JP3375946B2 - 切換弁用のハウジング - Google Patents

切換弁用のハウジング

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JP3375946B2 JP2001073331A JP2001073331A JP3375946B2 JP 3375946 B2 JP3375946 B2 JP 3375946B2 JP 2001073331 A JP2001073331 A JP 2001073331A JP 2001073331 A JP2001073331 A JP 2001073331A JP 3375946 B2 JP3375946 B2 JP 3375946B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラム・タ
イプの切換弁(diverter valve)に関
し、特に、改善された排出を示すダイヤフラム・タイプ
の切換弁用のハウジングに関する。
【0002】
【従来の技術】流体処理配管系では、流体の流れを1つ
の流路から別の流路に切り換える必要のあることが多
い。そのような切換えは、通常、ダイヤフラム・タイプ
の切換弁、すなわち三方弁を使用することによって達成
することができる。このタイプのバルブは、ダイヤフラ
ムをバルブ・ハウジング内の仕切りの縁またはせきに当
接閉鎖することにより、流体の流れを単一の入口から2
つの出口の一方または他方に切り換えて、一方の口への
流体の流れを阻止し、他方の口への流れを受け入れる。
このタイプのバルブの例は、1995年6月27日付で
Richard A.Skaerに発行された「HOU
SING FOR A DIVERTERVALVE」
と題する米国特許第5427150号に開示されてお
り、その全開示内容をここに参考として援用する。
【0003】図1および図2を参照すると、上記‘15
0号特許の教示による切換弁ハウジング10は、平坦な
基部12と、前壁14および後壁16と、側壁18およ
び20とを有し、これらはすべて基部12から立ってい
る。前壁14に形成された入口22がハウジング10内
に形成されたチャンバ24に連通している。チャンバ2
4は、湾曲した排出路26を底部に有し、仕切り28に
よって区分けされている。後壁16に形成された一対の
出口30および32もまたハウジング10内のチャンバ
24内にそれぞれ連通している。仕切り28は、出口3
0と32の間の壁を伴う傾斜リムを含んでいる。したが
って、仕切り28によって、入口22が連通する第1の
区画34、出口30が連通する第2の区画36、および
出口32が連通する第3の区画38がチャンバ24に形
成されている(図2参照)。
【0004】側壁18および20には開口40および4
2が形成され、仕切り28は開口40および42を二等
分する縁44および46を有する。さらに、縁44およ
び46は、凹所48および50を備えたせきを画定し、
このせきにダイヤフラムが当接設置もしくはこのせきか
らダイヤフラムが外され、それによって流体が出口30
および32の一方を流通する
【0005】次に図3を参照すると、図1および図2の
ハウジング10の開口40および42の中央部が断面で
示されている。さらに、図3はダイヤフラム52および
54にそれぞれハンドル起動式圧縮装置56および58
が取り付けられた状態を示す。ダイヤフラム52は、せ
きまたは縁44に当接して閉じ、ダイヤフラム54はせ
きまたは縁46から外されている。その結果、通常理解
されている通り、入口22から出口30への流体の流れ
は阻止され、入口22から出口32への流れは受け入れ
られる。
【0006】ハウジング10を配管系における切換弁の
部分として水平に配置した時に、ハウジング10内の流
体の流れの阻止を防ぐため、‘150号特許の発明で
は、水平排出面が設けられている。入口22、出口30
および32、開口40および42、せきまたは縁44お
よび46の最も低い部分は、排出路26と隣接し、かつ
排出路26に連なる。したがって、ハウジング10内に
は、残留流体が溜まることができるポケットや凹所がな
い。さらに、側壁18および20は、図示のように、垂
直から傾斜し、前壁14および後壁16を実質的に三角
形状に画定する。壁18および20を弧の角度40度
から80度の間で傾斜させることによって液体のハウジ
ング10からの完全な排出が大幅に促進されることが判
明した。ハウジング10の水平排出面は、図1および図
2に示すフロー・ライン120により表されている。
【0007】すでに判明しているように、このタイプの
切換弁が流体処理配管系に垂直配列で設置され、流体の
流れが停止したとき、ハウジング10は一般に多くの
理配管系で、十分に完全な排出を示す。しかし、切換弁
を必要とする配管系で、排出量が異常に大きく、バルブ
を再び操作するときに、少量なりとも残留流体をハウジ
ング内に残したまま次の流体の流れを排出するために、
後続の流体の流れが汚染される配管系がある。これは、
清潔性と滅菌が不可欠な製薬およびバイオテクノロジー
・プロセス用途等では、甚大な問題である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水平
に設置するにせよ垂直に設置するにせよ、そのように排
出量の異常に大きいバルブに付随するこの問題を克服す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による切換弁ハウ
ジングは、基部および協働でチャンバを形成する複数の
壁と、前記チャンバ内にあり、前記チャンバを複数の区
画に分割する仕切りと、前記複数の壁の前壁にあり、前
複数の区画の第1の区画に連通する入口と、前記複数
壁の後壁にあり、前記複数の区画の第2の区画および
第3の区画にそれぞれ連通する第1の出口および第2の
出口とを備えている切換弁ハウジングであって、前記仕
切りは、前記第1の区画を部分的に画定する面をさらに
含んでおり、前記面が少なくとも部分的に前記後壁に向
かって傾斜しており、さらに前記基部に対しても傾斜
ていることを特徴とする
【0010】
【発明の実施の形態】次に図4を参照すると、ハウジン
グ10が処理配管系内に垂直に配置され、入口22が出
口30および32の上方に配されるとき、すでに記載し
た通り、仕切り28によって流体の排出が一部阻止され
ることがあることが判明している。仕切り28は、一般
に、せき44、46の一方の側に比較的に大きな平坦面
100を含んでいる。この面100は、入口22に対向
している。
【0011】図1〜図4に示す実施形態における面10
0は、ハウジング10が垂直パイプラインに設置された
ときに、実質的に三角形状の水平な面の形を取る。した
がって、ハウジング10がすでに記載のように垂直パイ
プラインに設置された状態で、この面100によって棚
部が与えられ、流体の流れが停止したときに、表面張力
等により、流体が十分に排出されない可能性がある。流
れが停止した後の流体の排出は図4の経路110によっ
て示される。
【0012】本発明によれば、面100は、出口30、
32に向かって傾斜し、そのために面100上に残され
た流体は、流体の流れが停止した後は、より効率的に排
出させる。僅か1度の半分(0.5゜)の傾斜が効果的
であることが判明している。図1および図2に示すよう
に、水平排出面120が維持され、‘150号特許の教
示の通りにハウジング10の水平配置における適切な排
出ができる限り、傾斜度は所望の量に増加することがで
きる。
【0013】次に図5を参照すると、本発明によるハウ
ジング10’の第1の実施形態が示されている。基本的
に、面100は分流部130から縁44および46に向
かって下向きに逓減すなわち傾けられている。言い換え
れば、面100は、その分流部130に沿って高められ
た***を含んでいるように製作される。それによって、
分流部130から出口30、32へと下る2つの面14
0、150が形成される。図5の矢印110は、流体の
流れ停止後の排出方向を示す。排出は分流部130から
両区画36および38に向かって移動することが分か
る。
【0014】この第1の実施形態の好ましい形式によれ
ば、傾斜面140、150が縁44および46に会合す
る縁44および46の少なくとも一部分は、丸めるか面
取りされて、流体がその上を排出する際に表面張力がさ
らに減少される。
【0015】次いで図6を参照すると、本発明の第2の
実施形態が示されている。基本的に、この第2の実施形
態では、面100は基部12に向かって傾斜している。
図6の矢印110も前と同じく垂直排出パターンを示
し、この場合、排出は基部12に向けられ、次いで出口
30および32に向かう。また、第2の実施形態の好ま
しい形式によれば、傾斜面100が縁44および46に
会合する縁44および46の、基部12に最も近い、符
号105で示す部分は、丸めるか面取りされて、流体が
その上を排出する際に表面張力がさらに減少される。
【0016】次に図7を参照すると、本発明の好ましい
実施形態が示されている。基本的に、図7の実施形態に
おける面100は図6の方向と反対方向、または基部1
2から離れた方向に傾斜している。図1〜図7に示すよ
うに、面100は実質的に三角形状を取る。図6の実施
形態は、流体を三角形状面100の頂点104(図5)
から遠い基部102(図5)に向けて排出し、これに対
して図7の実施形態は流体を三角形状面100の基部1
02(図5)から遠い頂点104(図5)に向けて排出
する。したがって、流体の排出が面100の三角形状断
面の頂点、すなわち狭い方の部分へと向けられるため、
排出する流体の接触面積が減少し、その結果、表面張力
等の悪影響が減少するので、いくつかの用途では図7の
実施形態が図6の実施形態より一層好ましい。
【0017】前と同じく、図7の好ましい実施形態の特
に好ましい形式によれば、傾斜面100が縁44および
46と会合する縁44および46の、基部12から最も
遠く、図7の符号115により示す部分は、丸めるか面
取りされて、流体がその上を排出する際に表面張力がさ
らに減少される。
【0018】以上、本発明の好ましい形式をある程度特
別に説明および図示したが、好ましい形式および代替実
施形態は例として開示したにすぎず、構造の細部と部品
の組合せおよび配置は、本発明の精神および範囲を離れ
ることなく無数に変形可能なことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の切換弁ハウジングを示す斜視図であ
る。
【図2】図1のハウジングを別の角度から見た斜視図で
ある。
【図3】図1および図2のハウジングを組み付けた切換
弁の断面と外形を組み合わせた図で、ハウジングは断面
で示され、ダイアフラムおよび圧縮装置は実質的な外形
で示された図である。
【図4】垂直に配置した図1および図2のハウジングの
上面平面図である。
【図5】本発明の第1の実施形態による切換弁ハウジン
グの斜視図である。
【図6】本発明の第2の実施形態による切換弁ハウジン
グの斜視図である。
【図7】本発明の第3の、好ましい実施形態による切換
弁ハウジングの斜視図である。
【符号の説明】
10’ ハウジング12 基部 14 前壁 16 後壁 18 第1の側壁 20 第2の側壁 22 入口24 チャンバ 28 仕切り 30 第1の出口32 第2の出口 34 第1の区画 36 第2の区画 38 第3の区画 40 第1の開口 42 第2の開口 100
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−311342(JP,A) 特開 平7−4539(JP,A) 米国特許5427150(US,A) 国際公開99/13251(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 7/00 F16K 11/00 F16K 27/00

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基部(12)および協働でチャンバ(2
    4)を形成する複数の壁と、 前記チャンバ内にあり、前記チャンバを複数の区画に分
    割する仕切り(28)と、 前記複数の壁の前壁(14)にあり、前記複数の区画の
    第1の区画(34)連通する入口(22)と、 前記複数の壁の後壁(16)にあり、前記複数の区画の
    第2の区画(36)および第3の区画(38)にそれぞ
    連通する第1の出口(30)および第2の出口(3
    2)とを備えている切換弁ハウジングであって、 前記仕切り(28)は、前記第1の区画(34)を部分
    的に画定する面(100)をさらに含んでおり、前記面
    (100)が少なくとも部分的に前記後壁(16)に向
    かって傾斜しており、さらに前記基部(12)に対して
    も傾斜している切換弁ハウジング。
  2. 【請求項2】 前記複数の壁の第1の側壁(18)およ
    び第2の側壁(20)にそれぞれ形成された第1の開口
    (40)および第2の開口(42)をさらに備えている
    請求項1に記載のハウジング。
  3. 【請求項3】 前記仕切り(28)がさらに、前記第1
    の開口(40)および第2の開口(42)を二等分する
    請求項2に記載のハウジング。
  4. 【請求項4】 前記第1の開口(40)または第2の開
    (42)を二等分する前記仕切り(28)の少なくと
    も一部分が、面取りされている請求項3に記載のハウジ
    ング。
  5. 【請求項5】 前記第1の区画(34)が、前記入口
    (22)と前記第1の開口(40)および第2の開口
    (42)に対して開いている請求項3に記載のハウジン
    グ。
  6. 【請求項6】 前記第2の区画(36)が、前記第1の
    開口(40)および前記第1の出口(30)に対して開
    いている請求項5に記載のハウジング。
  7. 【請求項7】 前記第3の区画(38)が、前記第2の
    開口(42)および前記第2の出口(32)に対して開
    いている請求項6に記載のハウジング。
  8. 【請求項8】 前記チャンバ(24)が、前記チャンバ
    内の底部に形成された湾曲排出路(26)を含んでいる
    請求項7に記載のハウジング。
  9. 【請求項9】 前記複数の(14、16、18、2
    0)および前記仕切り(28)が、前記湾曲排出路と協
    働して前記ハウジング内に水平排出面(120)を画定
    するための手段を有する請求項8に記載のハウジング。
  10. 【請求項10】 水平排出面を画定するための前記手段
    が、前記入口(22)、第1の出口(30)、第2の出
    口(32)、第1の開口(40)、第2の開口(42)
    および仕切り(28)の最も低い部分を備えていて、該
    部分は前記湾曲排出路に連なる請求項9に記載のハウジ
    ング。
  11. 【請求項11】 前記面(100)が、前記基部(1
    2)に向かって傾斜している請求項1に記載のハウジン
  12. 【請求項12】 前記面(100)が、前記基部(1
    2)から離れる方向に傾斜している請求項1に記載のハ
    ウジング
  13. 【請求項13】 実質的に平坦な基部(12)、および
    前記基部から立っている離間した前壁(14)、後壁
    (16)および側壁(18、20)であって、底部に湾
    曲排出路(26)を有するチャンバ(24)を形成する
    基部(12)、前壁(14)、後壁(16)および側壁
    (18、20)と前記チャンバ(24)を複数の区画に細分する仕切り
    (28)であって、前記前壁(14)、後壁(16)お
    よび側壁(18、20)と共に、前記湾曲排出路と協働
    して前記ハウジング内に水平排出面(26)を画定する
    ための手段を含んでいる仕切り(28)と前記前壁(14)に形成された入口(22)と、 前記後壁(16)に形成された第1及び第2の出口(3
    0、32)と、 前記第1の側壁(18)に形成された第1の開口(4
    0)と、 前記第2の側壁(20)に形成された第2の開口(4
    2)と、を備えている、切換弁において使用するのに適したハウ
    ジングであって、 前記仕切り(28)は、前記第1及び第2の開口(4
    0、42)を二等分するための手段と、前記入口(2
    2)に隣接しかつ前記第1及び第2の出口(30、2)の
    少なくとも1つに向かって少なくとも一部傾斜し、さら
    に前記基部(12)に対して傾斜している面(100)
    とを含んでおり、 前記水平排出面を画定するための手段が、前記入口(2
    2)、第1の出口(30)、第2の出口(32)、第1
    の開口(40)、第2の開口(42)および仕切り(2
    8)の最も低い部分を備えていて、該部分は前記湾曲排
    出路に連なるハウジング。
  14. 【請求項14】 前記第1の開口(40)または第2の
    開口(42)を二等分する前記仕切り(28)の少なく
    とも一部分が、面取りされた縁を含んでいる請求項14
    に記載のハウジング。
  15. 【請求項15】 前記面(100)が、前記基部(1
    2)に向かって傾斜している請求項13に記載のハウジ
    ング。
  16. 【請求項16】 前記面(100)が、前記基部(1
    2)から離れる方向に傾斜している請求項13に記載の
    ハウジング。
  17. 【請求項17】 前記第1の開口(40)または第2の
    開口(42)を二等分する前記仕切り(28)の少なく
    とも一部分が、面取りされた縁を含んでいる請求項16
    に記載のハウジング。
  18. 【請求項18】 基部(12)および協働でチャンバ
    (24)を形成する複数の壁(14、16、18、2
    0)と、 前記チャンバ(24)内にあり、前記チャンバ(24)
    を複数の区画(34、36、38)に分割する仕切り
    (28)と、 前記複数の壁の前壁(14)にあり、前記複数の区画の
    第1の区画(34)に連通する入口(22)と、 前記複数の壁の後壁(16)にあり、前記複数の区画の
    第2および第3の区画(36、38)にそれぞれ連通す
    る第2および第3の出口(30、32)と、 前記チャンバ(24)内の底部に前記基部(12)に隣
    接して形成され、前記ハウジングを水平に配置したとき
    に前記ハウジングの流体排出を改善するのに適した湾曲
    排出路(26)と を含んでいる、切換弁において使用す
    るのに適したハウジングであって、 前記仕切り(28)がさらに、前記第1の区画(34)
    を部分的に画定する面(100)を含んでおり、前記面
    が少なくとも部分的に前記後壁(16)に向かって傾斜
    し、さらに前記基部(12)に対して傾斜し、それによ
    って前記ハウジングを垂直に配置したときに前記ハウジ
    ングの流体排出を改善するハウジング。
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