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公開番号2025088359
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023203026
出願日2023-11-30
発明の名称往復動ポンプ
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F04B 53/10 20060101AFI20250604BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】より高いシール性能を発揮する吸入弁、又は吐出弁を有する往復動ポンプを提供する。
【解決手段】往復動ポンプは、液体の流通状態を切り替える吸入弁を備え、吸入弁は、液体が流通する内部流路を形成する円筒部材と、円筒部材に対して軸線方向に進退動可能な弁体と、を有し、弁体は、軸線方向に延びるロッド部と、軸線方向一方側から他方側に向かうに従って次第に拡径する円錐面状のシート面を有するヘッド部と、を有し、円筒部材は、ヘッド部の外周面に対して当接又は離間する円錐面状の弁座と、軸線方向における弁座と重なる領域に設けられ、円筒部材は、ヘッド部の外周面に当接離間する弁座と、弁座の径方向外側で、シリンダの内周面に対して圧縮室に連通する隙間を介して嵌め込まれる受圧外周面と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
液体を圧縮するピストン、及び軸線を中心とする円筒状をなすとともに前記ピストンを外側から覆うシリンダを有するポンプ本体と、
前記シリンダに対して前記ピストンを前記軸線方向に往復動させる駆動部と、
前記シリンダに設けられ、前記液体の流通状態を切り替える吸入弁、及び吐出弁と、
を備え、
前記吸入弁は、
前記シリンダの前記軸線方向一方側の端部に形成された収容孔に挿入された円筒部材と、
該円筒部材に対して前記軸線方向に進退動可能な弁体と、
を有し、
前記弁体は、前記軸線方向に延びるロッド部と、該ロッド部の前記軸線方向他方側の端部に設けられ、前記軸線方向一方側から他方側に向かうに従って次第に拡径する円錐面状のシート面を有するヘッド部と、を有し、
前記円筒部材は、
前記ヘッド部の外周面に対して当接又は離間する円錐面状の弁座と、
前記弁座の径方向外側で、前記シリンダの内周面に対して前記圧縮室に連通する隙間を介して嵌め込まれる受圧外周面と、
を有する往復動ポンプ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記軸線を含む断面視で、前記弁体の前記シート面が前記軸線に対してなす角度である頂角は、８０°以上１００°以下である請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項３】
前記軸線を含む断面視で、前記シート面が前記軸線に対してなす角度と、前記弁座が前記軸線に対してなす角度の差が、０°以上１°以下である請求項２に記載の往復動ポンプ。
【請求項４】
前記円筒部材は、前記受圧外周面の前記軸線方向一方側の端縁から外周側に広がる段差面をさらに有し、該段差面には前記軸線を中心とする環状をなすとともに前記軸線方向一方側に向かって凹むことでシールリングを収容可能なシール溝が形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
【請求項５】
前記弁体の最大外径は、前記シリンダの最大内径の６０％以上８０％以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
【請求項６】
前記ロッド部の外周側に設けられたブッシュと、
該ブッシュを前記軸線方向一方側に向かって付勢する弾性部材と、
をさらに有し、
前記ブッシュは、前記軸線方向における位置が調節可能に構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
【請求項７】
前記吐出弁は、
前記シリンダの外周面に併設され、前記軸線と交差する方向に延びる第二軸線を中心とする円筒状をなすとともに前記第二軸線を中心とする円錐面状の第二弁座を有する第二円筒部材と、
該第二円筒部材に対して前記第二軸線方向に進退動可能な第二弁体と、
前記第二円筒部材を外側から覆うケーシングと、
を有し、
前記第二弁体は、前記第二軸線方向に延びる第二ロッド部と、該第二ロッド部の前記第二軸線方向他方側の端部に設けられ、前記第二軸線方向一方側から他方側に向かうに従って次第に拡径する円錐面状の第二シート面を有する第二ヘッド部と、を有し、
前記第二円筒部材における前記第二軸線方向他方側を向く端面には、前記第二軸線を中心とする環状をなすとともに前記第二軸線方向一方側に向かって凹むことでシールリングを収容可能な第二シール溝が形成され、
前記第二軸線を含む断面視で、前記第二弁体の前記第二シート面が前記第二軸線に対してなす角度である頂角は、１３０°以上１５０°以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
【請求項８】
前記第二軸線を含む断面視で、前記第二シート面が前記第二軸線に対してなす角度と、前記第二弁座が前記第二軸線に対してなす角度の差が、０°以上１°以下である請求項７に記載の往復動ポンプ。
【請求項９】
前記第二シート面の外径と、該第二シート面の内径の比率が、１．２以上１．３以下である請求項７に記載の往復動ポンプ。
【請求項１０】
前記第二弁座の外径と、該第二弁座の内径の比率が、１．６以上２．０以下である請求項７に記載の往復動ポンプ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、往復動ポンプに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
液体水素を圧縮するための装置としてこれまで往復動ポンプが用いられている。この種のポンプは、一例として９０ＭＰａ程度まで液体水素を昇圧させることが可能とされている。具体的には往復動ポンプは、軸線方向に往復動するピストンと、ピストンを外側から覆うシリンダと、を主に備えている。ピストンがシリンダ内で往復動することによって液体水素が順次圧縮され、外部に取り出される。ピストンは、駆動部によって駆動される。
【０００３】
ピストンには、液体を供給・排出する吸入弁、及び吐出弁が併設されている。この種の弁として下記特許文献１に記載されたものが例示される。下記特許文献１に記載された燃料供給装置に係る弁装置では、弁座のシート面周囲の近傍に、燃料吸入経路又は燃料吐出経路を構成する燃料通路に連通する環状空間を形成し、閉弁時に当該環状空間内に圧力を導入する。これにより、シート面の内径を半径方向の外径側に膨らませようとする変形に対し、シート面の内径を半径方向に戻そうとする変形が生じ、シート部の変形が相殺できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４２４１６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように液体水素を圧縮するための往復動ポンプでは、最大で９０ＭＰａ程度の圧力が弁装置にかかることになる。このため、上述のような環状空間を形成することのみによっては、シート面の閉塞が十分に担保されず、結果として弁装置のシール性能が不足してしまうという課題がある。
【０００６】
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、より高いシール性能を発揮する吸入弁、又は吐出弁を有する往復動ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示に係る往復動ポンプは、液体を圧縮するピストン、及び軸線を中心とする円筒状をなすとともに前記ピストンを外側から覆うシリンダを有するポンプ本体と、前記シリンダに対して前記ピストンを前記軸線方向に往復動させる駆動部と、前記シリンダに設けられ、前記液体の流通状態を切り替える吸入弁、及び吐出弁と、を備え、前記吸入弁は、前記シリンダの前記軸線方向一方側の端部に形成された収容孔に挿入された円筒部材と、該円筒部材に対して前記軸線方向に進退動可能な弁体と、を有し、前記弁体は、前記軸線方向に延びるロッド部と、該ロッド部の前記軸線方向他方側の端部に設けられ、前記軸線方向一方側から他方側に向かうに従って次第に拡径する円錐面状のシート面を有するヘッド部と、を有し、前記円筒部材は、前記ヘッド部の外周面に対して当接又は離間する円錐面状の弁座と、前記弁座の径方向外側で、前記シリンダの内周面に対して前記圧縮室に連通する隙間を介して嵌め込まれる受圧外周面と、を有する。
【０００８】
本開示に係る往復動ポンプは、液体を圧縮するピストン、及び軸線を中心とする円筒状をなすとともに前記ピストンを外側から覆うシリンダを有するポンプ本体と、前記シリンダに対して前記ピストンを前記軸線方向に往復動させる駆動部と、前記シリンダに設けられ、前記液体の流通状態を切り替える吐出弁と、を備え、前記吐出弁は、前記シリンダの外周面に併設され、前記軸線と交差する方向に延びる第二軸線を中心とする円筒状をなすとともに前記第二軸線を中心とする円錐面状の第二弁座を有する第二円筒部材と、該第二円筒部材に対して前記第二軸線方向に進退動可能な第二弁体と、前記第二円筒部材を外側から覆うケーシングと、を有し、前記第二弁体は、前記第二軸線方向に延びる第二ロッド部と、該第二ロッド部の前記第二軸線方向他方側の端部に設けられ、前記第二軸線方向一方側から他方側に向かうに従って次第に拡径する円錐面状の第二シート面を有する第二ヘッド部と、を有し、前記第二円筒部材における前記第二軸線方向他方側を向く端面には、前記第二軸線を中心とする環状をなすとともに前記第二軸線方向一方側に向かって凹むことでシールリングを収容可能な第二シール溝が形成され、前記第二軸線を含む断面視で、前記第二弁体の前記第二シート面が前記第二軸線に対してなす角度である頂角は、１３０°以上１５０°以下である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、より高いシール性能を発揮する吸入弁、又は吐出弁を有する往復動ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施形態に係る往復動ポンプの構成を示す縦断面図である。
本開示の実施形態に係る吸入弁の拡大断面図であって、閉弁時の状態を示す図である。
本開示の実施形態に係る吸入弁の拡大断面図であって、開弁時の状態を示す図である。
本開示の実施形態に係る吐出弁の拡大断面図であって、閉弁時の状態を示す図である。
本開示の実施形態に係る吐出弁の拡大断面図であって、開弁時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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