JP2007162763A

JP2007162763A - バルブ装置

Info

Publication number: JP2007162763A
Application number: JP2005357124A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takeda; 勝竹田; Hiroji Maekawa; 普治前川; Suiriyou Oi; 彗良尾井
Original assignee: Neriki KK
Current assignee: Neriki KK
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】高圧ガスが急速に出口路へ流出することを防止して、断熱圧縮による発熱を防止し、下流側の配管やガス機器等への負担を軽減する。
【解決手段】閉止弁室(11)に開口する出口路(12)の周囲に閉止弁座(14)を形成する。閉止部材(15)を第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)とから構成し、第１閉止部材(16)を閉止弁座(14)へ接離させる。第１閉止部材(16)に通路断面積の小さい連通路(18)を形成する。連通路(18)の一端を出口路(12)に対面させ、他端に第２弁座(19)を形成して第２閉止部材(17)を接離させる。第２閉止部材(17)から作動軸(20)を延設し、作動室(24)へ突入した先端にピストン部材(27)を形成する。第２閉止部材(17)が第２弁座(19)から離隔した位置で第１閉止部材(16)を同行させる。作動室(24)に受圧室(28)をピストン部材(27)で区画形成し、作動流体を導入する。閉弁ばね(30)で閉止部材(15)を閉止弁座(14)側へ付勢する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水素ガスなど高圧ガスの制御に使用されるバルブ装置に関し、さらに詳しくは、高圧ガスが急速に出口路へ流出することを防止して、断熱圧縮による発熱の防止や、下流側の配管やガス機器等への負担軽減が可能なバルブ装置に関する。

近年、環境汚染の少ない水素ガスを燃料とする車両の開発が進められている。この水素ガスの貯蔵容器は大容量化と小形化が望まれており、従って貯蔵ガス圧も、例えば７０ＭＰａなどの高圧化が望まれている。

従来の高圧ガス用バルブ装置には、圧縮空気や圧油などの作動流体を用いてバルブの開閉を遠隔操作するものがある(例えば、特許文献１参照)。
このバルブ装置は、ハウジング内に入口路と閉止弁室と出口路とが順に形成してある。上記の閉止弁室には閉止弁座が形成してあり、この閉止弁室へ閉止部材を挿入して、この閉止部材を閉止弁座に対し進退させることで、このバルブ装置が開閉される。

上記のハウジングには、上記の閉止弁室の近傍に作動室を形成してあり、この作動室と上記の閉止弁室との隔壁のうち、上記の閉止弁座と対面する部位に挿通孔を透設し、上記の閉止部材から閉止弁座とは反対側へ延設した作動軸をこの挿通孔へ保密摺動可能に挿通してある。この作動軸の先端は上記の作動室内に突入してあり、この先端に形成したピストン部材を上記の作動室内面に保密摺動可能に構成してある。上記の作動室はこのピストン部材により区画され、閉止弁室側に受圧室が形成してあり、この受圧室に作動流体導入路を接続してこの受圧室へ作動流体を導入可能に構成してある。そして上記の作動室に閉弁付勢手段である閉弁ばねを挿入し、この閉弁ばねにより上記のピストン部材を介して前記の閉止部材を閉止弁座側へ付勢してある。

上記の受圧室に作動流体を導入すると、上記の閉弁ばねの付勢力に抗してピストン部材が開弁側へ押圧されて移動し、これにより上記の閉止部材が閉止弁座から離隔してバルブ装置が開弁し、入口路から閉止弁室に流入した高圧ガスが出口路へ取り出される。

このとき、上記の入口路から流入する高圧ガスが出口路へ急速に流入すると、断熱圧縮を生じて高温となり、フィルタや弁シート等の樹脂製部品を熱で溶かしたり、熱分解して微粉末を発生したりするなど種々の問題を生じる。また、このバルブ装置の下流側に接続される配管や他のバルブ装置、ガス機器等に、急激な圧力上昇による大きな負担が加わる問題もある。このため、上記のバルブ装置はゆっくりと開く必要があり、上記の従来技術では、作動流体導入路にオリフィス部を設け、上記の作動流体の流れに対し抵抗を与えることで、作動流体が受圧室へゆっくりと流入するようにしてある。

特開平１１−３０３９９号公報

しかしながら、上記の入口路や出口路は平常状態におけるガス流量を確保するため、通路断面積が広く形成されており、従って上記の従来技術では、閉止部材が閉止弁座から僅かに離隔しても、その開口面積が急速に広がることとなる。特に水素のように分子量の小さなガスにあっては僅かな間隙から大量に流出するため、上記のように作動流体の流入速度を制限するだけでは、高圧ガスが出口路へ急速に流出し易い。このため、この従来のバルブ装置では、断熱圧縮による発熱の防止や、下流側のガス機器等への負担軽減が容易でない問題があった。

本発明の技術的課題は上記の問題点を解消し、高圧ガスが急速に出口路へ流出することを防止して、断熱圧縮による発熱の防止や、下流側の配管やガス機器等への負担軽減が可能なバルブ装置を提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するため、例えば本発明の実施の形態を示す図１から図５に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
すなわち、本発明はバルブ装置に関し、ハウジング(２・2a)内に入口路(９)と閉止弁室(11)と出口路(12)とを順に形成し、閉止弁室(11)に閉止弁座(14)を形成するとともに、この閉止弁室(11)へ閉止部材(15)を閉止弁座(14)に対し進退可能に挿入し、上記のハウジング(２・2a)に作動室(24)を形成して、この作動室(24)と上記の閉止弁室(11)との間の隔壁(25)のうち、上記の閉止弁座(14)と対面する部位に挿通孔(26)を透設し、上記の閉止部材(15)から閉止弁座(14)とは反対側へ延設した作動軸(20)を上記の挿通孔(26)へ保密摺動可能に挿通し、上記の作動室(24)内に突入した上記の作動軸(20)の先端にピストン部材(27)を形成し、このピストン部材(27)を作動室(24)内面に保密摺動可能に構成して、このピストン部材(27)により作動室(24)内の閉止弁室(11)側に受圧室(28)を区画形成し、この受圧室(28)に作動流体導入路(31)を接続してこの受圧室(28)へ作動流体を導入可能に構成し、上記の作動軸(20)に加わる閉止弁室(11)内のガス圧力に抗して、上記の閉止部材(15)を閉止弁座(14)側へ付勢する閉弁付勢手段(30)を設けたバルブ装置であって、
上記の閉止弁座(14)を、閉止弁室(11)に開口する上記の出口路(12)の上流開口端の周囲に形成し、上記の閉止部材(15)を第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)とから構成して、この第１閉止部材(16)を上記の閉止弁座(14)へ接離可能に構成し、この第１閉止部材(16)に上記の出口路(12)よりも通路断面積の小さい連通路(18)を形成し、この連通路(18)の一端を上記の出口路(12)に対面させるとともに、他端を上記の第２閉止部材(17)に対面させて、この他端の周囲に上記の閉止弁座(14)よりもシール面積の狭い第２弁座(19)を形成し、上記の第２閉止部材(17)をこの第２弁座(19)へ接離可能に構成するとともに、この第２閉止部材(17)に上記の作動軸(20)を延設し、上記の第２閉止部材(17)が第２弁座(19)から所定寸法離隔した位置で、この第２閉止部材(17)に上記の第１閉止部材(16)を連係させて開弁方向へ同行移動可能に構成し、上記の受圧室(28)へ流入する作動流体の圧力を、上記の第２閉止部材(17)が閉弁付勢手段(30)の付勢力に抗して開弁方向へ移動する値以上で、且つ、出口路(12)内が所定圧力に達するまではこの出口路(12)の内圧と閉止弁室(11)内のガス圧力との差圧で上記の第１閉止部材(16)が閉止姿勢に保持される値以下に設定したことを特徴とする。

上記の受圧室に作動流体の圧力が加えられていない状態にあっては、上記の第１閉止部材と第２閉止部材は、上記の閉弁付勢手段により閉止弁座側へ付勢されている。上記の作動軸には、閉止弁室内の高圧ガスによる開弁方向の押圧力がそのシール断面積に加わる。しかし上記の閉弁付勢手段による付勢力は、この高圧ガスによる開弁方向への押圧力よりも大きく設定してあり、これにより両閉止部材は閉止弁座側に移動して、第１閉止部材が閉止弁座に当接するとともに第２閉止部材が第２弁座に当接し、閉止弁室と出口路との連通が遮断される。

上記の作動流体導入路から受圧室に圧縮空気や圧油などの作動流体が流入すると、その圧力により上記のピストン部材が開弁方向へ、上記の閉弁付勢手段の付勢力に抗して押圧される。このとき、この作動流体の圧力は、上記の第２閉止部材が閉弁付勢手段の付勢力に抗して開弁方向へ移動する値以上であるので、第２閉止部材は開弁方向へ移動して第２弁座から離隔し、閉止弁室内は上記の第１閉止部材に形成した連通路を介して出口路に連通する。そしてこの第２閉止部材は、第２弁座から所定寸法離隔した位置で上記の第１閉止部材と連係し、この第１閉止部材を同行移動可能となる。しかしながら、第１閉止部材は閉止弁室内のガス圧力と出口路の内圧との差圧により閉止弁座へ押圧されており、上記の受圧室内の作動流体の圧力は、この差圧により上記の第１閉止部材が閉止姿勢に保持される値以下に設定されているので、この第１閉止部材は閉止弁座に当接した閉弁姿勢に維持される。従って、この閉止弁室は上記の連通路のみが出口路に連通した、いわば半開状態に維持され、閉止弁室内の高圧ガスはこの連通路の通路断面積に応じた少ないガス流量で出口路へ流出する。

上記の高圧ガスが出口路へ少流量で流出することにより、出口路内のガス圧力が徐々に上昇し、閉止弁室内のガス圧力との差圧が小さくなる。そして、この出口路内のガス圧力が所定圧力に達すると、上記の第１閉止部材を閉止姿勢に保持する閉止弁室内のガス圧力に抗して、上記の受圧室内の作動流体圧で第１閉止部材が第２閉止部材とともに開弁方向へ移動し、閉止弁座から離隔する。これにより、閉止弁室はいわば全開状態となり、閉止弁室内の高圧ガスは出口路へ通常の流量で流出する。

上記の閉弁付勢手段は、上記の受圧室に作動流体の圧力が加わらない状態で、作動軸に加わる閉止弁室内のガス圧力に抗して、閉止部材を閉止弁座側へ移動できるものであればよく、特定の構造のものに限定されないが、閉弁ばねを用いると上記の閉止部材を閉弁方向へ確実に付勢できるので好ましい。また、上記の作動室に収容するピストン部材は上記の作動流体の圧力を広い面積で受けるため、例えば閉止部材よりも大径に形成される。従って上記の閉弁ばねは、このピストン部材を介して上記の閉止部材を付勢するように上記の作動室に収容すると、強い弾圧力を備えた大形のばねであっても装着が容易であり、好ましい。

上記の閉止部材は、作動流体を供給できない場所での使用時や作動流体を供給する装置が故障した時など、作動流体を調達できない状況でも開弁操作できるように、手動で開弁操作ができる強制開弁冶具を備えると好ましい。具体的には、例えば上記のピストン部材の受圧室とは反対側に、手動で操作される強制開弁冶具が着脱可能に連結される。また、この強制開弁冶具とその連結は特定の構成に限定されず、例えば、上記の作動室のうち上記の受圧室とは反対側に冶具挿通孔を形成し、この冶具挿通孔を介して上記の強制開弁冶具を上記のピストン部材へ連結できるように構成することができる。

本発明は上記のように構成され作用することから、次の効果を奏する。
開弁操作の際、受圧室に作動流体を流入させると、その圧力で第２閉止部材は開弁移動するが、第１閉止部材は閉止弁座に当接した閉弁姿勢に維持される、いわば半開状態となることから、この第１閉止部材に形成した連通路を介して、高圧ガスを少量ずつ出口路へ流出させることができる。即ち、開弁した後の平常状態では通常の流量で高圧ガスが出口路へ流出するものでありながら、開弁操作時にあっては、上記の連通路の通路断面積に応じて高圧ガスを閉止弁室から出口路へ徐々に流出させるので、この高圧ガスが急速に出口路へ流出することを防止できる。この結果、出口路内のガス圧力が急速に上昇することがないので、断熱圧縮による発熱を防止できるうえ、下流側の配管やガス機器等への負担を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１から図５は本発明の実施形態を示し、図１は閉弁状態のバルブ装置の断面図、図２は閉弁状態での閉止弁室近傍の拡大断面図、図３は開弁初期のいわゆる半開状態での閉止弁室近傍の拡大断面図、図４は全開状態での閉止弁室近傍の拡大断面図、図５は手動による開弁操作を説明する強制開弁冶具近傍の断面図である。

図１に示すように、このバルブ装置(１)は本体ハウジング(２)の下部にガス容器(３)へ接続される脚ネジ部(４)を備え、横一側に出口ノズル(５)を形成し、他側に遠隔操作用開閉作動部(６)を備えている。上記の脚ネジ部(４)の下面にはガス入口(７)がガス容器(３)のガス収容空間(3a)に臨ませて開口してあり、上記の出口ノズル(５)の端面にはガス出口(８)が開口してある。

上記の本体ハウジング(２)内には、上記のガス入口(７)とガス出口(８)との間に入口路(９)と閉止弁(10)の閉止弁室(11)と出口路(12)とが順に形成してある。上記の入口路(９)にはガス逃し路(13)が分岐してあり、このガス逃し路(13)に図示しない安全弁が付設してある。上記の閉止弁室(11)には、これに開口する出口路(12)の上流開口端の周囲に、閉止弁座(14)が形成してある。この閉止弁室(11)内に閉止部材(15)が、上記の閉止弁座(14)に対し進退可能に挿入してある。

図１と図２に示すように、上記の閉止部材(15)は、閉止弁座(14)側から順に配置した第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)とから構成してある。第１閉止部材(16)は閉止弁座に接離可能に構成してあり、この第１閉止部材(16)に上記の出口路(12)よりも通路断面積の小さい連通路(18)が透設してある。この連通路(18)は一端を上記の出口路(12)に対面させるとともに、他端を上記の第２閉止部材(17)に対面させてあり、この他端の周囲に、上記の閉止弁座(14)よりもシール面積の狭い第２弁座(19)が形成してある。そして図２に示すように、上記の第１閉止部材(16)が閉止弁座(14)に当接し、第２閉止部材(17)が第２弁座(19)に当接することで、閉止弁室(11)と出口路(12)との連通が遮断された閉弁状態(Ｘ)となる。

上記の第２閉止部材(17)には、閉止弁座(14)とは反対側へ作動軸(20)が延設してある。また、上記の第２閉止部材(17)には係合ピン(21)が付設してあり、第１閉止部材(16)に設けた係合穴(22)にこの係合ピン(21)を挿入してある。これにより、この第２閉止部材(17)が第２弁座(19)から所定寸法離隔して上記の係合ピン(21)が係合穴(22)の端部に受け止められると、第１閉止部材(16)が第２閉止部材(17)に連係して開弁方向へ同行移動が可能となる。

上記の閉止弁室(11)の周壁のうち、上記の閉止弁座(14)と対面する部位に筒部材(23)が保密状に固定してあり、この筒部材(23)の外側に上記の遠隔操作用開閉作動部(６)の作動部ハウジング(2a)が付設してある。この作動部ハウジング(2a)内には作動室(24)が形成してあり、この作動室(24)と上記の閉止弁室(11)との間の隔壁(25)に、上記の筒部材(23)内と連なる挿通孔(26)が形成してある。この挿通孔(26)には上記の作動軸(20)が保密摺動可能に挿通してあり、この作動軸(20)の先端が上記の作動室(24)内へ突入してある。

上記の作動軸(20)の先端には、作動室(24)の内面に保密摺動するピストン部材(27)が固設してあり、このピストン部材(27)により作動室(24)が閉止弁室(11)側の受圧室(28)と反対側のばね収容室(29)とに区画してある。このばね収容室(29)には閉弁付勢手段として閉弁ばね(30)が収容してあり、ピストン部材(27)と作動軸(20)を介して、上記の両閉止部材(16・17)を閉止弁座(14)側へ弾圧付勢してある。また、上記の作動部ハウジング(2a)には作動流体導入路(31)が形成してあり、この作動流体導入路(31)を介して上記の受圧室(28)が図外の圧力流体供給装置に連通してある。

上記のばね収容室(29)の周壁には、上記のピストン部材(27)の略中央部と対面する位置に筒状のストッパー(32)が螺着固定してある。このストッパー(32)をピストン部材(27)側へ前進させることにより、作動軸(20)を介して閉止部材(15)を閉弁姿勢に保持し、これにより、例えば搬送中に振動等をうけた場合や受圧室(28)に作動流体が誤って流入した場合などに、高圧ガスが閉止弁室(11)から出口路(12)へ流出することがないようにしてある。そしてこのストッパー(32)を作動室(24)から後退させることにより、ピストン部材(27)や閉止部材(15)のストロークが確保される。このストッパー(32)の内部には冶具挿通孔(33)が透設してあり、上記のピストン部材(27)には、受圧室(28)とは反対側でこの冶具挿通孔(33)と対面する部位に、冶具装着部(34)が形成してある。

次に、上記のバルブ装置の開閉作動を、図１と図２〜４に基づいて説明する。
図２に示す閉弁状態(Ｘ)にあっては、前記の受圧室(28)に作動流体の圧力が加わっておらず、上記の第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)は、上記の閉弁ばね(30)の弾圧力で閉止弁座(14)側へ付勢されている。この閉弁ばね(30)の弾圧力は、閉止弁室(11)内の高圧ガスが上記の作動軸(20)を開弁方向へ押圧する力よりも大きく設定してある。この結果、上記の作動軸(20)とともに両閉止部材(16・17)がこの閉弁ばね(30)の弾圧力に付勢されて閉止弁座(14)側へ移動し、第１閉止部材(16)が閉止弁座(14)に当接するとともに第２閉止部材(17)が第２弁座(19)に当接して、閉止弁室(11)が閉じた閉弁状態(Ｘ)に保持される。

上記の閉弁状態(Ｘ)から、図外の圧力流体供給装置により、前記の作動流体導入路(31)から受圧室(28)に圧縮空気や圧油などの作動流体を供給すると、上記のピストン部材(27)が上記の閉弁ばね(30)の付勢力に抗して開弁方向へ押圧される。

このとき、上記の作動流体の圧力は、第２閉止部材(17)が閉弁ばね(30)の付勢力に抗して開弁方向へ移動する値以上に設定してある。即ち、上記の閉弁状態(Ｘ)では、閉弁ばね(30)による閉弁方向への弾圧力と、第２弁座(19)のシール面積に加わる閉止弁室(11)内のガス圧による閉弁方向への押圧力と、作動軸(20)のシール断面積に加わる閉止弁室(11)内のガス圧による開弁方向への押圧力との総和の、閉弁方向への押圧力が上記のピストン部材(27)に加わっている。上記の作動流体の圧力は、上記の閉弁方向への押圧力の総和に抗して、上記のピストン部材(27)を開弁側へ移動できるだけの圧力以上に設定してある。

この結果、上記の作動流体の圧力により、ピストン部材(27)が開弁方向へ移動し、作動軸(20)とともに第２閉止部材(17)が開弁方向へ移動して、第１閉止部材(16)に形成された第２弁座(19)から離隔する。従って、閉止弁室(11)内は上記の第１閉止部材(16)に形成された連通路(18)を介して出口路(12)に連通し、図３に示す半開状態(Ｙ)となる。

上記の第２閉止部材(17)が第２弁座(19)から所定寸法離隔すると、前記の係合ピン(21)が係合穴(22)の端部に受け止められ、第１閉止部材(16)が第２閉止部材(17)に連係して開弁方向へ同行移動が可能となる。しかしながら上記の受圧室(28)内の作動流体の圧力は、上記の第１閉止部材(16)が閉止姿勢に保持される値以下に設定してある。

即ち、上記の第１閉止部材(16)は、閉止弁座(14)のシール面積に応じて、閉止弁室(11)内のガス圧力と出口路(12)の内圧との差圧により、閉止弁座(14)へ押圧されており、この閉弁方向の押圧力が、上記の作動軸(20)や第２閉止部材(17)に加わっている閉弁方向への押圧力に付加されると、作動流体がピストン部材(27)を開弁側へ移動させる押圧力よりも大きくなる。

この結果、上記の第１閉止部材(16)は閉止弁座(14)に当接した状態から移動せず、図３に示すように閉止弁室(11)が上記の連通路(18)のみを介して出口路(12)に連通している、半開状態(Ｙ)が維持される。従って、閉止弁室(11)内の高圧ガスはこの連通路(18)の通路断面積に応じた少ないガス流量で出口路(12)へ流出する。

上記の連通路(18)からの高圧ガスの流出が続くと、上記の出口路(12)の内圧が徐々に上昇し、これとともに、閉止弁室(11)内のガス圧力と出口路(12)の内圧との差圧により上記の第１閉止部材(16)を閉止弁座(14)側へ押圧する押圧力が小さくなっていく。そして、上記の出口路(12)内のガス圧力が所定圧力に達すると、上記の差圧による閉弁方向への押圧力が充分に小さくなり、この押圧力が、上記の作動軸(20)や第２閉止部材(17)に加わっている閉弁方向への押圧力に付加されても、作動流体がピストン部材(27)を開弁側へ移動させる押圧力より小さくなる。

この結果、この作動流体の押圧力により、第１閉止部材(16)が第２閉止部材(17)に同行して開弁方向へ移動し、閉止弁座(14)から離隔して、図４に示す全開状態(Ｚ)となる。従って、上記の閉止弁室(11)内の高圧ガスは、第１閉止部材(16)と閉止弁座(14)との間隙から出口路(12)へ、通常の流量で流出する。

上記のバルブ装置(１)を上記の全開状態(Ｚ)から閉じる場合は、上記の受圧室(28)内の作動流体の圧力が抜かれる。これにより、作動軸(20)に加わる閉止弁室(11)内のガス圧力に抗して、ピストン部材(27)が閉弁ばね(30)の弾圧力で閉弁側へ移動して、第１閉止部材(16)が閉止弁座(14)に当接し、第２閉止部材(17)が第２弁座(19)に当接した、図２に示す閉弁状態(Ｘ)となる。

上記のバルブ装置(１)は、前記のガス容器(３)の配設位地によっては、前記の作動流体導入路(31)を圧力流体供給装置に接続できない場合があり、またこの圧力流体供給装置と接続できる場合であってもこれが故障した場合は、作動流体を受圧室(28)へ供給することができなくなる。これらの場合は、図５に示すように、上記のバルブ装置(１)に強制開弁冶具(35)が装着される。

即ち、上記の強制開弁冶具(35)は、一端に係止部(36)を形成した取付軸部(37)と、この取付軸部(37)の他端へ回動自在に付設されたＬ字状の操作レバー(38)と、上記の取付軸部(37)が挿通可能な透孔(39)を中央に備える受台(40)とからなる。

図５に示すように、上記の受台(40)は前記の作動部ハウジング(2a)の外面に付設され、上記の取付軸部(37)が前記の冶具挿通孔(33)へ挿通されて、上記の係止部(36)が前記の冶具装着部(34)に螺着固定される。そして、上記の操作レバー(38)を図５において反時計回りに回動させると、梃子の原理により、上記のピストン部材(27)が作動軸(20)とともに、閉弁ばね(30)の弾圧力に抗してばね収容室(29)側へ引き寄せられ、これにより、第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)がそれぞれ閉止弁座(14)と第２弁座(19)に当接し、前記の図４に示す全開状態(Ｚ)に切換えられる。

なお、上記の操作レバー(38)を時計回りに回動して戻すと、閉弁ばね(30)の弾圧力によりピストン部材(27)が作動軸(20)とともに閉止弁室(11)側へ移動し、これにより、第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)が前記の図２に示す閉弁状態(Ｘ)に切換えられる。

上記の実施形態で説明したバルブ装置は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、ハウジングや閉止弁室、閉止部材、作動軸、遠隔操作用開閉作動部、ピストン部材などの形状や構造、形成位置等を、この実施形態等に限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。

例えば上記の実施形態では、作動部ハウジングを本体ハウジングとは別体に形成してこれを本体ハウジングに固定したが、本発明ではこれらを一体に形成してもよい。また上記の実施形態では入口路にガス逃し路を分岐して安全弁を付設したが、この逃し路や安全弁を省略することも可能である。さらに、上記の入口路には手動により開閉できる閉止弁を設けることができ、上記の遠隔操作用開閉作動部が万一故障した場合やこれをメンテナンスする場合などに、この手動閉止弁を閉弁操作することでガスの取出しを強制的に停止できるように構成してもよい。なお本発明のバルブ装置は、取り扱うガスが特定の種類に限定されないことはいうまでもない。

本発明のバルブ装置は、高圧ガスが急速に出口路へ流出することを防止して、断熱圧縮による発熱の防止や、下流側の配管やガス機器等への負担軽減が可能となるので、高圧の水素ガスなど、可燃性ガス等を収容した高圧ガスを取り扱う、遠隔操作で開閉される容器弁に特に好適であるが、他のガス容器用バルブ装置や配管用バルブ装置にも好適に用いられる。

本発明の実施形態を示す、閉弁状態のバルブ装置の断面図である。本発明の実施形態の、閉弁状態での閉止弁室近傍の拡大断面図である。本発明の実施形態の、半開状態での閉止弁室近傍の拡大断面図である。本発明の実施形態の、全開状態での閉止弁室近傍の拡大断面図である。本発明の実施形態の、遠隔操作用開閉作動部に付設した強制開弁冶具近傍の断面図である。

符号の説明

１…バルブ装置
２…本体ハウジング
2a…作動部ハウジング
９…入口路
11…閉止弁室
12…出口路
14…閉止弁座
15…閉止部材
16…第１閉止部材
17…第２閉止部材
18…連通路
19…第２弁座
20…作動軸
24…作動室
25…作動室(24)と閉止弁室(11)との間の隔壁
26…挿通孔
27…ピストン部材
28…受圧室
30…閉弁付勢手段(閉弁ばね)
31…作動流体導入路
33…冶具挿通孔
35…強制開弁冶具

Claims

ハウジング(２・2a)内に入口路(９)と閉止弁室(11)と出口路(12)とを順に形成し、閉止弁室(11)に閉止弁座(14)を形成するとともに、この閉止弁室(11)へ閉止部材(15)を閉止弁座(14)に対し進退可能に挿入し、
上記のハウジング(２・2a)に作動室(24)を形成して、この作動室(24)と上記の閉止弁室(11)との間の隔壁(25)のうち、上記の閉止弁座(14)と対面する部位に挿通孔(26)を透設し、上記の閉止部材(15)から閉止弁座(14)とは反対側へ延設した作動軸(20)を上記の挿通孔(26)へ保密摺動可能に挿通し、
上記の作動室(24)内に突入した上記の作動軸(20)の先端にピストン部材(27)を形成し、このピストン部材(27)を作動室(24)内面に保密摺動可能に構成して、このピストン部材(27)により作動室(24)内の閉止弁室(11)側に受圧室(28)を区画形成し、この受圧室(28)に作動流体導入路(31)を接続してこの受圧室(28)へ作動流体を導入可能に構成し、
上記の作動軸(20)に加わる閉止弁室(11)内のガス圧力に抗して、上記の閉止部材(15)を閉止弁座(14)側へ付勢する閉弁付勢手段(30)を設けたバルブ装置であって、
上記の閉止弁座(14)を、閉止弁室(11)に開口する上記の出口路(12)の上流開口端の周囲に形成し、
上記の閉止部材(15)を第１閉止部材(16)と第２閉止部材(17)とから構成して、この第１閉止部材(16)を上記の閉止弁座(14)へ接離可能に構成し、
この第１閉止部材(16)に上記の出口路(12)よりも通路断面積の小さい連通路(18)を形成し、この連通路(18)の一端を上記の出口路(12)に対面させるとともに、他端を上記の第２閉止部材(17)に対面させて、この他端の周囲に上記の閉止弁座(14)よりもシール面積の狭い第２弁座(19)を形成し、
上記の第２閉止部材(17)をこの第２弁座(19)へ接離可能に構成するとともに、この第２閉止部材(17)に上記の作動軸(20)を延設し、
上記の第２閉止部材(17)が第２弁座(19)から所定寸法離隔した位置で、この第２閉止部材(17)に上記の第１閉止部材(16)を連係させて開弁方向へ同行移動可能に構成し、
上記の受圧室(28)へ流入する作動流体の圧力を、上記の第２閉止部材(17)が閉弁付勢手段(30)の付勢力に抗して開弁方向へ移動する値以上で、且つ、出口路(12)内が所定圧力に達するまではこの出口路(12)の内圧と閉止弁室(11)内のガス圧力との差圧で上記の第１閉止部材(16)が閉止姿勢に保持される値以下に設定したことを特徴とする、バルブ装置。
上記の閉弁付勢手段(30)を閉弁ばねで構成した、請求項１に記載のバルブ装置。
上記の閉弁ばね(30)を上記の作動室(24)の受圧室(28)とは反対側に収容して、上記のピストン部材(27)を介して上記の第２閉止部材(16)を閉弁方向へ弾圧した、請求項２に記載のバルブ装置。
上記のピストン部材(27)の受圧室(28)とは反対側に、手動操作される強制開弁冶具(35)を着脱可能に連結した、請求項１から３のいずれか１項に記載のバルブ装置。
上記の作動室(24)のうち上記の受圧室(28)とは反対側に冶具挿通孔(33)を形成し、この冶具挿通孔(33)を介して上記の強制開弁冶具(35)を上記のピストン部材(27)へ連結した、請求項４に記載のバルブ装置。