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JP2025121745A - Discharge valve, booster pump, and hydrogen supply system - Google Patents
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JP2025121745A - Discharge valve, booster pump, and hydrogen supply system - Google Patents

Discharge valve, booster pump, and hydrogen supply system

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JP2025121745A
JP2025121745A JP2024017416A JP2024017416A JP2025121745A JP 2025121745 A JP2025121745 A JP 2025121745A JP 2024017416 A JP2024017416 A JP 2024017416A JP 2024017416 A JP2024017416 A JP 2024017416A JP 2025121745 A JP2025121745 A JP 2025121745A
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valve
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JP2024017416A
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杏奈 平原
Anna Hirahara
尚教 永井
Takanori Nagai
輝 小林
Teru Kobayashi
岳志 佐野
Takashi Sano
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
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Abstract

To reduce a load by shortening a time until an opening state.SOLUTION: A discharge valve comprises: a casing having a housing space part communicated with a fluid discharge hole; a valve seat having an inflow port arranged in the housing space part and communicated with a fluid inflow hole and a discharge port communicated with the fluid discharge hole; a valve body movably supported at a close position and an open position in the housing space part; a valve seat presser member forming an arrangement space inside, and defining a position of the valve seat to the casing; and an energization member for energizing the valve body. The valve seat presser member has a first communication hole for communicating the arrangement space part with the fluid discharge hole, and the first communication hole has a flow passage shape whose resistance against the fluid flowing into the arrangement space part from the fluid discharge hole gets larger than a resistance of the fluid flowing to the fluid discharge hole from the arrangement space part.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、吐出弁、昇圧ポンプ、及び水素供給システムに関する。 The present disclosure relates to a discharge valve, a boost pump, and a hydrogen supply system.

従来の昇圧ポンプの吐出弁としては、例えば、下記の特許文献1に記載されたものがある。特許文献1に記載された吐出弁は、低温流体用昇圧ポンプに使用される。吐出弁は、ボールとバネとを利用し、所定圧力以上の流体圧力が加わると開状態となり、流体圧力が所定圧力未満になると閉状態となる。具体的には、吐出弁では、昇圧ポンプのピストンの移動に伴って、吐出弁の流入口に繋がるシリンダ内の空間の圧力が高くなると、弁体であるボールがバネを押し戻して開状態となる。これにより、ピストンの位置するシリンダ内の流体が吐出弁の外部へと排出される。一方で、昇圧ポンプのピストンの移動に伴って、吐出弁の流入孔に繋がる空間の圧力が低くなると、ボールがバネに押されて閉状態となる。これにより、ピストンの位置するシリンダ内の流体が吐出弁を介して排出不能となる。 An example of a conventional discharge valve for a booster pump is described in Patent Document 1 below. The discharge valve described in Patent Document 1 is used in a booster pump for low-temperature fluid. The discharge valve utilizes a ball and spring, and opens when a fluid pressure equal to or greater than a predetermined pressure is applied, and closes when the fluid pressure falls below the predetermined pressure. Specifically, when the pressure in the space inside the cylinder connected to the inlet of the discharge valve increases as the piston of the booster pump moves, the ball (valve body) pushes back against the spring, opening the valve. This allows fluid in the cylinder where the piston is located to be discharged outside the discharge valve. On the other hand, when the pressure in the space connected to the inlet of the discharge valve decreases as the piston of the booster pump moves, the ball is pushed by the spring, closing the valve. This prevents fluid from being discharged from the cylinder where the piston is located through the discharge valve.

特許第4031807号公報Patent No. 4031807

ところで、このような吐出弁では、バネのような弁体を付勢する付勢部材が配置されている空間部にも流体が充満している。この空間内の流体は、開状態では、弁体に押し込まれて空間部の容積が小さくなることで一時的に圧力が高くなる。その後、空間部の流体が弁体の外周側を通って吐出孔に流出する。一方で、閉状態では、弁体を押し戻すことで空間部の容積が大きくなり一時的に圧力が低くなる。その際、弁体の外周側に留まっていた流体が空間部に流入する。 In this type of discharge valve, the space where the spring-like biasing member that biases the valve body is located is also filled with fluid. When the valve body is open, the fluid in this space is pushed into the valve body, reducing the volume of the space and temporarily increasing the pressure. The fluid in the space then flows out through the outer periphery of the valve body and into the discharge hole. When the valve body is closed, the valve body is pushed back, increasing the volume of the space and temporarily decreasing the pressure. At this time, the fluid that had been remaining on the outer periphery of the valve body flows into the space.

このように、弁体の移動に伴って、空間部に対して流体が流出又は流入する。その際、空間部に対する流体の流れは、弁体の動きに影響を与える。具体的には、空間部に対して流体が流出及び流入する際の抵抗が大きい場合は、弁体の移動が遅くなる。その結果、吐出弁が開状態や閉状態になるまでの時間が長くなる。特に、開状態となるまで時間がかかると、昇圧ポンプではシリンダ内の圧力過上昇や、開状態での圧損増加により、シリンダの内圧が許容圧力を越える、もしくは運用上のインターロックに到達して運転停止する可能性がある。 In this way, as the valve disc moves, fluid flows out or in to the space. At that time, the flow of fluid into the space affects the movement of the valve disc. Specifically, if there is a large resistance when fluid flows out or in to the space, the movement of the valve disc will be slow. As a result, it will take a long time for the discharge valve to open or close. In particular, if it takes a long time to open, the pressure inside the cylinder of a booster pump may rise too much, or the pressure loss may increase in the open state, causing the internal pressure of the cylinder to exceed the allowable pressure or reach the operational interlock, resulting in a shutdown.

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、開状態となるまでの時間を短くすることで負荷を低減可能な吐出弁、昇圧ポンプ、及び水素供給システムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problem, and aims to provide a discharge valve, a boost pump, and a hydrogen supply system that can reduce the load by shortening the time it takes to open.

上記課題を解決するために、本開示に係る吐出弁は、流体流入孔と流体吐出孔とがそれぞれ連通し、前記流体吐出孔に連通する収容空間部を有するケーシングと、前記収容空間部に配置されて前記流体流入孔に連通する流入口と前記流体吐出孔に連通する吐出口とを有する弁座と、前記収容空間部で前記流入口を閉止する閉止位置と前記流入口を開放する開放位置とに移動自在に支持される弁体と、前記収容空間部に配置され、前記収容空間部における前記弁体に対して前記流入口とは反対側に位置する配置空間部を内部に形成し、前記ケーシングに対する前記弁座の位置を規定する弁座押え部材と、前記配置空間部に配置されて前記弁体を前記閉止位置に付勢する付勢部材と、を備え、前記弁座押え部材は、前記配置空間部と前記流体吐出孔とを連通する第一連通孔を有し、前記第一連通孔は、前記配置空間部から前記流体吐出孔へ流出する流体への抵抗に比べて、前記流体吐出孔から前記配置空間部へ流入する流体への抵抗が大きくなる流路形状を有している。 In order to solve the above problem, the discharge valve according to the present disclosure comprises a casing having a housing space portion in communication with a fluid inlet and a fluid outlet, the casing having a housing space portion in communication with the fluid outlet hole; a valve seat disposed in the housing space portion and having an inlet port in communication with the fluid inlet hole and an outlet port in communication with the fluid outlet hole; a valve element supported in the housing space portion so as to be movable between a closed position that closes the inlet port and an open position that opens the inlet port; and a valve element disposed in the housing space portion and having a valve element that is movable between the inlet port and the valve element in the housing space portion. The valve seat pressing member defines an arrangement space located on the opposite side thereof, and is equipped with a valve seat pressing member that determines the position of the valve seat relative to the casing, and a biasing member that is disposed in the arrangement space and biases the valve body to the closed position. The valve seat pressing member has a first communication hole that connects the arrangement space with the fluid discharge hole, and the first communication hole has a flow path shape that provides greater resistance to fluid flowing from the fluid discharge hole into the arrangement space than to fluid flowing out from the arrangement space to the fluid discharge hole.

また、本開示に係る昇圧ポンプは、低温流体を圧縮室に吸入する吸入弁と、前記吸入弁から前記圧縮室に吸入された低温流体を圧縮するピストンと、前記ピストンにより圧縮された低温流体を吐出する上記吐出弁と、を備える。 The boost pump according to the present disclosure also includes an intake valve that draws low-temperature fluid into a compression chamber, a piston that compresses the low-temperature fluid drawn into the compression chamber from the intake valve, and a discharge valve that discharges the low-temperature fluid compressed by the piston.

また、本開示に係る水素供給システムは、上記昇圧ポンプを有して低温流体としての液体水素を圧縮する圧縮装置と、前記圧縮装置により圧縮された液体水素を気化する蒸発装置と、前記蒸発装置により気化された水素ガスを供給するディスペンサと、を備える。 The hydrogen supply system according to the present disclosure also includes a compressor having the boost pump and compressing liquid hydrogen as a cryogenic fluid, an evaporator that vaporizes the liquid hydrogen compressed by the compressor, and a dispenser that supplies the hydrogen gas vaporized by the evaporator.

本開示の吐出弁、昇圧ポンプ、及び水素供給システムによれば、開状態となるまでの時間を短くすることで負荷を低減することができる。 The discharge valve, boost pump, and hydrogen supply system disclosed herein can reduce the load by shortening the time it takes to open.

本開示の実施形態に係る水素供給システムの全体構成を表す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of a hydrogen supply system according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る圧縮装置を表す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a compression device according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態に係る吐出弁を含む昇圧ポンプの要部を表す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a main portion of a booster pump including a discharge valve according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の第一実施形態に係る吐出弁を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a discharge valve according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第一実施形態に係る第一連通孔を示す要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main portion showing a first communication hole according to the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第二実施形態に係る第一連通孔を示す要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main portion showing a first communication hole according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第三実施形態に係る第一連通孔を示す要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main portion showing a first communication hole according to a third embodiment of the present disclosure. 本開示の第四実施形態に係る吐出弁を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a discharge valve according to a fourth embodiment of the present disclosure.

<第一実施形態>
以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
First Embodiment
Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to these embodiments, and when there are multiple embodiments, the present disclosure also includes configurations that combine the embodiments. Furthermore, the components in the embodiments include those that can be easily imagined by a person skilled in the art, those that are substantially identical, and those that are within the so-called equivalent range.

<水素供給システム>
図1に示すように、水素供給システム10は、コンテナ11に貯留される液体水素を所定圧力の水素ガスとして車両12の動力源に供給(補給)する。ここで、動力源は、例えば、燃料電池またはや水素エンジンなどであり、車両12に搭載される。水素供給システム10は、例えば、燃料である水素ガスを車両12の動力源に供給(補給)する、いわゆる、水素スタンド施設である。但し、水素供給システム10は、水素ガスを車両12の動力源に供給するものに限らず、低温流体(例えば、液体水素、液体窒素、液体酸素、液化炭酸ガス、液化天然ガス、液化プロパンガス等)を圧縮して供給するものである。
<Hydrogen supply system>
As shown in Fig. 1, a hydrogen supply system 10 supplies (replenishes) liquid hydrogen stored in a container 11 as hydrogen gas at a predetermined pressure to a power source of a vehicle 12. Here, the power source is, for example, a fuel cell or a hydrogen engine, and is mounted on the vehicle 12. The hydrogen supply system 10 is, for example, a so-called hydrogen filling station facility that supplies (replenishes) hydrogen gas, which is a fuel, to the power source of the vehicle 12. However, the hydrogen supply system 10 is not limited to supplying hydrogen gas to the power source of the vehicle 12, and may also compress and supply a cryogenic fluid (for example, liquid hydrogen, liquid nitrogen, liquid oxygen, liquefied carbon dioxide, liquefied natural gas, liquefied propane gas, etc.).

水素供給システム10は、圧縮装置21と、蒸発装置22と、ディスペンサ23とを有する。圧縮装置21は、コンテナ11から供給される液体水素(低温流体)を予め設定された所定の高圧(高圧状態)まで圧縮する。蒸発装置22は、圧縮装置21により圧縮された高圧の液体水素を気化することで水素ガスを発生させる。ディスペンサ23は、蒸発装置22により発生した水素ガスを車両12の動力源に充填する。 The hydrogen supply system 10 includes a compressor 21, an evaporator 22, and a dispenser 23. The compressor 21 compresses liquid hydrogen (low-temperature fluid) supplied from the container 11 to a predetermined high pressure (high-pressure state). The evaporator 22 generates hydrogen gas by vaporizing the high-pressure liquid hydrogen compressed by the compressor 21. The dispenser 23 fills the power source of the vehicle 12 with the hydrogen gas generated by the evaporator 22.

なお、圧縮装置21は、コンテナ11に貯留された液体水素を所定の高圧まで圧縮したが、この構成に限定されない。例えば、コンテナ11が水素ガスを貯留していた場合、圧縮装置21は、コンテナ11に貯留された水素ガスを所定の高圧まで圧縮してもよい。 Note that the compression device 21 compresses the liquid hydrogen stored in the container 11 to a predetermined high pressure, but this configuration is not limited to this. For example, if the container 11 stores hydrogen gas, the compression device 21 may compress the hydrogen gas stored in the container 11 to a predetermined high pressure.

圧縮装置21は、駆動モータ31と、昇圧ポンプ32とを有する。駆動モータ31は、外部から供給される電力によって駆動可能な電動機である。駆動モータ31は、回転数がインバータ(図示略)により制御される。駆動モータ31は、回転力を昇圧ポンプ32に伝達する。昇圧ポンプ32は、駆動モータ31の回転力により作動する。 The compressor 21 has a drive motor 31 and a boost pump 32. The drive motor 31 is an electric motor that can be driven by externally supplied power. The rotation speed of the drive motor 31 is controlled by an inverter (not shown). The drive motor 31 transmits rotational force to the boost pump 32. The boost pump 32 is operated by the rotational force of the drive motor 31.

<圧縮装置>
図2に示すように、駆動モータ31は、減速機33を介して昇圧ポンプ32が連結される。減速機33は、駆動モータ31の回転力を減速して昇圧ポンプ32に伝達する。昇圧ポンプ32は、往復動式のポンプである。昇圧ポンプ32は、減速機33により減速された駆動モータ31の回転力を往復動力に変換して作動する。昇圧ポンプ32は、往復動力により液体水素の吸入と圧縮(昇圧)とを交互に行うことで、吸入した液体水素を所定の高圧状態に圧縮して外部に吐出する。
<Compression device>
As shown in Fig. 2, the drive motor 31 is connected to the boost pump 32 via a reducer 33. The reducer 33 reduces the rotational force of the drive motor 31 and transmits it to the boost pump 32. The boost pump 32 is a reciprocating pump. The boost pump 32 operates by converting the rotational force of the drive motor 31, which has been reduced in speed by the reducer 33, into reciprocating power. The boost pump 32 uses the reciprocating power to alternately draw in and compress (boost) liquid hydrogen, compressing the drawn-in liquid hydrogen to a predetermined high-pressure state and discharging it to the outside.

昇圧ポンプ32は、クランク機構34と、クロスヘッド35と、ピストンロッド36と、ピストン37と、シリンダブロック38とを有する。 The boost pump 32 has a crank mechanism 34, a crosshead 35, a piston rod 36, a piston 37, and a cylinder block 38.

クランク機構34は、減速機33から伝達された回転力を直線の往復動力に変換し、クロスヘッド35に伝達する。クロスヘッド35は、クランク機構34から伝達された鉛直方向VDの往復動力により鉛直方向VDに往復動する。ピストンロッド36は、上端部がクロスヘッド35に連結され、他端部にピストン37が連結される。シリンダブロック38は、中空形状をなし、内部にピストン37が鉛直方向VDに沿って移動自在に支持される。 The crank mechanism 34 converts the rotational force transmitted from the reducer 33 into linear reciprocating power and transmits it to the crosshead 35. The crosshead 35 reciprocates in the vertical direction VD due to the reciprocating power in the vertical direction VD transmitted from the crank mechanism 34. The upper end of the piston rod 36 is connected to the crosshead 35, and the other end is connected to a piston 37. The cylinder block 38 is hollow, and supports the piston 37 inside so that it can move freely along the vertical direction VD.

昇圧ポンプ32は、下部、つまり、シリンダブロック38が容器39の内部に配置される。容器39は、断熱真空容器であり、昇圧ポンプ32と共に内部が真空状態に維持される。容器39は、内部に液体水素が供給されている。 The lower part of the boost pump 32, i.e., the cylinder block 38, is located inside the container 39. The container 39 is an insulated vacuum container, and the interior thereof, together with the boost pump 32, is maintained in a vacuum state. Liquid hydrogen is supplied to the inside of the container 39.

昇圧ポンプ32が作動すると、まず、ピストン37が上昇する吸入工程にて、容器39の液体水素がシリンダブロック38の内部に吸入される。次に、ピストン37が下降する圧縮工程にて、シリンダブロック38の内部の液体水素が圧縮され、高圧の液体水素が容器39の外部に吐出される。 When the boost pump 32 is activated, first, the piston 37 rises during the suction stroke, during which liquid hydrogen from the container 39 is drawn into the cylinder block 38. Next, the piston 37 descends during the compression stroke, during which the liquid hydrogen inside the cylinder block 38 is compressed, and high-pressure liquid hydrogen is discharged outside the container 39.

<昇圧ポンプの構成>
図3に示すように、昇圧ポンプ32は、吸入弁41と、吐出弁42とを備える。吸入弁41は、開放時に、液体水素を圧縮室43に吸入する。吐出弁42は、開放時に、圧縮室43で圧縮された高圧の液体水素を外部に吐出する。
<Booster pump configuration>
3, the boost pump 32 includes a suction valve 41 and a discharge valve 42. When opened, the suction valve 41 draws liquid hydrogen into a compression chamber 43. When opened, the discharge valve 42 discharges the high-pressure liquid hydrogen compressed in the compression chamber 43 to the outside.

シリンダブロック38は、鉛直方向VDに沿って配置される。シリンダブロック38は、上部に上方に開口する嵌合孔51が形成され、下部に下方に開口する凹部52が形成される。嵌合孔51と凹部52は、円柱形状をなし、同じく円柱形状をなす連通孔53により連通される。ピストン37は、シリンダブロック38の嵌合孔51に上方から嵌合し、鉛直方向VDに沿って移動自在に支持される。ピストン37がシリンダブロック38の嵌合孔51に嵌合することで、ピストン37と嵌合孔51に区画された圧縮室43が形成される。嵌合孔51と凹部52と連通孔53とピストン37と圧縮室43は、同心状に配置される。 The cylinder block 38 is arranged along the vertical direction VD. The cylinder block 38 has a fitting hole 51 at its top that opens upward, and a recess 52 at its bottom that opens downward. The fitting hole 51 and recess 52 are cylindrical and communicate with each other through a communication hole 53 that is also cylindrical. The piston 37 fits into the fitting hole 51 of the cylinder block 38 from above and is supported so that it can move freely along the vertical direction VD. When the piston 37 fits into the fitting hole 51 of the cylinder block 38, a compression chamber 43 is formed, defined by the piston 37 and the fitting hole 51. The fitting hole 51, recess 52, communication hole 53, piston 37, and compression chamber 43 are arranged concentrically.

吸入弁41は、シリンダブロック38の凹部52に配置される。吸入弁41は、弁ケーシング61と、第一弁体62と、第二弁体63と、押え部材64とを有する。 The suction valve 41 is disposed in a recess 52 in the cylinder block 38. The suction valve 41 includes a valve casing 61, a first valve body 62, a second valve body 63, and a retaining member 64.

弁ケーシング61は、凸型の円柱形状をなす。弁ケーシング61は、小径の本体部61aと、本体部61aより大径のフランジ部61bとを有する。弁ケーシング61は、本体部61aの下部にフランジ部61bが一体に設けられて構成される。凹部52は、小径孔52aと、小径孔52aより大径の大径孔52bとを有する。凹部52は、小径孔52aの下部に大径孔52bが一体に配置されて構成される。弁ケーシング61は、本体部61aが凹部52の小径孔52aに嵌合し、フランジ部61bが凹部52の大径孔52bに嵌合する。このとき、弁ケーシング61は、フランジ部61bの下面がシリンダブロック38の下面と段差なく連続する。弁ケーシング61は、本体部61aの長さが小径孔52aの長さより短いことから、本体部61aの先端面と小径孔52aの底面とが隙間を空けて対向する。そのため、シリンダブロック38の凹部52と弁ケーシング61との間に空間部71が区画される。 The valve casing 61 has a convex cylindrical shape. It has a small-diameter main body 61a and a flange 61b with a larger diameter than the main body 61a. The valve casing 61 is configured with the flange 61b integrally formed at the bottom of the main body 61a. The recess 52 has a small-diameter hole 52a and a large-diameter hole 52b with a larger diameter than the small-diameter hole 52a. The recess 52 is configured with the large-diameter hole 52b integrally disposed at the bottom of the small-diameter hole 52a. The main body 61a of the valve casing 61 fits into the small-diameter hole 52a of the recess 52, and the flange 61b fits into the large-diameter hole 52b of the recess 52. In this configuration, the underside of the flange 61b of the valve casing 61 is seamlessly continuous with the underside of the cylinder block 38. Because the length of the main body 61a of the valve casing 61 is shorter than the length of the small diameter hole 52a, the tip surface of the main body 61a and the bottom surface of the small diameter hole 52a face each other with a gap between them. This defines a space 71 between the recess 52 of the cylinder block 38 and the valve casing 61.

弁ケーシング61は、中心部に鉛直方向VDに沿う貫通孔72が設けられる。また、弁ケーシング61は、その径方向における外周部側に鉛直方向VDに沿う吸入孔73が周方向に間隔を空けて複数(本実施形態では、6個)設けられる。さらに、弁ケーシング61は、その径方向における内側(貫通孔72側)に鉛直方向VDに沿う排出孔74が周方向に間隔を空けて複数(本実施形態では、8個)設けられる。吸入孔73は、外部から液体水素を空間部71に吸入する。排出孔74は、空間部71に滞留する液体水素または水素ガスを外部に排出する。なお、外部とは、シリンダブロック38の外部であって、容器39(図2参照)の内側であり、大気圧~1MPaG程度の低圧状態で液体水素が満たされている部分である。 The valve casing 61 has a through hole 72 in the vertical direction VD at its center. The valve casing 61 also has a plurality of (six in this embodiment) suction holes 73 in the vertical direction VD, spaced apart circumferentially, on its radially outer periphery. The valve casing 61 also has a plurality of (eight in this embodiment) discharge holes 74 in the vertical direction VD, spaced apart circumferentially, on its radially inner side (the through hole 72 side). The suction holes 73 draw liquid hydrogen from the outside into the space 71. The discharge holes 74 discharge liquid hydrogen or hydrogen gas remaining in the space 71 to the outside. The "outside" here refers to the outside of the cylinder block 38, the inside of the container 39 (see Figure 2), which is filled with liquid hydrogen at a low pressure of approximately atmospheric pressure to 1 MPaG.

第一弁体62は、主ロッド部62aと、ヘッド部62bとを有する。第一弁体62は、主ロッド部62aの上端部にヘッド部62bが一体に形成されている。主ロッド部62aは、鉛直方向VDに沿って弁ケーシング61の内部に配置される。すなわち、第一弁体62は、主ロッド部62aが弁ケーシング61の貫通孔72に嵌合し、軸方向(鉛直方向VD)に沿って移動自在に支持される。ヘッド部62bは、上方に向けて拡径する略円錐台形状に形成されている。第一弁体62は、ヘッド部62bにおける平坦な上面が受圧面62cであり、ヘッド部62bにおける湾曲した下面がシート面62dである。第一弁体62は、受圧面62cが圧縮室43に面する。 The first valve body 62 has a main rod portion 62a and a head portion 62b. The first valve body 62 has a head portion 62b integrally formed at the upper end of the main rod portion 62a. The main rod portion 62a is disposed inside the valve casing 61 along the vertical direction VD. That is, the main rod portion 62a of the first valve body 62 is fitted into a through-hole 72 of the valve casing 61, and is supported so as to be movable along the axial direction (vertical direction VD). The head portion 62b is formed in a generally truncated cone shape that widens in diameter upward. The flat upper surface of the head portion 62b of the first valve body 62 is the pressure-receiving surface 62c, and the curved lower surface of the head portion 62b is the seat surface 62d. The pressure-receiving surface 62c of the first valve body 62 faces the compression chamber 43.

一方、シリンダブロック38には、連通孔53の上部がヘッド部62bと同様の形状をなすように上方に向けて拡径し、主弁座53aが形成されている。第一弁体62は、ヘッド部62bが連通孔53の上部に配置されている。シート面62dは、主弁座53aに着座可能である。第一弁体62は、下方に移動し、ヘッド部62bのシート面62dが主弁座53aに着座したとき、連通孔53を閉止し、圧縮室43と空間部71を遮断する。一方、第一弁体62は、上方に移動し、ヘッド部62bのシート面62dが主弁座53aから離間したとき、連通孔53を開放し、圧縮室43と空間部71を連通する。 On the other hand, the cylinder block 38 has a main valve seat 53a formed therein, with the upper portion of the communication hole 53 expanding in diameter upward so as to have the same shape as the head portion 62b. The head portion 62b of the first valve body 62 is positioned above the communication hole 53. The seat surface 62d can seat on the main valve seat 53a. When the first valve body 62 moves downward and the seat surface 62d of the head portion 62b seats on the main valve seat 53a, it closes the communication hole 53, blocking communication between the compression chamber 43 and the space 71. On the other hand, when the first valve body 62 moves upward and the seat surface 62d of the head portion 62b moves away from the main valve seat 53a, it opens the communication hole 53, connecting the compression chamber 43 and the space 71.

また、第一弁体62は、主ロッド部62aの下端部が弁ケーシング61の下方に突出する。主ロッド部62aは、下端部にナット75によりばね受け部材76が固定される。ポンプ圧縮コイルばね77は、弁ケーシング61に形成されたばね受け部61cと、第一弁体62のばね受け部材76との間に配置される。ポンプ圧縮コイルばね77は、弁ケーシング61に対して第一弁体62を下方に向けて付勢する。すなわち、第一弁体62は、ポンプ圧縮コイルばね77の付勢力により、ヘッド部62bのシート面62dが連通孔53の主弁座53aに着座する方向に付勢され、連通孔53を閉止して圧縮室43と空間部71を遮断する位置に付勢支持される。 The lower end of the main rod portion 62a of the first valve body 62 protrudes below the valve casing 61. A spring receiving member 76 is fixed to the lower end of the main rod portion 62a by a nut 75. A pump compression coil spring 77 is disposed between a spring receiving portion 61c formed on the valve casing 61 and the spring receiving member 76 of the first valve body 62. The pump compression coil spring 77 biases the first valve body 62 downward relative to the valve casing 61. That is, the biasing force of the pump compression coil spring 77 biases the first valve body 62 in a direction in which the seat surface 62d of the head portion 62b seats on the main valve seat 53a of the communication hole 53, and the first valve body 62 is biased and supported in a position that closes the communication hole 53 and isolates the compression chamber 43 from the space 71.

第二弁体63は、円盤形状をなす板状部材である。第二弁体63は、中心部に開口部63aが形成されている。第二弁体63は、外径が弁ケーシング61の外径とほぼ同径であり、内径が複数の排出孔74の形成位置の径より大径である。第二弁体63は、シリンダブロック38の凹部52と弁ケーシング61との間に区画された空間部71に配置される。第二弁体63は、シリンダブロック38および弁ケーシング61に対して、空間部71で鉛直方向VDに沿って移動自在に支持される。また、第二弁体63と弁ケーシング61の本体部61aとの間にリング形状をなすシール部材81,82が配置されている。シール部材81は、本体部61aの外周側に配置されている。シール部材82は、本体部61aの内周側に配置されている。すなわち、シール部材81,82は、複数の吸入孔73を挟んで本体部61aの径方向の両側に配置される。第二弁体63は、上面が受圧面63bであり、下面がシール部材81,82に接触するシート面63cである。第二弁体63は、受圧面63bが連通孔53に面する。また、第二弁体63は、シート面63cがシール部材81,82に着座したとき、空間部71と複数の吸入孔73とが遮断される。一方、第二弁体63は、シート面63cがシール部材81,82から離間したとき、空間部71と複数の吸入孔73とが連通する。 The second valve body 63 is a disk-shaped plate-like member. An opening 63a is formed in the center of the second valve body 63. The outer diameter of the second valve body 63 is approximately the same as the outer diameter of the valve casing 61, and the inner diameter is larger than the diameter at the positions where the multiple discharge holes 74 are formed. The second valve body 63 is disposed in a space 71 defined between the recess 52 of the cylinder block 38 and the valve casing 61. The second valve body 63 is supported in the space 71 so as to be movable in the vertical direction VD relative to the cylinder block 38 and the valve casing 61. Ring-shaped seal members 81 and 82 are disposed between the second valve body 63 and the main body 61a of the valve casing 61. The seal member 81 is disposed on the outer periphery of the main body 61a. The seal member 82 is disposed on the inner periphery of the main body 61a. That is, the seal members 81, 82 are arranged on either radial side of the main body 61a, sandwiching the multiple suction holes 73. The second valve body 63 has a pressure-receiving surface 63b on its upper surface and a seat surface 63c on its lower surface that contacts the seal members 81, 82. The pressure-receiving surface 63b of the second valve body 63 faces the communication hole 53. When the seat surface 63c of the second valve body 63 is seated on the seal members 81, 82, the space 71 is blocked from communicating with the multiple suction holes 73. On the other hand, when the seat surface 63c of the second valve body 63 is separated from the seal members 81, 82, the space 71 is communicated with the multiple suction holes 73.

押え部材64は、円筒形状に形成されている。押え部材64は、弁ケーシング61をシリンダブロック38に押え付ける。すなわち、押え部材64は、鉛直方向VDに沿う取付孔(図示略)が周方向に間隔を空けて複数配置されている。押え部材64は、上面がシリンダブロック38の下面と弁ケーシング61におけるフランジ部61bの下面に接触する。この状態で、複数の締結ボルト91が下方から押え部材64の各取付孔に挿通され、先端部がシリンダブロック38のねじ孔(図示略)に螺合する。押え部材64がシリンダブロック38に締結されることで、弁ケーシング61は、凹部52に配置された状態で押え部材64に押え付けられ、シリンダブロック38に支持される。 The pressing member 64 is cylindrical. The pressing member 64 presses the valve casing 61 against the cylinder block 38. That is, the pressing member 64 has multiple mounting holes (not shown) aligned along the vertical direction VD and spaced apart circumferentially. The upper surface of the pressing member 64 contacts the lower surface of the cylinder block 38 and the lower surface of the flange portion 61b of the valve casing 61. In this state, multiple fastening bolts 91 are inserted from below into each mounting hole of the pressing member 64, and their tips thread into threaded holes (not shown) in the cylinder block 38. By fastening the pressing member 64 to the cylinder block 38, the valve casing 61 is positioned in the recess 52 and pressed against the pressing member 64, and is supported by the cylinder block 38.

押え部材64は、外径がシリンダブロック38の外径とほぼ同径であり、内径が複数の吸入孔73の形成位置の径より大径である。そのため、複数の吸入孔73の下端開口と複数の排出孔74の下端開口が押え部材64の内側に露出する。複数の吸入管92は、図示しない支持部材を介して押え部材64に支持される。複数の吸入管92は、一端部が複数の吸入孔73の下端開口に連結され、他端部が上方に延出され、外部、つまり、容器39(図2参照)の内部に開口する。 The presser member 64 has an outer diameter approximately the same as the outer diameter of the cylinder block 38, and an inner diameter larger than the diameter at the positions where the multiple suction holes 73 are formed. Therefore, the lower end openings of the multiple suction holes 73 and the lower end openings of the multiple discharge holes 74 are exposed inside the presser member 64. The multiple suction pipes 92 are supported by the presser member 64 via a support member (not shown). One end of the multiple suction pipes 92 is connected to the lower end openings of the multiple suction holes 73, and the other end extends upward and opens to the outside, i.e., the interior of the container 39 (see Figure 2).

<吐出弁の構成>
吐出弁42は、チェック弁であり、シリンダブロック38の側部に配置される。シリンダブロック38の内部には、収容孔(収容空間部)151が形成されている。収容孔151は、シリンダブロック38の軸方向(鉛直方向VD)に直交する径方向(水平方向HD)に沿って形成される。収容孔151は、水平方向HDに延びる円柱形状の空間を形成している。収容孔151は、水平方向HDの一方に外部に開口する外部開口部152が形成される。外部開口部152は、シリンダブロック38に形成されている。外部開口部152は、収容孔151とシリンダブロック38の外部とを連通している。吐出弁42の内部構造は、外部開口部152から収容孔151に挿入されて位置決めされている。つまり、吐出弁42では、シリンダブロック38の一部がケーシングとして外殻を構成している。外部開口部152は、閉止部材153により閉止される。
<Configuration of discharge valve>
The discharge valve 42 is a check valve and is disposed on the side of the cylinder block 38. An accommodation hole (accommodation space) 151 is formed inside the cylinder block 38. The accommodation hole 151 is formed along a radial direction (horizontal direction HD) perpendicular to the axial direction (vertical direction VD) of the cylinder block 38. The accommodation hole 151 forms a cylindrical space extending in the horizontal direction HD. The accommodation hole 151 has an external opening 152 that opens to the outside on one side of the horizontal direction HD. The external opening 152 is formed in the cylinder block 38. The external opening 152 connects the accommodation hole 151 to the outside of the cylinder block 38. The internal structure of the discharge valve 42 is positioned by being inserted into the accommodation hole 151 through the external opening 152. In other words, a portion of the cylinder block 38 serves as a casing and forms an outer shell of the discharge valve 42. The external opening 152 is closed by a closing member 153.

シリンダブロック38は、流体流入孔154と、環状流路(流体吐出孔)155とを有している。流体流入孔154は、吐出弁42に対する水平方向HDの他方で圧縮室43に連通するように、シリンダブロック38に形成されている。環状流路155は、後述する弁体102の外周側にリング形状で形成されている。環状流路155は、水素ガスの吐出孔であって、シリンダブロック38の外部と繋がっている。 The cylinder block 38 has a fluid inlet hole 154 and an annular flow path (fluid discharge hole) 155. The fluid inlet hole 154 is formed in the cylinder block 38 so as to communicate with the compression chamber 43 on the other side of the horizontal direction HD relative to the discharge valve 42. The annular flow path 155 is formed in a ring shape on the outer periphery of the valve body 102 (described below). The annular flow path 155 is a discharge hole for hydrogen gas and is connected to the outside of the cylinder block 38.

図4に示すように、吐出弁42は、弁座101と、弁体102と、弁座押え部材103と、圧縮コイルばね(付勢部材)104と、第一連通孔105とを有する。 As shown in Figure 4, the discharge valve 42 has a valve seat 101, a valve body 102, a valve seat pressing member 103, a compression coil spring (biasing member) 104, and a first communication hole 105.

弁座101は、円筒状に形成されている。弁座101は、収容孔151に収容される。弁座101は、収容孔151における水平方向HDの他方側で、環状流路155の内側に配置される。弁座101は、弁座101の軸方向(水平方向HD)の他方側の端部が収容孔151の端面に接触し、水平方向HDの他方側の外周面が収容孔151の内周面に接触することで、シリンダブロック38に対する軸方向及び径方向の位置決めがなされる。そして、弁座101には、軸方向(水平方向HD)の他方側の端部に、リング形状をなすシール部材121が配置されている、シール部材121は、収容孔151(シリンダブロック38)の端面に密着することで封止する。 The valve seat 101 is cylindrical. It is accommodated in the accommodation hole 151. The valve seat 101 is positioned inside the annular flow path 155, on the other side of the accommodation hole 151 in the horizontal direction HD. The other axial end (horizontal direction HD) of the valve seat 101 contacts the end face of the accommodation hole 151, and the outer circumferential surface on the other side in the horizontal direction HD contacts the inner circumferential surface of the accommodation hole 151, thereby positioning the valve seat 101 axially and radially relative to the cylinder block 38. A ring-shaped seal member 121 is disposed on the other axial end (horizontal direction HD) of the valve seat 101. The seal member 121 seals by coming into close contact with the end face of the accommodation hole 151 (cylinder block 38).

弁座101は、その軸方向(水平方向HD)に沿って弁座収容孔101aが形成されている。弁座収容孔101aは、軸方向の一方が開口している。また、弁座101は、流体流入孔154に連通する流入口113と、環状流路155に連通する吐出口114とを有する。具体的には、弁座101には、水平方向HDの他方に流入口113が形成されると共に、その径方向の外方に吐出口114が形成される。流入口113は、弁座101の中心位置で、水平方向HDに沿って形成された孔である。流入口113は、流体流入孔154と弁座収容孔101aを連通する。吐出口114は、弁座101の径方向に沿って形成された孔である。吐出口114は、弁座101の周方向に間隔を空けて複数形成されている。吐出口114は、環状流路155と弁座収容孔101aを連通する。 The valve seat 101 has a valve seat accommodating hole 101a formed along its axial direction (horizontal direction HD). The valve seat accommodating hole 101a is open on one axial end. The valve seat 101 also has an inlet 113 that communicates with the fluid inlet hole 154 and an outlet 114 that communicates with the annular flow path 155. Specifically, the valve seat 101 has the inlet 113 formed on the other side in the horizontal direction HD, and the outlet 114 formed radially outward. The inlet 113 is a hole formed at the center of the valve seat 101 along the horizontal direction HD. The inlet 113 communicates with the fluid inlet hole 154 and the valve seat accommodating hole 101a. The outlet 114 is a hole formed along the radial direction of the valve seat 101. Multiple outlet ports 114 are formed at intervals around the circumferential direction of the valve seat 101. The discharge port 114 communicates with the annular flow path 155 and the valve seat receiving hole 101a.

弁体102は、ボール111と、支持体112とを有する。支持体112は、円柱形状に形成されている。支持体112は、受部112aと、ロッド部112bとを有する。受部112aは、ボール111を受け止める可能とされている。ロッド部112bは、受部112aに対して、ボール111とは反対側に一体に形成されている。また、支持体112は、ロッド部112bの外径が受部112aの外径より小径に形成されていることで、段差が形成される。ボール111は、受部112aに嵌合して一体に移動可能とされている。なお、弁体102は、ボール111と支持体112が別体であっても、一体であってもよい。 The valve body 102 has a ball 111 and a support body 112. The support body 112 is formed in a cylindrical shape. The support body 112 has a receiving portion 112a and a rod portion 112b. The receiving portion 112a is capable of receiving the ball 111. The rod portion 112b is formed integrally with the receiving portion 112a on the opposite side of the ball 111. The outer diameter of the rod portion 112b of the support body 112 is smaller than the outer diameter of the receiving portion 112a, thereby forming a step. The ball 111 fits into the receiving portion 112a and can move integrally. Note that the valve body 102 may have the ball 111 and support body 112 formed as separate bodies or as an integrated body.

弁体102は、弁座101の弁座収容孔101aに配置されている。弁体102は、弁座101に対して、水平方向HDに移動自在に支持される。弁体102は、弁座101の流入口113を閉止する閉止位置と、流入口113を開放する開放位置とに移動自在である。弁体102の閉止位置とは、ボール111が弁座101における流入口113の周辺部に密着して着座する位置である。弁体102の開放位置とは、ボール111が弁座101における流入口113から離間する位置である。 The valve disc 102 is disposed in the valve seat receiving hole 101a of the valve seat 101. The valve disc 102 is supported relative to the valve seat 101 so as to be freely movable in the horizontal direction HD. The valve disc 102 is freely movable between a closed position where it closes the inlet 113 of the valve seat 101 and an open position where it opens the inlet 113. The closed position of the valve disc 102 is a position where the ball 111 is seated in close contact with the periphery of the inlet 113 on the valve seat 101. The open position of the valve disc 102 is a position where the ball 111 is separated from the inlet 113 on the valve seat 101.

弁体102は、ボール111が圧縮コイルばね104の付勢力により流入口113の周辺部に密着することで、吐出弁42を閉止する。その結果、圧縮室43における液体水素は、流体流入孔154から流入口113を通って吐出弁42の内部に流入不能となる。また、圧縮室43から高圧の液体水素が流体流入孔154を介して流入口113に作用すると、弁体102が圧縮コイルばね104の付勢力に抗して後退し、流入口113が開放される。その結果、圧縮室43における液体水素は、流体流入孔154から流入口113を通って吐出弁42の内部に流入し、吐出口114から環状流路155に吐出される。 The valve element 102 closes the discharge valve 42 when the ball 111 is pressed tightly against the periphery of the inlet 113 by the biasing force of the compression coil spring 104. As a result, liquid hydrogen in the compression chamber 43 cannot flow from the fluid inlet 154 through the inlet 113 into the interior of the discharge valve 42. Furthermore, when high-pressure liquid hydrogen from the compression chamber 43 acts on the inlet 113 through the fluid inlet 154, the valve element 102 moves back against the biasing force of the compression coil spring 104, opening the inlet 113. As a result, the liquid hydrogen in the compression chamber 43 flows from the fluid inlet 154 through the inlet 113 into the interior of the discharge valve 42 and is discharged from the discharge port 114 into the annular flow path 155.

弁座押え部材103は、水平方向HDの一方が閉塞した円筒形状に形成されている。弁座押え部材103は、筒状部103aと、隔壁部103bと、ねじ部103cとを有する。筒状部103aの内部には、軸方向に沿って押え部材収容孔103dが形成される。筒状部103aでは、水平方向HDの一方に隔壁部103bが一体に形成されることで押え部材収容孔103dが閉塞されている。押え部材収容孔103dは、水平方向HDの他方が開口する。ねじ部103cは、筒状部103aの外周面に形成されている。ねじ部103cは、収容孔151を形成するシリンダブロック38の内周面に形成されたブロックねじ部151aに螺合する。 The valve seat retainer member 103 is formed in a cylindrical shape with one end closed in the horizontal direction HD. The valve seat retainer member 103 has a tubular portion 103a, a partition wall portion 103b, and a threaded portion 103c. A retainer member accommodating hole 103d is formed axially inside the tubular portion 103a. The partition wall portion 103b is integrally formed with the tubular portion 103a on one side in the horizontal direction HD, thereby closing the retainer member accommodating hole 103d. The retainer member accommodating hole 103d is open on the other side in the horizontal direction HD. The threaded portion 103c is formed on the outer peripheral surface of the tubular portion 103a. The threaded portion 103c screws into a block threaded portion 151a formed on the inner peripheral surface of the cylinder block 38, which forms the accommodating hole 151.

弁座押え部材103は、外部開口部152から収容孔151に挿入され、弁座押え部材103を回転することで、ねじ部103cがブロックねじ部151aに螺合する。そして、弁座押え部材103をさらに回転すると、弁座押え部材103は、水平方向HDの他方に移動し、先端部が弁座101に当接して停止する。そのため、弁座押え部材103は、先端部が弁座101に当接した位置でシリンダブロック38に固定される。加えて、弁座101も、弁座押え部材103によりシリンダブロック38に位置決め固定される。 The valve seat hold-down member 103 is inserted into the accommodation hole 151 through the external opening 152, and by rotating the valve seat hold-down member 103, the threaded portion 103c screws into the block threaded portion 151a. Further rotation of the valve seat hold-down member 103 causes the valve seat hold-down member 103 to move in the other direction in the horizontal direction HD, stopping when its tip abuts against the valve seat 101. Therefore, the valve seat hold-down member 103 is fixed to the cylinder block 38 at the position where its tip abuts against the valve seat 101. Additionally, the valve seat 101 is also positioned and fixed to the cylinder block 38 by the valve seat hold-down member 103.

このとき、弁座101と弁座押え部材103が接触することで、弁座101の弁座収容孔101aと、弁座押え部材103の押え部材収容孔103dが連通する。ここで、弁座101の弁座収容孔101aの内径と、弁座押え部材103の押え部材収容孔103dの内径とは、同径である。つまり、弁座101と弁座押え部材103との間に、各弁座収容孔101a及び押え部材収容孔103dが繋がった配置空間部115が区画される。弁体102は、ボール111が弁座収容孔101aに位置し、支持体112が弁座収容孔101aから押え部材収容孔103dに跨るように配置されている。そして、支持体112では、受部112aの外径が弁座101の弁座収容孔101aの内径より若干小径とされている。また、支持体112は、ロッド部112bの外周面と弁座押え部材103の押え部材収容孔103dの内周面との間に圧縮コイルばね104が介在する隙間が確保されるように形成されている。 At this time, the valve seat 101 and the valve seat hold-down member 103 come into contact, thereby connecting the valve seat accommodating hole 101a of the valve seat 101 and the retaining member accommodating hole 103d of the valve seat hold-down member 103. Here, the inner diameter of the valve seat accommodating hole 101a of the valve seat 101 and the inner diameter of the retaining member accommodating hole 103d of the valve seat hold-down member 103 are the same. In other words, an arrangement space 115 is defined between the valve seat 101 and the valve seat hold-down member 103, with the valve seat accommodating holes 101a and retaining member accommodating holes 103d connected. The valve body 102 is arranged so that the ball 111 is located in the valve seat accommodating hole 101a and the support body 112 spans from the valve seat accommodating hole 101a to the retaining member accommodating hole 103d. The outer diameter of the receiving portion 112a of the support body 112 is slightly smaller than the inner diameter of the valve seat accommodating hole 101a of the valve seat 101. The support body 112 is also formed so that a gap is secured between the outer peripheral surface of the rod portion 112b and the inner peripheral surface of the pressing member accommodating hole 103d of the valve seat pressing member 103, allowing the compression coil spring 104 to be interposed therebetween.

圧縮コイルばね104は、配置空間部115であって、弁体102に対して流入口113とは反対側、つまり、弁体102と弁座押え部材103との間に配置される。このとき、圧縮コイルばね104は、支持体112のロッド部112bと弁座押え部材103の筒状部103aとの隙間に配置される。圧縮コイルばね104は、一端部が弁体102における支持体112の段差を押圧し、他端部が弁座押え部材103における隔壁部103bの内面を押圧する。そのため、圧縮コイルばね104は、弁体102を弁座押え部材103に対して、ボール111が流入口113を閉止する閉止位置に向かって付勢する。 The compression coil spring 104 is positioned in the placement space 115, on the opposite side of the valve disc 102 from the inlet 113, i.e., between the valve disc 102 and the valve seat holder 103. At this time, the compression coil spring 104 is positioned in the gap between the rod portion 112b of the support body 112 and the cylindrical portion 103a of the valve seat holder 103. One end of the compression coil spring 104 presses against the step of the support body 112 on the valve disc 102, and the other end presses against the inner surface of the partition portion 103b on the valve seat holder 103. Therefore, the compression coil spring 104 biases the valve disc 102 against the valve seat holder 103 toward the closed position where the ball 111 closes the inlet 113.

第一連通孔105は、配置空間部115と環状流路155とを連通している。第一連通孔105は、弁座押え部材103をその径方向に貫通するように形成されている。第一連通孔105は、弁座押え部材103に対して、その周方向に均等に間隔を空けて複数(例えば四つ)配置されている。第一連通孔105は、弁体102が弁座101から離れて流入口113が開放された状態(開状態)、及び弁体102が弁座101に接触して流入口113が閉塞された状態(閉状態)のいずれの状態でも、弁体102で塞がれない位置に配置されている。つまり、第一連通孔105は、開状態及び閉状態のいずれでも、配置空間部115と環状流路155とを連通させている。第一連通孔105は、配置空間部115から環状流路155へ流出する流体への抵抗に比べて、環状流路155から配置空間部115へ流入する流体への抵抗が大きくなる流路形状を有している。第一連通孔105は、全周にわたって同一形状とされている。具体的には、図5に示すように、第一実施形態の第一連通孔105は、連通内部開口210と、連通外部開口220と、流路形成面230とを有している。 The first communication hole 105 connects the arrangement space 115 and the annular flow path 155. The first communication hole 105 is formed to penetrate the valve seat retainer member 103 in the radial direction. Multiple (e.g., four) first communication holes 105 are arranged on the valve seat retainer member 103 at equal intervals in the circumferential direction. The first communication hole 105 is positioned so that it will not be blocked by the valve disc 102 in either the open state (when the valve disc 102 is away from the valve seat 101 and the inlet 113 is open) or the closed state (when the valve disc 102 is in contact with the valve seat 101 and the inlet 113 is closed). In other words, the first communication hole 105 connects the arrangement space 115 and the annular flow path 155 in both the open state and the closed state. The first communication hole 105 has a flow path shape that provides greater resistance to fluid flowing from the annular flow path 155 into the arrangement space 115 than to fluid flowing out from the arrangement space 115 to the annular flow path 155. The first communication hole 105 has the same shape around its entire circumference. Specifically, as shown in FIG. 5 , the first communication hole 105 of the first embodiment has a communicating inner opening 210, a communicating outer opening 220, and a flow path forming surface 230.

連通内部開口210は、配置空間部115に面して形成されている。つまり、連通内部開口210は、弁座押え部材103の内部の空間に面している。連通内部開口210は、弁座押え部材103の内周面に繋がって形成されている。連通内部開口210は、流路形成面230と弁座押え部材103の内周面とが形成する角部に位置している。連通内部開口210では、弁座押え部材103の内周面に対して垂直に繋がっている。連通内部開口210は、第一連通孔105の全周にわたって同一形状とされている。 The communicating internal opening 210 is formed facing the arrangement space portion 115. In other words, the communicating internal opening 210 faces the space inside the valve seat hold-down member 103. The communicating internal opening 210 is formed and connected to the inner circumferential surface of the valve seat hold-down member 103. The communicating internal opening 210 is located at the corner formed by the flow path forming surface 230 and the inner circumferential surface of the valve seat hold-down member 103. The communicating internal opening 210 is connected perpendicularly to the inner circumferential surface of the valve seat hold-down member 103. The communicating internal opening 210 has the same shape around the entire circumference of the first communicating hole 105.

連通外部開口220は、環状流路155に面して形成されている。つまり、連通外部開口220は、弁座押え部材103の外部の空間に面している。連通外部開口220は、弁座押え部材103の外周面に繋がって形成されている。連通外部開口220は、流路形成面230と弁座押え部材103の外周面とが形成する角部に位置している。連通内部開口210の流路断面積に比べて、連通外部開口220の流路断面積が大きい。連通外部開口220は、弁座押え部材103の径方向から見た際の流路断面積が、連通内部開口210よりも大きく形成されている。連通外部開口220は、徐々に流路断面積を拡大させるような湾曲面で形成されている。連通外部開口220は、弁座押え部材103の内周面から外周面に近づくにしたがって、流路断面積を徐々に拡大させるような凸曲面として形成されている。連通外部開口220は、例えば、弁座押え部材103の外周面と流路形成面230とをR面取りすることで形成されている。したがって、連通外部開口220は、最も弁座押え部材103の外周面に近い位置で、流路断面積が最も広くなるように形成されている。 The communicating external opening 220 is formed facing the annular flow path 155. In other words, the communicating external opening 220 faces the space outside the valve seat hold-down member 103. The communicating external opening 220 is formed and connected to the outer peripheral surface of the valve seat hold-down member 103. The communicating external opening 220 is located at the corner formed by the flow path forming surface 230 and the outer peripheral surface of the valve seat hold-down member 103. The flow path cross-sectional area of the communicating external opening 220 is larger than the flow path cross-sectional area of the communicating internal opening 210. The flow path cross-sectional area of the communicating external opening 220, when viewed from the radial direction of the valve seat hold-down member 103, is larger than that of the communicating internal opening 210. The communicating external opening 220 is formed with a curved surface that gradually increases the flow path cross-sectional area. The communicating external opening 220 is formed with a convex curved surface that gradually increases the flow path cross-sectional area from the inner peripheral surface of the valve seat hold-down member 103 toward the outer peripheral surface. The communicating external opening 220 is formed, for example, by rounding the outer peripheral surface of the valve seat hold-down member 103 and the flow path forming surface 230. Therefore, the communicating external opening 220 is formed so that the flow path cross-sectional area is widest at the position closest to the outer peripheral surface of the valve seat hold-down member 103.

流路形成面230は、連通内部開口210と連通外部開口220とを繋いでいる。流路形成面230は、連通内部開口210から連通外部開口220まで弁座押え部材103の径方向に延びる平滑な面である。本実施形態の流路形成面230は、弁座押え部材103の内周面及び外周面に対して垂直にまっすぐ延びている。 The flow path forming surface 230 connects the communicating internal opening 210 and the communicating external opening 220. The flow path forming surface 230 is a smooth surface that extends radially of the valve seat hold-down member 103 from the communicating internal opening 210 to the communicating external opening 220. In this embodiment, the flow path forming surface 230 extends straight and perpendicular to the inner and outer circumferential surfaces of the valve seat hold-down member 103.

また、図4に示すように、収容孔151は、外部開口部152を介して外部に開口する。外部開口部152は、内径が収容孔151の内径より大径である。閉止部材153は、円柱形状をなし、外周面に閉止ねじ部153aが形成される。閉止部材153は、閉止ねじ部153aが外部開口部152の内周面に形成された開口ねじ部152aに螺合する。閉止部材153は、その軸方向(水平方向HD)の一方側の端部にリング形状をなすシール部材122が配置され、収容孔151(シリンダブロック38)の端面に密着することで封止する。そのため、収容孔151及び外部開口部152にて、弁座押え部材103と閉止部材153との間に封止空間部116が区画される。封止空間部116は、シリンダブロック38の外部と繋がっている。 As shown in FIG. 4 , the accommodation hole 151 opens to the outside via an external opening 152. The external opening 152 has an inner diameter larger than that of the accommodation hole 151. The closing member 153 is cylindrical and has a closing thread 153a formed on its outer surface. The closing thread 153a of the closing member 153 screws into an opening thread 152a formed on the inner surface of the external opening 152. A ring-shaped seal member 122 is disposed at one end of the closing member 153 in the axial direction (horizontal direction HD), and seals the accommodation hole 151 (cylinder block 38) by closely contacting the end face. Therefore, a sealed space 116 is defined between the valve seat stopper member 103 and the closing member 153 at the accommodation hole 151 and the external opening 152. The sealed space 116 is connected to the outside of the cylinder block 38.

<昇圧ポンプの作動>
次に、昇圧ポンプ32の作動状態を、図3を用いて説明する。まず、昇圧ポンプ32の吸入工程にて、ピストンロッド36を介してピストン37が下死点から上死点に移動(上昇)すると、圧縮室43の容積が拡大することで圧縮室43の圧力が負圧となる。このとき、第一弁体62は、上昇力(吸引力)がポンプ圧縮コイルばね77の付勢力に打ち勝って上方に移動し、ヘッド部62bのシート面62dが主弁座53aから離間する。すると、第一弁体62は、連通孔53を開放し、圧縮室43と空間部71が連通する。また、圧縮室43の負圧が連通孔53を通して第二弁体63に作用すると、第二弁体63は、負圧力により上方に移動し、シート面63cがシール部材81,82から離間する。すると、第二弁体63は、空間部71と各吸入孔73を連通する。そのため、吸入弁41は、外部の液体水素を各吸入管92から各吸入孔73を通して空間部71に吸入し、さらに、連通孔53を通って圧縮室43に吸入する。
<Booster pump operation>
Next, the operating state of the boost pump 32 will be described with reference to FIG. 3 . First, during the suction stroke of the boost pump 32, the piston 37 moves (rises) from bottom dead center to top dead center via the piston rod 36. This causes the volume of the compression chamber 43 to expand, resulting in a negative pressure in the compression chamber 43. At this time, the upward force (suction force) of the first valve body 62 overcomes the biasing force of the pump compression coil spring 77, causing the seat surface 62d of the head portion 62b to move upward and separate from the main valve seat 53a. The first valve body 62 then opens the communication hole 53, thereby connecting the compression chamber 43 to the space 71. Furthermore, when the negative pressure in the compression chamber 43 acts on the second valve body 63 through the communication hole 53, the second valve body 63 moves upward due to the negative pressure, causing the seat surface 63c to separate from the seal members 81 and 82. The second valve body 63 then connects the space 71 to each suction hole 73. Therefore, the suction valve 41 draws external liquid hydrogen from each suction pipe 92 through each suction hole 73 into the space 71 , and then through the communication hole 53 into the compression chamber 43 .

次に、昇圧ポンプ32の圧縮工程にて、ピストンロッド36を介してピストン37が上死点か下死点に移動(下降)すると、圧縮室43の容積が縮小されることで圧縮室43の圧力が正圧となる。このとき、第一弁体62は、吸引力が低下することからポンプ圧縮コイルばね77の付勢力により下方に移動し、ヘッド部62bのシート面62dが主弁座53aに着座する。すると、第一弁体62は、連通孔53を閉止し、圧縮室43と空間部71が遮断される。また、圧縮室43の正圧が連通孔53を通して第二弁体63に作用すると、第二弁体63は、吸引力が低下することから下方に移動し、シート面63cがシール部材81,82に着座する。すると、第二弁体63は、空間部71と各吸入孔73とを遮断する。 Next, during the compression stroke of the boost pump 32, when the piston 37 moves (descends) via the piston rod 36 to top or bottom dead center, the volume of the compression chamber 43 decreases, causing the pressure in the compression chamber 43 to become positive. At this time, the suction force of the first valve body 62 decreases, causing it to move downward due to the biasing force of the pump compression coil spring 77, and the seat surface 62d of the head portion 62b seats against the main valve seat 53a. The first valve body 62 then closes the communication hole 53, blocking communication between the compression chamber 43 and the space 71. Furthermore, when the positive pressure in the compression chamber 43 acts on the second valve body 63 through the communication hole 53, the suction force decreases, causing the second valve body 63 to move downward, and the seat surface 63c seats against the seal members 81 and 82. The second valve body 63 then blocks communication between the space 71 and each suction hole 73.

ピストン37がさらに下降すると、圧縮室43の容積がさらに縮小されることで圧縮室43の圧力が高圧となる。このとき、圧縮室43における液体水素の圧力が所定の高圧以上になると、液体水素の圧力が圧縮コイルばね104の付勢力より大きくなり、弁体102が後退して流入口113が開放される。すると、圧縮室43の液体水素は、流体流入孔154から流入口113を通って吐出弁42に流入し、吐出口114から環状流路155に吐出され、シリンダブロック38の外部に吐出される。 As the piston 37 continues to descend, the volume of the compression chamber 43 is further reduced, causing the pressure in the compression chamber 43 to increase. At this time, when the pressure of the liquid hydrogen in the compression chamber 43 exceeds a predetermined high pressure, the pressure of the liquid hydrogen exceeds the biasing force of the compression coil spring 104, causing the valve element 102 to move back and opening the inlet 113. The liquid hydrogen in the compression chamber 43 then flows from the fluid inlet hole 154 through the inlet 113 into the discharge valve 42, and is discharged from the discharge port 114 into the annular flow path 155 and out of the cylinder block 38.

また、昇圧ポンプ32の圧縮工程にて、第一弁体62が下降し、ヘッド部62bのシート面62dが主弁座53aに着座して連通孔53を閉止する間、圧縮室43にある高圧の液体水素の一部が連通孔53を通して空間部71に漏れる。空間部71に漏れた高圧の液体水素は、各排出孔74を通して大気圧状態である容器39(図2参照)の内部に排出される。 During the compression stroke of the boost pump 32, the first valve body 62 descends, and the seat surface 62d of the head portion 62b seats on the main valve seat 53a, closing the communication hole 53. During this time, some of the high-pressure liquid hydrogen in the compression chamber 43 leaks through the communication hole 53 into the space 71. The high-pressure liquid hydrogen that has leaked into the space 71 is discharged through each discharge hole 74 into the interior of the container 39 (see Figure 2), which is at atmospheric pressure.

<吐出弁の作動>
次に、吐出弁の作動状態を、図4を用いてより詳細に説明する。昇圧ポンプ32の圧縮工程によって圧縮室43(図3参照)の圧力が高圧となると、高圧が弁体102のボール111に作用する。その結果、弁体102が圧縮コイルばね104の付勢力に抗して後退し、流入口113が開放される。流入口113が開放されることで、圧縮室43の液体水素が流体流入孔154から流入口113を通って吐出弁42に流入する。吐出弁42に流入した液体水素は、吐出口114から環状流路155に吐出され、シリンダブロック38の外部に吐出される。
<Discharge valve operation>
Next, the operating state of the discharge valve will be explained in more detail using Figure 4. When the pressure in the compression chamber 43 (see Figure 3) becomes high due to the compression stroke of the boost pump 32, the high pressure acts on the ball 111 of the valve element 102. As a result, the valve element 102 moves back against the biasing force of the compression coil spring 104, and the inlet 113 is opened. With the inlet 113 opened, liquid hydrogen in the compression chamber 43 flows from the fluid inlet hole 154 through the inlet 113 into the discharge valve 42. The liquid hydrogen that has flowed into the discharge valve 42 is discharged from the discharge port 114 into the annular flow path 155 and then to the outside of the cylinder block 38.

このとき、弁体102が後退して圧縮コイルばね104が圧縮され、配置空間部115の容積が小さくなって圧力が高くなり、配置空間部115に残留する液体水素が弁体102の外周側を通って吐出口114に流れようとする。ところが、本実施形態の吐出弁42は、配置空間部115と環状流路155とを連通する第一連通孔105が形成されている。そのため、配置空間部115の容積が小さくなって圧力が高くなろうとすると、配置空間部115に残留する液体水素は、吐出口114だけでなく、配置空間部115から第一連通孔105を通って環状流路155に押し出される。 At this time, the valve element 102 retracts and the compression coil spring 104 is compressed, reducing the volume of the arrangement space 115 and increasing the pressure, causing the liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115 to flow through the outer periphery of the valve element 102 to the discharge port 114. However, the discharge valve 42 of this embodiment is formed with a first communication hole 105 that connects the arrangement space 115 to the annular flow path 155. Therefore, when the volume of the arrangement space 115 decreases and the pressure increases, the liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115 is pushed not only out the discharge port 114, but also from the arrangement space 115 through the first communication hole 105 and into the annular flow path 155.

また、昇圧ポンプ32の吸入工程によって圧縮室43(図3参照)の圧力が低くなると、ボール111に作用する圧力が小さくなり、弁体102が圧縮コイルばね104の付勢力に抗せず、前進し、流入口113が閉塞される。流入口113が閉塞されることで、吐出弁42からシリンダブロック38の外部への液体水素の流出が止まる。 Furthermore, when the pressure in the compression chamber 43 (see Figure 3) decreases due to the suction stroke of the boost pump 32, the pressure acting on the ball 111 decreases, and the valve element 102 moves forward without resisting the biasing force of the compression coil spring 104, closing the inlet port 113. Closing the inlet port 113 stops liquid hydrogen from flowing out of the cylinder block 38 through the discharge valve 42.

このとき、弁体102が前進して圧縮コイルばね104が伸ばされ、配置空間部115の容積が大きくなって圧力が低くなる。その結果、環状流路155に残留する液体水素が、第一連通孔105を通って、配置空間部115に戻されるように流入する。 At this time, the valve element 102 moves forward, stretching the compression coil spring 104, increasing the volume of the arrangement space 115 and lowering the pressure. As a result, the liquid hydrogen remaining in the annular flow path 155 flows through the first communication hole 105 and returns to the arrangement space 115.

(作用効果)
上記構成の吐出弁42及びこのような吐出弁42を備える昇圧ポンプ32及び水素供給システム10では、流入口113が開放された場合に、配置空間部115に残留する液体水素が、配置空間部115から第一連通孔105を通って環状流路155に押し出される。その際、液体水素は、連通内部開口210、流路形成面230、及び連通外部開口220の順に流れて環状流路155に排出される。その結果、配置空間部115から吐出口114への液体水素の流れが減少し、弁体102の後退移動を阻害することが抑制され、キャビテーションエロージョンによる弁体102が損傷も抑制される。
(Action and effect)
In the discharge valve 42 configured as described above, and the boost pump 32 and hydrogen supply system 10 including such a discharge valve 42, when the inlet 113 is opened, liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115 is forced out from the arrangement space 115 through the first communication hole 105 and into the annular flow path 155. At this time, the liquid hydrogen flows in this order through the communication inner opening 210, the flow path forming surface 230, and the communication outer opening 220, and is then discharged into the annular flow path 155. As a result, the flow of liquid hydrogen from the arrangement space 115 to the discharge port 114 is reduced, preventing the valve element 102 from being hindered in its retracting movement and preventing damage to the valve element 102 due to cavitation erosion.

加えて、第一連通孔105では、流入口113が開放された瞬間に、配置空間部115、第一連通孔105、及び環状流路155に静止していた液体水素は、急激に移動することとなる。その際、連通外部開口220によって配置空間部115から環状流路155へ流出する流体への抵抗に比べて、連通内部開口210によって環状流路155から配置空間部115へ流入する流体への抵抗が大きくなっている。その結果、流入口113が開放された瞬間では、配置空間部115から第一連通孔105を通って環状流路155へ向かう流れの静止摩擦力のバランスが崩れやすくなる。つまり、第一連通孔105内で静止していた液体水素は、連通外部開口220から環状流路155へ抜けやすくなっている。そのため、流入口113が開放された瞬間に、第一連通孔105を通って環状流路155に液体水素を滑らかに押し出すことできる。このように、流入口113が開放された瞬間では、第一連通孔105内の液体水素は非圧縮性流体に近い挙動を示し、配置空間部115の液体水素もつられるように、環状流路155に速やかに流れ出る。したがって、第一連通孔105による配置空間部115から環状流路155への排出を速やかに行うことができる。その結果、配置空間部115での圧力のピークとなるタイミングが、流入口113を開状態とするタイミングとほとんどずれることが無い。これにより、吐出弁42を速やかに開状態とすることができる。したがって、吐出弁42において、弁座押え部材103の内部の圧力が許容圧力を越えたり、運用上のインターロックに到達して運転停止したりしてしまうことをさけることができる。これにより、吐出弁42において、開状態となるまでの時間を短くすることで負荷を低減することができる。 In addition, at the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen stationary in the arrangement space 115, the first communication hole 105, and the annular flow path 155 begins to move rapidly. At this time, the resistance to the fluid flowing from the annular flow path 155 into the arrangement space 115 due to the communication inner opening 210 is greater than the resistance to the fluid flowing from the arrangement space 115 to the annular flow path 155 due to the communication outer opening 220. As a result, at the moment the inlet 113 is opened, the balance of static friction forces of the flow from the arrangement space 115 through the first communication hole 105 to the annular flow path 155 is easily disrupted. In other words, the liquid hydrogen stationary in the first communication hole 105 is easily released from the communication outer opening 220 into the annular flow path 155. Therefore, at the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen can be smoothly pushed out through the first communication hole 105 into the annular flow path 155. Thus, at the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen in the first communication hole 105 behaves like an incompressible fluid and quickly flows out into the annular flow path 155, entraining the liquid hydrogen in the arrangement space 115. Therefore, the first communication hole 105 can quickly discharge the liquid from the arrangement space 115 to the annular flow path 155. As a result, the timing at which the pressure in the arrangement space 115 reaches its peak is almost identical to the timing at which the inlet 113 is opened. This allows the discharge valve 42 to be quickly opened. This prevents the pressure inside the valve seat holder member 103 from exceeding the allowable pressure or reaching an operational interlock, which would cause the discharge valve 42 to shut down. This shortens the time it takes for the discharge valve 42 to open, thereby reducing the load.

さらに、第一連通孔105では、連通内部開口210の流路断面積に比べて、連通外部開口220の流路断面積が大きく形成されている。そのため、連通外部開口220での静止摩擦力を弱めることができる。その結果、第一連通孔105に対して機械的な構造物を配置することなく、流入口113が開放された瞬間での連通外部開口220での液体水素の動きやすさを確保できる。これにより、第一連通孔105の形状だけに差を生じさせた容易な構造で、開状態となった瞬間において連通外部開口220から第一連通孔105の液体水素を環状流路155へ速やか排出することができる。これにより、単純な構造で、吐出弁42において、開状態となるまでの時間を短くすることで負荷を低減することができる。 Furthermore, in the first communication hole 105, the flow path cross-sectional area of the communication outer opening 220 is larger than the flow path cross-sectional area of the communication inner opening 210. This reduces static friction at the communication outer opening 220. As a result, the ease of movement of liquid hydrogen at the communication outer opening 220 is ensured the moment the inlet 113 is opened, without the need to place any mechanical structures on the first communication hole 105. This allows liquid hydrogen in the first communication hole 105 to be quickly discharged from the communication outer opening 220 to the annular flow path 155 the moment it opens, using a simple structure that differs only in the shape of the first communication hole 105. This reduces the load on the discharge valve 42 by shortening the time it takes to open.

また、連通外部開口220は、流路形成面230と弁座押え部材103の外周面とが形成する角部を、R面取りすることで、湾曲面として形成されている。したがって、連通内部開口210に比べて流路断面積の大きな連通外部開口220を第一連通孔105に容易に形成することができる。 The communicating external opening 220 is formed as a curved surface by rounding the corner formed by the flow path forming surface 230 and the outer peripheral surface of the valve seat holding member 103. Therefore, the communicating external opening 220, which has a larger flow path cross-sectional area than the communicating internal opening 210, can be easily formed in the first communicating hole 105.

<第二実施形態>
次に、本開示に係る第二実施形態の吐出弁42Aについて説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第二実施形態では、第一連通孔105Aの形状が上記実施形態と異なっている。
Second Embodiment
Next, a discharge valve 42A according to a second embodiment of the present disclosure will be described. In the second embodiment described below, components common to the above embodiment will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will be omitted. In the second embodiment, the shape of the first communication hole 105A is different from that of the above embodiment.

図6に示すように、第二実施形態の第一連通孔105Aは、途中に傾斜面232を有している。第一連通孔105Aは、連通内部開口210と、連通外部開口220と、流路形成面230Aとを有している。 As shown in FIG. 6, the first communication hole 105A in the second embodiment has an inclined surface 232 midway. The first communication hole 105A has a communication inner opening 210, a communication outer opening 220, and a flow path forming surface 230A.

流路形成面230Aは、連通内部開口210と連通外部開口220とを繋いでいる。流路形成面230Aは、垂直面231と、傾斜面232とを有している。 The flow path forming surface 230A connects the communicating inner opening 210 and the communicating outer opening 220. The flow path forming surface 230A has a vertical surface 231 and an inclined surface 232.

垂直面231は、連通内部開口210から延びる平滑な面である。本実施形態の垂直面231は、弁座押え部材103の内周面及び外周面に対して垂直にまっすぐ延びている。 The vertical surface 231 is a smooth surface extending from the communicating internal opening 210. In this embodiment, the vertical surface 231 extends straight and perpendicular to the inner and outer circumferential surfaces of the valve seat retainer member 103.

傾斜面232は、連通内部開口210から連通外部開口220に向かって徐々に広がるように傾斜している。傾斜面232は、垂直面231から連通外部開口220まで延びている。傾斜面232は、垂直面231に対して、例えば、8°以下の傾斜角度で傾斜している。また、傾斜面232は、垂直面231に対して、好ましくは、4°~8°の範囲内であることが望ましい。つまり、傾斜面232は、垂直面231が形成されている領域での流路断面積を、連通外部開口220までわたって徐々に拡径するように、垂直面231から広がっている。つまり、第一連通孔105Aでは、連通内部開及び垂直面231と、傾斜面232と、連通外部外交との順で流路断面積が大きくなっている。 The inclined surface 232 is inclined so as to gradually widen from the communicating internal opening 210 toward the communicating external opening 220. The inclined surface 232 extends from the vertical surface 231 to the communicating external opening 220. The inclined surface 232 is inclined at an angle of, for example, 8° or less with respect to the vertical surface 231. Furthermore, the inclined surface 232 is preferably in the range of 4° to 8° with respect to the vertical surface 231. In other words, the inclined surface 232 widens from the vertical surface 231 so that the flow path cross-sectional area in the region where the vertical surface 231 is formed gradually expands all the way to the communicating external opening 220. In other words, in the first communication hole 105A, the flow path cross-sectional area increases in the order of the communicating internal opening and vertical surface 231, the inclined surface 232, and the communicating external opening.

(作用効果)
第二実施形態の吐出弁42Aでは、流路形成面230Aに傾斜面232が形成されている。そのため、傾斜面232が形成された領域の流路断面積は、連通外部開口220の流路断面積に近づくように、連通内部開口210の流路断面積から一定の開き角度で外周側に向かって広がることで、流路断面積を増加させている。このような傾斜面232が形成されていることで、第一連通孔105内での液体水素に生じる垂直応力が小さくなる。その結果、流入口113が開放された瞬間では、第一連通孔105から環状流路155へ向かう流れの静止摩擦力のバランスがより崩れやすくなる。つまり、第一連通孔105内で静止していた液体水素は、傾斜面232によって、環状流路155へ抜けやすくなっている。そのため、流入口113が開放された瞬間に、第一連通孔105を通って環状流路155に液体水素を滑らかに押し出すことできる。このように、流入口113が開放された瞬間では、第一連通孔105内の液体水素は非圧縮性流体に近い挙動を示し、配置空間部115の液体水素もつられるように、環状流路155に速やかに流れ出る。これにより、吐出弁42において、開状態となるまでの時間をさらに短くすることで負荷を低減することができる。
(Action and effect)
In the discharge valve 42A of the second embodiment, an inclined surface 232 is formed on the flow path forming surface 230A. Therefore, the flow path cross-sectional area of the region where the inclined surface 232 is formed expands from the flow path cross-sectional area of the communicating inner opening 210 toward the outer periphery at a constant angle so as to approach the flow path cross-sectional area of the communicating outer opening 220, thereby increasing the flow path cross-sectional area. The formation of such an inclined surface 232 reduces the normal stress acting on the liquid hydrogen in the first communication hole 105. As a result, the balance of static friction forces of the flow from the first communication hole 105 to the annular flow path 155 is more likely to be disrupted at the moment the inlet 113 is opened. In other words, the inclined surface 232 makes it easier for liquid hydrogen stationary in the first communication hole 105 to escape into the annular flow path 155. Therefore, at the moment the inlet 113 is opened, liquid hydrogen can be smoothly pushed through the first communication hole 105 into the annular flow path 155. In this way, at the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen in the first communication hole 105 behaves like an incompressible fluid, and quickly flows out into the annular flow path 155, dragging along the liquid hydrogen in the arrangement space 115. This further shortens the time it takes for the discharge valve 42 to open, thereby reducing the load on the discharge valve 42.

また、流入口113が閉塞された瞬間では、配置空間部115、第一連通孔105、及び環状流路155に滞留していた液体水素は、環状流路155から第一連通孔105を通って配置空間部115へと急激に移動することとなる。その際、流体吐出孔から見ると、傾斜面232によって、連通内部開口210の流路断面積に近づくように、連通外部開口220の流路断面積から一定の開き角度で外周側に向かって狭まることで、流路断面積を減少させている。その結果、流入口113が閉塞された瞬間では、環状流路155から第一連通孔105を通って配置空間部115に押し出される際の液体水素は、連通内部開口210から抜けにくくなっている。これは、傾斜面232の形成されている領域が大きくなるほど顕著となる。そのため、流入口113が閉塞された瞬間に、第一連通孔105を通って配置空間部115に液体水素を滑らかに押し出すことできない。したがって、流入口113が閉塞された瞬間に対して、第一連通孔105による配置空間部115から環状流路155への排出のタイミングにわずかにずれが生じる。その結果、配置空間部115での圧力のピークとなるタイミングが、流入口113を閉状態とするタイミングに対して、開状態とする場合よりも遅くなる。これにより、開状態とするタイミングに比べて、吐出弁42を緩やかに閉状態とすることができる。これらによって、開状態とするまでの時間が長くなることで、弁座101に弁体102が接触する際の衝突荷重を緩和でき、弁座101及び弁体102の接触部分の損傷に係るリスクを低減できる。 Furthermore, at the moment the inlet 113 is closed, liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115, the first communication hole 105, and the annular flow path 155 rapidly moves from the annular flow path 155 through the first communication hole 105 to the arrangement space 115. When viewed from the fluid discharge hole, the inclined surface 232 reduces the flow path cross-sectional area by narrowing the flow path cross-sectional area from the communication external opening 220 toward the outer periphery at a certain angle so as to approach the flow path cross-sectional area of the communication internal opening 210. As a result, at the moment the inlet 113 is closed, liquid hydrogen being pushed from the annular flow path 155 through the first communication hole 105 to the arrangement space 115 is difficult to escape from the communication internal opening 210. This becomes more pronounced as the area of the inclined surface 232 is larger. Therefore, at the moment the inlet 113 is closed, liquid hydrogen cannot be smoothly pushed through the first communication hole 105 to the arrangement space 115. Therefore, there is a slight difference in the timing of discharge from the arrangement space 115 to the annular flow path 155 through the first communication hole 105 relative to the moment the inlet 113 is closed. As a result, the timing at which the pressure peaks in the arrangement space 115 is later than when the inlet 113 is opened relative to the timing at which the inlet 113 is closed. This allows the discharge valve 42 to be closed more gradually than when it is opened. As a result, the time until the valve is opened is lengthened, which reduces the collision load when the valve element 102 comes into contact with the valve seat 101 and reduces the risk of damage to the contact area between the valve seat 101 and the valve element 102.

このように、傾斜面232によって、開状態及び閉状態となる際に、第一連通孔105を通過する流体に生じる抵抗を非対称とすることができる。したがって、連通外部開口220だけでなく、傾斜面232によって、静止していた液体水素の動き始めの静止摩擦力が崩れるタイミングを開状態及び閉状態で変化させることができる。これにより、第一連通孔105Aの形状だけに差を生じさせた容易な構造で、開状態及び閉状態で第一連通孔105Aでの過渡的な流れを制御し、吐出弁42の開き始めの時間を短くし、閉じ始めの時間を長くすることができる。 In this way, the inclined surface 232 makes it possible to asymmetrically create resistance to the fluid passing through the first communication hole 105 when the opening and closing states are reached. Therefore, the timing at which the static frictional force at the start of movement of stationary liquid hydrogen is broken can be changed between the open and closed states by the inclined surface 232, in addition to the communication external opening 220. This allows for a simple structure that differs only in the shape of the first communication hole 105A to control the transient flow through the first communication hole 105A when the opening and closing states are reached, shortening the time it takes for the discharge valve 42 to begin opening and lengthening the time it takes for the discharge valve 42 to begin closing.

また、傾斜面232は、垂直面231に対して例えば、8°以下の傾斜角度とされている。そのため、開状態及び閉状態となる際に、液体水素が流れ始めた後には、傾斜面232に沿って流れる液体水素の剥離を押えることができる。このように、剥離を抑えることで、傾斜面232の形成された第一連通孔105Aは、漸次拡大管としての定常圧損を最低限として吐出流量を確保することができる。その結果、傾斜面232を形成しても、吐出弁42の開動作を阻害しないようにすることができる。 Furthermore, the inclined surface 232 is inclined at an angle of, for example, 8° or less with respect to the vertical surface 231. Therefore, when switching between the open and closed states, once the liquid hydrogen begins to flow, separation of the liquid hydrogen flowing along the inclined surface 232 can be suppressed. By suppressing separation in this way, the first communication hole 105A, which has the inclined surface 232 formed therein, can ensure a discharge flow rate while minimizing the steady-state pressure loss of a gradually expanding pipe. As a result, even when the inclined surface 232 is formed, it is possible to ensure that the opening operation of the discharge valve 42 is not hindered.

なお、第二実施形態において、連通外部開口220はR面取りによって凸曲面として形成されて構造に限定されるものではない。例えば、第一連通孔105Aでは、傾斜面232が形成されている場合、連通外部開口220は、弁座押え部材103の外周面に対して垂直につながっていてもよい。 In the second embodiment, the communicating external opening 220 is not limited to a structure formed as a convex curved surface by R-chamfering. For example, if the first communicating hole 105A has an inclined surface 232, the communicating external opening 220 may be connected perpendicular to the outer peripheral surface of the valve seat retainer member 103.

<第三実施形態>
次に、本開示に係る第三実施形態の吐出弁42Bについて説明する。なお、以下に説明する第三実施形態においては、上記第一実施形態及び第二実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第三実施形態では、第一連通孔105Bの形状が上記第一実施形態及び第二実施形態と異なっている。
Third Embodiment
Next, a discharge valve 42B according to a third embodiment of the present disclosure will be described. In the third embodiment described below, components common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will be omitted. In the third embodiment, the shape of the first communication hole 105B is different from those of the first and second embodiments.

図7に示すように、第三実施形態の第一連通孔105Bは、連通内部開口210と、連通外部開口220Bと、流路形成面230と、少なくとも一つの段部240とを有している。 As shown in FIG. 7, the first communication hole 105B of the third embodiment has a communication inner opening 210, a communication outer opening 220B, a flow path forming surface 230, and at least one step portion 240.

連通外部開口220Bは、環状流路155に面して形成されている。連通外部開口220Bは、弁座押え部材103の内周面から外周面に近づくにしたがって、流路断面積を徐々に拡大させるような凸曲面として形成されている。連通外部開口220Bは、例えば、第一実施形態の連通外部開口220よりも径の小さな弁座押え部材103の外周面と流路形成面230とをR面取りすることで形成されている。 The communicating external opening 220B is formed facing the annular flow path 155. The communicating external opening 220B is formed as a convex curved surface that gradually increases the flow path cross-sectional area from the inner peripheral surface of the valve seat hold-down member 103 toward the outer peripheral surface. The communicating external opening 220B is formed, for example, by R-chamfering the outer peripheral surface of the valve seat hold-down member 103, which has a smaller diameter than the communicating external opening 220 of the first embodiment, and the flow path forming surface 230.

段部240は、連通内部開口210と連通外部開口220Bとの間に配置されている。段部240は、一つの第一連通孔105Bに対して少なくとも一つ(本実施形態では三つ)配置されている。複数の段部240は、全て同じ形状で形成されている。段部240は、突出面241と、逆傾斜面242とをそれぞれ有している。 The step portion 240 is disposed between the communicating inner opening 210 and the communicating outer opening 220B. At least one step portion 240 (three in this embodiment) is disposed for each first communicating hole 105B. All of the multiple step portions 240 are formed with the same shape. Each step portion 240 has a protruding surface 241 and a reverse inclined surface 242.

突出面241は、流路形成面230から内側に向かって垂直に突出する。したがって、突出面241は、連通外部開口220から見た際に、環状に形成された平面である。 The protruding surface 241 protrudes perpendicularly inward from the flow path forming surface 230. Therefore, the protruding surface 241 is a flat surface formed in an annular shape when viewed from the communicating external opening 220.

逆傾斜面242は、突出面241から連通内部開口210に向かって流路断面積が拡大するように傾斜している。逆傾斜面242は、突出面241に対して鋭角をなすように接続されている。逆傾斜面242は、流路形成面230に対して、20°以下の傾斜角度で傾斜している。つまり、逆傾斜面242は、逆傾斜面242が形成されている領域での流路断面積を、連通内部開口210に近づくにしたがって、徐々に拡径するように、突出面241から広流路径斜面まで広がっている。また、逆傾斜面242と突出面241との接続部分は、凸曲面状に形成されている。 The reverse inclined surface 242 is inclined so that the flow path cross-sectional area expands from the protruding surface 241 toward the communicating internal opening 210. The reverse inclined surface 242 is connected to the protruding surface 241 at an acute angle. The reverse inclined surface 242 is inclined at an inclination angle of 20° or less with respect to the flow path forming surface 230. In other words, the reverse inclined surface 242 expands from the protruding surface 241 to the wide flow path diameter inclined surface so that the flow path cross-sectional area in the region where the reverse inclined surface 242 is formed gradually expands as it approaches the communicating internal opening 210. Furthermore, the connection portion between the reverse inclined surface 242 and the protruding surface 241 is formed in a convex curved shape.

(作用効果)
第三実施形態の吐出弁42Bでは、連通内部開口210と連通外部開口220Bとの間に段部240が形成されている。段部240には、突出面241及び逆傾斜面242によって、連通内部開口210から連通外部開口220Bへ流体が向かう際には、緩やかに狭まった後に急激に広がる流路が複数形成されている。一方で、段部240には、突出面241及び逆傾斜面242によって、連通外部開口220Bから連通内部開口210へ流体が向かう際には、急激に狭まった後に緩やかに広がる流路が複数形成されている。そのため、連通内部開口210から連通外部開口220Bへ液体水素が一旦流れ始めると、圧損の小さい漸縮流路が連続し、かつキャビティフローにより主流の壁面せん断力が低下することになる。その結果、流通する液体水素に対する流路抵抗を抑えることができる。したがって、第一連通孔105Bによる配置空間部115から環状流路155への排出を速やかに行うことができる。
(Action and effect)
In the discharge valve 42B of the third embodiment, a step portion 240 is formed between the communicating internal opening 210 and the communicating external opening 220B. The step portion 240 has a protruding surface 241 and an inclined surface 242 that form multiple flow paths that gradually narrow and then suddenly widen when the fluid flows from the communicating internal opening 210 to the communicating external opening 220B. On the other hand, the step portion 240 has a protruding surface 241 and an inclined surface 242 that form multiple flow paths that suddenly narrow and then gradually widen when the fluid flows from the communicating external opening 220B to the communicating internal opening 210. Therefore, once liquid hydrogen begins to flow from the communicating internal opening 210 to the communicating external opening 220B, a series of gradually narrowing flow paths with low pressure loss are formed, and the wall shear force of the main flow is reduced due to cavity flow. As a result, flow path resistance to the flowing liquid hydrogen can be reduced. Therefore, the discharge from the arrangement space 115 to the annular flow path 155 can be performed quickly through the first communication hole 105B.

また、連通外部開口220Bから連通内部開口210へ液体水素が一旦流れ始めると、流通する液体水素は、突出面241によって急縮小する流路を流れた後に、逆傾斜面242によって緩やかに広げられる流路を流れることとなる。これにより、第一連通孔105Bでは、配置空間部115から環状流路155へ流出する液体水素への抵抗に比べて、環状流路155から配置空間部115へ流入する液体水素への抵抗が大きくなっている。したがって、第一連通孔105Bによる環状流路155から配置空間部115への排出を緩やかに行うことができる。これらによって、第一連通孔105Bにおける液体水素の流出及び流入の流量差を有意に非対称とした制御が可能となる。これにより、開状態となるまでの時間を短くするとともに、閉状態となるまでの時間を長くすることで負荷を低減することができる。 Furthermore, once liquid hydrogen begins to flow from the communicating outer opening 220B to the communicating inner opening 210, the circulating liquid hydrogen first flows through a flow path that is suddenly narrowed by the protruding surface 241, and then flows through a flow path that is gradually widened by the inverted inclined surface 242. As a result, the resistance to liquid hydrogen flowing from the annular flow path 155 into the arrangement space 115 at the first communication hole 105B is greater than the resistance to liquid hydrogen flowing out of the arrangement space 115 into the annular flow path 155. Therefore, the first communication hole 105B allows for gradual discharge from the annular flow path 155 to the arrangement space 115. This makes it possible to control the flow rate difference between the outflow and inflow of liquid hydrogen at the first communication hole 105B so that it is significantly asymmetric. This shortens the time until the opening state and lengthens the time until the closing state, thereby reducing the load.

なお、第三実施形態の段部240は、逆傾斜面242と突出面241との接続部分を凸曲面状に形成した構造に限定されるものではない。段部240は、逆傾斜面242と突出面241との接続部分が鋭角に繋がった構造であってもよい。 Note that the step portion 240 of the third embodiment is not limited to a structure in which the connection portion between the reverse inclined surface 242 and the protruding surface 241 is formed as a convex curved surface. The step portion 240 may also have a structure in which the connection portion between the reverse inclined surface 242 and the protruding surface 241 is connected at an acute angle.

<第四実施形態>
次に、本開示に係る第四実施形態の吐出弁42Cについて説明する。なお、以下に説明する第四実施形態においては、上記第一実施形態から第三実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第四実施形態では、吐出弁42Cが第二連通孔106をさらに有する点が上記第一実施形態から第三実施形態と異なっている。
<Fourth embodiment>
Next, a discharge valve 42C according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described. In the fourth embodiment described below, components common to the first to third embodiments will be denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will be omitted. The fourth embodiment differs from the first to third embodiments in that the discharge valve 42C further includes a second communication hole 106.

図8に示すように、第四実施形態の吐出弁42Cは、第二連通孔106をさらに備える。 As shown in Figure 8, the discharge valve 42C of the fourth embodiment further includes a second communication hole 106.

第二連通孔106は、封止空間部116と配置空間部115とを連通する。第二連通孔106は、弁座押え部材103の隔壁部103bを水平方向HDに貫通するように形成される。第二連通孔106は、水平方向HDにまっすぐ延びている。第二連通路は、弁体102を挟んで弁座101と逆側に形成されている。第二連通孔106は、弁体102及び圧縮コイルばね104と重ならない位置で配置空間部115と連通している。つまり、第二連通路は、吐出弁42Cの開閉に伴う弁体102及び圧縮コイルばね104の動きに関わらず、常に閉塞されない位置に形成されている。 The second communication hole 106 connects the sealed space 116 and the arrangement space 115. The second communication hole 106 is formed to penetrate the partition wall 103b of the valve seat retainer member 103 in the horizontal direction HD. The second communication hole 106 extends straight in the horizontal direction HD. The second communication passage is formed on the opposite side of the valve body 102 from the valve seat 101. The second communication hole 106 connects to the arrangement space 115 at a position that does not overlap with the valve body 102 and the compression coil spring 104. In other words, the second communication passage is formed in a position that is always open, regardless of the movement of the valve body 102 and the compression coil spring 104 that accompanies the opening and closing of the discharge valve 42C.

液体水素の圧力が弁体102のボール111に作用すると、弁体102は、圧縮コイルばね104の付勢力に抗して後退し、流入口113が開放される。すると、圧縮室43の液体水素が流体流入孔154から流入口113を通って吐出弁42Cに流入し、吐出口114から環状流路155に吐出され、吐出孔を通して吐出される。 When the pressure of the liquid hydrogen acts on the ball 111 of the valve element 102, the valve element 102 moves backward against the biasing force of the compression coil spring 104, opening the inlet 113. Liquid hydrogen then flows from the compression chamber 43 through the fluid inlet 154 and inlet 113 into the discharge valve 42C, is discharged from the discharge port 114 into the annular flow path 155, and is then discharged through the discharge hole.

このとき、弁体102の後退により配置空間部115の容積が小さくなり、配置空間部115に残留する液体水素は、配置空間部115から第一連通孔105を通って環状流路155に押し出される。また、配置空間部115に残留する液体水素は、第二連通路を通って、封止空間部116に押し出される。第二連通路は、弁体102及び圧縮コイルばね104と重ならない位置に形成されている。そのため、弁体102及び圧縮コイルばね104の動きに関わらず、第二連通孔106を介して、配置空間部115に残留する液体水素を封止空間部116に排出し続けることができる。 At this time, the volume of the arrangement space 115 decreases as the valve body 102 retracts, and any liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115 is forced out of the arrangement space 115 and into the annular flow path 155 through the first communication hole 105. Liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115 is also forced out through the second communication passage into the sealed space 116. The second communication passage is formed in a position that does not overlap with the valve body 102 and compression coil spring 104. Therefore, regardless of the movement of the valve body 102 and compression coil spring 104, liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115 can continue to be discharged into the sealed space 116 via the second communication hole 106.

(その他の実施形態)
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
(Other embodiments)
The above describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are also included within the scope that does not deviate from the gist of the present disclosure.

なお、吐出弁42,42A,42B,42C、昇圧ポンプ32、及び水素供給システム10は、本実施形態のように流体として液体水素を流通させる構造に限定されるものではなく、水等の他の液体であってもよい。さらに、吐出弁42,42A,42B,42C、昇圧ポンプ32、及び水素供給システム10で流通する流体は、液体に限定されるものではなく、蒸気等の気体でもよい。 Note that the discharge valves 42, 42A, 42B, 42C, boost pump 32, and hydrogen supply system 10 are not limited to structures that circulate liquid hydrogen as a fluid, as in this embodiment, and may circulate other liquids, such as water. Furthermore, the fluid circulating in the discharge valves 42, 42A, 42B, 42C, boost pump 32, and hydrogen supply system 10 is not limited to liquids, and may be gases, such as steam.

また、吐出弁42,42A,42B,42Cは、本実施形態のように昇圧ポンプ32と一体の構造であることに限定されるものでない。吐出弁42,42A,42B,42Cは、昇圧ポンプ32や水素供給システム10とは独立した装置やシステムに適用されてもよい。 Furthermore, the discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C are not limited to being integral with the boost pump 32 as in this embodiment. The discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C may also be applied to devices or systems independent of the boost pump 32 and the hydrogen supply system 10.

また、吐出弁42,42A,42B,42Cでは、ケーシングがシリンダブロック38の一部によって構成された構造に限定されるものでない。吐出弁42は、シリンダブロック38に着脱可能な独立したケーシングを有していてもよい。 Furthermore, the discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C are not limited to a structure in which the casing is formed by part of the cylinder block 38. The discharge valve 42 may have an independent casing that is detachable from the cylinder block 38.

また、第一連通孔105,105A,105Bは、本実施形態のような構造に限定されるものではない。したがって、第一連通孔105,105A,105Bは、本実施形態のような形状の連通内部開口210と、連通外部開口220と、流路形成面230,230Aとを有する構造に限定されるものでない。例えば、連通内部開口210は、連通外部開口220よりも曲率半径の小さな湾曲面で形成されていてもよい。また、第一連通孔105,105A,105Bが形成される位置は、本実施形態のように、筒状部103aをその径方向に貫通する位置に形成されていることに限定されるものではない。第一連通孔105,105A,105Bが形成される位置は、例えば、第二連通孔106のように、隔壁部103bを水平方向HDに貫通する位置に形成されていてもよい。 Furthermore, the first communication holes 105, 105A, 105B are not limited to the structure of this embodiment. Therefore, the first communication holes 105, 105A, 105B are not limited to the structure having the communicating inner opening 210, communicating outer opening 220, and flow path forming surfaces 230, 230A shaped as in this embodiment. For example, the communicating inner opening 210 may be formed with a curved surface having a smaller radius of curvature than the communicating outer opening 220. Furthermore, the positions at which the first communication holes 105, 105A, 105B are formed are not limited to positions that radially penetrate the cylindrical portion 103a, as in this embodiment. The positions at which the first communication holes 105, 105A, 105B are formed may be positions that penetrate the partition wall portion 103b in the horizontal direction HD, as in the case of the second communication hole 106.

また、第二連通孔106は、本実施形態のような構造に限定されるものではない。例えば、第二連通孔106は、第一連通孔105,105A,105Bのような形状の連通内部開口210や、連通外部開口220や、流路形成面230,230Aを有していてもよい。また、第二連通孔106は、第一連通孔105,105A,105Bと一緒に形成されている構造に限定されるものではなく、弁座押え部材103に独立して形成されていてもよい。 Furthermore, the second communication hole 106 is not limited to the structure described in this embodiment. For example, the second communication hole 106 may have a communicating inner opening 210 shaped like the first communication holes 105, 105A, and 105B, a communicating outer opening 220, and flow path forming surfaces 230 and 230A. Furthermore, the second communication hole 106 is not limited to a structure formed together with the first communication holes 105, 105A, and 105B, and may be formed independently in the valve seat retainer member 103.

<付記>
各実施形態に記載の吐出弁42,42A,42B,42C、昇圧ポンプ32、及び水素供給システム10は、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C, the boost pump 32, and the hydrogen supply system 10 described in each embodiment can be understood, for example, as follows.

(1)第1の態様に係る吐出弁42,42A,42B,42Cは、流体流入孔154と流体吐出孔とがそれぞれ連通し、前記流体吐出孔に連通する収容空間部を有するケーシングと、前記収容空間部に配置されて前記流体流入孔154に連通する流入口113と前記流体吐出孔に連通する吐出口114とを有する弁座101と、前記収容空間部で前記流入口113を閉止する閉止位置と前記流入口113を開放する開放位置とに移動自在に支持される弁体102と、前記収容空間部に配置され、前記収容空間部における前記弁体102に対して前記流入口113とは反対側に位置する配置空間部115を内部に形成し、前記ケーシングに対する前記弁座101の位置を規定する弁座押え部材103と、前記配置空間部115に配置されて前記弁体102を前記閉止位置に付勢する付勢部材と、を備え、前記弁座押え部材103は、前記配置空間部115と前記流体吐出孔とを連通する第一連通孔105,105A,105Bを有し、前記第一連通孔105,105A,105Bは、前記配置空間部115から前記流体吐出孔へ流出する流体への抵抗に比べて、前記流体吐出孔から前記配置空間部115へ流入する流体への抵抗が大きくなる流路形状を有している。 (1) The discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C according to the first aspect comprise a casing having a storage space portion in communication with a fluid inlet hole 154 and a fluid outlet hole, the casing having a storage space portion in communication with the fluid outlet hole, a valve seat 101 disposed in the storage space portion and having an inlet 113 in communication with the fluid inlet hole 154 and an outlet 114 in communication with the fluid outlet hole, a valve body 102 supported in the storage space portion so as to be movable between a closed position that closes the inlet 113 and an open position that opens the inlet 113, and a valve body 102 disposed in the storage space portion and positioned on the opposite side of the inlet 113 from the valve body 102 in the storage space portion. The valve seat holder 103 defines an arrangement space 115 therein, and is equipped with a valve seat hold-down member 103 that determines the position of the valve seat 101 relative to the casing, and a biasing member that is disposed in the arrangement space 115 and biases the valve element 102 to the closed position. The valve seat hold-down member 103 has first communication holes 105, 105A, 105B that connect the arrangement space 115 with the fluid discharge hole, and the first communication holes 105, 105A, 105B have a flow path shape that provides greater resistance to fluid flowing from the fluid discharge hole into the arrangement space 115 than to fluid flowing out from the arrangement space 115 to the fluid discharge hole.

このような構成によれば、第一連通孔105では、流入口113が開放された瞬間に、配置空間部115、第一連通孔105、及び流体吐出孔に静止していた液体水素は、急激に移動することとなる。その際、配置空間部115から流体吐出孔へ流出する流体への抵抗に比べて、流体吐出孔から配置空間部115へ流入する流体への抵抗が大きくなっている。その結果、流入口113が開放された瞬間では、配置空間部115から第一連通孔105を通って流体吐出孔へ向かう流れの静止摩擦力のバランスが崩れやすくなる。つまり、第一連通孔105内で静止していた液体水素は、流体吐出孔へ抜けやすくなっている。そのため、流入口113が開放された瞬間に、第一連通孔105を通って流体吐出孔に液体水素を滑らかに押し出すことできる。このように、流入口113が開放された瞬間では、第一連通孔105内の液体水素は非圧縮性流体に近い挙動を示し、配置空間部115の液体水素もつられるように、流体吐出孔に速やかに流れ出る。したがって、第一連通孔105による配置空間部115から流体吐出孔への排出を速やかに行うことができる。その結果、配置空間部115での圧力のピークとなるタイミングが、流入口113を開状態とするタイミングとほとんどずれることが無い。これにより、吐出弁42を速やかに開状態とすることができる。これにより、吐出弁42において、開状態となるまでの時間を短くすることで負荷を低減することができる。 With this configuration, the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen stationary in the arrangement space 115, the first communication hole 105, and the fluid discharge hole begins to move rapidly. At this time, the resistance to the fluid flowing from the fluid discharge hole into the arrangement space 115 from the fluid discharge hole is greater than the resistance to the fluid flowing out of the arrangement space 115 to the fluid discharge hole. As a result, the moment the inlet 113 is opened, the balance of static friction forces of the flow from the arrangement space 115 through the first communication hole 105 toward the fluid discharge hole is easily disrupted. In other words, the liquid hydrogen stationary in the first communication hole 105 is easily released into the fluid discharge hole. Therefore, the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen can be smoothly pushed out through the first communication hole 105 and into the fluid discharge hole. In this way, at the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen in the first communication hole 105 behaves like an incompressible fluid, and quickly flows out to the fluid discharge hole, entraining the liquid hydrogen in the arrangement space 115. Therefore, the first communication hole 105 can quickly discharge the fluid from the arrangement space 115 to the fluid discharge hole. As a result, there is almost no difference between the timing at which the pressure in the arrangement space 115 reaches its peak and the timing at which the inlet 113 is opened. This allows the discharge valve 42 to be quickly opened. This shortens the time it takes for the discharge valve 42 to open, thereby reducing the load.

(2)第2の態様に係る吐出弁42,42A,42Cは、(1)の吐出弁42,42A,42Cであって、前記第一連通孔105,105Aは、前記配置空間部115に面する連通内部開口210と、前記流体吐出孔に面する連通外部開口220と、前記連通内部開口210と前記連通外部開口220とを繋ぐ流路形成面230,230Aとを有し、前記連通内部開口210の流路断面積に比べて、前記連通外部開口220の流路断面積が大きい。 (2) The discharge valves 42, 42A, 42C according to the second aspect are the discharge valves 42, 42A, 42C of (1), wherein the first communication holes 105, 105A have a communicating internal opening 210 facing the arrangement space 115, a communicating external opening 220 facing the fluid discharge hole, and a flow path forming surface 230, 230A connecting the communicating internal opening 210 and the communicating external opening 220, and the flow path cross-sectional area of the communicating external opening 220 is larger than the flow path cross-sectional area of the communicating internal opening 210.

このような構成によれば、連通外部開口220での静止摩擦力を弱めることができる。その結果、第一連通孔105に対して機械的な構造物を配置することなく、流入口113が開放された瞬間での連通外部開口220での液体水素の動きやすさを確保できる。これにより、第一連通孔105の形状だけに差を生じさせた容易な構造で、開状態となった瞬間において、第一連通孔105の液体水素を連通外部開口220から流体吐出孔へ速やか排出することができる。これにより、単純な構造で、吐出弁42において、開状態となるまでの時間を短くすることで負荷を低減することができる。 This configuration reduces static friction at the communicating external opening 220. As a result, the ease of movement of liquid hydrogen at the communicating external opening 220 can be ensured the moment the inlet 113 is opened, without placing any mechanical structures on the first communicating hole 105. This allows liquid hydrogen in the first communicating hole 105 to be quickly discharged from the communicating external opening 220 to the fluid discharge hole the moment it opens, using a simple structure that changes only the shape of the first communicating hole 105. This reduces the load on the discharge valve 42 by shortening the time it takes to open, using a simple structure.

(3)第3の態様に係る吐出弁42,42A,42Cは、(2)の吐出弁42,42A,42Cであって、前記連通外部開口220は、前記流路形成面230,230Aと前記弁座押え部材103の外周面とが形成する角部に位置し、徐々に流路断面積を拡大させるような湾曲面で形成されている。 (3) The discharge valves 42, 42A, and 42C according to the third aspect are the discharge valves 42, 42A, and 42C of (2), in which the communicating external opening 220 is located at the corner formed by the flow path forming surface 230, 230A and the outer peripheral surface of the valve seat holding member 103, and is formed with a curved surface that gradually increases the cross-sectional area of the flow path.

このような構成によれば、連通内部開口210に比べて流路断面積の大きな連通外部開口220を第一連通孔105,105Aに容易に形成することができる。 This configuration makes it easy to form the communicating external opening 220, which has a larger flow path cross-sectional area than the communicating internal opening 210, in the first communicating hole 105, 105A.

(4)第4の態様に係る吐出弁42Aは、(2)又は(3)の吐出弁42Aであって、前記流路形成面230Aは、前記連通内部開口210から前記連通外部開口220に向かって徐々に広がる傾斜面232を有している。 (4) The discharge valve 42A according to the fourth aspect is the discharge valve 42A of (2) or (3), in which the flow path forming surface 230A has an inclined surface 232 that gradually widens from the communicating inner opening 210 toward the communicating outer opening 220.

このような構成によれば、傾斜面232が形成された領域の流路断面積は、連通外部開口220の流路断面積に近づくように、連通内部開口210の流路断面積から一定の開き角度で外周側に向かって広がることで、流路断面積を増加させている。このような傾斜面232が形成されていることで、第一連通孔105内での液体水素に生じる垂直応力が小さくなる。その結果、流入口113が開放された瞬間では、第一連通孔105から流体吐出孔へ向かう流れの静止摩擦力のバランスがより崩れやすくなる。つまり、第一連通孔105内で静止していた液体水素は、傾斜面232によって、流体吐出孔へ抜けやすくなっている。そのため、流入口113が開放された瞬間に、第一連通孔105を通って流体吐出孔に液体水素を滑らかに押し出すことできる。このように、流入口113が開放された瞬間では、第一連通孔105内の液体水素は非圧縮性流体に近い挙動を示し、配置空間部115の液体水素もつられるように、環状流路155に速やかに流れ出る。これにより、吐出弁42において、開状態となるまでの時間をさらに短くすることで負荷を低減することができる。 With this configuration, the cross-sectional area of the region where the inclined surface 232 is formed expands from the cross-sectional area of the communicating inner opening 210 toward the outer periphery at a constant angle so as to approach the cross-sectional area of the communicating outer opening 220, thereby increasing the cross-sectional area. The formation of this inclined surface 232 reduces the normal stress acting on the liquid hydrogen within the first communicating hole 105. As a result, the balance of static friction forces in the flow from the first communicating hole 105 to the fluid discharge hole is more likely to be disrupted at the moment the inlet 113 is opened. In other words, the inclined surface 232 makes it easier for liquid hydrogen stationary within the first communicating hole 105 to escape to the fluid discharge hole. Therefore, at the moment the inlet 113 is opened, liquid hydrogen can be smoothly pushed through the first communicating hole 105 and into the fluid discharge hole. In this way, the moment the inlet 113 is opened, the liquid hydrogen in the first communication hole 105 behaves like an incompressible fluid, and quickly flows out into the annular flow path 155, dragging along the liquid hydrogen in the arrangement space 115. This further shortens the time it takes for the discharge valve 42 to open, thereby reducing the load.

また、流入口113が閉塞された瞬間では、配置空間部115、第一連通孔105、及び流体吐出孔に滞留していた液体水素は、流体吐出孔から第一連通孔105を通って配置空間部115へと急激に移動することとなる。その際、流体吐出孔から見ると、傾斜面232によって、連通内部開口210の流路断面積に近づくように、連通外部開口220の流路断面積から一定の開き角度で外周側に向かって狭まることで、流路断面積を減少させている。その結果、流入口113が閉塞された瞬間では、流体吐出孔から第一連通孔105を通って配置空間部115に押し出される際の液体水素は、連通内部開口210から抜けにくくなっている。そのため、流入口113が閉塞された瞬間に、第一連通孔105を通って配置空間部115に液体水素を滑らかに押し出すことできない。したがって、流入口113が閉塞された瞬間に対して、第一連通孔105による配置空間部115から流体吐出孔への排出のタイミングにわずかにずれが生じる。その結果、配置空間部115での圧力のピークとなるタイミングが、流入口113を閉状態とするタイミングに対して、開状態とする場合よりも遅くなる。これにより、開状態とするタイミングに比べて、吐出弁42を緩やかに閉状態とすることができる。これらによって、開状態とするまでの時間が長くなることで、弁座101に弁体102が接触する際の衝突荷重を緩和でき、弁座101及び弁体102の接触部分の損傷に係るリスクを低減できる。 Furthermore, at the moment the inlet 113 is blocked, liquid hydrogen remaining in the arrangement space 115, the first communication hole 105, and the fluid discharge hole rapidly moves from the fluid discharge hole through the first communication hole 105 to the arrangement space 115. When viewed from the fluid discharge hole, the inclined surface 232 reduces the flow path cross-sectional area by narrowing the flow path cross-sectional area from the communication external opening 220 toward the outer periphery at a certain angle so as to approach the flow path cross-sectional area of the communication internal opening 210. As a result, at the moment the inlet 113 is blocked, liquid hydrogen being pushed from the fluid discharge hole through the first communication hole 105 to the arrangement space 115 is difficult to escape from the communication internal opening 210. Therefore, at the moment the inlet 113 is blocked, liquid hydrogen cannot be smoothly pushed through the first communication hole 105 into the arrangement space 115. Therefore, there is a slight difference in the timing of discharge from the arrangement space 115 to the fluid discharge hole through the first communication hole 105 relative to the moment the inlet 113 is closed. As a result, the timing at which the pressure peaks in the arrangement space 115 is later than when the inlet 113 is opened relative to the timing at which the inlet 113 is closed. This allows the discharge valve 42 to be closed more gradually than when it is opened. As a result, the time until the valve is opened is lengthened, which reduces the collision load when the valve element 102 comes into contact with the valve seat 101 and reduces the risk of damage to the contact area between the valve seat 101 and the valve element 102.

このように、傾斜面232によって、開状態及び閉状態となる際に、第一連通孔105を通過する流体に生じる抵抗を非対称とすることができる。したがって、連通外部開口220だけでなく、傾斜面232によって、静止していた液体水素の動き始めの静止摩擦力が崩れるタイミングを開状態及び閉状態で変化させることができる。これにより、第一連通孔105Aの形状だけに差を生じさせた容易な構造で、開状態及び閉状態で第一連通孔105Aでの過渡的な流れを制御し、吐出弁42の開き始めの時間を短くし、閉じ始めの時間を長くすることができる。 In this way, the inclined surface 232 makes it possible to asymmetrically create resistance to the fluid passing through the first communication hole 105 when the opening and closing states are reached. Therefore, the timing at which the static frictional force at the start of movement of stationary liquid hydrogen is broken can be changed between the open and closed states by the inclined surface 232, in addition to the communication external opening 220. This allows for a simple structure that differs only in the shape of the first communication hole 105A to control the transient flow through the first communication hole 105A when the opening and closing states are reached, shortening the time it takes for the discharge valve 42 to begin opening and lengthening the time it takes for the discharge valve 42 to begin closing.

(5)第5の態様に係る吐出弁42Bは、(1)から(4)のいずれか一つの吐出弁42Bであって、前記第一連通孔105Bは、前記配置空間部115に面する連通内部開口210と、前記流体吐出孔に面する連通外部開口220,220Bと、前記連通内部開口210と前記連通外部開口220,220Bとを繋ぐ流路形成面230,230Aと、前記連通内部開口210と前記連通外部開口220との間に配置された少なくとも一つの段部240とを有し、前記段部240は、前記流路形成面230,230Aから内側に向かって垂直に突出する突出面241と、前記突出面241から前記連通内部開口210に向かって流路断面積が拡大するように傾斜する逆傾斜面242とを有する。 (5) A discharge valve 42B according to a fifth aspect is a discharge valve 42B according to any one of (1) to (4), wherein the first communication hole 105B has a communicating internal opening 210 facing the arrangement space 115, communicating external openings 220, 220B facing the fluid discharge hole, flow path forming surfaces 230, 230A connecting the communicating internal opening 210 and the communicating external openings 220, 220B, and at least one step 240 disposed between the communicating internal opening 210 and the communicating external opening 220, and the step 240 has a protruding surface 241 protruding perpendicularly inward from the flow path forming surfaces 230, 230A and a reverse inclined surface 242 inclined from the protruding surface 241 toward the communicating internal opening 210 so that the flow path cross-sectional area expands.

このような構成によれば、突出面241及び逆傾斜面242によって、連通内部開口210から連通外部開口220,220Bへ流体が向かう際には、緩やかに狭まった後に急激に広がる流路が形成されている。一方で、突出面241及び逆傾斜面242によって、連通外部開口220,220Bから連通内部開口210へ流体が向かう際には、急激に狭まった後に緩やかに広がる流路が形成されている。そのため、連通内部開口210から連通外部開口220Bへ液体水素が一旦流れ始めると、圧損の小さい漸縮流路が連続し、かつキャビティフローにより主流の壁面せん断力が低下することになる。その結果、流通する液体水素に対する流路抵抗を抑えることができる。したがって、第一連通孔105による配置空間部115から流体吐出孔への排出を速やかに行うことができる。 With this configuration, the protruding surface 241 and the inverted inclined surface 242 form a flow path that gradually narrows and then suddenly widens when the fluid flows from the communicating internal opening 210 to the communicating external openings 220 and 220B. On the other hand, the protruding surface 241 and the inverted inclined surface 242 form a flow path that rapidly narrows and then gradually widens when the fluid flows from the communicating external openings 220 and 220B to the communicating internal opening 210. Therefore, once liquid hydrogen begins to flow from the communicating internal opening 210 to the communicating external opening 220B, a continuous gradually narrowing flow path with low pressure loss is formed, and the wall shear force of the main flow is reduced due to cavity flow. As a result, flow path resistance to the flowing liquid hydrogen can be reduced. Therefore, liquid hydrogen can be quickly discharged from the arrangement space 115 to the fluid discharge hole through the first communication hole 105.

また、連通外部開口220から連通内部開口210へ流体が一旦流れ始めると、流通する流体は、突出面241、逆傾斜面242の順に流れる。したがって、流体は、突出面241によって急縮小する流路を流れた後に、逆傾斜面242によって緩やかに広げられる流路を流れることとなる。これにより、第一連通孔105Bでは、配置空間部115から流体吐出孔へ流出する流体への抵抗に比べて、流体吐出孔から配置空間部115へ流入する流体への抵抗が大きくなっている。したがって、第一連通孔105Bによる流体吐出孔から配置空間部115への排出を緩やかに行うことができる。これらによって、第一連通孔105Bにおける液体水素の流出及び流入の流量差を有意に非対称とした制御が可能となる。これにより、開状態となるまでの時間を短くするとともに、閉状態となるまでの時間を長くすることで負荷を低減することができる。 Furthermore, once fluid begins flowing from the communicating outer opening 220 to the communicating inner opening 210, the circulating fluid flows through the protruding surface 241 and then the reverse inclined surface 242. Therefore, the fluid flows through a flow path that is suddenly narrowed by the protruding surface 241, and then flows through a flow path that is gradually widened by the reverse inclined surface 242. As a result, in the first communicating hole 105B, the resistance to the fluid flowing from the fluid discharge hole into the arrangement space 115 is greater than the resistance to the fluid flowing out from the arrangement space 115 to the fluid discharge hole. Therefore, the first communicating hole 105B allows for gradual discharge from the fluid discharge hole to the arrangement space 115. This makes it possible to control the flow rate difference between the outflow and inflow of liquid hydrogen through the first communicating hole 105B so that it is significantly asymmetric. This shortens the time until the opening state and lengthens the time until the closing state, thereby reducing the load.

(6)第6の態様に係る吐出弁42Cは、(1)から(5)のいずれか一つの吐出弁42Cであって、前記ケーシングに形成されて前記収容空間部と外部とを連通する外部開口部152を閉止し、前記弁座押え部材103との間に封止空間部116を形成する閉止部材153をさらに備え、前記弁座押え部材103は、前記弁体102及び前記付勢部材と重ならない位置で前記封止空間部116と前記配置空間部115とを連通する第二連通孔106を有する。 (6) A sixth aspect of the discharge valve 42C is any one of the discharge valves 42C described in (1) to (5), further comprising a closing member 153 that closes an external opening 152 formed in the casing that connects the storage space with the outside, and forms a sealed space 116 between itself and the valve seat pressing member 103, and the valve seat pressing member 103 has a second communication hole 106 that connects the sealed space 116 with the arrangement space 115 at a position that does not overlap with the valve body 102 or the biasing member.

このような構成によれば、弁体102及び付勢部材の動きに関わらず、第二連通孔106を介して、配置空間部115に残留する流体を封止空間部116に排出し続けることができる。 With this configuration, fluid remaining in the arrangement space 115 can be continuously discharged into the sealed space 116 via the second communication hole 106, regardless of the movement of the valve body 102 and the biasing member.

(7)第7の態様に係る昇圧ポンプ32は、低温流体を圧縮室43に吸入する吸入弁41と、前記吸入弁41から前記圧縮室43に吸入された低温流体を圧縮するピストン37と、前記ピストン37により圧縮された低温流体を吐出する(1)から(6)のいずれか一つの吐出弁42,42A,42B,42Cと、を備える。 (7) The boost pump 32 according to the seventh aspect includes an intake valve 41 that draws low-temperature fluid into a compression chamber 43, a piston 37 that compresses the low-temperature fluid drawn into the compression chamber 43 from the intake valve 41, and one of the discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C (1) to (6) that discharge the low-temperature fluid compressed by the piston 37.

このような構成によれば、吐出弁42,42A,42B,42Cが開状態及び閉状態となる際に、第一連通孔105,105A,105Bを通過する流体に生じる抵抗を非対称とすることができる。これにより、開状態となるまでの時間を短くするとともに、閉状態となるまでの時間を長くすることで負荷を低減することができる。 This configuration makes it possible to make the resistance to the fluid passing through the first communication holes 105, 105A, and 105B asymmetric when the discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C are in the open and closed states. This shortens the time it takes to reach the open state and lengthens the time it takes to reach the closed state, thereby reducing the load.

(8)第8の態様に水素供給システム10は、(1)から(7)のいずれか一つの昇圧ポンプ32を有して低温流体としての液体水素を圧縮する圧縮装置21と、前記圧縮装置21により圧縮された液体水素を気化する蒸発装置22と、前記蒸発装置22により気化された水素ガスを供給するディスペンサ23と、を備える。 (8) In the eighth aspect, the hydrogen supply system 10 includes a compressor 21 having a boost pump 32 of any one of (1) to (7) and compressing liquid hydrogen as a cryogenic fluid, an evaporator 22 that vaporizes the liquid hydrogen compressed by the compressor 21, and a dispenser 23 that supplies the hydrogen gas vaporized by the evaporator 22.

このような構成によれば、吐出弁42,42A,42B,42Cが開状態及び閉状態となる際に、第一連通孔105,105A,105Bを通過する流体に生じる抵抗を非対称とすることができる。これにより、開状態となるまでの時間を短くするとともに、閉状態となるまでの時間を長くすることで負荷を低減することができる。 This configuration makes it possible to make the resistance to the fluid passing through the first communication holes 105, 105A, and 105B asymmetric when the discharge valves 42, 42A, 42B, and 42C are in the open and closed states. This shortens the time it takes to reach the open state and lengthens the time it takes to reach the closed state, thereby reducing the load.

10…水素供給システム
11…コンテナ
12…車両
21…圧縮装置
22…蒸発装置
23…ディスペンサ
31…駆動モータ
32…昇圧ポンプ
33…減速機
34…クランク機構
35…クロスヘッド
36…ピストンロッド
37…ピストン
38…シリンダブロック
39…容器
41…吸入弁
42,42A,42B,42C…吐出弁
43…圧縮室
51…嵌合孔
52…凹部
52a…小径孔
52b…大径孔
53…連通孔
53a…主弁座
61…弁ケーシング
61a…本体部
61b…フランジ部
61c…ばね受け部
62…第一弁体
62a…主ロッド部
62b…ヘッド部
62c…受圧面
62d…シート面
63…第二弁体
63a…開口部
63b…受圧面
63c…シート面
64…押え部材
71…空間部
72…貫通孔
73…吸入孔
74…排出孔
75…ナット
76…ばね受け部材
77…ポンプ圧縮コイルばね
81,82…シール部材
91…締結ボルト
92…吸入管
101…弁座
101a…弁座収容孔
102…弁体
103…弁座押え部材
103a…筒状部
103b…隔壁部
103c…ねじ部
103d…押え部材収容孔
104…圧縮コイルばね
105,105A,105B…第一連通孔
106…第二連通孔
111…ボール
112…支持体
112a…受部
112b…ロッド部
113…流入口
114…吐出口
115…配置空間部
116…封止空間部
121,122…シール部材
151…収容孔
151a…ブロックねじ部
152…外部開口部
152a…開口ねじ部
153…閉止部材
153a…閉止ねじ部
154…流体流入孔
155…環状流路
210…連通内部開口
220,220B…連通外部開口
230,230A…流路形成面
231…垂直面
232…傾斜面
240…段部
241…突出面
242…逆傾斜面
VD…鉛直方向
HD…水平方向
10... Hydrogen supply system 11... Container 12... Vehicle 21... Compressor 22... Evaporator 23... Dispenser 31... Drive motor 32... Booster pump 33... Reducer 34... Crank mechanism 35... Crosshead 36... Piston rod 37... Piston 38... Cylinder block 39... Container 41... Intake valve 42, 42A, 42B, 42C... Discharge valve 43... Compression chamber 51... Fitting hole 52... Recess 52a... Small diameter hole 52b... Large diameter hole 53... Communication Hole 53a...main valve seat 61...valve casing 61a...main body 61b...flange portion 61c...spring receiving portion 62...first valve body 62a...main rod portion 62b...head portion 62c...pressure receiving surface 62d...seat surface 63...second valve body 63a...opening 63b...pressure receiving surface 63c...seat surface 64...pressure member 71...space portion 72...through hole 73...suction hole 74...discharge hole 75...nut 76...spring receiving member 77...pump compression coil springs 81, 82...seal portion Member 91...fastening bolt 92...suction pipe 101...valve seat 101a...valve seat accommodating hole 102...valve body 103...valve seat pressing member 103a...cylindrical portion 103b...partition wall portion 103c...threaded portion 103d...pressing member accommodating hole 104...compression coil spring 105, 105A, 105B...first communicating hole 106...second communicating hole 111...ball 112...support body 112a...receiving portion 112b...rod portion 113...inlet 114...discharge port 115...arrangement space portion 116... Sealed space portions 121, 122... sealing member 151... accommodation hole 151a... block screw portion 152... external opening 152a... opening screw portion 153... closing member 153a... closing screw portion 154... fluid inlet hole 155... annular flow path 210... communicating internal openings 220, 220B... communicating external openings 230, 230A... flow path forming surface 231... vertical surface 232... inclined surface 240... step portion 241... protruding surface 242... reverse inclined surface VD... vertical direction HD... horizontal direction

Claims (8)

流体流入孔と流体吐出孔とがそれぞれ連通し、前記流体吐出孔に連通する収容空間部を有するケーシングと、
前記収容空間部に配置されて前記流体流入孔に連通する流入口と前記流体吐出孔に連通する吐出口とを有する弁座と、
前記収容空間部で前記流入口を閉止する閉止位置と前記流入口を開放する開放位置とに移動自在に支持される弁体と、
前記収容空間部に配置され、前記収容空間部における前記弁体に対して前記流入口とは反対側に位置する配置空間部を内部に形成し、前記ケーシングに対する前記弁座の位置を規定する弁座押え部材と、
前記配置空間部に配置されて前記弁体を前記閉止位置に付勢する付勢部材と、を備え、
前記弁座押え部材は、前記配置空間部と前記流体吐出孔とを連通する第一連通孔を有し、
前記第一連通孔は、前記配置空間部から前記流体吐出孔へ流出する流体への抵抗に比べて、前記流体吐出孔から前記配置空間部へ流入する流体への抵抗が大きくなる流路形状を有している吐出弁。
a casing having a fluid inlet hole and a fluid discharge hole, each of which communicates with the fluid discharge hole, and an accommodation space portion which communicates with the fluid discharge hole;
a valve seat disposed in the accommodation space and having an inlet communicating with the fluid inlet hole and an outlet communicating with the fluid outlet hole;
a valve body supported in the accommodation space portion so as to be movable between a closing position for closing the inlet and an opening position for opening the inlet;
a valve seat pressing member that is disposed in the accommodation space and defines an arrangement space therein, the arrangement space being located on the opposite side of the inlet port with respect to the valve body in the accommodation space, and that determines the position of the valve seat relative to the casing;
a biasing member disposed in the arrangement space and biasing the valve body to the closed position,
the valve seat pressing member has a first communication hole that communicates the arrangement space with the fluid discharge hole,
The first communication hole has a flow path shape that provides greater resistance to fluid flowing from the fluid discharge hole into the arrangement space than to fluid flowing out from the arrangement space to the fluid discharge hole.
前記第一連通孔は、前記配置空間部に面する連通内部開口と、前記流体吐出孔に面する連通外部開口と、前記連通内部開口と前記連通外部開口とを繋ぐ流路形成面とを有し、
前記連通内部開口の流路断面積に比べて、前記連通外部開口の流路断面積が大きい請求項1に記載の吐出弁。
the first communication hole has a communication inner opening facing the arrangement space, a communication outer opening facing the fluid discharge hole, and a flow path forming surface connecting the communication inner opening and the communication outer opening,
The discharge valve according to claim 1 , wherein the cross-sectional area of the flow passage of the outer communicating opening is larger than the cross-sectional area of the flow passage of the inner communicating opening.
前記連通外部開口は、前記流路形成面と前記弁座押え部材の外周面とが形成する角部に位置し、徐々に流路断面積を拡大させるような湾曲面で形成されている請求項2に記載の吐出弁。 A discharge valve as described in claim 2, wherein the communicating external opening is located at a corner formed by the flow path forming surface and the outer peripheral surface of the valve seat pressing member, and is formed with a curved surface that gradually increases the cross-sectional area of the flow path. 前記流路形成面は、前記連通内部開口から前記連通外部開口に向かって徐々に広がる傾斜面を有している請求項2又は3に記載の吐出弁。 A discharge valve as described in claim 2 or 3, wherein the flow path forming surface has an inclined surface that gradually widens from the communicating inner opening toward the communicating outer opening. 前記第一連通孔は、前記配置空間部に面する連通内部開口と、前記流体吐出孔に面する連通外部開口と、前記連通内部開口と前記連通外部開口とを繋ぐ流路形成面と、前記連通内部開口と前記連通外部開口との間に配置された少なくとも一つの段部とを有し、
前記段部は、前記流路形成面から内側に向かって垂直に突出する突出面と、前記突出面から前記連通内部開口に向かって流路断面積が拡大するように傾斜する逆傾斜面とを有する請求項1又は2に記載の吐出弁。
the first communication hole has a communicating inner opening facing the arrangement space, a communicating outer opening facing the fluid discharge hole, a flow path forming surface connecting the communicating inner opening and the communicating outer opening, and at least one step portion disposed between the communicating inner opening and the communicating outer opening,
3. The discharge valve according to claim 1, wherein the step portion has a protruding surface that protrudes perpendicularly inward from the flow path forming surface, and a reverse inclined surface that is inclined from the protruding surface toward the communicating internal opening so that the flow path cross-sectional area increases.
前記ケーシングに形成されて前記収容空間部と外部とを連通する外部開口部を閉止し、前記弁座押え部材との間に封止空間部を形成する閉止部材をさらに備え、
前記弁座押え部材は、前記弁体及び前記付勢部材と重ならない位置で前記封止空間部と前記配置空間部とを連通する第二連通孔を有する請求項1又は2に記載の吐出弁。
a closing member formed in the casing to close an external opening that connects the accommodation space with the outside, and forming a sealed space between the closing member and the valve seat pressing member;
The discharge valve according to claim 1 or 2, wherein the valve seat pressing member has a second communication hole that communicates the sealing space with the arrangement space at a position that does not overlap with the valve body and the biasing member.
低温流体を圧縮室に吸入する吸入弁と、
前記吸入弁から前記圧縮室に吸入された低温流体を圧縮するピストンと、
前記ピストンにより圧縮された低温流体を吐出する請求項1又は2に記載の吐出弁と、
を備える昇圧ポンプ。
an intake valve for drawing the cryogenic fluid into the compression chamber;
a piston that compresses the low-temperature fluid drawn into the compression chamber through the intake valve;
a discharge valve according to claim 1 or 2, which discharges the cryogenic fluid compressed by the piston;
A booster pump comprising:
請求項7に記載の昇圧ポンプを有して低温流体としての液体水素を圧縮する圧縮装置と、
前記圧縮装置により圧縮された液体水素を気化する蒸発装置と、
前記蒸発装置により気化された水素ガスを供給するディスペンサと、
を備える水素供給システム。
a compression device having the boost pump according to claim 7 and compressing liquid hydrogen as a cryogenic fluid;
an evaporator that vaporizes the liquid hydrogen compressed by the compressor;
a dispenser for supplying the hydrogen gas vaporized by the vaporizer;
A hydrogen supply system comprising:
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