JPH04316773A - 非滞留ボールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体産業、バイオ・
医薬産業、食品産業等の流体輸送配管に好適に使用され
るボールバルブに係り、とりわけ弁開時において、流体
の滞留部分がなく、雑菌の発生や滅菌液等の滞留を阻止
したボールバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体輸送ラインにおいては、弁室
内にボールを配設し、それをシートリングを装着したシ
ートキャリアーで挟持したボールバルブや、内部に球状
空間を形成したケーシング内にボールを回動自在に配設
してポケットがないように構成されたポケットレスボー
ルバルブ等が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら従来のボールバ
ルブにおいては、全開状態で長期間流体を流す場合、弁
本体内周面とボールとの間の空間（以下、弁室と記す）
と流路との間はシール用のシートリングで完全に遮断さ
れているため、この弁室に密閉状態で閉込められた流体
は完全な滞留液となり、雑菌の繁殖を防ぐことができな
いし、また、特に半導体産業やバイオ産業等の超純水輸
送ラインでは、必要に応じて過酸化水素水等でラインの
滅菌操作を行うが、この際、前記弁室に過酸化水素水等
が滞留すると、脱過酸化水素水操作がなかなかうまく行
かず、ラインの立ち上がり時間に極めて膨大な労力と時
間とを要する。さらに、また、過酸化水素水のような揮
発性流体の輸送ラインにおいては、弁の全閉時に前記シ
ートリングによって弁室とその上流側と下流側の流路と
が完全に遮断されるので、流体は該弁室内に完全密閉状
態で滞留することになる。この状態で長時間経過すると
、流体がガス化して前記弁室の内圧が上昇し、前記シー
トリングを破損したり、さらにひどくなると弁本体に亀
裂が生じたりすることがあった。そのため、揮発性流体
の輸送ラインにはボールバルブは使用できないという深
刻な問題点もある。

【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、弁開時に弁室に流体が滞留せず、また、揮発性流体
の輸送ラインに用いても全閉時に流体のガス化に起因し
たシートリングおよび弁本体の破損のない非滞留ボール
バルブを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の非滞留バルブの構成は、弁室内に設けられ
かつ内部に流路を有するボールを、回動することによっ
て弁の開閉を行うボールバルブにおいて、該ボールの前
記内部流路と弁室とを連通する連通部を設け、前記ボー
ルの内部流路以外の流路にオリフィス部を形成し、該オ
リフィス部と弁室とを連通する別の連通部を該オリフィ
ス部の近傍に設けたことを特徴とするものである。

【０００６】なお、本発明の非滞留ボールバルブの材質
は、金属でもプラスチックスでも良く特に限定されるも
のではない。

【０００７】

【作用】本発明において、弁の開放時には弁内の流路を
流れる流体はオリフィス部においてその静圧が他の部分
よりも小となるので、前記流体の一部はボールの内部流
路と弁室とを連通する連通路を通って弁室へと流出し、
さらに弁室から、オリフィス部と弁室とを連通するオリ
フィス部近傍の連通路を通ってオリフィス部へと吸い出
されてゆく。このため弁室内の流体は常に流れており滞
留することがない。

【０００８】次にボールを回動させて弁を閉塞状態にす
ると、弁内部の流体の流れは完全に止められるが、オリ
フィス部の流体の静圧が他の部分より小さいことにより
、弁室内の流体は前記オリフィス部近傍の連通部を通っ
てオリフィス部へと流れてゆく。このため弁閉時におい
ても流体が弁室内に密閉されることがない。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第一の実施例を示す縦断面図で
ある。図において、１，２，３、および５はバルブ内部
に設けられた流路であり、１はフランジ２０およびユニ
オン１７内部に、２はボール１１内部に、３はブッシン
グ１５内部および突起部１４にて形成されたオリフィス
部４に至るまでのユニオン１８内部に、５は該オリフィ
ス部４から後方のユニオン１８およびフランジ１９内部
にそれぞれ設けられており、該流路１および２は同一断
面積であり、３はオリフィス部４に向かって漸次縮径さ
れた形状を有しており、５はオリフィス部４から漸次拡
径されてついには前記流路１および２と同一の断面積と
なるよう形成されている。６は流路３の、連通部１０と
連通している部分を示す流路部であり、該流路部の断面
積は前記流路２の断面積よりも小となっている。７は流
路２の、連通部８と連通している部分を示す流路部であ
り、その断面積は流路２の断面積と同一に設けられ、前
記流路部６よりも大となるよう形成されている。連通部
８は、ボール１１に設けられ流路部７と弁室９とを連通
し前記流路２の上流側末端部付近に設けられている。９
は弁室であり、本体１３内周面とボール１１との間に形
成されている空間である。 連通部１０は前記オリフィス部４の直前に設けられブッ
シング１５の表面に設けられた溝部によって形成されて
おり（図３参照）、前記流路部６と弁室９とを連通して
いる。なお、連通部１０の位置はオリフィス部４の直前
に限定されるものではなく、オリフィス部４の近傍であ
ればよい。ただし、バルブに流体を流した場合に、前記
流路部６と７との間に圧力差が発生するような位置に設
ける必要がある。ボール１１は、内部に流路２および連
通部８をそれぞれ有している。１２はユニオン１７に装
着されたシートリングであり、ボール１１とによって挟
持され、ボール１１を図の状態から９０°回転させた場
合には前記流路１から弁室９への流体の流出を完全に止
める作用をする。 ブッシング１５は、内部に前記オリフィス部４に向かっ
て漸次縮径された流路３を有するとともにその上流側端
面にはシートリング１６を嵌合固定できるよう環状の溝
部が形成されている。また、図３に示されているように
その外周面には流路３の軸線方向に連通部１０を構成す
る８個の溝を有し、該溝はそれぞれ流路部６に連通する
よう連続して該ブッシング１５の下流側端面にも形成さ
れている。シートリング１６は前記ボール１１およびブ
ッシング１５とによって挟持固定され、該ボール１１の
回転による摺動抵抗を滑らかにするよう作用する。ユニ
オン１７，１８は、ボール１１を挟持固定するよう前記
本体１３内に挿入固定されている。フランジ１９，２０
は、キャップナット２１および２２によって本体１３に
固定されている。

【００１０】上記構成からなる本実施例の非滞留ボール
バルブの作動は次のとおりである。図１において、矢印
方向に流体を流すと、該流体は流路１、流路２、流路３
およびオリフィス部４を通過して流路５へと流出するが
、流路３はオリフィス部４に向かって漸次縮径されてい
るので、流路部６の断面積は流路部７の断面積よりも相
対的に小となっている。従って、流体力学的作用により
、該流路部６の静圧は、該流路部７の静圧よりも小とな
るので、流路２および３を通過する前記流体の一部は、
連通部８を通って弁室９へと流出し、弁室９を通過して
連通部１０から流路部６へと吸い出されてゆく。すなわ
ち、弁室９内の流体は滞留しない。次に、図２に示すご
とくボール１１を９０°回転させると、流路１から弁室
９への流体の流れはシートリング１２によって完全に止
められるので、バルブは閉塞状態となる。この状態にお
いて、流路３と弁室９とは連通部１０によって連通され
ているので、該弁室９内の流体は密閉されない。

【００１１】なお、流体の流れ方向が図１と逆の場合で
あっても、前記流体力学的作用により、該流体の一部は
流路７から弁室９へと流出し、連通部１０から流路部６
へと吸い出されてゆく。すなわち、流体の流れ方向には
制約はない。

【００１２】なお、本実施例では、流路３はオリフィス
部４に向かって漸次縮径された形状となっているが、図
４に示すように流路１および２と同一断面積および同一
形状を有するよう形成しても構わない。この場合は、図
１の流れ方向とは違って、逆方向から流したほうが前記
流体力学的作用が効果的に行われる。また、この場合も
連通部１０はなるべくオリフィス部４の近傍に設けたほ
うがよいことはいうまでもない。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したごとき構造を有する本発明
の非滞留ボールバルブを使用することにより、以下の効
果が得られる。

【００１４】１．全開状態で使用しても従来流体が滞留
していた弁室空間に流体が流れるので、雑菌の発生がな
く、また、滅菌液が該弁室に滞留することが全くないの
で、脱滅菌液操作が極めて短時間で行えるとともに、使
用する超純水等の使用量も従来に比較して格段に少なく
てすむ。 ２．閉状態においても、弁室内の流体が密閉されないの
で、揮発性流体のラインに適用しても、流体のガス化に
よるバルブ本体やシートリングの損傷がない。従って、
従来のボールバルブよりもその適用範囲を大幅に拡大す
ることができる。 ３．従来のボールバルブと同様の構成であるため、製造
コストが極めて低く、なおかつ、ダイヤフラムバルブと
同等の性能（流体の滞留部分がない）を有しているので
、配管系の超クリーン化とコスト低減化に大きく貢献す
ることができる。 以上１〜３までの効果を有するとともに、従来のボール
バルブと同様弁装置として非常にコンパクトであるなど
の特徴も有しており、その効果大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非滞留ボールバルブの一実施例を示す
垂直方向縦断面図である。

【図２】図１のボールバルブにおいてボールが９０°回
転して弁が閉塞状態になった場合を示す水平方向要部縦
断面図である。

【図３】図１のボールバルブにおけるブッシングの拡大
斜視図である。

【図４】図１のボールバルブにおける流路の他の好適な
例を示す垂直方向縦断面図である。

【符号の説明】

２…流路 ４…オリフィス部 ７…流路部 ８…連通部 ９…弁室 １０…連通部 １５…ブッシング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　弁室内に設けられかつ内部に流路を有
   するボールを回動することによって弁の開閉を行うボー
   ルバルブにおいて、該ボールの前記内部流路と弁室とを
   連通する連通部を設け、前記ボールの内部流路以外の流
   路にオリフィス部を形成し、該オリフィス部と弁室とを
   連通する別の連通部を該オリフィス部の近傍に設けたこ
   とを特徴とする非滞留ボールバルブ。