JPH05296367A - 極低温用バルブ - Google Patents

極低温用バルブ

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JPH05296367A
JPH05296367A JP10316692A JP10316692A JPH05296367A JP H05296367 A JPH05296367 A JP H05296367A JP 10316692 A JP10316692 A JP 10316692A JP 10316692 A JP10316692 A JP 10316692A JP H05296367 A JPH05296367 A JP H05296367A
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JP
Japan
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valve body
valve
operating
operating means
flow path
Prior art date
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Pending
Application number
JP10316692A
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English (en)
Inventor
Masao Kawai
正夫 川合
Hideki Ariga
秀喜 有賀
Toshihiro Shiimado
利博 椎窓
Yoshihisa Ito
義久 伊藤
Koji Hori
孝二 堀
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Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Equos Research Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】バルブ操作部や弁箱間の連結棒などを介して大
気中の熱が液体ヘリウムなどの冷媒に伝わってしまうの
を防止する。 【構成】断熱空間と外側雰囲気25を分離するケースを
有しており、前記外側雰囲気25内に操作手段が設けら
れ、前記断熱空間内に冷媒流路35が設られる。該冷媒
流路35を選択的に断続するために弁体38が設けられ
ていて、該弁体38と操作手段間に連結手段が設けら
れ、前記ケースを貫通して延びる。したがって、操作手
段を操作すると、連結部材を介して弁体38の動作位置
が変わり、冷媒流路35を接続したり、遮断したりする
ことができる。前記連結手段は、前記操作手段を操作す
ることによって弁体38の動作位置を変え、弁体38の
動作位置を変えないときに弁体38と操作手段間を遮断
して非接触状態とする。前記ケースの外側から進入した
熱が弁体38に伝わらなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、極低温用バルブに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、超電導モータやクライオスタット
などの極低温状態に置かれた低温装置を収容する断熱構
造体は、大気中の熱の進入を遮断するため、断熱構造体
と低温装置間に断熱空間が設けられている。例えば、超
電導モータにおいては、超電導コイルを極低温に冷却し
て超電導の特性を利用するようにしているので、例えば
密封された液体ヘリウム槽内に超電導コイルを設け、該
液体ヘリウム槽内に収容された液体ヘリウムによって冷
却している。また、前記液体ヘリウム槽を更に外ケース
によって包囲し、該外ケース内を真空にして外ケースの
外側の大気中の熱が進入しないようにしている。
【0003】前記構成の超電導モータにおいて、外ケー
スの外側から大気中の熱が進入したり、何らかの原因で
常電導転位が起きてジュール熱が発生したり、超電導モ
ータの可動部分で摩擦熱が発生したりするため、前記液
体ヘリウム槽内の液体ヘリウムはそれら熱負荷によって
徐々に消費される。そこで、前記液体ヘリウム槽と外ケ
ースの外側をヘリウム配管で結び、該ヘリウム配管を介
して前記液体ヘリウム槽内に液体ヘリウムを供給するよ
うにしている。その場合、前記ヘリウム配管に極低温用
バルブを配設し、液体ヘリウムを供給する時に開放し、
不要時には閉鎖しておくようにしている。
【0004】図2は従来の極低温用バルブの断面図であ
る。図において、11は図示しない外ケースの外側に配
設された操作部、12は液体ヘリウム配管に配設された
弁箱、13はディスク、14はシート、15は前記操作
部11とディスク13間を接続する連結棒、16は該連
結棒15を包囲するボンネットである。前記操作部11
を操作することによって、前記ディスク13をシート1
4に対して接離させることができる。
【0005】そして、外ケースの外側に配設された操作
部11から前記連結棒15を介して弁箱12に伝わる熱
の量すなわち伝熱量を抑制するために前記連結棒15を
長くしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の極低温用バルブにおいては、連結棒15を長くして
大気中から弁箱12への伝熱量を少なくしているが、大
気の温度と液体ヘリウムの温度間の温度勾(こう)配が
大きいため、伝熱量を十分に抑えることができない。
【0007】したがって、液体ヘリウム槽内の液体ヘリ
ウムが大気中から進入した熱によってわずかずつ気化
し、その分冷却効果が低下してしまうだけでなく、液体
ヘリウムの使用量が増加してしまう。本発明は、前記従
来の極低温用バルブの問題点を解決して、バルブ操作部
や弁箱間の連結棒などを介して大気中の熱が液体ヘリウ
ムなどの冷媒に伝わってしまうのを防止することができ
る極低温用バルブを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の極
低温用バルブにおいては、断熱空間と外側雰囲気を分離
するケースを有しており、前記外側雰囲気内に操作手段
が設けられ、前記断熱空間内に冷媒流路が設られる。該
冷媒流路を選択的に断続するために弁体が設けられてい
て、該弁体と操作手段間に連結手段が設けられ、前記ケ
ースを貫通して延びる。該連結手段は、前記操作手段を
操作することによって弁体の動作位置を変える手段と、
前記弁体の動作位置を変えるときに弁体と操作手段間の
部材を連結して接触状態とし、前記弁体の動作位置を変
えないときに弁体と操作手段間を遮断して非接触状態と
する手段を備える。
【0009】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように
断熱空間と外側雰囲気を分離するケースを有しており、
前記外側雰囲気内に操作手段が設けられ、前記断熱空間
内に冷媒流路が設られる。該冷媒流路を選択的に断続す
るために弁体が設けられていて、該弁体と操作手段間に
連結手段が設けられ、前記ケースを貫通して延びる。し
たがって、操作手段を操作すると、連結部材を介して弁
体の動作位置が変わり、冷媒流路を接続したり、遮断し
たりすることができる。
【0010】また、前記連結手段は、前記操作手段を操
作することによって弁体の動作位置を変える手段と、前
記弁体の動作位置を変えるときに弁体と操作手段間の部
材を連結して接触状態とし、前記弁体の動作位置を変え
ないときに弁体と操作手段間を遮断して非接触状態とす
る手段を備えている。したがって、操作手段を操作して
弁体と操作手段間を離すと、操作手段を介して前記ケー
スの外側から熱が弁体に伝わらなくなる。したがって、
前記ケースの外側から進入した熱が冷媒に伝わることが
なく、冷媒の冷却効果が低下したり、使用量が増加した
りすることがなくなる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施例を
示す極低温用バルブの断面図である。図において、21
は内ケース、22は外ケース、23は前記内ケース21
に包囲された空間に形成され、図示しない超電導モータ
のステータのコイルを収容する液体ヘリウム槽、24は
前記内ケース21と外ケース22間に形成された断熱空
間、例えば真空槽、25は前記外ケース22の外側の外
側雰囲気である。
【0012】31は弁箱、32は前記液体ヘリウム槽2
3と外側雰囲気25間に接続され、冷媒、例えば液体ヘ
リウムを供給するためのヘリウム配管であり、断熱性の
ある材料で形成される。前記液体ヘリウム槽23内の液
体ヘリウムが気化されて量が少なくなると、該ヘリウム
配管32を介して液体ヘリウムが供給される。前記弁箱
31は、内部に液体ヘリウムの冷媒流路35が形成され
た流路ブロック36と、前記冷媒流路35を選択的に断
続する弁体38と、該弁体38を冷媒流路35が遮断さ
れる方向に付勢するスプリング39と、前記流路ブロッ
ク36と一体的に形成され、前記スプリング39を支持
するストッパ40から成る。前記流路ブロック36には
シート43が形成されていて、弁体38は該シート43
に対して垂直方向に移動して前記冷媒流路35を断続す
る。そのため、前記弁体38はシート43に対向する先
端側に円錐部45を有するとともに、後端側に係止用凸
部46を有している。該係止用凸部46は前記弁体38
の移動に伴って移動するため、前記弁箱31には適宜形
状の窓部48が形成されている。
【0013】また、前記弁体38は前記流路ブロック3
6内の後端側に形成されたスリーブ51内で摺(しゅ
う)動自在に配設されていて、前記円錐部45が冷媒流
路35内に臨んでいる。そのため、該冷媒流路35内の
液体ヘリウムが前記スリーブ51と弁体38間を抜けて
真空槽24に漏れ出すおそれがある。そこで、前記スリ
ーブ51と弁体38間を密閉するためにベロー52が配
設されている。
【0014】なお、前記内ケース21、ヘリウム配管3
2、流路ブロック36等の液体ヘリウムと接触して極低
温に冷却される部材の表面には、輻(ふく)射熱の進入
を阻止するために銀めっきを施すとよい。このような構
成の弁箱31において、前記スプリング39は、前記係
止用凸部46の裏面とストッパ40間に配設され、前記
弁体38を冷媒流路35が遮断される方向に付勢する。
該冷媒流路35を接続する場合に、前記弁体38はスプ
リング39の付勢力に対向して後退させられる。なお、
前記ベロー52を付勢力の大きいもので構成し、かつ、
該ベロー52を冷媒流路35が遮断される方向に付勢し
て取り付けると、前記スプリング39は不要になる。
【0015】そのため、前記弁箱31を包囲して有底箱
状の弁体アクチュエータ54が配設され、該弁体アクチ
ュエータ54の筒状部55の先端縁部55aが前記係止
用凸部46に接離自在に当接させられる。そして、操作
部33を操作して前記弁体アクチュエータ54を往復動
させると、それに伴い前記弁体38が往復動して冷媒流
路35を断続する。前記筒状部55の先端縁部55aと
前記係止用凸部46は伝熱量を少なくするために線接触
とする。また、該先端縁部55に適宜凹凸を形成して点
接触させるようにしてもよい。
【0016】なお、前記ヘリウム配管32を避けて前記
弁体アクチュエータ54が往復動することができるよう
に、前記筒状部55に適宜形状の窓部56が形成され
る。また、筒状部55に代えて複数の脚を形成し、該脚
の先端縁部を前記係止用凸部46に当接させるようにし
てもよい。その場合、前記窓部56は不要になる。前記
弁箱31は、ストッパ40の裏面に形成された円錐形支
持体58によって内ケース21に支持される。前記円錐
形支持体58は先端のみが内ケース21に点接触してお
り、伝熱量を少なくしている。前記円錐形支持体58の
先端と内ケース21は溶接してもよいし、単に接触させ
るだけにしてもよい。
【0017】一方、操作部33は、外ケース22に固定
された中空の操作部箱体61と、該操作部箱体61から
外側雰囲気25に突出して配設された操作手段、例えば
摘(つま)み62から成る。前記操作部箱体61は、外
側雰囲気25側の底面63が前記外ケース22に形成さ
れた開口を塞(ふさ)ぐように取り付けられていて、前
記真空槽24内に突出する。
【0018】前記操作部箱体61は、筒状部65、前記
底面63及び蓋体66から成り、内部に密閉空間67が
形成される。そして、該密閉空間67には前記底面63
を貫通して外側雰囲気25内に延びるロッド69が配設
され、該ロッド69の前端71が前記摘み62と連結さ
れるとともに、後端72が前記弁体アクチュエータ54
と一体的に形成された連結棒73と連結される。そのた
め、該連結棒73は前記蓋体66を貫通して前端74が
密閉空間67内に延び、前記ロッド69の後端72と係
合される。前記連結棒73は中空のステンレス鋼を使用
し、他の部材と接触する部分をFRPで形成するとよ
い。また、該連結棒73の全体をFRPで形成すること
もできる。そして、操作部33を介して外側雰囲気25
から進入した熱が容易に弁体アクチュエータ54に伝わ
らないように、連結棒73は長くしてある。
【0019】また、前記筒状部65の内周面には雌ねじ
が、ロッド69の外周面には雄ねじが形成され、両者が
螺(ら)合されている。したがって、前記摘み62を回
してロッド69を回転させることによって、ロッド69
を操作部箱体61に対して相対的に往復動させることが
できる。この時、前記ロッド69の後端72と前記連結
棒73の前端74は係合されているので、ロッド69が
往復動するのに伴い連結棒73も往復動し、その結果、
弁体アクチュエータ54を介して弁体38が往復動して
冷媒流路35を断続する。
【0020】なお、前記ロッド69が回転する時に連結
棒73が回転しないように保持しておく必要がある。そ
のため、ロッド69の後端72に環状溝79を形成し、
連結棒73の前端74に環状突起80を形成し、該環状
突起80を前記環状溝79に係止させて両者間の相対的
な回転を許容している。前記ロッド69が底面63を貫
通する部分において、外側雰囲気25側から密閉空間6
7に大気が進入するのを阻止するため、前記底面63に
Oリング82が配設され、両者間をシールする。また、
前記ロッド69が蓋体66を貫通する部分において、前
記密閉空間67と真空槽24間を遮断するため、前記連
結棒73の前端74と蓋体66間にベロー83が配設さ
れる。
【0021】次に、前記構成の極低温用バルブの動作に
ついて説明する。本実施例において、摘み62を例えば
右方向に回してロッド69を図の左方向に移動させる
と、前記冷媒流路35を接続することができる。すなわ
ち、ロッド69が左方向に移動すると、連結棒73及び
弁体アクチュエータ54が左方向に移動する。そのた
め、弁体38も左方向に移動し、その分冷媒流路35が
接続される。
【0022】反対に、摘み62を左方向に回してロッド
69を図の右方向に移動させると、前記冷媒流路35を
遮断させることができる。図3は本発明の第1の実施例
を示す極低温用バルブの閉鎖状態図である。すなわち、
ロッド69が右方向に移動すると、連結棒73及び弁体
アクチュエータ54が右方向に移動する。そのため、弁
体38も右方向に移動し、所定量だけ移動すると、円錐
部45がシート43に当接して冷媒流路35を遮断す
る。
【0023】その後、更に摘み62を回して、ロッド6
9を右方向に移動し続けると、弁体アクチュエータ54
の筒状部55の先端部55aが弁体38の係止用凸部4
6から離れる。この状態で、操作部33と弁箱31は物
理的に遮断され、連結棒73と弁体38間で熱は伝わら
なくなる。したがって、操作部33を介して外側雰囲気
25から外ケース22内に進入した熱が液体ヘリウムに
伝わることが防止される。
【0024】図4は本発明の第1の実施例を示す極低温
用バルブにおいて摘みを除去した状態を示す図である。
超電導モータを電気自動車のホイールモータとして使用
した場合には、外ケース22が図示しないホイールの外
面に臨むことになる。そこで、この場合、摘み62をロ
ッド69に対して着脱自在に取り付けてある。
【0025】したがって、液体ヘリウムを液体ヘリウム
槽23内に供給しない場合には、摘み62を取り外し、
代わりにキャップ85を取り付けてロッド69の前端7
1を覆うようにしている。なお、86は前記キャップ8
5を外ケース22に対してねじ止めするための螺合部で
ある。次に、第2の実施例について説明する。
【0026】図5は本発明の第2の実施例を示す極低温
用バルブの断面図、図6は本発明の第2の実施例を示す
極低温用バルブの閉鎖状態図である。この場合、弁体ア
クチュエータ88は、流路ブロック36、弁体38及び
ベロー52を包囲する箱状体で形成され、筒状部55と
底面89が一体的に形成され、該底面89の裏面にスプ
リング39が当接して配設され、表面に弁体38が固定
されている。したがって、弁体アクチュエータ88と弁
体38は一体的に往復動する。
【0027】そして、操作部33と弁体アクチュエータ
88を連結する連結棒90は、後部連結棒91及び前部
連結棒92に分離されている。しかも、後部連結棒91
の前端には凹部93が、前部連結棒92の後端には凸部
94が形成され、凹部93と凸部94によって後部連結
棒91及び前部連結棒92間の相対的な傾きを吸収する
ことができるようになっている。したがって、操作部3
3のロッド69、ベロー83等によってがた付きが生じ
ても、弁体38の円錐部45と流路ブロック36のシー
ト43間で心ずれが発生することがなく、各部材の耐久
性を向上させることができる。
【0028】本実施例において、摘み62を例えば右方
向に回してロッド69を図の左方向に移動させると、前
記冷媒流路35を接続することができる。すなわち、ロ
ッド69が左方向に移動すると、連結棒90及び弁体ア
クチュエータ88が左方向に移動する。そのため、弁体
38も左方向に移動し、その分冷媒流路35が接続され
る。
【0029】反対に、摘み62を左方向に回してロッド
69を図の右方向に移動させると、前記冷媒流路35を
遮断させることができる。すなわち、ロッド69が右方
向に移動すると、連結棒90及び弁体アクチュエータ8
8が右方向に移動する。そのため、弁体38も右方向に
移動し、所定量だけ移動すると、円錐部45がシート4
3に当接して冷媒流路35を遮断する。
【0030】その後、更に摘み62を回して、ロッド6
9を右方向に移動し続けると、図6に示すように、前部
連結棒92が後部連結棒91から離れる。この状態で、
操作部33と弁箱31は熱的に分離され、連結棒90と
弁体38間で熱は伝わらなくなる。したがって、操作部
33を介して外側雰囲気25から外ケース22内に進入
した熱が液体ヘリウムに伝わることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す極低温用バルブの
断面図である。
【図2】従来の極低温用バルブの断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例を示す極低温用バルブの
閉鎖状態図である。
【図4】本発明の第1の実施例を示す極低温用バルブに
おいて摘みを除去した状態を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す極低温用バルブの
断面図である。
【図6】本発明の第2の実施例を示す極低温用バルブの
閉鎖状態図である。
【符号の説明】
21 内ケース 22 外ケース 24 真空槽 25 外側雰囲気 33 操作部 35 冷媒流路 38 弁体 62 摘み 73,90 連結棒
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 義久 東京都千代田区外神田2丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内 (72)発明者 堀 孝二 東京都千代田区外神田2丁目19番12号 株 式会社エクォス・リサーチ内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)断熱空間と外側雰囲気を分離する
    ケースと、(b)前記外側雰囲気内に設けられた操作手
    段と、(c)前記断熱空間内に設けられた冷媒流路と、
    (d)該冷媒流路を選択的に断続する弁体と、(e)前
    記ケースを貫通して延び、弁体と操作手段間に配設され
    た連結手段を有しており、(f)該連結手段は、前記操
    作手段を操作することによって弁体の動作位置を変える
    手段と、前記弁体の動作位置を変えるときに弁体と操作
    手段間の部材を連結して接触状態とし、前記弁体の動作
    位置を変えないときに弁体と操作手段間を遮断して非接
    触状態とする手段を備えたことを特徴とする極低温用バ
    ルブ。
JP10316692A 1992-04-22 1992-04-22 極低温用バルブ Pending JPH05296367A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008155145A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Matsushita Electric Works Ltd 静電霧化装置
CN105240613A (zh) * 2015-10-20 2016-01-13 张家港韩中深冷科技有限公司 船用lng燃料罐的阀门支撑装置
CN112282975A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 中船重工重庆智能装备工程设计有限公司 Lng燃料动力船供气系统

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