JPH0720636Y2 - 高速シヤツタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は迅速な操作が可能で、しかも確実にシールを
達成することができる高速シャッタに関するものであ
る。

（従来技術） 核融合炉において、高温のプラズマを発生させるために
中性粒子入射装置より中性粒子を核融合炉に入射して加
熱を行う。この核融合炉では高温プラズマの中にトリチ
ューム、重水素等の作用物質があり、それらの作用物質
は中性粒子入射装置に流れ込んでくる。すなわち、中性
粒子入射装置には重水素イオンを除去するための大容量
真空ポンプ（クライオパネル）があり、その真空度（約
1.3×10torr）は、核融合炉の真空度（約８×10torr）
より低く設定されているためである。従って、入射時以
外はこれらの作用物質（とくにトリチューム）が中性粒
子入射装置に流入して排気されてしまうことを防止する
必要がある。このため核融合炉と中性粒子入射装置との
間には中性粒子の入射時のみ開く高速シャッタを設ける
必要がある。

上記高速シャッタとして、従来は弁体がバルブシートと
若干の隙間を保ちながら、バルブシートに対して弁体が
その面方向に移動して弁の開閉を行う機構が採用されて
おり、許容されるコンダクタンスが厳しく（小さく）な
った場合、弁体とバルブシートとの間の隙間を小さくす
ることが必要となるが、小さくすると弁体の高速の移動
によるバルブシートとの摺動によりカジリや溶着等のト
ラブルが生じるおそれがあった。

（考案の目的） この考案は、このような従来の課題の解決のためになさ
れたものであり、操作を迅速に行うことができ、しかも
溶着等のトラブルの生じるおそれがなく、確実にシール
を達成することができる高速シャッタを提供するもので
ある。

（考案の構成） この考案は、流体の通路中に設けられた弁箱と、上記弁
箱中に設けられたバルブシートと、上記バルブシートに
当接することにより通路を閉塞する弁体と、この弁体が
一端部に一体に取付けられ、他端部に作動部材が一体に
取付けられた弁棒と、この弁棒を保持して弁体が上記バ
ルブシートの面方向に揺動するように軸周りに揺動する
支柱と、駆動軸にクランクアームが取付けられてなる駆
動手段と、上記作動部材およびクランクアームに設けら
れた揺動力伝達手段および進退力伝達手段とを有し、上
記弁棒は上記支柱の揺動方向と直交方向に揺動可能に支
柱によって保持され、上記揺動力伝達手段は、クランク
アームの揺動により作動部材がクランクアームと同方向
の揺動を行なうように両部材が係合して構成され、上記
進退力伝達手段は、弁体の開き始めおよび閉じ終わりに
おいてクランクアームの揺動によってその揺動方向と直
交方向に弁体が揺動してバルブシートに対して進退する
ようにクランクアームと作動部材とが係合して構成され
ているものである。

（実施例） 第５図において、核融合炉11に中性粒子入射装置14の外
囲真空容器15が真空弁12、高速シャッタ１および導管13
を介して接続されている。核融合炉11の運転中は真空弁
12は開かれ、核融合炉11および中性粒子入射装置14はそ
れぞれ図示しない真空ポンプで高真空に保持されてい
る。

中性粒子113を中性粒子入射装置14より核融合炉11に入
射する時には高速シャッタ１を開き、イオン源ガス配管
17を通して供給される重水素ガスをイオンビーム発生器
16でイオン化して加速した後、イオン中性化セル18を通
して中性粒子113とし、核融合炉11に入射する。中性化
しなかったイオン114は偏向磁石19により偏向させ、ビ
ームダンプ110によりエネルギーを吸収した後、クライ
オパネル111,112に吸着させて除去する。所定の中性粒
子の入射が終了すれば、中性粒子の発生を止めるととも
に、高速シャッタ１を短時間で閉じ、核融合炉11から重
水素およびトリチューム115が大量に逆流するのを防止
する。

上記高速シャッタ１は、第１図〜第３図に示すように構
成されている。すなわち、導管13の両端部管に弁箱２が
ガスケット29を介在させてシール構造で配置され、この
弁箱２内の一方の側にバルブシート（シールベローズ）
３が配置され、このバルブシート３に対して弁体４が当
接して配置されている。弁体４の上部には弁棒40が結合
され、この弁棒40は弁箱上板21の貫通穴22を貫通して上
方に突出し、その上端部にはナット42によって揺動フラ
ンジ41が結合されている。

上記貫通部には貫通穴22の周囲にベローズ43が配置され
るとともに、弁棒40を取り付けている揺動フランジ41に
上記ベローズ43の上端部が結合され、これによって弁棒
40が上板21を貫通する部分を弁棒40が任意の方向に移動
できるようにシールしている。

弁箱２の上板21上には、一対の軸受台25が取付けられ、
一方支柱５の両側には軸50が突出して設けられ、この軸
50が上記軸受台25と軸受蓋28とにより、軸受26を介して
回転可能に保持されている。また、軸50と直交する方向
の支柱５の両側には一対の軸受溝が形成されてそこに軸
受27が取付けられ、一方揺動フランジ41の両側には軸51
が突出して設けられ、この軸51が上記軸受27によって回
転可能に保持されている。

また揺動フランジ41の上端部には、リンク枠（作動部
材）44が結合され、このリンク枠44には長円形の貫通穴
からなる案内溝45が形成されている。駆動軸６と７とは
クランクアーム70およびその先端部のクランクピン73に
よって互いに連結され、このクランクピン73は上記リン
ク枠44の案内溝45を貫通してその貫通部には回転軸受74
が取付けられている。またクランクアーム70の先端部に
は相対向して取付け座77に保持されたローラフォロア76
が取付けられ、このローラフォロア76によってリンク枠
44の両側面を挟みつけている。このローラフォロア76は
案内溝45の縁の側面を移動するが、この側面はリンク枠
44の上端部のみに傾斜面79が形成され、その他の部分は
平面78が形成されている。

上記案内溝45とクランクピン73、回転軸受74とによって
揺動力伝達手段が形成され、またローラフォロア76と傾
斜面79とによって弁体４をバルブシートと直交方向に動
かす進退力伝達手段が形成されている。

駆動軸6,7の端部には軸受62がスリーブ64およびナット6
5によって取付けられ、軸受架台66上の軸受ハウジング6
1によって駆動軸6,7が回転可能に保持されている。駆動
軸７の軸端はカップリング81を介して油圧モータ８およ
びサーボ弁83に連結され、これらは駆動装置用架台86お
よびその上に取付けられた軸受ハウジング84,85によっ
て支持されている。またサーボ弁83には図示しない油圧
配管によって油圧ユニットが接続され、かつ電気信号配
線によってコントロールボックスが接続されている。そ
して、サーボ弁83は上記コントロールボックスに入力さ
れた信号を受けて、その信号に対応する駆動を油圧モー
タ８に行わせるために上記油圧ユニットからサーボ弁83
を通り油圧モータ８に流入する油量を制御するように構
成されている。

なお、駆動装置として油圧モータを例示したが、これに
限らず他の駆動装置、例えば電動モータを採用してもよ
い。

つぎにこの装置の作用を説明する。第１図〜第３図は閉
弁状態を示し、この状態から油圧モータ８により駆動軸
７を第３図において反時間方向に回転させると、駆動軸
6,7のアーム70の先端部に取付けられたローラフォロア7
6がリンク枠44の縁の傾斜面79に沿って移動するためリ
ンク枠44は軸51を中心に第１図の紙面と直交方向（第２
図で弁体４がバルブシート３から離れる方向）に回転し
はじめ、かつクランクピン73に取付けられた回転軸受74
が溝45内を移動することによりリンク枠44は軸50を中心
に時計方向（第１図において、弁体４が左側へ移動する
方向）に回転する力が付与される。なお、一対のローラ
フォロア76が傾斜面79に沿って移動するアーム70の揺動
開始時は、駆動軸6,7の回転角度θ（第３図）の変化に
対して軸50を中心に回転するリンク枠44の回転角度αの
変化は極めて小さく、弁体４はバルブシート３の面方向
（第１図で左の仮想線方向）へは実質上移動しない。

一方、この間にリンク枠44は軸51を中心に回転角度β
（第３図）回転し、バルブシート３を押付けている弁体
４が第２図で左方向に移動し、バルブシート３より離れ
る。すなわち、駆動軸6,7の回転の初期には弁体４はバ
ルブ３から実質上後退する方向にのみ移動する。

駆動軸6,7の回転がさらに進むと、ローラフォロア76は
平面78上を移動するためにリンク枠44の軸51周りの回転
はなくなり、軸50周りのみに回転して弁体４をバルブシ
ート３の面方向にバルブシート３の側方に移動させる。
そして、第１図および第３図の仮想線の位置に到達する
ことにより開弁状態になる。また、開弁状態から、駆動
軸6,7を逆向きに回転させると、上記と逆の作動が行わ
れる。すなわち、リンク枠44が第３図の仮想線の状態か
ら実線の状態へと軸50周りに回転することにより弁体４
をバルブシート３の面方向にバルブシート３の正面へ移
動させ、ついでローラフォロア76が傾斜面79上を移動す
ることによりリンク枠44を軸51周りに回転させて弁体４
をバルブシート３に対して前進させて圧着させる。

このように、リンク枠44には傾斜面79が設けられ、かつ
軸51周りに回転可能に構成されていることにより、弁の
開閉の際には弁体４は実質上バルブシート３に対して直
交方向に後退した後に側方に移動するように、あるいは
側方から前面に移動した後に面に直交方向にバルブシー
トに圧着されるように、作動がなされる。なお、弁体４
がバルブシート３に対して前進、後退する際に、バルブ
シート３もそれ自体の弾力で同方向に移動するが、その
量は弁体４の移動量より小さい。したがって、弁の開閉
の際に弁体４とバルブシート３とが摺動することがな
く、このためカジリや溶着等のトラブルが生じる恐れが
なく、高真空下でもシールを確実に達成することができ
る。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案は弁の開閉機構におい
て、駆動軸の回転運動を、弁体がバルブシートに対して
前進、後退する運動とバルブシートの側方に移動する運
動とに変換するように、しかもこれが連続して行われる
ようにしたものであり、弁の開閉の際にはまず弁体を実
質上バルブシートに対して直交方向に移動させるように
しており、このため溶着等のトラブルの生じるおそれが
なく、しかも操作が迅速で確実にシールを達成すること
ができるものである。このため、核融合炉と中性粒子入
射装置との間等の高真空中で用いる高速シャッタとして
極めて優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す横断面図、第２図はそ
のII-II線断面図、第３図は第２図のIII-III線断面図、
第４図は第３図のIV-IV線断面図、第５図はこの考案が
適用される中性粒子入射装置の全体説明図である。 １……高速シャッタ、２……弁箱、３……バルブシー
ト、４……弁体、５……支柱、6,7,8……駆動手段、40
……弁棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の通路中に設けられた弁箱と、上記弁
   箱中に設けられたバルブシートと、上記バルブシートに
   当接することにより通路を閉塞する弁体と、この弁体が
   一端部に一体に取付けられ、他端部に作動部材が一体に
   取付けられた弁棒と、この弁棒を保持して弁体が上記バ
   ルブシートの面方向に揺動するように軸周りに揺動する
   支柱と、駆動軸にクランクアームが取付けられてなる駆
   動手段と、上記作動部材およびクランクアームに設けら
   れた揺動力伝達手段および進退力伝達手段とを有し、上
   記弁棒は上記支柱の揺動方向と直交方向に揺動可能に支
   柱によって保持され、上記揺動力伝達手段は、クランク
   アームの揺動により作動部材がクランクアームと同方向
   の揺動を行なうように両部材が係合して構成され、上記
   進退力伝達手段は、弁体の開き始めおよび閉じ終わりに
   おいてクランクアームの揺動によってその揺動方向と直
   交方向に弁体が揺動してバルブシートに対して進退する
   ようにクランクアームと作動部材とが係合して構成され
   ていることを特徴とする高速シャッタ。