JP2010276160A - バルブ装置及び配管システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで変更することができ、しかも液体の滞留を回避し、円滑に作動し、かつ耐久性の向上を可能にするバルブ装置及び配管システムを提供する。
【解決手段】バルブ装置１０は、配管を構成する流路を有する可とう性パイプ２０の外周に着脱可能に取り付けられるバルブケーシング１１と、可とう性パイプ２０を押動して流路２０ａの断面積を変化させるバルブ駆動手段とを備える。バルブ駆動手段は、可とう性パイプ２０の一部を押動する押動手段と、押動手段を作動させる駆動手段とを有する。バルブケーシング１１は、可とう性パイプ２０の外周を覆う一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂと、一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂの基部を回転可能に連結する連結軸１１ｃと、一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂの遊端部を固定する固定部材１１ｄとを有する。
【選択図】図３

Description

この発明は、流路を流れる流体の流量を調節または開閉するバルブ装置及び配管システムに関するものである。

例えば、液体の輸送を企図した工場内の配管には、複数の配管が統合、分岐したり、さまざまな機器との接続があるため、流量、圧力調整、開閉用などにバルブ装置を設けることが多い。あるいは、実験、試験、検査などの機器には、配管が複雑に接続される。このような工場内の配管や実験、試験、検査などの配管には、複数の配管を統合、分岐を変更させたり、さまざまな機器との接続を変更することがあり、このために流量、圧力調整、開閉用などのバルブ装置の取り付け位置を変更することが多い。このようなバルブ装置においては、通常、ボール弁、バタフライ弁、ニードル弁を使用している。また、例えば、バルブ装置には、ゴム弾性を有する板状のバルブを用い、バルブを設けた開口の反対側から水圧又は気圧が加わったときこれを開放するようにし、シール性及び耐久性に優れたものがある（特許文献１）。

特開２０００−８７４１２号公報

これらのボール弁、バタフライ弁、ニードル弁などのバルブ装置は、いづれもゴム、樹脂、あるいは金属の配管に接続され、配管後にはバルブ装置の位置を変更したい場合でも、配管の長さを変えたり、バルブ装置との接続を最初から行う必要があり、作業が面倒で時間がかかり、コストも嵩むなどの問題があった。

この発明は、これらの問題点を解決し、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで変更することができ、しかも液体の滞留を回避し、円滑に作動し、かつ耐久性の向上を可能にするバルブ装置及び配管システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、配管を構成する流路を有する可とう性パイプの外周に着脱可能に取り付けられるバルブケーシングと、
前記可とう性パイプを押動して前記流路の断面積を変化させるバルブ駆動手段とを備えることを特徴とするバルブ装置である。

請求項２に記載の発明は、前記バルブ駆動手段は、
前記可とう性パイプの一部を押動する押動手段と、
前記押動手段を作動させる駆動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置である。

請求項３に記載の発明は、前記バルブケーシングは、
前記可とう性パイプの外周を覆う一対の分割筒ケースと、
前記一対の分割筒ケースの基部を回転可能に連結する連結軸と、
前記一対の分割筒ケースの遊端部を固定する固定部材とを有することを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置である。

請求項４に記載の発明は、前記一対の分割筒ケースの前記可とう性パイプの外周を覆う内面に、弾性体を設けたことを特徴とする請求項３に記載のバルブ装置である。

請求項５に記載の発明は、主配管から複数の分岐配管に分岐する配管システムであり、
前記主配管及び前記分岐配管を、流路を有する可とう性パイプで構成し、
前記可とう性パイプに請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のバルブ装置を備えることを特徴とする配管システムである。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、バルブケーシングが可とう性パイプの外周に着脱可能であり、このバルブケーシングの取り付け位置を変えることで可とう性パイプを押動して流路の断面積を変化させ、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで取り付け位置を変更することができる。また、流路の断面積を変化させ流路を流れる流体の流量を調節または開閉するから、流路内に軸とのシールの部位がなくなり、液体の滞留を回避し、不純物の噛み込みなどがなくなりバルブ円滑に作動し、かつシール部材の損傷もなく耐久性の向上が可能になる。

請求項２に記載の発明では、可とう性パイプの一部を押動することで、流路の断面積を変化させ、流路を流れる流体の流量を調節または開閉することができ、簡単な構造で作動でき、かつ部品点数の削減が可能である。

請求項３に記載の発明では、可とう性パイプの外周を覆う一対の分割筒ケースによって、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで取り付け位置を変更することができる。

請求項４に記載の発明では、一対の分割筒ケースの可とう性パイプの外周を覆う内面に、弾性体を設けたことで、可とう性パイプを損傷することなく、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで取り付け位置を変更することができる。

請求項５に記載の発明では、配管システムの主配管及び分岐配管を、流路を有する可とう性パイプで構成し、可とう性パイプにバルブ装置を備えることで、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで取り付け位置を変更することができる。また、バルブ装置によって可とう性パイプの流路の断面積を変化させ流路を流れる流体の流量を調節または開閉するから、流路内に軸とのシールの部位がなくなり、液体の滞留を回避し、不純物の噛み込みなどがなくなりバルブ円滑に作動し、かつシール部材の損傷もなく耐久性の向上が可能になる。

液体の輸送を企図した配管システムを示す図である。 第１の実施の形態のバルブ装置の斜視図である。 第１の実施の形態のバルブ装置の取り付け状態を示す図である。 第１の実施の形態のバルブ装置の取り付け状態を示す断面図である。 第１の実施の形態のバルブ装置の作動状態を示す断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 第２の実施の形態のバルブ装置の取り付け状態を示す断面図である。 第２の実施の形態のバルブ装置の作動状態を示す断面図である。 第３の実施の形態のバルブ装置を説明する図である。 第４の実施の形態のバルブ装置の取り付け状態を示す断面図である。 第４の実施の形態のバルブ装置の作動状態を示す断面図である。 第５の実施の形態のバルブ装置を説明する図である。

以下、この発明のバルブ装置及び配管システムの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。

［配管システムの構成］
図１は液体の輸送を企図した配管を示す図であり、ポンプ１０１の駆動により、原料タンク１０２から原料が主配管１０３、分岐配管１０４を介して各機器１０５に供給され、工場内の配管や実験、試験、検査などの配管である。このように、複数の配管が統合、分岐したり、さまざまな機器１０５と接続されているため、流量、圧力調整、開閉用などにバルブ装置１０を設けるが、例えば設置後に機器の変更や廃止、あるいは配管の追加などによってバルブ装置１０を追加したり、廃止したり、設置位置を変更することがある。

このような工場内や実験、試験、検査などの主配管１０３、分岐配管１０４を構成する配管は、樹脂、ゴムなどの可とう性を有する部材で形成され、この配管は流路を有する可とう性パイプで構成し、この可とう性パイプの外周にバルブ装置１０が着脱可能に取り付けられる。
［バルブ装置の構成］
（第１の実施の形態）
次に、バルブ装置１０を図２乃至図６に基づいて説明する。図２はバルブ装置の斜視図、図３はバルブ装置の取り付け状態を示す図、図４はバルブ装置の取り付け状態を示す断面図、図５はバルブ装置の作動状態を示す断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

このバルブ装置１０は、バルブケーシング１１とバルブ駆動手段４とを備える。バルブケーシング１１は、一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂと、連結軸１１ｃ、固定部材１１ｄとを有する。一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂは、金属、あるいは樹脂などで形成され、配管を構成する流路２０ａを有する可とう性パイプ２０の外周を覆う形状であり、流路２０ａの軸方向に平行で２分割されている。連結軸１１ｃは、一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂの基部を回転可能に連結する。固定部材１１ｄは、ボルトとナットで構成され、一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂの遊端部に形成されたフランジ１１ａ１，１１ｂ１を締め付けて固定する。

バルブ駆動手段４は、可とう性パイプ２０を押動して流路２０ａの断面積を変化させる。このバルブ駆動手段４は、可とう性パイプの一部を押動する押動手段Ａと、押動手段Ａを作動させる駆動手段Ｂとを有する。押動手段Ａはロッド４０で構成され、ロッド４０は分割筒ケース１１ａの中央に形成された取付部１１ａ２に移動可能に挿通され、流路２０ａに対して直交する方向からロッド４０の先端の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動するようになっている。

駆動手段Ｂは、操作レバー４１、カムピン４２、支持ピン４３などから構成されている。操作レバー４１は、分割筒ケース１１ａの支持部１１ａ３に支持ピン４３を介して流路２０ａに対して直交する方向に回転可能に支持されている。操作レバー４１には、カム溝４１ａが形成され、ロッド４０に固定されたカムピン４２が移動可能に挿通されている。

操作レバー４１が操作されない図４に示す位置では、ロッド４０の押動部４０ａは、可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動しないでいるから、流路２０ａの断面積は変化しないで弁開状態である。

操作レバー４１を弁閉方向に操作すると、ロッド４０に固定されたカムピン４２がカム溝４１ａに沿って移動して図５に示す位置になる。このとき、ロッド４０の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動し、流路２０ａの断面積を小さくする方向へ変化させ、流路２０ａを流れる流体の流量を調節または閉じる。図５，６に示す位置では閉状態である。操作レバー４１を弁閉方向に操作することを途中で止めると、流路２０ａを流れる流体の流量を調節することができ、完全に操作を行うと、流路２０ａを流れる流体の流量を閉じることになる。

操作レバー４１を弁開方向に操作すると、ロッド４０に固定されたカムピン４２がカム溝４１ａに沿って戻る方向へ移動して図４）に示す位置になる。このとき、ロッド４０の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動しなくなり、可とう性パイプ２０の復元力によって流路２０ａの断面積を大きくする方向へ変化し、流路２０ａを流れる流体の流量を調節または開く。図４に示す位置では開状態である。操作レバー４１を弁開方向に操作することを途中で止めると、流路２０ａを流れる流体の流量を調節することができる。

このように、バルブケーシング１１が可とう性パイプ２０の外周に着脱可能であり、このバルブケーシング１１の取り付け位置を変えることで可とう性パイプ２０を押動して流路２０ａの断面積を変化させるようにすることができ、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間、かつ低コストで変更することができる。

特に、バルブケーシング１１は、可とう性パイプ２０の外周を覆う一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂによって構成したことで、簡単かつ容易に、可とう性パイプ２０の外周を覆うに固定し、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで変更することができる。

また、ロッド４０の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動して流路２０ａの断面積を変化させ、流路２０ａを流れる流体の流量を調節または開閉するから、流路２０ａ内に軸とのシールの部位がなくなり、液体の滞留を回避し、不純物の噛み込みなどがなくなりバルブが円滑に作動し、かつシール部材の損傷もなく耐久性の向上が可能になる。

また、バルブ駆動手段４を備え、外部から可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動することで、流路２０ａの断面積を変化させ、流路２０ａを流れる流体の流量を調節または開閉することができ、シール部材などが不要になり、簡単な構造で作動でき、かつ部品点数の削減が可能である。

（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態のバルブ装置を図７，８に基づいて説明する。図７は弁開状態の断面図、図８は弁閉状態の断面図である。この第２の実施の形態のバルブ装置１０は、第１の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。この第２の実施の形態のバルブ駆動手段４は、押動手段Ａはロッド４０で構成され、駆動手段Ｂはロッド４０を往復動する油圧シリンダ、あるいは電磁ソレノイドで構成され、流路２０ａに対して直交する方向からロッド４０の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動するようになっている。

（第３の実施の形態）
この第３の実施の形態のバルブ装置を図９に基づいて説明する。図９（ａ）は弁開状態の断面図、図９（ｂ）は弁閉状態の断面図である。この第３の実施の形態のバルブ装置１０は、第１の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。この第３の実施の形態の押動手段Ａはロッド４０で構成され、駆動手段Ｂはロッド４０を往復動するウォームギヤ機構４４で構成され、操作ハンドル４５の回転でウォームギヤ機構４４により流路２０ａに対して直交する方向からロッド４０の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動するようになっている。

（第４の実施の形態）
この第４の実施の形態のバルブ装置を図１０，１１に基づいて説明する。図１０は弁開状態の断面図、図１１は弁閉状態の断面図である。この第４の実施の形態のバルブ装置１０は、第１の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。この第４の実施の形態の押動手段Ａはニードル４５で構成され、このニードル４５はバルブケーシング１１に螺着されている。駆動手段Ｂはニードル４５の頭部に固定された操作キャップ４６で構成され、操作キャップ４６の回転でニードル４５が一体に回転して流路２０ａに対して直交する方向からロッド４０の押動部４０ａが可とう性パイプ２０の一部２０ｂを押動するようになっている。この操作キャップ４６の回転量によってニードル４５の移動量が決まり、流路２０ａの断面積を変化させ、流路２０ａを流れる流体の流量を調節または開閉することができる。

（第５の実施の形態）
次に、第１の実施の形態〜第４の実施の形態のバルブ装置１０について、バルブケーシング１１を構成する一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂの可とう性パイプ２０の外周を覆う内面に、弾性体３０ａ，３０ｂを設けている。このように、一対の分割筒ケース１１ａ，１１ｂに弾性体３０ａ，３０ｂを設けたことで、可とう性パイプ２０を損傷することなく、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで変更することができる。

この発明は、流路を流れる流体の流量を調節または開閉するバルブ装置に適用可能であり、簡単かつ容易に、自由にバルブの位置を短時間に、かつ低コストで変更することができ、しかも液体の滞留を回避し、円滑に作動し、かつ耐久性の向上を可能にする。

４ バルブ駆動手段
１０ バルブ装置
１１ バルブケーシング
１１ａ，１１ｂ 分割筒ケース
１１ｃ 連結軸
１１ｄ 固定部材
２０ 可とう性パイプ
２０ａ 可とう性パイプ２０の流路
２０ｂ 可とう性パイプ３の一部
４０ ロッド
４０ａ ロッド４０の押動部
４１ 操作レバー
４１ａ操作レバー４１のカム溝
４２ カムピン
４３ 支持ピン
４４ 操作ハンドル
４５ ニードル
４６ 操作キャップ
Ａ 押動手段
Ｂ 駆動手段

Claims (5)

1. 配管を構成する流路を有する可とう性パイプの外周に着脱可能に取り付けられるバルブケーシングと、
   前記可とう性パイプを押動して前記流路の断面積を変化させるバルブ駆動手段とを備えることを特徴とするバルブ装置。
2. 前記バルブ駆動手段は、
   前記可とう性パイプの一部を押動する押動手段と、
   前記押動手段を作動させる駆動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記バルブケーシングは、
   前記可とう性パイプの外周を覆う一対の分割筒ケースと、
   前記一対の分割筒ケースの基部を回転可能に連結する連結軸と、
   前記一対の分割筒ケースの遊端部を固定する固定部材とを有することを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
4. 前記一対の分割筒ケースの前記可とう性パイプの外周を覆う内面に、弾性体を設けたことを特徴とする請求項３に記載のバルブ装置。
5. 主配管から複数の分岐配管に分岐する配管システムであり、
   前記主配管及び前記分岐配管を、流路を有する可とう性パイプで構成し、
   前記可とう性パイプに請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のバルブ装置を備えることを特徴とする配管システム。