JP2018013164A - 流量調整装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示される流量調整装置は、圧縮室を加圧してダイヤフラムを下方に押し下げることにより、弁体を弁座から離間させ、上流側の第1の空間から下流側の第2の空間へ流体を流入させるものである。第2の空間は出口ポートに連通しているため、第2の空間へ流入した流体は、出口ポートから外部へ流出する。
本発明の一態様にかかる流量調整装置は、軸線に沿って移動可能な弁体部と、前記弁体部が挿入される弁孔が形成された本体部と、前記弁体部に連結され、前記本体部の内部空間を前記弁孔から流入する流体が流通する流体室と気体室とに仕切るダイヤフラム部と、前記ダイヤフラム部を前記軸線に沿って移動させることにより前記弁体部と前記弁孔との間隔を調整する流量調整部と、を備え、前記本体部が、流入ポートから流入する流体を前記流体室へ導く流入側流路と、前記流体室から流出する流体を流出ポートへ導く流出側流路と、前記流体室を前記弁体部の周囲に円環状に形成される内側流路と該内側流路の外側に円環状に形成される外側流路とに仕切る円環状壁部と、前記外側流路を流通する流体を前記流出側流路へ導く流出孔と、前記外側流路に配置され、前記流出孔へ到達した流体が前記外側流路を周回することを阻止する阻止壁と、を有し、前記円環状壁部が、前記内側流路から前記外側流路へ流体を導く連通流路を有し、前記連通流路が、前記阻止壁に隣接しかつ該阻止壁により前記流出孔から隔離された位置に流体を導く。
このように、本発明の一態様にかかる流量調整装置によれば、弁体部と弁孔の間から流体室に流入する流体を流体室内で滞留させることなく流出孔へ導いて流体の滞留による不具合を抑制することができる。
このようにすることで、ダイヤフラム部の基部と円環状壁部とが接触する開状態において、弁孔から流体室の内側流路へ流入した流体は、連通流路が配置された位置からその全量が外側流路へ流入し、他の位置からは外側流路へ流入しない。そのため、阻止壁により流出孔から隔離された位置から軸線回りに略一周した流出孔の位置まで一方向に流通する流れをより確実に形成して流体の滞留を抑制することができる。
このようにすることで、気体室へ圧縮空気を導入して第2付勢力を増大させることにより、阻止壁により流出孔から隔離された位置から軸線回りに略一周した流出孔の位置まで一方向に流通する流れをより確実に形成して流体の滞留を抑制することができる。
本実施形態の流量調整装置100は、流入側配管(図示略)から流入ポート100aへ流入する流体を流出ポート100bから流出側配管(図示略)へ流出させる装置である。流量調整装置100は、後述する弁孔20gと弁孔20gに挿入される弁体部10との間隔を調整することにより、流出ポート100bから流出させる流体の流量を調整する。
ここで、本実施形態における流体とは、例えば、半導体製造装置による半導体製造工程で用いられる薬液、溶剤、純水等である。
図4に示すように、弁体部10は、上端がダイヤフラム部30の基部30aに連結され、下端に本体部20に取り付けられる取付部11が設けられている。取付部11は、ダイヤフラム11aが一体成形された部材である。ダイヤフラム11aにより、上流側流体室Fr1とスプリング50が配置される空間とが隔離される。
本体部20は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、PFA(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)等のフッ素樹脂材料により形成されている。
図4に示すように、ダイヤフラム部30は、下端側の凹所に弁体部10の上端が連結される円板状の基部30aと、基部30aの外周側端部に接続されるとともに円環状に形成される薄膜部30bと、基部30aの上面に取り付けられる上板部30cとを有する。基部30aと薄膜部30bとは、フッ素樹脂材料により一体成形されている。
図2に示すように、流量調整部40は、外部から供給される圧縮空気を第1圧力室Pr1に導くことにより、ダイヤフラム部30を軸線Xに沿って下方へ移動させる付勢力を発生させ、弁体部10が弁孔20gから離間した開状態とする。流量調整部40は、第1圧力室Pr1へ供給される圧縮空気を調整することにより弁体部10と弁孔20gとの間隔を調整し、弁孔20gを通過する流体の流量を調整する。
スプリング50が弁体部10へ付与する上方へ向けた付勢力(第1付勢力)よりも、第1圧力室Pr1がダイヤフラム部30を介して弁体部10へ付与する下方へ向けた付勢力(第2付勢力)が大きくなると、弁体部10が弁孔20gから離間するように下方へ移動する。
シャフト軸61の外周面には雄ねじが形成されており、ピストン部62の内周面には雌ねじが形成されている。シャフト軸61の上端に形成された締結穴には、円柱状の操作部65に形成された貫通穴に挿入された締結ボルト67が締結されている。ピストン部62は、軸線X回りの回転を規制する回り止め部材(図示略)により、軸線X回りに回転しないように規制されている。
シャフト軸61およびピストン部62は、第2圧力室Pr2が発生する付勢力が、スプリング66が発生する付勢力を上回る場合に、軸線Xに沿って下方へ移動する。これにより、シャフト軸61の下端が第1圧力室Pr1へ突出した状態となる。
このように、スローリーク機構60は、操作部65を軸線X回りに回転させてピストン部62に対するシャフト軸61の位置を調整することにより、弁体部10がスプリング50の付勢力により弁孔20gへ向けて押し付けられる場合の、弁体部10と弁孔20gとの間隔を調整することができる。すなわち、ピストン部62に対するシャフト軸61の位置を調整することにより、流量調整装置100を流通する流体の最小流量を決定することができる。
ロックキャップ64は、操作部65の側面(操作者により操作される操作面)を覆うことにより、操作者による操作部65の操作を禁止するための部材である。
図3に示すように、第1本体部20aは、下流側流体室Fr2を内側流路24と外側流路25とに仕切る円環状壁部23を有する。
図4および図5に示すように、内側流路24は、軸線Xを中心とした円環状に形成される流路であり、弁体部10の周囲を取り囲むように形成されている。
図4および図5に示すように、外側流路25は、軸線Xを中心とした円環状に形成される流路であり、内側流路24の外側に配置されるとともに円環状壁部23を取り囲むように形成されている。
図6(図3に示す流量調整装置のIV-IV矢視断面図)に示すように、連通流路23aは、軸線Xに直交する径方向に沿って内周側から外周側に延びるように形成される流路である。弁孔20gを介して内側流路24へ流入した流体は、連通流路23aを経由して外側流路25へ流入する。連通流路23aは、後述する阻止壁27に隣接しかつ阻止壁27により流出孔26から隔離された位置に流体を導く。
また、外側流路25は、連通流路23aから流体が流入する位置から流出孔26へ至るまで軸線X回りの略一周に渡って、軸線X回りの周方向に沿った一定の流路形状が維持されている。そのため、外側流路25の各位置での流体の流速が略一定となって安定した流れが形成され、不安定な流れによる不具合を抑制することができる。
本実施形態の流量調整装置100によれば、弁孔20gから下流側流体室Fr2の内側流路24へ流入した流体は、円環状壁部23が有する連通流路23aを介して外側流路25へ導かれる。外側流路25へ導かれる流体は、阻止壁27に隣接しかつ阻止壁27により流出孔26から隔離された位置に流入し、阻止壁27から遠ざかる方向に沿って流通し、最終的に流出孔26へ到達する。流出孔26へ到達した流体は、阻止壁27により外側流路25を周回することが阻止されるため、その全量が流出孔26を介して流出側流路20fへ導かれる。
このように、本発明の一態様にかかる流量調整装置100によれば、弁体部10と弁孔20gの間から下流側流体室Fr2に流入する流体を下流側流体室Fr2内で滞留させることなく流出孔26へ導いて流体の滞留による不具合を抑制することができる。
このようにすることで、ダイヤフラム部30の基部30aと円環状壁部23とが接触する開状態において、弁孔20gから下流側流体室Fr2の内側流路24へ流入した流体は、連通流路23aが配置された位置からその全量が外側流路25へ流入し、他の位置からは外側流路25へ流入しない。そのため、阻止壁27により流出孔26から隔離された位置から軸線X回りに略一周した流出孔26の位置まで一方向に流通する流れをより確実に形成して流体の滞留を抑制することができる。
11 取付部
11a ダイヤフラム
20 本体部
20a 第1本体部
20b 第2本体部
20c 第3本体部
20d 第4本体部
20e 流入側流路
20f 流出側流路
20g 弁孔
21,22 圧縮空気導入ポート
23 円環状壁部
23a 連通流路
24 内側流路
25 外側流路
26 流出孔
27 阻止壁
30 ダイヤフラム部
30a 基部
30b 薄膜部
30c 上板部
40 流量調整部
50 スプリング(付勢部材)
60 スローリーク機構
61 シャフト軸
62 ピストン部
63 ロックナット
64 ロックキャップ
100 流量調整装置
100a 流入ポート
100b 流出ポート
Fr1 上流側流体室
Fr2 下流側流体室
Pr1 第1圧力室
Pr2 第2圧力室
S 設置面
X 軸線
Claims (3)
- 軸線に沿って移動可能な弁体部と、
前記弁体部が挿入される弁孔が形成された本体部と、
前記弁体部に連結され、前記本体部の内部空間を前記弁孔から流入する流体が流通する流体室と気体室とに仕切るダイヤフラム部と、
前記ダイヤフラム部を前記軸線に沿って移動させることにより前記弁体部と前記弁孔との間隔を調整する流量調整部と、を備え、
前記本体部が、
流入ポートから流入する流体を前記流体室へ導く流入側流路と、
前記流体室から流出する流体を流出ポートへ導く流出側流路と、
前記流体室を前記弁体部の周囲に円環状に形成される内側流路と該内側流路の外側に円環状に形成される外側流路とに仕切る円環状壁部と、
前記外側流路を流通する流体を前記流出側流路へ導く流出孔と、
前記外側流路に配置され、前記流出孔へ到達した流体が前記外側流路を周回することを阻止する阻止壁と、を有し、
前記円環状壁部が、前記内側流路から前記外側流路へ流体を導く連通流路を有し、
前記連通流路が、前記阻止壁に隣接しかつ該阻止壁により前記流出孔から隔離された位置に流体を導く流量調整装置。 - 前記ダイヤフラム部が、
前記弁体部に連結される基部と、
前記基部の外周側端部に接続されるとともに円環状に形成される薄膜部と、を有し、
前記基部と前記円環状壁部とが接触した場合、前記連通流路が配置された位置を除くその他の位置で前記内側流路と前記外側流路との間の流体の流通が遮断される請求項1に記載の流量調整装置。 - 前記弁孔と接触する方向の第1付勢力を前記弁体部へ付与する付勢部材を備え、
前記流量調整部は、前記気体室へ導入される圧縮空気により前記弁孔から離間する方向の第2付勢力を前記弁体部へ付与する請求項2に記載の流量調整装置。
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