JPH0369872A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は逆止弁の改良に関するものであり、主として半
導体製造プラント等の高純度ガス設備に利用されるもの
である。

（従来の技術） 半導体製造プラント等に於いては所謂高純度ガスが多く
使用されており、且つその使用圧力も１６５ｋｇ／ａｄ
程度の高圧から０．０２ｋｇ／ｄ以下の低圧まで、幅広
い圧力範囲に亘っている。

而して、前記高純度ガス設備に於いて使用する逆止弁は
、所謂逆圧時に安定したシール性が迅速に確保されねば
ならないことは勿論のこと、流体の置換特性が良好なこ
とや摩耗等による不純物の発生が無いこと等の特殊な特
性が必要とされる。

第３図は半導体用ガス設備等で従来から広く利用されて
いる逆止弁を示すものであり、ボディ２２とボディ２３
からなる弁箱内腔内ヘディスク２４゜グランド１９、シ
ートパツキン２０及びスプリング２１等を配設すること
により構成されており。

矢印方向の逆圧が負荷された場合にはディスク２４がシ
ートパツキン２０へ接当し、流体流路が閉塞される。

しかし、上述の如き構造の逆止弁に於いては。

逆圧負荷時のディスク２４の受圧径をシート径と同程度
にしか取れず、シート面圧を十分に上げることが困難と
なる。その結果、シール性が不安定になったり、或いは
シート材としてゴム等の柔軟質のものしか使用できない
という問題がある。

また、従前の逆止弁に於いては、コイルスプリングの線
材同士の接触やディスク２４とグランド１９の如き金属
摺動部があるため、摩耗による異物の発生を避けること
が出来ないうえ、摩耗によりディスク２４の摺動性が低
下する。その結果、ガス純度の低下を招いたり、或いは
逆圧時のシール応答性を高め難いという問題が起生ずる
。

更に、従前の逆止弁に於いては、ディスク２４とグラン
ド１９間の隙間の如き所謂デッドスペースが比較的大き
いうえ、コイルスプリングの収納用に比較的大きなスペ
ースを必要とする。その結果、所謂弁の流体置換特性が
悪化し、ガス純度の低下を招くという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、従前のこの種高純度ガス設備用の逆止弁に於
ける上述の如き問題、即ち（イ）摩耗による異物の発生
が避けられないこと、（ロ）シール応答性が低いこと、
（ハ）流体置換性が低いこと等の問題を解決せんとする
ものであり、シール応答性に優れ、しかもガス純度の低
下を招くことの無い逆止弁を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本件発明は、流体入口通路８と、上流側弁室Ａと、前記
通路８と弁室Ａ間を連通ずる連絡通路９と、上流側弁室
Ａの底面側に設けた弁座６と、上流側弁室Ａの開放側に
設けたダイヤフラム保持面１ａとを備えた主弁箱１と：
流体出ロ通路１０と、これに連通ずる下流側弁室Ｂと、
下流側弁室Ｂの開放側に設けたダイヤフラム保持面２ａ
とを備えた副弁箱２と；外周縁部を前記両弁箱１，２の
ダイヤフラム保持面１ａ、２ａ間に気密状に挟圧保持す
ることにより、前記両弁室Ａ、Ｂ間に配設されたダイヤ
フラム４と：前記ダイヤフラム４の中央部に固着され、
前記弁座６へ当離座することにより弁室Ａとその中央部
に貫孔された流体通路１４間を遮断又は連通する弁体５
と；前記下流側弁室Ｂ内に配設され、弁体５を弁座６側
へ押圧する磁石７とを発明の基本構成とするものである
。

（作用） 磁石７による弁体５の押圧力より高い流体圧が矢印（イ
）方向に加わると、弁体５が矢印（イ）方向へ押圧され
、弁体部５ｂが弁座６から離座し、弁室Ａと通路１４と
が連通して流体が流通する。

また、矢印（ロ）方向の逆圧が弁体５にかかった場合に
は、弁体部５ｂが弁座６側へ押付けられ、通路１４と弁
室Ａ間の連通が遮断され、流体の矢印（ロ）方向への流
通が遮断される。

この場合、弁体５のクランプ部材５ａの外径を適宜に選
定することにより、逆圧時の所謂受圧径が任意に調整可
能となる。また弁体５をその中央部に支持するダイヤフ
ラム４は、両弁箱１，２のダイヤフラム保持面１ａ、ｌ
ｂに形成したガイド部１ｃ、２ｃによって面内↓こ支持
され、ダイヤフラム４には局部的な応力が−切かからな
い。

（実施例） 以下１図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例に係る逆止弁の縦断面図である
。図に於いて１は主弁箱、２は副弁箱。

３は締込用ナツト、４はダイヤフラム、５は弁体、６は
弁座、７は磁石、８は流体入口通路、９は連絡通路、１
０は出口通路、Ａは上流側弁室、Ｂは下流側弁室であり
、流体通路１４を備えた弁体５を中央部に固設したダイ
ヤフラム４を、主弁箱１と副弁箱２の各ダイヤフラム挟
持部１ｂ、２ｂ間にパツキン１１を介設して挟着し、締
付ナツト３によって両弁箱２，３を締付は固着すること
により、逆止弁が構成されている。

尚１本実施例に於いては、締付ナツト３によって両弁箱
２，３を締付は固着するようにしたが、ボルトとナツト
によって両弁箱２，３を締付は固着するようにしても良
い。

主弁箱１はステンレス鋼（ＳＵＳ　３１６）等によりほ
ぼＴ型に形成されており、流体入口通路８、連絡通路９
、上流側弁室Ａ、弁座６、カップリング用ねじ１２及び
継手用ねじ１３が夫々形成されている。

また、主弁箱１の弁室Ａ側の側面即ちダイヤフラム保持
面１ａは、ダイヤフラム４を挟圧するための平面状の挟
持部１ｂと、ダイヤフラム４の横方向移動を面内に受は
止めるための断面が波形の外表面を有するガイド部１ｃ
とから形成されており、ガイド部１ｃとダイヤフラム４
との間には僅かな間隙Ｇが設けられている。

前記ダイヤフラム保持面１ａのガイド部１ｃの外表面を
、断面形状が波形の凹・凸面とすることにより、後述す
る如く高ガス圧がかがった場合のダイヤフラム４の変形
や破壊が有効に防止されることになる。

尚１本実施例に於いては前記弁座６を主弁箱ｌと一体的
に形成しているが、上流側弁室Ａの底面側に弁座嵌着孔
を穿設し、ここに樹脂や他の金属、ゴムコーティング金
属等によって別に形成したシート部を嵌合することも可
能である。

また、本実施例では、主弁箱ｌの前記ダイヤフラム保持
面１ａのガイド部１ｃを、断面形状が波形となる凹・凸
面に仕上げているが、使用ガス圧が低圧の場合には前記
ガイド部１ｃを平面状にすることも可能である。

副弁箱２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ　３１６）によって
前記主弁箱ｌと対称状に形成されており、中央部に下流
側弁室Ｂとこれに連通ずる流体出口通路ｌＯ１継手用ね
じ１５が夫々形成されている。

また、副弁箱２の弁室Ｂ側の側面即ちダイヤフラム４の
保持面２ａには、前記主弁箱１の保持面１ａと同様に、
平面状の挟持部２ｂと断面形状が波形の凹・凸面のガイ
ド部２ｃとが設けられている。尚、前記主弁箱ｌのガイ
ド部１ｃを平面状とした場合には、副弁箱２のガイド部
２ｃも平面状とすることは勿論である。

ダイヤフラム４は０．０５〜０．１２！５ｍｍの厚さの
ステンレス鋼又はインコネル系メタルによって形成され
ており、その外表面には、前記両弁箱１゜２のガイド部
１ｃ、２ｃの各外表面の波形間・凸に合致する断面が波
形の凹・凸が形成されている。

又、当該ダイヤフラム４の中央部には、弁体５が後述す
る如き方法によって固設されており、更にダイヤフラム
４の外径は弁体５の外径の２〜３倍に選定されている。

尚９本実施例に於いては、ダイヤフラム４を断面が波形
を呈する凹・凸状の外表面を有する円板体としているが
、使用ガス圧が低い場合には、所謂コルゲート加工を省
略して平滑な外表面のダイヤフラム板としてもよい。

弁体５は、クランプ部材５ａとこれに固着したディスク
部５ｂとから形成されており、中央部には流体通路１．
４が形成されている。

又、前記ディスク部５ｂには合成樹脂、ゴムコーティン
グをしたメタル等が使用され、弁座６側の材質や使用ガ
ス圧との関係で適当な材質が選定される。

更に、前記クランプ部材５ａは、第２図に示す如く受金
具１６と押え金具１７とから形成されており、環状リン
グ１８を介設してステンレス（ＳＯ８３１６）製の両金
具１６．１７間にダイヤフラム４の内側端縁４ａを挾み
、押え金具１７を受金具１６側へ押し付けた状態で両者
を溶接することにより、ダイヤフラム４がクランプ部材
５ａへ挟着保持されている。

尚、本実施例ではダイヤフラム４の内側端縁４ａをクラ
ンプ部材５ａによって挟着保持する構成としているが、
ダイヤフラム４と弁体５とを溶接によって固着してもよ
いことは勿論である。

磁石７は弁体５を弁座６側へ押圧するためのものであり
、一対の磁極Ｎ−８が弁体５側と副弁箱２側に夫々固設
されている。

尚、本実施例では磁石７によって弁体５を弁座６側へ押
圧する構成としているが、磁石７に替えてコイルスプリ
ング１や円錐状の板バネを使用することも可能である。

次に、本発明に係る逆止弁の作動について説明する。

磁石７による弁体５の押圧力より高い流体圧が矢印（イ
）方向に加わると、弁体５が矢印（イ）方向へ押圧され
、弁体部５ｂが弁座６から離座し、弁室Ａと通路１４と
が連通して流体が流通する。

また、矢印（ロ）方向の逆圧が弁体５にかかった場合に
は、弁体部５ｂが弁座６側へ押付けられ。

通路１４と弁室Ａ間の連通が遮断される。

この場合、弁体５のクランプ部材５ａの外径を適宜に選
定することにより、逆圧時の所謂受圧径が任意に調整可
能となる。また、弁体５をその中央部に支持するダイヤ
フラム４は、両弁箱１，２のダイヤフラム保持面１ａ、
ｌｂに形成したガイド部１ｃ、２ｃによって面的に支持
され、ダイヤフラム４には局部的な高応力はかからない
。

（発明の効果） 本発明に於いては、中央部に流体通路１４を設けた弁体
５をダイヤフラム４の中央に設け、弁体５を弁座６へ当
離座せしめることにより、通路１４と上流側弁室Ａとを
連通又は遮断する構成としている。その結果、逆圧負荷
時の弁体５の受圧径を任意の寸法に選定することが可能
となり、ディスク部５ｂと弁座面との押圧力（シート面
圧）を十分に上げることが出来、シール性が安定すると
共に、弁座６やディスク部５ｂの使用部材が前記押圧力
の面から制約されなくなる。

また、弁体５をダイヤフラム４によって保持する構成と
しているため、所謂金属同士の摺接部が殆んど無くなる
。その結果、金属粉等の異物の発生が皆無となり、これ
によるガス純度の低下等が生じない、特に、弁体５の押
圧力を磁石７によって得る場合には、前記異物の発生が
ほぼ零となる。

更に、ダイヤフラム４の外表面に波形の凹・凸を形成す
ると共に、両弁箱１，２のダイヤフラム保持面１ａ、２
ａに、前記ダイヤフラム４の波形間・凸に合致する凹・
凸面を備えたダイヤフラムガイド部１ｃ、２ｃを設けた
場合には、ダイヤフラム４が前記ガイド部１ｃ、２ｃに
よって面的に支持ガイドされることになり、仮りに高ガ
ス圧がかかった場合でも、これによってダイヤフラム４
が容易に変形したり或いは破損したりすることが無い。

そのうえ、本発明では、逆圧の印加によって弁体５が作
動する際に、弁体５に摩擦抵抗が作用すると云うことが
全く無いため、弁体５は極めて円滑に作動し、シール時
の応答性が著しく向上する。

加えて１本発明の逆止弁に於いては、弁室Ａ。

Ｂ内の所謂デッドスペースが従前の逆止弁の場合に比較
して著しく小さくなり、その結果弁のガス置換特性が著
しく向上する。特に弁体５の押圧力を磁石７によって得
る場合には、弁室Ｂそのものの大幅な減容化が可能とな
り、ガス置換特性の向上と云う点で極めて好都合である
。

更に、本発明では弁体５の中央部に流体通路１４を形成
し、リング状のディスク部５ｂを弁座のシート部６ａへ
当座させる構成としているため、小さな弁体押圧力でも
って極めて緊密にディスク部５ｂがシート部６ａへ密接
することになり、高いシール性能が得られる。

本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る逆止弁の縦断面図である。 第２図はダイヤフラムと弁体との固着機構を示す部分縦
断面図である。 第３図は従前の逆止弁の一例を示す縦断面図である。 １ ａ ｂ Ｃ ａ ｂ Ｃ ａ ｂ ａ ４ 主弁箱 ダイヤフラム保持面 ダイヤフラム挟持部 ダイヤフラムガイド部 副弁箱 ダイヤフラム保持、面 ダイヤフラム挟持部 ダイヤフラムガイド部 締込用ナツト ダイヤフラム 弁体 クランプ部材 ディスク部 弁座 シート部 磁石 上流側弁室 下流側弁室 流体通路 第 図 一一一一一〒 ２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体入口通路（８）と、上流側弁室（Ａ）と、前
   記通路（８）と弁室（Ａ）間を連通する連絡通路（９）
   と、上流側弁室（Ａ）の底面側に設けた弁室（６）と、
   上流側弁室（Ａ）の開放側に設けたダイヤフラム保持面
   （１ａ）とを備えた主弁箱（１）と；流体出口通路（１
   ０）と、これに連通する下流側弁室（Ｂ）と、下流側弁
   室（Ｂ）の開放側に設けたダイヤフラム保持面（２ａ）
   とを備えた副弁箱（２）と；外周縁部を前記両弁箱（１
   ）、（２）のダイヤフラム保持面（１ａ），（２ａ）間
   に気密状に挟圧保持することにより、前記両弁室 （Ａ），（Ｂ）間に配設されたダイヤフラム（４）と；
   前記ダイヤフラム（４）の中央部に固着され、前記弁座
   （６）へ当離座することにより弁室（Ａ）とその中央部
   に貫孔された流体通路（１４）間を遮断又は連通する弁
   体（５）と；前記下流側弁室（Ｂ）内に配設され、弁体
   （５）を弁座（６）側へ押圧する磁石（７）とより構成
   した逆止弁。
2. （２）ダイヤフラム（４）を断面が波形の凹・凸を有す
   る円板体とすると共に、両弁箱（１），（２）の前記ダ
   イヤフラム保持面（１ａ），（２ａ）に、前記ダイヤフ
   ラムの凹・凸に合致する断面が波形の凹・凸を外表面に
   有し、且つ挟持されたダイヤフラム（４）との間に一定
   の間隙（Ｇ）を有するダイヤフラムガイド部（１ｃ），
   （２ｃ）を夫々設けるようにした請求項（１）に記載の
   逆止弁。
3. （３）コイルバネ若しくは板バネにより弁体（５）を弁
   座（６）側へ押圧する構成とした請求項（１）に記載の
   逆止弁。