アスピレータバルブ装置

【課題】コンパクトでシンプルな構成でバルブ機能とアスピレータ機能を併せ持ち、作業時における操作性も良好なアスピレータバルブ装置を提供する。
【解決手段】流入側流路１１と流出側流路２１とが開口部２２を通じて垂直に連通するバルブ本体２と、先端部近傍の外周面が弁体４５を構成するニードル状の中空管４１を有する進退移動自在な弁体部材４０を備え、弁体４５と開口部２２周囲の弁座２３とを離間させて形成された隙間によるノズル部６０を設けた状態で、液体流入口１０から流入しノズル部６０を通過した高流速の液体に、中空管４１の内部を通じて外部より気体を巻き込んで流出側流路２１のテーパ管路２６を通過させ、この気体と混合した液体を液体流出口２０より吐出させることで外部からの気体を中空管より吸引する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスピレータ機能およびバルブ機能を併せ持つアスピレータバルブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学や生物学の実験等においては、手軽に減圧状態を得るためにアスピレータが用いられている。このアスピレータは、主に次の２つの構成のものが用いられている。
【０００３】
第１に、真直ぐな先細りの管を液体が流れ、先端部より勢いよく気相溜めのノズル口内に吹き出して気体を巻き込み液体への気体の混合を可能にする構成である。なお、気体の吸入側には液体の逆流を防止する逆止弁が設けられている。
【０００４】
第２に、液体が真直ぐな管を流れ、その管に対して垂直な方向に取り付けられた外部（外気）と連通する中空管より気体を巻き込んで液体への気体の混合を可能にする構成である。この場合も気体の吸入側には液体の逆流を防止する逆止弁が設けられている。
【０００５】
この他、燃料回収や社内温度検知等に用いるアスピレータ等も知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６０９３号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術においては、バルブ機能を併せ持つアスピレータは提案されていない。また、従来のアスピレータは液体の流路が真直ぐであるのが通常であるが、使用状況によっては液体の流路が入口と出口とで垂直に曲がっていることが適している場合もある。
【０００８】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトでシンプルな構成でバルブ機能とアスピレータ機能を併せ持ち、作業時における操作性も良好なアスピレータバルブ装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアスピレータバルブ装置は、バルブ本体および弁体部材を備え、バルブ本体は、液体流入口に連通する流入側流路と、液体流出口に連通する流出側流路とが内部に設けられ、流出側流路は、流入側流路に対して流路方向が垂直であり、液体流出口とは反対側の端部に流入側流路と連通する開口部が設けられるとともに、この開口部から液体流出口に向かって拡径するテーパ管路が設けられ、弁体部材は、先端部近傍の外周面が弁体を構成するニードル状の中空管を備え、中空管の途中に液体の逆流を防止する逆止弁が設けられ、流出側流路の開口部に対して液体流出口の反対側より流出側流路の流路方向に沿ってバルブ本体との螺合により進退自在に設けられるとともに、開口部を開閉できるように開口部周囲の弁座に対して弁体が接離可能に構成され、弁体部材の弁体とバルブ本体の弁座とを離間させて形成された隙間によるノズル部を設けた状態で、液体流入口から流入しノズル部を通過した高流速の液体に、弁体部材の中空管の内部を通じて外部より気体を巻き込んで流出側流路のテーパ管路を通過させ、この気体と混合した液体を液体流出口より吐出させることで外部からの気体を中空管より吸引するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアスピレータバルブ装置によれば、コンパクトでシンプルな構成でバルブ機能とアスピレータ機能を併せ持ち、作業時における操作性も良好である。また、液体の流路が入口側と出口側とで垂直に曲がっているので、従来のような入口側から出口側まで流路が真直ぐなアスピレータとは異なる態様での使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のアスピレータバルブ装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のアスピレータバルブ装置の正面図である。
【図３】図１のアスピレータバルブ装置の上面図である。
【図４】図１のアスピレータバルブ装置の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１〜図４に示す本実施形態のアスピレータバルブ装置１は、液体の流れの中に気体を巻き込むことができるアスピレータ機能と、液体の流れを止めることができるバルブ機能とを併せ持った装置である。
【００１３】
図１に示すように、このアスピレータバルブ装置１は、液体の流路を内部に有するバルブ本体２と、ニードル状の弁体部材４０とを備えている。
【００１４】
バルブ本体２は、それぞれ金属製の躯体３および固定部材４を備えている。躯体３は、液体流入口１０に連通する流入側流路１１と、液体流出口２０に連通する流出側流路２１とが内部に設けられている。
【００１５】
流出側流路２１は、流入側流路１１に対して流路方向が垂直であり、これらは逆Ｌ字型の流路を形成している。このように、本実施形態のアスピレータバルブ装置１は、気体を巻き込む構造が従来のアスピレータとは異なり、液体の流入方向と液体の流出方向とが直角となるように構成されている。
【００１６】
流出側流路２１は、液体流出口２０とは反対側の端部に流入側流路１１と連通する開口部２２が設けられている。そして開口部２２から液体流出口２０に向かって円錐状に拡径するテーパ管路２６が設けられている。このテーパ管路２６は、アスピレータとして使用する際にいわゆるベンチュリ管と同様の作用をする。
【００１７】
弁体部材４０は、ニードル状の中空管４１を備え、この中空管４１の先端部近傍の外周面が弁体４５を構成している。中空管４１は、上端部４２から下端部４３まで貫通し、上端部４２より導入した外部からの気体を下端部４３より液体の流れに巻き込むようにしている。
【００１８】
中空管４１の途中には、液体の逆流を防止する逆止弁５０が設けられている。逆止弁５０は、例えば、従来のアスピレータと同様の構成のものを用いることができる。本実施形態では、逆止弁５０は、樹脂材料からなる可動部材５１および受止部材５２、５３から構成されている。可動部材５１は、常時は下方の受止部材５３に着座し、可動部材５１と受止部材５３との隙間より外部からの気体を導入できるようになっている。下端部４３より液体が逆流した場合には、可動部材５１は液流によって上方に移動し受止部材５２に当接する。これにより中空管４１は閉塞し、液体の上端部４２からの流出を防止することができる。
【００１９】
弁体部材４０は、流出側流路２１の開口部２２に対して液体流出口２０の反対側より流出側流路２１の流路方向に沿ってバルブ本体２との螺合により進退自在に設けられている。すなわち弁体部材４０は、中空管４１の外周部に設けられた螺合部４４により、バルブ本体２の固定部材４の螺合部３１と螺合している。そしてこれらの間は固定部材４の螺合部３１の途中に設けられたパッキン部材７０により封止され液体の漏洩を防止している。
【００２０】
なお、固定部材４は、螺合部３０により、躯体３の螺合部１３と螺合して固定され、これらの間はパッキン部材７１により封止され液体の漏洩を防止している。
【００２１】
また、弁体部材４０には、中空管４１の上部側にハンドル部４７が設けられ、作業者は手による把持と回転操作等により弁体部材４０の進退移動によるアスピレータ機能による気体吸引の微調整やバルブ機能による液体流れの停止を容易に行うことができる。
【００２２】
そして弁体部材４０は、開口部２２を開閉できるように開口部２２周囲の弁座２３に対して弁体４５が接離可能に構成されている。アスピレータとして用いる場合には、弁体部材４０の弁体４５とバルブ本体２の弁座２３とを離間させて形成された隙間によるノズル部６０を設ける。
【００２３】
本実施形態では、弁体部材４０は、先端部近傍の外周面において、水平面に対してある程度の角度を有するテーパ面４５と、それよりも大きい角度を有するテーパ面４６とが連続的に形成されている。テーパ面４５は、バルブ本体２の弁座２３に対する弁体４５を構成する。バルブ本体２の開口部２２には、テーパ管路２６とは逆向きに縮径する円錐状のテーパ面２４が形成され、弁体部材４０のテーパ面４６は、バルブ本体２の開口部２２のテーパ面２４との間で微小幅の環状の隙間を構成し、この隙間によりノズル部６０を形成することができる。このノズル部６０の幅は、弁体部材４０の進退移動により調整することができる。
【００２４】
このように、弁体部材４０は、弁体４５により開口部２２の周囲の弁座２３に接離可能に構成されている。そして弁体部材４０と弁座２３とを僅かに離間させた際にノズル部６０が形成される。なお、弁体部材４０は、ねじ込みによって最終的には開口部２２を塞ぎ、ゲートとして作用することができる。すなわち弁体部材４０がノズル部６０を塞いだとき、液体の流れは止まり、バルブの役目を果たす。
【００２５】
本実施形態では、バルブ本体２の長さを約80mm、液体流入口１１と液体流出口２１の口径を約25mm、躯体３の流出側流路２１の周囲の外径を約40mm、テーパ管路２６の最大径を32mm、テーパ管路２６の流路方向の長さを約25mm、開口部２２のテーパ面２４における最小径を8mm、最大径を10mmとしている。
【００２６】
次に、以上の構成を備えた本実施形態のアスピレータバルブ装置１によるアスピレータ機能について説明する。
【００２７】
このアスピレータバルブ装置１は、その使用時には、例えば、液体流入口１１および液体流入口２１に設けた螺合部１２、２５により配管に接続することができる。このような配管を通じて水道水等の液体を液体流入口１１から流入させる。
【００２８】
必要によりハンドル部４７により弁体部材４０を進退移動させて弁体部材４０の弁体４５とバルブ本体２の弁座２３との間にノズル部６０を設けた状態で、液体流入口１１から流入しノズル部６０を通過した高流速の液体に、弁体部材４０の中空管４１の内部を通じて外部より空気等の気体を巻き込んで流出側流路２１のテーパ管路２６を通過させ、この気体と混合した液体を液体流出口２０より吐出させる。
【００２９】
弁体４５がノズル部６０に接近しノズル部６０の隙間が小さくなると、液体の流速は早くなり勢いよくテーパ管路２６へと吐出される。このとき、ノズル部６０を通過する液体の流速が大きいほど、外部（外気）と連通している中空管４１の上端部４２から多くの気体を巻き込むことができ、液体への気体の混合を可能にする。
【００３０】
液体への気体の巻き込み（混合）量は、ノズル部６０の隙間の大きさ、液体がノズル部６０を通過する流速、および中空管４１の内径等に依存して決まる。
【００３１】
このように、本発明のアスピレータバルブ装置によれば、コンパクトでシンプルな構成でバルブ機能とアスピレータ機能を併せ持ち、作業時における弁体部材４０による微調整等の操作性も良好である。例えば、アスピレータとして用いる場合には気体吸引量をハンドル部４７による操作で微調整することができ、液体の流れを即時に遮断することもできる。また、液体の流路が入口側と出口側とで垂直に曲がっているので、従来のような入口側から出口側まで流路が真直ぐなアスピレータとは異なる態様での使用も可能である。
【００３２】
以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、流入側流路１１形状は、必ずしも対称的な流管の形状でなくてもよく、各種の形状とすることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１アスピレータバルブ装置
２バルブ本体
３躯体
４固定部材
１０液体流入口
１１流入側流路
１２螺合部
１３螺合部
２０液体流出口
２１流出側流路
２２開口部
２３弁座
２４テーパ面
２５螺合部
２６テーパ管路
３０螺合部
３１螺合部
４０弁体部材
４１中空管
４２上端部
４３下端部
４４螺合部
４５弁体（テーパ面）
４６テーパ面
４７ハンドル部
５０逆止弁
５１可動部材
５２受止部材
５３受止部材
６０ノズル部
７０パッキン部材
７１パッキン部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体および弁体部材を備え、
バルブ本体は、液体流入口に連通する流入側流路と、液体流出口に連通する流出側流路とが内部に設けられ、
流出側流路は、流入側流路に対して流路方向が垂直であり、液体流出口とは反対側の端部に流入側流路と連通する開口部が設けられるとともに、この開口部から液体流出口に向かって拡径するテーパ管路が設けられ、
弁体部材は、先端部近傍の外周面が弁体を構成するニードル状の中空管を備え、中空管の途中に液体の逆流を防止する逆止弁が設けられ、流出側流路の開口部に対して液体流出口の反対側より流出側流路の流路方向に沿ってバルブ本体との螺合により進退自在に設けられるとともに、開口部を開閉できるように開口部周囲の弁座に対して弁体が接離可能に構成され、
弁体部材の弁体とバルブ本体の弁座とを離間させて形成された隙間によるノズル部を設けた状態で、液体流入口から流入しノズル部を通過した高流速の液体に、弁体部材の中空管の内部を通じて外部より気体を巻き込んで流出側流路のテーパ管路を通過させ、この気体と混合した液体を液体流出口より吐出させることで外部からの気体を中空管より吸引するようにしたことを特徴とするアスピレータバルブ装置。

【図１】