JPH05133485A - 高断熱弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空断熱を行う高断熱弁において、断熱構造
を特に大型化することなしに、伝導による熱の伝達を可
及的に少なくすると共に、輻射による伝熱をも少なく
し、それによって断熱性を一層高める。 【構成】 この高断熱弁は、極低温または高温の流体の
流路を開閉する弁座４を有する弁ボディ１、この弁ボデ
ィ１を包囲する弁ケース１０、並びに上記弁ケースの外
部から弁駆動部材７を介して駆動されて弁座４に接離す
る弁部材６とを備え、弁ボディ１と弁ケース１０との間
の空間を真空に保持して断熱するようにしている。上記
弁ボディ１と弁ケース１０とを連結する連結部材１１
は、内側筒枠１２、中間筒枠１３及び外側筒枠１４を順
次間隙を介して折り返した状態に形成することにより、
その長さを長寸化し、この連結部材１１内を通して外部
に導出した上記弁駆動部材７は、内軸２０、中筒２１及
び外筒２２を順次間隙を介して折り返した状態に形成す
ることにより、その長さを長寸化し、断熱性を高めてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体ヘリウムなどの極
低温または高温の流体の流れを制御するための高断熱弁
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体ヘリウムなどの極低温または高温を
制御するための高断熱弁においては、流体の熱を外部に
逃がさず、あるいは外部の熱を弁内の流体に伝えないた
め、弁全体を真空で断熱するという手段が多用されてい
る。

【０００３】一般に、熱が固体内を伝わる場合の熱伝導
量は、熱伝導率Ｃ、伝熱部分の断面積Ａ、及び伝熱する
２点間の温度差Ｔに比例し、その２点間の距離Ｌに反比
例する。従って、温度差Ｔが一定であるとすれば、断熱
効果を得るためには、熱伝導率Ｃの小さい材料を用い、
熱伝導部の断面積Ａを小さくし、伝熱距離Ｌを大きくす
るのが望ましく、それを適用することによって、上記高
断熱弁の断熱性を一層向上させることが可能である。

【０００４】しかしながら、現実的には、高断熱弁の具
体的な設計上において限界があり、構造を著しく複雑化
したり、断熱構造を大型化することなく、断熱性をさら
に高度に高めることは非常に困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、上述した真空断熱を行う高断熱弁において、断熱構
造を特に大型化することなしに、伝導による熱の伝達を
可及的に少なくすると共に、輻射による伝熱をも少なく
し、それによって断熱性を一層高めるようにした高断熱
弁を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の高断熱弁は、極低温または高温の流体の入口
及び出口とそれらの間の流路を開閉する弁座とを有する
弁ボディ、この弁ボディを包囲するように形成した弁ケ
ース、並びに上記弁ケースの外部から弁駆動部材を介し
て駆動されて弁座に接離する弁部材とを備え、弁ボディ
と弁ケースとの間の空間を真空に保持して断熱するよう
にした高断熱弁であって、上記弁ボディと弁ボディとを
連結する連結部材は、内側筒枠、中間筒枠及び外側筒枠
を順次間隙を介して折り返した状態に形成することによ
り、その長さを長寸化し、この連結部材内を通して外部
に導出した上記弁駆動部材は、内軸、中筒及び外筒を順
次間隙を介して折り返した状態に形成することにより、
その長さを長寸化したことを特徴とするものである。上
記高断熱弁においては、連結部材及び弁駆動部材の表面
を、輻射熱の反射面とすることにより、断熱効果を一層
高めることができる。

【０００７】

【作用】極低温または高温の流体が流れる弁ボディとそ
の周囲の弁ケースとの間の空間を真空にして真空断熱し
ているため、熱伝達に対流の影響がなく、弁ボディと弁
ケースとの間を効果的に断熱することができる。

【０００８】弁ボディ内と弁ケースとの間において移送
される熱は、それらの間を連結する連結部材及び弁駆動
部材を通して伝導するものが主体となるが、連結部材
は、内側筒枠、中間筒枠及び外側枠体を順次間隙を介し
て折り返し、多重にした状態に形成し、また弁駆動部材
は、内軸、中筒及び外筒を順次間隙を介して折り返し、
多重にした状態に形成することにより、それらの長さを
長寸化したので、熱の伝達が効果的に抑制される。しか
も、上記長寸化により断熱構造が特に大型化することも
ない。

【０００９】連結部材及び弁駆動部材の表面を、輻射放
熱が少なく、反射により輻射熱を受入れ難い面とし、ま
た、輻射による熱伝達部分間の温度差を上記折り返しに
より小さくしているので、多重に形成した連結部材及び
弁駆動部材において熱の輻射による伝達も抑止される。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の高断熱弁の実施例の構成を
示している。この高断熱弁は、弁ボディ１内において、
流体の入口２及び出口３間の流路に弁座４を備え、この
弁座４に対し、弁板５に設けた弁部材６を接離すること
により、弁ボディ１内の流路を開閉するものである。こ
の弁ボディ１における弁部材６を弁座４に対して接離す
るための弁駆動部材７は、上記弁ボディ１における弁駆
動部材７の導出部にシール材９を介して被設したボンネ
ット８を貫通して、弁ボディ１外に導出している。

【００１１】上記弁ボディ１は、断熱用の弁ケース１０
内に配設したもので、その弁ケース１０は、弁ボディ１
を包囲するように形成し、上記ボンネット８との間を全
体として筒状をなす連結部材１１により連結し、この連
結部材１１内を通して前記弁駆動部材７を外部に導出し
ている。この弁ケース１０は、上記弁駆動部材７及び上
記連結部材１１に断熱のために必要な長さを与え得るよ
うに、それらとの連結部分を外側に可能な範囲内で突出
させている。

【００１２】上記連結部材１１は、ボンネット８の外面
に連結して弁ケース１０の内面付近まで伸びる内側筒枠
１２と、該内側筒枠１２の先端に連結され、該内側筒枠
１２の外側に間隙を介して折り返し、その先端が内側筒
枠１２の基端側におけるボンネット８への連結部分の近
傍まで達する中間筒枠１３と、その中間筒枠１３の先端
に連結され、該中間筒枠１３の外側に間隙を介して折り
返して、その先端が弁ケース１０の内側に連結される外
側枠体１４とを備え、これらの内側筒枠１２、中間筒枠
１３及び外側筒枠１４を、順次間隙を介して折り返した
状態に形成することにより、その長さを長寸化したもの
である。

【００１３】この連結部材１１は、内側筒枠１２、中間
筒枠１３及び外側枠体１４の間における輻射による熱伝
達を防止するために、それらの表面を輻射放熱が少な
く、また反射により輻射熱を受入れ難い面としている。
さらに、この連結部材１１としては、熱伝導率の小さい
材料を用いるのが望ましい。

【００１４】また、上記ボンネット８と弁駆動部材７と
の間をシールするため、弁部材６を支持する弁板５とボ
ンネット８との間には、ベローズ１６を取付けている。
このベローズ１６は、ボンネット８の外面側に溶接によ
り固定された外ベローズ１７と、その外ベローズ１７の
先端に溶接により連結され、ボンネット８の中心穴を通
して先端が上記弁板５に溶接により固定された内ベロー
ズ１８とによって構成され、これにより弁ケース１０内
が気密に保持される。

【００１５】一方、弁部材６を弁座４に対する接離のた
めに外部から駆動する前記弁駆動部材７は、上記ボンネ
ット８及び弁ケース１０を貫通して弁ケース１０外に導
出したもので、この弁駆動部材７は、弁板５に固定して
先端が弁ケース１０の部分まで達する内軸２０と、その
内軸２０の先端に固定して、該内軸２０の外側に間隙を
介して折り返し、弁板５の近傍にまで達する中筒２１
と、該中筒２１の先端に固定して、該中筒２１の外側に
間隙を介して折り返し、その先端に駆動用連結部２３を
連結した外筒２２とを備え、これらの内軸２０、中筒２
１及び外筒２２を順次間隙を介して折り返した状態に形
成することにより、その長さを長寸化したものである。

【００１６】上記弁駆動部材７は、前記連結部材１１の
場合と同様に、内軸２０、中筒２１及び外筒２２の間に
おける熱の輻射による伝達を防止するため、その表面を
輻射熱の反射に適した反射面としている。また、上記内
軸２０、中軸２１及び外筒２２自体は、熱伝導率の小さ
い材料によって形成するのが望ましい。

【００１７】上記弁ケース１０内は、断熱のために真空
に保持するものであり、図示しない適宜位置において弁
ケース１０が真空源に接続される。弁ケース１０と弁ボ
ディ１及び連結部材１１との間の空間ばかりでなく、連
結部材１１と弁駆動部材７との間の空間をも真空化する
ため、上記連結部材１１における内側筒枠１２には、そ
の両側の空間を連通させるための通孔を開設している。
さらに、上記外筒２２または駆動用連結部２３は、弁ケ
ース１０を貫通して外部に突出するため、弁ケース１０
における外気温度に近い外面近傍部において、シール材
２４によりシールしている。

【００１８】なお、上記弁駆動部材７及び連結部材１１
は、共に２回の折り返しにより３重の筒状に形成した場
合を示しているが、かかる構造に限るものではなく、さ
らに折り返しを重ねることにより多重に形成することも
できる。

【００１９】上記構成を有する高断熱弁は、駆動用連結
部２３を駆動し、弁駆動部材７を介して弁板５に保持さ
れた弁部材６を弁座４に接離することにより、弁ボディ
１内の流路を流れる極低温または高温の流体の流通を制
御するものであるが、弁ボディ１と弁ケース１０との間
の空間を真空にして真空断熱しているため、熱伝達に対
流の影響がなく、効果的に断熱することができる。

【００２０】しかも、極低温または高温の流体がある弁
ボディ１内と弁ケース１０との間において移送される熱
は、それらの間を連結する連結部材１１及び弁駆動部材
７を通して伝導するものが主体となるが、それらの連結
部材１１は、内側筒枠１２、中間筒枠１３及び外側枠体
１４を順次間隙を介して折り返し、多重にした状態に形
成することにより、その長さを長寸化し、また、弁駆動
部材７は、内軸２０、中筒２１及び外筒２２を順次間隙
を介して折り返し、多重にした状態に形成することによ
りその長さを長寸化したので、熱の伝達が効果的に抑制
される。上記連結部材１１及び弁駆動部材７の長寸化に
より、断熱構造が特に大型化することもない。

【００２１】さらに、連結部材１１及び弁駆動部材７の
表面を、輻射放熱が少なく、反射により輻射熱を受入れ
難い反射面とすれば、輻射による熱伝達部分間の温度差
を前記折り返しにより小さくしているので、多重に形成
した連結部材１１及び弁駆動部材７において熱の輻射に
よる伝達が効果的に抑止され、またそれらの連結部材１
１及び弁駆動部材７を熱伝導率の小さい材料によって形
成することにより、一層効果的に断熱することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、真空断
熱を行う高断熱弁において、連結部材及び弁駆動部材
を、僅かな間隙を置いて折り返した構造として長寸化し
ているので、断熱構造を特に大型化することなしに、伝
導による熱の伝達を可及的に少なくすると共に、輻射に
よる伝熱をも少なくし、それによって断熱性を著しく高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる高断熱弁の実施例を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 弁ボディ、 ２ 入口、３
出口、 ４ 弁座、６ 弁部材、
７ 弁駆動部材、１０ 弁ケー
ス、 １１ 連結部材、１２ 内側
筒枠、 １３ 中間筒枠、１４ 外側枠体、
２０ 内軸、２１ 中筒、
２２ 外筒。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】極低温または高温の流体の入口及び出口と
   それらの間の流路を開閉する弁座とを有する弁ボディ、
   この弁ボディを包囲するように形成した弁ケース、並び
   に上記弁ケースの外部から弁駆動部材を介して駆動され
   て弁座に接離する弁部材とを備え、弁ボディと弁ケース
   との間の空間を真空に保持して断熱するようにした高断
   熱弁であって、 上記弁ボディと弁ケースとを連結する連結部材は、内側
   筒枠、中間筒枠及び外側筒枠を順次間隙を介して折り返
   した状態に形成することにより、その長さを長寸化し、 この連結部材内を通して外部に導出した上記弁駆動部材
   は、内軸、中筒及び外筒を順次間隙を介して折り返した
   状態に形成することにより、その長さを長寸化した、こ
   とを特徴とする高断熱弁。
2. 【請求項２】連結部材及び弁駆動部材の表面を、輻射熱
   の反射面としたことを特徴とする請求項１に記載の高断
   熱弁。