JP3966986B2

JP3966986B2 - Throttle valve

Info

Publication number: JP3966986B2
Application number: JP09060298A
Authority: JP
Inventors: 俊昭岩淵
Original assignee: Kitz SCT Corp
Current assignee: Kitz SCT Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JPH11270701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流れを調節するために用い、特に、半導体製造装置のプロセスチャンバーの真空排気系に用いるのに適するスロットルバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいては、例えば、メタルＣＶＤのように析出される材料を構成する元素から成る一種、またはそれ以上の化合物・単体のガスをチャンバー内に供給し、気相、または基板表面での化学反応により基板上に所望の薄膜を形成し、また、シリコンナイトライドのようにエッチングガスをチャンバー内に供給し、基板上の薄膜をエッチングする。このような真空排気系でプロセスチャンバーの圧力制御を行うスロットルバルブとしては、一般的にバタフライバルブ構造が採用されている。
【０００３】
上記のようなスロットルバルブにおいては、ガス中に含まれる副生成物（微粒子）がボディの内面や弁体の外面等に付着し、この副生成物の付着量が増加するのに伴って適切な開度調整を行うことができなくなる。このようなスロットルバルブにおいてはボディおよび弁体を１８０℃程度に加熱することにより、副生成物がボディや弁体に付着し難いことが知られている。
【０００４】
従来におけるバタフライバルブ構造のスロットルバルブとしては、例えば、特開平６−１８５６７１号公報に記載されているように、ボディの溝に半円板状ヒータを挿入し、弁体の回転中心部にロッド状ヒータを内蔵させ、半円板状ヒータによりボディを加熱し、ロッド状ヒータにより弁体を加熱するようにした構成が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来例のバタフライバルブ構造のスロットルバルブでは、弁体と駆動軸とを別々に形成し、弁体の穴に駆動軸の一側部を挿入し、これら弁体と駆動軸とをピンにより固定するようになっているため、ボディに弁体を組み込む際にボディの軸心と弁体の回転中心が一致するように調整する必要があり、その作業は煩わしく、組立作業能率に劣る。また、上記弁体と駆動軸の組立て、ボディと弁体の中心の調整等が不良である場合には、弁体がボディとこすれてかじりを生じ、動作不良を起こすことがあった。そのため、ボディと弁体との隙間を微小となるように設定することができず、嵌め合い公差が大きくなるため、ミニマム流量制御特性が良くなかった。
【０００６】
また、上記のような従来例のスロットルバルブでは、半円板状ヒータにおけるボディとの接触面積が狭いため、熱伝導効率に劣り、また、ロッド状ヒータは導線の断線を防止するように弁体の回転中心の穴内に穴壁とに隙間をあけて挿入し、弁体のみを回転させるように構成しているため、熱伝導効率に劣る。その結果、接ガス面、特に、弁体の温度分布が均一とならず、悪いために依然として副生成物の付着を防止することができず、動作不良を起こすおそれがあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような従来例の問題を解決しようとするもので、弁体をボディに組み込む際の調整を不要とすることができ、しかも、弁体の回転時にボディとこすれないようにしてボディと弁体との隙間を最小にすることができ、したがって、組立作業能率を向上させることができ、しかも、、ミニマム流量制御性を向上させることができ、更に、弁体の開放時に長方形の開口を得ることができて流体の通過開口面積を大きくすることができ、したがって、マキシマム流量制御性を向上させることができるようにしたスロットルバルブを提供するにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、ボディと弁体との加熱温度分布を良好にすることができ、したがって、副生成物が付着し難く、動作不良を防止することができるようにしたスロットルバルブを提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のスロットルバルブは、ボディの流路方向と直交する方向に軸が向けられた円筒状の穴をボディの両端に形成し、この穴に板状のボンネットに形成した短い円筒状部を挿入して塞ぎ、一方、方形状に形成した弁体の両端に大径の円板状部とそれぞれの円板状部の外面に同一軸心上に小径部を一体的に設けると共に、前記円筒状部の凹所に前記弁体の円板状部を回転可能に挿入し、かつ前記小径部を前記ボンネットの中央部に形成した貫通孔に軸受を介して回転可能に支持させ、前記ボディの穴の内壁に沿うように突設した仕切体を介して前記弁体を開閉可能に回転させたものである。
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の他のスロットルバルブは、上記構成において、上記ボディにおける弁体を囲む部分の外面を被覆するように外部加熱用ヒータを備え、上記弁体に接触状態で内蔵するように内部加熱用ヒータを備え、上記内部加熱用ヒータの導線を一方の軸部からボンネットの外方へ導き、この導線の外方へ導いた部分を上記弁体と内部加熱用ヒータの一体的な９０度の角度範囲での正逆回転を許すようにコイル状に取り出したものである。
【００１１】
上記構成において、上記仕切体をボディにリブ状に一体的に設け、または上記仕切体を棒状に形成し、各仕棒状切体の両端部をボンネット間に組み込むことができ、または上記仕切体を棒状に形成し、一方のボンネットから一体的に突設させることができる。
【００１２】
また、上記弁体の方形板状部の角部を面取り状に切欠き、この切欠き部の隣接部が、流路を閉じた状態で仕切体における弁体の開放側回転方向の端部に対応するように構成することができる。
【００１３】
上記のように構成された本発明によれば、弁体と軸部とを一体的に設けているので、弁体をボディに組み込む際の調整を不要とすることができ、しかも、弁体の回転時にボディとこすれないようにしてボディと弁体との隙間を最小に設定することができ、更に、弁体を方形板状に形成し、ボディにおける流体の流れ方向と直交方向の円筒状の穴壁に仕切体を設けているので、弁体の開放時に長方形状の流路開口を得ることができて流体の通過開口面積を大きくとることができる。
【００１４】
また、ボディにおける弁体を囲む部分の外面を被覆するように外部加熱用ヒータを備えることにより、接ガス面の温度分布を良好にすることができ、更に、弁体に内部加熱用ヒータを接触状態で内蔵させることにより、接ガス面の温度分布を一層良好にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１ないし図４は本発明の第１の実施形態によるスロットルバルブを示し、図１は縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視断面図、図４は要部の分解斜視図である。
【００１６】
図１ないし図４に示すように、ボディ１は流体の流路２と、この流路２と直交方向に軸が向けられた円筒状の穴３を有している。ボディ１の穴３の両端部外周の端壁４は外形が四隅を面取りされた正方形状に形成され、両端壁４の内周には環状溝５が形成され、両端壁４の四隅部にはねじ穴６が形成されている。両端壁４の環状溝５にＯリング７が挿入され、両端壁４にはボンネット８の板状部９が重ねられるとともに、ボンネット８の短い円筒状部１０が穴３内に挿入されている。ボンネット８の板状部９の四隅には取付け穴１１が形成され、この取付け穴１１から端壁４のねじ穴６にねじ１２が螺入されてボンネット８がボディ１に対してＯリング７によりシールされた状態で取外し可能に固定され、穴３の両端開放部が閉塞されている。
【００１７】
弁体（フラッパー）１３は方形板状に形成され、この弁体１３の両端に軸部１４が一体に設けられている。各軸部１４は弁体１３の両端に一体的に設けられた大径の円板状部１５と各円板状部１５の外面に同一軸心上で一体的に設けられた小径部１６とから構成されている。方形板状の弁体１３の厚さ方向の両側面は円弧状に形成され、弁体１３の一角部には面取り状に切欠き部１７が形成されている。切欠き部１７は弁体１３の肉厚方向の中央部から一方の扁平面側へ向かって約４５度の傾斜角度に形成されている。一方の軸部１４から弁体１３の中央部を貫通して他の軸部１４の中間部に至る穴１８が形成され、他方の軸部１４の先端部には長円形状の連結用穴１９が形成されている。弁体１３と軸部１４とはステンレス、アルミニウム等の円柱体から切削加工により形成され、若しくはダイカスト成形されて一体的に設けられている。そして、各円板状部１５がボンネット８の円筒状部１０により形成された円形の凹所に回転可能に挿入されるとともに、各小径部１６がボンネット８の中央部に形成された貫通穴２０に軸受２１を介して回転可能に支持され、弁体１３が穴３内で回転されるようになっている。
【００１８】
ボディ１の流路２の流体の流れ方向に沿う両側で円筒状の穴３の内壁に軸方向に沿って２本のリブ状の仕切体２２が対向して一体的に設けられている。各仕切体２２は弁体１３と協力して流路２を閉塞し、若しくは弁体１３の９０度の角度範囲での回転（図３の実線矢印および点線矢印参照）により開口面積、すなわち、流体の流量を調整することができ、対向面が弁体１３の円弧状面に対応する円弧状面に形成されている。そして、弁体１３の切欠き部１７に隣接する円弧状面が弁体１３の回転により流路３を閉じた状態で仕切体２２における弁体１３の開放側回転方向（図３における実線矢印方向）の下流側の端部に対応するように構成されている。したがって、弁体１３が開放側へ少し回転することにより、その円弧状面が仕切体２２の円弧状面から離脱し、切欠き部１７により仕切体２２と弁体１３とに隙間が形成されて流体の流れを開始させることができるようになっている。
【００１９】
ボディ１における穴３を囲む外面を被覆するように外部加熱用ヒータ２３が設けられている。この外部加熱用ヒータ２３は面状ヒータ（シリコンゴムヒータ）２４とその外側を覆うシリコンスポンジ製の保温カバー２５とを有し、面状ヒータ２４がボディ１における穴３を囲む外面に接触状態に設けられ、面状ヒータ２４の発熱線（図示省略）に接続された導線２６が保温カバー２５に挿通され、電源（図示省略）に接続されるようになっている。
【００２０】
一方の軸部１６から弁体１３を通って他方の軸部１６の中間部に至る穴１８に内部加熱用ヒータ２７として丸棒状のカートリッジヒータが内蔵されている。この内部加熱用ヒータ１７の導線２８は内部加熱用ヒータ２７の端部に設けられたカバー２９の側方に形成された穴３０から外方へ導かれ、カバー２９およびカバー２９側のボンネット８の筒状部３１の外周でコイル状にされている。導線２８のコイル状部はボンネット８の下側に取外し可能に取付けられた保護カバー３２により被覆されている。導線２８のコイル状部の先方は保護カバー３２の基部側の穴３３からボンネット８の板状部９の外面に沿って外部へ導かれ、電源（図示省略）に接続されるようになっている。そして、導線２８のコイル状部により内部加熱用ヒータ２７が弁体１３等と一体に回転するのを許すようになっており、これにより内部加熱用ヒータ２７を弁体１３の穴１８の内壁面に密接させた状態に内蔵させることができる。また、高価なスリップリングを不要とすることができる。
【００２１】
小径部１６の長穴１９を有する軸部１４側のボンネット８の外側には接続筒３４を介してアクチュエータ３５が取り付けられ、アクチュエータ３５の出力軸（図示省略）に連係された動力伝達軸３６の長円形突出部３７が小径部１６の長穴１９に挿入され、一体的に回転し得るように連係されている。そして、アクチュエータ３５の駆動により動力伝達軸３６を介して軸部１４および弁体１３が図３に実線矢印、点線矢印で示すように９０度の角度範囲で正逆回転されるようになっている。
【００２２】
以上の構成において、以下、その動作について説明する。
上記のように弁体１３と軸部１４とを一体的に設けているので、ボディ１の仕切体２２と弁体１３との嵌め合い公差はボンネット８の円筒状部１０に対する円板状部１５の嵌め合い公差だけであるので、ボディ１、ボンネット８、軸受２１の組立てがたにより弁体１３が軸部１４の軸方向にずれても弁体１３はボディ１の仕切体２２とこすれない。また、上記のように弁体１３と軸部１４とは一体的に設けているので、組立て作業が容易であることは勿論のこと、組立時の調整が不要であり、しかも、ボディ１、ボンネット８、弁体１３、仕切体２２の嵌め合い部は旋盤加工等により高精度に仕上げることができる。したがって、弁体１３と仕切体２２との隙間を最小にすることができる。
【００２３】
そして、アクチュエータ３５の駆動により上記のように動力伝達軸３６を介して軸部１４および弁体１３を９０度の角度範囲で正逆回転させ、仕切体２２と弁体１３とで流路２の開口面積を制御することにより、流体の流量を制御することができる。このとき、上記のように弁体１３と仕切体２２の隙間を最小にすることができるので、ミニマム流量制御性を向上させることができる。また、上記のように弁体１３を方形板状に形成し、ボディ１における流体の流れ方向と直交方向の円筒状の穴３の壁面に穴３の軸に沿って仕切体２２を設けているので、弁体１３の開放時に長方形状の流路開口を得ることができて流体の通過開口面積を大きくとることができ、したがって、マキシマム流量制御性を向上させることができる。しかも、上記従来例におけるバタフライバルブ構造のスロットルバルブと流体の通過面積を同じに設定する場合には、弁体１３の外形を上記従来例の弁体の外形よりも小さくすることができ、全体の小型化を図ることができる。
【００２４】
また、ボディ１が弁体１３を囲む形状に形成され、この弁体１３を囲む部分に外部加熱用ヒータ２３を設けることにより、外部加熱用ヒータ２３の加熱面積を大きくとって弁体１３を囲むことができるので、ボディ１および弁体１３の温度分布が良好となる。しかも、上記のように弁体１３の外形を小さくすることにより、弁体１３の温度分布が更に良好となる。また、弁体１３に内部加熱用ヒータ２７を内蔵させているので、弁体１３の温度分布が一層良好となり、更に、この内部加熱用ヒータ２７の導線２８を弁体１３の外方にコイル状に取り出して弁体１３と内部加熱用ヒータ２７とを一体的に回転させるのを可能とすることにより、内部加熱用ヒータ２７を弁体１３の穴１８の内周面に密接させて熱伝達効率を向上させることができ、弁体１３の温度分布が更に一層良好となる。このように接ガス面の温度分布に優れているので、排ガス中に含まれる副生成物がボディ１の内面、仕切体２２の外面および弁体１３の外面等に付着し難く、弁体１３を円滑に回転動作させることができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５ないし図７は本発明の第２の実施形態におけるスロットルバルブを示し、図５は図３と同様の断面図、図６は図２と同様の断面図、図７は要部の分解斜視図である。
【００２６】
本実施形態においては、主として、上記第１の実施形態とは異なる構成について説明し、上記第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
本実施形態の特徴とするところは、図５ないし図７に示すように、ボディ１内の流路２の開口面積を弁体１３との協力により調整する仕切体として２本の丸棒３８が用いられ、各丸棒状仕切体３８の両端に係合用突部３９が一体的に設けられ、これらの係合用突部３９がボンネット８の円筒状部１０に形成された係合用凹部４０に係合され、丸棒状仕切体３８がボディ１の穴３の内壁に沿うように突設される点にある。
【００２８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図８は本発明の第３の実施形態におけるスロットルバルブを示す要部の分解斜視図である。
【００２９】
本実施形態においては、主として、上記第１の実施形態とは異なる構成について説明し、上記第１の実施形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の特徴とするところは、図８に示すように、ボディ１内の流路２の開口面積を弁体１３との協力により調整する仕切体として２本の丸棒４１が用いられ、各丸棒状仕切体４１が一方のボンネット８の円筒状部１０と一体的に設けられ、各丸棒状仕切体４１の先端に係合用突部４２が一体的に設けられ、これらの係合用突部４２が他方のボンネット８の円筒状部１０に形成された係合用凹部４３に係合され、丸棒状仕切体４１がボディ１の穴３の内壁に沿うように突設される点にある。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、弁体１３に内蔵させる内部加熱用ヒータ２７として丸棒状のカートリッジヒータを用いているが、弁体１３と軸部１４とを一体的に成形しているので、各種のヒータを内蔵させることができる。このほか、本発明は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変更することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、弁体と軸部とを一体的に設けているので、弁体をボディに組み込む際の調整を不要とすることができ、しかも、弁体の回転時にボディとこすれないようにしてボディと弁体との隙間を最小に設定することができ、したがって、組立作業能率を向上させ、ミニマム流量制御性を向上させることができる。更に、弁体を方形板状に形成し、ボディにおける流体の流れ方向と直交方向の円筒状の穴壁に仕切体を設けているので、弁体の開放時に長方形状の流路開口を得ることができて流体の通過開口面積を大きくとることができる。したがって、マキシマム流量制御性を向上させることができる。
【００３３】
また、ボディにおける弁体を囲む部分の外面を被覆するように外部加熱用ヒータを備えることにより、接ガス面の温度分布を良好にすることができ、更に、弁体に内部加熱用ヒータを接触状態で内蔵させることにより、接ガス面の温度分布を一層良好にすることができる。したがって、副生成物がボディの内面、弁体の外面等に付着し難く、動作不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるスロットルバルブを示す縦断面図である。
【図２】同スロットルバルブを示し、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】同スロットルバルブを示し、図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】同スロットルバルブを示す要部の分解斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によけるスロットルバルブを示し、図３と同様の断面図である。
【図６】同スロットルバルブを示し、図２と同様の断面図である。
【図７】同スロットルバルブを示す要部の分解斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態によけるスロットルバルブを示す要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ボディ
２流路
３円筒状の穴
８ボンネット
１３弁体
１４軸部
１７切欠き部
２２仕切体
２３外部加熱用ヒータ
２７内部加熱用ヒータ
３５アクチュエータ
３８仕切体
４１仕切体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a throttle valve that is used for adjusting the flow of a fluid, and particularly suitable for use in a vacuum exhaust system of a process chamber of a semiconductor manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor manufacturing process, for example, one or more compounds / single gas composed of elements constituting the material to be deposited, such as metal CVD, are supplied into the chamber, and the gas phase or substrate surface chemistry is supplied. A desired thin film is formed on the substrate by the reaction, and an etching gas is supplied into the chamber like silicon nitride to etch the thin film on the substrate. A butterfly valve structure is generally employed as a throttle valve for controlling the pressure of the process chamber using such an evacuation system.
[0003]
In the throttle valve as described above, the by-product (fine particles) contained in the gas adheres to the inner surface of the body, the outer surface of the valve body, etc. It becomes impossible to adjust the opening. In such a throttle valve, it is known that a by-product hardly adheres to the body or the valve body by heating the body and the valve body to about 180 ° C.
[0004]
As a conventional throttle valve having a butterfly valve structure, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-185671, a semi-disc heater is inserted into a groove in the body, and a rod-like is formed at the center of rotation of the valve body. There has been proposed a configuration in which a heater is incorporated, the body is heated by a semi-disc heater, and the valve body is heated by a rod heater.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the throttle valve of the conventional butterfly valve structure as described above, the valve body and the drive shaft are formed separately, and one side portion of the drive shaft is inserted into the hole of the valve body, and these valve body and the drive shaft Is fixed with a pin, so that it is necessary to adjust the shaft center of the body and the center of rotation of the valve body when the valve body is assembled in the body. Inferior to Further, when the assembly of the valve body and the drive shaft, the adjustment of the center of the body and the valve body, etc. are defective, the valve body may rub against the body and cause galling, which may cause malfunction. For this reason, the gap between the body and the valve body cannot be set to be very small, and the fitting tolerance increases, so that the minimum flow rate control characteristic is not good.
[0006]
Further, in the throttle valve of the conventional example as described above, the contact area with the body in the semi-disc heater is narrow, so that the heat conduction efficiency is inferior, and the rod heater prevents the conductor from being disconnected. Since it is configured so that only the valve body is rotated by inserting a gap between the rotation center and the hole wall, the heat conduction efficiency is poor. As a result, the temperature distribution on the gas contact surface, in particular, the valve body is not uniform, and it is not possible to prevent the by-product from adhering, which may cause malfunction.
[0007]
An object of the present invention is to solve the problems of the conventional example as described above, and can eliminate the need for adjustment when the valve body is incorporated into the body, and does not rub against the body when the valve body rotates. Thus, the gap between the body and the valve body can be minimized, so that the assembly work efficiency can be improved, the minimum flow rate controllability can be improved, and the valve body can be opened. It is an object of the present invention to provide a throttle valve that can sometimes obtain a rectangular opening and increase a fluid passage opening area, and thus can improve the maximum flow rate controllability.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a throttle valve that can improve the heating temperature distribution between the body and the valve body, and therefore prevents by-products from adhering and prevents malfunction. There is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the throttle valve of the present invention has a cylindrical hole formed at both ends of the body with a shaft oriented in a direction perpendicular to the flow path direction of the body, and a plate-shaped bonnet is formed in the hole. The short cylindrical part is inserted and closed. On the other hand, a large-diameter disk-like part is formed at both ends of the rectangular valve body, and a small-diameter part is integrally formed on the same axis on the outer surface of each disk-like part. The disc-shaped portion of the valve body is rotatably inserted into the recess of the cylindrical portion, and the small-diameter portion can be rotated through a bearing formed in a central portion of the bonnet via a bearing. The valve body is rotated so as to be openable and closable via a partition body that is supported and protrudes along the inner wall of the hole of the body .
[0010]
In order to solve the above-mentioned problems, another throttle valve of the present invention has an external heating heater so as to cover an outer surface of a portion surrounding the valve body in the body in the above configuration, and is built in contact with the valve body. An internal heating heater is provided, and the lead wire of the internal heating heater is led out of the bonnet from one shaft, and the lead portion of the lead wire is integrated with the valve body and the internal heating heater. It is taken out in a coil shape so as to allow forward and reverse rotation in a typical 90 degree angle range.
[0011]
In the above configuration, the partition body can be integrally provided in a rib shape on the body, or the partition body can be formed in a rod shape, and both ends of each stick-shaped cut body can be incorporated between bonnets, or the partition body can be It can be formed in a rod shape and integrally project from one bonnet.
[0012]
Also, the corner of the rectangular plate-like portion of the valve body is cut out in a chamfered shape, and the adjacent portion of the cut-out portion is at the end of the valve body in the opening side rotation direction in the state where the flow path is closed. It can be configured to correspond.
[0013]
According to the present invention configured as described above, since the valve body and the shaft portion are provided integrally, it is possible to eliminate the need for adjustment when the valve body is incorporated into the body. The gap between the body and the valve body can be set to the minimum so that it does not rub against the body during rotation.In addition, the valve body is formed in a square plate shape and has a cylindrical shape perpendicular to the fluid flow direction in the body. Since the partition wall is provided on the hole wall, a rectangular flow path opening can be obtained when the valve body is opened, and a fluid passage opening area can be increased.
[0014]
In addition, by providing an external heating heater so as to cover the outer surface of the body surrounding the valve body, the temperature distribution on the gas contact surface can be improved, and the internal heating heater is in contact with the valve body. By incorporating it in a state, the temperature distribution on the gas contact surface can be further improved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described. 1 to 4 show a throttle valve according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, FIG. 2 is a sectional view taken along arrow AA in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the main part.
[0016]
As shown in FIGS. 1 to 4, the body 1 has a fluid flow path 2 and a cylindrical hole 3 whose axis is oriented in a direction orthogonal to the flow path 2. The outer wall 4 of the outer periphery of both ends of the hole 3 of the body 1 is formed in a square shape whose outer corners are chamfered, and annular grooves 5 are formed on the inner periphery of the both end walls 4. A screw hole 6 is formed. An O-ring 7 is inserted into the annular groove 5 of the both end walls 4, the plate-like portion 9 of the bonnet 8 is overlaid on the both end walls 4, and a short cylindrical portion 10 of the bonnet 8 is inserted into the hole 3. Mounting holes 11 are formed at the four corners of the plate-like portion 9 of the bonnet 8, and screws 12 are screwed into the screw holes 6 of the end wall 4 from the mounting holes 11 so that the bonnet 8 is attached to the body 1 by the O-ring 7. In a sealed state, it is fixed so as to be removable, and both open ends of the hole 3 are closed.
[0017]
The valve body (flapper) 13 is formed in a rectangular plate shape, and shaft portions 14 are integrally provided at both ends of the valve body 13. Each shaft portion 14 includes a large-diameter disk-like portion 15 integrally provided at both ends of the valve body 13 and a small-diameter portion 16 integrally provided on the outer surface of each disk-like portion 15 on the same axis. It is composed of Both side surfaces in the thickness direction of the rectangular plate-shaped valve body 13 are formed in an arc shape, and chamfered notches 17 are formed in one corner of the valve body 13. The notch portion 17 is formed at an inclination angle of about 45 degrees from the central portion in the thickness direction of the valve body 13 toward one flat surface side. A hole 18 extending from one shaft portion 14 through the central portion of the valve body 13 to the middle portion of the other shaft portion 14 is formed, and an oblong connecting hole 19 is formed at the tip portion of the other shaft portion 14. Is formed. The valve body 13 and the shaft portion 14 are integrally formed by cutting from a cylindrical body such as stainless steel or aluminum, or by die casting. Each disk-like portion 15 is rotatably inserted into a circular recess formed by the cylindrical portion 10 of the bonnet 8, and each small-diameter portion 16 is a through hole 20 formed in the central portion of the bonnet 8. And the valve body 13 is rotated in the hole 3.
[0018]
On both sides of the flow path 2 of the body 1 along the fluid flow direction, two rib-shaped partition bodies 22 are integrally provided so as to face the inner wall of the cylindrical hole 3 along the axial direction. Each partition 22 closes the flow path 2 in cooperation with the valve body 13, or the opening area by the rotation of the valve body 13 in an angle range of 90 degrees (see the solid and dotted arrows in FIG. 3), that is, the fluid The opposing surface is formed in an arcuate surface corresponding to the arcuate surface of the valve body 13. Then, the arcuate surface adjacent to the notch 17 of the valve body 13 closes the flow path 3 by the rotation of the valve body 13, and the opening side rotation direction of the valve body 13 in the partition 22 (the direction of the solid arrow in FIG. 3) ) To correspond to the downstream end. Therefore, when the valve body 13 is slightly rotated to the open side, the arc-shaped surface is detached from the arc-shaped surface of the partition body 22, and a gap is formed between the partition body 22 and the valve body 13 by the notch portion 17. The fluid flow can be started.
[0019]
An external heater 23 is provided so as to cover the outer surface surrounding the hole 3 in the body 1. This external heating heater 23 has a planar heater (silicon rubber heater) 24 and a heat insulating cover 25 made of silicon sponge covering the outside thereof, and the planar heater 24 is in contact with the outer surface surrounding the hole 3 in the body 1. A conductive wire 26 provided and connected to a heating wire (not shown) of the planar heater 24 is inserted into the heat insulating cover 25 and connected to a power source (not shown).
[0020]
A round bar-shaped cartridge heater is built in the hole 18 from one shaft portion 16 through the valve body 13 to the middle portion of the other shaft portion 16 as the internal heating heater 27. The lead wire 28 of the internal heating heater 17 is guided outwardly from a hole 30 formed on the side of the cover 29 provided at the end of the internal heating heater 27, and the cover 29 and the bonnet 8 on the cover 29 side are connected. The outer periphery of the cylindrical portion 31 is coiled. The coiled portion of the conductive wire 28 is covered with a protective cover 32 that is detachably attached to the lower side of the bonnet 8. The tip of the coil-shaped portion of the conductive wire 28 is led to the outside along the outer surface of the plate-shaped portion 9 of the bonnet 8 from the hole 33 on the base side of the protective cover 32 and connected to a power source (not shown). . The coil-shaped portion of the conducting wire 28 allows the internal heating heater 27 to rotate integrally with the valve body 13 and the like, so that the internal heating heater 27 can be connected to the inner wall surface of the hole 18 of the valve body 13. It can be built in a state of being in close contact with. Moreover, an expensive slip ring can be dispensed with.
[0021]
An actuator 35 is attached to the outside of the bonnet 8 on the side of the shaft portion 14 having the long hole 19 of the small diameter portion 16 via a connecting tube 34, and a power transmission shaft 36 linked to an output shaft (not shown) of the actuator 35. An oval protrusion 37 is inserted into the long hole 19 of the small-diameter portion 16 and linked so that it can rotate integrally. Then, by driving the actuator 35, the shaft portion 14 and the valve body 13 are rotated forward and backward through an angle range of 90 degrees as shown by solid line arrows and dotted line arrows in FIG. .
[0022]
The operation of the above configuration will be described below.
Since the valve body 13 and the shaft portion 14 are integrally provided as described above, the fitting tolerance between the partition body 22 of the body 1 and the valve body 13 is a disc-like portion 15 with respect to the cylindrical portion 10 of the bonnet 8. Therefore, even if the valve body 13 is displaced in the axial direction of the shaft portion 14 due to the assembly of the body 1, the bonnet 8, and the bearing 21, the valve body 13 does not rub against the partition body 22 of the body 1. In addition, since the valve body 13 and the shaft portion 14 are provided integrally as described above, the assembly work is easy and the adjustment at the time of assembly is not required. 8. The fitting part of the valve body 13 and the partition body 22 can be finished with high accuracy by lathe processing or the like. Therefore, the gap between the valve body 13 and the partition body 22 can be minimized.
[0023]
Then, by driving the actuator 35, the shaft portion 14 and the valve body 13 are rotated in the forward and reverse directions through the power transmission shaft 36 in the angle range of 90 degrees as described above, and the partition 22 and the valve body 13 By controlling the opening area, the flow rate of the fluid can be controlled. At this time, since the gap between the valve body 13 and the partition 22 can be minimized as described above, the minimum flow rate controllability can be improved. Further, the valve body 13 is formed in a rectangular plate shape as described above, and the partition body 22 is provided along the axis of the hole 3 on the wall surface of the cylindrical hole 3 perpendicular to the fluid flow direction in the body 1. Therefore, when the valve body 13 is opened, a rectangular flow path opening can be obtained, and the passage opening area of the fluid can be increased, so that the maximum flow rate controllability can be improved. Moreover, when the fluid passage area is set to be the same as that of the throttle valve of the butterfly valve structure in the conventional example, the outer shape of the valve body 13 can be made smaller than the outer shape of the valve body of the conventional example. Miniaturization can be achieved.
[0024]
Further, the body 1 is formed in a shape surrounding the valve body 13, and by providing an external heating heater 23 in a portion surrounding the valve body 13, the heating area of the external heating heater 23 is increased to surround the valve body 13. Therefore, the temperature distribution of the body 1 and the valve body 13 is good. Moreover, the temperature distribution of the valve body 13 is further improved by reducing the outer shape of the valve body 13 as described above. Further, since the internal heating heater 27 is built in the valve body 13, the temperature distribution of the valve body 13 is further improved, and the lead wire 28 of the internal heating heater 27 is coiled outside the valve body 13. The internal heating heater 27 is brought into close contact with the inner peripheral surface of the hole 18 of the valve body 13 by allowing the valve body 13 and the internal heating heater 27 to rotate integrally. The temperature distribution of the valve body 13 is further improved. As described above, since the temperature distribution on the gas contact surface is excellent, the by-product contained in the exhaust gas hardly adheres to the inner surface of the body 1, the outer surface of the partition 22, the outer surface of the valve body 13, and the like. Smooth rotation can be achieved.
[0025]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 5 to 7 show a throttle valve according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view similar to FIG. 3, FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 2, and FIG. FIG.
[0026]
In the present embodiment, a configuration different from that of the first embodiment will be mainly described, and the same parts as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
[0027]
The feature of this embodiment is that, as shown in FIGS. 5 to 7, two round bars 38 are used as partitions for adjusting the opening area of the flow path 2 in the body 1 in cooperation with the valve body 13. The engaging protrusions 39 are integrally provided at both ends of each round bar-shaped partition body 38, and these engaging protrusions 39 engage with the engaging recesses 40 formed in the cylindrical portion 10 of the bonnet 8. The round bar-shaped partition 38 is provided so as to protrude along the inner wall of the hole 3 of the body 1.
[0028]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is an exploded perspective view of the main part showing the throttle valve in the third embodiment of the present invention.
[0029]
In the present embodiment, a configuration different from that of the first embodiment will be mainly described, and the same parts as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
[0030]
The feature of this embodiment is that, as shown in FIG. 8, two round bars 41 are used as a partition for adjusting the opening area of the flow path 2 in the body 1 in cooperation with the valve body 13, Each round bar-like partition 41 is provided integrally with the cylindrical portion 10 of one bonnet 8, and an engaging projection 42 is provided integrally at the tip of each round bar-like partition 41. 42 is engaged with an engaging recess 43 formed in the cylindrical portion 10 of the other bonnet 8, and the round bar-like partition body 41 is provided so as to protrude along the inner wall of the hole 3 of the body 1.
[0031]
In the above embodiment, a round bar-shaped cartridge heater is used as the internal heating heater 27 incorporated in the valve body 13. However, since the valve body 13 and the shaft portion 14 are integrally molded, Can be built in. In addition, the present invention can be variously modified without departing from the basic technical idea.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the valve body and the shaft portion are provided integrally, it is possible to eliminate the need for adjustment when the valve body is assembled into the body, and when the valve body is rotated. The gap between the body and the valve body can be set to the minimum without rubbing with the body, so that the assembly work efficiency can be improved and the minimum flow rate controllability can be improved. Further, the valve body is formed in a rectangular plate shape, and the partition body is provided in the cylindrical hole wall in the direction orthogonal to the fluid flow direction in the body, so that a rectangular flow path opening is obtained when the valve body is opened. Thus, the fluid opening area can be increased. Therefore, the maximum flow rate controllability can be improved.
[0033]
In addition, by providing an external heating heater so as to cover the outer surface of the body surrounding the valve body, the temperature distribution on the gas contact surface can be improved, and the internal heating heater is in contact with the valve body. By incorporating it in a state, the temperature distribution on the gas contact surface can be further improved. Therefore, the by-product is difficult to adhere to the inner surface of the body, the outer surface of the valve body, etc., and malfunction can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a throttle valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing the throttle valve.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, showing the throttle valve.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a main part showing the throttle valve.
FIG. 5 shows a throttle valve according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view similar to FIG.
6 is a cross-sectional view similar to FIG. 2, showing the throttle valve.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a main part showing the throttle valve.
FIG. 8 is an exploded perspective view of a main part showing a throttle valve according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body 2 Flow path 3 Cylindrical hole 8 Bonnet 13 Valve body 14 Shaft part 17 Notch part 22 Partition body 23 Heater for external heating 27 Heater for internal heating 35 Actuator 38 Partition body 41 Partition body

Claims

A cylindrical hole with its axis oriented in the direction perpendicular to the body flow direction is formed at both ends of the body, and a short cylindrical part formed in a plate-shaped bonnet is inserted into this hole to close it. A large-diameter disk-shaped portion is formed at both ends of the valve body formed in a shape, and a small-diameter portion is integrally provided on the outer surface of each disk-shaped portion on the same axis, and the valve is disposed in the recess of the cylindrical portion. A disc-shaped part of the body is rotatably inserted, and the small-diameter part is rotatably supported by a through hole formed in the central part of the bonnet via a bearing so as to protrude along the inner wall of the hole of the body. A throttle valve, wherein the valve body is rotated so as to be openable and closable via a partition provided .

An external heating heater is provided so as to cover an outer surface of a portion surrounding the valve body in the body, an internal heating heater is provided so as to be incorporated in contact with the valve body, and the lead wire of the internal heating heater is provided on one shaft. It is led out of the bonnet from the part, and the part led out of the lead wire is coiled so as to allow forward and reverse rotation in an integral 90 degree angle range of the valve body and the internal heating heater. The throttle valve according to claim 1 taken out.

The throttle valve according to claim 1 or 2, wherein the partition is integrally provided on the body in a rib shape.

The throttle valve according to claim 1 or 2, wherein the partition is formed in a rod shape, and both end portions of each rod-shaped partition are incorporated between bonnets.