JP6641125B2 - Ultra high pressure reducing valve - Google Patents
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Description
本発明は、超高圧の流体の減圧弁に関する。 The present invention relates to a pressure reducing valve for an ultra-high pressure fluid.
近年、車両の動力用エネルギー源として、実用的な燃料電池の開発が進められている。この燃料電池は、水素と酸素との電気化学反応を利用して発電するシステムであり、その一例としては、固体高分子型燃料電池がある。この固体高分子型燃料電池は、複数のセルを積層することで構成されたスタックを備えている。このスタックを構成するセルは、アノード（燃料極）とカソード（空気極）とを備えており、このアノードとカソードとの間には、イオン交換基としてスルフォン酸基を有する固体高分子電解質が介在している。 In recent years, practical fuel cells have been developed as energy sources for powering vehicles. This fuel cell is a system that generates electric power by utilizing an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. One example is a polymer electrolyte fuel cell. The polymer electrolyte fuel cell includes a stack formed by stacking a plurality of cells. The cell constituting this stack includes an anode (fuel electrode) and a cathode (air electrode), and a solid polymer electrolyte having a sulfonic acid group as an ion exchange group is interposed between the anode and the cathode. are doing.
アノードには水素を含む燃料ガスが供給され、カソードには酸化剤として酸素を含むガス、一例として空気が供給される。アノードに燃料ガスが供給されることで、燃料ガスに含まれる水素がアノードを構成する触媒層の触媒と反応し、これによって水素イオンが発生する。発生した水素イオンは固体高分子電解質膜を通過して、カソードで酸素と電気化学反応を起こす。この電気化学反応により発電される仕組みとなっている。 A fuel gas containing hydrogen is supplied to the anode, and a gas containing oxygen as an oxidant, for example, air is supplied to the cathode. When the fuel gas is supplied to the anode, the hydrogen contained in the fuel gas reacts with the catalyst of the catalyst layer constituting the anode, thereby generating hydrogen ions. The generated hydrogen ions pass through the solid polymer electrolyte membrane and cause an electrochemical reaction with oxygen at the cathode. Power is generated by this electrochemical reaction.
ところで、燃料電池には、上記のように水素を含む燃料ガスが用いられるが、このような燃料を搭載するための燃料の形態には、液体、固体、気体等の各種形態がある。このような形態のうち、最も簡便な方法としては、水素ガスを高圧で貯蔵する方法や圧縮天然ガス（CNG）を高圧で貯蔵して二酸化炭素との混合ガスとして燃料電池に供給する方法等がある。 By the way, a fuel gas containing hydrogen is used for a fuel cell as described above. There are various forms of fuel for mounting such a fuel, such as liquid, solid, and gas. Among these forms, the simplest method is to store hydrogen gas at high pressure, or to store compressed natural gas (CNG) at high pressure and supply it to the fuel cell as a mixed gas with carbon dioxide. is there.
上記のような水素ガスや圧縮天然ガスは、低圧では体積が大きくなってしまう。このため、限られた車両のスペースに搭載するにあたり、炭素繊維複合材料等で製造したタンクに、３５ＭＰａや７０ＭＰａの超高圧の状態で貯蔵される。 The hydrogen gas and the compressed natural gas as described above increase in volume at low pressure. For this reason, when mounted in a limited space of a vehicle, it is stored in a tank made of a carbon fiber composite material or the like in an ultra-high pressure state of 35 MPa or 70 MPa.
一方、高圧水素を燃料として用いる燃料電池システムでは、数十ミクロンの電解質膜を隔てて水素と空気が供給される。このため、水素と空気との間の圧力差を小さくすることが要求される。これに応じて、仮に、空気の圧力を上げると圧縮動力が追加され総合した効率が低下する。このことから、固体高分子型燃料電池では水素の圧力を数ＭＰａまで低下させて作動させることが一般的である。 On the other hand, in a fuel cell system using high-pressure hydrogen as fuel, hydrogen and air are supplied through an electrolyte membrane of several tens of microns. For this reason, it is required to reduce the pressure difference between hydrogen and air. Accordingly, if the air pressure is increased, the compression power is added, and the overall efficiency is reduced. For this reason, the polymer electrolyte fuel cell is generally operated with the hydrogen pressure reduced to several MPa.
したがって、上記のように、３５ＭＰａや７０ＭＰａの超高圧の状態でタンクに貯蔵された水素を、例えば、下記特許文献１に開示されているような減圧弁によって、燃料電池に供給することになる。
Therefore, as described above, hydrogen stored in the tank at an ultra-high pressure of 35 MPa or 70 MPa is supplied to the fuel cell by, for example, a pressure reducing valve disclosed in
特許文献１には、騒音を低減する制御バルブが開示されている。ポペット弁によって圧力が調整された流体を整流する流体制御部を備えている。これにより、ポペット弁を通過して流体に生じる渦流が流体制御部を通過することによって整流され、流体の渦流に起因する制御バルブの騒音を低減できるとしている。
しかし、特許文献１の制御バルブの構造では、一次側からの流体がポペット弁を通過する際、流体の流れが内向き、すなわち流体の流れが弁体の中心に集まるような流れが構成される。この構成では超高圧の流体において、圧力が調整されても渦流を防止することができないため、騒音を低減することについては十分な効果が期待できず、騒音を低減するという問題は解消できていない。
However, in the structure of the control valve disclosed in
また、特許文献２には、ガス放出防止圧力調整器の発明が開示され、レバー式圧力調整器が記載されている。この圧力調整器の弁体は、ゴムで構成され、通常使用される流体の圧力は０．４〜１．２ＭＰａである。特許文献２に記載された圧力調整器は、弁体がゴムで構成されているため、この弁機構を超高圧の流体には適用することは難しい。 Patent Document 2 discloses an invention of a pressure regulator for preventing gas release, and discloses a lever-type pressure regulator. The valve body of this pressure regulator is made of rubber, and the pressure of the fluid normally used is 0.4 to 1.2 MPa. In the pressure regulator described in Patent Literature 2, since the valve element is made of rubber, it is difficult to apply this valve mechanism to an ultrahigh-pressure fluid.
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、超高圧の流体を減圧する際に発生する騒音を低減することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to reduce noise generated when depressurizing an ultrahigh-pressure fluid.
本発明は、一次側流路に流入する流体を調圧して二次側流路に排出する減圧弁において、前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、前記弁座に対し変位可能に配置された弁体と、前記弁体の変位量に応じて開方向の推力を前記弁体に作用させるスプリングと、前記二次側流路の流体の圧力を受けて閉方向の推力を前記弁体に作用させるダイアフラムと、を備え、前記弁体及び前記弁座は、面で対峙し、前記弁体と前記弁座の対峙する面は、同心円状の凹凸部を備え、一方の凸部が他方の凹部に所定の隙間を設けて配置され、該隙間を調節することにより前記二次側流路の流体を調圧し、前記一次側流路に流入する流体が前記弁体と対峙する面の前記弁座の中央部から前記弁体との隙間の外側に向かって放射状に流れるようにしたことを特徴とする減圧弁である。 The present invention is a pressure reducing valve that regulates the fluid flowing into the primary flow path and discharges the fluid to the secondary flow path, and a valve seat provided between the primary flow path and the secondary flow path. A valve body displaceably disposed with respect to the valve seat, a spring for applying a thrust in an opening direction to the valve body in accordance with a displacement amount of the valve body, and a pressure of the fluid in the secondary flow path. A diaphragm for receiving thrust in the closing direction and acting on the valve body, wherein the valve body and the valve seat face each other, and the faces of the valve body and the valve seat facing each other have concentric irregularities. Part, one convex portion is disposed with a predetermined gap in the other concave portion, and by adjusting the gap, the pressure of the fluid in the secondary flow path is adjusted, and the fluid flowing into the primary flow path is provided. Flows radially from the center of the valve seat on the surface facing the valve body toward the outside of the gap with the valve body. A pressure reducing valve, characterized in that the.
本発明は、前記弁体と前記弁座の対峙する面の凹凸部の同心円状の前記弁体及び前記弁座の中心を含む断面は、鋸歯形状であり、その鋸歯形状が、前記弁体と前記弁座の周辺部に向かって次第に大きくなっていることを特徴とする減圧弁である。また、前記弁体と前記弁座の対峙する面の隙間が、前記弁体と前記弁座の周辺部に向かって次第に広くなっていることを特徴とする減圧弁である。 In the present invention, a cross section including the center of the concentric valve body and the center of the valve seat of the concavo-convex portion of the surface facing the valve body and the valve seat is a sawtooth shape, and the sawtooth shape is the same as the valve body. A pressure reducing valve characterized in that the pressure reducing valve gradually increases toward the periphery of the valve seat. Further, the pressure reducing valve is characterized in that a gap between surfaces of the valve body and the valve seat facing each other gradually increases toward a periphery of the valve body and the valve seat.
本発明によれば、超高圧の流体を減圧する際に発生する騒音を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce noise generated when depressurizing an ultrahigh-pressure fluid.
本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る減圧弁の構成を示す断面図である。図２は、その減圧弁の構成を示す斜視図である。
図１及び図２に示す減圧弁１は、燃料電池システムに用いられ、燃料タンク（以下流体供給源という）から導かれる、例えば、超高圧の３０〜７０ＭＰａの燃料ガス（以下流体という）を数ＭＰａの所定値に減圧して燃料電池（以下流体出力先という）に供給するものである。なお、減圧弁１は、燃料ガスとして水素ガスに適用するものであるが、これに限らず、他の気体又は液体を使用する装置、設備等の高圧、大流量の流体が流れる回路に設けてもよい。
An embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the pressure reducing valve according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the pressure reducing valve.
The
減圧弁１は、そのケーシングとして、円柱形状の第１ハウジング１０と皿形状で第１ハウジング１０と連結するためのフランジ部を設けた第２ハウジング１１を備えている。第１と第２のハウジング内に、ダイアフラムスリット連結軸１３、スリット可動部（弁体）１４、スリット固定部（弁座）１５、ダイアフラム１９、調整バネ（スプリング）２１、補助バネ２６等が収容される。
The
第１ハウジング１０は、円柱形状の外周部に開口する供給ポート（一次側流路）２７と出力ポート（二次側流路）２８を備え、スリット可動部１４、スリット固定部１５等を収容する有底円柱形状の減圧室３０が形成され、減圧室３０の底面の中心部に補助バネ２６の一端を固定する減圧室３０の開口部より小さい有底円柱形状のガイド孔が形成される。
第１ハウジング１０に開口する供給ポート２７は円柱形状の開口部であり、その開口部底面からさらに中心に向かって貫通する貫通孔が形成されている。
The
The
第１ハウジング１０の減圧室３０の底面に設けられたガイド孔には、補助バネ２６が配置され、第１ハウジング１０とスリット可動部取付け板１２とを接続している。補助バネ２６は、流体の調圧値の基準値を調整するために用いられ、スリット可動部１４を閉方向に付勢している。
An
補助バネ２６に接続される円盤形状のスリット可動部取付け板１２には、スリット可動部１４が固定される。
スリット可動部１４とスリット固定部１５は、面で対峙し、その隙間を調節することにより弁を開閉する。スリット可動部１４とスリット固定部１５の対峙する面は、同心円状の凹凸部を備え、一方の凸部が他方の凹部に所定の隙間を設けて配置され、その凹凸部は同心円状の弁体及び弁座の中心を含む断面が鋸歯形状に形成されている。一次側流路に流入する流体がスリット固定部１５の中心部からスリット間の隙間を外側に向かって放射状に流れるようになっている。
The slit
The slit
また、スリット可動部１４とスリット固定部１５の対峙する面は、対峙する面の中心から周辺に向かって波紋状であって、その波形は同心円状の弁体及び弁座の中心を含む断面が鋸歯形状に形成されていてもよい。
Further, facing surfaces of the slit
対峙する面の鋸歯形状は、スリット固定部１５の中心から周辺部に向かって次第に大きくなっていくように形成されている。また、スリット可動部１４とスリット固定部１５の隙間が、中心から周辺部に向かって次第に広くなるように形成されている。
The sawtooth shape of the facing surface is formed so as to gradually increase from the center of the
スリット固定部１５には、外周部から中心に向かって挿入孔が形成され、スリット固定部１５の中心から直角に、スリット可動部１４と対峙する面に向かって、挿入孔と連通して一次側流通路が形成される。外周部から中心に向かう挿入孔には、高圧導入管２４が挿入される。
高圧導入管２４は、内部に流体の一次側流通路を設けた細長円筒形状の導入管に環状のガイド部を設けられている。環状のガイド部は、第１ハウジング１０の供給ポート２７に嵌め込まれ、細長の導入管は、第1ハウジング１０の減圧室３０の開口部に固定されたスリット固定部１５に形成された挿入孔に挿入される。
An insertion hole is formed in the
The high-
スリット固定部１５が第１ハウジング１０に固定された後、高圧導入管２４がスリット固定部１５の挿入孔に挿入され、環状で雄ネジが外周部に設けられた導入管押さえ２５により高圧導入管２４が供給ポート２７の開口部に固定される。
After the
スリット可動部取付け板１２は、複数の（本実施形態では４本）円柱状のダイアフラムスリット連結軸１３が取付けられる。ダイアフラムスリット連結軸１３は、スリット可動部取付け板１２にカシメされるか、ダイアフラムスリット連結軸１３の下部に形成された雄ネジが、スリット可動部取付け板１２に形成されたタップ孔に螺合され、溶接で固定される。
A plurality of (four in the present embodiment) columnar diaphragm slit
スリット固定部１５が固定されるスリット固定部取付け板（取付け部）１６には、ダイアフラムスリット連結軸１３が摺動可能となる貫通孔が設けられている。スリット可動部１４と一体化したダイアフラムスリット連結軸１３が、この貫通孔を通してダイアフラムと連結され、圧力調整の機能が実現される。
A slit fixing portion mounting plate (mounting portion) 16 to which the
第２ハウジング１１とダイアフラム１９とにより形成される空間は、大気圧が導入される背圧室２９である。背圧室２９には調整バネ２１が配置され、調整ネジ２３とダイアフラム１９とを接続している。調整ネジ２３は流体の調圧値の基準値を設定するために用いられ、ダイアフラム１９を背圧室とは逆側に付勢している。
The space formed by the
ダイアフラムスリット連結軸１３の先端に形成された雄ネジは、スリット連結軸取付け板１８を貫通し、ナットでスリット連結軸取付け板１８に固定される。
スリット連結軸取付け板１８には、円盤形状で雄ネジが形成されたダイアフラム連結部３１が取り付けられている。
A male screw formed at the tip of the diaphragm
A disk-shaped
このダイアフラム連結部３１の上部に形成された雄ネジはダイアフラム１９及び調整バネ保持部２０を貫通し、調整バネ保持部２０の上側からナットで固定される。
ダイアフラム連結部３１は、スリット連結軸取付け板１８の中心部の穴に嵌合され上下方向から調整バネ２１と補助バネ２６により付勢され拘束される。
The male screw formed on the upper part of the
The
ダイアフラムスリット連結軸１３とスリット連結軸取付け板１８は、ナットで固定されるが、ダイアフラムスリット連結軸１３とスリット連結軸取付け板１８を一体化させて、ダイアフラムスリット連結軸１３は、スリット可動部取付け板１２の下面でナットにより固定することもできる。
本実施形態ではダイアフラムスリット連結軸１３の本数は４本としているが、６本、８本と増加する場合には、下面で固定するようにしてもよい。
The diaphragm
In the present embodiment, the number of the diaphragm slit
以上のような構成により、スリット可動部１４には、調整バネ２１から受ける開方向の推力、ダイアフラム１９を介して出力ポート２８の流体から受ける閉方向の推力、補助バネ２６から受ける閉方向の推力が作用する。
調整バネ２１と補助バネ２６とでは、調整バネ２１の方のバネ力が大きいので、スリット可動部１４には、二つの調整バネ２１、補助バネ２６のバネ力の差とスリット可動部１４の変位量に応じた大きさの推力が開方向に作用している。スリット可動部１４に作用するこれらの推力がバランスすることにより、出力ポート２８の流体の圧力を略一定圧に維持する自動調圧機能が減圧弁１に具備される。
With the above-described configuration, the thrust in the opening direction received from the adjusting
Since the spring force of the
例えば、出力ポート２８の流体の圧力が低下し、それに伴って減圧室３０の圧力が低下したときには、ダイアフラム１９が減圧室３０の流体から受ける力が低下するので、スリット可動部１４の閉方向の推力が低下してスリット可動部１４は開方向に駆動される。その結果、減圧室３０の流体の圧力は、スリット可動部１４の開度の増大に伴い上昇し、再び一定圧に維持されるようになる。
For example, when the pressure of the fluid in the
逆に、出力ポート２８の流体の圧力が上昇したときには、ダイアフラム１９が減圧室３０の流体から受ける力が増大するのに伴い、スリット可動部１４は、閉方向に駆動され、出力ポート２８の流体の圧力はスリット可動部１４の開度の減少に伴い、再び一定圧に維持されるようになる。
Conversely, when the pressure of the fluid at the
このようにして、図１に示す供給ポート２７から供給される超高圧の流体は、高圧導入管２４を経由してスリット固定部１５の中心部に導かれる。さらに、スリット固定部１５とスリット可動部１４との隙間を放射状に外側に流れて減圧され、減圧室３０から出力ポート２８を経由して出力される。
In this way, the ultrahigh-pressure fluid supplied from the
上記のように構成された減圧弁１は、自動調圧機能に加え、超高圧の流体がスリット固定部１５の中心からスリット可動部１４との隙間を外側の周辺部に向かって放射状に流れ、鋸歯形状の隙間を通過する際に膨張・収縮を繰り返しながら圧力を低下させる。
このような構造により、超高圧の減圧弁の騒音を低減することができる。
In the
With such a structure, the noise of the ultrahigh pressure reducing valve can be reduced.
なお、スリット可動部１４とスリット固定部１５の対峙する面は、同心円状の凹凸部を備え、一方の凸部が他方の凹部に所定の隙間を設けて配置され、その凹凸部は同心円状の弁体及び弁座の中心を含む断面が鋸歯形状に形成されているが、この形状に限らない。
図３乃至５は、スリット可動部１４とスリット固定部１５で構成する減圧機構（以下、スリット減圧機構部という）の他の形状の断面の概略図である。図３の形状は矩形歯形状であり、図４の形状は台形歯形状であり、図５の形状は正弦波又は円弧の形状である。
The opposing surfaces of the slit
3 to 5 are schematic views of cross sections of other shapes of a pressure reducing mechanism (hereinafter, referred to as a slit pressure reducing mechanism) configured by the slit
図６は、本実施形態に係る鋸歯形状のスリット減圧機構部、及び台形歯形状のスリット減圧機構部の騒音低減効果を、従来のニードルバルブと比較した図である。図６に示す横軸は単位時間あたりの流量であり、縦軸は測定した騒音の大きさでありデシベル（ｄＢ）で示す。
高圧空気（ここでは３ＭＰａ）をスリット固定部１５の中心ポートから供給し、流量を調節して、スリット可動部１４の上方０．５ｍの位置で騒音を測定したものである。
FIG. 6 is a diagram comparing the noise reduction effect of the sawtooth-shaped slit pressure reducing mechanism and the trapezoidal tooth-shaped slit pressure reducing mechanism according to the present embodiment with the conventional needle valve. The horizontal axis shown in FIG. 6 is the flow rate per unit time, and the vertical axis is the magnitude of the measured noise, which is shown in decibels (dB).
High-pressure air (here, 3 MPa) is supplied from the center port of the
流量１５０ｌ／ｍｉｎ（ＡＮＲ）では、鋸歯形状のスリット減圧機構部とニードルバルブと比較して、２２ｄＢの差があり騒音低減の効果がある。また、スリット減圧機構部の形状の鋸歯形状と台形歯形状では、流量１５０ｌ／ｍｉｎ（ＡＮＲ）で３ｄＢの差があり、鋸歯形状が台形歯形状より騒音低減の効果がある。 At a flow rate of 150 l / min (ANR), there is a difference of 22 dB as compared with the sawtooth-shaped slit pressure reducing mechanism and the needle valve, which has an effect of reducing noise. Further, there is a difference of 3 dB between the sawtooth shape and the trapezoidal shape of the slit pressure reducing mechanism at a flow rate of 150 l / min (ANR), and the sawtooth shape is more effective in reducing noise than the trapezoidal shape.
本発明に係る減圧弁１の用途としては、燃料電池システムにおいて燃料電池のアノードに供給される燃料ガス圧力制御手段として用いるのが好適である。
As a use of the
図７は、本発明に係る第２の実施形態の減圧弁の構成を示す断面図である。図８はその減圧弁の左断面図である。
図７及び図８に示す減圧弁１００は、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１１１、第３ハウジング１５３を備え、各ハウジングはボルトで固定される。
第１ハウジング１１０内には、調整桿１４１、揺動レバー（梃子）１４２、連結ピン１４３、揺動レバー１４２の支点軸１４４、ロッド１４５が収容される。これらは、第２の実施形態のリンク機構部を構成する。また、第１ハウジング１１０には、出力ポート（二次側流路）１２８が開口され、減圧室１３０、ロッド１４５の挿入孔と連通路１４６が形成される。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a pressure reducing valve according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a left sectional view of the pressure reducing valve.
The
In the
第２ハウジング内１１１には、調整バネ（スプリング）１２１、調整バネ保持板１２０、ダイアフラム１１９が収容され、調整ネジ１２３が挿入される挿入孔を備える。
The
第３ハウジング１５３は、スリット可動部（弁体）１１４、スリット固定部（弁座）１１５、プラグ１５２が収容される。
第３ハウジング１５３は、有底の円筒形状で、その底面には、ロッド１４５の貫通孔と連通路１４６が形成されている。円筒形状の開口部には、通路孔１４８、ガイド孔１４９、ネジ孔１５０が形成され、通路孔１４８、ガイド孔１４９、ネジ孔１５０の順で、開口部の径が大きくなっている。
The
The
すなわち、スリット可動部１１４に連結されたロッド１４５が底面のロッド１４５の貫通孔に挿入された後、通路孔１４８とガイド孔１４９との境界までスリット固定部１１５のフランジ部が挿入され、フランジ部がガイド孔１４９に嵌合される。プラグ１５２はガイド孔１４９に嵌合され、ガイド孔１４９より半径の大きい外周部のネジにより、ネジ孔１５０に螺合される。プラグ１５２には供給ポート１２７（一次側流路）が開口している。
このようにして、スリット固定部１１５が第３ハウジング１５３に固定される。
That is, after the
Thus, the
本実施形態の減圧弁１００は、ダイアフラム１１９と連動するレバー式のリンク機構部を有する。
このリンク機構部は、略逆Ｌ字形の梃子であって、逆Ｌ字形の短辺の端部を支点とし、逆Ｌ字形の長辺の端部を力点として、その力点に開方向又は閉方向の推力を作用させ、逆Ｌ字形の屈曲部の短辺側に作用点を設けて、力点の変化を略直角方向に変換して作用点と弁体とを連結するよう構成されている。
The
The link mechanism is a substantially inverted L-shaped lever, with the end of the short side of the inverted L-shape as a fulcrum, and the end of the long side of the inverted L-shape as a point of force. And a point of action is provided on the short side of the bent portion of the inverted L-shape to convert the change in the point of force into a substantially right angle direction to connect the point of action and the valve element.
出力ポート１２８の流体が消費されて、減圧室１３０の圧力が低下すると、ダイアフラム１１９が図７の下方に撓む。ダイアフラム１１９は調整バネ１２１に押されて、調整桿１４１が揺動レバー１４２を作動させて、揺動レバー１４２の支点軸１４４を支点として、揺動レバー１４２を左旋させる。揺動レバー１４２とロッド１４５は連結ピン１４３で係合されている。揺動レバー１４２の連結ピン１４３が、ロッド１４５を左に引くことになるので、ロッド１４５の先端に固定されたスリット可動部１１４が、対峙する面から離れる。
When the fluid in the
スリット可動部１１４とスリット固定部１１５は、面で対峙し、その隙間を調節することにより弁を開閉する。スリット可動部１１４とスリット固定部１１５の対峙する面は、
同心円状の凹凸部を備え、一方の凸部が他方の凹部に所定の隙間を設けて配置され、その同心円状の弁体及び弁座の中心を含む断面が鋸歯形状に形成されている。一次側流路に流入する流体がスリット固定部１１５の中心部からスリット間の隙間を外側に向かって放射状に流れるようになっている。
The slit
A concentric concave-convex portion is provided, one convex portion is disposed with a predetermined gap in the other concave portion, and a cross section including the center of the concentric valve element and the center of the valve seat is formed in a sawtooth shape. The fluid flowing into the primary flow path flows radially outward from the center of the
また、スリット可動部１１４とスリット固定部１１５の対峙する面は、対峙する面の中心から周辺に向かって波紋状であって、その波形は同心円状の弁体及び弁座の中心を含む断面が鋸歯形状に形成されていてもよい。
Further, facing surfaces of the slit
対峙する面の鋸歯形状は、スリット固定部１１５の中心から周辺部に向かって次第に大きくなっていくように形成されている。また、スリット可動部１１４とスリット固定部１１５の隙間が、中心から周辺部に向かって次第に広くなるように形成されている。
The sawtooth shape of the facing surface is formed so as to gradually increase from the center of the
供給ポート１２７から流入する超高圧の流体は、スリット固定部１１５とスリット可動部１１４との隙間を放射状に外側に流れ、スリット可動部１１４の周囲に形成された制御室１５１を通り、連通路１４６を通って、減圧室１３０から出力ポート１２８から流出する。
このように構成することで、超高圧の流体を減圧する際に発生する騒音を低減することができる。
The ultra-high pressure fluid flowing from the
With this configuration, it is possible to reduce noise generated when depressurizing an ultrahigh-pressure fluid.
図９は、第３の実施形態に係る減圧弁の構成を示す断面図である。
第３の実施形態の減圧弁２００は、第２の実施形態とは、スリット可動部２１４とスリット固定部２１５の対峙する面の形状が異なっている。第３の実施形態のスリット可動部２１４とスリット固定部２１５の対峙する面は、テーパー形状に形成されている。
第３の実施形態は、テーバー形状であることを除く他の構造は第２の実施形態と同じである。よって、詳細の説明は省略する。
このように構成することで、超高圧の流体を減圧する際に発生する騒音を低減することができる。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a pressure reducing valve according to the third embodiment.
The
The third embodiment is the same as the second embodiment except for the Taber shape. Therefore, detailed description is omitted.
With this configuration, it is possible to reduce noise generated when depressurizing an ultrahigh-pressure fluid.
図１０は、第４の実施形態に係る減圧弁の構成を示す断面図である。
第４の実施形態の減圧弁３００は、第２の実施形態とは、スリット可動部３１４とスリット固定部３１５の対峙する面の形状が異なっている。第４の実施形態のスリット可動部３１４とスリット固定部３１５の対峙する面は、平面に形成されている。
第４の実施形態は、上記平面であることを除く他の構造は第２の実施形態と同じである。よって、詳細の説明は省略する。
このように構成することで、超高圧の流体を減圧する際に発生する騒音を低減することができる。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a pressure reducing valve according to the fourth embodiment.
The
The structure of the fourth embodiment is the same as that of the second embodiment except for the plane. Therefore, detailed description is omitted.
With this configuration, it is possible to reduce noise generated when depressurizing an ultrahigh-pressure fluid.
１・・・減圧弁、１０・・・第１ハウジング、１１・・・第２ハウジング、１２・・・スリット可動部取付け板、１３・・・ダイアフラムスリット連結軸、１４・・・スリット可動部、１５・・・スリット固定部、１６・・・スリット固定部取付け板、１７・・・ボルト、１８・・・スリット連結軸取付け板、１９・・・ダイアフラム、２０・・・調整バネ保持部、２１・・・調整バネ、２２・・・ボルト、２３・・・調整ネジ、２４・・・高圧導入管、２５・・・導入管押さえ、２６・・・補助バネ、２７・・・供給ポート、２８・・・出力ポート、２９・・・背圧室、３０・・・減圧室、３１・・・ダイアフラム連結部、１００、２００、３００・・・減圧弁、１１０・・・第１ハウジング、１１１・・・第２ハウジング、１１４、２１４、３１４・・・スリット可動部、１１５、２１５、３１５・・・スリット固定部、１１９・・・ダイアフラム、１２０・・・調整バネ保持部、１２１・・・調整バネ、１２３・・・調整ネジ、１２７・・・供給ポート、１２８・・・出力ポート、１２９・・・背圧室、１４１・・・調整桿、１４２・・・揺動レバー、１４３・・・連結ピン、１４４・・・支点軸、１４５・・・ロッド、１４６・・・連通路、１４８・・・通路孔、１４９・・・ガイド孔、１５０・・・ネジ孔、１５２・・・プラグ、１５３・・・第３ハウジング。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、
前記弁座に対し変位可能に配置された弁体と、
前記弁体の変位量に応じて開方向の推力を前記弁体に作用させるスプリングと、
前記二次側流路の流体の圧力を受けて閉方向の推力を前記弁体に作用させるダイアフラムと、を備え、
前記弁体及び前記弁座は、面で対峙し、前記弁体と前記弁座の対峙する面は、同心円状の凹凸部を備え、一方の凸部が他方の凹部に所定の隙間を設けて配置され、該隙間を調節することにより前記二次側流路の流体を調圧し、前記一次側流路に流入する流体が前記弁体と対峙する面の前記弁座の中央部から前記弁体との隙間の外側に向かって放射状に流れるようにしたことを特徴とする減圧弁。 In a pressure reducing valve that regulates a fluid flowing into the primary flow path and discharges the fluid to the secondary flow path,
A valve seat provided between the primary flow path and the secondary flow path,
A valve body displaceably disposed with respect to the valve seat,
A spring that applies a thrust in the opening direction to the valve body according to the displacement amount of the valve body,
A diaphragm that receives a pressure of the fluid in the secondary flow path and applies a thrust in a closing direction to the valve body.
The valve element and the valve seat face each other, and the opposing surfaces of the valve element and the valve seat include concentric concave and convex portions, with one convex portion providing a predetermined gap in the other concave portion. The pressure of the fluid in the secondary flow path is adjusted by adjusting the gap, and the fluid flowing into the primary flow path is adjusted from the center of the valve seat on the surface facing the valve body to the valve body. A pressure reducing valve characterized in that it flows radially toward the outside of the gap between the pressure reducing valve.
前記弁体と前記弁座の対峙する面の同心円状の凹凸部は、前記凹凸部の同心円状の前記弁体及び前記弁座の中心を含む断面が鋸歯形状であることを特徴とする減圧弁。 The pressure reducing valve according to claim 1,
The concentric concavo-convex portion of the opposing surface of the valve body and the valve seat has a saw-toothed cross section including the concentric valve body of the concavo-convex portion and the center of the valve seat. .
前記一次側流路と前記二次側流路との間に設けられた弁座と、
前記弁座に対し変位可能に配置された弁体と、
前記弁体の変位量に応じて開方向の推力を前記弁体に作用させるスプリングと、
前記二次側流路の流体の圧力を受けて閉方向の推力を前記弁体に作用させるダイアフラムと、を備え、
前記弁体及び前記弁座は、面で対峙し、前記弁体と前記弁座の隙間を調節することにより前記二次側流路の流体を調圧し、前記弁体と前記弁座の対峙する面が、波紋状で該波紋の同心円状の前記弁体及び前記弁座の中心を含む断面が鋸歯形状であり、前記一次側流路に流入する流体が前記弁体と対峙する面の前記弁座の中央部から前記弁体との隙間の外に向かって放射状に流れるようにしたことを特徴とする減圧弁。 In a pressure reducing valve that regulates a fluid flowing into the primary flow path and discharges the fluid to the secondary flow path,
A valve seat provided between the primary flow path and the secondary flow path,
A valve body displaceably disposed with respect to the valve seat,
A spring that applies a thrust in the opening direction to the valve body according to the displacement amount of the valve body,
A diaphragm that receives a pressure of the fluid in the secondary flow path and applies a thrust in a closing direction to the valve body.
The valve body and the valve seat face each other, and a fluid in the secondary flow path is adjusted by adjusting a gap between the valve body and the valve seat, and the valve body and the valve seat face each other. The cross-section including the center of the valve body and the valve seat , the surface of which is a ripple and the concentric shape of the ripple is a saw-tooth shape, and the fluid flowing into the primary-side flow path faces the valve with the valve. A pressure reducing valve characterized in that it flows radially from the center of the seat to the outside of the gap with the valve body.
前記弁体と前記ダイアフラムが複数の連結軸で接続され、前記弁体と前記ダイアフラムの間に、前記弁座が取り付けられた取付け部がハウジングに固定され、前記取付け部に前記連結軸が摺動可能となる貫通孔が設けられたことを特徴とする減圧弁。 The pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 3,
The valve body and the diaphragm are connected by a plurality of connection shafts, and a mounting portion to which the valve seat is mounted is fixed to a housing between the valve body and the diaphragm, and the connection shaft slides on the mounting portion. A pressure reducing valve having a through hole that can be provided.
前記一次側流路に設けられた弁座と、
前記弁座に対し変位可能に配置された弁体と、
前記弁体の変位量に応じて開方向の推力を前記弁体に作用させるスプリングと、
前記二次側流路の流体の圧力を受けて閉方向の推力を前記弁体に作用させるダイアフラムと、
前記スプリング及び前記ダイアフラムによる開方向又は閉方向の推力を前記弁体に作用させるリンク機構部と、を備え、
前記弁体及び前記弁座は、面で対峙し、前記弁体及び前記弁座の隙間を調節することにより前記二次側流路の流体を調圧し、前記一次側流路に流入する流体が前記弁体の対峙する面の前記弁座の中央部から前記弁体との隙間の外側に向かって放射状に流れるようにし、
前記リンク機構部は、略逆Ｌ字形の梃子であって、該逆Ｌ字形の短辺の端部を支点とし、前記逆Ｌ字形の長辺の端部を力点として、該力点に前記開方向又は閉方向の推力を作用させ、前記逆Ｌ字形の屈曲部の前記短辺側に作用点を設け、前記力点の変化を略直角方向に変換して、前記作用点と前記弁体とを連結し、
前記弁体と前記弁座の対峙する面は、同心円状の凹凸部を備え、一方の凸部が他方の凹部に所定の隙間を設けて配置され、同心円状の前記弁体及び前記弁座の中心を含む断面が鋸歯形状であり、
前記弁体と前記弁座の対峙する面の前記鋸歯形状が、前記弁体と前記弁座の周辺部に向かって次第に大きくなっていることを特徴とする減圧弁。 In a pressure reducing valve that regulates a fluid flowing into the primary flow path and discharges the fluid to the secondary flow path,
A valve seat provided in the primary flow path,
A valve body displaceably disposed with respect to the valve seat,
A spring that applies a thrust in the opening direction to the valve body according to the displacement amount of the valve body,
A diaphragm that receives a pressure of the fluid in the secondary flow path and causes a thrust in a closing direction to act on the valve body;
A link mechanism that applies a thrust in the opening direction or the closing direction by the spring and the diaphragm to the valve body,
The valve element and the valve seat face each other, and the pressure of the fluid in the secondary flow path is adjusted by adjusting a gap between the valve element and the valve seat. From the central portion of the valve seat on the surface facing the valve body to radially flow toward the outside of the gap with the valve body,
The link mechanism is a lever having a substantially inverted L-shape, with the end of the short side of the inverted L-shape as a fulcrum, and the end of the long side of the inverted L-shape as a point of force. Alternatively, a thrust in the closing direction is applied, an action point is provided on the shorter side of the inverted L-shaped bent portion, and the change in the force point is converted to a substantially right angle direction to connect the action point to the valve body. And
Opposite surfaces of the valve body and the valve seat are provided with concentric concave and convex portions, and one convex portion is disposed with a predetermined gap in the other concave portion, and the concentric valve body and the valve seat are provided. The cross section including the center has a sawtooth shape,
A pressure reducing valve, wherein the saw-tooth shape of a surface facing the valve body and the valve seat gradually increases toward the periphery of the valve body and the valve seat.
前記弁体と前記弁座の対峙する面の前記鋸歯形状が、前記弁体と前記弁座の周辺部に向かって次第に大きくなっていることを特徴とする減圧弁。 The pressure reducing valve according to claim 2 or 3 ,
The pressure reducing valve, wherein the saw-tooth shape of a surface of the valve body facing the valve seat gradually increases toward a periphery of the valve body and the valve seat.
前記弁体と前記弁座の対峙する面の隙間が、前記弁体と前記弁座の周辺部に向かって次第に広くなっていることを特徴とする減圧弁。 The pressure reducing valve according to any one of claims 1 to 6 ,
A pressure reducing valve, wherein a gap between surfaces of the valve body and the valve seat facing each other gradually increases toward a periphery of the valve body and the valve seat.
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|---|---|---|---|---|
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