JPS582604B2 - ガス供給弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス供給弁殊に中性粒子注入弁として最適に
使用でき得るガス供給弁に関する。

核融合炉のプラズマ加熱装置として中性粒子入射装置が
現在有望視され開発中にあるが、第１図に示すように、
この中性粒子入射装置ａの一部品である中性粒子（水素
ガス又は重水素ガス）注入弁ｂは、イオン発生装置Ｃか
らのイオンビームと荷電交換させる中性化セルｄへ中性
粒子を供給しその流量を制御する働きをなす。

なお、第１図において、ｅはガス供給設備、ｆはトーラ
ス、ｇはプラズマをそれぞれ示す。

しかして、この種中性粒子注入弁においては、被供給側
が超高真空状態に維持され、稀釈濃度のガスが要求され
ることから、弁の開閉時間が数ミリ秒と非常に短い作動
時間が要求されている。

これは、真空中へガスを注入する場合、弁による制御が
非常に困難なことを意味し、これら作動時間から推定し
てガス濃度のバラツキがかなり太きいと言える。

すなわち、弁の開口面積（流れ断面積）及び開放時間に
よって供給ガスの流量（ひいては、出口側のガス濃度）
を制御する場合、弁の開閉時間が極めて短い（数ミリ秒
）と、時間にバラツキが生じ、正確にガス供給量を制御
できないことになる。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもの
で、その目的は弁の開閉時間（又は弁体の作動時間）の
バラツキに関係なく、ガス供給量を精確に制御しえ、ひ
いては被供給側の供給ガス濃度を精確に調節しうるガス
供給弁を提供することにある。

以下第２図を参照して本発明の好適な一実施例について
詳述する。

第２図において、１は弁本体、１ａはガス人口１ｂはガ
ス出口、２，２′はガス供給流路、３，３′は内弁、３
−１．３’−１．３−２．３′−２はスプール弁、４，
４′はガス保持室、５はガス排出室、６．６’，６″は
弁棒、７はベローズシール、８ａ，８ｂ，８’ａ，８’
ｂはスプール弁用シールリング、９ａ＋９ｂ！９’ａ＋
９’ｂは内弁用シールパッキン、Ａ．Ｎはスプール弁座
、Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’は内弁座、Ｄ，Ｄ’はスプール弁
座をそれぞれ示す。

ガス人口１ａ、ガス出口１ｂおよびガス排出室５は同一
中心線Ｓを有し、またこの中心線Ｓを中心としてガス供
給流路２と２′、ガス供給室２ａと２′ａ、スプール弁
座ＡとＡ′、内弁座ＢとＢ′、ガス保持室４と４′、内
弁座ＣとＣ′およびスプール弁座ＤとＤ′がそれぞれ対
称となるように弁本体１内に形成されている。

内弁３とスプール弁３−１．３−２および内弁３′とス
プール弁３’−１．３’−２はそれぞれ一体に組込まれ
て複式弁を構成し、このふたつの複式弁は弁棒６，６’
．６“によって連結されてガス出口１ｂをはさんで対称
に配置されている。

内弁３，３′の各両側にはそれぞれシールパッキン９ａ
＋９ｂ＋９’ａ，９’ｂが設けられ、またスプール弁：
３−１．３−２．３”−１．３’−２にはそれぞれシー
ルリング８ａ＋８ｂ＋８’ａ，ｓ’ｂが組込まれている
。

スプール弁座Ａとシールリング８ａ（スプール弁３−１
）、内弁座Ｂとシールパッキン９ａ（内弁３）、内弁座
Ｃとシールパッキン９ｂ（内弁３）、スプール弁座Ｄと
シールリング８ｂ（スプール弁３−２）およびスプール
弁座Ａ′とシールリング８′ａ（スプール弁３’−１）
、内弁Ｂ′とシールパッキン９′ａ（内弁３′）、スブ
ール弁座Ｄ′とシールリング８′ｂ（スプール弁３’−
２）は、いずれかのストローク状態において密着してシ
ールバウンダリを形成する。

そして、ガス人口１ａはガス供給設備（図示せず）に接
続され、ガス出口１ｂはガス需要設備（図示せず）に接
続され（真空側）、またベローズシール７は弁本体１か
ら露出する弁棒６“の部分と弁本体１とに接続されて弁
本体内と大気とのシールバウンダリを形成している。

次にその作用について説明する。

第２図は一方のガス保持室４がガス供給室２ａには連通
されていないがガス排出室５およびガス出口１ｂに連通
されている状態を示し、このガス保持室４内のガスがガ
ス排出室５およびガス出口１ｂを通してガス需要設備へ
拡散供給されている。

この状態で、他方のガス保持室４′は逆にガス排出室５
には連通されていないがガス供給室２′ａと連通されて
いる状態であって、このガス保持室４′にはガス人口１
ａを通してガス供給設備よりガスが供給されている。

この状態から弁棒６“に接続された適当な弁駆動装置（
図示せず）によって弁棒６“を右側方向へ動かすと、ま
ずシールリング８′ａがスプール弁座Ａ′に密着してガ
ス供給室２′ａとガス保持室４′とをまたシールリング
８ｂがスプール弁座Ｄに密着してガス保持室４とガス排
出室５とをそれぞれ隔離し、更にシールパッキン９ｂが
内弁座Ｃにまたシールパッキン９′ａが内弁座Ｂ′にそ
れぞれ密着してガス保持室４とガス供給流路２ａおよび
ガス保持室４′とガス排出室５とをそれぞれ連通し、こ
れにより今度はガス保持室４′内のガスがガス排出室５
およびガス出口１ｂを通してガス需要設備へ供給されま
た、ガス保持室４内にはガス入Ｄ１ａ，ガス供給流路２
およびガス供給室２ａを通してガス供給設備よりガスが
供給される。

そして、このような作動を繰り返しおこなわせることに
よってガスがガス需要設備側へ定容量づつ供給される。

この場合、シールリング８ａ，８ｂ又は８’ａ＋８’ｂ
は、弁作動時に、それぞれ、ガス供給室２ａとガス保持
室４、ガス排出室５とガス保持室４′又はガス保持室４
とガス排出室５、ガス供給室２′ａとガス保持室４′が
連通しないようにシールして、ガス保持室４，４′の容
積すなわちガス供給量を定格値に確保する。

また、シールパッキン９ａ，９ｂ又は９’ａ＋９’ｂは
弁作動完了時にそれぞれガス供給室２ａとガス保持室４
、ガス排出室５とガス保持室４′又はガス保持室４とガ
ス排出室５、ガス供給室２′ａとガス保持室４′が連通
しないように確実にシール（ダブルシール）して確実な
弁作用を保証している。

以上述べたように、本発明に係るガス供給弁は、ガス入
口とガス出口とを有する弁本体の内部に前記ガス人口に
連通ずる一方の壁側と前記ガス出口に連通ずる他方の壁
側とに相対峙して同軸状に形成したふたつのスブール弁
座を有する一対の互いに連通ずるガス保持室を前記ガス
出口をはさんで対称に形成し、各ガス保持室のこれらふ
たつのスプール弁座に選択的に嵌合するふたつのスプー
ル弁を間隔を置いて有する一対の複式弁をその関連する
ガス保持室内にそれぞれ往復自在に配設するとともにこ
れら複式弁を弁棒により連結し、これら複式弁の各スプ
ール弁を同期して往復させる手段を設けて前記ガス入口
からのガスを前記一対のガス保持室から交互に前記ガス
出口に流出させることを特徴とするから、定格容積にて
ガスの安定供給を行なうことができ、したがって弁の開
閉作動時間に影響されることなくガス供給量すなわちガ
ス濃度の制御が確実に行なうことができ、また複式内弁
構造としているため弁棒の１ストロークでガス供給、準
備ができ、ほぼ連続的にガス供給作動が行なわれ得るな
ど種々の効果を有する。

また、本発明は真空用ガス注入弁のみならずエンジン用
稀釈燃刺ガス供給弁などに広く応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は核融合炉のプラズマ加熱装置としての中性粒子
入射装置の−例を示す図、第２図は本発明の一実施例を
示す断面図である。 １・・・・・・弁本体、１ａ・・・・・・ガス入口、１
ｂ・・・・・・ガス出口、２，２′・・・・・・ガス供
給流路、３，３′・・・・・・内弁、３−１．３′−１
，３−２．３′−２・・・・・・スプール弁、４，４′
・・・・・・ガス保持室、５・・・・・・ガス排出室、
６．６’，６“・・・・・・弁棒、７・・・・・・ベロ
ーズシール、８ａ，８ｂ，８’ａ，８’ｂ−スプール弁
用シールリング、９ａ＋９ｂ＋９’ａ＋９’ｂ・・・・
・・内弁用シールパッキン、Ａ，Ａ′・・・・・・スプ
ール弁座、Ｂ，Ｂ′，ｃ，ｃ’・・・・・・内弁座、Ｄ
，Ｄ’・・・・・・スプール弁座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガス入口とガス出口とを有する弁本体の内部に前記
   ガス入口に連通ずる一方の壁側と前記ガス出口に連通ず
   る他方の壁側とに相対峙して同軸状に形成したふたつの
   スプール弁座を有する一対の互いに連通ずるガス保持室
   を前記ガス出口をはさんで対称に形成し、各ガス保持室
   のこれらふたつのスプール弁座に選択的に嵌合するふた
   つのスプール弁を間隔を置いて有する一対の複式弁をそ
   の関連するガス保持室内にそれぞれ往復自在に配設する
   とともにこれら複式弁を弁棒により連結し、これら複式
   弁の各スプール弁を同期して往復させる手段を設けて前
   記ガス入口からのガスを前記一対のガス保持室から交互
   に前記ガス出口に流出させることを特徴とするガス供給
   弁。