(57)【要約】  バルブシステムは、水処理システムに単一ラインの標準的な蛇口を用いることを可能とし、水処理システム、および他の流体流動装置を、不必要な流圧から保護し、水処理システム、および他の流体流動装置から圧力を取り除き、例えば漏水のような特定の事象に応じて、ディスペンサまたは流出口への流体の流れを調整または防止する。バルブシステムは、複数のポートを有するハウジングを備える。ここで、このポートは、（１）供給流体を受け入れ、（２）例えば水処理システムのような装置に流体を供給し、（３）上記装置からの流体を受け入れ、（４）ディスペンサに流体を供給するためのものである。また、バルブシステムは、ハウジング内に、自動式の遮断バルブを備える。この遮断バルブは、分配流出口が閉鎖されているときに、ハウジングおよび水処理システム内を水が流れることを防止する。また、この遮断バルブは、流出口が開放されているときに、ハウジングおよび水処理システム内を水が流れることを可能とする。また、バルブシステムは、自動遮断バルブに連結された第２のアクチュエータを備える。この第２のアクチュエータは、自動遮断バルブを、部分的または完全に、閉鎖位置に移動させることができる。【選択図】図１
2013519855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力から流体流動装置を保護するためのバルブシステムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内を延び、第１の流入口と、前記流体流動装置に流体的に連通する第１の流出口とを有する第１の流路と、
前記ハウジング内を延び、前記流体流動装置と流体的に連通する第２の流入口と、第２の流出口とを有する第２の流路と、
前記ハウジングから前記第２の流入口を通過する流体の流れを防止するチェックバルブと、
開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能であって、前記開放位置において前記第１の流路および前記第２の流路を通過する流体の流れが可能となり、前記閉鎖位置において前記第１の流路および供給流路を通過する流体の流れが禁止される、前記ハウジング内の遮断バルブと、を備える、バルブシステム。
【請求項２】
前記流体流動装置の圧力を下げるために、前記ハウジングおよび前記流体流動装置と流体的に連通する圧力逃がし機構を備える、請求項１に記載のバルブシステム。
【請求項３】
前記第１の流路内の第１の圧力と、前記第２の流路内の第２の圧力との間で圧力差が定義され、
前記遮断バルブは、前記圧力差の関数として、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で切り替えられる、請求項１に記載のバルブシステム。
【請求項４】
前記第２の流出口は、ディスペンサと流体的に連通し、
前記ディスペンサは、流体が該ディスペンサを通過することができる開放位置と、流体が該ディスペンサを通過することが防止される閉鎖位置とを有する、請求項３に記載のバルブシステム。
【請求項５】
前記閉鎖位置から前記開放位置への前記ディスペンサの動作は、前記遮断バルブが前記閉鎖位置から前記開放位置へと移動するように、前記圧力差を変化させる、請求項４に記載のバルブシステム。
【請求項６】
前記遮断バルブに連結された第２のアクチュエータを備え、
前記第２のアクチュエータは、前記遮断バルブを移動させることができる、請求項５に記載のバルブシステム。
【請求項７】
前記第２のアクチュエータに接続されたセンサを備え、
前記センサは、前記第２のアクチュエータに信号を送信可能であり、
前記信号は、前記遮断バルブを移動させるように前記第２のアクチュエータを操作する、請求項６に記載のバルブシステム。
【請求項８】
前記センサは、温度、湿度、および圧力の少なくとも１つを検知するように構成される、請求項７に記載のバルブシステム。
【請求項９】
第１の流路および第２の流路を形成するハウジングを準備するステップと、
前記第１の流路および前記第２の流路を通過する流体の流れを可能とする開放位置と、前記第１の流路を通過する流体の流れを禁止する閉鎖位置との間で移動するように動作可能な、前記ハウジング内の遮断バルブを準備するステップと、
流体供給源を前記第１の流路に連結するステップと、
前記第１の流路を前記第２の流路に連結するステップと、
前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差の関数として、前記遮断バルブを移動させるステップと、
前記ハウジングに連結された第２のアクチュエータを準備するステップと、
前記第２のアクチュエータによって前記遮断バルブを移動させるステップと、を備える、バルブシステムを動作させるための方法。
【請求項１０】
前記第２の流路を、開閉可能なディスペンサに連結するステップを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ディスペンサの開放によって、前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差が変化し、前記遮断バルブが移動する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
センサを前記第２のアクチュエータに接続するステップを備え、
前記センサは、湿度レベルの変化、温度の変化、機械的位置の変化、および圧力の変化の少なくとも１つを検知したときに、前記第２のアクチュエータに信号を送信し、
前記第２のアクチュエータは、前記信号を受信したときに、前記遮断バルブを移動させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記遮断バルブは、前記センサが湿度の変化を検知したときに、前記閉鎖位置に完全に移動される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記遮断バルブは、前記センサが前記第２の流路内における圧力の変化を検知したときに、前記閉鎖位置に向けて部分的に移動される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の流路および前記第２の流路を、流体流動装置に連結するステップと、
前記遮断バルブを前記開放位置に移動させ、前記第１の流路から前記流体流動装置へ流体が流れることを可能とするために、前記ディスペンサを開放するステップと、
前記遮断バルブを前記閉鎖位置に移動させ、前記流体流動装置へ流体が流れることを防止するために、前記ディスペンサを閉鎖するステップと、を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
第１の流入口および第１の流出口を有する第１の流路と、第２の流入口および第２の流出口を有する第２の流路とを形成するバルブハウジングと、
前記ハウジングに連結された第２のアクチュエータと、を備え、
前記バルブハウジングは、該ハウジング内に遮断バルブを有し、
前記遮断バルブは、
流体が前記第１の流路および前記第２の流路を流れることができる開放位置と、流体が前記第１の流入口を流れることを防止する閉鎖位置との間で移動可能であるとともに、
前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差の関数として、前記開放位置から前記閉鎖位置へと移動し、
前記第２のアクチュエータは、前記遮断バルブに動作可能に連結された駆動要素を有し、該駆動要素の動作によって、前記遮断バルブが移動される、バルブシステム。
【請求項１７】
前記第１の流路および前記第２の流路と流体的に連通する流体流動装置と、
前記流体流動装置と前記第２の流路との間に位置決めされ、前記第２の流入口から前記流体流動装置への流体の流れを防止するチェックバルブと、
前記流体流動装置と流体的に連通し、前記遮断バルブが前記閉鎖位置にあるときに、前記流体流動装置の流体圧力を下げる圧力逃がし機構と、を備える、請求項１６に記載のバルブシステム。
【請求項１８】
前記第２のアクチュエータに接続され、予め定められた事象が発生したときに該第２のアクチュエータに信号を送信するセンサを備え、
前記第２のアクチュエータは、前記信号を受信したときに動作可能である、請求項１６に記載のバルブシステム。
【請求項１９】
前記センサは、圧力センサ、温度センサ、位置センサ、および湿度センサの少なくとも１つである、請求項１８に記載のバルブシステム。
【請求項２０】
前記第２のアクチュエータは、制御ロッドおよびプランジャを有し、
前記制御ロッドは、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、
前記制御ロッドが前記第２の位置へ移動することによって、前記プランジャは、前記遮断バルブを前記閉鎖位置へ移動させる、請求項１６に記載のバルブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブシステムに関し、特に、水処理システム、および他の流体流動システムにおいて、流量および圧力を調整するためのバルブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理システムは、濾過され、処理された水を提供するためのものとして、よく知られている。これらシステムは、典型的には、供給ラインから未処理の水を受け入れるための流入口と、水を処理するための１以上のフィルタと、処理済みの水のための流出口とを備える。処理済み水の流出口は、例えば蛇口のような流出口に連結され、該蛇口は、処理済み水を分配するために開口している（すなわち、開放されている）。現在、多くの水処理システムは、「３本ライン」の蛇口とともに用いられ得る。この３本ラインは、未処理の水を水処理システムに供給するための第１のラインと、システムからの処理済み水を受け入れる第２のラインと、供給源からの未処理の水を受け入れる第３のラインとを有する。この構成は、水を分配するために待機しているときに、水処理システムにおける圧力を制限するように機能する。何故ならば、水処理システムは、蛇口上のバルブが開放されている場合に、圧力を受けるからである。残念なことに、３本ラインの蛇口には、限られた数のスタイルおよび選択しか存在していない。このことが、システムにおける圧力を制限しつつ、水処理システムから処理済み水を分配するための、１本ラインの標準的な蛇口を使用することを可能とするシステムの需要を、創出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水処理システムに加えて、例えば、熱水加熱器、飲料販売機、および油空圧シリンダシステムといった、他の様々な流体流動システムが、システムにおける継続的な流圧に関連した不利益を被っている。これら多くのシステムによって受けられる高流圧によって、コネクタ、ハウジング、および他のシステムコンポーネントに対して負荷が掛けられ、流体源を分離された位置（時には遠隔地）にて遮断することなく、システムにメンテナンスを施すことが困難となる。この高圧力によって、水処理システム、または他のタイプの流体流動システムが故障し、この故障が検知されて流体源にて遮断されるまで流体が漏れてしまった場合、さらに重大な問題が引き起こされてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、（１）低圧力の水処理システムで、単一ラインの標準的な蛇口を用いることを可能とし、（２）水処理システム、および他の流体流動装置を、不必要な流圧から保護し、（３）水処理システム、および他の流体流動装置から圧力を取り除き、（４）例えば漏水のような特定の事象に応じて、ディスペンサまたは流出口への流体の流れを調整または防止し、（５）システムを流れる全体的な流量を制限し得る、バルブシステムを提供する。
【０００５】
一実施形態において、バルブシステムは、複数のポートを有するハウジングを備える。ここで、このポートは、（１）供給流体を受け入れ、（２）例えば水処理システムのような装置に流体を供給し、（３）上記装置からの流体を受け入れ、（４）ディスペンサ（すなわち、単一ラインの蛇口、または他のタイプの流出口）に流体を供給するためのものである。バルブシステムは、ハウジング内に、自動式の遮断バルブを備える。この遮断バルブは、分配流出口が閉鎖されているときに、ハウジングおよび水処理システム内を水が流れることを防止する。また、この遮断バルブは、流出口が開放されているときに、ハウジングおよび水処理システム内を水が流れることを可能とする。自動遮断バルブは、流入した水と、流出する処理済み水との間の圧力差に対して動作し得る。一実施形態においては、自動遮断バルブは、例えばプランジャのような可動要素を有する。この可動要素は、バルブが開放される第１の位置と、バルブが閉鎖される第２の位置との間を、移動する。可動要素は、該可動要素の上面上の流体の流れと、該可動要素の下面上の流体の流れとの間の圧力差の関数として、移動するように構成され得る。
【０００６】
一実施形態において、バルブシステムは、圧力逃がし機構をさらに備える。この圧力逃がし機構は、分配流出口が閉鎖されている場合に、水処理システム（または、他の装置）から圧力を取り除く。この実施形態において、バルブシステムは、チェックバルブも備える。このチェックバルブは、自動遮断バルブを閉鎖状態に保持するために、ハウジング内における所望の大きさの圧力を維持するためのものである。バルブシステムは、追加的に、流量制御器を備える。この流量制御器は、バルブシステムおよび水処理システム内を流れる流体の流量を制御するためのものである。
【０００７】
他の実施形態において、バルブシステムは、自動遮断バルブに連結された第２のアクチュエータを備える。この第２のアクチュエータは、自動遮断バルブ上の圧力差に関わらず、可動要素を閉鎖位置に移動させることができる。このように、第２のアクチュエータは、バルブシステムを部分的または完全に閉鎖するために、自動遮断バルブの通常の作動からは独立して動作してもよい。第２のアクチュエータは、手動式または自動式で動作されてもよく、一実施形態においては、第２のアクチュエータは、１以上のセンサに連結されてもよい。このセンサは、特定の事象が発生したときに、第２のアクチュエータに閉鎖するように信号を送信する。第２のアクチュエータは、バルブシステムのハウジング内に延びる、ネジ状のシャフトの形態であってもよい。シャフトがバルブシステム内へと駆動された場合、これにより、可動要素が、少なくとも部分的に閉鎖位置に向かって移動する。これにより、バルブシステム内の流れが制限され、または完全に防止される。
【０００８】
本発明のバルブシステムは、システムを低圧力に維持することを可能としつつ、水処理システムに単一ラインの標準的な蛇口を使用することを可能とするように、水処理システムに直列に挿入され得る、信頼性の高い装置を提供する。バルブシステムは、水処理システム、および他の広範な種々の流体分配システムのための圧力保護を提供することも可能である。ここで、バルブシステムは、分配流出口が閉鎖されているときに、これら装置に流入する流体の流れを防止することによって、上記圧力保護を提供する。このような装置は、熱水加熱器、飲料販売機、水飲み機、水軟化機、冷凍氷および冷蔵水の供給機、乳製品加工機（ｄａｉｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、食品加工システム、気体圧縮機、油圧システムを含む。バルブシステムは、分配流出口が閉鎖されているときに、装置から圧力を取り除く（また、装置への流体の流れを除く）ことによって、これら装置のメンテナンスを容易とすることを可能とする。さらに、本バルブシステムを用いる、如何なる分配装置の内部コンポーネントも、継続的な高圧力に耐える必要がなくなるので、より軽量化、小型化され得ることになる。これにより、より費用を抑えることができる。
【０００９】
第２のアクチュエータを備える実施形態においては、バルブシステムは、例えば、漏水検知時のシステムの遮断、および流量調整のような追加的な機能性とともに、様々な流体流動装置のための圧力保護を提供することができる。この実施形態は、例えば、システム内における漏水のような望ましくない事象を検知したときに、装置への流体の流れを遮断するように第２のアクチュエータを構成することによって、上述した流体流動アプリケーションの多くにおいて、有益となり得る。また、この実施形態は、例えばガスギル（ｇａｓ  ｇｉｌｌ）、食器洗浄機、または洗濯機といった特定の装置に流れる流体の流量を調整することにおいても、有益となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るバルブシステムの斜視図である。
【図２】バルブシステムの上面図であって、バルブシステムに連結された供給ラインを示している。
【図３】図１に示すバルブシステムの分解図を示す。
【図４】一実施形態に係るプランジャの斜視図である。
【図５】概略的なフロー図であって、バルブシステム内の流体の流れを示している。
【図６】本発明の一実施形態の概略的なフロー図である。
【図７】他の実施形態に係るバルブシステムの斜視図である。
【図８】図７に示すバルブシステムの分解図である。
【図９】他の実施形態に係るバルブシステムの斜視図である。
【図１０】図９に示すバルブシステムの上面図であって、バルブシステムに連結された供給ラインを示している。
【図１１】図９に示す流出口バルブシステムの分解図である。
【図１２】第２の実施形態に係るバルブシステムの斜視図であって、ここでは、バルブシステムは、第２のアクチュエータを備えている。
【図１３】図１２に示すバルブシステムの分解図である。
【図１４】図１２に示すバルブシステムの側方断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る、概略的なフロー図である。
【図１６】第２の実施形態に係る、他の概略的なフロー図である。
【図１７】第２の実施形態に係る、他の概略的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るバルブシステムは、図１〜図３に示されており、符号１０が付されている。バルブシステム１０は、様々なアプリケーションに用いられるように、構成される。一つのアプリケーションにおいて、本バルブシステム１０は、水処理システムに、１本ラインの標準的な蛇口を用いることを可能とする。他のアプリケーションにおいて、バルブシステム１０は、例えば、水処理システム、熱水加熱器、または飲料販売機といった流体分配装置を、望ましくない圧力から保護する。
【００１２】
バルブシステム１０は、典型的には、バルブシステム１０を、水供給部、蛇口、および、例えば水処理システム１１のような下流の装置に連結させるための複数のポートを備える。図示されているように、バルブシステム１０は、ハウジング１２を備え、該ハウジング１２は、供給水流入ポート１４と、未処理水流出ポート１６と、処理済み水流出ポート１８と、水処理システム流出ポート２０と、水処理システム流入ポート２２とを有する。自動遮断バルブ２４は、ハウジング内に位置決めされており、供給水流入ポート１４、処理済み水流出ポート１８、水処理システム流出ポート２０、および水処理システム流入ポート２２と、流体的に連通している。一実施形態においては、自動遮断バルブは、供給水流入ポート１４と処理済み水流出ポート１８との間の圧力差に対して動作する。その結果、自動遮断バルブによって、水供給が開放された場合に、水が水処理システム１１内を流れることが可能となり、且つ、水供給が閉鎖された場合に、水が水処理システム１１内を流れることが防止される。チェックバルブ２５は、ハウジング内において、水処理システム流入ポート２２と、自動遮断バルブ２４との間に位置決めされている。
【００１３】
ハウジング１２は、様々な材料から形成されてもよく、相互に固定される複数の部材を含んでもよい。一実施形態においては、ハウジングは、射出成形樹脂から形成され、上側キャップ５０と、上本体部材５２と、下本体部材５４と、底部キャップ５６とを有する。図示されているように、ポートは、上本体部材および下本体部材と一体的に成形されている。しかしながら、この構成は、必須ではない。
【００１４】
図５は、バルブシステム１０と、未処理の水を分配する第１の蛇口２８と、水処理システム１１からの処理済みの水を供給する第２の蛇口３０との間の連結を示している。図示された実施形態においては、バルブシステム１０は、取り付けを要する部材の数を減らすことによって、水供給ライン２６への容易な連結を補助するために、未処理水流出ポート１６を組み込んでいる。この実施形態においては、供給ライン２６は、供給水流入ポート１４に連結され、未処理水供給ライン２９は、未処理水流出ポート１６と、蛇口２８との間に連結されている。蛇口２８は、バルブシステム１０が連結される前と同じ方法で、未処理の水を分配するように動作する。他の実施形態においては、未処理水流出口１６は、バルブシステム１０上に設けられていなくてもよい。例えば、未処理蛇口２８と、バルブシステム１０との間で供給水を分断するために、Ｔ字状に固定された、独立した従来のパイプが、供給ライン２６に連結されてもよい。処理済み水供給ライン３２は、処理済み水流出ポート１８と、処理済み水蛇口３０との間に連結されている。水処理システム流入ライン３４は、バルブシステムの流出ポート２０と、水処理システムの流入口３６との間に連結されている。また、水処理システム流出ライン３８は、水処理システムの流出口４０と、水処理システム流入ポート２２との間にて連結されている。図示された実施形態においては、供給水流入ポート１４は、１／２インチの直径を有する、ネジ加工が施されたパイプコネクタである。また、未処理水流出ポート１６と処理済み水流出ポート１８は、３／８インチの直径を有する、ネジ加工が施されたパイプコネクタである。また、バルブシステムの流出ポート２０は、３／８インチのジョンゲスト（Ｊｏｈｎ  Ｇｕｅｓｔ）コネクタであり、水処理システム流入ポート２２は、５／１６インチのジョンゲストコネクタである。他の実施形態においては、バルブシステム１０上のいずれのバルブも、所望のアプリケーションに依って、他の様々なサイズおよびコネクタタイプであってもよい。
【００１５】
一実施形態において、自動遮断バルブ２４およびチェックバルブは、ハウジング１２内に収容される。チェックバルブ２５は、一方向への流体の流れを防止する、従来のチェックバルブであってもよい。図示された実施形態においては、チェックバルブ２５は、流体が水処理システム流入ポート２２を通って水処理システム１１へと流れることを防止するために、水処理システム流入ポート２２の近傍に位置決めされる。自動遮断バルブ２４は、ハウジング１２内に位置決めされており、供給水流入ポート１４、処理済み水流出ポート１８、水処理システム流出ポート２０、および水処理システム流入ポート２２と、流体的に連通している。図３に示されているように、自動遮断バルブは、一般的には、プランジャリング６２内に支持されたプランジャ６０を有する。このプランジャ６０は、上面６６および下面６８を含むプレート６４と、該プレート６４から延在するベース７０とを有する。図示された実施形態においては、プレート６４は、円形状であり、ベース７０は、概して円筒状の側壁７２を含む。プランジャ６０は、開放位置と閉鎖位置との間を移動可能となるように、プランジャリング６２内に取り付けられている。ここで、開放位置においては、プレート６４は、ベース７０と下本体部材５４との間に隙間を形成しつつ、上本体部材５２に向かって移動される。また、閉鎖位置においては、ベース７０は、下本体部材５４に当接する。開放位置においては、自動遮断バルブ２４によって、水（または、他の流体）は、供給ラインから、ベース７０と下本体部材５４との間の隙間を通って、バルブシステムの流出ポート２０から流出することができる。次いで、この水は、水処理システム１１を通過し、バルブシステムの流入ポート２２を介して、バルブシステムに再度流入する。そして、この水は、処理済み水流出ポート１８から流出し、最終的に、処理済み水蛇口３０から流出する。閉鎖位置においては、自動遮断バルブ２４は、孔６３を閉鎖することによって、水（または、他の流体）がバルブシステム１０に流入することを防止する。この孔６３は、供給ポート１４からバルブシステム１０内への流体の流れを提供する。一実施形態において、自動遮断バルブ２４は、プランジャ６０と上本体部材５２との間の上膜３１と、プランジャ６０のベース７０と、下本体部材５４との間の下膜３３とを有する。この実施形態においては、流体は、膜と、上本体部材５２と、下本体部材５４との間を流れ、膜３１、３３は、流体からプランジャ６０を密閉するように動作する。上記したように、自動遮断バルブ２４は、プランジャの下方を流れる流体と、プランジャの上方を流れる流体との間の圧力差に対して動作する。蛇口３０が閉鎖された場合、チェックバルブは、バルブシステム内におけるプランジャ６０の上方の圧力を維持する。これにより、プランジャ６０は、閉鎖位置に移動される。蛇口３０が開放された場合、プランジャ６０の上方の圧力は減少し、これにより、プランジャ６０は、上本体部材５２に向かって移動し、開放位置に至る。その結果、流体が、バルブシステム１０を通って水処理システム１１内に流入することが可能となる。図３および図５に示されているように、プランジャ６０が開放位置に移動した場合、流体は、供給水流入ポート１４から、下本体部材５４の上面６５に形成された孔６３を通って、トラフ６７内に流れ込む。このトラフ６７は、水処理システム流出ポート２２と流体的に連通している。流体が孔６３内を流れるにつれて、流体は、下膜３３と当たり、プランジャ６０を開放位置へと押す。図示された実施形態においては、プランジャ６０を開閉するのに要する圧力差は、プレート６４とベース７０の相対的な直径を変化させることによって、要求に応じて変化させてもよい。代替的な実施形態においては、異なる自動遮断バルブシステムが、バルブシステム１０にて流入および流出する流体の流量を制御するために用いられてもよい。
【００１６】
一実施形態において、自動遮断バルブ２４は、プランジャ６０が「チャッター（ｃｈａｔｔｅｒ：ガタガタ音を出す）」してしまうことを防止するためのシステムを有する。このチャッターは、プランジャ６０の上方または下方の圧力が、プランジャ６０を開放位置に移動させるレベル程の期間だけ留まるように、ゆっくりと変化する状態において発生し得る。このことが、プランジャ６０に、開放位置と閉鎖位置との間で急激に往復動させることとなる。この動作は、大きな音を生じさせ、気分を害するものであり、且つ、蛇口を漏洩させ得る。本発明の場合においては、チャッター状態は、蛇口３０が閉鎖されているときに、圧力がプランジャ６０の上面上で徐々に上昇するにつれて、生じる可能性がある。チャッターを防止するために、バルブシステム１０は、相当の大きさの圧力がプランジャ６０を開放位置に移動させるように導入されるまで、該プランジャ６０を閉鎖位置に機械的に保持するための装置を備えてもよい。図３および図４に示されているように、図示された実施形態において、バルブシステム１０は、一連のピン７６を備え、該ピン７６は、バネによって付勢されたボール７８を含む。このボール７８は、プランジャリング６２に設けられた孔８４を通過し、プランジャベース７０の側壁７２に設けられた戻り止め８６内に嵌入する。図４に示されているように、戻り止め８６は、傾斜した面を有し、この傾斜した面が、プランジャ６０を閉鎖位置に向けて付勢する。この実施形態においては、プランジャのベース７０上に掛かる力は、プランジャ６０が開放位置まで移動する前に、プレート６４上に掛かる圧力の力、およびバネによって付勢されたボール７８の力を上回る必要がある。代替的な実施形態において、機械的または電気的な装置が、開放位置または閉鎖位置にプランジャ６０を付勢するために用いられてもよい。
【００１７】
一実施形態においては、本発明は、追加的に、流量制御器９０を備える。この流量制御器９０は、バルブシステム１０に流入する流体の流量を制限し、最終的に水処理システム１１に流入する流体の流量を制限するためのものである。これにより、水処理システム１１が、所望の量の流体（または、最大量の流体より少ない流体）を、いずれの時間でも処理するように動作していることを保証することができる。一実施形態において、流量制御器９０は、供給水流入ポート１４に近接して位置決めされた可撓性リングの材料である。または、他のタイプの公知の流れコントローラが用いられてもよい。
【００１８】
他の実施形態において、図６の概略的なフロー図に示されているように、バルブシステム１０は、追加的に、自動遮断バルブ２４が閉鎖されている場合に、水処理システム１１に掛かる圧力を下げるための圧力逃がし機構１００を備える。一実施形態において、圧力逃がし機構１００は、バルブシステム１０内のチェックバルブであってもよく、水処理システム１１と、チェックバルブ２５との間に位置決めされてもよい。このチェックバルブは、空気システムから流出することを可能とするものである。他の実施形態において、圧力逃がしシステムは、例えば、ベンチュリ（ｖｅｎｔｕｒｉ）を用いる容器のようなアクティブシステムであってもよく、自動遮断バルブ２４が閉鎖されているときに、水処理システム１１から容器内に圧力を積極的に伝達させる。圧力逃がしシステム１００によって、蛇口３０が閉鎖されたときに、水処理システム１１を、常に圧力から開放された状態にすることが可能となる。このことは、水処理システム１１をオフラインとすることを要することなく、該水処理システム１１のメンテナンスを可能とするので、特に有益となり得る。これは、自動遮断バルブ２４が、水処理システム１１から圧力を除いた状態を維持するのに十分な速さで閉鎖することができない状態において、必要となり得る。圧力逃がしシステム１００は、自動遮断バルブ２４が、このような圧力（最初に図示した実施形態の場合のような圧力）を防ぐのに十分な速さで閉鎖することができる場合に、不要となる。
【００１９】
バルブシステムの代替的実施形態が、図７〜図８、および図９〜図１１に示されている。これらの代替的な実施形態は、以下の点を除いて、上述した実施形態と同じ方法で、且つ、同じ基本コンポーネントを備えつつ、動作する。相違点とは、代替的実施形態は、バルブシステムを閉鎖状態にロックするためのスイッチと、圧力逃がしシステムを備える点である。図７〜図８は、ピン１０４を係合する、回動可能なスイッチ１０２を示す。ピン１０４は、ハウジング１２に設けられた孔（図示せず）内を通過し、閉鎖状態となったときに、プランジャ６０を閉鎖位置にロックするために、プランジャベース７０に設けられた孔１０６内を通過する。図９〜図１１は、スライドスイッチ１０２’を示しており、該スライドスイッチ１０２’は、ピン１０４’を有する。このピン１０４’は、上記したピン１０４と同じ方法で動作する。ロック機構は、蛇口３０が開放されている場合においても、プランジャ６０が開放してしまうことを防止するために、用いられる。これにより、例えば、メンテナンスが水処理システム１１に施されているような状況において、バルブシステム１０から水が不要に流出してしまうことを防止することができる。図８〜図１１は、圧力逃がしシステム１００を示しており、該圧力逃がしシステム１００は、蛇口３０が閉鎖されているときに、水処理システム１１内の圧力を下げる。
【００２０】
バルブシステム１０は、１以上の水処理用フィルタを有する水処理システム１１と連結したものとして上記に説明されたが、バルブシステム１０は、他の装置を連結して用いられてもよい。ここで、該他の装置は、例えば、熱水加熱器、水軟化機、飲料販売機、水飲み機、冷凍氷および冷蔵水の供給機、食品処理装置、エアフィルタシステム、油圧システム、ならびに、他の様々な装置といった、流体の供給に関して動作するものである。このアプリケーションにおいては、バルブシステム１０は、上記装置と直列に設置されてもよく、下流の装置が機能不全となり、および／または漏水した場合において、例えば洪水のような重大な故障を防止するために、これらの流体流動装置用の圧力保護器として動作し得る。多くの流体流動装置は、継続的な高圧力状態に殆ど反応しない。この結果、漏水、コンポーネントおよび密閉に対するストレス、重大な故障の可能性に繋がる。本発明のバルブシステム１０は、バルブシステム流出口１８に連結された（例えば、上記実施形態における蛇口３０のような）ディスペンサが開放されているときにおいてのみ、高圧力を流体流動装置に導入させることによって、これら装置に対する継続的な高圧力状態を排除することができる。それぞれのアプリケーションにおいて、流体流動装置は、上述した水処理システム１１と実質同じ方法で、装置流入口２２および装置流出口２２に連結されてもよい。例えば、熱水加熱器タンクの供給側が、流入口２２に取り付けられた第１のコネクタと、流出口２２に取り付けられた第２のコネクタとを介して、バルブシステム１０に連結される。このとき、熱水加熱器タンクは、遮断バルブ２４が閉鎖位置に配置されるときは常に、低圧力状態となる。熱水加熱器タンクは、ハウジングの流出口１８に連結された（例えば蛇口のような）ディスペンサが開放されるまで、低圧力状態に留まる。ディスペンサが開放されることにより、流出口２２と流出口１８との間の流路における圧力の減少によって、遮断バルブ２４が開放位置に移動し、流体がバルブシステム１０を通過して熱水加熱器タンクへと流れることが可能となる。熱水加熱器タンク、または他の流体システムは、継続的な高圧力を受けることがない。その結果、バルブシステム１０に連結された装置は、より軽量且つ小型のコンポーネントを用い得ることになる。何故ならば、これらは、もはや継続的な高圧力に耐える必要がないからである。さらに、遮断バルブが閉鎖されているときは、供給流体が装置に流れ込むことが防止されるので、装置は、供給流体をその供給源にて遮断することなく、メンテナンスまたは調整のために、オフラインとすることができる。
【００２１】
熱水加熱器タンクの例に加えて、他の装置は、同様の方法で、本バルブシステムを圧力保護器として用い得る。飲料販売機のアプリケーションにおいて、バルブシステム１０は、炭酸水を、現行システムにおいて、低圧力に保持することを可能とする。その結果、より低コスト、軽量の構成に繋がる。水軟化機システムにおいて、バルブシステム１０は、軟化コンポーネント上に掛かる圧力を減少させるために用いられ得る。そして、遮断バルブ２４が閉鎖されている間に漏水が進行した場合、漏水は、バルブの下流におけるシステム内の水に限られ、これにより、重大な洪水を防止する。冷蔵装置は、一般的に、水供給機／冷却機と、氷製造機とを備える。水供給機／冷却機および氷製造機の双方は、恐らくは高圧力で、水供給機に連結される。その結果、冷蔵装置のコンポーネントは、例え高圧力の環境が存在していないとしても、高圧力の環境での使用に耐えるように構成される必要がある。バルブシステム１０を、供給連結ポイントに取り付けることによって、冷蔵装置のコンポーネントは、低圧力基準まで小型化することができ、重量、コスト、および複雑さを低減させることができる。例えば乳製品製造のような食品加工において、本バルブシステムを使用することによって、バルブに連結されたコンポーネントを、より軽量の材料によって、より低コストで構成することができる。プロセス連鎖における貯蔵タンクを、より低い貯蔵圧力に維持することができ、タンク壁をより薄くすることが可能となる。
【００２２】
一実施形態において、バルブシステム１０は、装置流出口２２と装置流入口２２との間に連結された流体流動装置を備えることなく、ディスペンサのコンポーネントを圧力から保護するために、用いられ得る。この実施形態において、簡単なホースコネクタ等が、装置流出口２２を装置流入口２２に直接接続してもよい。ディスペンサが、継続的な高圧力から開放されることから利益を享受する１以上のコンポーネントを有する、多くの状況において、この実施形態は、有益となる。例えば、修理ガレージにて用いられるような気体圧縮機システムは、一般的に、複数の供給ラインに連結された気体圧縮機を、少なくとも１つ備えることを特徴とする。なお、上記供給ラインは、圧縮気体を建物または仕事場に分配する。本バルブシステム１０は、気体圧縮機の下流に設置され、圧縮気体ラインおよびディスペンサ（すなわちノズル）のネットワーク全体を通して、より低いライン圧力を維持することを可能とする。ネットワークが修理を必要とした場合、システム内に蓄えられた気体を抜くことなく、コンポーネントを取り外すことができる。同様の構成が、例えば建造装置にて使用されるような、油圧システムに用いられ得る。バルブシステムは、修理または損傷のために分断することによりシステムを空にすることを防ぐ。
【００２３】
図１２〜１４に示す他の実施形態において、バルブジステム１０は、第２のアクチュエータ１１０を備えており、該第２のアクチュエータ１１０は、遮断バルブ２４の通常の動作に関わらず、遮断バルブ２４を開放位置と閉鎖位置との間で移動させるためのものである。換言すれば、第２のアクチュエータ１１０は、予め定められた事象、または一連の事象の発生時に、遮断バルブ２４を移動させるために、該遮断バルブ２４の通常の動作に優先することが可能である。
【００２４】
図１２〜図１４に図示された実施形態においては、第２のアクチュエータ１１０は、手動で操作される制御ロッド１２０を有し、該制御ロッド１２０は、プランジャ６０を閉鎖位置へ向けて下方に移動させるために、制御ロッドハウジング１２２内に向けて下方に押し下げられ得る。より具体的には、上側キャップ５０が、制御ロッドハウジング１２２に置換され、該制御ロッドハウジング１２２は、上本体部材５２に連結される。第３の膜１３０は、上本体部材５２内に位置決めされ、該上本体部材５２は、上膜３１の上方において、膜１３０と膜３１との間に、装置流入口２２を通ってハウジングに流入し、バルブシステム流出口１８を通って流出する水のための流路を形成する。図１３および図１４に示されているように、制御ロッドハウジング１２２は、上本体部材５２内において、膜１３０上に、該膜１３０を所定位置に保持するように設置される。図示されているように、制御ロッドハウジング１２２は、一般的には円筒状であって、内部開口を有する。この内部開口は、制御ロッド１２０、プランジャボール１２８の一部、バネ１２６、およびバネ台座１２４を収容する。制御ロッドの下端部１３２は、制御ロッドハウジング１２２の上端部１３６に設けられた開口１３４を通過し、バネ台座１２４と係合する。バネ１２６は、コイルバネまたは弾性材料であって、バネ台座１２４とプランジャボール１２８との間において延在する。プランジャボール１２８は、制御ロッドハウジング１２２とバネ１２６によって所定位置に保持されており、第３の膜１３０の上面上に配置される。制御ロッド１２０に対して外部からの力が負荷されていない場合は、膜１３０における弾力によって、プランジャボール１２８が、プランジャ６０から離隔して保持される。バネ１２６は、制御ロッド１２０を、上方位置へと付勢する。
【００２５】
動作においては、制御ロッド１２０は、使用者によって手動で押され、これにより、制御ロッド１２０は、制御ロッドハウジング１２２内に向けて移動する。制御ロッド１２０が制御ロッドハウジング１２２内に移動するにつれて、制御ロッド１２０は、バネ台座１２４、バネ１２６、およびプランジャボール１２８を下方へ向けて押す。その結果、プランジャボール１２８は、膜１３０を撓ませて、最終的には、プランジャ６０を閉鎖位置へ向けて移動させるように、該プランジャ６０を変位させる。制御ロッド１２０が完全に押し下げられたとき、プランジャボール１２８は、プランジャ６０を完全に閉鎖位置に保持するように、プランジャ６０に設けられたプランジャ台座６７内に嵌入される。このようにして、第２のアクチュエータ１１０は、プランジャ６０の上方側の流体の流れと、プランジャ６０の下方側の流体の流れとの間の圧力差に関わらず、部分的または完全に遮断バルブ１２４を閉鎖するように、動作され得る。
【００２６】
他の実施形態において、第２のアクチュエータ１１０は、ソレノイド（図示せず）、または他の電気機械アクチュエータを用いて、自動的に動作されてもよい。ソレノイドは、従来の制御器（図示せず）に電気的に接続されてもよい。この制御器は、ソレノイドに対して信号を送信するように構成され、これによりプランジャ６０を作動させ、その結果、プランジャ６０を、部分的または完全に閉鎖位置へと移動させる。ソレノイド、または他の電気機械アクチュエータは、追加的に、１以上のセンサ（図示せず）に電気的に接続されてもよい。これらセンサは、特定の事象を検知し、該事象の結果として制御器または電気機械アクチュエータを移動させるように信号を送信する。様々なセンサが、用いられてもよい。湿度センサは、バルブシステム１０から下流における漏水を検知するために用いられ、これにより、第２のアクチュエータ１１０は、バルブシステム１０を越える追加的な流体の流れを防ぐために、漏水の検知時に遮断バルブ２４を即座に閉鎖するように信号を受信する。温度センサは、オーバーヒート状態の流体流動装置、または火災を検知し、これにより遮断バルブ２４を閉鎖するために、用いられ得る。圧力センサまたは流量メータは、バルブシステム１０とディスペンサとの間、または、分離された流体流動システムにおける圧力または流体の流量を監視するために用いられる。そして、圧力センサまたは流量メータは、望ましくない圧力状態に応じて遮断バルブ２４を閉鎖し、または、バルブシステム１０からディスペンサへ流れる流体の流量を調整するために、遮断バルブ２４を部分的に閉鎖する。
【００２７】
図１５〜図１７は、第２のアクチュエータ１１０を備えるバルブシステム１０の概略図を示す。図１５は、例えば、水処理システムまたは熱水タンクのような流体流動装置１１を備えるシステムの概略図である。この流体流動装置１１は、該流体流動装置１１と流体的に連通する圧力逃がしシステム１００とともに、装置流出口２２と装置流入口２２との間に連結される。この実施形態においては、バルブシステム１０は、装置１１のための圧力保護器として動作する。何故ならば、装置１１は、遮断バルブ２４が閉鎖された場合には、低圧力に維持されるからである。第２のアクチュエータ１１０によって、装置１０が、装置１１およびディスペンサ３０（または上述したような「流出口」）へ流れる流体の流れを、追加的に遮断する、または調整することが可能となる。上述したように、第２のアクチュエータ１１０は、手動式または自動式であってもよく、予め定められた事象を検知可能なセンサからの信号に応じて動作するように構成されてもよい。
【００２８】
図１６は、流出口２２と流入口２２との間に連結された流体流動装置１１を省略した構成を示した概略図である。その代わりに、流入口２２および流出口２０は、直接連結されており、これにより、装置流出口２２から流出する流体の流れは、装置流入口２２内に直接流入する。この実施形態においては、バルブシステム１０は、ディスペンサ３０（もしくは「流出口」）、または、バルブシステム流出口１８（すなわち、バルブシステムの下流側）に連結され得る様々な流体流動装置を、望ましくない圧力から保護することができる。このディスペンサまたは流体流動装置は、該ディスペンサまたは装置が閉鎖されている間に、低圧力を受けることになる。ディスペンサが開放され、または装置が起動されると、即座に、バルブシステム流出口１８における圧力が減少し、これにより、遮断バルブ２４が開放される。上述した実施形態と同様に、第２のアクチュエータ１１０によって、装置１０は、遮断バルブ内の圧力差とは無関係に、ディスペンサへの流体の流れを遮断または調整することが可能となる。
【００２９】
図１７は、さらに他の実施形態の概略図を示しており、この実施形態においては、バルブシステム１０は、流体の流れの中に添加物を追加可能とするために用いられている。１５０内における添加物用のラインは、装置流出口２２と、装置流入口２２との間において、圧力逃がし機構１００の下流に位置決めされている。したがって、１５０のラインは、ディスペンサが閉鎖されている如何なる時においても、本システムに対して連結および遮断され得る。ディスペンサが開放された場合、流体は、１５０のラインを流れて通過し、これにより添加物が挿入されることを可能とする。第２のアクチュエータ１１０は、ディスペンサへの流れを（手動で、または自動的に）遮断し、または、流れを調整するために用いられ得る。この実施形態のための１つのアプリケーションは、患者の点滴内に流入する薬剤流に連結されるものである。バルブシステム１０から下流の流れが遮断される如何なるときでも、システムに入る供給ラインを遮断することなく、薬剤をラインに加えることができる。
【００３０】
上記の記載は、本発明の現実施形態のものである。特許請求の範囲に定義された、本発明の概念および広範な態様から逸脱することなく、様々な代替および変更を加えることができる。ここで、特許請求の範囲は、均等論を含む特許法の原則に従って、解釈されるべきである。例えば、冠詞：「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、または「ｏｒ」を用いる単数形において、請求項の要素に対する如何なる言及も、その要素を単数に限定するものとして構成されているのではない。
【図１】
2013519855.tif 000003
【図２】
2013519855.tif 000004
【図３】
2013519855.tif 000005
【図４】
2013519855.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013519855.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2013519855.tif 000013
【図１２】
2013519855.tif 000014
【図１３】
2013519855.tif 000015
【図１４】
2013519855.tif 000016
【図１５】
2013519855.tif 000017
【図１６】
2013519855.tif 000018
【図１７】
2013519855.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブシステムに関し、特に、水処理システム、および他の流体流動システムにおいて、流量および圧力を調整するためのバルブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理システムは、濾過され、処理された水を提供するためのものとして、よく知られている。これらシステムは、典型的には、供給ラインから未処理の水を受け入れるための流入口と、水を処理するための１以上のフィルタと、処理済みの水のための流出口とを備える。処理済み水の流出口は、例えば蛇口のような流出口に連結され、該蛇口は、処理済み水を分配するために開口している（すなわち、開放されている）。現在、多くの水処理システムは、「３本ライン」の蛇口とともに用いられ得る。この３本ラインは、未処理の水を水処理システムに供給するための第１のラインと、システムからの処理済み水を受け入れる第２のラインと、供給源からの未処理の水を受け入れる第３のラインとを有する。この構成は、水を分配するために待機しているときに、水処理システムにおける圧力を制限するように機能する。何故ならば、水処理システムは、蛇口上のバルブが開放されている場合に、圧力を受けるからである。残念なことに、３本ラインの蛇口には、限られた数のスタイルおよび選択しか存在していない。このことが、システムにおける圧力を制限しつつ、水処理システムから処理済み水を分配するための、１本ラインの標準的な蛇口を使用することを可能とするシステムの需要を、創出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水処理システムに加えて、例えば、熱水加熱器、飲料販売機、および油空圧シリンダシステムといった、他の様々な流体流動システムが、システムにおける継続的な流圧に関連した不利益を被っている。これら多くのシステムによって受けられる高流圧によって、コネクタ、ハウジング、および他のシステムコンポーネントに対して負荷が掛けられ、流体源を分離された位置（時には遠隔地）にて遮断することなく、システムにメンテナンスを施すことが困難となる。この高圧力によって、水処理システム、または他のタイプの流体流動システムが故障し、この故障が検知されて流体源にて遮断されるまで流体が漏れてしまった場合、さらに重大な問題が引き起こされてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、（１）低圧力の水処理システムで、単一ラインの標準的な蛇口を用いることを可能とし、（２）水処理システム、および他の流体流動装置を、不必要な流圧から保護し、（３）水処理システム、および他の流体流動装置から圧力を取り除き、（４）例えば漏水のような特定の事象に応じて、ディスペンサまたは流出口への流体の流れを調整または防止し、（５）システムを流れる全体的な流量を制限し得る、バルブシステムを提供する。
【０００５】
一実施形態において、バルブシステムは、複数のポートを有するハウジングを備える。ここで、このポートは、（１）供給流体を受け入れ、（２）例えば水処理システムのような装置に流体を供給し、（３）上記装置からの流体を受け入れ、（４）ディスペンサ（すなわち、単一ラインの蛇口、または他のタイプの流出口）に流体を供給するためのものである。バルブシステムは、ハウジング内に、自動式の遮断バルブを備える。この遮断バルブは、分配流出口が閉鎖されているときに、ハウジングおよび水処理システム内を水が流れることを防止する。また、この遮断バルブは、流出口が開放されているときに、ハウジングおよび水処理システム内を水が流れることを可能とする。自動遮断バルブは、流入した水と、流出する処理済み水との間の圧力差に対して動作し得る。一実施形態においては、自動遮断バルブは、例えばプランジャのような可動要素を有する。この可動要素は、バルブが開放される第１の位置と、バルブが閉鎖される第２の位置との間を、移動する。可動要素は、該可動要素の上面上の流体の流れと、該可動要素の下面上の流体の流れとの間の圧力差の関数として、移動するように構成され得る。
【０００６】
一実施形態において、バルブシステムは、圧力逃がし機構をさらに備える。この圧力逃がし機構は、分配流出口が閉鎖されている場合に、水処理システム（または、他の装置）から圧力を取り除く。この実施形態において、バルブシステムは、チェックバルブも備える。このチェックバルブは、自動遮断バルブを閉鎖状態に保持するために、ハウジング内における所望の大きさの圧力を維持するためのものである。バルブシステムは、追加的に、流量制御器を備える。この流量制御器は、バルブシステムおよび水処理システム内を流れる流体の流量を制御するためのものである。
【０００７】
他の実施形態において、バルブシステムは、自動遮断バルブに連結された第２のアクチュエータを備える。この第２のアクチュエータは、自動遮断バルブ上の圧力差に関わらず、可動要素を閉鎖位置に移動させることができる。このように、第２のアクチュエータは、バルブシステムを部分的または完全に閉鎖するために、自動遮断バルブの通常の作動からは独立して動作してもよい。第２のアクチュエータは、手動式または自動式で動作されてもよく、一実施形態においては、第２のアクチュエータは、１以上のセンサに連結されてもよい。このセンサは、特定の事象が発生したときに、第２のアクチュエータに閉鎖するように信号を送信する。第２のアクチュエータは、バルブシステムのハウジング内に延びる、ネジ状のシャフトの形態であってもよい。シャフトがバルブシステム内へと駆動された場合、これにより、可動要素が、少なくとも部分的に閉鎖位置に向かって移動する。これにより、バルブシステム内の流れが制限され、または完全に防止される。
【０００８】
本発明のバルブシステムは、システムを低圧力に維持することを可能としつつ、水処理システムに単一ラインの標準的な蛇口を使用することを可能とするように、水処理システムに直列に挿入され得る、信頼性の高い装置を提供する。バルブシステムは、水処理システム、および他の広範な種々の流体分配システムのための圧力保護を提供することも可能である。ここで、バルブシステムは、分配流出口が閉鎖されているときに、これら装置に流入する流体の流れを防止することによって、上記圧力保護を提供する。このような装置は、熱水加熱器、飲料販売機、水飲み機、水軟化機、冷凍氷および冷蔵水の供給機、乳製品加工機（ｄａｉｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、食品加工システム、気体圧縮機、油圧システムを含む。バルブシステムは、分配流出口が閉鎖されているときに、装置から圧力を取り除く（また、装置への流体の流れを除く）ことによって、これら装置のメンテナンスを容易とすることを可能とする。さらに、本バルブシステムを用いる、如何なる分配装置の内部コンポーネントも、継続的な高圧力に耐える必要がなくなるので、より軽量化、小型化され得ることになる。これにより、より費用を抑えることができる。
【０００９】
第２のアクチュエータを備える実施形態においては、バルブシステムは、例えば、漏水検知時のシステムの遮断、および流量調整のような追加的な機能性とともに、様々な流体流動装置のための圧力保護を提供することができる。この実施形態は、例えば、システム内における漏水のような望ましくない事象を検知したときに、装置への流体の流れを遮断するように第２のアクチュエータを構成することによって、上述した流体流動アプリケーションの多くにおいて、有益となり得る。また、この実施形態は、例えばガスギル（ｇａｓ  ｇｉｌｌ）、食器洗浄機、または洗濯機といった特定の装置に流れる流体の流量を調整することにおいても、有益となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るバルブシステムの斜視図である。
【図２】バルブシステムの上面図であって、バルブシステムに連結された供給ラインを示している。
【図３】図１に示すバルブシステムの分解図を示す。
【図４】一実施形態に係るプランジャの斜視図である。
【図５】概略的なフロー図であって、バルブシステム内の流体の流れを示している。
【図６】本発明の一実施形態の概略的なフロー図である。
【図７】他の実施形態に係るバルブシステムの斜視図である。
【図８】図７に示すバルブシステムの分解図である。
【図９】他の実施形態に係るバルブシステムの斜視図である。
【図１０】図９に示すバルブシステムの上面図であって、バルブシステムに連結された供給ラインを示している。
【図１１】図９に示す流出口バルブシステムの分解図である。
【図１２】第２の実施形態に係るバルブシステムの斜視図であって、ここでは、バルブシステムは、第２のアクチュエータを備えている。
【図１３】図１２に示すバルブシステムの分解図である。
【図１４】図１２に示すバルブシステムの側方断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係る、概略的なフロー図である。
【図１６】第２の実施形態に係る、他の概略的なフロー図である。
【図１７】第２の実施形態に係る、他の概略的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るバルブシステムは、図１〜図３に示されており、符号１０が付されている。バルブシステム１０は、様々なアプリケーションに用いられるように、構成される。一つのアプリケーションにおいて、本バルブシステム１０は、水処理システムに、１本ラインの標準的な蛇口を用いることを可能とする。他のアプリケーションにおいて、バルブシステム１０は、例えば、水処理システム、熱水加熱器、または飲料販売機といった流体分配装置を、望ましくない圧力から保護する。
【００１２】
バルブシステム１０は、典型的には、バルブシステム１０を、水供給部、蛇口、および、例えば水処理システム１１のような下流の装置に連結させるための複数のポートを備える。図示されているように、バルブシステム１０は、ハウジング１２を備え、該ハウジング１２は、供給水流入ポート１４と、未処理水流出ポート１６と、処理済み水流出ポート１８と、水処理システム流出ポート２０と、水処理システム流入ポート２２とを有する。自動遮断バルブ２４は、ハウジング内に位置決めされており、供給水流入ポート１４、処理済み水流出ポート１８、水処理システム流出ポート２０、および水処理システム流入ポート２２と、流体的に連通している。一実施形態においては、自動遮断バルブは、供給水流入ポート１４と処理済み水流出ポート１８との間の圧力差に対して動作する。その結果、自動遮断バルブによって、水供給が開放された場合に、水が水処理システム１１内を流れることが可能となり、且つ、水供給が閉鎖された場合に、水が水処理システム１１内を流れることが防止される。チェックバルブ２５は、ハウジング内において、水処理システム流入ポート２２と、自動遮断バルブ２４との間に位置決めされている。
【００１３】
ハウジング１２は、様々な材料から形成されてもよく、相互に固定される複数の部材を含んでもよい。一実施形態においては、ハウジングは、射出成形樹脂から形成され、上側キャップ５０と、上本体部材５２と、下本体部材５４と、底部キャップ５６とを有する。図示されているように、ポートは、上本体部材および下本体部材と一体的に成形されている。しかしながら、この構成は、必須ではない。
【００１４】
図５は、バルブシステム１０と、未処理の水を分配する第１の蛇口２８と、水処理システム１１からの処理済みの水を供給する第２の蛇口３０との間の連結を示している。図示された実施形態においては、バルブシステム１０は、取り付けを要する部材の数を減らすことによって、水供給ライン２６への容易な連結を補助するために、未処理水流出ポート１６を組み込んでいる。この実施形態においては、供給ライン２６は、供給水流入ポート１４に連結され、未処理水供給ライン２９は、未処理水流出ポート１６と、蛇口２８との間に連結されている。蛇口２８は、バルブシステム１０が連結される前と同じ方法で、未処理の水を分配するように動作する。他の実施形態においては、未処理水流出口１６は、バルブシステム１０上に設けられていなくてもよい。例えば、未処理蛇口２８と、バルブシステム１０との間で供給水を分断するために、Ｔ字状に固定された、独立した従来のパイプが、供給ライン２６に連結されてもよい。処理済み水供給ライン３２は、処理済み水流出ポート１８と、処理済み水蛇口３０との間に連結されている。水処理システム流入ライン３４は、水処理システム流出ポート２０と、水処理システムの流入口３６との間に連結されている。また、水処理システム流出ライン３８は、水処理システムの流出口４０と、水処理システム流入ポート２２との間にて連結されている。図示された実施形態においては、供給水流入ポート１４は、１／２インチの直径を有する、ネジ加工が施されたパイプコネクタである。また、未処理水流出ポート１６と処理済み水流出ポート１８は、３／８インチの直径を有する、ネジ加工が施されたパイプコネクタである。また、水処理システム流出ポート２０は、３／８インチのジョンゲスト（Ｊｏｈｎ  Ｇｕｅｓｔ）コネクタであり、水処理システム流入ポート２２は、５／１６インチのジョンゲストコネクタである。他の実施形態においては、バルブシステム１０上のいずれのバルブも、所望のアプリケーションに依って、他の様々なサイズおよびコネクタタイプであってもよい。
【００１５】
一実施形態において、自動遮断バルブ２４およびチェックバルブは、ハウジング１２内に収容される。チェックバルブ２５は、一方向への流体の流れを防止する、従来のチェックバルブであってもよい。図示された実施形態においては、チェックバルブ２５は、流体が水処理システム流入ポート２２を通って水処理システム１１へと流れることを防止するために、水処理システム流入ポート２２の近傍に位置決めされる。自動遮断バルブ２４は、ハウジング１２内に位置決めされており、供給水流入ポート１４、処理済み水流出ポート１８、水処理システム流出ポート２０、および水処理システム流入ポート２２と、流体的に連通している。図３に示されているように、自動遮断バルブは、一般的には、プランジャリング６２内に支持されたプランジャ６０を有する。このプランジャ６０は、上面６６および下面６８を含むプレート６４と、該プレート６４から延在するベース７０とを有する。図示された実施形態においては、プレート６４は、円形状であり、ベース７０は、概して円筒状の側壁７２を含む。プランジャ６０は、開放位置と閉鎖位置との間を移動可能となるように、プランジャリング６２内に取り付けられている。ここで、開放位置においては、プレート６４は、ベース７０と下本体部材５４との間に隙間を形成しつつ、上本体部材５２に向かって移動される。また、閉鎖位置においては、ベース７０は、下本体部材５４に当接する。開放位置においては、自動遮断バルブ２４によって、水（または、他の流体）は、供給ラインから、ベース７０と下本体部材５４との間の隙間を通って、水処理システム流出ポート２０から流出することができる。次いで、この水は、水処理システム１１を通過し、水処理システム流入ポート２２を介して、バルブシステムに再度流入する。そして、この水は、処理済み水流出ポート１８から流出し、最終的に、処理済み水蛇口３０から流出する。閉鎖位置においては、自動遮断バルブ２４は、孔６３を閉鎖することによって、水（または、他の流体）がバルブシステム１０に流入することを防止する。この孔６３は、供給ポート１４からバルブシステム１０内への流体の流れを提供する。一実施形態において、自動遮断バルブ２４は、プランジャ６０と上本体部材５２との間の上膜３１と、プランジャ６０のベース７０と、下本体部材５４との間の下膜３３とを有する。この実施形態においては、流体は、膜と、上本体部材５２と、下本体部材５４との間を流れ、膜３１、３３は、流体からプランジャ６０を密閉するように動作する。上記したように、自動遮断バルブ２４は、プランジャの下方を流れる流体と、プランジャの上方を流れる流体との間の圧力差に対して動作する。蛇口３０が閉鎖された場合、チェックバルブは、バルブシステム内におけるプランジャ６０の上方の圧力を維持する。これにより、プランジャ６０は、閉鎖位置に移動される。蛇口３０が開放された場合、プランジャ６０の上方の圧力は減少し、これにより、プランジャ６０は、上本体部材５２に向かって移動し、開放位置に至る。その結果、流体が、バルブシステム１０を通って水処理システム１１内に流入することが可能となる。図３および図５に示されているように、プランジャ６０が開放位置に移動した場合、流体は、供給水流入ポート１４から、下本体部材５４の上面６５に形成された孔６３を通って、トラフ６７内に流れ込む。このトラフ６７は、水処理システム流出ポート２０と流体的に連通している。流体が孔６３内を流れるにつれて、流体は、下膜３３と当たり、プランジャ６０を開放位置へと押す。図示された実施形態においては、プランジャ６０を開閉するのに要する圧力差は、プレート６４とベース７０の相対的な直径を変化させることによって、要求に応じて変化させてもよい。代替的な実施形態においては、異なる自動遮断バルブシステムが、バルブシステム１０にて流入および流出する流体の流量を制御するために用いられてもよい。
【００１６】
一実施形態において、自動遮断バルブ２４は、プランジャ６０が「チャッター（ｃｈａｔｔｅｒ：ガタガタ音を出す）」してしまうことを防止するためのシステムを有する。このチャッターは、プランジャ６０の上方または下方の圧力が、プランジャ６０を開放位置に移動させるレベル程の期間だけ留まるように、ゆっくりと変化する状態において発生し得る。このことが、プランジャ６０に、開放位置と閉鎖位置との間で急激に往復動させることとなる。この動作は、大きな音を生じさせ、気分を害するものであり、且つ、蛇口を漏洩させ得る。本発明の場合においては、チャッター状態は、蛇口３０が閉鎖されているときに、圧力がプランジャ６０の上面上で徐々に上昇するにつれて、生じる可能性がある。チャッターを防止するために、バルブシステム１０は、相当の大きさの圧力がプランジャ６０を開放位置に移動させるように導入されるまで、該プランジャ６０を閉鎖位置に機械的に保持するための装置を備えてもよい。図３および図４に示されているように、図示された実施形態において、バルブシステム１０は、一連のピン７６を備え、該ピン７６は、バネによって付勢されたボール７８を含む。このボール７８は、プランジャリング６２に設けられた孔８４を通過し、プランジャベース７０の側壁７２に設けられた戻り止め８６内に嵌入する。図４に示されているように、戻り止め８６は、傾斜した面を有し、この傾斜した面が、プランジャ６０を閉鎖位置に向けて付勢する。この実施形態においては、プランジャのベース７０上に掛かる力は、プランジャ６０が開放位置まで移動する前に、プレート６４上に掛かる圧力の力、およびバネによって付勢されたボール７８の力を上回る必要がある。代替的な実施形態において、機械的または電気的な装置が、開放位置または閉鎖位置にプランジャ６０を付勢するために用いられてもよい。
【００１７】
一実施形態においては、本発明は、追加的に、流量制御器９０を備える。この流量制御器９０は、バルブシステム１０に流入する流体の流量を制限し、最終的に水処理システム１１に流入する流体の流量を制限するためのものである。これにより、水処理システム１１が、所望の量の流体（または、最大量の流体より少ない流体）を、いずれの時間でも処理するように動作していることを保証することができる。一実施形態において、流量制御器９０は、供給水流入ポート１４に近接して位置決めされた可撓性リングの材料である。または、他のタイプの公知の流れコントローラが用いられてもよい。
【００１８】
他の実施形態において、図６の概略的なフロー図に示されているように、バルブシステム１０は、追加的に、自動遮断バルブ２４が閉鎖されている場合に、水処理システム１１に掛かる圧力を下げるための圧力逃がし機構１００を備える。一実施形態において、圧力逃がし機構１００は、バルブシステム１０内のチェックバルブであってもよく、水処理システム１１と、チェックバルブ２５との間に位置決めされてもよい。このチェックバルブは、空気システムから流出することを可能とするものである。他の実施形態において、圧力逃がしシステムは、例えば、ベンチュリ（ｖｅｎｔｕｒｉ）を用いる容器のようなアクティブシステムであってもよく、自動遮断バルブ２４が閉鎖されているときに、水処理システム１１から容器内に圧力を積極的に伝達させる。圧力逃がしシステム１００によって、蛇口３０が閉鎖されたときに、水処理システム１１を、常に圧力から開放された状態にすることが可能となる。このことは、水処理システム１１をオフラインとすることを要することなく、該水処理システム１１のメンテナンスを可能とするので、特に有益となり得る。これは、自動遮断バルブ２４が、水処理システム１１から圧力を除いた状態を維持するのに十分な速さで閉鎖することができない状態において、必要となり得る。圧力逃がしシステム１００は、自動遮断バルブ２４が、このような圧力（最初に図示した実施形態の場合のような圧力）を防ぐのに十分な速さで閉鎖することができる場合に、不要となる。
【００１９】
バルブシステムの代替的実施形態が、図７〜図８、および図９〜図１１に示されている。これらの代替的な実施形態は、以下の点を除いて、上述した実施形態と同じ方法で、且つ、同じ基本コンポーネントを備えつつ、動作する。相違点とは、代替的実施形態は、バルブシステムを閉鎖状態にロックするためのスイッチと、圧力逃がしシステムを備える点である。図７〜図８は、ピン１０４を係合する、回動可能なスイッチ１０２を示す。ピン１０４は、ハウジング１２に設けられた孔（図示せず）内を通過し、閉鎖状態となったときに、プランジャ６０を閉鎖位置にロックするために、プランジャベース７０に設けられた孔１０６内を通過する。図９〜図１１は、スライドスイッチ１０２’を示しており、該スライドスイッチ１０２’は、ピン１０４’を有する。このピン１０４’は、上記したピン１０４と同じ方法で動作する。ロック機構は、蛇口３０が開放されている場合においても、プランジャ６０が開放してしまうことを防止するために、用いられる。これにより、例えば、メンテナンスが水処理システム１１に施されているような状況において、バルブシステム１０から水が不要に流出してしまうことを防止することができる。図８〜図１１は、圧力逃がしシステム１００を示しており、該圧力逃がしシステム１００は、蛇口３０が閉鎖されているときに、水処理システム１１内の圧力を下げる。
【００２０】
バルブシステム１０は、１以上の水処理用フィルタを有する水処理システム１１と連結したものとして上記に説明されたが、バルブシステム１０は、他の装置を連結して用いられてもよい。ここで、該他の装置は、例えば、熱水加熱器、水軟化機、飲料販売機、水飲み機、冷凍氷および冷蔵水の供給機、食品処理装置、エアフィルタシステム、油圧システム、ならびに、他の様々な装置といった、流体の供給に関して動作するものである。このアプリケーションにおいては、バルブシステム１０は、上記装置と直列に設置されてもよく、下流の装置が機能不全となり、および／または漏水した場合において、例えば洪水のような重大な故障を防止するために、これらの流体流動装置用の圧力保護器として動作し得る。多くの流体流動装置は、継続的な高圧力状態に殆ど反応しない。この結果、漏水、コンポーネントおよび密閉に対するストレス、重大な故障の可能性に繋がる。本発明のバルブシステム１０は、バルブシステム流出口１８に連結された（例えば、上記実施形態における蛇口３０のような）ディスペンサが開放されているときにおいてのみ、高圧力を流体流動装置に導入させることによって、これら装置に対する継続的な高圧力状態を排除することができる。それぞれのアプリケーションにおいて、流体流動装置は、上述した水処理システム１１と実質同じ方法で、装置流入口２２および装置流出口２０に連結されてもよい。例えば、熱水加熱器タンクの供給側が、流入口２２に取り付けられた第１のコネクタと、流出口２０に取り付けられた第２のコネクタとを介して、バルブシステム１０に連結される。このとき、熱水加熱器タンクは、遮断バルブ２４が閉鎖位置に配置されるときは常に、低圧力状態となる。熱水加熱器タンクは、ハウジングの流出口１８に連結された（例えば蛇口のような）ディスペンサが開放されるまで、低圧力状態に留まる。ディスペンサが開放されることにより、流入口２２と流出口１８との間の流路における圧力の減少によって、遮断バルブ２４が開放位置に移動し、流体がバルブシステム１０を通過して熱水加熱器タンクへと流れることが可能となる。熱水加熱器タンク、または他の流体システムは、継続的な高圧力を受けることがない。その結果、バルブシステム１０に連結された装置は、より軽量且つ小型のコンポーネントを用い得ることになる。何故ならば、これらは、もはや継続的な高圧力に耐える必要がないからである。さらに、遮断バルブが閉鎖されているときは、供給流体が装置に流れ込むことが防止されるので、装置は、供給流体をその供給源にて遮断することなく、メンテナンスまたは調整のために、オフラインとすることができる。
【００２１】
熱水加熱器タンクの例に加えて、他の装置は、同様の方法で、本バルブシステムを圧力保護器として用い得る。飲料販売機のアプリケーションにおいて、バルブシステム１０は、炭酸水を、現行システムにおいて、低圧力に保持することを可能とする。その結果、より低コスト、軽量の構成に繋がる。水軟化機システムにおいて、バルブシステム１０は、軟化コンポーネント上に掛かる圧力を減少させるために用いられ得る。そして、遮断バルブ２４が閉鎖されている間に漏水が進行した場合、漏水は、バルブの下流におけるシステム内の水に限られ、これにより、重大な洪水を防止する。冷蔵装置は、一般的に、水供給機／冷却機と、氷製造機とを備える。水供給機／冷却機および氷製造機の双方は、恐らくは高圧力で、水供給機に連結される。その結果、冷蔵装置のコンポーネントは、例え高圧力の環境が存在していないとしても、高圧力の環境での使用に耐えるように構成される必要がある。バルブシステム１０を、供給連結ポイントに取り付けることによって、冷蔵装置のコンポーネントは、低圧力基準まで小型化することができ、重量、コスト、および複雑さを低減させることができる。例えば乳製品製造のような食品加工において、本バルブシステムを使用することによって、バルブに連結されたコンポーネントを、より軽量の材料によって、より低コストで構成することができる。プロセス連鎖における貯蔵タンクを、より低い貯蔵圧力に維持することができ、タンク壁をより薄くすることが可能となる。
【００２２】
一実施形態において、バルブシステム１０は、装置流出口２０と装置流入口２２との間に連結された流体流動装置を備えることなく、ディスペンサのコンポーネントを圧力から保護するために、用いられ得る。この実施形態において、簡単なホースコネクタ等が、装置流出口２０を装置流入口２２に直接接続してもよい。ディスペンサが、継続的な高圧力から開放されることから利益を享受する１以上のコンポーネントを有する、多くの状況において、この実施形態は、有益となる。例えば、修理ガレージにて用いられるような気体圧縮機システムは、一般的に、複数の供給ラインに連結された気体圧縮機を、少なくとも１つ備えることを特徴とする。なお、上記供給ラインは、圧縮気体を建物または仕事場に分配する。本バルブシステム１０は、気体圧縮機の下流に設置され、圧縮気体ラインおよびディスペンサ（すなわちノズル）のネットワーク全体を通して、より低いライン圧力を維持することを可能とする。ネットワークが修理を必要とした場合、システム内に蓄えられた気体を抜くことなく、コンポーネントを取り外すことができる。同様の構成が、例えば建造装置にて使用されるような、油圧システムに用いられ得る。バルブシステムは、修理または損傷のために分断することによりシステムを空にすることを防ぐ。
【００２３】
図１２〜１４に示す他の実施形態において、バルブジステム１０は、第２のアクチュエータ１１０を備えており、該第２のアクチュエータ１１０は、遮断バルブ２４の通常の動作に関わらず、遮断バルブ２４を開放位置と閉鎖位置との間で移動させるためのものである。換言すれば、第２のアクチュエータ１１０は、予め定められた事象、または一連の事象の発生時に、遮断バルブ２４を移動させるために、該遮断バルブ２４の通常の動作に優先することが可能である。
【００２４】
図１２〜図１４に図示された実施形態においては、第２のアクチュエータ１１０は、手動で操作される制御ロッド１２０を有し、該制御ロッド１２０は、プランジャ６０を閉鎖位置へ向けて下方に移動させるために、制御ロッドハウジング１２２内に向けて下方に押し下げられ得る。より具体的には、上側キャップ５０が、制御ロッドハウジング１２２に置換され、該制御ロッドハウジング１２２は、上本体部材５２に連結される。第３の膜１３０は、上本体部材５２内に位置決めされ、該上本体部材５２は、上膜３１の上方において、膜１３０と膜３１との間に、装置流入口２２を通ってハウジングに流入し、バルブシステム流出口１８を通って流出する水のための流路を形成する。図１３および図１４に示されているように、制御ロッドハウジング１２２は、上本体部材５２内において、膜１３０上に、該膜１３０を所定位置に保持するように設置される。図示されているように、制御ロッドハウジング１２２は、一般的には円筒状であって、内部開口を有する。この内部開口は、制御ロッド１２０、プランジャボール１２８の一部、バネ１２６、およびバネ台座１２４を収容する。制御ロッドの下端部１３２は、制御ロッドハウジング１２２の上端部１３６に設けられた開口１３４を通過し、バネ台座１２４と係合する。バネ１２６は、コイルバネまたは弾性材料であって、バネ台座１２４とプランジャボール１２８との間において延在する。プランジャボール１２８は、制御ロッドハウジング１２２とバネ１２６によって所定位置に保持されており、第３の膜１３０の上面上に配置される。制御ロッド１２０に対して外部からの力が負荷されていない場合は、膜１３０における弾力によって、プランジャボール１２８が、プランジャ６０から離隔して保持される。バネ１２６は、制御ロッド１２０を、上方位置へと付勢する。
【００２５】
動作においては、制御ロッド１２０は、使用者によって手動で押され、これにより、制御ロッド１２０は、制御ロッドハウジング１２２内に向けて移動する。制御ロッド１２０が制御ロッドハウジング１２２内に移動するにつれて、制御ロッド１２０は、バネ台座１２４、バネ１２６、およびプランジャボール１２８を下方へ向けて押す。その結果、プランジャボール１２８は、膜１３０を撓ませて、最終的には、プランジャ６０を閉鎖位置へ向けて移動させるように、該プランジャ６０を変位させる。制御ロッド１２０が完全に押し下げられたとき、プランジャボール１２８は、プランジャ６０を完全に閉鎖位置に保持するように、プランジャ６０に設けられたプランジャ台座６７内に嵌入される。このようにして、第２のアクチュエータ１１０は、プランジャ６０の上方側の流体の流れと、プランジャ６０の下方側の流体の流れとの間の圧力差に関わらず、部分的または完全に遮断バルブ１２４を閉鎖するように、動作され得る。
【００２６】
他の実施形態において、第２のアクチュエータ１１０は、ソレノイド（図示せず）、または他の電気機械アクチュエータを用いて、自動的に動作されてもよい。ソレノイドは、従来の制御器（図示せず）に電気的に接続されてもよい。この制御器は、ソレノイドに対して信号を送信するように構成され、これによりプランジャ６０を作動させ、その結果、プランジャ６０を、部分的または完全に閉鎖位置へと移動させる。ソレノイド、または他の電気機械アクチュエータは、追加的に、１以上のセンサ（図示せず）に電気的に接続されてもよい。これらセンサは、特定の事象を検知し、該事象の結果として制御器または電気機械アクチュエータを移動させるように信号を送信する。様々なセンサが、用いられてもよい。湿度センサは、バルブシステム１０から下流における漏水を検知するために用いられ、これにより、第２のアクチュエータ１１０は、バルブシステム１０を越える追加的な流体の流れを防ぐために、漏水の検知時に遮断バルブ２４を即座に閉鎖するように信号を受信する。温度センサは、オーバーヒート状態の流体流動装置、または火災を検知し、これにより遮断バルブ２４を閉鎖するために、用いられ得る。圧力センサまたは流量メータは、バルブシステム１０とディスペンサとの間、または、分離された流体流動システムにおける圧力または流体の流量を監視するために用いられる。そして、圧力センサまたは流量メータは、望ましくない圧力状態に応じて遮断バルブ２４を閉鎖し、または、バルブシステム１０からディスペンサへ流れる流体の流量を調整するために、遮断バルブ２４を部分的に閉鎖する。
【００２７】
図１５〜図１７は、第２のアクチュエータ１１０を備えるバルブシステム１０の概略図を示す。図１５は、例えば、水処理システムまたは熱水タンクのような流体流動装置１１を備えるシステムの概略図である。この流体流動装置１１は、該流体流動装置１１と流体的に連通する圧力逃がしシステム１００とともに、装置流出口２０と装置流入口２２との間に連結される。この実施形態においては、バルブシステム１０は、装置１１のための圧力保護器として動作する。何故ならば、装置１１は、遮断バルブ２４が閉鎖された場合には、低圧力に維持されるからである。第２のアクチュエータ１１０によって、装置１０が、装置１１およびディスペンサ３０（または上述したような「流出口」）へ流れる流体の流れを、追加的に遮断する、または調整することが可能となる。上述したように、第２のアクチュエータ１１０は、手動式または自動式であってもよく、予め定められた事象を検知可能なセンサからの信号に応じて動作するように構成されてもよい。
【００２８】
図１６は、流出口２０と流入口２２との間に連結された流体流動装置１１を省略した構成を示した概略図である。その代わりに、流入口２２および流出口２０は、直接連結されており、これにより、装置流出口２０から流出する流体の流れは、装置流入口２２内に直接流入する。この実施形態においては、バルブシステム１０は、ディスペンサ３０（もしくは「流出口」）、または、バルブシステム流出口１８（すなわち、バルブシステムの下流側）に連結され得る様々な流体流動装置を、望ましくない圧力から保護することができる。このディスペンサまたは流体流動装置は、該ディスペンサまたは装置が閉鎖されている間に、低圧力を受けることになる。ディスペンサが開放され、または装置が起動されると、即座に、バルブシステム流出口１８における圧力が減少し、これにより、遮断バルブ２４が開放される。上述した実施形態と同様に、第２のアクチュエータ１１０によって、装置１０は、遮断バルブ内の圧力差とは無関係に、ディスペンサへの流体の流れを遮断または調整することが可能となる。
【００２９】
図１７は、さらに他の実施形態の概略図を示しており、この実施形態においては、バルブシステム１０は、流体の流れの中に添加物を追加可能とするために用いられている。１５０内における添加物用のラインは、装置流出口２０と、装置流入口２２との間において、圧力逃がし機構１００の下流に位置決めされている。したがって、１５０のラインは、ディスペンサが閉鎖されている如何なる時においても、本システムに対して連結および遮断され得る。ディスペンサが開放された場合、流体は、１５０のラインを流れて通過し、これにより添加物が挿入されることを可能とする。第２のアクチュエータ１１０は、ディスペンサへの流れを（手動で、または自動的に）遮断し、または、流れを調整するために用いられ得る。この実施形態のための１つのアプリケーションは、患者の点滴内に流入する薬剤流に連結されるものである。バルブシステム１０から下流の流れが遮断される如何なるときでも、システムに入る供給ラインを遮断することなく、薬剤をラインに加えることができる。
【００３０】
上記の記載は、本発明の現実施形態のものである。特許請求の範囲に定義された、本発明の概念および広範な態様から逸脱することなく、様々な代替および変更を加えることができる。ここで、特許請求の範囲は、均等論を含む特許法の原則に従って、解釈されるべきである。例えば、冠詞：「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、または「ｏｒ」を用いる単数形において、請求項の要素に対する如何なる言及も、その要素を単数に限定するものとして構成されているのではない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力から流体流動装置を保護するためのバルブシステムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内を延び、第１の流入口と、前記流体流動装置に流体的に連通する第１の流出口とを有する第１の流路と、
前記ハウジング内を延び、前記流体流動装置と流体的に連通する第２の流入口と、第２の流出口とを有する第２の流路と、
前記ハウジングから前記第２の流入口を通過する流体の流れを防止するチェックバルブと、
開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能であって、前記開放位置において前記第１の流路および前記第２の流路を通過する流体の流れが可能となり、前記閉鎖位置において前記第１の流路を通過する流体の流れが禁止される、前記ハウジング内の遮断バルブと、
前記遮断バルブに連結され、該遮断バルブを前記閉鎖位置に移動させることができる第２のアクチュエータと、を備える、バルブシステム。
【請求項２】
前記流体流動装置の圧力を下げるために、前記ハウジングおよび前記流体流動装置と流体的に連通する圧力逃がし機構を備える、請求項１に記載のバルブシステム。
【請求項３】
前記第１の流路内の第１の圧力と、前記第２の流路内の第２の圧力との間で圧力差が定義され、
前記遮断バルブは、前記圧力差の関数として、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で切り替えられる、請求項１に記載のバルブシステム。
【請求項４】
前記第２の流出口は、ディスペンサと流体的に連通し、
前記ディスペンサは、流体が該ディスペンサを通過することができる開放位置と、流体が該ディスペンサを通過することが防止される閉鎖位置とを有する、請求項３に記載のバルブシステム。
【請求項５】
前記閉鎖位置から前記開放位置への前記ディスペンサの動作は、前記遮断バルブが前記閉鎖位置から前記開放位置へと移動するように、前記圧力差を変化させる、請求項４に記載のバルブシステム。
【請求項６】
圧力から流体流動装置を保護するためのバルブシステムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内を延び、第１の流入口と、前記流体流動装置に流体的に連通する第１の流出口とを有する第１の流路と、
前記ハウジング内を延び、前記流体流動装置と流体的に連通する第２の流入口と、第２の流出口とを有する第２の流路と、
前記ハウジングから前記第２の流入口を通過する流体の流れを防止するチェックバルブと、
開放位置と閉鎖位置との間で切り替え可能であって、前記開放位置において前記第１の流路および前記第２の流路を通過する流体の流れが可能となり、前記閉鎖位置において前記第１の流路を通過する流体の流れが禁止される、前記ハウジング内の遮断バルブと、
前記遮断バルブに連結され、該遮断バルブを移動させることができる第２のアクチュエータと、
前記第２のアクチュエータに接続され、該第２のアクチュエータに信号を送信可能なセンサであって、前記信号は、前記遮断バルブを移動させるように前記第２のアクチュエータを操作する、センサと、を備え、
前記第１の流路内の第１の圧力と、前記第２の流路内の第２の圧力との間で圧力差が定義され、
前記遮断バルブは、前記圧力差の関数として、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で切り替えられ、
前記第２の流出口は、ディスペンサと流体的に連通し、
前記ディスペンサは、流体が該ディスペンサを通過することができる開放位置と、流体が該ディスペンサを通過することが防止される閉鎖位置とを有し、
前記閉鎖位置から前記開放位置への前記ディスペンサの動作は、前記遮断バルブが前記閉鎖位置から前記開放位置へと移動するように、前記圧力差を変化させる、バルブシステム。
【請求項７】
前記センサは、温度、湿度、および圧力の少なくとも１つを検知するように構成される、請求項６に記載のバルブシステム。
【請求項８】
第１の流路および第２の流路を形成するハウジングを準備するステップと、
前記第１の流路および前記第２の流路を通過する流体の流れを可能とする開放位置と、前記第１の流路を通過する流体の流れを禁止する閉鎖位置との間で移動するように動作可能な、前記ハウジング内の遮断バルブを準備するステップと、
流体供給源を前記第１の流路に連結するステップと、
前記第１の流路を前記第２の流路に連結するステップと、
前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差の関数として、前記遮断バルブを移動させるステップと、
前記ハウジングに連結された第２のアクチュエータを準備するステップと、
前記第２のアクチュエータによって前記遮断バルブを前記閉鎖位置へと移動させるステップと、を備える、バルブシステムを動作させるための方法。
【請求項９】
前記第２の流路を、開閉可能なディスペンサに連結するステップを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ディスペンサの開放によって、前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差が変化し、前記遮断バルブが移動する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１の流路および第２の流路を形成するハウジングを準備するステップと、
前記第１の流路および前記第２の流路を通過する流体の流れを可能とする開放位置と、前記第１の流路を通過する流体の流れを禁止する閉鎖位置との間で移動するように動作可能な、前記ハウジング内の遮断バルブを準備するステップと、
流体供給源を前記第１の流路に連結するステップと、
前記第１の流路を前記第２の流路に連結するステップと、
前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差の関数として、前記遮断バルブを移動させるステップと、
前記ハウジングに連結された第２のアクチュエータを準備するステップと、
前記第２のアクチュエータによって前記遮断バルブを移動させるステップと、
前記第２の流路を、開閉可能なディスペンサに連結するステップと、
センサを前記第２のアクチュエータに接続するステップと、を備える、バルブシステムを動作させるための方法であって、
前記センサは、湿度レベルの変化、温度の変化、機械的位置の変化、および圧力の変化の少なくとも１つを検知したときに、前記第２のアクチュエータに信号を送信し、
前記第２のアクチュエータは、前記信号を受信したときに、前記遮断バルブを移動させ、
前記ディスペンサの開放によって、前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差が変化し、前記遮断バルブが移動する、方法。
【請求項１２】
前記遮断バルブは、前記センサが湿度の変化を検知したときに、前記閉鎖位置に完全に移動される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記遮断バルブは、前記センサが前記第２の流路内における圧力の変化を検知したときに、前記閉鎖位置に向けて部分的に移動される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の流路および前記第２の流路を、流体流動装置に連結するステップと、
前記遮断バルブを前記開放位置に移動させ、前記第１の流路から前記流体流動装置へ流体が流れることを可能とするために、前記ディスペンサを開放するステップと、
前記遮断バルブを前記閉鎖位置に移動させ、前記流体流動装置へ流体が流れることを防止するために、前記ディスペンサを閉鎖するステップと、を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
第１の流入口および第１の流出口を有する第１の流路と、第２の流入口および第２の流出口を有する第２の流路とを形成するバルブハウジングと、
前記ハウジングに連結された第２のアクチュエータと、を備え、
前記バルブハウジングは、該ハウジング内に遮断バルブを有し、
前記遮断バルブは、
流体が前記第１の流路および前記第２の流路を流れることができる開放位置と、流体が前記第１の流入口を流れることを防止する閉鎖位置との間で移動可能であるとともに、
前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差の関数として、前記開放位置から前記閉鎖位置へと移動し、
前記第２のアクチュエータは、前記遮断バルブに動作可能に連結された駆動要素を有し、該駆動要素の動作によって、前記遮断バルブが前記閉鎖位置へと移動される、バルブシステム。
【請求項１６】
前記第１の流路および前記第２の流路と流体的に連通する流体流動装置と、
前記流体流動装置と前記第２の流路との間に位置決めされ、前記第２の流入口から前記流体流動装置への流体の流れを防止するチェックバルブと、
前記流体流動装置と流体的に連通し、前記遮断バルブが前記閉鎖位置にあるときに、前記流体流動装置の流体圧力を下げる圧力逃がし機構と、を備える、請求項１５に記載のバルブシステム。
【請求項１７】
第１の流入口および第１の流出口を有する第１の流路と、第２の流入口および第２の流出口を有する第２の流路とを形成するバルブハウジングと、
前記ハウジングに連結された第２のアクチュエータと、
前記第２のアクチュエータに接続され、予め定められた事象が発生したときに該第２のアクチュエータに信号を送信するセンサと、を備え、
前記バルブハウジングは、該ハウジング内に遮断バルブを有し、
前記遮断バルブは、
流体が前記第１の流路および前記第２の流路を流れることができる開放位置と、流体が前記第１の流入口を流れることを防止する閉鎖位置との間で移動可能であるとともに、
前記第１の流路と前記第２の流路との間の圧力差の関数として、前記開放位置から前記閉鎖位置へと移動し、
前記第２のアクチュエータは、前記遮断バルブに動作可能に連結された駆動要素を有し、該駆動要素の動作によって、前記遮断バルブが前記閉鎖位置へと移動され、
前記第２のアクチュエータは、前記信号を受信したときに動作可能である、バルブシステム。
【請求項１８】
前記センサは、圧力センサ、温度センサ、位置センサ、および湿度センサの少なくとも１つである、請求項１７に記載のバルブシステム。
【請求項１９】
前記第２のアクチュエータは、制御ロッドおよびプランジャを有し、
前記制御ロッドは、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、
前記制御ロッドが前記第２の位置へ移動することによって、前記プランジャは、前記遮断バルブを前記閉鎖位置へ移動させる、請求項１５に記載のバルブシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2013519855.tif 000020
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2013519855.tif 000021
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2013519855.tif 000022
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2013519855.tif 000023
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2013519855.tif 000024
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
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【国際調査報告】
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2013519855.tif 000028
2013519855.tif 000029
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