KR20220133883A

KR20220133883A - 수동용 다이어프램 밸브

Info

Publication number: KR20220133883A
Application number: KR1020227025795A
Authority: KR
Inventors: 히사노부 이이즈카
Original assignee: 가부시키가이샤 깃츠 에스시티
Priority date: 2020-02-10
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-10-05
Also published as: WO2021161946A1; TW202202765A; CN115038901A; US12038103B2; US20230070374A1; JP2021127773A; JP7448368B2

Abstract

간단한 구조에 의해 컴팩트성을 유지하면서 밸브체의 개폐 범위를 설정할 수 있고, 밸브의 내부 형상의 개별 차이에 영향을 받지 않고 전부 개방시의 유량을 충분히 확보하고, 전부 개방시의 유량을 임의로 조정하는 것도 가능한 수동용 다이어프램 밸브를 제공하는 것에 있다. 밸브 본체(1)는 보디(10) 내부에 장착된 밸브체(12)와, 보디(10)에 승강이동가능하게 나사결합되어 밸브체(12)를 밸브 시트(14)에 접촉/분리시키는 스핀들(13)을 갖추고 있고, 밸브 본체(1)의 윗쪽에는 스핀들(13)을 수동으로 회전조작하는 핸들(2)이 부착되어 있고, 밸브 본체(1)의 상부 부근에는, 핸들(2)의 밸브개방조작측의 전부 개방시의 회전운동을 제한하고, 밸브체(12)의 전부 개방시의 유량의 상한을 설정하는 전부 개방 위치 조정기구(20)가 갖추어져 있다.

Description

수동용 다이어프램 밸브

본 발명은, 예를 들면, 반도체 제조 장치에 사용되어, 핸들 등의 수동조작에 의해 유로를 개폐하는 수동용 다이어프램 밸브에 관한 것이고, 특히, 전부 개방시의 유량을 고정밀도로 조정가능하게 한 수동용 다이어프램 밸브에 관한 것이다.

이 종류의 수동용 다이어프램 밸브는 반도체 제조용 가스 공급계의 메인 밸브로서 사용되는 경우가 많고, 스템(조작 레버)의 상부에 설치된 수동 핸들의 조작에 의해 스템을 승강이동시켜, 유로가 전부 개방 또는 전부 폐쇄 상태로 된다. 통상적으로, 이 수동용 다이어프램 밸브가 설치된 유로의 ２차측에는 분기 유로가 병렬 형상으로 분기되어 설치되어, 각 분기 유로에 동일한 유량이 흐르도록 설치된다. 각 분기 유로에는, 자동조작가능한 자동 다이어프램 밸브가 접속되어, 각 자동 다이어프램 밸브에 의해, 이들 밸브보다도 ２차측으로의 유량이 각각 조정되는 경우가 많다.

따라서, 수동용 다이어프램 밸브를 메인 밸브로 사용할 때에는, ２차측의 각 다이어프램에서 유량제어를 고정밀도로 수행하기 위해서, 그 1차측인 수동용 다이어프램 밸브의 전부 개방시의 유량이 정확하게 설정되어 있는 것이 요구된다.

메인 밸브로 사용되는 수동용 다이어프램 밸브로서, 예를 들면, 본 출원인은, 특허문헌 1의 밸브를 출원하였다. 이 다이어프램 밸브는 밸브 샤프트의 상부에 수동용 핸들 본체가 부착되어 있고, 이 핸들 본체를 약 90˚의 회전각도로 회전운동시키는 것에 의해 밸브 샤프트를 통하여 밸브체(다이어프램)를 동작시켜, 유로를 개폐조작한다. 이 경우, 핸들 본체의 회전운동범위를 규제함으로써, 밸브체의 개폐 범위를 설정할 수 있는 것이 일반적으로 알려져 있고, 이러한 핸들의 회전 규제 구조로서, 핸들의 바닥면에 연결 핀을 돌출시켜 부착하고, 한편, 밸브 본체의 상면(上面)에 약 90˚의 각도로 연결 핀 홈을 형성하고, 연결 핀을 연결 핀 홈으로 안내시킴으로써, 핸들 본체의 회전영역을 설정하는 경우가 있다. 이에 의하면, 컴팩트성을 유지하면서, 요철부분(연결 핀, 연결 핀 홈)의 맞물림에 의한 간이한 구조로 밸브체의 개폐동작을 규제하고, 전부 개방시의 유량을 설정할 수 있게 된다.

일본 특허 제6580377호 공보

그렇지만, 다이어프램 밸브를 구성하는 각 부품은, 제조시에 치수 차이가 생기기 때문에, 조립 후의 밸브 내부의 치수를 완전히 일치시키는 것은 어렵고, 예를 들면, 다이어프램의 약간의 찌그러짐이나 형상의 편차나, 밸브 시트를 보디에 스웨이징(swaging) 등에 의해 고정했을 때의 밸브 시트의 형상이나 높이의 편차 등이 생긴다. 이들 밸브의 내부 형상의 개별 차이는 밸브 전부 개방시의 개방도에 크게 영향을 주고, 예를 들면, 전술한 특허문헌 1의 수동용 다이어프램 밸브에 대하여 요철부분(연결 핀, 연결 핀 홈)의 맞물림에 의한 회전 규제 구조를 마련하고, 이 회전 규제 구조에 의해 핸들의 회전각도를 90˚로 규제하려고 할 때에는, 그 회전각도에 오차가 생겨서 밸브마다 전부 개방시의 유량에 개별 차이가 발생할 우려가 있다.

그 결과, ２차측에 접속된 자동 다이어프램 밸브 이후의 반도체 제조 프로세스 결과에 차이가 나타날 가능성이 있으므로, 제조 프로세스를 균일화시키기 위해서, ２차측의 모든 자동 다이어프램 밸브를 개별적으로 유량 조정할 필요가 생길 수도 있다.

이와 같이, 핸들측과 밸브 본체측을 요철 형상의 맞물림부 등에 의해 핸들 본체의 회전각도를 조정 불능으로 규제한 경우에는, 밸브의 개별 차이에 의한 Cv값의 차이를 억제하는 것이 어렵게 되고, 또한, ２차측의 자동 다이어프램 밸브를 각각 유량 조정할 경우, 매우 번거로운 문제도 있다.

더욱이, 반도체 제조용 밸브는, 200℃, 혹은 그 이상의 고온영역에서 사용되는 경우가 많고, 이렇게 고온이 되면, 수동용 다이어프램 밸브의 다이어프램이나 밸브 시트도 열에 의해 팽창·변형되기 때문에, 편차가 더욱 복잡해지고, Cv값이 더 큰 영향을 받아, 1차측의 밸브로서 밸브개방시의 적절한 유량을 확보할 수 없게 될 수도 있다.

이러한 이유로, 밸브의 내부 형상의 개별 차이에 영향을 받지 않고 전부 개방시의 유량을 충분히 확보하고, 전부 개방시의 유량을 임의로 조정할 수 있는 기능을 갖춘 수동용 다이어프램 밸브의 개발이 강하게 요망되었다.

본 발명은 종래의 과제를 해결하기 위해 개발한 것으로, 그 목적으로 하는 바는 간단한 구조에 의해 컴팩트성을 유지하면서 밸브체의 개폐 범위를 설정할 수 있고, 밸브의 내부 형상의 개별 차이에 영향을 받지 않고 전부 개방시의 유량을 충분히 확보하고, 전부 개방시의 유량을 임의로 조정하는 것도 가능한 수동용 다이어프램 밸브를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 따른 발명은, 밸브 본체는 보디 내부에 장착된 다이어프램으로 이루어진 밸브체와, 보디에 승강이동가능하게 나사결합되어 밸브체를 보디 내부에 장착된 밸브 시트에 접촉/분리시키는 스핀들을 갖추고 있고, 밸브 본체의 윗쪽에는, 스핀들을 수동으로 회전조작하는 핸들이 부착되어 있고, 밸브 본체의 상부 부근에는, 핸들의 밸브개방조작측의 전부 개방시의 회전운동을 제한하고, 밸브체의 전부 개방시의 유량의 상한을 설정하는 전부 개방 위치 조정기구가 갖추어져 있는 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 2에 따른 발명은, 핸들의 바닥면과 밸브 본체의 상면측이 대향 상태로 장착되어 있고, 핸들 바닥면 또는 밸브 본체 상면측의 어느 한쪽에 설치된 핀이, 다른 쪽에 형성된 대략 원호 형상의 홈부에 맞물려서 핸들의 개폐시의 회전영역의 일부가 설정됨과 아울러, 홈부의 밸브개방조작측에 전부 개방 위치 조정기구가 설치되어 있고, 이 전부 개방 위치 조정기구는 핀의 이동 방향으로 진퇴가능한 상태에서 이 핀이 맞닿는 맞닿음부가 형성된 조정부재를 구비하고 있는 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 3에 따른 발명은, 핀이 핸들 바닥면에, 홈부가 밸브 본체의 상면에 각각 설치되어 있고, 조정부재는 홈부로부터 밸브 본체의 측면으로 연통하는 연통구멍에 설치된 암나사에 진퇴가능하게 나사결합하는 수나사를 구비한 고정나사이며, 이 고정나사의 나사끼워넣기측단면(螺入側端面)이 맞닿음부가 되는 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 4에 따른 발명은, 연통구멍에 암나사를 구비한 인서트 너트가 장착된 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 5에 따른 발명은, 암나사와 수나사의 사이에 접착제가 도포된 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 6에 따른 발명은, 핀이 핸들 바닥면에, 홈부가 밸브 본체의 상면에 각각 설치되어 있고, 조정부재는 원통부와 이 원통부의 외주측에 형성된 돌출편을 갖추고 있고, 홈부보다도 내경측에는 이 홈부의 밸브개방조작측과 일부가 연통하는 원주홈이 형성되어 있고, 이 원주홈에는 조정부재의 원통부가 그 회전축을 중심으로 회전가능한 상태로 고착되어 있고, 돌출편의 핀으로의 대향측을 맞닿음부로 한 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 7에 따른 발명은, 핸들의 밸브폐쇄상태로부터 밸브개방상태까지의 회전각도는 약 90˚, 또는 0˚보다도 크고 360˚보다도 작은 임의의 각도인 수동용 다이어프램 밸브이다.

청구항 1에 따른 발명에 의하면, 밸브 본체의 상부 부근에 전부 개방 위치 조정기구를 설치함으로써, 간단한 구조에 의해 컴팩트성을 유지하면서 밸브체의 전부 개방 위치를 고정밀도로 설정할 수 있고, 조립후의 밸브의 내부 형상에 치수 차이 등의 개별 차이가 발생한 경우에도, 전부 개방 위치 조정기구에 의해 핸들의 밸브개방조작측의 전부 개방시의 회전운동을 제한하여 전부 개방시의 유량을 조정하고, 밸브의 내부 형상의 개별 차이에 영향을 받지 않고 전부 개방시의 유량의 상한을 설정할 수 있다. 더욱이, 전부 개방 위치 조정기구에 의해 전부 개방시의 유량을 임의로 고정밀도로 조정하여, 원하는 Cv값의 특성을 얻을 수 있는 다이어프램 밸브를 제공하는 것도 가능하게 된다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면, 간이한 구조로 밸브체의 개폐 동작을 규제할 수 있고, 조정부재의 맞닿음부를 핀의 이동 방향으로 진퇴시킴으로써, 핸들의 밸브개방조작측의 회전을 간편하게 확대 또는 축소하여 원하는 핸들의 회전각도의 범위로 조정할 수 있고, 핸들의 전부 개방시에는, 맞닿음부에 핀이 맞닿아 그 회전 위치의 상한을 확실하고 고정밀도로 설정함으로써 전부 개방시에 정확한 유량을 확보할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명에 의하면, 핀을 핸들 바닥면에, 홈부를 밸브 본체의 상면에 각각 설치함으로써 전체의 높이의 증장(增長)을 억제하고, 핀이나 고정나사를 배치하는 영역 때문에 전체가 대형화되지 않고, 이들을 밸브 본체의 상부에 배치하여 컴팩트성을 유지할 수 있다. 고정나사를 밸브 본체의 측면에서 간단히 삽입할 수 있고, 이 고정나사를 수나사와 암나사의 나사결합에 의해 진퇴함으로써 나사끼워넣기(螺入) 위치의 조정이 용이해지고, 이들 수나사와 암나사에 의해 맞닿음부의 미세조정을 간단히 행할 수 있다.

청구항 4에 따른 발명에 의하면, 핸들을 구성하는 재료의 강도가 약한 경우에도, 인서트 너트에 의해 암나사의 강도를 향상시켜서, 이 암나사의 찌그러짐 등을 방지하여 확실하게 고정나사를 원하는 위치까지 삽입할 수 있고, 수나사와 암나사의 리드 오차나 각도 오차를 흡수하여 고정나사의 위치 어긋남을 방지하고, 이 고정나사에 의한 핸들의 전부 개방 위치의 규제를 유지할 수 있다.

청구항 5에 따른 발명에 의하면, 수나사와 암나사의 사이에 접착제를 도포함으로써, 암나사에 대하여 고정나사를 위치결정상태로 고정할 수 있고, 고정나사의 위치 어긋남을 방지하여 핸들의 전부 개방 위치의 규제를 유지할 수 있다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면, 핀을 핸들 바닥면에, 홈부를 밸브 본체의 상면에 각각 설치함으로써 전체의 높이의 증장을 억제하고, 핀이나 조정부재를 배치하는 영역 때문에 전체가 대형화되지 않고, 이들을 밸브 본체의 상부에 배치하여 컴팩트성을 유지할 수 있다. 원주홈에 대하여 원통부를 회전시킴으로써, 돌출편의 맞닿음부의 위치를 용이하고 간편하게 조정할 수 있다.

청구항 7에 따른 발명에 의하면, 핸들의 밸브폐쇄상태로부터 밸브개방상태까지의 회전각도를 약 90˚로 조정함으로써 쿼터턴형(quarter-turn type) 밸브에 적용할 수 있고, 이와 같이 핸들의 회전각도가 적은 경우에도, 전부 개방시에는 정확한 유량을 확보한다. 또한, 핸들의 밸브폐쇄상태로부터 밸브개방상태까지의 회전각도를 0˚~ 360˚의 임의의 각도로 제공할 수 있고, 이 경우, 쿼터턴형 밸브보다도 전부 개방시의 유량을 작게 또는 크게 설정한 다음, 이 전부 개방시의 유량을 고정밀도로 조정하여 원하는 Cv값으로 설정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 수동용 다이어프램 밸브의 제1 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A단면도이다.
도 3은 도 1의 핸들을 떼어낸 모식 평면도이다.
도 4는 밸브 본체의 일부 절단 사시도이다.
도 5는 도 1의 평면도이다. 도 5(a)는 핸들의 개방상태를 나타내는 평면도이다. 도 5(b)는 핸들의 폐쇄상태를 나타내는 평면도이다.
도 6은 핸들을 나타내는 사시도이다.
도 7(a)는 본 발명의 수동용 다이어프램 밸브의 제2 실시형태를 나타내는 사시도이다. 도 7(b)는 도 7(a)의 평면도이다.
도 8은 캡을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 7에 있어서의 조정부재를 나타내는 사시도이다.

이하에서는, 본 발명에 있어서의 수동용 다이어프램 밸브의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1, 도 2에서는, 본 발명의 다이어프램 밸브의 제1 실시형태를 나타내고, 도 3은 도 1의 핸들을 떼어낸 모식 평면도를 나타내며, 도 4는 밸브 본체의 일부 절단 사시도를 각각 나타내고 있다.

도에서, 본 발명에 있어서의 수동용 다이어프램 밸브는, 밸브 본체(1), 핸들(2)을 갖추고 있고, 이 중에서, 밸브 본체(1)는 보디(10), 캡(11), 밸브체(12), 스핀들(13), 밸브 시트(14), 보닛(15), 가압부재(16), 스핀들 캡(17), 접시스프링(18)을 가지고 있다. 밸브 본체(1)의 상부 부근에는, 전부 개방 위치 조정기구(20)가 설치되어 있고, 밸브 본체(1)는 핸들(2)의 개폐 각도 약 90˚에 의해 개폐 조작된다.

보디(10)는 상부 보디(10a)와 하부 보디(10b)로 이루어지고, 이들은 나사조임에 의해 일체화된다. 보디(10)의 내부에는, 다이어프램으로 이루어진 대략 원판 형상의 밸브체(12)가 장착되고, 이 밸브체(12)의 상부측에는, 스핀들(13)이 승강이동가능하게 나사결합된다. 보디(10) 내부의 밸브체(12)의 하방 위치에는 밸브 시트(14)가 장착되고, 스핀들(13)의 승강이동에 의해 밸브체(12)가 밸브 시트(14)에 접촉/분리됨으로써, 보디(10) 내부에 형성된 유로(10c)가 개폐가능하게 설치된다. 보디(10)의 상부에는 캡(11)이 고착되어 있다.

도 6에 도시된 핸들(2)은, 톱니(serration) 구조에 의해 스핀들(13)의 상단측에 착탈가능하게 일체로 부착되고, 이것에 의해 밸브 본체(1)의 윗쪽에 배치된다. 핸들(2)의 장착후에는, 이 핸들(2)의 바닥면(2a)과 밸브 본체(1) 상부의 캡(11)의 상면(11a)측이 대향한 상태로 되고, 톱니 구조에 의해 풀림이나 공전(空轉)이 저지된 상태에서 핸들(2)의 회전에 의해 스핀들(13)이 일체로 회전가능하게 설치된다.

핸들(2) 상부에는 손잡이부(2b)가 형성되어 있고, 이 손잡이부(2b)를 파지하여 회전조작함으로써, 핸들(2)의 회전과 함께 스핀들(13)이 회전운동하면서 승강이동하여 밸브체(12)를 개폐조작 가능하게 된다.

핸들 바닥면(2a)에는, 소정의 외경 및 길이로 형성된 핀(19)이 아래쪽으로 돌출되도록 부착된다.

도 3, 도 4에서, 캡(11)은 보디(10)의 상부 부근에 장착되어 밸브 본체(1) 상부에 설치되고, 이 캡(11)에는 전부 개방 위치 조정기구(20)가 설치된다. 전부 개방 위치 조정기구(20)는 캡(11)에 있어서의 밸브개방조작측에 설치되고, 이 전부 개방 위치 조정기구(20)에 의해, 상기 핸들(2)의 밸브개방조작측의 전부 개방시의 회전운동을 제한하는 것에 의해, 밸브체(12)의 전부 개방시의 유량의 상한이 설정된다.

캡 상면(11a)에 있어서, 핀(19)이 대응하는 위치에는, 대략 원호 형상의 홈부(30)가 형성된다. 홈부(30)는 핀(19)을 안내할 수 있는 폭 및 깊이에 의해 약 90˚의 각도의 범위에 마련되고, 이 홈부(30)의 일단측이 밸브개방조작측, 타단측이 밸브폐쇄조작측이 되고, 전부 개방측에 핀(19)이 도달했을 때에는, 이 핀(19)이 전부 개방 위치 조정기구(20)측에 맞닿고, 한편, 전부 폐쇄측에 핀(19)이 도달했을 때에는, 핀(19)이 밸브폐쇄측 단면(30a)에 맞닿는다.

도 5에서, 핸들(2)은 좌회전(반시계방향회전)했을 때 밸브개방조작되고, 또한, 우회전(시계방향회전)했을 때 밸브폐쇄조작되도록 설치된다. 핸들(2)을 좌회전하여, 도 5(a)의 전부 개방 상태로 했을 때에는, 핀(19)이 약 3시 방향에 위치하고, 도 3에서 전부 개방 위치 조정기구(20)에 의해 핸들(2)의 전부 개방 위치가 조정가능하게 설치된다. 한편, 도 5(a)의 전부 개방 상태로부터 핸들(2)을 우회전하여, 도 5(b)의 전부 폐쇄 상태로 했을 때에는, 핀(19)이 약 6시 방향에 위치하고, 도 3에서 밸브폐쇄측 단면(30a)으로의 핀(19)의 맞닿음에 의해 핸들(2)의 그 이상의 회전이 저지된다. 이것에 의해, 핸들(2)의 도 5(a)의 밸브개방상태로부터 도 5(b)의 밸브폐쇄상태까지의 핸들(2)의 회전각도(θ)가 약 90˚로 설정된다.

도 3의 홈부(30)의 전부 개방측의 종단 위치로부터 캡(11)의 측면(11b)에 걸쳐서는, 직선 형상의 연통구멍(31)이 연통하여 형성되고, 이 연통구멍(31)에는 암나사부(31a)가 형성되며, 이 암나사부(31a)에 인서트 너트(매입용 너트)(32)가 나사결합에 의해 장착된다. 본 실시형태에서는, 이 인서트 너트(32)로서 스프류(sprew)가 이용되고, 나아가서는 록 타입(lock type)이라고 불리는 풀림 방지 효과를 높인 스프류가 사용된다. 이 인서트 너트(스프류)(32)의 내주에는 암나사(33)가 마련되고, 이 암나사(33)가 연통구멍(31)의 일부에 배치된다.

상기한 전부 개방 위치 조정기구(20)는 조정부재(35)를 갖추고 있고, 이 조정부재(35)에 의해 전부 개방 상태의 핀(19)의 위치가 조정가능하게 된다. 조정부재(35)에는 핀(19)의 이동 방향으로 진퇴가능한 상태에서 이 핀(19)이 맞닿는 맞닿음부(36)가 형성되어 있다.

본 예에 있어서의 조정부재(35)는 고정나사로 이루어지고, 이 고정나사(35)는 인서트 너트(32)의 암나사(33)에 나사결합가능한 수나사(37)를 갖추고 있고, 이들 수나사(37)와 암나사(33)에 의해, 연통구멍(31)에 대하여 진퇴가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 고정나사(35)는 연통구멍(31)의 임의의 위치에 삽입가능하게 된다.

고정나사(35)의 나사끼워넣기측단면은, 전술한 맞닿음부(36)가 되고, 이 맞닿음부(36)에 핀(19)이 맞닿는다. 이것에 의해, 수나사(37)와 암나사(33)에 의해 고정나사(35)를 연통구멍(31)에 진퇴시켜서 맞닿음부(36)의 위치를 조정하고, 이 맞닿음부(36)에 핸들(2)이 전부 개방 상태일 때의 핀(19)을 맞닿게 하여 핸들(2)의 회전운동을 제한한다. 이와 같이, 전부 개방 위치 조정기구(20)는 고정나사(35)의 위치조정에 의해 핸들(2)의 밸브개방조작측의 회전운동을 임의로 제한하고, 이 핸들(2) 및 스핀들(13)의 회전각도(θ)를 설정하여 밸브체(12)의 개방도를 규제하고, 전부 개방시의 유량의 상한을 설정할 수 있게 되어 있다.

이 경우, 고정나사(35)의 전부 개방 위치의 조정 범위 내에, 밸브체(12)가 전부 개방될 때의 스핀들(13)의 각도(밸브폐쇄상태에 대해 약 90˚)가 포함되도록, 암나사(33)의 형성 영역을 미리 설정해 두도록 한다. 이것에 의해, 전부 개방 위치의 조정시에는, 밸브체(12)가 전부 개방까지 도달하지 않은 상태에서, 핀(19)이 맞닿음부(36)에 맞닿도록 고정나사(35)의 삽입 위치를 조절하는 것에 의해, 밸브 본체(1)의 유량 상한을 조정할 수 있다.

더욱이, 바람직하게는, 암나사(33)의 형성 영역은, 밸브 본체(1)의 개별 차이를 고려하여, 스핀들(13)의 이론상의 전부 개방 각도인 90˚를 포함한 90˚이하에서 90˚이상의 범위에 미치도록 설치하는 것이 좋다. 이에 의하면, 조립후의 밸브 본체(1)의 전부 개방시의 스핀들(13)의 회전각도(θ)에 큰 차이가 생겼을 경우에, 그에 대응하여 전부 개방 위치 조정기구(20)에 의해 전부 개방 위치를 90˚보다도 크게 또는 작게 설정하는 것이 가능하게 된다.

암나사(33)와 수나사(37)의 사이에는 접착제(38)를 도포해도 되며, 이 경우, 접착제(38)에 의해 고정나사(35)가 인서트 너트(32)에 위치결정상태로 고정된다.

보디(10) 내의 보닛(15)은 외주에 단차부를 가지는 대략 환형상으로 형성되고, 상부 보디(10a)와 하부 보디(10b)의 사이에 끼여 고정된다. 보닛(15)의 중앙에는 관통구멍(15a)이 형성되고, 이 관통구멍(15a)에는 대략 원기둥 형상의 가압부재(16)가 승강이동가능하게 장착되고, 이 가압부재(16)의 바닥면측에는, 보닛(15)과 하부 보디(10b)의 사이에 외주측이 끼워진 상태에서, 밸브체(다이어프램)(12)가 부착된다.

더욱이, 가압부재(16)와 스핀들(13)의 사이에는, 복수의 접시스프링(18)에 장착된 상태에서, 스핀들(13)의 하부측을 덮도록 스핀들 캡(17)이 장착된다.

이들 내부구조에 의해, 핸들(2)을 밸브폐쇄방향으로 회전시켰을 때에는, 스핀들(13)이 보디(10)에 대하여 회전하면서 강하하고, 이 스핀들(13)의 강하에 의해 접시스프링(18), 스핀들 캡(17)을 통하여 가압부재(16)가 아래로 눌러지고, 이 가압부재(16)에 의해 밸브체(12)의 중앙 부근이 눌러져서 밸브 시트(14)에 압착하고, 유로(10c)가 봉쇄된다.

한편, 핸들(2)을 밸브개방방향으로 회전시켰을 때에는, 스핀들(13)이 보디(10)에 대하여 회전하면서 상승하고, 이 스핀들(13)의 상승에 의해 밸브체(12)로의 가압력이 해제되어, 줄어들었던 접시스프링(18)이 원래의 형상으로 복원된 후에, 스핀들 캡(17)이 상승하고, 이와 함께 가압부재(16)가 상승하면서 밸브체(12)가 개방상태의 형상으로 복귀하고, 유로(10c)가 개방상태로 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 밸브 본체(1)에 설치한 캡(11)의 상면에 홈부(30)가 형성되어 있지만, 캡(11)을 설치하지 않고 보디(10)의 상면에 직접 홈부(30)를 마련하는 구성으로 해도 된다.

또한, 핸들 바닥면(2a)에 핀(19)이 부착되고, 캡 상면(11a)측에 대략 원호 형상의 홈부(30)가 형성되어 있지만, 핸들 바닥면(2a)에 홈부가 형성되고, 캡 상면(11a)측(밸브 본체(1)의 상면측)에 핀(19)이 부착되어 있어도 된다(도시되어 있지 않음). 이와 같이, 핸들 바닥면(2a) 또는 보디 상면측의 어느 한쪽에 핀(19)이 설치되고, 이 핀(19)이 다른 쪽에 형성된 대략 원호 형상의 홈부(30)에 맞물려서 핸들(2)의 개폐시의 회전영역의 일부가 설정되어 있으면 된다.

연통구멍(31)에 인서트 너트(32)를 장착하지 않고, 연통구멍(31)에 형성한 암나사부(31a)를, 수나사(37)가 나사결합하는 암나사로 해도 된다. 더욱이, 이들의 어느 경우에도, 수나사와 암나사의 사이에 접착제의 도포를 생략해도 되고, 이 경우에는, 조정후의 고정나사(35)를 다시 회전시켜서 맞닿음부(36)의 위치를 조정 변경할 수 있다. 한편, 접착제(38) 이외의 고착 수단에 의해, 수나사와 암나사를 고착하도록 해도 된다.

핸들(2)의 밸브폐쇄상태로부터 밸브개방상태까지의 개폐 각도는 90˚이외여도 되고, 이 경우, 홈부(30)를 형성하는 각도를, 0˚보다도 크고 360˚보다도 작은 임의의 각도로 설정함으로써 대응가능하게 된다.

이어서, 본 발명의 수동용 다이어프램 밸브의 상기 실시형태에 있어서의 동작 및 작용을 설명한다.

상기 밸브 본체(1)는 이 밸브 본체(1)를 구성하는 각 부품에 개별 차이가 있는 경우에도, 그 조립 후에, 전부 개방 위치 조정기구(20)에 의해 밸브체(12)의 전부 개방시의 유량을 고정밀도로 조정할 수 있다. 이 경우, 전부 개방 위치 조정기구(20)의 고정나사로 이루어지는 조정부재(35)를 수나사(37)과 암나사(33)의 나사결합을 통해 연통구멍(31)에 대하여 진퇴시키고, 이 고정나사(35)의 나사끼워넣기측단면인 맞닿음부(36)의 위치를 이동시킴으로써, 이 맞닿음부(36)에 맞닿는 핀(19)의 맞닿음 위치를 조절하고, 핀(19)이 부착된 핸들(2)의 밸브개방조작측의 전부 개방시의 회전운동을 제한하는 것에 의해, 전부 개방시의 유량을 임의로 설정할 수 있게 된다.

구체적으로는, 밸브 본체(1)의 조립 후에, 이 밸브 본체(1) 내에 유체를 흘려보낸 상태에서 고정나사(35)의 삽입위치를 조정하고, 원하는 유량에 합치했을 때 고정나사(35)의 진퇴에 의한 조정을 정지하고, 그 위치를 밸브 본체(1)의 전부 개방 위치로 설정한다.

예를 들면, 핸들(2)의 전부 개방 상태에서 유체 온도 200℃의 Cv값이 0.62가 되도록 설정하는 경우, Cv값 0.62가 되는 위치에 고정나사(35)를 진퇴시켜서 맞닿음부(36)를 조절한다. 이것에 의해, 핸들(2)의 전부 개방시에는, 핀(19)이 맞닿음부(36)에 맞닿아 그 회전이 규제되고, 전부 개방시에 있어서의 Cv값이 확실히 0.62로 설정된 밸브 본체(1)를 제공할 수 있다. 밸브 본체(1)의 조립 후에, 개별 차이에 의해 전부 개방시의 핸들(2) 및 스핀들(13)의 회전각도(θ)가 다른 경우에도, 핸들의 수동조작측의 전부 개방시의 회전운동을 전부 개방 위치 조정기구(20)로 제한하는 것에 의해, 일정한 Cv값을 발휘한다.

이것에 의해, 밸브 본체(1)의 ２차측에 도시하지 않은 복수의 밸브를 병렬 상태로 접속한 경우에는, 이들 ２차측 밸브를 개별적으로 유량조정하지 않고, 밸브 본체(1)의 전부 개방시에 ２차측 밸브에 원하는 유량의 유체를 공급할 수 있고, ２차측 밸브 이후의 프로세스의 안정화도 꾀할 수 있다. 나아가, 전부 개방 위치 조정기구(20)에 의해 밸브 본체(1)의 전부 개방시의 Cv값을 정확하게 설정함으로써, 다른 온도나 유체압의 유체를 흘려보낼 경우에도 대응하고 있다.

전부 개방시에 원하는 Cv값을 얻기 위해서, 그 전부 개방 위치를 90˚에서 감소시킬 수도 있고, 예를 들면, 전부 개방시의 Cv값을 0.5로 설정하는 경우에는, 전부 개방 위치 조정기구에 의해 핸들의 전부 개방시의 각도를 약 75˚로 조정하면 된다.

본 실시형태의 밸브 본체(1)와 같이, 핸들(2)의 개폐시의 회전각도(θ)를 약 90˚의 범위로 설정한 경우에는, 밸브 본체(1)를 쿼터턴형으로 하고, 이와 같이 핸들(2)의 적은 회전각도에 의해 밸브체(12)를 개폐제어하는 경우에도, Cv값을 고정밀도로 설정할 수 있다. 쿼터턴형 밸브 본체(1)의 경우, 핸들(2)의 손잡이부(2b)의 방향을 바깥쪽에서 눈으로 확인함으로써, 개폐상태의 확인도 용이해진다.

핸들(2)의 밸브개방상태로부터 밸브폐쇄상태까지의 회전각도(θ)를 0˚에서 360˚까지의 임의의 각도로 설치했을 때에는, 쿼터턴형에 대하여 전부 개방시의 유량을 작게 또는 크게 설정할 수 있고, 이 경우에도 전부 개방시의 유량을 고정밀도로 설정할 수 있다.

핀(19)이나 고정나사(35)를 핸들 바닥면(2a)과 캡 상면(11a)이 대향하는 핸들(2)의 회전운동영역 내에 설치하고 있으므로, 밸브 본체(1)의 외부에 전부 개방 위치 조정기구(20)를 배치하기 위한 영역을 확보할 필요가 없고, 밸브 본체(1)의 대형화를 방지하여 컴팩트성에도 우수하다.

연통구멍(31)에 록 타입(lock type)의 스프류로 이루어진 인서트 너트(32)를 삽입하고, 이 스프류(32)의 내주는 수나사(37)가 나사결합하는 암나사(33)로 되어 있으므로, 이 암나사(33)에 고정나사(35)를 나사끼워넣기(螺入)하여 위치조정한 후에 느슨해지기 어렵게 되어, 만일, 외부로부터 심한 진동이나 충격이 가해졌다고 해도 고정나사(35)의 느슨함을 확실히 방지한다. 이것에 의해, 조정후의 고정나사(35)의 위치를 강고하게 유지할 수 있다. 더욱이, 수나사(37)와 암나사(33)의 사이에 접착제(38)를 도포함으로써 고착력이 한층 높아져, 고정나사(35)의 위치 어긋남을 보다 확실하게 방지한다. 한편, 스프류(32)를 이용함으로써, 접착제(38)의 도포를 생략할 수도 있고, 이 경우에도 충분한 유지력을 발휘하여, 조정후의 고정나사(35)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

도 7(a), 도 7(b)에서는, 본 발명의 수동용 다이어프램 밸브의 제2 실시형태를 나타내고 있다. 또한, 이 실시형태에서, 상기 실시형태와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 그 설명을 생략한다.

이 실시형태에 있어서의 밸브 본체(40)는 전부 개방 위치 조정기구(41)를 갖추고 있고, 이 전부 개방 위치 조정기구(41)에서는, 도 9에 나타내는 조정부재(42)를 갖추고 있다. 조정부재(42)는 원통부(43)와 이 원통부(43)의 외주측에 형성된 돌출편(44)을 갖추고 있고, 밸브 본체(40)의 캡(45) 상면측에 장착가능하게 설치된다.

도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 캡(45)측에서는, 상기 실시형태와 대체로 동일하게 원호 형상으로 형성된 홈부(46)로부터, 밸브개방조작측의 원주방향으로 연장하도록, 홈부(46)보다도 약간 넓어지는 홈 형상의 수용부(47)가 형성된다. 홈부(46)보다도 내경측에는, 수용부(47)와 그 일부가 연통하는 원주홈(48)이 형성되고, 이 원주홈(48)은 조정부재(42)의 원통부(43)가 헐거운 끼워맞춤 상태로 수용가능한 크기 및 깊이로 마련된다. 캡(45) 외주측에는, 원주홈(48)에 연통하도록 약 90˚의 각도로 2군데에 나사구멍(49)이 형성되고, 이 나사구멍(49)에는 고정나사부 재(50)가 진퇴가능하게 나사결합되어 삽입된다.

조정부재(42)는 원통부(43)가 그 회전축을 중심으로 회전가능한 상태에서 원주홈(48)에 삽입되고, 돌출편(44)이 수용부(47) 내를 진퇴가능한 상태로 장착된 상태에서, 캡(45) 상면측에 수용된다. 돌출편(44)은 핸들의 핀(19)에 대향한 상태로 되고, 이 핀(19)과의 대향측이 맞닿음부(51)가 된다.

조정부재(42)는 2개의 고정나사부재(50)에 의해 체결가능하게 제공되고, 이 2군데로부터의 고착에 의해 원통부(43)가 캡(45) 내에 위치 어긋남이 방지된 상태로 고정되며, 돌출편(44)이 수용부(47) 내에 고정된다.

상기 구성에 의해, 밸브 본체(40)의 조립후에는, 원통부(43)를 원주홈(48)내에서 회전시켜서 돌출편(44)(맞닿음부(51))을 수용부(47) 내의 원하는 위치에 조절하고, 고정나사부재(50)로 원통부(43)를 고정함으로써, 맞닿음부(51)를 밸브 전부 개방 위치로 조정가능하게 된다. 핸들의 전부 개방시에는 핀(19)이 맞닿음부(51)에 맞닿아 핸들의 회전이 규제됨으로써 전부 개방시의 Cv값을 정확하게 설정할 수 있게 된다.

이 밸브 본체(40)의 경우, 예를 들면, 핸들의 전부 개방 상태에서 유체 온도 200℃의 Cv값이 약 0.25 정도일 때, 전부 개방 위치 조정기구(41)에 의해 핸들의 개폐가능각도가 90˚이었던 것을 약 70˚ 정도로 조정하는 것에 의해, Cv값을 0.20 정도로 조정할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상술했지만, 본 발명은, 상기 실시형태 기재에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지 변경이 가능한 것이다.

1 밸브 본체
2 핸들
2a 바닥면
10 보디
11 캡
11a 상면(上面)
12 다이어프램(밸브체)
13 스핀들
14 밸브 시트
19 핀
20 전부 개방 위치 조정기구
30, 46 홈부
31 연통구멍
32 인서트 너트
33 암나사
35 고정나사(조정부재)
36 나사끼워넣기측단면(맞닿음부)
37 수나사
38 접착제
42 조정부재
43 원통부
44 돌출편
48 원주홈
51 맞닿음부
θ 핸들의 회전각도

Claims

밸브 본체는 보디 내부에 장착된 다이어프램으로 이루어진 밸브체와, 상기 보디에 승강이동가능하게 나사결합되어 상기 밸브체를 상기 보디 내부에 장착된 밸브 시트에 접촉/분리시키는 스핀들을 갖추고 있고, 상기 밸브 본체의 윗쪽에는, 상기 스핀들을 수동으로 회전조작하는 핸들이 부착되어 있고, 상기 밸브 본체의 상부 부근에는, 상기 핸들의 밸브개방조작측의 전부 개방시의 회전운동을 제한하고, 상기 밸브체의 전부 개방시의 유량의 상한을 설정하는 전부 개방 위치 조정기구가 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.
제1항에 있어서, 상기 핸들의 바닥면과 상기 밸브 본체의 상면측이 대향 상태로 장착되어 있고, 상기 핸들 바닥면 또는 밸브 본체 상면측의 어느 한쪽에 설치된 핀이, 다른 쪽에 형성된 대략 원호 형상의 홈부에 맞물려서 상기 핸들의 개폐시의 회전영역의 일부가 설정됨과 아울러, 상기 홈부의 밸브개방조작측에 상기 전부 개방 위치 조정기구가 설치되어 있고, 이 전부 개방 위치 조정기구는 상기 핀의 이동 방향으로 진퇴가능한 상태에서 이 핀이 맞닿는 맞닿음부가 형성된 조정부재를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.
제2항에 있어서, 상기 핀이 상기 핸들 바닥면에, 상기 홈부가 상기 밸브 본체의 상면에 각각 설치되어 있고, 상기 조정부재는 상기 홈부로부터 상기 밸브 본체의 측면으로 연통하는 연통구멍에 설치된 암나사에 진퇴가능하게 나사결합하는 수나사를 구비한 고정나사이며, 이 고정나사의 나사끼워넣기측단면이 상기 맞닿음부가 되는 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.
제3항에 있어서, 상기 연통구멍에 상기 암나사를 구비한 인서트 너트가 장착된 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 암나사와 상기 수나사의 사이에 접착제가 도포된 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.
제2항에 있어서, 상기 핀이 상기 핸들 바닥면에, 상기 홈부가 상기 밸브 본체의 상면에 각각 설치되어 있고, 상기 조정부재는 원통부와 이 원통부의 외주측에 형성된 돌출편을 갖추고 있고, 상기 홈부보다도 내경측에는 이 홈부의 밸브개방조작측과 일부가 연통하는 원주홈이 형성되어 있고, 이 원주홈에는 상기 조정부재의 원통부가 그 회전축을 중심으로 회전가능한 상태로 고착되어 있고, 상기 돌출편의 상기 핀으로의 대향측을 상기 맞닿음부로 한 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핸들의 밸브폐쇄상태로부터 밸브개방상태까지의 회전각도는 약 90˚, 또는 0˚보다도 크고 360˚보다도 작은 임의의 각도인 것을 특징으로 하는 수동용 다이어프램 밸브.