(57)【要約】【課題】円滑な操作性を長期間にわたって確保することのできる極低温用バルブを提供する。【解決手段】極低温用バルブは、弁箱１、弁体２、長尺の弁棒３、中継管４、端部ナット５、ハンドル６、雌ねじ部７１、雄ねじ部７２、外側Ｏリング８Ａおよび内側Ｏリング８Ｂを備える。中継管４は弁箱１から突設され、端部ナット５は、中継管４の先端部４２に装着される。雌ねじ部７１は、端部ナット５の内周面に形成される。雄ねじ部７２は、雌ねじ部７１に螺合するように弁棒３の外周面に形成される。外側Ｏリング８Ａは、端部ナット５の内周面のうち、雌ねじ部７１を基準としてこれよりも中継管４から離れた個所に配される。内側Ｏリング８Ｂは、中継管４の先端部４２の内周面に配される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温流体が流れるための流路を有する弁箱と、
前記流路の途中に形成された弁座に対して近接離間するように構成された弁体と、
前記弁体に連結された長尺の弁棒と、
前記弁箱から突設され、前記弁棒が挿通される中継管と、
前記中継管の先端部に装着され、前記弁棒のうち前記先端部から突出する部分が挿通される端部ナットと、
前記弁棒のうち前記端部ナットから突出する部分に連結されたハンドルと、
前記端部ナットの内周面に形成された雌ねじ部と、
前記雌ねじ部に螺合するように前記弁棒の外周面に形成された雄ねじ部と、
前記端部ナットの内周面のうち、前記雌ねじ部を基準としてこれよりも前記中継管から離れた個所に配された外側Ｏリングと、
前記中継管の内周面に配された内側Ｏリングと、を備える
ことを特徴とする極低温用バルブ。
【請求項２】
前記内側Ｏリングは、前記中継管の前記先端部の内周面に配される
ことを特徴とする請求項１に記載の極低温用バルブ。
【請求項３】
前記外側Ｏリングは、前記内側Ｏリングよりも小さな断面積を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の極低温用バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温用バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体窒素等の極低温流体の流れを制御するために、極低温用バルブが用いられる。
【０００３】
たとえば特許文献１に記載された極低温用バルブは、極低温流体が流れるための流路を有する弁箱と、この流路中に形成された弁座に対して近接離間する弁体と、弁体に連結された弁棒と、弁箱の上部開口を塞ぐように弁箱に装着された蓋と、該蓋に連結された中継管を備える。弁棒は、中継管に挿通されている。
【０００４】
特許文献１に記載された極低温用バルブにおいては、弁箱に装着された蓋の内周面に、雌ねじ部が形成されている。この雌ねじ部と、弁棒の外周面に形成された雄ねじ部とが螺合することで、弁棒の正逆回転に伴って、弁棒と弁体が一体に進退する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１７２７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の極低温用バルブでは、弁棒を進退させるための雌ねじ部が、弁箱に装着された蓋の内周面に位置しているので、雄ねじ部と雌ねじ部の間に塗布されたグリースが、極低温流体の流れの影響（極低温流体の流れがグリースに与える圧力の影響、極低温流体がグリースを冷却する影響等）を受け、飛散しやすいという問題がある。グリースが飛散すると、バルブの円滑な操作性を長期間にわたって確保することが困難となる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、円滑な操作性を長期間にわたって確保することのできる極低温用バルブを、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一様態に係る極低温用バルブは、極低温流体が流れるための流路を有する弁箱と、前記流路の途中に形成された弁座に対して近接離間するように構成された弁体と、前記弁体に連結された長尺の弁棒と、前記弁箱から突設され、前記弁棒が挿通される中継管と、前記中継管の先端部に装着され、前記弁棒のうち前記先端部から突出する部分が挿通される端部ナットと、前記弁棒のうち前記端部ナットから突出する部分に連結されたハンドルと、前記端部ナットの内周面に形成された雌ねじ部と、前記雌ねじ部に螺合するように前記弁棒の外周面に形成された雄ねじ部と、前記端部ナットの内周面のうち、前記雌ねじ部を基準としてこれよりも前記中継管から離れた個所に配された外側Ｏリングと、前記中継管の内周面に配された内側Ｏリングと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、バルブの円滑な操作性を長期間にわたって確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の極低温用バルブの正面図である。
【図２】同上の極低温用バルブの側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一実施形態の極低温用バルブについて、図１から図４に基づいて以下に詳述する。
【００１２】
一実施形態の極低温用バルブは、液体窒素、液体酸素、液体アルゴン、液化炭酸ガス等の極低温流体の流れを制御するために専用設計されたバルブである。
【００１３】
一実施形態の極低温用バルブは、弁箱１、弁体２（図３参照）、弁棒３、中継管４、端部ナット５およびハンドル６を備える。
【００１４】
（弁箱）
まず、弁箱１の構造について説明する。
【００１５】
図３に示すように、弁箱１の内部には、極低温流体を流すための流路１０が形成されている。流路１０は、全体としてＳ字型に形成されており、その一端開口が流入口１０２を構成し、他端開口が流出口１０４を構成する。流路１０の途中には、弁体２が押し当たって流路１０を塞ぐことのできる弁座１０６が形成されている。
【００１６】
弁箱１は、伝熱性の低いステンレス鋼で全体が形成されている。弁箱１は、いずれも円筒状の第一筒部１１、第二筒部１２および第三筒部１３を、一体に有する。第一筒部１１の内部には、流路１０の上流部分が形成されている。第二筒部１２の内部には、流路１０の下流部分が形成されている。第三筒部１３の内部には、連通空間が形成されている。この連通空間は、流路１０のうち弁座１０６が形成された部分に連通している。
【００１７】
第一筒部１１の外周面には、上流側の配管（図示略）を連結させるための雄ねじ１１５が形成されている。第二筒部１２の外周面には、下流側の配管（図示略）を連結させるための雄ねじ１２５が形成されている。
【００１８】
第三筒部１３の内周面には、中継管４を連結させるための雌ねじ１３２と、段部１３４が形成されている。段部１３４は、第三筒部１３の軸方向の途中の個所において、全周にわたって形成されている。
【００１９】
第三筒部１３の連通空間のうち、段部１３４を基準としてこれよりも流路１０に近い側の空間（以下「内側連通空間Ｓ１１」）は、段部１３４よりも流路１０から離れた側の空間（以下「外側連通空間Ｓ１２」）よりも、小径に形成されている。
【００２０】
雌ねじ１３２は、第三筒部１３の内周面のうち、段部１３４よりも流路１０から離れた側の部分に形成されている。換言すると、雌ねじ１３２は、第三筒部１３の内周面のうち、外側連通空間Ｓ１２に面する位置にある。
【００２１】
（弁体）
次に、弁体２について説明する。
【００２２】
弁体２は、円柱状の外形を有するステンレス鋼製の主体部２１と、主体部２１の軸方向の一端部に固定されたフッ素樹脂製の先端部材２３を備える。
【００２３】
主体部２１のうち、先端部材２３が固定される部分とは反対側の端部には、連結構造２５が形成されている。連結構造２５は、弁棒３の軸方向の一端が、僅かに揺動可能なクリアランスを伴って連結される構造である。
【００２４】
（弁棒）
次に、弁棒３について説明する。
【００２５】
弁棒３は、弁体２よりも小径の円柱状の外形を有するステンレス剛製の部材である。
【００２６】
長尺に形成された弁棒３の軸方向の第一端部に、弁体２の連結構造２５に嵌り込んで連結される第一連結部３１が形成され、弁棒３の軸方向の第二端部（第一端部とは反対側の端部）に、ハンドル６が連結される第二連結部３２が形成されている。
【００２７】
（中継管）
次に、中継管４について説明する。
【００２８】
中継管４は、円筒状に形成されたステンレス鋼製の部材である。
【００２９】
中継管４の軸方向の第一端部は、弁箱１の第三筒部１３に連結される部分である。中継管４の軸方向の第二端部（第一端部とは反対側の端部）は、端部ナット５が連結される部分である。
【００３０】
第三筒部１３に中継管４が連結された状態において、中継管４は、弁箱１から一方向に大きく突出した姿勢を有する。この状態において、中継管４の軸方向の第一端部が、中継管４の基端部４１を構成し、中継管４の軸方向の第二端部が、中継管４の先端部４２を構成する。基端部４１と先端部４２は、他の部分（基端部４１と先端部４２の間の部分）よりも大きな外径で形成されている。
【００３１】
基端部４１の外周面には、弁箱１に連結するための雄ねじ４１２が形成されている。第三筒部１３の雌ねじ１３２に対して雄ねじ４１２が螺合することで、外側連通空間Ｓ１２に基端部４１の少なくとも一部が収容された状態で、第三筒部１３に中継管４が連結される。
【００３２】
基端部４１の端面には、フッ素樹脂製のパッキン４５が固定されている。パッキン４５が段部１３４に押し当たることで、第三筒部１３と中継管４は気密に連結接続される。
【００３３】
先端部４２の外周面には、端部ナット５を装着するための雄ねじ４２２が形成されている。雄ねじ４２２には、端部ナット５に加えてロックナット５９が装着される。
【００３４】
先端部４２の内周面には、段部４２４が全周にわたって形成されている。
【００３５】
先端部４２の内周面の径は、段部４２４を介して変化している。先端部４２の内周面のうち、段部４２４よりも先端側（基端部４１から離れた側）の部分は、段部４２４よりも基端側（基端部４１に近い側）の部分よりも大径である。
【００３６】
先端部４２の内周面の大径部分には、円環状の外形を有する合成ゴム製の内側Ｏリング８Ｂと、円環状の外形を有する金属製の押え部材９が、軸方向に並んで配置される。内側Ｏリング８Ｂは、円形状の断面を有する。
【００３７】
中継管４に弁棒３が挿通された状態において、内側Ｏリング８Ｂと押え部材９は、先端部４２の内周面の大径部分と弁棒３の外周面との間のスペースに、収容される。内側Ｏリング８Ｂは、先端部４２の内周面と弁棒３の外周面の両者に対して、気密に押し当たる。中継管４と弁棒３の間のクリアランスを通じて極低温流体が外部に漏出することは、内側Ｏリング８Ｂによって防止される。
【００３８】
押え部材９は、内側Ｏリング８Ｂよりも先端側（基端部４１から離れた側）に配置される。内側Ｏリング８Ｂは、押え部材９と段部４２４の間で挟み込まれて位置する。
【００３９】
（端部ナット）
次に、端部ナット５について説明する。
【００４０】
端部ナット５は、円筒状に形成された黄銅製クロムめっきの部材である。
【００４１】
端部ナット５の内周面には、段部５１が全周にわたって形成されている。端部ナット５の内周面は、段部５１を介して小径部分と大径部分に分かれている。
【００４２】
端部ナット５の内周面の大径部分には、中継管４に連結するための雌ねじ５２が形成されている。中継管４の先端部４２の雄ねじ４２２に対して雌ねじ５２が螺合することで、端部ナット５の内部空間に先端部４２の少なくとも一部が収容された状態で、中継管４と端部ナット５が連結される。
【００４３】
端部ナット５の内周面の小径部分には、弁棒３の進退を制御するための雌ねじ部７１が形成されている。弁棒３のうち、中継管４の先端部４２から突出する部分の外周面には、雌ねじ部７１に螺合するように雄ねじ部７２が形成されている。
【００４４】
雌ねじ部７１と雄ねじ部７２の螺合により、弁棒３は、その軸まわりの正逆回転に伴って軸方向に進退する。
【００４５】
加えて、端部ナット５の内周面の小径部分には、外側Ｏリング８Ａを配置するための溝が形成されている。外側Ｏリング８Ａは、円環状の外形を有する合成ゴム製の封止部材であり、雌ねじ部７１と軸方向に並ぶように配置される。外側Ｏリング８Ａは、円形状の断面を有する。外側Ｏリング８Ａの断面積は、内側Ｏリング８Ｂの断面積よりも小さく設定されている。
【００４６】
外側Ｏリング８Ａは、端部ナット５の内周面の小径部分のうち、雌ねじ部７１よりも先端側（中継管４から離れた側）の個所に位置する。つまり、端部ナット５の小径部分のうち、中継管４が連結される大径部分に近い個所に雌ねじ部７１が形成され、大径部分から離れた個所に外側Ｏリング８Ａが位置する。
【００４７】
端部ナット５に弁棒３が挿通された状態において、外側Ｏリング８Ａは、端部ナット５の内周面と弁棒３の外周面の両者に対して、気密に押し当たる。外側Ｏリング８Ａによって、端部ナット５と弁棒３の間のクリアランスを通じて、外部から水分が浸入することが防止される。
【００４８】
（ハンドル）
次に、ハンドル６について説明する。
【００４９】
ハンドル６は、円盤状のハンドル本体６１と、ハンドルナット６２を備える。
【００５０】
ハンドル本体６１は、弁棒３のうち端部ナット５から突出する部分（第二連結部３２）に嵌め込まれる。ハンドルナット６２は、ハンドル本体６１が弁棒３から抜けることを防止するために、弁棒３の先端に螺合される。
【００５１】
（全体）
次に、一実施形態の極低温用バルブの全体構造について、改めて説明する。
【００５２】
上記した各部材が組み立てられた状態において、互いに連通する第三筒部１３と中継管４と端部ナット５の内部空間に、一本の長尺な弁棒３が挿通される。上記したように、弁棒３の雄ねじ部７２に対して、端部ナット５の雌ねじ部７１が螺合しているので、弁棒３の正逆回転に伴って、弁棒３とこれに連結された弁体２は、軸方向に一体に進退する。これにより、流路１０内の弁座１０６に対して弁体２が近接離間する。
【００５３】
ここで、一実施形態の極低温用バルブでは、中継管４を介して弁箱１から大きく離れた個所に、弁棒３を進退させるための雄ねじ部７２と雌ねじ部７１を設けている。上記構成により、雄ねじ部７２と雌ねじ部７１の間に塗布されたグリースが、極低温流体の流れの影響を受けて飛散することが抑えられている。つまり、極低温流体の流れによってグリースに圧力が与えられることや、極低温流体の影響でグリースが冷却されて硬化することが、上記構成によって効果的に抑制されている。
【００５４】
特に、一実施形態の極低温用バルブでは、弁棒３がステンレス鋼製であり、端部ナット５が黄銅製クロムめっきであるから、雄ねじ部７２と雌ねじ部７１の間で、かじり（焼き付き）の現象を生じやすいが、雄ねじ部７２と雌ねじ部７１の間にグリースが長期間にわたって保持されるので、このような現象を生じることが効果的に抑えられる。
【００５５】
加えて、一実施形態の極低温用バルブでは、雄ねじ部７２と雌ねじ部７１が存在する個所と、極低温流体が流れるように構成された流路１０との間に、内側Ｏリング８Ｂが介在している。そのため、雄ねじ部７２と雌ねじ部７１の間に塗布されたグリースが、極低温流体の流れの影響を受けて飛散することが、より効果的に抑制されている。
【００５６】
さらに、一実施形態の極低温用バルブでは、雄ねじ部７２と雌ねじ部７１が存在する個所と外部空間との間に、外側Ｏリング８Ａが介在している。これにより、結露水等の水分が雄ねじ部７２と雌ねじ部７１の存在する個所にまで浸入することが、効果的に抑制されている。雄ねじ部７２と雌ねじ部７１の間に水分が浸入すると、その部分で水分が氷結することによって弁棒３の回転操作が阻害されるが、一実施形態の極低温用バルブでは、これが効果的に抑制されている。
【００５７】
したがって、一実施形態の極低温用バルブによれば、バルブの円滑な操作性が長期間にわたって確保される。
【００５８】
なお、上記した一実施形態の極低温用バルブは、二方弁として構成されているが、これに限定されず、たとえば三方弁として構成されることも有り得る。
【００５９】
また、上記した一実施形態の極低温用バルブは、いわゆる玉型弁として構成されているが、これに限定されず、たとえばアングル弁、仕切弁、ニードル弁として構成されることも有り得る。
【００６０】
（作用効果）
以上、添付図面に基づいて詳述したように、一実施形態の極低温用バルブは、第一の特徴として下記の構成を具備する。
【００６１】
一実施形態の極低温用バルブは、弁箱１、弁体２、弁棒３、中継管４、端部ナット５、ハンドル６、雌ねじ部７１、雄ねじ部７２、外側Ｏリング８Ａおよび内側Ｏリング８Ｂを備える。
【００６２】
弁箱１は、極低温流体が流れるための流路１０を有する。弁体２は、流路１０の途中に形成された弁座１０６に対して近接離間するように構成されている。長尺の弁棒３は、弁体２に連結される。中継管４は、弁箱１から突設され、弁棒３が挿通される。端部ナット５は、中継管４の先端部４２に装着され、弁棒３のうち先端部４２から突出する部分が挿通される。ハンドル６は、弁棒３のうち端部ナット５から突出する部分に連結される。
【００６３】
雌ねじ部７１は、端部ナット５の内周面に形成される。雄ねじ部７２は、雌ねじ部７１に螺合するように弁棒３の外周面に形成される。外側Ｏリング８Ａは、端部ナット５の内周面のうち、雌ねじ部７１を基準としてこれよりも中継管４から離れた個所に配される。内側Ｏリング８Ｂは、中継管４の内周面に配される。
【００６４】
一実施形態の極低温用バルブによれば、ハンドル６の正逆回転に伴って弁棒３を進退させるための雌ねじ部７１と雄ねじ部７２の螺合部分が、中継管４を挟んで弁箱１から離れた個所に位置し、かつ、該螺合部分と流路１０との間には内側Ｏリング８Ｂが位置するので、該螺合部分に塗布されたグリースが、極低温流体の流れの影響で飛散しやすくなることが抑えられる。加えて、該螺合部分と外部空間の間には外側Ｏリング８Ａが位置するので、該螺合部分に水分が浸入して氷結することが氷結することが抑えられる。したがって、一実施形態の極低温用バルブによれば、これを長期間にわたって使用したときであっても、円滑な操作性が確保される。
【００６５】
また、一実施形態の極低温用バルブは、第二の特徴として下記の構成を具備する。
【００６６】
一実施形態の極低温用バルブにおいて、内側Ｏリング８Ｂは、中継管４の先端部４２の内周面に配される。
【００６７】
一実施形態の極低温用バルブによれば、流路１０から離れた個所に内側Ｏリング８Ｂが位置するので、内側Ｏリング８Ｂに対して極低温流体の影響が及ぶことが抑えられる。これにより、内側Ｏリング８Ｂの信頼性が高められる。
【００６８】
また、一実施形態の極低温用バルブは、第三の特徴として下記の構成を具備する。
【００６９】
一実施形態の極低温用バルブにおいて、外側Ｏリング８Ａは、内側Ｏリング８Ｂよりも小さな断面積を有する。つまり、一実施形態の極低温用バルブでは、外側Ｏリング８Ａとして、浸水防止用に適した比較的小面積のＯリングを用い、内側Ｏリング８Ｂとしては、気密性確保の機能を確保するための比較的大面積のＯリングを用いている。
【符号の説明】
【００７０】
１  弁箱
１０  流路
１０６  弁座
２  弁体
３  弁棒
４  中継管
４２  先端部
５  端部ナット
６  ハンドル
７１  雌ねじ部
７２  雄ねじ部
８Ａ  外側Ｏリング
８Ｂ  内側Ｏリング
【図１】
2019116901.tif 000003
【図２】
2019116901.tif 000004
【図３】
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【図４】
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