JPS6318058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 バルブ業界において、現在公知の如く、ボール
弁におけるワンピース型のボール及び軸要素の使
用は、弁体と弁箱すなわちハウジングとの構造を
単純化せしめるだけでなく、それらの間の領域を
密封しボール及び軸の間の固定関係を維持するこ
とに関連する多くの問題を解決する。

別体のボール及び軸構造において起こり得るよ
うに、連結部に空所が生ぜしめられる可能性がな
いので、流量制御弁として使用するためのボール
を正確に位置決めしようとする場合バツクラツシ
ユ及び不動帯の問題が生じないから、ワンピース
型のボール及び軸構造を有する弁が有利であるこ
とも知られている。

本発明は、極めて高温のそして低温の状況下で
特に有用であるボール弁に関し、一実施例はボー
ル及び弁座の簡単なインライン式使用を可能にす
る。

ワンピース型ボール及び軸装置を組込んだ従来
公知の装置の例として米国特許第3445087号及び
カナダ特許第978172号が参照され得る。

上に示したように、非常に高いそして非常に低
い温度条件の双方を有する状況で有用であるボー
ル弁組立体を所有することは極めて望ましい。し
かしながら、これらの使用範囲にはいくつかの公
知の問題がある。主な難点は、大きく変化する温
度条件の下での部品の適正な取付と弁体開口及び
連結部の適正な密封とを要する熱膨張及び熱収縮
に関する。非常に高いそして非常に低い温度に言
及すれば、非常に高い温度は1000乃至2000〓（約
538乃至1093℃）の範囲に亘り、非常に低い温度
は−100〓（約−73℃）以下であると考えられて
いる。

特に非常に高い温度の適用においてボール弁の
長期作動に及ぼし得る他の主な問題は、流量制御
されるべき液体中に研摩性の固体が在ることに関
連している。燃焼過程から生じる気体はしばしば
浮遊灰を含んでいて、鉱物及び鉱業においては鉱
物または固体または石炭または木炭の粒子がこの
ような操作から生じる流れる気体または液体内に
しばしば含まれ得る。従つて、弁が研摩性の固体
により影響されないように、流れる液体の中での
研摩性の固体の存在を考慮に入れた弁構造を有す
ることが非常に望ましい。

本発明は、上記の難点の各々に対して好都合な
解決を与え、さらにボールに内部シールを直接当
接せしめるのみならず、ボール及び軸要素を配管
したままの状態で交換修理し得るより改良され且
つより簡単な実用性を考慮した構造体を提供せん
とするものである。

本発明は、ボールと弁箱との間に、または特に
ボールと該ボールと共に液体流路を形成する弁箱
内に挿入された別体の要素との間に、優秀な密封
能力をもつボール弁を提供せんとするものであ
る。

本発明はまた、軸受の後側に固形バネを又弁座
シールの後方に固形の弾性圧縮可能なバネを使用
していて、この圧縮可能なバネは軸受及び弁座の
後側の空間が、ほかの固体が入り込んで困難を生
ぜしめ得ないように固形材料で充たされることを
保証する。また、軸受の後方での固形バネの使用
は、これらの軸受がボールに対して内側に連続的
に押され、それによつて固体が軸と軸受の内側ボ
アとの間に入り込むことを阻止し、同時にほかの
固体が入り得ないようにしそれらが占める空間を
完全に満たすことを保証する。

本発明はここで二つの実施例の形態で述べられ
ていて、第一の実施例はインライン式には使用さ
れ得ず第二の実施例はボール及び軸要素と弁座と
の完全インライン式使用が可能である。

どちらの実施例も、それを貫通している好まし
くは二つの直角に位置せしめられた交叉ボアを含
むワンピース型弁箱構造体を使用している。これ
らの交叉ボアは弁箱の中心にあることが好ましい
が、これらのボアのうち少なくとも一方が貫通し
ていて第二のボアがその貫通ボアから弁体の外側
に向つて一方向にのみ垂直に延びていることが重
要であると理解されるべきである。勿論、後者の
場合には、該ボールは第二のボアに配設された唯
一の軸を有する。各々のボール軸要素はトラニオ
ン軸受を備えていて、ボール及び軸構造体はどち
らも該ボール軸を回転可能に支持し且つ密封せし
める環状包囲及び密封要素によつて弁箱内に適当
に支持されている。各々の場合に、ボール軸が組
込まれるボアまたは開口は該ボール軸の回転軸に
関して同芯であつて、ボール要素自体の直径と少
なくとも同じかそれより大きくなるようにその大
きさが選定されている。さらに、第二の実施例に
おいて、ボール軸が配置されるボアは弁座の取外
しを可能ならしめるのに十分な大きさである。

各々の実施例は、弁箱内を通つて延びているボ
アの両側に挿入され且つボール要素のボアと共に
ボール弁組立体中に液体導入通路を形成する、別
体の好ましくは同一の端部材を含んでいる。これ
らの端部材は構造を単純化せしめる旋盤仕上げま
たは機械仕上げの部品であり得る。第一の実施例
においては該端部材は、弁を通る流路の効果的且
つ完全な密封を容易にするためにボールの外面の
形状と協働し且つ対応するように形成された内端
部分を含んでいる。その密封を完全にするため
に、各々の端部材の内端は、金属の如き固形材料
またはポリテトラフルオルエチレンの如き合成樹
脂から構成された環状の弁座を備えている。

第二の実施例において、各々の端部材の弁箱内
に延びている部分は、短縮されていて凸状のほぼ
球面状の内端を有している。別体の円筒状延長部
材が、弁の流路内に連接部をそして流路の一部を
形成するように、各々の端部材の球面状内端とボ
ール要素との間に配設されている。弁箱自体は、
円筒部材が入り得る空所領域を設けるために、円
筒部材が設置される領域の上方に凹部を有するよ
うに形成されている。各々の円筒部材は、内側の
ボール係合部材と外側の端部材係合部材とを有し
ている。その外端は端部材の内端の形状に対応す
るように形成され、ボール要素に隣接した内端は
該ボール要素の表面の形状に対応するように形成
されている。その内縁部はまた二つの斜めの縁部
を有していて、双方の縁部は最の内側の縁が半径
方向内側に最も外側の縁が半径方向外側に向きな
がら軸方向外側に向いている。環状の弁座及びシ
ールが該内端に設けられていてその機能と構成で
は第一の実施例において使用される弁座及び弁座
後方シールと同様である。第二の実施例における
環状包囲及び密封部材がボール軸からそして弁体
ボアから垂直に滑動されることによつて取外され
ると、円筒状の密封要素の上に位置する弁箱の凹
部の全範囲が開放され、該円筒部材と端部材の内
端との間に在る球面形状により、該円筒部材がそ
の球面に沿つて弁箱の凹部内で自由に回動して、
ワンピース型ボール及び軸要素がそのインライン
位置からボール弁組立体をはずすことなく弁箱内
から垂直に取出されることを可能にする。同様
に、別体の円筒部材の一方または両方を取出すこ
とも可能である。

両実施例において、端部材に隣接した弁体シー
ルと環状包囲及び密封部材とは、高温及び低温条
件の下で弁体シールに関する問題を排除するのに
さらに役立つ完全円形圧縮シールによつて密封さ
れる。

本発明のこれらの目的及び他の目的そして以下
の詳細な説明は、添付の図面に示された本発明の
実施例から、より明白に理解されるであろう。

第１図において、本発明によるボール弁組立体
はその一実施例が全体を符号１０で示されてい
て、水平ボア１４を備えた弁箱１２を含み、該ボ
ア１４は該弁箱１２を完全に貫通して延びてい
る。ボア１４及び１６は互いに直角に配設されて
いて、好ましくは弁箱１２内の中心に位置せしめ
られる。弁組立体１０はまた、金属ボール２０と
該ボール２０の対向端から延びているボール軸２
２及び２２′とから成る全体が符号１８で示され
た金属ボール組立体と、トラニオン軸受２４及び
２４′とを含んでいる。

ここではワンピース型ボール及びボール軸ユニ
ツトが示されているが、ボール弁が使用されるべ
き場所の選択及び指定によつて該ボール軸２２及
び２２′はボール２０と一体でも別体でもよいこ
とが理解されるべきである。ボール２０はまた軸
Ａ−Ａと同芯であるボア２６を備えていて、該軸
Ａ−Ａはボア１４内に同芯的に位置せしめられて
いる。ボール軸２２及び２２′はボア１６の軸Ｂ
−Ｂに沿つて同芯的に位置せしめられ、従つて軸
Ａ−Ａに対し直角である。

第１図に示されているように、ボア１６の直径
はボール２０の直径より大きく、ボール２０がそ
れを通つて除去されることを可能にする。

ボア１６内で軸を密封し支持するためのボール
軸２２及び２２′の周りの包囲部材は同一である
ため一方だけが説明される。軸包囲部材は、軸Ｂ
−Ｂから半径方向外側に延びている環状フランジ
部分３０と軸Ｂ−Ｂに沿つてボア１６内に滑動可
能に嵌合している付随的な環状部分３２とを含
む、全体が符号２８で示されたフランジ付の環状
包囲部材から成る。該フランジ付の環状包囲部材
２８は、ボール軸２２の直径より僅かに大きい直
径を有する中心に位置せしめられたボア３６と、
直径が実質的にボール軸２２の直径を越えて拡大
されているボア３６の頂部及び底部の二つの領域
３８及び４０とを備えている。フランジ付の環状
包囲部材２８は、ボア１６内に挿入された時軸Ｂ
−Ｂに沿つて同一線上にそしてその中で回転し得
るボール軸２２の周りに延びるようになつてい
る。

大きい直径の領域３８内には、パツキングリン
グ４２が配置せしめられていて、ボルト４６の如
き適宜の装置によりフランジ付の環状包囲部材２
８にそれ自体が固着された滑りパツキング押え４
４によつてボール軸２２を密封している。

円筒状の軸受４８は、ボア１４に隣接したより
大きなボア径領域４０内に位置せしめられてキー
５０によりその中で回転しないように保持されて
いる。第１図に示されているように、軸受４８は
ボール軸２２のトラニオン軸受２４と接触してい
て、且つトラニオン軸受２４を回転可能に支持
し、それをボール２０への液体差圧の力に抗して
支持するのに役立ち、而もボール弁組立体１０内
にボール及び軸要素１８のための回転連結部を形
成している。本発明の特徴として、軸受４８は該
軸受４８の後方に位置せしめられた環状の固形バ
ネ５２によつてボール２０に対して押圧されてい
る。これらの固形バネは、例えば常温下の使用で
は、天然ゴムまたは合成ゴムもしくは同様の弾性
的に圧縮可能な材料から成る。しかしながら高温
または底温の使用においては、これらのバネは圧
縮可能な黒鉛の塊り、スポンジ状のセラミツクの
塊りまたは固形の合成ゴムから作られ得る。弾性
的に圧縮可能なこれらの固形バネを使用すること
によつて、軸受４８はボール２０に対して内側に
押圧されているだけでなく、他の固体がその領域
内に入り込んで作動上の問題を起こし得ないよう
に該バネはそれらが占める空間を完全に充たして
いる。この特別のボール弁組立体の作動を容易に
するために、ボール２０に当接している軸受４８
の一部と共にフランジ付の環状包囲部材２８の内
端は、軸方向外側に向いていて包囲部材２８の内
端に向つて先細になつている環状の先細になつた
円錐面５４を備えている。

前に示された如く、ボール軸２２′を包囲し密
封してこれらを全体的に支持しているフランジ付
の環状包囲部材２８′は好ましくは前述の部材２
８と同様に構成されている。さらに、双方のフラ
ンジ部材２８及び２８′は該フランジ部材２８及
び２８′と弁箱１２との間の空間を密封するため
に完全円形シール５６及び５６′を使用している。
これらのシール５６及び５６′は完全円状シール
（360゜）であつて、高低両温度条件の下での使用
に好適である。非常に低い温度での使用に対して
は機械的に又非常に高い温度での使用に対しては
圧力の点で活用され得るようなシールとしては、
経済的に有用な多くの形式のものがある。

水平ボア１４は好ましくは同様に形成された旋
盤仕上げの端部材６０及び６２によつて包囲され
密封されている。各端部材６０及び６２はそれぞ
れ半径方向に延びているフランジ部分６４及び６
６を有していて、このフランジ部分は、ボルト６
８で端部材６０及び６２を弁箱１２に便利に連結
し得る手段として役立つ。ここで再び、円形シー
ル７０及び７２は端部材６０及び６２と弁箱１２
との連結部を密封する。端部材６０及び６２はま
たそれぞれ、その内端がボール２０と接触するよ
うに弁箱１２の両側からボア１４内に滑動可能に
嵌合するよう構成された前以て決められた長さの
軸方向内側に延びている環状部分７４及び７６を
含んでいる。同様に、各々の端部材６０及び６２
はそれぞれ、弁が使用されるべき液体路のパイプ
をボール弁組立体１０の両側に都合よく且つ一般
的に固着せしめるための嵌合連結部として役立つ
軸方向外側に延びている環状部材７８及び８０を
備えている。各々の端部材６０及び６２は、ボー
ル２０を貫通して延びているボア２６と共に軸Ａ
−Ａに沿つて延びている液体導入通路を画成する
その中を貫通して延びているボア８２及び８４を
それぞれ有している。

端部材６０及び６２の内端は、弁座８６及び８
８と弁座後方シール９０及び９２をそれぞれ備え
ている。注意すべきことは、端部材６０及び６２
の各内端は、その内側傾斜部が軸Ａ−Ａに沿つて
軸方向外側に且つ半径方向内側に向いている二重
傾斜縁部を備えていると云うことであつて、その
縁部は各々符号９４及び９６により示されてい
る。符号９８及び１００により示されている他方
の縁部も軸Ａ−Ａに沿つて軸方向外側に向いてい
るが軸Ａ−Ａに関して半径方向外側に向いてい
る。第１図において、弁座８６及び８８がボール
２０の外側の球面状曲面との密閉及び係合を行わ
せるのに役立つ半径方向内側に向いている縁部を
有する、これら二つの縁部の各々に沿つて向いて
いる内端の部分を有していることがわかるであろ
う。同様に、弁座８６及び８８とボール２０との
接触部が、ボア２６及びボール２０の軸から半径
方向外側に在ることが注意されるべきである。こ
れは、弁が閉じられていてボール軸２２が軸Ａ−
Ａに沿う流路を直角に横切るようにボア２６を位
置せしめるために回転されたときにボール２０の
適当な密封を保証するだけではなくて、液体がボ
ア８２及び８４を通つて流れているときに軸受及
び軸要素を密封せしめる。弁座８８は好ましくは
金属材料から構成されているが、ポリテトラフル
オルエチレンの如き合成樹脂またはエラストマー
材料で作られてもよい。弁座後方シール９２はバ
ネ５２と同様に好ましくはバネ５２のために前述
されているような弾性的に圧縮可能な固形の材料
から構成されている。

上述のボール弁組立体は、弁箱１２が二つの直
角に配設された交叉ボアと二対の同一の旋盤加工
部品を含んでいるから、製造するのが比較的簡単
で且つ能率的である。これらの別体の旋盤加工部
品を使用することにより、弁組立体が使用される
液体路に対する最小の作業中止時間で修理が非常
に容易になされるように、この弁組立体がその配
管位置から取り外されるとすぐに迅速な修理を行
うことが可能である。

第２図及び第３ａ図乃至第３ｃ図に関連して、
本発明の第二の好適実施例が述べられている。第
１図に示された実施例からここに示された実施例
にも使用されている多数の部品があるので、同じ
部品を示すために同じ参照符号が使用されてい
る。

全体が符号１１０で示されているこの弁組立体
にも、好ましくは第１図に示された実施例に対し
て前述されたのと同様に、端部材２８及び２８′
によつて弁箱１１２内に包囲され密閉され回転可
能に支持されているワンピース型のボール及びボ
ール軸配置が使用されている。従つて、それらの
密封要素のさらなる論議はこの実施例の完全な理
解のために重要ではないと思われる。

弁箱１１２は二つのボア即ち水平ボア１１４と
垂直ボア１１６とを備えていて、第１図に示され
た実施例におけるボア１４及び１６を備えた場合
のように、これらの交叉ボアは互いに直角に好ま
しくは弁箱１１２の中央部に位置せしめられる。
水平ボア１１４の直ぐ上にある垂直ボア１１６の
部分は、半径方向内側に向つて傾斜している壁部
１２０によつて画成される先細になつている円錐
状部分１１８を形成するように外側に拡がつてい
る。

第２図に示された実施例も、水平ボア１１４を
包囲するためにも使用される同一形状の端部材１
２２及び１２４を使用する。各端部材１２２及び
１２４は、該端部材１２２及び１２４が例えばボ
ルト１３０によつて弁箱１１２に固着され得る手
段として役立つ半径方向に延びているフランジ部
分１２６及び１２８をそれぞれ有している。第１
図に示された実施例に関して前述されたものと同
様の完全円形シール７０及び７２も含まれてい
る。

各端部材１２２及び１２４は、弁箱１１２の両
側からボア１１４内に滑動可能に嵌合するように
構成されたフランジ１２６及び１２８から前以て
決められた距離だけ延びている部分１３２及び１
３４を各々有している。同様に各端部材１２２及
び１２４は、フランジ１２６及び１２８から外側
に延びていて、一般的な方法で隣接するパイプへ
の取付のための嵌合連結部として役立つ環状部材
１３６及び１３８を各々備えている。さらに、各
端部材１２２及び１２４は、ボール２０の内部ボ
ア２６と共に弁組立体１１０の軸Ｃ−Ｃに沿つて
延びている液体導入通路の一部を画成している内
部ボア１４０及び１４２を有している。

端部材１２２及び１２４の内側に延びている部
分１３２及び１３４は、符号１４４及び１４６で
示される如きほぼ球面状の凸形に成形されてい
る。連結部を完全にするために、全体が符号１４
８及び１５０で示されている二つの円筒形状のシ
ール部材が、端部材１２２及び１２４の内端とボ
ール２０との間に配置せしめられている。第３ａ
図乃至第３ｃ図に最もよく示されているように円
筒状シール部材１４８及び１５０は、別体の独立
した要素であり、端部材１２２及び１２４の球面
状内端１４４及び１４６と適合するようにほぼ球
面状の凹形外面１５２及び１５４を備えている。

円筒状シール部材１４８及び１５０はまた、
各々弁座１５６及び１５８と弁座後方シール１６
０及び１６２とを備えた二重傾斜縁部である第３
ｃ図において全体が符号１５３及び１５５で示さ
れた内端をそれぞれ有している。各弁座はボール
２０の球面状外面と適合するように形成されてい
る。符号１６８及び１７０で示された円筒状シー
ル部材１４８及び１５０の外縁部は、それぞれ軸
Ｃ−Ｃに沿つて軸方向外側に向つているが軸Ｃ−
Ｃに関して半径方向外側に向いている。

円筒状シール部材１４８及び１５０は外側円筒
面１７２及び１７４を有していて且つ各々がそれ
を貫通して延びているボア１７６及び１７８を有
している。第３ａ図に示されているように端部材
１２２及び１２４とボール２０との間の密封位置
にあるとき、円筒状シール部材１４８及び１５０
は端部材１２２及び１２４とボール２０との間の
液密的密封を形成し、ボア２６と端部材１４０及
び１４２と円筒状シール部材１４８及び１５０の
ボア１７６及び１７８とが弁１１０内に延びてい
る液体導入ボアを画成している。

第１図に示された弁座及び弁座後方シールを備
えた場合のように、弁座１５６及び１５８と弁座
後方シール１６０及び１６２は固形であつて弁座
後方シールは好ましくは圧縮可能である。この実
施例においても、常温で使用される場合には弁座
後方シールはゴムで作られ得または極めて高いま
たは低い温度で使用される場合には弁座及びシー
ルは圧縮可能な黒鉛の塊り、スポンジ状のセラミ
ツクの塊りまたは特殊な合成ゴムから作られ得
る。圧縮可能な固形材料からシールを作ることに
より、該シールが保持されている空間内に固体の
入り込むのが妨げられるだけでなく、さらに圧縮
力により弁座１５６及び１５８がボール２０に対
して押圧され、それによりボール２０の適当な密
封が保証される。

また弁座１５６及び１５８は金属、合成樹脂ま
たはプラスチツクまたはエラストマー材料から構
成され得る。

この特別の実施例は、円筒状部材１４８及び１
５０のほかにボール２０とそれに取付けられたボ
ール軸２２を、弁箱を配管に取付けたままの状態
で交換修理することを可能にする。ボール２０の
挿入または取外しは第３ｂ図及び第３ｃ図に示さ
れた順序で説明される。

第３ｂ図において、ボール２０は垂直方向に僅
かに持ち上げられた状態か或いは挿入途中の最下
位置付近にあり且つ円筒状シール部材１４８及び
１５０が端部材１２２及び１２４の球面状内端面
１４４及び１４６に沿つて回動したときに達する
位置にある場合を示している。第３ａ図に示され
ているように円筒状シール部材１４８及び１５０
が正規の位置にあるときには、それらの底部は、
弁箱１１２の凹部１１８に向いている上方部分の
上に載つている。かくして、第３ｂ図に示されて
いるように、包囲部材２８の除去に続いてボール
２０が上方に持ち上げられると、円筒状シール部
材１４８及び１５０は端部材１２２及び１２４の
内端の周りに回動して凹部１１８内へ上向きに移
動する。凹部１１８は、円筒状シール部材１４８
及び１５０が該凹部内に十分な距離だけ回動して
ボール２０の最も広い部分が弁座１５６及び１５
８の最前部の間を通過することを可能ならしめる
よう、その大きさが選定されている。第３ｃ図に
おいて、ボール２０は円筒状シール部材１４８及
び１５０の間を通過している。軸２２の取付けら
れたボール２０を挿入する過程は第３ｃ図に示さ
れている位置で始まり、最初に下方の軸２２′が、
ボール２０が弁座１５６及び１５８の上部の間を
通過することを可能ならしめるために図示の位置
に保持され得る円筒状シール部材１４８及び１５
０の間の領域を通過する。ボール２０を下げる
と、ボール２０は円筒状シール部材１４８及び１
５０の内側球面状縁部に接触して、第３ａ図に示
されている最終位置に達するまで端部材１２２及
び１２４の球面状内面の周りに前に述べたのとは
反対の方向に該円筒状シール部材を回動せしめ
る。その位置で、ボール軸２２を静かに回転する
と円筒状シール部材１４８及び１５０はボール２
０と端部材１２２及び１２４上にそれぞれ正しく
着座せしめられ、特に弁座１５６及び１５８はボ
ール２０上に正しく着座せしめられる。

弁の適正な着座状態を維持するために、弁座は
ボール２０の球面状外面に対して密着せしめられ
なければならない。かくして、漏れを防止するた
めに弁座をボール２０の球状面に対して保持する
特別の力が必要となる。

ある程度までは、高圧状態にある液体は、ボー
ル２０の外側面とこれに対応する凹部の球面状弁
座面との間に浸透する傾向がある。もし液体の圧
力が弁座とボールの間の接触領域に沿う表面圧力
よりも高くなると、液体圧力によつて与えられる
力は、弁座をボールから効果的に離して、それに
より形成される通路を通つて液体が漏れるのを可
能にするのに十分であるような力を該弁座面に作
用せしめるであろう。従つて、高圧状態の下でボ
ールと弁座の間に在る表面圧力は、特にボール２
０が閉塞位置に切換えられたときにボール弁座連
結部を通過する漏れを防止するため、弁の入口側
の液体圧力に少なくとも等しいか或いはそれより
大きくなければならないことは明白である。それ
を達成するための一つの対策は、弁の使用中に遭
遇すると思われる圧力よりも高い極めて大きな表
面圧力を連続的に有していなければならないと云
うことである。しかしながら、これは、弁座の寿
命が縮まるため操作性の観点から望ましくない。

変形した弁座の形態が第４図に示されている
が、この弁座は、前記の弁体を含む各種の弁体と
共に、変化する圧力条件のもとでさえも非常に堅
固な密封を達成すべくこれらの密封の問題を克服
するために使用され得る。

ボール２０は、その内部ボア２６と共に、トラ
ニオン部分２４及び２４′が軸受４８及び４８′に
より保持されている状態で示されている。弁体す
なわちボール２０の球面状外面２１に隣接して在
る弁体または弁体挿入構造体の一部は、文字Ｙに
より示された領域に等しい前以て決められた大き
さを有する凹状の球面状弁座面１９２を含む弁座
１９０を保持している。さらに、弁座１９０は露
出した内面１９４と露出した後面１９６を有して
いる。後面１９６はまた文字Ｘにより示された領
域に等しい前以て決められた大きさを有してい
る。さらに、弁座１９０は二つの露出していない
保持面、即ち頂面１９８及び前面２００を有して
いる。弁座後方シール２０４の前端を受け止める
ために露出した後面１９６の上には円錐形状の凹
部２０２が設けられており、弁座後方シール２０
４の残りの部分はボール２０に隣接して在る弁構
造体に備えられた凹部２０６の全空間を占めてい
る。

弁座に隣接している弁体の部分と弁座１９０の
面１９４及び１９６との間には、弁座１９０の後
面及び底面１９６及び１９４の周りに延びていて
結局はボール内の液体導入ボアに開口している環
状のほぼＬ字形の凹部または通路２０８が設けら
れている。この通路のために、弁座１９０の内面
及び後面は弁内の液体圧力に露出せしめられる。

弁座後方シール２０４は内径「Ｄ」を有し、弁
座１９０の凹状球面１９２は外径「ｄ」を有す
る。弁座の凹状球面１９２の外径「ｄ」より大き
い弁座後方シール２０４の内径「Ｄ」を有するこ
とにより、後面１９６の領域Ｘは弁座１９０の凹
状球面の領域Ｙより少なくとも僅かに大きい。従
つて通路２０８を通つて後面１９６に作用する圧
力は、液体通路内で液体圧力より常に僅かに大き
い傾向にある力と共に、ボール２０の外面に弁座
１９０を押圧せしめようとする小さな合力を作
る。かくして、液体圧力が増加するにつれて、そ
の小さな合力も同様に比例して増加し、それによ
つて液体圧力の変化がボール２０と弁座１９０の
間で漏れが起こる場所を生ぜしめないことを保証
する。特に液体の温度変化により弁座１９０及び
弁座後方シール２０４が熱収縮及び熱膨張を交互
に繰り返す場合でも、かかる合力によつて液体の
漏れ防止効果は確実に達成され、このため広範囲
に変化する温度条件下での使用が可能になる。し
かもこの場合、液体の漏れを防止すべく常時弁座
に極めて大きな表面圧力を付与するのではなく、
変化する液体の圧力に応じて漏れを防止するのに
必要なだけの適正な表面圧力がその都度付与され
ているから、弁座に必要以上の圧力が作用するこ
とはなく、従つて弁座の寿命が著しく向上する。
さらに該合力は、該合力の大きさが領域Ｘ及びＹ
の大きさの差により制御され得るから、領域Ｘ及
びＹの大きさを注意深く選定することによつて正
確に制御され得る。

このように、本発明に係るボール弁は、シーリ
ング部材をボール部材に対して押圧する固形スプ
リングを具備することにより、非常に高い温度及
び非常に低い温度の周囲状況においても、良好な
操作性を有する。更に、本発明の構成によれば、
ボール弁の使用者が、シール部材が摩滅したとき
に容易に取り換え得るという効果を有する。

本発明は現在最も実用的且つ好ましい実施例で
あると考えられるものに関して述べられたが、本
発明は示された実施例には限定されず、特許請求
の範囲の精神及び範囲内に含まれる種々の変形及
び同等の配置をカバーするものであることが理解
されるべきであり、その範囲はすべて同等の構造
体を包含するように特許請求の範囲の最も広い解
釈を与えられるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるボール弁組立
体の断面図、第２図は本発明により構成されたボ
ール弁組立体の他の実施例の断面図、第３ａ図乃
至第３ｃ図はボール及び軸が第２図に示されてい
るボール弁組立体から引き出されるときのボール
弁組立体の種々の部品の段階的な動きを示す拡大
断面図、第４図は本発明による改良した弁座の拡
大詳細図である。 １０，１１０…ボール弁組立体、１２，１１２
…弁箱、１４，１６，２６，３６，８２，８４，
１１４，１１６，１４０，１４２，１７６，１７
８…ボア、１８…ボール組立体、２０…ボール、
２２，２２′…ボール軸、２４，２４′…トラニオ
ン軸受、２８，２８′…フランジ付環状包囲部材、
２９，４６，６８，１３０…ボルト、３０，６
４，６６，１２６，１２８…フランジ部分、３
２，７４，７６…環状部分、３８，４０…領域、
４２…パツキングリング、４４…滑りパツキング
押え、４８，４８′…軸受、５０…キー、５２…
バネ、５４…円錐状面、５６，５６′，７０，７
２…シール、６０，６２，１２２，１２４…端部
材、７８，８０，１３６，１３８…環状部材、８
６，８８，１５６，１５８，１９０…弁座、９
０，９２，１６０，１６２，２０４…弁座後方シ
ール、９４，９６，９８，１００…縁部、１１
８，２０２，２０６，２０８…凹部、１２０…壁
部、１３２，１３４…延長部分、１４４，１４６
…凸形、１４８，１５０…円筒状シール部材、１
５２，１５４，１７２，１７４…外面、１５３，
１５５…内端、１６８，１７０…外縁部、１９２
…弁座面、１９４，１９６，１９８，２０２…
面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中を貫通して延びている二つの直角に配設さ
   れたボア１４，１６を有する弁箱１２とボール２
   ０と、密封手段とを含んでいて、第一及び第二の
   端部材６０，６２が該弁箱１２の一方のボア内に
   その両側から固着されるようになつていて、該第
   一及び第二の端部材６０，６２の各々が中を通つ
   て延びているボア８２，８４を有し円形凹状の内
   端がその中に凹部を有していて、該ボール２０が
   上記第一及び第二の端部材６０，６２の円形凹状
   の内端と協働するための球面状外面と、弁の液体
   導入ボアを画成するために該第一及び第二の端部
   材６０，６２のボア８２，８４と協働するように
   した該ボール２０の中を通つて延びているボア２
   ６とを有していて、該密封手段が該ボール２０と
   該端部材の内端との間の領域を密封するために該
   第一及び第二の端部材６０，６２の内端の凹部内
   に固着されているボール弁組立体１０，１１０に
   おいて、ボール支持軸２２が、上記液体導入ボア
   ２６に関してほぼ直角方向に該ボール２０の少な
   くとも一側から延びていて、該ボールに隣接した
   トラニオン軸受部分２４，２４′と、上記弁箱の
   もう一つのボア１６内で該軸を包囲し密封するた
   めの包囲２８及び密封部材４２とを含んでいて、
   該包囲及び密封部材が上記トラニオン軸受部分２
   ４，２４′に回動可能に係合するための軸受４８
   と、該軸受４８を上記ボール２０に押圧せしめる
   ために該軸受４８の後方に位置せしめられたバネ
   ５２とを含んでいることを特徴とするボール弁。 ２ 上記ボール２０とそれに取付けられた軸２
   ２，２２′がワンピース型構造体を含むことを特
   徴とする、特許請求の範囲１に記載のボール弁。 ３ 上記軸受４８及びバネ５２がゴム、スポンジ
   状セラミツク、黒鉛等の固形材料を含むことを特
   徴とする、特許請求の範囲１に記載のボール弁。 ４ 上記凹部内に固着された上記密封手段が上記
   ボール２０の表面に弁座８６，８８を押圧せしめ
   るためにどちらも固形材料から成る弁座８６，８
   ８と弁座後方シール９０，９２を含んでいること
   を特徴とする、特許請求の範囲１に記載のボール
   弁。 ５ 上記第一及び第二の端部材６０，６２の内側
   部分を画成するために、上記弁箱１２を貫通して
   延びているボア内に両側から嵌入し該ボア内に着
   脱可能に保持されるようになつている一対の円筒
   状シール部材１４８，１５０が備えられているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲１に記載のボー
   ル弁。 ６ 上記第一及び第二の端部材６０，６２の外側
   部分の除去の後、上記円筒状シール部材１４８，
   １５０が上記ボール２０の除去を可能ならしめる
   ように回動し得るよう、円筒状シール部材１４
   ８，１５０の上に延びている上記弁箱１２内に円
   錐形の環状凹部１１８が備えられていることを特
   徴とする、特許請求の範囲５に記載のボール弁。 ７ 上記密封手段が完全円形シールを含むことを
   特徴とする、特許請求の範囲１に記載のボール
   弁。 ８ 上記密封手段が、第一の前以て決められた領
   域を備えた凹状球面１９２と該凹状球面１９２と
   は実質的に軸方向反対側に位置せしめられた後面
   １９６とを有する弁座と、該凹状球面１９２を該
   弁座に対して確実に保持し押圧せしめるための弁
   座後方シール２０４とを含んでいて該弁座後方シ
   ール２０４が弁内に後面体液体圧力の前以て決め
   られた部分に露出せしめる通路２０８を含んでい
   て、液体圧力の増加が該凹状球面１９２を弁座に
   押圧せしめる力を対応して増加せしめるようにそ
   の露出した部分１９６が該第一の前以て決められ
   た領域よりも大きい領域を有していることを特徴
   とする、特許請求の範囲１に記載のボール弁。 ９ 上記通路が実質的にＬ字形断面を有する環状
   の通路２０８であることを特徴とする、特許請求
   の範囲８に記載のボール弁。 １０ 少なくとも一方が貫通して延びている二つ
   の直角に配設されたボアを１４，１６を有する弁
   箱１２と、貫通して延びている内部ボア２６を有
   するボール部材を含むワンピース型のボール２０
   及び軸要素２４，２４′から成り、該ボール２０
   及び軸要素２４，２４′が該ボアの一方内に嵌入
   するようになつている、ボール弁を形成するため
   に組合わされるようにしたボール弁組立体１０，
   １１０において、該ボール部材のボアと共にボー
   ル弁を通る液体導入通路１７６，１７８を画成す
   るために上記弁箱１２を通つて延びているボアに
   両側から嵌入し該ボア内に着脱可能に保持される
   ようになつている一対の円筒状シール部材１４
   ８，１５０が備えられていて、該円筒状シール部
   材１４８，１５０の各々が該ボール部材に隣接す
   るようにした内端１５３，１５５を有していて、
   該内端１５３，１５５がその内部に環状凹部と、
   上記円筒状シール部材１４８，１５０の各々と該
   ボール部材との間に密封を生ぜしめるために該凹
   部内に嵌入するようにした弁座１９０及び弁座後
   方シール２０４で成る密封手段１６０，１６２と
   を有していて、弁座後方シール２０４は弁座１９
   ０の凹状球面１９２の外径より大きな内径を有す
   ると共に、該弁座後方シール２０４の後面１９６
   の領域は上記弁座１９０の上記凹状球面１９２の
   領域より大きくなつていることを特徴とする、ボ
   ール弁。