(57)【要約】流路構造（２００）は、スラリーが流通する流路構造であって、第１流路面（Ｐ１）と、第２流路面（Ｐ２）と、第１流路部（２０１）と、を備える。第１流路面（Ｐ１）は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直である。第２流路面（Ｐ２）は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直である。第１流路部（２０１）は、第１流路面（Ｐ１）と第２流路面（Ｐ２）と連通し、第１流路面（Ｐ１）から第２流路面（Ｐ２）に向かって流通方向Ｘに垂直な流路形状の面積が漸縮する。第１流路面（Ｐ１）における流路形状の幅方向Ｙの内径をＬ１とし、第２流路面（Ｐ２）における流路形状の幅方向Ｙの内径をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２であり、第１流路面（Ｐ１）における流路形状（２１０）の面積をＳ１とし、第２流路面（Ｐ２）における流路形状（２２０）の面積をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２である。
2019151490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーが流通する流路構造であって、
前記スラリーの流通方向に対して垂直な第１流路面と、
前記スラリーの流通方向に対して垂直な第２流路面と、
前記第１流路面と前記第２流路面と連通し、前記第１流路面から前記第２流路面に向かって前記流通方向に垂直な流路形状の面積が漸縮する第１流路部と、を備え、
前記第１流路面における流路形状の第１所定方向の内径をＬ１とし、前記第２流路面における流路形状の前記第１所定方向と平行な第２所定方向の内径をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２であり、
前記第１流路面における流路形状の面積をＳ１とし、前記第２流路面における流路形状の面積をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２である、
流路構造。
【請求項２】
前記第１流路面における流路形状は、円または扁平状であり、
前記第２流路面における流路形状は、扁平状であり、
前記第２流路面における流路形状は、前記第１流路面における流路形状よりも扁平率が大きい、
請求項１に記載の流路構造。
【請求項３】
前記第１流路面と前記第２流路面の間の長さをＤ１とすると、０．７Ｌ１≦Ｄ１≦２．４Ｌ１である、
請求項１または２に記載の流路構造。
【請求項４】
前記スラリーの流通方向に対して垂直な第３流路面を備え、
前記第３流路面は、前記第２流路面を基準にして前記第１流路面と反対側に設けられており、
前記第３流路面における流路形状は、前記第１流路面における流路形状と同じ形状であり、
前記第３流路面から前記第２流路面に向かって前記流通方向に垂直な流路形状の面積が漸縮する、
請求項１または２に記載の流路構造。
【請求項５】
前記第２流路面の上流側および下流側において前記第２流路面に向かって前記流通方向に垂直な流路形状の面積が漸縮している、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の流路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品、化学などのプラントにおける流路には、スラリーが流通される場合がある（例えば特許文献１参照。）。
特許文献１に示す食品循環資源のリサイクルシステムでは、収集した生ごみ等の食品循環資源の処理をバイオガス化コージェネレーションシステムに連係することにより廃棄物エネルギーを回収、再利用する。【０００３】
このリサイクルシステムでは、投入された食品循環資源から異物が除去されて粉砕スラリー化処理が行われ、粉砕スラリーはスラリータンクにて濃度調整された後、バイオリアクターに導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４８２１７号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、流路を通してスラリーを輸送する際に、流路内においてスラリーが重力で沈下し、スラリーが滞留する場合があった。
本発明は、流路内におけるスラリーの滞留を抑制することが可能な流路構造を提供することを目的とする。
【０００６】
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、第１の発明にかかる流路構造は、スラリーが流通する流路構造であって、第１流路面と、第２流路面と、流路部と、を備える。第１流路面は、スラリーの流通方向に対して垂直である。第２流路面は、スラリーの流通方向に対して垂直である。流路部は、第１流路面と第２流路面と連通し、第１流路面から第２流路面に向かって流通方向に垂直な流路形状の面積が漸縮する。第１流路面における流路形状の第１所定方向の内径をＬ１とし、第２流路面における流路形状の第１所定方向と平行な第２所定方向の内径をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２であり、第１流路面における流路形状の面積をＳ１とし、第２流路面における流路形状の面積をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２である。
【０００７】
このように、スラリーが流通する流路形状を変更することによって、流路内の上層部と下層部でスラリーが混ぜられるため、スラリーの重力による沈下を抑制することができる。そのため、配管内におけるスラリーの滞留を抑制することができる。
【０００８】
第２の発明にかかる流路構造は、第１の発明にかかる流路構造であって、第１流路面における流路形状は、円または扁平状である。第２流路面における流路形状は、扁平状である。第２流路面における流路形状は、第１流路面における流路形状よりも扁平率が大きい。
【０００９】
第２流路面における流路形状のほうが第１流路面における流路形状よりも扁平率を大きくすることにより、流路形状の上下方向の高さの幅が徐々に狭くなり、重力による沈下を抑制することができる。
【００１０】
第３の発明にかかる流路構造は、第１または第２の発明にかかる流路構造であって、第１流路面と第２流路面の間の長さをＤ１とすると、０．７Ｌ１≦Ｄ１≦２．４Ｌ１である。
これにより、スラリーの重力による沈下を抑制し、滞留を抑制することができる。
【００１１】
第４の発明にかかる流路構造は、第１または第２の発明にかかる流路構造であって、第３流路面を更に備える。第３流路面は、スラリーの流通方向に対して垂直である。第３流路面は、第２流路面を基準にして第１流路面の反対側に配置されている。第３流路面における流路形状は、第１流路面における流路形状と同じ形状である。第３流路面から第２流路面に向かって流通方向に垂直な流路形状の面積が漸縮する。
これにより、スラリーの重力による沈下を抑制し、滞留を抑制することができる。
【００１２】
第５の発明にかかる流路構造は、第１〜３のいずれかの発明にかかる流路構造であって、第２流路面の上流側および下流側において第２流路面に向かって流通方向に垂直な流路形状の面積が漸縮している。
これにより、スラリーの重力による沈下を抑制し、滞留を抑制することができる。
【００１３】
（発明の効果）
本発明によれば、流路内におけるスラリーの滞留を抑制することが可能な流路構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の流路構造を用いた配管を示す側面図、（ｂ）図１（ａ）の平面図。
【図２】（ａ）図１（ａ）および図１（ｂ）の第１流路面における断面図、（ｂ）図１（ａ）および図１（ｂ）の第２流路面における断面図、（ｃ）図１（ａ）および図１（ｂ）の第３流路面における断面図。
【図３】実施例１〜４および比較例１〜４の結果の表を示す図。
【図４】実施例５〜１２および比較例５〜７の結果の表を示す図。
【図５】（ａ）実施例６および比較例８、９の結果の表を示す図、（ｂ）比較例８の第２流路面の流路形状を示す図、（ｃ）比較例９の第２流路面の流路形状を示す図、（ｄ）実施例１３の第２流路面の流路形状を示す図。
【図６】本発明にかかる実施の形態２の流路構造を用いた継手を示す斜視図。
【図７】（ａ）図６の継手の側面図、（ｂ）図７（ａ）の第１流路面における断面図、（ｃ）図７（ａ）の第２流路面における断面図、（ｄ）図７（ａ）の第３流路面における断面図。
【図８】本発明にかかる実施の形態３の流路構造を用いたダイヤフラムバルブの斜視図。
【図９】図８のダイヤフラムバルブの部分断面図。
【図１０】図８の弁本体を上方から視た斜視図。
【図１１】図８の弁本体を下方から視た斜視図。
【図１２】図８の弁本体の正面図。
【図１３】図８の弁本体の底面図。
【図１４】図７のＡＡ´間の矢示断面図。
【図１５】（ａ）図１４の第１流路面を示す図、（ｂ）図１４の第２流路面における断面図、（ｃ）図１４の第３流路面を示す図。
【図１６】（ａ）流路が閉鎖された状態を示す模式断面図、（ｂ）流路が開放された状態を示す模式断面図。
【図１７】本実施の形態のダイヤフラムバルブと従来のダイヤフラムバルブの断面積の変化のグラフを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る流路構造について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
以下、本発明にかかる実施の形態１における流路構造について説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、本実施の形態１の流路構造２００を有する配管２４０を示す側面図である。図１（ｂ）は、流路構造２００を有する配管２４０の平面図である。図２（ａ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）の第１流路面Ｐ１における断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）の第２流路面Ｐ２おける断面図であり、図２（ｃ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）の第３流路面Ｐ３における断面図である。
【００１７】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、配管２４０は流路構造２００を有する。配管２４０には、スラリーが流通する。流路構造２００は、第１流路面Ｐ１と、第２流路面Ｐ２と、第３流路面Ｐ３と、第１流路部２０１と、第２流路部２０２とを備える。
【００１８】
流路構造２００は、配管２４０の間に形成されており、スラリーの滞留を抑制するために設けられている。本実施の形態の流路構造２００では、配管２４０の外径を一定に保ち、肉厚を変化することによって流路形状を変化させて形成されている。流路構造２００における上下方向Ｚが図１（ａ）に示され、幅方向Ｙが図１（ｂ）に示されている。上下方向Ｚは幅方向Ｙに対して垂直な方向である。なお、上下方向は、鉛直方向ともいえ、幅方向Ｙは水平方向ともいえる。
【００１９】
第１流路面Ｐ１は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直な断面であり、流路構造２００における上流に位置している。第１流路面Ｐ１における流路形状２１０は、直径Ｌ１の円形状である。第１流路面Ｐ１における流路形状は円形状であるため、上下方向Ｚの径および幅方向Ｙの径がともにＬ１となっている。
【００２０】
第２流路面Ｐ２は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直な断面であり、第１流路面Ｐ１よりも下流側に位置している。第２流路面Ｐ２における流路形状２２０は、扁平形状である。流路形状２２０において幅方向Ｙにおける最長の径の長さがＬ２であり、上下方向Ｘにおける最長の径の長さが径Ｌ３である。Ｌ２＞Ｌ３に設定されている。また、径Ｌ２は、Ｌ１よりも大きくなっており、径Ｌ３は、径Ｌ１よりも小さくなっている。
【００２１】
また、第１流路面Ｐ１の流路形状の面積をＳ１とし、第２流路面Ｐ２の流路形状の面積をＳ２とすると、Ｓ２＜Ｓ１に設定されている。
第１流路部２０１は、第１流路面Ｐ１と第２流路面Ｐ２を繋いでおり、第１流路面Ｐ１から第２流路面Ｐ２に向かって徐々に流通方向Ｘに対して垂直な流路形状の面積が漸縮している。
【００２２】
また、スラリーの流通方向Ｘに沿った第１流路面Ｐ１と第２流路面Ｐ２の間の長さＤ１は、０．７Ｌ１≦Ｄ１≦２．４Ｌ１を満たしている。
第３流路面Ｐ３は、第２流路面Ｐ２よりも下流側に設けられている。第３流路面Ｐ３の流路形状２３０は、径がＬ４の円形状であり、その面積をＳ３とすると、本実施の形態ではＬ１＝Ｌ４であり、Ｓ１＝Ｓ３に設定されている。
【００２３】
第２流路部２０２は、第２流路面Ｐ２と第３流路面Ｐ３を繋ぐ。第３流路面Ｐ３から第２流路面Ｐ２に向かって徐々に流通方向Ｘに対して垂直な流路の面積が漸縮している。いいかえると、第２流路面Ｐ２から第３流路面Ｐ３に向かって徐々に流通方向Ｘに対して垂直な流路の面積が漸拡大している。
また、本実施の形態では、スラリーの流通方向Ｘに沿った第２流路面Ｐ２と第３流路面Ｐ３の間の長さＤ２は、Ｄ１と同じ長さに設定されている。
【００２４】
（実施例）
次に、実施例を用いて本実施の形態の流路構造２００について詳細に説明する。
（実施例１〜４、比較例１〜４）
上記実施の形態の配管２４０において、Ｓ１に対するＳ２の割合を変化させて流体解析を行った。図３は、実施例１〜４および比較例１〜４の結果の表を示す図である。図３に示す表では、流路内におけるスラリーの分散率が８０％以上の場合を良好（〇）として示し、分散率が６０％以上８０％未満の場合をやや不良（△）として示し、分散率が６０％未満の場合を不良（×）として示す。なお、実施例１〜４および比較例１〜４では、流路面積がＳ１である流路形状およびＳ２である流路形状の双方の周囲とも曲線のみで形成されており、後述する比較例８、９のような直線を含んでいない。
【００２５】
比較例１では、Ｓ２＝０．２×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が５２％となり、不良（×）となった。
比較例２では、Ｓ２＝０．４×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が７４％となり、やや不良（△）となった。
【００２６】
実施例１では、Ｓ２＝０．６×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が８０％となり、良好（〇）となった。
実施例２では、Ｓ２＝０．７×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が８２％となり、良好（〇）となった。
【００２７】
実施例３では、Ｓ２＝０．８×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が８４％となり、良好（〇）となった。
実施例４では、Ｓ２＝０．９×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が８３％となり、良好（〇）となった。
【００２８】
比較例３では、Ｓ２＝１．０×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が６９％となり、やや不良（△）となった。
比較例４では、Ｓ２＝１．２×Ｓ１として流体解析を行った結果、分散率が５８％となり、不良（×）となった。
上記実施例１〜４および比較例１〜４から、０．６×Ｓ１≦Ｓ２≦０．９×Ｓ１が好ましいことが分かる。
【００２９】
（実施例５〜１２、比較例５〜７）
実施例５〜１２および比較例５〜７では、流路面積がＳ１である第１流路面Ｐ１と流路面積がＳ２である第２流路面Ｐ２の間の距離Ｄ１のＬ１に対する割合を変更して流体解析を行った。図４は、実施例５〜１２および比較例５〜７の結果の表を示す図である。図４に示す表では、流路内におけるスラリーの分散率が８０％以上の場合を良好（〇）として示し、分散率が６０％以上８０％未満の場合をやや不良（△）として示し、分散率が６０％未満の場合を不良（×）として示す。なお、実施例５〜１２および比較例５〜７では、流路面積がＳ１である流路形状およびＳ２である流路形状の双方の周囲とも曲線のみで形成されており、後述する比較例８、９のような直線を含んでいない。
【００３０】
比較例５では、Ｄ１＝０．２×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が５８％となり、不良（×）となった。
比較例６では、Ｄ１＝０．５×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が６７％となり、やや不良（△）となった。
【００３１】
実施例５では、Ｄ１＝０．７×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が８０％となり、良好（〇）となった。
実施例６では、Ｄ１＝０．９×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が８０％となり、良好（〇）となった。
【００３２】
実施例７では、Ｄ１＝１．０×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が８１％となり、良好（〇）となった。
実施例８では、Ｄ１＝１．５×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が８５％となり、良好（〇）となった。
【００３３】
実施例９では、Ｄ１＝１．８×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が８３％となり、良好（〇）となった。
実施例１０では、Ｄ１＝２．０×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が７６％となり、良好（〇）となった。
【００３４】
実施例１１では、Ｄ１＝２．２×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が７０％となり、良好（〇）となった。
実施例１２では、Ｄ１＝２．４×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が６２％となり、良好（〇）となった。
【００３５】
比較例７では、Ｄ１＝２．５×Ｌ１として流体解析を行った結果、分散率が５９％となり、やや不良（△）となった。
上記実施例５〜１２および比較例５〜７から、０．７×Ｌ１≦Ｄ１≦２．４×Ｌ１が好ましいことが分かる。
【００３６】
（実施例１３、比較例８、９）
実施例１３および比較例８、９では、第２流路面Ｐ２における扁平状の流路形状２２０の曲線部の割合を変化させて流体解析を行った。
【００３７】
図５（ａ）は、実施例１３および比較例８、９の結果の表を示す図である。図５（ａ）に示す表では、流路内におけるスラリーの分散率が８０％以上の場合を良好（〇）として示し、分散率が６０％以上８０％未満の場合をやや不良（△）として示し、分散率が６０％未満の場合を不良（×）として示す。
【００３８】
図５（ｂ）は、比較例８の第２流路面Ｐ２の流路形状２１００を示す図であり、図５（ｃ）は、比較例９の第２流路面Ｐ２の流路形状２２００を示す図であり、図５（ｄ）は、実施例１３の第２流路面Ｐ２の流路形状２２０を示す図である。
【００３９】
比較例８では、第２流路面Ｐ２における流路形状を、周囲が直線のみで形成された流路形状２１００として流体解析を行った結果、分散率が５５％となり、不良（×）となった。比較例９では、第２流路面Ｐ２における流路形状を、周囲が５０％の直線と５０％の曲線で形成された流路形状２２００として流体解析を行った結果、分散率が７２％となり、やや不良（△）となった。
【００４０】
実施例１３では、第２流路面Ｐ２における流路形状を、上述した実施の形態のような周囲が曲線のみで形成された流路形状２２０として流体解析を行った結果、分散率が８６％となり、良好（○）となった。
【００４１】
以上の結果より、第２流路面Ｐ２における流路形状の周縁は湾曲して形成されているほうが好ましいことがわかる。
（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２の流路構造２００を有する継手３００について説明する。図６は、継手３００を示す斜視図である。図７（ａ）は、継手３００を示す側面構成図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の第１流路面Ｐ１における断面図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）の第２流路面Ｐ２おける断面図であり、図７（ｄ）は、図７（ａ）の第３流路面Ｐ３における断面図である。
【００４２】
継手３００は、外形が円柱状の部材であり、２つの配管の間を繋ぐ。継手３００は、その両端に第１配管接続部３０１と第２配管接続部３０２とを有している。第１配管接続部３０１と第２配管接続部３０２は、円柱状の空間であり、配管の端が差し込まれる。第１配管接続部３０１と第２配管接続部３０２の間に本実施の形態の流路構造２００が設けられている。
【００４３】
流路構造２００の第１配管接続部３０１側の端におけるスラリーの流通方向Ｘに対して垂直な面が、第１流路面Ｐ１となる。また、流路構造２００の第２配管接続部３０２側の端におけるスラリーの流通方向Ｘに対して垂直な面が、第３流路面Ｐ３となる。
【００４４】
また、図３および図４に幅方向Ｙおよび上下方向Ｚが示されている。上下方向Ｚは幅方向Ｙに対して垂直な方向である。なお、上下方向は、鉛直方向ともいえ、幅方向Ｙは水平方向ともいえる。実施の形態１と同様に、第２流路面Ｐ２の流路形状におけるＬ２が水平方向に沿うように継手３００が配置される。
【００４５】
本実施の形態２と実施の形態１では、継手３００と配管２４０の違いはあるものの、流路形状は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同様の流路構造２００を有している。
【００４６】
すなわち、第２流路面Ｐ２は、第１流路面Ｐ１と第３流路面Ｐ３の間に配置されている。第１流路面Ｐ１の流路形状２１０は、直径がＬ１の円形状である。第１流路面Ｐ１の流路形状２１０の面積はＳ１である。第２流路面Ｐ２の流路形状２２０は、扁平形状であり、幅方向Ｙにおける最長の長さがＬ２であり、上下方向Ｚにおける最長の長さがＬ３である。第２流路面Ｐ２の流路形状２２０の面積はＳ２である。第３流路面Ｐ３の流路形状２３０は、直径がＬ４の円形状である。第３流路面Ｐ３の流路形状２３０の面積はＳ３である。流通方向Ｘに沿った、第１流路面Ｐ１と第２流路面Ｐ２の長さはＤ１であり、第２流路面Ｐ２と第３流路面Ｐ３の長さはＤ２である。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｄ１、Ｄ２、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、上記実施の形態１と同様の条件を満たす。
【００４７】
（実施の形態３）
次に、本発明にかかる流路構造２００を有するダイヤフラムバルブ１０について説明する。
【００４８】
＜構成＞
図８は、本発明にかかる実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の外観斜視図である。図９は、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の部分断面構成図である。
【００４９】
本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０は、図８および図９に示すように、弁本体１１と、ダイヤフラム１２と、ボンネット１３と、駆動機構１４と、を備えている。弁本体１１の両端に配管が接続され、弁本体１１には流体が流れる流路２４が形成されている。ダイヤフラム１２は、流路２４を開放または遮断する。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２を覆うように弁本体１１に取付けられている。駆動機構１４は、その一部がボンネット１３内に配置されており、ダイヤフラム１２を駆動する。
【００５０】
（弁本体１１）
図１０は、弁本体１１を後述する第１面３１側から視た斜視図である。図１１は、弁本体１１を後述する第２面３２側から視た斜視図である。図１２は、弁本体１１の正面図であり、図１３は、弁本体１１の底面図である。図１４は、図１３のＡＡ´間の矢示断面図であり、図１４は、弁本体１１の幅方向における中央の断面図である。また、図１４は、図１２とは左右逆になっている。
【００５１】
弁本体１１は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＨＴ（耐熱塩化ビニル管）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＶＣＦ（ポリフッ化ブニリデン）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフロオロエチレン等の樹脂、または、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、または磁器などによって形成することができる。
【００５２】
弁本体１１は、図１０に示すように、第１端部２１と、第２端部２２と、中央部２３と、流路２４と、を有する。
第１端部２１と第２端部２２と中央部２３は、一体的に形成されており、流路２４は、図１４に示すように、第１端部２１、中央部２３および第２端部２２にわたって形成されている。
【００５３】
（第１端部２１、第２端部２２）
第１端部２１と第２端部２２は、図１０および図１１に示すように、中央部２３を挟むように配置されており、中央部２３と繋がっている。
【００５４】
第１端部２１は、図１１に示すように、配管が接続される第１フランジ部２１１と、第１フランジ部２１１と中央部２３を繋ぐ第１接続部２１２とを有する。第１フランジ部２１１は、図１１に示すように、流体が弁本体１１に流入する入口２４ａが形成された第１フランジ面２１３を有し、配管が接続可能である。
【００５５】
また、第２端部２２は、図１１に示すように、配管が接続される第２フランジ部２２１と、第２フランジ部２２１と中央部２３を繋ぐ第２接続部２２２とを有する。第２フランジ部２２１は、図１０に示すように、弁本体１１から流体が排出される出口２４ｂが形成された第２フランジ面２２３を有し、配管が接続可能である。
【００５６】
第１フランジ部２１１と第２フランジ部２２１は、図１０および図１１に示すように対向して配置されており、第１フランジ面２１３と第２フランジ面２２３は、図１４に示すように、互いに対向して平行になるように形成されている。また、入口２４ａの位置と出口２４ｂの位置も対向している。
【００５７】
（中央部２３）
中央部２３は、図１２に示すように、第１端部２１と第２端部２２の間に設けられている。中央部２３は、第１面３１と、第２面３２と、壁部３３（図１４参照）と、リブ３４と、を有する。
【００５８】
第１面３１は、図１０に示すように、略平面状であり、第１フランジ面２１３と第２フランジ面２２３に対して垂直に形成されている。第１面３１の中央には、開口３１ａが形成されている。開口３１ａは、その周縁が湾曲して形成されている。なお、入口２４ａから出口２４ｂを結ぶ線に沿った方向を第１方向Ｘ（スラリーの流通方向Ｘともいえる）とし、第１方向Ｘに対して垂直且つ第１面３１と平行な方向を第２方向Ｙ（幅方向Ｙともいえる）とする。第１方向Ｘは、第１フランジ面２１３と第２フランジ面２２３に対して垂直な直線に沿った方向ともいえる。
【００５９】
第２面３２は、図１２に示すように、流路２４を挟んで第１面３１に対向する面である。第２面３２は、流路２４の形状に沿って形成されている。第２面３２は、中央部２３のボンネット１３が配置される側とは反対側の面である。
【００６０】
（流路２４）
流路２４は、図１４に示すように、入口２４ａから出口２４ｂまで形成されている、壁部３３は、流路２４の中央に第１面３１に向かって突出して形成されている。壁部３３は、流路２４に傾斜を形成するように、流路２４の内面が第１面３１に向かって緩やかに盛り上がって形成されている。上述の開口３１ａは、壁部３３に対応する位置に形成されている。壁部３３の第１面３１側の先端部３３ａには、後述するダイヤフラム１２が圧接する。
【００６１】
流路２４は、第１端部２１の入口２４ａから先端部３３ａまで形成されている入口側流路２４１と、第２端部２２の出口２４ｂから先端部３３ａまで形成されている出口側流路２４２と、入口側流路２４１と出口側流路２４２を連通する連通部２４３とを有する。
【００６２】
入口側流路２４１は、その内周面は湾曲して形成されており、図１４に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅が壁部３３に向かうに従って狭くなっている。一方、入口側流路２４１は、第１面３１と平行な方向の幅（図１４における紙面に対して垂直な方向）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。
【００６３】
出口側流路２４２は、第２フランジ部２２１の出口２４ｂから先端部３３ａまで形成されている。出口側流路２４２は、その内周面は湾曲して形成されており、図１４に示すように、第１面３１と垂直な方向の幅が壁部３３に向かうに従って狭くなっている。一方、出口側流路２４２は、第１面３１と平行な方向の幅（図８における紙面に対して垂直な方向）は壁部３３に向かうに従って広くなっている。
【００６４】
連通部２４３は、流路２４のうち壁部３３の第１面３１側の部分であり、入口側流路２４１と出口側流路２４２とを連通する。
第２面３２は、図１１に示すように、入口側流路２４１に沿った入口側湾曲部３２１と、出口側流路２４２に沿った出口側湾曲部３２２とを有する。この入口側湾曲部３２１と出口側湾曲部３２２によって図１４に示す壁部３３の第１面３１側への突出が形成されている。
【００６５】
流路２４は、流路構造２００を有する。図１５（ａ）は、図１４の第１流路面Ｐ１を示す図であり、図１５（ｂ）は、図１４の第２流路面Ｐ２を示す図であり、図１５（ｃ）は、図１４の第３流路面Ｐ３を示す図である。
【００６６】
図１４および図１５（ａ）に示すように、流路構造２００の第１流路面Ｐ１は、第１フランジ面２１３の位置に対応し、第１流路面Ｐ１の流路形状２１０は円形状であり、入口２４ａに対応する。
【００６７】
図１４および図１５（ｃ）に示すように、流路構造２００の第３流路面Ｐ３は、第２フランジ面２２３の位置に対応し、第３流路面Ｐ３の流路形状２３０はは円形状であり、出口２４ｂに対応する。
【００６８】
第１流路部２０１は、入口側流路２４１に対応し、第２流路部２０２は、出口側流路２４２に対応する。
図１４および図１５（ｂ）に示すように、第２流路面Ｐ２は、壁部３３の先端部３３ａを通り、第１フランジ面２１３と第２フランジ面２２３と平行な面に対応する。第２流路面Ｐ２は、ダイヤフラム１２と弁本体１１によって形成される。流路形状２２０は、ダイヤフラム１２が開状態のとき、扁平状であり、左右方向の幅Ｙの最長の長さがＬ２であり、上下方向Ｚの最長の長さがＬ３となる。入口２４ａから出口２４ｂに向かう流通方向Ｘにおいて、図１４に示すように、第１流路面Ｐ１と第２流路面Ｐ２の間の長さがＤ１となり、第２流路面Ｐ２と第３流路面Ｐ３の間の長さがＤ２となる。また、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０の面積はＳ１となり、第２流路面Ｐ２における流路形状２３０の面積はＳ２となり、第３流路面Ｐ３における流路形状２３０の面積はＳ３となる。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｄ１、Ｄ２、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、上記実施の形態１と同様の条件を満たす。
【００６９】
（リブ３４）
リブ３４は、図５および図７に示すように、第１面３１に対して垂直に第２面３２から突出して形成されている。リブ３４は、第１リブ４１と、第２リブ４２とを有する。
【００７０】
第１リブ４１は、図１２および図１４に示すように、第１方向Ｘに沿って、第２面３２における入口側湾曲部３２１から出口側湾曲部３２２まで形成されている。また、第１リブ４１は、中央部２３の第２方向Ｙにおける中央に設けられている。
【００７１】
第２リブ４２は、第２方向Ｙに沿って形成され、中央部２３の第１方向Ｘにおける中央に設けられている。
また、第１面３１の第２方向Ｙの両端の各々から第２面３２側に向かって外縁部３９が形成されており、第２リブ４２は、一方の外縁部３９から他方の外縁部３９まで形成されている。
第１リブ４１および第２リブ４２は、それぞれの中央である中央部４３において図１２に示すように平面視において十字状に交差している。
【００７２】
（ダイヤフラム１２）
ダイヤフラム１２の材質は、ゴム状の弾性体であれば良く、特に限定されるものではない。例えば、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等が好適な材料として挙げられる。また、ダイヤフラム１２には強度の高い補強布がインサートされていても良く、補強布はナイロン製であることが望ましい。これは、ダイヤフラムバルブの閉時にダイヤフラム１２に流体圧がかかったときにダイヤフラム１２の変形や破損を防止することが可能となるため好ましい。
【００７３】
ダイヤフラム１２は、図９に示すように、開口３１ａを塞ぐように第１面３１に配置されている。ダイヤフラム１２の外周縁部１２１は、後述するボンネット１３と弁本体１１によって挟まれている。
【００７４】
ダイヤフラム１２が後述する駆動機構１４によって下方に移動し、壁部３３の先端部３３ａに当接することによって連通部２４３を閉鎖して流路２４が閉じられる。また、ダイヤフラム１２が駆動機構１４によって上方に移動し、先端部３３ａからダイヤフラム１２が離間することによって流路２４が開放される。
【００７５】
（ボンネット１３）
ボンネット１３は、弁本体１１と同様に、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＨＴ（耐熱塩化ビニル管）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＰＶＣＦ（ポリフッ化ブニリデン）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフロオロエチレン等の樹脂、または、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス等の金属、または磁器などによって形成することができる。
【００７６】
ボンネット１３は、図８に示すように、弁本体１１の第１面３１にボルト１００等によって固定されている。ボンネット１３は、ダイヤフラム１２を介して開口３１ａを覆うように設けられている。すなわち、ボンネット１３は、第１面３１に対応する開口１３ａを有しており、開口１３ａに対向する位置に後述するスリーブ６２およびステム６３が配置される貫通孔１３ｂを有している。
【００７７】
（駆動機構１４）
駆動機構１４は、コンプレッサ６１と、スリーブ６２と、ステム６３と、ハンドル６４と、を有する。
【００７８】
コンプレッサ６１は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等によって形成されており、ダイヤフラム１２と連結されている。ダイヤフラム１２には係合部材６５が埋め込まれており、係合部材６５は、弁本体１１の反対側（非接液面側）に突出している。係合部材６５の突出した部分がコンプレッサ６１に係合されて、コンプレッサ６１とダイヤフラム１２は連結されている。
【００７９】
スリーブ６２は、ボンネット１３の貫通孔１３ｂに支持されている。スリーブ６２の内側にはネジ形状が形成されている。
ステム６３は、スリーブ６２の内側に配置されており、スリーブ６２の内側に形成されたネジ形状と螺合している。ステム６３のボンネット１３の内側に配置される端には、コンプレッサ６１が固定されている。コンプレッサ６１は、弁本体１１側においてダイヤフラム１２と係合され、弁本体１１と反対側においてステム６３と固定されている。
ハンドル６４は、ステム６３のボンネット１３の外側に位置する部分の外周部に嵌合されている。
【００８０】
＜動作＞
次に、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の動作について説明する。図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、ダイヤフラム１２の動作を模式的に示す図である。
【００８１】
図１６（ａ）に示すような流路２４が開放されている状態から、流路２４を閉じる方向にハンドル６４を回転させると、ハンドル６４の回転に従って、ステム６３が下降する（図９参照）。ステム６３の下降とともに、ステム６３の端に固定されたコンプレッサ６１も下降する。
【００８２】
コンプレッサ６１の下降により、ダイヤフラム１２は、図１６（ｂ）に示すように、第２面３２側に凸に湾曲し、壁部３３の先端部３３ａに圧接される。
これによって、ダイヤフラムバルブ１０の流路２４が遮断された状態となる。
【００８３】
一方、ハンドル６４を開方向に回転させると、ハンドル６４の回転に従ってステム６３が上昇する。ステム６３の上昇とともにコンプレッサ６１も上昇し、コンプレッサ６１と係合されたダイヤフラム１２の中央部が図１６（ａ）に示すように上昇する。
これによって、ダイヤフラムバルブ１０の流路２４が開放された状態となる。
【００８４】
（流路断面積の変化）
図１７は、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の流路の断面積と従来のダイヤフラムバルブの流路の断面積の比較を行った図である。
【００８５】
次に、本発明にかかる実施の形態について実施例を用いて説明する。
距離０は、ダイヤフラムバルブの入口を示す。Ｃ１は、本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０の流路の断面積の変化を示すグラフであり、Ｃ２は従来のダイヤフラムバルブの流路の断面積の変化を示すグラフである。また、図１０に示されているグラフＣ１は、ダイヤフラム１２が当接する先端部３３ａまで示されており、グラフＣ２も同様にダイヤフラムが当接する部分まで示されている。
【００８６】
図１７に示すように、本実施の形態では、従来例と比較して、流路２４の断面積の変化が緩やかであり、変化幅も少なくなっている。これによってスラリーの滞留を防ぐことが可能になる。
【００８７】
また、下の（表）に示すように、上記Ｃ１のグラフの流路断面積を有する本実施の形態のダイヤフラムバルブ１０と、上記Ｃ２のグラフの流路断面積を有する従来のダイヤフラムバルブの流体解析を行った。その結果、本実施の形態では、分散率が８６％となり、良好（○）となった。一方、従来では、分散率が５４％となり、不良（×）となった。このように、従来では、スラリーの滞留が発生しやすいことがわかる。
（表）
2019151490.tif 000003
【００８８】
（特徴等）
（１）
本実施の形態の流路構造２００は、スラリーが流通する流路構造であって、第１流路面Ｐ１と、第２流路面Ｐ２と、第１流路部２０１（流路部の一例）と、を備える。第１流路面Ｐ１は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直である。第２流路面Ｐ２は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直である。第１流路部２０１は、第１流路面Ｐ１と第２流路面Ｐ２と連通し、第１流路面Ｐ１から第２流路面Ｐ２に向かって流通方向Ｘに垂直な流路形状の断面積が漸縮する。第１流路面Ｐ１における流路形状の幅方向Ｙ（第１所定方向の一例）の内径をＬ１とし、第２流路面Ｐ２における流路形状の幅方向Ｙ（第１所定方向と平行な第２所定方向）の内径をＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２であり、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０の面積をＳ１とし、第２流路面Ｐ２における流路形状２２０の面積をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２である。
【００８９】
このように、スラリーが流通する流路形状を変更することによって、流路内の上層部と下層部でスラリーが混ぜられるため、スラリーの重力による沈下を抑制することができる。そのため、配管内におけるスラリーの滞留を抑制することができる。
【００９０】
（２）
本実施の形態の流路構造２００では、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０は、円または扁平状である。第２流路面Ｐ２における流路形状２２０は、扁平状である。第２流路面Ｐ２における流路形状２２０は、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０よりも扁平率が大きい。
【００９１】
第２流路面Ｐ２における流路形状２２０のほうが第１流路面Ｐ１における流路形状２１０よりも扁平率を大きくすることにより、流路形状の上下方向の高さの幅が徐々に狭くなり、重力による沈下を抑制することができる。
【００９２】
（３）
本実施の形態の流路構造２００では、第１流路面Ｐ１と第２流路面Ｐ２の間の長さをＤ１とすると、０．７Ｌ１≦Ｄ１≦２．４Ｌ１である。
これにより、スラリーの重力による沈下を抑制し、滞留を抑制することができる。
【００９３】
（４）
本実施の形態の流路構造２００では、第３流路面Ｐ３を更に備える。第３流路面Ｐ３は、スラリーの流通方向Ｘに対して垂直である。第３流路面Ｐ３は、第２流路面Ｐ２を基準にして第１流路面Ｐ１の反対側に配置されている。第３流路面Ｐ３における流路形状２３０は、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０と同じ形状である。第３流路面Ｐ３から第２流路面Ｐ２に向かって流通方向に垂直な流路形状の断面積が漸縮する。
これにより、スラリーの重力による沈下を抑制し、滞留を抑制することができる。
【００９４】
（５）
本実施の形態の流路構造２００では、第２流路面Ｐ２の上流側および下流側において第２流路面Ｐ２に向かって流通方向Ｘに垂直な流路形状の断面積が漸縮している。
これにより、スラリーの重力による沈下を抑制し、滞留を抑制することができる。
【００９５】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９６】
（Ａ）
上記実施の形態では、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０は、円形状であるが、扁平形状であってもよい。この場合、扁平形状において最も長い径が、第２流路面Ｐ２における流路形状２２０のＬ２と平行となるように流路形状２１０は形成されている。また、第２流路面Ｐ２における流路形状２２０は、第１流路面Ｐ１における流路形状２１０よりも扁平率が大きいほうが好ましい。
【００９７】
（Ｂ）
上記実施の形態では、第２流路面Ｐ２を挟んで、第２流路面Ｐ２から第１流路面Ｐ１までの構造と、第２流路面Ｐ２から第３流路面Ｐ３までの構造が対称となっているが、これに限られるものではなく、非対称であってもよい。
【００９８】
（Ｃ）
上記実施の形態では、第１流路面Ｐ１の流路形状と第３流路面Ｐ３の流路形状は同じ径（Ｌ１＝Ｌ３）の円形状であるが、Ｌ１＜Ｌ３もしくはＬ１＞Ｌ３であってもよい。例えば、実施の形態２の継手の場合、異径継手であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の流路構造は、流路内におけるスラリーの滞留を抑制することが可能な効果を発揮し、配管、継手およびダイヤフラムバルブ等として有用である。
【符号の説明】
【０１００】
２００    流路構造
２０１    第１流路部
２１０    流路形状
２２０    流路形状
Ｐ１      第１流路面
Ｐ２      第２流路面
【図１】
2019151490.tif 000004
【図２】
2019151490.tif 000005
【図３】
2019151490.tif 000006
【図４】
2019151490.tif 000007
【図５】
2019151490.tif 000008
【図６】
2019151490.tif 000009
【図７】
2019151490.tif 000010
【図８】
2019151490.tif 000011
【図９】
2019151490.tif 000012
【図１０】
2019151490.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019151490.tif 000016
【図１４】
2019151490.tif 000017
【図１５】
2019151490.tif 000018
【図１６】
2019151490.tif 000019
【図１７】
2019151490.tif 000020
【国際調査報告】
2019151490.tif 000021
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