(57)【要約】  装置を大型化することなく、キャビテーションの発生を抑制可能な液体供給システムを提供する。  第１ベローズ１４１の外周面を囲む空間により形成される第１ポンプ室Ｐ１と、第２ベローズ１４２の外周面を囲む空間により形成される第２ポンプ室Ｐ２と、第１ポンプ室Ｐ１を通る流路上に設けられ、流体の逆流を止める第１逆止弁１６０Ａと、第２ポンプ室Ｐ２を通る流路上に設けられ、流体の逆流を止める第２逆止弁１６０Ｂと、を備える液体供給システムであって、第１逆止弁１６０Ａ及び第２逆止弁１６０Ｂは、いずれも、容器１３０に設けられ、軸部材１２０を駆動するリニアアクチュエータ１１０とは軸部材１２０に対し反対側に配置されていることを特徴とする。
2018143426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ室が備えられ、かつ流体の吸入口及び送出口が設けられている容器と、
前記容器内において、鉛直方向に往復移動する軸部材と、
前記容器内において、鉛直方向に並べて配置され、かつ前記軸部材の往復移動に伴って伸縮する第１ベローズ及び第２ベローズと、
前記第１ベローズの外周面を囲む空間により形成される第１ポンプ室と、
前記第２ベローズの外周面を囲む空間により形成される第２ポンプ室と、
前記第１ポンプ室を通る流路上に設けられ、流体の逆流を止める第１逆止弁と、
前記第２ポンプ室を通る流路上に設けられ、流体の逆流を止める第２逆止弁と、
を備える液体供給システムであって、
前記第１逆止弁及び前記第２逆止弁は、いずれも、前記容器に設けられ、前記軸部材を駆動するアクチュエータとは前記軸部材に対し反対側に配置されていることを特徴とする液体供給システム。
【請求項２】
前記第１逆止弁は、前記軸部材の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く円環状の第１弁体を備え、
前記第２逆止弁は、前記軸部材の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く円環状の第２弁体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体供給システム。
【請求項３】
前記第１逆止弁及び前記第２逆止弁は、いずれも、前記容器内に前記軸部材と同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体供給システム。
【請求項４】
前記第１弁体における弁の開閉部の径と、前記第２弁体における弁の開閉部の径は同一であることを特徴とする請求項１，２または３に記載の液体供給システム。
【請求項５】
前記流体が超低温流体であり、前記容器と前記ポンプ室との間は真空状態であり、前記アクチュエータが大気中に配置される請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の液体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を供給する液体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
循環流路に対して液体を循環させるために、ベローズにより形成されたポンプ室を有する液体供給システムを利用した技術が知られている（特許文献１参照）。このような液体供給システムにおいては、ポンプ室が備えられた容器に接続された配管に、液体の逆流を止める逆止弁が備えられている。【０００３】
このような技術においては、逆止弁における弁の開口面積が狭い程、流速が早くなり、弁の下流側でキャビテーションが発生し易い。キャビテーションが発生すると、異音や振動の原因となる他、ポンプによる吐出効率が低下してしまう。キャビテーションの発生を抑制させるには、弁の開口面積を広くするのが効果的である。しかしながら、容器に接続された配管に備えられた逆止弁における弁の開口面積を広くするには制限があるか、または太い管を用いなければならず、配管を含めた装置全体が大型化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０５００９１号
【特許文献２】特開２０１６−３７９１２号公報
【特許文献３】特開平４−１２８５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、装置を大型化することなく、キャビテーションの発生を抑制可能な液体供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。【０００７】
すなわち、本発明の液体供給システムは、
内部にポンプ室が備えられ、かつ流体の吸入口及び送出口が設けられている容器と、
前記容器内において、鉛直方向に往復移動する軸部材と、
前記容器内において、鉛直方向に並べて配置され、かつ前記軸部材の往復移動に伴って伸縮する第１ベローズ及び第２ベローズと、
前記第１ベローズの外周面を囲む空間により形成される第１ポンプ室と、
前記第２ベローズの外周面を囲む空間により形成される第２ポンプ室と、
前記第１ポンプ室を通る流路上に設けられ、流体の逆流を止める第１逆止弁と、
前記第２ポンプ室を通る流路上に設けられ、流体の逆流を止める第２逆止弁と、
を備える液体供給システムであって、
前記第１逆止弁及び前記第２逆止弁は、いずれも、前記容器に設けられ、前記軸部材を駆動するアクチュエータとは前記軸部材に対し反対側に配置されていることを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、第１逆止弁及び第２逆止弁は、容器に設けられ、アクチュエータとは軸部材に対し反対側に配置されている。従って、容器に接続する管に逆止弁を設ける場合に比べて、容器に対して設置し易く、配管を含めた装置全体を大型化する必要がない。また、第１逆止弁及び第２逆止弁を、アクチュエータに邪魔されることなく、簡単に組み立てることができる。更に、第１逆止弁及び第２逆止弁の配置スペースを広く確保し易く、これらの弁の開口面積を広くするのが容易である。【０００９】
前記第１逆止弁は、前記軸部材の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く円環状の第１弁体を備え、
前記第２逆止弁は、前記軸部材の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く円環状の第２弁体を備えているとよい。【００１０】
これにより、弁の開口面積を広くすることができ、また、鉛直方向に流れる流体により弁を開閉する逆止弁（例えば、ポペット弁）に比べて、流体流れによる抵抗が無く、弁の開閉の応答性に優れているため、流体のポンプ室への流体流入不足によるキャビテーションの発生を防止することができる。【００１１】
前記第１逆止弁及び前記第２逆止弁は、いずれも、前記容器内に前記軸部材と同軸上に配置されているとよい。【００１２】
これにより、ポンプ室を形成する部材と容器を組み立てる際、簡単に組み立てることができる。【００１３】
第１弁体における弁の開閉部の径と、第２弁体における弁の開閉部の径は同一であるとよい。【００１４】
これにより、第１弁体と第２弁体の弁の開閉期間を簡単に同等にすることができる。【００１５】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、装置を大型化することなく、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例に係る液体供給システムの概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係る逆止弁の一部破断断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係る第１逆止弁及び第２逆止弁の付近を拡大した模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係る逆止弁の弁が閉じた状態を示す模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例に係る逆止弁の弁が開いた状態を示す模式的断面図である。
【図６】図６は本発明の実施例に係る逆止弁における弁が閉じる途中の状態を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（実施例）
図１〜図６を参照して、本発明の実施例に係る液体供給システムについて説明する。本実施例に係る液体供給システムは、例えば、超電導機器を超低温状態に維持させるために好適に用いることができる。すなわち、超電導機器においては、超電導コイルなどを常時冷却させる必要がある。そこで、超電導コイルなどが備えられた被冷却装置に超低温の液体（液体窒素や液体ヘリウム）を常時供給することで、被冷却装置は常時冷却される。より具体的には、被冷却装置を通る循環流路を設け、かつ、この循環流路中に本実施例に係る液体供給システムを取り付けることにより、超低温の液体を循環させて、被冷却装置を常時冷却させることが可能となる。
【００２０】
＜液体供給システムの全体構成＞
図１は本発明の実施例に係る液体供給システム全体の概略構成図であり、液体供給システム全体の概略構成を断面的に示した図である。本実施例に係る液体供給システム１０は、液体供給システム本体（以下、システム本体１００と称する）と、システム本体１００が内部に設置される真空容器２００と、配管（吸入管３１０及び送出管３２０）とを備えている。吸入管３１０及び送出管３２０は、いずれも真空容器２００の外部から真空容器２００の内部に入り込み、システム本体１００に接続されている。真空容器２００の内部は密閉されており、真空容器２００の内部のうち、システム本体１００，吸入管３１０及び送出管３２０の外側の空間は真空状態が維持されている。これにより、この空間は断熱機能を備えている。液体供給システム１０は、通常、水平面上に設置される。液体供給システム１０が設置された状態において、図１における上方が鉛直方向上方となり、図１における下方が鉛直方向下方となる。
【００２１】
システム本体１００は、駆動源となるリニアアクチュエータ１１０と、リニアアクチュエータ１１０により鉛直方向に往復移動する軸部材１２０と、容器１３０とを備えている。尚、リニアアクチュエータ１１０は任意の箇所に固定され、固定される箇所は容器１３０に固定されていてもよいし、他の図示しない箇所に固定されていてもよい。軸部材１２０は、容器１３０の外部から、容器１３０の天井部に設けられた開口部１３０ａを介して容器内部に入り込むように設置されている。また、容器１３０の底部には、流体の吸入口１３０ｂ及び送出口１３０ｃが設けられている。上記の吸入管３１０は吸入口１３０ｂが設けられた位置に接続され、送出管３２０は、送出口１３０ｃが設けられた位置に接続されている。
【００２２】
容器１３０の内部においては、複数の部材が備えられており、これら複数の部材により区画された複数の空間によって、複数のポンプ室と、液体の流路と、断熱用の真空室が形成されている。以下、この容器１３０の内部の構成について、より詳細に説明する。
【００２３】
軸部材１２０は、内部に中空部を有する軸本体部１２１と、軸本体部１２１の外周面側を囲むように設けられる円筒部１２２と、軸本体部１２１と円筒部１２２を連結する連結部１２３とを有している。また、円筒部１２２の上端には上端側外向きフランジ部１２２ａが設けられ、円筒部１２２の下端には下端側外向きフランジ部１２２ｂが設けられている。
【００２４】
容器１３０は、略円筒状の胴体部１３０Ｘと、底板部１３０Ｙとを備えている。また、胴体部１３０Ｘには、高さ方向の中央付近に設けられる第１内向きフランジ部１３０Ｘａと、上方に設けられる第２内向きフランジ部１３０Ｘｂとが設けられている。
【００２５】
胴体部１３０Ｘの内部には、軸方向に伸びる第１流路１３０Ｘｃが周方向に間隔を空けて複数形成されている。また、胴体部１３０Ｘの内部には、第１流路１３０Ｘｃが設けられている領域よりも更に径方向外側において、軸方向に伸びる円筒状の空間で構成された第２流路１３０Ｘｄも設けられている。また、容器１３０の底部には、径方向外側に向かって伸び、第１流路１３０Ｘｃに繋がる流路１３０ｄが円周状に一様に形成されている。更に、容器１３０における底板部１３０Ｙには、径方向外側に向かって伸びる流路１３０ｅが円周状に一様に形成されている。つまり、これらの流路１３０ｄ及び流路１３０ｅは、中心軸線側から径方向外側に向かって、放射状に３６０°全ての方向に流体が流れ得るように構成されている。
【００２６】
また、容器１３０の内部には、軸部材１２０の往復移動に伴って伸縮する第１ベローズ１４１及び第２ベローズ１４２が設けられている。これらの第１ベローズ１４１及び第２ベローズ１４２は、鉛直方向に並べて配置されている。第１ベローズ１４１の上端側は軸部材１２０における円筒部１２２の上端側外向きフランジ部１２２ａに固定されており、第１ベローズ１４１の下端側は容器１３０の第１内向きフランジ部１３０Ｘａに固定されている。また、第２ベローズ１４２の上端側は容器１３０の第１内向きフランジ部１３０Ｘａに固定されており、第２ベローズ１４２の下端側は軸部材１２０における円筒部１２２の下端側外向きフランジ部１２２ｂに固定されている。そして、第１ベローズ１４１の外周面を囲む空間により第１ポンプ室Ｐ１が形成されており、第２ベローズ１４２の外周面を囲む空間により第２ポンプ室Ｐ２が形成されている。
【００２７】
また、容器１３０の内部には、軸部材１２０の往復移動に伴って伸縮する第３ベローズ１５１及び第４ベローズ１５２も設けられている。第３ベローズ１５１の上端側は容器１３０の天井部に固定されており、第３ベローズ１５１の下端側は軸部材１２０に固定されている。これにより、容器１３０に設けられた開口部１３０ａが塞がれている。第４ベローズ１５２の上端側は容器１３０に設けられた第２内向きフランジ部１３０Ｘｂに固定されており、第４ベローズ１５２の下端側は軸部材１２０における連結部１２３に固定されている。そして、軸部材１２０の軸本体部１２１の内部の中空部により形成される第１空間Ｋ１と、第３ベローズ１５１の外周面側及び第４ベローズ１５２の内周面側などにより形成される第２空間Ｋ２と、第１ベローズ１４１及び第２ベローズ１４２の内周面側に形成される第３空間Ｋ３は繋がっている。これら第１空間Ｋ１と第２空間Ｋ２と第３空間Ｋ３により形成される空間は密閉されている。本実施例では、これらにより形成される密閉空間は真空状態が維持されており、断熱機能を備えている。
【００２８】
更に、容器１３０の内部には、４つの逆止弁１６０（取り付けられた位置に応じて、適宜、第１逆止弁１６０Ａ，第２逆止弁１６０Ｂ，第３逆止弁１６０Ｃ及び第４逆止弁１６０Ｄと称する）が設けられている。これら４つの逆止弁１６０は、いずれも、容器１３０内において、軸部材１２０と同軸上に配置されている。つまり、軸部材１２０の中心軸線と各逆止弁１６０の中心軸線が一致するように設計されている。また、第１逆止弁１６０Ａと第２逆止弁１６０Ｂは、いずれも、容器１３０に設けられている。また、これら第１逆止弁１６０Ａと第２逆止弁１６０Ｂは、いずれも、リニアアクチュエータ１１０とは軸部材１２０に対し反対側（下方側）に配置されている。そして、第３逆止弁１６０Ｃと第４逆止弁１６０Ｄは、第１逆止弁１６０Ａと第２逆止弁１６０Ｂよりも上方側に配置されている。
【００２９】
また、第１逆止弁１６０Ａと第３逆止弁１６０Ｃは、第１ポンプ室Ｐ１を通る流路上に設けられている。これら第１逆止弁１６０Ａ及び第３逆止弁１６０Ｃは、第１ポンプ室Ｐ１によるポンプ作用によって流れる流体の逆流を止める役割を担っている。より具体的には、第１ポンプ室Ｐ１に対して、上流側に第１逆止弁１６０Ａが設けられ、下流側に第３逆止弁１６０Ｃが設けられている。更に具体的には、第１逆止弁１６０Ａは、容器１３０の底部に形成された流路１３０ｄ上に設けられている。また、第３逆止弁１６０Ｃは、容器１３０に設けられた第２内向きフランジ部１３０Ｘｂの付近に形成される流路上に設けられている。
【００３０】
そして、第２逆止弁１６０Ｂと第４逆止弁１６０Ｄは、第２ポンプ室Ｐ２を通る流路上に設けられている。これら第２逆止弁１６０Ｂ及び第４逆止弁１６０Ｄは、第２ポンプ室Ｐ２によるポンプ作用によって流れる流体の逆流を止める役割を担っている。より具体的には、第２ポンプ室Ｐ２に対して、上流側に第２逆止弁１６０Ｂが設けられ、下流側に第４逆止弁１６０Ｄが設けられている。更に具体的には、第２逆止弁１６０Ｂは、容器１３０の底板部１３０Ｙに形成された流路１３０ｅ上に設けられている。また、第４逆止弁１６０Ｄは、容器１３０の第１内向きフランジ部１３０Ｘａの付近に形成された流路上に設けられている。
【００３１】
＜液体供給システム全体の動作説明＞
液体供給システム全体の動作について説明する。リニアアクチュエータ１１０によって、軸部材１２０が下降する際においては、第１ベローズ１４１は縮み、第２ベローズ１４２は伸びる。このとき、第１ポンプ室Ｐ１の流体圧力は低くなるため、第１逆止弁１６０Ａは弁が開き、第３逆止弁１６０Ｃは弁が閉じた状態となる。これにより、液体供給システム１０の外部から吸入管３１０により送られる流体（矢印Ｓ１０参照）は、吸入口１３０ｂから容器１３０内に吸入されて、第１逆止弁１６０Ａを通り抜けていく（矢印Ｓ１１参照）。そして、第１逆止弁１６０Ａを通り抜けた流体は、容器１３０における胴体部１３０Ｘの内部の第１流路１３０Ｘｃを通り、第１ポンプ室Ｐ１へと送られる。また、第２ポンプ室Ｐ２の流体圧力は高くなるため、第２逆止弁１６０Ｂは弁が閉じ、第４逆止弁１６０Ｄは弁が開いた状態となる。これにより、第２ポンプ室Ｐ２内の流体は、第４逆止弁１６０Ｄを通り抜けて（矢印Ｔ１２参照）、胴体部１３０Ｘの内部の第２流路１３０Ｘｄへと送られる。その後、流体は、送出口１３０ｃを通り、送出管３２０により液体供給システム１０の外部へと送出される。
【００３２】
そして、リニアアクチュエータ１１０によって、軸部材１２０が上昇する際においては、第１ベローズ１４１は伸び、第２ベローズ１４２は縮む。このとき、第１ポンプ室Ｐ１の流体圧力は高くなるため、第１逆止弁１６０Ａは弁が閉じ、第３逆止弁１６０Ｃは弁が開いた状態となる。これにより、第１ポンプ室Ｐ１内の流体は、第３逆止弁１６０Ｃを通り抜けて（矢印Ｔ１１参照）、胴体部１３０Ｘの内部の第２流路１３０Ｘｄへと送られる。その後、流体は、送出口１３０ｃを通り、送出管３２０により液体供給システム１０の外部へと送出される。また、第２ポンプ室Ｐ２の流体圧力は低くなるため、第２逆止弁１６０Ｂは弁が開き、第４逆止弁１６０Ｄは弁が閉じた状態となる。これにより、液体供給システム１０の外部から吸入管３１０により送られる流体（矢印Ｓ１０参照）は、吸入口１３０ｂから容器１３０内に吸入されて、第２逆止弁１６０Ｂを通り抜けていく（矢印Ｓ１２参照）。そして、第２逆止弁１６０Ｂを通り抜けた流体は、第２ポンプ室Ｐ２へと送られる。
【００３３】
以上のように、本実施例に係る液体供給システム１０においては、軸部材１２０が下降する際及び上昇する際のいずれにおいても、吸入管３１０側から送出管３２０側に流体を流すことができる。従って、いわゆる脈動を抑制することができる。
【００３４】
＜逆止弁＞
特に、図２〜図６を参照して、本実施例に係る逆止弁１６０について、より詳細に説明する。なお、第１逆止弁１６０Ａ，第２逆止弁１６０Ｂ，第３逆止弁１６０Ｃ及び第４逆止弁１６０Ｄの構成、及びこれらの逆止弁を備える弁構造は基本的に同一である。図２は本発明の実施例に係る逆止弁の一部破断断面図であり、図中左側に中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図３は本発明の実施例に係る第１逆止弁及び第２逆止弁の付近を拡大した模式的断面図である。図４〜図６は本実施例に係る逆止弁を備える弁構造の基本的な構成を示す模式的断面図である。なお、図４は逆止弁の弁が閉じた状態を示し、図５は逆止弁の弁が開いた状態を示し、図６は逆止弁における弁が閉じる途中の状態を示している。
【００３５】
本実施例に係る逆止弁１６０は、円環状の弁体１６１と、弁体１６１の上方に設けられる副弁体１６２とを備えている。弁体１６１は、軸部材１２０の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されている。そして、弁体１６１は、円筒部１６１ａと、円筒部１６１ａの下端側に設けられ、下方に向かうにつれて拡径する拡径部１６１ｂと、円筒部１６１ａの上端側に設けられる外向きフランジ部１６１ｃとを備えている。副弁体１６２は、中心に貫通孔を有する円板状の部材により構成されており、その外径は弁体１６１における円筒部１６１ａの内径より大きく、その内径は当該円筒部１６１ａの内径よりも小さくなるように設計されている。
【００３６】
図３には第１逆止弁１６０Ａと第２逆止弁１６０Ｂを備える弁構造の一部を拡大した模式的断面図が示されている。図示のように、第１逆止弁１６０Ａは、円環状の弁体（第１弁体１６１Ａ）と、第１弁体１６１Ａの上方に設けられる第１副弁体１６２Ａとを備えている。そして、第１弁体１６１Ａは、円筒部１６１Ａａと、拡径部１６１Ａｂと、外向きフランジ部１６１Ａｃとを備えている。同様に、第２逆止弁１６０Ｂは、円環状の弁体（第２弁体１６１Ｂ）と、第２弁体１６１Ｂの上方に設けられる第２副弁体１６２Ｂとを備えている。そして、第２弁体１６１Ｂは、円筒部１６１Ｂａと、拡径部１６１Ｂｂと、外向きフランジ部１６１Ｂｃとを備えている。
【００３７】
本実施例においては、第１逆止弁１６０Ａと第２逆止弁１６０Ｂは寸法も同一である。従って、第１弁体１６１Ａにおける弁の開閉部の径と、第２弁体１６１Ｂにおける弁の開閉部の径は同一である。なお、弁の開閉部の径は、上述した図２に示す弁体１６１における拡径部１６１ｂの先端の径Ｄに相当する。
【００３８】
特に図示はしないが、第３逆止弁１６０Ｃと第４逆止弁１６０Ｄの基本的な構成も同一であり、これらの逆止弁を備える弁構造の基本的な構成も同一である。ただし、第３逆止弁１６０Ｃの弁体における弁の開閉部の径と、第４逆止弁１６０Ｄの弁体における弁の開閉部の径は同一であるが、第１弁体１６１Ａ及び第２弁体１６１Ｂにおける弁の開閉部の径よりも大きく設計されている。
【００３９】
次に、本実施例に係る逆止弁１６０による弁の開閉動作について説明する。上記の通り、逆止弁を備える弁構造については、いずれの逆止弁においても基本的な構成が同一である。そこで、基本的な構成を示した図４〜図６を参照して、逆止弁の開閉動作について説明する。
【００４０】
逆止弁１６０は、被取付部１７０に取付けられる。なお、被取付部１７０は１部材により構成されるとは限らない。第１逆止弁１６０Ａの場合には、被取付部１７０は容器１３０の底部に相当する。第２逆止弁１６０Ｂの場合には、被取付部１７０は、容器１３０における底板部１３０Ｙに相当する。第３逆止弁１６０Ｃの場合には、被取付部１７０は、容器１３０における胴体部１３０Ｘに設けられた第２内向きフランジ部１３０Ｘｂが設けられている付近の部分に相当する。第４逆止弁１６０Ｄの場合には、被取付部１７０は、容器１３０における胴体部１３０Ｘに設けられた第１内向きフランジ部１３０Ｘａが設けられている付近の部分に相当する。
【００４１】
被取付部１７０には、軸部材１２０及び逆止弁１６０の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に伸びる流路１７１が設けられている。この流路１７１は、円周状に一様に形成される。すなわち、流路１７１は中心軸線側から径方向外側に向かって、放射状に３６０°全ての方向に流体が流れ得るように構成されている。
【００４２】
また、被取付部１７０には、弁体１６１の移動方向を案内する案内面１７２が設けられている。この案内面１７２は円柱面で構成されている。また、弁体１６１の内周面と案内面１７２との間には微小な環状隙間Ｇが形成されている。つまり、弁体１６１は、案内面１７２に対して遊嵌されている。これにより、弁体１６１は、摺動抵抗を受けることなく、略鉛直方向に往復移動することができる。
【００４３】
また、被取付部１７０には、案内面１７２の上部に、副弁体１６２が装着される環状溝１７３が設けられている。副弁体１６２は、その内周面が環状溝１７３の溝底面１７３ａに対して摺動自在となるように環状溝１７３に装着されている。また、副弁体１６２は環状溝１７３の溝幅の範囲内において、鉛直方向に往復移動することができる。そして、弁体１６１が着座した状態において、環状溝１７３の溝側面のうち下側の溝側面１７３ｂと弁体１６１の上端面１６１ｃ１は同じ高さとなるように設計されている。従って、逆止弁１６０によって弁が閉じられた状態においては、副弁体１６２は環状溝１７３の溝側面１７３ｂと弁体１６１の上端面１６１ｃ１の双方に接した状態となり、環状隙間Ｇが閉じられる。
【００４４】
更に、被取付部１７０には、弁座１７４が設けられている。この弁座１７４は水平面により構成されている。弁体１６１が自重や流体圧力を受けて下方に移動すると、弁体１６１における拡径部１６１ｂの先端が弁座１７４に密着して弁が閉じられる。
【００４５】
以上のように構成される弁構造の動作について説明する。逆止弁１６０を介して、流路の下流側よりも上流側の流体圧力の方が高くなり、これらの差圧が逆止弁１６０の重量を超えると、弁体１６１は上昇する。このとき、副弁体１６２も、弁体１６１により押圧され、かつ環状隙間Ｇからの流体圧力を受けることで上昇する。これにより、弁が開いた状態となる。このとき、被取付部１７０に設けられた流路１７１によって、軸部材１２０の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流体が流れる（図５中矢印参照）。従って、弁体１６１は、軸部材１２０の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くことになる。
【００４６】
そして、上記の差圧が逆止弁１６０の重量よりも低くなると、弁体１６１及び副弁体１６２は、自重や上方からの流体圧力を受けることで下降する。ここで、弁体１６１は摺動抵抗を受けない（或いは、摺動抵抗が小さい）のに対して、副弁体１６２は環状溝１７３の溝底面１７３ａから摺動抵抗を受ける。そのため、最初に弁体１６１が弁座１７４に着座した後に、副弁体１６２が環状溝１７３の溝側面１７３ｂと弁体１６１の上端面１６１ｃ１の双方に接した状態となる。図６は逆止弁１６０における弁が閉じる途中の状態を示しており、弁体１６１が弁座１７４に着座し、かつ副弁体１６２が下降途中の様子を示している。
【００４７】
以上のように構成される弁構造によれば、弁体１６１による弁の開閉の応答性を高めることができる。この理由は、上述した特許文献１に開示されているように公知であるので、その詳細は説明するが、弁体１６１に作用する流体の運動量を低減できるためである。また、弁体１６１と副弁体１６２の２段階で弁を閉じる構成を採用しているため、弁を閉じた際の逆流による水撃を抑制することができる。これは、弁体１６１によって、逆流量が絞られた後に、副弁体１６２により弁が完全に閉じられるためである。
【００４８】
＜本実施例に係る液体供給システムの優れた点＞
本実施例に係る液体供給システム１０によれば、第１逆止弁１６０Ａ及び第２逆止弁１６０Ｂは、容器１３０内に軸部材１２０と同軸上に配置されている。また、これら第１逆止弁１６０Ａ及び第２逆止弁１６０Ｂは、いずれも、軸部材１２０の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開く円環状の弁体（第１弁体１６１Ａ及び第２弁体１６１Ｂ）によって、弁を開閉するように構成されている。従って、容器に接続する管に逆止弁を設ける場合に比べて、配管（吸入管３１０及び送出管３２０）を含めた装置全体を大型化することなく、弁の開口面積を広くすることができる。これにより、装置（配管を含めた装置全体）を大型化することなく、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【００４９】
また、第１弁体１６１Ａ及び第２弁体１６１Ｂは、軸部材１２０の中心軸線側から径方向外側かつ水平方向に流れる流体の圧力を受けながら上昇して弁を開くように構成されている。従って、鉛直方向に流れる流体により弁を開閉する逆止弁（例えば、ポペット弁）に比べて、弁の開閉の応答性に優れる。
【００５０】
また、第１逆止弁１６０Ａ及び第２逆止弁１６０Ｂは、いずれも、リニアアクチュエータ１１０とは軸部材１２０に対し反対側（下方側）に配置されている。これにより、第１逆止弁１６０Ａ及び第２逆止弁１６０Ｂを、リニアアクチュエータ１１０に邪魔されることなく、簡単に組み立てることができる。また、第１逆止弁１６０Ａ及び第２逆止弁１６０Ｂの配置スペースを広く確保し易く、これらの弁の開口面積を広くするのが容易である。
【００５１】
また、本実施例においては、第１弁体１６１Ａにおける弁の開閉部の径と、第２弁体１６１Ｂにおける弁の開閉部の径は同一である。これにより、第１弁体１６１Ａと第２弁体１６１Ｂの弁の開閉期間を簡単に同等にすることができる。これにより、第１ポンプ室Ｐ１による吐出能力と第２ポンプ室Ｐ２による吐出能力を簡単に同等にすることができる。従って、脈動をより効果的に抑制することができる。
【００５２】
（その他）
本実施例においては、真空容器２００の内部のうち、システム本体１００，吸入管３１０及び送出管３２０の外側を真空状態にして断熱機能を備えさせる構成を採用している。また、本実施例においては、第１空間Ｋ１と第２空間Ｋ２と第３空間Ｋ３により形成される密閉空間を真空状態にして断熱機能を備えさせる構成を採用している。しかしながら、これらの空間にも超低温液体を流すことで、循環流路を流れる流体の温度を低温に維持させることも可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  液体供給システム
１００  システム本体
１１０  リニアアクチュエータ
１２０  軸部材
１２１  軸本体部
１２２  円筒部
１２２ａ  上端側外向きフランジ部
１２２ｂ  下端側外向きフランジ部
１２３  連結部
１３０  容器
１３０ａ  開口部
１３０ｂ  吸入口
１３０ｃ  送出口
１３０ｄ  流路
１３０ｅ  流路
１３０Ｘ  胴体部
１３０Ｘａ  第１内向きフランジ部
１３０Ｘｂ  第２内向きフランジ部
１３０Ｘｃ  第１流路
１３０Ｘｄ  第２流路
１３０Ｙ  底板部
１４１  第１ベローズ
１４２  第２ベローズ
１５１  第３ベローズ
１５２  第４ベローズ
１６０  逆止弁
１６０Ａ  第１逆止弁
１６０Ｂ  第２逆止弁
１６０Ｃ  第３逆止弁
１６０Ｄ  第４逆止弁
１６１  弁体
１６１Ａ  第１弁体
１６１Ｂ  第２弁体
１６１ａ，１６１Ａａ，１６１Ｂａ  円筒部
１６１ｂ，１６１Ａｂ，１６１Ｂｂ  拡径部
１６１ｃ，１６１Ａｃ，１６１Ｂｃ  外向きフランジ部
１６１ｃ１  上端面
１６２，１６２Ａ，１６２Ｂ  副弁体
１７０  被取付部
１７１  流路
１７２  案内面
１７３  環状溝
１７３ａ  溝底面
１７３ｂ  溝側面
１７４  弁座
２００  真空容器
３１０  吸入管
３２０  送出管
Ｇ  環状隙間
Ｐ１  第１ポンプ室
Ｐ２  第２ポンプ室
【図１】
2018143426.tif 000003
【図２】
2018143426.tif 000004
【図３】
2018143426.tif 000005
【図４】
2018143426.tif 000006
【図５】
2018143426.tif 000007
【図６】
2018143426.tif 000008
【国際調査報告】
2018143426.tif 000009
2018143426.tif 000010
2018143426.tif 000011
2018143426.tif 000012