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CN107850230A - 阀装置 - Google Patents

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CN107850230A
CN107850230A CN201580081719.5A CN201580081719A CN107850230A CN 107850230 A CN107850230 A CN 107850230A CN 201580081719 A CN201580081719 A CN 201580081719A CN 107850230 A CN107850230 A CN 107850230A
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CN
China
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gas
flow path
stream
pilot
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CN201580081719.5A
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花田知之
竹本真郎
竹本真一郎
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

提供一种即使在小型化了的情况下、也能够防止对从电磁致动器产生的热做出反应而气体释放阀误工作的阀装置。阀装置(100)具有:开闭阀(130),其配置于气体流路(120)的中途;以及熔栓阀(160),其具备随着气体的温度上升而工作的阀芯(161),并使气体向高压气体容器(20)的外部释放,熔栓阀的阀芯在气体从高压气体容器的供给口(23)朝向燃料电池(10)流动的路径上配置于气体流路内的比开闭阀靠上游侧的位置。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及一种阀装置。
背景技术
以往以来,公知有对气体向储藏高压气体的高压气体容器内外的流通进行控制的阀装置。在例如下述专利文献1中记载有被安装固定于高压气体容器的阀装置,该高压气体容器储藏向燃料电池供给的燃料气体。
在专利文献1所记载的阀装置设置有:气体流路,其与高压气体容器的内部连通;以及电磁驱动式的开闭阀,其对气体流路的开放和阻断进行切换。在使开闭阀工作之际,向成为驱动源的电磁致动器供给驱动电流,进行使开闭阀向开阀方向移动的操作。
不过,在安装固定于高压气体容器的阀装置,有时设置机械工作式的安全阀(气体释放阀),该安全阀在储藏到高压气体容器内的气体的温度上升了之际,感知气体的温度而使该气体向高压气体容器的外部释放。在例如具备上述的电磁驱动式的阀芯的阀装置中,也想到:通过设置这样的安全阀,能够在与气体的温度上升相应的恰当的时刻使气体向外部释放。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-264966号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,若在具备电磁驱动式的阀芯的阀装置设置上述那样的安全阀,则由于向电磁致动器供给的驱动电流而产生的热传递到安全阀,产生安全阀误工作的可能性。
另外,高压气体容器存在为了谋求设置空间的紧凑化、制造成本的削减而要求小型化的倾向,同样地,针对安装固定于高压气体容器的阀装置,也要求小型化。然而,若使阀装置小型化,则不得不使安全阀与电磁致动器接近地配置,因此,存在如下问题:对在电磁致动器产生的热做出反应而安全阀误工作的可能性进一步提高。
因此,本发明的目的在于提供一种即使在小型化了的情况下、也能够防止对从电磁致动器产生的热作出反应而气体释放阀误工作的阀装置。
用于解决问题的方案
根据本发明的一形态,提供一种被安装固定于高压气体容器的阀装置。阀装置具备:气体流路,其将高压气体容器的供给口和成为气体的供给对象的预定的对象物之间相连;开闭阀,其配置于气体流路的中途,对经由气体流路的气体的供给和供给的阻断进行切换;电磁致动器,其驱动开闭阀;以及气体释放阀,其具备随着气体的温度上升而工作的阀芯,使气体向高压气体容器的外部释放。并且,气体释放阀的阀芯在气体从供给口朝向对象物流动的路径上配置于气体流路内的比开闭阀靠上游侧的位置。
发明的效果
根据上述的形态,于在从高压气体容器向预定的对象物供给气体之际供气体流动的气体流路内配置有气体释放阀的阀芯,因此,能够使气体释放阀的阀芯周边的气体流动。并且,在气体流路的比开闭阀靠上游侧的位置配置有气体释放阀的阀芯,因此,在使开闭阀工作而供给气体之际,能够恰当地形成在气体释放阀的阀芯周边通过的气体的流动。由此,能够使气体释放阀的针对高压气体容器内的气体的温度变化的灵敏度提高。而且,在气体的流动中配置有气体释放阀的阀芯,因此,利用由气体的流动带来的隔热效果,能够抑制从电磁致动器产生的热向气体释放阀的阀芯传递。因而,能够提供一种即使在小型化了的情况下、也能够防止对从电磁致动器产生的热做出反应而气体释放阀误工作的阀装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的阀装置的使用例的概略图。
图2是本发明的第1实施方式的阀装置的立体图。
图3是本发明的第1实施方式的阀装置的剖视图。
图4是将图3中以单点划线表示的4A部分放大而得到的图,是表示开闭阀使第1流路封闭后的状态的图。
图5是将图3中以单点划线表示的4A部分放大而得到的图,是表示开闭阀使第1流路开放后的状态的图。
图6是本发明的第2实施方式的阀装置的立体图。
图7是本发明的第2实施方式的阀装置的剖视图。
图8是本发明的第3实施方式的阀装置的剖视图。
具体实施方式
以下,参照所附的附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在附图的说明中,对相同的要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。另外,出于说明的方便,附图的尺寸比率存在被夸张、与实际的比率不同的情况。
<第1实施方式>
在图1中示出实施方式的阀装置100的使用例。在该使用例中,将阀装置100适用于被搭载于燃料电池车的燃料电池系统1。
阀装置100安装固定于高压气体容器20,该高压气体容器20储藏有向燃料电池(燃料电池组)10供给的燃料气体(例如,氢气)。阀装置100用作对气体向高压气体容器20内外的供给以及气体供给的阻断进行切换的截止阀。
高压气体容器20经由阀装置100和第1配管60a与插座(燃料补充口)50连结。
高压气体容器20经由阀装置100和第2配管60b与燃料电池10连结。在第2配管60b的中途配置有:调节器30,其进行向燃料电池10供给的气体的流量调整;以及调压阀40,其进行气体的压力调整。
高压气体容器20具有:容器主体部21,其在内部储藏气体;以及供给口23,其设置于容器主体部21的一端侧的端部。
高压气体容器20与例如燃料电池10一起搭载于燃料电池车。
容器主体部21能够由在例如合成树脂制的内衬形成有玻璃纤维、碳纤维等加强层的公知的材料形成。高压气体容器20的供给口23构成为使阀装置100能够拆装的安装固定用管接头(参照图3)。高压气体容器20构成为能够储藏例如最大为70MPa的高压气体。
调节器30、调压阀40以及后述的阀装置100的电磁致动器140分别能够由例如搭载于燃料电池车的控制部(控制器)进行动作控制。控制部能够由具备例如CPU、ROM、RAM、各种接口等的公知的微型计算机构成。
在气体向高压气体容器20内供给之际,使气体从例如氢站那样的外部设备经由插座50向第1配管60a内流入。气体经由第1配管60a而向阀装置100内流入。气体还经由阀装置100内而向高压气体容器20内流入。
在将气体向燃料电池10供给之际,使高压气体容器20内的气体经由阀装置100向第2配管60b内流入。气体经由第2配管60b向燃料电池10供给。调节器30和调压阀40在气体经由第2配管60b之际将气体调整成所期望的流量和压力。
以下,参照图2~图5对阀装置100的详细情况进行说明。
图2是阀装置100的立体图。图3是概略地表示阀装置100内部的构造的剖视图。图4和图5是将图3中以单点划线表示的4A部分放大而得到的图,是用于对阀装置100的动作进行说明的图。此外,阀装置100的结构在每个附图都局部简单化来图示。
参照图2来进行概述,阀装置100具备:气体流路120,其将高压气体容器20的供给口23(参照图3)和成为气体的供给对象的燃料电池10之间相连;开闭阀130,其配置于气体流路120的中途,对经由气体流路120的气体的供给和供给的阻断进行切换;电磁致动器140,其驱动开闭阀130;以及气体释放阀160,其具有随着气体的温度上升而工作的阀芯161,使气体向高压气体容器20的外部释放。
如图2所示,阀装置100具备在内部形成有气体流路120的外壳110。外壳110具有:外壳主体部111,其形成为矩形形状的箱型;以及插入部113,其形成为从外壳主体部111的一端侧突出的圆筒形状。标注在图中的X轴表示外壳主体部111的宽度方向,Y轴表示外壳主体部111的进深方向,Z轴表示外壳主体部111的高度方向。
如图3所示,外壳主体部111的内部和插入部113的内部经由气体流路120相互连通。
在使阀装置100安装固定于高压气体容器20之际,插入部113被插入供给口23内。插入部113具有作为将阀装置100机械地固定于高压气体容器20的固定部的功能。在插入部113形成有与在高压气体容器20的供给口23的内表面形成的内螺纹部23a螺纹结合自如的外螺纹部113a。高压气体容器20和阀装置100能够借助各螺纹部23a、113a相互连结。
外壳110(外壳主体部111、插入部113)的材质并没有特别限定,但出于例如加工性、强度、制造成本的观点考虑,能够使用金属材料。在本实施方式中,外壳110由铝形成。
如图3所示,在外壳110内形成的气体流路120具有:第1流入口114a,其与高压气体容器20的供给口23连通;以及第1流路121,其与第1流入口114a相连。出于方便,将第1流路121中的比配置有后述的主阀131的位置靠上游侧的部分称为“上游部121a”,出于方便,将第1流路121中的比配置有主阀131的位置靠下游侧的部分称为“下游部121b”。
气体流路120还具有:第2流入口114b,其在与第1流入口114a不同的位置与高压气体容器20的供给口23连通;气体导入路122,其与第2流入口114b连通;连通路径123,其与第1配管60a(参照图1)所连结的第1连结口123a和第2配管60b(参照图1)所连结的第2连结口123b连通;以及先导流路124,其将后述的阀室116和先导室117连通。
第1流路121是用于使向高压气体容器20内填充的气体、以及向燃料电池10供给的气体流通的流路。连通路径123在其中途与第1流路121的下游部121b连通。在将气体向高压气体容器20内填充之际,使气体经由第1配管60a、第1连结口123a、连通路径123、第1流路121以及第1流入口114a而向高压气体容器20内流入。另一方面,在向燃料电池10供给气体之际,将气体经由第1流入口114a、第1流路121、连通路径123、第2连结口123b以及第2配管60b而向燃料电池10送入。此外,后述使阀装置100工作之际的气体的流通路径(气体的流动)的详细情况。
如图2所示,第1流入口114a和第2流入口114b形成于外壳110的插入部113的顶端面113b。在第1流入口114a和第2流入口114b,能够设置防止例如在高压气体容器20内存在的污染物等向阀装置100内流入的过滤器。
如图3所示,在第1流路121的下游部121b设置有对在第1流路121中流动的气体的流量进行调整(节流)的手动阀182。通过手动地使手动阀182工作,通过与使开闭阀130开闭的操作独立的操作,能够对在第1流路121中流通的气体的流量进行调整。
在气体导入路122设置有用于使高压气体容器20内的气体向外部释放的手动阀181。通过手动地使手动阀181工作,从而能够不使气体释放阀160工作地就使气体向外部释放。
开闭阀130由先导式的电磁阀构成。开闭阀130具有:主阀131,其被向使第1流路121封闭的闭阀方向赋予作用力;以及先导阀141,其使主阀131向使第1流路121开放的开阀方向移动。
主阀131配置于在外壳110的主体部111内形成的阀室116。阀室116与第1流路121连通(参照图5)。
主阀131被施力构件135从其背面侧(图3中的左侧)朝向前面侧(图3中的右侧)赋予了作用力。主阀131在被赋予有作用力的状态下顶端侧就位于在第1流路121设置的阀座192,使第1流路121封闭。施力构件135能够由例如弹簧那样的公知的弹性构件构成。
施力构件135由设置于主阀131的背面侧的支承构件191支承。在主阀131的内部形成有经由流通口133与先导流路124连通的内部空间132。施力构件135在一端侧固定到支承构件191的状态下,另一端侧被插入主阀131的内部空间132内,并且,另一端侧的端部被固定于主阀131。
例如,如图4所示,主阀131的顶端面能够形成为具有如下部分的形状:以就位到阀座192之际的密封性提高的方式与阀座192的通路部相对应的形状的平坦部134a;以及从平坦部134a延伸的锥形部134b。
如图3所示,电磁致动器140具有:先导阀141;螺线管线圈(线圈部)142;弹簧143,其对先导阀141赋予闭阀方向(图中的下方向)的作用力;插头144,其构成固定铁芯;致动器壳体145,其在内部收纳有电磁致动器140;以及盖部146,其配置于外壳110的外部。
先导阀141包括:构成可动铁芯的柱塞141a;以及密封部141b,其配置于柱塞141a的顶端。密封部141b能够由例如树脂制的弹性构件(例如、O形密封圈)等公知的构件构成。
如图4所示,柱塞141a以顶端部面对在其前面侧形成的先导室117的方式配置。柱塞141a配置成,能够在致动器壳体145内沿着相对于阀座193接近、远离的方向(图3中的上下方向)进退移动。
柱塞141a利用从弹簧143赋予的作用力使密封部141b就位于阀座193。在密封部141b就位到阀座193的状态下,先导流路124与在阀座193的前面侧形成的中继路径125之间的连通被阻断。
在使先导阀141开阀之际,向螺线管线圈142供给驱动电流而进行通电。通过该通电,产生将柱塞141a向插头144侧吸引的磁力,柱塞141a、即先导阀141向开阀方向(图3中的上方向)移动而先导阀141与阀座193分开。如图5所示,若先导阀141与阀座193分开,则在阀座193内形成的通路部193a与先导室117连通。并且,配置有主阀131的阀室116与第1流路121的下游部121b经由先导流路124、先导室117、通路部193a以及中继路径125连通。
气体释放阀160由感知高压气体容器20内的气体的温度而开阀的机械工作式的熔栓阀(以下设为熔栓阀160)构成。
如图2所示,熔栓阀160具有:阀芯161,其由可熔构件构成;阀主体部162,其收纳阀芯161,并且在底面形成有开口部165;通孔163,其使阀主体部162的内部和外部连通;以及盖部166,其配置于外壳110的外部。
阀芯161能够由例如在达到了预定的温度之际熔融的公知的可熔合金形成。阀主体部162能够由例如耐热玻璃等形成。可在阀主体部162的外周面形成能够相对于例如外壳110进行安装的螺纹槽等。
如图3所示,熔栓阀160的阀芯161在气体从高压气体容器20的供给口23朝向燃料电池10流动的路径上配置于气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧的位置。
上述的气体流动的路径是从高压气体容器20的供给口23和第1流入口114a到第2连结口123b的路径。另外,气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧是从使第1流路121开放和封闭的主阀131观察的气体的流动的上游侧。在本实施方式中,第1流路121的处于比配置有主阀131的位置靠上游侧的位置的上游部121a(第1流路121内的从第1流入口114a到主阀131的流路)相当于气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧的部分。
如图2所示,在熔栓阀160的阀主体部162形成的开口部165以面对第1流路121的上游部121a的方式配置。阀主体部162的内部经由开口部165与第1流路121的上游部121a连通。因此,收纳到阀主体部162内的阀芯161的底部面对上游部121a的内部地配置,时常暴露于存在于上游部121a内的气体。
如图2所示,在熔栓阀160的阀主体部162形成的通孔163与在外壳110内形成的气体释放路径122a连通。气体释放路径122a与连通于外壳110的外部的气体释放端口115相连。
若高压气体容器20内的气体的温度上升产生,则气体的热经由第1流路121的上游部121a向熔栓阀160的阀芯161传递。若阀芯161被升温而达到预定的温度,则阀芯161熔融。若阀芯161熔融,则成为在阀主体部162形成的开口部165打开了的状态。气体经由第1流路121的上游部121a而从开口部165流入阀主体部162的内部。并且,气体经由在阀主体部162形成的通孔163而向气体释放路径122a内流入。之后,气体经由与气体释放路径122a连通的气体释放端口115而向外壳110的外部释放。
参照图4和图5,对开闭阀130(主阀131、先导阀141)的动作进行说明。
在图4中示出开闭阀130使第1流路121关闭后的状态。
在将气体向高压气体容器20内填充之际,若气体从插座50向阀装置100内送入,则气体经由连通路径123(参照图3)向第1流路121的下游部121b内流入。在气体向高压气体容器20供给的初始阶段,由于施力构件135的将主阀131朝向阀座192作用的力,维持主阀131就位到阀座192的状态。此外,在将气体向高压气体容器20内填充之际,配置到第2配管60b的调节器30和调压阀40(参照图1)设为关闭的状态。
若气体的供给继续进行,则第1流路121的下游部121b和连通路径123内的气压逐渐变大。与该气压的增加相应地,主阀131克服施力构件135的作用力而向背面侧后退。若主阀131与阀座192分开,则在阀座192与主阀131之间形成能够供气体流通的间隙。通过第1流路121被开放,气体向第1流路121的下游部121b侧流入。然后,气体经由第1流入口114a和高压气体容器20的供给口23而向高压气体容器20内填充。
在气体开始填充到高压气体容器20内之后,若继续气体的供给,则高压气体容器20的内压逐渐变高。若在高压气体容器20的内压与气体的填充压力(第1流路121的下游部121b内与连通路径123内的气体压力)之间压差消失,则主阀131利用施力构件135所赋予的作用力向闭阀方向移动,如图4所示,再次就位于阀座192。主阀131在被施力构件135施力了的状态下就位于阀座192,因此,防止在气体的填充结束了之后气体从高压气体容器20内向第1流路121侧倒流。
在向燃料电池10供给气体之际,首先,设为将配置到第2配管60b的调节器30和调压阀40打开了的状态。接着,向电磁致动器140的螺线管线圈142供给驱动电流,如图5所示,使先导阀141开阀。
若使先导阀141开阀,配置有主阀131的阀室116与配置有先导阀141的先导室117经由先导流路124连通。而且,主阀131的内部空间132经由流通口133与先导流路124连通。主阀131的内部空间132在主阀131的背面侧中与阀室116连通,因此,主阀131的背压降低到第1流路121的下游部121b和连通路径123中的压力(下游压)。其结果,高压气体容器20的内压相对于主阀131的背压变高。并且,由于主阀131的背压与高压气体容器20的内压之间的压差,产生克服施力构件135对主阀131赋予的作用力而使主阀131向开阀方向移动的力,主阀131与阀座192分开。若主阀131与阀座192分开,则阀座192与主阀131之间形成能够供气体流通的间隙,开始气体向燃料电池10的供给。
气体从高压气体容器20的供给口23经由第1流入口114a而向第1流路121的上游部121a流入。然后,气体经由配置于第1流路121的上游部121a的熔栓阀160的阀芯161的周围而朝向第1流路121的下游部121b流动。此时,熔栓阀160的阀芯161与从高压气体容器20向第1流路121的上游部121a内流入的气体直接接触,因此,阀芯161针对气体的温度变化的灵敏度提高。而且,在熔栓阀160的阀芯161的周围流动的气体具有抑制从电磁致动器140产生的热向阀芯161传递的隔热效果,因此,在向电磁致动器140的螺线管线圈142供给驱动电流的期间内,能够防止热向阀芯161传递。此时,也获得利用气体使阀芯161冷却的效果,因此,能够更有效地抑制阀芯161的温度上升。
通过将用于对例如电磁致动器140进行冷却的冷却回路等附加于阀装置100,也可防止从电磁致动器140产生的热向熔栓阀160传递。不过,若附加这样的设备,则相应地导致阀装置100的大型化。在阀装置100中,通过将熔栓阀160的阀芯161配置于气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧的位置,能够防止产生熔栓阀160的误工作于未然,能够一并谋求装置的小型化。
在气体向燃料电池10的供给停止的情况下,进行使调节器30、调压阀40以及先导阀141关闭的操作。通过该操作,主阀131利用施力构件135所赋予的作用力向闭阀方向移动,并就位于阀座192而使第1流路121封闭。
在本实施方式中,熔栓阀160的阀芯161配置于第1流路121的位于比主阀131靠上游侧的位置的上游部121a。因此,无论主阀131的开闭状态如何,熔栓阀160的阀芯161成为暴露到存在于第1流路121的上游部121a内的气体的状态。因而,于在主阀131关闭的状态下高压气体容器20内的气体的温度上升了的情况下,也能够使熔栓阀160工作,能够使高压气体容器20内的气体向外部恰当地排出。
如以上那样在本实施方式中,在阀装置100所具备的气体流路120的中途配置有开闭阀130。并且,在气体从高压气体容器20的供给口23朝向燃料电池10流动的路径上,在气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧的位置配置有熔栓阀160的阀芯161。
由此,在正在从高压气体容器20向燃料电池10供给气体的时候,能够使熔栓阀160的阀芯161周边的气体流动。并且,在气体流路120的比开闭阀130靠上游侧的位置配置有阀芯161,因此,在使开闭阀130工作而供给气体之际,能够恰当地形成在熔栓阀160的阀芯161周边通过的气体的流动。因而,能够使熔栓阀160的针对高压气体容器20内的气体的温度变化的灵敏度提高。而且,在气流中配置有熔栓阀160的阀芯161,因此,利用由气体的流动带来的隔热效果,能够抑制从电磁致动器140产生的热向熔栓阀160传递。因而,能够提供一种在小型化了的情况下、也能够防止对从电磁致动器140产生的热做出反应而熔栓阀160误工作的阀装置100。
另外,在本实施方式中,开闭阀130具有:主阀131,其配置于气体流路120的第1流路121;以及先导阀141,其使主阀131向开放第1流路121的开阀方向移动。并且,熔栓阀160的阀芯161配置于气体流路120内的比主阀131靠上游侧的位置。
因此,在主阀131向开阀方向移动而第1流路121被打开、气体经由高压气体容器20的供给口23、第1流入口114a以及第1流路121而向燃料电池10供给之际,气体经由位于主阀131的上游侧的熔栓阀160周边而朝向下游侧流动。因而,能够与主阀131的动作相应地在熔栓阀160的阀芯161周边恰当地形成气体的流动。而且,在主阀131打开而气体被供给的期间内,熔栓阀160的阀芯161被在其周边流动的气体隔热,因此,能够有效地抑制从电磁致动器140产生的热向熔栓阀160的阀芯161传递。
另外,在本实施方式中,熔栓阀160的阀芯161配置于第1流路121的从第1流入口114a到主阀131的上游侧的上游部121a。也就是说,设为在从高压气体容器20向燃料电池10供给气体之际在气体必然流通的第1流路121配置有熔栓阀160的阀芯161的结构。通过如此构成,不增设流路,就能够将熔栓阀160的阀芯161配置于气体的流动的路径上,因此,能够提供一种简便的构造的阀装置100。
另外,在本实施方式中,气体释放阀由熔栓阀160构成,该熔栓阀160的阀芯161由可熔构件构成。因此,能够追随高压气体容器20内的气体的温度上升而使阀芯161工作,能够将气体向高压气体容器20的外部迅速地排出。
<第2实施方式>
接着,对本发明的第2实施方式的阀装置200进行说明。针对在本实施方式的说明中没有特别说明的结构等,能够设为与前述的第1实施方式的阀装置100同样的结构。另外,针对具备相同的功能的构件,标注相同的构件编号而省略说明。
图6和图7是表示第2实施方式的阀装置200的图。图6是阀装置200的立体图,图7是概略地表示阀装置200内部的构造的剖视图。
第2实施方式的阀装置200与前述的第1实施方式的阀装置100同样地,将熔栓阀160的阀芯161配置于气体流路120内的比开闭阀130所具备的主阀131靠上游侧的位置。不过,在第1实施方式的阀装置100中,熔栓阀160的阀芯161配置于第1流路121的上游部121a(从第1流入口114a到主阀131的流路)。另一方面,第2实施方式的阀装置200中,熔栓阀160的阀芯161配置于以与第1流路121的上游部121a连通的方式增设的第1副流路222。
如图6和图7所示,外壳210由外壳主体部211和插入部213构成。主阀131安装于插入部213的内部。
第1副流路222经由在与第1流入口114a不同的位置形成的第2流入口114b与高压气体容器20的供给口23(省略图示)连通。第1副流路222具有:上游部222a,其配置有熔栓阀160的阀芯161;以及下游部222b,其将该上游部222a和第1流路121的上游部121a连通。
在熔栓阀160的阀主体部162形成的开口部165以面对第1副流路222的上游部222a的方式配置。阀主体部162的内部经由开口部165与第2副流路222的上游部222a连通。因此,收纳到阀主体部162内的阀芯161的底部面对上游部222a的内部地配置,时常暴露于存在于上游部222a的气体。
在第2副流路222的上游部222a配置有用于使高压气体容器20内的气体向外部释放的手动阀181。
如图7所示,在向燃料电池10供给气体时,若开闭阀130(主阀131、先导阀141)打开,则高压气体容器20内的气体经由第1流入口114a向第1流路121的上游部121a内流入,并且,经由第2流入口114b向第1副流路222的上游部222a内流入。流入到第1副流路222的上游部222a内的气体在通过了熔栓阀160的阀芯161周边之后,向第1流路121的上游部121a内流入。通过如此使开闭阀130工作而使气体向燃料电池10的供给开始,能够在配置到第1副流路222的上游部222a内的熔栓阀160的阀芯161周边恰当地形成气体的流动。
如以上那样,在本实施方式中,在阀装置100所具备的气体流路120的中途配置有开闭阀130。并且,气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧的位置配置有熔栓阀160的阀芯161。更具体而言,增设与第1流路121的上游部121a连通的第1副流路222,在第1副流路222配置有熔栓阀160的阀芯161。
由此,与前述的第1实施方式的阀装置100同样地,使阀芯161的针对高压气体容器20内的气体的温度变化的灵敏度提高、同时能够抑制从电磁致动器140产生的热向阀芯161传递。而且,能够防止受到第1流路121的布局的影响而给熔栓阀160的安装位置造成制约,因此,能够提高阀装置100的设计自由度。
此外,配置熔栓阀160的阀芯161的位置只要在第1副流路222内,就并没有特别限定,也可配置于作为下游部222b而图示的位置。在该情况下,也能够恰当地防止对从电磁致动器140产生的热做出反应而熔栓阀160误工作。
<第3实施方式>
接着,对本发明的第3实施方式的阀装置300进行说明。针对在本实施方式的说明中没有特别说明的结构等,能够设为与前述的各实施方式的阀装置100、200同样的结构。另外,对于具备相同的功能的构件,标注相同的构件编号而省略说明。
图8是概略地表示阀装置300内部的构造的剖视图。
第3实施方式的阀装置300与前述的各实施方式的阀装置100、200同样地,将熔栓阀160的阀芯161配置于气体流路120内的比开闭阀130靠上游侧的位置。不过,在前述的各实施方式的阀装置100、200中,熔栓阀160的阀芯161以开闭阀130所具备的主阀131为基准而配置于气体流路120内的比主阀131靠上游侧的位置。另一方面,在第3实施方式的阀装置300中,熔栓阀160的阀芯161以开闭阀130所具备的先导阀141为基准而配置于气体流路120内的比先导阀141靠上游侧的位置。
如图8所示,外壳310由外壳主体部311和插入部313构成。主阀131安装于插入部313的内部。
气体流路120具有第2副流路322。第2副流路322构成为在比先导室117靠上游侧的位置将在与第1流入口114a不同的位置形成的第2流入口114b和先导流路124相连的流路。
第2副流路322具有:上游部322a,其配置有熔栓阀160的阀芯161;以及下游部322b,其将该上游部322a和先导流路124连通。
第2副流路322的比配置有熔栓阀160的阀芯161的位置靠下游侧的部分的流路直径(下游部322b的流路直径)形成为成为先导流路124的流路直径以下。通过将下游部322b的流路直径设定成这样的大小,能够使从下游部322b向先导流路124内流入的气体的流量一定程度处于较小的范围内。
在熔栓阀160的阀主体部162形成的开口部165以面对第2副流路322的上游部322a的方式配置。阀主体部162的内部经由开口部165与第2副流路322的上游部322a连通。因此,收纳到阀主体部162内的阀芯161的底部以面对上游部322a的内部的方式配置,时常与存在于上游部322a的气体接触。此外,阀主体部162的内部经由省略图示的气体释放路径122a与气体释放端口115连通。
如图8所示,在向燃料电池10供给气体时,若开闭阀130(主阀131、先导阀141)打开,则高压气体容器20内的气体经由第1流入口114a向第1流路121的上游部121a内流入,并且,经由第2流入口114b向第2副流路322的上游部322a内流入。流入到第2副流路322的上游部322a内的气体在通过了熔栓阀160的阀芯161周边之后,向第2副流路322的下游部322b流动。通过如此使开闭阀130工作而使气体向燃料电池10的供给开始,能够在配置到第2副流路322的上游部322a内的熔栓阀160的阀芯161周边恰当地形成气体的流动。
流入到第2副流路322的下游部322b内的气体经由先导流路124、先导室117、阀座193的通路部193a、以及中继路径125流入第1流路121的下游部121b。
第2副流路322的下游部322b的流路直径形成得比先导流路124的流路直径小。因此,经由先导流路124和先导室117向第1流路121的下游部121b流入的气体的流量与经由主阀131侧而向第1流路121的下游部121b流入的气体的流量相比较,被抑制成少量。
如以上那样,在本实施方式中,在阀装置100所具备的气体流路120的中途配置有开闭阀130。并且,在气体流路120内的比开闭阀130所具备的先导阀141靠上游侧的位置配置有熔栓阀160的阀芯161。具体而言,熔栓阀160的阀芯161配置于在比先导室117靠上游侧的位置将第2流入口114b和先导流路124相连的第2副流路322。
由此,在先导阀141动作而产生了经由高压气体容器20的供给口23、第2流入口114b、第2副流路322以及先导室117的气体的流动之际,气体经由位于先导阀141的上游侧的熔栓阀160的阀芯161周边且朝向下游侧流动。因而,能够与先导阀141的动作相应地,在熔栓阀160的阀芯161周边恰当地形成气体的流动。而且,在开闭阀130打开而供给气体的期间内,熔栓阀160的阀芯161被在其周边流动的气体隔热,因此,能够有效地抑制从电磁致动器140产生的热向熔栓阀160的阀芯161传递。除了这些之外,增设将第2流入口114b和先导流路124相连的第2副流路322,在该第2副流路322配置有熔栓阀160的阀芯161,因此,能够防止熔栓阀160的安装位置受到制约,能够提高阀装置300的设计自由度。
另外,在本实施方式中,第2副流路322的下游部322b的流路直径形成为先导流路124的流路直径以下。因此,经由先导流路124和先导室117而向第1流路121内流入的气体的流量与经由主阀131侧而向第1流路121的下游部121b流入的气体的流量相比较,被抑制成少量。因而,能够恰当地防止随着与先导流路124相连的第2副流路322的增设而先导阀141的耐久性(例如、密封部141b的耐久性)降低、或有损阀功能。
此外,配置熔栓阀160的阀芯161的位置只要是第2副流路322内,就并没有特别限定,也可配置于作为下游部322b而图示的位置。在该情况下,也可恰当地防止对从电磁致动器140产生的热做出反应而熔栓阀160误工作。
以上,通过实施方式对本发明的阀装置进行了说明,但本发明并不限定于所说明的实施方式,能够基于权利要求书的记载适当变更。
例如,气体释放阀是感知高压气体容器内的气体的温度而开阀的机械工作式的阀即可,并不限定于熔栓阀。例如,作为气体释放阀,能够使用具备根据气体的温度而可逆地开闭的阀芯的感温式的阀。另外,在实施方式的说明中,作为气体释放阀,示出了使气体经由在外壳形成的流路(气体释放路径)和端口(气体释放端口)向外部释放的结构的气体释放阀。不过,气体释放阀也可以是如下构成的气体释放阀:不经由这些流路、端口,而是使气体通过该气体释放阀的内部,使气体向外部直接地释放。
另外,例如,阀装置也能够安装固定于高压气体容器以外来使用,该高压气体容器储藏向车载用的燃料电池供给的燃料气体。例如,阀装置能够安装固定于储藏天然气体的高压气体容器来使用。
另外,例如,开闭阀只要是由电磁致动器驱动的开闭阀,就没有特别限定,也可以是直动式的电磁阀、反冲先导式的电磁阀。
另外,在实施方式的说明中,作为开闭阀,示出了如此构成的开闭阀:在向电磁致动器供给驱动电流的期间内,使气体流路开放而实施气体的供给,在驱动电流向电磁致动器的供给停止的期间内,使气体流路封闭而使气体的供给停止。不过,开闭阀也可以由以如下方式工作的阀构成:在向电磁致动器供给驱动电流的期间内,使气体流路封闭而使气体的供给停止,在驱动电流向电磁致动器的供给停止的期间内,使气体流路开放而进行气体的供给。
另外,只要气体释放阀的阀芯配置于气体流路的中途,并且,在气体流动的路径上配置于比对气体的供给和阻断进行切换的开闭阀靠上游侧的位置,就没有特别限定。在例如像在实施方式中所示那样开闭阀是由具备主阀和先导阀的先导式的阀构成的情况下,气体释放阀配置于相对于主阀和先导阀中的任一者处于上游侧的位置即可。另外,在由除了先导式以外的阀构成开闭阀的情况(例如直动式的阀的情况)下,只要是比开闭阀靠上游侧的位置,气体释放阀所配置的位置就没有特别限定。
另外,阀装置的各部的结构、各流路的布局等并不限定于通过图示进行了说明的结构、布局。也能适当地进行在实施方式中所示的附加的构件的使用的省略、实施方式中没有示出的其他附加的构件的使用等。
附图标记说明
10、燃料电池(预定的对象物);20、高压气体容器;23、气体供给口;100、阀装置;114a、第1流入口;114b、第2流入口;116、阀室;117、先导室;120、气体流路;121、第1流路;121a、第1流路的上游部;121b、第2流路的下游侧;124、先导流路;130、开闭阀;131、主阀;140、电磁致动器;141、先导阀;141a、柱塞;160、熔栓阀(气体释放阀);161、阀芯(可熔构件);200、阀装置;222、第1副流路;222a、第1副流路的上游部;222b、第1副流路的下游部;300、阀装置;322、第2副流路;322a、第2副流路的上游部;322b、第2副流路的下游部。

Claims (7)

1.一种阀装置,其被安装固定于高压气体容器,其中,
阀装置具备:
气体流路,其将所述高压气体容器的供给口与成为所述气体的供给对象的预定的对象物之间相连;
开闭阀,其配置于所述气体流路的中途,对经由所述气体流路的所述气体的供给和供给的阻断进行切换;
电磁致动器,其驱动所述开闭阀;以及
气体释放阀,其具备随着所述气体的温度上升而工作的阀芯,使所述气体向所述高压气体容器的外部释放,
所述气体释放阀的阀芯在所述气体从所述供给口朝向所述对象物流动的路径上配置于所述气体流路内的比所述开闭阀靠上游侧的位置。
2.根据权利要求1所述的阀装置,其中,
所述气体流路具有:
第1流入口,其与所述供给口连通;以及
第1流路,其与所述第1流入口相连,
所述开闭阀具有:
主阀,该主阀被向使所述第1流路封闭的闭阀方向赋予了作用力;
先导阀,其随着所述电磁致动器所具备的柱塞的动作而产生克服所述作用力的力,使所述主阀向使所述第1流路开放的开阀方向移动,
所述气体释放阀的阀芯配置于所述气体流路内的比所述主阀靠上游侧的位置。
3.根据权利要求2所述的阀装置,其中,
所述气体释放阀的阀芯配置于所述第1流路的从所述第1流入口到所述主阀的上游侧的部分。
4.根据权利要求2所述的阀装置,其中,
所述气体流路具有:
第2流入口,其在与所述第1流入口不同的位置与所述供给口连通;
第1副流路,其在比配置有所述主阀的位置靠上游侧的位置将所述第2流入口和所述第1流路相连,
所述气体释放阀的阀芯配置于所述第1副流路。
5.根据权利要求1所述的阀装置,其中,
所述气体流路具有:
第1流入口,其与所述供给口连通;
第1流路,其与所述第1流入口相连,
所述开闭阀具有:
主阀,该主阀被向使所述第1流路封闭的闭阀方向赋予作用力;
先导阀,其随着所述电磁致动器所具备的柱塞的动作而产生使克服所述作用力的力,使所述主阀向使所述第1流路开放的开阀方向移动,
所述气体流路还具有:
第2流入口,其在与所述第1流入口不同的位置与所述供给口连通;
先导流路,其将配置有所述先导阀且与所述第1流路连通的先导室和配置有所述主阀的阀室相连;
第2副流路,其在比所述先导室靠上游侧的位置将所述第2流入口和所述先导流路相连,
所述气体释放阀的阀芯配置于所述第2副流路。
6.根据权利要求5所述的阀装置,其中,
所述第2副流路的比配置有所述气体释放阀的阀芯的位置靠下游侧的位置处的流路直径是所述先导流路的流路直径以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的阀装置,其中,
所述气体释放阀是所述阀芯由可熔构件构成的熔栓阀。
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