure regulation characteristic (responsiveness) may be deteriorated. There is.

しかしながら、上記の構成にすることにより、分岐通路を介して、摺動部材間にて摺動部材によって弁体と弁室との間に形成される空間と流体通路とが連通しているため、高圧の流体(気体)が圧力調整弁に供給された場合でも、摺動部材に差圧力が作用することを確実に防止することができる。従って、摺動部材の変形を防止することができるため、調圧特性(応答性)を向上させることができる。   However, with the above configuration, the fluid passage and the space formed by the sliding member between the valve body and the valve chamber are communicated between the sliding members via the branch passage. Even when a high-pressure fluid (gas) is supplied to the pressure regulating valve, it is possible to reliably prevent the differential pressure from acting on the sliding member. Therefore, deformation of the sliding member can be prevented, and pressure regulation characteristics (responsiveness) can be improved.

本発明に係る圧力調整弁によれば、弁体の摺動性を向上させるとともに弁体が傾くことを防止して、調圧特性(応答性)を向上させること及び気流音(笛吹音)の発生を抑制することができる。   According to the pressure regulating valve of the present invention, the slidability of the valve body is improved and the valve body is prevented from being tilted, so that the pressure regulation characteristic (responsiveness) is improved and the air flow sound (the whistling sound) Occurrence can be suppressed.

実施形態に係る圧力調整弁の全体断面図である。It is a whole sectional view of a pressure regulation valve concerning an embodiment. 上流圧力調圧弁の弁体及び弁室周辺の拡大断面である。It is an expanded cross section of the valve body and valve chamber periphery of an upstream pressure regulating valve. 第1変形例における弁体及び弁室周辺の拡大断面である。It is an expanded section of the valve body and valve chamber periphery in a 1st modification. 第2変形例における弁体及び弁室周辺の拡大断面である。It is an expanded cross section of the valve body and valve chamber periphery in a 2nd modification.

本発明に係る実施形態である圧力調整弁について、図1及び図2を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る圧力調整弁の断面図である。図2は、上流圧力調圧弁の弁体及び弁室周辺の拡大断面である。   A pressure regulating valve according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of a pressure regulating valve according to this embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross section around the valve body and the valve chamber of the upstream pressure regulating valve.

<圧力調整弁の全体構造>
図1に示すように、本実施形態に係る圧力調整弁10は、上流に位置する上流圧力調整弁1と、下流に位置する下流圧力調整弁2と、上流圧力調整弁1による減圧後であって下流圧力調整弁2による減圧前の燃料ガスGが通過する中通路3と、当該中通路3に接続された逆止弁4とをボデー部材7に備え、燃料ガスGを多段階に減圧しながら所望の圧力に調整する多段圧力調整弁である。本圧力調整弁10は、アルミ合金製のボデー部材7の内部に、上流圧力調整弁1、下流圧力調整弁2、中通路3、逆止弁4等が形成されている。上流圧力調整弁1と下流圧力調整弁2とは、直列に接続されている。
<Overall structure of pressure regulating valve>
As shown in FIG. 1, the pressure regulating valve 10 according to the present embodiment includes an upstream pressure regulating valve 1 located upstream, a downstream pressure regulating valve 2 located downstream, and after pressure reduction by the upstream pressure regulating valve 1. The body member 7 is provided with a middle passage 3 through which the fuel gas G before decompression by the downstream pressure regulating valve 2 passes and a check valve 4 connected to the middle passage 3, and the fuel gas G is decompressed in multiple stages. However, it is a multistage pressure regulating valve that regulates to a desired pressure. In the present pressure regulating valve 10, an upstream pressure regulating valve 1, a downstream pressure regulating valve 2, an intermediate passage 3, a check valve 4, and the like are formed inside a body member 7 made of aluminum alloy. The upstream pressure regulating valve 1 and the downstream pressure regulating valve 2 are connected in series.

なお、燃料ガスGは、例えば、車両用燃料電池(FC)に供給される水素ガスであり、本圧力調整弁10の上流側には、燃料タンクに貯留された燃料ガスGを供給又は停止する主止弁が接続され、本圧力調整弁10の下流側には、所望の圧力に調圧された燃料ガスGを燃料電池に供給するインジェクタが接続されている(図示しない)。燃料タンクに貯留される燃料ガスGは、充填設備によっては約80〜90MPa程度の圧力で充填される場合がある。一方、本圧力調整弁10からインジェクタに供給される燃料ガスGの圧力は、1.0〜1.5MPa程度の圧力まで減圧される。したがって、本圧力調整弁10は、例えば、上流圧力調整弁1にて約80〜90MPa程度から約3.0〜2.5MPa程度まで減圧し、下流圧力調整弁2にて約3.0〜2.5MPa程度から約1.0〜1.5MPa程度まで減圧する。   The fuel gas G is, for example, hydrogen gas supplied to the vehicle fuel cell (FC), and the fuel gas G stored in the fuel tank is supplied or stopped on the upstream side of the pressure regulating valve 10. A main stop valve is connected, and an injector for supplying fuel gas G adjusted to a desired pressure to the fuel cell is connected to the downstream side of the pressure adjusting valve 10 (not shown). The fuel gas G stored in the fuel tank may be filled at a pressure of about 80 to 90 MPa depending on the filling equipment. On the other hand, the pressure of the fuel gas G supplied from the pressure regulating valve 10 to the injector is reduced to a pressure of about 1.0 to 1.5 MPa. Therefore, the pressure regulating valve 10 is, for example, decompressed from about 80 to 90 MPa to about 3.0 to 2.5 MPa by the upstream pressure regulating valve 1 and about 3.0 to 2 by the downstream pressure regulating valve 2. The pressure is reduced from about 5 MPa to about 1.0 to 1.5 MPa.

ボデー部材7の左上端には、上方へ突設された円筒状凸部73が形成されている。円筒状凸部73には、六角柱状に形成された端子ブロック74が上方から螺子止めされている。端子ブロック74には、上方に開口し主止弁と接続される入口端子8が形成されている。また、ボデー部材7の上右端には、右方へ開口しインジェクタに接続される出口端子6が形成されている。   A cylindrical projection 73 projecting upward is formed at the upper left end of the body member 7. A terminal block 74 formed in a hexagonal column shape is screwed to the cylindrical convex portion 73 from above. The terminal block 74 is formed with an inlet terminal 8 that opens upward and is connected to the main stop valve. In addition, an outlet terminal 6 that opens to the right and is connected to the injector is formed at the upper right end of the body member 7.

(上流圧力調整弁)
上流圧力調整弁1は、入口端子8と連通される弁室12と、弁室12内を上下動する弁体13と、弁室12の下端に形成され弁体13と当接、離間する弁座14と、弁座14の下方に位置し弁体13が上方へ移動したとき弁室12と連通される調圧室11と、調圧室11内を上下動するピストン15と、ピストン15を上方へ付勢するコイルばね16と、コイルばね16の下端に当接してコイルばね16を保持する保持部材17と、保持部材17を高さ調整可能にボデー部材7に螺子止する止め部材18とを備えている。なお、ピストン15は、弁体13に対して弁ばね133の付勢方向の先に配置されている。
(Upstream pressure regulating valve)
The upstream pressure regulating valve 1 includes a valve chamber 12 that communicates with the inlet terminal 8, a valve body 13 that moves up and down in the valve chamber 12, and a valve that is formed at the lower end of the valve chamber 12 and contacts and separates from the valve body 13. A seat 14, a pressure regulating chamber 11 that is positioned below the valve seat 14 and communicates with the valve chamber 12 when the valve element 13 moves upward, a piston 15 that moves up and down in the pressure regulating chamber 11, and a piston 15 A coil spring 16 that urges upward, a holding member 17 that contacts the lower end of the coil spring 16 and holds the coil spring 16, and a stop member 18 that screws the holding member 17 to the body member 7 so that the height of the holding member 17 can be adjusted; It has. The piston 15 is disposed ahead of the valve body 13 in the urging direction of the valve spring 133.

入口端子8と弁室12との間には、入口端子通路81が垂直状に形成されている。弁室12と弁体13との間には、弁体13を下方(弁座14側の方向)へ付勢する弁ばね133(付勢部材)が介装されている。弁体13は、円筒状の本体部134と、円錐状のテーパ部132と、針状のニードル部131とを備えている。本体部134には、弁ばね133が装着されている。テーパ部132は、本体部134の下方に形成されており、弁座14と当接する部分である。ニードル部131は、テーパ部132の下方に形成されており、弁座14に形成された貫通孔を貫通して調圧室11まで延伸されている。このニードル部131の下端は、ピストン15の本体部上端に突設された軸突部153の先端面に当接している。   An inlet terminal passage 81 is formed vertically between the inlet terminal 8 and the valve chamber 12. A valve spring 133 (biasing member) that biases the valve body 13 downward (in the direction toward the valve seat 14) is interposed between the valve chamber 12 and the valve body 13. The valve body 13 includes a cylindrical main body portion 134, a conical tapered portion 132, and a needle-like needle portion 131. A valve spring 133 is attached to the main body 134. The tapered portion 132 is formed below the main body portion 134 and is a portion that contacts the valve seat 14. The needle portion 131 is formed below the tapered portion 132 and extends through the through hole formed in the valve seat 14 to the pressure regulating chamber 11. The lower end of the needle portion 131 is in contact with the distal end surface of the shaft protrusion 153 that protrudes from the upper end of the main body of the piston 15.

このような弁体13には、図2に示すように、環状の摺動部材135a,135bが装着されている。摺動部材135a,135bは、本体部134の上流側及び下流側(軸方向両端)に形成された円周溝13a,13bにそれぞれ装着されている。そして、これらの摺動部材135a,135bが弁室12の内周面に接触した状態で、弁体13が弁室12内に配置されている。これにより、弁体13の外周面が弁室12の内周面に接触することなく、摺動部材135a,135bと弁室12の内周面とが摺動して、弁体13が傾くことなく弁室12内を上下動するようになっている。なお、摺動部材135a,135bとしては、例えば、PTFE等の樹脂材を使用することができる。   As shown in FIG. 2, annular sliding members 135a and 135b are attached to the valve body 13 as described above. The sliding members 135a and 135b are mounted in circumferential grooves 13a and 13b formed on the upstream side and the downstream side (both ends in the axial direction) of the main body 134, respectively. The valve body 13 is disposed in the valve chamber 12 with these sliding members 135 a and 135 b in contact with the inner peripheral surface of the valve chamber 12. Thereby, the sliding members 135a and 135b and the inner peripheral surface of the valve chamber 12 slide and the valve body 13 tilts without the outer peripheral surface of the valve body 13 contacting the inner peripheral surface of the valve chamber 12. Instead, the valve chamber 12 is moved up and down. As the sliding members 135a and 135b, for example, a resin material such as PTFE can be used.

また、弁体13には、内部通路136が形成されている。内部流路が136は、第1内部流路136aと第2内部流路136bとで構成されている。第1内部流路136aは、弁体13の本体部134及びテーパ部132の内部に垂直状(軸方向)に形成されている。第2内部通路136aは、弁体13のテーパ部132の内部において水平状に形成され、第1内部通路136a及び弁室12と連通している。つまり、弁室12の上流側と下流側とが、弁体13の内部通路136によって連通している。   Further, an internal passage 136 is formed in the valve body 13. The internal flow path 136 is composed of a first internal flow path 136a and a second internal flow path 136b. The first internal flow path 136 a is formed vertically (in the axial direction) inside the main body portion 134 and the tapered portion 132 of the valve body 13. The second internal passage 136 a is formed horizontally inside the tapered portion 132 of the valve body 13 and communicates with the first internal passage 136 a and the valve chamber 12. That is, the upstream side and the downstream side of the valve chamber 12 communicate with each other through the internal passage 136 of the valve body 13.

ピストン15の本体部外周縁には、調圧室11の内周縁と摺接して調圧室11をシールする環状シール部材151が嵌装されている。環状シール部材151は、上方へV字状に開くリップ状断面を有する。ピストン15の下端には、コイルばね16を保持するばね受座154が凹形成されている。ばね受座154は、水平状に形成され、コイルばね16のコイル端部161と当接している。ばね受座154の外周壁には、フッ素系樹脂製の摺動部材152が装着されている。コイルばね16の下端に当接する保持部材17には、通気口171が形成され、止め部材18には、通気口171を通して導入される外気に対するフィルタ部材19が係止されている。調圧室11は、後述するように中通路3(31、32、33)を介して下流圧力調整弁2の弁室22と連通されている。   An annular seal member 151 that slides in contact with the inner peripheral edge of the pressure regulating chamber 11 and seals the pressure regulating chamber 11 is fitted to the outer peripheral edge of the main body portion of the piston 15. The annular seal member 151 has a lip-shaped cross section that opens upward in a V shape. A spring seat 154 that holds the coil spring 16 is formed in a concave shape at the lower end of the piston 15. The spring seat 154 is formed horizontally and is in contact with the coil end 161 of the coil spring 16. A sliding member 152 made of fluororesin is mounted on the outer peripheral wall of the spring seat 154. The holding member 17 in contact with the lower end of the coil spring 16 is formed with a vent 171, and the stopper member 18 is engaged with a filter member 19 for the outside air introduced through the vent 171. The pressure regulating chamber 11 is communicated with the valve chamber 22 of the downstream pressure regulating valve 2 through the middle passage 3 (31, 32, 33) as will be described later.

(下流圧力調整弁)
下流圧力調整弁2は、出口端子6と連通される調圧室21と、調圧室21内を上下動するピストン24と、ピストン24を上方へ付勢するコイルばね25と、調圧室21の下方に形成された弁室22と、ピストン24の軸部に沿って弁室22まで延設された略円筒状の弁体241と、弁室22の下端に形成され弁体241の下端部が当接、離間する弁座26と、弁座26が内嵌されボデー部材7の右下端に螺子止めされる止め部材27と、止め部材27に螺着させ弁座26を高さ調整可能に形成された調整ねじ28とを備えている。
(Downstream pressure regulating valve)
The downstream pressure regulating valve 2 includes a pressure regulating chamber 21 that communicates with the outlet terminal 6, a piston 24 that moves up and down in the pressure regulating chamber 21, a coil spring 25 that biases the piston 24 upward, and a pressure regulating chamber 21. , A substantially cylindrical valve body 241 extending to the valve chamber 22 along the shaft portion of the piston 24, and a lower end portion of the valve body 241 formed at the lower end of the valve chamber 22. A valve seat 26 that contacts and separates, a stop member 27 that is fitted into the valve seat 26 and is screwed to the lower right end of the body member 7, and is screwed to the stop member 27 so that the height of the valve seat 26 can be adjusted. And an adjusting screw 28 formed.

調圧室21は、ボデー部材7の右上端から嵌装される蓋部材23によってシールされている。蓋部材23の軸下方には、ピストン24の上端部に当接して、ピストン24の上方への移動を規制する円柱状凸部が形成されている。円柱状凸部がピストン24の上端部に当接した時には、調圧室21には円環状空間が形成される。調圧室21と出口端子6との間には、両者を連通させる出口端子通路61が水平状に形成されている。   The pressure regulating chamber 21 is sealed by a lid member 23 fitted from the upper right end of the body member 7. Below the axis of the lid member 23, a columnar convex portion is formed that contacts the upper end portion of the piston 24 and restricts the upward movement of the piston 24. An annular space is formed in the pressure regulating chamber 21 when the columnar convex portion comes into contact with the upper end portion of the piston 24. Between the pressure regulating chamber 21 and the outlet terminal 6, an outlet terminal passage 61 that communicates both is formed horizontally.

ピストン24及び弁体241の軸中心には、円柱状の貫通孔2411がピストン24の上端部から弁体の下端部まで形成されている。ピストン24の本体部外周縁には、調圧室21の内周縁と摺接して調圧室21をシールする環状シール部材242が嵌装されている。環状シール部材242は、上方へV字状に開くリップ状断面を有する。ピストン24の下端には、コイルばね25を保持するばね受座246が凹形成されている。コイルばね25は、円筒状の圧縮ばねである。コイルばね25の下端は、ボデー部材7と一体に形成された保持部247によって位置規制されている。   A cylindrical through hole 2411 is formed at the axial center of the piston 24 and the valve body 241 from the upper end of the piston 24 to the lower end of the valve body. An annular seal member 242 that slidably contacts the inner peripheral edge of the pressure regulating chamber 21 and seals the pressure regulating chamber 21 is fitted to the outer peripheral edge of the piston 24. The annular seal member 242 has a lip-shaped cross section that opens upward in a V shape. A spring seat 246 that holds the coil spring 25 is recessed at the lower end of the piston 24. The coil spring 25 is a cylindrical compression spring. The position of the lower end of the coil spring 25 is restricted by a holding portion 247 formed integrally with the body member 7.

保持部247の下方には、弁体241の外周縁と摺接して弁室22をシールする環状シール部材243が嵌装されている。環状シール部材243は、下方(弁室側)へV字状に開くリップ状断面を有する。環状シール部材243の下方には、弁体24を上下方向に軸支する軸受部245が装着されている。軸受部245は、環状シール部材243の落下止めを兼ねている。弁室22は、軸受部245の下方で略円筒状に形成されている。   An annular seal member 243 that slidably contacts the outer peripheral edge of the valve body 241 and seals the valve chamber 22 is fitted below the holding portion 247. The annular seal member 243 has a lip-shaped cross section that opens downward (valve chamber side) in a V shape. A bearing portion 245 that pivotally supports the valve body 24 in the vertical direction is mounted below the annular seal member 243. The bearing portion 245 also serves as a drop stopper for the annular seal member 243. The valve chamber 22 is formed in a substantially cylindrical shape below the bearing portion 245.

(中通路)
中通路3は、上流圧力調整弁1の調圧室11から水平状に形成された第1中通路31と、下流圧力調整弁2の弁室22から水平状に形成された第2中通路32と、第1中通路31と第2中通路32とを上下方向に連通する第3中通路33とを備えている。ボデー部材7には、第1中通路31を加工するための中通路用加工孔72と、第2中通路32を加工するための中通路用加工孔72が形成されている。ボデー部材7の外壁面71には、各中通路用加工孔72、72を封止する封止部材9、9が締結されている。第3中通路33の上方には、後述する逆止弁4が配設されている。逆止弁4の入口部42と第3中通路33との間には、両者を連通させる逆止弁入口通路52が上下方向に形成されている。
(Middle aisle)
The middle passage 3 includes a first middle passage 31 formed horizontally from the pressure regulating chamber 11 of the upstream pressure regulating valve 1 and a second middle passage 32 formed horizontally from the valve chamber 22 of the downstream pressure regulating valve 2. And a third middle passage 33 that communicates the first middle passage 31 and the second middle passage 32 in the vertical direction. The body member 7 is formed with a middle passage machining hole 72 for machining the first middle passage 31 and a middle passage machining hole 72 for machining the second middle passage 32. Sealing members 9 and 9 for sealing the respective middle passage processing holes 72 and 72 are fastened to the outer wall surface 71 of the body member 7. A check valve 4 to be described later is disposed above the third middle passage 33. Between the inlet portion 42 of the check valve 4 and the third middle passage 33, a check valve inlet passage 52 is formed in the up-down direction for communicating both.

(逆止弁)
逆止弁4は、内気逆止弁であって、弁室41と、弁室41の入口部42と、弁室41内に収容され入口部42と当接、離間するボール弁43と、ボール弁43を入口部42へ付勢する押圧ばね44と、押圧ばね44を保持するとともに弁室41をボデー部材7に対して封止する封止部材46と、弁室41の出口部47とを備えている。出口部47と下流圧力調整弁2の調圧室21との間には、両者を連通させる逆止弁出口通路51が水平状に形成されている。逆止弁出口通路51は、出口端子通路61と同軸上に形成されている。
(Check valve)
The check valve 4 is an inside air check valve, and includes a valve chamber 41, an inlet portion 42 of the valve chamber 41, a ball valve 43 that is accommodated in the valve chamber 41 and contacts and separates from the inlet portion 42, and a ball A pressing spring 44 that urges the valve 43 toward the inlet portion 42, a sealing member 46 that holds the pressing spring 44 and seals the valve chamber 41 against the body member 7, and an outlet portion 47 of the valve chamber 41. I have. A check valve outlet passage 51 is formed between the outlet 47 and the pressure regulating chamber 21 of the downstream pressure regulating valve 2 so as to communicate the both. The check valve outlet passage 51 is formed coaxially with the outlet terminal passage 61.

<圧力調整弁の動作方法>
次に、本実施形態に係る圧力調整弁の動作方法を、図1を用いて説明する。
図1に示すように、例えば、車両用の燃料電池への燃料ガスGの供給が開始され、出口端子6から燃料ガスGが矢印の方向へ流出すると、下流圧力調整弁2の調圧室21内に貯留される燃料ガスGの圧力が低下する。調圧室21内の燃料ガスGの圧力が低下するとピストン24が上昇し、ピストン24及び弁体241に形成された貫通孔2411を経由して、弁室22内の燃料ガスGが調圧室21内に供給され、調圧室21内の圧力を上昇させる。調圧室21内の圧力が所望の圧力に到達すると、ピストン24がコイルばね25を押し下げて、弁体241の下端部を弁座26に当接させ、弁室22内からの燃料ガスGの供給が、停止する。なお、予め、調整ねじ28のねじ込み量を調整することによって、調圧室21内の圧力を所望の値(最終圧力)に設定する。
<Operation method of pressure regulating valve>
Next, an operation method of the pressure regulating valve according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, for example, when the supply of the fuel gas G to the vehicle fuel cell is started and the fuel gas G flows out from the outlet terminal 6 in the direction of the arrow, the pressure regulating chamber 21 of the downstream pressure regulating valve 2. The pressure of the fuel gas G stored inside falls. When the pressure of the fuel gas G in the pressure regulating chamber 21 decreases, the piston 24 rises, and the fuel gas G in the valve chamber 22 passes through the through hole 2411 formed in the piston 24 and the valve body 241. The pressure inside the pressure regulating chamber 21 is increased. When the pressure in the pressure regulating chamber 21 reaches a desired pressure, the piston 24 pushes down the coil spring 25 to bring the lower end portion of the valve body 241 into contact with the valve seat 26, so that the fuel gas G from the valve chamber 22 Supply stops. The pressure in the pressure regulating chamber 21 is set to a desired value (final pressure) by adjusting the screwing amount of the adjusting screw 28 in advance.

弁室22内の燃料ガスGの圧力が低下すると、下流圧力調整弁2の弁室22と上流圧力調整弁1の調圧室11とは、中通路3(31、32、33)によって連通されているので、上流圧力調整弁1の調圧室11内に貯留された燃料ガスGが矢印の方向に流入して、下流圧力調整弁2の弁室22内の圧力を上昇させる。このとき、上流圧力調整弁1の調圧室11内の圧力が低下するので、ピストン15を付勢するコイルばね16の付勢力によって、上流圧力調整弁1の弁体13が上方へ移動する。   When the pressure of the fuel gas G in the valve chamber 22 decreases, the valve chamber 22 of the downstream pressure regulating valve 2 and the pressure regulating chamber 11 of the upstream pressure regulating valve 1 are communicated with each other by the middle passage 3 (31, 32, 33). Therefore, the fuel gas G stored in the pressure regulating chamber 11 of the upstream pressure regulating valve 1 flows in the direction of the arrow, and the pressure in the valve chamber 22 of the downstream pressure regulating valve 2 is increased. At this time, since the pressure in the pressure regulating chamber 11 of the upstream pressure regulating valve 1 decreases, the urging force of the coil spring 16 that urges the piston 15 moves the valve body 13 of the upstream pressure regulating valve 1 upward.

このとき、弁体13は、摺動部材135a,135bと弁室12の内周面とが摺動しながら移動するため、弁体13の摺動抵抗が小さくなっている。また、摺動部材135a,135bが弁体13の本体部134の両端部に配置されているため、弁体13が傾くことを防止することができる。従って、弁体13はスムーズに移動(摺動)する。   At this time, the valve body 13 moves while the sliding members 135a and 135b and the inner peripheral surface of the valve chamber 12 slide, so that the sliding resistance of the valve body 13 is reduced. Moreover, since the sliding members 135a and 135b are disposed at both ends of the main body 134 of the valve body 13, the valve body 13 can be prevented from being inclined. Therefore, the valve body 13 moves (slides) smoothly.

弁体13が上方へ移動して弁座14と離間すると、燃料タンクから入口端子8に供給される高圧の燃料ガスGが、入口端子通路81、内部通路136及び弁室12を経由して、調圧室11内に供給される。このとき、燃料ガスGが弁体13の内部に形成された内部通路136を流れるため、従来のように流量の偏りによって弁体13が傾くことを防止することができる。   When the valve body 13 moves upward and is separated from the valve seat 14, the high-pressure fuel gas G supplied from the fuel tank to the inlet terminal 8 passes through the inlet terminal passage 81, the internal passage 136, and the valve chamber 12. It is supplied into the pressure regulating chamber 11. At this time, since the fuel gas G flows through the internal passage 136 formed inside the valve body 13, it is possible to prevent the valve body 13 from being tilted due to a flow rate deviation as in the prior art.

このようにして調圧室11内に燃料ガスGが供給されることにより、調圧室11内の燃料ガスGの圧力は、所定の値(中間圧力)に維持される。そして、弁体13が傾くことなくスムーズに移動(摺動)するため、調圧特性(応答性)を向上させることができる。また、弁体13が傾くことなく流れが均一化し、気流音(笛吹音)の発生も抑制することができる。さらに、弁体13の摺動時に発生していた擦れ音(金属部材同士が擦れて発生する音)もなくすことができる。なお、予め、止め部材18のねじ込み量を調整することによって、調圧室11内の圧力を所定の値(中間圧力)に設定する。   By supplying the fuel gas G into the pressure regulating chamber 11 in this way, the pressure of the fuel gas G in the pressure regulating chamber 11 is maintained at a predetermined value (intermediate pressure). And since the valve body 13 moves (slides) smoothly without inclining, the pressure regulation characteristic (responsiveness) can be improved. In addition, the flow can be made uniform without the valve body 13 tilting, and the generation of airflow noise (flute sound) can also be suppressed. Furthermore, it is possible to eliminate rubbing sound (sound generated by rubbing metal members) generated when the valve body 13 slides. In addition, the pressure in the pressure regulation chamber 11 is set to a predetermined value (intermediate pressure) by adjusting the screwing amount of the stopper member 18 in advance.

一方、燃料電池への燃料ガスGの供給が停止すると、下流圧力調整弁2の調圧室21内に貯留される燃料ガスGの圧力が低下しない。そのため、上流圧力調整弁1から中通路3(31、32、33)へ漏れ出た燃料ガスGの逃げ場がなくなり、中通路3内の圧力が上昇する。中通路3内の燃料ガスGの圧力が既定値以上になると、逆止弁4のボール弁43が入口部42から離間して、逆止弁4が作動する。このとき、第3中通路33から逆止弁入口通路52を経由して、逆止弁4の弁室41内に燃料ガスGが放出される。そのため、中通路3(31、32、33)に面した上流圧力調整弁1の調圧室11をシールする環状シール部材151や下流圧力調整弁2の弁室22をシールする環状シール部材243に対する燃料ガスGの過負荷を回避させることができる。なお、逆止弁4の弁室41内に放出された燃料ガスGは、下流圧力調整弁2の調圧室21、出口端子通路61を経由して出口端子6に供給される。そのため、燃料ガスGの外部への放出による無駄を低減できる。   On the other hand, when the supply of the fuel gas G to the fuel cell is stopped, the pressure of the fuel gas G stored in the pressure regulating chamber 21 of the downstream pressure regulating valve 2 does not decrease. Therefore, there is no escape space for the fuel gas G leaking from the upstream pressure regulating valve 1 to the middle passage 3 (31, 32, 33), and the pressure in the middle passage 3 increases. When the pressure of the fuel gas G in the middle passage 3 becomes a predetermined value or more, the ball valve 43 of the check valve 4 is separated from the inlet portion 42 and the check valve 4 is activated. At this time, the fuel gas G is discharged from the third middle passage 33 into the valve chamber 41 of the check valve 4 via the check valve inlet passage 52. Therefore, with respect to the annular seal member 151 that seals the pressure regulating chamber 11 of the upstream pressure regulating valve 1 facing the middle passage 3 (31, 32, 33) and the annular seal member 243 that seals the valve chamber 22 of the downstream pressure regulating valve 2 The overload of the fuel gas G can be avoided. The fuel gas G released into the valve chamber 41 of the check valve 4 is supplied to the outlet terminal 6 via the pressure regulating chamber 21 and the outlet terminal passage 61 of the downstream pressure regulating valve 2. Therefore, waste due to the release of the fuel gas G to the outside can be reduced.

以上、詳細に説明したように本実施形態に係る圧力調整弁10によれば、弁体13に摺動部材135a,135bが設けられているので、弁体13と弁室12(内周面)との摺動性が向上する。また、弁体13の内部に内部通路136(136a,136b)が設けられているため、流量の偏りによって弁体13が傾くことを防止することができる。さらに、摺動部材135a,135bが弁体13の両端に離れて配置されているので、弁体13が傾くことを確実に防止することができる。従って、弁体13の摺動抵抗が小さくなって弁体13が傾くこともないため、弁体13がスムーズに弁室12内を摺動するため、調圧特性(応答性)を向上させることができる。また、弁体13が傾くことなく流れが均一化し、気流音(笛吹音)の発生も抑制することができる。   As described above in detail, according to the pressure regulating valve 10 according to the present embodiment, since the sliding members 135a and 135b are provided on the valve body 13, the valve body 13 and the valve chamber 12 (inner peripheral surface). And slidability is improved. Further, since the internal passage 136 (136a, 136b) is provided inside the valve body 13, it is possible to prevent the valve body 13 from being inclined due to a flow rate deviation. Furthermore, since the sliding members 135a and 135b are arranged apart from both ends of the valve body 13, it is possible to reliably prevent the valve body 13 from tilting. Accordingly, since the sliding resistance of the valve body 13 is reduced and the valve body 13 does not tilt, the valve body 13 smoothly slides in the valve chamber 12, thereby improving the pressure regulation characteristic (responsiveness). Can do. In addition, the flow can be made uniform without the valve body 13 tilting, and the generation of airflow noise (flute sound) can also be suppressed.

続いて、変形例について説明するが、圧力調整弁自体の基本的な構成は同様であるから、上記の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を適宜省略し、相違点である弁体の構成を中心に説明する。   Subsequently, modifications will be described. However, since the basic configuration of the pressure regulating valve itself is the same, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. The configuration of the valve body, which is a point, will be mainly described.

<第1変形>
第1変形例に係る圧力調整弁に備わる弁体について、図3を参照しながら説明する。図3は、第1変形例における弁体及び弁室周辺の拡大断面である。
第1変形例の弁体13には、図3に示すように、摺動部材135aと摺動部材135bとの間に形成されている環状空間Cと、第1内部通路136aとを連通する分岐通路137が形成されている。つまり、環状空間Cは、分岐通路137及び内部通路136を介して、弁室12の上流側(及び下流側)と連通している。なお、分岐通路137の流路断面積は、第1内部通路136aの流路断面積以上に設定されている。また、第1変形例では、分岐通路137が本体部134を水平方向(左右方向)に貫通するように形成されているが、このような形状に限定されることはない。例えば、図3において、第1内部通路136aの左側だけ又は右側だけに分岐通路を形成しても良い。
<First modification>
The valve body provided in the pressure regulating valve according to the first modification will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged cross section around the valve body and the valve chamber in the first modification.
As shown in FIG. 3, the valve body 13 of the first modification has a branch that communicates the annular space C formed between the sliding member 135a and the sliding member 135b and the first internal passage 136a. A passage 137 is formed. That is, the annular space C communicates with the upstream side (and the downstream side) of the valve chamber 12 via the branch passage 137 and the internal passage 136. The cross-sectional area of the branch passage 137 is set to be equal to or larger than the cross-sectional area of the first internal passage 136a. In the first modification, the branch passage 137 is formed so as to penetrate the main body portion 134 in the horizontal direction (left-right direction), but is not limited to such a shape. For example, in FIG. 3, a branch passage may be formed only on the left side or the right side of the first internal passage 136a.

このような第1変形例では、高圧の燃料ガスが圧力調整弁10に急激に供給された場合でも、現状空間Cと第1内部通路136aとが分岐通路137で連通しているので、環状空間Cの圧力が瞬時に上昇する。そのため、環状空間Cにおいて圧力上昇が遅れることを確実に防止することができる。その結果として、摺動部材135a(135b)に差圧力が作用することを確実に防止することができ、摺動部材135a(135b)の変形を防止することができる。これにより、高圧の燃料ガスが圧力調整弁10に急激に供給された場合にも、弁体13が傾くことなくスムーズに移動(摺動)するため、調圧特性(応答性)を向上させることができる。また、弁体13が傾くことなく流れが均一化し、気流音(笛吹音)の発生も抑制することができる。   In such a first modification, even when a high-pressure fuel gas is suddenly supplied to the pressure regulating valve 10, the current space C and the first internal passage 136a communicate with each other through the branch passage 137. C pressure rises instantaneously. Therefore, it is possible to reliably prevent the pressure increase from being delayed in the annular space C. As a result, it is possible to reliably prevent the differential pressure from acting on the sliding member 135a (135b) and to prevent the sliding member 135a (135b) from being deformed. As a result, even when a high-pressure fuel gas is suddenly supplied to the pressure regulating valve 10, the valve body 13 moves smoothly (slids) without tilting, so that the pressure regulation characteristic (responsiveness) is improved. Can do. In addition, the flow can be made uniform without the valve body 13 tilting, and the generation of airflow noise (flute sound) can also be suppressed.

<第2変形>
次に、第2変形例に係る圧力調整弁に備わる弁体について、図4を参照しながら説明する。図4は、第2変形例における弁体及び弁室周辺の拡大断面である。
第2変形例の弁体13には、図4に示すように、軸方向に幅広の(帯状の)摺動部材135cが設けられている。これにより、第2変形例では、上記実施形態及び第1変形例のように、環状空間Cが形成されない。
<Second modification>
Next, the valve body provided in the pressure regulating valve according to the second modification will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged cross section around the valve body and the valve chamber in the second modification.
As shown in FIG. 4, the valve body 13 of the second modified example is provided with a sliding member 135c that is wide in the axial direction. Thereby, in the 2nd modification, annular space C is not formed like the above-mentioned embodiment and the 1st modification.

従って、第2変形例では、高圧の燃料ガスが圧力調整弁10に急激に供給された場合に、摺動部材135cに差圧力が作用することがないし、摺動部材135cが変形することもない。これにより、高圧の燃料ガスが圧力調整弁10に急激に供給された場合にも、弁体13が傾くことなくスムーズに移動(摺動)するため、調圧特性(応答性)を向上させることができる。また、弁体13が傾くことなく流れが均一化し、気流音(笛吹音)の発生も抑制することができる。   Therefore, in the second modification, when high-pressure fuel gas is suddenly supplied to the pressure regulating valve 10, no differential pressure acts on the sliding member 135c, and the sliding member 135c does not deform. . As a result, even when a high-pressure fuel gas is suddenly supplied to the pressure regulating valve 10, the valve body 13 moves smoothly (slids) without tilting, so that the pressure regulation characteristic (responsiveness) is improved. Can do. In addition, the flow can be made uniform without the valve body 13 tilting, and the generation of airflow noise (flute sound) can also be suppressed.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。   It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

1 上流圧力調整弁
2 下流圧力調整弁
7 ボデー部材
10 圧力調整弁
11 調圧室
12 弁室
13 弁体
14 弁座
15 ピストン
133 弁ばね
135a 摺動部材
135b 摺動部材
135c 摺動部材
136 内部通路
136a 第1内部通路
136b 第2内部通路
137 分岐通路
C 環状空間
G 燃料ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upstream pressure regulating valve 2 Downstream pressure regulating valve 7 Body member 10 Pressure regulating valve 11 Pressure regulating chamber 12 Valve chamber 13 Valve body 14 Valve seat 15 Piston 133 Valve spring 135a Sliding member 135b Sliding member 135c Sliding member 136 Internal passage 136a First internal passage 136b Second internal passage 137 Branch passage C Annular space G Fuel gas

Claims (3)

流体の圧力を調整する調圧室と、流入口と調圧室とを連通する弁室と、弁室内に摺動可能に配置された弁体と、弁室と調圧室とを区画する弁座部材と、弁体を弁座部材側に付勢する付勢部材と、弁座部材を挟んで弁体と対向する位置に配置されたピストンとを有する圧力調整弁において、
前記弁体は、
その内部に形成された流体通路と、
前記弁室との摺動部に配置された摺動部材とを備える
ことを特徴とする圧力調整弁。
A pressure regulating chamber for adjusting the pressure of the fluid, a valve chamber communicating with the inlet and the pressure regulating chamber, a valve body slidably disposed in the valve chamber, and a valve that partitions the valve chamber and the pressure regulating chamber In a pressure regulating valve having a seat member, a biasing member that biases the valve body toward the valve seat member, and a piston disposed at a position facing the valve body across the valve seat member,
The valve body is
A fluid passage formed therein;
A pressure regulating valve comprising: a sliding member disposed at a sliding portion with the valve chamber.
請求項1に記載する圧力調整弁において、
前記摺動部材は、前記弁体に複数配置されている
ことを特徴とする圧力調整弁。
The pressure regulating valve according to claim 1,
A plurality of the sliding members are arranged on the valve body.
請求項2に記載する圧力調整弁において、
前記摺動部材は、前記弁体の上流側と下流側とにそれぞれ配置されており、
前記弁体は、前記摺動部材間にて前記摺動部材によって前記弁体と前記弁室との間に形成される空間と、前記流体通路とを連通する分岐通路を備える
ことを特徴とする圧力調整弁。
The pressure regulating valve according to claim 2,
The sliding members are respectively arranged on the upstream side and the downstream side of the valve body,
The valve body includes a branch passage that communicates the fluid passage with a space formed between the valve body and the valve chamber by the sliding member between the sliding members. Pressure regulating valve.
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