(57)【要約】【課題】本発明は、開閉動作を繰返してもシートリングから微粒子の放出を抑制し、かつ、装置自体が簡便な構成からなることを特徴とするバタフライバルブを提供する。【解決手段】流体通路を構成する開口を有する円筒状バルブ本体２と、開口内面に装着されたシートリング３と、シートリングと圧接することによって流体通路を閉止状態とする弁体４と、この弁体を回動自在とし、円筒状バルブ本体に保持された回転軸５と、を有するバタフライバルブであって、弁体の閉止状態における限界位置が、流体通路に直交する平面と閉止状態における弁体とのなす角が３〜１０°となる位置であることを特徴とするバタフライバルブ１。【選択図】図１
2007002896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路を構成する開口を有する円筒状バルブ本体と、前記開口内面に装着されたシートリングと、前記シートリングと圧接することによって流体通路を閉止状態とすることができる弁体と、前記弁体を回動自在とし、円筒状バルブ本体に保持された回転軸と、を有するバタフライバルブであって、
前記弁体の閉止状態における限界位置が、流体通路に直交する平面と閉止状態における弁体とのなす角が３〜１０°となる位置であることを特徴とするバタフライバルブ。
【請求項２】
前記弁体の弁翼差が、３〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のバタフライバルブ。
【請求項３】
前記弁体の表面がポリフェニレンサルファイドで形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載のバタフライバルブ。
【請求項４】
前記流体通路に流通させる流体が純水又は超純水であって、前記バタフライバルブが禁油弁であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の純水用バタフライバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管中を流れる純水等の流体の制御を、その配管に取り付けられる円筒状バルブの流体通路を開閉することにより行うものであって、バルブ自体から放出される微粒子を抑制することで、純水等の流体が汚染されるのを防止するバタフライバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体通路を構成する開口を有する円筒状バルブ本体と、その開口内面に装着されたシートリングと、シートリングと圧接することによって流体通路を閉止状態とすることができる弁体と、弁体を回動自在とし、円筒状バルブ本体に保持された回転軸と、を有するバタフライバルブは、その構造が簡便で操作が容易なことから、種々のものが知られている。
【０００３】
例えば、筒状バルブの開口内面の全閉位置にある弁体よりも更に弁体の閉じ方向側の離間した位置に、シートリングの位置ズレ防止用突起を開口内面の周方向に形成したバタフライバルブが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
これは閉止状態としたときに、シートリングの圧縮幅を確保しながら、十分な締め付け力で閉止状態を維持することができ、突起を設けていることからシートリングの位置ズレも防止しようとするものである。
【特許文献１】特開２００５−１１３９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものも含め、従来のバタフライバルブは、閉止状態としたときに十分な締め付け力により閉止状態を効果的に維持しようとしているため、開閉動作により、シートリングと弁体とが激しく摺動していた。そのため、この開閉動作を繰り返すことにより、シートリングと弁体との接点が摩耗し、特に、ゴム製のシートリングから摩耗による微粒子が放出することがあった。
【０００６】
このような微粒子の放出は、特に、高純度の流体を配管中に流通させている場合、例えば、純水又は超純水の製造装置等において、その品質の低下が顕著となることから問題となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、開閉動作を繰返したときに摩耗によってシートリングから放出される微粒子を抑制し、かつ、簡便な装置構成からなることを特徴とするバタフライバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させたものであり、本発明のバタフライバルブは、流体通路を構成する開口を有する円筒状バルブ本体と、開口内面に装着されたシートリングと、このシートリングと圧接することによって流体通路を閉止状態とすることができる弁体と、この弁体を回動自在とし、円筒状バルブ本体に保持された回転軸と、を有するバタフライバルブであって、弁体の閉止状態における限界位置が、流体通路に直交する平面と弁体とのなす角が３〜１０°となる位置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバタフライバルブによれば、開閉動作を繰返したときに、摩耗によってシートリングから放出される微粒子を抑制することができるため、配管中に流通させる流体の汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１は、本発明のバタフライバルブの概略を示した正面図であり、図２Ａ〜Ｃは、弁体を閉止状態としたときの断面図である。
【００１１】
本発明のバタフライバルブ１は、円筒状バルブ本体２と、シートリング３と、シートリングと圧接することによって流体通路を閉止状態とする弁体４と、円筒状バルブ本体に保持された回転軸５と、からなるものである。
【００１２】
ここで、円筒状バルブ本体２は、金属又は硬質合成樹脂によって円筒状に形成されているものであり、この円筒状の開口は流体通路を構成するものである。したがって、この円筒状バルブ本体の内部は、配管から流れてきた流体を流通できるようになっており、バルブ本体の両端にある開口は、配管と接続して流体通路の一部となるものである。
【００１３】
また、シートリング３は、円筒状バルブ２の内面に形成されるもので、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）等のゴム状弾性体から形成される。このシートリング３は、その内外両面が平坦で、厚みが均一なものであることが好ましく、このようにすれば金型等の製作も容易であり、バタフライバルブ自体の構成も非常にシンプルなものとなる。
【００１４】
弁体４は、シートリング３の内面に圧接して円筒状バルブ本体２の流体通路を完全に閉止状態とすることができ、一方、円筒状バルブ本体の流体通路を開放して流体を自由に流通する開放状態とすることもできる。この閉止状態と開放状態とを弁体４を回動させることにより任意に設定することができる。
【００１５】
また、この弁体４の閉止状態は、シートリング３を圧接することによりシール力を付与するものであり、このシール力はシートリング３がゴム状弾性体であることから得られるものである。ここで、弁体の材質は、ＳＵＳ等の金属又は樹脂製のように弁体として公知の材質を用いることができるが、樹脂製であることが好ましく、耐熱性ポリマーであるポリフェニレンサルファイドは、弁体表面が平滑となり、不純物の付着が低減され、また２８０℃以上の高い融点を有し、高度な機械的性質と高い寸法安定性を有するため、特に好ましい。さらに、樹脂製とした場合には、シートリング３との摺動の抑制とシール力を付与する観点からも好ましい。さらに、この弁体としては、ＳＵＳ等で形成した弁体の表面を樹脂で被覆したものも好ましく使用することができる。
【００１６】
また、このときシートリング３と弁体との摺動を抑制するように、その弁体の閉止状態における限界位置が、流体通路に直行する平面と弁体とのなす角が３〜１０°となるものである。ここでいうなす角とは、図２Ｂに示したように、流体通路に直行する平面Ｐ１と弁体の形成する平面Ｐ２とのなす角αのことである。
【００１７】
ここで、全開放状態のときは、弁体４は、流体通路と平行状態となり流体による抵抗が一番小さくなるように回動され、閉止状態のときは上記の通り限界位置までの動作になるため、弁体４の回動範囲は９０°弱である。
【００１８】
また、本発明における弁体４の限界位置については、弁翼差により表現することもできる。ここで、弁翼差とは、弁体の閉止状態の限界位置において、図２Ｃに示したバルブ本体の端部から弁体の片翼先端までの長さＡ１と、同様にバルブ本体の端部から弁体の片翼先端までの長さＡ２と、から次の式
弁翼差＝Ａ２−Ａ１（Ａ２＞Ａ１）
で求められるものである。例えば、口径が５０Ａであった場合には、３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
これまでのバタフライバルブは、より高いシール力を維持するために、弁体４をほぼ流体通路に直行する平面と重なる位置（弁翼差が０）かそれに近い位置にまで回動させて閉止状態としていたため、弁体４とシートリング３とが激しく摺動してしまい、これにより開閉動作を何度も繰り返し行った場合には、シートリングの摺れた部分が劣化して、微粒子を放出するようになってしまっていた。
【００２０】
ところが、本発明のバタフライバルブによれば、その閉止状態の限界位置が、流体通路に直交する平面と閉止状態における弁体とのなす角が３〜１０°となる位置であり、摺動自体を抑制し、それ以上シートリングを圧接、摺動することが無いため、シートリングの劣化による微粒子の放出を抑制することができる。
【００２１】
ここで、本発明のバタフライバルブでは、摺動を抑制した圧接状態が閉止状態であるため、従来に比べるとその限界圧力が小さいが、特に高圧条件で使用するものでなければ十分な数値であり、バタフライバルブとしての性能に特に問題を生じるものではない。
【００２２】
この限界圧力は、使用圧力に応じて適宜決定すればよく、その使用圧力とバルブの限界圧力を同程度にすることが、微粒子の発生を抑制するのに効果的である。本発明のバルブにおいては、限界圧力が０．８ＭＰａ以下、例えば、０．４〜０．８ＭＰａと設定することが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、特に、流体の純度が厳しく求められるような場合、例えば、純水又は超純水の製造装置等に適したものである。純水又は超純水の製造装置において、そのユースポイントの直前にバタフライバルブが設けられるが、本発明のバタフライバルブを用いればこれが原因で流体が汚染することを回避できる。そして、純水又は超純水を扱う場合には禁油処理を施したバタフライバルブであることが求められる。
【００２４】
そして、回転軸５は、弁体４を回動させるための軸であって、円筒状バルブ本体２に保持されているものである。このとき、回転軸５は、弁体４を回動自在にできるものであればよく、弁体を貫通したものや、上下に分かれた弁軸等として構成することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
図３に示すように、精密膜（ＭＦ）、逆浸透膜（ＲＯ）、混床式イオン交換樹脂（ＭＢ）、限外ろ過膜（ＵＦ）を順次通水させて純水を製造することができる純水製造装置１０により製造された純水を、図１の構成を有するバタフライバルブ１１に通水し、その流量及び含有微粒子数を計測できるように流量計１２及びパーティクルカウンター１３からなる装置を構成した。
【００２７】
なお、純水製造装置１０で製造される純水は、限外ろ過膜（ＵＦ）に通水させて得られ、後で示す表１のブランクテストにもあるように微粒子数が非常に低いものである。また、ここで用いるバタフライバルブは、シートリングがＥＰＤＭ製で、弁体の表面がポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）で被覆された口径  ５０Ａのバタフライバルブ（閉止状態での流体通路に直交する平面と弁体とのなす角５．７°、弁翼差  ５ｍｍ、シール圧力  ０．４ＭＰａ；禁油弁）である。このバタフライバルブは次で説明する比較例で用いたバタフライバルブと本体や弁体等のサイズは同一である。
【００２８】
この装置に、バタフライバルブの弁体の開閉動作を１０回繰返してから、次に、弁体を開放状態に保持したまま通水量を流量計により確認して、１０ｍ３／ｈｒで１週間純水を通水し続けた。
その後、パーティクルカウンター（ＰＭＳ社製、商品名：Ｕｌｔｒａ  ＤＩ  ５０）により通水１週間後の純水中の微粒子数（粒径  ０．０５μｍ以上）を計測した。
【００２９】
（比較例１）
実施例１と同じ条件で、バタフライバルブとして７６３Ｚ  ５０Ａ（巴バルブ株式会社製、商品名；閉止状態での流体通路に直交する平面と弁体とのなす角  ２．３°、弁翼差  ２ｍｍ、シール圧力  １．０ＭＰａ；禁油弁）を用いた以外は、実施例１と同条件で通水１週間後の純水中の微粒子数を計測した。
【００３０】
実施例及び比較例の結果を表１に示した。なお、比較のために、バルブを設置しない以外は実施例１と同条件で通水した場合の粒子数の計測値（ブランク）も併せて示した。
【００３１】
【表１】
2007002896.tif 000003
【００３２】
以上のように、本発明のバタフライバルブは、微粒子を効果的に低減することができ、純水又は超純水の品質を長期間に渡り確保することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のバタフライバルブの構成概略を示した斜視図である。
【図２Ａ】本発明のバタフライバルブの弁体が閉止状態となったときの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａにおいて、流体通路に直交する平面と弁体とのなす角についての説明図である。
【図２Ｃ】図２Ａにおいて、弁翼差の算出についての説明図である。
【図３】実施例１で用いた装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…バタフライバルブ、２…バルブ本体、３…シートリング、４…弁体、５…回転軸、１０…超純水製造装置、１１…バタフライバルブ、１２…パーティクルカウンター、１３…流量計
【図１】
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【図２Ａ】
2007002896.tif 000005
【図２Ｂ】
2007002896.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図３】
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