JPH04321883A - 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ラインに好適に使用さ
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、雑菌等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
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。

【０００４】あるいはまた、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体とが
完全に遮断されるので、該流体は該弁室内に密閉状態で
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。

【０００５】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
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、あるいはまた、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ボール
バルブを提供することにある。

【０００６】

【上記課題を解決するための手段】上記課題を解決する
ための本発明の非滞留ボールバルブの構成は、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
により弁の開閉を行うボールバルブにおいて、前記ボー
ル内流路にオリフィス部を設け、弁開放時において前記
ボール内流路の前記オリフィス部近傍と弁室とを連通す
る第１の連通部と、前記オリフィス部から離間した前記
ボール内流路と弁室とを連通する第２の連通部とを、そ
れぞれ前記ボールに設けたことを特徴とするものである
。また前記第１及び第２の連通部のいずれか一方の少な
くとも１つの連通部が弁閉塞時において前記ボール内流
路以外の流路と連通するように設けられている。

【０００７】なお、本発明の非滞留ボールバルブの材質
はプラスチックスでも金属でも良く特に限定されるもの
ではない。

【０００８】

【作用】本発明において、弁開放時には流体はボール内
流路を通って流出する。ボール内流路はオリフィス部が
設けられているため、オリフィス近傍に設けられた第１
の連通部が連通しているボール内流路部分の断面積と第
２の連通部が連通しているボール内流路部分の断面積と
は異なっている。したがって流体力学的作用により流体
の速度に差が生じ、流体の静圧はオリフィス近傍の方が
低くなり、そのため流体の一部は第２の連通部を通って
弁室へ流入し、さらに第１の連通部からオリフィス近傍
の流路へと吸い出されてゆく。このため弁室内に流体が
滞留しない。

【０００９】次にボールを回動させて弁を閉塞状態にす
ると流体の流れは完全に止められる。しかし第１及び第
２の連通部のいずれか一方がボール内流路以外の流路と
連通するので、流体は弁室内に密閉されることがない。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
る。図において、１は本体１４内に回動自在に配された
ボールであり、２はその内部に設けられた流路であって
、その上流側末端部３に対向する末端部側にオリフィス
部４が設けられており、該末端部３からオリフィス部４
に向かって漸次縮径され、該オリフィス部４からは急拡
大して該末端部３と同一口径となるよう形成されている
。 なお、該流路２の形状は上記形状に限定されるものでは
なく、図３に示されているように、末端部２０からオリ
フィス部２１まで同一断面積にて設けても構わない。オ
リフィス部４は、前記流路２に設けられ、円形断面を有
している。５はボール１に設けられた第１の連通部であ
り、前記オリフィス部４の上流側近傍に設けられており
、該近傍の流路２と弁室７とを連通している。６は前記
第１の連通部５から離間させられた末端部３側位置に設
けられた第２の連通部であり、流路２と弁室７とを連通
するように設けられている。ここで前記流路２の説明か
らもわかるように、第１の連通部５が連通している流路
２の断面積と第２の連通部６が連通している該断面積と
は必然的に異なり、前者は後者よりも小となっている。 弁室７は、ボール１と本体１４内周面との間に形成され
た空間を占める。８および９は流路であり前記ボール内
流路２以外の流路を示している。なお第１及び第２の連
通部５，６のいずれか一方のうちの少なくとも１つの連
通部１９が図２に示すように弁閉塞時に流路２以外の流
路８と連通するように設けられている。１０および１１
はシートリングであり、ボール１の摺動抵抗を緩和し、
特に本実施例においては１１が実質的な弁のシール作用
を行うよう作用する。１２および１３はユニオンであり
、ボール１を挟持固定するよう本体１４に挿入固定され
ている。１５および１６はフランジであり、キャップナ
ット１７および１８によって本体１４に固定されている
。

【００１１】図３に本発明の他の実施例を示す。本実施
例は前記したようにボール２６内の流路２２を末端部２
０からオリフィス部２１まで同一断面積とした点で図１
に示す実施例と相違している。本実施例においても、オ
リフィス部２１近傍の第１の連通部２３と、オリフィス
部２１から離間した部分に設けた第２の連通部２４とを
有している。そしてこれら第１及び第２の連通部２３，
　２４はそれぞれ、弁開放時にボール内流路２２と弁室
２５とを連通するようにしている。

【００１２】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８、末端部３、流路
２、およびオリフィス部４を経て流路９へと流出する。 流路２は末端部３からオリフィス部４に向かって漸次縮
径された形状になっているので、第１の連通部５が連通
している流路２の断面積と第２の連通部６が連通してい
る該断面積とは異なっている。従って、流体力学的作用
によって、流速に差が生じるので、該流体の静圧はオリ
フィス部４近傍のほうが低くなり、該流体の一部は第２
の連通部６を通って弁室７へと流出し、ボール１の表面
に沿って流れて第１の連通部５から流路２へと吸い出さ
れてゆく。従って、弁室７内の流体は滞留しない。

【００１３】次にボール１を９０°回転させて図２に示
すような弁閉塞状態とすると、流体の流れは完全に止め
られる。しかし本実施例では第１の連通部５のうちの一
部の連通部１９が上流側流路８と連通しているので、流
体は弁室７内に密閉されることがない。なお、第１の連
通部５に代え第２の連通部６のうちの一部の連通路をボ
ール内流路以外の流路と連通するようにしても上記と同
様に作用する。

【００１４】なお、前記流路２が図３に示すように設け
られた場合には、図中矢印の方向から流体を流すと前記
流体力学的作用が効果的になされ、該流体の一部は第２
の連通部２４から弁室２５へ流出し、ボール２６の表面
に沿って流れて第１の連通部２３から流路２２へと吸い
出されてゆく。

【００１５】

【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。 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内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、使用さ
れる超純水等の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使用しても、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
ブと同等の性能を有しているため、配管系の超クリーン
化と低コスト化に大きく貢献する。

【００１６】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、弁装置として極めてコンパ
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】本発明に係る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における非滞留ボールバルブの閉状態を示
す水平方向縦断面図である。

【図３】本発明の非滞留ボールバルブの他の実施例を示
す垂直方向縦断面図である。

【符号の説明】

１…ボール ２…ボール内流路 ３…末端部 ４…オリフィス部 ５…第１連通部 ６…第２連通部 ７…弁室 ８…流路 ９…流路 １４…本体 １９…第１連通部 ２１…オリフィス部 ２２…ボール内流路 ２３…第１連通部 ２４…第２連通部 ２５…弁室 ２６…ボール

Claims (2)

【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り弁の開閉を行うボール
   バルブにおいて、前記ボール内流路にオリフィス部を設
   け、弁開放時において前記ボール内流路の前記オリフィ
   ス部近傍と弁室とを連通する第１の連通部と、前記オリ
   フィス部から離間した前記ボール内流路と弁室とを連通
   する第２の連通部とを、それぞれ前記ボールに設けたこ
   とを特徴とする非滞留ボールバルブ。
2. 【請求項２】　　ボール内に設けられた前記第１及び第
   ２の連通部のいずれか一方の少なくとも１つの連通部が
   、弁閉塞時において、前記ボール内流路以外の流路と連
   通するように設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の非滞留ボールバルブ。