JP2007175691A5

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Publication number: JP2007175691A5
Application number: JP2006055235A
Authority: JP
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2026-03-01

Claims

少なくとも２つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
前記供給ライン（１、２）の少なくとも一つが、
制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する第一流体制御弁（４）と、
流体の実流量を計測し該実流量の計測値を電気信号に変換し出力する流量計測器（３）と、
該実流量の計測値と設定流量値との偏差に基づいて、第一流体制御弁（４）の開口面積を制御するための指令信号を、第一流体制御弁（４）または第一流体制御弁（４）を操作する機器へ出力する制御部（５）とをそれぞれ具備し、
且つ前記供給ライン（１、２）の少なくとも一つが、
流路の開口面積を変化させることにより流体の流量を制御する第二流体制御弁（１０）と、
流体の実流量を計測し該実流量の計測値を電気信号に変換し出力する流量計測器（９）と、
該実流量の計測値と設定流量値との偏差に基づいて、第二流体制御弁（１０）の開口面積を制御するための指令信号を、第二流体制御弁（１０）または第二流体制御弁（１０）を操作する機器へ出力する制御部（１１）とをそれぞれ具備することを特徴とする流体混合装置。
各々の前記供給ラインが、流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁（１８、２２）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の流体混合装置。
前記第二流体制御弁を有する供給ラインが、流体の圧力変動を減衰させる圧力調整弁（３５）をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体混合装置。
前記第一流体制御弁を有する供給ラインが、開口面積が調節可能な絞り弁（３２）をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
各々の前記供給ライン（１、２）の最下流側に、該供給ライン（１、２）の合流部（１５）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記合流部直前の該供給ラインに、開閉弁（４０、４１）がそれぞれ配置されてなることを特徴とする請求項５記載の流体混合装置。
前記合流部が、該供給ラインを一つの流路に合流させるマニホールド弁（４２）であることを特徴とする請求項５記載の流体混合装置。
各々の前記供給ラインの中の任意の一つの供給ラインの最上流側に接続される開閉弁（５３５ａ）が設けられた主ラインと、
他の供給ラインの最上流側に接続される開閉弁（５３６ａ）が設けられた少なくとも一つの他のラインとを具備し、
主ラインの開閉弁（５３５ａ）の上流側と他のラインの開閉弁（５３６ａ）の下流側とが開閉弁（５３７ａ）を介して連通されてなるフラッシング装置（４３）を具備してなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記各種弁および前記流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記各種弁および前記流量計測器が、一つのベースブロックに配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記各種弁および前記流量計測器が、一つのケーシング内に収納配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記第一流体制御弁（４）が、
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙（２０９）と第二の空隙（２０９）に連通する入口流路（２１１）と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙（２０９）の径よりも大きい径を持つ第一の空隙（２１０）と第一の空隙（２１０）に連通する出口流路（２１２）と第一の空隙（２１０）と第二の空隙（２０９）とを連通し第一の空隙（２１０）の径よりも小さい径を有する連通孔（２１３）とを有し、第二の空隙（２０９）の上面が弁座（２１４）とされた本体（２０１）と、
側面あるいは上面に設けられた給気孔（２１７）と排出孔（２１８）とに連通した円筒状の空隙（２１５）を内部に有し、下端内周面に段差部（２１６）が設けられたボンネット（２０２）と、
ボンネット（２０２）の段差部（２１６）に嵌挿され中央部に貫通孔（２１９）を有するバネ受け（２０３）と、下端部にバネ受け（２０３）の貫通孔（２１９）より小径の第一接合部（２２４）を有し上部に鍔部（２２２）が設けられボンネット（２０２）の空隙（２１５）内部に上下動可能に嵌挿されたピストン（２０４）と、
ピストン（２０４）の鍔部（２２２）下端面とバネ受け（２０３）の上端面で挟持支承されているバネ（２０５）と、
周縁部が本体（２０１）とバネ受け（２０３）との間で挟持固定され、本体（２０１）の第一の空隙（２１０）に蓋する形で第一の弁室（２３１）を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラム（２２７）と、上面中央にピストン（２０４）の第一接合部（２２４）にバネ受け（２０３）の貫通孔（２１９）を貫通して接合固定される第二接合部（２２９）と、下面中央に本体（２０１）の連通孔（２１３）と貫通して設けられた第三接合部（２３０）とを有する第一弁機構体（２０６）と、
本体の第二の空隙（２０９）内部に位置し本体の連通孔（２１３）より大径に設けられた弁体（２３２）と、弁体（２３２）上端面に突出して設けられ第一弁機構体（２０６）の第三接合部（２３０）と接合固定される第四接合部（２３４）と、弁体（２３２）下端面より突出して設けられたロッド（２３５）と、ロッド（２３５）下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラム（２３７）とを有する第二弁機構体（２０７）と、
本体（２０１）の下方に位置し第二弁機構体（２０７）の第二ダイヤフラム（２３７）周縁部を本体（２０１）との間で挟持固定する突出部（２３９）を上部中央に有し、突出部（２３９）の上端部に切欠凹部（２４０）が設けられると共に切欠凹部（２４０）に連通する呼吸孔（２４１）が設けられているベースプレート（２０８）とを具備し、ピストン（２０４）の上下動に伴って第二弁機構体（２０７）の弁体（２３２）と本体（２０１）の弁座（２１４）とによって形成される流体制御部（２４２）の開口面積が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記第一流体制御弁が、
流体の入口流路（１４５）、出口流路（１５２）及び、入口流路（１４５）と出口流路（１５２）が連通するチャンバ（１２７）から形成された本体部（１２１）と、弁体（１６５）と第一ダイヤフラム部（１３７）を有する弁部材（１３６）と、弁部材（１３６）の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部（１３７）より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部（１３８）及び第三ダイヤフラム部（１３９）を有し、弁部材（１３６）及び各ダイヤフラム部（１３７、１３８、１３９）が各ダイヤフラム部（１３７、１３８、１３９）の外周部が本体部（１２１）に固定されることによりチャンバ（１２７）内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部（１３７、１３８、１３９）によってチャンバ（１２７）を第一加圧室（１２８）、第二弁室（１２９）、第一弁室（１３０）、及び第二加圧室（１３１）に区分し、第一加圧室（１２８）は第二ダイヤフラム部（１３８）に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、第一弁室（１３０）は入口流路（１４５）と連通しており、第二弁室（１２９）は、弁部材（１３６）の弁体（１６５）に対応する弁座（１５０）を有し、また弁座（１５０）に対して第一ダイヤフラム部（１３７）側に位置し第一ダイヤフラム部（１３７）に設けられた連通孔（１６２）にて第一弁室（１３０）と連通している下部第二弁室（１３２）と、第二ダイヤフラム部（１３８）側に位置し出口流路（１５２）と連通して設けられた上部第二弁室（１３３）とに分かれて形成され、弁部材（１３６）の上下動により弁体（１６５）と弁座（１５０）との間の開口面積が変化して下部第二弁室（１３４）の流体圧力が制御される流体制御部（１６８）を有し、第二加圧室（１３１）は、第三ダイヤフラム部（１３９）に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記第二流体制御弁（１０）が、
上部に弁室（３１０）と、弁室（３１０）に各々が連通している入口流路（３１１）および出口流路（３１２）とを有し、弁室（３１０）底部中央に入口流路（３１１）が連通している開口部（３１３）が設けられた本体（３０１）と、底部中央に貫通孔（３１５）と、側面に呼吸口（３１６）が設けられ、本体（３０１）と第一ダイヤフラム（３０４）を挟持固定しているシリンダー（３０２）および上部に作動流体連通口（３１７）が設けられ、シリンダー（３０２）と第二ダイヤフラム（３０６）の周縁部を挟持固定しているボンネット（３０３）が一体的に固定されており、第一ダイヤフラム（３１５）は肩部（３１９）と、肩部（３１９）の上に位置し後記ロッド（３０７）の下部に嵌合固定される取り付け部（３２０）、肩部（３１９）の下に位置し後記弁体（３０５）が固定される接合部（３３２）、肩部（３１９）から径方向に延出した薄膜部（３２１）、薄膜部（３２１）に続く厚肉部（３２２）および厚肉部（３２２）の周縁部に設けられたシール部（３２３）が一体的に形成され、接合部（３３２）には弁室（３１０）の開口部（３１３）に後記ロッド（３０７）の上下動に伴って出入りする弁体（３０５）が固定されており、一方、第二ダイヤフラム（３０６）は中央穴（３２４）を有し、その周辺の厚肉部（３２５）と、厚肉部（３２５）から径方向に延出した薄膜部（３２６）および薄膜部（３２６）の周縁部に設けられたシール部（３２７）が一体的に形成され、底部に第一ダイヤフラム（３０４）の取り付け部（３２０）が固定されているロッド（３０７）の上部に位置する肩部（３２９）にダイヤフラム押え（３０８）により中央穴（３２４）を貫通して挟持固定されており、また、ロッド（３０７）は、その下方部がシリンダー（３０２）底部の貫通孔（３１５）内に遊嵌状態に配置され、かつ、シリンダー（３０２）の段差部（３３５）とロッド（３０７）の肩部（３２９）下面との間に径方向への移動が防止された状態で嵌合されたスプリング（３０９）で支承されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記第二流体制御弁が、
上部ボンネット（３５８）と下部ボンネット（３５７）に内包されたモータ部（３５９）とを有する電気式駆動部（３４４）と、モータ部（３５９）の軸に連結されたステム（３６５）により上下動される弁体（３４３）を有するダイヤフラム（３４２）と、ダイヤフラム（３４２）によって電気式駆動部（３４４）から隔離された弁室（３４５）に各々連通する入口流路（３４６）及び出口流路（３４７）を有する本体（３４１）とを具備する流量制御部からなることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記第二流体制御弁が、
弾性体からなる管体（４０１）と、内部シリンダー部（４０８）を有し上部にシリンダー蓋（４０９）が一体的に設けられたシリンダー本体（４０２）と、シリンダー部（４０８）内周面に上下動可能且つ密封状態で摺接され且つシリンダー本体（４０２）下面中央に設けられた貫通孔（４１０）を密封状態で貫通するように中央より垂下して設けられた連結部（４１６）を有するピストン（４０３）と、ピストン（４０３）の連結部（４１６）の下端部に固定されシリンダー本体（４０２）の底面に流路軸線と直交して設けられた長円状スリット（４１１）内に収納される挟圧子（４０４）と、シリンダー本体（４０２）の下端面に接合固定され、流路軸線上に管体（４０１）を受容する第１の溝（４１８）と第１の溝（４１８）の両端部にさらに連結体受け（４０６）を受容する第２の溝（４１９）が第１の溝（４１８）よりも深く設けられた本体（４０５）と、一端に本体（４０５）の第２の溝（４１９）と嵌合する嵌合部（４２１）を有し他端内部に連結体（４０７）受口（４２３）を有しさらに管体（４０１）を受容する貫通孔（４２６）を有する一対の連結体受け（４０６）と、シリンダー本体（４０２）周側面に設けられ、シリンダー部（４０８）底面及び内周面とピストン（４０３）下端面とで囲まれて形成された第一空間部（４１２）と、シリンダー蓋（４０９）下端面とシリンダー部（４０８）内周面とピストン（４０３）上面とで囲まれた第二空間部（４１３）とにそれぞれ連通される一対のエアー口（４１４、４１５）を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記第二流体制御弁が、
上部ボンネット（４５１）と下部ボンネット（４５０）に内包されたモータ部（４５２）とを有する電気式駆動部（４４１）と、モータ部（４５２）の軸に連結されたステム（４６０）により上下動される挟圧子（４４９）と、弾性体からなる管体（４４３）と、下部ボンネット（４５０）の下端面に接合固定され、流路軸線上に管体（４４３）を受容する溝（４４５）とを具備することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記圧力調整弁が、請求項１２記載の第一流体制御弁（４）と同じ構成であることを特徴とする請求項３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記圧力調整弁が、
内部に第一弁室（４７９）、第一弁室（４７９）の上部に設けられた段差部（４８２）及び第一弁室（４７９）と連通する入口流路（４７２）を有する本体（４７３）と、第二弁室（４８３）とそれに連通する出口流路（４７１）とを有し本体（４７３）上部に接合される蓋体（４７４）と、周縁部が第一弁室（４７９）の上部周縁部に接合された第一ダイヤフラム（４７５）と、周縁部が本体（４７３）と蓋体（４７４）とによって挟持された第二ダイヤフラム（４７６）と、第一及び第二ダイヤフラム（４７５、４７６）の中央に設けられた両環状接合部（４８５、４８８）に接合され軸方向に移動自在となっているスリーブ（４８７）と、第一弁室（４７９）の底部に固定されスリーブ（４８７）の下端との間に流体制御部（４９０）を形成しているプラグ（４７７）とからなり、また本体（４７３）の段差部（４８２）の内周面と第一及び第二ダイヤフラム（４７５、４７６）とに包囲された気室（４７８）を有し、第二ダイヤフラム（４７６）の受圧面積が第一ダイヤフラム（４７５）の受圧面積より大きく構成され、前記気室（４７８）に連通するエア供給口（４８０）が本体に設けられていることを特徴とする請求項３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記絞り弁（３２）が、
上部に設けられた弁室（２５３）の底面に弁座面（２５２）が形成され、弁座面（２５２）の中心に設けられた連通口（２５４）に連通する入口流路（２５５）と弁室（２５３）に連通する出口流路（２５６）を有する本体（２５１）と、
ステムの軸方向の進退移動により連通口（２５４）に挿入可能で接液面の中心から垂下突設された第一弁体（２６１）と弁座面（２５２）に接離可能にされ第一弁体（２６１）から径方向へ隔離した位置に形成された円環状凸条の第二弁体（２６２）と第二弁体（２６２）から径方向へ連続して形成された薄膜部（２６３）とが一体的に設けられた隔膜（２６０）と、
上部にハンドル（２８１）が固着され下部内周面に雌ネジ部（２７８）と外周面に雌ネジ部（２７８）のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部（２７９）を有する第一ステム（２７７）と、
内周面に第一ステム（２７７）の雄ネジ部（２７９）と螺合する雌ネジ部（２８３）を有する第一ステム支持体（２８２）と、
上部外周面に第一ステム（２７７）の雌ネジ部（２７８）に螺合される雄ネジ部（２７０）を有し下端部に隔膜（２６０）が接続される第二ステム（２６９）と、
第一ステム支持体（２８２）の下方に位置し第二ステム（２６９）を上下移動自在かつ回動不能に支承する隔膜押さえ（２７１）と、第一ステム（２７７）と隔膜押さえ（２７１）を固定するボンネット（２８６）とを具備することを特徴とする請求項４乃至請求項１９のいずれか１項に記載の流体混合装置。
前記流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計または質量流量計であることを特徴とする請求項１乃至請求項２０のいずれか１項に記載の流体混合装置。
少なくとも、フッ化水素酸または塩酸と、純水と、の２種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が１に対して純水が１０〜２００の比率で混合されることを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載の流体混合装置。
少なくとも、アンモニア水または塩酸と、過酸化水素水と、純水と、の３種の流体が、アンモニア水または塩酸が１〜３に対して、過酸化水素水が１〜５、純水が１０〜２００の比率で混合されることを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載の流体混合装置。
少なくとも、フッ化水素酸と、フッ化アンモニウムと、純水と、の３種の流体が、フッ化水素酸が１に対して、フッ化アンモニウムが７〜１０、純水が５０〜１００の比率で混合されることを特徴とする請求項１乃至請求項２１のいずれか１項に記載の流体混合装置。