(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の弁チャンバー（１１、１２；３１、３２）を有する弁ハウジング（１０；３０）からなり、流体用の外部連結部（Ｂ、Ｄ；Ｂ１、Ｂ２）を有する中央流路（２１、２２；４１、４２）と、前記中央流路の各側部に設けられた流体用の外部連結部（Ａ、Ｃ）を有する第１の側部流路（１７、１９；３７、３９）及び第２の側部流路（１８、２０；３８，４０）とが、前記各弁チャンバー内に開口し、前記各弁チャンバーは、ハウジング内に配された第１弁座手段と第２弁座手段（１３、１４、  １５、１６；３３、３４、  ３５、３６）と、各弁チャンバーの前記第１及び第２弁座手段の少なくとも一つと密閉係合自在に作動するように設けられた第１及び第２弾性ダイアフラム（２３、２４；４３、４４）とを有し、各前記第１と第２のダイアフラム（２３、２４；４３、４４）の一部を一つの弁座手段に対して押し付けることにより、前記各中央流路及び各側部流路間の流体の通路が閉じるように、一方では前記弁座手段の内の一つから離して第１と第２のダイアフラムの一部を完全に上昇させることにより、前記各中央流路の一つと各側部流路との間に流体の通路が開放するために配された第１及び第２制御手段（２５、２６；４５、４６）が配されている気体あるいは液体の流れを制御するためのダイアフラム弁において、
第１と第２の弁チャンバー（１１、１２）の第１の側部流路（１７、１９）が相互に連結され、そして両方の流路が共通の外部連結部（Ａ）と連結しており、そして第１と第２の弁チャンバー（１１、１２）の第２の側部流路（１８、２０）が相互に連結され、そして両方の流路が共通の外部連結部（Ｃ）と連結していることを特徴とするダイアフラム弁。
【請求項２】
前記第１と第２の弁チャンバーが、前記弁ハウジングの対向する平らな面（１０ａ、１０ｂ；３０ａ、３０ｂ）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のダイアフラム弁。
【請求項３】
前記中央流路（２１、２２）の外部連結部（Ｂ、Ｄ）が弁ハウジングの対向する側の壁部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダイアフラム弁。
【請求項４】
第３の弁チャンバー、この第３の弁チャンバー内に開口し、第３の弁座手段（４８）により離隔される第３と第４の流路（４９、５０）とを含み、前記第３と第４の流路が、第１と第２の側部流路の外部連結部（Ａ、Ｃ）の内の一つと連結しており、さらに第３の弁座手段（４８）と密閉係合自在に作動するように設けられた第３の弾性ダイアフラム（５１）と、第３の弁座手段（４８）に対して前記第３のダイアフラム（５１）の一部分を押し付けることにより、前記第３及び第４の流路（４９、５０）間の流体の通路が閉じるように、また第３の弁座手段（４８）から離して前記第３のダイアフラムを完全に上昇させることにより、前記第３と第４の流路間の流体の通路が開放するように配された第３の制御手段（５２）とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイアフラム弁。
【請求項５】
中央流路（４１、４２）の外部連結部（Ｂ１，Ｂ２）が弁ハウジング（３０）の同じ壁（３０ｃ）に設けられている請求項４に記載のダイアフラム弁。
【請求項６】
第１と第２の弁チャンバー（１１、１２；３１、３２）と、からなり、これら各弁チャンバー内に流体用の外部連結部（Ｂ、Ｄ；Ｂ１、Ｂ２）を有する中央流路（２１、２２；４１、４２）と前記中央流路の各側部に位置し、流体用の外部連結部（Ａ、Ｃ）を有する第１の側部流路（１７、１９；３７、３９）及び第２の側部流路（１８、２０；３８，４０）が開口し、前記弁チャンバーがそれぞれ第１と第２弁座手段（１３、１４、  １５、１６；３３、３４、  ３５、３６）を有するダイアフラム弁用弁ハウジングであって、
第１と第２の弁チャンバー（１１、１２）の第１の側部流路（１７、１９）が相互に連結され、そして両方の流路が共通の外部連結部（Ａ）と連結しており、そして第１と第２の弁チャンバー（１１、１２）の第２の側部流路（１８、２０）が相互に連結され、そして両方の流路が共通の外部連結部（Ｃ）と連結していることを特徴とするダイアフラム弁用弁ハウジング。
【請求項７】
第１と第２の弁チャンバーが、弁ハウジングの対向する側の平らな面（１０ａ、１０ｂ）に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のダイアフラム弁用弁ハウジング。
【請求項８】
中央流路（２１、２２）の外部連結部（Ｂ、Ｄ）が弁ハウジングの対向する側の壁に設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載のダイアフラム弁用弁ハウジング。
【請求項９】
さらに第３の弁チャンバーを含み、第３の弁座手段（４８）により離隔される第３と第４の流路（４９、５０）が前記第３の弁チャンバー内に開口しており、前記第３と第４の流路が、第１と第２の側面流路の外部連結部（Ａ、Ｃ）の各々一つと連結していることを特徴とする請求項６に記載のダイアフラム弁用弁ハウジング。
【請求項１０】
中央流路（４１、４２）の外部連結部（Ｂ１，Ｂ２）が弁ハウジング（３０）の同じ壁（３０ｃ）に設けられている請求項６に記載のダイアフラム弁用弁ハウジング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイアフラム弁及び一つの弁ハウジングブロックの中に少なくとも二つの弁チャンバーを有するダイアフラム弁用弁ハウジングに関する。
【０００２】
【従来技術】
本発明のダイアフラム弁は、すべて同じ発明者による、ＷＯ９５/００７８２、ＷＯ９７/１７５５８、及びＰＣＴ/ＳＥ９８/００６２１に開示されているダイアフラム弁に関係している。
【０００３】
ＷＯ９５/００７８２に記載の弁は、実質的に環状の弁チャンバーを有する弁ハウジングと、その中に開口した中央流路とそれらの各々の側部に設けられた第１の側部流路及び第２の側部流路とを有する。各側部流路は、流体用の外部連結部を有し、弁チャンバーを横切ってコード状に延びる二つの実質的に平行な弁座手段の各々一つにより中央流路から分離している。各弁座手段は、弾性ダイアフラム用の直線状の弁座を提供する。ダイアフラムは、弁座手段の少なくとも一つと接触して密閉状態になるように、及び密閉状態から開放するように設けられている。二つの各々独立した操作制御手段は、各々弁座に対してダイアフラムの個々の直線状部分を押圧し、それによって中央流路と各側部流路間の流体の通路を塞ぐように、そして弁座の各々の一つを離してダイアフラムの各々の部分を完全に持ち上げ、中央流路と各側部流路間の流体の通路を開けるように作動する。
【０００４】
ＷＯ９７/１７５５８に開示されている弁においては、弁ハウジングに第２の実質的に環状の弁チャンバーが設けられている。そしてその中には、流体用の外部連結部を有する第４の流路が開口していて、弁ハウジングの開口部を介して中央流路と連通している。また第２の弾性ダイアフラムが設けられており、第２の弁チャンバーに設けられた第３の弁座手段と密閉係合自在に構成されている。第３の制御手段が、第３の弁座手段に対して第２のダイアフラムを押圧することにより、第４の流路と中央流路との間の流体の通路が塞がれるように、そして第３の弁座手段との連動状態からダイアフラムを解除することにより、第４の流路と中央流路との間の流体の通路を開けられるように配されている。
【０００５】
前記の従来の二つの弁は、関連する口と直接連通する中央通路をもつことで共通している。従って、この口はＷＯ９５/００７８２に開示されている弁においては残りの二つの口間、そしてＷＯ９７／１７５５８に開示されている弁においては残りの三つの口のうちのいずれか二つの口の間で流体が移動しない。
上述した種類のダイアフラム弁では、弁座が、隣の流路と関連する口との間の入り口(threshold)あるいは堰としての特徴を有する。二つの口間の連通は、ただ一つの堰を横切る流体通路により行われる。
【０００６】
ＰＣＴ/ＳＥ９８/００６２１に開示されている弁は、他の口を介さずに口の少なくとも二つのいずれかの組み合わせにおいて流体移動を行うように構成されている。これは、中央流路がいかなる口とも直接連通しない中央空間に代えることで達成されている。流体はある口から中央空間へ流れる場合、堰を横切って流れなければならず、そして中央空間からいずれかの他の口へは、更に別の堰を横切って流れなければならない。このように、流体は弁を横切って流れる際には、中央空間を通過しなければならない。
これらの従来の弁は、二つの流体の混合が関係しないならば、同時に一つの流れのみを操作することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、同時に二つの流入する別個の流れを操作することができ、且つ二つの任意の流出方向に各流れを導くことができるダイアフラム弁を提供することである。
【０００８】
本発明の第二の目的は、入口から出口に流れを迂回できる上述のダイアフラム弁を提供することでもある。
これらの目的は、添付した特許請求の範囲に記載されている膜弁と弁ハウジングによって達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
前記の目的は、本発明の具体例を略式に示した添付の図１乃至図３からより明らかになる。図１は、二つの流入する流れを操作でき、そして該二つの流れを二つの任意の流出方向に向けることのできる四つの２方向弁の配置の主要部を示し（第一の目的）、図２のａ及びｂは、図１の配置の特性を有する公知の弁の二つの異なった位置を示し、そして図３は、図１の配置において二つの口間を迂回できる２方向弁を更に設けた構成を示す。
【００１０】
図１の構成は、弁ａ、ｂ、ｃおよびｄの四つの二方向弁を含み、弁aおよび弁ｄは一つの共通口Ａを、弁ａおよび弁ｂは一つの共通口Ｂを、弁ｂおよび弁ｃは一つの共通口Ｃを、弁ｃおよび弁ｄは一つの共通口Ｄを有するようにそれぞれ相互に結合している。口Ａに流入する流れを弁ａを通して口Ｂに流すことができ、および同時に口Ｃに流入する流れを弁ｃを通して口Ｄに流すことができる。あるいは口Ａに流入する流れを弁ｄを通して口Ｄに流すことができ、同時に口Ｃに流入する流れを弁ｂを通して口Ｂに流すこともできる。
図１の構成のように作動する図２に従う公知の弁は、円筒形の弁ハウジング１とこのハウジング内で図２ａに示す第１の位置と図２ｂに示される第２の位置との間で回転可能な弁体２とを有する。図２ａから明らかなように、口Ａに流入する流れは口Ｂに注がれ、一方、口Ｃに流入する流れは口Ｄに注がれる。図２ｂに示すように弁体が第２の位置にある場合には、口Ａに流入する流れは、口Ｄに導かれ、口Ｃに流入する流れは口Ｂに導かれる。
【００１１】
本発明の第一の目的は図１の構成及び図２に示す公知の弁のように機能するダイアフラム弁を提供することである。
【００１２】
図３は、図１に口Ａと口Ｃとを迂回できる第５の弁を加えて完成する弁構成を示す。本発明の第二の目的は、図３の弁構成の特性を有するダイアフラム弁を提供することである。
【００１３】
本発明の態様を添付の図４乃至図１７を参照しながら以下に説明する。
ＷＯ９７/１７５５８に記載のダイアフラム弁のように、図４乃至図８を参照して詳述する本発明の第一の態様による弁は、第１の上部弁チャンバー及び第２の下部弁チャンバーを持つ弁ハウジングを有し、該チャンバーの各々は弁座手段、及びそれらと共に連動する弾性ダイアフラム、及び各々の弁座手段と接触して塞いだり、開放したりするように連動するダイアフラムの移動を制御することができる操作ユニットを有している。
ここでは詳述しないが、本発明の態様にはＷＯ９７/１７５５８に記載されているような操作ユニットを利用することが好ましい。
【００１４】
図４乃至図８に示す本発明の第一の態様は、弁ハウジングの各々対向する平行な平たい表面１０ａ、１０ｂに設けられた、上部弁チャンバー１１及び同様な下部弁チャンバー１２を有する比較的平坦な四つ口の弁ハウジング１０からなる。各弁チャンバーは、図５及び図６からは、平面から見て実質的に円形状であり、図７及び図８の断面図からは側面方向から見て実質的にボールあるいは皿の形状にある。
堰または入り口(threshold)１３、１４（上部弁チャンバー、図５）、及び１５，１６（下部弁チャンバー、図６）の形状の２つの実質的に直線状の弁座手段が、弁チャンバー１１及び１２の各々を横切る平行なコードのように伸びている。
弁ハウジング１０内に設けられている流路１７、１８（図８参照）は、各々堰１３、１４の外側に放射状に上部チャンバー１１に開口しており、弁ハウジングに設けられた各々対向する口Ａ，及び口Ｃと連通している。
【００１５】
また、弁ハウジング１０内に設けられている流路１９、２０は、各々堰１５、１６の外側に放射状に開口しており、各々口Ａ及び口Ｃと連通している。
従って、流路１７及び１９は、共に口Ａに連通することで、それぞれ互いに連通しており、同じく、通路１８及び２０は、共に口Ｃに連通することで、それぞれ互いに連通している。
【００１６】
上部弁チャンバー１１の堰１３、１４の間には、弁ハウジングに設けられている口Ｂと通じた窪みあるい凹部２１が設けられている（図８参照）。同様に下部弁チャンバー１２の堰１５、１６間には、口Ｂと対向する弁ハウジングに設けられている口Ｄと通じた窪みあるいは凹部２２が設けられている。図８には見ることができないが、窪み２２と口Ｄとの間の連通は、符号[Ｂ]によって示されている。
特に図５、図６、及び図８から明らかなように、口Ａ及び口Ｃは、相互に同一直線上に配され、口Ｂ及び口Ｄに見られるように、互いに正反対の位置に配されている。
相互に平行な堰１３および１４は、相互に平行な堰１５および１６の各々と同様に平行であることも明らかである。
【００１７】
図８に略式に示されているのは、上部弁チャンバー１１の堰１３、１４及び下部チャンバーの堰１５、１６と各々連動するように設けられた上部ダイアフラム２３及び下部ダイアフラム２４である。
弁ハウジングの細部の邪魔にならないように、ダイアフラムは、弁ハウジング１０の上面１０ａと下面１０ｂから各々一定の距離を置いて示している。作動時には、ダイアフラムは上部と下部の操作ユニット２５、２６と上部弁ハウジング表面１０ａと下部弁ハウジング表面１０ｂとの間で固定されている。図８に略式に示す両方の操作ユニットは、ＷＯ９７／１７５５８に記載されている好ましい第一の態様と同様のものであり、該ユニットは、堰１３、１４、及び１５、１６の各々に対してダイアフラム２３、及び２４の各々の一部分を押しつけ、及び堰から離して対応する部分のダイアフラムを上昇させるために、矢印Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3及びＦ4で示す方向に選択的に移動可能な二つの制御手段を有している。
【００１８】
ここで、弁の望ましい性能、即ち、図１の弁配置と図２の弁の同等の性能を達成するために、ダイアフラム部は次の表１に示されるように押し付け、及び上昇する。
【表１】
口間の連絡
0004176957.tif 000002
【００１９】
上記表１において、プラス（＋）あるいはマイナス（―）の印は、制御手段の移動方向を表し、プラスの印は、関連する堰から離してダイアフラム位置を上昇させることにより堰を横切って流路をあけるように移動する方向を示し、そしてマイナスの印は、関連する堰に対してダイアフラムの位置を押しつけることで堰を横切る流路を塞ぐように移動する方向を示す。
明らかに、堰１３及び１６（Ｆ1＋；Ｆ4＋）を横切る流路を同時に開放することにより、口Ａ及び口Ｃからの流れを同時に各々口Ｂ及び口Ｄに流すことができる。同様に堰１５及び１４（Ｆ3＋；Ｆ2＋）を横切る流路を開放することで口Ａ及び口Ｃからの流れを口Ｄ及び口Ｂに各々流すことができる。
【００２０】
他の流れパターンは、堰を横切って通路の開放と閉鎖との他の組み合わせにより得ることができる。例えば、堰１３及び１５（Ｆ1＋；Ｆ3＋）を横切って通路をあけ、および同時に堰１４および１６（Ｆ1―；Ｆ3―）を横切って通路を塞ぐことで、Ａ→（Ｂ＋Ｄ）のように、他の流れパターンを得ることができる。口Ｂから口Ｄへのバイパス機能は、二つの対向する堰、例えば、堰１３及び１５を横切って通路を同時にあけることで可能になると同様に、更に口Ａから口Ｃへのバイパス機能も弁チャンバーの両堰、例えば、堰１３及び１５を横切って通路を開放し、及び対向する弁チャンバーの堰を横切って通路を同時に閉じることで可能になる。しかし、このような両方のバイパス機能は、他の口、前述した例では口Ｂ及び口Ａの各々とも連通していてもよい。
【００２１】
図９乃至図１７を参照して詳述する本発明の第二の態様によって、他の口が関与することがなく二つの口との間にバイパス機能を得ることができる。
第二の態様は、四つの口と、各々が対向した平行で平らな弁ハウジングの表面３０ａ、３０ｂに設けられた、第一の上部弁チャンバー３１および第二の同様な下部弁チャンバー３２を持つ実質的に立方体の弁ハウジング３０とを有する。
図１１及び図１２から明らかなように弁チャンバーは平面において実質的に円形状であり、図１４及び図１５の断面図から側面において実質的に椀状あるいはプレート状である。
【００２２】
弁チャンバー３１，３２のそれぞれを横切って平行なコード状に延びているのは、堰または入り口３３、３４（上部弁チャンバー、図１１）、及び３５，３６（下部弁チャンバー、図１２）の形状の二つの実質的に線状に延びる弁座手段である。
弁ハウジング３０内に設けられている流路３７、３８は、各々堰３３、３４の外側に放射状に上部弁チャンバー３１に開口しており、弁ハウジングに設けられた各々対向する口Ａ，及び口Ｃと連通している（図１４参照）。
また、弁ハウジング３０内に設けられている流路３９、４０も各々堰３５、３６の外側に放射状に開口しており、各々口Ａ及び口Ｃと連通している。
従って、流路３７及び３９は、共に口Ａと連通することによって、それぞれ互いに連通し、同様に通路３８及び４０は、共に口Ｃに連通することで、それぞれ互いに連通している。
【００２３】
特に図９及び図１１に示すように、口Ａ及び口Ｃは、相互に直線上に配されており且つ互いに正反対に位置に配されている。
また、相互に平行な堰３３および３４は、同様に相互に平行な堰３５および３６の各々と平行である。
【００２４】
第一の態様と同様に、図１４及び図１５は、前述した種類の上部及び下部操作ユニット４５、４６と共に、上部弁チャンバー３１の堰３３、３４、及び下部弁チャンバー３２の堰３５及び３６のぞれぞれと連動するようにされた上部ダイアフラム４３及び下部ダイアフラム４４を略式に示す。
第一の態様と同様に、上部弁チャンバー３１の堰３３、３４の間には、窪みあるいは凹部４１が設けられており、下部弁チャンバー３２の堰３５、３６間にも、窪みあるいは凹部４２が設けられている。第一の態様のように、それらの凹部は、各々口Ｂ１及びＢ２と連通している。しかし、図９及び図１１から明らかなように、それらの口は、弁ハウジングの反対側ではなく、弁ハウジングの同じ側３０ｃに設けられている。
【００２５】
上述の通り、本発明の第二の態様は、第一の態様の弁ハウジングが比較的平らであり、一方、第二の態様の弁ハウジングが、以下に述べる理由から実質的に立方体であることを除いて、すべての要素において第一の態様と対応している。
第二の態様は、第３の弁チャンバー４７が側面３０ｃに対向する弁ハウジングの平らな側面３０ｄに設けられている点で第一の態様と異なっている。第３の弁チャンバーを設けた理由は、弁ハウジングの同じ側に二つの口Ｂ１及びＢ２を位置させたためであり、また第一の態様の比較的平端な弁ハウジングに比較して弁ハウジングが比較的垂直方向に長いためである。
また弁チャンバー４７は、実質的に平面において円形状であり、また図１６及び図１７の断面図から、側面において見ると実質的に椀状あるいはプレート状に形成されている。
【００２６】
実質的に線状の弁座手段が堰あるいは入り口４８の形で弁チャンバー４７を横切って正反対方向に伸びている。
弁ハウジング３０内に設けられている流路４９、５０は、堰４８のいずれかの側の弁チャンバー４７に開口しており、各々口Ａ及び口Ｃと連通している（図１６参照）。
【００２７】
図１６は、関連する操作ユニット５２と共に堰４８と一緒に作用するように設けられたダイアフラム５１を略式に示す。作動時には、ダイアフラムは、操作ユニット５２と弁ハウジング表面３０ｄとの間に固定されている。操作ユニットは、堰４８に対してダイアフラムの中央部を押し付けたり、堰を離してその部分を上昇させるように矢印Ｆ5にて示す方向に選択的に移動可能な単独の制御手段を持つものである。
明らかに、堰４８を横切って流れの通路を開けることにより、口Ａと口Ｃとの間の直接的なバイパスによる連通が得られる。例えば、図１の弁配置の口Ａと口Ｃとの間に第５の二方向弁ｅを挿入することでこの機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  二つの流入する流れを操作でき、そして該二つの流れを二つの任意の流出方向に向けることのできる四つの２方向弁の配置の主要部を示す。
【図２】  図１の配置の特性をもつ最新の弁の二つの異なった位置を示す。
【図３】  図１の配置において二つの口間を迂回できる２方向弁を更に設けた配置を示す。
【図４】  第一の態様の弁ハウジングの側面図である。
【図５】  図１の弁ハウジングの上面図である。
【図６】  図１の弁ハウジングの底面図である。
【図７】  図５のVII-VII線に沿って得た垂直中心断面図である。
【図８】  図５のVIII-VIII線に沿って得た垂直中心断面図である。
【図９】  第２の態様の弁ハウジングの第一の側面図である。
【図１０】  弁チャンバーの位置が破線で示された図９を右方向から見た第二の側面図である。
【図１１】  図９の弁ハウジングを上面図である。
【図１２】  図９の弁ハウジングの底面図である。
【図１３】  図１０を右方向から見た弁ハウジングの第三の側面図である。
【図１４】  図１０のXIV-XIV線に沿って得た垂直中心断面図である。
【図１５】  図１０のXV-XV線に沿って得た垂直中心断面図である。
【図１６】  図９及び図１３のXVI-XVI線に沿って得た水平中心断面図である。
【図１７】  図９のXVII-XVII線に沿って得た垂直中心断面図である。
【符号の説明】
１０，３０    弁ハウジング
１１，１２，３１，３２    弁チャンバー
２１，２２，４１，４２    中央流路
１７，１９，３７，３９    第１側部流路
１８，２０，３８，４０    第２側部流路
２３，２４，４３，４４    ダイアフラム
２５，２６，４５，４６    制御手段
４９，５０    第３、第４流路
５１    ダイアフラム
５２    制御手段
【図１】
0004176957.tif 000003
【図２】
0004176957.tif 000004
【図３】
0004176957.tif 000005
【図４】
0004176957.tif 000006
【図５】
0004176957.tif 000007
【図６】
0004176957.tif 000008
【図７】
0004176957.tif 000009
【図８】
0004176957.tif 000010
【図９】
0004176957.tif 000011
【図１０】
0004176957.tif 000012
【図１１】
0004176957.tif 000013
【図１２】
0004176957.tif 000014
【図１３】
0004176957.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
0004176957.tif 000017
【図１６】
0004176957.tif 000018
【図１７】
0004176957.tif 000019