JPS6160347B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 極低温用膨脹機は熱交換器等と共に構成される
液化機の一部であつて、圧縮したガスを膨脹さ
せ、そのエネルギーを取去る時に温度が低下する
原理を応用し、ガスを極低温に冷却し、液化ガス
の製造あるいは冷凍に利用するものである。

この発明はこのような極低温用膨脹機に付帯す
る自動排気弁に関する。

極低温用膨脹機における排気弁は吸気弁と共に
ガスの吸排気操作を行なうものであるが、従来公
知の排気弁は、第１図に示すように排気弁１３に
細長いロツド１４を設け、このロツドを弁の作用
温度である極低温部Ａから膨脹機を取付けてある
常温部Ｂのフランジ上に出し、さらにこれを膨脹
機の駆動装置１５に設けてある弁駆動機構１６に
接続して排気弁１３を駆動するようになつている
が、これによると、弁駆動機構１６に例えばカ
ム、レバー、軸等が必要となる。このため、膨脹
機駆動装置１５の機構が複雑化し、さらにはロツ
ド１４が極低温部Ａから常温部Ｂに貫通している
ため、ロツド１４を介して熱侵入が生じ、膨脹機
の効率低下の原因となつていた。

この発明は上記した従来の問題点に対処するた
めに提案されたもので、その目的は、ピストンの
往復動作により開閉操作を行なう自動排気弁を提
供することによつて駆動機構の簡略化と効率向上
を図ることにある。

以下図面に示す実施例によつて説明する。

第２図において、１はピストンで、上端部を連
結棒により膨脹機の駆動機構に連結され、駆動機
構の駆動により底面にバルブシート２を付したシ
リンダ３内を上下動するようになつている。本発
明による排気弁は前記ピストン１の下端部に組込
まれ主に後述するバルブシリンダ４と通気口５と
パツキン６とパツキン押え７とからなる。４はピ
ストン１の下端部に上下動可能に装嵌されたバル
ブシリンダで、その外径はピストン１の上部外径
と同径につくられ、上端部には、ピストン１に形
成した溝１ａ内を摺動する係合部４ａが形成され
ている。このバルブシリンダの下端には吸気ガス
および排気ガスが出入りする通気口５が穿設さ
れ、その周縁にバルブパツキン６がパツキン押え
７によつて取付けられている。８は溝１ａの上部
係合面１ｂとバルブシリンダ４の上端面との間に
挿入されたスプリング、９はシリンダ３の底面と
バルブシリンダの下端面との間に挿入されたスプ
リング、１０はシリンダ３の底部を貫通する吸気
口、１１はシリンダ３の底部に穿設された排気
口、１２はシリンダ３底部とバルブシリンダ４と
の間に形成された膨脹空間である。

本発明は以上の通り構成であつて、次にその作
用について説明する。

まず、ピストン１が下死点S₀にあるとき、吸気
弁が開き、高圧の作用ガスがバルブシリンダー４
とピストン１に囲まれた膨脹空間１２に流入す
る。ピストン１はガス圧力と外部に設けられた駆
動装置により上昇行程に入り、ストロークS₁に達
したとき吸気弁が閉じる。膨脹空間１２内に流入
された高圧ガスは断熱膨脹しつつピストン１をさ
らに上昇させ、これが上死点S₂に達する際、ピス
トン１の溝下端の係合面１ｃがバルブシリンダ４
の係合部４ａ下面に当接し、バルブシリンダ４を
押上げパツキン５とバルブシート２を離し、排気
弁を開放する。このため膨脹した作用ガスは排気
口１１を経て低圧側に流出する。次にピストン１
は下降行程に入るが、この際バルブシリンダ４は
スプリング９のばね作用により上方に押し上げら
れており（８＜９）、排気弁を開の状態を維持し
ているためガスの排出は引続いて行なわれる。ピ
ストン１が下死点S₀の手前に達したとき、ピスト
ンの溝１ａの上方係合面１ｂがスプリング８に当
り、そのばね作用によりバルブシリンダ４を押し
下げ、パツキン６がバルブシート２に押圧される
ことにより排気弁が閉じられて１サイクルを完了
する。第４図はこの状態を線図で表したものであ
る。

この動作の繰返しにより断熱膨脹された熱交換
器を介して流入する高温ガスを順次冷却し、常温
となつて外部に流出する。

この発明は以上詳述したように、排気弁がピス
トン１とシリンダ３内に組み込まれており、しか
も排気弁の開閉操作をピストン１に設けた溝１ａ
とスプリング８および９のばね作用により、ピス
トン１の動きに関連して行なわせるようにしてあ
るため、これまでの排気弁のように格別の駆動機
構を設ける必要もなく、また極低温部から常温部
にバルブロツドを出す必要もなくなり、それだけ
機構を簡略化すると共に、常温部からの熱侵入量
を減少させることが可能となり、その結果膨脹機
の効率向上に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の膨脹機の概念図、第２図は本発
明による排気弁付ピストンの縦断面図、第３図は
排気弁開の状態にある要部断面図、第４図は排気
弁のタイミング線図を示す。 １……ピストン、２……バルブシート、３……
シリンダ、４……バルブシリンダ、５……通気
口、６……パツキン、７……パツキン押え、８，
９……スプリング、１０……吸気口、１１……排
気口、１２……膨脹空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 底部にバルブシートと吸気口および排気口を
   有するシリンダと、該シリンダ内を駆動装置に連
   動して上下動するピストンを備えた極低温用膨脹
   機において、 前記ピストン下端外周にバルブシリンダを上下
   動可能に装嵌し、該バルブシリンダの上端部にピ
   ストンに形成した溝内を摺動する係合部を形成
   し、ピストンの溝の上部係合面とバルブシリンダ
   上端面との間にスプリングを挿入すると共に、バ
   ルブシリンダの下端に吸気ガスおよび排気ガスが
   出入りする通気口を穿設し、該通気口の周縁に前
   記バルブシートに当接可能なパツキンを設け、シ
   リンダの底面とバルブシリンダの下端面との面に
   スプリングを挿入してなることを特徴とする極低
   温用膨脹機の自動排気弁。