| 【発明の名称】 |
ボール弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】ゲラルド ポールマイア
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| 【要約】 |
【課題】入口通路と出口通路を規定するハウジングを有するボール弁を提供する。
【解決手段】ハウジングは、入口通路と関連するものと、出口通路と関連するものとからなる２つのシールリングを含む。ハウジングはまた動作ボールを含み、その表面は両方のシールリングと噛み合い、また閉位置と開位置との間で回転可能に設けられている。閉位置では、シールリングは動作ボールの表面でそれぞれの密封領域を囲む。動作ボールには穴があり、それによって開位置では入口通路と出口通路とともに流路を規定する。さらに、動作ボールには入口側に少なくとも１つの洗浄通路があり、出口側にも少なくとも１つの洗浄通路がある。洗浄通路は流路から延び、動作ボール表面上の密封領域の外側の領域に通じる。したがって、ハウジングの内部は動作ボールの開位置で洗浄される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 入口側と出口側を有し、入口通路と出口通路を規定するハウジングと、入口通路と関連するものと出口通路と関連するものとからなる２つのシールリングと、表面が両方のシールリングと噛み合い、閉位置と開位置との間で回転自在に設けられることで、動作ボールの閉位置で、シールリングが動作ボールの表面上のそれぞれの密封領域を規定する動作ボールと、動作ボールを通って延び、動作ボールの開位置で入口通路と出口通路とともに流路を規定する穴とから構成され、入口側に少なくとも１つの洗浄通路と出口側に少なくとも１つの洗浄通路を動作ボールに設け、それによって、洗浄通路が流路から始まり動作ボールの表面上にある密封領域のうち少なくとも１つの密封領域の外側の領域に延びることを特徴とするボール弁。
【請求項２】 前記入口通路と前記出口通路はそれぞれ内側端部を有し、前記洗浄通路は動作ボールの表面にあるチャンネルの形状で構成される請求項１記載のボール弁。
【請求項３】 動作ボールの開位置において、前記チャンネルは入口通路と出口通路の内側端部上に形成された関連するグルーブと整列させる請求項２記載のボール弁。
【請求項４】 前記流路は、入口側に端部断面を規定し出口側に端部断面を規定し、前記入口通路と前記出口通路は、少なくともそれらの端部に動作ボールにある穴の入口側または出口側の端部断面よりも大きい断面をそれぞれ有する請求項２記載のボール弁。
【請求項５】 前記入口通路と前記出口通路の内側端部は、関連するシールリングのそれぞれの支持リングによって規定される請求項２記載のボール弁。
【請求項６】 前記グルーブは断面を有し、少なくともその断面に比例して動作ボールにある開口部に連通する請求項２記載のボール弁。
【請求項７】 前記洗浄通路は、入口側と出口側に動作ボールにある穴からその表面まで続く孔の形状で構成されていることを特徴とする請求項１記載のボール弁。
【請求項８】 前記動作ボールにある穴の断面は、入口側と出口側にある孔との間で収縮されている請求項７記載のボール弁。
【請求項９】 前記孔は、動作ボールの穴から始まり、入口通路と出口通路の方向に向かってそれぞれ傾いたものである請求項７記載のボール弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボール弁に関し、このボール弁は、入口側と出口側を有し入口通路と出口通路を規定するハウジングと、入口通路に関連するものと出口通路に関連するものとからなる２つのシールリングと、回転自在に動作するボールであって、両シールリングを動作ボールの開位置で入口通路と出口通路を有する流路を規定する穴と噛み合わせ、シールリングに動作ボールの閉位置で動作ボールの表面上にそれぞれの密封領域を規定させる回転自在に動作するボールとを含む。
【０００２】
【従来の技術】この様なボール弁の効果は実用面で認められてきているが、以前は開弁時にデッドスペースに流れが生じないため真水や飲料水用のパイプには適さないものであった。動作ボールが開位置に移動すれば、シールリングは穴の周りの動作ボール表面と噛み合い、動作ボールの周りに環状に延びるハウジングの中央内部空間を密封する。閉弁工程中はこのスペースを通って一時的に流れが生じるにすぎない。
【０００３】開弁時に、このようにしてデッドスペースが規定され、流れを止めた水が澱む。これは真水や飲料水には受け入れがたいものである。また、これと関連するバルブは給水用本管で最大１０年間部分的に開いたままの状態にある。澱んだ水には細菌が発生し、閉弁時に飲料水パイプの本管の流れに洗い流される危険性を伴うため、これは完全に受け入れがたいものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、真水や飲料水用パイプでの使用に適した上述したタイプのボール弁を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を解決するために、本発明による上述したタイプのボール弁において、動作ボールは入口側に少なくとも１つの洗浄通路と出口側に少なくとも１つの洗浄通路を備え、それによって洗浄通路は流路から始まり動作ボールの表面にある少なくとも１つの密封領域の外側の領域まで延びることを特徴とする。
【０００６】動作ボールが開位置にあれば、密封領域間にあるハウジングの中央領域は入口側と出口側で流路と連通する。したがって、このハウジングの領域は効果的に洗浄され、澱んだ水がたまるデッドスペースを形成しなくなる。動作ボールが閉位置に移動すれば、少なくとも１つの密封領域で洗浄通路の開口部が空き、それによって弁の密封機能が確保される。このような密封領域は、その場所のシールリングが媒体圧力を受けるように弁の出口側に配置することが好ましい。
【０００７】しかしながら、一般にボール弁は設置位置を予め決定せずに構成する。したがって、両側が入口側および出口側として動作可能である。また、動作ボールの表面上の密封領域の両方ともに洗浄通路の開口部が開いている対称的構造を有する構成も選択の範囲内であることは明らかである。
【０００８】洗浄通路を動作ボールの上側領域と下側領域の両方に設けることによって、非常に有利な結果がえられる。洗浄通路は、数や流れの断面、すなわち弁の公称幅や一般的な流速の点から広く普及した環境に適合するものである。驚くことに、水が流れ出る、すなわち非常に遅い流速で流れ出るときでさえ、ハウジング内部の洗浄を適切に行うことができることが分かっている。
【０００９】製造上の点から見た非常に好適な構造は、動作ボールの表面にグルーブを形成することによって流路を作ることにより形成される。動作ボールの開位置では、これらのグルーブがそれと関連するシールリングの下を通過し、そしてハウジングの内部の軸方向の端部領域を流路に連結させる。したがって、洗浄効果はハウジング内部全体に集中的に及ぶ。流れの断面を弁の大きさと流速とに適合させるためには、グルーブの広さと深さを適切に選択すれば容易に達成できる。
【００１０】特に利点となる特徴は、動作ボールの開位置で洗浄通路のチャンネルが入口通路と出口通路の内側端部に形成された関連するグルーブと整列する点である。このようにすると、チャンネルと流路との間の領域で好ましい流れ特性がえられる。グルーブをチャンネルに対して斜め方向に延ばすことも可能である。しかしながら、それらを半径方向に整列させることもまた可能である。
【００１１】グルーブに代わるものとして、またさらなる特徴として、本発明のさらなる実施形態において、入口通路と出口通路が少なくともそれらの内側端部で動作ボールの穴の断面よりも大きな断面をそれぞれもつようにすることが提示されている。これは円錐状の断面を有する幅広部または断面であり、内側端部から適切な距離をおいて段階的に広くなっているものである。いずれにしても、動作ボールの穴の断面が小さければ小さいほど、入口側と出口側との対応する圧力差で流れが妨害され、ハウジング内部の洗浄が向上することになる。
【００１２】特に利点となる特徴は、入口通路と出口通路の内側端部が関連するシールリングの支持リングによって構成される点である。この支持リングは、シールリング用の台を構成するもので、独立した部品として組み立てられ、グルーブを備え、および／または最小限の作業で動作ボールの洗浄通路チャンネルとの連結用に断面が広くなっている。
【００１３】洗浄通路チャンネルが少なくともその断面に比例して動作ボールの穴と連通する構造をもつことで、非常に好適な結果がえられる。この特徴は、入口通路と出口通路の内側端部にあるグルーブの特徴と、さらに入口通路と出口通路の断面積が広くなる特徴と組み合わせると好適である。
【００１４】本発明のさらなる実施形態において、重要な代替実施形態とて、洗浄通路が動作ボールの穴からその表面へとつながった穴の形状で構成されているものが提示されている。洗浄チャンネル孔の口部が動作ボールの表面上に分配されているため、動作ボールの作動中、シールリングと接触しないため、動作ボールが保護される。同様に洗浄効果が生じ、洗浄通路チャンネルの場合と同様の方法で制御可能である。
【００１５】洗浄効果を高めるために、動作ボールの穴の断面が入口側と出口側の洗浄通路の孔との間で収縮しているものが提示されている。その結果、入口側と出口側との間の対応する圧力差によるノズル効果が生じる。断面を一定に変化させて流れに関して断面を収縮させることが好ましく、それによって動作ボールの中心に断面が最も小さいものが位置する。断面が最も小さい場所の近くには洗浄通路の孔の内側開口部が設けられており、それによって孔がこの点から入口通路または出口通路の方向に斜めに延びることが可能となることが特に利点である。また、孔の外側開口はハウジングの内部の軸方向の端部領域に設けられ、それによって上述したように、洗浄工程が向上する。
【００１６】本発明は添付の図面とともに好適な例示的実施形態によりさらに詳細に説明される。
【００１７】
【発明の実施形態】図１に示すボール弁は、入口通路２と出口通路３を規定するハウジング１を有する。流路方向はその設置位置によって逆になる場合もあり、その場合は通路２が出口通路となり通路３が入口通路となる。簡潔にするために、最初に上述した流路方向は以下の記載の場合のものとする。
【００１８】ハウジングは２つのシールリング４を含み、このうち１つのシールリングは入口通路２と関連するものであり、もう１つのシールリングは出口通路３と関連するものである。ハウジングはまた動作ボール５を含み、これは２つのシールリング４と噛み合い、作動装置６によりそれと関連する軸周りを回転する。
【００１９】動作ボール５には穴７も設けられており、これは図に示すように弁が開位置にある場合、入口通路２と出口通路３との間を連結し、これらの通路と共に流路を規定する。
【００２０】この流路は、シールリング４間に規定されるハウジングの内部空間８と洗浄通路を介して連通する。洗浄通路は、動作ボール５の表面に機械加工されたチャンネル９と、入口通路２と出口通路３の内側端部上に形成されたグルーブ１０とから構成される。グルーブ１０は動作ボール５の閉位置でチャンネル９に整列させる。
【００２１】グルーブ１０とともにチャンネル９によって、動作ボール５が開位置に移動するときに、ハウジングの内部８を集中的に洗浄する。このようにして、澱んだ水から細菌が発生するのを防ぐことができる。チャンネル９はハウジングの内部８の軸方向の外側領域と連通しているため、不十分に洗浄されがちな縁部分を発生しないようにする。
【００２２】他には、チャンネル９を動作ボール５の表面の密封領域１１の外側に配置するように形成する。これらの密封領域１１は動作ボール５が閉位置になるとすぐに、シールリング４に囲まれる。これは図１の密封表面１２として図示してる。
【００２３】製造上の理由から、グルーブ１０は関連するシールリング４のそれぞれの支持リング１３内に機械加工される。これは、支持リング１３が別の個々の部品として製造される場合があるためである。
【００２４】図２の実施形態は、支持リング１３がグルーブを備えていないが、円錐状の断面を有する幅広部を備えており、これにより入口側にある端部の流れが動作ボール５に対するチャンネル９の領域に衝突することによって、入口と出口との間に発生する圧力差がハウジングの内部８の洗浄力を強めることができる点が図１の実施形態とは異なる。
【００２５】図３の実施形態では、洗浄通路は孔１４により構成されており、この孔は動作ボール５の穴７から始まり動作ボール内を延び、ハウジングの内部８の領域内の動作ボール５の表面に出るものである。これらの開口部は動作ボール５の密封領域１１の外側にある。
【００２６】図示されているように、開口部７の断面は収縮しており、その最も小さな断面１５は動作ボール５の中央部に位置する。洗浄通路の孔１４はそれに隣接する開口部７と連通している。孔１４は半径方向に向きかつ軸方向の外側に向いているため、洗浄工程においてハウジングの内部８の軸方向の端部領域を含む。
【００２７】穴７の断面が収縮していることによって、入口側の孔１４と出口側の孔１４との対応する圧力差にノズル作用が生じ、洗浄作用の強度が増す。
【００２８】種々の変更例も当然本発明の範囲内で可能である。したがって、図１の斜めに延びるグルーブ１０を単に半径方向に向かせることも可能である。また、支持リング１３の円錐状の断面を有する幅広部との整列を考慮せずに、グルーブを組み合わせることも可能である。さらに、図２に示すような円錐状の断面をもつ幅広部を使用せずに、一方では入口通路と出口通路との間に断面が異なる所望の形状をもたせ、他方では動作ボールに開口をもたせることも可能であり、これによって、流れが分裂し望ましい結果をえることができる。最後に、構造にもよるが、支持リングや同等の要素をハウジングの固定部品として構成することも可能である。
【００２９】図示していないが、さらなる変更例によれば、洗浄通路のチャンネルが少なくとも断面積に比例して動作ボール５の穴７に注ぐように構成することが可能である。グルーブ１０もさらに設けられるが、グルーブが動作ボールの開位置でチャンネルと正確に整列する必要はあまりない。図３の実施形態と関連する変更例として、洗浄通路の孔１４が図３に示すもの以外に半径方向かまたは斜め方向に設けられるものもある。なかでも、孔は関連するシールリングの短い側管を構成するように動作ボールの縁部に設けられこともある。必要であれば、孔の口部の領域で流路の断面を突然変化させることによって、流れを分裂させることも可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５００１３１７２３
【氏名又は名称】アーエスファウ シュツーベ ゲーエムベーハー オント コンパニー． コマンデイトゲゼルシャフト
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２４日（２０００．３．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】井ノ口 壽
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３３０６（Ｐ２０００−２８３３０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８３５６９（Ｐ２０００−８３５６９） |
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