(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスリザーバ（２）から流れる過圧ガスのための抽気弁（４）であって、円錐形バルブシート（３１）を含むバルブシートキャリヤ（３０）を備え、前記バルブシートキャリヤ（３０）に囲まれた開口と接続される流出チャンバ（２０）を備え、抽気ピストン（１７）を備え、前記抽気ピストン（１７）は電磁コイル（１２）により少なくとも間接的にその軸方向に移動可能であり、かつ前記バルブシート（３１）と協働するバルブボディ（３２）を含むものであり、および前記過圧ガスのための流入チャンバ（１０）を備える抽気弁において、
前記バルブシートキャリヤ（３０）を前記軸方向に保持する環状の中間要素（３３）を備え、前記環状の中間要素（３３）は、その部材中の周りにわたって軸方向に延びる複数のボア（３４）を有するものであり、および
前記抽気ピストン（１７）の周りに形成される中央開口（３８）を有する中間容積部（３５）備え、
前記環状の中間要素（３３）は、前記流入チャンバ（１０）と前記中間容積部（３５）との間に装着され、前記流入チャンバ（１０）は、全体的または部分的に前記抽気ピストン（１７）の中心軸（Ａ）の周囲に形成され、前記バルブシート（３１）と前記バルブボディ（３２）との間で前記抽気ピストン（１７）が開放位置にあるとき、排出される前記ガスの流れ方向（Ｅ）に対して前記抽気ピストン（１７）の前記軸方向に前記複数のボア（３４）を介して前記中間容積部（３５）に接続され、さらに前記中間容積部（３５）の前記中央開口（３８）、前記バルブシート（３１）と前記バルブボディ（３２）との間の領域、および前記バルブシートキャリヤ（３０）に囲まれた前記開口を介して前記流出チャンバ（２０）に接続されることを特徴とする、抽気弁（４）。
【請求項２】
前記中間要素（３３）は、前記バルブシート（３２）を囲む前記バルブシートキャリヤ（３０）の領域に係合されるものであり、それのため前記中間要素（３３）は、前記バルブシートキャリヤ（３０）の方向に突出する密封縁部（４０）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の抽気弁（４）。
【請求項３】
前記抽気ピストン（１７）のうちバルブボディ（３２）として設計された部分が円錐形であり、かつ前記バルブシート（３１）が円錐形であり、前記バルブボディ（３２）と前記バルブシート（３１）の前記円錐形の開き角度は互いに異なっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の抽気弁（４）。
【請求項４】
前記バルブシートキャリヤ（３０）のうち前記バルブボディ（３２）と協働する部分が、前記バルブシート（３２）の一部として前記中間容積部（３５）の前記軸方向に突出する密封リップ（４１）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項５】
前記密封リップ（４１）は、抽気の間に前記ガスの流れ方向（Ｅ）に見たときに、部分的にまたは完全に前記中間要素（３３）下部の前記中央開口（３８）側に形成される突起（４４）の背後に存在することを特徴とする、請求項４に記載の抽気弁（４）。
【請求項６】
前記密封リップ（４１）の周りに起動容積部（４３）が設けられ、その容積部は、前記抽気ピストン（１７）が閉鎖位置にあるとき、前記突起（４４）と前記密封リップ（４１）との間隙（４２）を介して前記バルブボディ（３２）及びバルブシート（３１）のところで前記過圧ガスに接続されることを特徴とする、請求項４または５に記載の抽気弁（４）。
【請求項７】
前記起動容積部（４３）内に位置する前記ガスを取り除くために、前記密封リップ（４１）の領域に少なくとも１つの接続開口（４７）を備えることを特徴とする、請求項６に記載の抽気弁（４）。
【請求項８】
密封リング（４６）の形態の密封材料（４６）が前記起動容積部（４３）に配置されることを特徴とする、請求項６または７に記載の抽気弁（４）。
【請求項９】
前記流入チャンバ（１０）は、環状であるかまたは環状セグメントの形状であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項１０】
前記流入チャンバ（１０）が螺旋形であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項１１】
前記流入チャンバ（１０）は、前記流入チャンバ（１０）内に接線方向に出現する供給配管（３０）を介して前記圧縮ガスリザーバ（２）内の容積に接続されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項１２】
前記抽気ピストン（１７）が開放位置にあるとき流出する前記ガスの最も狭い流動可能な横断面（ｘ）が、前記バルブシート（３１）と前記バルブボディ（３２）との間で前記ガス（Ｅ）の流れ方向において、前記バルブシート（３１）の領域の後方に設けられ、前記抽気ピストン（１７）が閉鎖位置にあるとき前記バルブシート（３１）が前記バルブボディ（３２）と協働することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項１３】
前記抽気ピストン（１７）に接続されたガイドピン（３７）は、前記複数のボア（３４）のうちの１つに嵌合することを特徴とする、請求項３〜１２のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項１４】
前記バルブシートキャリヤ（３０）及び／または前記抽気ピストン（１７）は、高性能プラスチックから形成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【請求項１５】
圧縮ガスリザーバ（２）としての水素タンクのためのパイロット弁としてのその構造により特徴付けられる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の抽気弁（４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文により詳細に定義される、圧縮ガスリザーバからの過圧ガス（ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ  ｇａｓ）のための抽気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮ガスリザーバからの過圧されたガス、特に圧縮天然ガスまたは圧縮水素のための抽気弁は一般的技術水準から既知である。典型的に、定格圧力は、天然ガスについては約２６ＭＰａのオーダーであり、水素については７０ＭＰａのオーダーである。典型的に、そのような抽気弁の構造はいわゆるパイロット弁の形態であり、ガスの圧力はパイロット孔または制御孔を介して負荷され、抽気断面を制御して抽気ピストンを開閉させるための補助機器としての抽気弁の追加の作動要素が圧力スリーブ内に存在している。したがって、抽気ピストンは、典型的には直接的または間接的に電磁コイルにより起動し、かつパイロット孔を介して圧力スリーブ内に蓄積した圧力によって作動する。パイロット弁の形態の例示的な抽気弁は、特に特許文献１に記載されている。
【０００３】
コアは、そのようなパイロット弁を開発するときには、典型的に、既に言及したようにほとんどの場合は電磁トリガと抽気ピストン及びパイロット孔の構成による抽気ピストンの作動システム内にある。この欧州文献は、正確に言えばバルブメインシートと呼ばれる抽気開口に関して大部分は触れないままである。更にこの分野においては、異なる要件を満たされなければならない。特にそのような抽気弁を水素のための圧縮ガスリザーバに用いるときには、良好な密封性、並びに、他方ではその組み立てが多数の運転サイクルを持続できるような高い耐久性が重要である。
【０００４】
電磁抽気弁は、特許文献２により既知である。バルブボディ（ｖａｌｖｅ  ｂｏｄｙ）とバルブシート（ｖａｌｖｅ  ｓｅａｔ）との間に良好な密封を確実にするために、弾性ガスケットを収容した溝が円錐形バルブボディに設けられている。そのアセンブリは、特に水素に対する密封についてはきわどいものがある。前述した材料を用いると、一方では高サイクルでの安定性、並びに他方では水素に対する良好な密封特性の達成が困難であるからである。他の類似のアセンブリが特許文献３にも開示されている。主な差は、説明されているアセンブリにおいては、密封材料がバルブボディにではなくバルブシートの領域に設けられていることである。バルブボディは、正確に言うと、最高の嵌め合い、理想的にはバルブシートとバルブボディとの間に線状の外周接触をもたらすように半円形要素として設計される。ここでまた、水素に関しては一般的に、良好な密封効果を達成することは極めて困難である。特に車両に見られるような温度の変動が大きい場合は、一方ではその弾性に関して、他方ではその弾性に関して極めて大きな適応温度範囲にわたって最も高い要件を材料に設定しなければならない。
【０００５】
この理由により、かつ一般的技術水準から既知で有りかつ通例のことであるので、例えば最後に言及した米国文献に示されているアセンブリに匹敵するアセンブリについては、バルブシートまたはバルブボディの内部の密封要素を完全に省略できる。そのようなアセンブリについては、バルブボディ及び／またはバルブシートの全体を単一の材料、特に金属材料から作ることができる。そのようなアセンブリは、特に水素のための圧縮ガスリザーバにおける使用において、比較的良好な密封度を達成できる。発明者は、そのアセンブリが、特にバルブシート領域において、摩耗または損傷に関してかなりきわどい状態にあることを十分に認識している。ガス、例えば水素は、バルブシートとバルブボディとの間に形成された密封縁の一方の側に７０ＭＰａの定格圧力で存在し、かつ抽気ピストンを急に移動させることによる開放の後に、そのガスが極めて低い圧力、例えば２０〜４０ＭＰａに緩和されるので、バルブシート領域の材料における応力は莫大なものになる。発明者の経験によると、典型的に抽気ピストンの数千回の切り替えサイクルの後、バルブシート領域はかなり損傷する。ここで、我々は、一方では頻度の高い圧力比の急変、他方では抽気ピストンを開放した直後のこの領域における極めて高い流速でのオーバーフローに原因があると仮定する。
他の観点は、圧縮ガスリザーバ内のガスが、多くの場合に最小の量の極めて小さい摩耗性の粒子を含んでおり、それがバルブシート領域における高い体積流量及び速度と協働してバルブシートの一種の摩耗につながり得ることである。全体的に見ると、今までに既知のアセンブリには、一方では不十分な密封度、他方では特にパイロット弁の場合にそうであり得るような高い繰返し回数によるバルブシートの早期の損傷という危険がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＥＰ１６８２８０１Ｂ１
【特許文献２】ＵＳ２０１４／０１６６９１５Ａ１
【特許文献３】ＵＳ２００３／０１５１０１８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、過圧下で貯蔵されたガスの安全かつ信頼できる抽出を抽気弁の長い使用期間にわたって確実なものとするように設計された、請求項１の前文による抽気弁をもたらすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、前述した目的は、請求項１の特徴を有する抽気弁により解決される。有利な改良及び更なる発展は従属する下位の請求項から明らかとなる。
【０００９】
本発明の抽気弁によると、圧縮ガスリザーバからの過圧ガスが抽気弁に流入する流入チャンバは、全体的または部分的に抽気ピストンの中心軸の周囲に形成される。一般的技術水準のアセンブリと同様に、本発明の抽気弁によってもバルブシートの領域への直接的な接続はない。更に、それは、バルブシートとバルブボディとの間で抽気ピストンが開放位置にあるときガスの流れ方向に対して抽気ピストンの軸方向に中間接続部を介して中間容積部に接続される。中間容積部は、正確に言うと、バルブシートとバルブボディとが協働する領域との接続部を含んでいる。抽気弁に流入する過圧ガスはまた、流入チャンバから抽気流れとは逆方向に下流側に方向転換されて、そこに位置している中間容積部内に到達する。中間容積部は、続いてバルブシートとバルブボディの領域に接続され、ガスは、弁が開放したときに、バルブシートとバルブボディの間で中間容積部から抽気開口を通って排出される。したがって、アセンブリは、バルブシートに流入するガスがバルブシートへと、基本的に抽気弁の軸方向にまたは抽気ピストンの軸と平行な軸方向に流れることを可能にする。そうすることにより、バルブシートの機械的なストレスは著しく減少し、抽気ピストンの多数のストロークによってもバルブシートの寿命を増加させることができる。
【００１０】
本着想の特に有利な更なる実施形態によると、抽気ピストンの周りの中央開口として接続部を形成することが与えられる。中間容積部は、本発明による抽気弁のこの有利な更なる発展による中央開口を含み、その内部にガスが流入して、抽気ピストンのバルブボディとバルブシートとの間で軸方向に抽気ピストンに沿って流れる。
【００１１】
本着想の更に極めて有利な実施形態は、中間接続部が複数のボアによる環状の中間要素として設計されることが述べられる。そのような環状の中間要素は、一方の流入チャンバと他方の中間容積部の間に装着できる。したがって、抽気ピストンが中間要素の中央に延びるので、中間要素は環状である。複数のボアは、環状の中間要素の部材中の周りにわたって軸方向に延びる。ガスは、そのボアを介して流入チャンバから中間容積部に流れる。ガスは中間容積部の内部で一様に拡散し、かつ理想的にはそこから、それを通って抽気ピストンが延びる環状の中間要素の中央開口を通り、抽気ピストンに沿ってバルブシートの方向に流れる。
【００１２】
本発明の抽気弁の更に極めて好ましい実施形態においては、バルブシートキャリヤが中間要素によって、軸方向に保持されることが与えられる。バルブシートキャリヤは、中間要素によって、軸方向に保持することができて極めてコンパクトなアセンブリを達成することができ、環状の中間要素は、一方では抽気の間の流れ方向に対する軸方向のボアによって、他方ではバルブシートキャリヤの機械的な締結によって、中間接続部の機能を達成する。
【００１３】
中間要素は、本着想の極めて好ましい更なる発展においては、バルブシートを囲むバルブシートキャリヤの領域にしっかりと係合し、そのために、中間要素は特にバルブシートキャリヤの方向に突出する密封縁を含む。中間要素とバルブシートキャリヤの間の密封係合は、過圧ガスがあり得る間隙を通って流入チャンバからバルブシートの領域へと直接流れることを防止する。その密封係合は、突出する密封縁、いわゆる噛み付き縁を中間要素に設け、中間要素をバルブシートキャリヤに押圧するときに及び／またはバルブシートキャリヤの材料に貫入するときにその縁が変形して信頼できる密封効果を生じさせるようなやり方で特に実現できる。
【００１４】
したがって、バルブボディ及び／またはバルブシートは、一方では球面部品として、他方では球面キャップとして設計できる。球面部品と円錐形バルブシートの間の組合せを想定することもできる。特定の良好な密封効果は、本着想の極めて好ましい実施形態により、バルブボディとして用いられる抽気ピストンの部分が円錐形であり、かつ円錐形バルブボディが円錐形バルブシートと協働し、バルブボディとバルブシートの円錐形の開口角度が互いと異なるときに達成できる。そのような円錐形バルブボディは、理想的には円錐形バルブシートと協働できる。本発明の意味における円錐形は、円錐台の包絡面として設計できる形態として理解されなければならない。そのため、円錐形という用語はまた、本発明の文脈においては、単一の円錐台の包絡面だけではなく、異なる開口角度を有する異なる円錐台のいくつかの連続して接続された包絡面をも包含する。その形状をもたらす円錐台は、異なる開口角度のいくつかの軸方向部分を有することもできる。例えば、円錐台は極めて良好な密封効果をもたらし、まず第１に本着想によると、円錐形バルブボディは、円錐形バルブシートと接触する領域において、バルブシートより小さいまたはより大きい円錐台の開口角度を有する。円錐形の協働要素、バルブボディ及びバルブシートの円錐台の互いに異なる開口角度の差は、バルブシート上にバルブボディの実質的に線状で円周の接触をもたらす。その結果は極めて良好な密封効果をもたらす高い面圧であり、抽気弁の気密度に関しては、水素の場合に極めて有利であることが立証される。
【００１５】
本発明による抽気弁の更に極めて好ましい実施形態は、バルブボディと協働するバルブシートの部分が中間容積部の軸方向に突出する密封リップを有するように取り計らう。バルブシートキャリヤの材料より上方で軸方向に突出するそのような密封リップは、その密封リップの領域において、バルブシートの高い弾力性をもたらす。その結果は、バルブボディに対するバルブシートの良好な接触であり、その結果として極めて良好な密封効果である。
【００１６】
そのような密封リップは、実際に示されるように、現在のところは比較的傷つきやすいという欠点を有している。特に、抽気弁を開放するときの、大量の過圧ガスの流入並びに密封リップに沿った著しい差圧は、密封リップに容易に損傷を与え得る。したがって、本着想の更に極めて好ましい実施形態によると、抽気の間に流入するガスの方向に見たときに、密封リップが全体的にまたは少なくとも部分的に突起の背後に存在するようにもたらすことができる。そのような突起は抽気サイクルの間、正確に言うと過圧ガスのダイレクトな流入に対抗して密封を保護することができ、その突起は密封リップをガスの体積流れから保護し、したがってリップを機械的に保護する。したがって、本着想の極めて有利な実施形態においては、突起が中間要素に形成されるようにもたらすことができる。上に説明した発明の実施形態のバリエーションにより中間要素が存在する場合、突起は理想的には中間要素に形成される。まず第１に、ここでは密封リップを含む中間要素とバルブシートは機械的に協働し、例えば、特に有利な更なる発展として上に説明したように、中間要素はバルブシートを軸方向に維持し、そのアセンブリは極めて単純にかつ効率的に密封リップの保護をもたらすことができ、それは抽気弁のロバストネスと寿命を増加させる。
【００１７】
したがって、密封リップを用いるときに本着想の極めて有利な更なる実施形態においては、起動容積部が密封リップの周りに配置され、それは抽気ピストンが閉鎖位置にあるとき、特に突起と密封リップとの間の間隙を介してバルブボディとバルブシートのところに存在する過圧ガスに接続されることをもたらすことができる。密封リップのバルブボディから離れて対向する側のそのような起動容積部は、抽気ピストンが閉鎖位置にあるときに、比較的に弾力性の密封リップが、その起動容積部領域内の過圧ガスにより発揮される圧力によりバルブボディの方向に押圧される結果となる。過圧ガスの圧力はまた、密封リップをバルブボディに対して確実にかつ密封的に押圧することに寄与する。正確に言うと、ガスは密封効果を改良することに寄与し、それが、我々が圧力起動について語る理由である。
【００１８】
その実施形態の極めて好ましい更なる発展により、起動容積部が、密封リップの領域における少なくとも１つの接続開口を介してやってくるガスの領域との目標接続部を有することがもたらされる。そのような目標接続部は、例えば密封リップを貫通するボアとして、もしくは密封リップを貫通する螺旋状の溝としてまたは半径方向の溝として形成することができ、突起と密封リップの間の間隙の寸法とは無関係に起動容積部内へのガスの極めて良好な流入をもたらす。このことは、一方では起動容積部の信頼できる充填、したがって圧力起動による密封効果の信頼できる支持を保証する。更に、抽気ピストンを開放位置に移動させるときには、起動容積部の領域からの接続開口を介したガスの目標とする排出を可能にする。比較的突然の流出が目標接続部を通って安全かつ確実に予め定められた領域において、起こり得ると共にかつその効果に対して建設的に設計されているので、その流出によって、生じる密封リップのあり得る何らかの障害は、その流出が密封リップの全体領域にわたってまたはリップの何らかの偶然の領域にわたって間隙に沿って移動する場合より極めて容易に制御できる。
【００１９】
本着想の追加の極めて好ましい実施形態により、密封材料を起動容積部に配置することが更にもたらされる。密封材料、例えば密封リングは、起動容積部内に極めて単純にかつ効率的に挿入できる。起動容積部が典型的に、抽気弁の中心軸から密封リップの外側に位置する環状チャンバを含んでいるからである。この密封材料は密封効果には全く影響しない。そのためだけに起動容積部の容積を減らすことは望ましい。密封材料と密封リップの間の残りの容積は、上で説明した圧力起動を確実にするためには十分である。発明者は、初めてバルブボディをバルブシートから持ち上げた直後に、ガスが起動容積部の領域から密封リップに沿って急にバルブシートの方向に流動することを十分に認識している。彼は、その流れが、密封リップが変形する程度に密封リップに追加の機械的ストレスを生じさせることを観察した。最悪の場合、密封リップは、次のストロークの間に抽気ピストンまたはバルブボディによって、損傷を受け及び／または破壊される。本発明による抽気弁の基本的な構成に従う改良された流れと、特に密封材料、例えば極めて軟らかい密封リング、フッ素ゴムまたはアクリロニトリルブタジエンゴムの小さい有効な充填で設計された起動容積部は、寿命の延長を可能にする。一方では極めて一様な流れを達成されることができ、かつ他方では比較的感受性が高い密封リップにより急に発生する圧力の変化を、起動容積部の低減によって、著しく軽減できるからである。一定の起動容積部は残り、それは抽気ピストンが閉鎖位置にあるときに抽気弁を密封する観点において、利点をもたらす。言うまでもなく、密封材料は、予測される使用、特に予め定められた圧力と温度の範囲に適していなければならない。特に、そのガラス転移温度は４０℃より極めて低くなければならない。密封材料は、全体の温度領域にわたってその弾力性を保持しなければならない。更に、密封材料は、減圧急増に対して弾力的で抵抗性がなければならない。
【００２０】
本発明による抽気弁の流入チャンバは、説明したように、全体的または部分的に抽気ピストンの中心軸の周囲に配置され、かつ中間容積部を越えてバルブシートの領域と流体的に接続していない。流入チャンバは、有利な更なる実施形態によると、環状にかつ環状セグメントの形に設計できる。したがって、それは全体的または部分的に抽気弁の周囲に形成される。本着想の追加の極めて好ましい実施形態によると、流入チャンバを螺旋形にもたらすことができる。そのような螺旋形の流入チャンバは、例えばタービンを有する流入チャンバから既知である実施形態において、中間容積部の方向における中間要素内のボアによって、流出ガスの一様な分布を確実にする。その結果、その日の終わりにおいて、中間容積部内のガスの一様な流線形の分布、したがってバルブシートを通る一様な入射流れが改良され、その機械的ストレスはバルブシートの全体表面にわたって極めて均一に分布する。
【００２１】
したがって、本着想の極めて有利な更なる実施形態においては、流入チャンバが、流入チャンバ内へと接線方向に現れる供給配管を介して圧縮ガスリザーバの容積に接続されることをもたらすことができる。特に、流入チャンバ内へのガスのそのような接線方向の流入は、流入チャンバの全体におけるガスの一様な分布を可能にする。中間容積部の内部への、及びそこからバルブシートの領域の中央に位置する排出口への、好ましくは流入開口側の経路内に広がるガスの危険性は回避される。ガスの流れがより均一であるほど、バルブシートや、バルブボディ、特にそのような密封リップが存在する場合におけるバルブシートの密封リップの材料上の局所的な応力はより小さい。更に、その結果は、抽気経路上のより小さい圧力降下である。
【００２２】
本発明による抽気弁の更に極めて好ましい実施形態においては、抽気ピストンが開放位置にあるとき流出ガスのための最も狭い流動可能な横断面は、バルブシートとバルブボディとの間でガス流れ方向において、バルブシートの領域の後方に配置され、抽気ピストンが閉鎖位置にあるときシートはバルブボディと協働する。したがって、抽気弁内部の最も狭い流動可能な横断面は、意図的に、抽気ピストンが開放位置にあるときバルブボディとバルブシートの間に形成される環状の間隙内にある。最も狭い流動可能な横断面の領域は、一方では抽気弁による体積流量を制御する。他方では、圧力降下及び乱流運動エネルギーの主要な部分は、一方の流入チャンバと他方の流出チャンバの間に確立する。したがって、最も狭い流動可能な横断面領域に位置する材料は特に高い機械的ストレスにさらされる。その材料が流れ方向において、バルブシート領域の後方に配置されるので、それは抽気ピストン閉鎖位置にあるときにバルブボディと密封係合し、その領域は、バルブボディ及びバルブシートの臨界領域から機械的ストレスを遠ざけるために、特にバルブシートを通って突出する抽気ピストンの先端領域に形成できる。
【００２３】
本発明による抽気弁の更に極めて好ましい実施形態であって、中間要素内にボアを有するバリエーションにおいては、抽気ピストンに接続されたガイドピンがボアのうちの１つに嵌合する。まず第１に、流入チャンバ内へのガスの接線方向の流入により、周囲のガスがボアに到着するのをその日の終わりとすることができる。中間要素と抽気ピストンの間で作動するガイドピンは、抽気ピストンの角度位置、したがってそれに接続されたバルブボディの角度位置が円周方向に不変のままであるように取り計らうことができる。ガイドピンはまた、（典型的にガイドピンを除いて回転対称に形成された）抽気ピストンとバルブシートとの間の角度位置を決定する。角度位置の固定は、バルブボディとバルブシートの同じ領域が常に協働できるようにする。バルブボディとバルブシートの領域のあり得る凹凸及び製作公差は更なる使用と表面の協働により補正できるので、少なくとも抽気弁の一定の有効寿命の後に密封効果を改良できる。製造の間に不可避である最小限の凹凸は、互いに平衡し、それによって、密封効果を改善できる。抽気ピストンが自由に回転できる場合、異なる点が常に協働し、それはアセンブリの密封効果を悪化させる。
【００２４】
この利点に加えて、ガイドピンによって、抽気ピストンの回転を防止することにより極めて良好な密封効果を達成するときに、ボアのうちの１つの内部へのガイドピンの貫入は、抽気ピストンの位置とは無関係にガスがボアをまたはボアの壁とガイドピンの間の小さいギャップに沿って横断することを防止する。ボアのうちの１つは、流入チャンバから中間容積部へと大部分のガスを運ぶことを防止できる。特に流入チャンバ内への接線方向に流入するガスにより、ガスは環状のまたは（例えば）螺旋形の流入チャンバの周りの全体に分配される。特に環状の流入チャンバにより、一部のガスが接線方向の衝撃に従わず、むしろ入口配管の開口の最も近くに位置するボア内に流入することが実際に起こり得る。実際に、流れは個々のボアを通って一様に分布することができない。一部のガスは、所望の流れ方向に対して「分岐」して、おそらくはわずかな乱気流により、中間容積部の内部に流入するガスの流れを妨げることになる。ガイドピンがその特定の臨界ボアを使用できることにより、一方では抽気ピストンのストロークに関係なくバルブシートに対する抽気ピストンの一定の角度位置が確実なものとなり、かつ他方では、抽気ピストンの全ての位置において、少なくとも部分的にボアに貫入するガイドピンは、特にその臨界ボアの大部分を閉塞し、一様な流動分布に負の影響を及ぼすことはできない。
【００２５】
本発明の抽気弁の特に有利な更なる実施形態によると、バルブシートキャリヤ及び／または抽気ピストンは、高性能なプラスチック、特に高性能な熱可塑性樹脂から形成される。高性能プラスチック、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）または他の高性能プラスチックの使用が特に有利である。該高性能プラスチックはガラス転移温度及び溶融温度を有しており、それは作動中に通常発生する温度よりも高い。その結果は、抽気弁が作動する全部の温度領域における通常かつ均一な材料特性である。更に、高性能プラスチックは約３％の一定の残留弾性と機械的な寸法安定性を有する。これは、バルブシートとバルブボディの間の良好な密封取り付けを保証するのに十分である。プラスチックは、必要に応じ上手に機械加工できる。機械加工は、例えば射出打抜または焼結において、特に起動容積部を形成する密封リップのアンダーカット領域の機械的な修正により構成できる。更に、それらは、極めて良好な滑り特性、摩滅に対する高度な抵抗性、及び極めて良好な機械的性質を呈する。したがって、それらは、本発明によるバルブシート及び／またはバルブボディを形成するために完全に理想的である。特にバルブシートは、存在する場合に密封リップと共に単一片として形成され、そのような高性能プラスチックを用いることにより、極めて単純で効率的なアセンブリを可能にする。例えば、バルブシートは、ＰＥＥＫまたはＰＩの密封リップと共に製造できる。そのような場合、それは、理想的に、抽気ピストンと同じ材料、例えば１．４０１６ＩＭ、１．４４３５もしくはＳＵＳＦ３１６Ｌといった鋼製の材料または言及した高性能プラスチックのうちの１つから作られて抽気ピストン上に単一片として装着されたバルブシートと協働する。
【００２６】
既に述べたように、抽気弁は、特に有利な実施形態によるパイロット弁として実現することができ、本発明の抽気弁のアセンブリは実際にパイロット弁を必要としない。特に、抽気弁の説明したアセンブリは、例えばいわゆるオンタンクバルブ（ＯＴＶ）の充填経路にまたは上流に接続されたタンク充填ネックに用いられるような、燃料補給経路に位置する逆止弁の内部のメインガスケットとして一体化することもできる。そのアセンブリは、セーフティチェックバルブとして形成された典型的に存在する第２の逆止弁と共に用いることもできる。
【００２７】
本発明の抽気弁の具体的な利点は、パイロット弁、特にそのパイロット弁が水素タンク、例えば圧縮ガスリザーバの形態の水素タンク上のオンタンクバルブの場合に、最も前面に現れる。一方では密封効果について、他方では高い圧力勾配または差圧における高サイクルの安定性についての特に良好な特性は、本発明による抽気弁の決定的な利点を呈し、特に水素タンクのためのパイロット弁という形態を取る場合にそれは実現に至る。
【００２８】
本発明の抽気弁の更に有利な実施形態は、図面を参照して以下により詳細に説明される例示的な実施形態に見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】原理として表示された車両を示している。
【図２】パイロット弁の形態の抽気弁の可能性があるアセンブリの原理的な断面を示している。
【図３】本発明の可能性がある実施形態における抽気弁のメインバルブ周りの切り抜きを示している、
【図４】図３中の線ＩＶ−ＩＶによる原理的な断面を示している。
【図５】抽気ピストンが閉鎖位置にあるときの図３のバルブシートの実施形態を示している。
【図６】抽気ピストンが開放位置にあるときの図５の実施形態を示している。
【図７】メイン密封シートと中間要素の３次元断面図を本発明による抽気弁の実施形態の可能性のある断面形態の分解断面図として示している。
【図８】抽気ピストンが閉鎖位置にあるときの図７のバルブシートの実施形態を示している。
【図９】抽気ピストンが開放位置にあるときの図８の実施形態を示している。
【図１０】活性化容積部と密封リングの図８における図面と類似の拡大表示を示している。
【図１１】代替実施形態のバルブシートキャリヤの３次元の図面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１の図解は模式的に表された車両１を示している。この車両１は、例えば圧縮された天然ガスまたは水素のための貯蔵システムの一部とし得る圧縮ガスリザーバ２を含んでいる。この圧縮ガスリザーバ、またはいくつかある場合はそれらの圧縮ガスリザーバの各々は、特定の弁３、典型的にいわゆるオンタンク式の弁（ＯＴＶ）である。抽気弁４は、過圧下において、圧縮ガスリザーバ２内に貯蔵されているガスのための弁３の一部である。この部品は、図１の表示の中には明瞭に見ることはできないが、後段において、詳細に考察する。抽気されたガスは、例えば内燃機関または燃料電池として設計できるエネルギー変換器５に達する。それは、例えば往復運動ピストンを有する内燃機関の内部の燃焼によって、機械エネルギーを発生させるために、または例えばガスと周囲空気の酸素から燃料電池の内部で電気エネルギーを発生させるために、ガスに蓄えられているエネルギーを用いる。車輪７のうちの１つに向かうエネルギーの流れは、単なる実例として、参照符号６が付された点線で示された矢印で表されている。最後に、圧縮ガスリザーバ２に貯蔵されているガスは、車両１の駆動エネルギーの供給を可能にしている。
【００３１】
抽気弁４自体は、例えば最初に言及した一般的技術水準に類似の弁３の内部に配置できるが、本出願人の公開されていないＤＥ１０  ２０１３／０１９８７９の図式的な断面図に従い、図２の表示内に第１の可能な形態の実施形態の模式的な断面図で図示されている。抽気弁４は圧力スリーブ９を含んでいるが、それは非磁性材料、例えば１．４４３５またはＳＵＳＦ３１６Ｌから製造できる。いわゆる圧力スリーブは、その一端が密閉されており、かつその他端は、ここに表示されている例示的な実施形態のガスケットにより密封されて環状チャンバ１０に接続され、そのチャンバは点線で表されているパイプ１１により圧縮ガスリザーバ２の内部に接続されている。圧力スリーブ９全体の内部圧力は、少なくともある期間の後、圧力スリーブ９の内壁とその内部に装着されている部品との間の間隙から伝播する。ここで、圧力スリーブ９は、圧力スリーブ９の一方の側に表されている電磁コイル１２によって、囲まれている。更にコイル１２は励磁可能なコイルヨーク１３を含んでおり、それは圧力スリーブ９の軸方向の長さに関して中間の領域に中断部分１４を有している。したがって、コイル１２と中断部分１４を有するコイルヨーク１３は、好ましくは回転対称または鏡面対称として設計されて、回転対称に設計された圧力スリーブ９の周囲に配置されている。
【００３２】
圧力スリーブ９は、図２の表示においては上部から底部に、すなわち圧力スリーブ９の密閉側から圧力スリーブ９の開放側に、まず第１に、励磁可能な材料、例えば１．４０１６ＩＭから構成されたコア１５を含んでいる。アンカー１６は、例えば同じ材料から作ることができ、圧力スリーブ９に圧入されたコア１５に接続される。抽気ピストン１７は、ここに図示されている例示的な実施形態においてはいくつかの部品から構成されて、アンカー１６の下流に接続されている。抽気ピストン１７は、ここに図示されている例示的な実施形態においては、圧縮ガスリザーバ２の内部に連通している環状の流入チャンバ１０を、この場合は平坦な表面である対向要素１９により、弁本体２の内部において、エネルギー変換ユニットに間接的に接続されている中央の流出チャンバ２０に対して密封するメインガスケット１８を含んでいる。更に抽気ピストン１７は、螺入された中央要素２１、並びにアンカー１６に対向するその側面上に、一例として永久磁石、特にアンカー１６及びコア１５と同じ材料である励磁可能な材料で設計されたリング２２を含んでいる。この例示的な実施形態において、ガスケット１８を除く抽気ピストン１７の残りの部分は、一例として非磁性材料、例えば圧力スリーブ９の材料から作ることができる。抽気ピストン１７のうち圧力スリーブ９の密閉端部に対向する領域は、極めて小さい直径の、例えば数１０〜１００μｍの直径の孔として典型的に設計されたパイロット孔２３を更に含んでいる。それは抽気ピストン１７の流通口８に接続されている。パイロット孔２３は、図２に表されているように抽気弁４が密封されるときに密封要素２４により密封され、その密封要素は、アンカー１６及びコア１５を貫通するロッド２５と圧力スリーブ９の密封端部におけるばね要素２６とにより支持されている。
【００３３】
図２の図解は密封された抽気弁４を示しており、抽気ピストン１７は、流入チャンバ１０を流出チャンバ２０に対して密封するように配置されている。ここでコイル１１にエネルギーが与えられると、磁気の流れが特にコイルヨーク１３において、生成される。しかしながら、磁力線は、コイルヨーク１３の間隙１４のために閉磁路を形成することができない。したがって、それらは圧力スリーブ９の非磁性材料を通ってコア１５の材料内に移動する。このことは、一例としていくつかの点線で表されている。それらは、コア１５とアンカー１６の間の空隙２７を乗り越え、アンカー１６を介してコイルヨークに戻ろうとする。空隙２７は間隙１４より小さいので、表示されている磁力線の経路が好ましいものになる。有利には、空隙２７が閉じると最大の磁気流れが保証される。その結果、磁力は、アンカー１６を、密封要素２４及びロッド２５上に支持された状態でばね要素２６の力に対してコア１５の方向に移動させ、それは空隙２７を閉じることができるようにする。この空隙２７は、開放したときには典型的に０．７ｍｍより小さい割れ幅を有しているが、アンカー１６がコア１５の直上に存在するようにゼロに閉じる。これは、好ましい最大の可能な磁気流れを助長する。
【００３４】
アンカー１６と協働する密封要素２４を含むアセンブリは、アンカーを移動させるときに、一方ではばね要素２６の力に打ち勝たなければならないことがわかる。他方では、アンカー１６が移動するときに密封要素２４が上昇するので、パイロット孔２３は開放する。既に述べたように、典型的に、約７０ＭＰａの定格圧力で水素を貯蔵しているときには、圧縮ガスリザーバの内部と同じ圧力が圧力スリーブ９の内部を支配する。エネルギー変換器５に至る流出チャンバ２０の内部には圧力がないまたはかなり低いので、圧力スリーブ９に位置しているガスは、パイロット孔２３が一旦開放すると、アンカー１６の中央放出口２７とこの放出口２７に対応する流出チャンバ２０を介して放出される。流入チャンバ１０の領域の圧力は、抽気ピストン１７より上方の圧力スリーブ９の領域の圧力と同一または極めて高いものであり得る。差圧がある場合、後者は、磁力と共に、抽気ピストン１７の図２に示されている位置から上方への移動を助長できる。圧力が同一、すなわち差圧がゼロの場合、抽気ピストンは磁力だけにより開放されまたは開放したまま保持される。最大差圧における切り替え動作は、能動的に切り替えられるパイロット孔２３のみによって、圧力が補償されるようなやり方で具体的に防止される。
【００３５】
抽気ピストン１７の肩２８が圧力スリーブ９の対応するカウンタストッパ２９に当接し、それによって、抽気ピストン１７の上昇運動を制限されるまで、抽気ピストン１７は移動する。メインガスケット１８は、その対向要素１９から持ち上げられ、流入チャンバ１０からの、ここには図示されない圧縮ガスリザーバ２からのパイプ１１を介したガスを抽気するための所望の断面を開放する。同時に、抽気ピストン１７の外周に沿った、並びにパイロット孔２３を介した圧力スリーブ９の領域内へのガスの侵入がある。その結果は、短期間の後に圧力比が相殺されることである。
【００３６】
したがって、コイル１２は、弁を作動させるために、すなわちそれを開放するために励起状態とされる。アンカー１６が離脱するまで、わずかにより大きな電流が典型的に必要である。電流は、アンカー１６を適所に保持するために、続いて減少させることができる。続いて、既に説明した状態はそれ自体を調整する。抽気弁４を再び閉じる場合、コイル１２はスイッチオフされる。続いて、アンカー１６と、磁性材料で作られたリング２２を有する抽気ピストン１７は、互いに分離する。したがって、パイロット孔２３は、ばね要素２６の力により密封要素２４により密封される。その結果、流出チャンバ２０の領域内と同じ圧力が圧力スリーブ９の領域内部の圧力に適合し、ばね要素２６の力によって、図２に示されている閉鎖状態が選択される。
【００３７】
メインガスケット１８と対向要素１９を含むメインバルブシートは、前に言及した未公開のドイツ出願の文脈においては少しも関連はなく、その図面は密封バルブシートを含んでいるが、それは特に水素に用いるときの寿命並びに密封効果に関しては理想的ではあり得ない。更に発展したメインバルブシートは、本出願目的であり、図３の表示の第１の例示的な実施形態に見ることができる。バルブハウジング２１は、流出チャンバ２０並びに流入チャンバ１０を含んでいる。抽気ピストン１７は中心軸Ａの周りに見ることができるが、大部分は対称形である。バルブハウジング１１は、円錐形バルブシート３１を呈するバルブシートキャリヤ３０を含んでおり、それは流出チャンバ２０に接続された開口を囲んでいる。本発明の文脈における円錐形という言葉は、既に説明したように、円錐台を取り巻く領域、またはおそらくは遷移領域に丸みが付けられて互いに接続された異なる開口角度を有する円錐台を取り巻く２つもしくはいくつかの領域を指す。抽気ピストン１７は、本発明の意味において、円錐形に形成された対応するバルブボディ３２を含んでいる。他の可能性は、わずかに丸い円錐体または整合する大きな半径を有する球面要素である。円錐体または球面要素の場合の角度であるバルブシート３１とバルブボディ３２の間の接触領域の接線は、同一ではなく互いに異なる。したがって、バルブボディ３２は、好ましくはバルブシート３１を形成する円錐体（例えば１００°）より小さい開口角度（例えば９０°）である。結果は、バルブボディ３２とバルブシート３１の保証された線接触であり、極めて高い面圧と、その結果としての極めて良好な密封効果を可能にする。バルブシートキャリヤ３０は、好ましくは高性能な熱可塑性樹脂、例えばＰＥＥＫ、ＰＩまたはＰＡＩから作ることができる。抽気ピストン１７の全体、または少なくともバルブボディ３２を形成する領域は、例えば鋼製材料、または好ましくは匹敵する高性能プラスチックから作ることができる。その場合、高性能プラスチックは、作動の際に通常発生する温度より高いガラス転移温度の利点を有する。その結果は、抽気弁４が作動する全体的な温度領域において、標準的で均一な材料特性である。更に、高性能プラスチックは、約３％のある種の残存する弾性と、機械的な寸法安定性を有する。このことは、バルブシート３１とバルブボディ３２との間の良好な密封接触を保証するのに十分である。その結果は、特に極めて高い定格圧力とわずかに不安定なガス、実際に１０ＭＰａと１０５ＭＰａの間の圧力に至り得る、例えば７０ＭＰａの定格圧力の水素における、抽気弁４のメインバルブシートの非常に良好な密封である。
【００３８】
流入チャンバ１０は、図３に表されているアセンブリにおいては、バルブシート３１の領域に直接接続されていない。更に、流入チャンバ１０とバルブシートキャリヤ３０の間に中間要素３３が配置されている。中間要素３３は、その下側領域がバルブシートキャリヤ３０上に当接し、キャリヤを軸Ａ方向、したがって抽気弁４の軸方向に締結している。ここに表されている実施形態において、円環の形態の流入チャンバ１０は、流出チャンバ２０を介した抽気の間の後にＥで指定される水素の流れ方向に対向して、中間要素３３の周囲に分布したいくつかのボア３４を介して中間容積部３５に接続される。中間容積部３５は、中間要素と抽気ピストン１７の整合する肩部３５との間で、中間要素３３の上方にある。図３の表示は、図３の表示において、左側のボア３４の内部に突出するガイドピン３７を示している。ガイドピンは、ガイドピン３７が堅固に接続されている抽気ピストン１７が、中間要素３３に関して、したがって中間要素３３により保持されているバルブシートキャリヤ３０に関して、その角度方向の位置が回転しないようにしている。その結果は、バルブシート３１及びバルブボディ３２の表面が互いに平衡することによる、抽気弁４のある作動時間の後の特に良好な密封効果である。角度位置が一定に保持されるので、同じ領域が常に接触し、それによって、特に良好で信頼できる密封効果が達成される。
【００３９】
ガス、この場合は水素が、流入チャンバ１０から、中間接続部として作用するボア３４を介して中間容積部３０に導かれる。水素は、抽気ピストン１７の下側部分に沿った、中間容積部３５の接続部として作用する中間要素３３の中央開口３８を介して、バルブシート３１とバルブボディ３２の領域内に運ばれる。図３に示されている位置において、ガスは、バルブシート３１とバルブボディ３２の間を通って流れることができ、かつＥで指定されている矢印に従って下方に吐出される前に流出チャンバ２０内に運ばれる。
【００４０】
特に中間要素３３の接続部として作用する開口３８の内部のガスの最も可能な分布を達成するために、ガスは、図４において、認識可能な供給配管３９を介して、Ｚで指定される矢印に従い流入チャンバ１０へと接線方向に流れる。続いて、ガスはボア３４に一様に分配される。接線方向の入射流れに対向して供給配管３９の隣にある、かつそれに対してガスが接線方向に流れると共に流入チャンバ１０を通って円周方向に最後に到着するボア３４′は、理想的にはガイドピン３７を含んでいる。ボア３４′を少なくとも大部分にわたって閉塞する。この構成は、供給配管３９からボア３４を介して中間容積部３５へとガスが直接流れることを防止する。その結果は、個別のボア３４に対するガスの極めて良好かつ一様な分布である。原則として、螺旋形の実施形態は、流れ方向にテーパ状の断面の流入チャンバ１０の寸法の改善を可能にする。ガスは、理想的にはボア３４を介してわずかな乱気流と共に中間容積部３５の領域内に運ばれる。ガスは、縁部を介して一様に、抽気ピストン１７に沿った下向きの接続部として作用する開口３８を通って流れ、バルブボディ３２が開いたときに、バルブシート３１とバルブボディ３２の間隙を通って抽気弁４を去る。
【００４１】
図５及び図６の図解は、図３の構成におけるバルブシート３１とバルブボディ３２の領域の、抽気ピストン１７が図５の閉鎖位置にあるとき、及びそれに類似した抽気ピストン１７が図６の開放位置にあるときの拡大した切り抜きを示している。我々は、抽気ピストン１７のバルブボディ３２の、互いに角度的に配置された円錐台の２つの周囲領域を有する、特に好ましい円錐形の実施形態をここに見ることができる。バルブシート３１を有するバルブシートキャリヤ３０は、バルブボディ２１の囲んでいる材料に圧入され、かつ中間要素３３によって、適所に保持されている。中間要素３３は、突出する密封縁部４０として理解される、いわゆる噛み付き縁部を有している。中間要素３３は、典型的に鋼製材料から構成されているので、バルブシートキャリヤ３０の高性能プラスチックに圧入されて密封効果をもたらし、ガスは、流入チャンバ１０から、バルブハウジング２１と中間要素３３の間のあり得る間隙に沿ってバルブシート３１の領域に運ばれることはできない。
【００４２】
ここに表されている実施形態のバルブシート３１は密封リップ４１を有している。密封リップ４１は、バルブシートキャリヤ３０の材料の上方で抽気ピストン１７の方向に突出する。図５及び図６において、４２で指定されている間隙が、密封リップ４１と中間要素３３の間に残っている。加圧水素は、抽気弁４が図５に図示されている閉じた状態にあるときに、間隙４２を通って、密封リップ４１の周りの起動容積部４３の領域に入り込むことができる。それは、密封リップ４１をバルブボディ３２の方向に押圧することに役立ち、それによって、密封効果を改善する。次に、我々は圧力起動を取り扱う。高い差圧と高い流速の水素によって生じるあらゆる損傷から密封リップ４１を保護するために、中間要素３３はここに表されている実施形態の形態において、４４で指定された突出部を更に含んでおり、それは流出するガスの方向から見たときに密封リップと少なくとも間隙４２の開口をカバーし、流れるガスの大部分のその領域への侵入を防止している。このことは密封リップ４１の負荷の減少を可能とし、密封リップ４１は長い動作寿命を達成する。
【００４３】
図６の図解は、図５の図解に類似した抽気ピストン１７の開放位置を示している。ここで注目できることは、バルブシート３１と抽気ピストン１７のうちバルブボディ３２を形成する部分との間に環状の間隙が表れており、再び図示されている抽気方向Ｅにおいて、２０で指定された流出チャンバ内にガスを放出できることである。他の点において、アセンブリは、図５において、既に説明したタイプと匹敵するようにされており、全ての部品を対応する参照符号で指定せずかつ詳細には説明しない。
【００４４】
抽気弁４が開放位置にあるときの、最小限の流動可能な横断面は、図面の図解の中の抽気ピストン１７の下端の下方に、図６中にＸで指定される領域に見出すことができる。その領域は流出する水素の流れの方向Ｅにおいて、正確に言うとバルブシート３１と抽気ピストン１７のうちバルブボディ３２を形成する部分の後方に位置している。最大の減圧が最も狭い断面の領域に見ることができるので、その領域は極めて高い機械負荷にさらされる。その領域を流れ方向において、バルブシート３１とバルブボディ３２の後方に配置することは決定的な利点であり、その領域Ｘにおける著しい圧力降下を考慮すると、材料の機械的な負荷は抽気弁４の気密度を危険にさらさない。
【００４５】
図７の図解は、代わりの実施形態の抽気弁４のメインバルブシートの３次元断面の分解立体図を示している。図の上部は、それに接続される、例えば圧入されるガイドピン３７を含む抽気ピストン１７の一部を示している。３２で指定されている、バルブボディ３２を形成する部分は、抽気ピストン１７の下側の領域に見ることができる。バルブシートキャリヤ３０は、図７の図解の底部に見ることができる。バルブシート３２は、正確に言うと密封リップ４１の内側に円錐形に形成された領域から構成されており、密封リップ４１は、図３〜図５の図解に対して相違していて、他のやり方で形成されている。密封リップ４１は、中心軸Ａに対向する領域においては円錐形に形成され、かつ反対の側面には垂直壁が設けられている。円環溝の形態の溝４５が一例として下側領域に配置されて、その領域の起動容積部４３を拡大し、かつ密封リップ４１の肉厚を低減させている。その結果は更に良好な圧力起動であり、結果としての更に良好な密封効果である。
【００４６】
中間要素３３は、分解立体図においてアセンブリの中央に見ることができるが、本質的には流入チャンバ１０から上方にガスを運ぶボア３４を有する以前に説明した中間要素に類似しており、見ることはできないが、中間容積部３５の方向に匹敵するアセンブリを有している。ガスは、抽気ピストン１７に沿って中央開口３８を通ってバルブシートキャリヤ３０の方向に排出される。突起４４は、ここでは中間要素３３に位置していて、密封リップ４１を保護するために設計されている。密封リップ４１は、図７〜図９の実施形態においては溝４５によってより傷つきやすいので、図７〜図９に図示されている実施形態による突起４４のおかげで、密封リップ４１は十分にカバーされ、したがって入射ガスから十分に保護される。突起４４は、図７〜図９のアセンブリの中間要素３３においては、前に説明した図３〜図６におけるより抽気ピストン１７の方向に更に少し突出している。それ以外、機能は大部分が同じである。
【００４７】
図８の拡大断面図は、図５に類似して造られた抽気弁を閉鎖位置で拡大した切り抜きで示している。突起４４が密封リップ４１を完全にカバーしていることを明らかに見ることができる。中間要素３３は、特に噛み付き縁としての密封縁４０を含むこともできる。図７〜図９のアセンブリにおける起動容積部４３は、前に説明したアセンブリよりもかなり小さく、突起４４と中間要素３３並びに密封リップ４１の材料との間の小さい間隙４２により、圧力下の水素を運ぶ領域に接続されている。発明者は、密封リップ４１が再び損傷を受けたことにより、そのアセンブリが実際には全く危なくないものではないことを認識した。圧力による起動は明らかにより良好であり、密封効果を改良できる。
【００４８】
しかしながら、密封リップ４１の領域における損傷は不可避であることが立証された。
【００４９】
発明者は、明らかに起動容積部４３の寸法が死活的に重要であることを認識した。したがって、彼は、起動容積部４３の領域に密封リング４６の形態の密封材料を挿入した。密封リング４６は、特に単純に装着できるように、一方では状況に従って弾性材料から構成され、他方では減圧爆発に対して安定な材料から構成される。それは、例えばアクリロニトリルブタジエンゴムまたはフッ素ゴムから構成できる。したがって、密封リング４６は、何らかの密封効果を確実にする使命を有していない。メインバルブシートは、バルブボディ３２とバルブシート３１の間で更に十分に密封される。流入チャンバ１０からの間隙を介した密封リップの後方の領域内へのまたは起動容積部の領域内への直接的なガスの不必要な流入に関する密封効果は、密封縁４０によってもたらされる。シールリング４６の主な目的は、起動容積部４３から排出されるガスが密封リップ４１にとって危険でないものになるまで、ガスの量が減少していることにより、抽気ピストン１７を開放した直後に、起動容積部４３の内部の自由空間を減らすことである。したがって、シールリング４６は、最小の有効な充填、特にリング溝の有用な充填レベルが６５％未満の、極めて軟らかいものでなければならない。したがって、起動容積部４３の領域内において、シールリング４６の近くに残っている自由空間は、急速にガスで満たすことができる。密封リップ４１に直接的に、特に密封リング４６の材料を介して関節的に作用する圧力のおかげで、環境を維持しつつ密封を改良できる。それは、図１０の図解における起動容積部４３に流入するガスにより変形した密封リング４６を有する拡大された実施例に表されている。したがって、密封リング４６は密封リップ４１のうちバルブシート３１とは反対側の側面に対する圧縮力の伝達に寄与して、密封リップ４１の抽気ピストン１７またはバルブボディ３２の方向における環状の弾性変形のおかげによる密封効果を改善する。
【００５０】
抽気ピストン１７が閉鎖位置にあるときに優勢である静的な状態については、特に溝４５のおかげによる密封リップ４１の弾性の増加により、フリーな残り空間は圧力起動に充分である。図７〜図１１のアセンブリにおける比較的感受性が高い密封リップ４１による、抽気弁４の極めて良好な密封により、極めて良好な結果並びに極めて長い動作寿命を達成できる。
【００５１】
図９は、抽気ピストン１７が開放位置にあるときの、図８に示されているアセンブリを再び示している。我々は、ここで、既に上に説明した利点を達成するために、アセンブリを横断するときにガスが通って流れなければならない最も小さい横断面Ｘが、排出されるガスの流れ方向Ｅにおいて、バルブシート３１とバルブボディ３２の領域の下流に配置されていることを再び見ることができる。
【００５２】
一方では起動容積部４３及び密封リング４６の領域にガスが急速にかつ正確に到達するために、他方では密封リップ４１を充填すること無しに、開放サイクルの間に起動容積部４３内に位置するガスを急速にかつ正確に取り除くために、図１１の３次元表示に見ることができる接続開口４７を密封リップ４１に装着することもできる。接続開口は、ここに示すように切り欠として形成することができる。それらをボア、螺旋溝または類似のものとして設計することを想定することもできる。それらは、一方では起動容積部４３の充填に寄与し、他方では抽気ピストン１７を開放するときに起動容積部４３からのガスを正確に（かつ密封リップ４１にとって有害でなく）排出するために寄与する。したがって、それらは、流れるガスの名目上の経路に影響せず、かつ如何なる渦も生じさせないようなやり方で流線形に配置される。それらは、説明したアセンブリにおける突起４４の流れの影に特に設けることができる。その結果、それらは、説明しかつ以前に予想できた間隙４２を通るガスのオーバーフローによるものとは異なり、起動容積部４３内のガスのより速くかつより正確な交換を可能にする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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