特開 2024-49514 開閉バルブおよび多段型減圧式濾過装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024049514

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】開閉バルブおよび多段型減圧式濾過装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/01 20060101AFI20240403BHJP

【ＦＩ】

B01D29/04 510A

B01D29/04 530A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022155770

(22)【出願日】2022-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】000232885

【氏名又は名称】株式会社ロキテクノ

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120064

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 孝夫

(72)【発明者】

【氏名】金城 隆司

【テーマコード（参考）】

4D116

【Ｆターム（参考）】

4D116BB01

4D116BC06

4D116DD01

4D116EE03

4D116EE12

4D116KK06

4D116QB41

4D116QC08A

(57)【要約】

【課題】濾過すべき液体の液位に応じて、開放されていた貫通孔が閉止することが求められる。
【解決手段】内部に液体が流入する液体流入容器の前記内部を減圧する貫通孔の開閉バルブであって、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が低いときには前記貫通孔とは嵌合せずに前記貫通孔を開放する開放位置と、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位が所定の高さに到達したときに前記貫通孔に嵌合して前記貫通孔の閉止を行う閉止位置との間を可動な弁体を有する開閉バルブにより解決する。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に液体が流入する液体流入容器の前記内部を減圧する貫通孔の開閉バルブであって、
前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が低いときには前記貫通孔とは嵌合せずに前記貫通孔を開放する開放位置と、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位が所定の高さに到達したときに前記貫通孔に嵌合して前記貫通孔の閉止を行う閉止位置との間を可動な弁体を有する開閉バルブ。

【請求項2】

請求項１に記載の開閉バルブであって、前記開閉バルブは、
前記弁体は前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位によって浮上するフロート部材である開閉バルブ。

【請求項3】

請求項２に記載の開閉バルブであって、前記開閉バルブは、
前記弁体は前記液体流入容器の前記内部の側面に配置される弁体収納部内に保持され、前記弁体は前記弁体収納部内で前記液体の前記液位によって浮上して前記開放位置から前記閉止位置に移動する開閉バルブ。

【請求項4】

請求項３に記載の開閉バルブであって、前記弁体は凸面を備え、前記閉止位置では前記凸面が前記貫通孔に嵌合される開閉バルブ。

【請求項5】

請求項１に記載の開閉バルブであって、前記開閉バルブは、
前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位によって浮上するフロート部材と、
前記弁体と前記フロート部材との間に結合されるバルブアームと、を備え、
前記バルブアームは前記弁体と前記フロート部材との間に、前記液体流入容器に対して回転可能に前記バルブアームを保持する枢軸を備え、
前記バルブアームは前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位に応じて、前記弁体が前記開放位置と前記閉止位置との間を回動する開閉バルブ。

【請求項6】

請求項５に記載の開閉バルブであって、前記弁体は凸面を備え、前記閉止位置では前記凸面が前記貫通孔に嵌合される開閉バルブ。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の開閉バルブであって、
前記液体流入容器は外殻壁の内部に配置されていて、
前記外殻壁の前記内部を減圧することで前記液体流入容器の前記内部の前記減圧を行う開閉バルブ。

【請求項8】

液体を格納する液体格納容器と、
貫通孔を有し前記貫通孔を介して内部が減圧されて前記液体が前記液体格納容器から前記貫通孔と異なる流路を介して前記内部へと流入する液体流入容器と、を備え、前記液体格納容器は前記液体流入容器の上に重ねられる多段型減圧式濾過装置であって、
前記液体流入容器は開閉バルブを備え、
前記開閉バルブは、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が低いときには前記貫通孔とは嵌合せずに前記貫通孔を開放する開放位置と、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が所定の高さに到達したときに前記貫通孔に嵌合して前記貫通孔の閉止を行う閉止位置との間を可動な弁体を有する多段型減圧式濾過装置。

【請求項9】

請求項８に記載の多段型減圧式濾過装置であって、前記開閉バルブは、
前記弁体が前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位によって浮上するフロート部材である多段型減圧式濾過装置。

【請求項10】

請求項９に記載の多段型減圧式濾過装置であって、前記開閉バルブは、
前記弁体が前記液体流入容器の前記内部の側面に配置される弁体収納部内に保持され、前記弁体は前記弁体収納部内で前記液体の前記液位によって浮上して前記開放位置から前記閉止位置に移動する多段型減圧式濾過装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の多段型減圧式濾過装置であって、前記弁体は凸面を備え、前記閉止位置では前記凸面が前記貫通孔に嵌合される多段型減圧式濾過装置。

【請求項12】

請求項８に記載の多段型減圧式濾過装置であって、前記開閉バルブは、
前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位によって浮上するフロート部材と、
前記弁体と前記フロート部材との間に結合されるバルブアームと、を備え、
前記バルブアームは前記弁体と前記フロート部材との間に、前記液体流入容器に対して回転可能に前記バルブアームを保持する枢軸を備え、
前記バルブアームは前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位に応じて、前記弁体が前記開放位置と前記閉止位置との間を回動する多段型減圧式濾過装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の多段型減圧式濾過装置であって、前記弁体は凸面を備え、前記開閉バルブは前記閉止位置において前記凸面が前記貫通孔に嵌合される多段型減圧式濾過装置。

【請求項14】

請求項８から１３のいずれか一項に記載の多段型減圧式濾過装置であって、
前記液体流入容器は外殻壁の内部に配置されていて、
前記外殻壁の前記内部を減圧することで前記液体流入容器の前記内部の前記減圧を行う多段型減圧式濾過装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、開閉バルブおよび多段型減圧式濾過装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、組立式の多段型減圧式濾過装置が開示されている。多段型減圧式濾過装置は、たとえば３段以上の複数個の容器を鉛直方向に重ねて多段型として組み立てられ、２回以上の濾過プロセスを有する装置である。上方に配置される容器の底部には濾過材が配置され、その容器内には濾過すべき流体が容れられる。そして、その容器の直下の下側容器の環境を真空に減圧することで生じる圧力差により濾過すべき流体が濾過材を通過して、濾過された液体が直下の下側容器内に貯まるものである。

【0003】

たとえば、図５には、３個の容器が重ねられている多段型減圧式濾過装置９の例を示している。重ねられている状態で、最上部の容器を第１容器９１、第１容器９１の直下の容器を第２容器９２、第２容器９２の直下の容器を第３容器９３とする。重ねられている状態で、第１容器９１の下側外面と第２容器９２の内面との間で閉空間が、第２容器９２の下側外面と第３容器９３の内面との間で閉空間が、第３容器９３の下側外面と脱気装置９４との間で閉空間が、それぞれ画定される。第３容器９３の下側外面と脱気装置９４とで画定される閉空間に脱気装置９４の脱気孔９４ａが連通している。

【0004】

第１容器９１の底部には第１濾材９１ａが配置され、第１濾材９１ａの下側に第１濾過液孔９１ｂが穿設される。第１容器９１は、第１濾材９１ａと第１濾過液孔９１ｂとを介して、第２容器９２と流体的に連通する。第２容器９２の底部には第２濾材９２ａが配置され、第２濾材９２ａの下側に第２濾過液孔９２ｂが穿設される。第２容器９２は、第２濾材９２ａと第２濾過液孔９２ｂとを介して、第３容器９３と流体的に連通する。第３容器９３には脱気孔９３ａが配置されている。

【0005】

脱気装置９４により、第３容器９３の下側外面と脱気装置９４とで画定される閉空間が、脱気装置９４の脱気孔９４ａへと向かう空気流ＡＦ９のように、脱気されて減圧されると、第３容器９３の脱気孔９３ａを介して、第３容器９３の内部（第２容器９２の下側外面と第３容器９３の内面との間で閉空間）が減圧される。

【0006】

これに続いて、第２容器９２の内部（第１容器９１の下側外面と第２容器９２の内面との間で画定される閉空間）の空気は第２容器の第２濾材９２ａと第２濾過液孔９２ｂを介して排出されて、第２容器９２の内部が減圧される。第２容器９２の内部が減圧されると、第１濾材９１ａと第１濾過液孔９１ｂとを介して第１容器９１の内部と第２容器９２の内部との間で圧力差を生じる。

【0007】

濾過すべき液体Ｌ９１はまず第１容器９１に格納される。第１容器９１の内部と第２容器９２の内部との間の圧力差で、液体Ｌ９１は第１濾材９１ａと第１濾過液孔９１ｂとを通過して濾過されて、液体Ｌ９２として第２容器９２の内部へと流入し溜まっていく。液体Ｌ９２として第２容器９２の内部へと流入した段階で、第２容器９２の内部の圧力は大気圧を回復する。

【0008】

第２容器９２の内部へと流入した液体Ｌ９２は、第２容器９２の内部と第３容器９３の内部との間の圧力差で、第２濾材９２ａと第２濾過液孔９２ｂとを介して、濾過された最終的な液体は第３容器９３へと流入して、第３容器９３の内部に貯まる仕組みである。

【0009】

すなわち、第３容器９３の直下には真空ポンプなどの脱気装置９４が配置される。第１容器９１に液体Ｌ９１が格納されて液体格納容器と機能し、第１容器９１の直下の第２容器９２が濾過された液体Ｌ９２が流入して溜まる液体流入容器として機能し、第１濾材９１ａによる１回目の濾過プロセスが実行される。さらに、続いて、液体Ｌ９２が溜まっている第２容器９２が液体格納容器として機能し、第２容器９２の直下の第３容器９３が濾過された液体が流入して溜まる液体流入容器として機能し、第２濾材９２ａによる２回目の濾過プロセスが実行される。

【0010】

このように、多段型減圧式濾過装置では、理論的に、複数の容器を組み立てることで、段数に応じた回数だけ、濾材を変化させてのプロセス的な濾過を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０２１－１８６７８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかし、２回の濾過プロセスを実現する場合、２回目の濾過プロセスで液体格納容器として機能する第２容器９２の第２濾材９２ａが液体Ｌ９２により湿潤するために、通気性が低下して、減圧が困難にする問題がある。このため、直下の容器を真空に減圧する際には、１回目の濾過プロセスでの液体流入容器（下側容器）が２回目の濾過プロセスにおいて液体格納容器（上側容器）として機能する際の液体の流路とは別に、液体流入容器の内部を真空にするための貫通孔を配置し、この貫通孔を介して、直下の容器の内部を真空にすることが考えられる。

【0013】

さらに、この場合に、１回目の濾過プロセスでの液体流入容器が２回目の濾過プロセスにおいて液体格納容器に切り替わる際に、濾過すべき液体の液位に応じて、開放されていた貫通孔が閉止することが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0014】

内部に液体が流入する液体流入容器の前記内部を減圧する貫通孔の開閉バルブであって、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が低いときには前記貫通孔とは嵌合せずに前記貫通孔を開放する開放位置と、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の前記液位が所定の高さに到達したときに前記貫通孔に嵌合して前記貫通孔の閉止を行う閉止位置との間を可動な弁体を有する開閉バルブにより解決する。

【0015】

液体を格納する液体格納容器と、貫通孔を有し前記貫通孔を介して内部が減圧されて前記液体が前記液体格納容器から前記貫通孔と異なる流路を介して前記内部へと流入する液体流入容器と、を備え、前記液体格納容器は前記液体流入容器の上に重ねられる多段型減圧式濾過装置であって、前記液体流入容器は開閉バルブを備え、前記開閉バルブは、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が低いときには前記貫通孔とは嵌合せずに前記貫通孔を開放する開放位置と、前記液体流入容器の前記内部の前記液体の液位が所定の高さに到達したときに前記貫通孔に嵌合して前記貫通孔の閉止を行う閉止位置との間を可動な弁体を有する多段型減圧式濾過装置により解決する。

【発明の効果】

【0016】

本発明により、濾過すべき液体の液位に応じて、開放されていた貫通孔が閉止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】本発明の第１の実施の形態の開閉バルブを有する多段型減圧式濾過容器の分解された状態を示している。

【図1B】本発明の第１の実施の形態の開閉バルブを有する多段型減圧式濾過容器の組み合わされている状態を示している。

【図2】本発明の第１の実施の形態の開閉バルブを示している。

【図3A】本発明の第２の実施の形態の開閉バルブを示している。

【図3B】本発明の第３の実施の形態の開閉バルブを示している。

【図3C】本発明の第４の実施の形態の開閉バルブを示している。

【図3D】本発明の第５の実施の形態の開閉バルブを示している。

【図4】本発明の第６の実施の形態の開閉バルブを示している。

【図5】従来の多段型減圧式濾過容器を示している。

【発明を実施するための形態】

【0018】

[第１の実施の形態]
図１Ａから図２を参照して、本発明の開閉バルブ１と、開閉バルブ１が適用される多段型減圧式濾過装置２について説明する。図１Ａは本発明の第１の実施の形態の開閉バルブを有する多段型減圧式濾過容器の分解された状態を示している。図１Ｂは、図１Ａの多段型減圧式濾過容器が組み合わされている状態を示している。図２は開閉バルブ１の第１の実施の形態である開閉バルブ１ａを示している。

【0019】

多段型減圧式濾過装置２は、開閉バルブ１と、第１容器２１、第２容器２２、第３容器２３、脱気装置２４とを備える。多段型減圧式濾過装置２は、開閉バルブ１を備える点以外は、前記の従来の多段型減圧式濾過装置９と同様である。

【0020】

すなわち、最上部の容器を第１容器２１とし、第１容器２１の直下に第２容器２２を、第２容器２２の直下に第３容器２３を重ねるように組み合わされる。重ねられている状態で、第１容器２１の下側外面と第２容器２２の内面との間で閉空間が、第２容器２２の下側外面と第３容器２３の内面との間で閉空間が、第３容器２３の下側外面と脱気装置２４との間で閉空間が、それぞれ画定される。第３容器２３の下側外面と脱気装置２４とで画定される閉空間に脱気装置２４の脱気孔２４ａが連通している。特に、第３容器２３は外殻壁の内部に配置されるようにして、この外殻壁の内側が第３容器２３の下側外面と脱気装置２４とで画定される閉空間となるように構成させて、この外殻壁の内部を減圧することで液体流入容器である第３容器２３の内部の減圧を実現することができる。

【0021】

第１容器２１の底部には第１濾材２１ａが配置され、第１濾材２１ａの下側に第１濾過液孔２１ｂが穿設される。第１容器２１は、第１濾材２１ａと第１濾過液孔２１ｂとを介して、第２容器２２と流体的に連通する。第２容器２２の底部には第２濾材２２ａが配置され、第２濾材２２ａの下側に第２濾過液孔２２ｂが穿設される。第２容器２２は、第２濾材２２ａと第２濾過液孔２２ｂとを介して、第３容器２３と流体的に連通する。第３容器２３には貫通孔２３ａが配置されている。

【0022】

第２容器２２はその側面に貫通孔２２ｃを有している。貫通孔２２ｃは第２容器２２の内外の圧力環境が同じなるように第２容器２２の内外を流体的に連通させる。開閉バルブ１は、第２容器２２の側面の貫通孔２２ｃの付近に配置されて、貫通孔２２ｃを開放し、または貫通孔２３ａの閉鎖を行う。開閉バルブ１は、貫通孔２２ｃを開放する開放状態で、内部に液体が流入する第２容器２２の内部の空気を容器の外部に排気する。開閉バルブ１は、貫通孔２２ｃと嵌合可能な弁体を有する。開閉バルブ１の弁体は、第２容器２２の内部の液体の液位が低いときには貫通孔２２ｃとは嵌合しない開放する開放位置と、第２容器２２の内部の液体の液位が所定の高さに到達したときに貫通孔に嵌合して貫通孔２２ｃの閉止を行う閉止位置との間を可動である。開閉バルブ１が開放位置にあるときに、第２容器２２の内部（第１容器２１の下側外面と第２容器２２の内面との間で画定される閉空間）の空気は貫通孔２２ｃを介して排出されて第２容器２２の内部が減圧される。第２容器２２の内部が減圧されると、第１濾材２１ａと第１濾過液孔２１ｂとを介して第１容器２１の内部と第２容器２２の内部との間で圧力差を生じる。

【0023】

たとえば、開閉バルブ１の代表例の開閉バルブ１ａでは弁体１１１を備える。弁体１１１は、材料または構造により、いかなる液体でも浮力を生じて浮上する機能を有している。材料としてはたとえば発泡材など、構造としては中空構造など、浮力を生じさせるすべての材料および構造を選択することができる。弁体１１１は、第２容器２２の内部の液体Ｌ２２の液位によって浮上するフロート部材として機能する。弁体１１１は第２容器２２の内部の側面に配置される弁体収納部１１２内に保持される。弁体収納部１１２は、貫通隙間１１３を有している。貫通隙間１１３は、貫通孔２２ｃを介しての第２容器２２の内外の連通を阻害しないように、第２容器２２の内側と弁体収納部１１２内とを流体的に連通させる隙間である。また、貫通隙間１１３は、弁体収納部１１２内の液体Ｌ２２が弁体収納部１１２内に流入するために機能し、第２容器２２の内部の液体Ｌ２２の液位と、貫通隙間１１３内の液体Ｌ２２の液位とに、差が生じないように機能する。弁体１１１は弁体収納部１１２内で液体Ｌ２２の液位の上昇によって浮上して貫通孔２２ｃを開放している開放位置から、貫通孔２２ｃを閉止する閉止位置に移動することが可能である。弁体１１１は一旦閉止位置に移動すると、貫通孔２２ｃの外側から吸い出されるようになり、弁体１１１は閉止位置において、第２容器２２の内外の圧力差によって第２容器２２の内側から外側に吸い出されて、貫通孔２２ｃに嵌合して貫通孔２２ｃを閉止するように固定される。弁体１１１は貫通孔２２ｃに嵌合する形状を有している。たとえば、弁体１１１は凸面を備え、閉止位置で、その凸面が貫通孔２２ｃに嵌合する。弁体１１１は貫通孔２２ｃに隙間なく嵌合する形状であって、一旦、弁体１１１が閉止位置になって貫通孔２２ｃに嵌合して固定されると、その後に液体Ｌ２２の液位が下降しても、弁体１１１の貫通孔２２ｃへの嵌合は維持され、弁体１１１は閉止位置にとどまる。弁体１１１が貫通孔２２ｃを閉止して固定する閉止状態が維持される。すなわち、濾過プロセスが完了しても、弁体１１１は閉止位置で保持される。弁体１１１の凸面は貫通孔２２ｃに隙間なく嵌合する限り、形状は限定されない。貫通孔２２ｃが円形である場合、弁体１１１の凸面は代表的には曲面である。特に、弁体１１１の凸面は球面とすることができる。弁体１１１は曲面形状により貫通孔２２ｃに嵌合して閉止位置にとどまりやすい。

【0024】

続いて、多段型減圧式濾過装置２と開閉バルブ１とが、いかに機能するかについて説明する。まず、脱気装置２４を起動させる。第３容器２３の下側外面と脱気装置２４とで画定される閉空間は、脱気装置２４により、脱気装置２４の脱気孔２４ａへと向かう空気流ＡＦ２のように脱気されて減圧される。第３容器２３の貫通孔２３ａを介して、第３容器２３の内部（第２容器２２の下側外面と第３容器２３の内面との間で閉空間）が減圧される。

【0025】

濾過すべき液体Ｌ２１はまず第１容器２１に格納される。第１容器２１の内部と第２容器２２の内部との間の圧力差で、液体Ｌ２１は第１濾材２１ａと第１濾過液孔２１ｂとを通過して濾過されて、液体Ｌ２２として第２容器２２の内部へと流入し溜まっていく。液体Ｌ２２として第２容器２２の内部へと流入した段階で、第２容器２２の内部の圧力は大気圧を回復する。まだ液体Ｌ２２の液位が開閉バルブ１の弁体１１１は弁体収納部１１２内で貫通孔２２ｃを開放している開放位置にある。液体Ｌ２２として第２容器２２の内部へと流入し、液体Ｌ２２の液位が徐々に上昇するにしたがって、開閉バルブ１の弁体１１１は弁体収納部１１２内で上昇する。液体Ｌ２２の液位が上昇して所定の位置に達したときに、弁体１１１は貫通孔２２ｃを閉止する閉止位置に移動し、弁体１１１の凸面が貫通孔２２ｃに嵌合する。

【0026】

開閉バルブ１が貫通孔２２ｃを閉止すると、第２容器２２の内部の脱気は停止して、第３容器２３の内部のみが脱気されて減圧されるようになる。第２容器２２の内部へと流入した液体Ｌ２２は、第２容器２２の内部と第３容器２３の内部との間の圧力差で、第２濾材２２ａと第２濾過液孔２２ｂとを介して、最終的に第３容器２３へと流入して、第３容器２３の内部に貯まる。

【0027】

これにより、第１容器２１が液体格納容器であり第２容器２２が液体流入容器として機能する第１濾過プロセスの段階で、第２濾材２２ａが湿潤して通気性を失ったとしても、第２容器２２が液体流入容器として機能する際には開閉バルブ１が開放位置にあって貫通孔２２ｃによる脱気経路が確保され、第２容器２２の内部の脱気が可能となる。

【0028】

そして、第１濾過プロセスに続く第２濾過プロセスの段階で、第２容器２２が液体格納容器であり第３容器２３が液体流入容器として機能する際には、開閉バルブ１が閉止位置に切り替わって、第２容器２２の内部の脱気を行わないように切り替えることが可能となる。

【0029】

このように、３段以上の容器を重ねて２回以上の連続する濾過プロセスを実現する多段型減圧式濾過装置２に開閉バルブ１を適用することにより、第１濾過プロセスの段階では液体格納容器としての第１容器２１の内部の圧力に対して液体流入容器としての第２容器２２の内部の圧力を低くし、第２濾過プロセスの段階では液体格納容器としての第２容器２２の内部の圧力に対して液体流入容器としての第３容器２３の内部の圧力を低くすることが可能となり、上段から下段への順序に沿った濾過すべき流体の流れを喚起することが可能となる。

【0030】

[第２の実施の形態]
続いて、図３Ａを参照して、本発明の第２の実施の形態としての開閉バルブ１ｂについて説明する。開閉バルブ１ｂが適用される多段型減圧式濾過装置２は第１の実施の形態と同じである。すなわち、多段型減圧式濾過装置２は、開閉バルブ１ｂと、第１容器２１、第２容器２２、第３容器２３、脱気装置２４とを備える。開閉バルブ１ｂ以外は第１の実施の形態と同じであるので説明は割愛する。図３Ａは開閉バルブ１の第２の実施の形態である開閉バルブ１ｂを示している。

【0031】

開閉バルブ１ｂは、弁体１２１と、フロート部材１２２と、バルブアーム１２３ａと、枢軸１２４とを備える。弁体１２１は、は凸面を備え、閉止位置で、その凸面が貫通孔２２ｃに嵌合する。弁体１２１の凸面の形状は貫通孔２２ｃに隙間なく嵌合する限り限定されない。貫通孔２２ｃが円形である場合、弁体１２１の凸面は代表的には曲面である。たとえば、弁体１２１の凸面は球面とすることができる。ただし、弁体１２１は凸面を備えている限り、曲面である必要はない。弁体１２１は貫通孔２２ｃに隙間なく嵌合する形状であって、一旦、弁体１２１が閉止位置になって貫通孔２２ｃに嵌合して固定されると、その後に液体Ｌ２２の液位が下降しても、弁体１２１の貫通孔２２ｃへの嵌合は維持され、弁体１２１は閉止位置にとどまる。弁体１２１が貫通孔２２ｃを閉止して固定する閉止状態が維持される。弁体１２１は、容器の内外圧の差により容器外側に吸い出されて貫通孔２２ｃに嵌合して閉止位置にとどまるように作用するものであるが、弁体１２１は形状により貫通孔２２ｃに嵌合して閉止位置にとどまるようにすることが好ましい。すなわち、濾過プロセスが完了しても、弁体１２１は閉止位置で保持される点は実施の形態１と同様である。フロート部材１２２は、第１の実施の形態と同様に、材料または構造（たとえば中空構造）により、いかなる液体でも浮力を生じて浮上する機能を有していて、第２容器の内部の液体Ｌ２２の液位によって浮上する。バルブアーム１２３ａは、両端が弁体１２１とフロート部材１２２に取り付けられていて、弁体１２１とフロート部材１２２との間に配置される。バルブアーム１２３ａは弁体１２１とフロート部材１２２との間に、第２容器２２に対して回転可能にバルブアーム１２３ａを保持する枢軸１２４を備える。バルブアーム１２３ａは、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部と枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部とが一または複数の部材で一体化して形成されて形状であって、バルブアーム１２３ａの一端に弁体１２１がバルブアーム１２３ａの他端にフロート部材１２２が配置される。バルブアーム１２３ａの回転中心となる枢軸１２４は弁体１２１とフロート部材１２２との間に位置するように配置される。フロート部材１２２の位置は枢軸１２４の位置よりも第２容器２２の壁面から離れて位置に設定される。弁体１２１が第２容器２２の壁に必ず接近する方向に回転し、弁体１２１が第２容器２２の壁から離れる方向に回転することを防止するようにバルブアーム１２３ａを設置するためである。枢軸１２４は保持ブラケット１２５によりバルブアーム１２３ａを回転可能に保持する。保持ブラケット１２５は第２容器２２に対して固定される。

【0032】

バルブアーム１２３ａにより、弁体１２１は、第２容器２２の内部の液体Ｌ２２の液位に応じて、図３Ａの矢印の様に、枢軸１２４まわりに開放位置と閉止位置との間を回動する。バルブアーム１２３ａの形状は、弁体１２１が第２容器２２の内部の液体Ｌ２２の液位に応じて、開放位置と閉止位置との間を枢軸１２４まわりに回動できる限り、自由に選択できる。

【0033】

本実施の形態のバルブ構造において、フロート部材１２２は力点、枢軸１２４は支点、弁体１２１は作用点に該当して、貫通孔２２ｃの側から、水平方向に、作用点である弁体１２１、支点である枢軸１２４、力点であるフロート部材１２２の順に並んでいる。この実施の形態では、フロート部材１２２は枢軸の真下となる下死点よりも貫通孔２２ｃから離れている必要があり、そのように弁体１２１、フロート部材１２２およびバルブアーム１２３ａの重心が調整される。

【0034】

[第３の実施の形態]
続いて、図３Ｂを参照して、本発明の第３の実施の形態としての開閉バルブ１ｃについて説明する。開閉バルブ１ｃが適用される多段型減圧式濾過装置２は第１の実施の形態と同じであるので説明は割愛する。図３Ｂは開閉バルブ１の第３の実施の形態である開閉バルブ１ｃを示している。第３の実施の形態では、フロート部材１２２と枢軸１２４との距離を、第２の実施の形態におけるフロート部材１２２と枢軸１２４との距離よりも大きくしている点に特徴がある。これにより、第３の実施の形態では、第２の実施の形態に対して、弁体１２１が第２容器２２の壁に近づく方向に必ず回転し、弁体１２１が第２容器２２の壁から離れる方向に回転することを防止することが可能となる。すなわち、この実施の形態は、フロート部材１２２が枢軸の真下となる下死点よりも貫通孔２２ｃから、第２の実施の形態よりも離れるように、バルブアーム１２３ｂの形状により、弁体１２１、フロート部材１２２およびバルブアーム１２３ｂの重心を調整するものである。

【0035】

第２の実施の形態の開閉バルブ１ｃでは、図３Ａのような直線状のバルブアーム１２３ａではなく、図３Ｂのように曲がった形状のバルブアーム１２３ｂとしている。バルブアーム１２３ｂ以外、弁体１２１、フロート部材１２２、枢軸１２４、保持ブラケット１２５は第２の実施の形態と同様である。

【0036】

[第４の実施の形態]
続いて、図３Ｃを参照して、本発明の第４の実施の形態としての開閉バルブ１ｄについて説明する。開閉バルブ１ｄが適用される多段型減圧式濾過装置２は第１の実施の形態と同じであるので説明は割愛する。図３Ｃは開閉バルブ１の第４の実施の形態である開閉バルブ１ｄを示している。

【0037】

第４の実施の形態の開閉バルブ１ｃでは、第２の実施の形態および第３の実施の形態と、弁体１３１の形状が異なっている、バルブアーム１２３aまたはバルブアーム１２３ｃ、フロート部材１２２、枢軸１２４、保持ブラケット１２５は第２の実施の形態および第３の実施の形態と同様である。

【0038】

第４の実施の形態の弁体１３１の形状は円錐の形状としてもよい。弁体１３１が貫通孔２２ｃに隙間なく嵌合する限り限定されない。すなわち、弁体１３１は貫通孔２２ｃに隙間なく嵌合する形状であって、一旦、弁体１３１が閉止位置になって貫通孔２２ｃに嵌合して固定されると、その後に液体Ｌ２２の液位が下降しても、弁体１３１の貫通孔２２ｃへの嵌合は維持され、弁体１３１は閉止位置にとどまる。第４の形態では、弁体１３１は形状により貫通孔２２ｃに嵌合して閉止位置にとどまりやすくなっている。弁体１３１が貫通孔２２ｃを閉止して固定する閉止状態が維持される。すなわち、濾過プロセスが完了しても、弁体１３１が閉止位置で保持される点は第１の実施の形態から第３の実施の形態と同様である。

【0039】

[第５の実施の形態]
続いて、図３Ｄを参照して、本発明の第５の実施の形態としての開閉バルブ１ｅについて説明する。開閉バルブ１ｅが適用される多段型減圧式濾過装置２は第１の実施の形態と同じであるので説明は割愛する。図３Ｄは開閉バルブ１の第４の実施の形態である開閉バルブ１ｅを示しており、弁体１４１ａは開閉バルブ１が開放位置にある状態（破線）を、弁体１４１ｂは開閉バルブ１が閉鎖位置にある状態を示している。

【0040】

第５の実施の形態の開閉バルブ１ｄでは、第２の実施の形態および第３の実施の形態と、弁体１４１の形状が異なっている、バルブアーム１２３ａまたはバルブアーム１２３ｃ、フロート部材１２２、枢軸１２４、保持ブラケット１２５は第２の実施の形態および第３の実施の形態と同様である。

【0041】

第５の実施の形態の弁体１４１は可塑性の樹脂などの素材でできていて、貫通孔２２ｃに変形して隙間なく挿入されて嵌合することが可能である。第５の実施の形態では、弁体１４１が、形状により、さらに貫通孔２２ｃに嵌合して閉止位置にとどまりやすくなっている。弁体１４１ａは開閉バルブ１が開放位置にある状態（破線）では貫通孔２２ｃの大きさよりも大きく、開閉バルブ１が閉鎖位置にある状態では弁体１４１ｂは貫通孔２２ｃの大きさに合わせて貫通孔２２ｃ内に挿入されて、貫通孔２２ｃを密閉可能である。弁体１４１が貫通孔２２ｃ内に挿入されるとともに、貫通孔２２ｃの形に応じて変形する点が第４の実施の形態の特徴である。一旦貫通孔２２ｃを閉鎖した弁体１４１は、第１の実施の形態から第４の実施の形態よりも、貫通孔２２ｃに隙間なく、より適合ように嵌合する形状となっている。すなわち、ここでも、一旦、弁体１４１が閉止位置になって貫通孔２２ｃに嵌合して固定されると、その後に液体Ｌ２２の液位が下降しても、弁体１４１の貫通孔２２ｃへの嵌合は維持され、弁体１４１は閉止位置にとどまる。弁体１４１が貫通孔２２ｃを閉止して固定する閉止状態が維持される。すなわち、濾過プロセスが完了しても、弁体１４１は閉止位置で保持される点で、第１の実施の形態から第４の実施の形態と同様である。第４の実施の形態の弁体１４１は、弁体１４１が貫通孔２２ｃ内に挿入されるとともに、貫通孔２２ｃの形に応じて変形することにより、弁体１４１が一旦貫通孔２２ｃを閉鎖した後に、液２２の液位が低下し、さらには内外圧の圧力差が無くなっても閉鎖状態を維持しやすい形態である。

【0042】

[第６の実施の形態]
続いて、図４を参照して、本発明の第６の実施の形態としての開閉バルブ１ｆについて説明する。第２の実施の形態から第５の実施の形態の説明において、たとえば、図３Ａに示す第２の実施の形態のように、弁体１２１が液体Ｌ２２の液面に近づく方向にバルブアーム１２３ａが枢軸１２４周りに回転するように、弁体が液面に近づく方向にバルブアームが枢軸周りに回転する開閉バルブを例として説明した。第２の実施の形態から第５の実施の形態の各バルブ構造においては、フロート部材は力点、枢軸は支点、弁体は作用点に該当し、第２の実施の形態から第５の実施の形態の各バルブ構造では、貫通孔２２ｃの側から作用点である弁体、支点である枢軸、力点であるフロート部材の順に並んでいて、フロート部材は枢軸の真下となる下死点よりも貫通孔２２ｃから離れている形態であった。これは、特に、容器の底面が小さく容器の開口が大きいように、壁面が鉛直方向に広がるような傾斜を有している場合に有利である。

【0043】

しかし、回転方向は、第２の実施の形態から第５の実施の形態においても、弁体が液面に近づく方向にバルブアームが枢軸周りに回転するバルブを例に限られない。たとえば、以下に説明する第６の実施の形態のように、弁体が液面から遠ざかる方向にバルブアームが枢軸周りに回転する開閉バルブとすることもできる。第２の実施の形態から第５の実施の形態においても、本実施の形態のように、バルブアームの回転方向を、弁体が液面から遠ざかる方向に回転するように設定することも含んでいる。

【0044】

以下、図４を参照して、第６の実施の形態の開閉バルブ１ｆについて説明する。第６の実施の形態の開閉バルブ１ｆは第２の実施の形態の開閉バルブ１ｂの変形であるので、第２の実施の形態の開閉バルブ１ｂにおいて、バルブアーム１２３ａの形状を変更し、弁体１２１とフロート部材１２２の位置関係を変更したものである。フロート部材１２２が材料または中空など構造により浮力を得る点は第２の実施の形態から第５の実施の形態と同様である。また、弁体１２１も、第２の実施の形態から第５の実施の形態と同様である。これらの部材の位置関係の違いを中心に、第２の実施の形態に対する本実施の形態での変形箇所について、説明する。

【0045】

本実施の形態が適用される開閉バルブ１ｅは、図４に示すように、多段型減圧式濾過装置２の第２容器２２の壁面が、鉛直方向の下側から上側に向かう方向に沿って容器の内径が狭まるような傾斜を有する形状を有している場合に特に有効である。本実施の形態でも、容器内から容器外へ容器内の気体の排気のために第２容器２２の壁面には貫通孔２２ｃを有している。開閉バルブ１ｆは開放状態の貫通孔２２ｃを閉鎖するバルブである点は、第１の実施の形態から第５の実施の形態と同じである。

【0046】

第２の実施の形態から第５の実施の形態のように、弁体が液面に近づく方向にバルブアームが枢軸周りに回転する開閉バルブの場合には、第２容器２２の壁面の貫通孔２２ｃに近い順に、弁体１２１，枢軸１２４，フロート部材１２２が並ぶ形態になる。一方、本実施の形態では、第２容器２２の壁面の貫通孔２２ｃに近い順に、弁体１２１，フロート部材１２２、枢軸１２４が並ぶ形態になる。たとえば、バルブアーム１２３ａは弁体１２１とフロート部材１２２とを連結し、枢軸１２４を中心に、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部と、枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部と、からなり、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部と、枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部と、が、枢軸１２４から異なる角度で延出するような形状を有している。枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部と枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部とがなす角度は変わらないので、枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部が回転すると、それに応じて、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部も回転する。枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部は、枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部の上側に位置し、枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部が貫通孔２２ｃに近づくように枢軸１２４周りに回転すると、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部も回転して、弁体１２１が貫通孔２２ｃを閉鎖する。

【0047】

すなわち、第２容器２２内の液体Ｌ２２の液位が低い状態では、フロート部材１２２は液体Ｌ２２に接することなく、弁体１２１が貫通孔２２ｃと離れていて、貫通孔２２ｃは開放状態にある。第２容器２２内の液体Ｌ２２の液位が上昇してフロート部材１２２に接すると、フロート部材１２２は液体Ｌ２２により浮力を得る。第２容器２２内の液体Ｌ２２の液位が上昇するにつれ、フロート部材１２２が浮力により枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部を液Ｌ２２から離れて第２容器２２の壁に近づくように回転させる。枢軸１２４からフロート部材１２２までのアーム部の回転により、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部は液Ｌ２２から離れて第２容器２２の壁に近づくように回転し、液Ｌ２２が所定の液位にまで上昇したときに、フロート部材１２２も上昇を終えて、弁体１２１が貫通孔２２ｃに嵌合し、弁体１２１が貫通孔２２ｃを閉鎖する閉鎖状態になる。弁体１２１が貫通孔２２ｃを一旦閉鎖すると、その後、液Ｌ２２の液位が下降したとしても、弁体１２１と貫通孔２２ｃとの嵌合は維持される点は第１の実施の形態から第５の実施の形態と同様である。

【0048】

さらに、特に第６の実施の形態の場合には、枢軸１２４から弁体１２１までのアーム部が液Ｌ２２から離れて第２容器２２の壁に近づくように回転して弁体１２１が貫通孔２２ｃを閉鎖する閉鎖状態になるように設定するため、枢軸１２４について弁体１２１およびフロート部材１２２の反対側にバランサー１２６を配置することができる。バランサー１２６はたとえば、バルブアーム１２３ａに固定されるバランサーアーム１２６ｂと、バルブアーム１２３ａに固定されるバランサーアーム１２６ｂの端部と反対側のバランサーアーム１２６ｂの端部に取り付けられる錘１２６ａと、を備えるように配置できる。バランサー１２６を適切に設定することにより、第６の実施の形態の場合において、フロート部材１２２の位置を、鉛直方向における下死点となる位置よりも貫通孔２２ｃの側に寄った位置に常に配置でき、液体Ｌ２２の液位の増加による回転方向を第２容器２２内の液体Ｌ２２の液位が上昇に伴って弁体１２１が液Ｌ２２から離れて第２容器２２の壁に近づくような方向に常に回転するように設定し、その逆に回転することを防止することが可能となる。第６の実施の形態の各バルブ構造では、貫通孔２２ｃの側から作用点である弁体、力点であるフロート部材、支点である枢軸の順に並んでいて、フロート部材は枢軸の真下となる下死点よりも貫通孔２２ｃに近い側に位置する形態である。

【0049】

本実施の形態は、第２の実施の形態から第５の実施の形態にも適用できる点はすでに述べた通りである。

【符号の説明】

【0050】

１ 開閉バルブ
２ 多段式減圧式濾過装置
２１，９１ 第１容器（液体格納容器）
２２，９２ 第２容器（液体流入容器）
２３，９３ 第３容器
２４，９４ 脱気装置
２４ａ，９４ａ 脱気孔

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】