WO1993023690A1

WO1993023690A1 - Valve de regulation

Info

Publication number: WO1993023690A1
Application number: PCT/JP1992/000642
Authority: WO
Inventors: Ikuo Yokoyama; Yasunori Kuroki
Original assignee: Asahi Yukizai Kogyo Co., Ltd.
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1993-11-25
Also published as: DE69219128D1; DE69219128T2; CA2086529A1; US5312085A; EP0596116A1; EP0596116A4; CA2086529C; EP0596116B1

Description

明柳調節弁技術分野

本発明は流量の調節が必要とされる流体輸送配管に使用される調節弁に閬し、さらに詳細には、輸送流体の流量調節機能のほかに弁の開閉機能を有している調節弁に関する。背景技術

従来の調節弁は、例えば、添付図面の第 1 3図に示すように、低開度領域すなわち、弁のレンジアビリティの下限近傍における制御において、流体の流量を制御する場合、弁前後の圧力条件の変動によって発生する流体のキヤビテーションにより、弁プラグや弁座が局部的に侵食され、この侵食により弁閉塞時における流体漏洩量が増加し、精度の高い制御が困難となり、短期間のうちに使用不能に陥るという問題点がめった.。

そこで、このキヤビテーシヨンの発生による弁閉塞時における流体漏洩の防止を目的とする種々の提案が従来からなされているが、このうちの一例が特開昭 59 - 34073号公報に開示されている。該公報に開示されている調節弁は、弁座に隣設する小口径部とこの小口径部より大きい垂直壁部と、孔壁が下流側に向かって拡がるラツバ状に形成された拡口径部とからなる内孔に対し、大小 2つの胴部を備えた弁ブラグを上下動自在に設けることによりキヤビテーションの発生による弁プラグ、弁座の侵食及び、弁閉塞時の流体漏洩を防止し、また、弁プラグの動怍により大胴部の周面、あるいは着座部と内孔とにより形成される最小開口部で流量制御が行われる構造となっている。

しかしながら、このような従来の調節弁においては、弁を完全に閉塞するためには、着座部と弁座部とをラッビングにより擦り合わせて当り面をなじませる必要があるので、加工が面倒で高精度を要するばかりでなく、弁の開閉操作の操り返しにより当り面が損耗し、閉塞不能に陥るという問題点があった。

又、該調節弁の流量特性は、内孔と弁プラグとで形成される最小開口部の面積を変化させることで得られているが、弁プラグが円柱状であり、流体の粘性による抵抗を受けやすい形状のため容易には設計通りの流量特性が得にくく、レンジアビリティを大きくすることが困難である。

さらにまた、従来のダイヤフラムバルブは一般に、添付図面の第 1 4図に示すような構造を有し、通水時に弁内部にデッドスペースが存在せず、また止水性能に対する信頼性が高いことから、雑菌の発生を極端に嫌う半導体産業、バイオ産業、および医薬，化粧品分野における超純水ラインや、各種薬液ラインに多数使用されてきている。さらにこれらの用途に利甩されているダイャフラムバルブやダイャフラムそのものに関する従来技術が、実公平 2— 3026号公報および実公昭 63-37578号公報などに開示されている。また、ダイヤフラムに代替するものとしては、実公昭 42 - 21903号公報に「ベローシール弁用弗素樹脂製べローズ」が開示されている。これらの技術は、上述の雑菌の発生が阻止できる点および止水性能に対する信頼性が高いという点に関して、極めて優れた技術である。

しかしながら、これら従来技術の構成では、弁の固有流量特性の設計という点に対する考慮が全く成されてないので、一般の自動調節弁に必須のィコールパーセント特性や、リ二ャ特性などを設計通りに得ることは不可能である。従って、 P I D制御などの自動制御を行おうとする場合、制御性が極めて悪く、特に精度を要するプロセスラインには全く不向きであるし、一般のプロセスラインにおいてでさえも、ハンチングが生じて制櫛不能に陥ることがたびたびあった。さらに，当然のことではあるがレンジアビリティが極めて小さいので制御流量範囲が大幅に制限を受ける。また、特に低開度領域で使用する場合、条件によっては、流体は絞りの部分で急激な圧力降下を起こして、キヤビテーシヨンが発生する。そのため弁部および弁座部の損傷が十分に考えられるので、止水性能の長期的信頼性に関しても問題がある。発明の開示

本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、長期にわたり調節弁の閉塞機能を向上させ、広範囲にわたって流量制御を行うことのできる調節弁を提供しょうとするものである。本発明の他の目的は、予め設計された各種の弁固有流量特性が、容易に、しかも精度よく得られ、レンジアビリティを大きくすることができ、キヤビテーションの発生を阻止し、弁の止水性能に対する長期的信頼性を向上させることのできる調節弁を提供することである。

本発明のさらに他の百的は、上記の性能に加えて、従来技術のダイヤフラムバルブの長所であるデッドスペースが存在しない利点を有する構造の極めて簡単な調節弁を提供することである。

本発明によれば上記目的を達成するため、内部に、入口流路と、出口流路と、入口流路と出口流路との間に設けられ流れ方向をわん曲させる隔壁と、隔壁に設けられ入口流路と出口流路とを連通させる開口部とを有する弁本体と、前記開口部に対向して配設された閉止弁とを具備し、前記開口部は前記閉止弁側に向ってカーブ状に拡径され、前記閉止弁の下端には、前記開口部の拡径側に位置し該藺ロ部の軸線と同軸上に配されるとともに、該開口部の内周面とォリフィスを形成する鍔部を有している制御弁が突設され、前記閉止弁は上下動可能でその下端面が前記開口部の周囲に形成された弁座部に当接可能となっている調節弁が提供される。

本発明の好適な実施態様によれば、前記閉止弁はダイャフラムまたはべローズタイプで構成される。

本発明の他の好適な実施態様によれば、前記制御弁は胴部とその先端部に設けられた鍔部とからなり、該鍔部の断面形状が四角形と台形との組合せからなり、かつ胴部の柽を鍔部の最大径を D ₂ 、鍔部の最大径部の厚みを t、鍔部の最大柽部と胴部とを結ぶ傾斜角を 0 としたとき、

0 . 1 ≤ D , / D ₂ ≤ 0 . 7

0 < t / D ₂ ≤ 0 . 1 5

0 ⁰ ≤ θ≤ A b °

の関係が同時に成立するよう形成されている。図面の簡単な説明

第 1図は本発明の調節弁の一実施例を示す縦断面図である < 第 2図は第 1図における調節弁の閉止直前状態を示す要部縦断面図である。

第 3図は第 1図における調節弁の閉止状態を示す縦断面図である。

第 4図は第 1図の調節弁における制御弁の要部縦断面図である。

第 5図は本発明の他の実施例の縦断面図である。

第 6図は本発明の第 1図に示す実施例の実流試験結果を示す流量特性図表である。

第 7図は本発明のさらに他の実施例を示す要部縦断面図である。

第 8図は第 7図における調節弁の閉止直前状態を示す要部縦断面図である。

第 9図は第 7図における調節弁の閉止状態を示す要部縦断面図である。

第 1 0図は本発钥のまたさらに他の実施例を示す要部縦断面図である。

第 1 1図は本発明の第 7図に示す実施例の実流試験結果を示す弁面有流量特性の図表である。

第 1 2図は同上実施例の実流試験結果を示す流量特性の図表である。

第 1 3図は従来の調節弁の縦断面図である。

第 1 4図は従来のダイャフラムバルブの縦断面図である。発明を実施するための最良の形態本発明の実施例について図面を参照して以下に説明する。第 1図は本発明の一実施例を示す縦断面図で、同図において 1は弁本体であってその内部に、入口流路 2 と出口流路 3 とを仕切る隔壁 4が設けられ、これら両流路 2 , 3の間にわん曲した流路が形成されるようにしている。また弁本体 1内部には入口流路 2 と出口流路 3の軸線に対して垂直方向の弁室 8が形成され、弁室&内には円柱状の閉止弁 1 0が配設されている。

隔壁 4には入口流路 2 と出口流路 3とを連通させる開口部 5が設けられ、この開口部 5は隔壁 4に螺合接着された縮流管 1 3を貫通して形成されるものである。また開口部 5の内周面は閉止弁 1 0側に向ってカーブ状に拡柽されている。縮流管 1 3は、その上部外周面に嵌合接着されたシール用の弾性体からなる弁座部 1 5を有し、かつ入口流路 2 と出口流路 3 とを連通するよう隔壁 4に縮流管 1 3により該弁座部 1 5を挟み込むようにして螺合接着されている。なお本実施例においては、開口部 5 は縮流管 1 3を弁本体 1内に螺合接着して設けられているが、隔壁 4に直接開口させることによつて設けてもよい。

閉止弁 1 0 は弁本体 1 の上部に固定された蓋体 7 に保持されている弁軸 9の下端部に一体成形にて設けられ、開口部 5 の軸線に、その蚰線を一致させ弁本体 1 の上部に位置する首部 6にて形成されている弁室 8内で進退動可能に保持されている。該閉止弁 1 0の下端部の周囲には前記弁座部 1 5 と当接可能とされた環状の着座部 1 1 が形成されている。

1 2 は制御弁であり、前記閉止弁 1 0の下端部に螺合接着されており、前記開口部 5の軸線とその軸線を一致させ、該開口部 5の内周面との間にオリフィス 1 4を形成する鍔部 1 2 aを有している。本実施例の制御弁は、胴部とその先端部に設けられた鍔部 1 2 a とからなり、鍔部 1 2 a の断面形状は、四角形と台形との組合せからなり、第 4図に示すように. 胴部 1 2 bの径を、鍔部 1 2 a の最大柽を D₂ 、鍔部の最大柽部の厚みを t、鍔部の最大径部と胴部とを結ぶ傾斜角をとしたとき、 D . ZD z - O . 7 , t /D ₂ = 0. 0 7 :

= 4 5 ° となるように設けられている。なお該制御弁 1 2 は閉止弁 1 0の下端部に一体成形にて設けても良い。また鍔部 1 2 a の形状は本実施例に限定されるものではなく、円板状や逆円錐台状のものでもよい。本実施例の形状は、その中の好適な形状の一例を示したものである。

上記の構成からなる本実施例調節弁の作動は、以下の通り ?ある。第 1図において、入口流路 2を経由して流入した流体は、開口部 5 と制御弁 1 2の獰部 1 2 a とで形成されるォリフィス 1 4を通過し出口流路 3へと流出する。

ここで、自動制御装置による駆動部の作動もしくは手動操作によって弁軸 9を介して閉止弁 1 0を開口部 5方向へ移動させると、制御弁 1 2 もこれに追随して移動する。それに伴い制御弁 1 2の鍔部 1 2 a と開口部 5の内周面との間に形成されるオリフィス 1 4の面積は小ざくなるので流体の流量は滅少する。逆に閉止弁 1 0を開口部 5から離間させる方向へ移動させると上記と逆の作用でォリフィス 1 4の面積は拡大されるので、流体の流量は増加する。

この様な作用によって、流体の流量が調節されるので前記開口部 5 の内周面形扰を変化させることで予め設計された弁面有流量特性を容易に得ることができる。

また、第 1図のような任意の開度状態において、オリフィス 1 4を流体が通過する際に、第 4図のごとく 0 . l ≤D _t / D 2 ≤ 0 . 7 , 0 < t / D 2 ≤ 0 . 1 5 , 0 ° ≤ ^≤ 4 5 の閬係が同時に成立するように制御弁 1 2を形成することによって、図示のように鍔部 1 2 aによって流体の流線が鋭く剥離を起こすので流体の粘性による抵抗が除去され、主として圧力抵抗のみが鍔部 1 2 aの前後に作用する。

従って、低流速から高流速に亙って流量係数が安定するので、オリフィス 1 4を通過する流体の流量とオリフィス 1 4 の開口面積との関係は、ほぼ公知の理論式

Q = or · A · v/2 g H ( Q ：流量、 o ：流量係数、 A ：オリフィス開口面積、 H ：オリフィス前後の差圧）に従う。それ故に予め設計された弁固有流量特性が極めて精度良く得られると共に、微小流量から大流量まで広範囲に亙り流量制御が可能となる。

一方、第 1図の状態からさらに閉止弁 1 0を開口部 5方向へ移動させ続けると第 2図に示す様な閉止直前の状態になる。今この状態において、制御弁 1 2の上流側の圧力を P , 、制御弁 1 2 と閉止弁 1 0の間に形成される空間部の圧力を P z 出口流路 3の圧力を P ₃ とする。これら P , ， P ₂ 及び P ₃ 簡には、 > P Z , P z > P ₃ の関係が生じる。

P 1 - P 2 厶卩！， P Z - P 3 = Δ P ₂ および - P 3

= A P₃ とすれば、 Δ Ρ ₃ = Δ Ρ , + Δ Ρ ₂ が成立する事は明らかである。

すなわち、流体は一段階で Δ Ρ ₃ の圧力降下を起こすのではなく、 Δ Ρ , , Δ Ρ ₂ と二段階かけて徐々に圧力降下を起こすので、キヤビテーションの発生が抑制される。

さらに閉止弁 1 0を開口部 5方向へ移動させ続けると、第 3図に示すようについには閉止弁 1 0の下端部に形成された着座部 1 1が開口部 5の周囲に設けられた弁座部 1 5に当接し、押圧させられる。そのため、入口流路 2 と出口流路 3 との間が完全に閉塞されるので流体の流れは止められ弁は完全に閉止状態となる。

以上のような作用により、流体流量の増減は調節され、また弁の閉塞が行われる。

ここで第 1図に示した構造を有する口径 1 5 Αの調節弁、および該調節弁における制御弁 1 2の形状を 6種変更した調節弁を使用して下記条件にて実流試験を行った。従来品についても同時に行った。

〔条件〕流体…水

温度… 2 5 'C

弁前後の圧力差 "' 0. 7 kgf/cm²

その結果を下記の表、および第 6図に示した。

上記の表には、一要件（変更条件）だけを変化させた制御弁を有した調節弁の上記実流試験結果における設計値（第 6 図における直線 Α₂ に対応）からの最大誤差（％) (第 6図における Α₃ 部に対応）が示されている。

同表からわかるように、の蹰節弁（本実施例品）が 3 5 %と一番小さい値を示しており、最も精度よく流量特性が得られていることがわかる。また、 No.2 , 5 , 8の調節弁は同一品であるが、従来品の最大誤差約 5 0 % (第 6図における B ₃ 部に対応）より小さくなつており、この条件が従来品より優れる上限と判断される。一方、 No. 3 , 6 , 9の調節弁は、従来品に近い値を示しており、これらの条件では精度良く流量特性が得られない。すなわち、第 4図に示すような、制御弁 1 2の形状を 0 . 1 ≤ D , / D ₂ ≤ 0 . 7 , 0 < t / D ₂ ≤ 0 . 1 5 , 0 ° ≤ θ≤ 4 5 ° の範囲となるような形状とすれば、従来品に比較して格段に精度が向上することがわかる。

第 6図には、本実施例の調節弁（上記 Νο. 4 ) と従来品の流量特性表を示した。同図からわかるように、従来品（図中曲線 ) のレンジアビリティ 2 0 ： 1 にくらべ、本発明調節弁（図中曲線 A , ) のレンジアビリティは 6 0 ： 1 と大幅に向上しており、微小流量から大流量まで広範囲に亙って制御可能であった。また設計値（図中直線部分 A ₂ , B ₂ ) からのずれも従来品に比べ小さく、精度良く流量特性が得られた《第 5図は本発明の他の実施例を示す調節弁の縦断面図である。本実施例の調節弁は二分割片 1 6 a , 1 6 bからなる閉止弁 1 6に挟持された隔膜 1 7を有し、弁本体 1 と閉止弁 1 6 との摺動部 1 8への流体や異物の侵入を防止したダイヤフラム型の構造となっている。作用、効果については第 1図の構造の調節弁と同じである。

第 7図は本発明のまた他の実施例を示す要部縦断面図であり、本実施例では閉止弁としてダイヤフラムを用いている。図において 1 0 1 は弁本体であり、内部に設けられた隔壁 1 0 4により入口流路 1 0 2 と出口流路 1 0 3 とを隔離しかつこれら流路 1 0 2 と 1 0 3 との間がわん曲された流路となるようにしている。また弁本体 1 0 1 内には流路 1 0 2 , 1 0 3の流路敏線に対し垂直方向に弁室 1 0 6が設けられ、弁室 1 0 6には制御弁 1 1 2を内包している。 1 0 5は隔壁 1 0 4に設けられ入口流路 1 0 2 と出口流路 1 0 3 とを連通させる開口部で、隔壁 1 0 2に螺合接着された綰流管 1 1 4 の内部に形成されている。開口部 1 0 5 は制櫛弁 1 1 2に対面し、その内周面は制御弁 1 1 2の方向に向ってカーブ扰に拡柽され、また開口部 1 0 5の轴線は入口流路 1 0 2、出口流路 1 0 3の軸線に対して垂直になる様に配されている。縮流管 1 1 4は、その上端部に弁座部 1 1 6を有している。なお、本実施例においては、開口部 1 0 5は縮流管 1 1 4を隔壁 1 0 4に螺合接着して設けられているが、該隔壁 1 0 4に直接開口させることによって設けても良い。 1 1 0 は、弁本体 1 0 1の上部に固定された蓋体 1 0 Ίに保持されている弁敏 1 0 9の下端部に一体的に設けられたコンプレッサーであり、開口部 1 0 5の敏線にその軸線を一致させ、蓋体 1 0 7 内部のコンプレツサ一室 1 0 8内を進退動可能に保持されている。 1 1 1 は弗素樹脂製のダイヤフラムであり、本体 1 0 1 と蓋体 1 0 7 とで挟持固定され、その中央部がコンプレツサー 1 1 0の下端部に螺合固定されている。該ダイャフラムの材質は弗素樹脂に限定されるものではなく、通常使用されているゴムやその他のエラストマ一あるいは金属材料等で製作しても構わない。制御弁 1 1 2 も弗素樹脂で構成されダイャフラム 1 1 1 に一体成形で設けられており、開口部 1 0 5 の軸線とその铀線を一致させ、該開口部 1 0 5の内周面との間にオリフィス 1 1 5を形成する四角形と台形の組合せからなる断面形状を有した鍔部 1 1 3を有している。なお本実施例では該制御弁 1 1 2 は、前記ダイヤフラム 1 1 1 と同材質にて設けられているが、これに限定されるものではなく異材質にて製作された制御弁 1 1 2をダイヤフラム 1 1 1 に固定することによって設けても良い。いずれにしても該制御弁 1 1 2 は、流量調節が支障なく行われる程度の硬度を有していなければならない。制御弁 1 1 2 は、本実施例においては、ダイヤフラム 1 1 1 に一体成形にて設けられているが、接着あるいは螺着等の他の方法にて一体的に設けても良い。また、制御弁 1 1 2の鍔部 1 1 3の形状は本実施例に限定されるものではなく、円盤状あるいは逆円錐台形状でもよい。本実施例は、その中の好適な形状の一つを示したものである。

上記の構成からなる本実施例の調節弁の作動は、次のとおりである。第 7図において、バルブに流体を流すと、入口流路 1 0 2を通って開口部 1 0 5に達した流体は、該開口部 1 0 5 の内周面と鍔部 1 1 3 とで形成されるォリフィス 1 1 5 を通過し、出口流路 1 0 3へと流出する。ここで、自動制御装置の駆動部による作動もしくは手動操作によって、弁軸 1 0 9を介してダイヤフラム 1 1 1 を開口部 1 0 5方向へ移動させると、制御弁 1 1 2 もこれに追随して移動する。それにともないオリフィス 1 1 5の開口面積は小さくなるので、流体の流量は減少する。逆にダイヤフラム 1 1 1 を開口部 1 0 5から離間させる方向へ移動させると、上記と逆の作用によりオリフィス 1 1 5 の開口面積は大きくなるので、流体の流量は増大する。このような作用によって、流体の流量が調節されるので、前記開口部 1 0 5の内周面形状を変化させることによって、予め設計された弁固有流量特性を容易に得ることができる。

また、第 7図のような任意の蘭度状態では、オリフィス 1 1 5を流体が通過する際に、錚部 1 1 3によって流体の流線が鋭く剝離を起こすので、流体の粘性による抵抗が除去され、主として圧力抵抗のみが鍔部 1 1 3の前後に作用する。従つて、低流速から高流速まで広範囲にわたつて流量係数が安定するので、オリフィス 1 1 5を通過する流体の流量とォリフイス 1 1 5の開口面積との関係は、ほぼ公知の理論式

Q = or - A · V2 g H

( Q ：流量、 α ：流量係数、 A ：オリフィス開口面積、 H ：オリフィス前後の差圧）に従う。それゆえに予め設計された弁固有流量特性が極めて精度よく得られると共に、微小流量から大流量まで広範囲にわたって流量制御が可能である。

一方、第 7図の状態からさらにダイヤフラム 1 1 1を開口部 1 ひ 5方向へ移動させ続けると、第 8図に示す様な閉止直前の伏態になる。今この状態において、制御弁 1 1 2の上流側の圧力を P 1 、制御弁 1 1 2 とダイヤフラム 1 1 1 との簡に形成されている空簡部の圧力を P ₂ 、出口流路 1 0 3の圧力を P ₃ とする。これら P t , P 2 および P ₃ の間にば P _t > Ρ ₂ , Ρ ₂ > P a の関係が生じる。 P i - P ₂ = Δ P τ , P ₂ - Ρ ₃ = Δ P 、および P , - P 3 = Δ P 3 とすれば、厶 P ₃ = A P t +厶 P ₂ が成立することは明らかである。すなわち、流体は一段階で Δ Ρ ₃ の圧力降下を起こすのではなく Δ Ρ , , Δ Ρ ₂ と二段階かけて徐々に圧力降下を起こすので、キヤビテーションの発生が抑制される。

さらにダイヤフラム 1 1 1 を、開口部 1 0 5方向へ移動させ続けると、第 9図に示す様に、ついにはダイヤフラム 1 1 1 が弁座部 1 1 6 に当接し、前記コンプレッサー 1 1 0 によつてさらに押圧させられる様になるので、入口流路 1 0 2 と出口流路 1 0 3 との間が完全に閉塞し、流体の流れが止められる。すなわち弁は完全な閉止状態となる。

ここで、第 7図に示した構造を有する口径 1 5 Αの調節弁を使用して、下記条件にて実流試験を行った。

〔条件〕流体…水

温度… 2 5 *C

バルブ前後の圧力差 ··· 0 . 5〜 0 . 7 kgf / cm ^z その結果の流量特性表を第 1 1図および第 1 2図に示した。第 1 1図は、弁固有流量特性の比較データである。 Aは従来ダイヤフラムバルブの固有流量特性を表しており、 Bおよび Cは本実施例の固有流量特性を表している。 Bはリニヤ特性の実施例であり、 Cはィコールパーセント特性の実施例である。破線で示されている B ' および C ' は、理論計算による設計値を示している。 Bおよび C共に、設計値からのずれが極めて少なく、非常に精度よく要求特性が得られたことが分かる。また、縮流管の内周面の形状を、要求される特定の閬数に対応したカーブにすることで、リニヤ特性ゃィコールバーセント特性などを、容易に得ることができた。

第 1 2図は、レンジアビリティの向上を示すために、市販の自勖調節弁と本実施例との比較を行つた結果である。比較対象とレて自動調節弁を用いた理由は、従来のダイヤフラムバルブの流量特性が、一般の制御特性として必要なリニャぁるいはイコールバ一セント特性からかけ離れており、レンジアビリティを算出するのに不適格であるという理由と、仮に算出したとしても従来の算出方法では、すなわち、弁開度パ一セントと C _v バーセントとの閬係が特定の閬数に従う理論流量特性に対して、実流試験時にその関数の途中に変曲点が表れた位置の流量を制御可能な最小あるいは最大流量値とする方法では、余りに小さなレンジアビリティになってしまい, 現在市販されている製品に対して誤解を生じるおそれがあるという理由からである。図から分かるとおり、市販の自動調節弁と比較しても、レンジアビリティが 2 0 ： 1 に対し 6 0 1 と大幅に向上していることが分かる。

第 1 0図は、本発明のさらに他の実施例を示す調節弁の要部縦断面図である。本実施例の調節弁は、第 7図におけるダィャフラム 1 1 1の代替として、ベローズ状隔膜を利用したものである。図において 1 1 7は、弗素樹脂製べローズ状隔膜であり、その下端部には四角形と台形との組合せからなる断面形状を有した鍔部 1 1 8が設けられた制御弁 1 1 9がー体的に設けられている。該制御弁 1 1 9の作動は、弁軸 1 2 0の上下動により行われる。また、弁の閉止は弁軸 1 2 0を閉方向に移動させ、ベローズ状隔膜 1 1 7 の下端部を、縮流管 1 2 1 の弁座部 1 2 2 に当接させ、コンプレッサー 1 2 3 によってさらに押圧させることによって行われる。その他の作用については、第 7図の場合と同じであるので省略する。本実施例の構造にすると、一般のダイャフラムバルブに比較して制御弁の移動範囲が大きく取れるとともに、コンプレッサ一室の口径が非常に小さく設けられるので、弁装置として小型化できるなどのメリットが得られる。

本発明の調節弁は次のような利点を有している。

(1) 制御弁が流体の粘性による抵抗を受けにくい形状に設けられているので、精度良く流量特性が得られ、微小流量から大流量まで広範囲に亙って制御可能である。

(2) 弁座部と着座部におけるキャビテーションの発生を防止できるため弁座部、着座部は何ら侵食されることがなく、弁閉塞時の流体の漏洩を確実に防止することができ、調節弁自体の耐久性を向上させることができる。また、制御弁と開口部においてもキヤビテーションの発生を防止できるため長期に亙り高精度の制御が可能である。

(3) 加工や擦り合わせ等を必要とする面倒なテーパー状の着座部や弁座部がないため容易にかつ安価に製造できる。

(4) 微小流量から大流量まで広範囲に亙る制御が可能である。すなわち、レンジアビリティを大幅に向上させることができる。

(5) 開口部内周面の形状をいろいろと変化させることが可能な構成となっているため、各種の弁面有流量特性を用途に応じて容易に設計製作することができる。

(6) 従来のダイヤフラムバルブの特徴であるところの、通水時にデッドスペースがない、弁閉止性能に対する信頼性が高い、また、接液部に機搣的摺動部がないため発塵がないなどの効果をも合わせ持っている。産業上の利用可能性

本発明は半導体産業における超純水ラインゃ各種化学薬液ラィンにおいて好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 内部に、入口流路と、出口流路と、入口流路と出口流路との間に設けられ流れ方向をわん曲させる隔壁と、隔壁に設けられ入口流路と出口流路とを連通させる開口部とを有する弁本体と、前記開口部に対向して配設された閉止弁とを具備し、前記開口部は前記閉止弁側に向ってカーブ状に拡径され、前記閉止弁の下端には、前記開口部の拡径側に位置し該開口部の軸線と同軸上に配されるとともに、該開口部の内周面とオリフィスを形成する鍔部を有している制櫛弁が突設され、前記閉止弁は上下動可能でその下端面が前記開口部の周囲に形成された弁座部に当接可能となっている調節弁。

2 . 前記閉止弁が前記弁本体に上下動可能に支持された円柱状である請求の範囲第 1項記載の調節弁。

3 . 前記閉止弁がダイヤフラムである請求の範囲第 1項記載の調節弁。

4 . 前記閉止弁がベローズ状の隔膜タイプである請求の範囲第 1項記載の調節弁。

5 . 前記制御弁が胴部とその先端部に設けられた鍔部とからなり、該鍔部の断面形状が四角形と台形との組合せからなり、かつ胴部の柽を、鍔部の最大径を D ₂ 、鍔部の最大径部の厚みを t、鍔部の最大径部と胴部とを結ぶ傾斜角を e としたとき、

0 . 1 ≤ D , / D ₂ ≤ 0 . 7

0 < t / D ₂ ≤ 0 . 1 5 0 ° ≤ Θ≤ A 5 °

の閬係が同時に成立するよう形成された請求項 1に記載の調節弁。