JP2949024B2 - 減圧及び加圧兼用容器に用いる弁装置 - Google Patents
減圧及び加圧兼用容器に用いる弁装置Info
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- JP2949024B2 JP2949024B2 JP6069665A JP6966594A JP2949024B2 JP 2949024 B2 JP2949024 B2 JP 2949024B2 JP 6069665 A JP6069665 A JP 6069665A JP 6966594 A JP6966594 A JP 6966594A JP 2949024 B2 JP2949024 B2 JP 2949024B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、減圧と加圧との両条件
下、殊に高真空と高圧との両条件下で兼用可能な容器に
付帯使用するのに適した新しい構造の弁装置に関する。
下、殊に高真空と高圧との両条件下で兼用可能な容器に
付帯使用するのに適した新しい構造の弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧条件及び減圧（真空）条件の両方の
条件下で実施される一連の処理操作、反応操作には多様
なものがある。また慣用的に高圧条件下での反応または
操作と減圧（真空）条件下での反応または操作をそれぞ
れ別個の容器中で実施したものであっても、同一の容器
中で実施できれば便宜であることは明かであろう。例え
ば単量体を高圧条件下で塊状重合や溶液重合させる場合
に、反応混合物を別個の容器に移してから減圧蒸留に付
して重合体から未反応単量体あるいは溶媒を除去するよ
りも、重合を行った同一の容器においてそのような後処
理が実施できれば、設備投資コスト、操作コスト、エネ
ルギーコスト等が削減されるのみでなく、設備の小型
化、所要敷地面積の減少を計ることができる。あるいは
接着技術の分野、殊に精密接着を必要とする分野におい
ては、被接着物をその接着中に高圧及び減圧の特殊なサ
イクルに付することによって接着界面に存在する気泡を
実質的に除去、減少させて、精度の向上、接着力の向上
を達成しうることが認められている。またある製品につ
いては高圧及び減圧サイクルでの調質処理や物性試験に
付されることもある。
条件下で実施される一連の処理操作、反応操作には多様
なものがある。また慣用的に高圧条件下での反応または
操作と減圧（真空）条件下での反応または操作をそれぞ
れ別個の容器中で実施したものであっても、同一の容器
中で実施できれば便宜であることは明かであろう。例え
ば単量体を高圧条件下で塊状重合や溶液重合させる場合
に、反応混合物を別個の容器に移してから減圧蒸留に付
して重合体から未反応単量体あるいは溶媒を除去するよ
りも、重合を行った同一の容器においてそのような後処
理が実施できれば、設備投資コスト、操作コスト、エネ
ルギーコスト等が削減されるのみでなく、設備の小型
化、所要敷地面積の減少を計ることができる。あるいは
接着技術の分野、殊に精密接着を必要とする分野におい
ては、被接着物をその接着中に高圧及び減圧の特殊なサ
イクルに付することによって接着界面に存在する気泡を
実質的に除去、減少させて、精度の向上、接着力の向上
を達成しうることが認められている。またある製品につ
いては高圧及び減圧サイクルでの調質処理や物性試験に
付されることもある。
【０００３】このような反応や処理が実施される容器は
使用高圧に耐える弁を介して減圧装置、すなわち真空ポ
ンプ系へ結ばれている。
使用高圧に耐える弁を介して減圧装置、すなわち真空ポ
ンプ系へ結ばれている。
【０００４】従来このような目的のために用いられる弁
としては、バタフライバルブ、ゲートバルブ等が市販さ
れている。しかしながら、これらのものの使用圧力につ
いては真空側で１×１０-5Ｔｏｒｒまで、そして高圧側
で約９ｋｇ／ｃｍ2までが最も広い範囲である。バタフ
ライ構造やゲート構造を考慮すると、強度の点から大口
径化することは困難であり、現在市販されている大口径
バルブは真空側で１×１０-5Ｔｏｒｒ、高圧側で７ｋｇ
／ｃｍ2が限度である。
としては、バタフライバルブ、ゲートバルブ等が市販さ
れている。しかしながら、これらのものの使用圧力につ
いては真空側で１×１０-5Ｔｏｒｒまで、そして高圧側
で約９ｋｇ／ｃｍ2までが最も広い範囲である。バタフ
ライ構造やゲート構造を考慮すると、強度の点から大口
径化することは困難であり、現在市販されている大口径
バルブは真空側で１×１０-5Ｔｏｒｒ、高圧側で７ｋｇ
／ｃｍ2が限度である。
【０００５】容器を真空化する場合に、使用する真空ポ
ンプ装置の給気口にバランスした適切な大きさの断面積
（排気口断面積）を与える弁装置を用いないと迅速な真
空化ができず、所要真空値を達成するのに要する時間が
長くなる。例として、公称口径２インチ（約５０．８ｍ
ｍ）のバタフライバルブが１０ｋｇ／ｃｍ2耐圧値を示
し、このバルブ１個を高圧時１０ｋｇ／ｃｍ2になる容
器に用い、この容器（高圧放出後）を公称口径６インチ
（約１５２．４ｍｍ）の給気口のターボ分子ポンプで排
気するとすれば、極めて長い時間が真空化のために消費
される。そこでそのターボ分子ポンプの給気口の断面積
に見合った断面積を確保するとすれば、上記バルブを実
に約１０個またはそれ以上並列に使用しなければなら
ず、それにより初めて能率的な短時間の真空化が達成さ
れるであろう。
ンプ装置の給気口にバランスした適切な大きさの断面積
（排気口断面積）を与える弁装置を用いないと迅速な真
空化ができず、所要真空値を達成するのに要する時間が
長くなる。例として、公称口径２インチ（約５０．８ｍ
ｍ）のバタフライバルブが１０ｋｇ／ｃｍ2耐圧値を示
し、このバルブ１個を高圧時１０ｋｇ／ｃｍ2になる容
器に用い、この容器（高圧放出後）を公称口径６インチ
（約１５２．４ｍｍ）の給気口のターボ分子ポンプで排
気するとすれば、極めて長い時間が真空化のために消費
される。そこでそのターボ分子ポンプの給気口の断面積
に見合った断面積を確保するとすれば、上記バルブを実
に約１０個またはそれ以上並列に使用しなければなら
ず、それにより初めて能率的な短時間の真空化が達成さ
れるであろう。
【０００６】また、バタフライバルブにしてもゲートバ
ルブにしてもそれらの構造において強度に関連する部
材、要素が比較的に多く、所要強度を発現させるための
強度解析、強度設計が煩雑である。またそれらの加工製
造も容易ではない。既に述べたように従来のバタフライ
バルブやゲートバルブを大口径化すれば耐圧力値が相対
的に低くなる。
ルブにしてもそれらの構造において強度に関連する部
材、要素が比較的に多く、所要強度を発現させるための
強度解析、強度設計が煩雑である。またそれらの加工製
造も容易ではない。既に述べたように従来のバタフライ
バルブやゲートバルブを大口径化すれば耐圧力値が相対
的に低くなる。
【０００７】しかしながら、最近、容器において短時間
で高真空または超高真空を達成し、しかも圧力も１０ｋ
ｇ／ｃｍ2を優に超えた条件が要求されるようになって
きている。近い将来には、数１００ｋｇ／ｃｍ2の高
圧、例えば３００ｋｇ／ｃｍ2超の高圧条件の使用も要
求されるであろうことは、推測に難くない。
で高真空または超高真空を達成し、しかも圧力も１０ｋ
ｇ／ｃｍ2を優に超えた条件が要求されるようになって
きている。近い将来には、数１００ｋｇ／ｃｍ2の高
圧、例えば３００ｋｇ／ｃｍ2超の高圧条件の使用も要
求されるであろうことは、推測に難くない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主た
る目的は、減圧及び加圧兼用容器に用いる弁（バルブ）
装置であって、減圧（真空）化を効率的に実施するのに
必要な大口径を有するにも拘らず高い耐圧力値を示す新
しい構造の弁装置を提供することである。
る目的は、減圧及び加圧兼用容器に用いる弁（バルブ）
装置であって、減圧（真空）化を効率的に実施するのに
必要な大口径を有するにも拘らず高い耐圧力値を示す新
しい構造の弁装置を提供することである。
【０００９】本発明のさらなる目的は、比較的簡単な構
造で強度設計が容易であり、かつ加工製造も容易である
上部弁装置を提供することである。
造で強度設計が容易であり、かつ加工製造も容易である
上部弁装置を提供することである。
【００１０】本発明のその他の目的及び利点は以下の説
明から明かとなろう。なお特許請求の範囲ならびに以下
の説明において、本発明の装置の部品等について、添付
図中の符号を引用併記することがあるけれども、これは
飽くまでも理解促進の目的でなされるものであり、本発
明をそれらに限定する意図はないことを銘記されたい。
明から明かとなろう。なお特許請求の範囲ならびに以下
の説明において、本発明の装置の部品等について、添付
図中の符号を引用併記することがあるけれども、これは
飽くまでも理解促進の目的でなされるものであり、本発
明をそれらに限定する意図はないことを銘記されたい。
【００１１】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明は、減
圧及び加圧兼用容器１に用いる弁装置であって：一つの
Ｔ字管２の脚部Ａを該容器１への連結部となし；別のＴ
字管３の脚部Ａ’を真空ポンプ系５への連結部となし；
一方のＴ字管２の片腕部Ｂと別のＴ字管３の片腕部Ｂ’
と端部同志を内径＝ｄの環状弁座８を挟持する状態で接
合させ；接合両Ｔ字管２，３の腕部内をその軸方向に延
在するステム９−１によって中心を垂直に貫通された状
態でそのステムに固着された直径＞ｄの円板弁９−２
を、環状弁座８の容器側の面に当接するように配置し；
容器側のＴ字管２の他の片腕部Ｃの端部を閉じ、その閉
鎖端部の中心を貫通して前記ステム９−１の延長部が軸
方向に滑動自在にかつ気密状態に枢着して外部まで延在
しており；真空ポンプ系側のＴ字管３の他の片腕部Ｃの
端部を閉じ、その閉鎖端部の中心を貫通して前記ステム
９−１の延長部が軸方向に滑動自在にかつ気密状態に枢
着して外部にまで延在しており；円板弁９−２が弁座当
接位置から容器１への連結部をなす腕部を横切ってほぼ
越える位置まで距離ｌにわたってステム軸方向に移動す
ることができかつその逆移動が可能なようにステム９−
１をその外部延長部を介して外部から駆動する手段１２
を備えている；ことを特徴とする前記弁装置を提供す
る。
圧及び加圧兼用容器１に用いる弁装置であって：一つの
Ｔ字管２の脚部Ａを該容器１への連結部となし；別のＴ
字管３の脚部Ａ’を真空ポンプ系５への連結部となし；
一方のＴ字管２の片腕部Ｂと別のＴ字管３の片腕部Ｂ’
と端部同志を内径＝ｄの環状弁座８を挟持する状態で接
合させ；接合両Ｔ字管２，３の腕部内をその軸方向に延
在するステム９−１によって中心を垂直に貫通された状
態でそのステムに固着された直径＞ｄの円板弁９−２
を、環状弁座８の容器側の面に当接するように配置し；
容器側のＴ字管２の他の片腕部Ｃの端部を閉じ、その閉
鎖端部の中心を貫通して前記ステム９−１の延長部が軸
方向に滑動自在にかつ気密状態に枢着して外部まで延在
しており；真空ポンプ系側のＴ字管３の他の片腕部Ｃの
端部を閉じ、その閉鎖端部の中心を貫通して前記ステム
９−１の延長部が軸方向に滑動自在にかつ気密状態に枢
着して外部にまで延在しており；円板弁９−２が弁座当
接位置から容器１への連結部をなす腕部を横切ってほぼ
越える位置まで距離ｌにわたってステム軸方向に移動す
ることができかつその逆移動が可能なようにステム９−
１をその外部延長部を介して外部から駆動する手段１２
を備えている；ことを特徴とする前記弁装置を提供す
る。
【００１２】以下添付図に示された具体化例を参照しつ
つ、本発明の弁装置をさらに詳しく説明する。図１は上
流側に減圧／高圧容器１を、そして下流側に真空ポンプ
系５に接続した本発明装置の一例の概略縦断面図であ
る。
つ、本発明の弁装置をさらに詳しく説明する。図１は上
流側に減圧／高圧容器１を、そして下流側に真空ポンプ
系５に接続した本発明装置の一例の概略縦断面図であ
る。
【００１３】この例示の弁装置は、弁の上部外殻をなす
Ｔ字管２と下部外殻をなすＴ字管３を有する。上部のＴ
字管２の脚部Ａは減圧／高圧兼用容器１への連結部であ
り、下部のＴ字管３の脚部Ａ’は、逃がし弁１６を備え
た曲管４からなる導通部を介して真空ポンプ系５（例え
ば分子ポンプ及びそれに後続する油ロータリーポンプ）
に連結されている。
Ｔ字管２と下部外殻をなすＴ字管３を有する。上部のＴ
字管２の脚部Ａは減圧／高圧兼用容器１への連結部であ
り、下部のＴ字管３の脚部Ａ’は、逃がし弁１６を備え
た曲管４からなる導通部を介して真空ポンプ系５（例え
ば分子ポンプ及びそれに後続する油ロータリーポンプ）
に連結されている。
【００１４】上部のＴ字管２の片方の腕部Ｂと下部のＴ
字管３の片方の腕部Ｂ’との端部は、間に内径＝ｄの環
状弁座８を挟持した状態で接合されている。この接合は
図示されるようにフランジで行なうのが 、メンテナン
スの面から好ましい。このような接合部における気密性
の達成は従来技術により（例えばガスケットや真空コン
パウンドの使用により）容易である。図示の例では環状
弁座８の上面（減圧／高圧兼用容器１側の面）に、直径
が弁座８の内径（＝ｄ）より大きな円板弁９−２が当接
している。この円板弁９−２を所定の位置に移動し、保
持するために、ステム９−１が円板弁の中心を垂直に、
貫通した状態でその円板弁に固着されており、上部及び
下部のＴ字管２，３の腕部Ｃ，Ｂ，Ｂ’，Ｃ’内をその
軸方向（図面では上下方向）に延在している。円板弁保
持ステム９−１の上方延長部分は、上部Ｔ字管の他の腕
部Ｃの閉じられた端部の中心のスライドブッシュ１３を
貫通して、軸方向滑動自在に枢着され、外部へ突出して
いる。スライドブッシュにはＯ−リングで気密性をもた
せることができる。スライドブッシュの気密性が充分で
ない場合、あるいはスライドブッシュの気密性がない場
合には、片腕部Ｃの閉鎖端部の外側に、ステム９−１の
最大突出長さを収容するに足りる長さのケース６を気密
設置し、そのケース内部と片腕部Ｃとを気体連通させる
ための導通口７をその閉鎖端部を貫いて設ける。
字管３の片方の腕部Ｂ’との端部は、間に内径＝ｄの環
状弁座８を挟持した状態で接合されている。この接合は
図示されるようにフランジで行なうのが 、メンテナン
スの面から好ましい。このような接合部における気密性
の達成は従来技術により（例えばガスケットや真空コン
パウンドの使用により）容易である。図示の例では環状
弁座８の上面（減圧／高圧兼用容器１側の面）に、直径
が弁座８の内径（＝ｄ）より大きな円板弁９−２が当接
している。この円板弁９−２を所定の位置に移動し、保
持するために、ステム９−１が円板弁の中心を垂直に、
貫通した状態でその円板弁に固着されており、上部及び
下部のＴ字管２，３の腕部Ｃ，Ｂ，Ｂ’，Ｃ’内をその
軸方向（図面では上下方向）に延在している。円板弁保
持ステム９−１の上方延長部分は、上部Ｔ字管の他の腕
部Ｃの閉じられた端部の中心のスライドブッシュ１３を
貫通して、軸方向滑動自在に枢着され、外部へ突出して
いる。スライドブッシュにはＯ−リングで気密性をもた
せることができる。スライドブッシュの気密性が充分で
ない場合、あるいはスライドブッシュの気密性がない場
合には、片腕部Ｃの閉鎖端部の外側に、ステム９−１の
最大突出長さを収容するに足りる長さのケース６を気密
設置し、そのケース内部と片腕部Ｃとを気体連通させる
ための導通口７をその閉鎖端部を貫いて設ける。
【００１５】上部のＴ字管２の両腕Ｂ〜Ｃの長さは、円
板弁９−２が弁座８との当接位置から、軸方向に（上方
へ）脚部Ａを横切ってほぼ越える位置まで、の距離ｌに
わたって移動できる長さである。
板弁９−２が弁座８との当接位置から、軸方向に（上方
へ）脚部Ａを横切ってほぼ越える位置まで、の距離ｌに
わたって移動できる長さである。
【００１６】円板弁９−２と弁座８との当接面にはガス
ケット１４を配置するのが好ましいが、このガスケット
（例えばＯ−リング）は、図示されるように円板弁側に
設けても、あるいは弁座側に設けてもよい。
ケット１４を配置するのが好ましいが、このガスケット
（例えばＯ−リング）は、図示されるように円板弁側に
設けても、あるいは弁座側に設けてもよい。
【００１７】さて弁を保持するステム９−１の下方延長
部は、下部のＴ字管３の腕部Ｂ’〜Ｃ’を通り、片方の
腕部Ｃ’の閉鎖端部の中心を貫通し、軸方向滑動自在に
スライドブッシュ１５で枢着されている。
部は、下部のＴ字管３の腕部Ｂ’〜Ｃ’を通り、片方の
腕部Ｃ’の閉鎖端部の中心を貫通し、軸方向滑動自在に
スライドブッシュ１５で枢着されている。
【００１８】図示の例においては、ステム９−１は、下
部Ｔ字管内の途中で継手９−３及び１０−１で延長シャ
フト１０−２に結合され、さらにはステム９−１及び円
板弁９−２を軸方向に前進、後退させる外部の駆動手段
１２へ継手１１を介して接続されている。
部Ｔ字管内の途中で継手９−３及び１０−１で延長シャ
フト１０−２に結合され、さらにはステム９−１及び円
板弁９−２を軸方向に前進、後退させる外部の駆動手段
１２へ継手１１を介して接続されている。
【００１９】スライドブッシュ１５もＯ−リング等によ
って気密性とされうるが、スライドブッシュ１５の気密
性が無かったり、不充分な場合には、下部Ｔ字管３の腕
部Ｃ’の閉鎖端部の内面にステム９−１の延長部（図示
例ではシャフト１０−２）の一部を気密内包する金属ベ
ローズ（例えばステンレス鋼製あるいはリン青銅製等）
１０−３をフランジ１０−４等で取付けることにより気
密性を確保し、向上させることができる。図示の具体例
においては、金属ベローズ１０−３の取付けの便宜のた
めに、ステム９−１の下端を継手９−３及び１０−１に
よってシャフト１０−２に結合している。下部のＴ字管
３の脚部Ａ’は、適切な口径の導通口４を介して真空ポ
ンプ系５へ気密連結することができる。この導通口に
は、偶発的な漏洩事故あるいは逆流事故に備えて逃がし
弁を設けるのが好ましく、例示の逃がし弁は、天蓋、ス
プリング、逃がし穴、Ｏ−リング、導通管１６−１〜１
６−６からなっている。逃がし弁は、高圧漏洩時のポン
プ系の破損防止のため大口径であるのが好ましい。
って気密性とされうるが、スライドブッシュ１５の気密
性が無かったり、不充分な場合には、下部Ｔ字管３の腕
部Ｃ’の閉鎖端部の内面にステム９−１の延長部（図示
例ではシャフト１０−２）の一部を気密内包する金属ベ
ローズ（例えばステンレス鋼製あるいはリン青銅製等）
１０−３をフランジ１０−４等で取付けることにより気
密性を確保し、向上させることができる。図示の具体例
においては、金属ベローズ１０−３の取付けの便宜のた
めに、ステム９−１の下端を継手９−３及び１０−１に
よってシャフト１０−２に結合している。下部のＴ字管
３の脚部Ａ’は、適切な口径の導通口４を介して真空ポ
ンプ系５へ気密連結することができる。この導通口に
は、偶発的な漏洩事故あるいは逆流事故に備えて逃がし
弁を設けるのが好ましく、例示の逃がし弁は、天蓋、ス
プリング、逃がし穴、Ｏ−リング、導通管１６−１〜１
６−６からなっている。逃がし弁は、高圧漏洩時のポン
プ系の破損防止のため大口径であるのが好ましい。
【００２０】真空ポンプ系５は、公知の真空発生装置か
らなっていてよく、回転ポンプ、拡散ポンプ、ブースタ
ーポンプあるいは、機械的ポンプ、噴射ポンプ（エゼク
ター）及び拡散ポンプとして分類される種々の多様な装
置が、所期真空度に応じて、単独で、または適宜組み合
せて使用でき、その選択は当業者によって容易になされ
ることである。
らなっていてよく、回転ポンプ、拡散ポンプ、ブースタ
ーポンプあるいは、機械的ポンプ、噴射ポンプ（エゼク
ター）及び拡散ポンプとして分類される種々の多様な装
置が、所期真空度に応じて、単独で、または適宜組み合
せて使用でき、その選択は当業者によって容易になされ
ることである。
【００２１】本発明に係る弁装置は、容器１を高圧に維
持するとき、及び真空（低圧、減圧）に維持するとき、
の両方に兼用できるものである。
持するとき、及び真空（低圧、減圧）に維持するとき、
の両方に兼用できるものである。
【００２２】容器１を真空となすときには、（もし容器
が高圧状態であれば、その高圧を容器の別の圧力解放手
段により、通常は大気圧まで降下させた後）、外部駆動
手段１２（例えばエアシリンダー）によってステム９−
１を上昇させ、それにより円板弁９−２を弁座８から上
方へ距離ｌだけ移動し、その位置９−２’に停止させ
る。この距離ｌは上部Ｔ字管２の脚部Ａから片腕部Ｂに
かけての大きな排気路の断面積を確保するために、円板
弁９−２がその排気路内にとどまらないように、脚部Ａ
の径をほぼ越えるところまで、円板弁９−２を移動させ
るような距離である。このときに下部Ｔ字管３の片腕部
Ｃ’の閉鎖面に、下端部を固定され、そしてステム９−
１にその上端部を固定されているベローズ１０−３も距
離ｌだけ伸長するが、その気密取付により完全シールを
与える。なお、このようなベローズを使用しなくても、
片腕部Ｃ’におけるシャフト貫通部の許容しうる気密性
が、（例えばスライドブッシュ１５でのＯ−リング使用
により）得られる場合には、ベローズ１０−３を省略し
てもよい。
が高圧状態であれば、その高圧を容器の別の圧力解放手
段により、通常は大気圧まで降下させた後）、外部駆動
手段１２（例えばエアシリンダー）によってステム９−
１を上昇させ、それにより円板弁９−２を弁座８から上
方へ距離ｌだけ移動し、その位置９−２’に停止させ
る。この距離ｌは上部Ｔ字管２の脚部Ａから片腕部Ｂに
かけての大きな排気路の断面積を確保するために、円板
弁９−２がその排気路内にとどまらないように、脚部Ａ
の径をほぼ越えるところまで、円板弁９−２を移動させ
るような距離である。このときに下部Ｔ字管３の片腕部
Ｃ’の閉鎖面に、下端部を固定され、そしてステム９−
１にその上端部を固定されているベローズ１０−３も距
離ｌだけ伸長するが、その気密取付により完全シールを
与える。なお、このようなベローズを使用しなくても、
片腕部Ｃ’におけるシャフト貫通部の許容しうる気密性
が、（例えばスライドブッシュ１５でのＯ−リング使用
により）得られる場合には、ベローズ１０−３を省略し
てもよい。
【００２３】上記のようにして、容器１から；上部Ｔ字
管２の脚部Ａ、片腕部Ｂ；下部Ｔ字管３の片腕部Ｂ’、
Ａ’；導通部４を経て；真空ポンプ系５に至る；大きな
断面積であり比較的障害物の少ない円滑な減圧系路が確
保され、環状弁座８の内径ｄの開口部が、延在ステム９
−１の断面積を除き、完全に開かれる。しかる後に、真
空ポンプ系５を作動させ容器１内に所期の真空度を達成
させる。
管２の脚部Ａ、片腕部Ｂ；下部Ｔ字管３の片腕部Ｂ’、
Ａ’；導通部４を経て；真空ポンプ系５に至る；大きな
断面積であり比較的障害物の少ない円滑な減圧系路が確
保され、環状弁座８の内径ｄの開口部が、延在ステム９
−１の断面積を除き、完全に開かれる。しかる後に、真
空ポンプ系５を作動させ容器１内に所期の真空度を達成
させる。
【００２４】減圧開始当初の被排気ガスの挙動が一体
（マス）の流体流動として把えられる段階では、減圧系
路の断面積の大きさ（口径）は減圧速度に余り大きな影
響がない。しかるに減圧が進行して真空度が大きくな
り、気体の挙動が、分子レベルの粒子あるいは会合分子
粒子の運動として把えられる段階になると、それらの粒
子の直進飛行距離が真空（減圧）達成のための大きな影
響因子となり、減圧系路に大きな断面積を与えないと真
空達成の効率が著しく低減される。従って、減圧系路中
に１箇所でも狭窄部が存在すると、たとえ高度真空ポン
プを用いたとしても狭窄部への気体分子粒子の衝突それ
による反発が多く、気体分子粒子の通り抜けの機会が極
端に削減されるので、高真空の達成には非常に長時間を
要する。
（マス）の流体流動として把えられる段階では、減圧系
路の断面積の大きさ（口径）は減圧速度に余り大きな影
響がない。しかるに減圧が進行して真空度が大きくな
り、気体の挙動が、分子レベルの粒子あるいは会合分子
粒子の運動として把えられる段階になると、それらの粒
子の直進飛行距離が真空（減圧）達成のための大きな影
響因子となり、減圧系路に大きな断面積を与えないと真
空達成の効率が著しく低減される。従って、減圧系路中
に１箇所でも狭窄部が存在すると、たとえ高度真空ポン
プを用いたとしても狭窄部への気体分子粒子の衝突それ
による反発が多く、気体分子粒子の通り抜けの機会が極
端に削減されるので、高真空の達成には非常に長時間を
要する。
【００２５】本発明の弁装置の構造では、円板弁を受け
る環状弁座の開口（内径＝ｄ）を、従来の弁装置（バタ
フライやゲート・バルブ）の口径よりも大きくすること
ができ、従来の弁装置で減圧系路中に必然的にもたらさ
れる減圧系路の狭窄化や障害部の発生は実質的に除かれ
る。
る環状弁座の開口（内径＝ｄ）を、従来の弁装置（バタ
フライやゲート・バルブ）の口径よりも大きくすること
ができ、従来の弁装置で減圧系路中に必然的にもたらさ
れる減圧系路の狭窄化や障害部の発生は実質的に除かれ
る。
【００２６】さて、容器１を高圧となすときには、円板
弁９−２を環状弁座８に密接する状態となるように外部
駆動手段１２でステム９−１を引き出す。しかる後に容
器１を別の加圧手段（図示せず）によって加圧する。容
器１内の圧力が大きくなればなる程、円板弁と環状弁座
とは強く当接し、圧力のシールがより良好になる。普通
は、円板弁と環状弁座との当接面に任意なガスケット、
代表的にはＯ−リングが介在させるのが好ましい。この
ように加圧力の増加にともない圧力シール性が次第に向
上強化されることは、本発明の弁装置の重要な特徴効果
である。
弁９−２を環状弁座８に密接する状態となるように外部
駆動手段１２でステム９−１を引き出す。しかる後に容
器１を別の加圧手段（図示せず）によって加圧する。容
器１内の圧力が大きくなればなる程、円板弁と環状弁座
とは強く当接し、圧力のシールがより良好になる。普通
は、円板弁と環状弁座との当接面に任意なガスケット、
代表的にはＯ−リングが介在させるのが好ましい。この
ように加圧力の増加にともない圧力シール性が次第に向
上強化されることは、本発明の弁装置の重要な特徴効果
である。
【００２７】本発明の弁装置は、基本的には円板弁と環
状弁座とを組合せた比較的単純な構造であるので、強度
設計が容易であり、大きな耐荷重強度を有する製品の製
作が可能であり、減圧（真空）化を促進する大内径の弁
座を採用することが可能である。
状弁座とを組合せた比較的単純な構造であるので、強度
設計が容易であり、大きな耐荷重強度を有する製品の製
作が可能であり、減圧（真空）化を促進する大内径の弁
座を採用することが可能である。
【００２８】図示の例においては、弁と弁座との当接面
は平面であるが、場合によっては、圧力シールの向上等
のために大曲率半径の球面あるいはその他の適当な輪郭
（例えば段差）面であってもよい。
は平面であるが、場合によっては、圧力シールの向上等
のために大曲率半径の球面あるいはその他の適当な輪郭
（例えば段差）面であってもよい。
【００２９】本発明による弁装置の一例における代表的
な部分の寸法その他のデータを列挙すると下記の通りで
ある。
な部分の寸法その他のデータを列挙すると下記の通りで
ある。
【００３０】 容器１ 直径 ７００ｍｍ 深さ ８００ｍｍ 容積 ３００ｌ Ｔ字管２及び３ 内径 約１５０ｍｍ（通称６インチ） 外径 約１６５ｍｍ 寸法ｌ ２００ｍｍ 環状弁座内径ｄ １２０ｍｍ ベローズ 耐圧 ２ｋｇ／ｃｍ2 本発明の弁装置では、値えば１×１０-6Ｔｏｒｒよりも
さらに希薄な状態の高真空そして３００ｋｇ／ｃｍ2ま
たはそれ以上が可能である。本発明の弁装置における環
状弁座内径を大寸法にすることが可能なために非常に短
時間で高真空が得られる。
さらに希薄な状態の高真空そして３００ｋｇ／ｃｍ2ま
たはそれ以上が可能である。本発明の弁装置における環
状弁座内径を大寸法にすることが可能なために非常に短
時間で高真空が得られる。
【００３１】図示の例では弁装置は垂直配置で取付けら
れているが、実際には任意の角度（例えば横配置）でも
取付け可能であることは、了解されよう。
れているが、実際には任意の角度（例えば横配置）でも
取付け可能であることは、了解されよう。
【００３２】
【発明の効果】本発明の減圧／加圧兼用容器のための弁
装置は円板弁と環状弁座との基本的な組み合せ構造に基
いており、相対的に高強度を発揮し、かくして環状弁座
の内径を大きくすることができ、真空化速度の向上が実
現され、また構造の単純性故に漏洩発生を抑制するのが
容易である。さらには加圧時に圧力が増すにつれて円板
弁と環状弁座との当接力が強くなり圧力シール性が向上
することは本発明弁構造の重要な特徴である。
装置は円板弁と環状弁座との基本的な組み合せ構造に基
いており、相対的に高強度を発揮し、かくして環状弁座
の内径を大きくすることができ、真空化速度の向上が実
現され、また構造の単純性故に漏洩発生を抑制するのが
容易である。さらには加圧時に圧力が増すにつれて円板
弁と環状弁座との当接力が強くなり圧力シール性が向上
することは本発明弁構造の重要な特徴である。
【００３３】さらには前述のように設計のための強度解
析が簡単であり、加工製作も相対的に容易である。
析が簡単であり、加工製作も相対的に容易である。
【００３４】さらには装置の接合部分のほとんどが面接
合であるため、多くの真空度向上ないしバックアップ手
段（ガスケット、Ｏ−リング、ベローズ、真空コンパウ
ンド）を選択使用することが可能であり、これによって
も高真空度の確保が容易化される。
合であるため、多くの真空度向上ないしバックアップ手
段（ガスケット、Ｏ−リング、ベローズ、真空コンパウ
ンド）を選択使用することが可能であり、これによって
も高真空度の確保が容易化される。
【００３５】かくして本発明は減圧／加圧兼用容器にお
いて使用可能な真空度を下方へ低減しそして加圧度を上
方へ増大し、両圧間の格差範囲を大幅に拡張可能とし、
減圧／加圧兼用容器の応用範囲を拡大しまた新たな応用
分野を提供する。
いて使用可能な真空度を下方へ低減しそして加圧度を上
方へ増大し、両圧間の格差範囲を大幅に拡張可能とし、
減圧／加圧兼用容器の応用範囲を拡大しまた新たな応用
分野を提供する。
【図１】本発明による弁装置の一例の概略縦断面図であ
る。
る。
１ 減圧及び加圧兼用容器 ２ 上部Ｔ字管 ３ 下部Ｔ字管 Ａ，Ａ’ 脚部 Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’ 腕部 ４ 導通部 ５ 真空ポンプ系 ６ ケース ８ 環状弁座 ９−１ ステム ９−２ 円板弁 １０−３ ベローズ １２ 外部駆動手段 １４ Ｏ−リング １６ 逃がし弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16K 27/00
Claims (6)
- 【請求項１】 減圧及び加圧兼用容器１に用いる弁装置
であって：一つのＴ字管２の脚部Ａを該容器１への連結
部となし；別のＴ字管３の脚部Ａ’を真空ポンプ系５へ
の連結部となし；一方のＴ字管２の片腕部Ｂと別のＴ字
管３の片腕部Ｂ’との端部同志を内径ｄの環状弁座８を
挟持する状態で接合させ；接合両Ｔ字管２，３の腕部内
をその軸方向に延在するステム９−１によって中心を垂
直に貫通された状態でそのステムに固着された直径＞ｄ
の円板弁９−２を、環状弁座８の容器側の面に当接する
ように配置し；容器側のＴ字管２の他の片腕部Ｃの端部
を閉じ、その閉鎖端部の中心を貫通して前記ステム９−
１の延長部が軸方向に滑動自在にかつ気密状態に枢着し
て外部まで延在しており；真空ポンプ系側のＴ字管３の
他の片腕部Ｃ’の端部を閉じ、その閉鎖端部の中心を貫
通して前記ステム９−１の延長部が軸方向に滑動自在に
かつ気密状態に枢着して外部にまで延在しており；円板
弁９−２が弁座当接位置から容器１への連結部をなす脚
部Ａを横切ってほぼ越える位置まで距離ｌにわたりステ
ム軸方向に移動することができかつその逆移動が可能な
ようにステム９−１をその外部延長部を介して外部から
駆動する手段１２を備えている；ことを特徴とする前記
弁装置。 - 【請求項２】 弁座８と円板弁９−２との当接面におい
て弁座側または円板弁側にガスケット１４が装着されて
いる請求項１の弁装置。 - 【請求項３】 ガスケットがＯ−リングである請求項２
の弁装置。 - 【請求項４】 容器側のＴ字管２の片腕部Ｃの閉鎖端部
の外側面に外部露出ステム端部を収容するためのケース
６を気密設置し、そのケース内部と片腕部Ｃとを連絡さ
せるために該閉鎖端部に導通口７を設けてある請求項１
〜３のいずれかの弁装置。 - 【請求項５】 真空ポンプ系側のＴ字管３の片腕部Ｃ’
閉鎖端部内面にステムの外部駆動手段への延長端部の一
部分を内包して伸縮するベローズ１０−３を気密設置し
たことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの弁装置。 - 【請求項６】 真空ポンプ系側のＴ字管３の脚部Ａ’と
真空ポンプ系との間に逃がし弁１６を設けたことを特徴
とする請求項１〜５のいずれかの弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069665A JP2949024B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 減圧及び加圧兼用容器に用いる弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069665A JP2949024B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 減圧及び加圧兼用容器に用いる弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280119A JPH07280119A (ja) | 1995-10-27 |
| JP2949024B2 true JP2949024B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=13409362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069665A Expired - Lifetime JP2949024B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 減圧及び加圧兼用容器に用いる弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949024B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5465686B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2014-04-09 | 株式会社鷺宮製作所 | 制御弁用弁ハウジングおよび制御弁用弁ハウジングの製造方法 |
| JP5568202B2 (ja) * | 2011-09-01 | 2014-08-06 | 株式会社鷺宮製作所 | 制御弁用弁ハウジングおよび制御弁用弁ハウジングの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917302B2 (ja) * | 1979-10-15 | 1984-04-20 | 高エネルギ−物理学研究所長 | 超高真空用二重シ−ル型バルブ |
| JPS5797232A (en) * | 1980-12-08 | 1982-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical control type logical circuit device using josephson element |
| JPS61189350A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Kubota Ltd | パワ−トランスミツシヨンの操作部 |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6069665A patent/JP2949024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07280119A (ja) | 1995-10-27 |
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