JPH0319666Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、液化天然ガス等の温度が非常に低い
流体の流れを制御する極低温流体用制御弁の軸受
部の潤滑油が凝固するのを防止するために用いら
れる放熱器に関するものである。

［従来の技術］ 極低温流体用制御弁では、弁箱内の弁体に一端
が連結された弁操作棒を軸受部により軸支してお
り、弁操作棒の他端に設けたハンドル等の操作手
段を動かして弁体を操作する。従来からこの軸受
部には、操作性の向上と気密性の保持のためにシ
リコン・グリース等の潤滑油が使用されている。
しかしながら流体の温度が非常に低い場合には、
温度の高い軸受部側から温度の低い流体側に向か
つて熱伝導が生じて軸受部の温度が下がり、最悪
の場合には潤滑油が凝固して、弁操作棒を操作で
きなくなる事態が発生する。

そこで従来の制御弁では、例えば実開昭58−
86976号公報に示された制御弁では、軸受部の温
度が下がることを防止するために、軸受部と弁箱
との間に設けられた保護パイプに該保護パイプの
周囲を囲むようにして円盤状の放熱器を設けてい
た。この放熱器は、軸受部の温度の低下を抑制す
るための熱エネルギを供給するものであり、言い
かえれば大気中の熱エネルギを低い温度にある弁
箱側に放熱するものである。

実開昭58−86976号公報に示された放熱器では、
保護パイプの長手方向に所定の間隔を開けて複数
枚の円盤状の放熱フインを配置している。そして
特に放熱効果を高める目的で、弁本体側に位置す
る円盤状の放熱フインの形状寸法を大きくしてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ 従来の放熱器でも、流体の温度があまり低くな
い場合には十分な放熱効果を得ることができる。
しかしながら、液化天然ガスのように、非常に温
度が低い流体を制御する場合などに従来の制御弁
を使用すると、外気温が著しく下がつた場合など
に、十分な放熱効果を得ることができず、軸受部
の潤滑油が凝固して弁体の操作が不可能になつて
しまうという問題があつた。

放熱フインは霜で全体が覆われると、放熱作用
を発揮することができなくなる。極低温流体用制
御弁の放熱器として、実開昭58−86976号公報に
示された放熱器のように、放熱フインを円盤状に
した放熱器を用いた場合には、弁本体側の円盤状
の放熱フインが、比較的簡単に霜で覆われてしま
い、放熱機能を発揮しなくなる。特に該公報に示
された放熱器において、弁本体側の円盤状の放熱
フインが霜で覆われて放熱機能を発揮しなくなる
と、放熱フインの数を減らしたのに等しい状態と
なる。そして弁本体から離れるほど円盤状の放熱
フインの形状寸法を小さくするものでは、１枚で
も円盤状の放熱フインが霜で覆われると、放熱器
全体の放熱量が大幅に小さくなつて、波及的に弁
本体側の放熱フインから順に霜で覆われてしま
い、必要な放熱効果を得ることができなくなる問
題が生じる。

大きな放熱効果を得るためには、大きな放熱器
を設ければよいということになるが、単純に放熱
器の寸法を大きくすれば設置スペースを大きくせ
ざる得ず、近年要求されているシステムの小形化
の要請に応じることができないという問題が生じ
る。また、放熱器の寸法を大きくした場合には、
周囲に配置された機器との関係で、既存の制御弁
の放熱器と簡単に交換できないという問題があ
る。

本考案の目的は、寸法を著しく大きくすること
なく小形で大きな放熱効果を得ることができる極
低温用制御弁の放熱器を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上記の問題点を解決するために、そ
の実施例を示す第１図ないし第３図に見られるよ
うに、極低温流体の流路４に挿入されて流体の流
れを制御する弁体３を備えた弁本体５０と、一端
が弁体３に結合され他端に操作部材７が設けられ
てなる弁操作棒６と、該弁操作棒６を軸支する軸
受部８と、弁本体５０と軸受部８との間に設けら
れて弁操作棒８を覆う保護パイプ９とを備えた極
低温流体用制御弁２の保護パイプ９に設けられる
放熱器において、大きな放熱効果を得ることがで
きるようにしたものである。そのため本考案では
放熱器１を、保護パイプ９の周囲に保護パイプ９
の長手方向に延びるように配置されて該保護パイ
プ９に熱伝達可能に設けられる複数枚の放熱フイ
ン１４ａ〜１４ｄと該放熱フインの軸受部８側の
端部に結合された放熱プレート１６０とから構成
した。

尚本考案において、「制御弁」の語は、流路を
調整する流量制御弁や、流体の流れを開閉する止
弁等、流体の流路の途中に配設されて任意に操作
されるあらゆる弁を包含する。

［考案の作用］ 本考案で用いる放熱フイン１４ａ〜１４ｄは、
それぞれ保護パイプ９の長手方向に延びるように
配置されるため、放熱フインには徐々に弁本体側
から霜が付着していく。そのため円盤状の放熱フ
インを用いた従来の放熱器のように、弁本体に近
い放熱フインが霜で完全に覆われて放熱機能を失
うことにより、大幅に放熱量が低下してしまうと
いつた問題が生じることがない。そして本考案に
おいては、放熱フイン１４ａ〜１４ｄの軸受部８
側の端部に放熱プレート１６０を結合しているた
め、放熱フインの寸法を小さくしても大きな放熱
効果を得ることができ、軸受部８内の潤滑油の凝
固を確実に防止できる。

本考案の一実施態様によれば、各放熱フインが
軸受部８に向かうに従つて放熱面積が大きくなる
形状に形成される。このように形成すると、放熱
器１の軸受部８側の熱容量が大きくなるので、弁
本体側から堆積してくる霜が放熱フインの下部を
包囲する位置まで延びてきても、十分大きな放熱
効果を得ることができる。

また本考案の他の実施態様においては、放熱フ
インが弁本体側から軸受部側に向かうに従つて幅
が広くなる形状に形成される。放熱フインが弁本
体側から堆積してくる霜によつて包囲されると、
包囲されたその部分は放熱効果を発揮できなくな
るため、放熱フインの弁本体寄りの部分の幅寸法
を小さくしても実質的に放熱効果には影響がな
い。したがつて本考案の一実施態様のように、放
熱フインを弁箱側から軸受部に向かうに従つて幅
が広がる形状に形成すれば、放熱フインに用いる
材料を少なくすることができ、材料費の低減化を
図ることができる。

また本考案の一実施態様によれば放熱器１が、
二つの分割ユニツト１２により構成される。この
ように構成されると、既存の制御弁にも簡単に取
り付けることができるため放熱器の汎用性を増大
させることができる。

［実施例］ 以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に
説明する。

第１図は、本考案の放熱器を取り付けた極低温
流体用制御弁の一例を示す断面図である。

第１図において、１は本考案の一実施例に係る
放熱器であり、２は放熱器１が取付けられる極低
温流体用制御弁である。極低温流体用制御弁２
は、温度が非常に低い流体、例えば液化天然ガス
の流れを制御するもので、弁体３を弁箱５の内部
に収納した構造を有して管４の途中に挿入された
弁本体５０と、一端が弁体３に固定され他端に操
作部材としてのハンドル車７が固定された弁操作
棒６と、ハンドル車７の下方に設けられて弁操作
棒６を軸支する軸受部８と、弁箱５と軸受部８と
の間に設けられて弁操作棒６が内部を貫通する金
属性の保護パイプ９と、保護パイプ９の外周に固
定された保護用の環状板１０とにより構成され
る。弁本体５０及び保護パイプ９の下部は保冷用
の保冷材１１によつて包囲されている。

更に詳細に説明すると、弁箱５は、内部に流体
通路５１と弁座５２とを有する弁箱本体５３と、
弁箱本体５３の上部に配置された弁箱蓋５４とを
有している。保護パイプ９の一端は弁箱の蓋５４
に固定され、他端は軸受部８の軸受本体８０に固
定されている。

軸受部８の軸受本体８０内にはパツキングハメ
輪８１、下部パツキン８２、ランタンリング８３
及び上部パツキン８４が挿入されており、これら
パツキン８４等はパツキンフランジ８６によつて
押圧されたパツキン押え８５によつて軸受本体内
に保持されている。軸受本体８０のランタンリン
グ８３に対応する外周部に設けられた取付け孔に
はグリース注入器８７の一端が嵌入固定されてい
る。潤滑油としてのグリースは、グリース注入器
８７の他端から注入されてランタンリング内に保
持される。

パツキンフランジ８６は適宜のボルト手段８８
により調整可能に固定されている。

本実施例の放熱器１は、保護パイプ９に溶接嵌
合される放熱フイン支持筒１３０と、保護パイプ
９の長手方向に延びるようにして、しかもこの支
持筒１３０の周囲に放射状に配置されて溶接によ
り支持筒１３０に接合された複数枚の放熱フイン
１４ａ〜１４ｄと、放熱フインの軸受部８側の端
部に溶接された放熱プレート１６０とからなる。
支持筒１３０、放熱フイン１４ａ〜１４ｄ及び放
熱プレート１６０は熱伝達特性の良好な金属板を
加工したものからなつている。この放熱器１は支
持筒１３０と、保冷材１１から突出した保護パイ
プ９の略中央部に嵌着することにより取付けられ
る。本実施例の、放熱器１は、第２図に示す分割
ユニツトを二つ組合せて構成される。第３図には
二つの分割ユニツト１２を組合せて構成した放熱
器１の底面図を示してある。分割ユニツト１２は
半円筒状の支持筒半部１３と、支持筒半部１３の
外周に等間隔で放射状に配置されて該支持筒半部
に溶接された４枚の台形状の放熱フイン１４ａ〜
１４ｄと、最端部の放熱フイン１４ａと相対する
位置に溶接配置されて支持筒半部１３に固定され
た矩形状の取付板１５と、環状の板を半分に切断
した形状を呈して放熱フイン１４ａ〜１４ｄの上
端１４a₁〜１４d₁と取付板１５の上端と支持筒半
部１３の外周面に溶接によつて固定されたプレー
ト半部１６とから構成される。

放熱フイン１４ａと取付板１５には、組み立て
られる際に組立ボルト１７が挿入される貫通孔１
８がそれぞれ形成されている。二つの分割ユニツ
ト１２は、一方の分割ユニツトの放熱フイン１４
ａに形成した貫通孔１８と他方の分割ユニツトの
取付板１５に形成した貫通孔とを整合して両貫通
孔１８，１８に取付ボルト１７を挿入し、該ボル
トにナツトを螺合させることにより組立てられ
る。

上記のような２つの分割ユニツト１２が組立て
られて保護パイプに取付けられた状態では、各分
割ユニツト１２の半円筒状部１３及びプレート半
部１６の端面は互いに当接しており、二つの支持
筒半部１３によつて形成される支持筒１３０の内
径寸法は、保護パイプ９の外径寸法と略等しい寸
法になつている。従つて二つの分割ユニツト１２
を保護パイプ９の外周に取付けて固定した場合、
各支持筒半部１３の内面を保護パイプ９の外周面
と密接に接触させることができ、放熱器１と保護
パイプ９との間の熱伝達を良好にすることができ
る。また放熱器１が保護パイプ９に取付けられた
状態では、各放熱フインが保護パイプ９の周囲に
放射状に等しい間隔で配置され、二つのプレート
半部１６が互いに衝合されて環状の放熱プレート
１６０が構成される。

放熱フイン１４ａないし１４ｄの形状は、種々
の形状とすることができるが、本実施例では台形
状の放熱フインを用いており、熱伝達を均等に行
なわせるために本実施例では全ての放熱フインを
同じ形状に形成してある。従つて以下一つの放熱
フイン１４ａについて説明する。放熱フイン１４
ａは、放熱プレート１６０側に向かうに従つて幅
が拡がる向きに取付けられており、傾斜辺１４a₂
の傾斜角度は実験に基づいて適宜に定められる。
放熱フイン１４ａはプレート半部１６に向かうに
従つて幅が広がるため、この放熱フイン１４ａは
上に行くに従つて放熱面積が大きくなる。従つて
本考案の放熱器では、弁本体５０から離れるに従
つて放熱面積が大きくなつており、また放熱フイ
ン１４ａの上辺１４a₁はプレート半部１６に結合
されているため、放熱器１の上側の熱容量は下側
の熱容量と比べてかなり大きくなつている。

このように放熱器１の上側の熱容量を大きくす
れば、軸受部８の温度が低下するのを大幅に抑制
できる。実際に略同じ条件で、上記実施例の放熱
器１の上下方向を変えて実験をしたところ、放熱
器の上側の熱容量を大きくした場合には、顕著な
放熱効果が得られることが判つた。

第４図Ａ及びＢには、放熱器１の取付け方向を
変えた場合の霜の付着状態の一例を示してある。
同図において、斜線で示した領域が霜の付いた領
域である。また第１図にも霜１９が堆積する領域
を破線で示してある。

第４図Ａ及びＢは、極低温流体用制御弁を液化
天然ガスの制御に用いた場合の、霜の付き方の一
例を示したものであり、これらの図に示した状態
は外気温度が約４℃〜７℃、湿度が40％〜70％の
間にあり、天候は曇状態である。放熱器１を第４
図Ａのように、放熱プレート１６０を上側すなわ
ち軸受部８側に位置させて取付けた場合、霜は保
冷材１１側に集中して厚く堆積するが、放熱プレ
ート１６０付近には霜がほとんど付着しないこと
が確認された。これに対して、第４図Ｂに示すよ
うに、放熱プレート１６０を保冷材１１側に位置
させて放熱器１を取付け場合には、全体的に薄く
放熱器１の上方まで霜が付着し、保護パイプ９の
外周面上にも霜が付着することが確認された。霜
が付着する領域の広がり及び霜の量は、温度、湿
度及び天候に応じて変化するが、霜の付着傾向は
ほぼ一様であつた。

霜が付着しているということは、その部分の温
度が０℃以下（実験例では殆どの場合−10℃以
下）になつていることであり、従つて本考案のよ
うに放熱器の上側のすなわち軸受部側の熱容量を
大きくする方が、軸受部８の温度の低下を有効に
防止できることが判かる。なお本考案の放熱器を
用いた場合に、霜の発生が保冷材１１側に集中す
る正確な理由は明らかではないが、放熱器の形状
を温度が低い部分から離れるに従つて熱容量が大
きくなるようにする方が、大気中の熱を効率よく
温度が低い部分に伝達することができるためであ
ると考えられる。また放熱器の放熱フインや放熱
プレートの上に霜が付着すると、霜によつて大気
中から放熱器への熱エネルギの伝達が遮られるた
め、霜が付着した部分の放熱効果はほとんど無く
なる。従つて、第４図Ｂに示す放熱器や実開昭58
−86976号に示される放熱器のように、霜の発生
し易いフインの下側の部分の放熱面積を大きくし
たり、下側に放熱プレートを設けても放熱という
点では殆ど効果がないことが判る。このような事
実も、上記実施例の放熱器（第４図Ａの状態）を
用いた場合に、十分大きな放熱効果が得られるこ
との原因の一つになつているものと考えられる。

なお上記実施例において、放熱フインの傾斜辺
の傾斜角度は、霜の発生環境に応じて定めれば良
く、放熱効果を少しでも上げるために、例えば放
熱フインの形状を長方形に近付けてもよい。霜の
発生領域が大幅に広がるような環境条件の下で放
熱器が用いられる場合には、放熱フインの下側の
部分は殆んど霜で覆われてしまうため、放熱フイ
ンの下側の面積を大きくしても実質的に放熱効果
には影響が無く、このような場合には放熱フイン
の形状を本実施例のように下側の幅が狭くなる形
状にすれば放熱フインの材料を節約することがで
きる。

また放熱フインの枚数も１枚、２枚と極端に少
ない場合を除けば何枚であつてもよい。放熱フイ
ンの配置は、均等な放熱を得ると云う意味からは
略等間隔で配置するのが好ましいが、放熱フイン
の枚数がある程度多い場合には、著しく偏つた配
置をしない限り放熱フインの配置位置は自由であ
る。

上記実施例では放熱フインの製作及び取付けを
容易にするために、平板状の放熱フインを保護パ
イプの径方向外側に向かうように放射状に配置し
ているが、放熱フインを軸線に対して斜になるよ
うに固定してもよい。この場合、放熱フインは保
護パイプの外周に沿うような曲面を有すべく適宜
の形状に形成される。

上記実施例では、放熱器を二つの分割ユニツト
１２を組合せることにより保護パイプ９に組付け
るので、取付けが容易であると云う利点に加え
て、既存の制御弁にも簡単に取りつけることがで
きると云う利点がある。しかしながら、本考案は
上記実施例に限定されるものではなく、放熱フイ
ンと放熱プレートを直接保護パイプ９に溶接等の
周知の方法によつて固定して放熱器を構成しても
よいのは勿論である。なおその際に、放熱フイン
の数が多い場合には、少なくとも放熱フインを保
護パイプに固定すれば良く、放熱プレートを保護
パイプに接合する必要はない。

上記実施例では、放熱プレートの形状を環状に
形成したが、放熱プレートの形状は環状に限定さ
れるものではなく、適宜の形状を選択できるのは
勿論である。

［考案の効果］ 本考案によれば、複数枚の放熱フインをそれぞ
れ保護パイプの長手方向に延びるように配置する
ので、放熱フインには徐々に弁本体側から霜が付
着してゆき、そのため円盤状の放熱フインを用い
た従来の放熱器のように弁本体に近い放熱フイン
が霜で完全に覆われて放熱機能を失うことにより
大幅に放熱量が低下してしまうといつた問題が生
じることがない。また本考案においては、複数枚
の放熱フインの軸受部側の端部に放熱プレートを
結合しているため、放熱フインの寸法を小さくし
ても大きな放熱効果を得ることができ、軸受部内
の潤滑油の凝固を確実に防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の放熱器が取付けられた極低温
流体用制御弁の概略断面図であり、第２図は第１
図に示した放熱器を構成する放熱フインとプレー
ト半部とを備えた分割ユニツトの側面図であり、
第３図は第２図に示した分割ユニツトを組合せて
構成した放熱器の底面図であり、第４図Ａは霜が
付着する状態の一例を示す図であり、第４図Ｂは
放熱器の方向を変えた場合の霜の付着状態を示す
図である。 １……放熱器、２……極低温流体用制御弁、３
……弁体、４……パイプ、５……弁箱、６……弁
操作棒、８……軸受部、９……保護パイプ、１１
……保冷材、１２……分割ユニツト、１３……半
円筒状部、１４ａ〜１４ｄ……放熱フイン、１５
……取付板、１６……プレート半部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 極低温流体の流路に挿入されて前記流体の流
   れを制御する弁体を備えた弁本体と、 一端が前記弁体に結合され他端に操作部材が
   設けられてなる弁操作棒と、 該弁操作棒を軸支する軸受部と、 前記弁本体と前記軸受部との間に設けられて
   前記弁操作棒を覆う保護パイプとを備えた極低
   温流体用制御弁の前記保護パイプに設けられる
   放熱器において、 前記放熱器は前記保護パイプの周囲に該保護
   パイプの長手方向に延びるように配設されて該
   保護パイプに熱伝達可能に結合される複数枚の
   放熱フインと該放熱フインの前記軸受部側の端
   部に結合された放熱プレートとからなつている
   ことを特徴とする極低温流体用制御弁の放熱
   器。 (2) 前記放熱フインは前記放熱プレートに向かう
   に従つて放熱面積が大きくなる形状を有してい
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の極低温流体用制御弁の放熱器。 (3) 前記放熱フインは、前記放熱プレートに向か
   うに従つて幅が広がる形状を有していることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項に記
   載の極低温流体用制御弁の放熱器。 (4) 前記放熱器は、前記保護パイプに嵌着される
   支持筒と、該支持筒の周囲に放射状に配設され
   て固定された複数枚の放熱フインと、該放熱フ
   インの一方の端部と前記支持筒とに結合された
   環状の放熱プレートとからなることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項に記載の極低
   温流体用制御弁の放熱器。 (5) 前記支持筒を二分割した支持筒半部に前記放
   熱フインの一部と前記放熱プレートを二分割し
   たプレート半部とが結合されて分割ユニツトが
   構成され、二つの分割ユニツトが組合されて前
   記放熱器が構成されていること特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第４項に記載の極低温流体
   用制御弁の放熱器。