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JP2003529031A - 衛生的なダイヤフラム弁 - Google Patents

衛生的なダイヤフラム弁

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JP2003529031A
JP2003529031A JP2001571014A JP2001571014A JP2003529031A JP 2003529031 A JP2003529031 A JP 2003529031A JP 2001571014 A JP2001571014 A JP 2001571014A JP 2001571014 A JP2001571014 A JP 2001571014A JP 2003529031 A JP2003529031 A JP 2003529031A
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JP
Japan
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valve
diaphragm
cavity
port
mouth
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JP2001571014A
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ブラウン，ロニー・エイ
カーグ，デイビツド・シー
Original Assignee
スウエイジロク・カンパニー
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Filing date
Publication date
Application filed by スウエイジロク・カンパニー filed Critical スウエイジロク・カンパニー
Publication of JP2003529031A publication Critical patent/JP2003529031A/ja
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    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/16—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
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    • Y10T137/6253—Rotary motion of a reciprocating valve

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 弁作動器に連結され、そして駆動され得る中央ボスを有する一般的にドーム形のダイヤフラムを含む衛生的なダイヤフラム弁が提供される。このダイヤフラムは外周縁およびボスを外縁に連結する比較的薄いウェブ部分を含む。１つの態様では、ウェブ部分は弓形またはドーム形である。より薄いウェブ部分ばダイヤフラムが長い作業寿命を有することを可能とし、そして弁を高い流圧で作動することを可能とする。この薄いウェブは２つの異なる断面形の面、１つは凸面およびもう１つは凹面により、２つの半径により形成されるように定められる。弁体はボウル形の弁キャビティを含むように提供される。この弁キャビティはより徹底的な清浄化および封じ込め領域の排除を可能とする外側の垂直の縁を含む。弁アッセンブリーは特に高い操作圧でダイヤフラム上の応力を下げるダイヤフラム用の支持面を提供する。深いボウルの態様が提供され、ここで弁キャビティは球状、そして好ましくはダイヤフラムの直径とほぼ同じ直径のキャビティを持つ半球状面により定められる。深いボウルの設計においてダイヤフラムは、口から半径方向に外側の弁口の１つを密閉する心軸チップを有する。口は面取りした弁座を口に隣接して含み、そして口は円錐内腔により形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 関連出願 本出願は、1998年10月8日に出願された衛生的なダイヤフラム弁（SANITARY DI
APHRAGM VALVE)(処理番号22188/05604）に関する米国特許仮出願第60/103,772号
の利益を主張する、1999年1月14日に出願された衛生的なダイヤフラム弁（SANIT
ARY DIAPHRAGM VALVE)に関する米国特許出願第09/231,683号の一部継続出願であ
り、これらの全開示は引用により本明細書に完全に編入する。本出願はまた、20
00年3月28日に出願された衛生的なダイヤフラム弁（SANITARY DIAPHRAGM VALVE)
に関する米国特許仮出願第60/192,785号の利益を主張し、その全開示は引用によ
り本明細書に完全に編入する。
【０００２】 発明の技術分野 本発明は、ラジアル(radial)ダイヤフラム弁に関する。より詳細には本発明は
、ドーム形のダイヤフラムおよびボウル形の弁キャビティを含む衛生的なダイヤ
フラム弁を対象とし、これは清浄化し易く、長い作業寿命（cycle life）、より
高い流速を有し、そしてより高圧で操作することができるダイヤフラム弁を提供
する様々な他の特徴を持つ。
【０００３】 発明の背景 例えばバイオテクノロジー、半導体、製薬、食品加工および医学のような様々
な分野で、清潔かつ滅菌状態であると同時に上昇した作業寿命および操作圧で流
体を取り扱うシステムが必要である。大変重要な配慮は、流体取り扱い部品を容
易に清浄化することができるということである。システムが容易に清浄化できる
ことは、中でもとりわけ最少の死容量および閉じ込め面積に依存する。またこの
流体取り扱いシステムは、流体に体して不活性な成分を使用しなければならない
。そのようなシステムはしばしば弁として流量制御デバイスを使用し、そして特
にダイヤフラム弁が使用されることが多い。
【０００４】 米国特許第5,549,134号明細書（今後“134"特許と呼ぶ）(この全開示は引用に
より完全に本明細書に編入する）は、これら種々の衛生的応用に特に十分に適用
するダイヤフラム弁の設計を記載する。本発明は清浄性およびとりわけ操作圧特
性および作業寿命（サイクルライフ）を含む操作性能を強化するために、“134"
特許の弁の設計における様々な改善および付加される特徴を対象とする。さらに
本発明は流速を増すことを対象とする。
【０００５】 発明の要約 前述の目的を達成するために、そして本発明の１態様に従い、弁作動器に連結
されるか、またはそれにより駆動され得る中央ボス、外周領域およびボスを外周
領域に連結する比較的薄いウェブ部分を有するドーム形のダイヤフラムを含む衛
生的なダイヤフラムを提供する。１つの態様では、ウェブ部分が弓形またはドー
ム形である。より薄いウェブ部分によりダイヤフラムは長い作業寿命を有し、そ
して弁がより高い流圧で操作できるようになる。本発明の別の観点によれば、薄
いウェブは多数の曲面により定めることができる。１つの態様では、多数の曲面
が異なる曲率半径を持つ２つの表面形態で実現する。
【０００６】 本発明のさらなる観点によれば、ボウル形の弁キャビティを含む弁体が提供さ
れる。この弁キャビティは、より徹底的な清浄化を可能とし、そして閉じ込め面
積を排除する外断面形を含む。好適な態様では、弁キャビティの外断面形は、例
えば半径のような滑らかな転移によりキャビティに連結した実質的に垂直な縁の
状態で実現する。
【０００７】 本発明のさらなる態様では、作動器のハウジングは特により高い操作圧でダイ
ヤフラムの応力を下げるダイヤフラムに関する支持面を提供する。
【０００８】 本発明の別の観点によれば、弁口の１つの外側を半径方向に密閉するダイヤフ
ラムを持つ深いボウルキャビティの設計を使用する。この概念は一般に流速を改
善し、そしてまた直角のエルボ入口を排除するために弁キャビティに対して軸が
ずれて（off-axis）口が開くことを可能とする。さらに本発明の観点は、背圧に
反応して弁ダイヤフラムを閉じた位置にせきたてる（urges）表面積を提供する
ために、下部を切断したダイヤフラム心軸である。この特徴はまた、逆止め弁を
実現するためにも使用することができる。
【０００９】 本発明のこれらのおよび他の観点および利点は、添付の図面を参照にして以下
の好適な態様の説明から当業者には明白となるだろう。
【００１０】 好適な態様の詳細な説明 図１Ａを参照にして、本発明によるダイヤフラム弁および作動器アッセンブリ
ー10の態様を、断面図で具体的に説明する。アッセンブリー10には弁Ａおよび弁
作動器Ｂを含む。作動器Ｂには、弁体Ｆ中のダイヤフラムＥを作動するために、
作動器ハウジングＤ内を軸に沿って移動する弁作動器の心軸Ｃを含む。弁体Ｆお
よび作動器ハウジングＤは一緒に取り付けられ、そして集成した弁Ａを形成する
。ダイヤフラムＥは、弁座領域Ｈにかみあうように押すことにより口Ｇを閉じる
（図１Ｂを参照にされたい）。弁アッセンブリー10の一般的構造および操作は、
上記に引用した特許“134に記載され、そして本明細書中では繰り返さない。し
かし作動器ハウジングＤ、ダイヤフラムＥおよび弁体Ｆは、“134特許の対応す
る構造に比べて多数の修飾を有し、そして本明細書で詳細に記載する。しかし本
発明によるダイヤフラムは、“134特許の弁に対する他の修飾無しに“134特許の
ダイヤフラムの変わりに、そしてそれに置き変えて多くの応用に使用することが
できるのは注目すべきであり、そしてそれを意図する。
【００１１】 本明細書には多数の代替的態様または例が存在し、そのような例は網羅的な例
であることを意図せず、そして解釈するべきではない。記載する態様に対する多
くの電気的、機械的および材料的な変更は、本明細書に明確に言及してもいなく
ても当業者には容易に明白であり、そしてそのような変更は本発明の教示および
範囲から逸脱することなく作成することができる。さらに本発明には多数の異な
る観点を含み、その各々が本発明の１以上の他の観点とは別に、または組み合わ
せて使用することができる。
【００１２】 本態様における作動器Ｂは空気圧式の作動器であるが、本発明の弁は設計者に
都合の良い任意の様式で作動させることができ、それには電気化学的作動、油圧
式、空気圧式、手動等を含む。したがって作動器Ｂの操作の詳細は、本発明の１
つの観点に従い以下に詳細に記載するように作動器の心軸Ｃがダイヤフラム支持
構造を含むことを除き本発明に本質的ではない。本説明の目的には、ダイヤフラ
ムＥが弁座Ｈにかみあうか、または外れるように、弁作動器の心軸Ｃが軸に沿っ
て移動すること（図１Ａの図において垂直に）を理解すれば十分である。弁作動
器の心軸Ｃは、以下に説明するようにダイヤフラムを支持するチップＪを含む。
【００１３】 基本的な弁アッセンブリー10はさらに、“134特許に記載されているような中
に形成された弁チャンバーまたはキャビティＫを有する弁体Ｆを含む。ダイヤフ
ラムＥはこのキャビティＫを密閉するために使用する。入口の流体通路Ｌは、入
口Ｇで弁キャビティＫに対して開いている。出口の流体通路Ｍは、出口Ｎで弁キ
ャビティＫに対して開いている。適当な嵌合Ｐを使用して、上流および下流の流
体導管または他の流量制御デバイス（示さず）に対して弁の流体締め接続（flui
d tight connection）を提供することができる。
【００１４】 図２Ａおよび213を参照にして、本発明によるダイヤフラムＥの態様を詳細に
具体的に説明する。“134特許のダイヤフラムと一般的に比較すると、本発明の
ダイヤフラムＥは幾分ディスク形であり、そして中央作動器ボス12およびウェブ
部分16によりボス12に連結される外周領域または縁を含む。しかし対照的に、ダ
イヤフラムEは一般にはドーム形または半-トロイドウェブ部分16を有するので、
ダイヤフラムＥは実質的には非平面である。ダイヤフラムＥは好ましくは中心軸
Ｒについて対称的であり、この軸は作動器の心軸の長軸に一致する（図１Ａ）。
【００１５】 図２Ｂを参照にして、ダイヤフラム中央ボス12は18で外側に通される。これに
よりダイヤフラムＥは作動器チップＪにネジ込み可能（threadably)に連結でき
る。チップＪは対応する内部ネジ山20（図１Ａを参照にされたい）を有する。ダ
イヤフラムを作動器チップＪに連結するための他の技術も代替的に使用すること
ができる。
【００１６】 中央ボス12は中央ダイヤフラム体部分22から延長する。円錐チップ24は、ボス
12の反対側である中央ダイヤフラム体22の末端に形成される。円錐チップ24は環
状シール面26により境界が定められる。円錐チップ24は弁を通る流体の流速を改
善する。チップ24の他の幾何学的プロフィールを使用してもよい。例えば丸い、
または半径チップを持つコーン形であり得るような切頭(frusto)-円錐チップを
使用することができる。選択する特定のプロフィールは、弁の設計および所望す
る流れ特性に依存するだろう。
【００１７】 周縁14はこの例示的態様では、周辺リム28により提供される。このリム28は中
心体22に連続的なドーム形のウェブ16により連結される。図２１３で具体的に説
明するように、ウェブ16は図１のようにダイヤフラムが弁体に取り付けられる時
、弁キャビィＫから離れて面する凸外面30を有する比較的薄い部材である。ウェ
ブ16はまた、図１のようにダイヤフラムが弁体に取り付けられる時、弁キャビィ
Ｋに面する凹内面32も有する。「比較的薄い」とは、ウェブ16がダイヤフラムの
リム28および中心体22よりも実質的に薄いことを意味する。この薄いウェブ16は
、このようにダイヤフラムＥの柔軟性を実質的に上昇させる。
【００１８】 本発明の１つの観点によれば、ウェブ16は中心体22とリム28との間の半径範囲
に沿って非均一な厚さ34を有する。あるいはウェブは中心体22とリム28との間で
実質的に均一な厚さを有してもよい。ウェブ16は必ずではないが好ましくは、そ
の中央領域36で最も薄く、そしてウェブ16が中央部分22に連結する領域およびリ
ム28まで次第に厚くなる。この構造により、ウェブ16は大変柔軟ではあるが、多
数の操作作業で弱くなる傾向にある応力の集中を回避する。
【００１９】 ウェブ16の厚さを変動させることは、例えば第１原点44に中心を置く半径42に
沿って外面30を形成することにより、例えば第２原点40に中心を置く第２半径38
に沿って内面を形成することにより達成される。図２１３の態様では、原点40お
よび44は異なる空間的位置に配置され、そして第１半径38は第２半径42によりも
短い。しかしこれらは単に例であり、そして特定のダイヤフラムについて原点40
、44は同じ点であることができる。同じ原点を有するそのような別の設計では、
ウェブ16の中央部分で同心である外および内面30、32を生じる。当業者はドーム
形のウェブ16が半径断面形に沿って表面30、32を形成する以外の様式で実現でき
ると考えるだろう。ドーム形は、凸形外面および凹形内面を生成する弓形または
他の断面形または幾何学的配置を使用する任意の様式で実現することができる。
【００２０】 ウェブ16の上面30を、半径46によりまたは他の滑らかに混ぜ合わせた転移によ
りリム28に連結する。内部凹面32を、半径転移48または他の滑らかに混ぜ合わせ
た転移により中心体22に連結する。内面32はまた、半径50または他の滑らかな転
移または混合によりリム28に連結される。この態様では半径48形、または転移が
中心体からリム28に向かって半径方向外側に延長する面48aを形成することに注
目されたい。
【００２１】 ドーム形のダイヤフラム設計の利点は、図113で具体的に説明するようにダイ
ヤフラムが閉鎖位置に固定された時、ウェブ16が半径方向で高い引張り応力にか
けられない点である。ダイヤフラムＥの上昇した柔軟性はまた、弁を閉じるため
に必要な作動器の力も下げる。これは弁の遮断圧等級（rating）を上げる付加的
な利点を有する。
【００２２】 本発明の別の観点に従い、リム28は約２から１の幅“ｗ”対高さ“ｈ”を有す
るように設計する。この例示的比率は、幾つかの材料、特にポリテトラフルオロ
エチレン（PTFE）が常温流れの傾向にあるので、リム28が厚くなり過ぎないよう
にすることを確実にすることに役立つ。しかし常温流れに重要な関心が無いか、
または異なるサイズのダイヤフラムにの場合、または他の材料をダイヤフラムに
使用する場合は、リム28は異なる比率で形成することができる。
【００２３】 ダイヤフラムＥは、弁を通る流体に適合する任意の適当な材料で作ることがで
きる。例にはPTFEおよびTFMを含み、後者はPTFEの修飾した変更物である。しか
しダイヤフラムＥは限定するわけではないが、例えば数例として挙げることがで
きるEPDM、Buna（商標)、Viton（商標）等のようなエラストマー、および例えば
HOSTAFLONRTF(商標)、HOSTAFLONRTFM(商標)、Teflon NXT(商標)を含む柔軟性材
料から作成することができる。
【００２４】 図３および４を参照にして、本発明のさらなる特徴を具体的に説明する。図３
は様々な視点のダイヤフラム支持構造を示すための図１Ａの点線領域の拡大図で
ある。図３は弁アッセンブリーに完全に締め付けられる前のダイヤフラムＥを表
し、そして図４はダイヤフラムが完全に取り付けられた後、そして圧力下にある
同じ領域を表す。
【００２５】 本明細書でこれまでに記載したように、ダイヤフラムＥの重要な利点は薄いウ
ェブ16の使用である。この薄いウェブ16はダイヤフラムＥの柔軟性を実質的に上
げる。この上昇した柔軟性は作動器Ｃ（図113）をより小さい閉鎖力で、ダイヤ
フラムをより高圧に対して閉鎖位置することを可能とする。しかしより薄い柔軟
性ウェブ16は、弁がより高い入口流圧で開いている時、または弁がより高い流圧
に対して閉鎖している時、または弁が閉鎖し、そして出口流体通路Ｍから実質的
な背圧がある時を含む多数の様々な状況下で弓のように曲がるか、または膨らむ
だろう（図１Ｂ）。したがって本発明の別の観点に従い、ダイヤフラムＥに支持
構造が提供され、薄いウェブ16を使用できるようにする。様々な技術を使用して
本発明のダイヤフラムを支持することができ、その数例をこれから記載する。
【００２６】 図３では、ダイヤフラム支持面52を持つ作動器ハウジングＤが形成される。こ
の態様では、支持面52にはA1で半径方向内側の凹部分56へ転移するような半径方
向外側の凸部分54を含む。
【００２７】 作動器ハウジングＤは、弁体Ｆの周囲の平らな、またはほぼ平らな締め付け部
分60と同時に作動する向かい合った周囲の平らな締め付け部分58を含む。リム28
は、このようにしてダイヤフラムＥを弁アッセンブリー中で締め付けるために、
作動器ハウジング平坦部58と弁体平坦部60の間に挟まれ、そして圧縮される。図
４に示すように、作動器ハウジングＤおよび弁体Ｆが一緒に締められる時、リム
28は圧縮され、そしてダイヤフラムＥ材料の弾力性により容易に伸びる。弁体の
軸延長部62は、圧縮したリム28とかみ合う半径方向で隣接する壁64を提供し、こ
れにより半径方向外側へのリム28の常温流れを防止する。
【００２８】 幾つかの弁の設計では、作動器ハウジングＤは常にダイヤフラム上面30と隣接
するわけではなく、むしろ弁または作動器の他の幾つかの構造部材（例えばボン
ネットのような）がダイヤフラムをアッセンブリー10に締め付ける目的を果たす
だろう。そのような場合、この構造部材を修飾してダイヤフラムＥ外面を覆い、
そして支持する延長部または他の部分を含む。
【００２９】 凸状ダイヤフラム支持体部分54は最初に、そして特に弁が開いている時（図３
に見られるように）、ダイヤフラム外面30にかみ合い、そして支持する。入口Ｇ
からの有意な入口流圧がある場合、ダイヤフラムは上に弓形となる。しかしダイ
ヤフラムの上面30が凸部分56に接触するか、またはかみあって過剰な弓形を防止
する。半径方向内側の部分56は、ドーム形のダイヤフラムの形状、特にダイヤフ
ラムが高圧により弓形になった時によりぴったりと一致するように凹状である。
凹断面形56はこのようにしてダイヤフラムＥの半径方向内側の外面の重要な部分
を支持することができる。しかし当業者はこの凹部分は、特定の応用に要求され
るように、平坦または凸部分54であり得るような凸状でもよいと思うだろう。さ
らに図３の好適な態様では、支持面はリム28領域からほぼ作動器心軸Ｊに延長す
る。しかし幾つかの弁ハウジングの設計は、この多くの支持面構造を可能としな
い。設計の努力は、特に最も薄い領域36および中央ボス12付近で、外側ダイヤフ
ラム面30に関する支持の面積を最大とすることに向けられるべきである。
【００３０】 このように図面で説明する支持面52の断面形は当然、例であることを意図して
いる。この断面形は特にダイヤフラムが高い内圧力下にある時に、ダイヤフラム
の外面30のできるかぎり多くを支持するように設計すべきである。
【００３１】 作動器チップＪはダイヤフラム支持面を提供するために使用することもできる
。図３で具体的に説明するように、チップＪは、ボス12付近のダイヤフラムＥの
半径方向内部とかみあい、そして支持するために、半径方向外側に延長する角度
をつけた下面または半径または他の適当な断面形66を含む。
【００３２】 図３に示すように、環状密閉面26は平坦部から角度αで形成される。この弁チ
ャンバーＫは一部は弁体Ｆの曲線ボウル形断面形により定められる。入口Ｇに隣
接する環状の弁座領域Ｈは平坦に形成されるか、または好ましくは密閉面26の角
度未満の角度で形成される。密閉面26は、環状の密閉座の縁70が密閉面26とそれ
らのほぼ中心領域72で接触するように、半径方向のおよその大きさである。角度
αは表面26が最初に弁座70とラインシールで接触することを確実とする。これに
より密閉面26と座70との間に、より高い柔軟性のダイヤフラムＥを用いても高い
接触圧を確保する。この角度は例えば約11度であることができる。
【００３３】 本明細書にこれまでに記載したように、弁体Ｆは弁チャンバーＫの一部を定め
るようにボウル形の断面形68で形成される。図３および４で具体的に説明するよ
うに、ダイヤフラムリム28はねじ込み状態で（図４）、リムの内部半径方向の縁
74が半径方向内側に間隔を空けるか、または弁断面形68の縁76と同一平面に並ぶ
ような幅“ｗ”を持つ寸法である。図４に示すようにリム28がハウジング平坦部
58と体平坦部60との間で圧縮される時、リム28は内側の縁74が断面形の縁76と同
一平面に並ぶか、またはわずかに断面形の縁76に重なるいずれかとなるように、
押し込められる。これにより弁の清浄性がかなり向上する。リム28は、圧縮され
た時、キャビティの縁76の半径方向外側に配置されないような寸法であるべきで
ある（そのような状態には封じ込み領域が存在するので）。
【００３４】 縁76とダイヤフラムリム28の内部の縁74との間の平らな、またはわずかに重複
した配列を形成することに加え、リム28は半径により、または必ずではないが好
ましくはダイヤフラムの長軸Ｒに実質的に平行な表面74で終わる滑らかな転移50
によりダイヤフラムウェブに連結される。同様に弁キャビティの縁76は好ましく
は、半径により、または必ずではないが好ましくはダイヤフラムの長軸Ｒかつ／
または入口Ｎを通る流れ軸に実質的に平行な表面78の末端で終わる他の滑らかな
転移80により形成される。向かい合った末端で転移80は、弁チャンバーの一部を
定めるボウル断面形の曲面68に転移する。この配置は弁の清浄性を有意に改善す
る。
【００３５】 図５を参照にして、リム28をねじ込む領域の別の設計を具体的に説明する。図
５は図３の丸印を付けた、特に弁体ねじ込み面60のの拡大詳細図を表す。この態
様では、ねじ込み面60'はある角度で傾いている（平坦部から３。例示態様では
、角度（３は約３゜であるが、特定の応用のための他の弁は必要に応じて３を使
用することができる。これによりダイヤフラムリム28が面60'と向かいあったね
じ込み面58との間でねじ込まれる時、鋭い縁76'がリム28と接触することを確保
する。この鋭い縁の接触は、多くの場合で弁の清浄性を改善することが見いださ
れた。
【００３６】 図６は本発明の別の観点を説明する。上記のように、幾つかの弁の設計では設
計者がダイヤフラムウェブ16について支持面52（図３）を取り込むことをできな
くする。あるいは恐らく弁体および作動器本体構造が、ウェブ16の大部分、特に
ウェブ16の半径方向内側部分16の大部分を十分に覆う支持構造52の設計を妨げる
。そのような場合、そしてさらに支持構造52が使用できる弁については、バック
アップリングまたはディスク82をダイヤフラムウェブ16の上に乗せてウェブを支
持することができる。このリングは、金属のような適当な硬質の材料で形成され
た単一リングまたは重なったリングの組でよい。これらのリング82はダイヤフラ
ムＥの上に単に乗せることができる。図６に示すように、リング82はドーム形ウ
ェブ16の応力がかかっていない断面形に、より特別には外側凸面30の曲率に一致
するような断面形とすることができる。図６の態様では、リング82はボス12に延
長し、そしてこれが作動器チップＪにより確実に保持される。他の利用可能な選
択には限定するわけではないが、ボス12へずっと延長せずに外側凸面30を緩やか
に覆うリング82を有するか、またはリングが作動器ハウジングＤまたはダイヤフ
ラムの外面に固定する他の手段によりリングの外辺で挟まれ、そして維持され得
る。
【００３７】 図７Ａ−Ｃは柔軟なダイヤフラムＥの操作を具体的に説明する。これらの図面
は、操作条件をシュミレートする間にダイヤフラムの測定可能な要素に基づく。
したがって、示す構造はダイヤフラムＥ、作動器チップＪおよび作動器本体Ｄの
一部のみである。図７ＡではダイヤフラムＥは約65psiの入口流圧で完全に開い
た状態である。ダイヤフラムウェブ16は作動器本体の支持構造52および作動器チ
ップＪの断面形面66により実質的に支持されていることに注目されたい。図７Ｂ
では、ダイヤフラムＥは約65psiの内圧で完全に閉じた状態である。最初にダイ
ヤフラムウェブ16は実質的に膨らんでいるが、ウェブのほとんどが支持面52の断
面形面に対して支持されていることに注目されたい。図７Ｃは完全に閉じた位置
であるが、約120psiの内圧のダイヤフラムを具体的に説明する。より高圧ではさ
らにウェブ16が膨らむが、これはより多くのウェブを支持構造52が支持する接続
に押す。このように薄いウェブダイヤフラムＥはより高い操作圧でも十分に機能
する。より薄く柔軟なウェブで、ダイヤフラム16をこれらのより高圧に対して閉
じることをさらに容易になる。
【００３８】 図８はダイヤフラムＥの別の設計を具体的に説明する。ダイヤフラムＥのすべ
ての特徴はウェブ16と中心体22との間の転移領域を除き図２Ｂの態様と同じであ
る。この薄いウェブ16はダイヤフラムＥの柔軟性を大いに増す。しかし幾つかの
態様では、さらにより大きな柔軟性が望まれる。そのような場合、ウェブ16凹面
32は、半径90または他の滑らかな転移により中心体22に連結される。しかしこの
場合、転移90は中心体22に向かう半径方向内側に延長する表面92を形成するか、
またはそれに転移し、中心体22の下部切断を形成する。この配置によりこのよう
にして図２Ｂの態様と比較してウェブ16と中心体22との間に実質的により薄い連
結または転移を提供し、このようにしてダイヤフラムの柔軟性が上がる。この代
償は、下部切断が封じ込め領域、または幾つかの応用で手入れが難しい領域を提
供することである。
【００３９】 図９Ａ−９Ｄは、さらにダイヤフラムの態様を具体的に説明する。図９Ａ−９
Ｃではそれぞれ、ダイヤフラムＥは弁に圧力がかかっていない開放位置、圧力下
での弁の開放位置、および閉鎖位置で説明する。この態様では作動器ハウジング
中に形成された支持面200が、この態様では環状のくぼみ202を含む。この環状の
くぼみ202は、ダイヤフラム上面204を受け、そして支持するように配置され、こ
れは弁が圧力下にある時、そしてダイヤフラムが開放位置にある時に有意に弓な
りになるか、または膨らむことができる。このくぼみ202の形状は、十分な支持
を提供するためにダイヤフラムに最高に一致するように選択される。支持面200
には、本明細書に記載する他の態様におけるように凸部分206への転移をさらに
含む。
【００４０】 図９Ａ−９Ｃで具体的に説明する弁は、本明細書の他の図面で具体的に説明す
る弁よりも大きい弁である。すなわちダイヤフラムＥにはより大きな直径の中心
ボス208を含む。したがって支持面200には、例えばダイヤフラムが図９Ａおよび
９Ｂのような開放位置である時、ボス208の上面212にかみ合わせることができる
対応する平坦部210が提供されている。これらの平坦領域210、212の直径はダイ
ヤフラムおよび弁のサイズに依存するだろう。図１０Ａ−１０Ｅは、異なるサイ
ズのダイヤフラム（図１０Ｅがより小さい弁であるのに対し、図１０Ａはより大
きな弁）および対応する支持面の配置における変化の様々な例を具体的に説明す
るが、すべてのダイヤフラムが上で本明細書に記載したような本発明の基本的特
徴を共有する。
【００４１】 図９Ａ−９Ｃの態様では、周縁領域14がリム28に形成された上部ノッチまたは
くぼみ96で形成される。図９Ｄはノッチ96の拡大図を表す。このノッチ96は必ず
ではないが好ましくは円周が連続しており、そして均一である。ノッチ96は円周
のタブ部分98を定める。タブ96の直径はタブ98が作動器ハウジングＤをねじ込む
前に弁体Ｆ中のダイヤフラムＥを正しく中心にするように機能するために、弁体
の内壁64にぴったりと嵌まるか、またはすべって嵌まるように選択される（図３
）。ノッチ96は、弁体Ｆに連結された時、作動器ハウジングＤがオーバートルク
した時に、ダイヤフラムＥを領域100中で変形させる。ノッチ96無しで、場合に
よりダイヤフラムは領域102中で変形することができ、これはダイヤフラムの全
体的性能に関してはそれほど望ましくない。すなわちノッチ96は本明細書で具体
的に説明し、かつ／または記載する種々のダイヤフラム設計で使用する形状であ
ることができる。
【００４２】 図１１および１２を参照にして、任意の半径ダイヤフラム弁の限界の１つは、
入口を空け、そして閉じるためにダイヤフラムにかける必要がある行程の量であ
る。これは部分的には行程が増すとダイヤフラムは柔軟性でなければならず、さ
らに特に弁が閉鎖位置である時に流体の操作圧に耐えることができなければなら
ないことから生じる。したがって弁を開けるために利用できる行程は大変制限さ
れ、これは次に弁の流速を下げるか、または限定する傾向がある。本発明の別の
観点に従い図１１および１２は、キャビティの曲率半径がこれまでに記載した他
の態様の曲率半径よりも実質的に小さいので、本明細書では深いボウルと言う別
の弁キャビティ設計を具体的に説明する。
【００４３】 図１１および１２では、弁アッセンブリー300は弁Ａおよび弁作動器Ｂを含む
。この態様では作動器Ｂは空気作動器であるが、任意の適当な作動器を本発明と
使用してよい。弁作動器Ｂには、弁体Ｆ中のダイヤフラムを作動するために作動
器ハウジングＤ内で軸方向に運動する作動器ピストンＣを含む。ダイヤフラムＥ
には第１口Ｈと第２口Ｉとの間の流体の連絡を開き、そして閉じるために、口Ｈ
を開き、そして閉じる心軸チップＧを含む。弁は入口であるいずれの口でも操作
することができるが、ほとんどの応用では第１口Ｈが入口として使用される。
【００４４】 ダイヤフラムＥは本明細書で記載した前述の態様から幾分修飾されているが（
そして以下により一層詳細に説明する）、深いボウルの概念は任意の適当なダイ
ヤフラム設計で使用することができる。さらに本発明は、金属またはプラスチッ
ク弁体および／ダイヤフラムを含む金属またはプラスチック弁も実現することが
できる。本発明の深いボウルの観点に従い、弁体ＦはダイヤフラムＦにオーバー
レレイすることにより密閉される弁キャビティ308を形成する、一般的に曲線の
弁キャビティ面302を中に有する。必ずではないが好ましくは面302は曲線であり
、そして具体的説明の態様では球状である。特別な弁の応用について、他の幾何
学的形態も必要に応じて使用することができるが、球状の輪郭は比較的に機械で
造り易く、そして優れた清浄性を維持しながら所望するより高い流速を達成する
キャビティプロフィールを提供する。図１１の例示的態様ではキャビティ面302
は、周辺リム306の内縁304により形成されるダイヤフラムＥの直径にほぼ等しい
直径を有する実質的に完全な真の半球を形成する（周辺リム306は環状の密閉面
または平坦部60に対して圧縮された時、弁Ａについて本体の密閉を形成する、図
４を参照にされたい）。最大の清浄性には、弁作動器Ｄおよび弁体Ｆが縁304で
一緒に完全に集成した後、面302をきっちりと合わせるか、またはわずかに差し
掛けることが好ましい。
【００４５】 キャビティ面302が実質的に半球である時、転移部80およびより具体的には図
３を参照にして本明細書で記載した縁壁部分78は必要無い。これは半球ボウル面
302が、軸Ｙに実質的に平行である接線を有する界面305でダイヤフラムＥと合わ
さるからである。
【００４６】 この深いボウルの概念は、半球以外の他のキャビティ308の幾何学的形態でも
実現することができる。例えば面302は放射状または長円関数により定めること
ができる。面302は球状または他の曲がった部分および１以上の円筒部分を含ん
でもよい。したがって深いボウルの概念はより一般的な用語で１以上の以下の特
徴を意図する、すなわち１）内部リム304でダイヤフラムＥの直径の約半分以下
であるボウルの深さの寸法Ｚ（図１１）；２）曲面302の直径の約5/8以下である
シールフェイス直径310（図１２およびそこの検討を参照にされたい）；および
３）内縁304でダイヤフラムＥの半径の約1/2以下であるダイヤフラムＥの行程。
ダイヤフラムＥの半径より大きいか、または未満のボウルの深さを使用すること
ができるが、さらなる機械製造を必要として真っすぐな円筒壁部分（深さがダイ
ヤフラムの半径よりも大きい時）を形成するか、または好ましくはほぼ垂直部分
への転移80、78を使用してリム28付近での最適な清浄性を確実にすることができ
る（深さがダイヤフラムＥの半径よりも小さい時）。真の半球302の場合、この
深さは実質的にダイヤフラム半径と同じである（通常の製造許容差内で）。
【００４７】 第１口Ｈは、弁作動器Ｄに向かい合ったキャビティの底付近の弁キャビティ30
8に対して開いている。本発明の１観点に従い、ダイヤフラムチップＧは口Ｈよ
りも大きい直径を有し、そして口Ｈから半径方向外側の、または間隔が開いたボ
ウル面302の領域を密閉する（図１２を参照にされたい）。好ましくはチップＧ
は第１および第２口ＨおよびＩの半径方向の間、または間の中程である位置で密
閉する。チップＧはラインシールを行うために凸半径または他の断面形（示さず
）で提供され得る。使用する時、チップＧ半径はキャビティ面302の半径よりも
大きいべきである。
【００４８】 チップＧシールを第１口Ｈの半径方向外側に、そして深いボウルの設計と組み
合わせて有することにより、ダイヤフラムＥが作動器心軸Ｃにより引かれて弁を
開く時、実質的に大きな流れの断面積が口Ｈに対して開いている。例えば２：１
の比率がキャビティ308内の断面流れ面積（cross-sectional flow area）と流れ
内腔312の断面流れ面積との間で達成され得る。換言すると、浅いボウル設計に
比べて、同じ量の作動器Ｄの線状行程が口Ｈからの流体に対して実質的により大
きな断面流れ面積を与える。より小さい直径のキャビティ308の球状設計は、チ
ップＧが口Ｈから引き出されて弁を開く時、実質的に非線状の断面流れ面積の増
加を達成する。弁を通る流れを改善するためのさらなる強化は、弁心軸チップＧ
の位置を出口Ｉに対して至適化することである。換言すると、弁が開放位置にあ
る時、心軸チップＧは第１口Ｈから第２口Ｉへの流れを方向付けることを偏向ま
たは補助するように設計することができる。心軸チップＧが口Ｉ流路に対して高
すぎるように配置されたならば乱れが起こり、そしてチップＧが口Ｉに対して低
すぎるならば、流れは不必要に制限される。好ましくは口Ｉはできる限り口Ｈ付
近に配置され、一方チップＧは口Ｈから実質的に半径方向に間隔をあけて密閉す
るために十分な領域を可能とする。また多くの場合で、できるかぎり浅い口Ｉの
入射角を作成することが望ましい。
【００４９】 本発明の別の態様に従い、口Ｈから半径方向外側の密閉領域を提供することに
より、口Ｈはキャビティ308の直径の線上で正確に中心にある必要はない。換言
すると、典型的な半径ダイヤフラム弁では、ダイヤフラム心軸Ｇにより密閉され
る口は、心軸Ｇの並進軸と同一線上にある軸上の中心にある。これは心軸がその
口で密閉しなければならないという事実から生じる。しかし本発明では、口Ｈと
密閉領域310と間にあるキャビティ面311内に口Ｈを配置するために多くの選択肢
を利用できる。例えば図１１では、第１口が流れの角度θで開き、これには口の
中心軸Ｘおよび心軸チップＧの並進軸Ｙにより形成される夾角である。すなわち
、口Ｈは並進軸Ｙ上の中心にある以外の角度で開くことができる。これにより弁
の入口通路312と口Ｈを形成する内腔314との間の90度のエルボの排除を可能とす
る。90度のエルボを排除すると、流速が改善され、そしてまた廃液および清浄性
も改善される。
【００５０】 本発明のさらなる観点によれば、ダイヤフラム心軸Ｇは半径方向の下部切断部
分316を含む（図１２を参照にされたい）。半径状の下部切断は、心軸がチップ
Ｇでより大きな直径を有するので、ダイヤフラムＥのウェブ部分Ｊに連結するま
で心軸に沿って内側にテーパーを持つことを単に意味する。この下部切断316は
、チップＧに向かい合う幾分横の周囲面領域318を提供する。この周囲面領域318
はこのように第２口Ｉからの任意の流体背圧に暴露されている。この背圧はダイ
ヤフラムが閉鎖位置にある時、心軸表面318に力をかける傾向にあり（図１２）
、弁が閉じることをせきたてる。この力は口Ｈで流圧に対して弁を閉鎖するため
に作動器Ｂによりかけられる力を容易に越えることができ、これにより高い閉鎖
力の作動器を必要とせずに310で密封を確実にすることに役立つ。第１口Ｈが入
口として使用され、そして第２口Ｉが出口として使用される特別な場合では、出
口Ｉからの圧は反対面318に対して力をかけることにより弁を閉じるので、下部
切断心軸はダイヤフラム弁が逆止め弁またはリリーフバルブとして機能すること
を可能とする。下部切断により形成される反対面318は心軸に対して垂直である
必要はなく、むしろ口Ｈでの圧力よりも大きな第２口Ｉからの流圧に暴露された
時、表面が心軸Ｇ上に軸方向の閉鎖力を発揮する必要があるだけである。
【００５１】 図１１および１２の態様において、第１流体通路312は第２流体通路320と軸に
沿って並んでイン−ラインの弁体を形成する。次いで第２流体通路は、口Ｉが密
閉領域310の上の領域で開くように、口Ｉに対して開く角度を付けた部分322を含
む。図１３はずれた口の配列に関する別の態様を具体的に説明する。この態様で
は、一般に第２流体通路320は第１流体通路の軸平面と平行する平面に形成され
るが同軸ではなく、むしろ軸はずれている。この場合、第２流体通路320は第２
口Ｉに真っすぐに開く。図１４に最も良く示されているようにこの場合も第２口
Ｉは、弁キャビティ308に対して幾分接線で開くことにより心軸チップＧから横
にずれている。この様式で、第２口が入口として使用される時、第２口Ｉから流
れる流体はダイヤフラム心軸Ｇに向かわず、そして球状面302の回りに渦流を強
化して清浄化およびパージングを強化する。
【００５２】 続いて図１３および１４を参照にして、この態様では第１口Ｈに面取りした弁
座324を含む。ダイヤフラム心軸チップＧは326でテーパ持ち、面取りした弁座32
4に対して効果的な密閉を提供する。弁座324は図１１の態様における半径方向に
偏った密閉領域310に比べると、口Ｈに隣接する半径状の密閉を提供する。
【００５３】 第１口Ｈが、ボウルの中央底以外の任意の軸Ｘ上に作られる時（軸Ｙに沿って
）、口Ｈは例えば長円形のような非円形の輪郭を有するだろう。図１５Ａおよび
１５Ｂは、この効果を具体的に説明する。図１５Ａでは、角度を付けた内腔314
が入口通路312に連結する。角度を付けた内腔314は、角度（例えば図１１の角度
θ）で球状面302を横切ることにより口Ｈを形成する。円形内腔314はこのように
して口Ｈに長円形の開口350を形成する（図１５）。面取り324はおよそ長円形の
口350に形成されて、心軸Ｇに密閉領域を提供する。長円口と面取り324の連結部
に形成された小さい段差352があるが、この段差は最小であり、そして容易に流
される。口Ｈに隣接して面取りした面324を提供することにより、心軸Ｇは入射
角θにかかわらず、そのような操作が必要とされる時、口Ｈで密閉を形成するた
めに使用することができる（口Ｈから半径方向に間隔を開けた位置310での密閉
と比較して）。
【００５４】 図１６で具体的に説明する本発明の別の観点に従い、口Ｈは流れの内腔312に
対して開く円錐内腔328を作ることにより形成することができる。円錐内腔328の
使用は弁を通る流れ全体を増す。円錐内腔328は軸Ｙ上の中心にあるか、または
必要に応じて角度θで偏ってよい。
【００５５】 当業者は本発明の種々の改良および観点は個別に、または特定の弁の応用に必
要とれさるように互いに組み合わせて使用することができる。
【００５６】 本発明は好適な態様を参照にして記載した。明らかに、本明細書を読み、そし
て理解すると他の修飾および変更が生じるだろう。そのような修飾および変更は
、それらが前記特許請求の範囲内にあり、そしてそれらの均等物である限り全部
含むことを意図する。
【００５７】 本発明は、特定の部分および部分の配列の物理形態を取ることができ、その好
適な態様および方法は本明細書に詳細に記載し、そして添付の図面で具体的に説
明する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａおよび１Ｂは、本発明の多数の特徴を含むダイヤフラム弁を正面図およ
び垂直断面図で具体的に説明する（弁は図１Ａでは開放位置であり、図１Ｂでは
閉鎖位置である）。
【図２】 図２Ａおよび２Ｂは、それぞれ本発明に従い、そして図１の弁で使用するダイ
ヤフラムの上面図および図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿った断面の詳細な説明である
。
【図３】 ダイヤフラムを弁体に完全にねじ込む前の図１Ａの点線領域を拡大した断面図
である。
【図４】 図３と同様に、ダイヤフラムを弁体に完全にねじ込み、ダイヤフラムが閉鎖位
置で、しかも圧力下にある。
【図５】 ダイヤフラムねじ込み面の別の態様の拡大図である。
【図６】 ダイヤフラムウェブに対する支持を提供するための本発明の別の観点を具体的
に説明する。
【図７】 図７Ａ−７Ｃは、限定された要素分析に基づく様々な操作条件下で柔軟なダイ
ヤフラムの操作を具体的に説明する。
【図８】 本発明の別の観点に従い、ダイヤフラムの別の態様を具体的に説明する。
【図９】 図９Ａ−９Ｄは、ダイヤフラムのさらなる態様を具体的に説明する。
【図１０】 図１０Ａ−１０Ｅは、本発明による様々なサイズのダイヤフラムを具体的に説
明する。
【図１１】 垂直断面および弁開放位置で表す深いボウルの概念を使用した本発明のさらな
る態様を具体的に説明する。
【図１２】 弁閉鎖位置での図１１の弁を具体的に説明する。
【図１３】 円錐流体口を含む図１１の弁体の別の態様を具体的に説明する。
【図１４】 弁閉鎖位置で説明した弁を含む図１３の別の弁の設計を具体的に説明する。
【図１５】 図１５Ａおよび１５Ｂは、非円形口に隣接して面取りが使用される、別の口の
配置を具体的に説明する。
【図１６】 円錐内腔が弁口の１つを形成するために使用される、別の口の配置を具体的に
説明する。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年４月１９日（２００２．４．１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 口の１つを密閉する心軸チップを有する。口は面取りし た弁座を口に隣接して含み、そして口は円錐内腔により 形成することができる。

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中の曲面により定められる弁キャビティを中に有する弁体； 該弁キャビティを密閉する周囲を有するダイヤフラム； 第１口で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第１流体通路および第２口で
    該弁キャビティに対して開く弁体中の第２流体通路； を含んで成り 該ダイヤフラムは該弁を開け、そして閉じる弁心軸を有し； 該閉鎖位置での該弁心軸は、該第１口を囲み、そしてそれらから実質的に半径
    方向に間隔を空けた該曲面の部分に対して密閉する、 ラジアルダイヤフラム弁。
  2. 【請求項２】 上記弁心軸が、上記第１および第２口の間の上記面に対して
    密閉し、そして該第１口の直径よりも大きい直径を有する、請求項１に記載の弁
    。
  3. 【請求項３】 上記曲面が実質的に半球形の弁キャビティを形成する、請求
    項１に記載の弁。
  4. 【請求項４】 上記弁心軸が上記表面に対して密閉する曲がったボタンを含
    んで成り、該ボタンは上記キャビティの曲率半径よりも大きな曲率半径を有する
    、請求項１に記載の弁。
  5. 【請求項５】 上記曲面が、上記ダイヤフラムの半径におよそ等しい曲率半
    径を持つ球状である、請求項１に記載の弁。
  6. 【請求項６】 上記弁心軸の上記閉鎖位置から上記開放位置への直線上の置
    換が、実質的に非線状な流れ断面積の上昇を生じる、請求項５に記載の弁。
  7. 【請求項７】 上記流れ断面積が、上記第１流体通路の流れ断面積の少なく
    とも２倍である、請求項６に記載の弁。
  8. 【請求項８】 上記第１口が、上記弁心軸の並進軸から角を形成して偏向す
    る中央流れ軸に沿った該弁キャビティに対して開く、請求項１に記載の弁。
  9. 【請求項９】 上記第１流体通路が上記弁心軸の並進軸の横に並んだ第１部
    分および上記弁キャビティに対して開く第２部分を含んで成り；該第１および第
    ２部分はそれらの間に90゜未満の夾角を形成する、請求項８に記載の弁。
  10. 【請求項１０】 上記第２部分が円錐内腔を含んで成る、請求項９に記載の
    弁。
  11. 【請求項１１】 上記第２部分に隣接する面取りした弁座を含んで成る、請
    求項１０に記載の弁。
  12. 【請求項１２】 上記第１口に隣接する面取りした弁座を含んで成る、請求
    項８に記載の弁。
  13. 【請求項１３】 上記第１口が長円形である、請求項１２に記載の弁。
  14. 【請求項１４】 上記弁心軸が弁開放と閉鎖位置の間を軸に沿って移動し、
    該弁心軸は密閉面および該軸から横に伸びるリップ部分を含んで成り、そして該
    密閉面と向かい合った面を形成し；該向かい合った面は該第２流体通路からの流
    れ背圧に暴露された時、該弁心軸を該閉鎖位置へ強制する、請求項１に記載の弁
    。
  15. 【請求項１５】 上記第１流体通路が弁入口であり、そして上記第２流体通
    路が弁出口であり；弁が逆止め弁のように作動する、請求項１４に記載の弁。
  16. 【請求項１６】 上記第１および第２流体通路が略同軸に並んでいる、請求
    項１に記載の弁。
  17. 【請求項１７】 上記第１および第２流体通路は互いに軸が偏向している、
    請求項１に記載の弁。
  18. 【請求項１８】 上記第２流体通路が、上記弁キャビティに対して接線で開
    く、請求項１に記載の弁。
  19. 【請求項１９】 上記第２流体流路からの上記弁キャビティへの流体の流れ
    が、上記弁心軸での直接的以外の流路に沿うように、上記第２流体通路が、上記
    弁から横に偏向している流路に沿って上記弁キャビティに対して開く、請求項１
    に記載の弁。
  20. 【請求項２０】 第１および第２口を持つ弁キャビティを中に有する弁体を
    含んで成り、該キャビティは半球形面により定められる半径ダイヤフラム弁。
  21. 【請求項２１】 上記弁キャビティを密閉する略環状のダイヤフラムを含ん
    で成り、該弁キャビティは該ダイヤフラムの直径と実質的に等しい直径を有する
    、請求項２０に記載の弁。
  22. 【請求項２２】 上記弁キャビティが、その曲率半径以下の深さを有する、
    請求項２０に記載の弁。
  23. 【請求項２３】 上記１つの口から半径方向に間隔を空けた密閉面で該口の
    １つを密閉するダイヤフラムを含んで成る、請求項２０に記載の弁。
  24. 【請求項２４】 上記第１口が長円形である、請求項２０に記載の弁。
  25. 【請求項２５】 上記第１口が円錐内腔により形成される、請求項２０に記
    載の弁。
  26. 【請求項２６】 上記円錐内腔に隣接する面取りした弁座を含んで成る、請
    求項２５に記載の弁。
  27. 【請求項２７】 上記口の１つに隣接する面取りした弁座を含んで成る、請
    求項２０に記載の弁。
  28. 【請求項２８】 球面により中に形成される弁キャビティを有する弁体；お
    よび該キャビティを密閉する全体として環状のダイヤフラムを含んで成り、該キ
    ャビティは該ダイヤフラムの直径と実質的に等しい直径を有する半径ダイヤフラ
    ム弁。
  29. 【請求項２９】 曲線面により形成される弁キャビティを中に持つ弁体、お
    よび該キャビティを密閉する全体として環状のダイヤフラムを含んで成り；該キ
    ャビティは該ダイヤフラムの直径の半分とおよそ等しい深さを有する半径ダイヤ
    フラム弁。
  30. 【請求項３０】 球状弁キャビティを中に持つ弁体、および該弁キャビティ
    に対して開く口；該口は長円形であり；および該口に隣接する面取りした環状弁
    座を含んで成る半径ダイヤフラム弁。
  31. 【請求項３１】 口を中に有する弁キャビティ、および該口を密閉するため
    のダイヤフラム心軸および心軸リップを持つ全体として環状のダイヤフラムを含
    んで成り、該ダイヤフラム心軸は該心軸チップでリップを形成するために半径方
    向にテーパーをつけた内部であり；該リップは該心軸に対する流れ背圧に応答し
    て閉鎖力を生成する、半径ダイヤフラム弁。
  32. 【請求項３２】 球状面により定められる弁キャビティを中に有する弁体； 該弁キャビティを密閉する周囲を有するダイヤフラム； 第１口で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第１流体通路、および第２口
    で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第２流体通路； を含んで成り、 該ダイヤフラムは弁を開け、そして閉じる弁心軸を有し； 該閉鎖位置の該弁心軸は、該第１口を囲み、そしてそれらから半径方向に間隔
    を空けた該曲面の部分に対して密閉し；ここで該ボウルの深さは該ダイヤフラム
    の直径の約半分である、半径ダイヤフラム弁。
  33. 【請求項３３】 球状面により定められる弁キャビティを中に有する弁体； 該弁キャビティを密閉する周囲を有するダイヤフラム； 第１口で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第１流体通路、および第２口
    で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第２流体通路； を含んで成り、 該ダイヤフラムは弁を開け、そして閉じる弁心軸密閉フェイスを有し； 該閉鎖位置の該弁心軸は、該第１口を囲み、そしてそれらから半径方向に間隔
    を空けた該曲面の部分に対して密閉し；ここで該密閉フェイスは該キャビティの
    直径の約5/8以下である、半径ダイヤフラム弁。
  34. 【請求項３４】 球状面により定められる弁キャビティを中に有する弁体； 該弁キャビティを密閉する周囲を有するダイヤフラム； 第１口で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第１流体通路、および第２口
    で該弁キャビティに対して開く該弁体中の第２流体通路； を含んで成り、 該ダイヤフラムは予め定めた行程で軸に沿った弁心軸の運動により、弁を開け
    、そして閉じる弁心軸を有し； 該閉鎖位置の該弁心軸は、該第１口を囲み、そしてそれらから半径方向に間隔
    を空けた該曲面の部分に対して密閉し；ここで該行程は該ダイヤフラムの半径の
    約半分以下である、半径ダイヤフラム弁。
  35. 【請求項３５】 中に球状面により中に形成される弁キャビティ；および全
    体として環状のダイヤフラム弁体密閉面を有し、該キャビティは該ダイヤフラム
    弁体密閉面の直径に実質的に等しい直径を有する弁体。
  36. 【請求項３６】 球状面により中に形成される弁キャビティおよび一般に環
    状のダイヤフラム弁体密閉面を持ち；該キャビティは該ダイヤフラム弁体密閉面
    の直径の約半分である深さを有する弁体。
  37. 【請求項３７】 中に球状弁キャビティおよび該弁キャビティに対して開く
    口、該口は長円形であり；および該口に隣接する面取りした環状弁座を持つ弁体
    。
  38. 【請求項３８】 キャビティが実質的に半円球面により定められる、第１お
    よび第２口を中に持つ弁キャビティを有する弁体。
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