减压阀及气体供给装置的制造方法
【专利说明】减压阀及气体供给装置
[0001]本申请主张基于2014年11月13日提出的申请号2014-230453号的日本专利申请的优先权，通过参照将其公开的全部内容并入本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及减压阀及气体供给装置。
【背景技术】
[0003]作为气体供给装置的减压阀，已知在使用由弹簧施力的活塞而在筒状部的内侧划定的空间中，对从一次侧流路向二次侧流路供给的气体进行减压的减压阀(参照JP2014-96094)。
【发明内容】
[0004]发明要解决的课题
[0005]在专利文献I的减压阀中，存在以下课题:由于接收了从二次侧流路传来的反射波的活塞发生振动而有时会产生噪音。因此，希望一种能够减少从二次侧流路传来的反射波引起的噪音的减压阀。
[0006]用于解决课题的方案
[0007]本发明为了解决上述课题中的至少一部分而作出，能够作为以下的方式实现。
[0008](I)根据本发明的一方式，提供一种减压阀，对从一次侧流路向二次侧流路供给的气体进行减压。该减压阀具备:筒状部，呈筒状，并具有与上述一次侧流路连通的导入口和与上述二次侧流路连通的导出口 ；活塞，嵌入上述筒状部的内侧，构成为能够在上述筒状部的内侧沿着上述筒状部的轴向滑动，并在上述筒状部的内侧划定与上述导入口及上述导出口连通的空间；及弹簧，朝向上述空间对上述活塞施力，在从上述轴向观察的情况下，上述导出口处于从上述活塞的中心向一方偏离的位置，上述弹簧对上述活塞施力的作用力从上述活塞的上述中心偏向上述导出口一侧地分布。根据该方式，对于容易向在筒状部的内侦M定的空间中的压力比较低的导出口侧倾斜的活塞，弹簧的作用力偏向导出口一侧地分布，因此能够增强在筒状部的内侧滑动的活塞的滑动阻力。由此，能够抑制从二次侧流路传来的反射波引起的活塞的振动。其结果是，能够减少从二次侧流路传来的反射波引起的噪
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[0009](2)在上述方式的减压阀中，也可以是，上述弹簧与上述活塞接触的部位从上述活塞的上述中心偏向上述导出口一侧地分布。根据该方式，能够容易地实现偏向导出口一侧地分布的作用力。
[0010](3)在上述方式的减压阀中，也可以是，从上述轴向观察的情况下，上述弹簧与上述活塞接触的部位与上述导出口的至少一部分重叠。根据该方式，能够容易地实现偏向导出口一侧地分布的作用力。
[0011](4)在上述方式的减压阀中，也可以是，上述弹簧是螺旋弹簧，在从上述轴向观察的情况下，上述导出口位于以上述活塞的上述中心为基准，从与上述活塞接触的上述弹簧的端部沿上述弹簧的卷绕方向为90°的位置。根据该方式，能够进一步增强活塞的滑动阻力。由此，能够进一步抑制从二次侧流路传来的反射波引起的活塞的振动。其结果是，能够进一步减少从二次侧流路传来的反射波引起的噪音。
[0012](5)根据本发明的一方式，提供一种气体供给装置。该气体供给装置具备:上述方式的减压阀；及喷射部，与上述二次侧流路连接，喷射上述二次侧流路内的气体。根据该方式，能够减少以喷射部的气体的喷射为起因的反射波引起的减压阀的噪音。
[0013]本发明也可以通过减压阀及气体供给装置以外的各种方式实现。例如，本申请发明能够通过具备减压阀的燃料电池系统、对气体进行减压的方法等方式实现。
【附图说明】
[0014]图1是表示燃料电池系统的结构的说明图。
[0015]图2是示意性地表示减压阀的内部结构的剖视图。
[0016]图3是示意性地表示减压阀的内部结构的剖视图。
[0017]图4是表示减压阀的截面的说明图。
[0018]图5是表示对减压阀的振动级别进行评价的结果的图表。
[0019]图6是示意性地表示第二实施方式的减压阀的内部结构的剖视图。
[0020]图7是表示减压阀的截面的说明图。
【具体实施方式】
[0021]A.第一实施方式
[0022]图1是表示燃料电池系统10的结构的说明图。燃料电池系统10具备燃料电池20和气体供给装置30。在本实施方式中，燃料电池系统10搭载于车辆，供给用于车辆的行驶的电力。
[0023]燃料电池系统10的燃料电池20基于反应气体的电化学反应而发电。在本实施方式中，燃料电池20基于氢与氧的电化学反应而发电。在本实施方式中，向燃料电池20供给氢气及空气作为反应气体。
[0024]气体供给装置30是供给气体的装置。在本实施方式中，气体供给装置30向燃料电池20供给氢气。气体供给装置30具备:罐32、气体流路34、气体流路36、喷射器38及减压阀300。
[0025]气体供给装置30的罐32是储存气体的容器。在本实施方式中，罐32储存氢气。气体供给装置30的气体流路34是使气体从罐32流向减压阀300的一次侧流路。气体供给装置30的气体流路36是使气体从减压阀300流向喷射器38的二次侧流路。气体供给装置30的喷射器38是与气体流路36连接并将气体流路36内的气体向燃料电池20 —侧喷射的喷射部。
[0026]图2及图3是示意性地表示减压阀300的内部结构的剖视图。图2中的减压阀300的状态是气体流路34与减压阀300的内部之间打开的状态。图3中的减压阀300的状态是气体流路34与减压阀300的内部之间关闭的状态。在图2及图3中，示意性地图示出以通过减压阀300的轴AL的平面剖切而得到的减压阀300的截面形状。
[0027]在图2及图3中图示出XYZ轴。图2及图3的XYZ轴具有X轴、Y轴及Z轴作为相互正交的三个空间轴。沿着X轴的X轴方向中的+X轴方向是从纸面近前朝向纸面里侧的正方向，-X轴方向是朝向+X轴方向的相反侧的负方向。沿着Y轴的Y轴方向中的+Y轴方向是从纸面右侧朝向纸面左侧的正方向，-Y轴方向是朝向+Y轴方向的相反侧的负方向。在本实施方式中，Z轴是沿着减压阀300的轴AL的轴。沿着Z轴的Z轴方向中的+Z轴方向是从纸面下侧朝向纸面上侧的正方向，-Z轴方向是朝向+Z轴方向的相反侧的负方向。图2及图3的XYZ轴与其他图中的XYZ轴相对应。
[0028]气体供给装置30的减压阀300对从气体流路34向气体流路36供给的气体进行减压。减压阀300具备:主体310、活塞320、弹簧330、阀芯340、销348及弹簧350。
[0029]减压阀300的主体310是将活塞320、弹簧330、阀芯340、销348及弹簧350保持在内部的框体。在本实施方式中，主体310组合多个部件而构成。在本实施方式中，构成主体310的部件由不锈钢构成。主体310具备:筒状部315、流路312及流路318。
[0030]主体310的筒状部315是呈筒状的部位。筒状部315在内侧划定与导入口 314及导出口 316连接的柱状的空间。在本实施方式中，筒状部315呈以轴AL为中心的圆筒状，且在内侧划定以轴AL为中心的圆柱状的空间。
[0031]主体310的流路312是与气体流路34连接的流路。流路312使从气体流路34流来的气体流向筒状部315的导入口 314。
[0032]主体310的流路318是与气体流路36连接的流路。流路318使从筒状部315的导出口 316流来的气体流向气体流路36。
[0033]减压阀300的阀芯340对导入口 314进行开闭。在本实施方式中，阀芯340构成为能够在流路312的内侧沿着轴AL滑动。减压阀300的销348配置在导出口 316的内侧，将活塞320的位移向阀芯340传递。减压阀300的弹簧350朝向阀芯340闭塞导入口 314的方向(+Z轴方向)对阀芯340施力。
[0034]如图2所示，在由活塞320划定的空间CB的压力低于预定值的情况下，阀芯340对应于活塞320的位移而将导入口 314打开。由此，气体从气体流路34通过流路312及导入口 314而流入空间CB，因此空间CB的压力上升。
[0035]如图3所示在空间CB的压力为预定值以上的情况下，阀芯340对应于活塞320的位移而将导入口 314闭塞。由此，气体从气体流路34向空间CB的流入停止。然后，在从喷射器38喷射了气体的情况下，气体从空间CB通过导出口 316及流路318向气体流路36流出，由此空间CB的压力下降。
[0036]减压阀300的活塞320呈嵌入筒状部315的内侧的筒状。在本实施方式中，活塞320呈以轴AL为中心的圆筒状。活塞320构成为能够在筒状部315的内侧沿着轴AL滑动。在本实施方式中，活塞320由不锈钢构成。在本实施方式中，在活塞320的外周设有对其与筒状部315的内壁之间进行密闭的密封部件328。
[0037]活塞320在筒状部315的内侧划定与导入口 314及导出口 316连通的空间CB。在本实施方式中，空间CB被划定于比活塞320靠-Z轴方向一侧。在本实施方式中，空间CB是以轴AL为中心的空间。
[0038]在本实施方式中，导入口 314在轴AL的周围均等地配置。在本实施方式中，导出口 316处于从轴AL向一方(-Y轴方向)偏离的位置。因此，空间CB中的压力的分布会产生偏斜，从轴AL向+Y轴方向一侧的压力处于比从轴AL向-Y轴方向一侧的压力高的倾向。由此，在活塞320上施加有作用于使比轴AL靠-Y轴方向一侧向-Z轴方向一侧倾斜这一方向上的力矩Mp。
[0039]减压阀300的弹簧330对活塞320朝向空间CB施力。弹簧330对活塞320施力的作用力从作为活塞320的中心的轴AL偏向导出口 316 —侧地分布。由此，施加于活塞320的力矩Mp被增强。
[0040]在本实施方式中，弹簧330是螺旋弹簧。在本实施方式中，弹簧330沿着轴AL(Z轴)伸缩。在本实施方式中，弹簧330的+Z轴方向一侧与主体310接触，弹簧330的-Z轴方向一侧与活塞320