JP2020197222A - バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
図1に本発明に係るバルブVの部分断面を示し、図2(a)に緩み止めの側面断面を示し、図2(b)に図1の貫通孔の端部開口付近を拡大した部分断面を示す。
本発明のバルブVのバルブボディ1は、流体入口2、流体出口3、弁室4、及び貫通孔5から構成される。
流体入口2、流体出口3、弁室4、及び貫通孔5は連通しており、流体入口2から入った流体は貫通孔5に挿入されたシート部材6及び弁座7を通り、弁室4内に入り弁室4から流体出口3へ流れ排出される。弁室4内をステム8が上下に摺動し、それにより流路の開閉及び流量の調節を行う。
バルブVは、バルブボディ1、貫通孔5、シート部材6、弁座7、シート部材6を貫通孔5内部に固定する押さえ部材9、貫通孔5の端部の開口部分である端部開口Wに設けられた蓋部材10、貫通孔5の端部開口Wの周縁部の内側に設けられたガスケット11、前記周縁部の外側でガスケット11の外周側に設けられた緩み止め12、蓋部材10をバルブボディ1へ近づく方向へ押圧しているプラグ13を有している。
プラグ13の先端側の外周部に緩み止め12が当接する。
本発明のバルブVは図2(b)に示す通り前記プラグ13と蓋部材10との間に摺動部材14を設けてもよい。
「高圧」とは、流体による圧力であって、1メガパスカル以上の圧力をいう。
近年では、燃料電池技術等の発展により、非常に高圧である50メガパスカル以上の流体を流すことも求められている。
流体入口2、流体出口3、弁室4、及び貫通孔5は連通しており、流体入口2から入った流体は貫通孔5に挿入されたシート部材6及び弁座7を通り、弁室4内に入り弁室4から流体出口3へ流れ排出される。
弁室内をステム8が上下に摺動し、ステム先端に形成された弁体15が弁座7と着・離座することで流路の開閉、流量の調製が可能である。
ステム8を上下に摺動させるためにステム8の上部にはアクチュエーター16が設けられる。
アクチュエーター16は自動式あるいは手動式のいずれかであってもよく、自動の場合は電磁、モーター、エアなどによって駆動してもよい。
シート部材6は流路を閉じた際に、弁座7に設けられた孔と入口流路2とを連通させる流路を構成する。
シート部材6は気密性の保持、耐摩耗性、熱伝導性、強度が求められ、材質は一般的なカーボンや金属製であってもよい。
押さえ部材9を固定する方法は例えば貫通孔5内をねじ切りすることでねじ部を設け、貫通孔5内部に螺合させてもよい。押さえ部材は金属等一般的に用いられるものであってもよくこれに限定されない。
押さえ部材9によってシート部材6とバルブボディ1が密着するため、弁を閉じた時に弁室4側にリークが発生しない。
押さえ部材9の中央に孔を設けてもよい。
そうすることで押さえ部材9のねじ部から漏れた流体が孔を通って元の流体に戻っていくことが可能となる。
蓋部材10の材質は金属等の一般に用いる物であってもよくこれに限定されない。
蓋部材10は端部開口Wとは密接に接合するが、押さえ部材9とは接合する必要がない。
ガスケット11は特に限定されないが、外部影響によらず長期的な気密性の維持が見込めることからメタルシールを用いることが好ましい。
ガスケット11は貫通孔5の端部開口Wと蓋部材10との間に挟持される。つまり、ガスケット11はバルブボディ1と蓋部材10とによって挟持される。
緩み止め12は貫通孔5の端部開口Wとプラグ13との間に狭持される。つまり、緩み止め12はバルブボディ1とプラグ13によって挟持される。
緩み止め12の材質は特に限定されず、弾性を有する材質なら金属、樹脂等の何でもよいが、外部影響によらず長期的な緩み止めが見込めることから金属製を用いることが好ましい。
形状も単なる平面の環状でなく、弾性を大きくするために、波型等にしてもよいし、スプリングワッシャーのようにしてもよい。
プラグ13をバルブボディ1に固定する方法は例えばバルブボディ1にねじ切りを設け、螺合させてもよい。
プラグ13と蓋部材10の間には摺動部材14を設ける。
摺動部材14を設けることで回転トルクが減少し、ガスケット11へ回転力がかからなくなりガスケット11が歪みにくくなる。
摺動部材14としてはベアリング、スラストリングなどが挙げられるがこれに限定されない。
以下螺合させることで固定した場合について記載するがこれに限定されない。
ステム8を交換する場合はまずプラグ13を装着時とは逆の方向に回転させてバルブボディ1から外す。
その次に蓋部材10を取り外し、貫通孔5から押さえ部材9を取り外す。押さえ部材9は装着時と反対の方向に回転させることで取り外すことが可能となる。
次にシート部材6を取り外し、最後にステム8を取り外し、新しいステムに交換する。
ステム8の交換後シート部材6、押さえ部材9、蓋部材10、プラグ13の順番で装着させていくことで交換作業が終了する。
また前記バルブのバルブボディに形成された貫通孔の内部には、シート部材が設けられており、前記シート部材は貫通孔内部で高圧ガスの流路を構成し、前記シート部材は押さえ部材によって貫通孔内部で固定され、前記貫通孔の端部開口は蓋部材によって閉じられ、前記貫通孔の端部開口の周縁部の内側にはガスケットが設けられ、前記ガスケットは、前記蓋部材と前記バルブボディとによって挟持され、前記周縁部の外側でガスケットの外周側には緩み止めが設けられ、前記緩み止めはプラグと前記バルブボディとによって挟持され、前記蓋部材はプラグによって前記バルブボディへ近づく方向へ押圧されている構成とすることで、ステムが容易に交換可能でありメンテナンスの容易なバルブである。
2 流体入口
3 流体出口
4 弁室
5 貫通孔
6 シート部材
7 弁座
8 ステム
9 押さえ部材
10 蓋部材
11 ガスケット
12 緩み止め
13 プラグ
14 摺動部材
15 弁体
16 アクチュエーター
V バルブ
W 端部開口
Claims (4)
- バルブボディ内に形成された弁室に弁座を有するシート部材が固定されているバルブにおいて、
前記バルブボディには前記弁室と連通する貫通孔が形成され、
前記シート部材は、前記貫通孔から前記弁室内に挿入され、押え部材によって固定され、
前記貫通孔の端部開口に前記貫通孔を閉止するように蓋部材が設けられ、
前記蓋部材は前記端部開口に螺合されたプラグによって押圧固定され、
前記端部開口の周縁部と前記蓋部材との間には、ガスケットが狭持されることによりシールされ、
前記ガスケットの外周側であって前記端部開口の周縁部と前記プラグとの間には緩み止めが狭持されていることを特徴とする、バルブ。 - 前記緩み止めは、金属からなっていることを特徴とする、請求項1のバルブ。
- 前記蓋部材と前記プラグとの間には、摺動部材が設けられていることを特徴とする、請求項1のバルブ。
- 前記摺動部材は、ベアリング、若しくはスラストリングであることを特徴とする、請求項3のバルブ。
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