KR20140050109A

KR20140050109A - 액 떨어짐 방지 밸브

Info

Publication number: KR20140050109A
Application number: KR20147007251A
Authority: KR
Inventors: 가즈히로 스가타; 다케히토 나카가키; 미치오 미야시타
Original assignee: 시케이디 가부시키가이샤
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-04-28
Also published as: WO2013027695A1; JP5596639B2; JP2013044372A; US20140158230A1

Abstract

액 떨어짐 방지 밸브(1)에는, 입력 포트(51)가 유로 블록(4)의 상면(4B)에 형성되고, 유로 블록(4) 중 상면(4B)과 대향하는 하면(4C)에 출력 포트(52)가 형성되어 있다. 또한, 유로 블록(4)의 측면(4A)에 밸브실(50)이 형성되고, 측면(4A)에 에어 블록(2)이 접촉한다. 또한, 다이어프램 밸브체(3)는, 다이어프램 밸브체(3)의 배면실(23)에 대하여 가압함으로써 밸브 시트(44)와 접촉하고, 배면실(23)을 부압으로 함으로써 밸브 시트(44)와 이격되는 액 떨어짐 방지 밸브(1)로 한다.

Description

액 떨어짐 방지 밸브{LIQUID DRIP PREVENTION VALVE}

본 발명은, 반도체 제조 장치에 있어서의 매엽 세정 공정에 사용하는 액 떨어짐 방지 밸브에 관한 것이다.

반도체 제조 장치의 세정 프로세스에는, 뱃치 세정과 매엽 세정이 있지만, 반도체 웨이퍼의 대형화나 칩의 미세화 및 배선의 다층화 등에 적합하고, 폐액 처리에 대한 환경 부하가 적은 매엽 세정이, 최근 증가하고 있다. 매엽 세정은, 약액을 노즐로부터 도포해서 반도체 웨이퍼를 한장 한장 세정하는 방법이므로, 세정마다 노즐 선단으로부터 축 늘어져 떨어지는 액 떨어짐 현상을 방지할 필요가 있다. 그래서, 예를 들어 특허문헌 1, 2에, 액 떨어짐 방지에 관한 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1의 기술은, 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 출력 노즐(500)에 연통하는 액체 배출 통로(200)를 리턴 스프링(600)에 의해 폐쇄하는 배출 밸브(300)와, 출력 노즐(500)에 연통하는 내실(400)을 구비하고, 배출 밸브(300)를 폐쇄한 후에 액체를 출력 노즐(500)로부터 재흡인하기 위해서, 리턴 스프링(600)에 의해 배출 밸브의 일부(301)를 액체 배출 통로(200) 내에 돌입시켜 내실(400)의 용적을 증대시키는 기술이다.

또한, 특허문헌 2의 기술은, 유체가 흐르는 유로 상에 설치되고, 다이어프램 밸브체를 작동시켜 밸브 시트에 접촉 또는 이격시킴으로써 유체의 공급을 제어하는 약액 밸브에 있어서, 다이어프램 밸브체와 동기해서 작동하는 색백용 다이어프램 밸브체를 설치한 기술이다.

또한, 노즐로부터의 액 떨어짐은, 약액의 표면 장력에 의해도 영향을 받는다. 예를 들어, 표면 장력이 큰 약액은, 점도가 높고, 밸브를 폐쇄한 후라도 액 차단되기 어려운 경향이 있고, 결과적으로, 액 떨어짐도 발생하기 쉽다. 반대로, 표면 장력이 작은 약액에서는, 밸브를 폐쇄한 순간에 액 차단은 되지만, 대기압에 눌려 기포를 말려 들어가게 하는 경우가 있다. 그리고, 노즐 선단부의 약액에 기포가 혼입되면, 약액이 균일하게 도포되지 않아, 세정 얼룩이 발생한다. 또한, 기포보다 하방의 액체는, 노즐 내에 흡인되지 않아 액 떨어짐도, 발생하기 쉽다.

이 기포 문제와, 액 떨어짐 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어 특허문헌 3의 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 3의 기술은, 외주면에 다수의 미세 구멍을 갖고, 소정의 길이와 미소한 내경을 갖는 다수의 중공 섬유를, 서로의 사이에 간극을 형성하여 다발로 해서, 하우징 내에 수납한 토출 노즐의 기술이다.

일본 특허 공개 소58-28072호 공보 일본 특허 공개 제2003-278927호 공보 일본 특허 공개 제2000-124126호 공보

그러나, 특허문헌 1 내지 3에 기재된 기술에는, 다음과 같은 문제가 있었다. 특허문헌 1의 기술에서는, 리턴 스프링(600)에 의해 배출 밸브(300)를 폐쇄한 후에, 액압에 저항해서 밸브체의 일부(301)를 액체 배출 통로(200) 내에 돌입시키고 내실 용적을 증대시켜, 액체를 노즐(500)로부터 재흡인할 수 있다. 그러나, 액압에 비교하여 리턴 스프링(600)의 가압력이 지나치게 크면, 다음에 배출 밸브(300)를 개방 위치로 이동시킬 수 없게 되는 경우가 있다. 그 결과, 리턴 스프링(600)에 의해 밸브 폐쇄 방향으로 작용하는 스프링 가압력을 작게 하지 않을 수 없으므로, 배출 밸브(300)의 밸브 폐쇄 속도가 느려져, 밸브 폐쇄시에 노즐(500) 내의 액체에 전해지는 충격(수격)이 작아지는 경향이 있었다. 그리고, 밸브 패쇄시의 수격이 작으면, 노즐 선단에서의 관성력을 이용한 액 차단이 적정하게 행해지지 않는다고 하는 문제가 있었다. 결국, 밸브 폐쇄시에 있어서의 노즐 선단에서의 액 차단이 적정하게 행해지지 않으면, 그 후에 흡인을 행해도, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 없는 것이다.

또한, 특허문헌 1의 기술에서는, 밸브체의 일부(301)를 액체 배출 통로(200) 내에 돌입시켜 내실 용적을 증대시키는 구조이므로, 밸브체의 일부(301)는 액체 배출 통로(200)의 내벽에 미끄럼 접촉하는 구성을 취할 필요가 있다. 그로 인해, 밸브체의 구조가 복잡해지고, 가공 정밀도도 높일 필요가 있으므로, 장치의 고비용으로 연결되기 쉽다고 하는 문제도 있었다.

또한, 특허문헌 1의 기술에서는, 액체가 리턴 스프링(600)의 나선 형상의 사이를 통과하므로, 난류가 발생하기 쉽다. 그로 인해, 난류를 층류로 리턴시키기 위해서, 리턴 스프링(600)이 접촉하는 내실단에서 노즐 선단까지의 노즐 내 유로를 소정의 길이 이상 확보할 필요가 있었다. 그 결과, 밸브 장치의 축선 방향의 크기가 커져, 밸브의 소형 경량화를 도모하는 것이 곤란했다.

또한, 특허문헌 2의 기술에서는, 다이어프램 밸브체와 동기해서 작동하는 색백용 다이어프램 밸브체를 설치하였기 때문에, 밸브체를 폐쇄함과 동시에 약액을 흡인할 수 있다. 따라서, 특허문헌 1의 기술보다도, 밸브 폐쇄시에 있어서의 노즐 선단에서의 액 차단이 적정하게 행해지기 쉽다. 그러나, 약액을 공급하는 회로와는 별도로, 석백 회로를 설치하고 있으므로, 밸브 전체의 크기가 커짐과 동시에, 중량이 무거워져, 밸브의 소형 경량화의 요청에 따르는 것은 곤란하다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 3의 기술에서는, 중공 섬유의 충전율을 30 내지 60％ 정도로 할 필요가 있고(단락 [0016] 참조), 액체를 소정 유량 흘리기 위해서는, 하우징 직경을 크게 하지 않을 수 없었다. 그로 인해, 밸브의 소형 경량화의 요청에 따르는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 밸브 패쇄시의 액 차단을 제어하기 쉽고, 소형 경량으로 층류 형성이 용이한 액 떨어짐 방지 밸브를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 액 떨어짐 방지 밸브는, 다음과 같은 구성을 갖고 있다.

(1) 입력 유로와, 출력 유로와, 상기 입력 유로와 상기 출력 유로가 연통하는 밸브실을 갖고, 상기 밸브실 내 중 상기 출력 유로가 연통하는 밸브 구멍의 주변부에 밸브 시트가 형성되어 있는 유로 블록과, 에어 유로가 형성된 에어 블록과, 상기 유로 블록과 상기 에어 블록 사이에 고정된 상기 밸브 시트에 접촉 이격되는 다이어프램 밸브체를 갖는 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 입력 유로가 연통하는 입력 포트가 상기 유로 블록의 상면에 형성되어 있는 것, 상기 유로 블록 중 상기 상면과 대향하는 하면에 상기 출력 유로가 연통하는 출력 포트가 형성되어 있는 것, 상기 유로 블록의 측면에 상기 밸브실이 형성되어 있는 것, 상기 측면에 상기 에어 블록이 접촉하는 것, 상기 다이어프램 밸브체는, 상기 다이어프램 밸브체의 배면실에 대하여 가압함으로써 상기 밸브 시트와 접촉하고, 상기 배면실을 부압으로 함으로써 상기 밸브 시트와 이격되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 소형 경량의 액 떨어짐 방지 밸브를 제공할 수 있다. 부압에 의해 다이어프램 밸브체를 밸브 시트와 이격시킴으로써, 밸브 개방시에 필요해지는 부품 개수를 적게 할 수 있다. 그로 인해, 액 떨어짐 방지 밸브의 구성을 유로 블록, 에어 블록, 다이어프램 밸브체 3개에 의해 구성시킬 수 있어, 부품 개수를 적게 소형 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 부품 개수가 적게 구조를 단순화할 수 있기 때문에, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다. 구체적으로는, 다이어프램 밸브체가 밸브 시트에 접촉함으로써 액 떨어짐을 방지할 수 있는 단순 구조이기 때문에, 다이어프램 밸브체와 밸브 시트의 시일력을 확보함으로써 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 출력 유로가 직선상으로 형성되어 있음으로써, 유체가 층류로 되기 쉽다.

(2) (1)에 기재하는 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 밸브 시트 주변에 다이어프램 릴리프 홈이 형성되어 있는 것, 상기 다이어프램 릴리프 홈은, 상기 밸브 구멍을 중심으로 도넛 형상으로 형성되어 있는 것, 상기 입력 유로가 상기 밸브실에 연통하고 있는 밸브실 연통구는, 상기 다이어프램 릴리프 홈에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 다이어프램 밸브체를 밸브 시트에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉시킬 수 있다. 그로 인해, 시일력을 밸브 시트의 전체 둘레에 있어서 균일하게 유지할 수 있기 때문에, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다.

구체적으로는, 다이어프램 릴리프 홈이 존재하지 않는 경우에 있어서는, 다이어프램 밸브체에 대하여 배면실로부터 가압되면, 다이어프램 밸브체는 공간인 밸브실 연통구에 눌리는 형태로 된다. 그로 인해, 다이어프램 밸브체 중 밸브실 연통구에 닿는 일부만이 오목해진 형태로 된다. 다이어프램 밸브체의 일부의 형상이 변화되면 밸브 시트와 접촉하는 다이어프램 밸브체의 접촉부가 어긋나버린다. 그 결과, 다이어프램 릴리프 홈이 존재하지 않는 경우에서는, 다이어프램 밸브체가 밸브 시트와 어긋나기 때문에, 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉시킬 수 없다. 그로 인해, 시일력이 밸브 시트의 전체 둘레에 있어서 불균일해져, 시일력이 약한 곳이 발생할 수 있다. 시일력이 약한 곳으로부터 유체의 누설이 발생할 가능성이 있으므로, 확실하게 액 떨어짐을 방지할 수 없다.

그것에 대하여, 다이어프램 릴리프 홈이 도넛 형상으로 형성되어 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있기 때문에, 다이어프램 밸브체의 형상의 변화도 다이어프램 릴리프 홈의 형상과 마찬가지로 전체 둘레에 걸쳐 균일해진다. 형상의 변화가 전체 둘레에 걸쳐 균일함으로써, 다이어프램 밸브체와 밸브 시트의 접촉면이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해, 다이어프램 밸브체를 밸브 시트에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉시킬 수 있어, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 밸브 개방시에 있어서 다이어프램 릴리프 홈에 유체가 존재하고, 유체가 다이어프램 밸브체를 밸브 개방 방향으로 밀어올리는 힘이 된다. 그로 인해, 다이어프램 릴리프 홈이 형성되어 있음으로써 작은 부압의 힘에 의해 밸브 개방할 수 있다.

(3) (2)에 기재하는 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 다이어프램 릴리프 홈은, 상기 다이어프램 밸브체가 상기 밸브 시트에 접촉했을 때에 상기 다이어프램 밸브체의 막부가 상기 다이어프램 릴리프 홈의 바닥에 접촉하지 않는 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 다이어프램 밸브체와 밸브 시트의 시일력을 유지할 수 있다. 구체적으로는, 다이어프램 릴리프 홈의 깊이는 얕은 것이 바람직하다. 그 이유는, 다이어프램 릴리프 홈이 얕음으로써, 다이어프램 릴리프 홈의 용적이 작아진다. 그것에 의해, 다이어프램 릴리프 홈에 존재하는 유체가 적어지고, 다이어프램 밸브체가 다이어프램 릴리프 홈을 가압했을 경우에 발생하는 유체의 이동량이 적어진다. 유체가 다이어프램 릴리프 홈으로부터 밸브 시트 방향으로 이동하면 다이어프램 밸브체를 밀어올리는 방향으로 힘이 발생한다. 다이어프램 밸브체가 밀어올려지면, 시일력이 약해지기 때문에 문제가 된다. 또한, 그만큼 시일력을 증가시키기 위해서 가압을 하지 않으면 안되어 사용하는 에너지가 커지기 때문에 문제가 된다. 따라서, 다이어프램 릴리프 홈의 용적을 작게 하고, 유체의 이동량을 적게 함으로써 다이어프램 밸브체의 유체가 누설되는 양이 줄어들어, 다이어프램 밸브체와 밸브 시트의 시일력을 유지할 수 있다.

(4) (2) 또는 (3)에 기재하는 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 다이어프램 릴리프 홈은, 상기 밸브 시트 주변에 형성된 도넛 형상의 중심측 볼록부 및 도넛 형상의 외주측 볼록부 사이에 형성되어 있는 것, 상기 중심측 볼록부는 상기 밸브 시트면보다도 낮은 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 다이어프램 밸브체가 밸브 시트를 가압하는 응력을 높일 수 있다. 그 이유는, 다이어프램 밸브체의 밸브체부가 밸브 시트에 접촉하고, 다음에 밸브체부를 막부가 밸브체부를 인장하는 형태로 된다. 막부가 밸브체부를 인장함으로써 밸브체부에 따른 응력을 높일 수 있기 때문이다. 그것에 의하고, 응력을 높여 시일력을 크게 할 수 있다.

(5) (2) 내지 (4)에 기재하는 어느 하나의 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 다이어프램 릴리프 홈이 형성되어 있음으로써, 상기 다이어프램 밸브체가 상기 밸브 시트에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 다이어프램 밸브체가 밸브 시트에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉한다. 따라서, 난류를 층류로 할 수 있다. 구체적으로는, 부품 개수가 적게 구조를 단순화할 수 있기 때문에, 출력 유로를 최대한 밸브 구멍에 접근시킬 수 있다. 출력 유로를 밸브 구멍에 접근시킬 수 있음으로써, 액 떨어짐 방지 밸브를 소형화할 수 있고, 또한 유체를 층류로 할 수 있다.

(6) (1) 내지 (5)에 기재하는 어느 하나의 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 입력 유로, 상기 출력 유로, 및 상기 밸브실이, 내약품성을 갖는 소재로 형성되어 있는 것, 또는 내약품성을 갖는 소재가 피복되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 내약품성을 높게 할 수 있다. 그로 인해, 유체를 오염 시키지 않고 유출시킬 수 있다.

(7) (1) 내지 (6)에 기재하는 어느 하나의 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 출력 유로는, 상기 출력 유로의 출력 포트에 있어서 유체가 층류가 되는 만큼의 길이를 갖는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 난류를 층류로 할 수 있다. 구체적으로는, 부품 개수가 적게 구조를 단순화할 수 있기 때문에, 출력 유로를 최대한 밸브 구멍에 접근시킬 수 있다. 출력 유로를 밸브 구멍에 접근시킬 수 있음으로써, 액 떨어짐 방지 밸브를 소형화할 수 있고, 또한 유체를 층류로 할 수 있다.

(8) (1) 내지 (7)에 기재하는 어느 하나의 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 출력 포트는 출력 노즐에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 출력 노즐의 길이로 출력 유로의 길이를 조정할 수 있기 때문에 액 떨어짐 방지 밸브 전체의 경량화를 도모할 수 있다.

(9) (1) 내지 (8)에 기재하는 어느 하나의 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 매니폴드 베이스에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 나중에 매니폴드 베이스에 조립시킬 수 있기 때문에, 교환이 용이하다.

(10) (1) 내지 (8)에 기재하는 어느 하나의 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서, 상기 유로 블록 내에 복수의 입력 유로와, 복수의 출력 유로와, 복수의 밸브실과, 복수의 밸브 구멍과, 복수의 밸브 시트를 갖는 것, 상기 에어 블록 내에 복수의 에어 유로를 갖는 것, 상기 다이어프램 밸브체는 상기 복수의 밸브 시트와 대응하는 복수개 갖는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 매니폴드화할 수 있다. 매니폴드화함으로써, 액 떨어짐 방지 밸브의 작용 효과를 그대로 유지하면서 공간 절약화를 도모할 수 있다.

본 발명에 따르면, 밸브 패쇄시의 액 차단을 제어하기 쉽고, 소형 경량으로 층류 형성이 용이한 액 떨어짐 방지 밸브를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브의 실시 형태를 구성하는 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 개방 상태)의 II-II 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 폐쇄 상태)의 II-II 단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브의 실시 형태를 구성하는 하면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브의 실시 형태를 구성하는 상면도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 폐쇄 상태)의 일점 쇄선 P의 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명에 관한 유로 블록의 단면 사시도이다.
도 8은 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 밸브실을 에어 블록 방향으로부터 본 경우의 밸브 시트 및 밸브 시트 주변부에 관한 응력의 응력 분포도이다.
도 9는 다이어프램 릴리프 홈을 형성하지 않는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 밸브실을 에어 블록 방향으로부터 본 경우의 밸브 시트 및 밸브 시트 주변부에 관한 응력의 응력 분포도이다.
도 10은 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 다이어프램 밸브체에 관한 응력의 응력 분포도이다.
도 11은 다이어프램 릴리프 홈을 형성하지 않는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 다이어프램 밸브체에 관한 응력의 응력 분포도이다.
도 12는 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브의 동작 압력과 유체 압력의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 2에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서의 유선도이다.
도 14는 종래의 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 개방시)의 단면도이다.
도 15는 종래의 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 단면도이다.

이어서, 본 발명에 관한 액 떨어짐 방지 밸브의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1에, 액 떨어짐 방지 밸브의 정면도를 나타내고, 도 2에, 도 1에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 개방 상태)의 II-II 단면도를 나타내고, 도 3에, 도 1에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 폐쇄 상태)의 II-II 단면도를 나타내고, 도 4에, 액 떨어짐 방지 밸브의 하면도를 나타내고, 도 5에, 액 떨어짐 방지 밸브의 상면도를 나타내고, 도 6에, 도 3에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 폐쇄 상태)의 일점 쇄선 P의 부분 확대도를 나타내고, 도 7에, 유로 블록의 단면 사시도를 나타낸다.

<액 떨어짐 방지 밸브의 전체 구성>

도 2에 나타내는 바와 같이, 액 떨어짐 방지 밸브(1)는, 에어 블록(2), 다이어프램 밸브체(3) 및 유로 블록(4)을 갖는다. 다이어프램 밸브체(3)는, 에어 블록(2) 및 유로 블록(4) 사이에 끼움 지지되어 있다. 액 떨어짐 방지 밸브(1)는, 대략 직육면체 형상이며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 대면으로부터 입력 배관(11) 및 출력 노즐(12)이 형성되어 있다. 액 떨어짐 방지 밸브(1)가 밸브 개방 상태에 있을 때는, 입력 배관(11)으로부터 유체가 유입되고, 출력 노즐(12)로부터 유체가 유출된다.

액 떨어짐 방지 밸브(1)는, 에어 블록(2), 다이어프램 밸브체(3), 및 유로 블록(4) 3개에 의해 구성되어 있다. 그로 인해, 부품 개수가 적게 액 떨어짐 방지 밸브(1)의 소형 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 부품 개수가 적게 구조를 단순화 할 수 있기 때문에, 액 떨어짐을 적정하게 행할 수 있어, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다.

[에어 블록의 구성]

에어 블록(2)은, 대략 직육면체 형상이며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 대향하는 상면(2B), 하면(2C)과 대향하는 접촉 측면(2A), 비접촉면(2D)을 갖는다. 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 상면(2B)에는, 에어 포트(21)가 형성되어 있다. 에어 포트(21)는, 도시하지 않은 부압으로 하기 위한 장치인 이젝터 등, 및 도시하지 않은 가압하기 위한 장치인 압축기 등과 연통하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 유로 블록(4)과 접촉하는 접촉 측면(2A)에는, 밸브실(50)의 일부가 형성되어 있다. 다이어프램 밸브체(3)에 의해 밸브실(50)은 구획되고, 밸브 시트(44)와 접촉하는 반대의 배면에 닿는 밸브실(50)에 관한 공간을 배면실(23)로 한다. 에어 유로(22)는 에어 블록(2) 내에 직각으로 굴곡하여, 에어 포트(21) 및 배면실(23)을 연통하고 있다.

[다이어프램 밸브체의 구성]

도 6에 나타내는 바와 같이, 다이어프램 밸브체(3)는, 밸브 시트(44)와 접촉하는 밸브체부(31)와, 다이어프램 밸브체(3)를 고정하는 고정부(33)와, 밸브체부(31)와 고정부(33)를 연통하는 막부(32)를 갖는다. 밸브체부(31)는 원판 형상을 하고 있고, 막부(32)가 밸브체부(31)의 주변을 둘러싸도록 형성되어 있다. 또한, 막부(32)의 주변을 둘러싸도록 고정부(33)가 형성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 다이어프램 밸브체(3)는, 에어 블록(2)의 접촉 측면(2A)과 유로 블록(4)의 접촉 측면(4A)에 끼움 지지됨으로써, 밸브실(50) 내에 고정되어 있다. 다이어프램 밸브체(3)는, 외주부에 위치하는 고정부(33)가 고정된 상태에서, 막부(32)는 만곡해 변형된다. 그로 인해, 중심부에 위치하는 밸브체부(31)는, 밸브 시트(44) 방향 또는 배면실(23) 방향으로 이동할 수 있어, 밸브체부(31)를 밸브 시트(44)에 접촉 또는 이격시킬 수 있다. 막부(32)는 박막 형상으로 구성되어 있기 때문에 만곡해 변형될 수 있다.

[유로 블록의 구성]

유로 블록(4)은 대략 직육면체 형상이며, 도 5에 나타내는 상면(4B)에는 수직 방향으로 입력 배관(11)이 형성되어 있고, 도 4에 나타내는 하면(4C)에는 수직 방향으로 출력 노즐(12)이 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 입력 배관(11)의 단부에는 입력 포트(51)가 형성되어 있고, 입력 포트(51)로부터 표면실(53)에 걸쳐 입력 유로(41)가 형성되어 있다. 입력 유로(41)와 표면실(53)을 연통하는 연통구에는, 밸브실 연통구(45)가 형성되어 있다. 다이어프램 밸브체(3)에 의해 밸브실(50)은 구획되고, 밸브 시트(44)와 접촉하는 표면에 닿는 공간을 표면실(53)로 한다. 밸브실(50)은, 표면실(53) 및 배면실(23)을 갖는다.

출력 노즐(12)의 단부에는 출력 포트(52)가 형성되어 있고, 출력 포트(52)로부터 표면실(53)에 걸쳐 출력 유로(42)가 형성되어 있다. 출력 유로(42)는, 출력 포트(52)에 대하여 직선 형상으로 형성되어 있다. 그로 인해, 표면실(53)로 유입해 일단부 난류로 된 유체가 층류로 되기 쉽다. 출력 유로(42)의 길이는, 출력 포트(52)에 있어서 유체가 층류로 되는 만큼의 길이를 갖도록 임의로 설계한다. 그것에 의해, 유체의 층류 형성이 용이해진다. 또한, 출력 포트(52)는 출력 노즐(12)에 형성되어 있음으로써, 출력 유로(42)를 노즐의 길이로 조정할 수 있기 때문에 전체의 경량화를 도모할 수 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 출력 유로(42)가 밸브실(50)과 연통하는 연통구에는 원 형상의 밸브 구멍(43)이 형성되어 있다. 밸브 구멍(43)의 주변부에는 볼록 형상이며 밸브체부(31)와 접촉하는 밸브 시트(44)가 형성되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 밸브 구멍(43)및 밸브 시트(44)를 중심으로 그 주변부에는 도넛 형상인 다이어프램 릴리프 홈(46)이 형성되어 있다. 다이어프램 릴리프 홈(46)은, 밸브 시트(44) 주변에 형성된 도넛 형상의 중심측 볼록부(47) 및 도넛 형상의 외주측 볼록부(48) 사이에 형성되어 있다. 중심측 볼록부(47) 쪽이 외주측 볼록부(48)보다도 직경이 작고, 밸브 시트(44)에 가까운 중심측에 형성되어 있다. 중심측 볼록부(47)와 밸브 시트(44) 사이에는 중심 홈부(49)가 형성되어 있다. 다이어프램 릴리프 홈(46) 상에는, 입력 유로(41)와 밸브실(50)의 연결부인 밸브실 연통구(45)가 형성되어 있다. 밸브실 연통구(45)의 개구부는, 중심측 볼록부(47)로부터 외주측 볼록부(48)까지 사이에 수용되는 형상이다. 그로 인해, 밸브실 연통구(45)는, 다이어프램 릴리프 홈(46)의 일부에 포함된 구성으로 되어 있다.

다이어프램 릴리프 홈(46)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 다이어프램 밸브체(3)의 밸브체부(31)가 밸브 시트(4)에 접촉했을 때에, 막부(32)가 다이어프램 릴리프 홈(46)의 저면(46A)에 접촉하는 적이 없는 깊이 F1을 갖는다. 그로 인해, 다이어프램 밸브체(3)가 밸브 시트(44)에 접촉했을 경우에, 반드시 막부(32)와 다이어프램 릴리프 홈(46) 사이에는 간극이 형성되게 된다. 여기서 저면(46A)의 깊이 F1이란, 막부(32) 중 가장 저면(46A)과 가까운 부분으로부터 저면(46A)까지의 길이이다.

한편, 저면(46A)의 깊이 F1은, 지나치게 깊지 않는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 저면(46A)의 깊이 F1을 중심 홈부(49)의 저면(49A)의 깊이 F2보다도 얕게 하고 있다. 그 이유는, 다이어프램 릴리프 홈(46)에 의해 형성되는 공간의 용적 M1(용적 M1을 점묘로 나타냄)을, 중심 홈부(49)에 의해 형성되는 공간의 용적 M2(용적 M2을 점묘로 나타냄)보다도 작게 하기 때문이다. 다이어프램 릴리프 홈(46)의 공간의 용적 M1을 중심 홈부(49)의 공간의 용적 M2보다 작게하기 때문에, 중심 홈부(49)의 저면(49A)의 깊이 F2보다 저면(46A)의 깊이 F1을 얕게 한다. 여기서, 저면(49A)의 깊이 F2란, 중심 홈부(49) 중 밸브 시트(44)의 밸브 시트면의 수평선 T1로부터의 거리가 가장 거리가 긴 부분까지의 길이이다.

다이어프램 릴리프 홈(46)에 형성되는 공간의 용적 M1이 중심 홈부(49)에 형성되는 공간의 용적 M2보다도 작음으로써, 다이어프램 릴리프 홈(46)에 존재하는 유체가 적어진다. 그것에 의해, 다이어프램 밸브체(3)가 다이어프램 릴리프 홈(46)을 가압했을 경우에 발생하는 다이어프램 릴리프 홈(46)으로부터의 유체의 이동량이 적어진다. 가령, 유체의 이동량이 많은 경우에는, 유체가 밸브 시트(44) 방향으로 이동하고, 유체가 다이어프램 밸브체(3)를 밀어올리는 방향의 힘이 된다. 다이어프램 밸브체(3)가 밀어올려지면, 다이어프램 밸브체(3)의 밸브 시트(44)에 대한 시일력이 약해진다. 또한, 그만큼 시일력을 증가시키기 위해서 가압을 하지 않으면 안되어 사용하는 에너지가 커진다. 그로 인해, 다이어프램 릴리프 홈(46)에 존재하는 유체를 적게 하고, 유체의 이동량을 적게 함으로써 다이어프램 밸브체(3)로 유체가 누설되는 양이 줄어들어, 다이어프램 밸브체(3)와 밸브 시트(44) 사이의 시일력을 유지할 수 있다.

또한, 다이어프램 릴리프 홈(46)에 형성되는 공간의 용적 M1이 중심 홈부(49)에 형성되는 공간의 용적 M2보다도 작은 경우에는, 유체는 용적이 큰 중심 홈부(49)에 형성되는 공간의 용적 M2로 이동할 수 있다. 그로 인해, 이동한 유체를 유입시킬 수 있음으로써, 유체는 다이어프램 밸브체(3)를 밀어올리는 방향의 힘이 되지 않아도 된다. 그로 인해, 다이어프램 밸브체(3)와 밸브 시트(44) 사이의 시일력을 유지할 수 있다.

단, 도 6에 나타내는 다이어프램 릴리프 홈(46)의 공간의 용적 M1은, 저면(46A)의 깊이 F1 이외에서는, 동일한 직경 방향으로 위치하는 중심측 볼록부(47)와 외주측 볼록부(48)까지의 거리에 의해 결정한다. 또한, 마찬가지로 중심 홈부(49)의 공간의 용적 M2는, 저면(49A)까지의 깊이 F2 이외에서는, 동일한 직경 방향으로 위치하는 밸브 시트(44)와 중심측 볼록부(47)까지의 거리에 의해 결정된다. 그로 인해, 저면(46A)의 깊이 F1은, 다이어프램 릴리프 홈(46)의 공간의 용적 M1이 중심 홈부(49)의 공간의 용적 M2보다도 작게 하기 위해서 설정되는 깊이이기 때문에, 중심 홈부(49)의 공간의 용적 M2와의 관계에 의해 적절히 변경된다. 반대로, 저면(49A)의 깊이 F2를 조정함으로써, 다이어프램 릴리프 홈(46)의 공간의 용적 M1과 중심 홈부(49)의 공간의 용적 M2의 관계를 조정할 수도 있다. 또한, 용적 M1 및 용적 M2와의 관계에 의해 조정하는 것은, 중심측 볼록부(47)와 외주측 볼록부(48)까지의 거리 및 밸브 시트(44)와 중심측 볼록부(47)까지의 거리로 할 수도 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 중심측 볼록부(47)의 수평선 T2(수평선 T2란, 원 형상의 중심측 볼록부(47)의 정상부를 직경선으로 연결한 선을 말함)의 높이(저면 4D를 기준으로 했을 경우의 높이. 이하 동일)는, 밸브 시트(44)의 밸브 시트면의 수평선 T1(수평선 T1란, 원 형상의 밸브 시트(44)의 정상부를 직경선으로 연결한 선을 말함)의 높이(저면 4D를 기준으로 했을 경우의 높이. 이하 동일) 보다도 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 수평선 T1과 수평선 T2의 높이는, 높이 S만큼 상이하다. 높이 S만큼 상이함으로써, 다이어프램 밸브체(3)가 밸브 시트(44)를 가압하는 응력을 높일 수 있다. 그 이유는, 다이어프램 밸브체(3)의 밸브체부(31)가 밸브 시트(44)에 접촉하고, 다음에 밸브체부(31)를 막부(32)가 인장하는 형태로 된다. 막부(32)가 밸브체부(31)를 인장함으로써 밸브체부(31)에 관한 응력을 높일 수 있기 때문이다.

유로 블록(4)은, 내약품성을 갖는 소재로 형성되어 있다. 또는, 유로 블록(4) 중 유체와 접촉하는 입력 유로(41), 출력 유로(42) 및 밸브실(50) 등에 대해서는, 내약품성을 갖는 소재가 피복된다. 그것에 의해, 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 흐르는 유체가 예를 들어 부식성을 갖는 유체이더라도 오염시키지 않고 유출시킬 수 있다.

<액 떨어짐 방지 밸브의 작용 효과>

액 떨어짐 방지 밸브(1)의 개방 밸브 상태에 대해서 설명한다. 도 2에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(1)는, 다이어프램 밸브체(3)의 밸브체부(31)가 밸브 시트(44)로부터 이격된 개방 밸브 상태로 있다. 도 2에 나타내는 상태에 있어서는, 입력 포트(51)로부터 유입된 유체는, 입력 유로(41), 표면실(53), 밸브 구멍(43), 출력 유로(42)를 개재하여 출력 포트(52)로부터 유출된다.

도 2에 나타내는 바와 같이 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 개방 밸브 상태로 하기 위해서는, 도시하지 않은 이젝터 등에 의해 에어 포트(21)로부터 부압한다. 그것에 의해, 배면실(23) 내의 에어가 흡인되고 에어는 에어 유로(22)를 통해 에어 포트(21)로부터 배기된다. 배면실(23) 내의 에어가 흡인됨으로써, 다이어프램 밸브체(3)도 흡인되고, 밸브체부(31)는 밸브 시트(44)로부터 이격된다. 본 실시 형태에 있어서는, 부압에 의해 다이어프램 밸브체(3)를 밸브 시트(44)와 이격시킬 수 있다. 그로 인해, 밸브 개방시에 필요해지는 부품 개수를 적게 할 수 있다. 액 떨어짐 방지 밸브의 구성을 에어 블록(2), 다이어프램 밸브체(3) 및 유로 블록(4) 3개에 의해 구성시킬 수 있기 때문에, 부품 개수를 적게 소형 경량화를 도모할 수 있다.

액 떨어짐 방지 밸브(1)의 폐쇄 밸브 상태에 대해서 설명한다. 도 2에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(1)에 대하여, 도시하지 않은 압축기 등에 의해 에어 포트(21)로부터 가압한다. 그것에 의해, 배면실(23) 내에 에어가 충전된다. 배면실(23) 내에 에어가 충전됨으로써, 다이어프램 밸브체(3)는 가압되어 밸브체부(31)가 밸브 시트(44)에 접촉된다. 그것에 의해, 밸브 구멍(43)은 밀봉되기 때문에, 도 3에 나타내는 상태에 있어서는, 입력 포트(51)로부터 유입된 유체는, 출력 유로(42)로 유입되지 않고, 출력 포트(52)로부터 유출되지 않는다.

[밸브 폐쇄 밸브 개방시의 응력의 변화]

계속해서, 본 실시 형태에 있어서의 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 사용한 경우의 다이어프램 밸브체(3)에 관한 응력의 변화에 대해서 설명한다.

도 8에, 액 떨어짐 방지 밸브(1)(밸브 폐쇄시)의 밸브실(50)을 에어 블록(2) 방향으로부터 본 경우의 밸브 시트(44) 및 밸브 시트 주변부에 관한 응력의 응력 분포도를 나타낸다. 도 9에, 다이어프램 릴리프 홈을 형성하지 않는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 밸브실을 에어 블록 방향으로부터 본 경우의 밸브 시트(44J) 및 밸브 시트 주변부에 관한 응력의 응력 분포도를 나타낸다. 도 10에, 액 떨어짐 방지 밸브(1)(밸브 폐쇄시)의 다이어프램 밸브체(3)에 관한 응력의 응력 분포도를 나타낸다. 도 11에, 다이어프램 릴리프 홈을 형성하지 않는 액 떨어짐 방지 밸브(밸브 패쇄시)의 다이어프램 밸브체(3J)에 관한 응력의 응력 분포도를 나타낸다. 또한, 도 9 및 도 11의 액 떨어짐 방지 밸브에 관한 부품 번호는, 본 실시 형태의 부품 번호에 대하여 번호에 J를 붙인 번호로 한다. 도 8 내지 도 11 중, 응력이 높은 부분을 점묘로 나타낸다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 종래 기술에 관한 액 떨어짐 방지 밸브를 사용하여 밸브를 폐쇄했을 경우, 밸브 시트(44J) 중 밸브실 연통구(45J)에 가까운 부분인 연통구 근방부(44JX)의 응력이 높다. 반대로, 밸브실 연통구(45J)로부터 먼 부분인 연통구 원방부(44JY)의 응력은 낮다.

또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 종래 기술에 관한 액 떨어짐 방지 밸브를 사용하여 밸브 폐쇄했을 경우, 다이어프램 밸브체(3J)의 밸브체부(31J) 중 밸브실 연통구(45J)의 상부에 위치하는 막부 연통구 근방부(32JX)의 응력이 높다. 반대로, 막부 연통구 근방부(32JX)와 대각선 상에 있는 막부 연통구 원방부(32JY)의 응력은 낮다. 또한, 밸브실 연통구(45J)에 가까운 부분인 밸브체부 연통구 근방부 (31JX)의 응력이 높다. 반대로, 밸브실 연통구(45J)로부터 먼 부분인 밸브체부 연통구 원방부(31JY)의 응력은 낮다.

그 이유는, 액 떨어짐 방지 밸브를 밸브 폐쇄시에 도시하지 않은 배면실에 대하여 에어가 충전했을 경우, 다이어프램 밸브체(3J)는, 공간으로 되어 있는 밸브실 연통구(45J)에 가압되어 응력이 발생하기 때문이다. 구체적으로는, 다이어프램 밸브체(3J)가 밸브 시트(44J) 방향으로 에어에 의해 가압된다. 에어는 본래라면 다이어프램 밸브체(3J)의 배면으로부터 균등하게 힘이 가해진다. 그러나, 다이어프램 릴리프 홈(46)이 형성되어 있지 않은 경우에는, 유일한 공간인 밸브실 연통구(45J) 부분에 대하여 눌려 응력이 가해지는 결과로 된다. 그로 인해, 다이어프램 밸브체(3J)에 있어서는 막부(32J)의 일부만이 오목해진 형상으로 된다. 다이어프램 밸브체(3J)의 막부(32J)의 일부의 형상이 변화되면 밸브 시트(44J)와 접촉하는 밸브체부(31J)가 어긋나게 된다. 그 결과, 다이어프램 릴리프 홈이 존재하지 않는 경우에서는, 다이어프램 밸브체(3J)가 밸브 시트(44J)와 어긋나, 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉시킬 수 없다. 그로 인해, 시일력이 밸브 시트(44J)의 전체 둘레에 있어서 불균일해져, 시일력이 약한 곳이 발생할 수 있다. 시일력이 약한 곳으로부터 유체의 누설이 발생하기 때문에, 확실하게 액 떨어짐을 방지할 수 없다.

그것에 대하여, 도 8에 나타내는 본 실시 형태에 관한 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 사용하여 밸브 폐쇄했을 경우, 밸브 시트(44)는 전체 둘레에 걸쳐 균등하게 응력이 높다. 또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 다이어프램 밸브체(3)의 밸브체부(31) 및 막부(32)도 마찬가지로 균등하게 응력이 높은 상태로 되어 있다. 밸브 시트(44) 및 밸브체부(31)에 균등하게 응력이 가해짐으로써, 시일력을 높일 수 있어, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 다이어프램 릴리프 홈(46)이 도넛 형상으로 형성되고 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있기 때문에, 다이어프램 밸브체(3)의 형상의 변화도 다이어프램 릴리프 홈(46)의 형상과 마찬가지로 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 변형된다. 형상의 변화가 전체 둘레에 걸쳐 균일함으로써, 다이어프램 밸브체(3)와 밸브 시트(44)의 접촉면이 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해, 다이어프램 밸브체(3)를 밸브 시트(44)에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉시킬 수 있어, 액 떨어짐을 확실하게 방지할 수 있다.

도 13에, 액 떨어짐 방지 밸브(1)의 동작 압력과 유체 압력의 관계의 그래프를 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서는, 다이어프램 릴리프 홈(46)이 형성되어 있음으로써, 밸브 시트(44) 및 밸브체부(31)에 균등하게 응력을 가할 수 있어, 시일력을 높일 수 있다. 그 결과로서, 동작 압력을 작게해도 확실하게 시일하여, 액 떨어짐을 방지할 수 있다. 또한, 다이어프램 릴리프 홈(46)이 형성되어 있음으로써, 밸브 개방시에 다이어프램 릴리프 홈(46)에 존재하는 유체가 다이어프램 밸브체(3)를 밸브 개방 방향으로 밀어올리는 힘이 된다. 그로 인해, 다이어프램 릴리프 홈(46)이 형성되어 있음으로써, 작은 부압의 힘에 의해 밸브 개방할 수 있다.

구체적으로는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 유체 압력이, 50kPa인 Q1에 있어서는 동작 압력을 약 60kPa로 할 수 있다. 유체 압력이 100kPa인 Q2에 있어서는 동작 압력을 약 110kPa로 할 수 있다. 유체 압력이 150kPa인 Q3에 있어서는 동작 압력을 약 150kPa로 할 수 있다. 유체 압력이 200kPa인 Q4에 있어서는 동작 압력을 약 200kPa로 할 수 있다. 유체 압력이 250kPa인 Q5에 있어서는 동작 압력을 약 230kPa로 할 수 있다. 유체 압력이 300kPa인 Q6에 있어서는 동작 압력을 약 280kPa로 할 수 있다. 다이어프램 릴리프 홈을 형성하지 않는 액 떨어짐 방지 밸브를 사용했을 경우에는, 본 실시 형태의 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 사용하는 것 보다도 동작 압력이 필요해졌다. 당해 결과로부터, 다이어프램 릴리프 홈이 형성되어 있지 않은 액 떨어짐 방지 밸브와 비교하여, 다이어프램 릴리프 홈(46)이 형성된 액 떨어짐 방지 밸브(1)에 있어서는, 작은 동작 압력에 의해 동작시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

[유로 내의 유체의 움직임]

계속해서, 본 실시 형태에 있어서의 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 사용했을 경우의 출력 유로(42)를 흐름 출력 포트(52)로부터 유출하는 유체의 흐름에 대해서 설명한다. 도 12에, 도 2에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(1)에 있어서의 유선도를 나타낸다.

도 12의 유선도에 나타내는 바와 같이, 입력 유로(41)를 흐르는 유선은, 밸브실(50) 내에 들어갈 때까지는 직선 형상이기 때문에 똑바로 흐르고 있다. 계속해서, 유체는, 밸브실(50) 내에 들어가면 밸브실(50) 내에서 벽면에 부딪쳐 난류가 발생하여, 유선이 복잡한 형상으로 된다. 그러나, 밸브실(50)로부터 출력 유로(42)로 유입한 유선은, 출력 포트(52)로부터 유출할 때까지 난류이지만 똑바로 신장한 층류로 된다. 그 이유는, 출력 유로(42)가 직선적으로 출력 포트(52)까지 뻗어 있기 위해서 유체가 층류로 되기 때문이다. 또한, 출력 유로(42)의 길이는, 출력 포트(52)에 있어서 유체가 층류로 되는 만큼의 길이를 갖도록 임의로 설계되어 있다. 그로 인해, 유체의 층류 형성이 용이해지기 때문에, 도 12에 나타내는 유선이 직선 형상으로 나타나고 있다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 변경이 가능하다.

예를 들어, 본 실시 형태에 있어서 다이어프램 밸브체(3)의 막부(32)는 균등하게 박판 형상으로서 나타냈지만, 중심측 볼록부(47)에 접촉하는 부분을 일부 두껍게 할 수 있다. 중심측 볼록부(47)와 접촉하는 부분을 두껍게함으로써 내구성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 본 실시 형태에 있어서는 유로 블록(4)을 직육면체 형상으로서 나타냈지만, 대략 원통 형상으로 하여 에어 블록(2)과 접촉하는 면만 평면으로 할 수 있다. 즉, 유로 블록(4)의 형상은, 직육면체 형상으로 한정되지 않고 에어 블록(2)과 접촉하는 면이 평면으로 하는 것이면, 대략 원통 형상 등과 같이, 어떤 형상으로도 할 수 있다.

예를 들어, 본 실시 형태에 있어서는, 유체는 입력 유로로부터 유입해 유출 유로로부터 배출되는 취지가 기재되었지만, 도 2 및 도 3에 나타내는 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 거꾸로 해서 사용함으로써, 유체의 흐름을 반대로 할 수 있다. 그 때에는, 입력 유로와 출력 유로가 반대로 되어 입력 배관(11)이 출력 노즐로 되고, 출력 노즐(12)이 입력 배관으로 된다.

예를 들어, 본 실시 형태에 있어서의 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 매니폴드 베이스에 내장할 수 있다. 그것에 의해, 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 편입시킬 수 있기 때문에 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 나중에 매니폴드 베이스에 조립시킬 수 있기 때문에, 교환이 용이하다. 예를 들어, 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 매니폴드 베이스에 연결하는 경우에는, 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 직렬적으로 연결할 수도 있다. 또한, 원주 형상으로 연결시킬 수도 있다.

예를 들어, 본 실시 형태에 있어서의 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 집합시킨 매니폴드 베이스로 할 수 있다. 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 집합시킨 매니폴드 베이스는, 본 실시 형태에 있어서의 액 떨어짐 방지 밸브(1)와 동일한 작용 효과를 갖는다. 또한, 매니폴드 베이스는, 액 떨어짐 방지 밸브(1)를 포함한 다른 유체 제어 밸브 등을 포함한 것으로 할 수도 있다.

예를 들어, 액 떨어짐 방지 밸브를 매니폴드화할 수도 있다. 구체적으로는, 유로 블록 내에 복수의 입력 유로와, 복수의 출력 유로와, 복수의 밸브실과, 복수의 밸브 구멍과, 복수의 밸브 시트를 갖고, 에어 블록 내에 복수의 에어 유로를 갖고, 다이어프램 밸브체는 복수의 밸브 시트와 대응하는 복수의 액 떨어짐 방지 밸브를 가짐으로써 매니폴드화할 수 있다. 매니폴드화 함으로써, 본 실시 형태의 액 떨어짐 방지 밸브의 작용 효과를 그대로 유지하면서 공간 절약화를 도모할 수 있다.

1 : 액 떨어짐 방지 밸브
2 : 에어 블록
22 : 에어 유로
23 : 배면실
3 : 다이어프램 밸브체
4 : 유로 블록
4A : 접촉 측면
4B : 상면
4C : 하면
41 : 입력 유로
42 : 출력 유로
43 : 밸브 구멍
44 : 밸브 시트
50 : 밸브실
51 : 입력 포트
52 : 출력 포트

Claims

입력 유로와, 출력 유로와, 상기 입력 유로와 상기 출력 유로가 연통하는 밸브실을 갖고, 상기 밸브실 내 중 상기 출력 유로가 연통하는 밸브 구멍의 주변부에 밸브 시트가 형성되어 있는 유로 블록과, 에어 유로가 형성된 에어 블록과, 상기 유로 블록과 상기 에어 블록 사이에 고정된 상기 밸브 시트에 접촉 이격되는 다이어프램 밸브체를 갖는 액 떨어짐 방지 밸브에 있어서,
상기 입력 유로가 연통하는 입력 포트가 상기 유로 블록의 상면에 형성되어 있는 것과,
상기 유로 블록 중 상기 상면과 대향하는 하면에 상기 출력 유로가 연통하는 출력 포트가 형성되어 있는 것과,
상기 유로 블록의 측면에 상기 밸브실이 형성되어 있는 것과, 상기 측면에 상기 에어 블록이 접촉하는 것과,
상기 다이어프램 밸브체는, 상기 다이어프램 밸브체의 배면실에 대하여 가압 함으로써 상기 밸브 시트와 접촉하고, 상기 배면실을 부압으로 함으로써 상기 밸브 시트와 이격되는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제1항에 있어서, 상기 밸브 시트 주변에 다이어프램 릴리프 홈이 형성되어 있는 것과,
상기 다이어프램 릴리프 홈은, 상기 밸브 구멍을 중심으로 도넛 형상으로 형성되어 있는 것과,
상기 입력 유로가 상기 밸브실에 연통하고 있는 밸브실 연통구는, 상기 다이어프램 릴리프 홈에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제2항에 있어서, 상기 다이어프램 릴리프 홈은, 상기 다이어프램 밸브체가 상기 밸브 시트에 접촉했을 때에 상기 다이어프램 밸브체의 막부가 상기 다이어프램 릴리프 홈의 바닥에 접촉하지 않는 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 다이어프램 릴리프 홈은, 상기 밸브 시트 주변에 형성된 도넛 형상의 중심측 볼록부, 및 도넛 형상의 외주측 볼록부 사이에 형성되어 있는 것과,
상기 중심측 볼록부는 상기 밸브 시트면보다도 낮은 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이어프램 릴리프 홈이 형성되어 있음으로써, 상기 다이어프램 밸브체가 상기 밸브 시트에 대하여 전체 둘레에 걸쳐 균일한 응력에 의해 접촉하는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 유로, 상기 출력 유로, 및 상기 밸브실이, 내약품성을 갖는 소재로 형성되어 있는 것, 또는 내약품성을 갖는 소재가 피복되어 있는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 유로는, 상기 출력 포트에 있어서 유체가 층류로 되는 것만큼의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 포트는 출력 노즐에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 매니폴드 베이스에 설치하는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유로 블록 내에 복수의 입력 유로와, 복수의 출력 유로와, 복수의 밸브실과, 복수의 밸브 구멍과, 복수의 밸브 시트를 갖는 것과,
상기 에어 블록 내에 복수의 에어 유로를 갖는 것과,
상기 다이어프램 밸브체는 상기 복수의 밸브 시트와 대응하는 복수개 갖는 것을 특징으로 하는, 액 떨어짐 방지 밸브.