[发明专利]带断流机构的减压阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种将供给源侧的高压流体减压到规定压力而向存在受压器件的低压通路供给的减压阀，尤其是涉及具备防止受压器件停止时等从供给源侧向低压通路侧泄漏高压流体的功能的带断流机构的减压阀。

背景技术

在燃料电池中，有时将填充有高压氢的储氢罐用作阳极侧的流体供给源。在处理这种高压流体的系统中，在高压流体的供给源和受压器件之间安装减压阀，通过减压阀将流体供给源的高压流体减压到规定压力后向受压器件供给。

作为在这种用途中使用的减压阀，已知有设置与受压器件侧的压力随动的隔膜，通过与该隔膜一体地位移的阀芯将连通孔(气体流路)开闭的结构。在该减压阀中，当随着受压器件侧的流体的使用而使得下游侧的压力下降时，隔膜与该压力下降随动地使阀芯进行开阀动作，使上游侧的高压流体减压到规定压力而经过连通孔流入下游侧。

但是，这种减压阀是以高压流体的压力调整(减压)为目的的，所以阀芯和阀座(连通孔的周缘部)之间的密闭并不充分，在受压器件侧的流体的流动长时间停止的情况等之下，会造成上游侧的高压流体经过阀芯和阀座的间隙向存在受压器件的下游侧泄漏。并且，在因该高压流体的泄漏而使得下游侧的压力过于增大时，有可能下游侧的压力超过受压器件的最大允许压力。

因此，在使用这种减压阀时，在减压阀的上游侧或下游侧设置遮断阀，通过该遮断阀来防止高压流体的泄漏。

然而，在这样将减压阀和遮断阀串联设置在配管中时，配管上的设置空间变大，不可避免造成系统的大型化，而且，因设置部件的增加而造成组装工时也增加。

因此，作为应对这种情况的减压阀，提出了一种在减压阀组件的内部加入遮断阀功能(断流机构)的结构(例如，参照日本国特开平2-278315号公报、日本国专利第2858199号公报)。

但是，在上述现有的减压阀中，由于在减压阀组件的内部装入多种阀机构，所以内部构造变得复杂，导致产品的大型化及成本的高涨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在不会导致内部构造的复杂化的情况下防止高压流体向受压器件侧过度泄漏的带断流机构的减压阀。

本发明的方案为了解决上述问题而采用了以下的手段。

(A)本发明的一方案提供一种带断流机构的减压阀，其特征在于，包括：一次侧压力室，其与高压流体的供给源侧的通路导通；二次侧压力室，其与受压器件侧的低压通路导通；隔壁，其划分所述一次侧压力室和所述二次侧压力室，具有将所述一次侧压力室和所述二次侧压力室连通的连通孔；隔膜，其具有承受所述二次侧压力室的压力的受压面，根据作用于该受压面的所述二次侧压力室的压力而位移；阀芯，其与该隔膜连结成能够一体地位移，从所述一次侧压力室侧开闭所述连通孔；弹簧，其向通过所述阀芯打开所述连通孔的方向对所述隔膜施力，在所述二次侧压力室的压力下降到规定压力以下时，所述阀芯使所述连通孔开口，由此使高压流体减压而从所述一次侧压力室流入所述二次侧压力室，所述隔膜的受压面的面积和所述弹簧的弹簧常数满足以下的式(1)、(2)，

P1×S-k×ΔL＞C    (1)

P1＜P2             (2)

其中，式中的P1表示通过阀芯将连通孔关闭时的二次侧压力室的压力，S表示隔膜的受压面的面积，k表示弹簧的弹簧常数，ΔL表示从弹簧的自由长度开始的位移，C表示阀芯的断流所需最低载荷，P2表示受压器件的允许最大压力。

由此，在阀芯将连通孔关闭后受压器件侧的流体的流动停止时，一次侧压力室内的高压流体经过阀芯和连通孔的间隙向二次侧压力室少量漏出。这样一来，当二次侧压力室的压力逐渐增大，作用于隔膜的闭阀方向的推力(式(1)的左边的值)超过阀芯的断流所需最低载荷(式(1)的右边的值)时，通过该推力使阀芯处于断流状态，经过阀芯和连通孔的间隙的高压流体的泄漏受到限制。并且，此时的二次侧压力室的压力(P1)如式(2)所示成为比受压器件的允许最大压力(P2)小的值。

(B)在上述(A)的方案中，可以是，所述阀芯和所述连通孔的周缘的阀座同轴配置，所述阀芯和阀座中的一方具备圆锥状的第一抵接面，另一方具备与所述第一抵接面抵接的初始抵接部为圆弧截面的环状的第二抵接面，所述第一抵接面和所述第二抵接面的一方由树脂形成，另一方由金属形成。