JPH0312234B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はクライオポンプのいわゆる再生昇温時
にクライオパネルからポンプ内部に大量に放出さ
れる気体を外部に排出するためのリリーフバルブ
に関するものである。

（従来の技術） 周知のように、クライオポンプ内には気体を凝
縮するクライオパネルが配設されており、このク
ライオポンプに凝縮されている気体をパネルから
脱離して排出する際に、クライオポンプ内が大気
圧以上に上昇する。このようなクライオポンプの
圧力上昇を解放するため、クライオポンプにはリ
リーフバルブが設けられ、クライオポンプ内が大
気圧を越えたときにリリーフバルブを動作させて
内部の気体を外に放出している。

第２図には従来からクライオポンプ１に使用さ
れているリリーフバルブ２の構成が示されてい
る。以下、このリリーフバルブ２の典型的な構成
と作用を第２図に基づいて説明する。

まず、クライオポンプ１の運転中はクライオポ
ンプ１の内部が真空であり、一方、リリーフバル
ブ２内は気体放出口３を介して外気と通じている
ため大気圧である。この結果、弁体４には気圧差
による図上下向きの力が加わる他に圧縮ばね５に
よる付勢力が加わつてエラストマーガスケツト６
はシール面（弁座）に押し付けられ、弁孔７の真
空シールが行なわれる。

次に、クライオポンプ１の運転を停止するとク
ライオポンプ１内のクライオパネルに凝縮付着し
ていた気体がクライオパネルから脱離放出されク
ライオポンプ１内の圧力が上昇を始める。このポ
ンプ内圧は大気圧を越えたとき、圧縮ばね５の付
勢力に打ち勝つて弁体４を押し上げる結果、クラ
イオポンプ容器１内の気体は気体放出口３から大
気側へ放出され、クライオポンプ１内の過度の圧
力上昇が防止されるのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のリリーフバルブ２はシー
ル力として主に圧縮ばね５の付勢力を利用したも
のであるため、圧縮ばね５の付勢力が弱すぎる場
合には充分なシール力がえられず、ゴミなどが弁
体４やシール面に付着してしばしば真空リークが
発生するという問題があり、またその逆に、圧縮
ばね５の付勢力が強すぎる場合には、クライオポ
ンプ１内の圧力解放が充分得られず、ポンプ内圧
力が高くなり危検である。

また、圧縮ばね５の付勢力は弁体４の開ストロ
ーク量が大きくなるにつれて大きくなるので、弁
体４の開ストロークが必要なだけ充分に大きくと
れず、大流量の気体放出時に放出気体の圧力損失
に起因してクライオポンプ１内の圧力がさらに高
まるという危険があつた。

本発明は上記従来の問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、クライオポンプ
の運転時には充分なシール力をもつて真空リーク
を防ぐとともに、クライオポンプの停止時には充
分な圧力解放を行ない、クライオポンプ内圧力の
過度の上昇を防ぐことができるリリーフバルブを
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため次のように構
成されている。すなわち、本発明は、クライオポ
ンプに取り付けられ該クライオポンプ内の圧力が
大気圧を越えたときに弁孔を開いてクライオポン
プ内を外気に開放するリリーフバルブにおいて、
クライオポンプに通じる弁孔を弁体の強制移動に
より開閉するシリンダ機構と、クライオポンプの
大気圧以上の内圧によつて押し上げ移動される内
圧移動体と、内圧移動体の内圧による移動位置が
所定の位置になつたことを検出して弁開指令を出
力する検出センサと、弁開指令を受けてシリンダ
機構を弁開駆動させる制御駆動手段とを有するリ
リーフバルブである。

（作用） 上記構成からなる本発明において、クライオポ
ンプの運転中にあつては、弁体はクライオポンプ
内の負圧によつて弁孔に吸引され、さらに弁体は
シリンダ機構による弁体押圧力によつて強制的に
弁孔に押し付けられるので、弁孔の閉鎖状態が安
定に維持される。

次に、クライオポンプの運転停止後にあつて
は、クライオポンプからの凝縮気体の脱離によつ
てクライオポンプ内の圧力が上昇する。この圧力
上昇によつて内圧移動体が押し上げられるが、こ
の内圧移動体の移動位置が所定の位置になつたと
き、その状態が検出センサにより検出され、検出
センサはクライオポンプ内の圧力が大気圧以上に
なつたことを検知して、弁開指令を制御駆動手段
に出力する。制御駆動手段は弁開指令を受けてシ
リンダ機構を弁開駆動、すなわち、弁体を開方向
に移動させて弁孔を強制的に完全開放する。この
弁孔開放によつてクライオポンプ内の気体はスム
ースに外に放出されクライオポンプ内の過剰圧力
の発生は確実に防止されるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、実施例の説明において従来例と同一の
構成部分は同一符号を付してその説明を省略す
る。第１図には本発明の一実施例を示す構成が示
されている。

図において、クライオポンプ１には弁容器１０
が気密に固定されており、この弁容器１０の側壁
には気体排出路１１が設けられている。そして、
弁容器１０内には弁体４が摺動自在に収容されて
いる。一方、弁容器１０の上方位置にはシリンダ
機構８を構成するシリンダ容器１２が配設され、
このシリンダ容器１２内にはピストン１３が摺動
自在に収容されている。そして、ピストン１３は
シヤフト１４に連結され、ピストン１３と弁体４
は互いに一方の動きに対し他方が連動するように
なつている。すなわち、弁体４が弁孔７の閉鎖位
置（下死点位置））Ａにあるときにはピストン１
３はA′位置にあり、弁体４が弁孔開放開始位置
（弁体４の下面と気体排出路１１の下面とが一致
する位置）Ｂにあるときにはピストン１３は
B′の位置にある。そして、弁体４が弁孔開放位
置（上死点位置）Ｃに来たときにはピストン１３
はC′の位置に来るようになつている。

前記弁体４はクライオポンプ１の内圧が大気圧
以上になるとこの内圧によつて押し上げられる結
果、この弁体４に連動してピストン１３も上方へ
移動する。このように、弁体４とピストン１３と
の結合体はクライオポンプ１内が大気圧以上とな
つたときに移動する内圧移動体を構成するもので
ある。

一方、シリンダ容器１２のB′の高さ位置には
フオトセンサあるいは磁気センサ等からなる検出
センサ１５が配設され、ピストン１３がB′位置
に移動して来た時点を検出可能となつている。し
たがつて、クライオポンプ１内の圧力上昇により
弁体４がＡ位置からＢ位置まで押し上げられたと
きのクライオポンプ１内の圧力値（大気圧よりも
微小圧力だけ高い圧力値）はピストン１３が
A′位置からB′位置に押し上げられたことを検出
することによつて間接的に求められる。検出セン
サ１５はピストン１３がB′位置にあることを検
出して弁開指令をバルブコントローラ１６に出力
する。

ところで、シリンダ容器１２の下部位置、すな
わちA′位置のやや下方位置には開動作孔１７が
設けられており、また上部位置、すなわち、C′位
置のやや上方位置には閉動作孔１８が設けられて
いる。これら開動作孔１７および閉動作孔１８は
配管系１９を通じて空気圧供給源２０と通じてお
り、前記配管系１９の所要位置にはソレノイドバ
ルブ２１，同２２，同２３および同２４が配置さ
れている。これらのソレノイドバルブ２１，同２
２，同２３および同２４の動作は前記バルブコン
トローラ１６によつて制御されている。

本実施例において、前記バルブコントローラ１
６と、配管系１９と、空気圧供給源２０と、ソレ
ノイドバルブ２１，同２２，同２３および同２４
とはシリンダ機構８を駆動制御する制御駆動手段
を構成するものである。

上記のように構成されている本実施例におい
て、クライオポンプ１の運転時にあつては、該ク
ライオポンプ１の起動信号がバルブコントローラ
１６へ加えられ、バルブコントローラ１６はこの
起動信号を受けてソレノイドバルブ２１および同
２４を開動作させ、ソレノイドバルブ２２および
同２３を閉動作させる。この結果、空気圧供給源
２０からの圧縮空気は閉動作孔１８からシリンダ
容器１２の上室に入り、またシリンダ容器１２の
下室の空気はソレノイドバルブ２４から排出され
る。

したがつて、ピストン１３は上死点位置から下
死点位置まで移動し、これに伴ない弁体４がピス
トン１３の移動に連動して弁孔閉鎖位置まで移動
する結果、弁孔７は弁体４の下方押し付けによつ
て閉鎖される。そしてこの弁孔閉鎖状態は圧縮空
気の下方への押し付け力によつて安定に維持され
る。次に、クライオポンプ１の運転停止とともに
ソレノイドバルブコントローラ１６は次のような
シーケンスでの動作を開始する。

すなわちまずソレノイドバルブ２１および同２
２を閉じ、同バルブ２３および同２４を開くこと
によりシリンダ容器１２の上室および下室を大気
開放とする。この状態ではピストン１３は空気圧
を受けていないので弁体４の動きを拘束すること
はない。弁体４はクライオポンプ１内が真空の時
は、大気の圧力により下方に押し付けられている
が、クライオポンプ１内の圧力が上昇を始め、大
気圧を越すとその圧力により上方に動き始めＡに
示す位置からＢ迄押し上げられ、それに伴いピス
トン１３もA′位置からB′位置まで押し上げられ
る。このピストン１３のB′位置までの移動は検
出センサ１５によつて検出され、この検出信号が
バルブコントローラ１６に送出される。

この信号を受けてバルブコントローラ１６はソ
レノイドバルブ２４を閉じ、ソレノイドバルブ２
２を開くので、ピストン１３は空気圧供給源２０
から送られた空気圧によりC′位置まで移動するこ
ととなり、これに伴い弁体４もＣ位置迄移動し、
クライオポンプ１内は大気圧に開放されることに
なる。このように、本実施例によれば、大気圧を
越えた微弱な内部圧力で弁体４が動き始め、その
後は外部より供給される空気圧により弁体４が強
制的に開かれるので、クライオポンプ１内を確実
に大気に開放することができ、過度の圧力上昇を
防ぐことができる。

なお、上記実施例では内圧移動体を弁体４とピ
ストン１３との結合体により構成した、これを弁
体４およびピストン１３との兼用部材とすること
なく独立の専用部材として構成することも可能で
ある。

（発明の効果） 本発明は以上説明したような構成と作用とを有
するので、クライオポンプの運転中には充分なシ
ール力によつて弁孔を閉鎖することができ、たと
え弁体等のシール部に微小ゴミの付着等であつて
も真空リークを発生することがなく、弁孔閉鎖を
安定に維持することができる。

また、クライオポンプの停止中にクライオポン
プ内の圧力が大気圧以上となつたときには、弁孔
を強制的に全開できるので、クライオポンプ内か
ら弁孔を通つて外に排出される気体の放出抵抗
（圧力損失）を極めて小さくでき、この放出抵抗
に起因するクライオポンプ１内の過度の圧力上昇
を効果的に防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は従来のリリーフバルブの構成を示す断面図で
ある。 １……クライオポンプ、２……リリーフバル
ブ、３……気体放出口、４……弁体、５……圧縮
ばね、６……エラストマーガスケツト、７……弁
孔、８……シリンダ機構、１０……弁容器、１１
……気体排出路、１２……シリンダ容器、１３…
…ピストン、１４……シヤフト、１５……検出セ
ンサ、１６……バルブコントローラ、１７……開
動作孔、１８……閉動作孔、１９……配管系、２
０……空気圧供給源、２１〜２４……ソレノイド
バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クライオポンプに取り付けられ該クライオポ
   ンプ内の圧力が大気圧を越えたときに弁孔を開い
   てクライオポンプ内を外気に開放するリリーフバ
   ルブにおいて、クライオポンプに通じる弁孔を弁
   体の強制移動により開閉するシリンダ機構と、ク
   ライオポンプの大気圧以上の内圧によつて押し上
   げ移動される内圧移動体と、内圧移動体の内圧に
   よる移動位置が所定の位置になつたことを検出し
   て弁開指令を出力する検出センサと、弁開指令を
   受けてシリンダ機構を弁開駆動させる制御駆動手
   段とを有することを特徴とするリリーフバルブ。