(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側中央部分を含む中央部分を有し、当該中央部分から外側に向かって順に折曲部分及び外側リムが形成された本体を含み、前記中央部分が前記折曲部分によって前記外側リムから偏位した、弁と共に使用されるダイヤフラムであって、
前記外側リムは前記弁のハウジング部分によって前記ハウジング部分に係合されるように構成され、前記中央部分は弁座の近傍位置に配置されるように構成され、
前記本体は、偏位した前記中央部分が前記弁のプランジャーによって前記弁座側に位置がずれているとき、前記外側中央部分および前記折曲部分で前記中央部分の位置ずれを許容するように変形し、且つ前記弁座を通って流体が流れるとき、前記ダイヤフラムの振動を防ぐように、前記外側中央部分および前記折曲部分が、前記中央部分を前記プランジャーに押し付けた状態で前記プランジャー側に付勢する構成としたダイヤフラム。
【請求項２】
前記本体は、流体圧力を抑制し且つ前記本体の振動を防ぐバネ定数を有する、請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項３】
前記折曲部分は、前記外側リムのコーナーおよび前記外側中央部分のコーナー間に延在する直線状区域を含む、請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項４】
前記本体は鋼で形成された、請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項５】
前記本体は、ニッケルベース合金、プラスチックまたはポリ四フッ化エチレンの少なくとも１つで形成された、請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項６】
前記本体は円盤形である、請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項７】
前記中央部分は、耐摩耗性または耐腐食性の少なくとも１つを提供するために、合金、セラミック、ポリマーまたは金属の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項８】
第１ハウジング部分と第２ハウジング部分とを有するハウジングと、
流体が流れることができる弁座と、
外側中央部分を含む中央部分、折曲部分、及び外側リムを有し、前記中央部分が前記折曲部分によって前記外側リムから偏位し、前記外側リムが前記第１ハウジング部分と前記第２ハウジング部分との間に固定され、前記中央部分が前記弁座の近傍に位置するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの前記中央部分の位置をずらして前記弁座に係合させるように構成された力印加機構とを備え、
前記ダイヤフラムは、偏位した前記中央部分が前記弁座側に位置がずれているとき、前記外側中央部分および前記折曲部分で前記中央部分の位置ずれを許容するように変形し、且つ前記弁座を通って流体が流れるとき、前記ダイヤフラムの振動を防ぐように、前記外側中央部分および前記折曲部分が、前記中央部分を前記力印加機構に押し付けた状態で前記力印加機構側に付勢する構成とした制御弁。
【請求項９】
前記折曲部分は、前記外側リムのコーナーおよび前記外側中央部分のコーナー間に延在する直線状区域を含む、請求項８に記載の制御弁。
【請求項１０】
前記ダイヤフラムは、流体圧力を抑制し且つ前記ダイヤフラムの振動を防ぐバネ定数を有する、請求項８に記載の制御弁。
【請求項１１】
前記弁座は約１５度のノズル角を有する、請求項８に記載の制御弁。
【請求項１２】
前記ダイヤフラムは、ニッケルベース合金、プラスチックまたはポリ四フッ化エチレンの少なくとも１つで形成された、請求項８に記載の制御弁。
【請求項１３】
外側中央部分を含む中央部分、折曲部分、及び周辺部分を有する円盤形本体を含み、弁と共に使用されるダイヤフラムであって、
前記中央部分が前記周辺部分から偏位し、前記中央部分は弁座の近傍位置に配置され、前記周辺部分が弁のハウジング部分によって前記ハウジング部分に係合されるように構成され、前記折曲部分は、前記周辺部分でのコーナーと前記外側中央部分でのコーナーとの間に延在する平面状区域を含み、
前記円盤形本体は、偏位した前記中央部分が前記弁のプランジャーによって前記弁座側に位置がずれているとき、前記外側中央部分および前記折曲部分で前記中央部分の位置ずれを許容するように変形し、且つ前記弁座を通って流体が流れるとき、前記ダイヤフラムの振動を防ぐように、前記外側中央部分および前記折曲部分が、前記中央部分を前記プランジャーに押し付けた状態で前記プランジャー側に付勢する構成としたダイヤフラム。
【請求項１４】
前記中央部分は、耐摩耗性または耐腐食性の少なくとも１つを提供するために、合金、セラミック、ポリマーまたは金属の少なくとも１つを含む、請求項１３に記載のダイヤフラム。
【請求項１５】
前記本体は、ニッケルベース合金、プラスチックまたはポリ四フッ化エチレンの少なくとも１つで形成された、請求項１３に記載のダイヤフラム。
【請求項１６】
第１ハウジング部分と第２ハウジング部分とを有するハウジングと、
弁座と、
外側中央部分を含む中央部分、折曲部分、及び周辺部分を有する円盤形金属ダイヤフラムであって、前記中央部分が前記周辺部分から偏位し、前記中央部分は弁座の近傍位置に配置され、前記周辺部分が前記第１ハウジング部分と前記第２ハウジング部分との間に固定され、前記折曲部分は、前記周辺部分でのコーナーと前記外側中央部分でのコーナーとの間に延在する直線状区域を含む前記円盤形金属ダイヤフラムと、
前記円盤形金属ダイヤフラムの前記中央部分の位置をずらして前記弁座に係合させるように構成された力印加機構とを備え、
前記円盤形金属ダイヤフラムは、偏位した前記中央部分が前記弁座側に位置がずれているとき、前記外側中央部分および前記折曲部分で前記中央部分の位置ずれを許容するように変形し、且つ前記弁座を通って流体が流れるとき、前記ダイヤフラムの振動を防ぐように、前記外側中央部分および前記折曲部分が、前記中央部分を前記力印加機構に押し付けた状態で前記力印加機構側に付勢する構成とした弁。
【請求項１７】
前記中央部分は、耐摩耗性または耐腐食性の少なくとも１つを提供するために、合金、セラミック、ポリマーまたは金属の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の弁。
【請求項１８】
前記ダイヤフラムは、流体圧力を抑制し且つ前記ダイヤフラムの振動を防ぐバネ定数を有する、請求項１６に記載の弁。
【請求項１９】
前記ダイヤフラムは、ニッケルベース合金、プラスチックまたはポリ四フッ化エチレンの少なくとも１つで形成された、請求項１６に記載の弁。
【請求項２０】
前記弁座は約１５度のノズル角を有する、請求項１６に記載の弁。
【請求項２１】
制御弁に使用されるダイヤフラムの作製方法において、
金属板を用意するステップと、
前記金属板を金属ダイヤフラム本体として形成するステップとを備え、
前記金属ダイヤフラム本体は、
外側中央部分を含む中央部分、折曲部分、及び外側リムを有し、
前記中央部分が前記外側リムから偏位し、
偏位した前記中央部分が、前記制御弁の力印加機構によって前記制御弁の弁座側に位置がずれているとき、前記外側中央部分および前記折曲部分で前記中央部分の位置ずれを許容するように変形し、且つ、前記弁座を通って流体が流れるとき、前記金属ダイヤフラム本体の振動を防ぐように、前記外側中央部分および前記折曲部分が、前記中央部分を前記力印加機構に押し付けた状態で前記力印加機構側に付勢する構成としたダイヤフラムの作製方法。
【請求項２２】
前記金属板は、少なくとも１つの予め研磨された側面を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
耐摩耗性または耐腐食性の少なくとも１つを提供するために、前記ダイヤフラムに物質を加えるステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記形成ステップの前に、円形または楕円形の少なくとも１つに前記金属板を切断するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記金属ダイヤフラム本体は、概円形および帽子形である、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には制御弁に関し、特に制御弁と共に使用されるダイヤフラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
加工プラントでは、例えば食品加工プラントにおける生成物の流れの制御および大規模タンク・ファームにおける流体レベルの維持など多様な用途に制御弁が用いられる。自動制御弁は、可変通路のように機能することにより、生成物の流れの管理または流体レベルの維持に用いられる。制御弁の弁本体を通って流れる流体量は、制御弁部材（例えばプラグやダイヤフラム等）の動きにより正確に制御することができる。制御弁（例えば加減弁等）の中には、弁座に対する弁制御部材の動きが、弁制御部材の片面または両面に位置する１つまたは複数のバネ部材により制御され、そのために少なくとも１つのバネ部材が流体経路中に存在するものもある。１つまたは複数のバネ部材は、ダイヤフラムによる一定の反応を達成するために用いられ、ダイヤフラムは単に従属的な圧力境界または遮断膜として機能する。しかし新しい工業規格においては、例えばバネ部材などの構成物が流体流路中に位置しないことが要求されている。流体流路中に位置する構成物は、汚染物質または有機体が潜む潜在的な場所となりうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
弁と共に使用されるダイヤフラムは、外側中央部分を含み且つ折曲部分により本体の外側リムから実質的に偏位した中央部分を有する本体を含む。外側リムは弁のハウジング部分により係合されるように構成され、中央部分は弁座の近傍位置に配置されるように構成される。本体は、弁により中央部分がずれる間外側中央部分および折曲部分において実質的に変形し、且つ流体が弁座を通って流れる間ダイヤフラムの振動を防ぐように、実質的に一方的に反応する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】既知の制御弁の部分断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿った既知の制御弁の断面図である。
【図３】弁に用いられる既知のダイヤフラムの概略図である。
【図４】制御弁の例の部分断面図である。
【図５】図４の制御弁例の凹状弾性ダイヤフラムの例の拡大図である。
【図６】図５の凹状弾性ダイヤフラム例の立面図である。
【図７】図６の凹状弾性ダイヤフラム例の点線７で囲まれた部分の拡大図である。
【図８】図４、図５、図６および図７の凹状弾性ダイヤフラム例を作成する方法例の代表的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一般に、本明細書に記載の凹状弾性ダイヤフラムの例は、多様な種類の構体または装置での流体流に利用されてもよい。さらに、本明細書に開示される複数の例は加工工業の生成物流の制御に関して記載されているが、本明細書に記載のこれらの例は様々な目的の制御操作に、より広く適用されてもよい。
【０００６】
図１は、既知の制御弁１０の部分断面概略図である。制御弁１０は、本体またはハウジング部分１１ａ、１１ｂおよび１１ｃを有する弁本体１１と、吸引口１２と、流出口１４と、弁座１６と、吸込凹部１２ａに位置するバネ１７と、金属ダイヤフラム板１８と、力印加機構２０とを含む。ダイヤフラム板１８は、ハウジング部分１１ｂおよび１１ｃ間に固定されたまたは取り囲まれた外側リム１８ａを有する。バネ１７はダイヤフラム板１８に係合し、ダイヤフラム板１８を弁座１６から移動させるかまたはそらせてプランジャー４４に係合させる。その結果、流体は弁座１６を通って流出口１４に流れることができる。バネ１７は、弁座１６に対するダイヤフラム板１８の真空または吸引振動も防ぐ。
【０００７】
金属ダイヤフラム板１８は、プランジャー４４およびバネ１７間に位置する中央部分１８ｂを含んでもよい。バネ１７は金属ダイヤフラム板１８の中央部分１８ｂに力を印加して弁座１６から離れさせる。その結果、流体は吸込口１２および流出口１４間で流れることができる。
【０００８】
力印加機構２０は、ローラー２６および２８間に位置する両傾斜端２４を有するステム２２を含む。図１および２を参照すると、ローラー２６および２８は、それぞれ軸２６ａおよび２８ａに装着されている。ローラー２６および２８は、２組の内側フレーム間に延在する。すなわち内側フレーム３０ａ（図１参照）および内側フレーム３０ａの前に位置する類似した形状の図示しない内側フレーム間と、内側フレーム３０ｂおよび３２ｂ間（図２参照）とに延在する。軸２６ａは内側フレーム３０ａおよび図示しない内側フレーム間に延在し、軸２８ａは内側フレーム３０ｂおよび３２ｂ間（図２参照）に延在する。他の１対のローラー２７および２９は、それぞれ軸２７ａおよび２９ａに装着されている。ローラー２７および２９は、２組の内側フレーム間に延在する。すなわち内側フレーム３０ａおよび図示しない内側フレーム間と、内側フレーム３０ｂおよび３２ｂ間とにそれぞれ延在する。軸２７ａは内側フレーム３０ａおよび図示しない内側フレーム（図１参照）間に延在し、軸２９ａは内側フレーム３０ｂおよび３２ｂ（図２参照）間に延在する。内側フレーム３０ａおよび図示しない内側フレームは軸３１に枢着され、他の組の内側フレーム３０ｂおよび３２ｂは軸３３（図２参照）に枢着される。軸３１および３３は、外側フレーム３６および３８に接続されている（図１および２参照）。
【０００９】
力印加機構２０は、弁本体１１内に位置するローラー２７および２９に係合されるピストン４０をさらに含む。ピストン４０は、プランジャー４４を受容する開口部４２を有する。プランジャー４４は、ダイヤフラム板１８の側面１８ｃの近傍に位置する。ダイヤフラム板１８の反対側の側面１８ｄは、弁座１６の近傍に位置し、バネ１７に係合される。
【００１０】
図１および２を参照すると、制御弁１０は吸込口１２を通して流体を受容し、流体はダイヤフラム１８を通って流出口１４に流れる。流体流が停止すべきであると制御器（図示せず）が判断すると、力印加機構２０の他の部分（図示せず）によりステム２２が下方向にずれる。その結果、両傾斜端２４はローラー２６および２８間で下方向にずれる。両傾斜端２４が下方向に動くことによりローラー２６および２８が互いに離れると、内側フレーム３０ａおよび図示しない内側フレームは軸３１周りに回動し、内側フレーム３０ｂおよび３２ｂは軸３３周りに回動する。この回動によりローラー２７および２９は、それぞれ軸３１および軸３３の中心点を中心とする円弧に沿って、互いに向かって移動する。ローラー２７および２９がこのように動くことにより、ピストン４２およびプランジャー４４は下方向にずれ、プランジャー４４はダイヤフラム板１８をバネ１７に抗して下方向にずらし、弁座１６に係合させる。その結果、流出口１４への流体の流れが妨げられる。ダイヤフラム板１８はプランジャー４４が下方向に動くことにより変形される。ダイヤフラム板１８は容易にずれて、弁座１６に係合し弁座１６を閉鎖する従属的または浮動性の遮断膜として機能する。流体流が再開すべきであると制御器が判断すると、力印加機構２０はプランジャー４４を待避させ、バネ１７はダイヤフラム１８に力を印加して弁座１６から離れさせる。流体が弁座１６を通って流れる間、流体圧力または真空吸引の結果生じる、弁座１６に向かう中央部分１８ｂの下方向への動きをバネ１７が防ぐ。その結果、ダイヤフラム板１８による振動またはハンマリング現象を防ぐことができる。
【００１１】
図３ＡからＣは、弁で用いられる既知のダイヤフラムの概略図である。図３Ａで、ダイヤフラム５０は、外側周辺部５４に対してわずかにずれた凹状区域５２を含む。凹状区域５２は、外側周辺部５４の径方向内側に位置する湾曲状または曲線状部分５６を含み、湾曲状または曲線状部分５６は、外側周辺部５４を含む水平面のきわめて近傍に位置する平面中央部分５８まで延長している。ダイヤフラム５０は、弁６５においてバネ６２により弁通路６４に向かって力を印加されるプランジャー６０により係合される。弁通路６４はダイヤフラム５０の中央部分５８の他方の側面上に位置する。ダイヤフラム５０は浮動性であり、媒体が弁通路６４を通って流れる間、媒体圧力およびプランジャー６０の動きに反応する。
【００１２】
図３Ｂは、弁８３で用いられる既知のダイヤフラム７０の他の概略図である。図３Ｂにおいて、ダイヤフラム７０は外側周辺部７４の径方向内側に凹状区域７２を含む。凹状区域７２は湾曲状または曲線状であり、径方向において外側周辺部７４とバネ８０に係合される平面中央部分７８との間に位置する。弁８３の弁通路８２は、ダイヤフラム７０の中央部分７８の他方の側面上に位置する。ダイヤフラム７０は浮動性であり、媒体が弁通路８２を通って流れる間、媒体圧力およびバネ８０の力に反応する。
【００１３】
図３Ｃは、弁９８で用いられる既知のダイヤフラム８４の他の概略図である。図３Ｃで、ダイヤフラム８４は、外側周辺部８８の径方向内側に複数の凹状または湾曲状区域８６を含む。凹状または湾曲状区域８６は、径方向で外側周辺部８８および平面中央部分９０間に位置する。ダイヤフラム８４は、弁９８においてバネ９６により弁通路９４に向かって力を印加されるプランジャー９２により係合される。ダイヤフラム８４は浮動性であり、媒体が弁通路９４を通って流れる間、媒体圧力およびプランジャー９２の力に従属的である。
【００１４】
制御弁に適用される基準での最近の変更点においては、例えば図１および２におけるバネ１７などの構成物が流体流路中に位置しないことが要求されている。流体流路の中にそのような構成物が存在すると、汚染物質または有機体が潜む潜在的な場所となりうる。従って、流体流路中にバネなどの構成物の存在を要求しない制御弁を提供することが大いに望まれる。
【００１５】
図４は、制御弁例１００の部分断面図である。図４に示す制御弁例１００の構成要素の中には、図１および２に示す制御弁に関して示され記載された構成要素と実質的に同様のものもある。従って簡略化のために、図１および２での構成要素と同様の構成要素については記載を繰り返さない。代わって、関心を持つ読者は、対応する図１および２の記載に戻って参照されたい。その過程を容易にするために、図４での類似する構成要素には、図１での対応する構成要素の参照番号に１００を加算した参照番号が付されている。
【００１６】
図４で、制御弁例１００は、本体またはハウジング部分１１１ａ、１１１ｂおよび１１１ｃを有する弁本体１１１と、吸込口１１２と、流出口１１４と、弁座１１６と、凹状弾性ダイヤフラム例１１９と、力印加機構１２０とを含む。力印加機構１２０は、ステム１２２と、両傾斜端１２４と、ローラー１２６、１２８および１２７、１２９と、内側フレーム１３０ａおよび図４においてその前に位置する図示しない類似した形状の内側フレームと、内側フレーム１３０ｂとその前に位置する図示しない類似した形状の内側フレームと、軸１２６ａ、１２８ａ、１２７ａ、１２９ａ、１３１および１３３と、外側フレーム１３６および図４でその前に位置する類似した形状の図示しない外側フレームと、ピストン１４０と、プランジャー１４４とを含む。弁座１１６は、弁座１１６を通って流れる流体流を向上させるために、約１５度のノズル角１５０を有する。
【００１７】
図４で、プランジャー１４４は凹状弾性ダイヤフラム例１１９に係合する。図５、６および７における凹状弾性ダイヤフラム例１１９の拡大図を参照すると、凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、径方向外側中央部分１１９ｊまで延長する偏位中央部分１１９ｂを有する円盤形金属本体１１９ａと、外側幅広のまたは周辺の部分すなわちリム１１９ｄに延長する外側折曲区域または部分１１９ｃとを含む。折曲部分１１９ｃは、２つのコーナー１１９ｆおよび１１９ｇ間に位置する直線状または平面状の区域１１９ｅを含む。中央部分１１９ｂは、幅広周辺部分１１９ｄ（すなわち、約０．２０ｍｍの材料厚みと、約４１ｍｍのダイヤフラム直径と、ダイヤフラムの外側リムから約０．６ｍｍ偏位した中央部分とを有するダイヤフラム）から実質的に偏位している。凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、例えばハステロイＣ（ニッケルベース合金）、３１６Ｌステンレス鋼、合金、プラスチック、繊維強化ポリ四フッ化エチレンまたは他の材料などの様々な弾性材料製でもよい。説明的な例として、凹状弾性ダイヤフラム１１９は金属製の円盤形であると示されている。凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、力印加機構１２０のプランジャー１４４に係合する位置にある側面１１９ｈと、弁座１１６と近接または離間する位置にある側面１１９ｉとを有する（図４参照）。図４で示すようにステム１２２が待避位置にあるとき、制御弁１００の機能により流体は吸込口１１２から流出口１１４へと流れることができる。周辺部分の径方向最外部分すなわちリム１１９ｄは、ハウジング部分１１１ｂおよび１１１ｃ間に固定される。
【００１８】
図４から７の凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、弾力性または変形に抗する抵抗（すなわちバネ定数）を保持する円盤形金属本体１１９ａを生産する工程により製作される。例えば３１６Ｌステンレス鋼などの予め研磨された可撓性金属板に、成形または打ち抜き作業を施してもよい。所望により、金属板は、弁座１１６に係合する側面１１９ｉのみを予め研磨し、および／または成形または打ち抜き作業の前に望みの形状（すなわち円形）に切断してもよい。打ち抜き作業により中央部分１１９ｂがずれ、その結果、中央部分１１９ｂが外側または周辺部分１１９ｄに対して実質的に偏位するように、外側折曲区域１１９ｃが形成される。制御弁例１００のプランジャー１４４により中央部分１１９ｂがずれると、凹状ダイヤフラム例１１９は外側中央部分１１９ｊおよび折曲部分１１９ｃにおいて実質的に変形する。凹状ダイヤフラム例１１９は２つの可撓性ゾーン、すなわち中央部分１１９ｂと、外側中央部分１１９ｊおよび折曲部分１１９ｃとを有する。このようにして、凹状ダイヤフラム例１１９は弾力性またはバネ定数を保持する。凹状弾性ダイヤフラム例１１９は概帽子形の形状を有する。
【００１９】
凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、流体が弁座１１６を通って流れる間の振動またはハンマリング現象を防ぎ且つ耐用サイクルを伸ばすにあたり効果的なバネ定数を有する。本明細書で前述したように図１および２の金属ダイヤフラム板１８においては、弁座１６からダイヤフラム板１８を動かし保持するためには、バネ１７が金属ダイヤフラム板１８に係合することが要求される。しかし、凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、例えばバネなどの弾性の部材または装置の必要性を除去するに効果的なバネ定数を有するものである。凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、ハンマリング現象の起因となる動きまたは振動を一方的に（すなわち、単体で）防ぐことができる。例えば、凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、１／２インチの直径および４００ポンド／インチのバネ定数を有するとよい。
【００２０】
図４で、制御弁１００は、吸込口１１２を通して流体を受容する。流体は弁座１１６を通り、近接する凹状弾性ダイヤフラム例１１９を通って、流出口１１４へと流れる。流体流が停止するべきであると制御器（図示せず）が判断すると、力印加機構１２０はプランジャー１４４を下方向に動かして、弁座１１６に係合するように凹状弾性ダイヤフラム例１１９をずらすかまたはそらせる。その結果、流出口１１４への流体の流れが妨げられる。凹状ダイヤフラム例１１９は、変形する間は円盤形金属本体１１９ａが応力を受けるように、外側中央部分１１９ｊおよび折曲部分１１９ｃで実質的に変形する。制御弁例１００を通って流体流が再開するべきであると制御器が判断すると、アクチュエーター１２０はプランジャー１４４を待避させ、凹状弾性ダイヤフラム例１１９は弁座１１６から離れる。その結果、流体流は流出口１１４へ達することができる。再び流体流が停止すべきであると制御器が判断するまで流体がダイヤフラム１１９を通って流れ続けることができるように、凹状弾性ダイヤフラム例１１９は弁部材１１６の近傍に留まる。一方、流体が弁座１１６を通って流れる間、ダイヤフラム１１９は有効なバネ定数により、ハンマリング現象を生じさせうる動きまたは振動を実質的に一方的に防ぐ。
【００２１】
制御弁例１００の凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、堅牢な弁制御部材を提供する。凹状弾性ダイヤフラム１１９のテストは、サイクル寿命の改善（すなわち、図１および２でのダイヤフラム板１８などのダイヤフラム板により達成されるものの数倍以上のサイクル数）を達成した。図１および２でのダイヤフラム板１８においては、弁座１６における真空または吸引振動を防ぐためにバネ１７による係合が要求される。しかし、図４から７での凹状弾性ダイヤフラム例１１９は、弁座１１６における真空または吸引振動に対する反応は示していない。凹状弾性ダイヤフラム１１９を使用することにより、制御弁例１００の低圧閉鎖点でのノイズの誘発は生じなかった。すなわち、図１および２に示す既知の制御弁１０において弁座１６でのダイヤフラム板１８の振動に起因して起こりうる問題が発生しなかったのである。さらに、制御弁例１００においては、吸込口１１２および流出口１１４間の圧力降下での流体の流れが改善されている。図１および２の制御弁１０において、弁係数（Ｃｖ）は約０．７である。一方、図４では、制御弁例においてバネ１７を用いていないため、Ｃｖは約０．８に増加している。図１および２に示す吸込凹部１２ａを排除し、図４に示すように約１５度のノズル角１５０を加えることにより、制御弁例１００においてＣｖをさらに約１．０に増加させることができる。ノズル角１５０が、関連する制御弁例に対する最適な他の角度を有することが予想できる。
【００２２】
制御弁は蒸気または腐食性流体の流れ制御に用いてもよい。蒸気または腐食性流体は、凹状弾性ダイヤフラム１１９の表面を劣化させうる。凹状弾性ダイヤフラム１１９の腐食を妨ぎ、および／または運用寿命（すなわち、摩耗寿命）を延長するために、合金を側面１１９ｉに加えて、弁座１１６に係合する中央部分１１９ｂの厚みを増してもよい。例えば、金属合金、セラミックまたはポリマーを凹状弾性ダイヤフラム１１９の側面１１９ｉにコートしてもよい。
【００２３】
図８は、制御弁と共に使用される金属ダイヤフラムを作製するための例示的なプロセスすなわち方法２００の代表的なフローチャートである。まず方法例２００のブロック２０２で、一枚の金属板を用意する。方法２００は、ブロック２０４、２０６および２０８で選択肢がある。ブロック２０４で、金属板の少なくとも１つの側面（すなわち、図４から７での凹状弾性ダイヤフラム例１１９の側面１１９ｉ）を予め研磨してもよい。所望により、金属板の１つの側面（すなわち、図４から７での凹状弾性ダイヤフラム例１１９の側面１１９ｉ）に合金を加えてもよい（ブロック２０６）。ブロック２０８で、金属板は例えば円形または楕円形などの望みの形状（すなわち、図４から７での金属本体１１９ａ）に切断してもよい。次に金属板が、外側部分（すなわち、図４から７での凹状弾性ダイヤフラム例１１９の外側または周辺部分１１９ｄ）と、外側部分（すなわち、外側または周辺部分１１９ｄ）から実質的に偏位した外側中央部分（すなわち図５から７での径方向外側中央部分１１９ｊ）を含む中央部分（図５から７での中央部分１１９ｂ）まで延長する折曲部分（すなわち、図５から７での外側折曲区域１１９ｃ）とを有する金属ダイヤフラム本体（すなわち、図４から７での金属本体１１９ａ）であって、中央部分（すなわち、中央部分１１９ｂ）がずれている間、折曲部分（すなわち、折曲部分１１９ｃ）および外側中央部分（すなわち、径方向外側中央部分１１９ｊ）で実質的に変形するように構成され且つ流体が流れる間、本体（すなわち、金属本体１１９ａ）による振動を防ぐように実質的に一方的に反応するように構成された本体（すなわち図５から７での金属本体１１９ａ）となるように、形成される（ブロック２１０）。
【００２４】
本明細書では、装置、方法および製造品の特定の例について説明してきたが、本特許が保護する範囲はこれらに限定されない。むしろ本特許は、字義通りにまたは均等論により添付の特許請求項の範囲に公正に属するすべての方法、装置および製造品を保護するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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