JPS5939257Y2 - 真空仕切弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水冷吸熱板内蔵形の耐熱真空仕切弁に関するも
の、である。

例えば一方の側に熱源室があり、他方の側には熱源のな
い室があって、何れもその内部は常に真空またば減圧に
保持している真空（装置）系において、−吉例から他方
に物体の遣取が行われ、また、その間を遮断する必要が
ある場合には、遮断用真空弁が使用されるが、この真空
弁の耐熱性は熱源室温が高温になる程重要である。

然るに、従来の真空弁は真空封止にのみ重点を置いた構
造であり、その弁体は、例えばステンレス材料から戊る
金属板にＯ−リングと呼ばれる耐熱性の低いゴム材料か
ら収るバッキングを付加しただけの構造であって、その
弁体を、例えば回転軸の回りに旋回動をさせることによ
って弁の開放位置から閉止位置へ、あるいはその逆に移
動させ、閉止操作を行なう場合には、さらに上記閉止位
置へ旋回動をさせた後に回転軸方向にも移動させ、例え
ば真空弁容器の開口部の周縁位置にバッキングを圧縮し
ながら密着させることにより真空封止を行なうものであ
った。

このような従来の真空弁では、その使用範囲はバッキン
グの耐熱範囲により限定されていた。

例えば、バッキング用材料として多く用いられるフッ素
ゴムの場合には、その使用上限温度は約１８０℃である
。

従って、フッ素ゴムから戊るバッキングを用いた真空弁
は、パツキング部の温度が常に１８０℃以下であるよう
な、熱源室からの熱の伝達が比較的少ない真空系にのみ
使用可能であって、後述の本考案の適用例のようにバッ
キング部の温度がこれより高温になる真空系には使用で
きなかった。

一方、弁としては、弁の耐熱性あるいは弁による熱遮断
効果を持たせるため、例えば実公昭３０−６１６２号公
報に提案されているように、弁体内部に冷却水を通水す
るようにしたものもあった。

しかしこのように弁体そのものを水冷する構造では、水
漏れなどの問題が生じないような確実な通水経路を確保
する必要がある点から、弁体の可動範囲には自から制限
が生まれ、例えば固定軸の周りの旋回動のみが行なえる
ものであった。

既に真空弁の項で述べたように、真空弁にはその真空封
止部に通常、ゴム製のバッキングが用いられ、これによ
り二つの室を真空封止（閉止）する際には弁体を閉止位
置に旋回動させる他に、弁体を固定軸の方向にも移動さ
せることによりバッキングを圧縮し、密着させる動作が
必要である。

この動作がなければ、事実」］−真真空比を十分に行な
うことは困難である。

従って、上記のように旋回動のみしか行なえないような
弁体そのものを水冷した構造では、本考案の適用の本筋
である真空封止（真空仕切）の機能を弁に十分持たせる
ことは不可能であった。

」―述したことから明らかなように、従来のいわゆる真
空弁では熱源室が高温の場合の耐熱性が不十分であり、
一方、耐熱性のある水冷弁体を用いた弁では本筋の真空
封止の機能が不十分であるなど、従来のいずれの弁にも
それぞれ重大な欠点があった。

本考案はこれらの欠点を除去するため、真空封止を行な
う弁座板と、弁座板への過度な熱の伝達を防止する水冷
板とを別個に設けると共に、別個に設けたことによる操
作の繁雑さの増加のお・それをなくすため、両者を連結
し、従来の真空弁（あるいは弁）と同じく、ワンタッチ
で閉止、開放操作を行なえるようにしたものである。

即ち、従来の操作性を失うことなく、良好な耐熱性と十
分な真空封止機能を有する真空仕切弁を提案するもので
ある。

この場合、以下に実施例を用いてその動作を詳細に説明
するように、水冷板はその水漏れなどの問題が生じない
ように固定軸周りの旋回動（回転）のみを行なって弁座
板への熱の伝達を防ぎ、弁座板は水冷板とばねによって
連結され、旋回動を行なって例えば閉止操作の場合には
回転方向における閉止位置に移動させられると共に、傾
斜ブロックとローラを介して軸方向に移動させられ、弁
座板に付属するバッキングが開口部の該当するフランジ
面に圧縮・密着させられて十分な真空閉止を行なうよう
にしたものである。

以下本考案の一実施例を図にもとづいて詳細に説明する
。

第１図は真空弁の使用例説明図で、図中１は内部が真空
の減圧シリコン単結晶引上炉即ち熱源室、２は同じく予
備室、３は仕切弁即ち真空弁で、図は開いた状態を示し
ている。

４はルツボ、５はルツボ４内の溶融シリコン、６は加熱
用カーボンヒータ、７は予備室内の試料上下移動機構、
８と９は真空ポンプである。

この状態にて、シリコンを熱源室（炉）１内のルツボ４
に追加充填する手順は次のとおりである。

（イ）先ず弁３を閉じる。

（向予備室２内を大気圧にする。

（／→予備室２の扉（図示せず）を用いて上下移動機構
７に追加分のシリコンを取付ける。

に）予備室２の扉を閉じて真空ポンプ９によって予備室
２内を真空にする。

（ホ）支切弁３を開く。（へ）上下機構７によりルツボ
４内にシリコンを追加充填する。

その後、一旦支切弁３を閉じて原料溶融を行い、再び支
切弁３を開いて種結晶を予備室２から溶液面に降下接触
させ、続いて仕切弁３を開いたままシリコン単結晶の引
上成長を行なう。

この場合、炉１の内部温度は１５００℃前後、仕切弁３
の炉側にお゛いても最低４００℃〜５００℃に達するの
で、耐熱性の不十分な従来の真空弁は使用できない。

第２図Ａは本考案真空仕切弁の一実施例で、内部を上方
より見た平面図、同じくＢはＡ図のＩ−■縦断正面図で
ある。

図は支切弁３が閉じた状態を示し、また図中の２点鎖線
は支切弁３が開いた時の位置を示す。

図において、１０は弁ケース、１１は弁座板、１２は水
冷板、１３はローラと傾斜ブロック、１４は旋回用ロー
ラ、１５は水冷固定フランジ、１６はバッキング、１７
はばね、１８はスライド軸受、１９は回転軸受、２０は
ハンドル、２１はストッパ、２２は回転軸、２３．２４
は冷却水通路である。

なお、符号１０〜１５は一般に金属製とする。

図に示すように、弁ケース１０内の熱源室１側には内部
に冷却水を流通させる水冷板１２が回転軸２２と一体に
形成されており、その回転軸２２は弁ケース１０に取付
けである回転軸受１９に挿入され、ハンドルによって水
冷板板１２が旋回できるようになっている。

なお回転軸２２内には冷却水通路２３を設け、水冷板１
２の内部に通水する。

一方、水冷板１２の上部、即ち予備室２側には弁座板１
１がスライド軸受１８によって回転軸２２に回動自在に
且つ軸方向にも移動可能に取付けられている。

そして水冷板１２と弁座板１１とはばね１７（図は２個
）によって連結され、Ａ図の２点鎖線に示すように、支
切弁３が開いた状態では弁座板１１が水冷板１２より角
度ａだけ先行した位置にくるようになっている。

−力水冷板１２と弁座板１１の相対する面の一方、例え
ば弁座板１１側にはローラ１３ａが、また他の一方、例
えば水冷板１２側には傾斜ブロック１３ｂ（第３図参照
）が適当な数（図では３個）だけ固定される。

また弁座板１１の上部にはバッキング１６が取付けられ
、予備室２への通路１５ａに設けた水冷フランジ１５の
面に対向せしめている。

なお、２４は予備室２側の通路１５ａの周辺に設けた冷
却水通路である。

次に、真空仕切弁３の動作について説明する。

前記したように、仕切弁３が開いた状態では第２図Ａで
示す２点鎖線の弁座板１１は水冷板１２よりもα°だけ
閉位置方向に向って先行している。

第３図Ａは、この時の弁座板１１．ローラ１３ａと傾斜
板または傾斜ブロック１３ｂ、水冷板１２、旋回用ロー
ラ１４、バッキング１６とこれに対する水冷フランジ１
５の相対的な位置関係を示す。

即ち、弁座板１１は水冷板１２よりもＬｌだけ先行して
いる。

この理由は、水冷板１２は回転軸２２と一体となって旋
回するが、弁座板１１は回転軸２２に挿入されてはいる
が水冷板１２とばばね１７で連結されているだけで、旋
回方向と軸方向には移動できること及び弁座板１１と水
冷板１２との間にあるローラ１３ａはばね１７の力によ
って傾斜ブロック１３ｂの最も低い位置、即ち傾斜面の
底辺部に押付けられ、α°に相当するＬ＋たけ弁座板１
１が先行するからである。

なお、このとき弁座板１１の上面と水冷板１２の底面と
の距離、即ち弁座板１１の高さはＨｌで最低値となって
いる。

次に、ハンドル２０をさらに閉方向（第２図Ａより見て
左回転）に旋回させると、最初弁座板１１がストッパー
２１に当に弁座板１１は停止させられるが、ばね１７に
より許される範囲内で、水冷板１２に対して上下左右の
移動ができるので、第３図Ｂに示すように、ローラ１３
ａは傾斜ブロック１３ｂの斜面を登り始める。

ハンドル２０を最後まで旋回させるとローラ１３ａは斜
面を登り切って第３図Ｃに示すように、弁座板１１を押
し上げバッキング１６を水冷フランジ１５のバッキング
当り面に押し付けるので、シールが完成する。

なお、弁座板１１の高さは水冷板１２の動作によってＨ
ｌ、Ｈ２，Ｈ３と変化しくＩ（＋ ＜ Ｈ２＜ Ｈ３）
、まな先行距離Ｌ１．Ｌ２．Ｌ３はＬｌ〉Ｌ２〉Ｉ−３
である。

以上詳細に説明したように、本考案の真空仕切弁は水冷
を行っている遮断板（水冷板）とばね、ローラ及び傾斜
ブロックにて連結された弁座板より収り、水冷板と弁座
板の回転軸を中心とする回動によって熱源室と予備室間
の通路の開閉を行うと共に通路の閉鎖時に弁座板に取付
けたローラが水冷板上の傾斜ブロックの傾斜面を登って
弁座板を上方に押し上げ、弁座板の上部に設けたバッキ
ングを予備室側通路の周辺に設けた水冷フランジのバッ
キング当り面に押しつけるようにしたので、その操作は
回転軸を回動させるだけで弁座板の封止動作が自動的に
行われる。

その上高温下での使用が容易で、また、操作も簡単であ
り、従って真空下での熱を利用する装置全般に利用でき
る。

また、炉室と常温または低温の予備室を有する形式の連
続炉の閉止弁としても比較的構造が簡単で安価な上、バ
ッキング周辺部の温度上昇を防止すればさらに苛酷な高
温条件においても使用可能となり実用−Ｌの効果は大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空仕切弁の使用例説明図、第２図は本考案真
空仕切弁の一実施例を示しＡは内部を上方より見た平面
図、ＢはＡ図のＩ−Ｉ縦断正面図、第３図Ａ、 Ｂ、
Ｃは同じくその動作説明図である。 １・・・・・・熱源室、２・・・予備室、３・・・・・
・仕切弁、１０・・・・・・弁ケース、１１・・・・・
・弁座板、１２・・・・・・水冷板、１３ａ・・・・・
・ローラ、１３ｂ・・・・・・傾斜ブロック、１３・・
・・・・ローラと傾斜ブロック、１４・・・・・・ロー
ラ、１５・・・・・・水冷フランジ、１６・・・・・・
バッキング、１７・・・・・・ばね、１８・・・・・・
・・・・・・スライド軸受、１９・・・・・・回転軸受
、２０・・・・・・ハンドル、２１・・・ストッパ、２
２・・・・・・回転軸、２３．２４・・・・・・冷却水
通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱源を有する熱源室と熱源を含まない予備室とを連結さ
   せる系において、画室間を遮断し、または開放させる真
   空仕切弁として画室間に設けた弁ケース内に、外部より
   駆動できるようにした回転軸と、この回転軸の熱源室側
   に固定され且つ回転軸内より内部に冷却通水路が通ずる
   水冷板と、前記回転軸に対し軸方向移動及び回転可能に
   支承し且つ予備室側に配置され、また予備室への通路に
   設けたフランジ面に対するバッキングを取付けた弁座板
   とを有し、弁座板は水冷板に対し成る角度だけ先行する
   ようにばねによって連結され、且つ弁座板と水冷板との
   相対する面の一方には相当数の傾斜ブロックを、他方に
   は前記傾斜ブロックの傾斜面に対向してローラを取付け
   たことを特徴とする真空仕切板。