JP2017101697A - Valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device.
燃料電池で発電した電力により走行する車両には、前記燃料電池に用いられる燃料(例えば、水素ガス)を高圧状態で収容する高圧タンクが搭載されている。この高圧タンクの口金には、通常、ガスが流れる通路と、この通路に配置される各種バルブとを一体化した弁装置が取り付けられている(特許文献1)。 A vehicle that travels using electric power generated by a fuel cell is equipped with a high-pressure tank that accommodates fuel (for example, hydrogen gas) used in the fuel cell in a high-pressure state. A valve device in which a gas flow passage and various valves arranged in the passage are integrated is usually attached to the base of the high-pressure tank (Patent Document 1).
特許文献1の弁装置は、燃料電池等のガス消費機器側において流路の開閉を図る開閉弁を有する第1流路と、タンク内へのガス充填時にガス供給源からのガスの流れのみを許容する逆止弁を有する第2流路と、第2流路と第1流路との接続部位から延出されてタンクの口金に連通する第3流路とを有する。 The valve device of Patent Document 1 includes only a first flow path having an open / close valve that opens and closes a flow path on the side of a gas consuming device such as a fuel cell, and a gas flow from a gas supply source when the tank is filled with gas. A second flow path having an allowable check valve; and a third flow path extending from a connection portion between the second flow path and the first flow path and communicating with a base of the tank.
従来の弁装置の第1流路、第2流路及び第3流路の配置を、図4、図5(a)、図5(b)に示す。
図4、図5(a)、図5(b)に示すように、タンク110の口金112に取付け固定された弁装置120の基部122は、第1流路130、第2流路150、及び第3流路170を有する。
The arrangement of the first flow path, the second flow path, and the third flow path of the conventional valve device is shown in FIGS. 4, 5 (a), and 5 (b).
As shown in FIGS. 4, 5 (a), and 5 (b), the
第1流路130は、外端にアウトポート132を備え、内端133が第2流路150の内端に接続されている。アウトポート132には、図示しないガス供給系配管が接続されていて、アウトポート132からのガスはガス供給系配管を介して燃料電池に供給される。第1流路130には、電磁弁からなる開閉弁136が設けられていて、開閉弁136により、第1流路130の開閉を図る。また、図4、図5(a)、図5(b)に示すように、第1流路130は圧抜き弁138を備え、開閉弁136が故障時には、手動操作により、タンク110のガス抜きが可能である。第2流路150は、第1流路130の軸心と同軸となるように配置されているとともに外端にインポート152を備えている。
The
インポート152には、図示しないガス充填系配管が接続されている。また、第2流路150は、逆止弁154を有する。逆止弁154は、前記ガス充填系配管を介して図示しない水素ガスステーションから流入する水素ガスの充填方向への流れのみを許容する。第3流路170は、第1流路130と第2流路150との両内端の流路接続部位から延びて、タンク110の口金112内の空間と連通されている。また、基部122は、第2流路150、第3流路170に連通する連通路180を備えている。連通路180は、手動弁182と、溶栓弁184を備えている。手動弁182は、第2流路150と第1流路130との間を遮断して水素ガスのタンク110からの流出を防止し、溶栓弁184は所定温度以上で弁が開き、タンク内のガスの放出する。
A gas filling system pipe (not shown) is connected to the
上記図示した従来の弁装置は、タンク110にガスを充填する場合、ガスの充填圧が高いことや、ガス流量が多いこと等の理由及び第2流路150と第1流路130とは同軸となるように配置されているため、充填ガスに水分等の異物が入ると、流路下流の開閉弁136に入り込む。例えば、水素ガスに水分が混入している場合には、開閉弁内に水分が浸入し、この水分が通過する水素ガスにより冷却されると、凍結により弁駆動の信頼度が低下する虞がある。また、水分以外の異物が開閉弁内に浸入(或いは侵入)した場合も同様である。
In the conventional valve device illustrated above, when the
なお、特許文献1では、第2流路と第1流路とは同軸となるように配置されていて、かつ、第2流路と第1流路との間には、流路規制弁機構が設けられていて、水素ガスの充填時に第2流路の水素ガスを第3流路に誘導することにより、開閉弁内での水分の凍結を防止するようにしている。 In Patent Document 1, the second flow path and the first flow path are arranged so as to be coaxial, and a flow path regulating valve mechanism is provided between the second flow path and the first flow path. Is provided, and the hydrogen gas in the second flow path is guided to the third flow path at the time of filling with the hydrogen gas, thereby preventing water from being frozen in the on-off valve.
しかし、特許文献1では、第2流路と第1流路の間に流路規制弁機構を設ける必要があり、コストアップとなる。
本発明の目的は、簡単な構成により、ガスに混入した異物が開閉弁内に浸入(或いは侵入)するのを抑制できる弁装置を提供することにある。
However, in Patent Document 1, it is necessary to provide a flow path regulating valve mechanism between the second flow path and the first flow path, which increases costs.
The objective of this invention is providing the valve apparatus which can suppress that the foreign material mixed in gas penetrate | invades (or penetrate | invades) into an on-off valve by simple structure.
上記問題点を解決するために、本発明は、タンクの口金に装着される基部を有する弁装置であって、前記基部には、ガスの消費機器に至るガス配管に接続されるとともに、開閉弁を備える第1流路と、ガス供給源から供給されるガス配管及び前記第1流路に接続される第2流路と、前記第1流路と前記第2流路との接続部位に連通するとともに、前記口金に連通する第3流路を備えた弁装置において、前記第2流路と前記第3流路が相互に連結される両部位は同軸となっており、前記第2流路と前記第1流路との間には、前記ガス供給源からガスが供給される際に前記第2流路から前記第3流路へのガスの流れよりも、前記第2流路から前記第1流路へのガスの流れを阻害する阻害手段を有するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a valve device having a base portion attached to a base of a tank, wherein the base portion is connected to a gas pipe leading to a gas consuming device, and has an on-off valve. A first flow path comprising: a gas pipe supplied from a gas supply source; a second flow path connected to the first flow path; and a connection portion between the first flow path and the second flow path. In addition, in the valve device including the third flow path communicating with the base, both portions where the second flow path and the third flow path are connected to each other are coaxial, and the second flow path Between the second flow path and the first flow path, rather than the gas flow from the second flow path to the third flow path when the gas is supplied from the gas supply source. An inhibiting means for inhibiting the flow of gas to the first flow path is provided.
上記構成により、タンクにガスを充填する際、第2流路からのガスは、第2流路と前記第3流路が相互に連結される両部位が同軸となっていることにより、第3流路を介してタンクに充填される。一方、第2流路と前記第1流路との間には、前記ガス供給源からガスが供給される際に前記第2流路から前記第3流路へのガスの流れよりも、前記第2流路から前記第1流路へのガス流れを阻害する阻害手段を有することにより、第2流路から第1流路へはガスの流れは、第3流路への流れに比して抑制される。 With the above configuration, when the tank is filled with the gas, the gas from the second flow path has the third portion because the second flow path and the third flow path are connected to each other. The tank is filled through the flow path. On the other hand, between the second flow path and the first flow path, the gas flows from the second flow path to the third flow path when the gas is supplied from the gas supply source. By having an inhibiting means that inhibits the gas flow from the second flow path to the first flow path, the gas flow from the second flow path to the first flow path is compared to the flow to the third flow path. Is suppressed.
また、前記阻害手段は、前記第2流路と前記第1流路とが、相互に交差して連結された接続部位としてもよい。
上記構成により、第2流路と前記第1流路との接続は両者の軸心が相互に交差していることから、第2流路から第1流路へはガスの流れは、第3流路への流れに比して抑制される。
Moreover, the said inhibition means is good also as a connection site | part by which the said 2nd flow path and the said 1st flow path cross | intersected and were connected.
With the above configuration, the connection between the second flow path and the first flow path is such that the axes of the two intersect each other, so that the gas flow from the second flow path to the first flow path is third. It is suppressed compared to the flow to the flow path.
また、前記弁装置では、前記第2流路と前記第3流路は、それぞれ流路全体が同軸となっていてもよい。
第2流路と前記第3流路の全体が同軸に連結されていることにより、ガスの充填時の第2流路からのガスは、第2流路から第1流路へのガス流よりも流れが阻害されることなく第3流路を介してタンクに充填される。
In the valve device, the second flow path and the third flow path may be coaxial with each other.
Since the second flow path and the entire third flow path are coaxially connected, the gas from the second flow path at the time of gas filling is less than the gas flow from the second flow path to the first flow path. Also, the tank is filled through the third flow path without hindering the flow.
また、前記弁装置では、前記第3流路は、前記口金に連通する通路と、前記第2流路の接続端部と同軸であって、前記口金に連通する通路と交差する連結路を有していてもよい。 Further, in the valve device, the third flow path has a passage communicating with the base and a connection path that is coaxial with the connection end of the second flow path and intersects the passage communicating with the base. You may do it.
上記構成により、ガスの充填時の第2流路からのガスは、第2流路から第1流路へのガス流よりも流れが阻害されることなく第3流路の連結路及び口金に連通する通路を介してタンクに充填される。 With the above configuration, the gas from the second flow path at the time of gas filling does not interfere with the flow of the gas from the second flow path to the first flow path, and is connected to the connection path and the base of the third flow path. The tank is filled through a communicating passage.
本発明によれば、簡単な構成により、ガスに混入した異物が開閉弁内に浸入(或いは侵入)するのを抑制できる効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to suppress the foreign matter mixed in the gas from entering (or entering) the on-off valve with a simple configuration.
以下、本発明の弁装置を具体化した一実施形態を、図1及び図2(a)、図2(b)を参照して説明する。本実施形態の弁装置は、水素ガスの消費機器としての燃料電池で発電した電力により走行する車両に搭載されたタンク(高圧タンク)に装着される。 Hereinafter, an embodiment in which the valve device of the present invention is embodied will be described with reference to FIGS. 1, 2 (a), and 2 (b). The valve device of the present embodiment is attached to a tank (high pressure tank) mounted on a vehicle that travels using electric power generated by a fuel cell as a hydrogen gas consuming device.
図1、図2(a)、図2(b)に示すように、弁装置20の基部22は、タンク10の口金12に取付け固定されており、第1流路30、第2流路50、及び第3流路70を有する。第1流路30は、外端にアウトポート32を備え、内端33は第2流路50の内端に接続されている。アウトポート32には、図示しないガス供給系配管が接続されていて、アウトポート32からの水素ガスは、ガス配管としてのガス供給系配管を介して燃料電池に供給される。
As shown in FIGS. 1, 2 (a), and 2 (b), the
第1流路30には、電磁弁からなる開閉弁36が設けられていて、開閉弁36により、第1流路30の開閉を図る。また、図1、図2(a)、図2(b)に示すように、第1流路30は圧抜き弁38を備え、開閉弁36が故障時には、手動操作により、タンク10のガス抜きが可能となっている。
The
図1、図2(b)に示すように第2流路50は、全体が直線状に延出されているとともに、第1流路30の内端33の軸心とは直交するように配置されている。また、第2流路50の外端にインポート52を備えており、該インポート52には、図示しないガス充填系配管が接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2B, the
また、第2流路50は、逆止弁54を有する。逆止弁54は、前記ガス充填系配管を介して図示しないガス供給源としての水素ガスステーションから流入する水素ガスの充填方向への流れのみを許容する。
The
第3流路70は、第2流路50の第1流路30との接続部位において、第2流路50と同軸となるように連結されている。すなわち、前記接続部位を境に、インポート52側が第2流路50、口金12側が第3流路70となっている。
The
本実施形態では、第3流路70の流路全体が、第2流路50の流路全体と同軸となるように配置され、タンク10の口金12内の空間と連通されている。一方、前記第2流路50と第1流路30の内端とは相互に交差して連結されている。交差角は、本実施形態で直角としているが、交差角は限定するものではなく、斜状に交差していてもよい。本実施形態では、第2流路50と第1流路30とが相互に交差して連結された接続部位として、阻害手段を構成している。
In the present embodiment, the entire flow path of the
また、図2(a)に示すように、基部22は、第1流路30の内端33に連通する連通路80を備えている。図1、図2(a)に示すように、連通路80には、手動弁82と、溶栓弁84を備えている。
As shown in FIG. 2A, the
手動弁82は、非メンテンナンス時には、手動により開弁された状態を維持し、メンテナンス時においては手動により閉弁されて、第1流路30を遮断して水素ガスのタンク10からの流出を防止する。溶栓弁84は、所定温度以上で弁が開き、タンク10内のガスの放出が可能となっている。
The
(実施形態の作用)
上記のように構成された弁装置20の作用を説明する。
タンク10に水素ガスを充填する場合、手動弁82を開弁し、かつ、開閉弁36を閉弁して第1流路30を遮断しておく。この状態で、インポート52から水素ガスをタンク10内に充填する。第3流路70が第2流路50と同軸に配置されているため、インポート52及び逆止弁54を介して流れる水素ガスは、第2流路50及び第3流路70を、第1流路30に比して円滑に流れてタンク10に流入する。すなわち、水素ガスに含まれている水分等の異物が含まれていても、水分等の異物はタンク10内に水素ガスとともに導かれる。一方、第1流路30は、その内端が、第2流路50に対して直交して配置されているため、第2流路50を流れる水素ガスに含まれる水分等の異物は、開閉弁36側に達しがたくできる。すなわち、開閉弁36に浸入(或いは侵入)しにくくなる。この結果、本実施形態では、水素ガスに混入した異物が開閉弁内に浸入(或いは侵入)するのを抑制できる。
(Operation of the embodiment)
The operation of the
When the
なお、タンク10から図示しない燃料電池への供給は、開閉弁36を開弁することによって行われる。この場合、第2流路50側では、逆止弁54があるため、逆止弁54からインポート52側へ水素ガスが流れることはない。
The supply from the
本実施形態では、下記の特徴を有する。
(1)本実施形態の弁装置20では、基部22には、燃料電池(消費機器)に至るガス供給系配管(ガス配管)に接続されるとともに、開閉弁36を備える第1流路30を備えている。また、基部22は、水素ガスステーション(ガス供給源)から供給されるガス充填系配管(ガス配管)及び第1流路30に接続される第2流路50を有している。また、基部22は、第1流路30と第2流路50との接続部位に連通するとともに、口金12に連通する第3流路70を備えている。そして、第2流路50と第3流路70が相互に連結される両部位は同軸となっている。第2流路50と第1流路30との間は、ガス供給源からガスが供給される際に第2流路50から第3流路70へのガスの流れよりも、第2流路50から第1流路30へのガスの流れを阻害する阻害手段として、第2流路50と第1流路30とを交差させて連結している。この結果、本実施形態によれば、簡単な構成により、ガスに混入した異物が開閉弁内に浸入するのを抑制でき、弁装置の製品品質の向上を図ることができる。また、ガスステーション(本実施形態では、水素ガスステーション)に対するロバスト性が向上し、弁装置の信頼度を向上することができる。
This embodiment has the following features.
(1) In the
(2)本実施形態の第2流路50と第3流路70は、それぞれ流路全体が同軸となっている。従って、第2流路50、第3流路70の一部同士が同軸となっている場合に比して、より簡単な構成により、ガスに混入した異物が開閉弁内に浸入(或いは侵入)するのを抑制できる。
(2) As for the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の弁装置20を図3を参照して説明する。なお、前記実施形態の弁装置と同一または相当する構成については同一符号を付して、その説明を省略し、異なる構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the
前記実施形態では、第2流路50の全体流路と第3流路70の全体流路を同軸に配置したが、本実施形態では、下記のように異なっている。第2流路50はインポート52を備える通路50aと、第1流路30の内端33に接続される通路50bとを有しており、通路50aと通路50bとは直交するようにして連結されている。
In the embodiment, the entire flow path of the
また、第3流路70は、第2流路50の通路50bと同軸に配置された連結路70aと、口金12に連通する通路70bとを有し、連結路70aと通路70bとは直交するように交差して連結されている。図3では、通路70bは、紙面に直交状態で配置されている。第2流路50の通路50bと第3流路70の連結路70aは、第2流路と前記第3流路が相互に連結される両部位に相当する。
The
本実施形態においても、インポート52から水素ガスをタンク10内に充填する場合、第3流路70の連結路70aが第2流路50の通路50bと同軸に配置されている。このため、インポート52及び逆止弁54を介して流れる水素ガスは、第2流路50の通路50b及び第3流路70の連結路70aを、内端33が交差して通路50bに連通している第1流路30に比して円滑に流れてタンク10に流入する。また、水素ガスに含まれている水分等の異物が含まれていても、水分等の異物をタンク10内に水素ガスとともに導くことができる。
Also in the present embodiment, when hydrogen gas is filled into the
また、前記実施形態と同様に第1流路30は、その内端が、第2流路50に対して直交して配置されているため、第2流路50を流れる水素ガスに含まれる水分等の異物は、開閉弁36側に達しがたくでき、開閉弁36に浸入(或いは侵入)しにくくなる。この結果、本実施形態でも、水素ガスに混入した異物が開閉弁内に浸入(或いは侵入)するのを抑制できる。
Similarly to the above embodiment, since the inner end of the
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更してもよい。
・各実施形態において、阻害手段は、第2流路50と第1流路30とを交差している構成としたが、阻害手段は、上記構成に限定するものではなく、オリフィス等を設けてもよい。
In addition, embodiment of this invention is not limited to the said embodiment, You may change as follows.
In each embodiment, the inhibition means is configured to intersect the
・各実施形態において、基部22の外形形状については説明をしていないが、基部22の外形形状は限定するものではなく、前記各種弁の収納及び配置に応じて、或いは、各種の流路の配置に応じた適宜の形状でよい。
-In each embodiment, although the external shape of the
・各実施形態において、逆止弁54、手動弁82、圧抜き弁38、溶栓弁84のうち、少なくともいずれか1つの弁を省略してもよい。
・水素ガス以外の他のガスが充填され、充填したガスを消費機器に排出するタンクに装着する弁装置に具体化してもよい。
In each embodiment, at least one of the
-You may materialize in the valve apparatus with which other gas other than hydrogen gas is filled, and it mounts | wears with the tank which discharges the filled gas to a consumer apparatus.
10…タンク、12…口金、20…弁装置、22…基部、
30…第1流路、32…アウトポート、33…内端、
36…開閉弁、38…圧抜き弁、50…第2流路、50a、50b…通路、
52…インポート、54…逆止弁、
70…第3流路、70a…連結路、70b…通路、
80…連通路、82…手動弁、84…溶栓弁。
10 ... tank, 12 ... base, 20 ... valve device, 22 ... base,
30 ... 1st flow path, 32 ... Out port, 33 ... Inner end,
36 ... Open / close valve, 38 ... Depressurization valve, 50 ... Second flow path, 50a, 50b ... Passage,
52 ... Import, 54 ... Check valve,
70 ... third flow path, 70a ... connection path, 70b ... passage,
80 ... Communication passage, 82 ... Manual valve, 84 ... Fusing valve.
Claims (4)
ガス供給源から供給されるガス配管及び前記第1流路に接続される第2流路と、
前記第1流路と前記第2流路との接続部位に連通するとともに、前記口金に連通する第3流路を備えた弁装置において、
前記第2流路と前記第3流路が相互に連結される両部位は同軸となっており、
前記第2流路と前記第1流路との間には、前記ガス供給源からガスが供給される際に前記第2流路から前記第3流路へのガスの流れよりも、前記第2流路から前記第1流路へのガスの流れを阻害する阻害手段を有する弁装置。 A valve device having a base attached to a base of a tank, wherein the base is connected to a gas pipe leading to a gas consuming device, and has a first flow path including an on-off valve;
A gas pipe supplied from a gas supply source and a second flow path connected to the first flow path;
In the valve device including the third flow path communicating with the connection portion between the first flow path and the second flow path and communicating with the base,
Both portions where the second flow path and the third flow path are connected to each other are coaxial,
Between the second flow path and the first flow path, the gas flow from the second flow path to the third flow path when gas is supplied from the gas supply source is greater than the first flow path. A valve device having an inhibiting means for inhibiting a gas flow from two flow paths to the first flow path.
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