(57)【要約】  圧力調節弁が、コア組立体、摺動部材、及び偏倚部材を具備する。コア組立体は取水部、分流加減器部、及び出力部を備えている。摺動部材はつばを有し、内表面にて第１の開口部及び第２の開口部で終端する少なくとも１つの内部流路を有している。摺動部材が第１の位置にある状態では流体は弁を通過できる。摺動部材が第２の位置にある状態では流体は弁を通過できない。
2013519944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア組立体であって、
入口オリフィスと取水流路とを画成するコンジットを含んでなる取水部と、
前記コンジットに当接して前記取水流路と流体連通する外側路を少なくとも１つ生じさせる少なくとも１つのスペーサに隣接したキャップ付きの分流加減器部と、
該分流加減器部に当接する出口オリフィスを有しかつ出力流路を画成する出力部と、を具備する、コア組立体と、
前記コア組立体と係合して第１の位置と第２の位置との間を摺動できる内表面を有する摺動部材であって、
第１の外周シールにて前記コア組立体と係合する上流部分と、
該上流部分に接触し内表面にて第１の開口部及び第２の開口部で終端する内部流路を画成する下流部分と、を具備し、前記下流部分は、下流に対向する圧力表面を有し、第２の外周シール及び第３の外周シールにて前記コア組立体と係合するように適合されたつばを有し、前記第２の外周シールは前記第１の外周シールと前記第３の外周シールとの間に配設される、摺動部材と、
前記第２の位置から前記第１の位置に向かって前記摺動部材を付勢する偏倚部材であって、前記摺動部材が前記第１の位置にある状態では前記出口オリフィス及び前記入口オリフィスが前記内部流路を通じて流体連通し、前記摺動部材が前記第２の位置にある状態では前記出口オリフィス及び前記入口オリフィスが前記内部流路を通じて流体連通せず、前記圧力表面に対する下流液圧に抗して前記摺動部材が前記第１の位置から前記第２の位置の方へと移動できるようになされている、偏倚部材と、
を具備する、圧力調節弁。
【請求項２】
前記下流液圧が前記入口オリフィスにおける上流液圧から実質的に独立している、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項３】
前記取水部、前記分流加減器部及び前記出力部がそれぞれ別体である、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項４】
前記取水部、前記分流加減器部及び前記出力部のうち少なくとも２つが単体として一体に形成されている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項５】
前記第３の外周シールが前記分流加減器部に配設されている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項６】
前記第１、第２及び第３の外周シールにそれぞれ配設される第１、第２及び第３のエラストマーＯリングを更に備えている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項７】
前記摺動部材が前記第３の外周シール下流の第４の外周シールにて前記コア組立体と係合するように更に適合されている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項８】
前記取水流路内に配設され、かつ前記出口オリフィスから前記入口オリフィスへの流体の流れをさえぎるように配向されている、少なくとも１つの逆止め弁を更に備えている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項９】
前記圧力調節弁を収容するハウジングを更に備え、該ハウジングが前記入口オリフィス及び前記出口オリフィスに隣接した点検用窓を有している、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項１０】
前記入口オリフィス及び前記出口オリフィスに隣接した前記コア組立体と前記ハウジングとの間に配設されたガスケットシールを更に備えている、請求項９に記載の圧力調節弁。
【請求項１１】
前記ハウジングが摺動部材の一端を受容するように適合された凹部を備えている、請求項９に記載の圧力調節弁。
【請求項１２】
前記ハウジングが２つの密封可能なインターロック部材を備えている、請求項９に記載の圧力調節弁。
【請求項１３】
前記偏倚部材がコイルバネを備えている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項１４】
前記出力部が、前記取水部に対向した前記分流加減器部に係合する支柱を備えている、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項１５】
前記摺動部材が前記偏倚部材に係合するように適合された、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの外側路が複数の外側路で構成される、請求項１に記載の圧力調節弁。
【請求項１７】
前記コア組立体が長手方向軸を有し、前記複数の外側路が前記長手方向軸に直交して環状に配置されている、請求項１６に記載の圧力調節弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、流体の流量を調節するための弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体処理系では、系内部の１つ以上の地点で液圧を制御すると、構成部品に対するダメージ（例えば、破損及び／又は漏れ）を回避するうえで有利な場合が多い。流体処理系（例えば、浄水装置）内の液圧を制御する方法に対しては継続的なニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一態様において本開示は、
コア組立体であって、
入口オリフィスと取水流路とを画成するコンジットを含んでなる取水部と、
コンジットに当接して取水流路と流体連通する外側路を少なくとも１つ生じさせる少なくとも１つのスペーサに隣接したキャップ付きの分流加減器部と、
分流加減器部に当接する出口オリフィスを有しかつ出力流路を画成する出力部と、を具備するコア組立体と、
コア組立体と係合して第１の位置と第２の位置との間を摺動できる内表面を有する摺動部材であって、
第１の外周シールにてコア組立体と係合する上流部分と、
上流部分に接触し内表面にて第１の開口部及び第２の開口部で終端する内部流路を画成する下流部分と、を具備し、下流部分は下流に対向する圧力表面を有し、第２の外周シール及び第３の外周シールにてコア組立体と係合するように適合されたつばを有し、第２の外周シールは第１の外周シールと第３の外周シールの間に配設される、摺動部材と、
第２の位置から第１の位置に向かって摺動部材を付勢する偏倚部材であって、
第２の位置から第１の位置に向かって摺動部材を付勢する偏倚部材において、摺動部材が第１の位置にある状態では出口オリフィス及び入口オリフィスが内部流路を通じて流体連通し、摺動部材が第２の位置にある状態では出口オリフィス及び入口オリフィスが内部流路を通じて流体連通せず、圧力表面に対する下流液圧に抗して摺動部材が第１の位置から第２の位置の方へと移動できるようになされている、偏倚部材と、を具備する、圧力調節弁を提供する。
【０００４】
一部の実施形態において、下流液圧は入口オリフィスにおける上流液圧から実質的に独立している。一部の実施形態において、取水部、分流加減器部、及び出力部はそれぞれ別体である。一部の実施形態において、取水部、分流加減器部及び出力部のうち少なくとも２つは、単体として一体に形成されている。一部の実施形態において、第３の外周シールは分流加減器部に配設されている。一部の実施形態において、圧力調節弁は、第１、第２及び第３の外周シールにそれぞれ配設される第１、第２及び第３のエラストマーＯリングを更に備えている。一部の実施形態において、摺動部材は、第３の外周シール下流の第４の外周シールにてコア組立体と係合するように更に適合されている。一部の実施形態において、圧力調節弁は、取水流路内に配設され、かつ出口オリフィスから入口オリフィスへの流体の流れをさえぎるように配向されている、少なくとも１つの逆止め弁を更に備えている。
【０００５】
一部の実施形態において、圧力調節弁は、圧力調節弁を収容するハウジングを更に備え、このハウジングが入口オリフィス及び出口オリフィスに隣接した点検用窓を有している。一部の実施形態において、圧力調節弁は、入口オリフィス及び出口オリフィスに隣接したコア組立体とハウジングとの間に配設されたガスケットシールを更に備えている。一部の実施形態において、ハウジングは、摺動部材の一端を受容するように適合された凹部を備えている。一部の実施形態においてハウジングは、２つの密封可能なインターロック部材を備えている。
【０００６】
一部の実施形態において、偏倚部材は、コイルバネを備えている。一部の実施形態において、出力部は、取水部に対向した分流加減器部に係合する支柱を備えている。一部の実施形態において、つばは、少なくとも部分的に先細りにされた上流端を有する。一部の実施形態において、摺動部材は、偏倚部材に係合するように適合されている。一部の実施形態では、上述の少なくとも１つの外側路は複数の外側路で構成されている。一部の実施形態では、コア組立体は長手方向軸を有し、複数の外側路がその長手方向軸に直交して環状に配置されている。
【０００７】
圧力調節弁は、例えば、流体処理系（浄水装置など）における圧力の制御に有用である。
【０００８】
好都合にも、本開示による圧力調節弁は単純なデザインを有し、通常は入口圧力とは実質的に無関係に出口圧力に応答する。
【０００９】
本明細書において「上流」及び「下流」という用語は、圧力調節弁を通して入口オリフィスから出口オリフィスへと流れる流体に言及するために用いられている。
【００１０】
本開示の特徴及び利点は、発明を実施するための形態、及び添付の特許請求の範囲を考慮することで理解される。本開示のこれら並びに他の特徴及び利点は、本開示の様々な例示的な実施形態に関連して以下で説明され得る。上記概要は、本発明の開示した各々の実施形態又はすべての実現形態を説明することを意図したものではない。以下の図面及び発明を実施するための形態は、実例となる実施形態をより具体的に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本開示による例示の圧力調節弁１００の分解斜視図。
【図１Ｂ】線Ａ−Ａを示す圧力調節弁１００の端面図。
【図２】コア組立体１２０の分解斜視図。
【図３】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、取水部１２４の断面側面図。
【図４】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、任意選択の逆止め弁１１０の断面側面図。
【図５】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、分流加減器部１３４の断面側面図。
【図６】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、出力部１４４の断面側面図。
【図７】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、摺動部材１６０の断面側面図。
【図８Ａ】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、開いた構成の圧力調節弁１００の断面側面図。
【図８Ｂ】図１Ｂの線Ａ−Ａに沿って切断された、閉じた構成の圧力調節弁１００の断面側面図。
【００１２】
上記の図面には本開示の複数の実施形態が記載されているが、考察の中で記述したとおり、その他の実施形態も考えられる。いかなる場合も、本開示は本開示を代表して提示するものであって、限定するものではない。多数の他の変更例及び実施形態が、当業者によって考案され得ることを理解すべきであり、それは、本開示の原理の範囲及び趣旨の範囲内に含まれる。図面は縮尺通りに描かれていない場合がある。同様の参照番号が、同様の部分を示すために複数の図を通じて使用されている場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、本開示による例示の実施形態を示す図１Ａ及び図２を参照すると、圧力調節弁１００は、コア組立体１２０、摺動部材１６０、及び偏倚部材１８０を具備する。圧力調節弁１００は任意選択で、コア組立体１２０、摺動部材１６０及び偏倚部材１８０を収容するハウジング１９０を更に備える。コア組立体１２０は、取水部１２４、分流加減器部１３４、及び出力部１４４を具備している。
【００１４】
次に図３を参照すると、取水部１２４は、取水流路１３０を画定するコンジット１２６を備えている。取水部は通常は実質的に円筒形であるが、必ずしもこの形状でなくてもよく、例えば、直方柱の形状、又は他の何らかの形状でもよい。同様に、取水流路はコンジットで画成され、実質的に取水部の長手方向軸１０１に沿って配設されている。例えば、取水流路はコンジット内に実質的に封入され、取水部の長手方向軸に沿って、例えば、実質的に円筒形状及び／又は円錐形状の組み合わせとして配向されていてもよい。しかしながら他の実施形態において、取水部は、取水流路と一致する長手方向軸を必ずしも備えていなくてもよい。
【００１５】
任意選択で、逆止め弁１１０を取水流路１３０内に配設し、上流から下流への通常の流体の流れを許可する一方、圧力調節弁１００を通して流体の逆流をさえぎるように配向してもよい。
【００１６】
次に図４を参照すると、逆止め弁１１０は円環１１２を備えている。この円環に固定されたケージ構体１１４は、バルブシート１１３を背にしてバルブ部材１１８を保持し、それによって逆止め弁を閉じるように適合されている。開いた位置では、バルブシート１１３からバルブ部材１１８が引っ込むと、流体が円環１１２を通って流れ、そこから逆止め弁１１０を通過できる。閉じた位置では、バネ１１７がバルブ部材１１８を偏倚させる一方、バネ１１７の力に抗する液圧が逆止め弁１１０を開く。Ｏリング１０９及び可撓性スプリング片１１９は、本開示によるコンジット１２６（図３を参照）内の圧力調節弁の据え付け時及び使用中における各逆止め弁１１０の密封及び保持を助ける。
【００１７】
図２に示すように、分流加減器部１３４は取水部１２４に当接している。次に図５を参照すると、分流加減器部１３４は、（組み立て時に取水部１２４に当接する）スペーサ柱１２５を備えており、これによりコンジット１２６（図３を参照）とキャップ１３６との間に開口部１３２が形成される。スペーサ柱１２５上にフランジ１２７を配置することにより、コンジット１２６に対してキャップ１３６が位置合わせされる。逆止め弁１１０は、分流加減器部１３４上の任意選択の中心柱１２３で支持されている。中央柱１２３には凹部１１５が設けてあるので、逆止め弁１１０が干渉を受けずに開くことができる。取水流路１３０（図３を参照）を通って下流に向かう流体は、スペーサ柱１２５間の開口部１３２を通って外方へと流れを変える。この実施形態では複数の開口部が図示されているが、形成された開口部は１つ（例えば、弓状のスペーサ柱１本で形成したもの）あれば、圧力調節弁が意図されたとおりに機能するのに十分であると想定される。
【００１８】
図２に示すように、出力部１４４は分流加減器部１３４に当接している。次に図６を参照すると、出口部１４４は、アライメントフランジ１４８及び出口オリフィス１４６を保持する支柱１４５を備え、出口路１８２を画成している。支柱１４５は、コンジット１２６（図３を参照）に対向したキャップ１３６に当接しており、支柱１４５上のアライメントフランジ１４８に係合して配置されている。キャップ１３６上にはセンタリングフランジ１３８が設けてある（図５を参照）。
【００１９】
取水部、分流加減器部及び出力部は、別々の部品としてもよく（例えば、取水部及び分流加減器部を別々の部品として、製造時に任意選択の逆止め弁の据え付けを容易にする）、それらの２つ又は３つを単一部品として一体に結合してもよい。
【００２０】
次に図７を参照すると、摺動部材１６０は、コア組立体１２０と共に外周シールを形成する内表面１６２を有している。摺動部材１６０はコア組立体１２０に係合して、第１の（開いた）位置１２１（図８Ａに示す）と第２の（閉じた）位置１２２（図８Ｂに示す）との間を摺動できる。
【００２１】
図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、コア組立体１２０には、エラストマーＯリング（１７１、１７２、１７３、１７４）が取り付けられて、コア組立体１２０及び摺動部材１６０との間に配設され、バルブを閉じると（図８Ｂを参照）、第１、第２、第３及び第４の各外周シール（１７５、１７６、１７７、１７８）を形成する。圧力調節弁１００が開いている状態では、第１、第２及び第４の外周シールのみが存在する。密封のための代替方法、例えば、締りばめ又はファイバガスケットも使用可能であると想定される。同様に、Ｏリングを摺動部材に取り付けてもよい。エラストマーＯリングの一部（又は他のシール部材）が、各コア組立体及び摺動部材に取り付けられている構成も想定される。
【００２２】
再び図７を参照すると、摺動部材１６０の上流部分１６４は、第１の外周シール１７５（図８Ａ、図８Ｂを参照）にてコア組立体１２０に係合している。摺動部材１６０の下流部分１６５は上流部分１６４に接触し、それぞれ内表面１６２にて開口部（１６７、１６８）で終端する内部流路１６６を画成している。下流部分１６５に隣接するつば１６９は、第２及び第３の各外周シール（１７６、１７７）（図８Ａ、図８Ｂを参照）にてコア組立体と係合するように適合されている。図に示すように、つば１６９は先細りの前縁１５５を有する。この前縁により、Ｏリングを通って容易に摺動することが可能となるが、これは必ずしも必要ない。摺動部材１６０は、偏倚部材１８０に係合するように適合されている。摺動部材１６０は、第３の外周シール１７７の下流に位置する第４の外周シール１７８（図８Ａ、図８Ｂを参照）にてコア組立体と係合するように適合されている。
【００２３】
任意選択のハウジング１９０が存在する場合、コア組立体１２０にエラストマーガスケットシール１９５を任意選択で取り付けることにより、ハウジングに対して液密シールが形成される。再び図１Ａを参照すると、エラストマーガスケットシール１９５が、コア組立体１２０内にはめ込まれて、ハウジング１９０に対して液密シールを形成する。密封のための代替方法、例えば、締りばめ又はエラストマーＯリングも使用可能であると想定される。同様に、ガスケットをハウジング内にはめ込んでもよい。エラストマーＯリングの一部（又は他のシール部材）が、コア組立体及びハウジングのそれぞれに取り付けられている構成も想定される。
【００２４】
次に図１Ａ、図７、図８Ａ及び８Ｂを参照すると、圧縮コイルバネとして示してある偏倚部材１８０は、フランジ１６４及び取水部１２４に係合し、摺動部材１６０を第１の位置１２１から第２の位置１２２に向かって付勢している。出口の液圧が上昇するにつれて圧力表面１６１に対する液圧が増大し、偏倚部材１８０に対して十分に作用した結果、最終的に摺動部材が第１の位置（図８Ａに示す開いた位置）から第２の位置（図８Ｂに示す閉じた位置）の方へと移動する。偏倚部材１８０及び表面１６１の領域の抵抗力を調節することによって、弁を閉じるのに必要な出口液圧を求めることができる。圧縮コイルバネ以外の偏倚部材の実装（例えば、磁石、板バネ、若しくは延伸ゴムバンド）、又は摺動部材の下流のコア組立体に装着されたコイルバネを使用できることが想定される。
【００２５】
本開示による圧力調節弁には、任意選択のハウジングを含めてもよい。そうすることにより、コア組立体、摺動部材及び偏倚部材を破損から保護できると共に、発生する可能性のある流体漏出を収容することができる。再び図１Ａを参照すると、任意選択のハウジング１９０は、係合可能な（通常は密封可能にインターロックされている）第１及び第２のハウジング部材１９１ａ、１９１ｂで構成されており、そのハウジング部材は、雄型及び雌型のネジ山１９３ａ、１９３ｂにより係合している。次に図８Ｂを参照すると、ハウジング１９０は第１及び第２の点検用窓（１９４、１９６）を有し、これら点検用窓はそれぞれ入口オリフィス及び出口オリフィス（１２８、１４６）に隣接している。ハウジング部材１９１ｂは、摺動部材１６０の下流端部を受容できるように適合された凹状の溝１０４を有する。任意選択で、摺動部材１６０の外表面１５９はリブ１５７（図１Ａを参照）を有してもよい。これにより、ハウジング１９０に対する静止摩擦を低減できる。
【００２６】
本開示による圧力調節弁は、何らかの好適な材料、例えば、金属、プラスチック、ゴム、ガラス、セラミック、及びそれらの組み合わせなどで製作できる。例えば、圧力調節弁の１つ以上のコンポーネントは、射出成形プラスチック（例えば、食品接触グレードのプラスチック）を製造原料とすることができる。
【００２７】
本開示による圧力調節弁は、例えば、流体処理装置（例えば、浄水装置）における液圧調節、例えば入口圧力に対する出口液圧に相関した液圧調節に有用である。
【００２８】
本開示の範囲及び原理から逸脱することなく、本開示の様々な修正及び変更を当業者が行うことができ、本開示は上記で説明した例示的な実施形態に過度に限定して理解すべきではない。
【図１Ａ】
2013519944.tif 000003
【図１Ｂ】
2013519944.tif 000004
【図２】
2013519944.tif 000005
【図３】
2013519944.tif 000006
【図４】
2013519944.tif 000007
【図５】
2013519944.tif 000008
【図６】
2013519944.tif 000009
【図７】
2013519944.tif 000010
【図８Ａ】
2013519944.tif 000011
【図８Ｂ】
2013519944.tif 000012
【国際調査報告】
2013519944.tif 000013
2013519944.tif 000014