JPS6149542B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 例えば、フロン11の飽和蒸気圧は温度20℃にお
いて0.9Kg／cm²absであるので、これ以上の圧力に
おいては液状であるが、同一温度に保つたまま
0.9Kg／cm²abs以下に圧力を下げると気相に変化す
る。

フロン500においては、同様に20℃において７
Kg／cm²abs以上においては液状を保つがそれ以下
の圧力では気体に変化する。もしフロン500を大
気圧付近迄下げて、なお液体状態を保たせるため
には、−35℃迄温度を下げる必要がある。ノルマ
ルブタンの沸点は−0.5℃、20℃の蒸気圧は2.1
Kg／cm²absであるため、20℃において圧力を2.1
Kg／cm²abs以上にしておけば液体であるが、それ
以下の圧力にすれば容易に気化し、気相となる。

この様に、すべての物質は一定の相変化特性を
有しており、特にフロン系（フロン11CC₂F、
フロン500CC₂F₂／C₂H₄F₂）化合物は比較的小
さい圧力変化に対して、気液の相変化が起り易
い。

同一物質の密度は液相と気相では大差があり例
えば、フロン11では20℃において液相においては
1488Kg／に対し気相においては0.005Kg／、
フロン500は20℃においては液相1175Kg／、気
相0.031Kg／が示す様に気相においては著るし
く、その容積を膨張すると共に液相においては水
の比重１に対し、水より重く一般に1.2〜1.5程度
を示している。

又、一般に液状とガス状とでは、その比重差は
大きく液体を中空容器に充填した容器が水等の液
中に沈降していても、その容器中の液体を空気等
で容器外に排出し、容器中の液体を空気等で置換
すれば中空容器全体の重量より浮力が増大し、浮
上させることができる。

この発明は前記、液体と気体との比重差を利用
して流体流路の開閉を行なわせるという画期的な
弁開閉方法に関するものである。

以下、本発明の好適例を図面について説明す
る。第１図はフロン系化合物又はブタン等気液相
変化特性を利用し易い物質を封入した流路開閉装
置およびその気液相変化制御系統を説明する概念
図で、１は流路開閉弁本体、２は封入物質が液体
又は気体に変化することにより弁本体の重量に変
化を与える空所であり、３は流出入孔で、これら
１，２および３による流路開閉装置は流体貯槽内
等において流体内に沈設され、２内が液相の場合
は弁本体が下降して流出入孔３は開き、弁本体空
所２内が気相になると本体は浮力を生じ、その重
量は軽くなり弁本体がガイドレール１１に沿つて
浮上して流出入孔３は閉塞される。１０は封入物
質用気相タンクで、今圧縮ポンプ７を稼動すると
８および６の逆止弁は交互に働いて液化槽５内の
圧力が高まり、一定温度における相変化特性上液
相以上の圧力となり、液化槽５内にて液化してた
まる。液送コントロール弁４を開くと液相流体は
弁本体空所２に送られ、弁本体１の重量が増大し
てガイドレール１１に沿つて沈降し流出入孔３は
開く。この流路を閉鎖する場合には液送コントロ
ール弁４を閉じ、気相コントロール弁９を開く
と、弁本体空所２の液相流体は９を通じて気相タ
ンク１０のタンク内に圧力差により気化送入され
ると共に圧力が下がり、弁本体空所２内に残存す
る液体は気体となり、弁本体１の重量は軽くなる
と共に沈設されている本体外側の流体に対して浮
力が生じ、弁本体がガイドレール１１に沿つて浮
上し流出入孔３を閉塞する。この場合コントロー
ル弁４および９の開閉は、手動又は遠隔操作によ
り開閉する。５，１０内の圧力と温度を検出し圧
縮ポンプ７を自動的に運転し、常に１０内の圧力
を一定圧力まで減圧して、且つ５内は液化する圧
力迄の一定圧力に加圧しておき、流路開閉操作が
常に行い得る状態にしておく。又弁本体１の構造
を流量コントロールができる形状とし、且つ弁の
開度を制御することにより流量制御用に利用する
こともできる。

第２図は、第１図と同様に弁本体１が流出入孔
３等と共に流体貯槽内等において流体内に沈設さ
れており、弁本体空所２内に液状物質が流体流路
１３を通じて充満し、外部流体の比重に対比した
弁本体１の重量を大きくし、流出入孔３が開放さ
れている状況を示している。今、送気管１２によ
り空気又は窒素等の不活性気体等を弁本体空所２
中に送り込み、流体流路１３から弁本体空所２内
の液体を空所外に排出させると、弁本体が外部流
体によつて浮力を生じて軽くなり、弁本体１はガ
イドレール１１に沿つて上昇し、外部流体の流出
入孔３は閉塞される。送気管１２の送気圧力をゆ
るめ液状物質を送入し、弁本体１の重量を増すこ
とにより弁本体１は沈下してガイドレール１１に
沿つて下降し流出入孔３は開く。

第３図は、液体貯槽等の中に沈設された流路開
閉装置で、弁本体１の弁本体空所２に弁本体開孔
部１４を通じて外部液体を充満させると、弁本体
１の重量により下方に下つて流出入孔３は全開と
なる。この弁本体空所２の中に送気管１２を通じ
て空気又は窒素等の不活性気体を送入し、弁本体
空所２内の液体を弁本体開孔部１４から排出させ
ると弁本体に浮力が生じ、ガイドレール１１に沿
つて上昇し流出入孔３は閉塞される。１２の送気
管の送気を止め圧力を低下させると弁本体空所２
内の気体が送気管１２から放出され、弁本体１外
の液状物質が弁本体開孔部１４から入つて置換さ
れるので重量を増し、弁本体１が沈下して流出入
孔３は再び開く。

以上、本発明の代表的例として第１図、第２図
および第３図について説明したが、この様な流体
内流路開閉並びに流量コントロール装置は流体内
において流路を遠隔操作により開閉並びに流量を
制御する場合、液体の比重並びに流量に対して流
量開閉本体の材質弁の形状および弁本体内に流入
流出する流体のそれぞれの比重との関係におい
て、大きさ形状を選定することにより適当なもの
を設計することができる。

又、流出入孔の取付を弁本体１に対して上下反
対にすることによつて、流出入孔の開放閉塞作動
について前記と反対の作動によることができる。

以下、本装置の応用例について説明する。

油水置換型貯油槽において例えば浮上格納中の
残油を払出す場合、油水境界面の上部と下部とは
比重差があるので前記のとおり、本装置を油水境
界面の直近上面に位置して開閉を制御する様にす
れば、油分の中に海水が混合することを極減して
効率良く残油の大部分を排出させることができ
る。又、通常貯槽において貯槽底面付近のドレン
をドレン弁から排出する場合も、ドレンノズル入
口にこの装置を用いて本体１の比重が油より重く
なると流路３が開きドレン水より軽くなる（油分
が多くなる）と流路３が閉じる様、流路開閉条件
を設定して遠隔制御すれば自動的に流路が開閉し
て排出ドレン中に余分な油分の混入流出を防止す
ることができる。

又、ボアホール式地下タンクの受入れ払出し管
のタンク底部に本発明による開閉装置を取付て遠
隔操作により開閉を行うことにより、受入れ払出
しの事前事後において管路内のガス又は液の放出
又は置換が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフロン系化合物等気液相変化特性を利
用し易い物質を封入した流路開閉装置を説明する
断面図及びその気液相変化制御系統を説明する概
念図、第２図、第３図はそれぞれ別の流路開閉方
法を説明する断面説明図である。 １……弁本体、２……弁本体空所、３……流出
入孔、４……液送コントロール弁、５……液化
槽、６……逆止弁、７……圧縮ポンプ、８……逆
止弁、９……気相コントロール弁、１０……封入
物質気相タンク、１１……ガイドレール、１２…
…送気管、１３……液体流路、１４……弁本体開
孔部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体中に存在する弁本体に封入している物質
   の圧力を高めて液相とし、圧力を低下させて気相
   とする相変化により、液相において外部の流体の
   比重に対比して弁全体の重量が重く気相において
   外部の流体に対比して弁全体の重量が軽くなる構
   造とし、弁本体封入物質の相を変化させ、弁本体
   を流体中で上下させることにより、弁本体と対向
   して位置する流体を流通路の開閉および弁開度を
   制御する方法。 ２ 流体中に存在する弁本体の内部に流体を流通
   させ、弁本体内部に液体が充満している時には弁
   本体が外部の流体の比重に対比して重量が重く、
   弁本体内部の液体を排出した場合には、弁本体が
   外部の流体の比重に対比して重量が軽くなり流体
   中で弁本体を上下させることにより弁本体に対向
   して位置する流体の流通路の開閉を行う構造と
   し、弁本体内流通液体の弁本体内の量を増減する
   ことにより、流体の流通路の開閉および開度を制
   御することができることを特徴とする流体の流通
   路の開閉および弁開度を制御する方法。