| 【発明の名称】 |
流量コントロ―ルバルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】松沢 広宣
【氏名】飛田 剛
【氏名】笹尾 起美仁
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| 【要約】 |
【課題】流出側の負荷の増大に伴って発生するバルブの劣化、損傷あるいは塵の発生等の不具合を一挙に解消することができる流量コントロールバルブの構造を提供する。
【解決手段】流入部１２を有し弁座１６を介して流出部１５が形成されたチャンバ２０を有するボディ本体１１と、前記弁座を開閉する弁部４１と前記流入部側の第一ダイヤフラム部５０と前記流出部側の第二ダイヤフラム部６０とを有する弁機構体４０とからなり、前記各ダイヤフラム部は、前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを第一加圧室２１、弁室２５、及び第二加圧室３０に区分しており、第一加圧手段Ｍ１及び第二加圧手段Ｍ２によって前記第一ダイヤフラム部及び第二ダイヤフラム部を弁室方向に常時一定圧力を加えるように構成され、前記第一ダイヤフラム部５０に弁部４１を有する第一部材５１を一体に設けるとともに、前記第二ダイヤフラム部６０には前記第一部材と分離自在に遊嵌結合された第二部材６１を一体に設けた流量コントロールバルブ１０。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一側に被制御流体の流入部（１２）を有し弁座（１６）を介して他側に被制御流体の流出部（１５）が形成されたチャンバ（２０）を有するボディ本体（１１）と、前記弁座を開閉する弁部（４１）と前記流入部側に配された第一ダイヤフラム部（５０）と前記流出部側に配された第二ダイヤフラム部（６０）とを有する弁機構体（４０）とからなり、前記各ダイヤフラム部は、それらの外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを第一ダイヤフラム部外側の第一加圧室（２１）、前記第一ダイヤフラム部及び第二ダイヤフラム部に囲まれ前記流入部及び弁座ならびに流出部を有する弁室（２５）、及び第二ダイヤフラム部外側の第二加圧室（３０）に区分しており、前記第一加圧室及び第二加圧室に設けられた第一加圧手段（Ｍ１）及び第二加圧手段（Ｍ２）によって前記第一ダイヤフラム部及び第二ダイヤフラム部を常時弁室方向に一定圧力を加えるようにしてなる流量コントロールバルブ（１０）において、前記弁機構体（４０）の第一ダイヤフラム部（５０）に弁部（４１）を有する第一部材（５１）を一体に設けるとともに、前記第二ダイヤフラム部（６０）には前記第一部材と分離自在に遊嵌結合された第二部材（６１）を一体に設けたことを特徴とする流量コントロールバルブ。
【請求項２】 請求項１において、前記弁機構体の第一部材と第二部材の結合部が円台錐形状の凸部（５２）と凹部（６２）によって形成されている流量コントロールバルブ。
【請求項３】 請求項１または２において、前記第一加圧室の加圧手段がバネ（Ｓ１）よりなる流量コントロールバルブ。
【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第二加圧室の加圧手段が加圧気体（Ａ１）よりなる流量コントロールバルブ。
【請求項５】 請求項４において、前記第二加圧室の加圧気体の給気ポート（３１）に逆止弁（３５）が設けられている流量コントロールバルブ。
【請求項６】 請求項４または５において、前記第二加圧室の加圧気体の給気回路（３６）に絞り機構（３７）が配置されている流量コントロールバルブ。
【請求項７】 請求項４ないし６のいずれかにおいて、前記第二加圧室の排気回路（３８）に絞り機構（３９）が配置されている流量コントロールバルブ。
【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記第二ダイヤフラム部にサックバック機構（７０）が設けられている流量コントロールバルブ。
【請求項９】 請求項８おいて、前記サックバック機構が第二ダイヤフラム部を弁室方向と反対方向に付勢するバネ（Ｓ２）よりなる流量コントロールバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、流体（液体あるいは気体）の流量を一定に制御する流量コントロールバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、先に、日本特許第２６７１１８３号として、ダイヤフラムを利用して流入側（一次側）の圧力変動に対応して流出側（二次側）の流量を一定に保つことができる流量コントロールバルブを提案した。
【０００３】この先行発明に係る流量コントロールバルブは、図１０および図１１に符号１００として示したように、一側に被制御流体の流入部１１１を有し弁座１１３を介して他側に被制御流体の流出部１１２が形成されたチャンバ１３０を有するボディ本体１１０と、前記弁座１１３を開閉する弁部１２１と前記流入部側に配された第一ダイヤフラム部１２２と前記流出部側に配された第二ダイヤフラム部１２３を有する弁機構体１２０とからなり、前記第一ダイヤフラム部１２２および第二ダイヤフラム部１２３によって、前記ボディ本体１１０のチャンバ１３０を第一加圧室１３１、弁室１３５および第二加圧室１４０に区分して、前記第一加圧室１３１および第二加圧室１４０に設けられた第一加圧手段１５１及び第二加圧手段１５２によって前記第一ダイヤフラム部１２２および第二ダイヤフラム部１２３に対して常時弁室方向（内向き）に一定圧力を加えるようにしてなるものである。図示の例では、前記第一加圧手段１５１はバネ体で、前記第二加圧手段１５２は加圧気体である。図の符号１４１は加圧気体のための給気ポート、１４２は同じく排気ポートである。
【０００４】上記先行技術に係る流量コントロールバルブ１００によれば、流入部１１１側（一次側）の圧力変動は、常時内向きの一定圧力を加えられた第一ダイヤフラム部１２２および第二ダイヤフラム部１２３に対する背圧（外向きの圧力）変動として現れ、前記加圧手段１５１，１５２による一定の内向きの設定圧力と一次側の外向きの変動圧力とが釣合いを保とうとして、弁機構体１２０を移動させる。弁機構体１２０の移動によってその弁部１２１が移動し、該弁部１２１と弁座１１３間の開口量が変化して、被制御流体の流量が制御される。
【０００５】この先行技術にあっては、二つのダイヤフラム部１２２，１２３を一体に有する弁機構体１２０を用いることによって、従来の機械的あるいは電気的手段では追従することができなかった瞬間的な圧力変化あるいは脈動のような変化に対し、瞬時に対応することができるという大きな有利性を備える。また、機構的にも簡単かつ単純で、設備および維持上の利点が大きい。
【０００６】しかしながら、この先行技術においては、前記弁機構体１２０が第一ダイヤフラム部１２２側と第二ダイヤフラム部１２３側とが一体に結合されていることにより、次のような問題が新たに生ずることがわかった。すなわち、流出側（二次側）につまりや閉状態などの負荷の増大が生じ流出部１１２側の第二ダイヤフラム部１２３に大きな背圧が加わった場合には、弁機構体１２０に多大な負荷がかかるということである。弁機構体１２０に大きな負荷がかかると、まず、第一ダイヤフラム部１２２と第二ダイヤフラム部１２３の固着部（通常は螺着部）に劣化や損傷を生ずるするおそれがある。同時に、流出部１１２側の背圧により弁機構体１２０の弁部１２１が移動して弁座１１３を閉じる場合には、第一加圧手段１５１から第一ダイヤフラム部１２２側を介してかかる設定圧力のほかに第二ダイヤフラム部１２３側にかかる外向きの背圧が加わるので、当該弁機構体１２０の弁部１２１とボディ本体１１０の弁座１１３との間に大きな摩擦力が働き、それらの破損や塵（パーティクル）の発生を招くおそれがある。
【０００７】これらの問題は流量コントロールバルブの故障の因となりその機能ならびに耐久性を低下させるのみならず、流量制御の信頼性を損ねることにもなりかねない。また、この種のバルブは超純水や薬液等に用いられることが多く、微細な塵の発生はそのような用途へのこの種バルブの適用を拒絶する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このような問題に対処するために提案されたものであって、流出側（二次側）の負荷の増大に伴って発生するバルブの劣化、損傷あるいは塵の発生等の不具合を一挙に解消することができる新規な流量コントロールバルブの構造を提供することを目的とする。また、この発明は、さらに進んで、二次側を閉状態とすることができ、これによって新たな使用態様を可能にする流量コントロールバルブの構造を提供することを目的とする。もちろん、この発明は、機械的あるいは電気的な複雑かつ高価な機構を用いることなく、ダイヤフラム機構を採用することによって、瞬間的な負荷変動あるいは脈動のような変化に対しても、瞬時に対応することができ、機構的にも簡単かつ単純で、設備および維持上においても優れた流量コントロールバルブを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発明は、一側に被制御流体の流入部（１２）を有し弁座（１６）を介して他側に被制御流体の流出部（１５）が形成されたチャンバ（２０）を有するボディ本体（１１）と、前記弁座を開閉する弁部（４１）と前記流入部側に配された第一ダイヤフラム部（５０）と前記流出部側に配された第二ダイヤフラム部（６０）とを有する弁機構体（４０）とからなり、前記各ダイヤフラム部は、それらの外周部が前記ボディ本体に固定されて前記チャンバ内に取り付けられていて、該チャンバを第一ダイヤフラム部外側の第一加圧室（２１）、前記第一ダイヤフラム部及び第二ダイヤフラム部に囲まれ前記流入部及び弁座ならびに流出部を有する弁室（２５）、及び第二ダイヤフラム部外側の第二加圧室（３０）に区分しており、前記第一加圧室及び第二加圧室に設けられた第一加圧手段（Ｍ１）及び第二加圧手段（Ｍ２）によって前記第一ダイヤフラム部及び第二ダイヤフラム部を常時弁室方向に一定圧力を加えるようにしてなる流量コントロールバルブ（１０）において、前記弁機構体（４０）の第一ダイヤフラム部（５０）に弁部（４１）を有する第一部材（５１）を一体に設けるとともに、前記第二ダイヤフラム部（６０）には前記第一部材と分離自在に遊嵌結合された第二部材（６１）を一体に設けたことを特徴とする流量コントロールバルブに係る。
【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１において、前記弁機構体の第一部材と第二部材の結合部が円台錐形状の凸部（５２）と凹部（６２）によって形成されている流量コントロールバルブに係る。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１または２において、前記第一加圧室の加圧手段がバネ（Ｓ１）よりなる流量コントロールバルブに係る。
【００１２】さらに、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第二加圧室の加圧手段が加圧気体（Ａ１）よりなる流量コントロールバルブに係る。
【００１３】請求項５の発明は、請求項４において、前記第二加圧室の加圧気体の給気ポート（３１）に逆止弁（３５）が設けられている流量コントロールバルブに係る。
【００１４】請求項６の発明は、請求項４または５において、前記第二加圧室の加圧気体の給気回路（３６）に絞り機構（３７）が配置されている流量コントロールバルブに係る。
【００１５】請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかにおいて、前記第二加圧室の排気回路（３８）に絞り機構（３９）が配置されている流量コントロールバルブに係る。
【００１６】請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記第二ダイヤフラム部にサックバック機構（７０）が設けられている流量コントロールバルブに係る。
【００１７】請求項９の発明は、請求項８おいて、前記サックバック機構が第二ダイヤフラム部を弁室方向と反対方向に付勢するバネ（Ｓ２）よりなる流量コントロールバルブに係る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係る流量コントロールバルブの縦断面図、図２はその流量制御状態を示す縦断面図、図３は同じくその弁座閉状態を示す縦断面図、図４は第二加圧室の加圧気体の給気ポート部分を拡大して示す部分断面図、図５はこの発明の加圧手段の設定エアー圧力および被制御流体の圧力・流量変化を参考例と比較して示すグラフ図、図６はこの発明の流量コントロールバルブを複数同時に使用する状態を表す概略配置図、図７は参考例の流量コントロールバルブを複数同時に使用する状態を表す概略配置図、図８はこの発明の他の実施例に係る流量コントロールバルブの弁座閉状態を示す縦断面図、図９は図８の実施例における加圧手段の設定圧力と被制御流体の流量の関係を示すグラフ図である。
【００１９】図１に示す流量コントロールバルブ１０は、この発明の一実施例に係るもので、ボディ本体１１と、該ボディ本体１１に形成されたチャンバ２０に装置される弁機構体４０とからなる。
【００２０】ボディ本体１１は、フッ素樹脂等の耐蝕性及び耐薬品性の高い樹脂から形成されてなり、一側に被制御流体のための流入部１２を有し、弁座１６を介して他側に被制御流体のための流出部１５が形成されたチャンバ２０を有している。本実施例のボディ本体１１は、図示のように、第１ブロック１１ａ，第２ブロック１１ｂ，第３ブロック１１ｃに分割され、これらを一体に組み付けて構成されている。なお、前記流出部１５には適宜の口径を有するオリフィス（図示せず）が取り付けられることもある。また、前記流入部１２には流入用配管（図示せず）、流出部１５には流出用配管Ｐ（図２及び図３参照）がそれぞれ接続される。
【００２１】弁機構体４０は、ボディ本体１１と同様に、フッ素樹脂等の耐蝕性及び耐薬品性の高い樹脂から形成され、弁部４１と、第一ダイヤフラム部５０と、第二ダイヤフラム部６０とを有する。
【００２２】弁機構体４０の各部について説明する。前記弁部４１は前記弁座１６を開閉するとともに、弁座１６に接近離間して両者間に形成される開口を制御する流通制御部を構成するものである。本実施例では、当該弁部４１の表面はテーパ面４２にて形成され、流通制御部を線状に制御するように構成されている。
【００２３】第一ダイヤフラム部５０は、前記弁部４１と一体に形成されており、ダイヤフラム面である薄肉の可動部５０ａと、その外周側の外周部５０ｂを有する。第二ダイヤフラム部６０は、ダイヤフラム面である薄肉の可動部６０ａと、その外周側の外周部６０ｂを有する。なお、各ダイヤフラム部５０，６０の薄肉可動部５０ａ，６０ａの面積（ダイヤフラム有効面積）は、制御性が良好となるよう、つまり、瞬間的な負荷変動あるいは脈動のような変化に対しても、瞬時に対応することができるよう、それぞれ所定値に設定される。
【００２４】この発明構造においては、前記弁機構体４０の第一ダイヤフラム部５０には弁部４１を有する第一部材５１が一体に設けられるとともに、前記第二ダイヤフラム部６０には前記第一部材５１と分離自在に遊嵌結合された第二部材６１が一体に設けられている。図示した実施例では、請求項２に記載の発明のように、前記第一部材５１と第二部材６１の遊嵌結合部は、第一部材５１に形成された円台錘形状の凸部５２と第二部材６１に形成された円台錘形状の凹部６２によって構成されている。この例とは逆に第一部材５１に円台錘形状の凹部を、第二部材６１に円台錘形状の凸部が形成されてもよい。このように構成することによって、第一部材５１と第二部材６１の結合時における位置決めが確実に行える利点がある。なお、第一部材５１及び第二部材６１は、それぞれ、第一ダイヤフラム部５０及び第二ダイヤフラム部６０と一体に形成してもよく、あるいは独立して形成して螺着等によって一体に結合してもよい。図示の符号８０は後述する第一加圧手段であるバネＳ１のためのバネ受け部であって、第一ダイヤフラム部５０に螺着や遊嵌等、適宜手段により係着されている。バネを用いない場合にはこのバネ受け部８０は不要である。
【００２５】前記各ダイヤフラム部５０，６０は、それらの外周部５０ｂ，６０ｂがボディ本体１１に固定されて、前記チャンバ２０内に取り付けられる。実施例では、図のように、第一ダイヤフラム部５０の外周部５０ｂがボディ本体１１を構成する第１ブロック１１ａと第２ブロック１１ｂ間に、第二ダイヤフラム部６０の外周部６０ｂが第２ブロック１１ｂと第３ブロック１１ｃ間に、それぞれ挟着されて固定されている。図示の符号８１はボディ本体１１と第一ダイヤフラム部５０間をシールするためのシール部材、８２はボディ本体１１と第二ダイヤフラム部６０間をシールするためのシール部材である。そして、これらの第一ダイヤフラム部５０及び第二ダイヤフラム部６０の取付によって、前記チャンバ２０は、順に第一加圧室２１，弁室２５，第二加圧室３０に区分される。
【００２６】次に前記チャンバ２０の各室について、さらに説明する。第一加圧室２１は、第一ダイヤフラム部５０の外側（図では下側）に位置し、第一ダイヤフラム部５０に対して常時弁室方向（内向き、図では上向き）に一定圧力（第一設定圧力）を加える第一加圧手段Ｍ１を備える。実施例における前記第一加圧手段Ｍ１は、請求項３に記載の発明のように、バネＳ１よりなり、所定バネ定数のバネＳ１は第一加圧室２１の底部と第一ダイヤフラム部５０に形成されたバネ受け部８０との間に装着される。このように加圧手段Ｍ１をバネＳ１とすれば、構造が簡単となり、コスト的に有利である。もちろん、前記加圧手段Ｍ１はバネＳ１に限定されることはなく、加圧気体を採用したり、あるいは、バネと加圧気体の両方を採用したり、さらにはソレノイド（電磁石）等を採用してもよい。なお、バネ単独で使用する場合には、図示しないが、バネ押え部材を螺着して荷重調節自在なバネ装置とすることが望ましい。また、該荷重調節自在なバネ装置にサーボモータ等を接続してバネ定数を自動制御できるように構成してもよい。図示の符号２２は第一加圧室２１内の空気の出入りを行う呼吸路を表す。
【００２７】弁室２５は、第一ダイヤフラム部５０及び第二ダイヤフラム部６０に囲まれ、前記流入部１２、及び前記弁機構体４０の弁部４１に対応する弁座１６、並びに前記流出部１５を有している。この実施例の弁座１６はボディ本体１１の第２ブロック１１ｂの角部がこの機能を果している。この弁室２５において、弁機構体４０の弁部４１の移動によって、弁部４１と弁座１６との間の開口量が変化して流入部１２側から流出部１５側へ流通する被制御流体の流量が制御される。
【００２８】第二加圧室３０は、第二ダイヤフラム部６０の外側（図では上側）に位置し、第二ダイヤフラム部６０に対して常時弁室方向（内向き、図では下向き）に一定圧力（第二設定圧力）を加える第二加圧手段Ｍ２を備える。図示の実施例では、請求項４に記載した発明のように、第二加圧手段Ｍ２を加圧気体Ａ１より構成している。第二加圧手段Ｍ２を加圧気体Ａ１とする場合には、その設定圧力の調整が容易であるとともに、大きな設定圧力が要求される場合に有効であるという利点を有する。図示の第二加圧室３０に関し、符号３１は加圧気体のための給気ポート、３２はその排気ポートである。気体の加圧装置は図示が省略されている。なお、第二加圧手段Ｍ２として、前記した荷重調節自在なバネ装置やソレノイド等を採用してもよい。
【００２９】次に、上記した発明に係る流量コントロールバルブ１０の作用について、図２及び図３を参照しつつ説明する。この発明の流量コントロールバルブ１０によれば、前記第一加圧室２１および第二加圧室３０の加圧手段Ｍ１，Ｍ２によって、弁機構体４０に対して、その第一ダイヤフラム部５０および第二ダイヤフラム部６０を介して、常時弁室方向、つまり内向きの第一設定圧力および第二設定圧力が加えられている。通常の制御状態（通水状態）では、図２に示したように、前記第一設定圧力および第二設定圧力は被制御流体が所定流量のとき釣合いを保つように構成されていて、弁機構体４０の弁部４１と弁室２５の弁座１６との間の開口量は一定間隔に保たれている。これによって、流入部１２側（一次側）から弁室２５内に流入した被制御流体は所定の流量だけ流出部１５側（二次側）へ流出される。
【００３０】流入部１２側（一次側）において被制御流体に何らかの変化があると、その変化は一次側の圧力変動として現れ、前記第二設定圧力が加えられている弁機構体４０の第二ダイヤフラム部６０に対する背圧（外向きの圧力）変動として現れる。この一次側の外向きの変動圧力と前記各加圧手段Ｍ１，Ｍ２による内向きの設定圧力とが釣合いを保とうとして、弁機構体４０を変動させる。弁機構体４０の変動に伴ってその弁部４１が位置移動を生じ、弁部４１と弁座１６間の開口量が変化して、被制御流体の流量が制御される。この通常の制御状態では内向きの設定圧力と外向きの背圧とが釣り合いを保っているので、前記弁機構体４０の第一部材５１と第二部材６１とは一体の結合状態で作動する。
【００３１】これに対して、流出部１５側の圧力が高くなった場合、例えばその一例として図３に示すような流出側の配管Ｐのバルブを閉じた場合には、背圧すなわち弁機構体４０の各ダイヤフラム部５０，６０（特には第二ダイヤフラム部６０）に作用する外向きの圧力は、図２の通常制御状態に比して高くなる。その結果、第二ダイヤフラム部６０は外向き（図の上向き）に移動し、それに伴って弁部４１および第一ダイヤフラム部５０は第二ダイヤフラム部６０側に移動し、弁座１６が弁部４１により閉じられる。このとき、弁部４１および第一ダイヤフラム部５０を弁室方向に移動させる力は前記第一加圧手段Ｍ１による圧力のみである。
【００３２】そして、前記弁座１６が閉じた後、さらに背圧が第二ダイヤフラム部６０に作用すると、図３に示したように、前記弁機構体４０の第一ダイヤフラム部５０側の第一部材５１と第二ダイヤフラム部６０側の第二部材６１は分離する。このことは、第二ダイヤフラム部６０に大きな背圧がかかっても、弁機構体４０全体にはその負荷がかからないことを意味する。すなわち、第一部材５１と第二部材６１とが遊離することによって、弁機構体４０は第一ダイヤフラム部５０側と第二ダイヤフラム部６０側に分離し、第一ダイヤフラム部５０の弁部４１は第一加圧手段Ｍ１による圧力のみによって弁座１６を閉じる一方、第二ダイヤフラム部６０のダイヤフラム面６０ａはそれ以上の背圧を吸収するのである。
【００３３】このように、この発明構造にあっては、従来のこの種バルブの問題点であった、弁機構体４０全体に多大な負荷がかかって弁機構体４０の固着部が劣化、損傷したり、あるいは弁機構体４０の弁部４１やボディ本体１１の弁座１６が破損したり、塵が発生することをことごとく防止することができるのである。
【００３４】さらに進んで、この発明構造にあっては、上に述べた図２の例のように、二次側を閉状態とすることが問題なくできるので、流量を制御しつつその開閉の切り替えも可能になるという、この種流量コントロールバルブにおける全く新たな使用態様が可能となる。この使用態様は、例えば積算流量計の信号によって二次側配管を閉じるという、従来のこの種バルブでは全く不可能であったことを可能にする。さらにまた、同様に、第二加圧室の第二加圧手段Ｍ２の作用を停止することによっても、二次側を閉状態とするができるようになった。
【００３５】次に、この発明のバリエーションについて、さらに説明する。図１ないし図３に図示した実施例では、請求項５の発明として規定し、図４の拡大図に示したように、前記第二加圧室３０の加圧気体Ａ１の給気ポート３１にゴム等の弾性（可撓性）を有する弁体３５ａを備えた逆止弁３５が設けられている。このような逆止弁３５を設置することにより、万一第二ダイヤフラム部６０が破れた場合でも、被制御流体の給気ポート３１への逆流を逆止弁３５により阻止することができ、逆流によって発生する給気側の電磁弁等の制御機器若しくは圧力調整機器等の故障、破損を防止することができる。なお、図４の（４Ａ）は通常の制御状態を表し、加圧気体の圧力により前記逆止弁３５の弁体３５ａは気体流路３６ｂを開放している。他方、図４の（４Ｂ）は第二ダイヤフラム部６０が破れて第二加圧室３０側へ被制御流体が漏れた状態を表し、該被制御流体の圧力により前記逆止弁３５の弁体３５ａは弾性変形して気体流路３６ｂを塞いでいる。
【００３６】また、この実施例では、請求項６の発明として規定したように、前記第二加圧室３０の加圧気体Ａ１の給気回路３６（前記給気ポート３１を含む。）の所定位置に絞り弁等の絞り機構３７が配置されている。この絞り機構３７により、図５の（５Ａ）の実線で示したように、第二加圧手段Ｍ２の第二設定エアー圧力を徐々に（緩やかに）変化させることができ、図の点線に示されるように被制御流体の圧力および流量も急激ではなく徐々に変化させることができる。これによって、水激現象（ウォーターハンマー）を防ぐことができる。なお、図５の（５Ｂ）は、参考例として前記第二加圧室の加圧気体の給気回路に絞り機構がない場合における第二加圧手段の設定エアー圧力および被制御流体の圧力・流量変化を示すもので、図から明らかなように、この場合には、第二設定エアー圧力が急激に変化し、これに伴い被制御流体の流量も急激に変化し、ウォーターハンマーが生ずるおそれがある。
【００３７】さらに、この実施例では、請求項７の発明として規定したように、前記第二加圧室３０の加圧気体Ａ１の排気回路３８（前記排気ポート３２を含む。）の所定位置にも絞り機構３９が配置されている。この絞り機構３９により、前記加圧気体Ａ１の排気量を前記絞り機構３９により制御することができ、図６に示すように、例えば、一の供給部から複数の配給部へ分けて被制御流体を配給する等、当該流量コントロールバルブ１０を複数同時に使用する場合、特には各バルブ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの加圧気体Ａ１の第二設定エアー圧力を同圧力として使用する際、仮に各バルブ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ間に個体差があったとしても、前記絞り機構３９を調整することにより、前記給気ポート３１への給気圧力を調整しなくても、各々のバルブに合わせて目的の被制御流体の流量及び圧力を得ることができる。従って、単一の圧力調整機器Ｃ（通常、各バルブ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの給気回路３６に設置される。）を用いた場合にも、各バルブ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおける被制御流体の流量及び圧力のバラツキを解消することができる。また、前記絞り機構３９の調節によって、被制御流体の流量を設定することも可能となる利点がある。
【００３８】なお、図７に参考例として示す前記第二加圧室の加圧気体の排気回路３８Ｄに絞り機構を設けない流量コントロールバルブを複数同時に使用する場合には、各バルブ１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ間の個体差に起因して各バルブ１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ間に生じる被制御流体の流量及び圧力のバラツキを解消するため、各バルブ１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆについてそれぞれ圧力調整機器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３および計測器（図示せず）を設置する必要がある。図７中の符号３１Ｄは加圧気体の給気ポート、３２Ｄは加圧気体の排気ポート、３６Ｄは加圧気体の給気回路、３７Ｄは前記給気回路に配置された絞り機構である。
【００３９】図８には、この発明の他の実施例に係る流量コントロールバルブ１０Ｙが示されている。なお、以下の説明および図８において先に説明した実施例の流量コントロールバルブ１０の部材と同一部材については同一符号を付して、説明を省略する。この例の流量コントロールバルブ１０Ｙは、請求項８の発明として規定したように、前記第二ダイヤフラム部６０にサックバック機構７０を設けたものである。図示の例では、さらに請求項９の発明として規定したように、前記サックバック機構７０は第二ダイヤフラム部６０を弁室方向と反対方向、つまり前記第二加圧手段Ｍ２とは反対の外向きに付勢する所定バネ定数のバネＳ２より構成されている。該バネＳ２は第二ダイヤフラム部６０に取り付けられたバネ受け部７１を介して第二ダイヤフラム部６０を弁室方向と反対方向に付勢している。サックバック機構７０はこのバネＳ２に限定されず、他の駆動装置等を採用してもよい。
【００４０】上のサックバック機構７０を設けた場合には、流量コントロールバルブ１０Ｙの第二加圧手段Ｍ２の設定圧力を所定値以下に下げて弁座１６の開閉を行うときに、該サックバック機構７０が働いて、弁座１６が閉じた後弁室２５の流出部１５側の容積が大きくなり、バルブ１０Ｙ内の圧力が下がり、バルブ１０Ｙの流出部１５と接続される流出用配管Ｐ内の液体をバルブ１０Ｙ内へ引き戻し、いわゆる液だれを防ぐことができる。なお、図９にはこの例における第二加圧手段Ｍ２の設定圧力と被制御流体の流量の関係が示され、図から理解されるように、前記第二加圧手段Ｍ２の設定圧力をａ値以下に下げると被制御流体の流量の値は０になる。なお、図９中の符号ｂはサックバック予定量を示す。
【００４１】
【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明の流量コントロールバルブにあっては、流出側（二次側）の負荷の増大に伴って発生するバルブの劣化、損傷あるいは塵の発生等の不具合を一挙に解消することができ、その機能ならびに耐久性を向上させ、流量制御の信頼性を高めることができる。特に、被制御流体が超純水や薬液等である場合には、高い適用性を有する。
【００４２】また、さらに進んで、この発明に係る流量コントロールバルブにあっては、従来のこの種バルブには不可能とされていた二次側を閉状態とすることが可能となり、これによって前述したような新たな使用態様が作出され、この種コントロールバルブの利便性が大幅に向上する。
【００４３】加えて、この発明構造によれば、ダイヤフラム機構を採用することによって、瞬間的な負荷変動あるいは脈動のような変化に対しても、瞬時に対応することができ、さらに、機械的あるいは電気的な複雑かつ高価な機構を用いるものではないので、機構的にも簡単かつ単純で、設備および維持上においても大きな有利性を備える。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０１５１４
【氏名又は名称】アドバンス電気工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２５日（１９９８．１２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０５０
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 憲秋 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１０６（Ｐ２０００−１９３１０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７０４８６ |
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