(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記の逆止弁では、ガスが流れる流路の下流側に渦が生じことがある。すると、この渦によって排出口からバルブホルダ内に水が入り込み、弁体が円滑に動作されなくなるおそれがある。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、内部への水の浸入を抑制して円滑な動作を維持させることが可能な逆止弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の逆止弁は、
一端側に流入路を有するとともに他端側に流出路を有する収容空間と、
開口側を前記流入路へ向けて前記収容空間内に収容された有底円筒状のスペーサと、
前記スペーサの前記開口側に配置された弁座と、
前記スペーサ内の保持部に軸方向へ移動可能に収容されたポペットと、
前記ポペットを前記弁座へ向かって付勢して密着させる付勢部材と、
前記スペーサにおける前記開口側に設けられた連通路と、
前記スペーサの外周面と前記収容空間の内周面との間に設けられ、前記連通路及び前記流出路に連通された流路と、
を備え、
前記スペーサは、前記保持部と前記流路とに連通する排出孔を有し、
前記排出孔は、前記スペーサの前記連通路よりも前記底部側に設けられ、前記スペーサの径方向に沿って形成されて前記外周面で開口されている。
【0007】
上記構成の逆止弁によれば、排出孔によって保持部が流路と連通されているため、ポペットが移動する際に保持部におけるポペットとスペーサの底部との間の空間が圧抜きされ、ポペットを円滑に移動させることができる。
また、流路を流れるガスに下流側の流出路近傍で渦が生じたとしても、排出孔は、スペーサの連通路よりも底部側において、径方向に沿って形成されて外周面で開口されているので、ガスに生じた渦の影響で排出孔から水が入り込むのを抑制でき、浸入した水が凍結することによるポペットの動作不良を抑制して、ポペットの円滑な動作を維持させることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明の逆止弁によれば、内部への水の浸入を抑制して円滑な動作を維持させることが可能な逆止弁を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の実施形態に係る逆止弁が組み込まれたバルブの断面図である。
【
図4】各種のスペーサの例を説明する図であって、(a)から(e)はスペーサの軸方向に沿う断面図及びA−A断面図である。
【
図5】各種のスペーサの例を説明する図であって、(a)及び(b)はスペーサの軸方向に沿う断面図及びA−A断面図である。
【
図6】各種のスペーサの例を説明する図であって、(a)から(c)はスペーサの軸方向に沿う断面図及びA−A断面図である。
【
図7】各種のスペーサの例を説明する図であって、(a)から(d)はスペーサの軸方向に沿う断面図及びA−A断面図である。
【
図8】各種のスペーサの例を説明する図であって、(a)から(d)はスペーサの軸方向に沿う断面図及びA−A断面図である。
【
図9】各種のスペーサの例を説明する図であって、(a)から(c)はスペーサの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係る逆止弁の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る逆止弁が組み込まれたバルブの断面図である。
【0011】
図1に示すように、本実施形態に係る逆止弁10は、バルブ1のケーシング1aに組み込まれている。バルブ1は、高圧貯留体(図示略)に組付けられる。高圧貯留体としては、例えば、燃料電池システムにおける水素タンクなどである。逆止弁10は、充填入口部11を有しており、この充填入口部11から供給される水素ガスなどのガスが高圧貯留体に充填される。そして、逆止弁10は、高圧貯留体からのガスの逆流を抑制する。
【0012】
バルブ1は、逆止弁10に繋がる第1流路2と、第1流路2に対して分岐点3から高圧貯留体に繋がる第2流路4と、第1流路2に対して分岐点3から開閉弁5に繋がる第2流路6とを有している。
【0013】
このバルブ1では、高圧貯留体にガスを充填する際に、充填入口部11から供給さるガスの圧力によって逆止弁10が開弁する。これにより、この逆止弁10を通過したガスが第1流路2及び第2流路4を通して高圧貯留体へ送り込まれて高圧貯留体にガスが充填される。
【0014】
図2は、本実施形態に係る逆止弁の断面図である。
【0015】
図2に示すように、逆止弁10は、弁座21と、スペーサ22と、ポペット23と、付勢部材24とを有している。これらの弁座21、スペーサ22、ポペット23及び付勢部材24は、バルブ1のケーシング1aに形成された収容空間12に組み込まれている。第1流路2は、収容空間12を形成する底面部12aにおける中心位置に連通されている。
【0016】
弁座21は、中心に孔部31を有する環状に形成されている。弁座21は、収容空間12における充填入口部11側の流入路12bに配置されている。
【0017】
スペーサ22は、弁座21側が開口した凹状の保持部41を有する有底の円筒形状に形成されている。スペーサ22は、円筒形状の胴体部42と、この胴体部42における第1流路2側の底部43とを有している。スペーサ22は、収容空間12内に収容されており、スペーサ22の外周面と収容空間12の内周面との間には、軸方向にわたって流路44が形成されている。この流路44には、上流側の流入路12b側から下流側の第1流路2側へ向かってガスが流される。
【0018】
スペーサ22には、胴体部42における弁座21側に、表裏に貫通する孔部からなる連通路45が形成されている。なお、この連通路45は、胴体部42の弁座21側の端部に溝部を形成することで設けてもよい。さらに、スペーサ22は、底部43における収容空間12の底面部12a側に、径方向に沿う溝状の流路46を有している。
【0019】
このスペーサ22は、その胴体部42に、排出孔47を有している。排出孔47は、連通路45よりもガスの流れの下流側である底部43の近傍位置で胴体部42の表裏に貫通するように形成されている。これにより、スペーサ22は、ポペット23を収容して保持する保持部41と外周側の流路44とが排出孔47によって連通されている。排出孔47は、スペーサ22における径方向に沿って形成されており、スペーサ22の外周面で開口されている。
【0020】
ポペット23は、スペーサ22の保持部41内に、軸方向に沿ってスライド可能に収容されて保持されている。ポペット23は、弁座21側の一端部に弁体部51を有している。弁体部51は、端部へ向かって次第に窄まる先細り形状に形成されている。ポペット23の他端には、バネ収容穴52が形成されている。このバネ収容穴52には、コイルバネからなる付勢部材24が収容されている。付勢部材24は、スペーサ22の底部43における保持部41側に形成された係合凹部41aに嵌め込まれて保持されている。これにより、ポペット23は、付勢部材24の付勢力によって弁座21側へ向かって付勢されている。そして、ポペット23の弁体部51が弁座21の孔部31に嵌め込まれて密着され、弁座21とポペット23との間がシールされる。
【0021】
上記構成の逆止弁10では、充填入口部11からガスが充填されると、ガスの充填圧によってポペット23が付勢部材24の付勢力に抗して下流側に押圧されて移動し、収容空間12の流入路12bに設けられた弁座21からポペット23の弁体部51が離間する。これにより、ガスは、弁座21とポペット23の弁体部51との隙間からスペーサ22の胴体部42の内側に入り込み、連通路45から流路44へ流れ込む。流路44に流れ込んだガスは、下流側へ流れてスペーサ22の底部43に形成された流路46を通り、第1流路2へ送り出される。これにより、充填入口部11から供給されたガスが高圧貯留体に充填される。
【0022】
充填入口部11からのガスの供給がなくなると、ポペット23へのガスの充填圧の付与がなくなる。これにより、ポペット23が付勢部材24によって上流側へ付勢され、弁体部51が弁座21の孔部31に嵌り込んで密着し、弁座21とポペット23との間がシールされる。これにより、高圧貯留体からのガスの逆流が抑制される。
【0023】
また、逆止弁10は、排出孔47によってスペーサ22の保持部41が外周側の流路44と連通されているため、ポペット23が移動する際に保持部41と流路44との間でガスが行き来して圧抜きされる。これにより、ポペット23がスペーサ22の保持部41内で円滑に移動する。
【0024】
ここで、参考例に係る逆止弁について説明する。
図3は、参考例に係る逆止弁の断面図である。
【0025】
図3に示すように、参考例に係る逆止弁10Aは、スペーサ22の底部43の中心に、軸方向に沿う排出孔47Aを有している。この排出孔47Aを有するスペーサ22を備えた逆止弁10Aの場合も、排出孔47Aによってスペーサ22の保持部41が外周側の流路44と連通されているため、ポペット23が移動する際に保持部41が圧抜きされ、ポペット23がスペーサ22の保持部41内で円滑に移動する。
【0026】
ところで、高圧貯留体へのガスの充填時に、流路44の下流側において、流路44を流れたガスが流路46に入り込む際に渦Vが生じる。すると、この渦Vによって排出孔47Aからスペーサ22の保持部41内にガスとともに水が入り込み、その浸入した水がポペット23の周囲に膜状に滞留することがある。したがって、低温環境下では、ポペット23の周囲の膜状の水が凍結してポペット23が固着し、動作不良が生じるおそれがある。
【0027】
これに対して、本実施形態に係る逆止弁10によれば、排出孔47は、スペーサ22の連通路45よりも底部43側において、径方向に沿って形成されてスペーサ22の外周面で開口されているので、ガスに生じた渦Vの影響で排出孔47からスペーサ22内に水が入り込むのを抑制でき、浸入した水が凍結することによるポペット23の動作不良を抑制して、ポペット23の円滑な動作を維持させることができる。しかも、スペーサ22内に万一水が入ったとしても、スペーサ22の外周側の流路44を流れるガスによってスペーサ22内の水が流路44へ吸い出される。
【0028】
なお、排出孔47は、スペーサ22の連通路45よりも底部43側において、径方向に沿って形成されてスペーサ22の外周面で開口されていれば、数、位置、形状等は限定されない。
【0029】
以下、本発明に係る逆止弁10を構成する各種の排出孔47を有するスペーサ22について説明する。
【0030】
図4(a)に示すスペーサ22は、周方向の一か所に排出孔47を設けたものである。
図4(b)に示すスペーサ22は、周方向の対向する二か所に排出孔47を設けたものである。
図4(c)に示すスペーサ22は、周方向の等間隔の三か所に排出孔47を設けたものである。
図4(d)に示すスペーサ22は、周方向の等間隔の四か所に排出孔47を設けたものである。
図4(e)に示すスペーサ22は、周方向の約90°異なる二か所に排出孔47を設けたものである。
【0031】
図5(a)に示すスペーサ22は、軸方向の二か所において、それぞれ周方向の等間隔の三か所に排出孔47を設けたものである。
図5(b)に示すスペーサ22は、軸方向の二か所において、それぞれ周方向の等間隔の四か所に排出孔47を設けたものである。
【0032】
図6(a)に示すスペーサ22は、内周側から外周側へ向かって流路44の上流側へ傾斜する排出孔47を、周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
図6(b)に示すスペーサ22は、内周側から外周側へ向かって流路44の下流側へ傾斜する排出孔47を、周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
図6(c)に示すスペーサ22は、軸方向の二か所において、内周側から外周側へ向かって流路44の下流側へ傾斜する排出孔47を、周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
【0033】
図7(a)に示すスペーサ22は、外周側の縁部に面取り部47aを有する排出孔47を周方向の一か所に設けたものである。
図7(b)に示すスペーサ22は、外周側の縁部に面取り部47aを有する排出孔47を周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
図7(c)に示すスペーサ22は、内周側の縁部に面取り部47bを有する排出孔47を周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
図7(d)に示すスペーサ22は、軸方向の二か所において、外周側の縁部及び内周側の縁部のそれぞれに面取り部47a,47bを有する排出孔47を周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
【0034】
図8(a)に示すスペーサ22は、内周側から外周側へ向かって窄まる排出孔47を 周方向の一か所に設けたものである。
図8(b)に示すスペーサ22は、内周側から外周側へ向かって窄まる排出孔47を周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
図8(c)に示すスペーサ22は、内周側から外周側へ向かって広がる排出孔47を周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
図8(d)に示すスペーサ22は、軸方向の二か所において、内周側から外周側へ向かって窄まる排出孔47を 周方向の等間隔の四か所に設けたものである。
【0035】
図9(a)に示すスペーサ22は、断面視円形状の排出孔47を有するものである。
図9(b)に示すスペーサ22は、断面視矩形状の排出孔47を有するものである。
図9(c)に示すスペーサ22は、断面視六角形状の排出孔47を有するものである。