(57)【要約】【課題】搬送物によるシールの摩耗を抑止して、シールの長寿命化を図ることができるボールバルブおよびそれを用いた流量制御方法を提供する。【解決手段】ボールバルブ１０は、弁体１４の回転角度位置を調整して、開口部１５全体をシール１７の中空部１９に位置させるようにしているので、弁体１４の回転角度位置を調整した後は、開口部１５がシール１７に接触しておらず、開口部１５を通過する搬送物３がシール１７と接触することはなくなり、搬送物３によるシール１７の摩耗が抑止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座と、開口部を有するボール状の弁体と、弁座と弁体との間に配置されたシールとを備え、弁体の回転角度位置を調整することによって、シールの中央に形成されている中空部に位置する弁体開口部の面積を変更して、搬送物の流量を制御するボールバルブであって、弁体の回転角度位置を調整した後は、弁体開口部を通過する搬送物がシールと接触しないことを特徴とするボールバルブ。
【請求項２】
弁体の回転角度位置を調整して、搬送物を通過させる弁体開口部の全体を前記シール中央に形成されている中空部に位置させることにより、弁体の回転角度位置を調整した後は、弁体開口部を通過する搬送物がシールと接触しないことを特徴とする請求項１に記載のボールバルブ。
【請求項３】
弁体開口部が複数あることを特徴とする請求項１または２に記載のボールバルブ。
【請求項４】
前記複数の弁体開口部の大きさが相互に異なることを特徴とする請求項３に記載のボールバルブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のボールバルブを用いて、搬送物の流量制御を行うことを特徴とするボールバルブを用いた流量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールバルブおよびそれを用いた流量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送物（気体、液体、粉体）の流量制御に用いるバルブの一つとして、ボールバルブが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ボールバルブは、開口部を有するボール状（球状、半球状、円筒状等）の弁体を回転させて、搬送物が通過できる開口部の面積（流路面積）を変更することによって、搬送物の流量制御を行うようになっている。
【０００４】
図５、図６は、そのようなボールバルブの一例を示すものである。図５は、ボールバルブが閉鎖された状態を示しており、図５（ａ）は立断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図６は、ボールバルブが開放された状態を示しており、図６（ａ）は立断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【０００５】
図５、図６に示すように、このボールバルブ９０は、入側配管１と出側配管２との間に設置されていて、搬送物３の流量制御を行うものであり、弁箱９１と、弁座９２と、開口部９５を有する半球状の弁体９４と、弁体９４の回転軸９６と、弁座９２と弁体９４の間に配置されたリング状のシール（パッキン）９７を備えている。
【０００６】
そして、図５に示すように、弁体９４の回転角度位置を調整することによって、リング状のシール９７の中央に形成されている中空部９９を弁体９４が塞ぐようにすると、搬送物３が通過できる流路面積が零となり、ボールバルブ９０は閉鎖状態となる。
【０００７】
一方、図６に示すように、弁体９４の回転角度位置を調整することによって、リング状のシール９７の中央に形成されている中空部９９に弁体９４の開口部９５が位置するようにすると、搬送物３が通過できる流路が生じて、ボールバルブ９０は開放状態となる。
【０００８】
なお、図６において、弁体９４の回転角度位置をさらに調整して、中空部９９に位置する開口部９５の面積（流路面積）を細かく変更すれば、搬送物３の細かい流量制御を行うことができる。
【０００９】
ちなみに、図５（ｂ）、図６（ｂ）では、弁箱９１、弁座９２、搬送物３は省略して示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１７７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図５、図６に示した従来のボールバルブ９０には、以下のような問題がある。
【００１２】
すなわち、従来のボールバルブ９０の場合、図６に示したように、ボールバルブ９０が開放状態になった際に、シール９７の中空部９９に位置している弁体９４の開口部９５（流路）がシール９７の内縁に接触している。そのため、図７に示すように、その流路を通過する搬送物３の摩擦力によって、シール９７の内縁が摩耗し、摩耗部９８が生じてしまう。
【００１３】
そのように、シール９７に摩耗部９８が生じると、図５と同じように、弁体９４の回転角度位置を調整して、ボールバルブ９０を閉鎖状態にしても、図８（ａ）に立断面図、図８（ｂ）に図８（ａ）のＡ−Ａ断面図を示すように、シール９７の摩耗部９８を通過して搬送物３が流れ出してしまう。
【００１４】
その結果、シール９７の寿命さらにはボールバルブ９０自体の寿命が短命になり、シール９７の交換あるいはボールバルブ９０自体の交換による操業稼働率の低下や作業費用の増加を招いていた。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、搬送物によるシールの摩耗を抑止して、シールの長寿命化を図ることができるボールバルブおよびそれを用いた流量制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１７】
［１］弁座と、開口部を有するボール状の弁体と、弁座と弁体との間に配置されたシールとを備え、弁体の回転角度位置を調整することによって、シールの中央に形成されている中空部に位置する弁体開口部の面積を変更して、搬送物の流量を制御するボールバルブであって、弁体の回転角度位置を調整した後は、弁体開口部を通過する搬送物がシールと接触しないことを特徴とするボールバルブ。
【００１８】
［２］弁体の回転角度位置を調整して、搬送物を通過させる弁体開口部の全体を前記シール中央に形成されている中空部に位置させることにより、弁体の回転角度位置を調整した後は、弁体開口部を通過する搬送物がシールと接触しないことを特徴とする前記［１］に記載のボールバルブ。
【００１９】
［３］弁体開口部が複数あることを特徴とする前記［１］または［２］に記載のボールバルブ。
【００２０】
［４］前記複数の弁体開口部の大きさが相互に異なることを特徴とする前記［３］に記載のボールバルブ。
【００２１】
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載のボールバルブを用いて、搬送物の流量制御を行うことを特徴とするボールバルブを用いた流量制御方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、搬送物によるシールの摩耗を抑止して、シールの長寿命化を図ることができる。その結果、シールの交換頻度あるいはボールバルブ自体の交換頻度が減少し、操業稼働率の向上や作業費用の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態１を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す図である。
【図４】本発明の実施形態３を示す図である。
【図５】従来技術を示す図である。
【図６】従来技術を示す図である。
【図７】従来技術の問題点を示す図である。
【図８】従来技術の問題点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態（実施形態１〜３）を図面に基づいて説明する。
【００２５】
［実施形態１］
図１、図２は、本発明の実施形態１におけるボールバルブを示すものである。図１は、ボールバルブが閉鎖された状態を示しており、図１（ａ）は立断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、ボールバルブが開放された状態を示しており、図２（ａ）は立断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２６】
図１、図２に示すように、本発明の実施形態１におけるボールバルブ１０は、入側配管１と出側配管２との間に設置されていて、搬送物３の流量制御を行うものであり、弁箱１１と、弁座１２と、１個の開口部１５を有する半球状の弁体１４と、弁体１４の回転軸１６と、弁座１２と弁体１４の間に配置されたリング状のシール（パッキン）１７を備えている。
【００２７】
そして、図１に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整することによって、リング状のシール１７の中央に形成されている中空部１９を弁体１４が塞ぐようにすると、搬送物３が通過できる流路面積が零となり、ボールバルブ１０は閉鎖状態となる。
【００２８】
一方、図２に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整することによって、リング状のシール１７の中央に形成されている中空部１９に弁体１４の開口部１５が位置するようにすると、搬送物３が通過できる流路が生じて、ボールバルブ１０は開放状態となる。
【００２９】
その際に、この実施形態１においては、図２に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、開口部１５全体をシール１７の中空部１９に位置させるようにしているので、弁体１４の回転角度位置を調整した後は、開口部１５がシール１７に接触していない。それによって、開口部１５を通過する搬送物３がシール１７と接触することはなくなり、搬送物３によるシール１７の摩耗が抑止される。
【００３０】
ちなみに、図１（ｂ）、図２（ｂ）では、弁箱１１、弁座１２、搬送物３は省略して示している。
【００３１】
なお、図１に示す閉鎖状態から図２に示す開放状態に変更するために弁体１４の回転角度位置を調整する際や、図２に示す開放状態から図１に示す閉鎖状態からに変更するために弁体１４の回転角度位置を調整する際には、一時的に開口部１５がシール１７に接触することになるが、その際に開口部１５を通過した搬送物３がシール１７と接触したとしても、シール１７の摩耗に及ぼす影響は非常に小さい。
【００３２】
このようにして、この実施形態１においては、ボールバルブ１０を用いて、２段階（閉鎖状態と開放状態）での流量制御を行いながら、搬送物３によるシール１７の摩耗を抑止して、シール１７の長寿命化を図ることができる。その結果、シール１７の交換頻度あるいはボールバルブ１０自体の交換頻度が減少し、操業稼働率の向上や作業費用の削減を図ることができる。
【００３３】
［実施形態２］
本発明の実施形態２の基本的構成は上記の実施形態１と同様であるが、この実施形態２においては、図３（ａ）に示すように、弁体１４が同じ面積の開口部１５を複数個（ここでは、開口部１５ａ、開口部１５ｂの２個）を備えている。
【００３４】
これによって、実施形態２においては、図３（ｂ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９を弁体１４が塞ぐようにすると、ボールバルブ１０は閉鎖状態となり、図３（ｃ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９に開口部１５ａ全体が位置するようにすれば、開口部１５ａの面積に対応する流量が得られる開放状態となり、図３（ｄ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９に開口部１５ａ全体と開口部１５ｂ全体が位置するようにすれば、開口部１５ａと開口部１５ｂの合計面積に対応する流量が得られる開放状態となる。
【００３５】
このようにして、この実施形態２においては、ボールバルブ１０を用いて、３段階（閉鎖状態と２段階の開放状態）での流量制御を行いながら、搬送物３によるシール１７の摩耗を抑止して、シール１７の長寿命化を図ることができる。その結果、シール１７の交換頻度あるいはボールバルブ１０自体の交換頻度が減少し、操業稼働率の向上や作業費用の削減を図ることができる。
【００３６】
なお、ここでは、開口部１５は２個であったが、開口部１５を３個以上設けてもよい。ただし、搬送物３を通過させる際には、搬送物３を通過させる開口部１５の全体がシール１７の中空部１９に位置するようにする。
【００３７】
［実施形態３］
本発明の実施形態３の基本的構成は上記の実施形態１、２と同様であるが、この実施形態３においては、図４（ａ）に示すように、弁体１４が互いに異なる面積の開口部１５を複数個（ここでは、開口部１５ｃ、開口部１５ｄ、開口部１５ｅの３個）を備えている。なお、開口部１５ｃ、開口部１５ｄ、開口部１５ｅの順に面積が大きくなるようにしている。
【００３８】
これによって、この実施形態３においては、図４（ｂ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９を弁体１４が塞ぐようにすると、ボールバルブ１０は閉鎖状態となり、図４（ｃ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９に開口部１５ｃ全体が位置するようにすれば、開口部１５ｃの面積に対応する流量が得られる開放状態となり、図４（ｄ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９に開口部１５ｃ全体と開口部１５ｄ全体が位置するようにすれば、開口部１５ｃと開口部１５ｄの合計面積に対応する流量が得られる開放状態となり、図４（ｅ）に示すように、弁体１４の回転角度位置を調整して、シール１７の中空部１９に開口部１５ｃ全体と開口部１５ｄ全体と開口部１５ｅ全体が位置するようにすれば、開口部１５ｃと開口部１５ｄと開口部１５ｅの合計面積に対応する流量が得られる開放状態となる。これにより、流量の急激な増加や減少を行うことが可能となる。
【００３９】
このようにして、この実施形態２においては、ボールバルブ１０を用いて、４段階（閉鎖状態と３段階の開放状態）での流量の急激な増加や減少が可能な流量制御を行いながら、搬送物３によるシール１７の摩耗を抑止して、シール１７の長寿命化を図ることができる。その結果、シール１７の交換頻度あるいはボールバルブ１０自体の交換頻度が減少し、操業稼働率の向上や作業費用の削減を図ることができる。
【００４０】
なお、ここでは、開口部１５は３個であったが、開口部１５を２個または４個以上設けてもよい。ただし、搬送物３を通過させる際には、搬送物３を通過させる開口部１５の全体がシール１７の中空部１９に位置するようにする。
【符号の説明】
【００４１】
１  入側配管
２  出側配管
３  搬送物
１０  ボールバルブ
１１  弁箱
１２  弁座
１４  弁体
１５  弁体の開口部
１５ａ〜１５ｅ  弁体の開口部
１６  回転軸
１７  シール
１９  シールの中空部
９０  ボールバルブ
９１  弁箱
９２  弁座
９４  弁体
９５  開口部
９６  回転軸
９７  シール
９８  シールの摩耗部
９９  シールの中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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