JPH0765600B2 - Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network - Google Patents

Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network

Info

Publication number
JPH0765600B2
JPH0765600B2 JP4224631A JP22463192A JPH0765600B2 JP H0765600 B2 JPH0765600 B2 JP H0765600B2 JP 4224631 A JP4224631 A JP 4224631A JP 22463192 A JP22463192 A JP 22463192A JP H0765600 B2 JPH0765600 B2 JP H0765600B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
flow path
unit
fluid transfer
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4224631A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0650300A (en
Inventor
崎 浩 一 尾
Original Assignee
工業技術院長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 工業技術院長 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP4224631A priority Critical patent/JPH0765600B2/en
Publication of JPH0650300A publication Critical patent/JPH0650300A/en
Publication of JPH0765600B2 publication Critical patent/JPH0765600B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流体の相変化(蒸発・
凝縮)を利用して流体のポンピングあるいはシールのた
めの制御された圧力を発生できるようにした流路ユニッ
トにより、流体移送ネットワークを形成し、このネット
ワークにおいて上記流路ユニットの制御により任意の送
受液端間で流体移送を行えるようにした流体移送方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a phase change (evaporation
A fluid transfer network is formed by a flow path unit capable of generating a controlled pressure for pumping or sealing of a fluid by utilizing (condensation), and an arbitrary liquid transfer liquid is controlled by controlling the flow path unit in this network. The present invention relates to a fluid transfer method capable of transferring fluid between ends.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、液体燃料の移送や混合など、各
種の技術分野において、液体の移送を行うネットワーク
を形成し、そのネットワーク内で各種方向に液体を供給
したいという要求がある。このような要求を満たすため
には、通常、各送受液端間を配管で接続し、その配管中
に各種方向に液体を移送するポンプを設けると共に、液
体の流れを遮断または切り換えるバルブを設けるのが通
例である。しかしながら、液体の移送方向が殆ど限られ
ている場合にはともかく、液体を移送ネットワーク内で
各種方向に切り換え移送する場合には、多数のポンプや
バルブを必要とするばかりでなく、流路を切り換えるに
際してそれらの操作を必要とし、作業が煩雑化する。
2. Description of the Related Art For example, in various technical fields such as transfer and mixing of liquid fuel, there is a demand for forming a network for transferring liquid and supplying the liquid in various directions within the network. In order to meet such a requirement, it is usual to connect a pipe between the liquid receiving and receiving ends and to provide a pump for transferring the liquid in various directions in the pipe and a valve for shutting off or switching the flow of the liquid. Is customary. However, when liquids are switched and transferred in various directions in the transfer network, not only when the liquid transfer direction is almost limited, a large number of pumps and valves are required, and also the flow paths are switched. At that time, those operations are required, and the work becomes complicated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】流体の飽和蒸気圧の温
度依存性、気液相変化に伴う比容積と動粘度の変化、更
には流体の流動に伴う圧力損失などを効果的に組み合わ
せて利用すると、流体の流路において、任意の方向ある
いは一定の方向に圧力を発生させ、それを流体のポンピ
ングやシールに利用することが可能である。
The temperature dependence of saturated vapor pressure of a fluid, changes in specific volume and kinematic viscosity due to gas-liquid phase change, and pressure loss due to fluid flow are effectively combined for use. Then, it is possible to generate a pressure in an arbitrary direction or a fixed direction in the fluid flow path and use it for pumping or sealing the fluid.

【0004】本発明の技術的課題は、上述したポンピン
グやシールの機能、即ち、流体の周期的な加熱・冷却に
よる気液相変化(蒸発・凝縮)に伴って生ずるところ
の、流体の体積変化、圧力変化、あるいは流路を通って
流れる際の圧力降下の方向性等を利用した流体のポンピ
ング及びシールの機能によって、流体移送ネットワーク
における任意送受液端間での流体移送を可能にし、流体
移送ネットワークの構成を簡単化することにある。
The technical problem of the present invention is that the function of the pumping and sealing described above, that is, the change in volume of the fluid, which occurs with the change in vapor-liquid phase (evaporation / condensation) due to periodic heating / cooling of the fluid. , The change of pressure, or the function of pumping and sealing of the fluid utilizing the directionality of the pressure drop when flowing through the flow path, etc., enables the fluid transfer between arbitrary liquid receiving and receiving ends in the fluid transfer network, It is to simplify the network configuration.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第1の流体移送方法は、必要数の流路ユニッ
トを、それらの接合点において流路が分岐合流するよう
に接続して、少なくとも3点以上の送受液端を有する流
体移送ネットワークを形成し、この流体移送ネットワー
クにおいて、気液相変化を利用した任意方向の流体移送
を行うものであり、具体的には、上記各流路ユニットに
おいて、流路内の流体を蒸発させる加熱部をその流路に
沿って実質的に移動可能とし、その加熱部の移動方向と
移動速度の制御により、上記流路ユニットにおける流体
に向き及び大きさが制御された圧力を発生させ、この圧
力により流路ユニットにポンプ機能あるいはシール機能
をもたせ、所要の流路ユニットに上記ポンプ機能あるい
はシール機能を付与することにより、流体移送ネットワ
ーク全体としては、所要の送受液端から他の所要の送受
液端に流体を移送する稼働流路を形成させ、必要な流路
ユニットの作動によりその稼働流路に沿った流体の移送
を行うことを特徴とするものである。
A first fluid transfer method of the present invention for solving the above-mentioned problems is to connect a required number of flow path units so that the flow paths branch and join at their junctions. To form a fluid transfer network having at least three liquid transfer ends, and to perform fluid transfer in any direction utilizing gas-liquid phase change in this fluid transfer network. Specifically, each of the above In the channel unit, the heating unit that evaporates the fluid in the channel is made substantially movable along the channel, and by controlling the moving direction and moving speed of the heating unit, the heating unit is directed toward the fluid in the channel unit. And a pressure whose magnitude is controlled is generated, and the pressure causes the flow path unit to have a pump function or a seal function, and the required flow path unit is provided with the pump function or the seal function. As a result, the entire fluid transfer network forms an operating flow path for transferring the fluid from the required liquid transfer end to another required liquid transfer end, and along the operating flow path by the operation of the required flow path unit. It is characterized in that the fluid is transferred.

【0006】また、本発明の第2の流体移送方法は、同
様の流体移送ネットワークにおいて気液相変化を利用し
た任意方向の流体移送を行うに際し、各流路ユニットに
おいて、流路における圧力降下に方向性をもたせて、流
体を流す方向への圧力降下を小さくすると共に、その流
路の中間部に、加熱部による周期的な加熱により流体に
蒸発・凝縮の周期的な相変化を与える小室を形成し、そ
の加熱部における加熱の制御により、上記流路ユニット
における流体にそれを流す方向への大きさが制御された
圧力を発生させ、この圧力により流路ユニットにポンプ
機能あるいはシール機能をもたせ、所要の流路ユニット
に上記ポンプ機能あるいはシール機能を付与することに
より、流体移送ネットワーク全体としては、所要の送受
液端から他の所要の送受液端に流体を移送する稼働流路
を形成させ、必要な流路ユニットの作動によりその稼働
流路に沿った流体の移送を行うことを特徴とするもので
ある。
Further, the second fluid transfer method of the present invention, when performing fluid transfer in an arbitrary direction utilizing gas-liquid phase change in the same fluid transfer network, reduces the pressure drop in the flow path in each flow path unit. A small chamber that gives directionality to reduce the pressure drop in the flowing direction of the fluid, and at the middle of the flow path, which gives periodical phase change of evaporation / condensation to the fluid by periodic heating by the heating unit. By controlling the heating in the heating unit, a pressure having a controlled magnitude is generated in the fluid in the flow path unit in the direction of flowing the fluid, and the pressure is given to the flow path unit to have a pump function or a sealing function. By adding the above-mentioned pump function or sealing function to the required flow path unit, the entire fluid transfer network can be operated from the required liquid transfer end to other required To form a working channel for transferring fluid to the transmission and reception liquid end, it is characterized in carrying out the transfer of fluid along the production flow path by the operation of the channel unit required.

【0007】[0007]

【作用】流体移送ネットワークを構成する各流路ユニッ
トは、流体の周期的な加熱・冷却による気液相変化に伴
って生ずるところの、流体の体積変化、圧力変化、ある
いは流路を通って流れる際の圧力降下の方向性等を利用
した流体のポンピング及びシールの機能を有しているの
で、それらの制御により、流体を移送しようとする1ま
たは複数の送受液端から他の1または複数の送受液端に
至る間の流路ユニットを、それぞれポンプとして機能さ
せて、流体を移送する稼働流路を形成し、その稼働流路
と分岐合流する流路ユニットをシール、即ちバルブとし
て機能させることにより、上記稼働流路に沿った流体の
移送を行うことができる。
Each flow path unit that constitutes the fluid transfer network flows through the flow path, or changes in volume, pressure, or the like of the fluid, which occurs with the gas-liquid phase change due to periodic heating / cooling of the fluid. Since it has the function of pumping and sealing the fluid by utilizing the directionality of pressure drop at the time, by controlling them, one or a plurality of liquid receiving and transmitting ends from which the fluid is to be transferred to another one or a plurality of other To make the flow passage units reaching the liquid receiving and receiving ends function as pumps respectively to form working flow passages for transferring fluid, and to make the flow passage units branching and joining the working flow passages function as seals, that is, valves. Thereby, the fluid can be transferred along the working flow path.

【0008】また、他の稼働流路に沿って流体を移送す
る場合には、所要の流路ユニットの機能を変更し、それ
ぞれを改めてポンプまたはシールとして機能させること
により新しい稼働流路を形成すればよく、流体移送ネッ
トワークにおける任意送受液端間での流体移送が可能に
なる。このような方法によれば、各流体ユニットの制御
により、それらのポンプ及びシールとしての機能を選択
的に発揮させることができるので、配管中にポンプやバ
ルブを個別的に設けて切り換え動作させる必要がなく、
流体移送ネットワークの構成が簡単化される。
Further, in the case of transferring a fluid along another working flow path, a new working flow path is formed by changing the function of a required flow path unit and again functioning as a pump or a seal. In this case, the fluid can be transferred between arbitrary liquid receiving / receiving ends in the fluid transfer network. According to such a method, the functions as a pump and a seal can be selectively exerted by controlling each fluid unit. Therefore, it is necessary to individually provide pumps and valves in the piping to perform switching operation. Without
The construction of the fluid transfer network is simplified.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明における流体移送ネットワー
クの概要を示すもので、このネットワークは、以下に詳
述するような流路ユニット1の必要数を接続することに
より構成したものである。即ち、この流体移送ネットワ
ークは、必要数の流路ユニット1を、それらの接合点2
において流路が分岐合流するように接続し、全体として
は、少なくとも3点以上の送受液端3を形成する流路ユ
ニット1の開放端を有するものである。この流体移送ネ
ットワークは、例えば、LNG等の燃料の移送や混合、
重力バランスを取るための複数容器間での液体の移送な
ど、各種用途に利用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an outline of a fluid transfer network according to the present invention, which is constructed by connecting a required number of flow path units 1 as described in detail below. That is, this fluid transfer network has a required number of flow path units 1 with their joint points 2
In the above, the flow channels are connected so as to be branched and merged, and as a whole, the flow channel unit 1 has open ends that form at least three or more liquid transfer ends 3. This fluid transfer network can, for example, transfer or mix fuels such as LNG,
It can be used for various purposes such as transfer of liquid between a plurality of containers for balancing gravity.

【0010】図2は、本発明の第1の方法の実施に用い
る流路ユニットの模式的な一構成例において、低圧側ポ
ート11から高圧側ポート12側へ流体を流すための圧
力を発生させ、且つその圧力を制御するための原理を説
明するためのものである。まず、同図に示すように圧力
差のあるポート11,12間(圧力P2 >P1 )を結ぶ
流路13内の流体の流れを考え、流路内の圧力分布につ
いて考察する。この場合、流体は通常環境で液体であ
り、加熱することによって蒸発させることができるもの
である。
FIG. 2 is a schematic constitutional example of a flow path unit used for carrying out the first method of the present invention, in which a pressure for flowing a fluid from the low pressure side port 11 to the high pressure side port 12 is generated. , And to explain the principle for controlling the pressure. First, considering the flow of fluid in the flow path 13 connecting the ports 11 and 12 having a pressure difference (pressure P 2 > P 1 ) as shown in the figure, the pressure distribution in the flow path will be considered. In this case, the fluid is a liquid in the normal environment and can be evaporated by heating.

【0011】同図中のは、流路13内の流体を蒸発さ
せるための加熱部を設けず、そのため、流路13の全体
において流れる流体が液体である場合を示している(重
量流量:G1 >0)。この場合、流路13内の圧力は、
流れに沿って直線的に降下する。
In the figure, the case where a heating unit for evaporating the fluid in the flow channel 13 is not provided and therefore the fluid flowing in the entire flow channel 13 is a liquid (weight flow rate: G) 1 > 0). In this case, the pressure in the flow path 13 is
It descends linearly along the flow.

【0012】また、図中のは、流路13の一部(B−
C間)を加熱部(図3の14)により加熱して、その間
の液体を蒸気に変える場合を示している。この場合に
は、ポート12側のA部から流路13中のB部に流入す
る流体がそこで蒸発し、B−C部間を気体で流れ、C部
で凝縮してD部に到達する。従って、気体と液体という
相が異なる状態で同一質量流量(G2 )が高圧側から低
圧側に流れるために、B−C部間における圧力降下勾配
が、A−B部間あるいはC−D部間に比して極めて大き
くなる。その結果、A−B部間の圧力降下勾配は前記
の場合に比して小さくなり、流量は減少する(G1 >G
2 >0)。しかしながら、流路13中の流体の流れの方
向は、の場合と同様に高圧側から低圧側の方向であ
る。即ち、の場合には、流れの一部で流体を蒸気にす
ることにより、不完全ながらシール効果を示している。
Further, in the figure, a part of the flow path 13 (B-
It shows a case where (between C) is heated by the heating unit (14 in FIG. 3) and the liquid in the meantime is changed to vapor. In this case, the fluid flowing from the A portion on the port 12 side to the B portion in the flow path 13 is evaporated there, flows between the B and C portions as a gas, and is condensed at the C portion to reach the D portion. Therefore, since the same mass flow rate (G 2 ) flows from the high pressure side to the low pressure side in a state where the phases of gas and liquid are different, the pressure drop gradient between the B and C portions is between the A and B portions or the C and D portions. It will be much larger than the meantime. As a result, the pressure drop gradient between the AB portion becomes smaller than that in the above case, and the flow rate decreases (G 1 > G).
2 > 0). However, the flow direction of the fluid in the flow path 13 is from the high pressure side to the low pressure side as in the case of. That is, in the case of (1), the sealing effect is shown though it is incomplete by making the fluid into vapor in a part of the flow.

【0013】さらに、図中のは、上記の場合に比し
て、流路13の一部を加熱する加熱部を流路に沿って低
圧側から高圧側へある速度で移動する場合を示してい
る。この場合、の場合に比べて、B部での蒸発量とC
部での凝縮量が付加的に増大して、B−C部間を流れる
蒸気量が増大し、B−C部間の圧力降下が大きくなる。
その結果、それに見合うべく、A−B部間及びC−D部
間において上記及びと逆の勾配をもつ圧力分布にな
る。これは、低圧側から流路13内に流体を吸入し、高
圧側へ吐出する状態であり、流路全体としてはポンプ作
用を示すことになる(質量流量G3 <0)。また、上記
加熱部の移動速度等によって、ポンプ作用の圧力と高圧
側の圧力がバランスする状態があり、その状態では流路
13に対してシール効果を発揮させることができる。
Further, in the figure, as compared with the above case, the case where the heating part for heating a part of the flow path 13 is moved along the flow path from the low pressure side to the high pressure side at a certain speed is shown. There is. In this case, compared to the case of
The amount of condensation in the section is additionally increased, the amount of steam flowing between the sections B and C is increased, and the pressure drop between the sections B and C is increased.
As a result, in order to be commensurate with it, the pressure distribution has a gradient opposite to the above gradient between the AB portion and the CD portion. This is a state in which the fluid is sucked into the flow path 13 from the low pressure side and discharged to the high pressure side, and the flow path as a whole exhibits a pumping action (mass flow rate G 3 <0). In addition, there is a state in which the pressure of the pump action and the pressure on the high pressure side are balanced depending on the moving speed of the heating unit and the like, and in this state, the sealing effect can be exerted on the flow path 13.

【0014】本発明の第1の流体移送方法は、上述した
原理に基づいて、前記流体移送ネットワークにおける各
流路ユニット1をポンプまたはシール作用を有するもの
として機能させるものである。即ち、各流路ユニット1
においては、図3に示すように、移送すべき流体が存在
するポート11と、その流体が移送されるポート12と
を、流路13を通して連通させ、その流路13に、流路
13内の流体を蒸発させる加熱部14を設け、それを流
路13に沿って移動可能としている。この加熱部14
は、移動方向と移動速度の制御により、上記流路13に
おける流体に向き及び大きさが制御された圧力を発生さ
せ、この圧力により流路ユニットにポンプ機能あるいは
シール機能をもたせるものである。
The first fluid transfer method of the present invention is to make each flow path unit 1 in the fluid transfer network function as a pump or one having a sealing action based on the above-mentioned principle. That is, each channel unit 1
3, as shown in FIG. 3, the port 11 in which the fluid to be transferred exists and the port 12 in which the fluid is transferred are made to communicate with each other through the flow path 13, and the flow path 13 is connected to the inside of the flow path 13. A heating unit 14 for evaporating a fluid is provided and can be moved along the flow path 13. This heating unit 14
Is to generate a pressure whose direction and size are controlled in the fluid in the flow path 13 by controlling the moving direction and the moving speed, and the pressure causes the flow path unit to have a pump function or a sealing function.

【0015】流路13中の流体を、例えば、ポート11
からポート12の側へ移送するためには、その移送方向
(矢印)に加熱部14を移動させればよく、それによっ
て、ポート11からポート12に向かう圧力を発生させ
ることができる。逆の方向に流体を流すには、ポート1
1,12間に圧力差があることから、加熱部14を非動
作状態(図2のの状態)に保持してもよいが、加熱部
14を上記とは逆方向に移動させることもできる。ま
た、その加熱部14における熱の発生量や加熱部自体の
移動方向、移動速度等の制御により、両ポート11,1
2間の圧力差に相当するポンプ作用を生起させると、圧
力がバランスする状態となり、それによってシール効果
を発揮させることができる。加熱により蒸発した流体を
凝縮させるのは、自然空冷によるのが望ましいが、必要
に応じて適宜強制冷却装置を設けることができる。
The fluid in the flow path 13 is, for example, port 11
In order to transfer from the port 11 to the side of the port 12, the heating part 14 may be moved in the transfer direction (arrow), whereby a pressure from the port 11 to the port 12 can be generated. To let the fluid flow in the opposite direction, use port 1
Since there is a pressure difference between No. 1 and No. 12, the heating unit 14 may be held in a non-operating state (state of FIG. 2), but the heating unit 14 may be moved in the opposite direction to the above. Further, by controlling the amount of heat generated in the heating unit 14 and the moving direction and moving speed of the heating unit itself, both ports 11, 1 can be controlled.
When a pumping action corresponding to the pressure difference between the two is generated, the pressure is in a balanced state, whereby the sealing effect can be exhibited. It is desirable to condense the fluid evaporated by heating by natural air cooling, but a forced cooling device can be appropriately provided if necessary.

【0016】図3の流路13における流体の連続的な移
送のためには、必要数の加熱部14をサイクリックに移
動させる必要があるが、図4に示すように、流路13に
沿って多数の加熱要素15を列設することにより加熱部
14を構成し、それらの加熱要素15を図中に付記した
タイムチャートに示すように、サイクリックに動作させ
ることにより、加熱部を実質的に移動させることもでき
る。この加熱要素15は、図示しない制御装置により制
御されて開閉するスイッチにより発熱体に通電して加熱
を行うものである。また、その動作速度の調整等によ
り、流路13内に容易に所要の圧力を発生させることが
可能となり、ポンプ作用あるいはシール作用を選択的に
発揮させることができる。なお、このように構成した場
合には、機械的な可動部を全くなくすことができる。ま
た、上記加熱部14による加熱部分の移動は、加熱すべ
き部分をレーザビームでスキャンすることによっても実
現することができる。
In order to continuously transfer the fluid in the flow path 13 of FIG. 3, it is necessary to cyclically move the required number of heating units 14, but as shown in FIG. The heating unit 14 is configured by arranging a large number of heating elements 15 in a row, and these heating elements 15 are operated cyclically as shown in the time chart attached in the drawing, thereby substantially heating the heating unit 15. It can also be moved to. The heating element 15 is heated by energizing the heating element with a switch that is controlled by a control device (not shown) to open and close. Further, it becomes possible to easily generate a required pressure in the flow path 13 by adjusting the operation speed thereof, and it is possible to selectively exert the pumping action or the sealing action. In addition, in the case of such a configuration, it is possible to eliminate the mechanical movable portion at all. The movement of the heated portion by the heating unit 14 can also be realized by scanning the portion to be heated with a laser beam.

【0017】上述した流路ユニット1を図1に示すよう
に接合し、所要の流路ユニット1に上記ポンプ機能ある
いはシール機能を付与すれば、流体移送ネットワーク全
体としては、所要の送受液端3から他の所要の送受液端
3に流体を移送する稼働流路が形成され、必要な流路ユ
ニットの作動によりその稼働流路に沿った流体の移送が
行われる。
If the above-mentioned flow passage unit 1 is joined as shown in FIG. 1 and the required flow passage unit 1 is provided with the above-mentioned pump function or sealing function, the required fluid transfer end 3 as a whole of the fluid transfer network. To another required liquid transfer end 3 is formed with an operation flow path, and the operation of the necessary flow path unit causes the transfer of the fluid along the operation flow path.

【0018】例えば、図1において、接合点p,r間及
び接合点q,r間の流路ユニット1にシール機能をもた
せ、送受液端aと接合点pとの間、接合点p,qの間、
及び接合点qと送受液端bとの間の各流路ユニット1に
より送受液端a,bの間に稼働流路を形成させれば、送
受液端a,b間において、正逆任意の方向に液体を移送
することが可能になる。同様にして、接合点p,q間及
び接合点q,r間の流路ユニット1にシール機能をもた
せ、送受液端aと接合点pとの間、接合点p,rの間、
及び接合点rと送受液端cとの間の各流路ユニット1に
より送受液端a,cの間に稼働流路を形成させれば、送
受液端a,c間において、正逆任意の方向に液体を移送
することが可能になる。
For example, in FIG. 1, the flow path unit 1 between the junction points p and r and between the junction points q and r is provided with a sealing function, and the junction points p and q are provided between the liquid receiving / receiving end a and the junction point p. During
If a working flow path is formed between the liquid receiving and receiving ends a and b by each flow path unit 1 between the junction point q and the liquid receiving and receiving end b, any forward and reverse directions can be provided between the liquid receiving and receiving ends a and b. It is possible to transfer liquid in the direction. Similarly, the flow path unit 1 between the junction points p and q and between the junction points q and r is provided with a sealing function, and between the liquid receiving / receiving end a and the junction point p, between the junction points p and r,
If a working flow path is formed between the liquid receiving and receiving ends a and c by each flow path unit 1 between the junction point r and the liquid receiving and receiving end c, any forward and reverse directions can be provided between the liquid receiving and receiving ends a and c. It is possible to transfer liquid in the direction.

【0019】図5は、本発明の第2の流体移送方法を実
施する流路ユニットの動作原理を説明するためのもの
で、図示の流路ユニット1では、移送すべき流体がある
低圧側のポート21と、その流体が移送される高圧側の
ポート22と、それらの間に位置する小室23とを、そ
れぞれ流路24,25を通して連通させている。上記流
路24,25は、流路における圧力降下に方向性をもた
せて、小室23の両側における圧力降下の対称性をくず
したもので、ポート21側からポート22側に向かう流
れの圧力降下がその逆方向の圧力降下よりも小さくなる
ように形成している。これらの流路の具体的な構成は、
模式的に図示したように、ポート21側が次第に狭くな
るような形状の繰り返しとすることもできるが、それに
限らず、圧力降下に方向性をもたせるための各種形状、
構造を採用することができる。
FIG. 5 is for explaining the operation principle of the flow path unit for carrying out the second fluid transfer method of the present invention. In the flow path unit 1 shown in the figure, the fluid to be transferred has a low pressure side. The port 21, the high-pressure side port 22 to which the fluid is transferred, and the small chamber 23 located between them are connected through the flow paths 24 and 25, respectively. The flow passages 24 and 25 are formed by giving directionality to the pressure drop in the flow passages and breaking the symmetry of the pressure drop on both sides of the small chamber 23, and the pressure drop of the flow from the port 21 side to the port 22 side is reduced. It is formed to be smaller than the pressure drop in the opposite direction. The specific configuration of these flow paths is
As shown schematically, the shape may be repeated such that the port 21 side is gradually narrowed, but is not limited thereto, and various shapes for giving directionality to the pressure drop,
A structure can be adopted.

【0020】また、上記小室23においては、そこを通
過する流体に蒸発・凝縮の周期的な相変化を与えるた
め、その室壁に近接して加熱部26を設けている。流体
を凝縮させるための冷却は自然空冷によるが、強制的な
冷却装置を付設することもできる。上記加熱部26は、
図示しない制御装置により制御されて、図6に模式的に
示すように、小室23における流体の温度Ta を、その
圧力における飽和温度Tsの上下に周期的に変動させる
ように加熱するものであり、その周期的な加熱の間に
は、小室23における流体が冷却装置(空冷)により冷
却される。
Further, in the small chamber 23, in order to give a periodic phase change of evaporation / condensation to the fluid passing therethrough, a heating portion 26 is provided near the chamber wall. The cooling for condensing the fluid is by natural air cooling, but a forced cooling device can be attached. The heating unit 26,
Controlled by a control device (not shown), as schematically shown in FIG. 6, the temperature Ta of the fluid in the small chamber 23 is heated so as to periodically fluctuate above and below the saturation temperature Ts at that pressure, During the periodic heating, the fluid in the small chamber 23 is cooled by the cooling device (air cooling).

【0021】このようにして上記小室23の流体を周期
的に加熱・冷却すると、その流体に蒸発・凝縮の周期的
な相変化を与えることができ、それに伴う小室23での
流体の流出入速度が速いため、上記狭い流路24,25
における圧力降下の方向性の影響が顕著になり、加熱蒸
発時には、ポート22へ流路25を通じて小室23から
流出する流体が、ポート21へ流路24を通じて流出す
る流体よりもかなり多くなり、また、冷却凝縮時には、
ポート21から流路24を通じて小室23に流入する流
体が、ポート22から流路25を通じて小室23に流入
する流体よりもかなり多くなる。そのため、図示するよ
うに、ポート22側がポート21側よりも高圧であって
も、小室23内の流体の蒸発・凝縮を繰り返すことによ
り、ポート21側からポート22側へ流体の流れのため
の圧力を発生させることができ、この圧力により流路ユ
ニットにポンプ機能あるいはシール機能をもたせること
ができる。
By periodically heating and cooling the fluid in the small chamber 23 in this manner, it is possible to give a periodic phase change of evaporation / condensation to the fluid. The narrow flow paths 24, 25
The influence of the directionality of the pressure drop in is remarkable, and at the time of heating and evaporation, the fluid flowing out from the small chamber 23 to the port 22 through the flow path 25 becomes considerably larger than the fluid flowing out to the port 21 through the flow path 24. During cooling and condensation,
The fluid flowing from the port 21 into the small chamber 23 through the flow path 24 becomes considerably larger than the fluid flowing from the port 22 into the small chamber 23 through the flow path 25. Therefore, as shown in the figure, even if the pressure on the port 22 side is higher than that on the port 21 side, the pressure for fluid flow from the port 21 side to the port 22 side is repeated by repeating evaporation and condensation of the fluid in the small chamber 23. Can be generated, and the pressure can cause the flow path unit to have a pump function or a seal function.

【0022】なお、この方法では、流路ユニットにおけ
るポート21からポート22に向かう1方向には流体を
強制移送することができるが、その逆方向への移送はポ
ート間の圧力差による必要があり、従って、流体の移送
を必要とする方向を考慮して流路における圧力降下の方
向性を設定する必要があり、あるいは前記図2ないし図
4で説明した両方向へのポンプ機能及びシール機能をも
つ流路ユニットを混在させる必要がある。
In this method, the fluid can be forcibly transferred in one direction from the port 21 to the port 22 in the flow path unit, but the transfer in the opposite direction needs to be due to the pressure difference between the ports. Therefore, it is necessary to set the directionality of the pressure drop in the flow path in consideration of the direction in which the fluid needs to be transferred, or the pump function and the sealing function in both directions described in FIGS. 2 to 4 are provided. It is necessary to mix channel units.

【0023】図7は、上述した流体移送ネットワークの
一例を示すもので、必要数の流路ユニット1を、それら
の接合点2において流路が分岐合流するように接続し、
必要な送受液端3を有する流体移送ネットワークを形成
させている。
FIG. 7 shows an example of the above-mentioned fluid transfer network, in which a required number of flow path units 1 are connected so that the flow paths branch and join at their junction points 2,
A fluid transfer network having the necessary liquid transfer end 3 is formed.

【0024】以上において説明した図面では、流路ユニ
ット1の両端の圧力関係を図示するために、流路両端の
ポート11,12並びにポート21,22を液体容器状
に描記しているが、かかる容器を設ける必要がないこと
は勿論である。また、図1及び図7に関連した説明にお
いては、説明を単純化するために、独立した各流路ユニ
ット1を順次接合した場合について説明したが、隣接す
る複数の流路ユニットを、実質的に一つの流路ユニット
として制御し、動作させることもできる。
In the drawings described above, in order to illustrate the pressure relationship between both ends of the flow path unit 1, the ports 11 and 12 and the ports 21 and 22 at both ends of the flow path are drawn in the shape of a liquid container. Of course, it is not necessary to provide a container. Further, in the description related to FIGS. 1 and 7, the case where the independent flow path units 1 are sequentially joined has been described in order to simplify the description, but a plurality of adjacent flow path units are substantially It can also be controlled and operated as one channel unit.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上に詳述した本発明の方法によれば、
流体の周期的な加熱・冷却による気液相変化(蒸発・凝
縮)に伴って生ずるところの、流体の体積変化、圧力変
化、あるいは流路を通って流れる際の圧力降下の方向性
等を利用して、流体のポンピング及びシールの機能を発
揮させるため、流体移送ネットワークにおける任意送受
液端間を稼働流路として流体移送を行うことができ、ま
た、各流体ユニットの制御により、それらのポンプ及び
シールとしての機能を選択的に発揮させることができる
ので、配管中にポンプやバルブを個別的に設けて切り換
え動作させる必要がなく、流体移送ネットワークの構成
が簡単化される。
According to the method of the present invention detailed above,
Utilizes the change in volume of the fluid, the change in pressure, or the directionality of the pressure drop when flowing through the flow path, which occurs with the vapor-liquid phase change (evaporation / condensation) due to periodic heating / cooling of the fluid. In order to exert the functions of pumping and sealing the fluid, the fluid can be transferred by using the working flow path between the arbitrary liquid receiving and receiving ends in the fluid transfer network, and by controlling each fluid unit, those pumps and Since the function as the seal can be selectively exerted, it is not necessary to individually provide a pump or a valve in the pipe to perform the switching operation, and the configuration of the fluid transfer network is simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における流体移送ネットワークの概要を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a fluid transfer network in the present invention.

【図2】本発明の第1の方法の動作原理を説明するため
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation principle of the first method of the present invention.

【図3】本発明の第1の方法を実施する基本的構成を模
式的に示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a basic configuration for carrying out the first method of the present invention.

【図4】上記方法を実施する装置の具体化例を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific example of an apparatus for performing the above method.

【図5】本発明の第2の方法の詳細を説明するための説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the details of the second method of the present invention.

【図6】図5の装置の小室における流体の温度の制御態
様を模式的に示すグラフである。
FIG. 6 is a graph schematically showing a control mode of the temperature of the fluid in the small chamber of the apparatus of FIG.

【図7】本発明の流体移送ネットワークの構成例を示す
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration example of a fluid transfer network of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 流路ユニット、 2 接合点、 3 送受液端、 11 ポート、 12 ポート、 13 流路、 14 加熱部、 21 ポート、 22 ポート、 23 小室、 24 流路、 25 流路、 26 加熱部。 1 channel unit, 2 junctions, 3 liquid receiving / receiving end, 11 ports, 12 ports, 13 channels, 14 heating section, 21 ports, 22 ports, 23 small chambers, 24 channels, 25 channels, 26 heating section.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】必要数の流路ユニットを、それらの接合点
において流路が分岐合流するように接続して、少なくと
も3点以上の送受液端を有する流体移送ネットワークを
形成し、 上記各流路ユニットにおいては、流路内の流体を蒸発さ
せる加熱部をその流路に沿って実質的に移動可能とし、 その加熱部の移動方向と移動速度の制御により、上記流
路ユニットにおける流体に向き及び大きさが制御された
圧力を発生させ、この圧力により流路ユニットにポンプ
機能あるいはシール機能をもたせ、 所要の流路ユニットに上記ポンプ機能あるいはシール機
能を付与することにより、流体移送ネットワーク全体と
しては、所要の送受液端から他の所要の送受液端に流体
を移送する稼働流路を形成させ、 必要な流路ユニットの作動によりその稼働流路に沿った
流体の移送を行う、ことを特徴とする流体移送ネットワ
ークにおける相変化利用の流体移送方法。
1. A required number of flow path units are connected so that the flow paths branch and join at their junctions to form a fluid transfer network having at least three liquid receiving and receiving ends, In the channel unit, the heating unit that evaporates the fluid in the channel is made substantially movable along the channel, and by controlling the moving direction and moving speed of the heating unit, the heating unit is directed toward the fluid in the channel unit. And a pressure whose magnitude is controlled are generated, and the pressure has a pump function or a sealing function in the flow path unit, and the above-mentioned pump function or sealing function is given to a required flow path unit, thereby making the entire fluid transfer network. Forms an operating flow path that transfers fluid from the required liquid receiving / receiving end to another required liquid receiving / receiving end, and the operating flow passage is formed by the operation of the required flow path unit. A fluid transfer method using phase change in a fluid transport network, characterized in that the fluid is transported along the fluid.
【請求項2】必要数の流路ユニットを、それらの接合点
において流路が分岐合流するように接続して、少なくと
も3点以上の送受液端を有する流体移送ネットワークを
形成し、 上記各流路ユニットにおいては、流路における圧力降下
に方向性をもたせて、流体を流す方向への圧力降下を小
さくすると共に、その流路の中間部に、加熱部による周
期的な加熱により流体に蒸発・凝縮の周期的な相変化を
与える小室を形成し、 その加熱部における加熱の制御により、上記流路ユニッ
トにおける流体にそれを流す方向への大きさが制御され
た圧力を発生させ、この圧力により流路ユニットにポン
プ機能あるいはシール機能をもたせ、 所要の流路ユニットに上記ポンプ機能あるいはシール機
能を付与することにより、流体移送ネットワーク全体と
しては、所要の送受液端から他の所要の送受液端に流体
を移送する稼働流路を形成させ、 必要な流路ユニットの作動によりその稼働流路に沿った
流体の移送を行う、ことを特徴とする流体移送ネットワ
ークにおける相変化利用の流体移送方法。
2. A required number of flow path units are connected so that the flow paths branch and merge at their junctions to form a fluid transfer network having at least three liquid receiving and receiving ends, In the channel unit, the pressure drop in the flow path is directional to reduce the pressure drop in the direction in which the fluid flows, and the intermediate part of the flow path evaporates into the fluid due to periodic heating by the heating unit. A small chamber that gives a cyclic phase change of condensation is formed, and by controlling the heating in the heating section, a pressure whose magnitude in the direction of flowing the fluid in the flow passage unit is controlled is generated, and this pressure causes By providing the flow path unit with a pump function or a seal function, and by adding the above-mentioned pump function or seal function to the required flow path unit, the entire fluid transfer network can be created. Is to form an operating flow path for transferring a fluid from a required liquid receiving / receiving end to another required liquid receiving / receiving end, and perform the transfer of the fluid along the operating flow passage by the operation of a necessary flow passage unit. A fluid transfer method utilizing phase change in a characterized fluid transfer network.
JP4224631A 1992-07-31 1992-07-31 Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network Expired - Lifetime JPH0765600B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4224631A JPH0765600B2 (en) 1992-07-31 1992-07-31 Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4224631A JPH0765600B2 (en) 1992-07-31 1992-07-31 Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0650300A JPH0650300A (en) 1994-02-22
JPH0765600B2 true JPH0765600B2 (en) 1995-07-19

Family

ID=16816743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4224631A Expired - Lifetime JPH0765600B2 (en) 1992-07-31 1992-07-31 Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0765600B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3927968B2 (en) * 2003-06-13 2007-06-13 キヤノン株式会社 Fluid control mechanism
US7444817B2 (en) 2003-06-13 2008-11-04 Canon Kabushiki Kaisha Optical micromotor, micropump using same and microvalve using same
US7530795B2 (en) 2003-06-13 2009-05-12 Canon Kabushiki Kaisha Fluid control mechanism
JP2005003610A (en) * 2003-06-13 2005-01-06 Olympus Corp Dispenser, and automatic analyzer equipped with the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0650300A (en) 1994-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3030979A (en) Induction fluid amplifier
US7137270B2 (en) Flash tank for heat pump in heating and cooling modes of operation
KR100221450B1 (en) Four port valve
JP2553822B2 (en) Pulse tube refrigerator
JP3832038B2 (en) Pulse tube refrigerator
US10386101B2 (en) Method and apparatus for thermal exchange with two-phase media
JPH0765600B2 (en) Fluid transfer method using phase change in fluid transfer network
JP6810101B2 (en) Laminated heat exchanger
CN102112825A (en) A valve assembly with an integrated header
WO2019087235A1 (en) Refrigerant distributor and refrigeration cycle device
JP2000283668A (en) Plate type heat exchanger and solution heat exchanger using plate type heat exchanger
KR102174500B1 (en) Pulsating heat pipe with multi loop and manufacturing method thereof
JPH0490498A (en) Heat transfer device
JP5663330B2 (en) Four-way selector valve
JP7186133B2 (en) Multi-stage pulse tube refrigerator and cold head of multi-stage pulse tube refrigerator
US6393845B1 (en) Pulse tube refrigerator
JPH05264115A (en) Absorption heat pump device
JP2616523B2 (en) Air conditioner
US7171824B2 (en) Reversible air-water absorption heat pump
JP2011144968A (en) Refrigerating cycle device
JPH11166795A (en) Heat exchanger
JPH05141400A (en) Method for generating fluid transfer pressure caused by phase change
KR101966930B1 (en) Heat exchanger using flash evaporation and steam generator having the same
KR102222856B1 (en) Supercritical fluid heat exchanger considering pseudo-critical point and method exchanging supercritical fluid heat using the same
US10677103B2 (en) System and method of phase change expansion

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term