WO2006073132A1 - 流量調整装置 - Google Patents

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WO2006073132A1
WO2006073132A1 PCT/JP2005/024232 JP2005024232W WO2006073132A1 WO 2006073132 A1 WO2006073132 A1 WO 2006073132A1 JP 2005024232 W JP2005024232 W JP 2005024232W WO 2006073132 A1 WO2006073132 A1 WO 2006073132A1
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WO
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chamber
valve seat
valve body
closing
flow rate
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PCT/JP2005/024232
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Inventor
Hiroki Igarashi
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Surpass Industry Co., Ltd.
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    • Y10T137/7809Reactor surface separated by apertured partition
    • Y10T137/782Reactor surface is diaphragm

Definitions

  • the present invention relates to a flow rate adjusting device that adjusts the flow rate of a fluid, particularly high-temperature / high-pressure steam.
  • FIG. 1 6 2 7 7 4 is a cross-sectional view of a conventional flow control device as disclosed in the publication.
  • the housing 1 90 of the flow rate adjusting device 1 0 0 is formed of a resin material, and a fluid inlet port 1 1 0 and a fluid outlet port 1 2 0 are provided on the outside thereof. .
  • a first chamber 2 1 0 communicating with the inlet port 1 1 0 and a second chamber 2 2 0 communicating with the outlet port 1 2 0 are formed inside the housing 1 90.
  • valve seat 3 1 0 and a valve body 3 2 0 corresponding to the valve seat 3 1 0 are provided between the first chamber 2 1 0 and the second chamber 2 2 0.
  • a diaphragm 4 1 0 is fixed to the upper surface of the valve body 3 2 0, and the spring 3 9 presses the valve body 3 2 0 against the valve seat 3 1 0 and urges it.
  • 0 is attached to the lower end of the valve body 3 2 0.
  • a sealed pressure chamber 2 90 is formed on the opposite side of the second chamber 2 2 0 across the diaphragm 4 1 0, that is, above the diaphragm 4 1 0.
  • the pressure chamber 29 0 0 communicates with a pressure introduction port 1 8 0 formed on the top surface of the housing 1 90 0.
  • the resin flow control device as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 0 4 1 1 6 2 7 7 4 is supposed to adjust the flow rate of a fluid at normal temperature and normal pressure. If used to adjust the flow rate of high-temperature / high-pressure fluid, such as steam, over a long period of time, part of the flow control device may be damaged.
  • the valve body of the flow control device reciprocates in a high-temperature / high-pressure fluid, the valve body and the valve seat corresponding to the valve body are the most unreliable parts in terms of durability. Even if damage to the valve body and / or valve seat is minor, the flow rate supplied by the flow control device may change significantly from the desired flow rate.
  • a fluid whose flow rate is to be adjusted is exposed on one surface of the diaphragm, and the other surface of the diaphragm is exposed.
  • the fluid in the pressure chamber is exposed. Therefore, when adjusting the flow rate of high-temperature / high-pressure fluid, for example, steam, the high-temperature / high-pressure fluid and the fluid in the pressure chamber are adjacent to each other through a relatively thin film. It is also assumed that the diaphragm is damaged.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and even when used to adjust the flow rate of a high-temperature / high-pressure fluid such as steam, the flow rate can be stably adjusted.
  • the purpose is to provide a flow control device that can be used. Disclosure of the invention
  • the housing includes a first chamber communicating with the inlet port ⁇ and a second chamber communicating with the outlet port, and extends into the second chamber.
  • a tubular portion communicating with the first chamber and the second chamber; a valve seat provided at a tip of the tubular portion; and a valve body for opening and closing the valve seat;
  • a flow rate adjusting device in which at least one of the valve bodies is formed of a material having a smaller amount of thermal deformation than a material forming the cylindrical portion.
  • the flow rate adjustment device based on the first mode is used to adjust the flow rate of high-temperature and high-pressure fluid, for example steam. Even when the valve is used, the durability of the valve seat and / or valve body is ensured, and the flow rate can be adjusted stably without damaging the valve seat and Z or the valve body.
  • the material of the cylindrical part is resin
  • the material of the valve body and / or valve seat is a metal such as titanium or polyether ether.
  • the housing includes a first chamber that communicates with the inlet port, and a second chamber that communicates with the outlet port; and the first chamber and the second chamber that extend into the second chamber.
  • a cylindrical portion that communicates with the chamber; a valve seat provided at a tip of the cylindrical portion; and a valve body that opens and closes the valve seat.
  • the cylindrical portion is formed with the cylindrical portion.
  • the flow control device has at least partially embedded reinforcing members made of a material with a smaller amount of thermal deformation than the material to be A device is provided.
  • the reinforcing member prevents the tubular portion from expanding in the radial direction by passing a high-temperature and high-pressure fluid through the tubular portion.
  • the material forming the cylindrical portion is a fluororesin, it becomes possible to supply high-temperature and high-pressure chemicals.
  • the material of the reinforcing member is preferably a metal such as titanium or polyetheretherketone (PEEK).
  • the first chamber communicated with the inlet port h, and the outlet port
  • a hung including a second chamber communicating with the first chamber, a cylindrical portion extending into the second chamber and passing through the first chamber and the second pni chamber, and provided at a tip of the cylindrical portion.
  • a valve body that opens and closes the valve seat, a closing portion that closes a base end of the tubular portion, and a wall that surrounds and supports the side wall of the tubular portion while receiving the closing portion.
  • the cylindrical portion is supported by the force-up type support portion, it is possible to suppress the leakage of the steam accompanying the deformation of the parts even when the steam is supplied.
  • it further comprises tightening means for tightening around the tip of the cylindrical portion.
  • the cylindrical portion when a high-temperature / high-pressure fluid passes through the cylindrical portion, the cylindrical portion is prevented from expanding in the radial direction to form a gap between the valve body and the valve seat. it can.
  • a valve body sealing means is provided on a part of the valve body that contacts the valve seat.
  • the tubular portion is subjected to high temperature / high pressure fluid. Even if a slight gap is formed between the valve body and the valve seat through the valve body, the gap can be absorbed by the valve body sealing means, for example, ⁇ ring.
  • the housing further includes a pressure chamber having a pressure cap that communicates with the second chamber.
  • a first flexible separation means connected to each other for separably separating the second chamber and the pressure chamber from the second pressure chamber, the first flexible separation; The means is exposed to the fluid in the pressure chamber and the second flexible separation means is exposed to the fluid in the second chamber and connected to the valve body, and the first and second A bed is disposed between the flexible separating means.
  • the high-temperature / high-pressure fluid in the second chamber and the fluid in the pressure chamber have a single flexibility. These flexible separation means are prevented from being damaged by the fluid under high pressure.
  • the elastic member is arranged o
  • the first and second flexible separation means can be prevented from being damaged by the elastic member.
  • an exhaust passage is formed in the housing between the first and second flexible separation means.
  • the first and second flexible separations The space between the means is opened to the atmosphere, so that the first and second flexible separation means can be restrained from thermal deformation to some extent.
  • any one of the sixth to eighth aspects further comprising a closing portion that closes a proximal end of the cylindrical portion, and the valve body is movable to the closing portion.
  • Sealing means is provided between at least one of the inner wall of the cylindrical part and the closing part and between the base end edge of the cylindrical part and the closing part.
  • the sealing means provided between the inner wall of the cylindrical part and the closing part is an O-ring
  • the sealing means provided between the proximal edge of the cylindrical part and the closing part is a protrusion.
  • the housing includes a first chamber communicating with the inlet port and a second chamber communicating with the outlet port, and the housing communicates with the second chamber.
  • a pressure chamber having a pressure port is formed; a cylindrical portion extending into the second chamber and communicating with the first chamber and the second chamber; and provided at a tip of the cylindrical portion.
  • the first flexible separation means is exposed to the fluid in the pressure chamber, and the second flexible separation means is exposed to the fluid in the second chamber and connected to the valve body.
  • a bed disposed between the first and second flexible separating means. Ryocho settling apparatus is provided.
  • the first and second flexible separation means can be prevented from being damaged by the elastic member.
  • an exhaust passage is formed in the housing between the first and second flexible separation means.
  • the space between the first and second flexible separation means is opened to the atmosphere, so that the first and second flexible separation means are thermally deformed. It becomes possible to suppress to some extent
  • any one of the tenth to second aspects further comprising a closing part for closing a proximal end of the cylindrical part, and the valve body is provided in the closing part. Sealing means is provided on at least one of the space between the inner wall of the cylindrical portion and the closing portion and between the base edge of the cylindrical portion and the closing portion. Yes.
  • the sealing means provided between the inner wall of the cylindrical part and the closing part is an O-ring
  • the sealing means provided between the proximal end flange part of the cylindrical part and the closing part is a protrusion.
  • a recess for receiving the protrusion is provided in any one of the tenth to thirteenth aspects.
  • the cylindrical part is made of a material having a smaller amount of thermal deformation than the material forming the cylindrical part.
  • the reinforcement member is at least partially embedded.
  • the reinforcing member prevents the tubular portion from expanding in the radial direction by passing a high-temperature and high-pressure fluid through the tubular portion. Therefore, all the parts that come into contact with the supplied liquid can be formed from fluorine resin. It can be prevented from flowing out.
  • At least one of the valve seat and the valve body is more heated than the material forming the tubular portion. It is made of a material with a small deformation amount.
  • the amount of thermal deformation of the valve seat and Z or the material of the valve body is small. Even when the device is used, the durability of the valve seat and / or valve body is ensured, and the flow rate can be adjusted stably without damaging the valve seat and / or valve body.
  • any one of the 10th to 15th aspects it further comprises a tightening means for tightening around the tip of the cylindrical portion.
  • the tubular portion when a high-temperature and high-pressure fluid passes through the tubular portion, the tubular portion is prevented from expanding in the radial direction to form a gap between the valve body and the valve seat. it can.
  • valve body sealing means is provided in a part of the valve body that contacts the valve seat.
  • valve body sealing means for example, O This gap can be absorbed by the ring.
  • valve element sealing means can absorb the gap between the valve element and the valve seat.
  • the first and second flexible separation means can be suppressed to some extent from thermal deformation.
  • the inertia separation means can be prevented from being damaged by a high-temperature / high-pressure fluid. Furthermore, according to the first aspect, it is possible to prevent the first and second flexible separation means from being damaged by the elastic member.
  • the first and second flexible separation means can be suppressed to some extent from thermal deformation.
  • the reinforcing member prevents the tubular portion from expanding in the radial direction by passing a high-temperature and high-pressure fluid through the tubular portion.
  • FIG. 1 a is a side view of a flow control device according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure lb is a top view of the flow regulator shown in Figure 1a.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing a valve opening state of the flow rate adjusting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a valve closing state of the flow rate adjusting device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view showing the valve body of the flow rate adjusting device in an enlarged manner.
  • FIG. 5 a is a partially enlarged view showing the base end of the cylindrical portion in an enlarged manner.
  • FIG. 5 b is another partially enlarged view showing the enlarged base end of the cylindrical portion.
  • FIG. 6 shows a valve-opening shape of the flow rate adjusting device according to the second embodiment of the present invention. It is a sectional side view which shows a state.
  • FIG. 7 a is a side sectional view showing a valve open state of the flow rate adjusting device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7b is an end view of the flow control device shown in FIG. 7a.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view of a flow rate adjusting device in the prior art.
  • FIG. 1a is a side view of the flow rate adjusting device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1b is a top view of the flow rate adjusting device shown in FIG. 1a.
  • the housing 19 of the flow rate adjusting device 10 according to the first embodiment of the present invention has four parts: a housing lid part 19a, a housing annular part 19b, a housing body 19c and a housing bottom 19d. It is composed of The housing annular portion 19 b serves to support a first diaphragm 4 1 and a second diaphragm 5 1 described later in the flow rate adjusting device 10.
  • the housing body 19 c is formed with an inlet port 11 and an outlet port 12 that extend outward. As will be described later, the passage of the fluid supplied by the flow rate adjusting device 10 is formed only in the housing body 19 c.
  • the housing body 19c is made of a material with excellent chemical resistance such as polypropylene resin or fluororesin.
  • the other parts, ie the housing lid part 19a, the housing ring part 19b and the housing bottom part 19d are made of metal material, e.g. stainless steel, for the purpose of increasing strength, but the housing body It may be made of the same material as 1 9 c.
  • the housing annular portion 1 9 b and the housing body 1 9 c are arranged so as to be sandwiched between the housing lid portion 1 9 a and the housing bottom portion 1 9 d. .
  • the housing 19 formed thereby has a substantially cylindrical shape as a whole.
  • FIG. 3 are side sectional views showing the valve open state and the valve closed state, respectively, of the flow rate adjusting device based on the first embodiment of the present invention.
  • a plurality of screws 91 provided at equal intervals in the circumferential direction support these housing components 19a to 19d.
  • the housing annular portion 1 9 b and the housing bottom portion 19 d can also be tightened with another screw 9 2, so that the space between the housing annular portion 1 9 b and the housing bottom portion 19 d is also reduced.
  • the housing body 1 9 c is supported. It is assumed that a pipe 93 is disposed around the body of the screw 9 2 in FIG.
  • the inlet port 1 1 communicates with the first chamber 2 1 of the cylindrical portion 25 formed integrally with the housing body portion 19 c. Further, the outlet port 12 communicates with a second chamber 2 2 formed in the housing body 19 c.
  • the cylindrical portion 25 extends into the second chamber 22. As shown in the drawing, the base end 25 b of the cylindrical portion 25 is closed by a closing portion 80.
  • a valve seat which will be described later, is provided at the tip 25 a of the cylindrical portion 25, and the first chamber 2 1 and the second chamber 2 2 communicate with each other through the valve seat of the cylindrical portion 25. . Further, the valve body 3 2 engaged with the valve seat is disposed in the first chamber 2 1 so as to be capable of reciprocating in the axial direction of the cylindrical portion 25.
  • the valve body 32 is formed of the same material as that of the cylindrical portion 25.
  • the material of the cylindrical portion 25 is, for example, polypropylene resin or fluororesin.
  • the valve body 3 2 is a cylinder It may be made of a material whose amount of thermal deformation is smaller than that of the shape portion 25, such as titanium or PEEK.
  • the first diaphragm 41 separates the housing lid portion 19 a and the housing annular portion 19 b so that they can be sealed.
  • the first diaphragm 41 is an integral resin member composed of an annular thin film portion 45 disposed around the disk-shaped main body and an annular edge portion 4 3 disposed around the annular thin film portion 45.
  • the annular thin film portion 45 is slightly curved so as to protrude toward the second chamber 22.
  • the annular edge portion 43 is disposed in a recessed groove formed in both the housing lid portion 19 a and the housing annular portion 19 b, whereby the first diaphragm 41 is connected to the housing lid portion 19 a. It is supported between the housing ring portion 1 9 b.
  • the first diaphragm 4 1 Since the first diaphragm 4 1 separates the housing flange portion 19 a and the housing annular portion 19 b so that they can be sealed, the first diaphragm 4 1 has a first diaphragm 41 between the housing lid portion 19 a and the first diaphragm 4 1.
  • a pressure chamber 29 separated from the two chambers 22 is formed. The pressure chamber 29 communicates with a pressure introduction port 18 formed at the top of the housing lid 19 a.
  • a hole 42 is formed in the bottom of the first diaphragm 41.
  • the protruding end portion 7 6 of the bed 75 is fitted into the hole 4 2 of the first diaphragm 4 1.
  • the upper diaphragm 41 and the bed 75 may be connected by passing a screw (not shown) through the fitting portion.
  • the bed 75 includes an annular curved portion 7 7 disposed around the disc-shaped body.
  • the upper surface of the annular curved portion 77 is a concave surface corresponding to the annular thin film portion 45 of the first diaphragm 41, and the lower surface of the annular curved portion 77 is from the main body of the bed 75. Curved downward.
  • the lower surface of the annular curved portion 77 has a shape corresponding to the annular thin film portion 55 of the second diaphragm 51 to be described later.
  • the elastic member for example, the rubber sheet 71 is an annular bay with a bed 75. It is sandwiched between the curved portion 7 7 and the annular thin film portion 4 5 of the first diaphragm 41. As shown in the drawing, since the protruding end portion 7 6 of the bed 75 is inserted into the hole formed in the rubber sheet 71, the rubber sheet 71 is attached to the main body of the first diaphragm 41 and the bed 75. It also exists between the main body.
  • a second diaphragm 5 1 having the same configuration as that of the first diaphragm 4 1 is connected to the bed 75.
  • the main body of the second diaphragm 5 1 is inserted into the inner peripheral surface of the annular curved portion 7 7 of the bed 75.
  • the annular edge portion 53 of the second diaphragm 51 is disposed in a concave groove formed in both the housing annular portion 19 b and the housing body portion 19 c, whereby the second diaphragm 51 Is supported between the housing annular portion 19 b and the housing body 19 c. Further, as can be seen from FIGS.
  • annular elastic member for example, a rubber sheet 72 is disposed between the annular curved portion 7 7 of the bed 75 and the annular thin film portion 55 of the second diaphragm 51. It is sandwiched between. Further, as shown in the drawing, a hole 52 provided in the lower surface of the second diaphragm 51 is screwed into the tip 33 of the valve body 3 2.
  • the space in which the bed 75 is disposed is isolated from both the pressure chamber 29 and the second chamber 22 by the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 51. Therefore, the upper surface of the first diaphragm 4 1 is exposed to the fluid in the pressure chamber 29, and the lower surface of the second diaphragm 5 1 is exposed to the fluid in the second chamber 22. Since the first diaphragm 4 1 is not in contact with the fluid flowing in from the inlet port 11 1 and only the operating pressure is applied from the pressure introduction port 18, the first diaphragm 4 1 is excluded.
  • another rubber sheet having a shape in which the first diaphragm 4 1 and the rubber sheet 7 1 are integrated may be used instead. As shown on the left side in FIGS.
  • the vent hole 17 formed in the housing annular portion 19b extends to the space where the bed 75 is disposed.
  • a seal member for example, an O-ring, is preferably disposed around the annular edge 4 3 of the first diaphragm 4 1, so that the pressure chamber 29 and the space of the bed 75 can be more completely separated. Can be isolated.
  • a similar sealing member is also arranged around the annular edge 53 of the second diaphragm 51 to further completely separate the space in which the bed 75 is disposed from the second chamber 22. preferable.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view showing the valve body of the flow control device in an enlarged manner.
  • a connecting member 35 connected to the lower end of the valve body 32 is connected to the sliding member 3 6.
  • the connecting member 35 and the sliding member 36 are made of, for example, polypropylene resin or fluororesin.
  • the valve body 32, the connecting member 35, and the sliding member 36 may be integrated into one part.
  • the lower end portion of the sliding member 36 extends through the closing portion 80 to the sliding groove 15 a formed in the housing bottom portion 19 d.
  • a recess 15 b is formed in the slide groove 15 a, and an elastic member, for example, a panel 39 is disposed between the lower end of the slide member 36 and the recess 15 b. .
  • This spring 39 normally urges the sliding member 36 upward.
  • the valve body 3 2 connected to the sliding member 3 6 via the connecting member 3 5 is normally pressed against the valve seat by the panel 3 9.
  • a sealing means for example, a ring 38, is provided on the surface of the valve body 32 that engages with the valve seat.
  • This O-ring 3 8 absorbs a gap that may be generated between the valve element 3 2 and the valve seat 61 when a high-temperature / high-pressure fluid passes through the cylindrical part 25, and the valve hole is closed when the valve is closed. To completely close the door. Note that the bellows 37 provided on the side surface of the sliding member 36 has fluid in the first chamber 21 from the gap between the sliding member 36 and the closing portion 80. Prevents leakage.
  • valve seat 6 1 corresponding to the valve body 3 2 is a substantially sleeve-like member having an inner inclined surface 63 that engages with the valve body 3 2. Further, a stepped portion 64 is formed on the outer peripheral portion of the valve seat 61 toward the inner side in the radial direction.
  • the valve seat 61 is made of a material having a smaller amount of thermal deformation than the cylindrical portion 25.
  • the cylindrical part 25 is made of the same material as the housing body 19c, for example, polypropylene resin or fluororesin, so the material of the valve seat 61 is, for example, titanium or PEEK.
  • the valve seat 6 1 is preferably made of the same material as the valve body 3 2, but if the material has a smaller amount of thermal deformation than the cylindrical portion 25, the valve seat 6 1 is different from the valve body 3 2. It may be formed from different materials.
  • the front end 25 a of the cylindrical portion 25 extends radially inward, and a stepped portion 26 is formed on the outer peripheral surface of the front end 25 a inward in the radial direction.
  • the outer peripheral surface 62 of the valve seat 61 is engaged with the inner peripheral surface 25 c of the cylindrical portion 25, and the stepped portion 64 of the valve seat 61 is connected to the cylindrical portion 25.
  • the ring 8 1 is disposed between the stepped portion 6 4 of the valve seat 61 and the lower surface of the portion 25 a extending radially inward of the cylindrical portion 25. O The ring 8 1 serves to prevent the fluid in the first chamber 2 1 from leaking from the gap between the valve seat 6 1 and the portion 25 5 a and flowing into the second chamber 2 2. .
  • FIG. 4 shows a tightening member 65 that tightens the outer peripheral portion of the cylindrical portion 25.
  • the fastening member 65 is also made of a material having a smaller amount of thermal deformation than the cylindrical portion 25, such as titanium or PEEK.
  • the fastening member 65 is preferably made of the same material as the valve body 32 and the valve seat 61, but the amount of thermal deformation is greater than that of the cylindrical portion 25. If the material is small, the tightening member 65 may be formed of a material different from that of the valve body 3 2 and the valve seat 6 1.
  • a tightening member 65 having a similarly small amount of thermal deformation, so that the fluid can flow between the portion 25a and the seat
  • the substantially ring-shaped tightening member 65 which can prevent leakage from the gap between 6 and 1, has an extension 6 6 extending downward.
  • the lower surface of the fastening member 65 is engaged with the top surface of the tip 25 a of the cylindrical portion 25.
  • the extension part 6 6 of the fastening member 65 is engaged with the step part 26 of the cylindrical part 25, whereby the outer peripheral surface of the fastening member 65 and the outer peripheral surface of the cylindrical part 25 are It becomes the same plane.
  • a screw thread portion is formed on the inner peripheral surface 68 of the tightening member 65, and this screw thread portion is screwed into a corresponding screw thread portion formed on the outer peripheral surface of the valve seat 61. Yes.
  • the fastening member 65 is fixed to the tip 25 a of the cylindrical portion 25 by a screw 6 7 that passes through a hole formed in the fastening member 65.
  • valve seat 61 is passed through the base end 25b of the tubular part 25 and engaged with the distal end 25a of the tubular part 25. .
  • valve body 3 2 assembled together with the closing portion 8 0 is passed through the valve hole of the valve seat 6 1, and the closing portion 8 0 To close the proximal end 25 b of the cylindrical portion 25.
  • the clamping member 6 5 is inserted into the tip 3 3 of the valve body 3 2, the clamping member 6 5 is arranged at the tip 2 5 a of the cylindrical portion 25, and the clamping member 6 5 is rotated.
  • the tightening member 6 5 and the valve seat 6 1 are screwed together.
  • the fastening member 6 5 is fixed to the end 25 a of the cylindrical portion 25 by the screw 6 7 so that the portion shown in FIG. 4 of the housing body 19 c is formed.
  • the housing lid part 19 a, the housing annular part 19 b and the housing body part 19 c are assembled appropriately to assemble the flow control device 1 ⁇ shown in FIG.
  • the first diaphragm 41 is urged downward, that is, in the valve opening direction by the pressure in the pressure chamber 29.
  • the first diaphragm 4 1 is connected to the second diaphragm 5 1 through the bed 75, and the sliding member 3 6 of the valve body 3 2 connected to the second diaphragm 5 1 is used.
  • a panel 39 is arranged at the lower end of the panel. Therefore, when the pressure in the pressure chamber 29 exceeds the predetermined pressure, the first diaphragm 4 1, the bed 7 5, the second diaphragm 5 1, and the valve body 3 2 are spring-loaded.
  • an annular gap that is, a valve hole is formed between the valve body 3 2 and the valve seat 61, and the fluid in the first chamber 21 passes through the valve hole. It flows into two chambers 2 2.
  • the fluid in the second chamber 22 is discharged from the outlet port 12 of the flow rate adjusting device 10.
  • the area of the valve hole between the valve body 3 2 and the valve seat 6 1 is the first diaphragm. The more the ram 4 1 etc. is moved, the more it increases, and the flow rate of the fluid discharged from the outlet port 1 2 also increases accordingly.
  • the flow rate adjusting device 10 by adjusting the moving amounts of the first diaphragm 41, the bed 75, the second diaphragm 51, and the valve body 32 that move integrally. The flow rate of fluid from outlet port 1 2 is adjusted.
  • the valve seat 61 is made of a material having a smaller amount of thermal deformation than the cylindrical portion 25. Accordingly, even when the high-temperature and high-pressure fluid, for example, steam, is supplied to the flow rate adjusting device 10, even if the cylindrical portion 25 expands in the radial direction, the valve seat 6 1 hardly undergoes thermal deformation. That is, since the valve seat 61 is made of a material having a relatively small amount of thermal deformation, the durability of the valve seat 61 is ensured. In addition, in the first embodiment of the present invention, tightening is performed.
  • the flow rate adjusting device 10 of the present invention can stably adjust the flow rate even when supplying a high-temperature and high-pressure fluid.
  • valve body 32 is formed of a material having a smaller amount of thermal deformation than the cylindrical portion 25, the durability of the valve body 32 can be ensured.
  • the rubber sheet 7 1 is disposed between the annular thin film portion 4 5 of the first diaphragm 4 1 and the annular curved portion 7 7 of the bed 7 5.
  • Seat '7 2 is bed 7 5 annular bay It is disposed between the curved portion 7 7 and the annular thin film portion 5 5 of the second diaphragm 51.
  • the rubber sheet 71 and the rubber sheet 72 serve to fill a gap between the first diaphragm 4 1 and the bed 75 and between the bed 75 and the rubber sheet 72.
  • the annular thin film portion 45 of the first diaphragm 41 may be damaged by long-term use.
  • the annular thin film portion 45 of the first diaphragm 41 hardly changes.
  • the rubber sheets 7 1 and 7 2 that are softer than the bed 75 are arranged as described above, and the rubber sheets 7 1 and 7 2 have an appropriate elasticity. Therefore, the first and second diaphragms 4 1 and 5 1 can be appropriately deformed and move integrally with the bed 7 5, and as a result, the annular thin film portions 4 5 and 5 5 of the diaphragm Can be protected.
  • the second chamber 2 through which these fluids flow is provided. 2 and the pressure chamber 29 are not adjacent to each other through a single diaphragm. That is, in the present invention, by using the two diaphragms 4 1 and 5 1, the load applied to the diaphragms 4 1 and 5 1 is reduced as much as possible. Further, as shown in the figure, the first diaphragm 4 1 and The space between the second diaphragm 5 1 is open to the atmosphere through the vent 1 7.
  • the second chamber 2 2 The pressure chamber 29 in which high pressure is introduced and other fluids are introduced also becomes high pressure. For this reason, the space between the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 5 1 is pressed from both sides and becomes a relatively high pressure, but in the present invention, the space is opened to the atmosphere by the vent hole 17. Accordingly, in the present invention, the space between the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 51 does not become a relatively high pressure, and the first and second diaphragms 41, 51 move smoothly. Thus, the pressure in the pressure chamber 29 can be appropriately transmitted to the valve body 3 2 to slide the valve body 3 2. In such a case, the space between the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 5 1 is also stabilized, so that the rubber sheets 7 1 and 7 2 disposed in the space can be protected as a result. It becomes possible.
  • the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 51 may be thermally deformed.
  • the space between the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 5 1 is opened to the atmosphere, so that deformation of these diaphragms can be suppressed to some extent.
  • a screw thread portion (not shown) is formed near the tip of the vent 17.
  • condensation may occur in the space between the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 5 1. .
  • another joint (not shown) to the vent 17 through the thread portion, a space was created in the space between the first diaphragm 4 1 and the second diaphragm 5 1. Condensation can be exhausted to the outside of the flow control device 10 through the vent 17. That is, in the present invention, the vent 17 can be used as a condensation drain port. As shown in FIG.
  • a vent hole 27 extending from the spring chamber 15 where the spring 39 is disposed to the outside is formed in the housing bottom 19 d of the flow rate adjusting device 10. Yes.
  • the vent hole 2 7 serves to open the spring chamber 15 c to the atmosphere and smoothen the operation of the spring 39.
  • a screw thread (not shown) may be formed near the tip of the vent 2 7 and another joint may be attached to the vent 2 7.
  • FIG. 5a is a partially enlarged view showing the base end of the cylindrical portion in an enlarged manner.
  • an annular groove 83 is formed on the outer peripheral surface of the closing portion 80 that engages with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25.
  • a sealing member for example, a ring 82, is disposed in the annular groove 83, and seals between the outer peripheral surface of the closing portion 80 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25.
  • the O-ring 82 is inserted into the annular groove 83 of the closing portion 80 while being urged radially inward by the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25.
  • the fluency f adjusting device 1 is a high temperature and high pressure fluid.
  • the cylindrical portion 25 when steam is supplied, the cylindrical portion 25 may expand radially outward and a gap may be formed between the closed portion 80 and the cylindrical portion 25.
  • a gap is absorbed by the expansion of the O-ring, so that the fluid can be prevented from leaking from between the cylindrical portion 25 and the closing portion 80.
  • the cylindrical portion 25 when the flow rate adjusting device 10 supplies steam or the like, the cylindrical portion 25 is also deformed in the vertical direction. As shown in Figure 5, ⁇ Ring 8 2 is urged radially inward, so even if the cylindrical part 2 5 is deformed in the vertical direction, ⁇ Ring 8 2 This deformation can be absorbed and the sealing performance can be maintained.
  • a concave groove 25 d is formed in the base end 25 b of the cylindrical portion 25.
  • An annular protrusion 84 having a shape corresponding to the recessed groove 25d is provided in the closing portion 80. As shown in the drawing, the annular protrusion 84 of the closing portion 80 is engaged with the concave groove 25 d of the cylindrical portion 25. Due to such a configuration, the fluid leaking from between the cylindrical portion 25 and the closed portion 80 due to the deformation of the cylindrical portion 25 in the radial direction exceeds the O-ring 8 2 and the cylindrical portion. Even when the base end 25 b reaches the base end 25 b, the fluid flow is stopped by the annular protrusion 84.
  • FIG. 5b is another partially enlarged view showing the enlarged base end of the cylindrical portion.
  • an annular projection 25 5e is formed at the base end 25b of the cylindrical portion 25, and the corresponding groove 8 4 'is a closed portion 80. Is provided. Even in such a configuration, the fluid is prevented from leaking from between the cylindrical portion 25 and the closing portion 80 as described above, and the sealing performance in the radial direction can be maintained.
  • FIGS. 5 a and 5 b show annular protrusions 8 4, 25 5 e and rectangular grooves 25 5 d, 8 4 ′ having a corresponding cross section, but the annular protrusions and The cross section of the groove may have another shape, for example, a triangular shape.
  • the annular protrusions 8 4 and 25 e may be excluded and another O-ring may be disposed in the recessed grooves 25 d and 8 4 ′. In either case, the same effect as described above can be obtained.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing a valve opening state of the flow rate adjusting device 10 ′ according to the second embodiment of the present invention.
  • the valve body 32 is formed of the same material as the housing body 19 c, that is, polypropylene resin or fluororesin. Furthermore, the O ring 3 8 described with reference to FIG. 4 is not provided in the valve body 3 2 of the flow rate adjusting device 1 0 ′.
  • the dimension of the valve seat 6 1 ′ of the flow rate adjusting device 10 ′ shown in FIG. 6 is substantially equal to the total dimension of the valve seat 6 1 and the fastening member 6 5 in the first embodiment.
  • the valve seat 6 1 ′ is formed integrally with the cylindrical portion 2 5. That is, the valve seat 6 1 ′ in the flow rate adjusting device 10 ′ is formed of the same material as the housing body 19 c, that is, polypropylene resin or fluororesin.
  • a ring-type reinforcing member 90 is embedded in the valve seat 6 1 ′.
  • the material of the reinforcing member 90 is, for example, titanium or polyetheretherketone (PEEK). That is, in the embodiment shown in FIG. 6, a material having a smaller amount of thermal deformation than the housing body 19 c is selected as the material of the reinforcing member 90.
  • the radial dimension of the reinforcing member 90 is slightly smaller than the dimension of the top surface of the valve seat 6 1 ′. Further, the reinforcing member 90 extends in the axial direction from the top surface of the valve seat 6 1 ′ to the vicinity of the end point of the inner inclined surface 63. That is, the reinforcing member 90 is embedded inside the surface of the valve seat 6 1 ′ that contacts the valve body 3 2. Further, the reinforcing member 90 is entirely embedded in the valve seat 6 1 ′, and the reinforcing member 90 is exposed to both the first chamber 21 and the second chamber 22 as shown in the figure. Not done.
  • the valve seat 6 1 ′ is made of a resin material. 9 0 is embedded because the valve seat 6 1 'does not expand radially. In other words, the flow rate can be adjusted stably without causing damage to the valve seat 6 1 ′ in the flow rate adjusting device 10 ′. Further, as described above, since the valve body 3 2 and the valve seat 6 1 ′ are formed of the same resin material, the valve seat 6 1 ′ of the flow control device 1 0 ′ and the valve body 3 2 are in contact with each other. When doing so, there will be no wear that may occur when contacting the metal material.
  • the metal material is not exposed in the second embodiment of the present invention, even when a fluid that corrodes the metal material, such as a specific chemical, is used, It becomes possible to employ the flow rate adjusting device 1 0 ′ based on the embodiment.
  • the flow control device 10 ' is less expensive than the flow control device 10 based on the first embodiment. Can be created. It should be noted that appropriately combining some of the above-described embodiments is included in the scope of the present invention.
  • FIG. 7 a is a side sectional view showing a valve opening state of the flow rate adjusting device 10 0 ′ according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 7 b is an end view of the flow rate adjusting device shown in FIG. It is.
  • an under cover 95 is provided to cover the closing portion 80 from below.
  • the undercover 95 is a substantially cup-shaped member, and includes an end portion 9 6 a constituting the bottom of the cup, and a sleeve 9 6 b having a thread formed on the inner circumferential surface and constituting the circumferential surface of the cup.
  • the undercover 9 5 is preferably made of a highly rigid material, such as SUS 3 0 4.
  • a partial annular groove 97 is formed at the bottom of the housing body portion 19 c so as to surround the tubular portion 25.
  • the inner circumferential surface of this partial annular groove 9 7 is screwed into the thread of the sleeve 9 6 b.
  • a thread is formed. Therefore, when the under cover 95 is installed, the end of the sleeve 9 6 b engages with the partial annular groove 9 7, while the under cover 95 surrounds the side wall of the tubular portion 25 from the outside. Become.
  • the under cover 95 is made of SUS 304 or the like, the cylindrical portion 25 is reinforced from the side surface and the lower surface side by the under cover 95.
  • the flange portion of the closing portion 80 is located between the cylindrical portion 25 and the under cover 95.
  • a through hole 19 f is formed in the housing bottom portion 19 d, and an annular projecting portion 19 g protruding in the circumferential direction is formed on the inner wall of the through hole 19 f. Is provided.
  • a plurality of holes are formed in the end portion 9 6 a of the under cover 95, and the housing closing portion 19 e also corresponds to these holes.
  • a plurality of holes are formed.
  • the screw 9 4 is passed through these holes and the under cover 9 5 and the housing closure part 1 9 e are connected to each other. Fix it to the wall. By fixing the under cover 95 in this manner, the under cover 95 is prevented from rotating in the circumferential direction, and the under cover 95 is not loosened.
  • an opening portion in which the lower portion of the sliding member 36 is slid is formed in the end portion 96 a of the under cover 95.
  • the spring 39 of the sliding member 36 is disposed between the sliding member 36 and the recess 15b of the housing closing portion 19e.
  • the under cover 95 is fixed by the screw 94, so even if steam is supplied, the cylindrical portion of the housing body 19 c. 2 5 etc. do not deform vertically. Furthermore, since the under cover 95 is received in the through hole 19 f so as to engage with the annular protrusion 19 g of the housing bottom 19 d, the cylindrical portion 25 and the housing body 19 c, The bottom of the housing, such as 1 9 d, is not deformed in the circumferential direction. In other words, in the flow rate adjusting device 10 0 ′ of the third embodiment, since each component is not deformed, steam can be supplied without leaking.
  • bellows 3 7 from high density PTFE (po 1 ytetraf 1 uorethy 1 en), which is more durable than standard PTFE, in order to supply steam without deformation of the parts.
  • high density PTFE po 1 ytetraf 1 uorethy 1 en
  • the outer diameter of the O-ring 82 is increased as much as possible without changing the shape of the recess that receives the ring used in the closing portion 80. Preferred like
  • the crushing distance of the O-ring 8 2 is larger than in the conventional case, and as a result, the sealing performance can be improved
  • the screw 6 7 used in the fastening member 65 is formed of PEEK or the like
  • the PEEK screw can be eluted during the supply of steam and flow out into the second chamber 22 as particles.
  • the screws 67 are preferably made of titanium. More preferably, the screw 67 is an etched titanium screw. This makes it possible to prevent the screws 67 from eluting when the steam is supplied.

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Description

明 細 書 流量調整装置 技術分野
本発明は、 流体、 特に高温 · 高圧の蒸気の流量を調整する流量調 整装置に関する。 背景技術
半導体製造時、 特にウェハーの洗浄時には、 高純度流体、 例えば 塩酸等を所望の流量で供給することが必要とされている。 このため
、 従来技術においては、 図 8に示されるような流量調整装置、 すな わちレギユレ一夕を用いて、 供給すべき流体の流量を調整していた 図 8は、 特開 2 0 0 4— 1 6 2 7 7 4公報に開示されるような従 来技術の流量調整装置の断面図である。 流量調整装置 1 0 0のハウ ジング 1 9 0は樹脂材料により成形されており、 この外側には流体 の入口ポート 1 1 0 と流体の出口ポ一ト 1 2 0 とがそれぞれ設けら れている。 ハウジング 1 9 0の内部には入口ポート 1 1 0 に連通す る第一室 2 1 0 と出口ポ一ト 1 2 0に連通する第二室 2 2 0 とが形 成されている。 また、 第一室 2 1 0 と第二室 2 2 0 との間には弁座 3 1 0 と弁座 3 1 0 に対応する弁体 3 2 0 とが設けられている。 図 示されるように、 弁体 3 2 0に上端面にはダイヤフラム 4 1 0が固 定されており、 また、 弁体 3 2 0を弁座 3 1 0 に押当てて付勢する バネ 3 9 0が弁体 3 2 0の下方端部に取付けられている。
ダイヤフラム 4 1 0 を挟んで第二室 2 2 0の反対側、 つまりダイ ャフラム 4 1 0の上方には密閉された圧力室 2 9 0が形成されてい る。 この圧力室 2 9 0はハウジング 1 9 0の頂面に形成された圧力 導入ポート 1 8 0 に連通している。
そして、 圧力導入ポート 1 8 0からエア等が導入されると、 圧力 室 2 9 0が加圧され、 ダイヤフラム 4 1 0がバネ 3 9 0に抗して弁 体 3 2 0を下方に押し下げる。 これにより、 弁体 3 2 0が弁座 3 1 0から離間し、 第一室 2 1 0内の流体が第二室 2 2 0に流入して、 出口ポート 1 2 0から排出されるようになる。 圧力導入ポート 1 8 0 に導入されるエア圧力を調整することによってダイヤフラム 4 1 0 に基づく弁体 3 2 0の移動距離が制御され、 それにより、 出口ポ ート 1 2 0から排出される流体の流量を調整することができる。
しかしながら、 特開 2 0 0 4 一 1 6 2 7 7 4公報に開示されるよ うな樹脂製の流量調整装置は常温でかつ常圧の流体の流量を調整す ることを想定しているので、 高温 · 高圧の流体、 例えば蒸気の流量 を長期間にわたって調整するのに使用すると、 流量調整装置の一部 が破損する可能性がある。 特に、 流量調整装置の弁体は高温 · 高圧 の流体内で往復運動するので、 弁体および該弁体に対応する弁座は 耐久性の面で最も不安のある部品である。 弁体および/または弁座 に生じた破損が軽微である場合であっても、 流量調整装置により供 給される流量が所望の流量から大幅に変化することにもなりかねな い。
さらに、 特開 2 0 0 4— 1 6 2 7 7 4公報に開示されるような流 量調整装置においては、 ダイヤフラムの一面に流量を調整すべき流 体がさらされており、 ダイヤフラムの他面に圧力室内の流体がさら されている。 このため、 高温 · 高圧の流体、 例えば蒸気の流量を調 整する場合には、 高温 · 高圧の流体と圧力室内の流体とが比較的薄 膜である単一のダイヤフラムを介して隣接することとなり、 ダイヤ フラムが破損することも想定される。 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、 高温 · 高 圧の流体、 例えば蒸気の流量を調整するのに使用する場合であって も、 流量の調整を安定して行う ことのできる流量調整装置を提供す ることを目的とする。 発明の開示
前述した目的を達成するために 1番目の態様によれば、 入口ポー 卜に連通する第一室と、 出口ポートに連通する第二室とを含むハウ ジングと、 前記第二室内に延びていて前記第一室と前記第二室とを 連通する筒状部と、 該筒状部の先端に設けられた弁座と、 該弁座を 開閉する弁体とを具備し、 前記弁座および前記弁体のうちの少なく とも一方が、 前記筒状部を形成する材料よりも熱変形量が小さい材 料から形成されている流量調整装置が提供される。
すなわち 1番目の態様においては、 弁座および/または弁体の材 料の熱変形量が小さいので、 高温 · 高圧の流体、 例えば蒸気の流量 を調整するために 1番目の態様に基づく流量調整装置を使用した場 合であっても、 弁座および/または弁体の耐久性が確保され、 弁座 および Zまたは弁体が破損することなしに、 流量の調整を安定して 行うことができる。 筒状部の材料が樹脂である場合には、 弁体およ び/または弁座の材料は金属、 例えばチタンまたはポリエーテルエ
—テルケトン (P E E K ) であるのが好ましい。
2番目の態様によれば、 入口ポートに連通する第一室と、 出口ポ —トに連通する第二室とを含むハウジングと、 前記第二室内に延び ていて前記第一室と前記第二室とを連通する筒状部と、 該筒状部の 先端に設けられた弁座と、 該弁座を開閉する弁体とを具備し、 前記 筒状部には、 該筒状部を形成する材料よりも熱変形量が小さい材料 からなる補強部材が少なく とも部分的に埋込まれている流量調整装 置が提供される。
すなわち 2番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体が 通過して筒状部が半径方向に拡張するのが、 補強部材によって防止 される。 特に、 筒状部を形成する材料がフッ素樹脂である場合には 、 高温 , 高圧の薬液を供給するのが可能となる。 なお、 補強部材の 材料は金属、 例えばチタンまたはポリエーテルエーテルケトン ( P E E K ) であるのが好ましい。
3番目の態様によれば、 入口ポー hに連通する第一室と、 出口ポ
、ヽ、
一トに連通する第二室とを含むハウンングと、 刖記第二室内に延び ていて前記第一室と刖 pni第二室とを 通する筒状部と、 該筒状部の 先端に設けられた弁座と、 該弁座を開閉する弁体と、 前記筒状部の 基端を閉鎖する閉鎖部と、 前記閉鎖部を受容しつつ前記筒状部の側 壁を取囲んで支持するカツプ型支持部とを具備する流量 Ϊ5周整装置が 提供される。
すなわち 3番目の態様においては 、 筒状部が力ップ型支持部によ つて支持されるので、 蒸気供給時であつても、 部品の変形に伴う蒸 気の漏洩を抑制することができる。
4番目の態様によれば、 1番目から 3番目のいずれかの態様にお いて、 さらに、 前記筒状部の先端周りを締付ける締付手段を具備す る。
すなわち 4番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体が 通過する場合に筒状部が半径方向に拡張して弁体と弁座との間に隙 間が形成されるのを防止できる。
5番目の態様によれば、 1番目から 4番目のいずれかの態様にお いて、 さらに、 前記弁座に接触する前記弁体の一部分には、 弁体シ ール手段が設けられている。
すなわち 5番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体が 通過して弁体と弁座との間の隙間がわずかながら形成された場合で あつても 、 弁体シール手段、 例 ば οリングによってこの隙間を吸 収することが可能となる。
6番目の態様によれば、 1番百から 5番目のいずれかの態様にお いて 、 さらに、 前記ハウジングには、 刖 0ΰ第二室に連通していて圧 カポ一卜を備えた圧力室が形成されており、 前記第二室と目 IJ記圧力 室とを封止可能に分離する互いに連結された第一および第二の可撓 性分離手段を具備し、 前記第一の可撓性分離手段は前記圧力室内の 流体にさらされると共に前記第二の可撓性分離手段は前記第二室内 の流体にさらされていて前記弁体に連結されており、 さらに、 前記 第一および第二の可撓性分離手段の間に配置されるべッ ドを具備す る。
すなわち 6番目の態様においては、 第一および第二の可撓性分離 手段の間の空間が存在するので、 第二室内の高温 · 高圧の流体と圧 力室内の流体とが単一の可撓性分離手段を介して隣接することはな く、 これら可橈性分離手段が问 ΐΐΠί 问圧の流体により破損するのが 防止される o
7番目の 匕
H 様によれば、 6番目の態様において、 前記第一の可撓 性分離手段と前記べッ ドとの間および前記第二の可撓性分離手段と 前記べッ ドとの間の少なく とも一方に 、 弾性部材が配置されている o
すなわち 7番目の態様においては、 弾性部材によつて 一および 第二の可撓性分離手段が損傷するのを防止できる。
8番目の態様によれば、 6番目または 7番目の態様において、 前 記第一および第二の可撓性分離手段の間において排気通路が前記ハ ウジングに形成されている。
すなわち 8番目の態様においては、 第一および第二の可撓性分離 手段の間の空間を大気開放し、 それにより、 第一および第二の可撓 性分離手段が熱変形するのを或る程度抑制することが可能となる。
9番目の態様によれば、 6番目から 8番目のいずれかの態様にお いて、 さらに、 前記筒状部の基端を閉鎖する閉鎖部を具備し、 前記 弁体は前記閉鎖部に移動可能に連結されており、 前記筒状部の内壁 と前記閉鎖部との間および前記筒状部の基端縁部と前記閉鎖部との 間の少なく とも一方に、 シール手段が設けられている。
すなわち 9番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体が 通過して筒状部が半径方向に拡張した場合に流体が閉鎖部と筒状部 との間から漏洩するのを防止できる。 例えば、 前記筒状部の内壁と 前記閉鎖部との間に設けられるシール手段は Oリ ングであり、 前記 筒状部の基端縁部と前記閉鎖部との間に設けられるシール手段は突 起と該突起を受容する凹部である。
1 0番目の態様によれば、 入口ポートに連通する第一室と、 出口 ポートに連通する第二室とを含むハウジングを具備し、 前記ハウジ ングには、 前記第二室に連通していて圧力ポートを備えた圧力室が 形成されており、 さらに、 前記第二室内に延びていて前記第一室と 前記第二室とを連通する筒状部と、 該筒状部の先端に設けられた弁 座と、 該弁座を開閉する弁体と、 前記第二室と前記圧力室とを封止 可能に分離する互いに連結された第一および第二の可撓性分離手段 とを具備し、 前記第一の可撓性分離手段は前記圧力室内の流体にさ らされると共に前記第二の可撓性分離手段は前記第二室内の流体に さらされていて前記弁体に連結されており、 さらに、 前記第一およ び第二の可撓性分離手段の間に配置されるべッ ドを具備する流量調 整装置が提供される。
すなわち 1 0番目の態様においては、 第一および第二の可撓性分 離手段の間の空間が存在するので、 第二室内の高温 · 高圧の流体と 圧力室内の流体とが単一の可撓性分離手段を介して隣接する とは なく、 これら可撓性分離手段が高温 · 高圧の流体により破損するの が防止される。
1 1番目の態様によれば、 1 0番目の態様において、 前記第一の 可撓性分離手段と前記べッ ドとの間および前記第二の可撓性分離手 段と前記べッ ドとの間の少なく とも一方に、 弾性部材が配置されて いる。
すなわち 1 1番目の態様においては、 弾性部材によって第一およ び第二の可撓性分離手段が損傷するのを防止できる
1 2番目の態様によれば、 1 0番目または 1 1番目の態様におい て、 前記第一および第二の可撓性分離手段の間において排気通路が 前記ハウジングに形成されてい
すなわち 1 2番目の態様においては、 第一および第二の可撓性分 離手段の間の空間を大気開放し、 それにより、 第一および第二の可 橈性分離手段が熱変形するのを或る程度抑制することが可能となる
1 3番目の態様によれば、 1 0番目から 1 2番目のいずれかの態 様において、 さらに、 前記筒状部の基端を閉鎖する閉鎖部を具備し 、 前記弁体は前記閉鎖部に移動可能に連結されており、 前記筒状部 の内壁と前記閉鎖部との間および前記筒状部の基端縁部と前記閉鎖 部との間の少なく とも一方に、 シール手段が設けられている。
すなわち 1 3番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体 が通過して筒状部が半径方向に拡張した場合に流体が閉鎖部と筒状 部との間から漏洩するのを防止できる。 例えば、 前記筒状部の内壁 と前記閉鎖部との間に設けられるシール手段は Oリングであり、 前 記筒状部の基端緣部と前記閉鎖部との間に設けられるシール手段は 突起と該突起を受容する凹部である。 1 4番目の態様によれば、 1 0番目から 1 3番目のいずれかの態 様において、 前記筒状部には、 該筒状部を形成する材料よりも熱変 形量が小さい材料からなる補強部材が少なく とも部分的に埋込まれ ている。
すなわち 1 4番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体 が通過して筒状部が半径方向に拡張するのが、 補強部材によって防 止される。 従って、 供給される液体が接触する部分を全てフッ素樹 脂から形成することができ、 高温 · 高圧の薬液、 特に高純度薬液を 供給する場合であっても、 薬液に接触する部分から金属イオンが流 出するのを防止することができる。
1 5番目の態様によれば、 1 0番目から 1 3番目のいずれかの態 様において、 前記弁座および前記弁体のうちの少なく とも一方が、 前記筒状部を形成する材料よりも熱変形量が小さい材料から形成さ れている。
すなわち 1 5番目の態様においては、 弁座および Zまたは弁体の 材料の熱変形量が小さいので、 高温 ' 高圧の流体、 例えば蒸気の流 量を調整するために 1番目の態様に基づく流量調整装置を使用した 場合であっても、 弁座および/または弁体の耐久性が確保され、 弁 座および または弁体が破損することなしに、 流量の調整を安定し て行うことができる。
1 6番目の態様によれば、 1 0番目から 1 5番目のいずれかの態 様において、 さらに、 前記筒状部の先端周りを締付ける締付手段を 具備する。
すなわち 1 6番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体 が通過する場合に筒状部が半径方向に拡張して弁体と弁座との間に 隙間が形成されるのを防止できる。
1 7番目の態様によれば、 1 0番目から 1 5番目のいずれかの態 様において、 さらに、 前記弁座に接触する前記弁体の一部分には、 弁体シール手段が設けられている。
すなわち 1 7番目の態様においては、 筒状部を高温 · 高圧の流体 が通過して弁体と弁座との間の隙間がわずかながら形成された場合 であっても、 弁体シール手段、 例えば〇リ ングによってこの隙間を 吸収することが可能となる。
各態様によれば、 高温 , 高圧の流体、 例えば蒸気の流量を調整す るのに使用する場合であっても、 流量の調整を安定して行うことが できるという共通の効果を奏しうる。
さらに、 4番目および 1 6番目の態様によれば、 弁体と弁座との 間に隙間が形成されるのを防止できるという効果を奏しうる。
さらに、 5番目および 1 7番目の態様によれば、 弁体シール手段 によって弁体と弁座との間の隙間を吸収することが可能となるとい う効果を奏しうる。
さらに、 6番目の態様によれば、 可撓性分離手段が高温 · 高圧の 流体により破損するのを防止することができるという効果を奏しう る。
さらに、 7番目の態様によれば、,弾性部材によって第一および第 二の可撓性分離手段が損傷するのを防止できるという効果を奏しう る。
さらに、 8番目の態様によれば、 第一および第二の可撓性分離手 段が熱変形するのを或る程度抑制することができるという効果を奏 し 5る。
さらに、 9番目の態様によれば、 流体が閉鎖部と筒状部との間か ら漏洩するのを防止できるという効果を奏しうる。
さらに、 1 0番目の態様によれば、 橈性分離手段が高温 · 高圧の 流体により破損するのが防止できるという効果を奏しうる。 さらに、 1 1番目の態様によれば、 弾性部材によって第一および 第二の可撓性分離手段が損傷するのを防止できるという効果を奏し うる。
さらに、 1 2番目の態様によれば、 第一および第二の可撓性分離 手段が熱変形するのを或る程度抑制することが可能となるという効 果を奏しうる。
さらに、 1 3番目の態様によれば、 流体が閉鎖部と筒状部との間 から漏洩するのを防止できるという効果を奏しうる。
さらに、 1 4番目の態様によれば、 筒状部を高温 · 高圧の流体が 通過して筒状部が半径方向に拡張するのが、 補強部材によって防止 されるという効果を奏しうる。
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から 、 本発明のこれら目的、 特徴および利点ならびに他の目的、 特徴お よび利点がさらに明解になるであろう。 図面の簡単な説明 ' 図 1 aは、 本発明の第一の実施形態に基づく流量調整装置の側面 図である。
図 l bは、 図 1 aに示される流量調整装置の頂面図である。
図 2は、 本発明の第一の実施形態に基づく流量調整装置の開弁状 態を示す側断面図である。
図 3は、 本発明の第一の実施形態に基づく流量調整装置の閉弁状 態を示す側断面図である。
図 4は、 流量調整装置の弁体を拡大して示す部分拡大図である。 図 5 aは、 筒状部の基端を拡大して示す部分拡大図である。
図 5 bは、 筒状部の基端を拡大して示す他の部分拡大図である。 図 6は、 本発明の第二の実施形態に基づく流量調整装置の開弁状 態を示す側断面図である。
図 7 aは、 本発明の第三の実施形態に基づく流量調整装置の開弁 状態を示す側断面図である。
図 7 bは、 図 7 aに示される流量調整装置の端面図である。
図 8は、 従来技術における流量調整装置の側断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 以下の 図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。 理 解を容易にするために、 これら図面は縮尺を適宜変更している。
図 1 aは本発明の第一の実施形態に基づく流量調整装置の側面図 であり、 図 l bは図 l aに示される流量調整装置の頂面図である。 本発明の第一の実施形態に基づく流量調整装置 1 0のハウジング 1 9はハウジング蓋部 1 9 a、 ハウジング環状部 1 9 b、 ハウジング 胴部 1 9 cおよびハウジング底部 1 9 dの四つの部品より構成され ている。 ハウジング環状部 1 9 bは後述する第一ダイヤフラム 4 1 および第二ダイヤフラム 5 1 を流量調整装置 1 0内に支持する役目 を果たしている。 また、 ハウジング胴部 1 9 c には外方に延びる入 口ポート 1 1および出口ポート 1 2がそれぞれ形成されている。 後 述するように流量調整装置 1 0により供給される流体の通路はハウ ジング胴部 1 9 c内にのみ形成される。
ハゥジング胴部 1 9 cはポリプロピレン樹脂またはフッ素樹脂な どの耐薬品性に優れた材料より形成されている。 他の部品、 すなわ ちハウジング蓋部 1 9 a、 ハウジング環状部 1 9 bおよびハゥジン グ底部 1 9 dは強度を高める目的で金属材料、 例えばステンレス材 料より形成されているが、 ハウジング胴部 1 9 c と同一の材料から 形成されていてもよい。 図 1 aおよび図 1 bに示されるように、 これらハウジング環状部 1 9 bおよびハウジング胴部 1 9 cはハウジング蓋部 1 9 aとハウ ジング底部 1 9 dとにより挟み込まれるように配置される。 これに より形成されるハウジング 1 9は全体で略円筒形状をなしている。 図 2および図 3は本発明の第一の実施形態に基づく流量調整装置 の開弁状態および閉弁状態をそれぞれ示す側断面図である。 図 1か ら図 3より分かるように、 周方向に等間隔に設けられた複数のネジ 9 1がこれらハウジングの部品 1 9 a〜 1 9 dを締め付けるように 支持している。 なお、 図示されるように、 ハウジング環状部 1 9 b とハウジング底部 1 9 dとを別のネジ 9 2により締め付けることに よっても、 ハウジング環状部 1 9 b とハウジング底部 1 9 dとの間 のハウジング胴部 1 9 cが支持されている。 図 2におけるネジ 9 2 の胴部周りにはパイプ 9 3が配置されているものとする。
図 2および図 3に示されるように、 入口ポート 1 1 はハウジング 胴部 1 9 c に一体的に形成された筒状部 2 5の第一室 2 1 に連通し ている。 また、 出口ポート 1 2はハウジング胴部 1 9 c に形成され た第二室 2 2に連通している。 筒状部 2 5は第二室 2 2内に延びて いる。 図示されるように、 筒状部 2 5 の基端 2 5 bは閉鎖部 8 0 に より閉鎖されている。 一方、 筒状部 2 5の先端 2 5 aには後述する 弁座が設けられており、 筒状部 2 5の弁座を通じて第一室 2 1 と第 二室 2 2 とが連通している。 さらに、 この弁座に係合する弁体 3 2 は第一室 2 1 において筒状部 2 5の軸線方向に往復運動可能に配置 されている。
本実施形態における弁体 3 2は筒状部 2 5 と同一の材料から形成 されている。 前述したように筒状部 2 5はハゥジング胴部 1 9 c と 同一の材料から形成されているので、 筒状部 2 5の材料は例えばポ リプロピレン樹脂またはフッ素樹脂である。 ただし、 弁体 3 2が筒 状部 2 5よりも熱変形量が小さい材料、 例えばチタンまたは P E E Kなどから形成されていてもよい。
第一ダイャフラム 4 1はハウジング蓋部 1 9 aとハウジング環状 部 1 9 bとを封止可能に分離している。 第一ダイヤフラム 4 1はデ イスク状の本体周りに配置された環状薄膜部 4 5 と、 環状薄膜部 4 5周りに配置された環状縁部 4 3 とからなる一体的な樹脂製部材で ある。 環状薄膜部 4 5は第二室 2 2に向かって突出するようにわず かながら湾曲している。 また、 環状縁部 4 3はハウジング蓋部 1 9 aとハウジング環状部 1 9 bとの両方に形成された凹溝に配置され 、 それにより、 第一ダイヤフラム 4 1がハウジング蓋部 1 9 aとハ ウジング環状部 1 9 bとの間に支持されるようになる。
第一ダイヤフラム 4 1 はハウジング篕部 1 9 aとハウジング環状 部 1 9 bとを封止可能に分離しているので、 ハウジング蓋部 1 9 a と第一ダイヤフラム 4 1 との間には、 第二室 2 2から分離された圧 力室 2 9が形成される。 この圧力室 2 9は、 ハウジング蓋部 1 9 a 頂部に形成された圧力導入ポート 1 8に連通している。
図示されるように、 第一ダイヤフラム 4 1の底部には孔 4 2が形 成されている。 ベッ ド 7 5の突出端部 7 6が第一ダイヤフラム 4 1 の孔 4 2に嵌合されている。 嵌合後においては図示しないネジを嵌 合部に通すことにより上部ダイヤフラム 4 1 とべッ ド 7 5 とを連結 してもよい。 ベッ ド 7 5はディスク状の本体周りに配置された環状 湾曲部 7 7を含んでいる。 図示されるように、 環状湾曲部 7 7の上 面は第一ダイヤフラム 4 1の環状薄膜部 4 5に対応する凹面になつ ており、 環状湾曲部 7 7の下面はベッ ド 7 5の本体から下方に向か つて湾曲している。 環状湾曲部 7 7の下面は後述する第二ダイヤフ ラム 5 1 の環状薄膜部 5 5に対応する形状になっている。
さらに、 弾性部材、 例えばゴムシート 7 1がベッ ド 7 5の環状湾 曲部 7 7 と第一ダイヤフラム 4 1の環状薄膜部 4 5 との間に挟み込 まれている。 図示されるように、 ベッ ド 7 5の突出端部 7 6がゴム シート 7 1 に形成された孔に挿入されているので、 ゴムシート 7 1 は第一ダイヤフラム 4 1 の本体とべッ ド 7 5の本体との間において も存在している。
さらに、 第一ダイヤフラム 4 1 と同様な構成の第二ダイヤフラム 5 1がベッ ド 7 5に連結されている。 図示されるように第二ダイヤ フラム 5 1 の本体がべッ ド 7 5 の環状湾曲部 7 7 の内周面に挿入さ れている。 また、 第二ダイヤフラム 5 1の環状縁部 5 3はハウジン グ環状部 1 9 bとハウジング胴部 1 9 c との両方に形成された凹溝 に配置されて、 それにより、 第二ダイヤフラム 5 1がハウジング環 状部 1 9 bとハウジング胴部 1 9 c との間に支持されるようになる 。 さらに、 図 2および図 3から分かるように、 環状の弾性部材、 例 えばゴムシート 7 2がベッ ド 7 5の環状湾曲部 7 7 と第二ダイヤフ ラム 5 1の環状薄膜部 5 5 との間に挟み込まれている。 また、 図示 されるように第二ダイヤフラム 5 1 の下面に設けられた孔 5 2が、 弁体 3 2 の先端 3 3に螺合している。
べッ ド 7 5が配置される空間は第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイ ャフラム 5 1 とによって圧力室 2 9および第二室 2 2の両方から封 止可能に隔離されている。 従って、 第一ダイヤフラム 4 1 の上面は 圧力室 2 9内の流体にさらされ、 また第二ダイヤフラム 5 1 の下面 は第二室 2 2内の流体にさらされるようになつている。 なお、 第一 ダイヤフラム 4 1 は入口ポート 1 1から流入される流体に接してお らず、 圧力導入ポート 1 8からの操作圧力が加えられるだけである ので、 第一ダイヤフラム 4 1 を排除すると共に、 第一ダイヤフラム 4 1 とゴムシート 7 1 とが一体的になった形状の別のゴムシートを 代わりに使用するようにしてもよい。 図 2および図 3において左方に示されるように、 ハウジング環状 部 1 9 bに形成された通気口 1 7がべッ ド 7 5が配置される空間ま で延びている。 なお、 第一ダイヤフラム 4 1 の環状縁部 4 3周りに は、 シール部材、 例えば Oリングが配置されるのが好ましく、 それ により、 圧力室 2 9 とベッ ド 7 5の空間とをさらに完全に隔離でき る。 同様に、 第二ダイヤフラム 5 1の環状縁部 5 3周りにも同様な シール部材を配置して、 ベッ ド 7 5が配置される空間と第二室 2 2 とをさらに完全に隔離するのが好ましい。
図 4は流量調整装置の弁体を拡大して示す部分拡大図である。 図 4に示されるように弁体 3 2の下端に連結された連結部材 3 5が摺 動部材 3 6 に連結されている。 これら連結部材 3 5および摺動部材 3 6は例えばポリプロピレン樹脂またはフッ素樹脂から形成されて いる。 弁体 3 2がポリプロピレン樹脂またはフッ素樹脂から形成さ れている場合には、 弁体 3 2 と連結部材 3 5 と摺動部材 3 6 とを一 体部品としてもよい。 摺動部材 3 6の下方端部は閉鎖部 8 0 を通つ て、 ハウジング底部 1 9 dに形成された摺動溝 1 5 aまで延びてい る。 さらに摺動溝 1 5 a内には凹部 1 5 bが形成されており、 弾性 部材、 例えばパネ 3 9が摺動部材 3 6の下方端部と凹部 1 5 bとの 間に配置されている。 このバネ 3 9は通常は摺動部材 3 6 を上方に 付勢している。 つまり、 連結部材 3 5 を介して摺動部材 3 6 に連結 された弁体 3 2がパネ 3 9 によって通常は弁座に押し付けられてい る。 また、 弁座に係合する弁体 3 2 の表面にはシール手段、 例えば 〇リ ング 3 8が設けられている。 この Oリ ング 3 8は、 特に高温 · 高圧の流体が筒状部 2 5を通過するときに弁体 3 2 と弁座 6 1 との 間に生じうる隙間を吸収して閉弁時に弁孔を完全に閉鎖する役目を 果たす。 なお、 摺動部材 3 6の側面に設けられたべローズ 3 7は、 第一室 2 1内の流体が摺動部材 3 6 と閉鎖部 8 0 との間の隙間から 漏洩するのを防止している。
図 4に示されるように弁体 3 2 に対応する弁座 6 1 は弁体 3 2 に 係合する内側傾斜面 6 3を備えた略スリーブ状の部材である。 また 、 弁座 6 1の外周部には半径方向内側に向かって段差部 6 4が形成 されている。
図 1から図 4に示される第一の実施形態においては、 弁座 6 1 は 筒状部 2 5より も熱変形量が小さい材料から形成されている。 前述 したように筒状部 2 5はハウジング胴部 1 9 c と同一の材料、 例え ばボリプロピレン樹脂またはフッ素樹脂から形成されているので、 弁座 6 1 の材料は例えばチタンまたは P E E Kなどである。 弁座 6 1 は弁体 3 2 と同一の材料から形成されているのが好ましいが、 筒 状部 2 5よりも熱変形量が小さい材料であれば弁座 6 1が弁体 3 2 とは異なる材料から形成されていてもよい。
一方、 筒状部 2 5 の先端 2 5 aは半径方向内側に延びており、 先 端 2 5 aの外周面には半径方向内側に向かって段差部 2 6が形成さ れている。 従って、 図示されるように弁座 6 1 の外周面 6 2は筒状 部 2 5の内周面 2 5 c に係合し、 弁座 6 1 の段差部 6 4は筒状部 2 5の半径方向内側に延びる部分 2 5 aの下面に係合する。 なお、 〇 リング 8 1が弁座 6 1 の段差部 6 4と筒状部 2 5の半径方向内側に 延びる部分 2 5 aの下面との間に配置されている。 〇リ ング 8 1 は 、 第一室 2 1 内の流体が弁座 6 1 と部分 2 5 aとの間の隙間から漏 洩して第二室 2 2に流入するのを防止する役目を果たす。
さらに、 図 4には筒状部 2 5 の外周部を締付ける締付部材 6 5が 示されている。 締付部材 6 5も弁座 6 1 と同様に、 筒状部 2 5より も熱変形量が小さい材料、 例えばチタンまたは P E E Kから形成さ れている。 この締付部材 6 5は弁体 3 2および弁座 6 1 と同一の材 料から形成されているのが好ましいが、 筒状部 2 5よりも熱変形量 が小さい材料であれば締付部材 6 5が弁体 3 2および弁座 6 1 とは 異なる材料から形成されていてもよい。
締付部材 6 5を備えることなしに弁座 6 1が筒状部 2 5 にネジ込 まれている流量調整装置 1 0 に高温 · 高圧の流体、 例えば蒸気が供 給されることを想定すると、 筒状部 2 5が熱および圧力により変形 するので、 流体が筒状部 2 5の部分 2 5 aと弁座 6 1 との間の隙間 を通って漏洩する可能性がある。 これに対し、 締付部材 6 5 を備え る流量調整装置 1 0においては締付部材 6 5が筒状部 2 5 を周りか ら締付けて筒状部 2 5が半径方向に拡張するのを防止する。 このた め、 熱変形量が比較的小さい弁座 6 1 に加えて、 熱変形量が同様に 小さい締付部材 6 5 を使用するのが好ましく、 それにより、 流体が 部分 2 5 aと弁座 6 1 との間の隙間から漏洩することも防止できる 略リング型の締付部材 6 5は下方に延びる延長部 6 6 を有してい る。 図示されるように、 締付部材 6 5 の下面は筒状部 2 5 の先端 2 5 aの頂面に係合する。 また、 締付部材 6 5の延長部 6 6は筒状部 2 5の段差部 2 6 に係合し、 それにより、 締付部材 6 5 の外周面と 筒状部 2 5の外周面とが同一平面になる。 さらに、 締付部材 6 5の 内周面 6 8にはネジ山部が形成されており、 このネジ山部は弁座 6 1 の外周面に形成された対応するネジ山部と螺合している。 なお、 図 4に示されるように締付部材 6 5は、 締付部材 6 5に形成された 孔を通るネジ 6 7 によって筒状部 2 5の先端 2 5 aに固定されてい る。
従って、 ハウジング胴部 1 9 c内部の部品を組み付けるときには 、 はじめに、 弁座 6 1 を筒状部 2 5の基端 2 5 bから通して筒状部 2 5の先端 2 5 aに係合させる。 次いで、 閉鎖部 8 0 と一緒に予め 組み付けられた弁体 3 2 を弁座 6 1 の弁孔に通過させ、 閉鎖部 8 0 によって筒状部 2 5の基端 2 5 bを閉鎖する。 その後、 締付部材 6 5 を弁体 3 2の先端 3 3に挿入させて、 締付部材 6 5 を筒状部 2 5 の先端 2 5 aに配置し、 締付部材 6 5 を回転させて締付部材 6 5 と 弁座 6 1 とを螺合する。 最終的に、 ネジ 6 7 によって締付部材 6 5 を筒状部 2 5の先端 2 5 aに固定し、 それにより、 ハウジング胴部 1 9 cの図 4に示される部分が形成されるようになる。 その後、 ハ ゥジング蓋部 1 9 a、 ハウジング環状部 1 9 bおよびハゥジング胴 部 1 9 c を適切に組み付けて、 図 1 に示される流量調整装置 1 ◦ を 組み立てる。
流量調整装置 1 0の使用時には、 入口ポート 1 1および出口ポー 卜 1 2 を所定の配管系に接続する。 当初は弁体 3 2は弁座 6 1 に係 合した閉弁状態にある (図 3 を参照されたい) ので、 配管系からの 流体は入口ポート 1 1 を通って第一室 2 1 まで到達する。 次いで、 圧力導入ポー ト 1 8に他の流体、 例えば空気を導入すると、 圧力室
2 9が加圧される。 これにより、 第一ダイヤフラム 4 1が圧力室 2 9内の圧力により下方、 つまり開弁方向に付勢される。 前述したよ うに第一ダイヤフラム 4 1 はべッ ド 7 5を介して第二ダイヤフラム 5 1 に連結されており、 また、 第二ダイヤフラム 5 1 に連結された 弁体 3 2の摺動部材 3 6の下端にはパネ 3 9が配置されている。 従 つて、 圧力室 2 9内の圧力が所定の圧力を越えると、 第一ダイヤフ ラム 4 1 とべッ ド 7 5 と第二ダイヤフラム 5 1 と弁体 3 2 とがバネ
3 9 に杭して一体的に開弁方向に移動する。
これにより、 図 2に示されるように弁体 3 2 と弁座 6 1 との間に 環状の隙間、 つまり弁孔が形成され、 第一室 2 1内の流体はこの弁 孔を通って第二室 2 2に流入する。 次いで、 第二室 2 2内の流体は 流量調整装置 1 0の出口ポート 1 2から排出される。 図 2から分か るように、 弁体 3 2 と弁座 6 1 との間の弁孔の面積は第一ダイヤフ ラム 4 1等を移動させればされるほど増大し、 出口ポート 1 2から 排出される流体の流量もこれに応じて増加する。 すなわち、 本発明 に基づく流量調整装置 1 0においては、 一体的に移動する第一ダイ ャフラム 4 1 とべッ ド 7 5 と第二ダイヤフラム 5 1 と弁体 3 2 との 移動量を調整することにより、 出口ポート 1 2からの流体の流量を 調整している。
前述したように本発明においては少なく とも弁座 6 1は筒状部 2 5よりも熱変形量の小さい材料から形成されている。 従って、 流量 調整装置 1 0に高温 , 高圧の流体、 例えば蒸気が供給される場合に 筒状部 2 5が半径方向に拡張したとしても、 弁座 6 1 はほとんど熱 変形しない。 つまり、 弁座 6 1が比較的熱変形量の小さい材料から 形成されているために、 弁座 6 1の耐久性が確保されることになる また、 本発明の第一の実施形態においては締付部材 6 5が弁座 6 1周りに固定して配置されているので、 筒状部 2 5が拡張するのに 十分な温度になった場合でも、 筒状部 2 5は実際にはほとんど熱変 形しない。 従って、 弁体 3 2 と弁座 6 1 との間に余分な隙間が生ず ることはなく、 弁体 3 2および弁座 6 1が破損することもない。 こ のような構成であるために、 本発明の流量調整装置 1 0においては 、 高温 · 高圧の流体を供給する場合であっても流量の調整を安定し て行うことができる。
なお、 前述したように弁体 3 2を筒状部 2 5よりも熱変形量の小 さい材料から形成した場合には、 弁体 3 2の耐久性を確保すること もできる。
図 2および図 3から分かるように、 ゴムシート 7 1が第一ダイヤ フラム 4 1 の環状薄膜部 4 5とベッ ド 7 5の環状湾曲部 7 7 との間 に配置されており、 さらに、 ゴムシート' 7 2がベッ ド 7 5の環状湾 曲部 7 7 と第二ダイヤフラム 5 1の環状薄膜部 5 5 との間に配置さ れている。 これらゴムシート 7 1、 ゴムシート 7 2は第一ダイヤフ ラム 4 1 とベッ ド 7 5 との間、 およびベッ ド 7 5 とゴムシート 7 2 との間の隙間を充填する役目を果たしている。
ゴムシー卜 7 1が存在していなくて第一ダイヤフラム 4 1 とべッ ド 7 5 との間に隙間が存在する場合には、 圧力室 2 9の圧力が高ま ると環状薄膜部 4 5が下方に大幅に湾曲しうるので、 長期間の使用 により第一ダイヤフラム 4 1 の環状薄膜部 4 5が破損する可能性が ある。 一方、 第一ダイャフラム 4 1 とベッ ド 7 5 とが隣接している 場合には、 第一ダイヤフラム 4 1の環状薄膜部 4 5はほとんど変化 しない。
この点に関し、 本発明においては、 ベッ ド 7 5よりも柔軟なゴム シート 7 1 、 7 2が前述したように配置されており、 またこれらゴ ムシ一ト 7 1 、 7 2は適度な弾性を有しているので、 第一および第 二のダイヤフラム 4 1 、 5 1が適度に変形できてべッ ド 7 5 と一体 的に移動でき、 結果的に、 ダイヤフラムの環状薄膜部 4 5 、 5 5を 保護することが可能となる。
また、 本発明においては二つのダイヤフラム 4 1 、 5 1 を使用し ているために、 例えば供給される流体が蒸気または特定の薬液であ る場合であっても、 これら流体が流れる第二室 2 2 と圧力室 2 9 と が単一のダイヤフラムを介して隣接することはない。 すなわち、 本 発明においては二つのダイヤフラム 4 1 、 5 1 を用いることにより 、 ダイヤフラム 4 1 、 5 1 に掛かる負荷を可能な限り低減している また、 図示されるように、 第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤフ ラム 5 1 との間の空間は通気口 1 7 により大気開放している。 流量 調整装置 1 0に供給される流体が蒸気である場合には第二室 2 2が 高圧になり、 また他の流体が導入される圧力室 2 9 も高圧になる。 このため、 第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤフラム 5 1 との間の 空間が両側から押圧されて比較的高圧になるが、 本発明においては 当該空間を通気口 1 7によって大気開放させている。 従って、 本発 明においては第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤフラム 5 1 との間 の空間が比較的高圧になることはなく、 第一および第二ダイャフラ ム 4 1, 5 1の動きがスムーズになり、 圧力室 2 9の圧力を適度に 弁体 3 2に伝達して弁体 3 2 を摺動させられる。 このような場合に は第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤフラム 5 1 との間の空間も安 定させられるので、 当該空間に配置されるゴムシート 7 1、 7 2 を 結果的に保護することが可能となる。
特に、 流量調整装置 1 0 に供給される流体が高温 · 高圧の流体、 例えば蒸気である場合には、 第一ダイヤフラム 4 1および第二ダイ ャフラム 5 1が熱変形する可能性があるものの、 本発明においては 第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤフラム 5 1 との間の空間を大気 開放することにより、 これらダイヤフラムの変形を或る程度抑制す ることが可能となっている。
また、 通気口 1 7の先端付近にはネジ山部 (図示しない) が形成 されている。 特に、 比較的高温の流体を供給するために流量調整装 置 1 0を使用する場合には、 第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤフ ラム 5 1 との間の空間において結露が起こる可能性がある。 このよ うな場合には、 ネジ山部を介して別の継手 (図示しない) を通気口 1 7 に取り付けることにより、 第一ダイヤフラム 4 1 と第二ダイヤ フラム 5 1 との間の空間に生じた結露を通気口 1 7 に通して流量調 整装置 1 0の外部まで排出することもできる。 つまり、 本発明にお いては、 通気口 1 7 を結露ドレンポートとして使用することも可能 である。 なお、 図 2等に示されるように、 流量調整装置 1 0のハウジング 底部 1 9 dには、 バネ 3 9が配置されているバネ室 1 5 cから外部 まで延びる通気口 2 7が形成されている。 通気口 2 7は、 バネ室 1 5 c を大気開放してバネ 3 9の動作をスムーズにする役目を果たし ている。 また、 通気口 1 7の場合と同様に、 通気口 2 7の先端付近 にネジ山部 (図示しない) を形成して別の継手を通気口 2 7 に取り 付けてもよい。 これにより、 比較的高温の流体を供給するときにバ ネ室 1 5 cで生じうる結露を通気口 2 7 に通して流量調整装置 1 0 の外部まで排出することができる。
ところで、 図 5 aは筒状部の基端を拡大して示す部分拡大図であ る。 図 5 aに示されるように 、 筒状部 2 5の内周面に係合する閉鎖 部 8 0の外周面には環状溝 8 3が形成されている。 環状溝 8 3には シール部材、 例えば〇リ ング 8 2が配置されており、 閉鎖部 8 0の 外周面と筒状部 2 5の内周面との間を封止する。 図示されるように
Oリ ング 8 2は筒状部 2 5の内周面によつて半径方向内側に付勢さ れつつ閉鎖部 8 0の環状溝 8 3に揷入されている。
このため、 閉鎖部 8 0の外周面と筒状部 2 5の内周面との間に微 少な隙間が形成された場合に O Uング 8 2は半径方向外側に拡張し てこの隙間を封止する。 特に流虽 f 整装置 1 0が高温 · 高圧の流体
、 例えば蒸気を供給する場合には筒状部 2 5が半径方向外側に拡張 して閉鎖部 8 0 と筒状部 2 5 との間に隙間が形成される可能性があ る。 ところ力 本発明においてはこのような隙間は Oリ ングの拡張 によって吸収されるので、 流体が筒状部 2 5 と閉鎖部 8 0 との間か ら漏洩するのを防止できる。 また、 流量調整装置 1 0が蒸気などを 供給する場合には筒状部 2 5が上下方向にも変形する。 図 5に示さ れるように、 〇リ ング 8 2は半径方向内側に付勢されているので、 筒状部 2 5が上下方向に変形した場合であつても、 〇リング 8 2は この変形を吸収してシール性を保持することができる。
さらに、 筒状部 2 5の基端 2 5 bには凹溝 2 5 dが形成されてい る。 そして、 凹溝 2 5 dに対応した形状の環状突部 8 4が閉鎖部 8 0 に設けられている。 図示されるように、 閉鎖部 8 0の環状突部 8 4は筒状部 2 5の凹溝 2 5 dに係合している。 このような構成であ るために、 筒状部 2 5が半径方向に変形することによって筒状部 2 5 と閉鎖部 8 0 との間から漏洩した流体が Oリ ング 8 2 を越えて筒 状部 2 5の基端 2 5 bまで到達した場合であっても、 流体の流れは 環状突部 8 4により停止する。 このため、 凹溝 2 5 dおよびこれに 対応する環状突部 8 4を備えることによって、 筒状部 2 5が半径方 向に変動した場合に流体が筒状部 2 5 と閉鎖部 8 0 の間から漏洩す るのをさらに防止してシール性を維持することが可能となる。
図 5 bは筒状部の基端を拡大して示す他の部分拡大図である。 図 5 bに示される実施形態においては、 筒状部 2 5の基端 2 5 bに環 状突部 2 5 eが形成されており、 これに対応した凹溝 8 4 'が閉鎖 部 8 0に設けられている。 このような構成においても、 前述したの と同様に筒状部 2 5 と閉鎖部 8 0の間から流体が漏洩するのが防止 され、 半径方向のシール性を保持することができる。
図 5 aおよび図 5 bには断面が矩形の環状突部 8 4 、 2 5 eおよ びこれに対応した形状の凹溝 2 5 d 、 8 4 'が示されているが、 環 状突部および凹溝の断面が他の形状、 例えば三角形状などであって もよい。 また、 環状突部 8 4 、 2 5 e を排除して、 凹溝 2 5 d 、 8 4 '内に別の〇リングを配置するような構成にしてもよい。 いずれ の場合であっても、 前述したのと同様な効果を得ることができる。 図 6は本発明の第二の実施形態に基づく流量調整装置 1 0 'の開 弁状態を示す側断面図である。 図 6に示される第二の実施形態にお いて前述したのと同一の参照符号により示される部材については説 明を最小限にとどめるかまたは説明を省略する。 本発明の第二の実 施形態においては、 弁体 3 2がハウジング胴部 1 9 c と同様な材料 、 すなわちポリプロピレン樹脂またはフッ素樹脂から形成されてい る。 さらに、 図 4を参照して説明した〇リング 3 8は流量調整装置 1 0 'の弁体 3 2には設けられていない。
さらに、 図 6に示される流量調整装置 1 0 'の弁座 6 1 'の寸法は 第一の実施形態における弁座 6 1 と締付部材 6 5 とを合計した寸法 に概ね等しい。 そして、 弁座 6 1 'は筒状部 2 5 と一体的に形成さ れている。 すなわち、 流量調整装置 1 0 'における弁座 6 1 'はハウ ジング胴部 1 9 c と同一の材料、 すなわちポリプロピレン樹脂また はフッ素樹脂から形成されている。
さらに、 図 6に示されるように、 弁座 6 1 'にはリ ング型の補強 部材 9 0が埋込まれている。 この補強部材 9 0の材料は、 例えばチ タンまたはポリエーテルエーテルケトン (P E E K ) である。 すな わち、 図 6に示される実施形態においては、 ハウジング胴部 1 9 c よりも熱変形量の少ない材料が補強部材 9 0の材料として選択され ている。
図示されるように、 補強部材 9 0の半径方向の寸法は弁座 6 1 ' の頂面の寸法よりも一回り小さい。 また、 補強部材 9 0は弁座 6 1 'の頂面から内側傾斜面 6 3の終点付近まで軸線方向に延びている 。 つまり、 弁体 3 2に接触する弁座 6 1 'の表面の内側に、 補強部 材 9 0は埋込まれている。 さらに、 この補強部材 9 0はその全体が 弁座 6 1 'に埋込まれていて、 図示されるように補強部材 9 0は第 一室 2 1および第二室 2 2の両方に対して露出していない。
高温 · 高圧の流体、 例えば蒸気が流量調整装置 1 0 'に供給され た場合を想定すると、 弁座 6 1 'が樹脂材料から形成されているも のの、 弁座 6 1 'には補強部材 9 0が埋込まれているために、 弁座 6 1 'が半径方向に拡張することはない。 つまり、 流量調整装置 1 0 'においても弁座 6 1 'が破損することなしに、 流量の調整を安定 して行う ことができる。 さらに、 前述したように弁体 3 2 と弁座 6 1 'とは互いに同様な樹脂材料から形成されているので、 流量調整 装置 1 0 'の弁座 6 1 'と弁体 3 2 とが接触するときには、 金属材料 接触時に生じうる摩耗が生じることはない。
また、 本発明の第二の実施形態においては金属材料が露出してい ない構成であるために、 金属材料を腐食する流体、 例えば特定の薬 液などを使用する場合であっても、 第二の実施形態に基づく流量調 整装置 1 0 'を採用することが可能となる。 さらに、 第一の実施形 態の場合よりも熱変形量の少ない材料に関する使用量が小さくなる ので、 流量調整装置 1 0 'は第一の実施形態に基づく流量調整装置 1 0より も低費用にて作成することができる。 なお、 前述した態様 のいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれるもの とする。
図 7 aは本発明の第三の実施形態に基づく流量調整装置 1 0 ' 'の 開弁状態を示す側断面図であり、 図 7 bは、 図 7 aに示される流量 調整装置の端面図である。 図 7 aに示される実施形態においては、 閉鎖部 8 0 を下側からカバーするアンダーカバー 9 5が設けられて いる。 アンダーカバ一 9 5は略カップ型部材であり、 カップの底を 構成する端部 9 6 aと、 内周面にネジ山が形成されていてカップの 周面を構成するスリーブ 9 6 bとを含んでいる。 アンダーカバ一 9 5は剛性の高い材料、 例えば S U S 3 0 4等から形成されるのが好 ましい。
また、 第三の実施形態においては、 ハウジング胴部 1 9 cの底部 には部分環状溝 9 7が筒状部 2 5 を取囲むように形成されている。 この部分環状溝 9 7の内周面には、 スリーブ 9 6 bのネジ山に螺合 するネジ山が形成されている。 従って、 アンダーカバ一 9 5が設置 されると、 スリーブ 9 6 bの先端が部分環状溝 9 7 に係合しつつ、 アンダーカバー 9 5は筒状部 2 5の側壁を外部から取囲むようにな る。 前述したようにアンダーカバー 9 5は S U S 3 0 4等から形成 されるので、 筒状部 2 5はアンダ一カバ一 9 5によって側面側およ び下面側から補強される。
また、 アンダーカバー 9 5が筒状部 2 5に螺合されると、 閉鎖部
8 0はカップ型のアンダーカバー 9 5の内部に受容され、 端部 9 6 a上に位置するようになる。 特に図示されるように、 アンダーカバ — 9 5が筒状部 2 5に完全に螺合されると、 閉鎖部 8 0のフランジ 部は筒状部 2 5 とアンダーカバ一 9 5 との間に挟まれるようになる 本実施形態においては、 ハウジング底部 1 9 dには貫通孔 1 9 f が形成されており、 貫通孔 1 9 f の内壁には周方向に突出する環状 突出部 1 9 gが設けられている。 アンダーカバ一 9 5 を螺合させた 後で、 アンダーカバ一 9 5がハウジング底部 1 9 dの貫通孔 1 9 f に受容されるように、 ハウジング底部 1 9 dを前述したようにハウ ジング胴部 1 9 c に組付ける。 これにより、 アンダーカバ一 9 5の 底部はハウジング底部 1 9 dの環状突出部 1 9 gに着座する。
この状態では、 アンダーカバー 9 5は筒状部 2 5に螺合されてい るだけであるので、 アンダーカバー 9 5が回転して緩む可能性があ る。 従って、 図示されるようにフランジ付きのハウジング閉鎖部 1
9 e をアンダーカバ一 9 5 とは反対側からハウジング底部 1 9 dの 貫通孔 1 9 f に挿入し、 それにより、 ハウジング閉鎖部 1 9 eのフ ランジを環状突出部 1 9 gに係合させる。
図示されるように、 アンダーカバ一 9 5の端部 9 6 aには複数の 孔が形成されており、 ハウジング閉鎖部 1 9 eにもこれら孔に対応 する複数の孔が形成されている。 図 7 aおよび図 7 bに示されるよ うに、 ハウジング閉鎖部 1 9 eを組付けた後で、 ネジ 9 4をこれら 孔に通して、 アンダーカバー 9 5 とハウジング閉鎖部 1 9 e とを互 いに固定する。 アンダーカバー 9 5をこのように固定することによ り、 アンダーカバ一 9 5が周方向に回転するのが防止され、 アンダ —カバ一 9 5は緩まないようになる。
この状態においては、 図 7 aから分かるように、 ハウジング底部 1 9 dの環状突出部 1 9 gがアンダーカバー 9 5 とハウジング閉鎖 部 1 9 e との間に挟まれ、 アンダーカバ一 9 5 とハウジング閉鎖部 1 9 e とはネジ 9 4により互いに固定されることになる。 従って、 これら部品は互いに堅固に把持されるようになる。
また、 アンダーカバー 9 5の端部 9 6 aには、 摺動部材 3 6の下 方部分が摺動する開口部が形成されている。 そして、 摺動部材 3 6 のバネ 3 9は、 摺動部材 3 6 とハウジング閉鎖部 1 9 eの凹部 1 5 bとの間に配置される。
このように第三の実施形態においては、 アンダーカバ一 9 5がネ ジ 9 4により固定されているので、 蒸気などを供給した場合であつ ても、 ハウジング胴部 1 9 cの筒状部.2 5などが上下方向に変形し ない。 さらに、 アンダーカバー 9 5はハウジング底部 1 9 dの環状 突出部 1 9 gに係合するように貫通孔 1 9 f に受容されているので 、 筒状部 2 5やハウジング胴部 1 9 c、 ハウジング底部 1 9 dなど が周方向に変形することもない。 すなわち、 第三の実施形態の流量 調整装置 1 0 ' 'においては、 各部品が変形しないので、 漏洩するこ となしに蒸気を供給することができる。
また、 部品の変形を伴うことなしに蒸気を供給するために、 標準 P T F Eよりも耐久性の高い高密度 P T F E ( p o 1 y t e t r a f 1 u o r e t h y 1 e n ) からべローズ 3 7 を形成するのが好ま しい
さらに、 第三の実施形態においては、 閉鎖部 8 0において使用さ れる 〇リ ングを受容する凹部の形状を変更する となしに Oリ ン グ 8 2の外周径を可能な限り大きくするのが好ましい のような
¼口には、 Oリング 8 2のつぶししろが従来の場合よりち大きくな り、 その結果、 シール性を高めることができる
と ろで、 締付部材 6 5において使用されるネジ 6 7が P E E K 等から形成される場合には、 蒸気の供給時に P E E K製ネジが溶出 して第二室 2 2内にパーティクルとして流出する可能性がある。 こ のため、 ネジ 6 7はチタンから形成されるのが好ましい。 さらに好 ましくはネジ 6 7はエッチング処理済みのチタン製ネジである。 こ れにより、 蒸気供給時にネジ 6 7が溶出するのを抑制することが可 能となる。
典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、 当業者であれば 、 本発明の範囲から逸脱することなしに、 前述した変更および種々 の他の変更、 省略、 追加を行う ことができるのを理解できるであろ
Ό

Claims

1 . 入口ポートに連通する第一室と、 出口ポートに連通する第二 室とを含むハウジングと、
前記第二室内に延びていて前記第一室と前記第二室とを連通する 筒状部と、
該筒状部の先端に設けられた弁座と、
該弁座を開閉する弁体とを具備し、
前記弁座および前記弁体のうちの少なく とも一方が、 前記筒状部 を形成する材料よりも熱変形量が小さい材料から形成されている流 量調整装置。 囲
2 . 入口ポートに連通する第一室と、 出口ポートに連通する第二 室とを含むハウジングと、
前記第二室内に延びていて前記第一室と前記第二室とを連通する 筒状部と、
該筒状部の先端に設けられた弁座と、
該弁座を開閉する弁体とを具備し、
前記筒状部には、 該筒状部を形成する材料よりも熱変形量が小さ い材料からなる補強部材が少なく とも部分的に埋込まれている流量 調整装置。
3 . 入口ポートに連通する第一室と、 出口ポートに連通する第二 室とを含むハウジングと、
前記第二室内に延びていて前記第一室と前記第二室とを連通する 筒状部と、
該筒状部の先端に設けられた弁座と、
該弁座を開閉する弁体と、
前記筒状部の基端を閉鎖する閉鎖部と、 前記閉鎖部を受容しつつ前記筒状部の側壁を取囲んで支持する力 ップ型支持部とを具備する流量調整装置。
4 . さらに、 前記筒状部の先端周りを締付ける締付手段を具備す る請求項 1から 3のいずれか一項に記載の流量調整装置。
5 . さらに、 前記弁座に接触する前記弁体の一部分には、 弁体シ —ル手段が設けられている請求項 1から 4のいずれか一項に記載の 流量調整装置。
6 . さらに、 前記ハウジングには、 前記第二室に連通していて圧 力ポートを備えた圧力室が形成されており、
前記第二室と前記圧力室とを封止可能に分離する互いに連結され た第一および第二の可撓性分離手段を具備し、 前記第一の可撓性分 離手段は前記圧力室内の流体にさらされると共に前記第二の可撓性 分離手段は前記第二室内の流体にさらされていて前記弁体に連結さ れており、
さらに、 前記第一および第二の可撓性分離手段の間に配置される べッ ドを具備する請求項 1から 5のいずれか一項に記載の流量調整 装置。
7 . 前記第一の可撓性分離手段と前記べッ ドとの間および前記第 二の可撓性分離手段と前記べッ ドとの間の少なく とも一方に、 弾性 部材が配置されている請求項 6に記載の流量調整装置。
8 . 前記第一および第二の可撓性分離手段の間において排気通路 が前記ハウジングに形成されている請求項 6または 7 に記載の流量 調整装置。
9 . さらに、 前記筒状部の基端を閉鎖する閉鎖部を具備し、 前記 弁体は前記閉鎖部に移動可能に連結されており、
前記筒状部の内壁と前記閉鎖部との間および前記筒状部の基端縁 部と前記閉鎖部との間の少なく とも一方に、 シール手段が設けられ ている請求項 6から 8のいずれか一項に記載の流量調整装置。
1 0 . 入口ポートに連通する第一室と、 出口ポートに連通する第 二室とを含むハウジングを具備し、 前記ハウジングには、 前記第二 室に連通していて圧力ポートを備えた圧力室が形成されており、 さらに、
前記第二室内に延びていて前記第一室と前記第二室とを連通する 筒状部と、
該筒状部の先端に設けられた弁座と、
該弁座を開閉する弁体と、
前記第二室と前記圧力室とを封止可能に分離する互いに連結され た第一および第二の可撓性分離手段とを具備し、 前記第一の可撓性 分離手段は前記圧力室内の流体にさらされると共に前記第二の可撓 性分離手段は前記第二室内の流体にさらされていて前記弁体に連結 されており、
さらに、
前記第一および第二の可撓性分離手段の間に配置されるべッ ドを 具備する流量調整装置。
1 1 . 前記第一の可撓性分離手段と前記べッ ドとの間および前記 第二の可撓性分離手段と前記ベッ ドとの間の少なく とも一方に、 弾 性部材が配置されている請求項 1 0 に記載の流量調整装置。
1 2 , 前記第一および第二の可撓性分離手段の間において排気通 路が前記ハウジングに形成されている請求項 1 0 または 1 1 に記載 の流量調整装置。
1 3 . さらに、 前記筒状部の基端を閉鎖する閉鎖部を具備し、 前 記弁体は前記閉鎖部に移動可能に連結されており、
前記筒状部の内壁と前記閉鎖部との間および前記筒状部の基端縁 部と前記閉鎖部との間の少なく とも一方に、 シール手段が設けられ ている請求項 1 0から 1 2のいずれか一項に記載の流量調整装置。
1 4 . 前記筒状部には、 該筒状部を形成する材料よりも熱変形量 が小さい材料からなる補強部材が少なく とも部分的に埋込まれてい る請求項 1 0から 1 3のいずれか一項に記載の流量調整装置。
1 5 . 前記弁座および前記弁体のうちの少なく とも一方が、 前記 筒状部を形成する材料よりも熱変形量が小さい材料から形成されて いる請求項 1 0から 1 3のいずれか一項に記載の流量調整装 。
1 6 . さらに、 前記筒状部の先端周りを締付ける締付手段を具備 する請求項 1 0から 1 5のいずれか一項に記載の流量調整装置。
1 7 . さらに、 前記弁座に接触する前記弁体の一部分には、 弁体 シール手段が設けられている請求項 1 0から 1 6のいずれか一項に 記載の流量調整装置。
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