JP2020159411A - バルブ及び流体の漏出流量を調節する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】閉弁時にも流入通路から流出通路に一定量の流体を漏出させるブリードバルブにおいて、バルブの組み立て後においても、バルブボディ等の追加工や交換なしに、漏出量の調整が可能なブリードバルブを提供することである。【解決手段】流体の流入通路１１、流出通路１２及び両通路を連結する弁室１４を形成したバルブボディ１０と、弁室１４の流入通路１１出口周縁に形成される弁座１３と、弁室１４に配設され、弁座１３に当接する弁体２０と、を有するバルブであって、弁体２０には、流入通路１１と接続する細孔の漏入通路２２と、流出通路１２と接続する細孔の漏出通路２３が備えられ、漏入通路１１と漏出通路１２との間の弁体２０内部には、流体の漏出流量を規制する漏出流量規制手段４０が内部に備えられた漏出流量規制空間２４が設けられている。【選択図】 図１

Description

この発明は、バルブに関し、特に、閉弁時でも一定量の流体を流すことができるブリードバルブに関する。

半導体製造や液晶製造等において、ガス等の各種流体の供給系統または排出系統の流体回路中には、各種バルブが配置される。それらのバルブにあっては、その弁閉時に常に微量流量の流体を流す構造を備えたバルブが用いられる場合がある。

従来から、半導体や液晶等の各種製品を製造する製造装置では、製造ラインで用いられる超高純度ガスのガス配管系において、パージ用のガス（例えば、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス）を流し続ける場合に、ブリードバルブが周知である。

従来のブリードバルブは、流入流路と流出通路との間に配設される弁座に弁体が当接離間することで、流体の流れを制御する一方で、流入流路と流出通路に連通孔、例えばオリフィスを設け、弁座に弁体が当接している閉弁時にも所定流量の流体を流すように構成されている。

図５に示す特許文献２のダイヤフラム弁では、流入路１１ａから流出路１１ｂを備え、流入路１１ａ及び流出路１１ｂの間をリーク流通路２０が、弁座カラー１２に挿通しており、閉弁時にも常に流体がわずかずつ流出路１１ｂに漏れ出るようになっている。

特開２０１０−１４４７６５号公報

従来の定流量リーク弁では、連通孔がリーク弁本体にあけられているため、流体のリーク量が予定した量よりも異なっていた場合、リーク弁本体の追加工または交換が必要になり、材料の無駄や加工の手間の無駄が生じ、大きなコストアップの原因となる。

また、特許出願文献１に記載のダイヤフラム弁では、リーク流通路２０が弁座カラー１２にあけられているため、流体のリーク量が予定した量よりも異なっていた場合、弁箱１１の追加工や交換は必要がなくなるが、弁座カラー１２の追加工または交換が必要になり、やはり、材料の無駄や加工の手間の無駄が生じ、コストアップの原因となる。

この発明の目的は、閉弁時にも流入通路から流出通路に一定量の流体を漏出させるブリードバルブにおいて、バルブの組み立て後においても、バルブボディ等の追加工や交換なしに、漏出量の調整が可能なブリードバルブを提供することである。

本発明（１）は、流体の流入通路、流出通路及び両通路を連結する弁室を形成したバルブボディと、前記弁室の流入通路出口周縁に形成される弁座と、前記弁室に配設され、前記弁座に当接する弁体と、を有するバルブであって、前記弁体には、前記流入通路と接続する細孔の漏入通路と、前記流出通路と接続する細孔の漏出通路が備えられ、前記漏入通路と前記漏出通路との間の弁体内部には、流体の漏出流量を規制する漏出流量規制手段が内部に備えられた漏出流量規制空間が設けられているバルブである。

本発明（１）には、弁体の内部に漏出流量規制空間という空間が設けられている。弁体内部には、漏出流量規制空間及び流入通路と接続される漏入通路と、漏出流量規制空間及び流出通路と接続される漏出通路が設けられている。漏出流量規制空間の内部には、漏出流量規制手段が備えられている。

流体は、流入通路、漏入通路、漏出流量規制空間、漏出通路及び流出通路をこの順に通って、閉弁時でも、常に一定量の流体が流れることとなる。このような構造を備えることによって、漏出流量規制空間内部の漏出流量規制手段を適宜交換することによって、バルブボディ等の追加工や交換をすることなく、漏出流量の調節をすることができる。

本発明（２）は、前記流量規制手段が、連通孔を有する多孔質部材又は粒状部材の集合体である本発明（１）のバルブである。

本発明（２）のバルブにおいて、流量規制手段が連通孔を有する多孔質部材の場合とは、流量規制手段が連通孔を有するポーラス体の場合であり、連通孔のポアサイズを変えることによって、漏出流量の調節をすることができる。流量規制手段が粒状部材の集合体の場合とは、漏出流量規制空間内部に粒状部材が詰まっている場合である。粒状部材の粒子径を変えることによって漏出流量の調節をすることができる。

本発明（３）は、前記流量規制空間が、前記多孔質部材または粒状部材を保持することができるメッシュ状のケージにより確定されていることを特徴とする方法本発明（２）のバルブである。

本発明（３）のバルブでは、多孔質部材または粒状部材は、これらを保持するメッシュ状のケージで保持されており、多孔質部材または粒状部材の交換時にこのケージを取り出せばよいので、交換が容易になる。メッシュ状のケージとは、例えば、金属ワイヤーで編んだ籠のようなものである。粒状部材を用いる場合は、メッシュの目開きは当然に粒状部材の粒径よりも小さくなければならない。

本発明（４）は、前記流量規制空間が、前記多孔質部材又は粒状部材を保持することができる穴の開いた箱状のケージにより確定されていることを特徴とする本発明（２）のバルブである。

本発明（４）のバルブでは、多孔質部材または粒状部材は、これらを保持する穴の開いた箱状のケージで保持されているので、多孔質部材または粒状部材の交換時にこのケージを取り出せばよいので、交換が容易になる。粒状部材を用いる場合は、穴の径は当然に粒状部材の粒径よりも小さくなければならない。

本発明（５）は、前記流量規制空間の前記漏入通路と前記漏出通路の開口部に前記粒状部材の流量規制空間からの流出を阻止するフィルターが備えられている本発明（２）のバルブである。このような構造にしておくと、流量規制空間に粒状部材を流し込むだけで、漏出流量規制手段とすることができ、ケージの必要がなくコストダウンとなる。

本発明（６）は、本発明（２）の多孔質部材の連通孔の穴径または粒状部材の体積平均粒径を調整することによって、流体の漏出流量を調節する方法である。この方法によると、従来技術のバルブのように、リーク穴を加工し直したり、バルブボディ等を交換したりせずに、漏出流量を調節することができる。

この発明のバルブによると、閉弁時にも流入通路から流出通路に一定量の流体を漏出させるバルブにおいて、バルブの組み立て後においてもバルブボディ等の追加工や交換なしに、漏出量の調整が可能となる。

この発明によるバルブの実施例１を示す。 実施例１のバルブに用いられる弁体の拡大断面図を示す。 実施例１のバルブに用いられる弁体にケージが搭載される様子を模式的に示す。 実施例２のバルブに用いられる弁体の断面図を示す。 特許文献１に記載の図を示す。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。

図１は、この発明による実施例１のブリードバルブを示している。全体的構造は、バルブボディ１０とアクチュエータ２４とその間のステー２３の３つの構成部分を有している。

バルブボディ１０には、流入通路１１および流出通路１２が設けられ、流入通路１１および流出通路１２の間には弁座１３が備えられている。弁座１３と当接・離間する接触面を有する弁体２０が備えられ、弁体２０はダイヤフラム３０を介してダイヤフラム押さえ３２によって押圧される。

弁体２０は、下方部が円柱形状であり、上方部が略円柱形状または多角柱形状をしており、下方部の径は上方部よりも小さな径となっている。弁体２０は、バルブボディ１０に形成された凹部の弁室１４の中に搭載され、弁室１４の底面と弁体２０の上方部の下面との間に弁体２０を上方に付勢するスプリング１５が設けられている。

ダイヤフラム３０は、押さえアダプタ３１によってバルブボディ１０に固定され、ダイヤフラム押さえ３２は、アクチュエータ３４の軸によって上下動させられる。バルブボディ１０とアクチュエータ３４とは、固定ナット３３によって連結される。

弁体１０の内部には、漏出流量規制手段４０が設けられ、漏出流量規制手段４０と流入通路１１との間は、漏入通路２２によってつながれている。漏出流量規制手段４０と流出通路１１との間は、漏出通路２３によってつながれている。キャップ２１は、漏出流量規制手段４０を弁体２０内部に封じ込める蓋の役割を果たす。

図２は、実施例１のブリードバルブに用いられる弁体の拡大断面図を示す。内容は、図１と同じなので説明を省略する。

図３は、実施例１のブリードバルブに用いられる弁体の断面図と、金属製針金で編まれたケージの斜視図を示す。例えば、このケージの中に、漏出抵抗部材４２として粒状部材の集合体を詰め込んで漏出流量規制手段４０とし、これを漏出流量規制空間２４に挿入して、キャップ２１で蓋をする。

図４は、実施例２のバルブに用いられる弁体の断面図を示す。実施例２のブリードバルブでは、漏出流量規制空間２４の漏入通路２２及び漏出通路２３の開口部にフィルター２５が設けられている。このような構造にしておけば、ケージ等を用いなくともよいので、構造が単純となりコストダウンにつながる。

以上説明したように、本発明のバルブは、弁体に漏入通路と漏出通路を備えた漏出流量規制空間を形成し、その漏出流量も漏出流量規制空間内の流量規制手段によって簡単に変更することができるから広くブリードバルブに適用することができる。また、弁体を本発明の弁体に置き換えることで既存のバルブをブリードバルブに変更する用途にも適用することができる。

１ ；ブリードバルブ
１０；バルブボディ
１１；流入通路
１２；流出通路
１３；弁座
１４；弁室
１５；スプリング
２０；弁体
２１；キャップ
２２；漏入通路
２３；漏出通路
２４；漏出流量規制空間
２５；フィルター
３０；ダイヤフラム
３１；押さえアダプタ
３２；ダイヤフラム押さえ
３３；固定ナット
３４；アクチュエータ
４０；漏出流量規制手段
４１；ケージ
４２；漏出抵抗物質

Claims (6)

1. 流体の流入通路、流出通路及び両通路を連結する弁室を形成したバルブボディと、
   前記弁室の流入通路出口周縁に形成される弁座と、
   前記弁室に配設され、前記弁座に当接する弁体と、を有するバルブであって、
   前記弁体には、前記流入通路と接続する細孔の漏入通路と、前記流出通路と接続する細孔の漏出通路が備えられ、
   前記漏入通路と前記漏出通路との間の弁体内部には、流体の漏出流量を規制する漏出流量規制手段が内部に備えられた漏出流量規制空間が設けられているバルブ。
2. 前記流量規制手段は、連通孔を有する多孔質部材又は粒状部材の集合体である請求項１に記載バルブ。
3. 前記流量規制空間が、前記多孔質部材または球状部材を保持することができるメッシュ状のケージにより確定されていることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
4. 前記流量規制空間が、前記多孔質部材又は粒状部材を保持することができる穴の開いた箱状のケージにより確定されていることを特徴とする請求項２に記載のバルブ。
5. 前記流量規制空間の前記漏入通路と前記漏出通路の開口部に前記粒状部材の流量規制空間からの流出を阻止するフィルターが備えられている請求項２に記載のバルブ。
6. 請求項２に記載の多孔質部材の連通孔の穴径または粒状部材の体積平均粒径を調整することによって、流体の漏出流量を調節する方法。