JP2869233B2 - 往復弁装置とその利用装置 - Google Patents
往復弁装置とその利用装置Info
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- JP2869233B2 JP2869233B2 JP3324034A JP32403491A JP2869233B2 JP 2869233 B2 JP2869233 B2 JP 2869233B2 JP 3324034 A JP3324034 A JP 3324034A JP 32403491 A JP32403491 A JP 32403491A JP 2869233 B2 JP2869233 B2 JP 2869233B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/14—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant
- F25B2400/141—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant the extracted power is not recycled back in the refrigerant circuit
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- Multiple-Way Valves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、往復動作する弁（こ
の発明において往復弁という）装置と、この往復弁を利
用することにより所要の流体を各室に移動して流体の入
替動作を行う流体入替装置に関するものである。
の発明において往復弁という）装置と、この往復弁を利
用することにより所要の流体を各室に移動して流体の入
替動作を行う流体入替装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の流体入替装置として、図６のよ
うに、所要の流体４００を第１室１００から第２室２０
０へ移動して入替操作した後、さらに、第２室２００か
ら第３室３００へ移動して入替操作するために、各室１
００・２００・３００に対する各通路の交差箇所に、往
復弁装置５００を設けた流体入替装置１０００があり、
第３室３００を流体の廃棄室として構成するものと、図
に点線で示すように、流体４００を第３室３００から圧
縮機６００を介して第１室１００に戻すように入替操作
することにり、流体４００を循環させる構成ものとがあ
る。
うに、所要の流体４００を第１室１００から第２室２０
０へ移動して入替操作した後、さらに、第２室２００か
ら第３室３００へ移動して入替操作するために、各室１
００・２００・３００に対する各通路の交差箇所に、往
復弁装置５００を設けた流体入替装置１０００があり、
第３室３００を流体の廃棄室として構成するものと、図
に点線で示すように、流体４００を第３室３００から圧
縮機６００を介して第１室１００に戻すように入替操作
することにり、流体４００を循環させる構成ものとがあ
る。
【０００３】後者の流体入替装置１０００の具体例とし
て、図７のように、流体としてヘリウムガス４００Ａを
用い、圧縮機６００の排出路、つまり、排気路１００Ａ
を第１室、膨張冷却室２００Ａを第２室、圧縮機６００
の吸入路、つまり、吸気路３００Ａを第３室として構成
することにより、膨張冷却室２００Ａにおけるヘリウム
ガス４００Ａの膨張冷却によって冷凍動作を行うように
した極低温冷凍装置１０００Ａがある。
て、図７のように、流体としてヘリウムガス４００Ａを
用い、圧縮機６００の排出路、つまり、排気路１００Ａ
を第１室、膨張冷却室２００Ａを第２室、圧縮機６００
の吸入路、つまり、吸気路３００Ａを第３室として構成
することにより、膨張冷却室２００Ａにおけるヘリウム
ガス４００Ａの膨張冷却によって冷凍動作を行うように
した極低温冷凍装置１０００Ａがある。
【０００４】極低温冷凍装置１０００Ａにおける冷凍動
作は、圧縮機６００で加圧したヘリウムガス４００Ａの
所要量を、往復弁装置５００の一方の往復弁５０１を介
して、膨張冷却室２００Ａに移動するように入替動作
し、膨張冷却室２００Ａと吸気路３００Ａとの圧力差に
よってヘリウムガス４００Ａが膨張することにより所要
の冷却を行わせた後、膨張冷却室２００Ａの縮室動作に
よって排出される膨張減圧したヘリウムガス４００Ａ
を、往復弁装置５００の他方の往復弁５０２を介して、
圧縮機６００の吸入路３００Ａに戻すように循環させる
ものである。
作は、圧縮機６００で加圧したヘリウムガス４００Ａの
所要量を、往復弁装置５００の一方の往復弁５０１を介
して、膨張冷却室２００Ａに移動するように入替動作
し、膨張冷却室２００Ａと吸気路３００Ａとの圧力差に
よってヘリウムガス４００Ａが膨張することにより所要
の冷却を行わせた後、膨張冷却室２００Ａの縮室動作に
よって排出される膨張減圧したヘリウムガス４００Ａ
を、往復弁装置５００の他方の往復弁５０２を介して、
圧縮機６００の吸入路３００Ａに戻すように循環させる
ものである。
【０００５】こうした構成の極低温冷凍装置１００Ａと
しては、クライオポンプ型の冷凍装置があり、往復弁装
置５００として、図８のように、交互に開閉動作する２
つの往復弁５０１・５０２を設け、膨張冷却室２００Ａ
に対するヘリウムガス２００Ａの吸気・排気からみる
と、一方の往復弁５０１を吸気用、他方の往復弁５０２
を排気用として構成したもの（以下、第１従来技術とい
う）が特開昭６３−２１４５１などにより開示されてい
る。
しては、クライオポンプ型の冷凍装置があり、往復弁装
置５００として、図８のように、交互に開閉動作する２
つの往復弁５０１・５０２を設け、膨張冷却室２００Ａ
に対するヘリウムガス２００Ａの吸気・排気からみる
と、一方の往復弁５０１を吸気用、他方の往復弁５０２
を排気用として構成したもの（以下、第１従来技術とい
う）が特開昭６３−２１４５１などにより開示されてい
る。
【０００６】また、同様のクライオポンプ型の冷凍装置
において、１つの往復弁により膨張冷却室２００Ａに対
するヘリウムガス２００Ａの吸気・排気を行わせる構成
のもの（以下、第２従来技術という）が特開昭６０−２
１３７７７などにより開示されている。
において、１つの往復弁により膨張冷却室２００Ａに対
するヘリウムガス２００Ａの吸気・排気を行わせる構成
のもの（以下、第２従来技術という）が特開昭６０−２
１３７７７などにより開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の第１従来技術の
ものでは、図８のように、太径部分ａの中間に通路を開
閉するための細径部分ｂを設けた棒状の弁体５０１Ａ・
５０２Ａを、それぞれ、筒状の弁室５０１Ｂ・５０２Ｂ
の開口側から往復動作させ、この往復動作を、それぞ
れ、クランクカム５０１Ｃ・５０２Ｃによって、交互に
往復動作させることにより、通路の開閉動作を行う構成
してあり、こうした弁体を用いる構成のものをスプール
バルブとも言っている。
ものでは、図８のように、太径部分ａの中間に通路を開
閉するための細径部分ｂを設けた棒状の弁体５０１Ａ・
５０２Ａを、それぞれ、筒状の弁室５０１Ｂ・５０２Ｂ
の開口側から往復動作させ、この往復動作を、それぞ
れ、クランクカム５０１Ｃ・５０２Ｃによって、交互に
往復動作させることにより、通路の開閉動作を行う構成
してあり、こうした弁体を用いる構成のものをスプール
バルブとも言っている。
【０００８】こうした構成のものでは、２つの往復弁に
よっているため、機械的に構成が複雑であり、また、吸
気・排気動作の調整において２つの弁体５０１Ａ・５０
２Ａのそれぞれを調整しなければならず、調整が複雑で
あるほか、弁体５０１Ａ・５０２Ａを、耐摩耗性をもた
せるなどの理由で、ポリイミド系樹脂またはセラミック
をモールド成形して形成するが、この成形の際に、弁体
の中間部分に複数の段付き部分があるため、細径部分ｂ
の箇所に掛かるモールド圧力が不均一になり内部応力や
材質の粗密部分が生ずるなどの理由で、成形時または焼
成時に、あるいは使用時に、「く」の字形に曲がってし
まい、成形後に研磨修正作業を要し、あるいは弁室に焼
き付いて故障し易いほか、底部ｅが真空状態になって弁
体５０１Ａ・５０２Ａの往復動作を妨害しないように、
弁体５０１Ａ・５０２Ａの中心を貫通する細い抜穴ｄを
設ける必要があり、この成形加工も困難で工費がかさむ
などの不都合がある。
よっているため、機械的に構成が複雑であり、また、吸
気・排気動作の調整において２つの弁体５０１Ａ・５０
２Ａのそれぞれを調整しなければならず、調整が複雑で
あるほか、弁体５０１Ａ・５０２Ａを、耐摩耗性をもた
せるなどの理由で、ポリイミド系樹脂またはセラミック
をモールド成形して形成するが、この成形の際に、弁体
の中間部分に複数の段付き部分があるため、細径部分ｂ
の箇所に掛かるモールド圧力が不均一になり内部応力や
材質の粗密部分が生ずるなどの理由で、成形時または焼
成時に、あるいは使用時に、「く」の字形に曲がってし
まい、成形後に研磨修正作業を要し、あるいは弁室に焼
き付いて故障し易いほか、底部ｅが真空状態になって弁
体５０１Ａ・５０２Ａの往復動作を妨害しないように、
弁体５０１Ａ・５０２Ａの中心を貫通する細い抜穴ｄを
設ける必要があり、この成形加工も困難で工費がかさむ
などの不都合がある。
【０００９】上記の第２従来技術のものでは、１つの往
復弁で済み、吸入・排出動作の調整は簡単にはなるが、
弁体の形状が第１従来技術と同様に、太径部分の中間に
細径部分を設けているので、上記の第１従来技術と同様
の不都合があるほか、弁体の中心に第１従来技術の場合
と同様に細い抜穴を設け、また、弁室には複雑な切換通
路を形成するために多数の細径部分と小さい横穴とを設
けた筒体を介在させなければならないなど、構成が複雑
高価になるという不都合がある。このため、こうした不
都合のない簡便安価な構成によるものの提供が望まれて
いるという課題がある。
復弁で済み、吸入・排出動作の調整は簡単にはなるが、
弁体の形状が第１従来技術と同様に、太径部分の中間に
細径部分を設けているので、上記の第１従来技術と同様
の不都合があるほか、弁体の中心に第１従来技術の場合
と同様に細い抜穴を設け、また、弁室には複雑な切換通
路を形成するために多数の細径部分と小さい横穴とを設
けた筒体を介在させなければならないなど、構成が複雑
高価になるという不都合がある。このため、こうした不
都合のない簡便安価な構成によるものの提供が望まれて
いるという課題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な太径部分と細径部分を設けた棒状の弁体を、筒状の弁
室の開口側から往復動作させて所要の通路を開閉する構
成をもつ往復弁装置であって、太径部分の開口側に対応
する部分のみを細径部分にして段付き部分を設けた棒状
に形成した弁体と、弁室の開口側の部分を通路とする通
路、つまり、開口側通路と、弁室の底側に位置付けた通
路、つまり、底側通路と、弁室の壁部の底側に位置付け
た通路、つまり、壁側第１通路と、弁室の壁部の開口側
に位置付けた通路、つまり、壁側第２通路と、上記の開
口側通路と壁側第２通路との間を、上記の段付き部分の
往復によって開閉し、また、上記の壁側第１通路と底側
通路との間を、上記の太径部分の端部の往復によって開
閉する通路開閉手段とを設けた往復弁装置とこれを利用
する流体入替装置とを提供することによって上記の課題
を解決し得るようにしたものである。
な太径部分と細径部分を設けた棒状の弁体を、筒状の弁
室の開口側から往復動作させて所要の通路を開閉する構
成をもつ往復弁装置であって、太径部分の開口側に対応
する部分のみを細径部分にして段付き部分を設けた棒状
に形成した弁体と、弁室の開口側の部分を通路とする通
路、つまり、開口側通路と、弁室の底側に位置付けた通
路、つまり、底側通路と、弁室の壁部の底側に位置付け
た通路、つまり、壁側第１通路と、弁室の壁部の開口側
に位置付けた通路、つまり、壁側第２通路と、上記の開
口側通路と壁側第２通路との間を、上記の段付き部分の
往復によって開閉し、また、上記の壁側第１通路と底側
通路との間を、上記の太径部分の端部の往復によって開
閉する通路開閉手段とを設けた往復弁装置とこれを利用
する流体入替装置とを提供することによって上記の課題
を解決し得るようにしたものである。
【００１１】
【作用】弁体の細径部分と弁室の壁側第２通路と弁室の
開口部分とで形成した一方の開閉通路が弁体の段付き部
分の往復で開閉し、弁室の壁側第１通路と弁室の底側通
路とで形成した他方の通路を弁体の太径部分の端部で往
復で開閉する。また、所要の流体を、上記の他方の通路
の開閉によって第１室から第２室へ、上記の一方の通路
によって第２室から第３室へ移動させて入れ替える。
開口部分とで形成した一方の開閉通路が弁体の段付き部
分の往復で開閉し、弁室の壁側第１通路と弁室の底側通
路とで形成した他方の通路を弁体の太径部分の端部で往
復で開閉する。また、所要の流体を、上記の他方の通路
の開閉によって第１室から第２室へ、上記の一方の通路
によって第２室から第３室へ移動させて入れ替える。
【００１２】
【実施例】以下、図により実施例を説明する。 〔第１実施例〕まず、第１実施例として、図１により基
本的構成の往復弁装置について説明する。図１の往復弁
装置２０において、弁室１は、筒状であって、一端側を
開口側１Ａとし、他端側を底側１Ｂとして、底側１Ｂに
底側通路である通路２Ａを設けるとともに、壁部１Ｃに
は、開口側１Ａに位置付けた壁側第１通路である通路２
Ｃと、底側１Ｂに位置付けた壁側第２通路である通路２
Ｂとを設けて形成してある。
本的構成の往復弁装置について説明する。図１の往復弁
装置２０において、弁室１は、筒状であって、一端側を
開口側１Ａとし、他端側を底側１Ｂとして、底側１Ｂに
底側通路である通路２Ａを設けるとともに、壁部１Ｃに
は、開口側１Ａに位置付けた壁側第１通路である通路２
Ｃと、底側１Ｂに位置付けた壁側第２通路である通路２
Ｂとを設けて形成してある。
【００１３】弁体３は、太径部分３Ａの開口側１Ａに対
応する部分のみを細径部分３Ｂとして段付き部分３Ｃを
設けた棒状に形成してある。また、開口側１Ａの部分は
開口側通路である通路２Ｄを兼ねている。
応する部分のみを細径部分３Ｂとして段付き部分３Ｃを
設けた棒状に形成してある。また、開口側１Ａの部分は
開口側通路である通路２Ｄを兼ねている。
【００１４】通路２Ｃから弁室１の底側１Ｂを経て通路
２Ａに通ずる通路を第１経路５Ａとし、通路２Ｂから弁
体３の細径部分３Ｂを経て通路２Ｄ、つまり、開口側１
Ａの部分に通ずる通路を第２経路５Ｂとする。
２Ａに通ずる通路を第１経路５Ａとし、通路２Ｂから弁
体３の細径部分３Ｂを経て通路２Ｄ、つまり、開口側１
Ａの部分に通ずる通路を第２経路５Ｂとする。
【００１５】弁体３が駆動源４によって、往復動作する
行程において、図２（Ａ）のように、弁体３の段付き部
分３Ｃが通路２Ｂを閉じ、太径部分３Ａの端部３Ｄが通
路２Ｃを開いた位置では、第１経路５Ａが導通状態にな
って、第２経路５Ｂは閉塞状態になる。
行程において、図２（Ａ）のように、弁体３の段付き部
分３Ｃが通路２Ｂを閉じ、太径部分３Ａの端部３Ｄが通
路２Ｃを開いた位置では、第１経路５Ａが導通状態にな
って、第２経路５Ｂは閉塞状態になる。
【００１６】弁体３の往復動作の行程が進み、図２
（Ｂ）のように、弁体３の太径部分３Ａの端部３Ｄが通
路２Ｃを閉じ、段付き部分３Ｃが通路２Ｂを開いた位置
では、第１経路５Ａが導通状態になって、第２経路５Ｂ
は閉塞状態になる。したがって、弁体３の往復動作によ
り第１経路５Ａと第２経路５Ｂとが交互に開閉されるこ
とになる。
（Ｂ）のように、弁体３の太径部分３Ａの端部３Ｄが通
路２Ｃを閉じ、段付き部分３Ｃが通路２Ｂを開いた位置
では、第１経路５Ａが導通状態になって、第２経路５Ｂ
は閉塞状態になる。したがって、弁体３の往復動作によ
り第１経路５Ａと第２経路５Ｂとが交互に開閉されるこ
とになる。
【００１７】〔第２実施例〕次に、図３により第１実施
例の往復弁装置を利用した流体入替装置として、極低温
冷凍装置について説明する。図３の極低温冷凍装置３０
において、図１における符号と同一の符号で示した部分
は上記の第１実施例で説明した機能を有する部分であ
る。
例の往復弁装置を利用した流体入替装置として、極低温
冷凍装置について説明する。図３の極低温冷凍装置３０
において、図１における符号と同一の符号で示した部分
は上記の第１実施例で説明した機能を有する部分であ
る。
【００１８】他の部分において、ばね６は抗縮型のばね
であり、弁体３の端部３Ｄと弁室１の底部との間に介在
しており、弁体３を押し戻すように作用する。クランク
カム７は、クランク７Ａによってカム面が往復動作し、
弁体３をばね６に抗しながら往復行程させる。
であり、弁体３の端部３Ｄと弁室１の底部との間に介在
しており、弁体３を押し戻すように作用する。クランク
カム７は、クランク７Ａによってカム面が往復動作し、
弁体３をばね６に抗しながら往復行程させる。
【００１９】クランクカム７は、電動機８により後記の
膨張冷却機１０における所定の吸気・排気動作に対応し
て弁体３を往復動作するように回転する。圧縮機１１で
加圧されたヘリウムガス１２は、圧縮機１１の排気側と
これに続く往路管１１Ａを第１室として通路２Ｃに接続
してある。膨張冷却機１０の膨張冷却室１０Ａは第２室
として通路２Ａと通路２Ｃとに接続してある。
膨張冷却機１０における所定の吸気・排気動作に対応し
て弁体３を往復動作するように回転する。圧縮機１１で
加圧されたヘリウムガス１２は、圧縮機１１の排気側と
これに続く往路管１１Ａを第１室として通路２Ｃに接続
してある。膨張冷却機１０の膨張冷却室１０Ａは第２室
として通路２Ａと通路２Ｃとに接続してある。
【００２０】膨張冷却機１０は、上記の従来技術の項で
述べたクライオポンプ型の構成のものであり、膨張冷却
室１０Ａに加圧されたヘリウムガス１２を通路２Ａから
吸気して膨張させた後、膨張により減圧されたヘリウム
ガス１２を通路２Ｃから排気するように仕組まれてい
る。
述べたクライオポンプ型の構成のものであり、膨張冷却
室１０Ａに加圧されたヘリウムガス１２を通路２Ａから
吸気して膨張させた後、膨張により減圧されたヘリウム
ガス１２を通路２Ｃから排気するように仕組まれてい
る。
【００２１】したがって、第１室からの流体、つまり、
加圧されたヘリウムガス１２を、通路２Ｂ・通路２Ａに
よる第１経路５Ａ（図示せず）を経て移動することによ
り、第２室に入れ替えていることになる。
加圧されたヘリウムガス１２を、通路２Ｂ・通路２Ａに
よる第１経路５Ａ（図示せず）を経て移動することによ
り、第２室に入れ替えていることになる。
【００２２】通路２Ｄ、つまり、弁室１の開口部分１Ａ
に接続さたクランク室７Ｂと、電動機室８Ａとは気密室
に形成してあり、電動機室８Ａに続く復路管１１Ｂから
排気されたヘリウムガス１２は圧縮機１１の吸気側に戻
されていて、クランク室７Ｂと電動機室８Ａと復路管１
１Ｂと圧縮機１１の吸気側とを第３室として形成してあ
り、膨張冷却機１０で減圧されたヘリウムガス１２を移
動するように仕組まれている。
に接続さたクランク室７Ｂと、電動機室８Ａとは気密室
に形成してあり、電動機室８Ａに続く復路管１１Ｂから
排気されたヘリウムガス１２は圧縮機１１の吸気側に戻
されていて、クランク室７Ｂと電動機室８Ａと復路管１
１Ｂと圧縮機１１の吸気側とを第３室として形成してあ
り、膨張冷却機１０で減圧されたヘリウムガス１２を移
動するように仕組まれている。
【００２３】したがって、第２室からの流体、つまり、
減圧されたヘリウムガス１２を通路２Ｃ・通路２Ｄによ
る第２経路５Ｂ（図示せず）を経て移動することによ
り、第３室に入れ替えていることになる。
減圧されたヘリウムガス１２を通路２Ｃ・通路２Ｄによ
る第２経路５Ｂ（図示せず）を経て移動することによ
り、第３室に入れ替えていることになる。
【００２４】〔第３実施例〕次に、第３実施例として、
第１実施例の往復弁装置における弁室１を分割構成した
実施例を図４により説明する。図４の往復弁装置２０Ａ
において、図１における符号と同一の符号で示した部分
は上記の第１実施例で説明した機能を有する部分であ
る。
第１実施例の往復弁装置における弁室１を分割構成した
実施例を図４により説明する。図４の往復弁装置２０Ａ
において、図１における符号と同一の符号で示した部分
は上記の第１実施例で説明した機能を有する部分であ
る。
【００２５】弁体３は、横断面を円形にして、段付き円
い棒状に形成してある。弁室１は、まず、ベース部分２
１と筒体部分２２とに分け、さらに、筒体部分２２は内
側筒状部分２２Ａと外側筒状部分２２Ｂとに分けて構成
してある。
い棒状に形成してある。弁室１は、まず、ベース部分２
１と筒体部分２２とに分け、さらに、筒体部分２２は内
側筒状部分２２Ａと外側筒状部分２２Ｂとに分けて構成
してある。
【００２６】ベース部分２１と筒体部分２２の分割は、
弁室１を弁体３が往復動作しない底側１Ｂに近い位置２
１Ｃで筒状の部分を横断する方向に分断し、開口側１
Ａ、つまり、開口側通路２Ｄの側に属する部分を筒部分
２１とし、底側１Ｂに属する部分をベース部分２２とし
て分割して形成する。
弁室１を弁体３が往復動作しない底側１Ｂに近い位置２
１Ｃで筒状の部分を横断する方向に分断し、開口側１
Ａ、つまり、開口側通路２Ｄの側に属する部分を筒部分
２１とし、底側１Ｂに属する部分をベース部分２２とし
て分割して形成する。
【００２７】分割した各部分を分解すると、図５のよう
になっており、ベース部分２１には、壁側第２通路２Ｃ
の延長部分に相当する延長壁側第２通路２Ｃ１の途中に
底側通路２Ａを結路して形成してある。
になっており、ベース部分２１には、壁側第２通路２Ｃ
の延長部分に相当する延長壁側第２通路２Ｃ１の途中に
底側通路２Ａを結路して形成してある。
【００２８】筒体部分２２の分割は、弁体３に接する内
側の部分を比較的肉厚の薄い内側筒状部分２２Ａと、こ
の内側筒状部分２２Ａが嵌め込まれる外側の部分を肉厚
の厚い外側筒状部分２２Ｂとに分けて形成する。
側の部分を比較的肉厚の薄い内側筒状部分２２Ａと、こ
の内側筒状部分２２Ａが嵌め込まれる外側の部分を肉厚
の厚い外側筒状部分２２Ｂとに分けて形成する。
【００２９】内側筒状部分２２Ａは、ベース部分２１に
接する側の端部に外径を大きくした抜け止め部分２２Ａ
１を設けるとともに、壁部２２Ａ２に、弁体３の細径側
の通路、つまり、壁側第２通路２Ｃと、弁体３の太径側
の通路、つまり、壁側第１通路２Ｂとを設けて形成して
ある。
接する側の端部に外径を大きくした抜け止め部分２２Ａ
１を設けるとともに、壁部２２Ａ２に、弁体３の細径側
の通路、つまり、壁側第２通路２Ｃと、弁体３の太径側
の通路、つまり、壁側第１通路２Ｂとを設けて形成して
ある。
【００３０】外側筒状部分２２Ｂは、各内径を内側筒状
部分２２Ａの外形に一致させて形成するとともに、壁部
２２Ｂ１には、壁側第１通路２Ｂに対応する位置に壁側
第１通路２Ｂの延長部分、つまり、延長壁側第１通路２
Ｂ１を設け、また、壁側第２通路２Ｃに対応する位置と
ベース部分２１の延長壁側第２通路２Ｃ１に対応する位
置との間を通る中間壁側第２通路２Ｃ２を設けて形成し
てある。
部分２２Ａの外形に一致させて形成するとともに、壁部
２２Ｂ１には、壁側第１通路２Ｂに対応する位置に壁側
第１通路２Ｂの延長部分、つまり、延長壁側第１通路２
Ｂ１を設け、また、壁側第２通路２Ｃに対応する位置と
ベース部分２１の延長壁側第２通路２Ｃ１に対応する位
置との間を通る中間壁側第２通路２Ｃ２を設けて形成し
てある。
【００３１】この構成による往復弁装置を上記の第２実
施例の極低温冷凍装置２０に適用する場合において、弁
体３をポリイミド系樹脂材とした場合には、ベース部分
２１と外側筒状部分２２Ｂとをアルミニウム合金系材、
内側筒状部分２２Ａを鋼系材にして形成することが、ヘ
リウムガス１２の圧縮時・減圧時の温度および不使用の
温度による温度変化に対して安定に動作し、耐摩耗性も
よく、好適の構成である。
施例の極低温冷凍装置２０に適用する場合において、弁
体３をポリイミド系樹脂材とした場合には、ベース部分
２１と外側筒状部分２２Ｂとをアルミニウム合金系材、
内側筒状部分２２Ａを鋼系材にして形成することが、ヘ
リウムガス１２の圧縮時・減圧時の温度および不使用の
温度による温度変化に対して安定に動作し、耐摩耗性も
よく、好適の構成である。
【００３２】この第３実施例の構成によれば、ベース部
分２１における通路２Ａと通路２Ｃ１とを結路する加工
を、弁室１の底側１Ｂの部分から加工して形成でき、ま
た、外側筒状部分２２Ｂにおける壁部２２Ｂ１の内部で
曲がる通路２Ｃの一方を対向側の壁部から貫通して加工
し、他方の通路をベース部分に接する側の端部ら加工し
て結路し得る利点があり、さらに、通路２Ｃの加工の際
に対向側の壁部に加工した無駄穴２Ｃ３を内側筒状部分
２２Ａを嵌め込むことによって必然的に閉塞させること
ができるという利点がある。
分２１における通路２Ａと通路２Ｃ１とを結路する加工
を、弁室１の底側１Ｂの部分から加工して形成でき、ま
た、外側筒状部分２２Ｂにおける壁部２２Ｂ１の内部で
曲がる通路２Ｃの一方を対向側の壁部から貫通して加工
し、他方の通路をベース部分に接する側の端部ら加工し
て結路し得る利点があり、さらに、通路２Ｃの加工の際
に対向側の壁部に加工した無駄穴２Ｃ３を内側筒状部分
２２Ａを嵌め込むことによって必然的に閉塞させること
ができるという利点がある。
【００３３】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することができる。 （１）各室への通路構成を第１経路５Ａと第２経路５Ｂ
とを逆にして用いる。つまり、例えば、第１室から第２
室への通路を第２経路５Ｂとし、第２室から第３室への
通路を第１経路５Ａとして構成する。
て実施することができる。 （１）各室への通路構成を第１経路５Ａと第２経路５Ｂ
とを逆にして用いる。つまり、例えば、第１室から第２
室への通路を第２経路５Ｂとし、第２室から第３室への
通路を第１経路５Ａとして構成する。
【００３４】（２）弁体３の往復動作をクランクピン機
構またはリンク機構などによって駆動する。
構またはリンク機構などによって駆動する。
【００３５】（３）流体の入替動作を行う室数を増加
し、例えば、第３室から第４室へ、第４室から第５室へ
……なとのように構成するとともに、第１実施例による
構成の往復弁装置を各室間の入替に必要な数だけ設けて
構成する。
し、例えば、第３室から第４室へ、第４室から第５室へ
……なとのように構成するとともに、第１実施例による
構成の往復弁装置を各室間の入替に必要な数だけ設けて
構成する。
【００３６】（４）弁室１の横断面、つまり、弁体３の
横断面を角形などの適宜の形にして形成する。
横断面を角形などの適宜の形にして形成する。
【００３７】（５）弁体３の太径部分３Ａと細径部分３
Ｂとの横断面の形状を異ならせて形成する。
Ｂとの横断面の形状を異ならせて形成する。
【００３８】（６）流体を他のガス体または適宜の流体
にした構成のものに適用する。
にした構成のものに適用する。
【００３９】
【発明の効果】この発明によれば、以上のように、弁室
の開口側自体を通路にするとともに弁室の底側に通路を
設け、各通路を弁体の弁体の段付き部分と太径側端部と
の往復動作で開閉している構成のため、単純な形状によ
る１つの弁体と１つの弁室との簡単な構成で済み、ま
た、弁体の形状が一端側のみにしか細径部分を設けてい
ないので、モールド成形時において細径部分に不均一な
内部応力や材質の粗密部分などを生ずることがないの
で、成形したものをそのまま使用することができ、ま
た、仮に、細径部分が曲がった場合でも、弁室との間に
は細径部分による隙間があるため弁室に焼き付くような
故障を生ずることがなく安定に動作し得るほか、底側に
通路を設けるため、底部が真空状態になって弁体の往復
動作を妨害することがないので、弁体の中心に抜穴を設
ける必要がなくなり、往復弁装置を安価に提供し得るな
どの特長がある。さらに、流体入替装置、とくに極低温
冷凍装置における往復弁装置として用いた場合には、１
つの弁体と１つの弁室とで済ませられるため、装置を小
型簡便にして故障の少ないものを安価に提供し得るほ
か、加圧流体、例えば、加圧ヘリウムガスによって弁体
の太径部分に側圧が加わっても、通路の対向側の壁部に
は通路を設けていないため、弁体の太径部分の側面全体
と弁室の壁面間との圧力分布が均一化するので、これら
両面間の摩耗を減少させるとともに、弁体の往復動作を
円滑安定なものにして装置の長寿命化するなどの特長が
ある。
の開口側自体を通路にするとともに弁室の底側に通路を
設け、各通路を弁体の弁体の段付き部分と太径側端部と
の往復動作で開閉している構成のため、単純な形状によ
る１つの弁体と１つの弁室との簡単な構成で済み、ま
た、弁体の形状が一端側のみにしか細径部分を設けてい
ないので、モールド成形時において細径部分に不均一な
内部応力や材質の粗密部分などを生ずることがないの
で、成形したものをそのまま使用することができ、ま
た、仮に、細径部分が曲がった場合でも、弁室との間に
は細径部分による隙間があるため弁室に焼き付くような
故障を生ずることがなく安定に動作し得るほか、底側に
通路を設けるため、底部が真空状態になって弁体の往復
動作を妨害することがないので、弁体の中心に抜穴を設
ける必要がなくなり、往復弁装置を安価に提供し得るな
どの特長がある。さらに、流体入替装置、とくに極低温
冷凍装置における往復弁装置として用いた場合には、１
つの弁体と１つの弁室とで済ませられるため、装置を小
型簡便にして故障の少ないものを安価に提供し得るほ
か、加圧流体、例えば、加圧ヘリウムガスによって弁体
の太径部分に側圧が加わっても、通路の対向側の壁部に
は通路を設けていないため、弁体の太径部分の側面全体
と弁室の壁面間との圧力分布が均一化するので、これら
両面間の摩耗を減少させるとともに、弁体の往復動作を
円滑安定なものにして装置の長寿命化するなどの特長が
ある。
図面は実施例を示し、各図の内容は次のとおりである。
【図１】この発明の第１実施例の要部断面構成図
【図２】（Ａ）（Ｂ）は第１実施例の動作状態図
【図３】この発明の第２実施例の要部断面構成図
【図４】この発明の第３実施例の要部断面構成図
【図５】第３実施例の要部分解構成断面図
【図６】従来技術のブロック構成図
【図７】従来技術のブロック構成図
【図８】従来技術の要部断面構成図
１ 弁室 １Ａ 開口側 １Ｂ 底側 １Ｃ 壁部 ２Ａ 通路（底側通路） ２Ｂ 通路（壁側第１通路） ２Ｃ 通路（壁側第２通路） ２Ｄ 通路（開口側通路） ２Ｂ１ 延長壁側第１通路 ２Ｃ１ 延長壁側第２通路 ２Ｃ２ 中間壁側第２通路 ２Ｃ３ 無駄穴 ３ 弁体 ３Ａ 太径部分 ３Ｂ 細径部分 ３Ｃ 段付き部分 ３Ｄ 端部 ４ 駆動源 ５Ａ 第１経路 ５Ｂ 第２経路 ６ ばね ７ クランクカム ７Ａ クランク ７Ｂ クランク室 ８ 電動機 ８Ａ 電動機室 １０ 膨張冷却機 １１ 圧縮機 １１Ａ 往路管 １１Ｂ 復路管 １２ ヘリウムガス ２０ 往復弁装置 ２０Ａ 往復弁装置 ２１ ベース部分 ２２ 筒体部分 ２２Ａ 内側筒状部分 ２２Ａ１ 抜け止め部分 ２２Ａ２ 壁部 ２２Ｂ 外側筒状部分 ２２Ｂ１ 壁部 ３０ 極低温冷凍装置 １００ 第１室 １００Ａ 排気路 ２００ 第２室 ２００Ａ 膨張冷却室 ３００ 第３室 ３００Ａ 吸気室 ４００ 流体 ４００Ａ ヘリウムガス ５００ 往復弁装置 ５０１・５０２ 往復弁 ５０１Ａ 弁室 ５０１Ｂ 弁体 ５０１Ｃ クランクカム ５０１Ｄ ばね ６００ 圧縮機 １０００ 流体入替装置 １０００Ａ 極低温冷凍装置 ａ 太径部分 ｂ 細径部分 ｄ 抜穴 ｅ 底部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25B 9/14 530 F16K 11/07
Claims (4)
- 【請求項１】太径部分と細径部分を設けた棒状の弁体
を、筒状の弁室の開口側から往復動作させて所要の通路
を開閉する構成をもつ往復弁装置であって、 前記太径部分の前記開口側に対応する部分のみを前記細
径部分にして段付き部分を設けた棒状に形成した弁体
と、 前記弁室の前記開口側の部分を通路とする通路（以下、
開口側通路という）と、前記弁室の底側に位置付けた通
路（以下、底側通路という）と、前記弁室の壁部の前記
底側に位置付けた通路（以下、壁側第１通路という）
と、前記弁室の壁部の前記開口側に位置付けた通路（以
下、壁側第２通路という）と、 前記開口側通路と前記壁側第２通路との間を、前記段付
き部分の往復によって開閉し、また、前記壁側第１通路
と前記底側通路との間を、前記太径部分の端部の往復に
よって開閉する通路開閉手段とを具備することを特徴と
する往復弁装置。 - 【請求項２】請求項１の往復弁装置であって、 前記弁室を前記弁体が往復動作しない前記底側に近い位
置で前記筒状の部分を横断する方向に分断して、前記開
口側に属する部分（以下、筒体部分という）と、前記底
側に属する部分（以下、ベース部分という）とに分けて
形成する分断形成手段と、 前記ベース部分に、前記壁側第２通路の延長部分（以
下、延長壁側第２通路という）の前記延長部分の途中に
前記底側通路を結路した通路を設けて形成するベース部
分形成手段と、 前記筒体部分を、前記弁体に接する内側筒状部分と、前
記内側筒状部分が嵌め込まれる外側筒状部分とに分けて
形成する筒体部分形成手段と、 前記内側筒状部分を、前記ベースに接する側の端部の外
径を大きくした抜け止め部分を設けるとともに、壁部に
前記壁側第２通路と前記壁側第１通路とを設けて形成す
る内側筒状部分形成手段と、 前記外側筒状部分を、各内径を前記内側筒状部分の外形
に一致させて形成するとともに、壁部の前記壁側第１通
路に対応する位置に前記壁側第１通路の延長部分を設
け、また、壁部の前記壁側第２通路に対応する位置と前
記延長壁側第２通路に対応する位置との間を通る前記細
径通路を設けて形成する外側筒状部分形成手段とを具備
することを特徴とする往復弁装置。 - 【請求項３】太径部分と細径部分を設けた棒状の弁体
を、筒状の弁室の一端側から往復動作させて所要の通路
を開閉する構成をもつ往復弁装置により、所要の流体を
各室に移動して流体の入替動作を行う流体入替装置であ
って、 前記太径部分の前記開口側に対応する部分のみを前記細
径部分にして段付き部分を設けた棒状に形成した弁体
と、 前記弁室の前記開口側の部分を通路とする通路（以下、
開口側通路という）と、前記弁室の底側に位置付けた通
路（以下、底側通路という）と、前記弁室の壁部の前記
底側に位置付けた通路（以下、壁側第１通路という）
と、前記弁室の壁部の前記開口側に位置付けた通路（以
下、壁側第２通路という）と、 前記開口側通路と前記壁側第２通路との間を、前記段付
き部分の往復によって開閉し、また、前記壁側第１通路
と前記底側通路との間を、前記太径部分の端部の往復に
よって開閉する通路開閉手段とを具備することを特徴と
する流体入替装置。 - 【請求項４】請求項３の流体入替装置であって、 前記流体入替装置を、前記流体をヘリウムガスとし、前
記ヘリウムガスを圧縮する圧縮機の排気側と、前記ヘリ
ウムガスにより膨張冷却を行う膨張冷却機の膨張冷却室
と、前記圧縮機の吸気側とを前記各室とする極低温冷凍
装置で構成する装置構成手段と、 前記排出側の通路を前記壁側第１通路に接続し、前記膨
張冷却室の通路を前記底側通路と前記壁側第２通路とに
接続し、前記吸気側の通路を前記開口側通路に接続して
前記入替動作を行う通路構成手段とを具備することを特
徴とする流体入替装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324034A JP2869233B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 往復弁装置とその利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324034A JP2869233B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 往復弁装置とその利用装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133631A JPH05133631A (ja) | 1993-05-28 |
| JP2869233B2 true JP2869233B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=18161419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3324034A Expired - Fee Related JP2869233B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 往復弁装置とその利用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869233B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028528A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 極低温冷凍装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5017217B2 (ja) * | 2008-09-05 | 2012-09-05 | 株式会社東芝 | 切替弁及び蓄冷式冷凍機 |
| KR101490733B1 (ko) * | 2014-08-14 | 2015-02-11 | 하나기술(주) | 유로 분리형 스터링냉각기 |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3324034A patent/JP2869233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003028528A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 極低温冷凍装置 |
| JP4601215B2 (ja) * | 2001-07-16 | 2010-12-22 | 三洋電機株式会社 | 極低温冷凍装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05133631A (ja) | 1993-05-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |