JP2010540871A

JP2010540871A - 逆止弁

Info

Publication number: JP2010540871A
Application number: JP2010527573A
Authority: JP
Inventors: カローロ，マルティーノ
Original assignee: イグロスエス．アール．エル．
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-12-24
Also published as: ES2557889T3; ITBS20070150A1; EA017462B1; BRPI0818428B1; ZA201001922B; EA201070427A1; EP2193297B1; KR20100083797A; US20120241029A1; AU2008306531A1; EP2193297A2; DK2193297T3; PL2193297T3; CA2699822A1; BRPI0818428A2; WO2009044309A3; MA31750B1; WO2009044309A2; CA2699822C

Abstract

特に、食品，化学，生物学及び医薬の用途のための逆止弁（４）が開示されている。弁（４）は、制限された負荷損失と低エネルギー消費での流体の通過を可能にさせる。弁（４）は、腐食性流体及び／又は食品流体と共に使用するのに特に適している。

Description

本発明は、逆止弁に関し、特に、食品，化学，生物学及び薬学の分野において用いられる逆止弁に関するものである。

特に、所定の流出物に対して逆流を防止するためにチュービングにおいて用いられる逆止弁が、上記分野において広く開発されている。このような弁は、プロセス流体と直接的に接触するシャッター要素を有している。

多くの分野においては、プロセス流体即ちプロセス液は、液体の淀みや、泡及びエマルションの生成によって引き起こされるバクテリア又は微生物の生成に特に敏感である食品液体の場合のように、化学的及び生物学的観点から特に取扱いに注意を要する。

使用される液体は、化学的観点から特に攻撃性がある場合があり、その場合には、液体がシャッター要素を腐食させてしまうことがある。

従って、最先端技術の解決策では、食品適合性及び防食性材料のシャッターが用いられており、これらの周知のシャッターは、バネで留められた要素によって頻繁に作動させられる。バネで留められた要素は、弁のエネルギー消費と負荷損失とを増大させ、また、バネで留められた要素は流体と直接的に関係するため、乱流を作り出し、泡及びエマルションを生成させる一因となる場合が多い。更に、バネで留められた要素は、疲労及び／又は腐食のために故障する。特に、バネが折れて、その破片が流体の流れによって循環されると、弁と直列に搭載された部品に重大な損傷を引き起こす可能性がある。

周知のシャッターの解決策には、弁のエネルギー消費を制限するように磁界によって作動させられ得る強磁性材料のものもある。然しながら、これらの強磁性材料は、或る種の流体、特に食品の分野におけるその種の流体に必ずしも適合するものではない。

本発明の目的は、最先端技術に関連する上記の欠点を除去する逆止弁を提供することにある。

これらの欠点及び制約は、本願の特許請求の範囲の請求項１に記載された逆止弁によって解消される。

本発明による弁の様々な実施形態については、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。

本発明の更なる特徴及び利点については、好ましいが、限定的でない本発明の実施形態に関する以下の説明によって、より良く理解されるであろう。

図１は、本発明の一実施形態に係る逆止弁の分解斜視図である。図２〜４は、様々な機能構成の、図１に示した逆止弁の部分側断面図である。図５は、本発明の一実施形態による、図１に示した逆止弁の部品の斜視図である。図６は、本発明の別の実施形態による、図１に示した逆止弁の部品の斜視図である。図７は、本発明の更に別の実施形態による逆止弁の断面図である。図８は、図７に示した逆止弁の分解斜視図である。図９は、本発明の更に別の実施形態による逆止弁の断面図である。図１０は、図９に示した逆止弁の分解斜視図である。

後述する複数の実施形態に共通する要素又はその要素の部分については、同じ参照符号によって示した。

添付図面を参照すると、参照符号４は、液体流出量を調整するための逆止弁全体を示している。

逆止弁４は、逆止弁４の入口１６から出口２０まで延在する流体通路チャンパー１２を区画している弁本体８を有している。本発明の一実施形態によれば、弁本体８は、弁本体の長手方向軸線Ｘ−Ｘに沿って延びた略円筒状に形成されている。

逆止弁４は、流体通路チャンパー１２内に収容されたシャッター２４を有し、このシャッター２４は、入口１６に面して入口１６を閉塞するのに適している閉鎖部２８を有している。

好ましくは、シャッター２４は、閉鎖部２８の回りに設けられて弁本体８に対するシャッターの気密封止を確実にするためのガスケット２９、例えば、Ｏリングを有している。

流体通路チャンパー１２内へのシャッター２４の挿入と、それに続く流体通路チャンパー１２に対するシャッター２４の固定を可能にするように、リング状部材２６が出口２０に嵌め合わされている。

有益なことに、シャッター２４は、少なくとも一部が強磁性材料で形成され、例えば、シャッター２４は、強磁性材料で形成された内側中心部を有し、この内側中心部は、食品又は医薬流体に対する適合性を有し且つ優れた耐摩耗性及び耐剥離性を有する重合体材料の層で外側が被覆されている。例えば、強磁性材料の内側中心部はテフロン（登録商標）で被覆してもよい。本明細書中で、「強磁性材料」とは永久磁石をも意味する。

好ましくは、シャッター２４は、全体的に強磁性ステンレス鋼から作られている。

有益なことに、逆止弁４は磁界を発生させるための手段４０を含み、この磁界発生手段４０は、シャッター２４に影響を及ぼし且つ流体通路チャンパー１２を横断する流体の流れによる影響を受けない磁界を発生させるように、流体通路チャンパー１２の外部で弁本体８に取り付けられている。

本発明の一実施形態によれば、磁界発生手段４０は、入口１６に対応させて、弁本体８及び長手方向軸線Ｘ−Ｘと同軸的に弁本体８に取り付けられている。

更に、本発明の一実施形態によれば、磁界発生手段４０は、トロイダル磁石４４から構成されている。このトロイダル磁石４４は、弁本体８の周回りに形成された環状ハウジング４８内に嵌め込まれている。

トロイダル磁石４４は、一つのピースから形成され、好ましくは、トロイダル磁石４４は、弁本体８に対して同軸的に取り付けられた、少なくとも二つのハーフ部、即ち、少なくとも二つの半環状部５２から構成されている。

好ましくは、弁本体８は、弁４の入口１６を閉成するためにシャッターの閉鎖部２８と当接するのに適した当接部６０を含んでいる。

好ましくは、当接部６０は面取り部６４を有し、シャッター２４の閉鎖部２８は、少なくとも部分的に面取り部６４にフィットするような形状に形成されている。

好ましくは、磁界発生手段４０用のハウジング４８は、当接部６０に対応する形状に形成された（ｃｏｕｎｔｅｒｐｒｏｆｉｌｅｄ）円錐状部６８を含んでいる。本発明の更に別の実施形態によれば、ハウジング４８は、長手方向軸線Ｘ−Ｘを通る切断平面に関して、正方形，長方形，円形，楕円形又は平坦な切断面を有する。

好ましくは、磁界発生手段４０を環状ハウジング４８内に収容させるために、磁界発生手段４０は、ハウジング４８の円錐状部６８に嵌り合う円錐状のカウンターシンキング（ｃｏｕｎｔｅｒｓｉｎｋｉｎｇ）７２を有している。

本発明の一実施形態によれば、弁本体８は、磁界発生手段４０を所定の位置にロックして、磁界発生手段４０と弁４の外部環境との間の接触を阻止するのに適した封止手段７６を含んでいる。

例えば、封止手段７６は、磁界発生手段４０に嵌合された環状ガスケット８０から構成されている。

本発明の一つの好ましい実施形態によれば、シャッター２４は、流体通路チャンパー１２と共に一定断面の通路を形作るように流体通路チャンパー２の内壁に対応する外側形状に形成されている。

こうして、液体流出物の速度はできるだけ一定に維持され、泡及び／又はエマルションの生成が阻止される。

有益なことに、逆止弁４は、流体の入力流れを複数の流れに細分化させると共にシャッターのためのガイド及び位置合わせを行うのに適した少なくとも一つのフィン８８を有している。

本発明の一つの可能な実施形態によれば、シャッター２４が、好ましくは複数のフィン８８を含んでいる。

本発明の一実施形態（図５）によれば、複数のフィン８８は、長手方向軸線Ｘ−Ｘに略平行となるように延びてシャッター２４に設けられている。

本発明の更に好ましい実施形態（図６）によれば、複数のフィン８８は、流体の流れの推進力の下でシャッター２４の回転を引き起こさせるように長手方向軸線Ｘ−Ｘに対して捻じれるように形成されている。

本発明の一つの可能な実施形態によれば、シャッター２４は、少なくとも二つのフィン８８を含み、好ましくは、シャッター２４の外側壁に沿って等角度間隔で配置された三つのフィン８８を含んでいる。

本発明の更に有益な実施形態によれば、フィン８８をシャッターに設ける代わりに、複数の突起部が弁本体８に設けられている。例えば、弁本体８（図７及び図８）は、複数の突起部９２を有し、これら突起部９２は、好ましくは、放射方向へ突出して、流体通路チャンパー１２に面している。有益なことに、突起部９２は、入口での流体の流れを複数の流れに細分化させるように流体通路チャンパー１２を通る流れを邪魔すると共に、シャッター２４のガイド及び位置合わせを行うフィン８８の機能を有する。

特に、隣接又は連続した二つの突起部９２は、流体が流れる通路の一領域に相当するスロート（ｔｈｒｏａｔ）９４を構成している。

好ましくは、突起部９２は、軸線方向に、即ち、長手方向軸線Ｘ−Ｘと平行に延在している。突起部９２は、有益なことに、弁本体８の側壁に形成された専用の空洞９６と連通した中空形態に形成されている。例えば、円柱状又は円板状の磁石の形態の磁界発生手段４０が、専用の空洞９６を介して中空状突起部９２内に収容されている。

弁４内の流体が中空状突起部９２及び専用の空洞９６の中に入ることができないように、突起部９２の内側先端部は閉塞されている。空洞９６は、外部からアクセスすることができるように、弁本体８の外部へ向かって開口している。こうして、弁本体８の外側から磁石４０を中空状突起部９２内に挿入して、例えば、ボルト又はピン１００を使って、空洞９６及び中空状突起部９２に対して磁石を固定することができる。

好ましくは、弁本体８は、角度方向に段階的に配置された複数の突起部９２を含んでいる。同様に、好ましくは、突起部９２を備えた弁本体８は、長手方向軸線Ｘ−Ｘに対して円筒状の側面壁１０４を有したシャッター２４と組み合わされている。

本発明の更なる実施形態（図９及び図１０）によれば、シャッターガイド１０８を備えたシャッター２４が流体通路チャンパー１２内に収容されている。例えば、シャッター２４は、流体の流れを細分化させるための中央分配手段１１２を含んでいる。シャッターガイド１０８は、例えば、棒状部１２０によって周方向で区画された窓１１６を備えた円筒状部を含んでいる。窓１１６と棒状部１２０との組合せ体によって、入口での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に、シャッター２４のガイド及び位置合わせを行う。

以下、本発明による弁の機能について説明する。

特に、磁界を発生させる手段４０は、シャッター２４を閉成状態にさせるようにシャッター２４に引付け力を作用させる（図４）。

入口での流体の流れによってシャッター２４の閉鎖部２８に付加された力が、磁気引付け力と、出口での流体の流れの圧力に起因したシャッターの戻り力とを上回った時に、シャッター２４は開いて、流体の通過を可能にさせる（図３）。

有益なことに、シャッター２４を閉成位置から遠ざけるのに続いて、シャッターに作用する磁気引付け力は減少し、従って、入口での流体圧力が磁気引付け力と等しくなり、シャッター２４の開成効果は、シャッターが最大開成位置に達するまで自動的に増大する（図２）。

従って、流体速度の変動を制限し、乱流及びその結果としての泡及びエマルションの生成を伴うことなく、層流を実現するのに役立つ、一定の通路断面を流体は通って自由に弁本体８内を通過する。

本発明の更なる可能な実施形態によれば、磁石の作用に打ち勝つように、流体通路チャンパー１２に対してシャッター２４を外部から駆動させることによって開成モードから閉成モード（及びその逆に）に変えられる。

捻れたフィンを備えたシャッター２４は、入力流体の推進力下で回転することが可能で、この回転により淀んだ液体の生成が阻止される。

入力流体によって発揮される力が、シャッター２４の磁気的な戻り力に加算される出力流体によって発揮される力より小さい時に、シャッターは閉成状態へ戻り、流体の通過は遮断される。

また、閉成中に、磁石４４に起因する戻り力は、シャッター２４が磁石自体に接近した時に増大するので、シャッターによる閉成効果が自動的に増大されて、弁効率を向上させる。

上述した説明から理解されるように、本発明による逆止弁は現在の技術に関する欠点を克服することができる。

特に、本発明による弁は、弁を作動させるのに必要とされるエネルギーが少なく、且つ、入口と出口との間の圧力の低下が少ないため、エネルギー消費を低減させることができる。

本発明による弁は、最小限の負荷損失、即ち、弁の入口と出口との間の圧力の最小限の低下で、流体が非常に規則的に流れることを可能にさせる。

本発明による弁を構成している部品の表面が粗くなく、滑らかであるため、液体乱流とその結果としての負荷の損失を制限すると共に、泡及びエマルションの生成を規制する。

本発明による弁は、泡及びエマルションの生成を更に制限する層流を作り出すことが可能である。

更に、本発明によれば、シャッター及び弁本体の幾何学的構造が、流体が一定の速度で弁を通過するように、流体のための一定の通路断面を作り出している。

本発明による弁は、低乱流と、食品流体，化学的流体及び生物学的流体のための用途に適合し且つ化学的及び機械的攻撃に対する耐性を有するステンレス鋼を使用することの可能性とに起因して、高い機械的及び化学的腐食耐性を有する。

捻れたフィンが存在することによって、汚れの生成の原因となる可能性がある何らかの淀み点の生成又はシャッターの弁本体への静的接触を阻止するシャッターの僅かな回転を引き起こす。

有益なことに、磁石は、弁を通過する液体との接触を避けるために弁本体の外側に配置されている。こうして、磁石はどのような種類の機械的腐食及び／又は化学的腐食の影響も受けない。

有益なことに、磁石は、化学的表面処理及びガスケットによって外部の腐食作因から保護される。

また、有益なことに、磁石は、弁の閉成状態中にシャッターに引付け力を及ぼす。換言すると、弁の閉成中に、シャッターと磁石との間の引付け力が、それら二つの部品の間の距離が最小となる程度まで最大となる。他方、弁が開成している時は、磁石とシャッターとの間の引付け力は、それら部品間の距離が最大である限りにおいて最小となる。

本発明による弁のこの機能は、バネの弾性力が弁の閉成中に最小で、開成中に最大であり、従って、弁のエネルギー消費を増大させてしまう従来のバネで留められた逆止弁の機能とは異なる。

当業者は、偶発的必要性及び特別な必要性を満たす目的で、本発明に係る弁の上述した実施形態に対して、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な変更及び修正を加えることができる。

Claims

流体の入口（１６）から出口（２０）まで延在する流体通路チャンパー（１２）を区画している弁本体（８）と、
前記入口（１６）と向かい合う閉鎖部（２８）を有して、前記流体通路チャンパー（１２）内に収容されて前記入口（１６）を閉成するのに適した、少なくとも一部分が強磁性材料で形成されたシャッター（２４）を有する、流体の流出量を調節するための逆止弁（４）であって、
前記弁（４）が、
前記シャッター（２４）に影響を及ぼし且つ前記流体通路チャンパー（１２）を横断する流体の流れによる影響を受けない磁界を発生させるように、前記流体通路チャンパー（１２）の外部で弁本体に対して配置された磁界発生手段（４０）と、
前記入口（１６）での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に前記シャッター（２４）のためのガイド及び位置合わせを行うのに適した少なくとも一つの手段（８８、９２、１２０）を有していることを特徴とする逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）が、前記入口（１６）での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に前記シャッター（２４）のためのガイド及び位置合わせを行うのに適した前記手段として、複数のフィン（８８）を有している、請求項１に記載の逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）が、前記入口（１６）での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に前記シャッター（２４）のためのガイド及び位置合わせを行うのに適した前記手段として、三つのフィン（８８）が前記シャッター（２４）の外側壁に沿って等角度間隔に配置されている、請求項１又は２に記載の逆止弁（４）。
前記フィン（８８）が、前記弁本体（８）の長手方向軸線（Ｘ−Ｘ）と略平行に延びている、請求項２又は３に記載の逆止弁（４）。
前記フィン（８８）が、流体の流れの推進力の作用下で前記シャッター（２４）の回転を引き起こさせるように、前記弁本体（８）の長手方向軸線（Ｘ−Ｘ）に対して捻られている、請求項２又は３に記載の逆止弁（４）。
前記入口（１６）での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に前記シャッター（２４）のためのガイド及び位置合わせを行うのに適した前記手段が、前記弁本体（８）に設けられている、請求項１に記載の逆止弁（４）。
前記弁本体（８）が、前記入口（１６）での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に前記シャッター（２４）のためのガイド及び位置合わせを行うのに適した前記手段として機能する、流体通路チャンパー（１２）に向かい合った、複数の放射状突起部（９２）を有している、請求項６に記載の逆止弁（４）。
前記複数の突起部（９２）の互いに隣接又は連続した少なくとも二つの突起部（９２）が、流体の流通路の一部を構成するスロート（９４）を区画している請求項７に記載の逆止弁（４）。
前記突起部（９２）が、前記弁本体（８）の長手方向軸線（Ｘ−Ｘ）と平行に当該軸線方向に沿って延在している、請求項７又は８に記載の逆止弁（４）。
前記弁本体（８）がその周壁に空洞（９６）を有し、前記突起部（９２）が前記空洞（９６）に連通した中空状に形成され、前記磁界発生手段（４０）が前記空洞（９６）を介して前記中空状突起部（９２）内に収容されている、請求項７，８又は９に記載の逆止弁（４）。
前記突起部（９２）の内側先端部が閉塞され、前記弁本体（８）の前記空洞（９６）が前記弁本体（８）の外側に向かって開口されている、請求項１０に記載の逆止弁（４）。
前記磁界発生手段（４０）が、前記中空状突起部（９２）内に配置されて、ボルト又はピン（１００）によって固定されている、請求項１０又は１１に記載の逆止弁（４）。
前記流体通路チャンパー（１２）内に収容された前記シャッターが、適切なシャッターガイド（１０８）を備えている、請求項１に記載の逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）が、流体の流れを細分化させる中央分配手段（１１２）を有している、請求項１３に記載の逆止弁（４）。
前記シャッターガイド（１０８）が、前記入口（１６）での流体の流れを複数の流れに細分化させると共に前記シャッター（２４）のガイド及び位置合わせを行うことができるように、棒状部（１２０）によって角度方向に区画された窓（１１６）を備えた円筒状部を有している、請求項１３又は１４に記載の逆止弁（４）。
前記磁界発生手段（４０）が、前記入口（１６）に対応して前記弁本体（８）と同軸的に配置されている、請求項１〜１５のいずれかに記載の逆止弁（４）。
前記弁本体（８）が周壁に形成された環状ハウジング（４８）を有し、前記磁界発生手段（４０）が、前記弁本体（８）に対して同軸的に前記弁本体（８）の前記環状ハウジング（４８）内に収容されたトロイダル磁石（４４）を有している、請求項１６に記載の弁（４）。
前記磁石（４４）が、一つのピースから形成されている、請求項１７に記載の逆止弁（４）。
前記磁石（４４）が、前記弁本体（８）に対して同軸的に取り付けられた、少なくとも二つのピース又は少なくとも二つの半環状部（５２）から構成されている、請求項１７に記載の逆止弁（４）。
前記弁本体（８）が前記シャッター（２４）の前記閉鎖部（２８）と当接するのに適した当接部（６０）を有し、前記当接部（６０）が前記入口（１６）の気密閉鎖を助けるための面取り部（６４）を有している、請求項１〜１９のいずれかに記載の逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）の前記閉鎖部（２８）が、少なくとも部分的に前記面取り部（６４）にフィットするような形状に形成されている、請求項２０に記載の逆止弁（４）。
前記磁界発生手段（４０）ための前記ハウジング（４８）が、前記面取り部（６４）に対応して形成された円錐状部（６８）を含んでいる、請求項１７〜２０のいずれかに記載の逆止弁（４）。
前記磁界発生手段（４０）が、該磁界発生手段（４０）を前記弁本体（８）の前記環状ハウジング（４８）内に収容させるために、前記環状ハウジング（４８）の前記円錐状部（６８）に嵌り合う円錐状のカウンターシンキングを有している、請求項２２に記載の逆止弁（４）。
前記弁本体（８）が、前記磁界発生手段（４０）を所定の位置に固定し且つ前記磁界発生手段（４０）と前記弁（４）の外部環境との間の接触を阻止するのに適した封止手段（７６）を有している、請求項１〜２３のいずれかに記載の逆止弁（４）。
前記封止手段（７６）が、前記磁界発生手段（４０）上に嵌め合わされた環状ガスケット（８０）を含んでいる、請求項２４に記載の逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）の強磁性材料で形成された前記一部分が、食品適合性を有する重合体材料の層で被覆されている、請求項１〜２５のいずれかに記載の逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）が、強磁性ステンレス鋼から作られている、請求項１〜２６のいずれかに記載の逆止弁（４）。
シャッター（２４）が、前記流体通路チャンパー（１２）と一緒になって一定断面をもつ通路を形成するように、前記流体通路チャンパー（１２）の内壁（８４）に対応する外形に形成されている、請求項１〜２７のいずれかに記載の逆止弁（４）。
前記シャッター（２４）が、前記閉鎖部（２８）の回りに設けられて前記弁本体８に対する前記シャッター（２４）の気密封止を確実にするためのガスケット（２９）を有している、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の逆止弁（４）。