JP2022019228A - Pressure adjustment valve - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、流体の圧力を所望の圧力に調整する圧力調整弁に関する。 The present disclosure relates to a pressure regulating valve that regulates the pressure of a fluid to a desired pressure.
圧力調整弁に関連する従来技術として、特許文献1に開示される流量制御弁では、ハウジング内に軸方向へ移動可能に設けられた移動体が設けられ、この移動体には、受圧室内の圧力が所定圧力よりも高くなった場合に移動体から離間して開弁状態になるリリーフ弁が配置されている。
As a prior art related to a pressure regulating valve, in the flow control valve disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示される流量制御弁においては、付勢部材が弁体とリリーフ弁のそれぞれに設けられている。この場合、それぞれの付勢部材の付勢力の調整は容易ではないので、付勢部材間で付勢力のばらつきが生じ、それによりリリーフ弁の開弁精度(すなわち、受圧室内の圧力が所定圧力よりも高くなった場合にリリーフ弁が開弁状態になる精度)の低下につながる懸念がある。そして、リリーフ弁の開弁精度が低下すると、受圧室内の圧力を所定圧力に調整できず、流量制御弁は流体の圧力を精度よく所望の圧力に調整できないおそれがある。
However, in the flow rate control valve disclosed in
そこで、本開示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、流体の圧力を精度よく所望の圧力に調整できる圧力調整弁を提供すること、を目的とする。 Therefore, the present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a pressure regulating valve capable of accurately adjusting the pressure of a fluid to a desired pressure.
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられる受圧室および移動体と、を有し、前記移動体は、前記受圧室内の圧力に応じて前記移動体の軸方向へ移動可能である圧力調整弁において、前記ハウジング内にて前記受圧室内の圧力に応じて前記軸方向へ移動可能に設けられ、かつ、前記移動体に対して離間または当接して開閉弁することにより前記受圧室を開閉するリリーフ弁と、前記ハウジング内に設けられ、前記リリーフ弁と当接して当該リリーフ弁の前記軸方向の移動を規制する規制部材と、を有し、前記受圧室内の圧力が所定圧力よりも高くなった場合には、前記リリーフ弁を前記規制部材に当接させて前記リリーフ弁の前記軸方向の移動を規制することにより、前記軸方向に移動する前記移動体から前記リリーフ弁を離間させて、前記リリーフ弁を開弁状態にすること、を特徴とする。 One embodiment of the present disclosure made to solve the above problems includes a housing, a pressure receiving chamber and a moving body provided in the housing, and the moving body is said to have a pressure in the pressure receiving chamber. A pressure regulating valve that is movable in the axial direction of the moving body, is provided in the housing so as to be movable in the axial direction according to the pressure in the pressure receiving chamber, and is separated from or in contact with the moving body. It has a relief valve that opens and closes the pressure receiving chamber by opening and closing the valve, and a regulating member provided in the housing that comes into contact with the relief valve and regulates the axial movement of the relief valve. When the pressure in the pressure receiving chamber becomes higher than the predetermined pressure, the relief valve moves in the axial direction by abutting the relief valve on the regulating member and restricting the axial movement of the relief valve. The relief valve is separated from the moving body to open the relief valve.
この態様によれば、規制部材によりリリーフ弁の軸方向の移動を規制するので、リリーフ弁の軸方向の移動を規制するためにリリーフ弁用に付勢部材を設ける必要がなくなる。そのため、移動体用とリリーフ弁用の複数の付勢部材を設けることで生じる複数の付勢部材間の付勢力のばらつきに起因する問題の解消を図ることができる。例えば、複数の付勢部材間の付勢力のばらつきによるリリーフ弁の開弁精度の低下を防いで、リリーフ弁の開弁精度を確保できる。 According to this aspect, since the movement of the relief valve in the axial direction is regulated by the regulating member, it is not necessary to provide an urging member for the relief valve in order to regulate the movement of the relief valve in the axial direction. Therefore, it is possible to solve the problem caused by the variation in the urging force between the plurality of urging members caused by providing the plurality of urging members for the moving body and the relief valve. For example, it is possible to prevent the relief valve opening accuracy from being lowered due to the variation in the urging force among the plurality of urging members, and to secure the relief valve opening accuracy.
また、仮にリリーフ弁用に付勢部材を設けた場合には、その付勢部材がへたることで受圧室内の圧力が所定圧力以下であってもリリーフ弁が開弁状態になる事態が生じるおそれがある。しかしながら、本態様によれば、その様な事態が生じるおそれがなく、リリーフ弁の開弁精度を確保できるので、より正確に受圧室内の圧力を所定圧力に調整できる。 In addition, if an urging member is provided for the relief valve, the relief valve may be opened even if the pressure in the pressure receiving chamber is lower than the predetermined pressure due to the urging member being depressed. There is. However, according to this aspect, there is no possibility that such a situation will occur, and the valve opening accuracy of the relief valve can be ensured, so that the pressure in the pressure receiving chamber can be adjusted to a predetermined pressure more accurately.
したがって、本態様によれば、流体の圧力を精度よく所望の圧力に調整できる。 Therefore, according to this aspect, the pressure of the fluid can be accurately adjusted to a desired pressure.
上記の態様においては、前記移動体は、非弾性体により形成されるピストンであること、が好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the moving body is a piston formed of an inelastic body.
本開示の圧力調整弁によれば、流体の圧力を精度よく所望の圧力に調整できる。 According to the pressure regulating valve of the present disclosure, the pressure of the fluid can be accurately adjusted to a desired pressure.
<本実施形態の減圧弁の構造と作用>
以下、本開示の圧力調整弁の一例である減圧弁について説明する。本実施形態の減圧弁1は、高圧のガスGの圧力を低減して所望の圧力に調整する圧力調整弁である。なお、ガスGは、例えば、気体燃料であり、より具体的には、車両用燃料電池(FC)(不図示)に供給される水素ガスや、内燃機関(不図示)に供給される圧縮天然ガス(CNG)などである。すなわち、減圧弁1は、車両用燃料電池に供給される水素ガスの圧力を調整する弁として、あるいは、内燃機関に供給される圧縮天然ガスの圧力を調整する弁として利用される。なお、本実施形態の減圧弁1は、水素ガスや圧縮天然ガスに限らず、流体であれば全てに適用可能である。
<Structure and operation of pressure reducing valve of this embodiment>
Hereinafter, a pressure reducing valve, which is an example of the pressure control valve of the present disclosure, will be described. The
図1に示すように、減圧弁1は、入口部材11と、ボデー12と、バルブ13と、シート14と、ピストン15と、リリーフバルブ16と、プレートアジャスティング17と、リリーフストッパ18などを有する。
As shown in FIG. 1, the
入口部材11は、ガスGが流入する側の位置に設けられる部材である。この入口部材11内には、入口側の圧力室として1次圧室19が設けられている。そして、この1次圧室19内に、バルブ13と、スプリング20が設けられている。また、入口部材11は、1次圧室19に連通する入口21を備えている。
The
ボデー12は、入口部材11と接合しており、入口部材11よりもガスGが流出する側に設けられるハウジングである。このボデー12内には、ピストン15と、リリーフバルブ16と、リリーフストッパ18と、スプリング22が設けられている。スプリング22は、ピストン15をバルブ13方向に向かって付勢する付勢部材である。なお、ボデー12は、本開示の「ハウジング」の一例である。
The
ボデー12内において、ボデー12のシート14側の端面と、ピストン15(およびリリーフバルブ16)との間に、出口側の圧力室として2次圧室23が設けられている。なお、2次圧室23は、本開示の「受圧室」の一例である。
In the
また、ボデー12内において、ピストン15(およびリリーフバルブ16)と、プレートアジャスティング17との間に、大気室24が設けられている。すなわち、大気室24は、ピストン15に対して2次圧室23とは軸方向(図1の上下方向、ピストン15の中心軸方向)の反対側に設けられる。
Further, in the
ボデー12は、2次圧室23内からガスGを減圧弁1の外部へ流出させるための出口25と、大気を減圧弁1の外部から大気室24内に取り込むためのリリーフ出口兼呼吸穴26を備えている。なお、このリリーフ出口兼呼吸穴26は、後述するように、リリーフバルブ16が開弁状態のときにガスGを大気室24内から減圧弁1の外部へ流出させるための出口としても使用される。
The
バルブ13は、略中空円筒状に形成されており、1次圧室19内とシート14の内周面の内側と2次圧室23内とに亘って配置されている。このバルブ13は、入口部材11とボデー12に対して相対的に軸方向に移動可能である。また、バルブ13は、空洞部27を備えている。
The
このようなバルブ13は、シート14から離間することにより1次圧室19と2次圧室23との間を連通させる開弁状態になる(図1参照)一方で、シート14に当接することにより1次圧室19と2次圧室23との間を遮断させる閉弁状態になる。
Such a
シート14は、ボデー12における1次圧室19と2次圧室23との間の部分に配置されている。このシート14は、円環状に形成されている。
The
ピストン15は、中空の円筒状に形成されており、ボデー12内において、2次圧室23内と大気室24との間に設けられている。このピストン15は、2次圧室23内の圧力Pに応じて、ボデー12に対して相対的に軸方向へ移動可能である。本実施形態では、ピストン15は、その内周面に、内側に突出した凸部28を備えている。なお、ピストン15は、非弾性体により形成され、本開示の「移動体」の一例である。ここで、「非弾性体」とは、弾性体(例えばゴムなど)ではない部材、すなわち、応力が加わっても変形しない剛性を有する部材(例えば金属など)である。
The
また、ピストン15は、その径方向の外側に溝31を備えている。そして、この溝31にピストンシール32が配置されることにより、ボデー12とピストン15との間にピストンシール32が配置されている。ピストンシール32は、2次圧室23と大気室24との間を封止する円環状の封止部材である。
Further, the
リリーフバルブ16は、ピストン15の内周面の内側に設けられている。このリリーフバルブ16は、いずれも円柱状の大径部29と小径部30を備えている。大径部29は、小径部30よりも径が大きく形成されている。このようなリリーフバルブ16は、2次圧室23内の圧力Pに応じて、ボデー12に対して相対的に軸方向に移動可能である。
The
また、リリーフバルブ16は、ピストン15に対して当接または離間して開閉弁することにより、2次圧室23と大気室24との間を開閉可能である。なお、リリーフバルブ16は、本開示の「リリーフ弁」の一例である。
Further, the
本実施形態では、ボデー12の蓋部材であるプレートアジャスティング17に、リリーフストッパ18が一体的に形成されている。このリリーフストッパ18は、ボデー12内に設けられ、円柱状に形成されており、プレートアジャスティング17からリリーフバルブ16方向に延びるように形成されている。このようなリリーフストッパ18は、リリーフバルブ16と当接して当該リリーフバルブ16の軸方向の移動を規制することができる。なお、リリーフストッパ18は、本開示の「規制部材」の一例である。
In the present embodiment, the
そして、このような構成の本実施形態の減圧弁1は、以下のように作用する。まず、図1に示すように、バルブ13が開弁状態であるときに、高圧のガスGが、不図示のガス供給源から入口21を通って1次圧室19に流入する。すると、ガスGは、バルブ13とシート14の間を通って2次圧室23に流入する。これにより、2次圧室23内の圧力Pが上昇するので、ピストン15はスプリング22の付勢力に抗して上昇(すなわち、軸方向の上側に移動)し、リリーフバルブ16も上昇する。
The
このとき、2次圧室23内の圧力Pが設定圧(本開示の「所定圧力」の一例)より高くなった場合には、図2に示すように、リリーフバルブ16の小径部30がリリーフストッパ18に当接してリリーフバルブ16の上昇が規制される一方で、ピストン15のみがさらに上昇する。これにより、さらに上昇するピストン15の凸部28からリリーフバルブ16の大径部29が離間して、リリーフバルブ16は開弁状態になる。そのため、2次圧室23内のガスGは、リリーフバルブ16の小径部30とピストン15の凸部28との間の隙間を通って、大気室24へ流れた後、リリーフ出口兼呼吸穴26からボデー12の外部へ流出する。したがって、2次圧室23内の圧力Pが低下する。
At this time, when the pressure P in the
その後、ピストン15はスプリング22の付勢力により下降し、2次圧室23内の圧力Pが設定圧まで低下すると、ピストン15の凸部28とリリーフバルブ16の大径部29とが当接して、リリーフバルブ16は閉弁状態になる。これにより、2次圧室23内の圧力Pが設定圧に調整される。このようにして、減圧弁1は、高圧のガスGの圧力を低減して所望の圧力である設定圧に調整することができる。
After that, the
<本実施形態の効果>
以上のように、本実施形態の減圧弁1は、2次圧室23内の圧力Pが設定圧よりも高くなった場合には、リリーフバルブ16をリリーフストッパ18に当接させてリリーフバルブ16の上昇(すなわち、軸方向の上側への移動)を規制する。そして、このようにしてリリーフバルブ16の上昇を規制することにより、更に上昇するピストン15からリリーフバルブ16を離間させて、リリーフバルブ16を開弁状態にする。
<Effect of this embodiment>
As described above, in the
このようにして、リリーフストッパ18によりリリーフバルブ16の上昇を規制するので、リリーフバルブ16の上昇を規制するためにリリーフバルブ16用にスプリングを設ける必要がなくなる。そのため、ピストン15用とリリーフバルブ16用の複数のスプリングを設けることで生じる複数のスプリング間の付勢力のばらつきに起因する問題の解消を図ることができる。例えば、複数のスプリング間の付勢力のばらつきによるリリーフバルブ16の開弁精度の低下を防いで、リリーフバルブ16の開弁精度を確保できる。なお、リリーフバルブ16の開弁精度とは、2次圧室23内の圧力Pが設定圧よりも高くなった場合にリリーフバルブ16が開弁状態になる精度である。
In this way, since the
また、仮にリリーフバルブ16用にスプリングを設けた場合には、そのスプリングがへたることで2次圧室23内の圧力Pが設定圧未満であってもリリーフバルブ16が開弁状態になる事態が生じるおそれがある。しかしながら、本実施形態によれば、その様な事態が生じるおそれがなく、リリーフバルブ16の開弁精度を確保できるので、より正確に2次圧室23内の圧力Pを設定圧に調整できる。
Further, if a spring is provided for the
したがって、本実施形態の減圧弁1によれば、ガスGの圧力を精度よく所望の圧力である設定圧に調整できる。
Therefore, according to the
また、本実施形態のようにピストン15にリリーフバルブ16を一体的に設け、かつ、リリーフバルブ16用のスプリングを設けないので、減圧弁1の小型化を図ることができる。
Further, since the
また、大気を減圧弁1の外部から大気室24内に取り込むための呼吸穴として、かつ、リリーフバルブ16が開弁状態のときにガスGを大気室24内から減圧弁1の外部へ流出させるための出口として、リリーフ出口兼呼吸穴26を兼用できるので、大気室24と外部とを繋ぐ穴の数を削減できる。
Further, as a breathing hole for taking the atmosphere from the outside of the
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示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 disclosure in any way, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the gist thereof.
例えば、本開示の圧力調整弁は、上記の減圧弁1以外の流体の圧力を所望の圧力に調整する弁にも適用可能である。
For example, the pressure regulating valve of the present disclosure can be applied to a valve that adjusts the pressure of a fluid other than the
1 減圧弁
11 入口部材
12 ボデー
13 バルブ
14 シート
15 ピストン
16 リリーフバルブ
17 プレートアジャスティング
18 リリーフストッパ
19 1次圧室
20 スプリング
21 入口
22 スプリング
23 2次圧室
24 大気室
25 出口
26 リリーフ出口兼呼吸穴
27 空洞部
28 凸部
29 大径部
30 小径部
31 溝
32 ピストンシール
G ガス
P (2次圧室の)圧力
1
Claims (2)
前記ハウジング内に設けられる受圧室および移動体と、を有し、
前記移動体は、前記受圧室内の圧力に応じて前記移動体の軸方向へ移動可能である圧力調整弁において、
前記ハウジング内にて前記受圧室内の圧力に応じて前記軸方向へ移動可能に設けられ、かつ、前記移動体に対して離間または当接して開閉弁することにより前記受圧室を開閉するリリーフ弁と、
前記ハウジング内に設けられ、前記リリーフ弁と当接して当該リリーフ弁の前記軸方向の移動を規制する規制部材と、を有し、
前記受圧室内の圧力が所定圧力よりも高くなった場合には、前記リリーフ弁を前記規制部材に当接させて前記リリーフ弁の前記軸方向の移動を規制することにより、前記軸方向に移動する前記移動体から前記リリーフ弁を離間させて、前記リリーフ弁を開弁状態にすること、
を特徴とする圧力調整弁。 With the housing
It has a pressure receiving chamber and a moving body provided in the housing, and has.
The moving body is a pressure adjusting valve that can move in the axial direction of the moving body according to the pressure in the pressure receiving chamber.
A relief valve that is provided so as to be movable in the axial direction according to the pressure in the pressure receiving chamber in the housing and that opens and closes the pressure receiving chamber by separating or contacting the moving body and opening and closing the valve. ,
It has a regulating member provided in the housing, which comes into contact with the relief valve and regulates the axial movement of the relief valve.
When the pressure in the pressure receiving chamber becomes higher than the predetermined pressure, the relief valve moves in the axial direction by abutting the relief valve on the regulating member and restricting the axial movement of the relief valve. To separate the relief valve from the moving body and open the relief valve.
A pressure regulating valve characterized by.
前記移動体は、非弾性体により形成されるピストンであること、
を特徴とする圧力調整弁。 In the pressure regulating valve of claim 1,
The moving body is a piston formed by an inelastic body.
A pressure regulating valve characterized by.
Priority Applications (1)
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JP2020122949A JP2022019228A (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Pressure adjustment valve |
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JP2020122949A Pending JP2022019228A (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Pressure adjustment valve |
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