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公開番号2024062056
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022169811
出願日2022-10-24
発明の名称バルブ装置
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類F16K 49/00 20060101AFI20240430BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】流体流路に生じた凍結水を効率的に解凍し得るバルブ装置を提供する。
【解決手段】
バルブ装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、ハウジング内に設けられており、第一導出部と連通しているとともに一次側通路と異なる方向に伸びており、外部に流体を導出する二次側通路と、第一導出部と二次側通路の間に設けられており、第一導出部及び二次側通路に連通している連通室と、第一導出部に形成されている弁座と、弁座に接触可能であり、第一導出部を開閉する弁体と、ヒータと、ハウジング内に設けられているとともに一次側通路に沿って伸びており、ヒータの熱を流体に伝熱する伝熱板備えている。このバルブ装置では、一次側通路が、第一導出部側に向かうに従って前記二次側通路に近づくように形成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
流体流路の開閉を行うバルブ装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、
前記一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、
前記ハウジング内に設けられており、前記第一導出部と連通しているとともに前記一次側通路と異なる方向に伸びており、外部に流体を導出する二次側通路と、
前記第一導出部と前記二次側通路の間に設けられており、前記第一導出部及び前記二次側通路に連通している連通室と、
前記第一導出部に形成されている弁座と、
前記弁座に接触可能であり、前記第一導出部を開閉する弁体と、
ヒータと、
前記ハウジング内に設けられているとともに前記一次側通路に沿って伸びており、前記ヒータの熱を流体に伝熱する伝熱板と、
を備えており、
前記一次側通路が、前記第一導出部側に向かうに従って前記二次側通路に近づくように形成されている、バルブ装置。
続きを表示（約 190 文字）【請求項２】
請求項１に記載のバルブ装置であって、
前記一次側通路が、略水平方向に伸びており、
前記伝熱板の少なくとも一部が、前記一次側通路の下方に設けられている、バルブ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のバルブ装置であって、
前記伝熱板の端部が、前記一次側通路の端部と前記二次側通路との間に位置している、バルブ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、バルブ装置に関する技術を開示する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、流体流路の開閉を行うバルブ装置が開示されている。特許文献１のバルブ装置は、燃料電池システムを搭載した車両で用いられる。特許文献１では、流体流路内に生成した凍結水を解凍するため、バルブ装置（バルブ本体）とヒータ（発熱体）を一体化している。特許文献１では、バルブ装置とヒータを一体化することにより、両者を熱的に一体構造とし、凍結水の解凍を迅速化している。具体的には、特許文献１のバルブ装置では、一次側通路（弁体より上流側の流体導入路）が、鉛直方向（重力方向）の上方に設けられている弁体に向けて伸びている。そして、ヒータは、一次側通路の鉛直方向下方に設けられている。特許文献１では、液水（凍結していない流体）を下方（ヒータ近傍）に滴下させ、ヒータ近傍に液水を溜め、凍結水の解凍時間を短縮している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２７０１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のバルブ装置は、一次側通路に残存した液水に起因する凍結水を解凍することのみ対策している。しかしながら、流体流路の開閉を行うバルブ装置では、二次側通路（弁体より下流側の流体導出路）でも流体が凍結することが起こり得る。例えば、弁体が閉じられた後（直後）も、二次側通路には流体が残存している。そして、弁体が閉じられた状態で流体が二次側通路を移動すると、流体の上流側が負圧となり、二次側通路に液膜が形成されることがある。特許文献１のバルブ装置では、二次側通路に残存した液水（液膜）に起因する凍結水を効率的に解凍することができない。特許文献１のバルブ装置は、流体流路に生じた凍結水を効率的に解凍できるとはいえない。本明細書は、流体流路に生じた凍結水を効率的に解凍し得るバルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示する第１技術は、流体流路の開閉を行うバルブ装置である。このバルブ装置は、ハウジングと、ハウジング内に設けられており、外部から流体が導入される一次側通路と、一次側通路の下流側端部に設けられている第一導出部と、ハウジング内に設けられており、第一導出部と連通しているとともに一次側通路と異なる方向に伸びており、外部に流体を導出する二次側通路と、第一導出部と二次側通路の間に設けられており、第一導出部及び二次側通路に連通している連通室と、第一導出部に形成されている弁座と、弁座に接触可能であり、第一導出部を開閉する弁体と、ヒータと、ハウジング内に設けられているとともに一次側通路に沿って伸びており、ヒータの熱を流体に伝熱する伝熱板を備えていてよい。また、このバルブ装置では、一次側通路が、第一導出部側に向かうに従って二次側通路に近づくように形成されていてよい。
【０００６】
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のバルブ装置であって、一次側通路が、略水平方向に伸びており、伝熱板の少なくとも一部が、一次側通路の下方に設けられていてよい。なお、本明細書において、「略水平方向」とは、重力方向に直交する方向（厳密な水平方向）に対し、±３０度の範囲を意味する。
【０００７】
本明細書で開示する第３技術は、上記第１又は第２技術のバルブ装置であって、伝熱板の端部が、一次側通路の端部と二次側通路との間に位置していてよい。
【発明の効果】
【０００８】
第１技術によると、流体導入路である一次側通路（弁体より上流側の通路）だけでなく、流体導出路である二次側通路（弁体より下流側の通路）についても、凍結した流体（以下、凍結流体と称する）を解凍することができる。すなわち、バルブ装置内の流体流路全体において、凍結流体を解凍することができる。低温環境下において流体流路内に凍結流体が生じても、凍結流体を効率的に解凍することができ、バルブ装置の機能が損なわることを抑制することができる。
【０００９】
また、第１技術では、伝熱板を用いてヒータの熱を流体流路に伝熱している。そのため、ヒータを配置する位置の自由度が増す。具体的には、ヒータは、ハウジング内に埋設することもできるし、ハウジング外に配置することもできる。また、伝熱板を用いることにより、バルブ装置の低コスト化も実現することができる。例えば、流体流路全体に熱を伝えるため、流体流路に沿ってヒータを配置する場合、流体流路の長さが長くなると、ヒータのサイズ（長さ）も長くなる。一方、伝熱板を用いる場合、流体流路の長さに合わせて伝熱板の長さを調整すればよい。典型的に、伝熱板は、金属板であり、ヒータより安価である。そのため、第１技術によると、伝熱板を用いずにヒータで流体流路を直接加熱する形態と比較して、バルブ装置のコストを低減することもできる。
【００１０】
第２技術によると、流体流路（一次側通路）の凍結流体を、早期に解凍することができる。一次側通路内に残存した流体は、一次側通路の底（通路内の下方）に貯留する。そのため、伝熱板を一次側通路の下方に配置すると、凍結流体に効率的に熱が加わり、凍結流体を早期に解凍することができる。また、流体が貯留されやすい位置に伝熱板を配置することにより、伝熱板のサイズを小型化したり、伝熱板の数を削減することができ、バルブ装置のコストを低減することもできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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