(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧チャンバーと低圧チャンバーとの間の少なくとも２つの流路と、
前記少なくとも２つの流路を開閉するための作動可能な閉鎖ユニットと、
を備え、
前記閉鎖ユニットは、前記少なくとも２つの流路のうちの一方の流路を開閉するように構成されるアンカーと、前記少なくとも２つの流路のうちの他方の流路を開閉するように構成される閉鎖体と、前記アンカーおよび前記閉鎖体と接続しているアクチュエータと、を備え、
前記少なくとも２つの流路は、前記閉鎖ユニットが作動していないときに閉じるように構成され、
前記少なくとも２つの流路のうちの一方の流路は、前記閉鎖ユニットが作動したときに開くように構成され、前記閉鎖ユニットを作動させて前記アンカーを移動させることにより、前記少なくとも２つの流路のうちの一方の流路が開かれ、
前記少なくとも２つの流路のうちの他方の流路は、前記一方の流路が開いている状態で前記閉鎖ユニットがさらに作動したときに開くように構成され、前記閉鎖ユニットをさらに作動させて前記アンカーをさらに移動させることにより、前記少なくとも２つの流路のうちの他方の流路が開かれる、圧力制御部。
【請求項２】
前記少なくとも２つの流路のうちの一方の流路が第１の断面を有し、前記少なくとも２つの流路のうちの他方の流路が前記第１の断面より大きい第２の断面を有する、請求項１に記載の圧力制御部。
【請求項３】
前記少なくとも２つの流路がそれぞれ同一の断面で設計されている、請求項１に記載の圧力制御部。
【請求項４】
前記少なくとも２つの流路がそれぞれ互いに独立に開閉される、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項５】
前記少なくとも２つの流路がそれぞれ互いに独立には開閉されない、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項６】
前記少なくとも２つの流路のうちの断面が小さい流路が高圧または低体積流量で開閉される、請求項１から５のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項７】
前記少なくとも２つの流路のうちの断面が大きい流路が低圧で開閉される、請求項１から６のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項８】
前記少なくとも２つの流路が合同のハウジング内に設計されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項９】
前記少なくとも２つの流路が、前記流路を開閉するための前記圧力制御部内に設計されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの流路が、機械式、磁気式、電気式、空圧式、油圧式装置、または、これらの任意の組み合わせによって開閉される、請求項１から９のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項１１】
前記閉鎖体を再配置するための前記閉鎖ユニットの前記アンカーが高圧側に配置されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項１２】
前記閉鎖体を再配置するための前記閉鎖ユニットの前記アンカーが低圧側に配置されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧力制御部。
【請求項１３】
制御ユニットの請求項１から１２のいずれか１項に記載の圧力制御部を介した除去中に放出される貯蔵容器を備える、自動車用の燃料供給装置であって、
複数の流路が、前記圧力制御部の入口側高圧チャンバーと出口側低圧チャンバーとの間に配置され、前記流路が開閉され、前記流路の中を流れるとき前記貯蔵容器の貯蔵圧からユーザーの作動圧まで圧力が下がる、燃料供給装置。
【請求項１４】
前記制御ユニットが、
前記圧力制御部と、
高圧センサー、低圧センサー、低圧安全装置、高圧安全装置、熱安全装置、低圧側システム遮断弁、高圧側システム遮断弁、フィルター要素、装着された制御装置、合同のハウジング内の熱交換機、のうちの少なくとも一つと、
をさらに備える、請求項１３に記載の燃料供給装置。
【請求項１５】
前記制御ユニットが、少なくとも放出と燃料補給とに使用され、
燃料補給連結部と高圧貯蔵容器とに接合されるのに適したラインコネクタと、前記入口側の逆止弁とが、合同のハウジング内に配置されている、請求項１３または１４に記載の燃料供給装置。
【請求項１６】
前記制御ユニットに組み込まれている燃料補給連結部をさらに備える、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１７】
前記圧力制御部または前記制御ユニットが、貯蔵容器に組み込まれている、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１８】
前記制御ユニットが、電子制御部によって制御され、前記電子制御部が、前記ユーザーの指示に従って、かつ、前記貯蔵圧を考慮して、前記ユーザーの前記作動圧を制御する、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の燃料供給装置。
【請求項１９】
入口側高圧チャンバーと出口側低圧チャンバーの間にある複数の流路を有する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の圧力制御部を作動させるための方法であって、制御部は、作動圧が不足したときに流路を開き、前記作動圧が超過したときに流路を閉じる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置、および貯蔵容器からユーザーまで燃料を供給するための燃料供給装置用の圧力制御部、ならびに圧力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガス、メタン、バイオガス、および、水素等の代替ガスエネルギー担体は、それらの二酸化炭素削減能力から、また、安定供給の理由から、輸送手段において、ますます重要になっている。これらのエネルギー担体は、必要な走行距離を得るために、通常、圧縮された形態で、圧力シリンダーに、最大７×１０7パスカルの呼び圧力で蓄えられ、約１×１０6パスカルの作動圧でユーザーに供給される。
【０００３】
圧力制御部には、蓄えているガスを貯蔵圧から、普通は車の運転状態に依存する、予め定められた作動圧まで下げるという目的があり、したがって圧力制御部は、燃料供給システムの不可欠な要素である。
【０００４】
当業者は、圧力制御部のさまざまな実施形態を知っている。
【０００５】
従来技術による機械式の１段圧力制御部が米国特許第７１５９６１１号より知られている。機械式の減圧ユニットを使用して、貯蔵圧が作動圧まで下げられるが、１段の機械的な構造のために、作動圧は広い範囲で変動し、作動中は変化しないように調整される。
【０００６】
従来技術による機械式の２段圧力制御部がＤＥ  ６００  ２１  ６９４より知られている。２つの、機械式で、直列に並べられた減圧ユニットを用いて、貯蔵圧が作動圧まで下げられる。作動圧は、作動中に、２段機械構造で、変化しないように調整される。圧力制御部は、突出するように組み立てられている。
【０００７】
従来技術による電気機械式の１段圧力制御部がＤＥ  １０２  ０４  ７４６より知られている。磁気コイルによって支持された１段機械式減圧ユニットで、貯蔵圧が作動圧まで下げられ、作動中は、作動圧を、１段組み合わせ構造で、磁力で決まる狭い範囲内に限って調整することができる。
【０００８】
従来技術による電気機械式２段圧力制御部がＤＥ  １０  ２００８  ０３４  ５８１より知られている。機械式の減圧ユニットと、その後に続く電子式比例弁を使用して、貯蔵圧が作動圧まで下げられるが、この場合、２段の組み合わせ構造のために、突出した複雑な構成要素ができる。
【０００９】
従来技術によるさまざまな圧力制御部で、入口側高圧チャンバーと出口側低圧チャンバーの間にある流路が知られており、１段圧力制御部では、１つの閉鎖ユニットが設けられており、２段および／または複数段の圧力制御部では、２つおよび／またはいくつかの閉鎖ユニットが入口側高圧チャンバーと出口側低圧チャンバーの間の流路に直列に並べられていて、適当な方法で流路を開閉している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来技術の欠点を回避し、任意の入口圧力に対する圧力制御部を小型で簡単な構造で提供し、この圧力制御部は、動作中に、小さい電力で、制御信号に従って、広範囲にわたって高精度で制御された可変の出口圧力を与え、そして、以下の利点を示す。
−選ばれた機能原理による小型構造
−電子制御による高い適応性
−大きな圧力領域と戻りバネによる高イナートシーリング（ｉｎｅｒｔ  ｓｅａｌｉｎｇ）
−高イナートシーリングによるシステム遮断弁の放棄
−容器圧力によるパワーレスシーリング
−堅牢な構造および構成要素の数の少なさによる作動中の高い安全性
−構成要素の数の少なさによる低い生産コスト
−さまざまなガスに対する調整が簡単なことによる高い調整可能性
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、これは、入口側高圧チャンバーと出口側低圧チャンバーの間に、少なくとも２つの、所定の断面の流路を設け、これらの流路を、高圧側または低圧側に配置した閉鎖ユニットで、開閉するようにして行う。この場合、２つの動作モードが区別される。
【００１２】
−高圧領域：入口側高圧チャンバーが高圧であるとき、または、体積流量が少ないとき、断面の小さい方の流路を閉鎖ユニットが解放する。面積比により、必要な電力は小さい。
【００１３】
−低圧領域：入口側高圧チャンバーが低圧であるとき、断面が大きい方の流路を閉鎖ユニットが解放する。圧力比により、小電力しか必要としない。
【００１４】
２つの動作モード間の移行は、流路の断面によって決まり、また、閉鎖ユニットを動作させる力によって決まる。流路は、隣り合うように並べてもよい。
【００１５】
以下、本発明のさまざまな実施形態を図面に基づいて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ガス駆動式自動車の燃料供給装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１の典型的な実施形態による圧力制御部を、励起されていない、閉じた状態で示す図である。
【図２．１】本発明の第１の典型的な実施形態による圧力制御部を、入口側高圧チャンバーが高圧で（高圧領域）、励起され、開いた状態で示す図である。
【図２．２】本発明の第１の典型的な実施形態による圧力制御部を、入口側高圧チャンバーが低圧で（低圧領域）、励起され、開いた状態で示す図である。
【図３】本発明の第２の典型的な実施形態による圧力制御部を、励起されていない、閉じた状態で示す図である。
【図３．１】本発明の第２の典型的な実施形態による圧力制御部を、入口側高圧チャンバーが高圧で（高圧領域）、励起され、開いた状態で示す図である。
【図３．２】本発明の第２の典型的な実施形態による圧力制御部を、入口側高圧チャンバーが低圧で（低圧領域）、励起され、開いた状態で示す図である。
【図４】本発明の第３の典型的な実施形態による圧力制御部を、励起されていない、閉じた状態で示す図である。
【図４．１】本発明の第３の典型的な実施形態による圧力制御部を、入口側高圧チャンバーが高圧で（高圧領域）、励起され、開いた状態で示す図である。
【図４．２】本発明の第３の典型的な実施形態による圧力制御部を、入口側高圧チャンバーが低圧で（低圧領域）、励起され、開いた状態で示す図である。
【図５】本発明の第１の典型的な実施形態による圧力制御部で、閉鎖体のシールが改良されたものを、励起されていない、閉じた状態で示す図である。
【図６】本発明の第１の典型的な実施形態による圧力制御部で、バルブピストンが改良されたものを、励起されていない、閉じた状態で示す図である。
【図７】第１実施形態に基づいた、本発明による圧力制御部のためのバルブピストンのエントレインメント機能のためのさまざまな実施形態を示す図である。
【図８】本発明による圧力制御部を、具現化した熱交換機についての第１の典型的な実施形態とともに示す図である。
【図８．１】本発明による圧力制御部を、具現化した熱交換機についての第２の典型的な実施形態とともに示す図である。
【図８．２】本発明による圧力制御部を、具現化した熱交換機についての第３の典型的な実施形態とともに示す図である。
【図９】制御ユニットの第１の典型的な実施形態を本発明による圧力制御部とともに示す図である。
【図９．１】制御ユニットの第２の典型的な実施形態を本発明による圧力制御部とともに示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示されているように、燃料供給装置１００、特にガス駆動式自動車の燃料供給装置１００は、ユーザー１０１に、天然ガス、メタン、バイオガス、水素等のガス燃料を、１つまたは２つ以上の、タンクバルブ１０３がある貯蔵容器１０２から供給するように構成されている。貯蔵容器１０２は、入口側に組み込まれた逆止弁とともに配置された燃料補給連結部１０４と、燃料補給連結部１０４の後に続くガス供給管１０５とを介して燃料補給を行うと、燃料ガスが供給される。さらに、放出のために制御ユニット１０６が設けられており、この制御ユニット１０６は、圧力制御部１０７と、高圧センサー１０８と、低圧センサー１０９と、安全装置１１０（高圧安全装置、低圧安全装置、熱安全装置）とを少なくとも備えている。安全装置１１０は、制御装置１１１によって制御されていて、制御装置１１１は、ユーザー１０１の指示に従い、貯蔵圧および作動圧を考慮した制御信号を生成する。
【００１８】
別の実施形態では、入口側に配置され、組み込まれた逆流遮断部を備えた燃料補給連結部で始まる燃料補給が、制御ユニットを介して行われ、入口側に、オプションとして戻り弁と、オプションとしてフィルターとを伴ってもよく、また、燃料補給連結部に、かつ、高圧貯蔵容器に、適当な配管が配置される。
【００１９】
別の実施形態では、充填連結部が、制御ユニット内で、組み込まれた逆流遮断部と一体であってもよい。
【００２０】
別の実施形態では、システム遮断弁を制御ユニットに組み込むことができる。
【００２１】
別の実施形態では、圧力制御部をシリンダー弁に組み込むことができる。
【００２２】
別の実施形態では、制御ユニットをシリンダー弁に組み込むことができる。
【００２３】
図２に示されているように、圧力制御部２００は、ハウジング２０１（ハウジング２０１には、少なくとも、１つの、高圧チャンバー２０３が後に続く入口２０２と、上流に低圧チャンバー２０５が配置されている出口２０４と、流路２０６ａおよび２０６ｂとが高圧チャンバー２０３と低圧チャンバー２０５の間に設けられている）と、高圧チャンバー２０３と低圧チャンバー２０５との間で流路２０６ａおよび２０６ｂ内にあるシーリング座２０７ａおよび２０７ｂと、ハウジング２０１内で閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂをねじ結合させるための雌ねじ部２１０ａおよび２１０ｂがある閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂと、閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂをハウジング２０１内で密封するためのシーリング座２１１ａおよび２１１ｂとを備えている。閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂは、ねじ部分２１３ａおよび２１３ｂと、ねじ部分２１３ａおよび２１３ｂの反対側にあるガイド部分２１４ａおよび２１４ｂとがあるバルブハウジング２１２ａおよび２１２ｂを備えている。ねじ部分２１３ａおよび２１３ｂには、ハウジング２０１の雌ねじ部２１０ａおよび２１０ｂとねじ結合するための雄ねじ部２１５ａおよび２１５ｂと、バルブハウジング２１２ａおよび２１２ｂをハウジング２０１に対して密封するために受け入れ孔２０８ａおよび２０８ｂにシールリング２１７ａおよび２１７ｂを入れるための外溝２１６ａおよび２１６ｂと、バルブユニット２０９ａおよび２０９ｂをハウジング２０１にねじ込むために工具を係合させる工具受け部２１８ａおよび２１８ｂとが設けられている。ガイド部分２１４ａおよび２１４ｂには、ガイド部分２１４ａおよび２１４ｂ上に置かれた磁気コイル２２１ａおよび２２１ｂを固定するための安全リング２２０ａおよび２２０ｂを入れる外部環状溝２１９ａおよび２１９ｂが設けられている。バルブハウジング２１２ａおよび２１２ｂの内部には、バルブピストン２２２ａおよび２２２ｂが配置されていて、バルブピストン２２２ａおよび２２２ｂは、アンカー２２３ａおよび２２３ｂと、アクチュエータ２２４ａおよび２２４ｂと、バネ２２５ａおよび２２５ｂと、閉じた位置と開いた位置との間で移動可能に配置された閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂとを備えている。閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂは、磁気アンカー２２２ａおよび２２２ｂの第１端部に入れられていて、閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂのためのアクチュエータ２２４ａおよび２２４ｂを入れるための内溝２２７ａおよび２２７ｂが設けられている。反対側の第２端部では、アンカー２２２ａおよび２２２ｂがガイド部分２１４ａおよび２１４ｂ内で、若干の径方向遊びをもって案内されており、孔２２８ａおよび２２８ｂが、バネ２２４ａおよび２２４ｂを入れるために、第２端部に設けられている。シーリング領域２２９ａおよび２２９ｂと、外溝２３０ａおよび２３０ｂとが、アクチュエータ２２３ａおよび２２３ｂを支持するために、シーリング材を備えた閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂに具現化されている。
【００２４】
別の実施形態では、閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂをアクチュエータ２２３ａおよび２２３ｂを全く用いずに磁気アンカー２２２ａおよび２２２ｂに直接しっかりと固定し、オプションとして通気口をアクチュエータ２２３ａおよび２２３ｂの後方領域に設けることができる。
【００２５】
別の実施形態では、閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂを適当なシールを入れるための溝とともに具現化し、オプションとして通気口を溝の後方領域に設けてもよい。
【００２６】
別の実施形態では、ハウジング２０１を適当なシールを入れるための溝とともに具現化し、オプションとして通気口を溝の後方領域に設けてもよい。
【００２７】
別の実施形態では、シーリング領域をハウジングに直接配置することはできないが、適当なねじ部分または適当な挿入物に配置することができる。
【００２８】
別の実施形態では、金属製の閉鎖体を、適当なシーリング材を備えた閉鎖体の代わりに使用してもよい。
【００２９】
別の実施形態では、閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂを低圧側に配置してもよい。
【００３０】
別の実施形態では、閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂをハウジングの任意の位置に配置してもよい。
【００３１】
別の実施形態では、閉鎖ユニット２０９ａおよび２０９ｂをハウジングの任意の位置に配置してもよい。
【００３２】
以下、本発明による圧力制御部の機能を第１実施形態に従って説明する。
【００３３】
図２に示されているように、磁気コイル２２１ａが中立で、励起されていない状態では、バネ２２５ａおよび２２５ｂがバルブピストン２２２ａおよび２２２ｂのアンカー２２３ａおよび２２３ｂを下方に押し、閉鎖体２２６ａおよび２２６ｂのシーリング面２２９ａおよび２２９ｂが、ハウジング２０１内で、シーリング座２０７ａおよび２０７ｂにおいて支持され、これにより、高圧チャンバー２０３と低圧チャンバー２０５の間の流路２０６ａおよび２０６ｂを密封する。
【００３４】
図２．１に示されているように、磁気コイル２２１ｂを取り扱って、励起することにより、バルブピストン２２２ｂのアンカー２２３ｂが、バネ２２５ｂの作用に逆らって持ち上がり、アクチュエータ２２４ｂによって閉鎖体２２６ｂのシーリング面２２９ｂが上昇してハウジング２０１内のシーリング座２０７ｂから離れ、高圧チャンバー２０３から低圧チャンバー２０５までの流路２０６ｂが開く。図２．１の作動状態は、高い入口圧力で実施され、領域のサイズが小さいので、圧力は平衡状態にならず、バルブピストンを上昇させるには少ない電力しか必要なく、放出される流れの直径が小さいので、大きな圧力低下が達成される。
【００３５】
図２．２に示されているように、磁気コイル２２１ａを取り扱って、励起することにより、バルブピストン２２２ａのアンカー２２３ａが、バネ２２５ａの作用に逆らって持ち上がり、アクチュエータ２２４ａによって閉鎖体２２６のシーリング領域２２９ａが上昇してハウジング２０１内のシーリング座２０７ａから離れ、高圧チャンバー２０３から低圧チャンバー２０５までの第２流路２０６ａが開く。図２２の作動状態は、中低の入口圧力で実施され、流れの断面が大きいので、大きな質量流量が、小さな圧力低下で達成される。
【００３６】
図３に示されているように、圧力制御部３００は、ハウジング３０１（ハウジング３０１には、少なくとも入口３０２が設けられていて、高圧チャンバー３０３が後に続いている）と、上流に低圧チャンバー３０５が配置されている出口３０４と、入口３０２と出口３０４の間の流路３０６と、高圧チャンバー３０３と低圧チャンバー３０５との間で流路３０６にあるシーリング座３０７と、ハウジング３０１内で閉鎖ユニット３０９をねじ結合するための雌ねじ部３１０がある閉鎖ユニット３０９を入れるための受け入れ孔３０８と、ハウジング３０１内で閉鎖ユニット３０９を密封するためのシーリング座３１１とを備えている。閉鎖ユニット３０９は、ねじ部分３１３と、ねじ部分３１３の反対側にあるガイド部分３１４とがあるバルブハウジング３１２を備えている。ねじ部分３１３には、ハウジング３０１の雌ねじ部３１０と係合するための雄ねじ部３１５と、閉鎖ユニット３０９をハウジング３０１に対して密封するためのシールリング３１７を入れるための外溝３１６と、閉鎖部分３０９をハウジング３０１にねじ込むための工具を係合させる工具受け部３１８とが設けられている。ガイド部分３１４には、ガイド部分３１４上に置かれた磁気コイル３２１を固定するためのシールリング３２０を入れるために、外部環状溝３１９が設けられている。バルブピストン３２２が閉鎖ユニット３０９の内部に配置されていて、アンカー３２３と、アクチュエータ３２４と、バネ３２５と、閉鎖体３２６とを備え、閉鎖体３２６は、第１開口位置の閉じた位置と、第２開口位置との間で移動可能である。磁気アンカー３２３の第１端部には、閉鎖体３２６が入っており、密封体３２６を上部シーリング領域３２８において支持するための内部シーリング座３２７、アクチュエータ３２４を入れるための内部に配置された溝３２９、および、少なくとも１つの横孔３３０が配置されている。反対側の第２端部では、アンカー３２３が、ガイド部分３１４内で、若干の径方向遊びをもって案内されており、バネ３２５を入れるために開口端部３３１が設けられている。上部シーリング面３２８が、シーリング材を備えた閉鎖体３２６に、下部シーリング面３３２の反対側に、異なる寸法で具現化されており、２つのシーリング面の間に軸方向スロットル孔３３３があり、閉鎖ユニット３０９のアクチュエータ３２４を支持するための外溝３３４がある。
【００３７】
以下、本発明による電気機械式圧力制御部の動作モードを説明する。
【００３８】
図３に示されているように、磁気コイル３２１の中立で、励起されていない状態では、バネ３２５が閉鎖ユニット３０９のアンカー３２３を下方へ押し、閉鎖体３２６の下部シーリング面３３２が、ハウジング３０１内で、シーリング座３０７に支持され、閉鎖体３２６の上部シーリング面３２８がアンカー３２３のシーリング面３２７に支持され、これにより、高圧チャンバー３０３と低圧チャンバー３０５の間の流路３０６が閉じられる。この作動状態では、アクチュエータ３２４と閉鎖体３２６との間に、バルブボディ３２２の運動方向の隙間３３５がある。
【００３９】
図３．１は、磁気コイル３２１を取り扱って、励起することにより、バルブピストン３２２のアンカー３２３が、バネ３２５の作用に逆らって持ち上がり、閉鎖体３２６の下部シーリング面３３２が、ハウジング３０１内で、シーリング座３０７上で支持され、アンカー３２３のシーリング面３２７が上昇して閉鎖体３２６の上部シーリング面３２９から離れ、これにより、高圧チャンバー３０３から、アンカー３２３の横孔３３０と、閉鎖体３２６のスロットル孔３３３とを通って、低圧チャンバー３０５までの流路３０６ａが開くことを示している。この作動状態では、アクチュエータ３２４と閉鎖体３２６の間で、バルブピストン３２２の運動方向に隙間３３５がある。図３．１の作動状態は、高い入口圧力で実施され、領域のサイズが小さいために圧力が平衡状態にならず、バルブピストンを上昇させるには小電力しか必要なく、放出される流れの直径が小さいために、大きな圧力低下が達成される。
【００４０】
図３．２に示されているように、磁気コイル３２１の励起を増大させることにより、バルブピストン３２２のアンカー３２３がバネ３２５の作用に逆らってさらに持ち上がり、アクチュエータ３２４と閉鎖体３２６の間の隙間３３５がバルブピストン３２２の運動方向に閉じ、閉鎖体３２６が上昇してアクチュエータ３２４から離れ、閉鎖体３２６の下部シーリング領域３３２が上昇してハウジング３０１内のシーリング座３０７から離れ、流路３０６ａが開いた状態で、流路３０６が、高圧チャンバー３０３から、ハウジング３０１のシーリング座３０７を通って、低圧チャンバー３０５まで開く。図３．２の作動状態は、中低の入口圧力で実施され、流れの断面が大きいために、大きな質量流量が、少ない圧力低下で達成される。
【００４１】
図４に示されるように、圧力制御部４００は、ハウジング４０１（ハウジング４０１には、少なくとも１つの入口４０２が設けられていて、高圧チャンバー４０３が後に続いている）と、低圧チャンバー４０５が上流に配置されている出口４０４と、入口４０２および出口４０４の間にある流路４０６と、高圧チャンバー４０３および低圧チャンバー４０５の間の流路４０６にあるシーリング座４０７と、第１バネ４１３のためのカウンターファスナー４１２を支持するために安全リング４１１を入れるための溝４１０を含む、ハウジング４０１内で閉鎖体４０９を入れるための受け入れ孔４０８と、ハウジング４０１内で閉鎖ユニット４１５をねじ結合するための雌ねじ部４１６がある閉鎖ユニット４１５を入れるための受け入れ孔４１４と、ハウジング４０１内で閉鎖ユニット４１５を密封するためのシーリング座４１７とが設けられている。閉鎖ユニット４１５は、ねじ部分４１９と、ねじ部分４１９の反対側にガイド部分４２０があるバルブハウジング４１８を備えている。ねじ部分４１９は、ハウジング４０１の雌ねじ部４１６とねじ結合するための雄ねじ部４２１と、ハウジング４０１に対して閉鎖ユニット４１５を密封するためのシールリング４２３を入れるための外溝４２２と、閉鎖ユニット４１５をハウジング４０１にねじ込むための工具を係合させるための工具受け部４２４とが設けられている。ガイド部分４２０は、ガイド部分４２０の上に置かれた逆ストローク−磁気コイル４２７を固定するためにシールリング４２６を入れるための外部環状溝４２５が設けられている。閉鎖ユニット４１５の内部には、磁気アンカー４２８と、第２バネ４２９が設けられていて、第１バネ４１３よりも弱い力で、閉じた位置と、第１開口位置および第２開口位置との間を移動可能である。外側シーリング座４３０が、密封体４０９の第１シーリング面４３１を密封するために、磁気アンカー４２８の第１端部に配置されている。反対側の第２端部では、アンカー４２８が、ガイド部分４２０内で、わずかな径方向遊びをもって案内されていて、開口端部４３２がバネ４２９を入れるために設けられている。シーリング材を備える閉鎖体４０９では、寸法の異なる第１シーリング面４３１と第２シーリング面４３３と、２つのシーリング面の間にある軸方向スロットル孔４３４と、内部孔４３５とが、バネ４１３を入れるために、また、オプションとして外部または内部に配置された流路４３６を入れるために、具現化されている。
【００４２】
別の実施形態では、閉鎖体４０９を適当なシールを入れるための溝とともに具現化することができ、オプションとして通気口を後方溝領域に設けてもよい。
【００４３】
別の実施形態では、ハウジング４０１を適当なシールを入れるための溝とともに具現化してもよく、オプションとして通気口を後方溝部領域に設けてもよい。
【００４４】
別の実施形態では、シーリング面をハウジング内に直接具現化せずに、適当なねじ部分または適当な挿入物で具現化してもよい。
【００４５】
別の実施形態では、適当なシーリング材から作られた閉鎖部分の代わりに、金属製の閉鎖体を使用してもよい。
【００４６】
以下に、本発明による電気機械式圧力制御部の動作を説明する。
【００４７】
図４で分かるように、逆ストローク−磁気コイル４２７の中立で、励起されていない状態では、バネ４２９が、閉鎖ユニット４１５のアンカー４２８を閉鎖体４０９に向かって押し、閉鎖体４０９の第１シーリング面４３１がアンカー４２８のシーリング面４３０に支持され、閉鎖体４０９の第２シーリング面４３３が、バネ４１３の力で、ハウジング４０１内のシーリング座４０７に支持され、これにより、高圧チャンバー４０３と低圧チャンバー４０５の間の流路４０６を閉じる。
【００４８】
図４．１で分かるように、逆ストローク−磁気コイル４２７を取り扱って、励起することにより、アンカー４２８がバネ４３３の作用に逆らって動き、閉鎖体４０９の第２シーリング面４３３が、バネ４１３の力で、ハウジング４０１内のシーリング座４０７で支持され、アンカー４２８のシーリング４３０が上昇して閉鎖体４０９の第１シーリング面４３１から離れ、ここで流路４０６ａが、高圧チャンバー４０３から、閉鎖体４０９内のスロットル孔４３４を通って、低圧チャンバー４０５まで開く。図４．１の作動状態は、高い入口圧力で実施され、領域のサイズが小さいために圧力が平衡状態にならず、アンカーを上昇させるのに必要な電力は小さく、開口した流れの直径が小さいために、圧力の大きな低下が達成される。
【００４９】
図４．２から分かるように、逆ストローク−磁気コイル４２７を取り扱って、励起することにより、アンカー４２８がバネ４１３の作用に逆らって動き、アンカー４２８のシーリング領域４３０が閉鎖体４０９の第１シーリング面４３１で支持され、閉鎖体４０９の第２シーリング面４３３が上昇して、ハウジング４０１内のシーリング座４０７から離れ、流路４０６が、高圧チャンバー４０３から、ハウジング内のシーリング座４０７を通って、低圧チャンバー４０５まで開く。図４．２の作動状態は、中低の入口圧力で実施され、流れの断面が大きいために、大きな質量流量が、少ない圧量低下で達成される。
【００５０】
図５は、高圧チャンバー５０１と低圧チャンバー５０２の間のシーリングシステムが改良されている、本発明による圧力制御部５００を示している。閉鎖体５０３は、適当なシール５０５のための少なくとも１つの適当な受け部５０４を備えていて、シール５０５は、ハウジング５０７内のシーリング座５０６で支持されている。また、アンカー５０８は、適当なシール５１０のための適当な受け部５０９を備えていて、シール５１０は、閉鎖体５０３で支持されていて、オプションとして、通気口が後方溝領域に設けられている。
【００５１】
別の実施形態では、閉鎖体は２つのシールのための２つの受け部を備えている。
【００５２】
別の実施形態では、ハウジングおよびアンカーの各々には２つのシールのための受け部が見られる。
【００５３】
別の実施形態では、ハウジングが２つのシールのための２つの受け部を備えている。
【００５４】
別の実施形態では、別個のシースを閉鎖体の中に設置して、閉鎖体を安定化させてもよい。
【００５５】
別の実施形態では、閉鎖体をいくつかの部品で具現化してもよい。
【００５６】
別の実施形態では、シーリング面をハウジング内で直接具現化することはできないが、適当なねじ部分で、または、適当な挿入物で具現化することができる。
【００５７】
別の実施形態では、適当なシーリング材を備える閉鎖体の代わりに、金属製の閉鎖体を使用してもよい。
【００５８】
高圧チャンバーと低圧チャンバーの間のシーリングシステムの他の実施形態は、シーリングシステムについて既に説明した実施形態の組み合わせからできる。
【００５９】
図６は、励磁気システムを改良した本発明による圧力制御部６００を示している。アンカー６０１は、開口している端部６０２と、閉じている端部６０３とを備えていて、バネ６０４が、開口しているバルブハウジング６０７の内部段部６０６に対して反対側にある、開口しているアンカーの端部６０２の外部段部６０５で、作動空隙６０８の構造によって磁力パラメータの増大に設定通りの影響を及ぼすことができるように、支持されている。
【００６０】
一般に、閉鎖ユニットは、不連続な切り替え機能（電磁クロージャユニットが使用される場合、開位置と閉位置がある２ストローク磁石）、または、連続切り替え閉鎖ユニット（電磁クロージャユニットが使用される場合、開位置と閉位置間の任意の中間位置がある比例磁石）を使用して、閉鎖体の位置を動かすことができる。
【００６１】
別の実施形態では、バルブハウジングに、閉鎖体を機械的に開く装置と、オプションとして、機械的に閉じるための装置が設けられる。
【００６２】
別の実施形態では、磁気の通りをよくするために、バルブハウジングがいくつかの部品で具現化される。
【００６３】
別の実施形態では、磁気の通りをよくするために、または、バルブハウジングで案内しやすいように、アンカーがいくつかの部品で具現化される。
【００６４】
別の実施形態では、いくつかの磁気コイルを直列に設置してもよい。
【００６５】
他の実施形態は、入口側の高圧チャンバーと、出口側の低圧チャンバーとの間で平行に流れるように配置された流路が、１つの回転アクチュエータ、または、複数の回転アクチュエータで開閉される場合にできる。
【００６６】
図７は、第２実施形態に示したような、本発明による圧力制御部のためのバルブピストンのアクチュエータ機能を具現化するためのさまざまなオプションを示している。
【００６７】
図８は、圧力制御部の動作範囲でジュール−トムソン係数が負であるガスの中にある圧力制御部を凍らせること、または、冷やしすぎることを回避するための加熱システムがある、本発明による圧力制御部８００で、熱の発生が挿入された電気ヒーター８０１で生じるものを示している。
【００６８】
図８．１は、圧力制御部の動作範囲でジュール−トムソン係数が負であるガスの中にある圧力制御部を凍らせること、または、冷やしすぎることを回避するための加熱システムがある、本発明による圧力制御部８１０で、熱の発生が冷却水を加えることで生じ、ラジエーター８１１が適当な方法でハウジング８１２に設置されているものを示している。
【００６９】
図８．２は、圧力制御部の動作範囲で負のジュール−トムソン係数を示すガスの中にある圧力制御部を凍らせること、または、冷やしすぎることを回避するための加熱システムがある、本発明による圧力制御部８２０で、熱の発生が冷却水を供給することで生じ、冷却水が圧力制御部のハウジング８２２内の冷却用ダクト８２１を通るように案内されるものを示している。
【００７０】
図９は、少なくとも本発明による圧力制御部９０１と、低圧センサー９０２と、オプションとして、高圧センサー９０３とを合同のハウジング９０４に備え、利用可能であれば、加熱システムを図８、図８．１または図８．２に従って具現化される制御ユニット９００を示している。
【００７１】
図９．１は、少なくとも本発明による圧力制御部９１１と、低圧安全装置９１３の低圧センサー９１２と、オプションとして、高圧センサー９１４とを合同のハウジング９１５に備えていて、利用可能であれば、加熱システムが図８、図８．１または図８．２に従って具現化される制御ユニット９１０を示している。
【００７２】
バネ駆動式の閉鎖体またはブローアウトディスクを低圧安全装置として設置してもよい。
【００７３】
別の実施形態では、高圧貯蔵容器の燃料補給は、適当に具現化した配管を使用して制御ユニットを介して行ってもよい。
【００７４】
別の実施形態では、高圧貯蔵容器に燃料を補給するための戻り弁を制御ユニットと、制御ユニット内の適切な配管を介して組み入れてもよい。
【００７５】
別の実施形態では、フィルター要素を制御ユニットに組み入れてもよい。
【００７６】
別の実施形態では、高圧貯蔵容器に燃料を補給するための燃料補給連結部を制御ユニットと、制御ユニット内の適切な配管を介して組み入れてもよい。
【００７７】
別の実施形態では、システム遮断弁を制御ユニットの高圧側または低圧側に組み入れてもよい。
【００７８】
別の実施形態では、温度制御式の安全装置を制御ユニット内に設置してもよい。
【００７９】
別の実施形態では、制御ユニットをシリンダー弁内に組み入れてもよい。
【００８０】
別の実施形態では、制御ユニットの個々の要素を別々のハウジングに設けてもよい。
【００８１】
別の実施形態では、電子制御装置を制御ユニットまたは圧力制御部に直接設置してもよい。
【００８２】
本説明では、電磁式エネルギー変換の原理機能による閉鎖ユニットが電磁閉鎖ユニットであると考えられている。
【００８３】
別の実施形態では、電気油圧−機械式エネルギー変換、電気空圧−機械式エネルギー変換、電気機械式エネルギー変換（電気エンジン）の原理機能による閉鎖ユニット、または、任意のエネルギー変換原理の組み合わせが使用される。
【００８４】
以下、圧力制御部（１０７、２００、３００、４００、５００、６００、８００、８１０、８２０、９０１、９１１）の動作方法について説明する。
【００８５】
圧力制御部（１０７、２００、３００、４００、５００、６００、８００、８１０、８２０、９０１、９１１）が、断面が異なるいくつかの流路（２０６ａ、２０６ｂ、３０６、３０６ａ、４０６、４０６ａ）を入口側高圧チャンバー（２０３、３０３、４０３、５０１）と出口側低圧チャンバー（２０５、３０５、４０５、５０２）との間に備えている場合、制御部は、断面が小さい流路（２０６ｂ、３０６ａ、４０６ａ）を高い圧力または少ない体積流量で開閉し、低い圧力で断面が大きい流路（２０６ｂ、３０６ａ、４０６ａ）を間接的に開閉する。
【００８６】
圧力制御部（１０７、２００、３００、４００、５００、６００、８００、８１０、８２０、９０１、９１１）が同一断面のいくつかの流路を入口側高圧チャンバー（２０３、３０３、４０３、５０１）と出口側低圧チャンバー（２０５、３０５、４０５、５０２）との間に備えている場合、制御部が、高い圧力または少ない体積流量でほとんどの流路を間接的に開閉せず、低い圧力でいくつかの流路を間接的に開閉する。
【００８７】
作動圧が不足すると、制御部は、流路を間接的に開き、作動圧が高すぎると、流路を間接的に閉じる。
【図１】
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【図２】
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【図２．１】
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【図２．２】
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【図３】
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【図３．１】
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【図３．２】
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【図４】
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【図４．１】
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【図４．２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８．１】
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【図８．２】
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【図９】
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【図９．１】
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