JP2017502214A - 単一部品の三方弾性バルブ - Google Patents

Abstract

流体供給ラインと流体連結した排水コンポーネントは、排水口へと導く排水チャネルを含み、排水チャネルは内壁及び外壁を有する。内壁は、三方弾性バルブに隣接する封止面を有する。弾性バルブは、流体供給がオンであるとき第一の位置、及び流体供給がオフであるとき第二の位置を有する可動な第一の壁と、可動な第一の壁へと接続された第二の壁とを含み、第二の壁は、第一の壁が第一の位置にあるとき排水封止面に係合する。弾性バルブは、流体が流れてもよい開口部を含む。弾性部品上の流体の圧力が増加すると、弾性バルブの第二の壁は排水封止面に係合する。弾性バルブは好ましくはフルオロエラストマーであり、可撓性であること、及び様々な化学製品に耐性があることの両方を確実にする。

Description

本発明は、一般に、固体化学製品を使用する洗浄及び殺菌のための装置、方法、及びシステムに関する。より詳細には、限定されないが、本発明は過剰溶液を除去するためのシステム、方法、及び装置に関する。

洗浄及び殺菌のための溶液は、好ましくは管理された環境にいるユーザに分配される。典型的には、ディスペンサーは、流体、例えば水と組み合わせて所望の溶液を生ずる固体化学製品を保持するよう構成される。例えば、固体化学製品は、流体と混合されて洗剤を生じてもよい。ディスペンサーは、流体を固体製品と相互作用させることによって、その最終用途のための所望の濃度を有する溶液を形成するよう働く。流体は、固体化学製品の底面又は他の表面へと導入されることがある。固体化学製品は、典型的に、一般にプラスチックでできておりパックとも呼ばれる拡散マニホールド上に置かれる。パックは、所望の溶液濃度につながる圧力及び流速を達成するために用いられる特定パターンの一連の孔を有していてもよい。

流体を固体化学製品へと導入し、相互作用させて所望の溶液濃度を形成することもまた、多くの方法で行うことができる。例えば、固体化学製品上に流体を吹き付けて固体化学製品を流体溶液に溶解することは技術の一つである。他の技術は、流体のプールを満たして、使用のために排水する前に所望量の固体化学製品を溶解することである。これらの技術の組合せを使用してもよい。好ましくは、水の乱流槽を作って所望量の固体化学製品の溶解を補助する。流体又は環境の特徴の変化は、固体化学製品の濃度及び浸食速度に関する問題を引き起こすことがある。さらに、使用後に残存する淀んだ水によって問題が生じることある。したがって、使用後にパック内の領域からできるだけ多くの過剰溶液を除去することが望ましい。

不使用時、過剰溶液はディスペンサーの他の領域に残存することがある。この過剰溶液が長期にわたって残存したままである場合、スケーリング及び望ましくない微生物増殖のリスクが高まる。さらに、ディスペンサーのいくつかの部品は化学的適合性に対してより敏感であることがある。例えば、溶液との接触から逆流防止装置を保護することが望ましい。したがって、使用後に、固体化学製品の上流及び下流の両方からできるだけ多くの過剰溶液をすばやく除去することが望ましい。

過剰溶液を除去する方法の一つは自動的に行うことである。過剰溶液を自動的に除去する現行の装置、方法、及びシステムは排水時間が長い。長い排水時間は消費者経験に悪影響を与える。これらの長い排水時間は、ディスペンサー内に比較的大きな設置面積（footprint）を有するシステムによって生じることがある。

入口流体をオフにした後ディスペンサーを排水する現行の方法としては、フロート、ボール、又は傘状バルブが挙げられる。これらのシステムは典型的に周囲の部品に比べて大きい。それらは典型的に複雑でもあり、製造及び設置を困難かつ高価なものにしている。したがって、より製造が容易でより低コストな、過剰溶液を排出する設置面積の小さなシステムを有することが望ましい。

現行の設置面積の小さなバルブは、典型的には圧力が適用されると開くことで作動する。例えば、Ａｖｅｓｔｏ Ｔｅｃｈ Ｂ．Ｖ．社によって出願された欧州特許第１９５８８８３号Ｂ８に示されているように、典型的な分配バルブは、容器内の流体に圧力を適用すると閉鎖位置から開放した分配位置へと変形可能な可撓性膜を備えることがある。そのようなバルブは分配用途のために機能し、典型的には閉鎖位置は、典型的には解放位置を好ましくは有する排水動作とは逆である。したがって、小さな設置面積を有するが、しかしながら排水システム内で機能するシステム、装置、及び方法を有することが望ましい。

したがって、本技術分野において、これらの問題を解決する、過剰溶液を排出するための装置、方法、及びシステムの必要性が存在する。

したがって、本発明の主要な目的、構成、及び／又は利点は、本技術分野における問題を克服する装置を提供することである。

本発明の他の目的、構成、及び／又は利点は、ディスペンサー供給ラインから溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明の更に他の目的、構成、及び／又は利点は、効率的で、できるだけ多くの過剰溶液を除去する、ディスペンサー供給ラインから溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明の更に他の目的、構成、及び／又は利点は、自動的に働く、ディスペンサー供給ラインから溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明の更なる目的、構成、及び／又は利点は、ディスペンサー供給ラインからすばやく溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明の更なる目的、構成、及び／又は利点は、ディスペンサーの他の部品に比べて設置面積が小さい、ディスペンサー供給ラインから溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明の更なる目的、構成、及び／又は利点は、現在のシステムより製造が容易な、ディスペンサー供給ラインから溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明の他の目的、構成、及び／又は利点は、現在のシステムより低コストな、ディスペンサー供給ラインから溶液を排出する装置、システム、及び方法を提供することである。

本発明のこれら及び／又は他の目的、構成、及び利点は、当業者にとって明らかである。本発明は、これらの目的、構成、及び利点に、又はこれらによって限定されない。いずれの実施形態も、目的、構成、又は利点のいずれか及び全てを提供する必要はない。

本発明の一実施形態によれば、流体の流れを制御するための装置が提供される。装置は、流体供給源と、流体供給源に連通した流体供給ラインとを含む。流体供給ラインを通した流体供給はオン及びオフにすることができる。流体供給ラインは、下流の供給ラインへと操作可能なように接続される。

単一部品の三方弾性バルブが下流供給ラインより前に固定されており、弾性バルブは可動な第一の壁を好ましくは含み、可動な第一の壁は流体供給がオンであるとき第一の位置、流体供給がオフであるとき第二の位置を有する。弾性バルブは可動な第一の壁に接続された第二の壁を含み、第一の壁が第一の位置にあるとき、第二の壁が排水封止面に係合する。

単一部品の三方弾性バルブは、外側フランジ部分、内面部分、及び内面部分と外側フランジ部分との間のヒンジ部分もまた好ましくは含む。内面部分は、前面と、背面と、内面部分の背面から下流に延在する壁とを含む。壁が排水封止面を有する封止を形成することができれば、壁は断面において環の形状であってよく、環の一部であってよく、又はそうでなくとも所望の形状であってよい。

排水口は、弾性バルブの可動な第一の壁が第二の位置にあるとき、排水口が下流供給ラインと唯一流体連結する場所に含まれる。排水口は、好ましくは排水コンポーネントにある複数の開放孔であるが、しかしながら、所望の排水に適合する程度の適切な大きさの単一の孔であってもよい。排水口は、下流供給ライン、流体供給ライン、又は流体供給ラインと下流供給ラインとの間に固定された個別の排水コンポーネントに形成されていてもよい。

このようにして、固体化学製品への流体の流れを制御する方法が提供される。一般に、方法は、流体供給ラインへの流体の供給源をオンにすることを含む。弾性バルブ上の流体の流れによって生じる圧力は、流体供給ラインの上流部分と流体供給ラインの下流部分との間に固定された弾性バルブを変形させ、これによって弾性バルブの変形が排水経路を封止する。流体供給ラインへの流体供給をオフにすることによって、弾性バルブが元の位置に戻ることを可能にすることで排水経路を開き、流体供給ラインの下流部分、及び上流部分から逆流防止装置に至るまでのところから過剰な流体を排水する。上流部分から逆流装置までを排水することによって、本発明は、あらゆる化学物質溶液に曝露される可能性を最小化することで流れ制御装置を保護し、これによってそのような部品の化学的適合性について懸念する必要性を最小化する。

更にコストを最小化するために、流体供給ラインは、好ましくは、流体供給ラインの上流部分を排水コンポーネントの第一の面に固定し、流体供給ラインの下流部分を排水コンポーネントの第二の面に固定することによって組み立てる。好ましくは、流体供給ラインを組み立てる前に排水コンポーネント内へ弾性バルブを挿入する。好ましくは、排水コンポーネント内へ弾性バルブを挿入すると、弾性バルブ自身が中央に位置する。

この方法を達成する装置は、分配システム内に取り入れることができる。例えば、本発明によるディスペンサーは、ディスペンサーハウジングと、流体供給源に接続された流体入口と、製品支持格子と、製品支持格子に支持された固体化学製品と、流体供給ラインとを好ましくは含む。流体供給ラインは、流体入口に連通した上流部分と、流体を固体化学製品へと導く下流部分とを好ましくは含む。流体供給ラインを通した流体供給は、オン又はオフにすることができる。

排水コンポーネントは流体供給ラインと流体連結しており、好ましくは排水口へと導く排水チャネルを含み、排水チャネルは内壁及び外壁によって画定される。内壁は、好ましくは、単一部品の三方弾性バルブに隣接する封止面を有する。弾性バルブの好ましい実施形態は、可動な第一の壁と、可動な第一の壁に接続された第二の壁とを含み、可動な第一の壁は、流体供給がオンであるとき第一の位置、及び流体供給がオフであるとき第二の位置を有し、第二の壁は、第一の壁が第一の位置にあるとき排水封止面に係合する。

弾性バルブは、流体が流れてもよい開口部を含む。弾性部品上の流体の圧力が増加すると、弾性バルブの第二の壁が排水封止面に係合する。一般に、開口部は円形であるが、しかしながら、好ましくは半径方向に延在するスロットも含む。弾性バルブは好ましくはフルオロエラストマーであり、可撓性であること、及び様々な化学製品に耐性があることの両方を確実にする。

図１は、ディスペンサーの実施形態の断面図である。

図２は、図１の断面図の一部の拡大図である。

図３は、図１及び２に示すようなディスペンサーに使用するための、本発明の一実施形態による弾性バルブの正面の斜視図である。

図４Ａは、開いた排水位置にある図３の弾性バルブの断面図である。

図４Ｂは、封止位置にある図３の弾性バルブの断面図である。

図５は、図３の弾性バルブの背面図である。

図６は、図３の弾性バルブの背面の斜視図である。

図７は、本発明の一実施形態による排水コンポーネントの斜視図である。

図８は、図７の排水コンポーネントの正面図である。

図９は、図７の排水コンポーネントの側面図である。

図１０は、図７の排水コンポーネントの背面図である。

図１１Ａは、第一の位置にある図７の排水コンポーネントの断面図である。

図１１Ｂは、第二の位置にある図７の排水コンポーネントの断面図である。

図１２は、開いた排水位置で示す本発明の他の実施形態の断面図である。

図１３は、封止位置にある図１２に示す実施形態の一部拡大図である。

図１は、本発明に使用するためのディスペンサー１０の例示的な実施形態を示す。しかしながら、他の種類及び構成のディスペンサーを本発明とともに使用してもよく、ディスペンサー１０の記載及び図は限定するものではない点に留意されたい。本発明のディスペンサー１０は一般にハウジング１２を含む。流体供給源は、流体入口１４へと操作可能に接続されている。好ましくは、ディスペンサーに使用する流体は水であるが、しかしながら、その他の液体、気体、又は更には流体のような態様でふるまう固体及び固液混合物を用いてもよい。流体供給源は、起動するとディスペンサー１０に流体を提供する。起動は、起動ボタン１６、又は本技術分野において知られる他の起動方法によって行ってもよい。

ディスペンサー１０は、流体、例えば水と組み合わせて溶液を生ずる固体化学製品１８を保持するよう構成される。例えば、固体化学製品１８は一般に製品支持格子２０の上に収容される。固体製品ライン又はパックラインとして知られる流体供給ライン２２を介して、固体化学製品１８へと流体を供給してもよい。ディスペンサー１０は次に流体を固体製品と相互作用させ、その最終用途のための所望の濃度を有する溶液を形成するよう機能する。流体は、固体製品の底面又は他の表面へと導入してもよい。メイクアップライン（make-up line）を用いて要望通りに希釈物レベルを更に増加させ、つまみネジ２４の周辺領域から放出口２６の上に溶液を直ちに入れてもよい。溶液が生じると、溶液は放出口２６を通って放出される。

本発明の好ましい実施態様において、ディスペンサー１０は新規な排水コンポーネント３０を含む。排水コンポーネント３０の一実施形態を図２に示す。この実施形態において、排水コンポーネント３０は、供給ライン２２の下流部分３４と一体的に形成されている。下流部分又は下流供給ライン３４は、固体化学製品１８と流体連結している。流体供給ライン２２の上流部分又は入口部分３２は、流体入口１４と流体連結している。

排水コンポーネント３０は、排水口３８と流体連結した排水チャネル３６を含む。排水口３８は任意の所望の長さであってよく、流体が排水チャネル３６を出ることを可能にする開口部にすぎなくてもよい。排水コンポーネント３０は、弾性部品、好ましくは単一部品の三方弾性バルブ４０もまた含む。本発明の単一部品の三方弾性バルブ４０の一実施形態の例を図３〜６に示す。好ましくは、弾性バルブ４０は射出成形プロセスで形成される。弾性バルブ４０の形成に使用される材料は、可撓性であり、所望の溶液に繰り返し曝露することに耐えることができるべきである。例えば、特定のフルオロエラストマー、例えばＶｉｔｏｎ（登録商標）は、濃縮した化学品浴にバルブ４０を一度に約３０秒間浸漬することがある場合に使用するのに適することがある。選択した材料が要望通りに機能し、所望の化学物質と適合する限り、他の構造物、例えばＯリングと組み合わせて可撓性金属を使用することが可能であることがある。

図３に示すように、本発明の好ましい単一部品の三方弾性バルブ４０は、一つ又は複数の開口部４４を含んでもよい前面４２を含む。図３に示すように、一つの中央に位置する開口部４４を含んで、圧力損失が起こる場所を制限する。所望により、スリット４６又は他の形状を同様に使用してもよい。スリット４６を使用すると前面４２がくさび形の区画に分割され、それぞれは流動状態に応じて独立して屈曲することができる。これは、流れ圧力の増加と共により高い可撓性を可能にし、したがって、開口部４４がより大きく拡張することを可能にする。より大きい有効直径は、流体が開口部を容易に通過することを可能にする。

図４Ａは、図３に示す実施形態の断面図を示す。図４Ａにおいて、バルブ４０は、流れが流体供給ライン３２を通っていないときに現れるようなものを示す。示すようなバルブ４０は、開口部４４及び任意の所望のスリット４６を含む前面４０又は第一の壁を含む。この第一の壁は、好ましくは、スプリングヒンジ４８を介して外側に配置されたフランジ７０へと接続している。スプリングヒンジ４８は、好ましくは、適用される最小限の圧力でバルブ４０が排水チャネル３８を閉じることを可能にする。

スプリングヒンジ４８は、バルブ４０の外側から中心の方へ向かって、好ましくは最初の腕５０を含む。最初の腕５０は、一般的に垂直であるが、しかしながら、好ましくは下流方向に曲がって特定の応力を低減する。第一の屈曲部５２は、好ましくはほぼ直角に、ヒンジ壁を上流へと曲げるように続く。これは一般に水平方向の腕５４を生ずる。第二の屈曲部５６は、好ましくはほぼ直角に、ヒンジ壁を更に内側及び前面４２内へと再び曲げる。

第二の壁５８は、バルブ４０の背面６０に成形されている。この第二の壁５８は、更に下流に背面６０から離れて延在する。したがって、第二の壁５８と、一般に水平方向の腕５４との間に形成された隙間６２が存在する。流速が増加するにつれて隙間６２のサイズが変化する。そのような配置は、図４Ｂに示すように、ヒンジ４８が第二の壁５８の移動の邪魔にならないよう動くことを可能にする。

図５及び６に見られるように、バルブ４０は、好ましくは一般的に連続的な環である。したがって、設置の向きは一般に問題ではない。バルブ４０は、対応する可塑性機能群へと好ましくはぴったりと適合する。好ましくは、対応する可塑性機能群はテーパー壁を有し、設置の向きが様々であってもバルブを適切に整列させる。代替として、バルブ４０は、オーバーモールド工程をとおして所望の場所に固定することができる。オーバーモールドとは、材料同士が共に成型される、よく理解された射出成形プロセスである。好ましくは、供給ライン２２の一部、入口部分３２又は下流部分３４のいずれかをバルブ４０と共に金型内に置く、インサートオーバーモールド工程を用いる。金型を閉じて次に供給ライン２２の他の部分を形成し、バルブ４０を適当な場所に固定する。流体の流れからの圧力が除去されたとき、部分に残留した応力とシステムからの背圧との組合せは、図４Ａに示すようにバルブ４０を元の位置へと押し戻し、排水口を開く。

図７〜１１Ｂは、別々の構成部品としての排水コンポーネント３０を示す。この実施形態において、排水コンポーネント３０は供給ライン３２と下流ライン３４との間に取り付けられ、完全な供給ライン２２を形成している。図８及び１０に見られるように、上流に暴露されるバルブ面４２の面積は、下流に暴露されるバルブ面６０の面積よりも大きい。これは、バルブ４０にわたって圧力の違いが生じ、バルブ４０を意図したように歪めることを可能にする。

図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、バルブ４０は、排水コンポーネント３０の２つの部分の間に固定される。これらの２つの部分は、一般に、接着剤、スクリュー、又はあらゆる他の許容できる接続手段を使用して共に固定される。流体がバルブ４０を通って流れているとき、図１１Ａに示すように、バルブ４０は第一の位置にある。この第一の位置において、第二の壁５８は内壁６４の封止面６８に接触する。流体がバルブ４０を通って流れていないとき、図１１Ｂに示すように、バルブ４０の第二の壁５８は、排水チャネル３６の内壁６４の封止面６８に接触にしていない。上記のように、これは、過剰溶液が排水チャネル３６内へと自由に移動して、排水コンポーネント３０の外壁の一つ又は複数の孔３８を通ることを可能にする。

設置を補助するため、排水コンポーネント３０の壁７２及び７４は、バルブ４０の方へ僅かに狭くなるテーパーがついている。これは、入口部分３２と下流部分３４との間に排水コンポーネント３０を設置している間、タイトに適合することを可能にする。

図１２及び１３は、バルブ４０及び排水コンポーネント３０の他の実施形態を示す。この実施形態において、排水コンポーネントは、入口部分３２の間の接続と一体化しており、下流部分３４に接続している。この別の実施形態では、スプリングヒンジ４８の形状が単純化され、開口部４４の径が増大している。これは、より容易な製造工程を可能にする。図１２は、解放及び排水位置にあるバルブ４０を示す。図１３は、閉鎖及び封止位置にある、本実施形態におけるバルブ４０の第二の壁５８の拡大図であり、第二の壁５８の外縁部は、排水チャネル３６の内壁６４の封止部分６８と接触している。

先の説明は図示及び説明のために示すものであり、網羅的なリストであること又は開示された正確な形態へと本発明を限定することを意図するものではない。本発明において、当業者にとって明らかな他の代替の実施形態又は方法が考慮されると考えられる。例えば、本発明の様々な実施形態において孔形状を示したが、しかしながら、これらは唯一の可能な構成ではない。

Claims (20)

1. 流体の流れを制御するための装置であって、前記装置は、
   流体供給源と；
   前記流体供給源と連結した流体供給ラインであって、前記流体供給ラインを通した流体供給はオン又はオフにすることができる、流体供給ラインと；
   下流供給ラインと；
   下流供給ラインより前に固定された単一部品の三方弾性バルブであって、前記弾性バルブは、
   可動な第一の壁であって、前記流体供給がオンであるとき第一の位置、及び前記流体供給がオフであるとき第二の位置を有する、可動な第一の壁と、
   前記可動な第一の壁に接続された第二の壁であって、前記第一の壁が前記第一の位置にあるとき排水封止面と係合する第二の壁と
   を含む、単一部品の三方弾性バルブと；
   前記弾性バルブの前記可動な第一の壁が前記第二の位置にあるとき前記下流供給ラインに流体連結する排水口と
   を含む、装置。
2. 前記単一部品の三方弾性バルブが、外側フランジ部分、内面部分、及び前記外側フランジ部分と前記内面部分との間のヒンジ部分を含む、請求項１に記載の流体の流れを制御するための装置。
3. 前記内面部分が、前面と、背面と、前記内面部分の前記背面から下流に延在する壁とを含む、請求項２に記載の流体の流れを制御するための装置。
4. 前記壁が環の形状である、請求項３に記載の流体の流れを制御するための装置。
5. 前記壁が環の形状でない、請求項３に記載の流体の流れを制御するための装置。
6. 前記排水口が、前記下流供給ラインと流体連結した単一の孔である、請求項１に記載の装置。
7. 前記排水口が、前記下流供給ラインと流体連結した複数の孔である、請求項１に記載の装置。
8. 前記排水口が前記下流供給ラインと一体的である、請求項１に記載の装置。
9. 前記排水口が前記流体供給ラインと一体的である、請求項１に記載の装置。
10. 前記排水口が、前記流体供給ライン及び前記下流供給ラインへと接続された排水コンポーネントの一部である、請求項１に記載の装置。
11. 固体化学製品への流体の流れを制御する方法であって、前記方法は、
    流体供給ラインへの流体供給をオンにすることと；
    前記流体供給ラインの上流部分と前記流体供給ラインの下流部分との間に固定された弾性バルブを変形させることであって、前記弾性バルブの変形が排水経路を封止する、ことと；
    前記流体供給ラインへの流体供給をオフにすることと；
    前記弾性バルブが元の位置に戻ることを可能にすることによって前記排水経路を開くことと；
    前記流体供給ラインの前記下流部分から過剰な流体を排出することと
    を含む、方法。
12. 前記排水経路が排水コンポーネントに含まれる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記方法は、前記流体供給ラインの前記上流部分を前記排水コンポーネントの第一の面に固定することと、前記流体供給ラインの前記下流部分を前記排水コンポーネントの第二の面に固定することとによって前記流体供給ラインを組み立てることを含む、請求項１２に記載の流体の流れを制御する方法。
14. 前記流体供給ラインを組み立てる前に前記弾性バルブを前記排水コンポーネント内に挿入する、請求項１３に記載の流体の流れを制御する方法。
15. 前記弾性バルブを前記排水コンポーネント内に挿入すると前記弾性バルブ自身が中央に位置する、請求項１４に記載の流体の流れを制御する方法。
16. 固体化学製品を流体に溶解することによって溶液を生ずるためのディスペンサーシステムであって、前記ディスペンサーシステムは、
    ディスペンサーハウジングと；
    流体供給源に接続された流体入口と；
    製品支持格子と；
    前記製品支持格子上に支持された固体化学製品と；
    前記流体入口と連通した上流部分、及び流体を前記固体化学製品の方へ導く下流部分を含む流体供給ラインであって、前記流体供給ラインを通した流体供給はオン又はオフにすることができる、流体供給ラインと；
    前記流体供給ラインと流体連結した排水コンポーネントと
    を含み、前記排水コンポーネントは、
    排水口へと導く排水チャネルであって、前記排水チャネルは内壁及び外壁によって画定され、前記内壁は封止面を含む、排水チャネルと；
    単一部品の三方弾性バルブと
    を含み、前記弾性バルブは、
    可動な第一の壁であって、前記流体供給がオンであるとき第一の位置、及び前記流体供給がオフであるとき第二の位置を有する、可動な第一の壁と；
    前記可動な第一の壁に接続された第二の壁であって、前記第一の壁が前記第一の位置にあるとき排水封止面と係合する第二の壁と
    を含む、
    ディスペンサーシステム。
17. 前記弾性バルブが開口部を含む、請求項１６に記載のディスペンサーシステム。
18. 前記開口部が円形である、請求項１７に記載のディスペンサーシステム。
19. 前記開口部が、円形の中心部と、半径方向に延在するスロットとを含む、請求項１７に記載のディスペンサーシステム。
20. 前記弾性バルブがフルオロエラストマーから構成される、請求項１６に記載のディスペンサーシステム。

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