JPH04321884A - 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
。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、液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。

【０００４】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、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。

【０００５】

【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
流路はその一端部が他端部に比較して流路断面積が小と
なるオリフィス部を有し、前記ボールには該オリフィス
部近傍の流路と弁室とを連通する第１の連通部を設け、
さらに、弁の全開状態において前記オリフィス部に対向
する前記ボール内流路以外の流路と弁室とを連通する第
２の連通部を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。

【０００７】

【作用】本発明において、弁の開放時流体はボール内の
流路を通って流れる。ボール内の流路はオリフィス部に
おいて断面積が小となっているため、この部分で流体の
流速に差違が生じ、流体力学的作用によりボール内流路
のオリフィス形成部の静圧は他の流路の静圧より低くな
る。したがって弁内を流れる流体の一部は第１及び第２
の連通部と弁室とを通りボール内流路のオリフィス部へ
と吸い出されてゆく。そのため弁室内の流体は常に流れ
ており、滞留しない。次にボールを回動して弁を閉塞状
態とすると、弁内の流体の流れは完全に止められるが、
前記第２の連通部により一部流路が弁室と連通している
ので、弁室内の流体は密閉されない。

【０００８】

【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は本体１４内部に回動自在に配さ
れたボールであり、２はその内部に設けられた流路であ
る。その一端部４は、ボール１の上流側に位置するユニ
オン１５の流路７とほぼ同一断面積に設けられ、他端部
には該断面積よりも小さくされたオリフィス部３が形成
され、該オリフィス部３に向かって該流路内径が漸次縮
径された形状を有している。ただし、該流路２の形状は
これに限定されるものではなく、図３に示されているよ
うに、端部２４からオリフィス部２３まで平行流路に設
けても良い。５はボール１内に設けられた第１の連通部
であり、オリフィス部３直前の流路部９と弁室６とを連
通しており、該流路部９の軸線に対し半径方向に８個所
配設されている。弁室６は、前記ボール１と本体１４の
内周面との間に形成される。８はユニオン１５に設けら
れた第２の連通部であり、流路７の流路部１０と前記弁
室６とを連通しており、該流路７の軸線に対し半径方向
に８個所配設されている。第２の連通部８によって連通
されている流路部１０の断面積は前記流路部９の断面積
よりも相対的に大となっている。

【０００９】１１はボール１の後流側に位置しているユ
ニオン１６の内部に設けられた流路である。１２および
１３はユニオン１５および１６に装着されたシートリン
グであり、ボール１を挟持するとともに、特にシートリ
ング１３は、ボール１を９０°回転させ弁を閉状態にし
た場合に流路１１から弁室６への流体の流入を止めるよ
う作用する。１７および１８はフランジでありキャップ
ナット１９および２０によりユニオン１５，１６を介し
て本体１４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、流体
を矢印方向に流すと、該流体は流路７、流路２およびオ
リフィス部３を経て流路１１へと流出する。流路２はオ
リフィス部３に向かって縮径された形状となっているの
で、第１の連通部５が連通している流路部９の断面積は
第２の連通部８が連通している流路部１０の断面積より
も小となっている。必然的に、流路部９および１０を通
過する流体の流速に差が生じるので、流体力学的作用に
より流路部９の静圧は流路部１０の静圧よりも低くなる
。従って、流路部１０を通過する流体の一部は第２の連
通部８から弁室６へと流出した後、該弁室６内を流れて
第１の連通部５から流路部９へと吸い出されてゆく。す
なわち、弁室９内の流体は常に流れており滞留しない。

【００１１】次に図２に示すごとく、ボール１を９０°
回転させて弁を全閉状態にすると、弁室６から流路１１
への流体の流れはシートリング１２によって完全に止め
られるが、流路７と弁室６とは第２の連通部８によって
連通されている。従って、弁室６内の流体は密閉されな
い。

【００１２】なお流体が図１に示された矢印方向と逆に
流れた場合でも、前記流体力学的作用により、該流体の
一部は流路部７から第２の連通部８を通って弁室６へと
流出し、第１の連通部５から流路部９へと吸い出されて
ゆく。すなわち、流体の流れ方向に制約はない。

【００１３】さらにまた、図３に示すように前記ボール
２１内流路２２をオリフィス部２３まで平行流路に設け
た場合には、図中矢印方向に流体を流した場合に、前記
流体力学的作用が効果的になされ、前記と同様の作動が
行われる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したごとき構成を有する本発明
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。

【００１５】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．弁閉塞状態においても、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、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低コスト化に大きく貢献する
ことができる。

【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となった場合を示す水平方向縦断面
図である。

【図３】図１のボールバルブにおけるボール内流路の他
の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…オリフィス部 ５…第１連通部 ６…弁室 ８…第２連通部 ９…流路部 １０…流路部 １４…本体 ２２…ボール内流路 ２３…オリフィス部 ２４…端部

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、前記ボール内流路はその一端部が他端
   部に比較して流路断面積が小となるオリフィス部を有し
   、前記ボールには該オリフィス部近傍の流路と弁室とを
   連通する第１の連通部を設け、さらに、弁の全開状態に
   おいて前記オリフィス部に対向する前記ボール内流路以
   外の流路と弁室とを連通する第２の連通部を設けたこと
   を特徴とする非滞留ボールバルブ。