JP2591876B2 - 分岐通路への接続を制御するバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は分岐通路への接続を制御するバルブに関す
る。

［従来の技術］ このようなバルブは、例えばパイプラインシステムの
配管から流体をサンプリングし、または排水する為に使
用される。

通常、パイプラインシステムにパイプラインシステム
の配管からの流体のサンプリングまたは排水手段が必要
な場合には、Ｔ（ティー）型のフィッティングがパイプ
ラインシステムの配管内に設けられる。このＴ型のフィ
ッティング中で一直線状に配置された第１及び第２の配
管はパイプラインシステムの配管に介在された貫通通路
を構成しており、Ｔ型のフィッティング中の第３の配管
は第１及び第２の配管の貫通通路から垂直方向下方に向
けられてストップバルブを備えている。このストップバ
ルブが開かれるとパイプラインシステムの配管から流体
をサンプリングまたは排水することが出来る。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の構成は、以下の欠点を有している。
即ち、パイプラインシステムが普通に作動していてパイ
プラインシステムの配管に流体が流れている間に通常は
ストップバルブが閉じられているＴ型のフィッティング
の第３の配管中の流体は流れが滞り、いわゆる「死ん
だ」状態になってしまう。

第３の配管中の死んだ状態にある流体には、懸濁液中
の固体やバクテリア汚染物等の材料が停滞されてしま
う。このようなことは、食品製造設備や生化学関係の装
置などでは問題となる。懸濁液中の固体、或いは粘性の
チキソトロピーなどの物質が第３の配管中の死んだ状態
にある流体に集った場合には、ストップバルブが開かれ
ても第３の配管から流体が流れなくなってしまうことが
ある。

さらに、パイプラインシステム内の配管をしばしば清
掃（CIP）またはスチーム洗浄（SIP）しなければない
が、パイプラインシステム内の配管に介在されたＴ（テ
ィー）型のフィッティングの第３の配管に接続されたス
トップバルブは、効果的に清掃または消毒され得ない。

この発明は、上記事情の下でなされ、この発明の目的
は、第３の配管に流体が滞ることがなく、パイプライン
システム内の配管の清掃（CIP）またはスチーム洗浄（S
IP）と同時に効果的に清掃または消毒することが出来
る、分岐通路への接続を制御するバルブを提供すること
である。

［課題を解決する為の手段］ 上述したこの発明の目的を達成する為に、この発明に
従った分岐通路への接続を制御するバルブは：貫通通路
と、分岐通路と、バルブシートと、バルブシートに開口
された貫通通路の開口部と、バルブシートにおいて貫通
通路の開口部から離れた位置で開口された分岐通路の開
口部と、を含むバルブボディと；バルブシートに密着し
てバルブシートにおける貫通通路の開口部と分岐通路の
開口部とを閉鎖し貫通通路の開口部と分岐通路の開口部
との間の連通を遮断する第１の位置と、バルブシートか
ら離れてバルブシートとの間にチャンバを生じさせると
ともに貫通通路の開口部と分岐通路の開口部とを解放し
貫通通路の開口部と分岐通路の開口部との間の連通を許
容する第２の位置と、の間で選択的に移動するダイヤフ
ラムと；を備えている。

そして、貫通通路の開口部に対応した底面から開口部
までの内表面で分岐通路側の領域は、貫通通路を略水平
にし分岐通路をバルブシートから下方に向けた状態でバ
ルブボディが配置された時に水平または上記底面側より
も開口部側の方が下に位置するよう傾斜されている。こ
の為に、貫通通路を略水平にし分岐通路をバルブシート
から下方に向けた状態でバルブボディが配置されている
間にダイヤフラムが第２の位置に配置された時に、貫通
通路中の流体が開口部及びダイヤフラムとバルブシート
との間のチャンバを介して全て分岐通路の開口部に流入
することが許容される、ことを特徴としている。

このような構成であれば、貫通通路を略水平にし分岐
通路をバルブシートから下方に向けた状態でバルブボデ
ィが配置されている間にダイヤフラムが第２の位置に配
置された時に、貫通通路中の流体が開口部及びダイヤフ
ラムとバルブシートとの間のチャンバを介して全て分岐
通路の開口部に流入することが許容されるので、貫通通
路中や第３の配管中に流体が滞ることがなくなりパイプ
ラインシステム内の配管の清掃（CIP）またはスチーム
洗浄（SIP）と同時に効果的に清掃または消毒すること
が出来る。

このように構成されたことを特徴としているこの発明
に従った分岐通路への接続を制御するバルブは、バルブ
シートが貫通通路の横断面と交差していて、ダイヤフラ
ムが第１の位置に配置された時にはダイヤフラムは貫通
通路の開口部を閉鎖して貫通通路の内周面の一部を構成
する、ことが好ましい。

このような構成であれば、ダイヤフラムが第１の位置
に配置された時には貫通通路の開口部に流体が溜まるこ
とが完全に防止することが出来る。

以下、添付の図面を参照しながら本願の発明の種々の
実施の形態について詳細に説明する。

［発明の実施の形態］ 図１に示す１つの実施の形態に従ったバルブ１は、パ
イプラインシステム内の配管中を流れる所定の流体の性
質に適した材料によって形成されたバルブボディ２を具
備している。このバルブボディ２は、実質的に円形状の
横断面を有した貫通通路３を含んでいる。この貫通通路
３は、図２に示すように、バルブボディ２の第１のポー
ト４から第２のポート５へと一直線状に延出している。
このバルブボディ２は、分岐通路７をさらに含んでい
る。この分岐通路７は、第１のポート４及び第２のポー
ト５とは直交する方向を向いている分岐ポート８からバ
ルブボディ２に規定されたダイヤフラムシート10内に形
成されている開口部９まで延出している。

バルブボディ２は、バルブボディ２をパイプラインシ
ステムへ介在させる接続手段６を、第１のポート４及び
第２のポート５の領域内に備えている。又、バルブボデ
ィ２は、分岐ポート８の領域内にもこのような接続手段
６を備えている。これらの接続手段６は、溶接や、例え
ばねじなどのその他の最適な手段によってこれら第１の
ポート４及び第２のポート５や分岐ポート８を対応する
配管に接続するよう構成されている。

バルブシート10は貫通通路３の横断面の一部と交差し
ており、バルブシート10中に貫通通路３の開口部11を規
定している。かくして、貫通通路３の開口部11と分岐通
路７の開口部９との間に堰16が形成されている。

通常の形のダイヤフラム12は、ダイヤフラム12を後述
する第１の位置と第２の位置との間で移動させる通常の
ダイヤフラム作動機構14によりバルブボディ２において
バルブシート10を囲むフランジ13に密着されている。

ダイヤフラム12は第１の位置に配置された時にはダイ
ヤフラム12の下面をバルブシート10に対して密着させ、
第２の位置に配置された時には、図１に示す如く、ダイ
ヤフラム12はバルブシート10から離間してバルブシート
10との間にチャンバ15を生じさせる。

ダイヤフラム作動機構14は通常のいかなる方法によっ
てもバルブボディ２のフランジ13に取り付けることがで
きるが、この１つの実施の形態ではバルブボディ２のフ
ランジ13の４隅に形成されたボルト穴17を介して図示し
ないボルトで取り付けられれる。

使用時には、通常、バルブボディ２は、貫通通路３を
水平にし分岐通路７を下方に向けた状態で貫通通路３が
パイプラインシステム内の配管に介在される。パイプラ
インシステムの通常の動作の間にダイヤフラム12はダイ
ヤフラム作動機構14によって第１の位置に保持され、従
って堰16を含むバルブシート10に密着されて貫通通路３
の開口部11と分岐通路７の開口部９との間の連通を遮断
する。

この１つの実施の形態では、貫通通路３の横断面がバ
ルブシート10の領域内の開口部11で円から僅かに変化し
ているとしても、開口部11が貫通通路３の横断面の一部
でダイヤフラム12により閉じられているので、貫通通路
３はもちろん分岐通路７にも死んだ状態は生ぜず、貫通
通路３や分岐通路７にはパイプラインシステムの配管中
を流れる流体中の固形物質或いは上記流体そのものが滞
る可能性が実質的に生じない。

パイプラインシステムの配管からサンプルを取ること
が要求されたり、パイプラインシステムの配管からの流
体の完全な排出が望まれたときには、ダイヤフラム12は
ダイヤフラム作動機構14によって図１に示された第２の
位置に移動される。この結果、貫通通路３中を流れる流
体は、貫通通路３の開口部11とダイヤフラム12とバイブ
シート10との間に規定されたチャンバ15とを介して堰16
を越え、分岐通路７の開口部９に流入した後、分岐通路
７から分岐ポート８を介して流出される。

図２に示すように、分岐通路７の開口部９及び貫通通
路３の開口部11は、バルブシート10上にバルブシート10
の中心に対して対称的に形成されているのではないの
で、ダイヤフラム12はバルブシート10の中心からずれた
位置にある堰16上に密着されることが要求される。テス
トを行ったところ、図１及び図２の実施例に従って設計
されたバルブは、満足がいくように作動することが分か
った。又、バルブシート10における堰16の密封は堰16が
バルブシート10の中心に配設されていなくても十分に効
果的であることが分かった。

しかしながら、通常のダイヤフラム作動機構14及びダ
イヤフラム12は、バルブシート10の中心部でバルブシー
ト10を密封するよう設計されている。従って、本発明の
幾つかの他の実施の形態が期待される。これら実施の形
態においては、バルブシート10の中心部に分岐通路７の
開口部９と貫通通路３の開口部11との間の堰16が配置さ
れている。

これらの他の実施の形態は図３乃至図10を参照しなが
ら以下に詳細に説明されるが、図１及び図２に示した１
つの実施の形態と同様の部分には同様の参照符号を使用
して詳細な説明は省略される。

図３において、バルブシート10における分岐通路７の
開口部９と貫通通路３の開口部11との間の堰18は、バル
ブシート10の中央部に形成されている。これは、図２に
示す位置からバルブシート10を分岐通路７の開口部９の
方向に動かすことによって達成される。

バルブシート10の中央に堰18を備えた結果として、図
４に示すように、フランジ13中の２個のボルト穴17が貫
通通路３によって遮断される。この為にこの実施の形態
では、これら２個のボルト穴17は底付きタップ穴19によ
って構成されており、図示しないボルトによるダイヤフ
ラム作動機構14の取り付けを可能としている。

さらに、底付きタップ穴19を収容するために、貫通通
路３はバルブシート10と堰18から下方に遠ざけられてい
て、図５に示す如く、貫通通路３とバルブシート10にお
ける貫通通路３の為の開口部11との間に小さな溜まり20
が形成されている。

図６乃至図８は、もう１つの別の実施の形態を示して
いる。この実施の形態は、図３乃至図５に示した実施の
形態と同様に、バルブシート10の中央部に堰18を有して
いる。この実施の形態においては、貫通通路３と分岐通
路７とは径が小さくなっており、この結果として貫通通
路３は堰18に接近されており、貫通通路３とバルブシー
ト10における貫通通路３の為の開口部11との間に形成さ
れた小さな溜まり20の容積が減少されている。

小さい径の貫通通路３は、図７に示すように、バルブ
ボディ２のフランジ13のボルト穴17をバルブボディ２を
貫通させた貫通穴21によって構成することを可能にして
いる。

図３及び図４に示す底付きタップ穴19の代りに、図９
及び図10に示す如くフランジ13に２個のスロット22を形
成することが出来る。これらスロット22の各々はボルト
24のシャフト23を収容するのに十分な幅に形成されてお
り、また各々のスロット22の下方にはボルト24のヘッド
26が収容可能な窪み25が形成されているのでボルト24は
スロット22に沿いスライド可能である。

このボルト24はダイヤフラム作動機構14の取り付けを
可能としている。

なお上述した種々の実施態様のバルブでは、バルブボ
ディ２に１つの分岐通路しか設けられていなかったが複
数の分岐通路を備えることもできる。複数の分岐通路は
バルブシート10内に形成された夫々の開口部から夫々の
ポートへ延出する。

またいずれの実施の形態でも、貫通通路３の開口部11
に対応した底面から開口部11までの内表面で分岐通路７
側の領域は、貫通通路３を略水平にし分岐通路７を下方
に向けた状態でバルブボディ２が配置された時に水平ま
たは上記底面側よりも開口部11側の方が下に位置するよ
う傾斜されていて、このことにより貫通通路３を略水平
にし分岐通路７を下方に向けた状態でバルブボディ２が
配置されている間にダイヤフラム12が第２の位置に配置
された時に、貫通通路３中の流体が開口部11及びダイヤ
フラム12とバルブシート10との間のチャンバ15を介して
全て分岐通路７の開口部９に流入することを許容する。

さらには、貫通通路を直角通路にし、分岐通路を直角
通路のいずれかの直線部分と一直線状に配置するようバ
ルブボディを構成することも出来る。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、この発明の分
岐通路への接続を制御するバルブによれば、第３の配管
としての分岐通路に流体が滞ることがなく、パイプライ
ンシステム内の配管の清掃（CIP）またはスチーム洗浄
（SIP）と同時に効果的に清掃または消毒することが出
来る。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の分岐通路への接続を制御するバルブ
の１つの実施の形態の横断面図； 図２は、図１のバルブのバルブボディからダイヤフラ
ム作動機構とダイヤフラムとを取り除いた後のバルブボ
ディのバルブシートを示す上面図； 図３は、本発明の分岐通路への接続を制御するバルブ
のもう１つの実施の形態において、バルブボディからダ
イヤフラム作動機構とダイヤフラムとを取り除いた後の
バルブボディのバルブシートを示す上面図； 図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図； 図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図； 図６は、本発明の分岐通路への接続を制御するバルブ
の別の１つの実施の形態において、バルブボディからダ
イヤフラム作動機構とダイヤフラムとを取り除いた後の
バルブボディのバルブシートを示す上面図； 図７は、図６のVII−VII線に沿った断面図； 図８は、図６のVIII−VIII線に沿った断面図； 図９は、本発明の分岐通路への接続を制御するバルブ
のさらに別の１つの実施の形態において、バルブボディ
からダイヤフラム作動機構とダイヤフラムとを取り除い
た後のバルブボディのバルブシートを示す上面図；そし
て、 図10は、図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

１……バルブ、２……バルブボディ、３……貫通通
路、４……第１のポート、５……第２のポート、６……
接続手段、７……分岐通路、８……分岐ポート、９……
開口部、10……バルブシート、11……開口部、12……ダ
イヤフラム、13……フランジ、14……ダイヤフラム作動
機構、15……チャンバ、16……堰、17……ボルト穴、18
……堰、18……底付きタップ穴、20……溜まり、21……
貫通穴、22……スロット、23……シャフト、24……ボル
ト、25……窪み、26……ヘッド。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通通路（３）と、分岐通路（７）と、バ
   ルブシート（10）と、バルブシート（10）に開口された
   貫通通路（３）の開口部（11）と、バルブシート（10）
   において貫通通路（３）の開口部（11）から離れた位置
   で開口された分岐通路（７）の開口部（９）と、を含む
   バルブボディ（２）と； バルブシート（10）に密着してバルブシート（10）にお
   ける貫通通路（３）の開口部（11）と分岐通路（７）の
   開口部（９）とを閉鎖し貫通通路（３）の開口部（11）
   と分岐通路（７）の開口部（９）との間の連通を遮断す
   る第１の位置と、バルブシート（10）から離れてバルブ
   シート（10）との間にチャンバ（15）を生じさせるとと
   もに貫通通路（３）の開口部（11）と分岐通路（７）の
   開口部（９）とを解放し貫通通路（３）の開口部（11）
   と分岐通路（７）の開口部（９）との間の連通を許容す
   る第２の位置と、の間で選択的に移動するダイヤフラム
   （12）と； を備えており、 貫通通路（３）の開口部（11）に対応した底面から開口
   部（11）までの内表面で分岐通路（７）側の領域は、貫
   通通路（３）を略水平にし分岐通路（７）を下方に向け
   た状態でバルブボディ（２）が配置された時に水平また
   は上記底面側よりも開口部（11）側の方が下に位置する
   よう傾斜されていて、 貫通通路（３）を略水平にし分岐通路（７）を下方に向
   けた状態でバルブボディ（２）が配置されている間にダ
   イヤフラム（12）が第２の位置に配置された時に、貫通
   通路（３）中の流体が開口部（11）及びダイヤフラム
   （12）とバルブシート（10）との間のチャンバ（15）を
   介して全て分岐通路（７）の開口部（９）に流入するこ
   とを許容する、 ことを特徴とする分岐通路への接続を制御するバルブ。
2. 【請求項２】バルブシート（10）は貫通通路（３）の横
   断面と交差していて、ダイヤフラム（12）が第１の位置
   に配置された時にはダイヤフラム（12）は貫通通路
   （３）の開口部（11）を閉鎖して貫通通路（３）の内周
   面の一部を構成する、ことを特徴とする請求項１に記載
   の分岐通路への接続を制御するバルブ。