JPS6014237B2 - 断熱式弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 数多くの装鷹において、弁ハウジングを貫通して流体が
流動するとき該流体による温度利得を最小限とするため
にサーマルフロック（断熱手段）を具備した弁が必要と
される。

例えば液体ヘリウムを製造するのに多大のェネルギが消
費される。斯るェネルギの一部は、もし液体ヘリウムが
弁を貫流するとき液体ヘリウムの温度利得が増大するの
であればそのときに消費されるであろう。従来から、こ
の種の弁において弁ハウジングの周りにジャケットやへ
ＩＪカル流路を設けてこれに冷却媒体を流して冷却し、
これにより弁内を流れるヘリウム等の流体への熱の流れ
を減じることが行われている。しかしこのような冷却手
段は製作が困難である。本発明は構造が単純ではあるが
、信頼性の高く効果の高い冷却手段を具備した、断熱弁
を提供することを目的とする。

本発明は、弁を断熱するべく弁の各構成部品を如何に構
成せしめるかという問題を解決せんとするものである。

本発明は断熱された弁に関するものである。弁は入口及
び出口を備えた弁ハウジングと、該ハウジング内に形成
した弁座とを具備する。弁部材がハウジング内に配置さ
れ、前記弁座と協働し、入口と出口との間の流れを制御
する。弁部材を開放位置と閉鎖位置との間にて運動せし
めるべく作動部材が弁部材に連結される。弁部材がどの
位置にあろうと弁ハウジングを冷却し、特に弁部材が開
放位置にあるきには伝導によって弁部材を最適に冷却す
るたの手段がハウジングに設けられる。上記のように構
成されると、弁部材が開放している際に弁部材を熱伝導
により能率良く冷却してヘリウムの熱漏れを防ぐことが
できる。一方弁部村が開放している際にはヘリウム等の
流体の流れがなく弁部材はヘリウム等の流体と熱平衡し
ているのであまり冷却の必要がなく、ヘリウムの流路と
なるハウジングを冷却するのである。より具体的には上
記作動部材の一部には弁ハウジング内面に接触する第１
リングを設け、一方弁ハウジング外面には第２リングを
設けてこれを極低温流体で冷却するようにし、また両リ
ングを弁開放位置で整列するようにしたものである。本
発明の他の目的及び利益は後で明らかとなるであろう。

本発明の現在好ましいと思われる実施態様を図面に別し
て詳しく説明すると、本発明に従った弁が総括して１０
で示される。

図面において同じ番号は同じ部材を示すものとする。説
明のために、ここで説明する好ましい実施態様において
弁は、例えば液体ヘリウムのうな極低温流体と共に使用
するための弁であり、該弁は流体による熱利得を最小限
とするべく断熱されており、従って該流体が雰囲気温度
に露呈されることはないものとされる。以後説明される
好ましい実施態様における弁は真空囲包系内でのみ使用
するものとして設計されたものである。弁１０はハウジ
ング１２を具備する。

該ハウジング１２は好ましくは円筒状の管であり、一端
に入口１４及び出口１６が設けられる。ハウジング１２
のための真空ジャケットは図示されていない。出口は、
図示されるように、ハウジング１２の管状部分の長手方
向軸線に対して９０ｏにて配置される。入口及び出口は
所望に応じて種々の位置に配置し得るであろう。ハウジ
ング１２内に弁座１８が設けられる。弁部村２０が、よ
り詳しくは後述される態様にてハウジング内に設けられ
、入口１４と出口１６との間の流れを制御するべく弁座
１に対して着脱するように往復運動可能とされる。ハウ
ジング１２の入口１４とは反対の端部に、該ハウジング
１２に一体にボンネットフランジ２４が形成される。ボ
ンネットフランジ２４はボンネット２２にボルト２６又
は他の手段にて取付けられる。弁部材２０は弁ステム組
立体２７によって弁座１８に対して往復運動せしめられ
る。

組立体２７はボンネット２２及び中空円筒状プラグ３０
を貫通して延在するロッド２８を具備する。円筒状プラ
グ３０はその一端がフランジ２４に固着される。ロッド
２８の一端は、該ロッド２８をその長手軸線に沿って往
復運動せしめるために油圧モ−夕、空気モータ又は同等
物のようなモータ３２の如き作動部材に連結される。ハ
ウジング１２の外周囲にはプラグ３０の自由端に隣接し
て好ましくは銅製のリング３４の形態をした熱ステーシ
ョンが設けられる。

該鋼製リング３４は極低温流体源３３によって囲包され
且つ該流体源に取付けられている。極低温流体源３３は
好ましくは別個の極低温流体源とされる。リング３４は
該流体源からの流体と直接接触して制御される流体とじ
温度か又は幾分高い温度とされる。組立体２７は第１ス
ベーサ３６を具備する。

該スベーサ３６はロッド２８の一端に固着された端整３
９を有し、該端壁３９には孔３７が形成される。スベー
サ３６の端整３９の外周囲にはサーマルフロックリング
３８が設けられる。リング３８はハウジング１２の内周
面に接触しており、又該リングは好ましくはべりリウム
鋼合金又は同等の熱伝導性材料で作製されたりングであ
る。リング３８は、第４図に図示されるように、弁部材
２０が開口位置にあるときにはリング３４と対応した位
置となるようにしてスベーサ３６上に配置される。組立
体２７が第２図に示される位置に作動されたとき、室３
５内のガスが圧縮されないように、室３５は任意の態様
で例えばリング３８の外周面を切欠いて溝を形成するこ
とによってガスの逃しが行なわれる。スベーサ３６の、
端整３９の反対側の端整はバレル４０の端壁４２に任意
の好適な態様にて、例えばバョネット溝又はＴ溝にて取
外し自在に連結される。

バレル４０の他端は弁部材２０１こ螺着される。第３図
を参照せよ。弁部材２０は弁座１８に接触する弾性シー
ル４１を具備することができる。バレル４０の端整４２
には孔３７に対応する孔は形成されてはいない。スベー
サ３６及びバレル４０の外蓬部は密封リング３８を除い
て、ハウジング１２の内周面に対して約０．０７６〜０
．１３側の間隙を有し、ガストラツプを画定する。この
ガススは弁の方から漏れて来る低温流体に由来する。ハ
ウジング１２及び弁組立体２７は、制御される流体が流
体自体の温度より高い温度とならないように熱伝導性材
料で作製される。例えば液体窒素、ガス状ヘリウム又は
同等物のような極低温流体の別個の流体源がリング３４
に連結されてもよい。弁部材２０の開口位置にて、各ハ
ウジング１２及び弁ステム組立体２７は冷却される。弁
部村２０の閉鎖位置にてはハウジング１２は冷却され、
組立体２７は部分的に冷却される。弁組立体２７は全体
として藤線方向に移動自在となっている。すなわちモー
タ３２の作動でロッド２８が円筒状プラグの中を往復運
動し、それによりスベーサ３６、バレル４０及び弁部材
２０が移動する。本発明は他の実施態様にても実施可能
であろう。従って本発明は上記実施態様に改定されるも
のではない。図面の簡単な説明第１図は本発明に係る弁
の垂直断面図であり、弁部材が閉鎖した状態を表わす。

第２図は第１図と同様の図であるが、弁部材が開放た状
態を表わす。第３図は弁座及び弁部材の拡大詳細図であ
る。第４図は弁部材が開放位置にあるときの作動部材組
立体の部分拡大詳細図である。１０：弁、１２：弁ハウ
ジング、１４：入口、１６：出口、１８：弁座、２０：
弁部材、２７：弁ステム組立体、２８：ロッド、３３：
極低温流体源、３６：スべ−サ、３８：サーマルフロッ
クリング、４０：バレル。〆／Ｇ／ ‘／Ｇ２ Ｆ／Ｇ３ ‘′６４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口及び出口を備えた中空弁ハウジングと、前記ハ
   ウジング内に設けられた弁座と、前記弁座と協働し、前
   記入口及び出口間の流れを制御するために前記ハウジン
   グ内に配置された弁部材と、前記弁部材を開放位置と閉
   鎖位置との間で運動せしめるために前記ハウジングとは
   接触しないようにして前記弁部材に連結された弁ステム
   と、前記弁ステムを運動させる動力手段と、前記弁ステ
   ムに結合されると共に前記ハウジングの内周に接触する
   熱伝導性の良い第１リングと、前記弁部材が前記開放位
   置にあるときに前記第１リングと整列する位置で前記弁
   ハウジングを冷却する冷却手段とから成り、以つて前記
   弁部材の位置に拘わらず前記ハウジングを冷却し、又前
   記弁部材が開放位置にあるきには伝導によって各前記弁
   ステム及び弁部材を冷却するようにした断熱式弁。 ２ 冷却手段は、中空弁ハウジングの外周囲に取付けら
   れそして熱伝導性の良い材料で作製された第２リングを
   含み、前記各リングは弁部材が開放位置にあるときに互
   いに直接対応した位置に配置されて成る特許請求の範囲
   第１項記載の弁。 ３ 弁ステムは、互いに整列して相互に連結され且つ中
   空弁ハウジングの円筒状部分の内周面からは離間して設
   けられそれによってガストラツプを形成するようにした
   複数の中空円筒状部材を具備し、一つの該中空円筒状部
   材は弁部材に連結され、又他の前記中空円筒状部材には
   第１リングが装着されている特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の弁。 ４ 長手方向の大部分が円筒状であり、一端に入口及び
   出口を備えた中空弁ハウジングと、前記ハウジング内に
   て前記入口に隣接して設けられた弁座と、前記弁座と協
   働し前記入口及び出口間の流れを制動するように前記ハ
   ウジング内に配置された弁部材と、前記弁部材を開放位
   置と閉鎖位置との間で往復運動せしめるために前記ハウ
   ジングとは接触しないようにして前記弁部材に連結され
   た弁ステムと、前記弁ステムを運動させる動力手段と、
   前記弁ステムに結合されると共に前記ハウジングの内周
   に接触する熱伝導性の良い第１リングと、前記弁ハウジ
   ングを冷却する冷却手段とから成り、前記ステムは、円
   筒状スペーサとその一端に連結されたロツドと円筒状プ
   ラグとを具備し、弁ハウジングは一端にボンネツトフラ
   ンジを有し、前記円筒状プラグは前記フランジに固定さ
   れそして前記ハウジング内へと突出しており、又前記ロ
   ツドは前記プラグ内を往復動自在に貫通して延在してい
   る断熱式弁。 ５ 冷却手段はハウジングの外周囲に取付けられそして
   熱伝導性の良い第２リングを含み、各リングは弁部材が
   開放位置にあるときに互いに直接対応した位置に配置さ
   れて成る特許請求の範囲第４項記載の弁。 ６ ステムは円筒状スペーサと互いに整列して連結され
   且つハウジングの円筒状部分の内周面からは離間して設
   けられた中空円筒状のバレルを具備し、前記バレルは弁
   部材に連結され、円筒状スペーサには第１リングが配置
   され該該第１リングはハウジングの内周面に接触してい
   る特許請求の範囲第４項または第５項記載の弁。 ７ 冷却手段はハウジングと熱交換を行なうようにした
   極低温流体源を具備して成る特許請求の範囲第４項ない
   し第６項のいずれかに記載の弁。