JP4519282B2 - ３方ボールバルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３方ボールバルブに関し、詳細には、ボール弁体の周りに存在する流体溜まり部を無くした３方ボールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、ボールバルブ１０１は、一般に、ハンドル１６０を用いて大略ボール状の弁体１２０をその弁軸の回りに回動させることによって流路を開閉させ、流路を流れる流体を流通・遮断するものである。ボール弁体１２０の貫通弁穴１２８の周りには、貫通穴１３８を有するインサートスリーブ１３０に取り付けられたシートリング１５０が配置されている。したがって、貫通弁穴１２８と貫通穴１３８とによって流路が形成されている。また、インサートスリーブ１３０及びボディ１１０の各フランジを挟装するための連結リング１８０が配設されている。特殊な工具を用いて連結リング１８０を回動させると、インサートスリーブ１３０のシートリング１５０がボール弁体１２０の貫通弁穴１２８の周囲を押圧して、シートリング１５０がボール弁体１２０に対して密着する。したがって、流体がボールバルブ１０１の流路から漏れ出ることが防止される。
【０００３】
ところで、ボールバルブ１０１において、ボディ１１０の内壁面とボール弁体１２０の外周面との間には、一定の空間、いわゆるチャンバー１７０が形成されている。ボール弁体１２０の回動時に、貫通弁穴１２８がチャンバー１７０と貫通穴１３８との間にまたがったときに、チャンバー１７０と貫通穴１３８とが一時的に連通してしまう。その結果、流体がチャンバー１７０内に流入して、流体がチャンバー１７０に溜まり、流体溜まり部となってしまう。
【０００４】
ボールバルブ１０１の流路には、液体、粉体、スラリー等の様々な流体が流される。流体が腐食性のものである場合には、錆が流体溜まり部１７０に発生する。また、流体が粉体及びスラリーである場合には、流体溜まり部１７０内に溜まったままになる。いずれの場合も、ボール弁体１２０の回転トルクが徐々に大きくなって開閉操作が重たくなる、不純物が混入する、あるいは、特に食品を取り扱う場合には衛生的に好ましくない等の理由から、ボールバルブ１０１のボディ１１０の内部を洗浄する必要がある。したがって、流体溜まり部１７０を有するボールバルブ１０１においては、ボディ１１０の内部を洗浄する前にボールバルブ１０１を一旦完全に分解する必要があるが、ボディ１１０を完全に分解することに手間がかかる、あるいはこれらの分解・洗浄作業を頻繁に行なう必要がある等の問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、ボディ内部の分解・洗浄をほとんど必要としない３方ボールバルブを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明に係る３方ボールバルブは、３つの流路が軸直交方向に延在して、ボール弁体をその弁軸の回りに回動させて流路を開閉する３方ボールバルブであって、流路を形成する弁穴（２８，２９）を備えた大略ボール状の弁体部と、流路に対する上下の直交方向に延在する上下の軸部とを有するボール弁体と、その上部において上記ボール弁体を脱装着可能な大きさで開口した開口部と、下軸部を軸支する下軸受部と、流路方向に延在する少なくとも２つの挿通穴とを有する略筒状のボディと、上記開口部を閉口するボディキャップと、ボール弁体側の上記挿通穴に装着されるとともに、挿通穴と同軸の貫通穴を備えるシートリングと、流路を形成する貫通穴とを有するインサートスリーブと、上記ボディとボール弁体との間で形成される空間に充填される、上下に２分割されたスペーサとを備え、上記上下のスペーサは、互いに同一の大略臼形状であって、上記弁体部を受け入れる半球状の凹部と、流路に対応する側壁部分が切り欠かれた切欠と、上記上下の軸部のそれぞれに嵌合すべく底壁に配設された貫通軸穴と、を備えてなることを特徴とする。
【０００７】
上記構成の３方ボールバルブによれば、ボール状の弁体部と相補的な形状をした上下に２分割されたスペーサが、ボディの内壁面とボール弁体の外周面との間で形成される空間に充填されて、流体溜まり部の形成されることがない。ボール弁体を操作すると、ボール弁体は、これらのスペーサの凹状球面に摺接しながら回転し、ボール弁体の弁穴とシートリングの貫通穴とが合致すると開状態となり、それ以外の場所では弁穴がスペーサによって必ず閉塞された閉状態となる。したがって、流体が流路以外の所に浸入することが防止される。また、上下のスペーサが互いに同一形状であるので、異なった形状をした上下のスペーサを別々に製造する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
【０００８】
好ましくは、ボディ及びインサートスリーブのそれぞれに設けられた各フランジを連結するための連結リングをさらに備え、該連結リングの外周面には径方向に延在するアームを配設する。
【０００９】
このような構成によれば、使用者は、特別な工具を用いることなく、使用者自身の手で連結リングのアームで船の舵輪を回すように連結リングを回動させることによって、ボディ及びインサートスリーブのそれぞれに設けられた各フランジを連結又は分離させることができる。
【００１０】
好ましくは、下軸受部に対して軸方向に連通したドレンをさらに設ける。
【００１１】
上述したように、３方ボールバルブのボディ内においては流路以外の所がスペーサによって閉塞されているので、流体が流路以外の所に浸入することが防止される。しかしながら、万が一の場合、例えば、微粒粉体を含んだ流体を使用した場合、あるいは長期間にわたって使用した場合には、流体が流路以外の所に浸入することも予想される。このことを防止するために、下軸受部に対して軸方向に連通したドレンをさらに設けることができる。このような構成によれば、弁体部を閉状態にするとともにドレンを開状態にして、洗浄するための洗浄液（例えば、水）を流すと、ボール弁体、シートリング及びスペーサ等の隙間に溜まった流体をドレンから洗い流すことができる。したがって、３方ボールバルブを完全に分解することなく、ボールバルブ内を簡単に洗浄することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態に係る３方ボールバルブ１について、図２及び３を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図２は、ボール弁体２０をその弁軸２２，２３の回りに回動させて３方の流路を切換える３方ボールバルブ１の一部分を破断した縦断面図である。図３は、図２の３方ボールバルブ１に使用されるスペーサ７０の斜視図である。
【００１４】
図２において、１０はボディ、２０はボディ１０内に回転自在に収納されたボール弁体、３０はボディ１０の側壁から挿嵌されるインサートスリーブ、４０はボディ１０の上部から挿嵌されるボディキャップ、７０はボディ１０とボール弁体２０との間の空間に充填されるスペーサである。
【００１５】
ボディ１０は、大略円筒形状をしており、その上部にはボール弁体２０及びスペーサ７０を取り出し可能な大きさに開口した開口部１３が形成されている。ボディキャップ４０は、開口部１３を閉止するように寸法構成されており、その中央部には、軸方向に延在する貫通した軸穴が形成されている。ボディ１０とボディキャップ４０とは、クランプ部材９０の蝶ナット９４を締め付けることにより一体化されており、上下のスペーサ７０の面圧により流体の漏出が防止されている。
【００１６】
ボディ１０の側壁には、一直線に並ぶ２つの継手部１５が左右に配置されるとともに、２つの継手部１５との直交方向に延在する１つの継手部（不図示）が配置されている。そして、各継手部には挿通穴１６及びフランジが形成されている。
【００１７】
ボディ１０の底部には、ボール弁体２０の下軸部２３を受ける下軸受部１４と、下軸受部１４に連通したドレン１８とが設けられている。ドレン１８のドレン穴にはドレンピース８８が装填されている。ドレン穴にドレンピース８８を装填した状態でドレンキャップ８６を締め付けることによりドレン１８を閉止する。
【００１８】
ボール弁体２０は、ボディキャップ４０の軸穴で軸支される上軸部２２と、略ボール状の弁体部２４と、下軸受部１４で軸支される下軸部２３とからなる。
【００１９】
上軸部２２の上部には、ハンドル６０の先端に形成された係止凹部に嵌入するための係止突起が、軸方向に延在している。それとともに、係止突起の頂部には、軸方向に延在する螺合穴が形成されている。したがって、ハンドル６０は、その係止凹部を上軸部２２の係止突起に嵌入させた状態で、蝶ネジ６４を螺合穴に対して螺合させることにより、ボール弁体２０の上軸部２２に対して固定されている。ハンドル６０を回動させると、ボール弁体２０が連動して回動し、弁体部２４が所定の開閉位置に位置決めされる。そして、弁体部２４の内部には、左右のインサートスリーブ３０の貫通穴３８とそれぞれ連通する貫通弁穴２８と、貫通弁穴２８との直交に延在する１つの弁穴２９とが形成されている。したがって、貫通弁穴２８及び弁穴２９が、対応する貫通穴３８のそれぞれに対して連通することによって、一連の流路が形成される。また、下軸部２３には、軸方向に延在して下端に至る排水溝（不図示）が複数個形成されている。この排水溝は、ボディ１０の下軸受部１４及びドレン１８のドレン穴に通じている。
【００２０】
ボディ１０の各継手部の挿通穴１６には、インサートスリーブ３０が挿嵌されている。インサートスリーブ３０は、ボディ１０のフランジに接続するためのフランジを備え、その内部には流路を形成する貫通穴３８が形成されている。インサートスリーブ３０の弁体部２４側の端部には、シートリング５０が挿嵌されて固着されている。すなわち、シートリング５０は、インサートスリーブ３０に対して一体化されている。シートリング５０は、４フッ化エチレン系樹脂等の潤滑性の優れた樹脂材料からなり、弁体部２４の貫通弁穴２８及び弁穴２９を覆うとともに、弁体部２４の球面を受け入れるように寸法構成されている。シートリング５０の内部には流路を形成する貫通穴５２が形成されている。
【００２１】
ボディ１０内において、ボディ１０の内壁面と、ボール弁体２０の外周面と、シートリング５０の外周面とで囲まれた空間、すなわちチャンバー１２が上下に形成されている。上下の各チャンバー１２は互いに大略同じ形状をしている。上下のチャンバー１２内を充填するように、上下のスペーサ７０が配設されている。
【００２２】
上下のスペーサ７０は、図３に示すように、互いに同一の大略臼形状をしている。したがって、異なった形状をした上下のスペーサ７０を別々に製造する場合と比較して、製造コストを低減することができる。上下のスペーサ７０は、弁体部２４と相補的な形状、すなわち弁体部２４の半球部を受け入れる半球状の凹部７２と、流路に対応する側壁部分に配設されるとともに半円状に切り欠かれた３つの切欠７６ａ，７６ｂ，７６ｃと、下軸部２３と嵌合するように底壁に設けられた貫通軸穴７８とを備えている。上下のスペーサ７０は、互いに分割面７４で当接するとともに、弁体部２４の全体を覆うように配設される。上下のスペーサ７０は、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性及び潤滑性の優れた樹脂系材料からなる。したがって、ボール弁体２０は軽い力で回動するので、スムーズな開閉動作が可能となる。
【００２３】
ボディ１０のフランジと、インサートスリーブ３０のフランジとは、連結リング８０を介して連結されている。連結リング８０の外周面には、径方向に延在する複数の円柱状アーム８２が等配されている。円柱状アーム８２を船の舵輪を回すように連結リング８０を回動させると、シートリング５０の球状凹部７２が弁体部２４の球面に押し付けられるので、両者が十分に密着する。すなわち、弁体部２４とシートリング５０との間での十分なシール性が得られる。
【００２４】
したがって、ハンドル６０を用いてボール弁体２０を回転操作すると、ボール弁体２０は、上下のスペーサ７０の凹状球面７２に摺接しながら回転し、ボール弁体２０の弁穴２８，２９とシートリング５０の貫通穴５２とが合致すると開状態となり、それ以外の場所では弁穴２８，２９がスペーサ７０によって閉塞されて閉状態となって流体が流出することがない。すなわち、チャンバー１２がスペーサ７０で充填されて流体溜まり部が無くなっているとともに、弁体部２４とシートリング５０とが密着しているので、流体が溜まることが防止される。
【００２５】
なお、ボディ１０とボディキャップ４０との間、継手部１５とインサートスリーブ３０との間、及び、ボール弁体２０の上軸部２２とボディキャップ４０との間は、それぞれ、Оリング９６を介してシールされている。
【００２６】
次に、図２に示す３方ボールバルブ１の取扱い方法について説明する。
【００２７】
チャンバー１２が、スペーサ７０で充填されているために、通常の使用状態では、流体が隙間に溜まることがないものの、万が一、隙間に流体が溜まったときには、以下のような手順に従って３方ボールバルブ１を分解して洗浄する。
【００２８】
上軸部２２に螺合している蝶ネジ６４を緩めて取り外し、上軸部２２に固定されているハンドル６０を上軸部２２の係止突起から抜き取る。クランプ部材９０の蝶ナット９４を緩めて取り外し、ボディ１０に装着されていたボディキャップ４０を軸方向に取り外す。次に、連結リング８０のアーム８２で船の舵輪を回すように連結リング８０を回動させると、連結リング８０が外れる。すなわち、特別な工具を用いることなく、操作者は連結リング８０を簡単に取り外すことができる。ボディ１０の継手部１５からインサートスリーブ３０を抜き取ると、弁体部２４とシートリング５０との間の係合が解除されて、ボール弁体２０がフリーとなる。３方ボールバルブの場合、継手部１５が３つあるので、連結リング８０の取外作業及びインサートスリーブ３０の抜取作業を３回繰り返す。その結果、ボール弁体２０及び上下のスペーサ７０はボディ１０の上部にある開口部１３から抜き取ることが可能となる。ドレンキャップ８６を緩めてドレン１８から取り外したあと、ドレン１８に装填されたドレンピース８８を取り外す。そして、ボディ１０の内部を水等の洗浄液で洗浄する。
【００２９】
なお、３方ボールバルブ１の組立ては、上述した分解方法と逆の手順で行なう。
【００３０】
また、万が一の場合、例えば、微粒粉体を含んだ流体を使用した場合、あるいは長期間にわたって使用した場合等には、流体がボディ１０内の隙間に浸入することも起こるかもしれない。この場合、弁体部２４を閉状態にするとともにドレン１８を開状態にして、洗浄するための洗浄液（例えば、水）を流路から流すと、ボール弁体２０、シートリング５０及びスペーサ７０等の隙間に溜まった流体を排水溝を通じてドレン１８から洗い流すことができる。したがって、ボールバルブ１を完全に分解することなく、ボールバルブ１の内部を簡単に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の３方ボールバルブの一部分を破断した縦断面図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る３方ボールバルブの一部分を破断した縦断面図である。
【図３】 図２の３方ボールバルブに使用されるスペーサの斜視図である。
【符号の説明】
１ ３方ボールバルブ
１０ ボディ
１２ チャンバー
１３ 開口部
１４ 下軸受部
１５ 継手部
１６ 挿通穴
１８ ドレン
２０ ボール弁体
２２ 上軸部（弁軸）
２３ 下軸部（弁軸）
２４ 弁体部
２８ 貫通弁穴（流路）
２９ 弁穴（流路）
３０ インサートスリーブ
３８ 貫通穴（流路）
４０ ボディキャップ
５０ シートリング
５２ 貫通穴
６０ ハンドル
６４ 蝶ネジ
７０ スペーサ
７２ 凹部
７４ 分割面
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ 切欠
７８ 貫通軸穴
８０ 連結リング
８２ アーム
８６ ドレンキャップ
８８ ドレンピース
９０ クランプ部材
９４ 蝶ナット
９６ Оリング

Claims (3)

1. ３つの流路が軸直交方向に延在して、ボール弁体（２０）をその弁軸（２２，２３）の回りに回動させて流路を開閉する３方ボールバルブ（１）であって、
   流路を形成する弁穴（２８，２９）を備えた大略ボール状の弁体部（２４）と、流路に対する上下の直交方向に延在する上下の軸部（２２，２３）とを有するボール弁体（２０）と、
   その上部において上記ボール弁体（２０）を脱装着可能な大きさで開口した開口部（１３）と、下軸部（２３）を軸支する下軸受部（１４）と、流路方向に延在する３つの挿通穴（１６）とを有する略筒状のボディ（１０）と、
   上記開口部（１３）を閉口するボディキャップ（４０）と、
   ボール弁体側の上記挿通穴（１６）に装着されるとともに、挿通穴（１６）と同軸の貫通穴（５２）を備えるシートリング（５０）と、流路を形成する貫通穴（３８）とを有するインサートスリーブ（３０）と、
   上記ボディ（１０）とボール弁体（２０）との間で形成される空間（１２）に充填される、上下に２分割されたスペーサ（７０）とを備え、
   上記上下のスペーサ（７０）は、互いに同一の大略臼形状であって、上記弁体部（２４）を受け入れる半球状の凹部（７２）と、流路に対応する側壁部分が切り欠かれた切欠（７６ａ，７６ｂ，７６ｃ）と、上記上下の軸部（２２，２３）のそれぞれに嵌合すべく底壁に配設された貫通軸穴（７８）と、を備えてなることを特徴とする３方ボールバルブ。
2. 上記ボディ（１０）及びインサートスリーブ（３０）のそれぞれに設けられた各フランジを連結するための連結リング（８０）をさらに備え、該連結リング（８０）の外周面には径方向に延在するアーム（８２）を配設したことを特徴とする請求項１記載の３方ボールバルブ。
3. 上記下軸受部（１４）に対して軸方向に連通したドレン（１８）をさらに設けたことを特徴とする請求項１記載の３方ボールバルブ。

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