JPS6363795B2 - - Google Patents

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JPS6363795B2
JPS6363795B2 JP53057260A JP5726078A JPS6363795B2 JP S6363795 B2 JPS6363795 B2 JP S6363795B2 JP 53057260 A JP53057260 A JP 53057260A JP 5726078 A JP5726078 A JP 5726078A JP S6363795 B2 JPS6363795 B2 JP S6363795B2
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JP
Japan
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fluid
gate area
freezing point
temperature
control device
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JP53057260A
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JPS541428A (en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00Means in or on valves for heating or cooling
    • F16K49/002Electric heating means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/6416With heating or cooling of the system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/6416With heating or cooling of the system
    • Y10T137/6606With electric heating element

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体流量制御装置、すなわち流体の流
れを制御するバルブに関するものである。
本発明の目的は可動部分を持たない改良された
流体流量制御装置を提供することである。これに
関連した本発明の他の目的は、可動部分の間のシ
ールを不要とし、完全に漏洩を防止することので
きる改良された流体流量制御装置を提供すること
である。
本発明の他の重要な目的は、放射性材料を含む
流体の流量制御に最も適当な前述した形式の改良
流体流量制御装置を提供することである。したが
つて本発明の他の目的は、連続的に滑らかな中断
されない壁を流体流路に設け、放射性材料が滞留
を生じる裂け目やデツドスペースを持たない改良
制御装置を提供することである。したがつて本発
明の関連する他の目的は、制御装置内に放射性物
質を付着させることなく放射性流体の流路を制御
することのできる改良装置を提供することであ
る。
本発明の他の目的は、極めて小型にすることが
でき、必要に応じて多数の制御装置を小さなスペ
ース内に収めることを可能とする改良された流体
流量制御装置を提供することである。
本発明の他の目的は、極めて迅速に作動して瞬
時に開閉する改良された流体流量制御装置を提供
することである。
本発明の他の目的は、気体および液体のいずれ
についてもその流れを制御することができる改良
された流体流量制御装置を提供することである。
これらの目的を達成するため、本発明による流
体流量制御装置は、流体の通過する流路の一部を
形成するゲート区域を具え、該ゲート区域が、そ
の一側に熱伝導率の高い材料よりなる熱伝導壁を
有し、さらに、前記ゲート区域の熱伝導壁の外面
に結合され、かつ、当該ゲート区域内における流
体の凍結点よりも低い温度を常に保持しうるヒー
トシンクと、前記ゲート区域内で前記熱伝導壁の
内側に配置され、かつ、電源に接続されて通電時
に当該ゲート区域を前記流体の凍結点よりも高い
温度に保持することによつて当該ゲート区域にお
ける流体の通過を許容しうる薄いフイルム状の電
気的加熱素子とを具え、前記ゲート区域における
流体の流路断面積を小さく設定することにより、
前記電気的加熱素子に対する電力供給のしや断時
に当該ゲート区域における流体を瞬時に凍結させ
て流体通路を制限しうる構成としたことを特徴と
するものである。
流体の通路を加熱または冷却して流体の流れを
許容し又はしや断する構成自体は、特公昭49―
19285号公報に開示されている。しかし、その既
知の装置は流体の通路を包囲する室内に加熱用の
熱媒体および冷却用の冷却媒体のいずれか一方の
みを選択的に供給するものであるため、流体をほ
ぼ瞬間的に凍結させることができない。
同様に、特開昭51―75220号公報には、流体の
通路を加熱または冷却して流体の流れを許容し又
はしや断するものとして、ゲート区域、ヒートシ
ンクおよび電気的加熱素子を含む構成が開示され
ている。しかるに、この公知技術においてヒート
シンクは、常に作動状態に維持するものでなく、
蛇口の開放に際して、冷媒の供給を中止して不作
動状態に切換えるものである。また、ヒートシン
クおよび電気的加熱素子がゲート区域を基準とし
て相互に異なる側に配置されており、流体を通過
させている間は冷凍装置および加熱装置が共に不
作動状態に維持されるものである。したがつて、
この公報に記載の公知技術によれば、流路を制限
するに際して優れた応答性を実現することができ
ず、流体を瞬時に凍結させることは不可能であ
る。
これに対して本発明によれば、冷却手段として
のヒートシンクと、ゲート区域内に配置された薄
いフイルム状抵抗体よりなる電気的加熱素子とを
同時作動状態に維持しうる構成とする。そして、
ヒートシンクによりゲート区域内における流体の
凍結点よりも低い温度を常に保持し、電気的加熱
素子の通電時にゲート区域を流体の凍結点よりも
高い温度に保持して流体の通過を許容すると共
に、電気的加熱素子に対する電力供給のしや断時
にはゲート区域における流体を瞬時に凍結可能と
するものである。
以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。
第1図〜第3図は本発明の一実施例を示すもの
である。この実施例においては電気的に制御可能
な加熱素子を一定ヒートシンク上に重ねて配置す
る。この装置により一対の導管40および41の
間の流量を制御し、これらの導管が形成された円
筒ブロツク42は上部ハウジング43内に取付け
る。特に、2個の導管40および41の間の流量
は、これらの導管の下端に近接する一対のゲート
区域G1およびG2の温度を調整することにより制
御する。
導管40または41を通してゲート区域に導入
する液体をその凍結点より僅かに高い温度まで予
冷するため、冷媒を上部ハウジング43の冷却室
44内に入口45から導入し、出口46から排出
する。液体を温度制御ゲート区域と接触させるに
先だつて予冷することにより、ゲート区域G1
G2内で液体を最短時間内に凍結することが容易
となる。
両ゲート区域G1およびG2の一定ヒートシンク
を下部ハウジング50により構成し、この下部ハ
ウジングはその内部の冷却室51に冷媒を供給す
ることにより冷却する。冷媒は室51に入口ポー
ト52から導入し、出口ポート53から排出す
る。冷媒は下部ハウジング50を冷却すべき液体
の凍結温度よりも十分に低い温度に常時維持する
ように調整する。これは、上部ハウジング43の
温度が凍結点よりも高いからである。すなわち、
例えば、上部ハウジング43の温度を液体の凍結
点よりΔT℃だけ高いものとすれば、下部ハウジ
ング50は凍結点よりも5ΔT〜40ΔT℃だけ低い
温度に保持する。
冷却室51内の冷媒によつてゲート区域G1
G2内の液体を効果的に凍結可能とするため、ゲ
ート区域における液体の流路断面積を小さく設定
する。そのためにゲート区域G1,G2を、厚さが
例えば0.1mm前後のギヤツプとして形成する。
下部ハウジング50を冷却することにより下部
ハウジング50の頂部に取付けた層板60も冷却
される。この層板60は、流体の通過する流路の
一途を形成し、かつ、熱伝導率の高い材料(例え
ばアルミニウム)で構成する。層板60によつて
一対の円形電気抵抗加熱素子61および62を担
持させ、これらの加熱素子は層板60の頂面上に
薄いフイルムとして印刷する。所望に応じて、加
熱素子61および62を下部ハウジング50の頂
面上に直接印刷しても良く、このハウジングはヒ
ートシンクとして作用させる。印刷フイルム加熱
素子として好適な材料としては銀―パラジウム―
鉛材料を挙げることができ、例えばその抵抗値は
2.8Ω、厚さは0.04mmとする。
加熱素子61および62は一対の円筒状スリー
ブ63および64と整列させ、これらのスリーブ
はブロツク42の下端内に挿入して導管40およ
び41の下端を形成させる。一対の導線65およ
び66により加熱素子61および62を適当な電
源に接続し、これにより加熱素子を制御可能に附
勢してゲート区域G1およびG2の温度を十分に高
め、これらの区域内の凍結液体を融解することに
よりゲート区域を開放し、2つの導管40および
41の間での液体の流れを許容する。
他方、ヒートシンクとしての下部ハウジング5
0が常に液体の凍結温度よりも十分に低い温度に
保持されており、しかもゲート区域G1,G2にお
ける流路断面積が小さく設定されているため、加
熱素子61,62に対する電力供給のしや断時に
はゲート区域G1,G2内の液体をほぼ瞬時に凍結
させて液体の流れを阻止することができる。
上部ハウジング43および下部ハウジング50
の間での熱伝達を最小とするため、これらのハウ
ジングの間に熱絶縁リング70を配置し、2個の
スリーブ63および64の下端をブロツク42の
本体よりも下方まで延在させることにより層板6
0の頂部とブロツク42の底部との間の絶縁空気
スペースを増加させる。さらに、熱絶縁リング7
1および72をスリーブ63および64の下端に
取付けて、一方では加熱素子61および62を滅
勢したときにスリーブ63および64から層板6
0に熱が伝達されるのをしや断し、他方では加熱
素子61および62を附勢したときに加熱素子か
らスリーブ63および64に熱が伝達されるのを
しや断する。これは、加熱素子61および62を
附勢したときには、ゲート区域G1およびG2内の
凍結液体を可能なかぎり速かに融解するためにゲ
ート区域内に最大熱量が得られるようにするのが
望ましいからである。
第1図〜第3図に示したバルブは、加熱素子6
1および62に供給される電流の大きさを調整す
ることにより、その作動をある程度制御すること
ができる。例えばバルブの開放速度は電流値を一
定範囲内で高めることにより増加する。したがつ
て、比較的低い電流値を用いてゲート区域内の凍
結液体の一部のみを融解させることによりバルブ
を部分的に開放し、また高い電流値により凍結液
体の全てを融解してバルブを完全に開放すること
ができる。所望に応じて、加熱素子をゲート区域
G1およびG2の両側に設けること、例えば付加的
な加熱素子をスリーブ63および64の下端に設
けることができる。
以上の実施例においては本発明を液体流量制御
に適用したが、本発明は気体流量制御に応用する
こともできる。バルブを閉鎖するためにゲート区
域内で凍結すべき液体は、制御される気体、例え
ば水蒸気から凝縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による液体流量制御
装置の一部破断側面図;第2図は第1図の装置の
中央部の拡大図;そして第3図は第2図の―
線に沿う部分断面図である。 40,41…導管、42…円筒ブロツク、43
…上部ハウジング、44…冷却室、45…入口、
46…出口、50…下部ハウジング(ヒートシン
ク)、52,53…ポート、60…層板、61,
62…加熱素子、63,64…スリーブ、65,
66…導線、70,71,72…熱絶縁リング、
G1,G2…ゲート区域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流体の通過する流路の一部を形成するゲート
    区域を具え、該ゲート区域が、その一側に熱伝導
    率の高い材料よりなる熱伝導壁を有し、さらに、 前記ゲート区域の熱伝導壁の外面に結合され、
    かつ、当該ゲート区域内における流体の凍結点よ
    りも低い温度を常に保持しうるヒートシンクと、 前記ゲート区域内で前記熱伝導壁の内側に配置
    され、かつ、電源に接続されて通電時に当該ゲー
    ト区域を前記流体の凍結点よりも高い温度に保持
    することによつて当該ゲート区域における流体の
    通過を許容しうる薄いフイルム状の電気的加熱素
    子とを具え、 前記ゲート区域における流体の流路断面積を小
    さく設定することにより、前記電気的加熱素子に
    対する電力供給のしや断時に当該ゲート区域にお
    ける流体を瞬時に凍結させて流体通路を制限しう
    る構成としたことを特徴とする流体流量制御装
    置。 2 特許請求の範囲第1項記載の流体流量制御装
    置において、ゲート区域に導入する流体をその凍
    結点より僅かに高い温度に予冷する手段を具える
    ことを特徴とする流体流量制御装置。
JP5726078A 1977-05-16 1978-05-16 Fluid flow control device Granted JPS541428A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/797,305 US4248259A (en) 1977-05-16 1977-05-16 Fluid flow control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS541428A JPS541428A (en) 1979-01-08
JPS6363795B2 true JPS6363795B2 (ja) 1988-12-08

Family

ID=25170461

Family Applications (1)

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JP5726078A Granted JPS541428A (en) 1977-05-16 1978-05-16 Fluid flow control device

Country Status (5)

Country Link
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JP (1) JPS541428A (ja)
DE (1) DE2821258C2 (ja)
FR (1) FR2391505A1 (ja)
GB (1) GB1596339A (ja)

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Also Published As

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