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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil zum Regulieren eines
Fluiddrucks.
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STAND DER
TECHNIK
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Druckregelventile,
wie sie beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsoffenlegungsschrift
Nr. Hei.1-178285 offenbart sind, existieren als Druckregelventile
zum Reduzieren eines Drucks von Gasen. Derartige Druckreduzierungsventile
sind aus einer Druckregelfeder, einem Kolben, der sich innerhalb
eines Zylinders bewegt, einem Ventilelement und einer Rückholfeder
etc. aufgebaut. Ein Zwischenraum zwischen dem Kolben und dem Zylinder
ist durch Verwenden einer U-förmigen Dichtung
abgedichtet.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es
existiert jedoch das Problem, dass Gummidichtungen, die typischerweise
als Dichtungen verwendet werden, eine geringe Haltbarkeit aufweisen. Des
Weiteren, wenn ein hartes Kunststoffdichtungsmaterial mit hoher
Haltbarkeit verwendet wird, ist es nicht möglich, eine ausreichende Dämpfungswirkung (Abschwächungswirkung)
hinsichtlich einer Bewegung (Vibration oder Oszillation, Überschwingung) des
Ventils, das das Gummidichtmaterial verwendet, zu erhalten, und
Schwankungen bei dem Sekundärdruck
des Druckregelventils sind deshalb groß.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Druckregelventil vorzusehen,
das dazu im Stande ist, sowohl eine Haltbarkeit für ein Abdichtmaterial
zwischen einem Ventilbauteil (Kolben) und einem Gehäuse (Zylinder)
für das
Ventilbauteil vorzusehen, als auch eine Dämpfungswirkung zum Unterdrücken einer
Vibration des Ventilelements und zum Unterdrücken einer Überhitzung vorzusehen.
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Um
die vorstehend erwähnte
Aufgabe zu lösen,
ist ein erfindungsgemäßes Druckregelventil
gekennzeichnet durch ein Ventilbewegungsbauteil, das sich in solch
einer Art und Weise bewegt, um eine Verbindung zwischen einer Primärkammer
und einer Sekundärkammer
innerhalb eines Gehäuses
herzustellen oder zu blockieren, wobei eine Vielzahl an Zentralbauteilen
zwischen dem Gehäuse
und dem Ventilbewegungsbauteil angeordnet ist und als die Vielzahl
an Zentralbauteilen verschiedene Materialien verwendet werden.
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Durch
Vorsehen von Zentralbauteilen verschiedener Materialien ist es möglich sowohl
eine Dämpfungswirkung,
als auch eine Dichtungshaltbarkeit herbeizuführen.
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Für die Materialien
für die
Vielzahl an Zentralbauteilen ist es auch wünschenswert, so ausgewählt zu werden,
dass sie verschiedene Gleitwiderstände aufzuweisen.
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Indem
Zentralbauteile mit unterschiedlichen Gleitwiderständen vorgesehen
werden, ist es möglich,
sowohl eine Dämpfungswirkung,
als auch eine Dichtungshaltbarkeit herbeizuführen. Ein Zentralbauteil mit
einem großen
Gleitwiderstand (beispielsweise ein Gummidichtmaterial) hat eine
Dämpfungswirkung (Abschwächungswirkung)
hinsichtlich der Vibration des Kolbens und eines Überschwingens.
Ein hartes Zentralbauteil (beispielsweise ein Kunststoff der Teflongruppe
etc.) mit kleinem Gleitwiderstand hat eine hohe Haltbarkeit.
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Es
ist auch wünschenswert,
dass die Vielzahl an Zentralbauteilen mit einem Abdichtbauteil, das
zumindest zwischen einer Seitenfläche des Ventilbewegungsbauteils
und einer Innenwand des Gehäuses
vorgesehen ist, und mit einem Dämpfungsbauteil
zum Abschwächen
eines Ausmaßes
einer Bewegung des Ventilbewegungsbauteils aufgebaut ist.
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Gemäß diesem
Aufbau hat das Dämpfungsbauteil
eine Funktion zum Abschwächen
einer Bewegungsenergie (einer kinetischen Energie), wobei es eine
Reibungskraft während
einer Bewegung des Kolbens verwendet, und unterdrückt eine
Vibration und ein Überschwingen
zu der Zeit der Kolbenbewegung. Infolgedessen ist es möglich, eine
Gasdruckfluktuation an der stromabwärtigen Seite (Sekundärseite)
des Druckregelventils klein zu machen.
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Es
ist auch wünschenswert
für das
Ventilbewegungsbauteil, einen Kolben und ein Ventilelement aufzuweisen,
und für
das Abdichtbauteil und das Dämpfungsbauteil,
zwischen einer Seitenfläche
des Kolbens und der Innenwand des Gehäuses angeordnet zu sein.
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Es
ist auch wünschenswert
für das
Ventilbewegungsbauteil, einen Kolben und ein Ventilelement aufzuweisen,
wobei ein Ende des Kolbens in Kontakt mit der Sekundärkammer
und das andere Ende in Kontakt mit der Bezugsdruckkammer kommt,
und wobei die Vielzahl an Zentralbauteilen zwischen einer Seitenfläche des
Kolbens und der Innenwand des Kolbens des Gehäuses liegt.
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Es
ist auch wünschenswert
für das
Zentralbauteil, das bei der Sekundärkammerseite des Kolbens positioniert
ist, einen geringeren Gleitwiderstand aufzuweisen als das Zentralbauteil
auf der Seite der Bezugsdruckkammer.
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Es
ist ferner wünschenswert
für das
Zentralbauteil, das bei der Sekundärkammerseite des Kolbens positioniert
ist, Fluide effizienter abzudichten, als das Zentralbauteil an der
Seite der Bezugsdruckkammer.
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Es
ist auch wünschenswert
für das
Zentralbauteil, das an der Seite der Bezugsdruckkammer des Kolbens
positioniert ist, eine Bewegungskraft des Ventilbewegungsbauteils
zu einem geringeren Ausmaß abzuschwächen, als
das Zentralbauteil an der Seite der Sekundärkammer.
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Es
ist für
die Vielzahl an Zentralbauteilen auch wünschenswert, durch zumindest
zwei Abdichtbauteile zum Abdichten eines Fluids aufgebaut zu sein,
wobei ein Abdichtbauteil einen relativ höheren Gleitwiderstand als das
andere Abdichtbauteil aufweist.
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Es
kann auch eine Verbindungseinrichtung vorgesehen sein, um zu bewirken,
dass ein Raum, der durch die Seitenfläche des Kolbens, die Innenwand
des Gehäuses
und die Vielzahl an Zentralbauteilen definiert ist, und die Bezugsdruckkammer
in Verbindung stehen.
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Durch
Vorsehen einer Verbindungseinrichtung wird bewirkt, dass der Raum
und die Bezugsdruckkammer in Verbindung stehen, und es ist möglich, den
Druckwert des Raums bei der Zeit eines Bewegens des Kolbens zu regulieren.
Des Weiteren kann die Verbindungseinrichtung auch verwendet werden,
einen abgedichteten Zustand eines Zentralbauteils während eines
Herstellens, oder wenn Ventilanomalitäten erfasst werden, zu prüfen.
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Die
Verbindungseinrichtung kann bei zumindest entweder dem Kolben oder
der Innenwand des Gehäuses
ausgebildet sein.
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Die
Verbindungseinrichtung kann bei einem Zentralbauteil ausgebildet
sein, das bei der Bezugsdruckkammerseite liegt, oder bei einer Kontaktfläche einer
Innenwand des Gehäuses
und eines Zentralbauteils.
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Eines
von der Vielzahl an Zentralbauteilen kann ein Dämpfungsbauteil mit einer Funktion
zum starken Abschwächen
eines Ausmaßes
einer Bewegung des Ventilbewegungsbauteils sein, wobei das Dämpfungsbauteil
entweder zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem Ventilelement
oder zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem Kolben liegt.
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Es
ist für
das Ventilbewegungsbauteil auch wünschenswert, ein Ventilelement
und einen Kolben aufzuweisen, und mit ersten und zweiten Drängbauteilen
an jeder Seite innerhalb des Gehäuses
angeordnet zu sein, und für
das Dämpfungsbauteil
bei entweder zwischen dem Gehäuse
und der ersten Drängeinrichtung,
zwischen der ersten Drängeinrichtung und
dem Ventilelement, zwischen dem Ventilelement und dem Kolben, zwischen
dem Kolben und der zweiten Drängeinrichtung
oder zwischen der zweiten Drängeinrichtung
und dem Gehäuse
zu liegen.
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Das
Druckregelventil der Erfindung ist geeignet, den Druck eines Hochdruckgases
und eines Brennstoffgases, wie beispielsweise wasserstoffhaltiges
Gas, zu regulieren.
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Das
Brennstoffgaszufuhrsystem der Erfindung hat eine Brennstoffgaszufuhrquelle
und das erfindungsgemäße Druckregelventil.
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Vorzugsweise
hat das Brennstoffgaszufuhrsystem einen Brennstoffgasbehälter oder
ein Brennstoffgasverbrauchendes Bauteil, das mit der Primärkammer
des Druckregelventils verbunden ist. Es ist auch wünschenswert,
dass das Brennstoffgas Wasserstoffgas ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung darstellt.
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2 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung darstellt.
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Die 3(A) und (B) sind Darstellungen, die eine
Skizze eines dritten Ausführungsbeispiels
der Erfindung darstellen.
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4 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines vierten Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigt.
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Die 5(A) und (B) sind Darstellungen, die eine
Skizze eines fünften
Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigen.
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6 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines sechsten Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigt.
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7 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines siebten Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigt.
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8 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines achten Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigt.
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Die 9(A) und (B) sind Darstellungen, die eine
Skizze eines neunten Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigen.
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Die 10(A) und (B) sind Darstellungen, die
eine Skizze eines zehnten Ausführungsbeispiels der
Erfindung zeigen.
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Die 11(A) und (B) sind Darstellungen, die
eine Skizze eines elften Ausführungsbeispiels
der Erfindung zeigen.
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12 ist
eine Darstellung, die eine Skizze eines zwölften Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt.
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13 ist
ein Diagramm, das den Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Brennstoffgaszufuhrsystems
zeigt.
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BESTE ART
UND WEISE ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Das
Folgende ist eine Beschreibung unter Bezugnahme auf 1 eines
ersten Ausführungsbeispiels
eines Druckregelventils 10 der Erfindung.
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In 1 kennzeichnet
Nummer 11 ein Sitzventil, Nummer 12 eine Feder,
die eine Drängeinrichtung
für das
Sitzventil ausbildet, Nummer 13 einen Sitz, Nummer 14 einen
Kolben, Nummer 15 eine Feder, die eine Kolbendrängeinrichtung
bildet, Nummer 16 einen Hochdruckgasweg (Einlassweg), Nummer 17 eine
Primärkammer
des Druckregelventils, Nummer 18 einen Weg, Nummer 19 eine
Sekundärkammer
des Druckregelventils, Nummer 20 eine ringartige Dichtung,
Nummer 21 einen Zylinder (Gehäuse), Nummer 22 eine
Bezugsdruckkammer (Bezugsdruckkammer), Nummer 23 einen
Raum, Nummer 24 einen Weg, Nummer 25 einen Dämpfer, Nummer 26 ein
Druckregelventilgehäuse
und Nummer 27 einen Niederdruckgasweg (Auslassweg).
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Das
Innere des Druckregelventils kann hauptsächlich in die Primärkammer 17,
die Sekundärkammer 19 und
die Bezugsdruckkammer 22 unterteilt werden.
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Die
Feder 12, das Sitzventil 11, der Sitz 13, der
Kolben 14 und die Feder 15 sind in Abfolge innerhalb
der Primärkammer 17,
der Sekundärkammer 19 und
der Bezugsdruckkammer 22 angeordnet. Die Feder 12 drückt das
Sitzventil 11 gegen den Sitz 13. Der Kolben 14 wird
durch die Feder 15 hochgedrückt.
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Eine
Nut ist vorgesehen, um um den Außenumfang des Kolbens 14 zu
verlaufen, wobei eine ringartige Dichtung aus Polymermaterial 20 innerhalb der
Nut angeordnet ist. Die Dichtung 20 dichtet (bedeckt) den
Spalt zwischen dem Kolben 14 und dem Zylinder 21.
Die Dichtung 20 besteht aus einem Material, das hauptsächlich aus
einem Polymermaterial, wie beispielsweise einem Kunststoff etc.,
besteht, und es kann beispielsweise eine Dichtung aus der Teflonfamilie
verwendet werden. Des Weiteren ist eine Nut vorgesehen, um um den
Außenumfang
des Kolbens 14 zu verlaufen, wobei ein ringartiger Dämpfer aus
Polymermaterial 25 innerhalb dieser Nut angeordnet ist.
Der Dämpfer 25 kommt
mit der Innenwand des Zylinders 21 in Kontakt. Der Dämpfer 25 ist ein
Material, das beispielsweise hauptsächlich aus Gummimaterial besteht.
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Der
Raum 23, der durch die ringförmige Dichtung 20,
den ringförmigen
Dämpfer 25,
den Zylinder 21 und den Kolben 14 definiert ist,
und die Bezugsdruckkammer 22 stehen über den Weg 24 in Verbindung.
Durch Vorsehen des Wegs 24 stehen der Raum 23 und
die Bezugsdruckkammer 22 (beispielsweise ein Raum, der
mit der Umgebung in Verbindung steht) in Verbindung, und es ist
möglich,
den Druck des Raums 23 zu der Zeit einer Kolbenbewegung
zu regulieren. Des Weiteren kann der Weg 24 auch verwendet
werden, während
der Herstellung, oder wenn Ventilanomalitäten erfasst werden, einen abgedichteten
Zustand der Dichtung 20 zu überprüfen. Der Weg 24 kann
auch weggelassen werden.
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Bei
diesem Aufbau strömt
ein Hochdruckgas (Fluid) über
den Hochdruckgasweg 16 von einer externen Gaszufuhrquelle
(nicht gezeigt) zu der Primärkammer 17.
Das Hochdruckgas strömt über den
Weg 18 zwischen dem Sitzventil 11 und dem Sitz 13 in
die Sekundärkammer 19 und
strömt
zu der Außenseite des
Druckregelventils aus, und zwar von dem Niederdruckgasweg 27.
Der Kolben 14 widersteht der Drängkraft der Feder 15 und
wird durch den Gasdruck der Sekundärkammer 19 nach unten
gedrückt.
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Wenn
die stromabwärtige
Strömung
an Gas für
das Druckregelventil verbraucht ist, fällt der Druck der Sekundärkammer 19.
Infolgedessen hebt sich der Kolben 14 aufgrund der Drängkraft
der Feder 15 und das Sitzventil 11 hebt sich.
Das Sitzventil 11 hebt sich von dem Sitz 13 ab
und Gas aus der Primärkammer 17 strömt in die
Sekundärkammer 19.
Der Druck der Sekundärkammer 19 steigt
dann aufgrund dieses Einströmens
und der Kolben 14 wird wieder nach unten gedrückt. Das
Sitzventil 11 sitzt dann an dem Sitz 13 auf und
die Menge der Strömung
eines Gases wird reduziert.
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Das
Druckregelventil 10 wiederholt diese Tätigkeit und reguliert den stromabwärts strömenden Gasdruck
der Sekundärkammer 19.
Bei dieser Regulierung ist der ringartige Dämpfer aus Polymermaterial 25 eingestellt,
einen größeren Kontaktwiderstand mit
der Innenwand des Zylinders 21 aufzuweisen, als die ringartige
Dichtung aus Polymermaterial 20. Der ringartige Dämpfer aus
Polymermaterial 25 ist dann dazu im Stande, rasche Bewegungen
des Kolbens 14 zu steuern. Und zwar hat der Dämpfer 25 eine Funktion
zum Abschwächen
einer Bewegungsenergie des Kolbens 14 durch Verwenden einer
Reibungskraft während
einer Bewegung des Kolbens 14 und unterdrückt eine
Vibration und ein Überschwingen
einer begleitenden Bewegung des Kolbens 14. Infolgedessen
ist es möglich,
eine Gasdruckschwankung an der stromabwärtigen Strömungsseite (Sekundärseite)
des Druckregelventils 10 klein zu machen.
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Des
Weiteren ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das vorstehend beschrieben ist, durch Anordnen von
Dichtungsmaterialien mit verschiedenen Gleitwiderständen möglich, sowohl
eine Dämpfungswirkung
(eine Abschwächungswirkung),
als auch eine Dichtungshaltbarkeit hervorzurufen. Ein Gummiabdichtungsmaterial
mit einem hohen Gleitwiderstand hat eine Dämpfungswirkung (Abschwächungswirkung)
hinsichtlich Vibrationen eines Kolbens und ein hartes Kunststoffabdichtmaterial
(Kunststoffe der Teflonfamilie etc., die vorstehend beschrieben
sind) mit geringem Gleitwiderstand hat eine hohe Haltbarkeit
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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2 zeigt
eine Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung. In 2 sind Abschnitten, die den
Abschnitten von 1 entsprechen, gleiche Bezugszeichen
gegeben und werden nicht beschrieben.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein ringförmiger
Stützring 31 an
der ringartigen Dichtung aus Polymermaterial 20 übergelegt.
In Folge des Vorsehens des Stützrings 31 wird
die Zuverlässigkeit
der Dichtung erhöht.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. 3(A) zeigt eine Skizze
eines Beispiels eines weiteren Aufbaus des ringartigen Dämpfers aus
Polymermaterial 25 und 3(B) zeigt
ein Beispiel einer teilweise ausgeschnittenen Ansicht von oben entlang
Linie A-A' von 3(A). Bei 4 sind entsprechenden
Abschnitten von 1 die gleichen Bezugszeichen
gegeben und werden nicht beschrieben.
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Bei
diesem Beispiel sind winzige Wellenformen 32 an einer Kontaktfläche für eine Innenwandfläche des
Zylinders 21 des Dämpfers 25 an
Stelle des Wegs 24 des Kolbens 14 ausgebildet
oder alternativ ist die Fläche
so aufgeraut, dass Gas zwischen dem Raum 23 und der Bezugsdruckkammer 22 übertragen
werden kann.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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4 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. In 4 sind Abschnitte, die Abschnitten
von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet und diese Abschnitte werden nicht beschrieben.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem Fall von 1 darin,
dass der Weg 24 an der Seite des Zylinders 21 ausgebildet
ist. Es ist für
den Weg 24 wünschenswert,
dass dieser in solch einer Art und Weise ausgebildet ist, dass sich
der Weg 24 und die Dichtung 25 nicht überlappen,
wenn sich der Kolben 14 bewegt.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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5 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel der
Erfindung. 5(A) zeigt eine Skizze
eines Beispiels eines weiteren Aufbaus für den Abschnitt des ringartigen
Dämpfers 25 und 5(B) zeigt ein Beispiel einer Teilausschnittansicht
von oben entlang Linie B-B' von 5(A). In 5 sind Abschnitte,
die Abschnitten von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet und werden nicht beschrieben.
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Bei
diesem Beispiel sind winzige Wellenformen 32 an einer Innenwandfläche des
Zylinders 21, mit der der Dämpfer 25 in Kontakt
kommt, anstelle des Wegs 24 des Kolbens 14 ausgebildet
oder alternativ ist die Fläche
so aufgeraut, dass Gas zwischen dem Raum 23 und der Bezugsdruckkammer 22 übertragen
werden kann.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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6 zeigt
ein sechstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In 6 sind Abschnitten, die Abschnitten
von 1 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen gegeben
und werden nicht beschrieben.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind die Positionen der Dichtung 20 und des Dämpfers 25 bei dem
Kolben 1 hinsichtlich derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels
umgekehrt. In Übereinstimmung damit
bewirkt der Weg 24, dass die Sekundärkammer 19 und der
Raum 23 zwischen der Dichtung 20 und dem Dämpfer 25 bei
der kolbenseitigen Wand in Verbindung stehen.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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7 zeigt
ein siebtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. In 7 sind Abschnitte, die Abschnitten
von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet und werden nicht beschrieben.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der ringartige Dämpfer
aus Polymermaterial 25 innerhalb einer Nut 11c angeordnet,
die an einem Seitenteil eines Bereichs 11a an der Seite
der Primärkammer 17 an
der gegenüberliegenden
Seite des Kolbens des Sitzventils 11 ausgebildet ist. Ein
Weg 41 zur Ventilation ist bei einer Führung 42 des Dämpfers 25 vorgesehen,
der bei der Primärkammer 17 vorgesehen
ist.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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8 zeigt
ein achtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. In 8 sind Abschnitte, die Abschnitten
von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet und werden nicht beschrieben.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der ringartige Dämpfer
aus Polymermaterial 25 innerhalb einer Nut 11c ausgebildet,
die bei einem Seitenteil eines Bereichs 11b des Sitzventils 11 auf
der Seite der Sekundärkammer 19 ausgebildet
ist. Ein Weg 41 zur Ventilation ist bei der Führung 42 des
Dämpfers 25, der
bei der Sekundärkammer 19 vorgesehen
ist, vorgesehen.
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(Neuntes Ausführungsbeispiel)
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9(A) und 9(B) zeigen
ein neuntes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In 9 sind Abschnitte, die Abschnitten
von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet und werden nicht beschrieben.
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9(A) zeigt ein Beispiel, bei dem eine
ringartige Dichtung aus Polymermaterial und ein ringartiger Dämpfer aus
Polymermaterial an der Seite eines beweglichen Körpers (Kolben 14,
Sitzventil 11, etc.) angeordnet sind.
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9(B) zeigt ein Beispiel, bei dem eine
ringartige Dichtung aus Polymermaterial und ein ringartiger Dämpfer aus
Polymermaterial an der Seite eines feststehenden Körpers (Zylinder 21,
Gehäuse 26,
etc.) angeordnet sind. Jegliche dieser Anordnungen sind wünschenswert
und können
geeigneter Weise entsprechend dem Aufbau und der Eigenschaften des
Druckregelventils ausgewählt
werden.
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(Zehntes Ausführungsbeispiel)
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10(A) und 10(B) zeigen
ein zehntes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In 10 sind Abschnitte, die Abschnitten
von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet und werden nicht beschrieben. Obwohl es in den Zeichnungen
nicht gezeigt ist, ist es auch möglich,
eine ringartige Dichtung aus Polymermaterial bei der Seitenfläche (Außenumfang)
des Kolbens 14 vorzusehen.
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Bei
dem in 10(A) gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein zylindrischer Dämpfer 25a der innen
eine Feder aufweist, zwischen dem Unterteil der Bezugsdruckkammer 22 und
dem Kolben 14 positioniert. Der Dämpfer 25a hat eine
Funktion zum Abschwächen
einer Bewegungsenergie durch Verwenden einer Elastizität (Zusammenziehwirkung) während einer
Bewegung des Kolbens 14 und unterdrückt eine Vibration und ein Überschwingen
des Sitzventils 11, die die Bewegung des Kolbens 14 begleiten.
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Bei
dem in 10(B) gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein zylindrischer Dämpfer 25b zwischen
einer Decke 17a der Primärkammer 17 und einem
Bereich 11a des Sitzventils 11 angeordnet. Der Dämpfer 25b hat
eine Funktion zum Abschwächen einer
Bewegungsenergie durch Verwenden einer Elastizität (Zusammenziehwirkung) während einer Bewegung
des Sitzventils 11 (oder des Kolbens 14) und unterdrückt eine
Vibration und ein Überschwingen,
die die Bewegung des Sitzventils 11 begleiten.
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Mit
dem Aufbau von 10(A) und 10(B) ist die Nut 11c nicht an
der Seitenfläche des
Sitzventils 11 ausgebildet und der Dämpfer kann deshalb in einer
unkomplizierten Art und Weise (geradlinigen Art und Weise) angeordnet
werden.
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(Elftes Ausführungsbeispiel)
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11(A) und 11(B) zeigen
ein elftes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In 11 sind Abschnitte, die Abschnitten
von 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen
versehen und werden nicht beschrieben. Obwohl es in den Zeichnungen
nicht gezeigt ist, ist es auch möglich,
eine ringartige Dichtung aus Polymermaterial bei der Seitenfläche (dem
Außenumfang)
des Kolbens 14 vorzusehen.
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Bei
dem in 11(A) gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein säulenartiger
Dämpfer 25c,
der bei der axialen Mitte der Feder 15 positioniert ist,
zwischen einem Unterteil 22a der Bezugsdruckkammer 22 und
dem Kolben 14 angeordnet. Der Dämpfer 25c hat eine
Funktion zum Abschwächen
einer Bewegungsenergie durch Verwenden einer Elastizität (einer
Zusammenziehwirkung) während
einer Bewegung des Kolbens 14 und unterdrückt eine
Vibration und ein Überschwingen
des Sitzventils 11, das die Bewegung des Kolbens 14 begleitet.
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Bei
dem in 11(B) gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein säulenartiger
Dämpfer 25d,
der bei der axialen Mitte der Feder 12 positioniert ist,
zwischen einer Decke der Primärkammer 17 und
dem Sitzventil 11 angeordnet. Der Dämpfer 25d hat eine Funktion
zum Abschwächen
einer Bewegungsenergie durch Verwenden einer Elastizität (einer
Zusammenziehwirkung) während
einer Bewegung des Sitzventils 11 und unterdrückt eine
Vibration und ein Überschwingen
des Sitzventils 11, das die Bewegung des Kolbens 14 begleitet.
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Mit
dem Aufbau von 11(A) und 11(B) ist also die Nut 11c nicht
in der Seitenfläche
des Sitzventils 11 ausgebildet. Der Dämpfer kann deshalb in einer
unkomplizierten Art und Weise angeordnet werden und der Aufbau ist
einfach, weil der Dämpfer
eine säulenartige
Form aufweist.
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(Zwölftes Ausführungsbeispiel)
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12 zeigt
eine Skizze der wesentlichen Teile eines zwölften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In 12 sind Abschnitte, die Abschnitten von 1 entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht beschrieben.
Obwohl es bei den Zeichnungen weggelassen wird, haben die Bezugsdruckkammer 22 und
ein Druckregelventilgehäuse 26 den
gleichen Aufbau wie bei 1.
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Bei
dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind mögliche
Anordnungen für
Dämpfer 25e bis 25i gezeigt,
die plattenförmige
elastische Körper an
der Seite eines beweglichen Körpers
eines Druckregelventils sind. Und zwar ist ein Positionieren bei einer
oder bei mehreren Stellen zwischen dem Druckregelventilgehäuse 26 und
einer Feder 12, zwischen der Feder 12 und dem
Sitzventil 11, zwischen dem Sitzventil 11 und
dem Kolben 14, zwischen dem Kolben 14 und der
Feder 15, zwischen der Feder 15 und einem Unterteil 25 des
Zylinders 21 möglich.
Jeder Dämpfer
unterdrückt
dann Vibrationen und ein Überschwingen
des Sitzventils 11 (oder des Kolbens 14).
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(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
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13 ist
ein Diagramm, das die Beschaffenheit eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des Brennstoffgaszufuhrsystems gemäß der Erfindung zeigt. Ein
Brennstoffgaszufuhrsystem 100 ist mit einer Brennstoffgasquelle 101 (einer
Brennstoffgaszufuhrquelle), die mit einem Hochdruckgasweg 16 des Druckregelventils 10 verbunden
ist, und mit einem Brennstoffgasbehälterbauteil 102 ausgestattet,
das mit einem Niederdruckgasweg 27 des Druckregelventils 10 verbunden
ist. Folglich ist die Brennstoffgasquelle 101 mit der Primärkammer 17 des
Druckregelventils 10 verbunden und das Brennstoffgasbehälterbauteil 102 ist
mit der Sekundärkammer 19 des Druckregelventils 10 verbunden.
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Das
spezielle Beispiel der Brennstoffgasquelle 101 schließt einen
Brennstoffgasgenerator, wie beispielsweise Wasserstoffgas, einen
Gasbehälter,
wie beispielsweise einen Gaszylinder, einen Tank oder dergleichen
ein, in dem ein Brennstoffgas, beispielsweise Wasserstoffgas, etc.,
untergebracht ist. Des Weiteren umfasst das besondere Beispiel des Brennstoffgasbehälterbauteils 102 einen
Gasbehälter,
wie beispielsweise einen Gaszylinder, einen Tank oder dergleichen,
um ein Brennstoffgas, beispielsweise Wasserstoffgas, zu speichern,
eine Brennstoffzelle (ein Brennstoffgas verbrauchendes Bauteil), das
ein Brennstoffgas, wie beispielsweise Wasserstoffgas oder dergleichen
verbraucht.
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Gemäß dem Brennstoffgaszufuhrsystem 100 mit
einem derartigen Aufbau, da ein Brennstoffgas zu dem Brennstoffgasbehälterbauteil 102 über das
Druckregelventil 10 von der Brennstoffgasquelle 101 zugeführt wird,
kann die Fluktuation einer Strömung
des Brennstoffgases, das dem Brennstoffgasbehälterbauteil 102 zugeführt wird,
reduziert werden.
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Es
ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt ist,
sondern vielmehr verschiedene Abwandlungen möglich sind, vorausgesetzt,
dass von dem Zwecke der Erfindung nicht abgewichen wird.
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Beispielsweise
sind bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die ringartige Dichtung
aus Polymermaterial 20 und der ringartige Dämpfer aus
Polymermaterial 25 bei vorgeschriebenen Abständen entlang
der axialen Richtung des Kolbens 14 bei dem Raum zwischen
einer Seitenfläche des
Kolbens 14 und der Innenwandfläche des Zylinders (des Gehäuses) 21 angeordnet,
aber der Aufbau ist in keinster Weise in dieser Hinsicht beschränkt. Die
Dichtung 20 kann passend gemäß der Art an Fluid (Gas, Flüssigkeit),
das das Ziel einer Druckregulierung bildet, ausgewählt werden.
Insbesondere wenn das Fluid ein Wasserstoffgas ist, ist es wünschenswert,
ein Material auszuwählen,
das für Wasserstoff
undurchlässig
ist. Die Dichtungen und Dämpfer
können
bei einer Vielzahl an Orten liegen und können alle die gleiche Form
oder verschiedene Formen aufweisen.
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Der
Dämpfer 25 kann
auch mit einer Abdichtfunktion versehen werden. In diesem Fall ist
es wünschenswert,
zwei Dichtungen anzuordnen, bei denen das Material und die Eigenschaften
(beispielsweise Gleitwiderstand) unterschiedlich sind.
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Es
ist auch möglich
die Wege 24 und 41 wegzulassen, die bei zumindest
entweder dem Ventilbewegungsbauteil (Kolben, Teller) oder dem Ventilgehäuse (Zylinder)
vorgesehen sind. Darüber
hinaus kann das Brennstoffgaszufuhrsystem der Erfindung auch kein
Brennstoffgasbehälterbauteil
aufweisen.
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Es
ist ferner möglich,
jedes der vorstehend erwähnten
Ausführungsbeispiele
in einer geeigneten Art und Weise zu kombinieren.
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Ferner
ist das Druckregelventil der Erfindung geeignet, um einen Druck
eines Hochdruckgases (eines Gases) zu reduzieren und ist insbesondere
dazu geeignet, als ein Druckregelventil für Wasserstoffgas verwendet
zu werden, das bei Brennstoffzellen etc. verwendet wird.
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Zusammenfassung
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Um
eine Dichtungshaltbarkeit zu erreichen und um eine Dämpfungswirkung
für ein
Druckregelventil der Kolbenart hervorzurufen ist ein Druckregelventil
(10) der Erfindung gekennzeichnet durch ein Ventilbewegungsbauteil
(11, 14), das sich in solch einer Art und Weise
bewegt, eine Verbindung zwischen einer Primärkammer (17) und einer
Sekundärkammer
(19) innerhalb eines Gehäuses (21, 26)
herzustellen oder zu blockieren, wobei eine Vielzahl an Zentralbauteilen
(20, 25) zwischen dem Gehäuse und dem Ventilbewegungsbauteil
angeordnet sind und die Vielzahl an Zentralbauteilen so ausgewählt werden,
dass sie verschiedene Materialien aufweisen. Es ist dann durch Verwenden
der Zentralbauteile mit einem Vorsehen der Zentralbauteile aus verschiedenen
Materialien möglich,
sowohl eine Dämpfungswirkung,
als auch eine Abdichthaltbarkeit zu bewirken.