JP2020193631A - Safety valve and superconducting accelerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安全弁及び超伝導加速器に関する。 The present invention relates to safety valves and superconducting accelerators.
超伝導加速器は、冷媒として使用する液化ヘリウム、液化窒素を貯蔵する圧力容器や冷媒を流す配管を備えた高圧ガス設備である。高圧ガス設備においては、圧力容器や配管の内圧が上昇して所定値以上になった際に、圧力を開放して、許容圧力以下に戻す安全装置を設置する必要がある。従来では、弁体にばねの反力以上の圧力がかかった際に弁が開くばね式の弁、弁体を電磁力や空気圧によって強制駆動する他力式自動弁、及び許容圧力以上で隔壁が破裂する破裂板等の安全装置が知られている。例えば、特許文献1には、永久磁石の位置を調節することによって、作動圧を調整可能である安全弁が開示されている。 The superconducting accelerator is a high-pressure gas facility equipped with a pressure vessel for storing liquefied helium and liquefied nitrogen used as a refrigerant and a pipe for flowing the refrigerant. In high-pressure gas equipment, it is necessary to install a safety device that releases the pressure and returns it to the allowable pressure or less when the internal pressure of the pressure vessel or piping rises and exceeds a predetermined value. Conventionally, a spring-type valve that opens when a pressure higher than the reaction force of the spring is applied to the valve body, a passive automatic valve that forcibly drives the valve body by electromagnetic force or air pressure, and a partition wall that exceeds the allowable pressure. Safety devices such as burst plates that burst are known. For example, Patent Document 1 discloses a safety valve whose operating pressure can be adjusted by adjusting the position of a permanent magnet.
ばね式の弁においては、全開及び全閉動作する圧力が設定圧力に限定される。設定圧力は、圧力容器や配管の許容圧力に合わせて、通常使用する圧力が許容圧力より低くなるように設定されることが一般的である。このため、ばね式の弁は、通常使用する圧力に減圧調整する機能を持たない。特許文献1の安全弁は、動作圧力を容易に設定することが可能であるが、弁が開放する時の圧力である吹き始め圧力と、弁が閉塞する時の圧力である吹き止まり圧力とを、個別に調整することができない。他力式自動弁においては、任意且つ個別に設定された吹き始め圧力と吹き止まり圧力とに対応した弁の開閉が可能であるが、例えば、停電で電力の供給が停止した場合に動作しない。 In the spring-loaded valve, the pressure for fully open and fully closed operation is limited to the set pressure. The set pressure is generally set so that the pressure normally used is lower than the allowable pressure according to the allowable pressure of the pressure vessel or piping. For this reason, the spring-loaded valve does not have the function of adjusting the pressure to the pressure normally used. In the safety valve of Patent Document 1, the operating pressure can be easily set, but the blowing start pressure, which is the pressure when the valve is opened, and the blowing stop pressure, which is the pressure when the valve is closed, are set. Cannot be adjusted individually. In the other-power automatic valve, it is possible to open and close the valve corresponding to the arbitrarily and individually set blow start pressure and blow stop pressure, but for example, it does not operate when the power supply is stopped due to a power failure.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部動力を用いずに制御可能であって、吹き始め圧力と吹き止まり圧力とを個別に設定できる安全弁及び超伝導加速器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a safety valve and a superconducting accelerator that can be controlled without using external power and can individually set the blowing start pressure and the blowing stop pressure. The purpose.
本発明の安全弁は、装置の外部に連通し、かつ少なくとも前記装置の外部の圧力より高い内圧下で流体を密閉可能である流体貯留室と、前記装置の内部に連通するガス流路と前記装置の外部との間を開放及び閉塞可能である第1弁体と、前記第1弁体と連動し、かつ前記流体貯留室と前記装置の外部との間を開放及び閉塞可能である第2弁体と、前記第2弁体が前記流体貯留室と前記装置の外部との間を閉塞する方向に前記第1弁体又は前記第2弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記ガス流路の内圧が前記流体貯留室の内圧及び前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1弁体を開放すると、前記第2弁体が開放される。 The safety valve of the present invention includes a fluid storage chamber that communicates with the outside of the device and can seal a fluid under an internal pressure higher than the pressure outside the device, a gas flow path that communicates with the inside of the device, and the device. A first valve body that can be opened and closed between the outside of the device and a second valve that is interlocked with the first valve body and can be opened and closed between the fluid storage chamber and the outside of the device. A body and an urging member for urging the first valve body or the second valve body in a direction in which the second valve body closes between the fluid storage chamber and the outside of the device, and said When the internal pressure of the gas flow path opens the first valve body against the internal pressure of the fluid storage chamber and the urging force of the urging member, the second valve body is opened.
この構成によれば、第1弁体及び第2弁体が閉塞している状態においては、ガス流路の内圧が付勢部材の付勢力及び流体貯留室の内圧の和を超えることによって、第1弁体及び第2弁体が開放される。第2弁体が開放されると、流体貯留室の内圧は、装置の外部の圧力と同等まで減少する。したがって、第1弁体及び第2弁体が開放している状態においては、ガス流路の内圧が付勢部材の付勢力を下回ることによって、第1弁体及び第2弁体が閉塞される。すなわち、吹き止まり圧力は、付勢部材の付勢力の設定によって調整可能である。また、吹き始め圧力と吹き止まり圧力との差圧は、作動前の流体貯留室の内圧の設定によって調整可能である。これにより、吹き始め圧力と吹き止まり圧力とを個別に設定できる。さらに、電気動力を用いずに制御可能であるので、停電時においても作動可能である。 According to this configuration, when the first valve body and the second valve body are closed, the internal pressure of the gas flow path exceeds the sum of the urging force of the urging member and the internal pressure of the fluid storage chamber. The 1st valve body and the 2nd valve body are opened. When the second valve body is opened, the internal pressure of the fluid storage chamber is reduced to the same level as the external pressure of the device. Therefore, in the state where the first valve body and the second valve body are open, the internal pressure of the gas flow path is lower than the urging force of the urging member, so that the first valve body and the second valve body are closed. .. That is, the blow-off pressure can be adjusted by setting the urging force of the urging member. Further, the differential pressure between the blowing start pressure and the blowing stop pressure can be adjusted by setting the internal pressure of the fluid storage chamber before operation. As a result, the blowing start pressure and the blowing stop pressure can be set individually. Further, since it can be controlled without using electric power, it can be operated even in the event of a power failure.
また、前記流体貯留室に接続して前記流体貯留室に前記流体を供給する流体供給路と、前記流体供給路を開放及び閉塞可能である閉止弁と、を備える。 Further, a fluid supply path connected to the fluid storage chamber to supply the fluid to the fluid storage chamber, and a shutoff valve capable of opening and closing the fluid supply path are provided.
この構成によれば、第2弁体を閉塞したまま流体貯留室に流体を補充することができる。すなわち、安全弁が一度作動し、第1弁体及び第2弁体が閉塞した後、安全弁が設けられる装置が運転中であっても、流体貯留室に流体を補充することができるので、装置が運転を継続したまま、安全弁を再使用することが可能である。 According to this configuration, the fluid storage chamber can be replenished with fluid while the second valve body is closed. That is, after the safety valve is activated once and the first valve body and the second valve body are closed, the fluid storage chamber can be replenished with fluid even when the device provided with the safety valve is in operation. It is possible to reuse the safety valve while continuing to operate.
また、前記第2弁体が閉塞している状態において、前記流体貯留室の内圧が所定の圧力以下である場合、前記閉止弁を開放して前記流体供給路を介して前記流体貯留室に流体を供給させる制御部を備える。 Further, when the internal pressure of the fluid storage chamber is equal to or lower than a predetermined pressure in the state where the second valve body is closed, the closing valve is opened and the fluid is supplied to the fluid storage chamber via the fluid supply path. It is provided with a control unit for supplying a fluid.
この構成によれば、流体貯留室の内圧をより好適に維持することができる。また、安全弁が一度作動した後、より好適に流体貯留室に流体を補充することができる。 According to this configuration, the internal pressure of the fluid storage chamber can be more preferably maintained. Further, after the safety valve is activated once, the fluid storage chamber can be more preferably replenished with fluid.
また、前記流体供給路は、前記ガス流路に接続し、前記ガス流路からガスを前記流体貯留室に貯留する流体として供給される。 Further, the fluid supply path is connected to the gas flow path and is supplied as a fluid for storing gas in the fluid storage chamber from the gas flow path.
この構成によれば、ガス流路を通過するガスを流体貯留室に貯留する流体として利用できる。 According to this configuration, the gas passing through the gas flow path can be used as a fluid to be stored in the fluid storage chamber.
また、前記装置の外部に連通し、前記第1弁体及び前記第2弁体が開放している状態において、前記ガス流路及び前記流体貯留室に連通する逃がし流路を備える。 Further, it is provided with a relief flow path that communicates with the outside of the device and communicates with the gas flow path and the fluid storage chamber in a state where the first valve body and the second valve body are open.
この構成によれば、ガス流路内のガスと、流体貯留室内の流体とが、共通の流路である逃がし流路を介して装置の外部に放出されるので、安全弁の簡略化に寄与できる。 According to this configuration, the gas in the gas flow path and the fluid in the fluid storage chamber are discharged to the outside of the device through the escape flow path which is a common flow path, which can contribute to the simplification of the safety valve. ..
本発明の超伝導加速器は、前記安全弁が設けられる。 The superconducting accelerator of the present invention is provided with the safety valve.
この構成によれば、第1弁体及び第2弁体が閉塞している状態においては、ガス流路の内圧が付勢部材の付勢力及び流体貯留室の内圧の和を超えることによって、第1弁体及び第2弁体が開放される。第2弁体が開放されると、流体貯留室の内圧は、超伝導加速器の外部の圧力と同等まで減少する。したがって、第1弁体及び第2弁体が開放している状態においては、ガス流路の内圧が付勢部材の付勢力を下回ることによって、第1弁体及び第2弁体が閉塞される。すなわち、吹き止まり圧力は、付勢部材の付勢力の設定によって調整可能である。また、吹き始め圧力と吹き止まり圧力との差圧は、作動前の流体貯留室の内圧の設定によって調整可能である。これにより、吹き始め圧力と吹き止まり圧力とを個別に設定できる。さらに、電気動力を用いずに制御可能であるので、停電時においても作動可能である。 According to this configuration, when the first valve body and the second valve body are closed, the internal pressure of the gas flow path exceeds the sum of the urging force of the urging member and the internal pressure of the fluid storage chamber. The 1st valve body and the 2nd valve body are opened. When the second valve body is opened, the internal pressure of the fluid storage chamber is reduced to the same level as the external pressure of the superconducting accelerator. Therefore, in the state where the first valve body and the second valve body are open, the internal pressure of the gas flow path is lower than the urging force of the urging member, so that the first valve body and the second valve body are closed. .. That is, the blow-off pressure can be adjusted by setting the urging force of the urging member. Further, the differential pressure between the blowing start pressure and the blowing stop pressure can be adjusted by setting the internal pressure of the fluid storage chamber before operation. As a result, the blowing start pressure and the blowing stop pressure can be set individually. Further, since it can be controlled without using electric power, it can be operated even in the event of a power failure.
以下に、本発明に係る安全弁及び超伝導加速器の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、実質的に同一のもの、あるいは均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。以下の実施形態では、本発明に係る安全弁及び超伝導加速器の実施形態の1つを例示する上で、必要となる構成要素を説明し、その他の構成要素を省略する。なお、以下の実施形態の説明において、同一構成には同一符号を付し、異なる構成には異なる符号を付すものとする。 Hereinafter, embodiments of the safety valve and the superconducting accelerator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, those that are substantially the same, or those that are in the same range. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate. Various omissions, replacements or changes of components may be made without departing from the gist of the following embodiments. In the following embodiments, necessary components will be described and other components will be omitted in exemplifying one of the embodiments of the safety valve and the superconducting accelerator according to the present invention. In the following description of the embodiment, the same configuration will be designated by the same reference numerals, and different configurations will be designated by different reference numerals.
[超伝導加速器の構成]
図1は、実施形態に係る安全弁が適用される超伝導加速器の一例を示す模式図である。実施形態において、超伝導加速器100は、真空容器110と、超伝導加速空洞120と、を備える。真空容器110は、超伝導加速空洞120を収容する。真空容器110は、真空装置により内部を略真空の状態に保ち、真空容器110外部の熱が超伝導加速空洞120に伝わるのを防ぐ。超伝導加速空洞120は、真空容器110の内部に配置されている。超伝導加速空洞120は、空洞本体130と、冷媒槽140とを備える。
[Structure of superconducting accelerator]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a superconducting accelerator to which the safety valve according to the embodiment is applied. In the embodiment, the
空洞本体130は、ニオブ(Nb)等の超伝導材料によって筒状に形成される。空洞本体130は、複数の大径部130bと、複数の小径部130cと、を含む。大径部130bの中心軸Aからの距離R1は、小径部130cの中心軸Aからの距離R2より大きい。空洞本体130は、大径部130bと小径部130cとが、中心軸A方向に交互に形成される。空洞本体130は、中心軸A方向の両端部に開口部である入口部130d及び出口部130eを含む。入口部130dは、外部からの荷電粒子が導かれる入口管150に接続する。入口部130dは、入口管150から導かれる荷電粒子を空洞本体130に導く。出口部130eは、外部へ荷電粒子を導く出口管160に接続する。出口部130eは、空洞本体130で加速された荷電粒子を出口管160に導く。出口部130eは、さらに、クライストロン等の高周波源が発生する高周波電力を空洞本体130の内部に導入するための導波管170に接続する。導波管170を介して外部から高周波電力が投入されると、空洞本体130の内表面に正電極と負電極とが生成され、荷電粒子を加速させる加速電界が発生する。
The
冷媒槽140は、空洞本体130の周囲に設けられる。冷媒槽140と空洞本体130とは、互いに接触する箇所が溶接等によって強固に接合される。冷媒槽140は、空洞本体130の外周面との間に形成される空間に冷媒を貯蔵する。冷媒は、例えば、液体ヘリウムである。冷媒槽140は、供給口140a及び排出口140bを含む。供給口140aは、冷媒を供給する供給管180に接続する。供給口140aは、供給管180を介して外部の冷媒タンクから供給される冷媒を、冷媒槽140に供給する。冷媒槽140に貯蔵された冷媒は、空洞本体130を極低温に冷却して超伝導状態に保つために用いられる。冷媒槽140に貯蔵された冷媒の一部は、空洞本体130で発生した熱を吸収することによってガス化する。冷媒が液体ヘリウムである場合、冷媒ガスは、ヘリウムガスである。排出口140bは、冷媒ガスを排出する排出管190に接続する。排出口140bは、排出管190を介して超伝導加速器100の外部に排出される。外部に排出された冷媒ガスは、圧縮器によって圧縮することで再び液化し、冷媒タンクへ戻される。
The
[安全弁の構成]
図2は、実施形態に係る安全弁の一例を示す模式図である。安全弁10は、装置内部の圧力を許容圧力Pa以下に戻す安全装置である。安全弁10は、実施形態において、超伝導加速器100において冷媒ガスが通過する冷媒配管に設けられることを想定する。冷媒配管は、実施形態において、図1に示す排出管190を含む。冷媒ガスは、例えば、ヘリウムガス等の不活性ガスである。図5に示すように、安全弁10は、筐体20に設けられる。安全弁10は、弁体30と、付勢部材40と、封止部材50と、ガス供給路60と、閉止弁62と、内圧計64と、を備える。
[Safety valve configuration]
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the safety valve according to the embodiment. The
筐体20は、冷媒配管等の装置内部と、装置外部と、にそれぞれ連通する。実施形態の安全弁10は、装置外部が、少なくとも装置の運転圧力P1より低い圧力である環境下であれば、作動可能である。装置の外部圧力P0は、例えば、大気圧である。筐体20は、内部に、ガス流路22と、逃がし流路24と、ガス貯留室26と、止め部28と、を含む。
The
ガス流路22は、実施形態において、冷媒ガスが通過する冷媒配管を含む。ガス流路22の上流は、装置内部に連通する。より具体的には、ガス流路22の上流は、実施形態において、図1に示す排出管190に連通する。ガス流路22の下流は、後述の第1弁体32が開放している状態において、逃がし流路24を介して装置外部に連通する。
In the embodiment, the
逃がし流路24は、筐体20の内部と装置外部とを接続する。逃がし流路24は、開口部24eにおいて装置外部に連通する。逃がし流路24は、後述の第1弁体32が開放している状態において、ガス流路22に連通する。逃がし流路24は、第1弁体32が開放している状態において、ガス流路22から装置外部に放出される冷媒ガスが通過する。逃がし流路24は、後述の第2弁体34が開放している状態において、ガス貯留室26に連通する。逃がし流路24は、第2弁体34が開放している状態において、ガス貯留室26から装置外部に放出されるガスが通過する。
The
ガス貯留室26は、ガスが貯留される。ガス貯留室26は、ガス供給路60と接続する。ガス貯留室26は、ガス供給路60からガスが供給される。ガス供給路60からガス貯留室26へのガスの供給は、ガス供給路60に設けられる閉止弁62によって停止可能である。ガス貯留室26に貯留するガスは、ガス流路22を通過する冷媒ガスと同一のガスでも異なるガスでも構わない。ガス貯留室26は、後述の第2弁体34が開放している状態において、逃がし流路24を介して装置外部に連通する。ガス貯留室26は、第2弁体34及び閉止弁62が閉塞している状態において、少なくとも装置の外部圧力P0より高い内圧Pc下でガスを密閉可能である。ガス貯留室26は、実施形態において、装置の運転圧力P1より高い内圧Pc下でガスを密閉可能である。
Gas is stored in the
止め部28は、第1弁体32及び第2弁体34の付勢部材40の付勢方向への移動を制限する。止め部28は、第1弁体32及び第2弁体34の少なくともいずれかを所定の位置において支える。止め部28は、実施形態において、ガス貯留室26と逃がし流路24との境界部に設けられる。止め部28は、実施形態において、筐体20の内壁から内側に向かって突出する突起である。止め部28は、後述の第2弁体34がガス貯留室26より逃がし流路24側に突出しないように、第2弁体34を支える。
The
弁体30は、実施形態において、ガス流路22内のガスの流通方向に移動可能である。弁体30は、第1弁体32と、第2弁体34と、連結部36と、を含む。
In the embodiment, the
第1弁体32は、ガス流路22と装置外部との間を開放及び閉塞可能である。第1弁体32は、実施形態において、ガス流路22と逃がし流路24との境界部に設けられる。第1弁体32は、実施形態において、連結部36を介して第2弁体34と連結する。第1弁体32は、第2弁体34と連動する。第1弁体32が閉塞している状態においては、ガス流路22を通過する冷媒ガスによる内圧Pbが第1弁体32を開放する方向に付勢する。第1弁体32は、ガス流路22の内圧Pbが許容圧力Paを超えることによって、逃がし流路24の方向に移動して、ガス流路22と逃がし流路24との間を開放する。第1弁体32が開放している状態においては、ガス流路22と逃がし流路24とが連通する。第1弁体32が開放している状態においては、ガス流路22内の冷媒ガスが、逃がし流路24を介して装置外部に放出される。
The
第2弁体34は、ガス貯留室26と装置外部との間を開放及び閉塞可能である。第2弁体34は、実施形態において、ガス貯留室26と逃がし流路24との境界部に設けられる。第2弁体34は、実施形態において、連結部36を介して第1弁体32と連結する。第2弁体34は、第1弁体32と連動する。第2弁体34は、実施形態において、付勢部材40の付勢力Fsによって、閉塞する方向に常時付勢される。第2弁体34が閉塞している状態においては、ガス貯留室26内に貯留するガスによる内圧Pcが第2弁体34を閉塞する方向に付勢する。第2弁体34は、止め部28によって、逃がし流路24側に突出しないように支えられる。第2弁体34は、止め部28との接触位置に封止部材50が設けられる。第2弁体34と止め部28との間は、封止部材50によって封止される。第2弁体34は、ガス流路22の内圧Pbが許容圧力Paを超えることによって、第1弁体32に連動してガス貯留室26の内側に移動し、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を開放する。第2弁体34が開放している状態においては、ガス貯留室26と逃がし流路24とが連通する。第2弁体34が開放している状態においては、ガス貯留室26内のガスが、逃がし流路24を介して装置外部に放出される。
The
連結部36は、第1弁体32と第2弁体34とを連結する。連結部36は、第1弁体32がガス流路22と逃がし流路24との間を開放すると同時に、第2弁体34がガス貯留室26と逃がし流路24との間を開放するように第1弁体32と第2弁体34とが連動するのであれば、どのように連結してもよい。
The connecting
付勢部材40は、第2弁体34がガス貯留室26と装置外部との間を閉塞する方向に第1弁体32又は第2弁体34を常時付勢する。付勢部材40は、実施形態において、ガス貯留室26の内壁と第2弁体34との間に設けられる圧縮ばねである。付勢部材40は、実施形態において、第2弁体34がガス貯留室26と逃がし流路24との間を閉塞する方向に第2弁体34を常時付勢する。
The urging
封止部材50は、実施形態において、第2弁体34に設けられる。封止部材50は、止め部28との接触位置に設けられる。第2弁体34が閉塞している状態においては、止め部28、第2弁体34及び封止部材50によって、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を封止する。実施形態の安全弁10を超伝導加速器100に適用する場合、封止部材50は、冷媒ガスの低温及び超伝導加速器100が発生させる放射線に耐久しうる材料である必要がある。超伝導加速器100に適用する安全弁10の封止部材50の材料としては、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)やニトリルブタジエンゴム(NBR)を用いることができる。
The sealing
ガス供給路60は、ガス貯留室26に接続する。ガス供給路60は、ガス貯留室26にガスを供給する。ガス供給路60には、ガス貯留室26へのガスの供給を制御する閉止弁62が設けられる。ガス供給路60は、ガス貯留室26にガスを引き込むための送風機を備えてもよい。
The
閉止弁62は、ガス供給路60に設けられる。閉止弁62は、ガス供給路60を通過するガスのガス貯留室26への供給を制御する。ガス供給路60を通過するガスは、閉止弁62が開放している状態において、ガス貯留室26へ供給される。ガス供給路60を通過するガスは、閉止弁62が閉塞している状態において、ガス貯留室26へ供給されない。ガス貯留室26は、第2弁体34及び閉止弁62が閉塞している状態において、密閉される。閉止弁62は、作業員による手作業で操作されてもよいし、安全弁10が設けられる装置の制御部又は外部制御装置によって制御されてもよい。閉止弁62は、第2弁体34が閉塞している状態において、ガス貯留室26の内圧Pcが所定の圧力以下である場合、開放されるように制御されてもよい。
The
内圧計64は、ガス貯留室26の内圧Pcを計測する。第2弁体34が開放してガス貯留室26の内圧Pcが低下した際、第2弁体34が閉塞した後に、例えば、作業員は、内圧計64の数値を確認しながら、閉止弁62を開放して、ガス貯留室26の内圧Pcが所定の圧力になるまでガスを供給する。
The
[安全弁の動作]
図3は、実施形態に係る安全弁において、内圧の時間変化の一例を示すグラフである。図4は、実施形態に係る安全弁の吹き始め直前を示す模式図である。図5は、実施形態に係る安全弁の作動状態を示す模式図である。図6は、実施形態に係る安全弁の吹き止まり直前を示す模式図である。図7は、実施形態に係る安全弁の吹き止まり直後を示す模式図である。図8は、実施形態に係る安全弁の再使用準備を示す模式図である。
[Operation of safety valve]
FIG. 3 is a graph showing an example of a time change of the internal pressure in the safety valve according to the embodiment. FIG. 4 is a schematic view showing immediately before the start of blowing of the safety valve according to the embodiment. FIG. 5 is a schematic view showing an operating state of the safety valve according to the embodiment. FIG. 6 is a schematic view showing immediately before the safety valve of the embodiment has stopped blowing. FIG. 7 is a schematic view showing immediately after the safety valve of the embodiment has stopped blowing. FIG. 8 is a schematic view showing preparations for reuse of the safety valve according to the embodiment.
図3は、冷媒配管内圧の時間変化を示す。以下の説明において、冷媒配管内圧は、ガス流路22の内圧Pbと同一であるものとする。安全弁10のガス貯留室26には、内圧Pcとなるように予めガスが貯留しているものとする。安全弁10が設けられる装置の運転開始前において、ガス流路22の内圧Pbは、装置の外部圧力P0と同一である。
FIG. 3 shows the time change of the internal pressure of the refrigerant pipe. In the following description, it is assumed that the internal pressure of the refrigerant pipe is the same as the internal pressure Pb of the
内圧Pbは、時刻t0において装置が運転を開始すると徐々に上昇し、時刻t1において運転圧力P1に達する。内圧Pbは、時刻t1から時刻t2の間、運転圧力P1で安定する。装置の内部の圧力が何らかの原因で上昇することによって、ガス流路22の内圧Pbも上昇する。内圧Pbは、実施形態において、時刻t2から上昇し始める。内圧Pbは、時刻t2から吹き始め圧力P2に達する時刻t3まで上昇する。
The internal pressure Pb gradually increases when the device starts operation at time t0, and reaches the operating pressure P1 at time t1. The internal pressure Pb stabilizes at the operating pressure P1 from time t1 to time t2. When the pressure inside the device rises for some reason, the internal pressure Pb of the
図4のステップST202に示すように、第1弁体32及び第2弁体34は、閉塞している状態である。ステップST202を含む時刻t0から時刻t3までの間、ガス流路22の内圧Pbと、ガス貯留室26の内圧Pcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Pb<Pc+Fsである。
As shown in step ST202 of FIG. 4, the
内圧Pbは、許容圧力Paを超え、時刻t3において吹き始め圧力P2に達する。時刻t3において、ガス流路22の内圧Pbと、ガス貯留室26の内圧Pcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Pb≧Pc+Fsである。内圧Pbが吹き始め圧力P2に達すると、図5のステップST204に示すように、第1弁体32及び第2弁体34は、開放する方向に移動する。
The internal pressure Pb exceeds the permissible pressure Pa and starts blowing at time t3 and reaches the pressure P2. At time t3, the internal pressure Pb of the
ガス流路22の内圧Pbは、ガス貯留室26の内圧Pc及び付勢部材40の付勢力Fsに抗して、第1弁体32を開放する。すなわち、第1弁体32は、ガス流路22の内圧Pbによって、逃がし流路24の方向に移動する。これにより、第1弁体32は、ガス流路22と逃がし流路24との間を開放する。第1弁体32が開放して、ガス流路22と逃がし流路24とが連通することによって、ガス流路22内の冷媒ガスが、逃がし流路24を介して装置外部に放出され始める。ステップST204を含む時刻t3からt4までの間、ガス流路22の内圧Pbは、上昇を止める。さらに、時刻t4を過ぎると、ガス流路22の内圧Pbは、徐々に下降する。
The internal pressure Pb of the
ガス流路22の内圧Pbは、ガス貯留室26の内圧Pc及び付勢部材40の付勢力Fsに抗して、第2弁体34を開放する。すなわち、第2弁体34は、ガス流路22の内圧Pbによって逃がし流路24の方向に移動する第1弁体32に連動して、ガス貯留室26の内側に移動する。これにより、第2弁体34は、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を開放する。第2弁体34が開放して、ガス貯留室26と逃がし流路24とが連通することによって、ガス貯留室26内のガスは、逃がし流路24を介して装置外部に放出され始める。
The internal pressure Pb of the
図6のステップST206に示すように、ガス貯留室26へ新たなガスが供給されないので、第2弁体34が開放している状態においては、ガス貯留室26の内圧Pcは、装置の外部圧力P0と同等まで減少する。ガス流路22の内圧Pbが十分に減少すると、第1弁体32及び第2弁体34は、付勢部材40の付勢力Fsによって、閉塞する方向に移動を開始する。
As shown in step ST206 of FIG. 6, since new gas is not supplied to the
内圧Pbは、時刻t5において吹き止まり圧力P3に達する。吹き止まり圧力P3は、実施形態において、運転圧力P1と同一である。ステップST204及び後述のステップST206を含む時刻t3から時刻t5までの間、ガス流路22の内圧Pbと、ガス貯留室26の内圧Pcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Pb=Pc+Fsである。時刻t5において、ガス流路22の内圧Pbと、ガス貯留室26の内圧Pcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Pb≦Pc+Fsである。上述したように、ガス貯留室26の内圧Pcが装置の外部圧力P0と同等まで減少している場合、時刻t5において、Pb≦Fsである。内圧Pbが吹き止まり圧力P3に達すると、図7のステップST208に示すように、第1弁体32及び第2弁体34は、閉塞する。
The internal pressure Pb reaches the stop pressure P3 at time t5. The blow-off pressure P3 is the same as the operating pressure P1 in the embodiment. During the period from time t3 to time t5 including step ST204 and step ST206 described later, the internal pressure Pb of the
第1弁体32は、開放した後、ガス流路22の内圧Pbが吹き止まり圧力P3を下回ると、付勢部材40の付勢力Fsによって、逃がし流路24から退出する方向に移動する。これにより、第1弁体32は、ガス流路22と逃がし流路24との間を閉塞する。第1弁体32が閉塞して、ガス流路22と逃がし流路24との間が閉塞することによって、ガス流路22内の冷媒ガスの装置外部への放出が停止する。
After the
第2弁体34は、開放した後、ガス流路22の内圧Pbが吹き止まり圧力P3を下回ると、付勢部材40の付勢力Fsによって、逃がし流路24の方向に移動する。これにより、第2弁体34は、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を閉塞する。第2弁体34が閉塞して、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を閉塞することによって、ガス貯留室26は、再び密閉される。
After the
時刻t5において第1弁体32及び第2弁体34が再び閉塞した後、ガス流路22の内圧Pbが運転圧力P1で安定していることが確認できた場合、作業員は、図8のステップST210に示すように、閉止弁62を開放する。閉止弁62を開放することによって、ガス供給路60を介してガス貯留室26にガスが供給される。作業員は、内圧計64の数値を確認しながら、ガス貯留室26の内圧Pcが所定の圧力になるまでガスを供給する。
After the
このように、安全弁10において、第2弁体34が開放すると、ガス貯留室26の内圧Pcが装置の外部圧力P0と同等まで減少するため、第1弁体32及び第2弁体34は、付勢部材40の付勢力Fsに対するガス流路22の内圧Pbの値に応じて閉塞する。すなわち、付勢部材40の付勢力Fsは、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞する吹き止まり圧力P3に基づいて設定される。
In this way, when the
また、安全弁10において、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞している状態において、第1弁体32及び第2弁体34は、付勢部材40の付勢力Fs及びガス貯留室26の内圧Pcの和に対するガス流路22の内圧Pbの値に応じて開放する。すなわち、安全弁10が作動する前におけるガス貯留室26の内圧Pcは、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3との差圧に基づいて設定される。
Further, in the
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容によって実施形態が限定されるものではない。例えば、実施形態の安全弁10において、ガス流路22及びガス貯留室26は、共通の流路である逃がし流路24を介して装置外部に連通するが、別々の流路を介して装置外部に連通してもよい。安全弁10は、弁体30が閉塞位置から開放位置に移動する際に、ガス流路22内の冷媒ガスが装置外部へ放出し、ガス貯留室26内のガスが装置外部へ放出するのであれば、どのように構成してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are not limited by the contents of the embodiments. For example, in the
異なる流路を開放することによって、ガス流路22の内圧Pb及びガス貯留室26の内圧Pcを開放する場合、ガス貯留室26は、液体貯留室でもよい。この場合、ガス供給路60の代わりに流体供給路が液体貯留室に接続される。すなわち、ガス貯留室26は、ガス及び液体を含む流体貯留室でもよい。
When the internal pressure Pb of the
ガス供給路60は、ガス流路22と接続し、ガス流路22から冷媒ガスを供給されてもよい。すなわち、ガス貯留室26は、ガス供給路60を介してガス流路22内の冷媒ガスを供給されてもよい。
The
付勢部材40は、第2弁体34がガス貯留室26と装置外部との間を閉塞する方向に第1弁体32又は第2弁体34を常時付勢するものであればどのようなものでもよい。付勢部材40は、実施形態において、ガス貯留室26の内壁と第2弁体34との間に設けられる圧縮ばねであるが、例えば、錘又は磁石等を含んでもよい。
Whatever the urging
以上説明したように、実施形態の安全弁10は、流体貯留室(ガス貯留室26)と、第1弁体32と、第2弁体34と、付勢部材40と、を備える。流体貯留室は、装置の外部に連通する。流体貯留室は、少なくとも装置の外部の圧力より高い内圧Pc下で流体を密閉可能である。第1弁体32は、装置の内部に連通するガス流路22と装置の外部との間を開放及び閉塞可能である。第2弁体34は、第1弁体32と連動し、かつ流体貯留室と装置の外部との間を開放及び閉塞可能である。付勢部材40は、第2弁体34が流体貯留室と装置の外部との間を閉塞する方向に第1弁体32又は第2弁体34を付勢する。安全弁10は、ガス流路22の内圧Pbが流体貯留室の内圧Pc及び付勢部材40の付勢力Fsに抗して第1弁体32を開放すると、第2弁体34が開放される。
As described above, the
これにより、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞している状態においては、ガス流路22の内圧Pbが付勢部材40の付勢力Fs及び流体貯留室(ガス貯留室26)の内圧Pcの和を超えることによって、第1弁体32及び第2弁体34が開放される。第2弁体34が開放されると、流体貯留室の内圧Pcは、装置の外部の圧力と同等まで減少する。したがって、第1弁体32及び第2弁体34が開放している状態においては、ガス流路22の内圧Pbが付勢部材40の付勢力Fsを下回ることによって、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞される。すなわち、吹き止まり圧力P3は、付勢部材40の付勢力Fsの設定によって調整可能である。また、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3との差圧は、作動前の流体貯留室の内圧Pcの設定によって調整可能である。これにより、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3とを個別に設定できる。さらに、電気動力を用いずに制御可能であるので、停電時においても作動可能である。
As a result, when the
また、実施形態の安全弁10は、流体供給路(ガス供給路60)と、閉止弁62と、を備える。流体供給路は、流体貯留室(ガス貯留室26)に接続して流体貯留室に流体(ガス)を供給する。閉止弁62は、流体供給路を開放及び閉塞可能である。これにより、第2弁体34を閉塞したまま流体貯留室に流体を補充することができる。すなわち、安全弁10が一度作動し、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞した後、安全弁10が設けられる装置が運転中であっても、流体貯留室に流体を補充することができるので、装置が運転を継続したまま、安全弁10を再使用することが可能である。
Further, the
また、実施形態の安全弁10は、制御部を備えてもよい。制御部は、第2弁体34が閉塞している状態において、流体貯留室(ガス貯留室26)の内圧Pcが所定の圧力以下である場合、閉止弁62を開放して流体供給路(ガス供給路60)を介して流体貯留室に流体(ガス)を供給させる。これにより、流体貯留室の内圧Pcをより好適に維持することができる。また、安全弁10が一度作動した後、より好適に流体貯留室に流体を補充することができる。
Further, the
また、実施形態の安全弁10において、流体供給路(ガス供給路60)は、ガス流路22に接続する。流体供給路は、ガス流路22からガス(冷媒ガス)を流体貯留室(ガス貯留室26)に貯留する流体(ガス)として供給されるこれにより、ガス流路22を通過するガスを流体貯留室に貯留する流体として利用できる。
Further, in the
また、実施形態の安全弁10は、逃がし流路24を備える。逃がし流路24は、装置の外部に連通する。逃がし流路24は、第1弁体32及び第2弁体34が開放している状態において、ガス流路22及び流体貯留室(ガス貯留室26)に連通する、これにより、ガス流路22内のガス(冷媒ガス)と、流体貯留室内の流体とが、共通の流路である逃がし流路24を介して装置の外部に放出されるので、安全弁10の簡略化に寄与できる。
Further, the
また、実施形態において、超伝導加速器100は、安全弁10が設けられる。これにより、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞している状態においては、ガス流路22の内圧Pbが付勢部材40の付勢力Fs及び流体貯留室(ガス貯留室26)の内圧Pcの和を超えることによって、第1弁体32及び第2弁体34が開放される。第2弁体34が開放されると、流体貯留室の内圧Pcは、超伝導加速器100の外部の圧力と同等まで減少する。したがって、第1弁体32及び第2弁体34が開放している状態においては、ガス流路22の内圧Pbが付勢部材40の付勢力Fsを下回ることによって、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞される。すなわち、吹き止まり圧力P3は、付勢部材40の付勢力Fsの設定によって調整可能である。また、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3との差圧は、作動前の流体貯留室の内圧Pcの設定によって調整可能である。これにより、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3とを個別に設定できる。さらに、電気動力を用いずに制御可能であるので、停電時においても作動可能である。
Further, in the embodiment, the
超伝導加速器等の高圧ガス設備は、本発明の安全弁に加えて電磁式の安全弁を設けてもよい。例えば、通電時には電磁式の安全弁を使用し、停電時のみ本発明の安全弁を使用してもよい。この場合、ガス貯留室26(流体貯留室)のガス(流体)の放出を抑制することができる。これにより、ガス(流体)の消費及び再供給を抑制することができる。 High-pressure gas equipment such as a superconducting accelerator may be provided with an electromagnetic safety valve in addition to the safety valve of the present invention. For example, an electromagnetic safety valve may be used when energized, and the safety valve of the present invention may be used only during a power failure. In this case, the release of gas (fluid) in the gas storage chamber 26 (fluid storage chamber) can be suppressed. As a result, gas (fluid) consumption and resupply can be suppressed.
超伝導加速器等の高圧ガス設備は、本発明の安全弁に加えて破裂板を設けてもよい。破裂板は、例えばステンレスの板材を含む。破裂板は、装置の内圧が所定の圧力を超えた場合、破けることによって装置の内圧を装置外部の圧力まで下げる。破裂板が作動する圧力を安全弁の許容圧力よりも大きく設定することにより、装置内部の急激な圧力上昇によって、安全弁が作動しても装置内部の圧力が上昇を続ける場合であっても、装置の破損を抑制することができる。 High-pressure gas equipment such as a superconducting accelerator may be provided with a rupture disc in addition to the safety valve of the present invention. The ruptured plate includes, for example, a stainless steel plate material. When the internal pressure of the device exceeds a predetermined pressure, the rupture plate tears the internal pressure of the device to the pressure outside the device. By setting the pressure at which the rupture disc operates to be greater than the permissible pressure of the safety valve, the pressure inside the device will rise sharply, even if the pressure inside the device continues to rise even if the safety valve operates. Damage can be suppressed.
10 安全弁
20 筐体
22 ガス流路
24 逃がし流路
24e 開口部
26 ガス貯留室(流体貯留室)
28 止め部
30 弁体
32 第1弁体
34 第2弁体
36 連結部
40 付勢部材
50 封止部材
60 ガス供給路
62 閉止弁
64 内圧計
100 超伝導加速器
110 真空容器
120 超伝導加速空洞
130 空洞本体
130b 大径部
130c 小径部
130d 入口部
130e 出口部
140 冷媒槽
140a 供給口
140b 排出口
150 入口管
160 出口管
170 導波管
180 供給管
190 排出管
A 中心軸
R1、R2 距離
P0 外部圧力
P1 運転圧力
P2 吹き始め圧力
P3 吹き止まり圧力
Pa 許容圧力
Pb、Pc 内圧
Fs 付勢力
10
28 Stopping
本発明の安全弁は、装置の外部に連通し、かつ少なくとも前記装置の外部の圧力より高い内圧下で流体を密閉可能である流体貯留室と、前記装置の内部に連通するガス流路と前記装置の外部との間を開放及び閉塞可能である第1弁体と、前記第1弁体と連動し、かつ前記流体貯留室と前記装置の外部との間を開放及び閉塞可能である第2弁体と、前記第2弁体が前記流体貯留室と前記装置の外部との間を閉塞する方向に前記第1弁体又は前記第2弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記ガス流路の内圧によって前記第1弁体に作用する力が、前記流体貯留室の内圧によって前記第2弁体に作用する力及び前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1弁体を開放すると、前記第2弁体が開放される。 The safety valve of the present invention includes a fluid storage chamber that communicates with the outside of the device and can seal a fluid under an internal pressure higher than the pressure outside the device, a gas flow path that communicates with the inside of the device, and the device. A first valve body that can be opened and closed between the outside of the device and a second valve that is interlocked with the first valve body and can be opened and closed between the fluid storage chamber and the outside of the device. A body and an urging member for urging the first valve body or the second valve body in a direction in which the second valve body closes between the fluid storage chamber and the outside of the device, and said force, the first valve body against the urging force of the force and the biasing member acting on said second valve member by the internal pressure of the fluid storage chamber that acts on the first valve body by the internal pressure of the gas flow path When is opened, the second valve body is opened.
第1弁体32は、ガス流路22と装置外部との間を開放及び閉塞可能である。第1弁体32は、実施形態において、ガス流路22と逃がし流路24との境界部に設けられる。第1弁体32は、実施形態において、連結部36を介して第2弁体34と連結する。第1弁体32は、第2弁体34と連動する。第1弁体32が閉塞している状態においては、ガス流路22を通過する冷媒ガスによる内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbが第1弁体32を開放する方向に付勢する。第1弁体32は、ガス流路22の内圧Pbが許容圧力Paを超えることによって、逃がし流路24の方向に移動して、ガス流路22と逃がし流路24との間を開放する。第1弁体32が開放している状態においては、ガス流路22と逃がし流路24とが連通する。第1弁体32が開放している状態においては、ガス流路22内の冷媒ガスが、逃がし流路24を介して装置外部に放出される。
The
第2弁体34は、ガス貯留室26と装置外部との間を開放及び閉塞可能である。第2弁体34は、実施形態において、ガス貯留室26と逃がし流路24との境界部に設けられる。第2弁体34は、実施形態において、連結部36を介して第1弁体32と連結する。第2弁体34は、第1弁体32と連動する。第2弁体34は、実施形態において、付勢部材40の付勢力Fsによって、閉塞する方向に常時付勢される。第2弁体34が閉塞している状態においては、ガス貯留室26内に貯留するガスによる内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcが第2弁体34を閉塞する方向に付勢する。第2弁体34は、止め部28によって、逃がし流路24側に突出しないように支えられる。第2弁体34は、止め部28との接触位置に封止部材50が設けられる。第2弁体34と止め部28との間は、封止部材50によって封止される。第2弁体34は、ガス流路22の内圧Pbが許容圧力Paを超えることによって、第1弁体32に連動してガス貯留室26の内側に移動し、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を開放する。第2弁体34が開放している状態においては、ガス貯留室26と逃がし流路24とが連通する。第2弁体34が開放している状態においては、ガス貯留室26内のガスが、逃がし流路24を介して装置外部に放出される。
The
図4のステップST202に示すように、第1弁体32及び第2弁体34は、閉塞している状態である。ステップST202を含む時刻t0から時刻t3までの間、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbと、ガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Fb<Fc+Fsである。
As shown in step ST202 of FIG. 4, the
内圧Pbは、許容圧力Paを超え、時刻t3において吹き始め圧力P2に達する。時刻t3において、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbと、ガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Fb≧Fc+Fsである。内圧Pbが吹き始め圧力P2に達すると、図5のステップST204に示すように、第1弁体32及び第2弁体34は、開放する方向に移動する。
The internal pressure Pb exceeds the permissible pressure Pa and starts blowing at time t3 and reaches the pressure P2. At time t3, the force Fb acting on the
ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbは、ガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fc及び付勢部材40の付勢力Fsに抗して、第1弁体32を開放する。すなわち、第1弁体32は、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbによって、逃がし流路24の方向に移動する。これにより、第1弁体32は、ガス流路22と逃がし流路24との間を開放する。第1弁体32が開放して、ガス流路22と逃がし流路24とが連通することによって、ガス流路22内の冷媒ガスが、逃がし流路24を介して装置外部に放出され始める。ステップST204を含む時刻t3からt4までの間、ガス流路22の内圧Pbは、上昇を止める。さらに、時刻t4を過ぎると、ガス流路22の内圧Pbは、徐々に下降する。
The force Fb acting on the
ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbは、ガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fc及び付勢部材40の付勢力Fsに抗して、第2弁体34を開放する。すなわち、第2弁体34は、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbによって逃がし流路24の方向に移動する第1弁体32に連動して、ガス貯留室26の内側に移動する。これにより、第2弁体34は、ガス貯留室26と逃がし流路24との間を開放する。第2弁体34が開放して、ガス貯留室26と逃がし流路24とが連通することによって、ガス貯留室26内のガスは、逃がし流路24を介して装置外部に放出され始める。
The force Fb acting on the
内圧Pbは、時刻t5において吹き止まり圧力P3に達する。吹き止まり圧力P3は、実施形態において、運転圧力P1と同一である。ステップST204及び後述のステップST206を含む時刻t3から時刻t5までの間、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbと、ガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Fb=Fc+Fsである。時刻t5において、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbと、ガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcと、付勢部材40の付勢力Fsとは、Fb≦Fc+Fsである。上述したように、ガス貯留室26の内圧Pcが装置の外部圧力P0と同等まで減少している場合、時刻t5において、Fb≦Fsである。内圧Pbが吹き止まり圧力P3に達すると、図7のステップST208に示すように、第1弁体32及び第2弁体34は、閉塞する。
The internal pressure Pb reaches the stop pressure P3 at time t5. The blow-off pressure P3 is the same as the operating pressure P1 in the embodiment. From time t3 to time t5 including step ST204 and step ST206 described later, the force Fb acting on the
このように、安全弁10において、第2弁体34が開放すると、ガス貯留室26の内圧Pcが装置の外部圧力P0と同等まで減少するため、第1弁体32及び第2弁体34は、付勢部材40の付勢力Fsに対するガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbの値に応じて閉塞する。すなわち、付勢部材40の付勢力Fsは、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞する吹き止まり圧力P3に基づいて設定される。
In this way, when the
また、安全弁10において、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞している状態において、第1弁体32及び第2弁体34は、付勢部材40の付勢力Fs及びガス貯留室26の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcの和に対するガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbの値に応じて開放する。すなわち、安全弁10が作動する前におけるガス貯留室26の内圧Pcは、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3との差圧に基づいて設定される。
Further, in the
以上説明したように、実施形態の安全弁10は、流体貯留室(ガス貯留室26)と、第1弁体32と、第2弁体34と、付勢部材40と、を備える。流体貯留室は、装置の外部に連通する。流体貯留室は、少なくとも装置の外部の圧力より高い内圧Pc下で流体を密閉可能である。第1弁体32は、装置の内部に連通するガス流路22と装置の外部との間を開放及び閉塞可能である。第2弁体34は、第1弁体32と連動し、かつ流体貯留室と装置の外部との間を開放及び閉塞可能である。付勢部材40は、第2弁体34が流体貯留室と装置の外部との間を閉塞する方向に第1弁体32又は第2弁体34を付勢する。安全弁10は、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbが流体貯留室の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fc及び付勢部材40の付勢力Fsに抗して第1弁体32を開放すると、第2弁体34が開放される。
As described above, the
これにより、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞している状態においては、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbが付勢部材40の付勢力Fs及び流体貯留室(ガス貯留室26)の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcの和を超えることによって、第1弁体32及び第2弁体34が開放される。第2弁体34が開放されると、流体貯留室の内圧Pcは、装置の外部の圧力と同等まで減少する。したがって、第1弁体32及び第2弁体34が開放している状態においては、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbが付勢部材40の付勢力Fsを下回ることによって、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞される。すなわち、吹き止まり圧力P3は、付勢部材40の付勢力Fsの設定によって調整可能である。また、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3との差圧は、作動前の流体貯留室の内圧Pcの設定によって調整可能である。これにより、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3とを個別に設定できる。さらに、電気動力を用いずに制御可能であるので、停電時においても作動可能である。
As a result, when the
また、実施形態において、超伝導加速器100は、安全弁10が設けられる。これにより、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞している状態においては、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbが付勢部材40の付勢力Fs及び流体貯留室(ガス貯留室26)の内圧Pcによって第2弁体34に作用する力Fcの和を超えることによって、第1弁体32及び第2弁体34が開放される。第2弁体34が開放されると、流体貯留室の内圧Pcは、超伝導加速器100の外部の圧力と同等まで減少する。したがって、第1弁体32及び第2弁体34が開放している状態においては、ガス流路22の内圧Pbによって第1弁体32に作用する力Fbが付勢部材40の付勢力Fsを下回ることによって、第1弁体32及び第2弁体34が閉塞される。すなわち、吹き止まり圧力P3は、付勢部材40の付勢力Fsの設定によって調整可能である。また、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3との差圧は、作動前の流体貯留室の内圧Pcの設定によって調整可能である。これにより、吹き始め圧力P2と吹き止まり圧力P3とを個別に設定できる。さらに、電気動力を用いずに制御可能であるので、停電時においても作動可能である。
Further, in the embodiment, the
Claims (6)
前記装置の内部に連通するガス流路と前記装置の外部との間を開放及び閉塞可能である第1弁体と、
前記第1弁体と連動し、かつ前記流体貯留室と前記装置の外部との間を開放及び閉塞可能である第2弁体と、
前記第2弁体が前記流体貯留室と前記装置の外部との間を閉塞する方向に前記第1弁体又は前記第2弁体を付勢する付勢部材と、
を備え、
前記ガス流路の内圧が前記流体貯留室の内圧及び前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1弁体を開放すると、前記第2弁体が開放される、安全弁。 A fluid storage chamber that communicates with the outside of the device and can seal the fluid under an internal pressure that is at least higher than the pressure outside the device.
A first valve body that can open and close between the gas flow path communicating with the inside of the device and the outside of the device,
A second valve body that is interlocked with the first valve body and can open and close between the fluid storage chamber and the outside of the device.
An urging member that urges the first valve body or the second valve body in a direction in which the second valve body closes between the fluid storage chamber and the outside of the device.
With
A safety valve in which the second valve body is opened when the internal pressure of the gas flow path opens the first valve body against the internal pressure of the fluid storage chamber and the urging force of the urging member.
前記流体供給路を開放及び閉塞可能である閉止弁と、
を備える、請求項1に記載の安全弁。 A fluid supply path connected to the fluid storage chamber to supply the fluid to the fluid storage chamber,
A shutoff valve that can open and close the fluid supply path,
The safety valve according to claim 1.
請求項2に記載の安全弁。 When the internal pressure of the fluid storage chamber is equal to or lower than a predetermined pressure in the state where the second valve body is closed, the closing valve is opened to supply the fluid to the fluid storage chamber via the fluid supply path. Equipped with a control unit
The safety valve according to claim 2.
請求項2又は3に記載の安全弁。 The fluid supply path is connected to the gas flow path and is supplied from the gas flow path as a fluid for storing gas in the fluid storage chamber.
The safety valve according to claim 2 or 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の安全弁。 A relief flow path that communicates with the outside of the device and communicates with the gas flow path and the fluid storage chamber in a state where the first valve body and the second valve body are open is provided.
The safety valve according to any one of claims 1 to 4.
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