特許 7488680 ボールバルブ、及びボールバルブユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-14

(45)【発行日】2024-05-22

(54)【発明の名称】ボールバルブ、及びボールバルブユニット

(51)【国際特許分類】

   F16K 5/06 20060101AFI20240515BHJP

【ＦＩ】

F16K5/06 L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020060880

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021162027

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】521297587

【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】吉原 雅之

(72)【発明者】

【氏名】唐藤 実

(72)【発明者】

【氏名】神代 忠治

(72)【発明者】

【氏名】笠井 育人

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－３２０３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０５２２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０７７９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２６７１３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ５／００－５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象流体が通る流路を有し、前記流路の途中にキャビティが設けられたバルブボディと、
前記キャビティ内に回動可能に収容され、通孔を有するボール弁体と、
前記キャビティ内において前記流路の流れ方向の一方側の端部と他方側の端部とにそれぞれ配置され、前記キャビティの壁面と前記ボール弁体の外面との間をシールする一対のシールリングと、
を備え、
前記バルブボディには、
前記バルブボディの外側と前記キャビティ内とに連通し、前記キャビティ内に清掃用流体を導入する導入孔と、
前記キャビティ内と前記バルブボディの外側とに連通する排出孔と、
が設けられ、
前記導入孔の前記キャビティ側の導入孔開口部は、前記ボール弁体の回動状態が前記流路の流れを遮断するバルブ閉状態である場合における前記ボール弁体の前記通孔に対向する位置に設けられ、
前記排出孔の前記キャビティ側の排出孔開口部は、前記ボール弁体の回動状態が前記バルブ閉状態である場合における前記ボール弁体の前記通孔に対向しない位置に設けられている、ボールバルブ。

【請求項2】

前記排出孔開口部は、前記導入孔開口部よりも下方の位置に設けられている、請求項１に記載のボールバルブ。

【請求項3】

前記バルブボディに取り付けられ、前記導入孔の流通状態を流通可能状態と流通遮断状態とに切り替える切替弁を更に備える、請求項１に記載のボールバルブ。

【請求項4】

前記対象流体が液体である場合には、前記清掃用流体として清浄液体が前記導入孔から前記キャビティ内に導入される、又は、前記対象流体が粉体空気輸送における粉体及び気体である場合には、前記清掃用流体として清浄気体が前記導入孔から前記キャビティ内に導入される、請求項１～３のいずれか一項に記載のボールバルブ。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載されたボールバルブと、
前記導入孔に前記清掃用流体を供給し、前記導入孔を介して前記キャビティ内に前記清掃用流体を導入させる流体供給部と、
前記流体供給部における前記導入孔への前記清掃用流体の供給を制御する供給制御部と、
を備える、ボールバルブユニット。

【請求項6】

前記ボール弁体の回動状態を取得する状態取得部を更に備え、
前記供給制御部は、前記バルブ閉状態と前記流路の流通を可能とするバルブ開状態との間で前記ボール弁体が回動している状態であることが前記状態取得部によって取得された場合、前記導入孔に前記清掃用流体が供給されるように前記流体供給部を制御する、請求項５に記載のボールバルブユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボールバルブ、及びボールバルブユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、流路の途中にキャビティが設けられたバルブボディと、キャビティ内に回動可能に収容され、通孔を有するボール弁体と、キャビティの壁面とボール弁体の外面との間をシールする一対のシールリングとを備えるボールバルブが記載されている。このボールバルブは、ボール弁体が回動させられることによって、ボール弁体の通孔と流路とが連通するバルブ開状態と、ボール弁体の外面によって流路の流れを遮断するバルブ閉状態とに切り替えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－８２７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、粉体空気輸送における粉体及び気体のように固体を含む流体、又はスラリーのように固体を含む流体を搬送する搬送流路の途中に、上述したボールバルブが設けられる場合がある。この場合、シールリングのシール不良によって、又はボール弁体が中間の開き角度となったときにキャビティ内が流体に晒されることによって、キャビティ内（キャビティの壁面とボール弁体の外面との隙間）に固体が入り込み、固体が蓄積することがある。また、固体（固形分）が析出する流体を搬送する搬送流路の途中に上述したボールバルブが設けられる場合も同様に、析出した固体がキャビティ内で蓄積することがある。このように、キャビティ内に固体が蓄積した場合、ボール弁体が回動し難くなり、ボールバルブの作動不良が生じ得る。また、修理、復旧の際にバルブを分解清掃する必要があり、多大な労力を要する。

【0005】

そこで、本発明は、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良を抑制できるボールバルブ及びボールバルブユニット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】

【0006】

本発明の第１の側面に係るボールバルブは、対象流体が通る流路を有し、流路の途中にキャビティが設けられたバルブボディと、キャビティ内に回動可能に収容され、通孔を有するボール弁体と、キャビティ内において流路の流れ方向の一方側の端部と他方側の端部とにそれぞれ配置され、キャビティの壁面とボール弁体の外面との間をシールする一対のシールリングと、を備え、バルブボディには、バルブボディの外側とキャビティ内とに連通し、キャビティ内に蓄積した固体を清掃・除去するための流体（以後「清掃用流体」という）を導入する導入孔が設けられ、導入孔のキャビティ側の導入孔開口部は、ボール弁体の回動状態が流路の流れを遮断するバルブ閉状態である場合におけるボール弁体の通孔に対向しない位置に設けられている。

【0007】

このボールバルブでは、バルブボディに設けられた導入孔から清掃用流体をキャビティ内（キャビティの壁面とボール弁体の外面との隙間）に導入することができる。これにより、キャビティ内に固体が蓄積する場合であっても、導入された清掃用流体によってシールリングとボール弁体との隙間等を介してキャビティ内から固体を排出することができる。従って、このボールバルブは、固体を含む対象流体及び固体（固形分）が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良が生じることを抑制できる。

【0008】

本発明の第２の側面に係るボールバルブは、対象流体が通る流路を有し、流路の途中にキャビティが設けられたバルブボディと、キャビティ内に回動可能に収容され、通孔を有するボール弁体と、キャビティ内において流路の流れ方向の一方側の端部と他方側の端部とにそれぞれ配置され、キャビティの壁面とボール弁体の外面との間をシールする一対のシールリングと、を備え、バルブボディには、バルブボディの外側とキャビティ内とに連通し、キャビティ内に清掃用流体を導入する導入孔と、キャビティ内とバルブボディの外側とに連通する排出孔と、が設けられ、導入孔のキャビティ側の導入孔開口部及び排出孔のキャビティ側の排出孔開口部は、ボール弁体の回動状態が流路の流れを遮断するバルブ閉状態である場合におけるボール弁体の通孔に対向しない位置にそれぞれ設けられている。

【0009】

このボールバルブでは、バルブボディに設けられた導入孔から清掃用流体をキャビティ内（キャビティの壁面とボール弁体の外面との隙間）に導入することができる。これにより、キャビティ内に固体が蓄積する場合であっても、導入された清掃用流体によってシールリングとボール弁体との隙間等を介してキャビティ内から固体を排出することができる。また、このボールバルブでは、バルブボディに排出孔が設けられている。これにより、キャビティ内に導入された清掃用流体と共にキャビティ内の固体を排出孔から排出することができる。このように、ボールバルブは、排出孔が設けられていることによって、キャビティ内の固体を容易に排出できる。従って、このボールバルブは、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良が生じることを抑制できる。

【0010】

本発明の第３の側面に係るボールバルブは、対象流体が通る流路を有し、流路の途中にキャビティが設けられたバルブボディと、キャビティ内に回動可能に収容され、通孔を有するボール弁体と、キャビティ内において流路の流れ方向の一方側の端部と他方側の端部とにそれぞれ配置され、キャビティの壁面とボール弁体の外面との間をシールする一対のシールリングと、を備え、バルブボディには、バルブボディの外側とキャビティ内とに連通し、キャビティ内に清掃用流体を導入する導入孔と、キャビティ内とバルブボディの外側とに連通する排出孔と、が設けられ、導入孔のキャビティ側の導入孔開口部は、ボール弁体の回動状態が流路の流れを遮断するバルブ閉状態である場合におけるボール弁体の通孔に対向する位置に設けられ、排出孔のキャビティ側の排出孔開口部は、ボール弁体の回動状態がバルブ閉状態である場合におけるボール弁体の通孔に対向しない位置に設けられている。

【0011】

このボールバルブでは、バルブボディに設けられた導入孔から清掃用流体をキャビティ内（キャビティの壁面とボール弁体の外面との隙間）に導入することができる。これにより、キャビティ内に固体が蓄積する場合であっても、導入された清掃用流体によってシールリングとボール弁体との隙間等を介してキャビティ内から固体を排出することができる。また、導入孔のキャビティ側の導入孔開口部は、バルブ閉状態のボール弁体の通孔に対向している。これにより、導入孔から導入された清掃用流体が通孔を通ってキャビティの壁面に吹き付けられて周囲に広がり、キャビティの壁面とボール弁体の外面との隙間の全体にわたってより均一に清掃用流体が行き渡る。従って、キャビティ内の全体から固体をより一層適切に排出することができる。また、ボールバルブでは、バルブボディに排出孔が設けられている。これにより、キャビティ内に導入された清掃用流体と共にキャビティ内の固体を排出孔から排出することができる。このように、ボールバルブは、排出孔を有していることにより、キャビティ内の固体を容易に排出できる。従って、このボールバルブは、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良が生じることを抑制できる。

【0012】

ボールバルブにおいて、排出孔開口部は、導入孔開口部よりも下方の位置に設けられていてもよい。この場合、ボールバルブは、重力によって下方に下がった固体を清掃用流体と共により一層適切に排出孔から排出できる。

【0013】

ボールバルブは、バルブボディに取り付けられ、導入孔の流通状態を流通可能状態と流通遮断状態とに切り替える切替弁を更に備えていてもよい。この場合、ボールバルブがバルブ開状態であり対象流体が流されているときに、切替弁を流通遮断状態とすることによって対象流体が導入孔からバルブボディ外に漏れ出ることを防止できる。

【0014】

ボールバルブにおいて、対象流体が液体である場合には、清掃用流体として清浄液体が導入孔からキャビティ内に導入される、又は、対象流体が粉体空気輸送における粉体及び気体である場合には、清掃用流体として清浄気体が導入孔からキャビティ内に導入されてもよい。この場合、対象流体の性質に応じて導入された清掃用流体によって、キャビティ内の固体を適切に排出できる。

【0015】

本発明の更に他の側面に係るボールバルブユニットは、上記のボールバルブと、導入孔に清掃用流体を供給し、導入孔を介してキャビティ内に清掃用流体を導入させる流体供給部と、流体供給部における導入孔への清掃用流体の供給を制御する供給制御部と、を備えている。

【0016】

このボールバルブユニットは、供給制御部の制御によって、清掃用流体を導入孔からキャビティ内に導入することができる。これにより、ボールバルブユニットは、キャビティ内に固体が蓄積する場合であっても、導入された清掃用流体によってシールリングとボール弁体との隙間等を介してキャビティ内から固体を排出することができる。以上のように、ボールバルブユニットは、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良を抑制できる。また、ボールバルブユニットでは、供給制御部が流体供給部を制御することによって、清掃用流体を導入孔からキャビティ内に導入できる。

【0017】

ボールバルブユニットは、ボール弁体の回動状態を取得する状態取得部を更に備え、供給制御部は、バルブ閉状態と流路の流通を可能とするバルブ開状態との間でボール弁体が回動している状態であることが状態取得部によって取得された場合、導入孔に清掃用流体が供給されるように流体供給部を制御してもよい。ここで、ボール弁体が回動して通孔の一部分が流路と連通した状態となったときに、キャビティ内とキャビティに隣接する流路とが通孔を介して連通した状態となる。この場合に清掃用流体が導入されるように供給制御部が流体制御部を制御することにより、ボールバルブは、キャビティ内の固体を、通孔を介して流路へ向けて排出することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の種々の側面によれば、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施形態に係るボールバルブユニットの全体構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、ボールバルブをバルブ流路の延在方向に沿って切った断面図である。

【図3】図３は、ボールバルブをバルブ流路の延在方向に直交する方向に沿って切った断面図である。

【図4】図４は、変形例に係るボールバルブをバルブ流路の延在方向に直交する方向に沿って切った断面図である。

【図5】図５は、他の変形例に係るボールバルブをバルブ流路の延在方向に直交する方向に沿って切った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0021】

図１に示されるように、ボールバルブユニット１は、対象流体の供給元ユニットＡから供給先ユニットＢへ対象流体を搬送する搬送流路Ｌ上に設けられる。搬送流路Ｌを通じて搬送される対象流体は、固体を含む流体である。例えば、固体を含む対象流体は、粉体輸送における粉体及び気体のように固体を含む流体、又は、スラリーのように固体を含む流体であってもよい。また、搬送流路Ｌを通じて搬送される対象流体は、固体（固形分）が析出する流体であってもよい。

【0022】

ボールバルブユニット１は、ボールバルブ１０、流体供給部２０、及び制御ユニット３０を備えている。ボールバルブ１０は、供給元ユニットＡから供給先ユニットＢへの搬送流路Ｌ上に設けられている。ボールバルブ１０は、バルブ閉状態のときに、搬送流路Ｌにおける対象流体の流れを遮断する。また、ボールバルブ１０は、バルブ開状態のときに、搬送流路Ｌにおいて対象流体を流通可能とする。流体供給部２０は、供給流路Ｋを介して、ボールバルブ１０を清掃するための清掃用流体をボールバルブ１０に対して供給する。制御ユニット３０は、流体供給部２０におけるボールバルブ１０への清掃用流体の供給を制御する。

【0023】

まずボールバルブ１０の詳細について、説明する。図２及び図３に示されるように、ボールバルブ１０は、バルブボディ１１、ボール弁体１２、シールリング１３、シールリング１４、ステム１５、導入切替弁（切替弁）１６、及び排出切替弁１７を備えている。

【0024】

バルブボディ１１は、対象流体が通るバルブ流路（流路）１１ａを内部に有している。バルブ流路１１ａは、軸線Ｘ方向（図２参照）に沿って延びる円柱状を呈している。また、バルブボディ１１は、バルブ流路１１ａの途中に設けられたキャビティ１１ｂを有している。すなわち、キャビティ１１ｂは、軸線Ｘ方向において、分断されたバルブ流路１１ａによって挟まれている。キャビティ１１ｂは、バルブボディ１１の内面において軸線Ｘの周りを周方向に沿って延在する凹状を呈している。キャビティ１１ｂは、軸線Ｘ方向に沿って見た場合に、環状を呈しており、ボール弁体１２の外縁部を囲むように収容する。キャビティ１１ｂの壁面１１ｃは、略球状のボール弁体１２の外面１２ｂに沿うように、軸線Ｘ方向の断面が略円弧状となっている。

【0025】

ボール弁体１２は、バルブボディ１１のキャビティ１１ｂ内に回動可能に収容される。本実施形態において、ボール弁体１２は、バルブ流路１１ａが延在する軸線Ｘに直交する回動軸Ｚ周りに回動する。ボール弁体１２には、通孔１２ａが設けられている。ボールバルブ１０は、ボール弁体１２が回動軸Ｚ周りに回動させられることによって、バルブ閉状態とバルブ開状態とに切り替えられる。

【0026】

バルブ閉状態とは、図２に示されるように、ボール弁体１２の回動状態がバルブ流路１１ａの流れを遮断（完全に遮断）する状態である。すなわち、ボールバルブ１０が完全に閉じられた状態である。なお、図２及び図３では、バルブ閉状態のボールバルブ１０の構成が示されている。具体的には、バルブ閉状態とは、ボール弁体１２の外面１２ｂによってバルブ流路１１ａが閉鎖されている状態である。バルブ開状態とは、ボール弁体１２の回動状態がバルブ流路１１ａの流れを遮断しない状態である。具体的には、バルブ開状態とは、ボール弁体１２の通孔１２ａが軸線Ｘ方向に沿って延在する状態であり、バルブ流路１１ａの流通を可能とする状態である。すなわち、バルブ開状態とは、分断されたバルブ流路１１ａが通孔１２ａによって連通された状態である。

【0027】

一対のシールリング１３及び１４は、キャビティ１１ｂ内において、バルブ流路１１ａの流れ方向（軸線Ｘ方向）の一方側の端部と他方側の端部とにそれぞれ配置されている。シールリング１３及び１４における環形状の内側には、軸線Ｘが通っている。ボール弁体１２は、シールリング１３とシールリング１４との間に挟み込まれるようにして、キャビティ１１ｂ内に配置されている。

【0028】

シールリング１３及び１４の外縁部は、キャビティ１１ｂの壁面１１ｃに当接している。シールリング１３及び１４の内縁部は、ボール弁体１２の外面１２ｂに摺動可能に当接している。シールリング１３及び１４は、キャビティ１１ｂの壁面１１ｃとボール弁体１２の外面１２ｂとの間をシールする。ボール弁体１２は、キャビティ１１ｂ内において、シールリング１３及び１４によって支持されている。

【0029】

ステム１５は、回動軸Ｚに沿って延在する棒状の部材である。ステム１５の一方の端部は、バルブボディ１１内に差し込まれている。ステム１５の他方の端部は、バルブボディ１１外に突出している。ステム１５は、回動軸Ｚ周りに回動可能にバルブボディ１１に取り付けられている。ステム１５におけるバルブボディ１１内に差し込まれた側の端部は、ボール弁体１２に設けられた溝にはめ込まれている。これにより、ボール弁体１２とステム１５とは、回動軸Ｚ周りに一体に回動することができる。

【0030】

ステム１５におけるバルブボディ１１外に突出する側の端部には、ボール弁体１２（ステム１５）を回動させるためのバルブ駆動部４０が連結されている。バルブ駆動部４０は、ボール弁体１２を回動させるモータ等を備えている。バルブ駆動部４０は、ボール弁体１２を回動させることにより、ボール弁体１２の状態をバルブ閉状態とバルブ開状態とに切り替えることができる。また、バルブ駆動部４０に代えて、ボールバルブ１０を手動で開閉するためのハンドル等がステム１５に取り付けられていてもよい。

【0031】

ここで、図３に示されるように、バルブボディ１１には、流体供給部２０から供給された清掃用流体をキャビティ１１ｂ内に導入するための導入孔Ｈ１が設けられている。導入孔Ｈ１は、貫通孔であり、バルブボディ１１の外側とキャビティ１１ｂ内とに連通している。なお、導入孔Ｈ１におけるキャビティ１１ｂ側の開口部を、導入孔開口部Ｈ１ａとする。導入孔開口部Ｈ１ａは、ボール弁体１２の回動状態がバルブ閉状態である場合におけるボール弁体１２の通孔１２ａに対向する位置に設けられている。すなわち、ボール弁体１２がバルブ閉状態である場合の通孔１２ａの延在方向において、導入孔開口部Ｈ１ａと通孔１２ａの開口部とが対向している。これにより、導入孔Ｈ１を通って導入孔開口部Ｈ１ａからキャビティ１１ｂ内に導入された清掃用流体は、ボール弁体１２の外面１２ｂに吹き付けられることなく、通孔１２ａ内に直接導入される。導入孔開口部Ｈ１ａは、軸線Ｘ方向において、シールリング１３とシールリング１４との間に位置している。

【0032】

また、バルブボディ１１には、キャビティ１１ｂ内の固体を排出するための排出孔Ｈ２が設けられている。排出孔Ｈ２は、貫通孔であり、バルブボディ１１の外側とキャビティ１１ｂ内とに連通している。なお、排出孔Ｈ２におけるキャビティ１１ｂ側の開口部を、排出孔開口部Ｈ２ａとする。排出孔開口部Ｈ２ａは、ボール弁体１２の回動状態がバルブ閉状態である場合におけるボール弁体１２の通孔１２ａに対向しない位置に設けられている。すなわち、排出孔開口部Ｈ２ａは、ボール弁体１２の外面１２ｂに対向している。また、排出孔開口部Ｈ２ａは、ボールバルブ１０の使用時の姿勢において、導入孔開口部Ｈ１ａよりも下方の位置に設けられている。本実施形態において、排出孔Ｈ２は、ボールバルブ１０の使用時の姿勢において、バルブボディ１１の最下部の位置に設けられ、上下方向に沿って延在している。排出孔開口部Ｈ２ａは、軸線Ｘ方向において、シールリング１３とシールリング１４との間に位置している。

【0033】

ここで、例えば、粉体を空気輸送する場合及びスラリーを輸送する場合のように固体を含む対象流体を輸送する搬送流路Ｌ上にボールバルブ１０が設けられる場合、キャビティ１１ｂ内に固体が入り込み、固体が蓄積することがある。なお、固体が蓄積するキャビティ１１ｂ内とは、キャビティ１１ｂの壁面１１ｃとボール弁体１２の外面１２ｂとの隙間であり、軸線Ｘ方向がシールリング１３とシールリング１４とによって封止された略筒状の空間である。同様に、例えば、固体が析出する対象流体を搬送する場合にも、析出した固体がキャビティ１１ｂ内で蓄積することがある。排出孔Ｈ２は、キャビティ１１ｂ内に蓄積された固体をバルブボディ１１外に排出することができる。

【0034】

導入切替弁１６は、バルブボディ１１に取り付けられている。導入切替弁１６は、導入孔Ｈ１の流通状態を流通可能状態と流通遮断状態とに切り替える。排出切替弁１７は、バルブボディ１１に取り付けられている。排出切替弁１７は、排出孔Ｈ２の流通状態を流通可能状態と流通遮断状態とに切り替える。

【0035】

図１に戻り、流体供給部２０は、キャビティ１１ｂ内に蓄積された固体を排出するための清掃用流体を供給流路Ｋを介して導入孔Ｈ１に供給する。なお、供給流路Ｋのボールバルブ１０側の端部は導入切替弁１６に接続されている。導入切替弁１６の状態が流通可能状態である場合、流体供給部２０から供給された清掃用流体は、導入切替弁１６及び導入孔Ｈ１を介してバルブボディ１１（キャビティ１１ｂ）内に導入される。

【0036】

ここで、清掃用流体は、例えば、ガス、水、溶剤（トルエン、アセトン、キシレン、アルコール）、界面活性剤を添加した液体等を用いることができる。

【0037】

清掃用流体は、搬送流路Ｌにおいて搬送される対象が気体であれば清浄気体、液体であれば清浄液体を用いることが好ましい。例えば、対象流体が粉体空気輸送における粉体及び気体である場合は清浄空気、水スラリー輸送であれば清浄水、油スラリー輸送であれば清浄油、固体が析出する溶液の場合はその溶質を含まない溶媒、を用いることが好ましい。清掃用流体に、搬送される対象の流体に応じた性質の清浄流体を用いることで、キャビティ１１ｂ内に残留、または搬送流路Ｌに侵入した清掃用流体が、対象流体にコンタミネーションを起こすことが無いため、ボールバルブ１０、搬送流路Ｌを分解せずにキャビティ１１ｂ内の清掃を行うことができる。

【0038】

制御ユニット３０は、ボールバルブ１０の動作を制御する。制御ユニット３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える電子制御ユニットである。制御ユニット３０は、流体供給部２０の動作を制御することによって、ボールバルブ１０の内部（キャビティ１１ｂ）に蓄積する固体を清掃するための制御を行う。

【0039】

制御ユニット３０は、機能的には、状態取得部３１、及び供給制御部３２を備えている。状態取得部３１は、ボール弁体１２の回動状態を取得する。例えば、状態取得部３１は、ステム１５（ボール弁体１２）の回動位置を検出するセンサがボールバルブ１０に設けられている場合、このセンサの検出結果に基づいてボール弁体１２の回動状態を取得してもよい。また、例えば、状態取得部３１は、バルブ駆動部４０を制御する制御装置から、ボール弁体１２の回動状態を取得してもよい。

【0040】

供給制御部３２は、流体供給部２０における導入孔Ｈ１への清掃用流体の供給を制御する。ここでは、供給制御部３２は、バルブ閉状態とバルブ開状態との間でボール弁体１２が回動している状態であることが状態取得部３１によって取得された場合、導入孔Ｈ１に清掃用流体が供給されるように流体供給部２０を制御することができる。例えば、供給制御部３２は、対象流体の搬送開始時又は搬送終了時にボールバルブ１０の開閉動作が行われたときのボール弁体１２の回動動作に基づいて、導入孔Ｈ１に清掃用流体が供給されるように流体供給部２０を制御してもよい。また、供給制御部３２は、対象流体が搬送されていない状態で、ボールバルブ１０を清掃するために行われるボール弁体１２の回動動作（清掃用の回動動作）に基づいて、導入孔Ｈ１に清掃用流体が供給されるように流体供給部２０を制御してもよい。

【0041】

また、供給制御部３２は、状態取得部３１によって取得されたボール弁体１２の回動状態がバルブ閉状態である場合に、導入孔Ｈ１に清掃用流体が供給されるように流体供給部２０を制御してもよい。例えば、供給制御部３２は、対象流体の搬送が終了し、状態取得部３１によってバルブ閉状態であることが取得されるごとに、清掃用流体が予め定められた時間供給されるように流体供給部２０を制御してもよい。例えば、供給制御部３２は、状態取得部３１によってバルブ閉状態であることが取得されている状態において、予め定められたタイミングで、清掃用流体が予め定められた時間供給されるように流体供給部２０を制御してもよい。

【0042】

また、導入切替弁１６及び排出切替弁１７が制御信号に基づいて状態を切り替えることができる場合、供給制御部３２は、導入切替弁１６及び排出切替弁１７の状態を制御してもよい。具体的には、供給制御部３２は、流体供給部２０によって清掃用流体を導入孔Ｈ１に供給するときに、導入切替弁１６及び排出切替弁１７が流通可能状態となるようにこれらを制御してもよい。なお、供給制御部３２は、ボール弁体１２の回動状態がバルブ開状態である場合、導入切替弁１６及び排出切替弁１７が流通遮断状態となるようにこれらを制御してもよい。これにより、導入孔Ｈ１及び排出孔Ｈ２から対象流体が漏れ出ることが防止される。

【0043】

次に、導入孔Ｈ１へ清掃用流体が供給された場合にキャビティ１１ｂ内に蓄積した固体が排出される様子について説明する。例えば、図３に示されるように排出孔Ｈ２が設けられている場合、導入孔Ｈ１から清掃用流体がバルブボディ１１内に導入されると、ボール弁体１２の外面１２ｂに沿って清掃用流体がキャビティ１１ｂ内に広がる。そして、清掃用流体は、バルブボディ１１に設けられている排出孔Ｈ２からキャビティ１１ｂ外（バルブボディ１１外）に流れ出る。キャビティ１１ｂ内に蓄積された固体は、キャビティ１１ｂ外へ流れ出る清掃用流体の流れに乗って又は清掃用流体に押し出されることによって、排出孔Ｈ２からバルブボディ１１外へ排出される。

【0044】

以上のように、ボールバルブ１０では、バルブボディ１１に設けられた導入孔Ｈ１から清掃用流体をキャビティ１１ｂ内に導入することができる。これにより、キャビティ１１ｂ内に固体が蓄積する場合であっても、導入された清掃用流体によってキャビティ１１ｂ内から固体を排出することができる。従って、このボールバルブ１０は、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良が生じることを抑制できる。

【0045】

また、導入孔Ｈ１の導入孔開口部Ｈ１ａをバルブ閉状態のボール弁体１２の通孔１２ａに対向させた場合、導入孔Ｈ１から導入された清掃用流体は、通孔１２ａを通って導入孔Ｈ１が設けられた側に対して反対側のキャビティ１１ｂの壁面１１ｃに当接し、壁面１１ｃに沿って周囲に広がる。これにより、ボールバルブ１０は、キャビティ１１ｂの壁面１１ｃとボール弁体１２の外面１２ｂとの隙間の全体にわたってより均一に清掃用流体を行き渡らせることができる。従って、キャビティ１１ｂ内の全体から蓄積された固体をより一層適切に排出することができる。また、導入孔Ｈ１から導入された清掃用流体がボール弁体１２の外面１２ｂに直接吹き付けられることがない。これにより、ボールバルブ１０は、導入された清掃用流体によってボール弁体１２の外面１２ｂが摩耗することを抑制できる。

【0046】

ボールバルブ１０では、バルブボディ１１に排出孔Ｈ２が設けられている。これにより、キャビティ１１ｂ内に導入された清掃用流体と共にキャビティ１１ｂ内の固体を排出孔Ｈ２から排出することができる。このように、ボールバルブ１０は、排出孔Ｈ２を有していることにより、キャビティ１１ｂ内の固体を容易に排出できる。

【0047】

排出孔開口部Ｈ２ａは、導入孔開口部Ｈ１ａよりも下方の位置に設けられている。この場合、ボールバルブ１０は、重力によって下方に下がった固体を清掃用流体と共により一層適切に排出孔Ｈ２から排出できる。

【0048】

ボールバルブ１０には、導入孔Ｈ１の流通状態を流通可能状態と流通遮断状態とに切り替える導入切替弁１６が設けられている。この場合、ボールバルブ１０がバルブ開状態であり対象流体が流されているときに、導入切替弁１６を流通遮断状態とすることによって、対象流体が導入孔Ｈ１からバルブボディ１１外に漏れ出ることを防止できる。同様に、ボールバルブ１０には、排出孔Ｈ２の流通状態を流通可能状態と流通遮断状態とに切り替える排出切替弁１７が設けられている。この場合、ボールバルブ１０がバルブ開状態であり対象流体が流されているときに、排出切替弁１７を流通遮断状態とすることによって、対象流体が排出孔Ｈ２からバルブボディ１１外に漏れ出ることを防止できる。

【0049】

ボールバルブ１０において、対象流体が液体である場合には、清掃用流体として清浄液体が導入孔Ｈ１から導入される。また、ボールバルブ１０において、対象流体が粉体空気輸送における粉体及び気体である場合には、清掃用流体として清浄気体が導入孔Ｈ１から導入される。この場合、ボールバルブ１０は、対象流体の性質に応じて導入された清掃用流体によって、キャビティ１１ｂ内の固体を適切に排出できる。

【0050】

ボールバルブユニット１は、状態取得部３１及び供給制御部３２を有する制御ユニット３０を備えている。これにより、ボールバルブユニット１は、供給制御部３２が流体供給部２０を制御することによって、清掃用流体を導入孔Ｈ１からキャビティ１１ｂ内に導入することができる。ここで、ボールバルブ１０は、例えばサイロ等の工場設備の上層部分など、作業員が立ち入り難い場所に設けられることがある。この場合であっても、ボールバルブユニット１では、作業員がボールバルブ１０の設置場所に立ち入って清掃作業を行うことなく、供給制御部３２が流体供給部２０を制御することによってボールバルブ１０の清掃を容易に行うことができる。

【0051】

供給制御部３２は、ボール弁体１２が回動状態である場合に、導入孔Ｈ１に清掃用流体が供給されるように流体供給部２０を制御する。ここで、ボール弁体１２が回動したときに、キャビティ１１ｂ内とバルブ流路１１ａとが通孔１２ａを介して連通した状態となる。この場合に清掃用流体がバルブボディ１１内に導入されるように供給制御部３２が流体供給部２０を制御することにより、ボールバルブ１０は、キャビティ１１ｂ内の固体を通孔１２ａを介してバルブ流路１１ａへ向けて排出することができる。このように、ボールバルブユニット１は、ボール弁体１２の回動状態に応じてボールバルブ１０の清掃を自動で行うことができる。

【0052】

以上、本発明の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ない。例えば、図４に示されるボールバルブ１０Ａのように、ボールバルブ１０の導入孔Ｈ１に代えて導入孔Ｈ３が設けられていてもよい。導入孔Ｈ３は、バルブボディ１１の外側とキャビティ１１ｂ内とに連通し、キャビティ１１ｂ内に清掃用流体を導入する。導入孔開口部Ｈ３ａは、ボール弁体１２の回動状態がバルブ閉状態である場合におけるボール弁体１２の通孔１２ａに対向しない位置に設けられている。導入孔開口部Ｈ３ａは、軸線Ｘ方向において、シールリング１３とシールリング１４との間に位置している。この場合であっても、ボールバルブ１０Ａは、実施形態におけるボールバルブ１０と同様に、キャビティ１１ｂ内の固体をキャビティ１１ｂ外へ排出することができる。従って、ボールバルブ１０Ａは、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良が生じることを抑制できる。

【0053】

また、図５に示されるボールバルブ１０Ｂのように、図４に示されるボールバルブ１０Ａの排出孔Ｈ２が設けられていない構成であってもよい。この場合は、ボール弁体１２を回動させて通孔１２ａの一部がバルブ流路１１ａと連通した状態とし、キャビティ１１ｂとキャビティ１１ｂに隣接するバルブ流路１１ａとが通孔１２ａを介して連通した状態とする。導入孔Ｈ１からキャビティ１１ｂに導入された清掃用流体は、通孔１２ａを介してバルブ流路１１ａに流れ出る。キャビティ１１ｂ内に蓄積された固体は、キャビティ１１ｂ外へ流れ出る清掃用流体の流れに乗って又は清掃用流体に押し出されることによって、通孔１２ａを介してキャビティ１１ｂからバルブ流路１１ａへ排出される。従って、このボールバルブ１０Ｂは、固体を含む対象流体及び固体が析出する対象流体に対して使用される場合であっても、作動不良が生じることを抑制できる。

【0054】

また、図３に示されるボールバルブ１０において、排出孔Ｈ２が導入孔Ｈ１の下方の位置に設けられていなくてもよい。同様に、図４に示されるボールバルブ１０Ａにおいて、排出孔Ｈ２が導入孔Ｈ３の下方の位置に設けられていなくてもよい。

【0055】

導入切替弁１６は、上述したように制御信号によって切り替えられる構成であってもよく、手動で切り替えられる構成であってもよい。排出切替弁１７も同様に、上述したように制御信号によって切り替えられる構成であってもよく、手動で切り替えられる構成であってもよい。また、導入切替弁１６及び排出切替弁１７は、設けられていなくてもよい。

【0056】

ボールバルブ１０が使用される対象流体は、上述した粉体輸送における粉体及び気体のように固体を含む流体、又はスラリーに限定されない。対象流体は、固体を含む流体及び固体が析出する流体であればよい。

【0057】

供給制御部３２が流体供給部２０を制御して清掃用流体を導入孔Ｈ１へ導入させるタイミングは、上述したタイミングに限定されない。供給制御部３２は、他のタイミングで、清掃用流体を導入孔Ｈ１へ導入させる構成であってもよい。また、供給制御部３２は、設けられていなくてもよい。作業員が手動で流体供給部２０を作動させることによって、導入孔Ｈ１に清掃用流体が導入される構成であってもよい。

【0058】

以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１…ボールバルブユニット、１０，１０Ａ，１０Ｂ…ボールバルブ、１１…バルブボディ、１１ａ…バルブ流路（流路）、１１ｂ…キャビティ、１１ｃ…壁面、１２…ボール弁体、１２ａ…通孔、１２ｂ…外面、１３，１４…シールリング、１６…導入切替弁（切替弁）、２０…流体供給部、３１…状態取得部、３２…供給制御部、Ｈ１，Ｈ３…導入孔、Ｈ１ａ，Ｈ３ａ…導入孔開口部、Ｈ２…排出孔、Ｈ２ａ…排出孔開口部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】