JPH09196199A - ダイヤフラムバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水分を含有する塩素ガス等のハロゲンガスある
いは同ガスが溶存する液体に対して、極めて高い耐性を
有するダイヤフラムバルブを提供する。 【解決手段】ダイヤフラム部が少なくとも二層のダイヤ
フラム３ａ、３ｂで構成されたダイヤフラムバルブであ
って、弁座に接するダイヤフラム３ａがパーフルオロカ
ーボン系樹脂よりなり、他層を構成するダイヤフラムの
少なくとも一層３ｂがゴムよりなり、該ゴムよりなるダ
イヤフラムの面にガスが通過可能な孔４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なダイヤフラ
ムバルブに関する。詳しくは、水を含む塩素ガス等のハ
ロゲンガス、あるいは同ガスが溶存する液体に対して、
極めて高い耐性を有するダイヤフラムバルブである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイヤフラムバルブは、図２に示
すように、流路６の開口７が設けられたフランジ部５を
両端に有し、中央に弁座１１を有し、該弁座１１を介し
て上記流路６の開口８が設けられた本体と、カバー１２
とその外部に取り付けられたハンドル１０、及び該ハン
ドルに連結され、該ハンドル操作によって上記カバーの
内部で上下する様に構成されたコンプレッサー９よりな
るバルブボンネット２と、該コンプレッサー９の先端に
取り付けられたダイヤフラム部３とよりなっている。

【０００３】そして、バルブが開の状態からハンドル１
０を操作することにより、コンプレッサー９が降下し、
これによりダイヤフラム３が変形して、弁座１１に押し
付けられ、流路６が閉鎖される。また、ハンドルを上記
と逆に操作すると、コンプレッサーが上昇し、これによ
りダイヤフラムが変形が解除されて元の状態となり、流
路が解放される。

【０００４】上記ダイヤフラムバルブにおいて、ダイヤ
フラム部は、接触する液に対して耐性を持たせるため、
弁座に接するダイヤフラムがポリテトラフルオロエチレ
ンとし、また、該ダイヤフラム部のシール性を確保する
ため、上記ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤ
フラムに、更にゴムよりなるダイヤフラムを積層した多
層構造が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のダイヤフラム部を有するダイヤフラムバルブを水を
含む塩素ガス等のハロゲンガス、あるいは同ガスを含有
する液と接触する環境で使用した場合、ゴムよりなるダ
イヤフラムが湿潤したハロゲンガスにより膨潤し、その
結果、コンプレッサーの動作をポリテトラフルオロエチ
レンよりなるダイヤフラムに十分伝達することができな
くなり、バルブの機能に支障を来すという問題が生じ
る。そのため、上記ダイヤフラムバルブは、極めて短期
間で取り替えを必要とするばかりでなく、バルブの誤作
動による種々の事故を誘発する虞があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ゴムよりなるダイヤ
フラムの膨潤が、ポリテトラフルオロエチレンよりなる
ダイヤフラムを透過するハロゲンガスが同時に透過する
水と共に除々蓄積することによるものであるという知見
を得た。

【０００７】そして、更に検討を重ねた結果、該ゴムよ
りなるダイヤフラムの面に該ガスが通過可能な孔を設け
ることにより、ポリテトラフルオロエチレンよりなるダ
イヤフラムとゴムよりなるダイヤフラムとの間へのハロ
ゲンガスの蓄積が防止され、上記ゴムよりなるダイヤフ
ラムの膨潤を長期間にわたって防止し得ることを見い出
し、本発明を完成するに至った。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に従って更に
詳細に説明するが、本発明はこれらの図面に限定される
ものではない。

【０００９】図１は、本発明のダイヤフラムバルブの代
表的な態様を示す部分断面図を示すものである。また、
図３は図１に使用するダイヤフラム部の代表的な態様を
示す分解図である。

【００１０】即ち、本発明のダイヤフラムバルブは、ダ
イヤフラム部が少なくとも二層のダイヤフラム３ａ、３
ｂで構成されたダイヤフラムバルブであって、弁座に接
するダイヤフラム３ａがパーフルオロカーボン系樹脂よ
りなり、他層を構成するダイヤフラムの少なくとも一層
３ｂがゴムよりなり、該ゴムよりなるダイヤフラムの面
にガスが通過可能な孔４を設けたことを特徴とする。

【００１１】本発明において、弁座に接するダイヤフラ
ム３ａの材質は、パーフルオロカーボン系樹脂よりなる
ものであれば、特に制限されないが、ポリテトラフルオ
ロエチレンが最も好適に使用される。

【００１２】また、上記のダイヤフラム３ａの構造は、
公知の構造が特に制限なく採用される。一般には、図３
に示すように、周囲にシール面１３を有し、該シール面
で囲まれた内側に、これと一体化されたダイヤフラム面
を有し、更に、該ダイヤフラム面の中心部にコンプレッ
サーへの取付具１４を一体化して設けた構造が採用され
る。かかる構造とすることにより、ダイヤフラム全面で
の液密性を十分に確保することができる。上記取付具１
４のコンプレッサーへの取り付け態様は特に制限されな
いが、一般には、ネジ等で固定する方法が採用される。

【００１３】上記パーフルオロカーボン系樹脂よりなる
ダイヤフラム３ａの厚みは、公知の範囲が特に制限なく
採用される。上記厚みは、ダイヤフラムの大きさによっ
て多少異なるが、一般に、０．５〜２ｍｍ程度が好適で
ある。

【００１４】本発明において、ダイヤフラムバルブない
に接する液に対して耐性を持たせる目的で、弁座に接す
るダイヤフラム３ａはパーフルオロカーボン系樹脂より
なる。上記パーフルオロカーボン系樹脂はゴム弾性を持
たない。

【００１５】従って、本発明においては、本体１とバル
ブボンネット２とのシール性及び該ダイヤフラム３ａと
弁座１１とのシール性を確保するため、図３に詳細に示
すように、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂを積層して設
けられる。

【００１６】かかるゴムよりなるダイヤフラム３ｂの材
質は、特に制限されず、公知のゴム弾性を有する材質が
特に制限なく使用される。例えば、ＥＰＤＭ等のエチレ
ンプロピレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、クロロ
プレンゴム等が挙げられる。なかでも、耐塩素性の点か
ら、エチレンプロピレンゴム、特にＥＰＤＭが好適に使
用される。

【００１７】また、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの構
造は、図３に示すように、周囲にシール面１３を有し、
該シール面で囲まれた内側に、これと一体化されたダイ
ヤフラム面を有し、更に、該ダイヤフラム面の中心部
に、ダイヤフラム３ｂの取付具１４を挿入可能な貫通穴
１４を有する。

【００１８】本発明の最大の特徴は、上記ダイヤフラム
バルブフラム３ｂのダイヤフラム面にガスが通過可能な
孔４を設けたことにある。かかる孔４を設けることによ
り、ダイヤフラムバルブの流路６に存在するガスまたは
液に含有される塩素等のハロゲンガスが、ポリテトラフ
ルオロエチレンよりなるダイヤフラム３ａを透過した場
合、該孔よりゴムよりなるダイヤフラム３ｂのダイヤフ
ラム面の背面に存在する空間部に排除され、その結果、
ダイヤフラム間に高濃度のハロゲンガスが蓄積すること
なく、該ダイヤフラム３ｂの材質であるゴムの劣化、膨
潤を効果的に防止することができる。

【００１９】ゴムよりなるダイヤフラム３ｂに設ける孔
４の大きさは、ガスが通過可能であれば特に制限されな
い。一般には、直径が０．１〜５ｍｍ、好ましくは、
０．５〜３ｍｍの大きさが適当である。また、該孔の数
は、ダイヤフラム面の強度を著しく低下させない程度で
あればよい。例えば、ダイヤフラム面の１００ｃｍ²あ
たり５〜１０個程度が適当である。更に、孔を設ける位
置も特に制限されないが、塩素ガス等のハロゲンガスが
滞留し易く、しかもゴムの劣化による影響が大きい、ダ
イヤフラム面の外周部付近に設けることが推奨される。

【００２０】また、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの厚
みは、公知の範囲が特に制限なく採用される。一般に、
上記厚みは、２〜５ｍｍ程度が好適である。

【００２１】更に、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂは、
その寸法安定性を向上させるため、内層に布等の補強層
を内在させることが一般的である。

【００２２】上記図３において、各ダイヤフラムには、
取り付け用のボルト穴１７が設けられ、図１に示すよう
に、バルブボンネット２、ダイヤフラム３ａ、３ｂ及び
本体を貫通してボルト（図示せず）によって締め付けら
れる。

【００２３】本発明のダイヤフラムバルブのその他の構
造、材質は公知の構造、材質が特に制限なく採用され
る。例えば、バルブボンネット、本体の材質は、塩化ビ
ニル等の樹脂で構成するのが一般的である。また、ダイ
ヤフラムのコンプレッサ９への取付部分１４の金具は、
耐食性の高い材質、例えば、ハステロイ、チタン−パラ
ジウム合金等で、また、コンプレッサ９の材質は、耐食
性を考慮してポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂を
使用することが、本発明において好ましい。

【００２４】また、本発明において、ダイヤフラム３
は、前記ポリテトラフルオロエチレンよりなるダイヤフ
ラム３ａとゴムよりなるダイヤフラム３ｂより基本的に
なるものであればよいが、ダイヤフラム３ａの信頼性を
確保するため、ダイヤフラム３ａとダイヤフラム３ｂと
の間にフッ素系の樹脂よりなり、ダイヤフラム３ｂの孔
１４を設けない以外は同一の構造を有するダイヤフラム
を介在させることが好ましい。この場合、該ダイヤフラ
ムの厚みは、０．１〜０．５ｍｍ程度が適当である。

【００２５】図４は、本発明のダイヤフラムバルブの他
の態様を示す部分断面図である。即ち、図４に示す構造
は、バルブボンネットの側面にガス抜き孔１６を設けた
態様を示す。かかるガス抜き孔を設けることにより、ゴ
ムよりなるダイヤフラム３ｂの孔４よりその背面の空間
に排除されたハロゲンガスが該孔より揮散し、該空間に
蓄積するのを防止でき、本発明の効果を更に向上させる
ことができる。

【００２６】上記ガス抜き孔孔１６の大きさは、特に制
限されないが、一般に、直径１〜１０ｍｍ、好ましく
は、２〜５ｍｍが好適である。また、該貫通孔は、バル
ブボンネットの対向する面に設けることが前記空間のガ
スを効率よく置換できるため好ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明のダイヤフラムバルブは、水を含有する塩素ガス等の
ハロゲンガス、あるいは同ガスを含有する、硫酸水溶
液、食塩水溶液等の液に接触する環境で使用した場合で
も、該ハロゲンガスによりバルブの機能に支障を来すと
いう問題を効果的に防止することができる。そのため、
本発明のダイヤフラムバルブは、取替周期を著しく延長
することが可能であり、また、バルブの誤作動による種
々の事故を長期間にわたって防止することが可能であ
る。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に説明するため実
施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００２９】実施例１ 図１に示す構造のダイヤフラムバルブを構成した。ダイ
ヤフラム３ａとして、ダイヤフラム面の直径６０ｍｍ、
厚み１ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製のものを使
用した。また、ダイヤフラム３ｂとして、ダイヤフラム
面の直径６０ｍｍ、厚み４ｍｍであり、ＥＰＤＭよりな
るのものを使用した。また、該ダイヤフラム３ｂには、
図３にも示すように、ダイヤフラム面の周辺付近に、直
径１ｍｍの孔４を等間隔で４個設けた。

【００３０】上記ダイヤフラムバルブを配管に接続し、
バルブを開にした状態で、８０℃の飽和の水蒸気を含む
塩素ガスを１ヶ月間流した。

【００３１】その後、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの
ゴム中の塩素濃度を測定した結果、１０ｐｐｍであり、
ゴムは全く劣化していなかった。

【００３２】実施例２ 実施例１で使用したダイヤフラムバルブのバルブボンネ
ットの側壁に、図４に示すように、対向させて直径５ｍ
ｍのガス抜き孔１６を形成した以外は、同様にして試験
行った。

【００３３】その後、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの
ゴム中の塩素濃度を測定した結果、５ｐｐｍであり、ゴ
ムは全く劣化していなかった。

【００３４】比較例 実施例１において、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂに孔
４を設けなかった以外は、全て同様にして試験を行っ
た。

【００３５】その後、ゴムよりなるダイヤフラム３ｂの
ゴム中の塩素濃度を測定した結果、１０００ｐｐｍであ
り、ゴムの劣化が始まっていた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のダイヤフラムバルブの代表的な態様
を示す部分断面図

【図２】 従来のダイヤフラムバルブを示す部分断面図

【図３】 本発明のダイヤフラム部の構造を示す分解図

【図４】 本発明のダイヤフラムバルブの代表的な態様
を示す部分断面図

【符号の説明】

１ 本体 ２ バルブボンネット ３ ダイヤフラム ４ 孔 ５ フランジ ６ 流路 ７ 開口 ８ 開口 ９ コンプレッサ １０ ハンドル １１ 弁座 １２ カバー １３ シール面 １４ 取付具 １５ 貫通穴 １６ ガス抜き孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤフラム部が少なくとも二層のダイ
   ヤフラムで構成されたダイヤフラムバルブであって、弁
   座に接するダイヤフラムがパーフルオロカーボン系樹脂
   よりなり、他層を構成するダイヤフラムの少なくとも一
   層がゴムよりなり、該ゴムよりなるダイヤフラム面にガ
   スが通過可能な孔を設けたことを特徴とするダイヤフラ
   ムバルブ。
2. 【請求項２】 ゴムがエチレン−プロピレン系ゴムであ
   る請求項１記載のダイヤフラムバルブ。