JPH062776A

JPH062776A - ダイヤフラムバルブ

Info

Publication number: JPH062776A
Application number: JP15911592A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Yokoyama; 郁生横山
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1994-01-11
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2922056B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はダイヤフラムバルブに関し、特にダ
イヤフラムの接液部において流体の滞留のない構造を有
するダイヤフラムバルブを提供することを目的としてい
る。【構成】入口流路３と出口流路４とをダイヤフラム９
により連通及び閉塞するダイヤフラムバルブにおいて、
該ダイヤフラム９は中央部にディスク部１０、その周縁
に膜部１１を有する構造であり、かつその接液部は凹凸
のない曲面形状となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体輸送配管に用いるダ
イヤフラムバルブに係り、さらに詳しくはバルブの清浄
度とダイヤフラムのシール性能を向上させたダイヤフラ
ムバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイヤフラムバルブにおいては、
図４に示すように、ダイヤフラムのディスク部２７は膜
部２８よりも下方に突き出た形状となっている。また、
流体の弁本体外部への漏れは、ダイヤフラムの係止突部
２９を弁本体の嵌合溝部３０に嵌合させ、ボンネット３
１で挟持させることによって防止されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のダイヤフラムバ
ルブでは開状態において、図５に示すように、流体はデ
ィスク部２７表面に衝突したのち出口流路側へと流出す
るが、その際ディスク部２７と膜部２８との段差のため
に、流体はここで滞留３２を起こす。通常の流体輸送に
おいては、この滞留３２はさほど問題とはならないが、
特に半導体製造プロセスや医薬・食品・バイオ産業にお
ける超純水輸送ラインや液体輸送ラインにおいては次の
２点で問題視されている。

【０００４】（１）滞留３２が長期に及ぶと、該滞留３
２が作用するダイヤフラムのディスク部２７と膜部２８
表面に細菌が発生し増殖する。（２）特に医薬・食品・バイオ産業における液体輸送ラ
インでは、滞留部３２の作用で少しでも表面に残留物が
付着すると、繰り返し行われる熱殺菌のために該残留部
分が焦げついて固化し、さらにそれが核となって成長を
重ね、これが製品に混入して品質を低下させたり、ある
いはその部分に細菌が発生して増殖し製品全体が使用で
きなくなる。上記（１）及び（２）の問題点を解決するために、当業
者らはなるべく流路が単純で滞留部がなく、流体との接
触面積の少ないバルブを使用するようにしているのが現
状である。

【０００５】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、特に
ダイヤフラムの接液部において流体の滞留がない構造を
有したダイヤフラムバルブを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のダイヤフラムバルブの構成は、入口流路と出
口流路とをダイヤフラムにより連通及び閉塞するダイヤ
フラムバルブにおいて、該ダイヤフラムは中央部にディ
スク部、その周縁に膜部を有し、かつその接液部は凹凸
のない曲面形状であることを特徴とするものである。

【０００７】本発明のダイヤフラムバルブの材質は金属
でもプラスチックスでも良く特に限定されるものではな
い。また、ダイヤフラムの材質も特に限定されないがフ
ッ素系樹脂（例えばＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＣＴＦＥ等）
が特に効果的のものとして挙げられる。

【０００８】

【作用】上記の構成からなる本発明のダイヤフラムバル
ブは使用時において、流体が入口流路からダイヤフラム
本体とで形成される空間を経て出口流路へと流出する。
このとき前記空間に達した流体は、まずダイヤフラムの
ディスク部に衝突し次に膜部表面に沿って滑らかに流れ
出口流路へと流出するので、ダイヤフラムの接液部にお
いて流線が剥離することがなく、したがって流体の滞留
は起こらない。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるプラスチック
製ダイヤフラムバルブの開状態を示す要部縦断面図であ
る。図において１はストップ弁型弁本体（以下本体と称
する）であり内部に設けられた隔壁２により入口流路３
と出口流路４とが隔離されると共に該流路３及び４とが
湾曲された流路となるよう構成されている。５は隔壁２
に設けられ入口流路３と出口流路４とを連通する開口部
である。６は隔壁２すなわち開口部５の周囲に設けられ
た環状弁座である。７は弁本体上部に設けられた環状溝
であり、８は環状溝７の内側に設けられた平坦部であっ
て、可能な限り面積が小となるよう形成されている。さ
らに平坦部８から環状弁座６までの隔壁２の上面は該平
坦部８よりも下方に位置するように、また可能な限り凹
凸のないように滑らかに形成されている。

【００１０】９はＰＴＦＥ製のダイヤフラムであり、中
央部にディスク部１０、ディスク部１０の周縁に膜部１
１、膜部１１に続いて円盤状の周縁部１２が、それぞれ
滑らかな面でつながるよう設けられており、さらに該周
縁部１２の下方には断面矩形の環状嵌合部１３が一体的
に形成されている。またディスク部１０の上面にはねじ
部１４が突設され、該ねじ部１４はコンプレッサー１５
に螺合固定されている。さらに、環状嵌合部１３は本体
１の環状溝７に嵌合固定され、周縁部１２は上方から筒
状ボンネット１６によって押圧されている。

【００１１】したがって、周縁部１２及び環状嵌合部１
３は本体１とボンネット１６とによって挟持固定され、
周縁部１２の下面１７は前記本体平坦部８に、環状嵌合
部１３の両側面は環状溝７の内側面にそれぞれ密着固定
されている。

【００１２】筒状ボンネット１６の中央にはコンプレッ
サー１５を摺動自在に支持している開口部１８が設けら
れている。また、ボンネット１６の下端部における前記
平坦部８に対応した位置には環状溝１９が設けられ、Ｏ
リング２０が装着されている。２１はボンネットに固定
された蓋体であり、その中央部に設けられた開口部２２
で前記コンプレッサー１５を摺動自在に支持している。

【００１３】上記の構成からなる本実施例のダイヤフラ
ムバルブの作動は次のとおりである。図１においてバル
ブに流体を流すと、該流体は入口流路３、開口部５、ダ
イヤフラム９と本体１とで形成される空間２６を通過し
て出口流路４へと流出する。このとき空間２６に達した
流体は、まずディスク部１０に衝突し次に膜部１１表面
に沿って滑らかに流れ出口流路４へと流出するので、ダ
イヤフラム９の接液部において流線の剥離がなく、した
がって流体は滞留しない。

【００１４】また、前記空間２６に達した流体はその圧
力の作用によりダイヤフラム周縁部１２及び環状嵌合部
１３と本体１とのクリアランスを通過してバルブ外部へ
と流出しようとする。

【００１５】しかし、周縁部１２及び環状嵌合部１３は
ボンネット１６によって本体１の環状溝７及び平坦部８
に密接に挟持固定されているので、流体のバルブ外部へ
の流出は阻止される。

【００１６】さらにまた、流体の圧力や温度が長期間に
わたって変動することにより、ダイヤフラム周縁部１２
及び環状嵌合部１３がクリープするかまたは本体の平坦
部８及び環状溝７が歪む等しても、周縁部１２はＯリン
グ２０の弾性作用によって本体平坦部８に常に押圧され
ているので、その下面１７と平坦部８とのクリアランス
が拡大することはなく流体のバルブ外部への流出は阻止
される。

【００１７】このＯリング２０の弾性作用をより効果的
にするためには、平坦部８の断面積、すなわちダイヤフ
ラムの周縁部１２の下面１７と平坦部８との接触面積が
なるべく小となるよう形成することが必要である。と同
時に、Ｏリング２０は該下面１７を本体の平坦部８に集
中的に押圧させるような位置構成にすることが望まし
い。

【００１８】また、本実施例のごとく弾性部材としてＯ
リングを使用することによって、ダイヤフラム周縁部１
２を本体平坦部８に集中的に押圧させるという目的を最
も効果的に達成できると同時に、弾性部材自体のクリー
プを最小限に食い止められるため、前記弾性作用を長期
にわたって可能ならしめるという相乗効果をも合わせ持
つことができる。その意味においては、弾性部材として
は通常使用される断面矩形状のシートパッキン等を使用
するよりもＯリングを使用したほうが遙かに効果的であ
る。さらに本実施例の場合、Ｏリング２０の弾性作用は
ダイヤフラムの環状嵌合部１３と本体の環状溝７へは作
用を及ぼさないが、特にその必要性はなく前記作用のみ
で十分にその目的を達成できる。

【００１９】次に、外部からの駆動力によりコンプレッ
サー１５を下方に移動させるとそれに連動してダイヤフ
ラム９のディスク部１０も下方へと移動し本体環状弁座
６に当接しさらに押圧させられる。したがって、流路は
ここで完全に遮断され、弁は閉止状態となる。また、こ
れとは逆の作用で、コンプレッサー１５を上方へ移動さ
せるとディスク部１０も上方へ移動し弁は再び開状態と
なる。このようにして、弁の開閉が行われる。

【００２０】弁の開閉の際、ダイヤフラム９のディスク
部１０と膜部１１とは流体圧力の作用を受けて本体平坦
部８よりも内側へとひき込まれようとする現象が生じる
が、前記環状嵌合部１３は本体１の環状溝７に嵌合固定
されているので、かかる現象を阻止出来る。

【００２１】図３は、本発明のダイヤフラムバルブの他
の実施例を示した要部拡大縦断面図である。本実施例の
構成において、第１の実施例と異なる点は本体環状溝７
の底部と平坦部８に断面三角形の環状突起２３，２４が
それぞれ一個ずつ設けられていることと、弾性部材とし
てＯリングの代りにシートパッキン２５が使用され、該
シートパッキン２５がダイヤフラムの周縁部１２の上面
をほぼ全域にわたって押圧できるよう構成されている点
であり、他の構成は第１の実施例と同じである。

【００２２】上記のごとく構成された本実施例のダイヤ
フラムバルブによれば、ダイヤフラム周縁部１２の下面
１７は環状突起２４に、また環状嵌合部１３の下端面は
環状突起２３に押圧されているので、流体のバルブ外部
への流出はここで食い止められる。また、これら環状突
起２３及び２４とダイヤフラムとの接触面積は極小とな
るのでそのシール効果も極めて大きなものとなる。

【００２３】さらに、流体圧力及び温度の長期間にわた
る変動により、ダイヤフラム周縁部１２及び環状嵌合部
１３、または本体１の平坦部８及び環状溝７がクリープ
したとしても、周縁部１２の上面はシートパッキン２５
により環状突起２３及び２４に押圧されているので、該
シートパッキン２５の弾性作用によりダイヤフラム９と
本体１とのクリアランスが拡大することはなくシール作
用が保持される。本実施例の場合、環状突起２３及び２
４が２か所でダイヤフラム９に押圧されているので、も
し仮に環状突起２４または２５が何らかの原因で破損し
たとしても第二の環状突起２５または２４が作用して流
体のバルブ外部への流出を防ぐなど二重のシール効果が
ある。他の作動については、本発明の第一の実施例と同
じであるから説明を省略する。

【００２４】また、本実施例で述べてきた環状突起２３
及び２４は、本発明の第一の実施例に適用することによ
りさらに大きな効果をもたらすことはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したごとき構造を有する本発明
のダイヤフラムバルブを使用することにより、バルブ内
部に全く滞留の生じない極めて清浄度の高い流体輸送が
可能となる。

【００２６】また、効果が極めて簡単な構造によって得
られるため、弁装置がコンパクトとなり、同時に極めて
安価であるなどの効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイヤフラムバルブの一実施例を
示す開状態の要部縦断面図である。

【図２】図１におけるダイヤフラムバルブのダイヤフラ
ム外周部のシール部分を示す要部拡大縦断面図である。

【図３】本発明に係るダイヤフラムバルブの他の実施例
を示す要部拡大縦断面図である。

【図４】従来のダイヤフラムバルブの要部縦断面図であ
る。

【図５】図４におけるダイヤフラムバルブの要部拡大縦
断面図である。

【符号の説明】

１…本体３…入口流路４…出口流路７…環状溝８…平坦部９…ダイヤフラム１０…ディスク部１１…膜部１２…周縁部１３…環状嵌合部１６…ボンネット２０…Ｏリング２３…環状突起２４…環状突起２５…シートパッキン２６…空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入り口流路と出口流路とをダイヤフラム
により連通及び閉塞するダイヤフラムバルブにおいて、
該ダイヤフラムは中央部にディスク部、周縁に膜部をそ
れぞれ有し、かつその接液部は凹凸のない曲面形状であ
ることを特徴とするダイヤフラムバルブ。
【請求項２】請求項１のダイヤフラムバルブにおい
て、該ダイヤフラムの周縁部には環状嵌合部が設けられ
本体と嵌合されており、かつ該周縁部は弾性体を介して
ボンネットにより本体に挟持されていることを特徴とす
るダイヤフラムバルブ。
【請求項３】請求項２のダイヤフラムバルブにおい
て、前記弾性体がＯリングであることを特徴とするダイ
ヤフラムバルブ。