JP2010101438A - 流体制御器 - Google Patents

Abstract

【課題】 温水を使用した場合における加熱効率を向上させることができる流体制御器を提供する。
【解決手段】 ボディ2のブロック部3頂面に、ボディ2の筒部4外周面との間に熱媒体を保持するための上部熱媒体空間S1を形成する上部カバー11が被せられている。ボディ2のブロック部3底面に、ボディ2のブロック部3底面との間に熱媒体を保持するための下部熱媒体空間S2を形成する下部カバー12が被せられている。ボディ2のブロック部3の内部に、上部熱媒体空間S1と下部熱媒体空間S2とを連通する複数本の熱媒体通路27が流体通路を避けて形成されている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、ボディ内に設けられた流体通路を開放または遮断して、同通路を流れる流体を制御する流体制御器に関し、特に、外部からの加熱または冷却を必要とする流体制御器に関する。

熱媒体を使用した加熱または冷却が行われる流体制御器は、例えば特許文献１に開示されているように、従来から知られている。
特開平１１−１２５３４４号公報

熱媒体として温水を使用した加熱は、ヒータを使用しての加熱に比べて、電気を使用する必要がなく、高温の排水等を利用できるという点で有利なものであるが、ヒータに比べると温水温度を高くしにくいという問題があり、加熱効率の向上が望まれている。

この発明の目的は、温水を使用した場合における加熱効率を向上させることができる流体制御器を提供することにある。

この発明による流体制御器は、流体通路が設けられたブロック部およびその頂面からのびる筒部を有するボディと、ボディ内の流体通路を開閉するためのアクチュエータとを備えている流体制御器において、ボディのブロック部頂面に、ボディの筒部外周面との間に熱媒体を保持するための上部熱媒体空間を形成する上部カバーが被せられ、ボディのブロック部底面に、ボディのブロック部底面との間に熱媒体を保持するための下部熱媒体空間を形成する下部カバーが被せられており、ボディのブロック部の内部に、上部熱媒体空間と下部熱媒体空間とを連通する複数本の熱媒体通路が流体通路を避けて形成されていることを特徴とするものである。

本発明において、上下については、ボディの筒部の先端側を上、基端側（ブロック部側））を下というものとするが、この「上下」は便宜的なもので、上下方向を水平に向けたり、上下を逆にして、使用されることがある。

流体制御器は、一般的な開閉弁とされることがあり、コントロール弁とされることもある。いずれにしろ、アクチュエータを含めて、流体制御器の構成は、限定されるものではなく、種々の構成および種々の機能を有したものとすることができる。すなわち、流体通路が設けられているボディと流体通路を開閉（制御）するためのアクチュエータとを備えている流体制御器に対して、ボディのブロック部をその上側から上部カバーにより、下側から下部カバーにより挟むようにして、ボディと上部カバーとの間およびボディと下部カバーとの間に、それぞれ熱媒体空間を設け、さらに、これらの熱媒体空間同士を連通する熱媒体通路をボディ内部に設けることにより、アクチュエータについては従来のものを使用して、加熱または冷却する構成を得ることができる。

熱媒体通路に流される熱媒体は、温水（加熱用）であってもよく、冷却水（冷却用）であってもよく、また、蒸気であってもよく、その他の液体や気体（気化しやすい液体や熱伝導性のよい流体など）であってもよい。

ボディには、必要に応じて（熱媒体の種類などに応じて）、熱媒体に接触する部分にコーティングが施される。コーティングは、ボディの表面だけとされることがあり、また、ボディ表面だけでなく、熱媒体通路の流路面（熱媒体の接触する面全体）に施されることがある。

流体制御器における加熱手段としては、面状ヒータがよく使用されているが、これには電気が必須であり採用しにくい場合があり、また、省エネの点から、高温の排水を利用した加熱が要望される場合もあり、この発明による流体制御器は、このような用途に適している。

流体制御器のボディ等は、例えば、ＳＵＳ３１６や３１６Ｌなどのステンレス鋼製とされ、下部カバーおよび上部カバーは、これに応じて、例えばＳＵＳ３１６などのステンレス鋼製とされるが、これに限定されるものではない。

複数本の熱媒体通路は、ボディ内部に設けられるので、ボディ外部だけから加熱または冷却しているものに比べて、加熱または冷却の効率が高いものとなる。また、熱媒体通路の本数および各通路の径を調整することで、圧損を少なくすることができる。しかも、既存の流体制御器に適用するに際し、その外形形状の変更および上下カバーの追加は必要となるが、内部の構成（熱媒体通路以外の構成）はそのまま使用することができ、熱媒体を使用して効率のよい加熱または冷却を行う流体制御器を容易に得ることができる。

この発明の流体制御器によると、熱媒体通路がボディのブロック部の内部に形成されているので、加熱または冷却の効率が高いものとなり、また、熱媒体通路の本数および各通路の径を調整することで、容易に圧損を少なくすることができる。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１から図５までは、この発明による流体制御器の１実施形態を示している。

流体制御器(1)は、流体通路が設けられた正四角柱状ブロック部(3)およびその頂面から上方にのびる円筒部(4)を有するボディ(2)と、ボディ(2)のブロック部(3)頂面に設けられた上部カバー(11)と、ボディ(2)のブロック部(3)底面に設けられた下部カバー(12)と、ボディ(2)上方にグランド(6)を介して取り付けられたアクチュエータ(5)とを備えている。

ボディ(2)のブロック部(3)には、入口側継手(7)および出口側継手(8)が設けられている。アクチュエータ(5)のケーシング(5a)内には、図示省略するが、流体制御器(1)内の流体通路の遮断・開放のためのステム駆動機構が内蔵されている。ステム駆動機構は、例えば、ステム上端部に固定されたピストン、ピストンを下方に付勢する付勢部材、ピストン下面側に圧縮空気を導入するための圧縮空気導入部などを有しており、このステム駆動機構によって、ボディ(2)の円筒部(4)内に上下移動可能に配置されたステムを圧縮空気の操作圧力を使用して上下移動させ、ボディ(2)のブロック部(3)内に配置された弁体がステムの上下移動に伴って上下移動または変形することで流体通路が遮断・開放される。グランド(6)は、その下端部に設けられたフランジ部(6a)がボディ(2)の筒状部(4)頂面に複数のボルト(9)によって取り付けられるとともに、アクチュエータ(5)とナット(10)によって結合されている。

上部カバー(11)は、ボディ(2)の円筒部(4)外周面との間に熱媒体を保持するための上部熱媒体空間(S1)を形成するもので、外周が正四角柱、内周が円筒面の筒状とされて、その４隅に挿通された上方からのボルト(13)によってボディ(2)のブロック部(3)頂面に取り付けられている。下部カバー(12)は、ボディ(2)のブロック部(3)底面との間に熱媒体を保持するための下部熱媒体空間(S2)を形成するもので、凹所(25)を有する正四角柱のブロック体とされて、その４隅に挿通された下方からのボルト(14)によってボディ(2)のブロック部(3)底面に取り付けられている。

上部カバー(11)には、内部に熱媒体を導入するための熱媒体導入継手(15)が設けられており、下部カバー(12)には、内部から熱媒体を排出するための熱媒体排出継手(16)が設けられている。ここでは、各継手(15)(16)は、フェルール(15a)(16a)を用いた締付継手とされているが、それ以外の継手を用いてもよいことはもちろんである。

図３および図４に示すように、ボディ(2)の円筒部(4)は、ブロック部(3)の頂面に連なる小径部(21)と、これの上方に連なる大径部(22)とを有している。大径部(22)の外径は、上部カバー(11)の厚み分だけ、ブロック部(3)の頂面の径（正方形の一辺の長さ）よりも小さいものとされており、小径部(21)の外径が大径部(22)の外径よりも小さくなされていることで、小径部(21)の外周面と上部カバー(11)の内周面との間に、上部熱媒体空間(S1)が確保されている。

上部カバー(11)の内径は、円筒部(4)の大径部(22)の外径に等しくなされており、上部熱媒体空間(S1)の下面は、ブロック部(3)頂面で規定されており、上部熱媒体空間(S1)の上面は、円筒部(4)の大径部(22)下面で規定されている。上部カバー(11)の上面と円筒部(4)の大径部(22)の上面とは面一とされており、グランド(6)のフランジ部(6a)によって下方に押さえつけられている。

円筒部(4)の大径部(22)の下端部近くの外周面と上部カバー(11)の内周面との間には、シールのためのＯリング(23)が介在されている。ブロック部(3)の頂部は、上部カバー(11)の下端部が嵌め入れ可能なように、その外径が上部カバー(11)の内周面の径に等しくなされており、このブロック部(3)の頂部の外周面と上部カバー(11)の内周面との間にも、シールのためのＯリング(24)が介在されている。

下部カバー(12)の頂面には、円柱状の凹所(25)が形成されている。凹所(25)の周面および底面とボディ(2)のブロック部(3)の底面とによって、下部熱媒体空間(S2)が形成されている。凹所(25)の周面の径は、上部カバー(11)の内周面の径よりも若干小さいものとされている。下部カバー(12)の頂面の周縁部とブロック部(3)の底面の外周部との間には、シールのためのＯリング(26)が介在されている。

ブロック部(3)には、円筒部(4)の小径部(21)を囲むピッチ円に沿うように複数の熱媒体通路(27)がブロック部(3)を上下に貫通するように設けられている。熱媒体通路(27)の上端は、小径部(21)の外周面と上部カバー(11)の内周面との間すなわち上部熱媒体空間(S1)に通じており、熱媒体通路(27)の下端は、下部カバー(12)の凹所(25)の開口すなわち下部熱媒体空間(S2)に通じている。

図５において、ボディ(2)のブロック部(3)には、同図に破線で示すように、全体として図の左方から右方に至る流体通路(3a)があり、熱媒体通路(27)は、これらの流体通路(3a)に干渉しないように、流体通路(3a)を介して対向するように３つずつ設けられている。

こうして、上部カバー(11)の熱媒体導入継手(15)から導入された熱媒体が、上部熱媒体空間(S1)、複数の熱媒体通路(27)および下部熱媒体空間(S2)を経て、下部カバー(12)の熱媒体排出継手(16)から排出される熱媒体循環通路が形成されている。熱媒体は、下部カバー(12)の継手(16)から導入して上部カバー(11)の継手(15)から排出することもできる。

流体制御器(1)には、流体を高圧から低圧ヘ調圧した際の断熱膨張による断熱冷却により、ボディ(2)等に冷えが生じ、外表面に環境空気中の水分が結露することがあり、この結露を防止することが課題となっているものがある。この場合には、熱媒体を温水とすれば、流体制御器(1)を効果的に加熱することができ、結露防止が可能となる。また、熱媒体を冷却水とすれば、流体制御器(1)を冷却することもできる。

この発明による流体制御器の１実施形態を示す側面図である。 この発明による流体制御器の正面図である。 この発明による流体制御器の側面断面図である。 この発明による流体制御器の正面断面図である。 この発明による流体制御器の平面断面図（図２のV-V線に沿う断面図）である。

符号の説明

(1) 流体制御器
(2) ボディ
(3a) 流体通路
(3) ブロック部
(4) 筒部
(5) アクチュエータ
(11) 上部カバー
(12) 下部カバー
(27) 熱媒体通路
(S1) 上部熱媒体空間
(S2) 下部熱媒体空間

Claims (1)

1. 流体通路が設けられたブロック部およびその頂面からのびる筒部を有するボディと、ボディ内の流体通路を開閉するためのアクチュエータとを備えている流体制御器において、
   ボディのブロック部頂面に、ボディの筒部外周面との間に熱媒体を保持するための上部熱媒体空間を形成する上部カバーが被せられ、ボディのブロック部底面に、ボディのブロック部底面との間に熱媒体を保持するための下部熱媒体空間を形成する下部カバーが被せられており、ボディのブロック部の内部に、上部熱媒体空間と下部熱媒体空間とを連通する複数本の熱媒体通路が流体通路を避けて形成されていることを特徴とする流体制御器。

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