JPS61252984A

JPS61252984A - 極低温流体用弁装置

Info

Publication number: JPS61252984A
Application number: JP9520785A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nakayama; 茂雄中山; Akira Murase; 村瀬　暁
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、ｆ！低温流体用弁装置に係り、特に。

熱侵入を防止した状態で弁装置本体の開閉を簡単に行な
えるようにした極低温流体用弁装置に関する。

〔発明の技術的背秦とその問題点〕

周知のように、超電導磁石は、超電導コイルと。

この超電導コイルを極低温に冷却する液体ヘリウムで代
表される極低温液体とをタライオスタット内に収容した
構成となっている。

このような超電導磁石の形成工程において、タライオス
タット内に液体ヘリウムを導入する方式としては１通常
、５図に示す方式が採用されている。すなわち、超電導
コイル１が収容されているクライオスタット２内に第１
のトランスファーチューブ３の一端側を差し込むととも
に液体ヘリウム５が収容されているヘリウム容器５内に
第２のトランスファーチューブ４の一端側を差し込み。

この第２のトランスファーチューブ４の他端と第１のト
ランスファーチューブ３の他端とを弁装置７で接続する
。そして、ヘリウム容器６内の上部空間を調整バルブ８
を介して加圧ガスボンベ９に接続し、ヘリウム容器６内
の上部空間圧力を高めることによってヘリウム容器６内
の液体ヘリウム５を第２のトランスファーチューブ４．
弁装置７゜第１のトランスファーチューブ３を介してク
ライオスタット２内へと押し出すようにしている。なお
、クライオスタット２内の液位は、液面計１０で検出さ
れ表示器１１に表示される。

ところで、上記のような液体ヘリウム導入系では、弁装
置７として１通常、第６図に示すように構成されたもの
が使用されている。すなわち、この弁装置７は、第１の
トランスファーチューブ３の端部に、このチューブと一
体的に形成された弁構成要素１２と、第２のトランスフ
ァーチューブ４の端部に、このチューブと一体的に形成
され上記弁構成要素１２に対して嵌入接続される弁構成
要素１３とで構成されている。

第１のトランスファーチューブ３は、内部に液体ヘリウ
ムを直接通流させる内管１５と、この内管１５の外側に
同心的に配置された外管１６とで構成されており、内管
１５と外管１６との間の空間１７は真空断熱層に形成さ
れている。そして。

前記弁構成要素１２は、内管１５の端部を所定長さに屋
っで大径に延長させた部分１８と、外管１６の端部を同
じく所定長さに亙っで大径に延長させた部分１９とによ
って構成されている。

一方、第２のトランスファーチューブ４も内部に液体ヘ
リウムを直接通流させる内管２０と、この内管２０の外
側に同心的に配置された外管２１とで構成されており、
内管２０と外管２１との間の空間２２は真空断熱層に形
成されている。なお。

内管２０ｔ３よび外管２１は、第１のトランスファーチ
ューブ３のそれよりそれぞれ小径に形成されている。そ
して、前記弁構成要素１３は、内管２、　Ｏを延長させ
た部分２３と、外管２１を延長させた部分２４と１部分
２３の開口端部を開口端に近付くにしたがってテーバ状
に瓶口させて形成された弁座２５と１部分２４を覆うよ
うに装着された有底筒状の筒体２６と、この筒体２６の
、いわゆる底壁内面に突設され弁体２７と、この弁体２
７の周囲に複数箇所に亙って設けられた孔２８とで構成
されている。筒体２６は、その開口部側の内周面に形成
されたネジ部２９を部分２４の外周面に形成されたネジ
部３０に螺合させることによって部分２４に支持されて
いる。そして、上記のように構成された弁構成要素１３
は、筒体２６の外周面と弁構成要素１２の部分１８の内
周面との間にシールリング３１を介在させた状態で弁構
成要素１２に嵌入接続されている。すなわち、この弁装
置７は、第７図に示すように手動で筒体２６を回転させ
ることによって弁座２５と弁体２７とからなる弁装置本
体の開閉を行なうように構成されている。なお、第６図
および第７図中３２．３３は、シールリングを示してい
る。

しかしながら、上記のように構成された従来の。

いわゆる極低温流体用弁装置にあっては１手動操作によ
って弁の開閉を制御しなければならないため使い難（、
液体ヘリウム導入作業等を迅速に行なえない問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、熱侵入を防止した状態で弁装置
本体の開閉制御の容易化を図れる極低温流体用弁装置を
提供することにある。

（発明の概要〕本発明によれば、極低温流体を通流させる内管と、この
内情の外側に上記内管との間に真空断熱層を介在させて
設けられた外管と、前記内管を通して流れる極低温流体
の通路を選択的に開閉する弁装置本体と、この弁装置本
体の可動部に復元力を与えて常時は上記弁装置本体を閉
状態に保持する弾性体と、前記弁装置本体の可動部に連
結された磁性体と、前記真空断熱層より外側に配置され
前記磁性体との間に前記弾性体の復元力とは逆向きの電
磁力を選択的に作用させて前記弁装置本体を開に制御す
る制御コイルとを備えた極低温流体用弁装置が提供され
る。

〔発明の効果〕

本発明に係る弁装置は、全体的に内管と外管とからなる
二重管構造に構成され、内管と外管との間が真空断熱層
に形成され、しかも、内管側に弁装置本体を位置させて
いる。したがって、外部からの熱侵入を最少限に抑制す
ることができる。また、制御コイルの付勢および付勢停
止だけで弁装置本体を開閉制御できるので、操作性を大
幅に向上させることができる。勿論、制御コイルの付勢
エネルギを可変することによって、いわゆる弁の開度も
細かく制御することができる。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は１本発明の一実施例に係る極低温流体用弁装置
を示すもので、第６図と同一部分は同一符号で示しであ
る。したがって２重複する部分の説明は省略する。

この実施例に係る弁装置Ａは、第１のトランスファーチ
ューブ４の外管２１を延長させた部分２４を覆うように
装着された有底筒状の筒体２６′　ａの開口端部に外側
に向けて延びる鍔４８を設け。

この鍔４８の図中上面に上下方向に着磁された環状の永
久磁石４９を固定している。また１部分２４の外周で、
かつ永久磁石４９より図中上方位置にコイル５０を配置
し、このコイル５０を部分２４に形成された突部５１と
部分２４の外周に螺合されたリング５２とで固定してい
る。また、筒体２６ａの外側に０図中上方部分が大径に
形成された段付き筒体５３を同心的に配置し、この段付
き筒体５３の上端部を締付はリング５４で突部５１に締
付は固定している。そして１段付き筒体５３内に存在す
る段部と前述した鍔４８との間にはコイルスプリング５
５が装着されている。なお。

上述した構成要素のうち、永久磁石４９を除いた構成要
素は非磁性材で形成されている。また、コイル５０の線
端は１段付き筒体５３に設けられた孔を通して外部に導
かれている。さらに１図中５６．５７はシールリングを
示している。

このような構成であると、コイルスプリング５５の復元
力によって筒体２６ａに常に図中上方に向かう催奇力が
作用するので、常時は、第１図に示すように弁体２７が
弁座２５に密接した状態となる。したがって、いわゆる
弁装置本体は、常時は閉じられた状態に保持される。

このような状態において、コイル５０と永久磁石４９と
の間に電磁的反発力が作用するように上記コイル５０を
付勢すると、筒体２６ａはコイルスプリング５５の復元
力に抗して図中下方へと移動する。この結果、第２図に
示すように弁座２５から弁体２７が離れ１両者間にコイ
ル５０に流れる電流に対応した断面積の流路Ｐが形成さ
れる。

そして、コイル５０の付勢を停止すると、コイルスプリ
ング５５の復元力で弁体２７が上昇し、第１図に示すよ
うに弁座２５の開口を閉じる。したがって、弁装置とし
ての機能が良好に発揮されることになる。

そして、この場合には、コイル５０に流す電流を制御す
るだけで、いわゆる弁装置本体の開度を自由にコントロ
ールすることができるので、液体ヘリウム導入系等に組
み込んだとき作業能率の向上化に寄与できるとともに系
の完全自動化の実現にも寄与することができる。また、
弁座２５と弁体２７とからなる弁装置本体の大部分は真
空断熱層によって覆われているので熱侵入量を僅かに抑
えることもでき、結局、前述した効果を発揮させること
ができる。

第３図は１本発明の他の実施例に係る極低温流体用弁装
置を示すものである。第１図に示した実施例においては
、内管、外管、真空断熱層を軸方向に分離し１分離端に
おいて互いに結合して上記内管相互を接続するとともに
接続部分に弁装置本体を位置させているが、この第３図
に示す実施例では内管内に弁装置本体を完全に位置させ
るようにしている。

すなわち、内管６１の内面に環状の突部を設け。

この突部で弁座６２を形成するとともに上記弁座６２に
下流側から選択的に嵌入する弁体６３を設けている。弁
体６３は、弁座６２に直接嵌入する弁体本体６４と、こ
の弁体本体６４の下流側端部に固定された磁性材６５と
で構成されている。内管６１の内周面で弁体６３より下
流位置には環状板６６が固定してあり、この環状板６６
と弁体６３″との間にはコイルスプリング６７が装着さ
れている。内管６１の外側には真空断熱層としての空間
６８を存して外管６９が設けられている。そして、外管
６９の外周面で前記環状板６６の外側位置にはコイル７
０が装着されている。なお、この実施例においても磁性
材６５以外の構成要素は非磁性材で形成されている。

このような構成であると、常時は、コイルスプリング６
７の復元力を受けて弁体６３が弁座６２に嵌入し、いわ
ゆる弁装置本体が閉じた状態に保持される。このような
状態で、コイル７０を付勢すると、磁性材６５にコイル
スプリング６７の復元力に抗してコイル７０の中心に向
かう電磁力が作用する。この結果、第４図に示すように
、弁座６２から弁体６３が離れ、結局、第１図に示した
実施例と同様に弁装置としての機能を良好に発揮するこ
とになる。そして、この場合には、真空断熱層外から完
全非接触状態で弁体６３を制御しているので前記実施例
に比べて熱侵入を非常に少なくできる利点がある。

なお０本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く種々変形することができる。すなわち。

各実施例では弁体の方を移動させるようにしているが弁
座の方を移動させるようにしてもよい。また、各実施例
ではコイルスプリングで偏置力を得るようにしているが
、コイルスプリングに限られるものではなく、要は弾性
体であればよい。また。

対象とする流体も液体ヘリウムに限られるものではなく
極低温流体全般に適用できる。また、弁装置本体を開制
御させるだめの力は仕様に応じて電磁的反発力または電
磁的吸引力を選択すればよい。

さらに、電磁駆動形態に影響を与えない範囲で各部要素
を磁性材で形成することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る極低温流体用弁装置の
縦断面図、第２図は同装置の作用を説明するための図、
第３図は本発明の他の実施例に係る極低温流体用弁装置
の縦断面図、第４図は同装置の作用を説明するための図
、第５図はタライオスタット内に液体ヘリウムを導入す
るための一方式を説明するための図、第６図は従来の極
低温流体用弁装置の縦断面図、第７図は同装置の作用を
説明するための図である。Ａ、Ａａ−・・弁装置、１２ａ、１２ｂ−・・弁構成要
素、１５．２０，６１・・・内管、１７．２２，６８・
・・真空断熱層としての空間、１８．２３・・・内管を
延長させた部分、１９．２４・・・外管を延長させた部
分、２５．６２・・・弁座、２７．６３・・・弁体。２６ａ・・・筒体、４９・・・永久磁石、５０．７０・
・・コイル、５５．６７・・・コイルスプリング、６５
・・・磁性材。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第３図　　　　第４図第１図第２図第５図第６図　　　第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）極低温流体を通流させる内管と、この内管の外側
に上記内管との間に真空断熱層を介在させて設けられた
外管と、前記内管を通して流れる極低温流体の通路を選
択的に開閉する弁装置本体と、この弁装置本体の可動部
に復元力を与えて常時は上記弁装置本体を閉状態に保持
する弾性体と、前記弁装置本体の可動部に連結された磁
性体と、前記真空断熱層より外側に配置され前記磁性体
との間に前記弾性体の復元力とは逆向きの電磁力を選択
的に作用させて前記弁装置本体を開に制御する制御コイ
ルとを具備してなることを特徴とする極低温流体用弁装
置。
（２）前記内管、外管および真空断熱層が軸方向に分離
され、分離端において互いに結合されて上記内管相互が
接続されるとともに上記内管相互の接続部分に前記弁装
置本体が配置されてなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の極低温流体用弁装置。
（３）前記内管および外管は、それぞれ非磁性材で形成
されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の極低温流体用弁装置。