JP2000322130A - フローファクターによる流体可変型流量制御方法およびその装置 - Google Patents
フローファクターによる流体可変型流量制御方法およびその装置Info
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- JP2000322130A JP2000322130A JP11129109A JP12910999A JP2000322130A JP 2000322130 A JP2000322130 A JP 2000322130A JP 11129109 A JP11129109 A JP 11129109A JP 12910999 A JP12910999 A JP 12910999A JP 2000322130 A JP2000322130 A JP 2000322130A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】１台の流量制御装置により複数のガス種を高精
度に流量制御できる方法とその具体的装置を実現する。 【解決手段】 臨界圧力比以下の条件でオリフィスを通
過するガスの流量を理論的に導出し、その式からフロー
ファクターを定義して多数のガス種に対応できるように
した。即ち、オリフィス８の上流側圧力Ｐ1 を下流側圧
力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリフィスを通過
するガスの演算流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋは定数）と
して演算する流量制御方法において、ガス種毎にフロー
ファクターＦＦを 【数１】 により計算し、ガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを通過させたとき、その演算流量ＱB
をＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA として算出する。ここ
で、γS はガスの標準状態密度、κはガスの比熱比、Ｒ
はガス定数、ｋはガス種に依存しない比例定数、ＦＦA
・ＦＦB はガス種Ａ・Ｂのフローファクターである。
度に流量制御できる方法とその具体的装置を実現する。 【解決手段】 臨界圧力比以下の条件でオリフィスを通
過するガスの流量を理論的に導出し、その式からフロー
ファクターを定義して多数のガス種に対応できるように
した。即ち、オリフィス８の上流側圧力Ｐ1 を下流側圧
力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリフィスを通過
するガスの演算流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋは定数）と
して演算する流量制御方法において、ガス種毎にフロー
ファクターＦＦを 【数１】 により計算し、ガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを通過させたとき、その演算流量ＱB
をＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA として算出する。ここ
で、γS はガスの標準状態密度、κはガスの比熱比、Ｒ
はガス定数、ｋはガス種に依存しない比例定数、ＦＦA
・ＦＦB はガス種Ａ・Ｂのフローファクターである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体や化学品、薬
品、精密機械部品等の製造に用いる各種ガスの流量制御
方法に関し、更に詳細には、フローファクターを用いる
ことにより各種のガスに対し同一のオリフィスおよび設
定で高精度に流量制御できる流体可変型流量制御方法お
よびその装置に関する。
品、精密機械部品等の製造に用いる各種ガスの流量制御
方法に関し、更に詳細には、フローファクターを用いる
ことにより各種のガスに対し同一のオリフィスおよび設
定で高精度に流量制御できる流体可変型流量制御方法お
よびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製造施設や化学品製造施
設の流体供給装置であって高精度な流量制御を必要とす
るものは、その殆んどがマスフローコントローラを用い
ている。
設の流体供給装置であって高精度な流量制御を必要とす
るものは、その殆んどがマスフローコントローラを用い
ている。
【０００３】図５は従来の半導体製造装置用の高純度水
分発生装置の一例を示すものである。３種類のＨ2 ガ
ス、Ｏ2 ガスおよびＮ2 ガスは、マスフローコントロー
ラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３により流量制御されながらバルブ
Ｖ１〜Ｖ３を通して反応炉ＲＲへ導入される。まず、バ
ルブＶ３を開、Ｖ１・Ｖ２を閉にして反応炉ＲＲをＮ2
ガスでパージする。次いで、バルブＶ３を閉、Ｖ１・Ｖ
２を開にして反応炉ＲＲ内にＨ2 ガスとＯ2 ガスを所定
流量で供給し、ここで白金触媒により非燃焼下でＨ2 Ｏ
ガスを生成し、この高純度水蒸気を後方の図示しない設
備に供給する。
分発生装置の一例を示すものである。３種類のＨ2 ガ
ス、Ｏ2 ガスおよびＮ2 ガスは、マスフローコントロー
ラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３により流量制御されながらバルブ
Ｖ１〜Ｖ３を通して反応炉ＲＲへ導入される。まず、バ
ルブＶ３を開、Ｖ１・Ｖ２を閉にして反応炉ＲＲをＮ2
ガスでパージする。次いで、バルブＶ３を閉、Ｖ１・Ｖ
２を開にして反応炉ＲＲ内にＨ2 ガスとＯ2 ガスを所定
流量で供給し、ここで白金触媒により非燃焼下でＨ2 Ｏ
ガスを生成し、この高純度水蒸気を後方の図示しない設
備に供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、マスフローコ
ントローラは、ガスの種類毎および流量レンジ毎にリニ
アライザ補正をしているため、調整したガス種以外のガ
スには使用できないという欠点を有する。従って、図５
に示されているように、Ｈ2 ガス、Ｏ2 ガス、Ｎ 2 ガス
毎に夫々マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３が
配置されているのである。
ントローラは、ガスの種類毎および流量レンジ毎にリニ
アライザ補正をしているため、調整したガス種以外のガ
スには使用できないという欠点を有する。従って、図５
に示されているように、Ｈ2 ガス、Ｏ2 ガス、Ｎ 2 ガス
毎に夫々マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３が
配置されているのである。
【０００５】ところが、図５のようなガス供給設備で
は、通常夫々のマスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦ
Ｃ３毎に予備品を備える必要があり、マスフローコント
ローラの製品価格が高い上に交換用部品も高価であるた
め、設備費やランニングコストが高くつくと云う不都合
が存在する。尚、もしもガス種変更の際にマスフローコ
ントローラを交換しないで、その毎にリニアライザ補正
をし直した場合には、迅速な対応ができないために製造
プラントの一時停止という最悪の事態を招きかねない。
そのため、上述のように、ガス種毎の予備のマスフロー
コントローラを常に在庫として保持しておく必要があ
る。
は、通常夫々のマスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦ
Ｃ３毎に予備品を備える必要があり、マスフローコント
ローラの製品価格が高い上に交換用部品も高価であるた
め、設備費やランニングコストが高くつくと云う不都合
が存在する。尚、もしもガス種変更の際にマスフローコ
ントローラを交換しないで、その毎にリニアライザ補正
をし直した場合には、迅速な対応ができないために製造
プラントの一時停止という最悪の事態を招きかねない。
そのため、上述のように、ガス種毎の予備のマスフロー
コントローラを常に在庫として保持しておく必要があ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る流体可変型
流量制御装置は上記欠点を解消するためになされたもの
である。請求項１の発明は、オリフィスの上流側圧力Ｐ
1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリ
フィスを通過するガスの演算流量ＱｃをＱｃ＝ＫＰ
1 （Ｋは定数）として演算する流量制御方法において、
ガス種毎にフローファクターＦＦを
流量制御装置は上記欠点を解消するためになされたもの
である。請求項１の発明は、オリフィスの上流側圧力Ｐ
1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリ
フィスを通過するガスの演算流量ＱｃをＱｃ＝ＫＰ
1 （Ｋは定数）として演算する流量制御方法において、
ガス種毎にフローファクターＦＦを
【数３】 γS ：ガスの標準状態に於ける密度 κ ：ガスの比熱比 Ｒ ：ガス定数 ｋ ：ガス種に依存しない比例定数 により計算し、ガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB
を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA ＦＦA ：ガス種Ａのフローファクター ＦＦB ：ガス種Ｂのフローファクター として算出することを特徴とするフローファクターによ
る流体可変型流量制御方法である。
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB
を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA ＦＦA ：ガス種Ａのフローファクター ＦＦB ：ガス種Ｂのフローファクター として算出することを特徴とするフローファクターによ
る流体可変型流量制御方法である。
【０００７】請求項２の発明は、コントロール弁とオリ
フィスとこれらの間の上流側圧力を検出する圧力検出器
と流量設定回路からなり、上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力
Ｐ2の約２倍以上に保持しながら特定のガス種Ａに関し
下流側の流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋ：定数）で演算で
きるように設定し、この演算流量ＱC と設定流量ＱSと
の差信号によりコントロール弁を開閉制御する流量制御
装置において、ガス種毎にフローファクターＦＦを
フィスとこれらの間の上流側圧力を検出する圧力検出器
と流量設定回路からなり、上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力
Ｐ2の約２倍以上に保持しながら特定のガス種Ａに関し
下流側の流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋ：定数）で演算で
きるように設定し、この演算流量ＱC と設定流量ＱSと
の差信号によりコントロール弁を開閉制御する流量制御
装置において、ガス種毎にフローファクターＦＦを
【数４】 γS ：ガスの標準状態に於ける密度 κ ：ガスの比熱比 Ｒ ：ガス定数 ｋ ：ガス種に依存しない比例定数 により計算し、ガス種Ｂのガス種Ａに対する比フローフ
ァクター（ＦＦB ／ＦＦ A ）を記憶する記憶部を設け、
基準となるガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同一オ
リフィス、同一上流側圧力及び同一上流側温度の条件下
でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA として算出する演算部を設けたことを特徴とするフロー
ファクターによる流体可変型流量制御装置である。
ァクター（ＦＦB ／ＦＦ A ）を記憶する記憶部を設け、
基準となるガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同一オ
リフィス、同一上流側圧力及び同一上流側温度の条件下
でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA として算出する演算部を設けたことを特徴とするフロー
ファクターによる流体可変型流量制御装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本願発明者等は、先にマスフロー
コントローラに替るものとして後述するような圧力式流
量制御装置を開発しているが、当該圧力式流量制御装置
の開発過程に於いて、従前のマスフローコントローラに
替えてこの圧力式流量制御装置を用いることにより、複
数のガス種に対しても基本設定を変えることなく流量制
御できる方法を着想した。
コントローラに替るものとして後述するような圧力式流
量制御装置を開発しているが、当該圧力式流量制御装置
の開発過程に於いて、従前のマスフローコントローラに
替えてこの圧力式流量制御装置を用いることにより、複
数のガス種に対しても基本設定を変えることなく流量制
御できる方法を着想した。
【０００９】即ち、本発明者等が先に開発をし、特開平
８−３３８５４６号として公開している圧力式流量制御
装置（以下、ＦＣＳ装置とも略称する）は、オリフィス
の上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上に保持
した状態で流体の流量制御を行ない、オリフィスと、オ
リフィスの上流側に設けたコントロール弁と、コントロ
ール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出
器の検出圧力Ｐ1 から流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （但しＫ
は定数）として演算すると共に、流量指令信号ＱS と前
記演算した流量信号ＱC との差を制御信号Ｑy として前
記コントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とか
ら構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上
流側圧力Ｐ1 を調整し、オリフィス下流側流量を制御す
ることを特徴とする。
８−３３８５４６号として公開している圧力式流量制御
装置（以下、ＦＣＳ装置とも略称する）は、オリフィス
の上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上に保持
した状態で流体の流量制御を行ない、オリフィスと、オ
リフィスの上流側に設けたコントロール弁と、コントロ
ール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出
器の検出圧力Ｐ1 から流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （但しＫ
は定数）として演算すると共に、流量指令信号ＱS と前
記演算した流量信号ＱC との差を制御信号Ｑy として前
記コントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とか
ら構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上
流側圧力Ｐ1 を調整し、オリフィス下流側流量を制御す
ることを特徴とする。
【００１０】当該ＦＣＳ装置の最大の特徴点は、オリフ
ィスを流れているガスの流量ＱC が上流側圧力Ｐ1 にの
み依存し、同一のオリフィスとガス種に対してはＱC ＝
ＫＰ 1 （Ｋは定数）として演算で算出できることであ
る。
ィスを流れているガスの流量ＱC が上流側圧力Ｐ1 にの
み依存し、同一のオリフィスとガス種に対してはＱC ＝
ＫＰ 1 （Ｋは定数）として演算で算出できることであ
る。
【００１１】つまり、オリフィスとガス種を決めて比例
定数Ｋを初期設定すれば、オリフィスの下流側圧力Ｐ2
の変動に関係なくオリフィスの上流側圧力Ｐ1 を測定す
るだけで、実際の流量を演算で算出できる。この設定条
件の下で流通させるガス種を変更した場合に、上流側圧
力Ｐ1 が得られたとき、流量がどのように求められるか
が本発明の主題である。
定数Ｋを初期設定すれば、オリフィスの下流側圧力Ｐ2
の変動に関係なくオリフィスの上流側圧力Ｐ1 を測定す
るだけで、実際の流量を演算で算出できる。この設定条
件の下で流通させるガス種を変更した場合に、上流側圧
力Ｐ1 が得られたとき、流量がどのように求められるか
が本発明の主題である。
【００１２】この問題を解くために、以下に定数Ｋの意
味を明らかにする。高圧領域からオリフィスを介して低
圧領域へとガスが流出しているとき、ガスの流管に連続
の法則、エネルギー保存則および気体の状態方程式（気
体の非粘性）を適用し、しかも流出時にガスの断熱変化
を前提とする。
味を明らかにする。高圧領域からオリフィスを介して低
圧領域へとガスが流出しているとき、ガスの流管に連続
の法則、エネルギー保存則および気体の状態方程式（気
体の非粘性）を適用し、しかも流出時にガスの断熱変化
を前提とする。
【００１３】更に、オリフィス流出時のガスの流速が、
そのガス温度での音速に達すると仮定する。この音速条
件はＰ1 ≧約２Ｐ2 ということであり、換言すれば圧力
比Ｐ 2 ／Ｐ1 が臨界圧力比約１／２以下ということに相
当する。
そのガス温度での音速に達すると仮定する。この音速条
件はＰ1 ≧約２Ｐ2 ということであり、換言すれば圧力
比Ｐ 2 ／Ｐ1 が臨界圧力比約１／２以下ということに相
当する。
【００１４】これらの条件下でガスのオリフィス通過流
量Ｑは
量Ｑは
【数５】 として得られる。この流量Ｑを詳しく分解すると、 Ｑ＝ＦＦ・ＳＰ1 （１／Ｔ1 ）1/2
【数６】 ｋ＝（２×９．８１）1/2 ＝４．４２９ となることが分る。
【００１５】ここで、単位を含めて物理量を説明する
と、Ｑ（ｍ3 ／ｓｅｃ）は標準状態に於ける体積流量、
Ｓ（ｍ2 ）はオリフィス断面積、Ｐ1 （ｋｇ／ｍ2 ａｂ
ｓ）は上流側絶対圧力、Ｔ1 （Ｋ）は上流側ガス温度、
ＦＦ（ｍ3 Ｋ1/2 ／ｋｇｓｅｃ）はフローファクター、
ｋは比例定数、γS （ｋｇ／ｍ3 ）はガスの標準状態に
於ける密度、κ（無次元）はガスの比熱比、Ｒ（ｍ／
Ｋ）はガス定数である。
と、Ｑ（ｍ3 ／ｓｅｃ）は標準状態に於ける体積流量、
Ｓ（ｍ2 ）はオリフィス断面積、Ｐ1 （ｋｇ／ｍ2 ａｂ
ｓ）は上流側絶対圧力、Ｔ1 （Ｋ）は上流側ガス温度、
ＦＦ（ｍ3 Ｋ1/2 ／ｋｇｓｅｃ）はフローファクター、
ｋは比例定数、γS （ｋｇ／ｍ3 ）はガスの標準状態に
於ける密度、κ（無次元）はガスの比熱比、Ｒ（ｍ／
Ｋ）はガス定数である。
【００１６】従って、演算流量Ｑｃ（＝ＫＰ1 ）を前記
流量Ｑと等しいと考えると、定数ＫはＫ＝ＦＦ・Ｓ／Ｔ
1 1/2 で表わされ、ガス種、上流側ガス温度およびオリ
フィス断面積に依存することが分る。つまり、上流側圧
力Ｐ1 、上流側温度Ｔ1 およびオリフィス断面積Ｓが同
一の条件下では、演算流量ＱｃはフローファクターＦＦ
にのみ依存することが明らかである。
流量Ｑと等しいと考えると、定数ＫはＫ＝ＦＦ・Ｓ／Ｔ
1 1/2 で表わされ、ガス種、上流側ガス温度およびオリ
フィス断面積に依存することが分る。つまり、上流側圧
力Ｐ1 、上流側温度Ｔ1 およびオリフィス断面積Ｓが同
一の条件下では、演算流量ＱｃはフローファクターＦＦ
にのみ依存することが明らかである。
【００１７】フローファクターＦＦは標準状態密度
γS 、比熱比κおよびガス定数Ｒに依存するから、ガス
種のみによって決まる因子である。結果として、上流側
圧力Ｐ1、上流側温度Ｔ1 およびオリフィスが同一のと
き、ガス種Ａの演算流量がＱA とすると、ガス種Ｂを流
通させた場合には、その演算流量ＱB はＱB ＝（ＦＦB
／ＦＦA ）ＱA で与えられることになる。ここで、ＦＦ
A 、ＦＦB は各々ガス種Ａ、Ｂのフローファクターであ
る。
γS 、比熱比κおよびガス定数Ｒに依存するから、ガス
種のみによって決まる因子である。結果として、上流側
圧力Ｐ1、上流側温度Ｔ1 およびオリフィスが同一のと
き、ガス種Ａの演算流量がＱA とすると、ガス種Ｂを流
通させた場合には、その演算流量ＱB はＱB ＝（ＦＦB
／ＦＦA ）ＱA で与えられることになる。ここで、ＦＦ
A 、ＦＦB は各々ガス種Ａ、Ｂのフローファクターであ
る。
【００１８】換言すると、ガス種以外の条件が同一のと
きには、ガス種変更時の流量ＱB は比フローファクター
ＦＦB ／ＦＦA （以下比ＦＦと略称する）を流量ＱA に
掛け込むだけで演算できる。一般に基礎となるガス種Ａ
は任意にとり得るが、本発明では慣例からＮ2 ガスとす
る。従って、比ＦＦとしてＦＦ／ＦＦN を採用する。こ
こで、ＦＦN はＮ2 ガスのフローファクターを意味す
る。各ガス種の物性値とフローファクターは表１に示さ
れる。
きには、ガス種変更時の流量ＱB は比フローファクター
ＦＦB ／ＦＦA （以下比ＦＦと略称する）を流量ＱA に
掛け込むだけで演算できる。一般に基礎となるガス種Ａ
は任意にとり得るが、本発明では慣例からＮ2 ガスとす
る。従って、比ＦＦとしてＦＦ／ＦＦN を採用する。こ
こで、ＦＦN はＮ2 ガスのフローファクターを意味す
る。各ガス種の物性値とフローファクターは表１に示さ
れる。
【００１９】比ＦＦの計算では、比例定数ｋは約分によ
り消去されるから、ＦＦの計算においては定数ｋは任意
の値をとってよい。単純にはｋ＝１としておくと計算は
簡単になる。従って、各請求項における比例定数ｋの値
にはそれだけの任意性が含まれている。
り消去されるから、ＦＦの計算においては定数ｋは任意
の値をとってよい。単純にはｋ＝１としておくと計算は
簡単になる。従って、各請求項における比例定数ｋの値
にはそれだけの任意性が含まれている。
【００２０】
【表１】
【００２１】Ｎ2 ガスを流通させてＦＣＳ装置の初期設
定を行い、Ｐ1 ≧２Ｐ2 の条件下でＱｃ＝ＫＰ1 の線形
性が成立することを確認する。次に、Ｏ2 ガスを流通さ
せて、同一オリフィス下で上流側圧力Ｐ1 、上流側温度
Ｔ1 を設定したとき、同条件でのＮ2 ガス流量ＱN に比
ＦＦ＝０．９３４９を掛けてＯ2 ガス流量ＱO2をＱ＝比
ＦＦ×ＱN を用いて算出する。一方、このＯ2 ガス流量
をビルドアップ法で実測した値と比較し、１％の誤差範
囲内にあることを確認した。即ち、このことは、上記理
論の妥当性を証明していることになる。
定を行い、Ｐ1 ≧２Ｐ2 の条件下でＱｃ＝ＫＰ1 の線形
性が成立することを確認する。次に、Ｏ2 ガスを流通さ
せて、同一オリフィス下で上流側圧力Ｐ1 、上流側温度
Ｔ1 を設定したとき、同条件でのＮ2 ガス流量ＱN に比
ＦＦ＝０．９３４９を掛けてＯ2 ガス流量ＱO2をＱ＝比
ＦＦ×ＱN を用いて算出する。一方、このＯ2 ガス流量
をビルドアップ法で実測した値と比較し、１％の誤差範
囲内にあることを確認した。即ち、このことは、上記理
論の妥当性を証明していることになる。
【００２２】上述したように、各ガス種の流量Ｑは、Ｎ
2 ガスの流量ＱN からＱ＝比ＦＦ×ＱN として演算でき
る。一方、ＱN ＝ＫＰ1 が成立しているが、上流側圧力
Ｐ1 はコントロール弁の開度に比例している。開度１０
０％のＮ2 ガス流量をＱN100とすると、ある開度でのＮ
2 ガス流量ＱN はＱN ＝ＱN100×（開度／１００）で与
えられる。従って、各ガス種の流量ＱはＱ＝比ＦＦ×Ｑ
N100×（開度／１００）として求めることができる。こ
こで比ＦＦ＝ＦＦ／ＦＦN を用いている。
2 ガスの流量ＱN からＱ＝比ＦＦ×ＱN として演算でき
る。一方、ＱN ＝ＫＰ1 が成立しているが、上流側圧力
Ｐ1 はコントロール弁の開度に比例している。開度１０
０％のＮ2 ガス流量をＱN100とすると、ある開度でのＮ
2 ガス流量ＱN はＱN ＝ＱN100×（開度／１００）で与
えられる。従って、各ガス種の流量ＱはＱ＝比ＦＦ×Ｑ
N100×（開度／１００）として求めることができる。こ
こで比ＦＦ＝ＦＦ／ＦＦN を用いている。
【００２３】この流量算出式はコントロール弁の開度か
ら実際のガス流量Ｑを求める場合に有効である。しか
し、実質上、前述したＱ＝比ＦＦ×ＱN と同一であるこ
とは容易に分るであろう。
ら実際のガス流量Ｑを求める場合に有効である。しか
し、実質上、前述したＱ＝比ＦＦ×ＱN と同一であるこ
とは容易に分るであろう。
【００２４】
【実施例】図１は、本発明に係る流体可変型流量制御装
置の使用の一例を示すものであり、マスフローコントロ
ーラを用いる従前の図５に対応するものである。流体可
変型圧力式流量制御装置をＦＣＳで表わすと、この２台
のＦＣＳ1 、及びＦＣＳ2で３種のＨ2 ガス、Ｏ2 ガ
ス、Ｎ2 ガスを流量制御する。尚、図１では、反応炉Ｒ
Ｒ内へＨ2 とＯ2 を同時に供給するため、２台の圧力式
流量制御装置ＦＣＳ1 、ＦＣＳ2 を必要とするが、Ｏ2
とＮ2 とを同時に反応炉ＲＲへ供給することは無いた
め、Ｏ2 及びＮ2 の流量制御には圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳ2 が兼用される。水分の発生に際しては、まずバル
ブＶ３を開、Ｖ１・Ｖ２を閉にして反応炉ＲＲ内をＮ2
ガスでパージする。次に、バルブＶ１・Ｖ２を開、Ｖ３
を閉にして反応炉ＲＲ内にＨ2 ガスとＯ2 ガスを送る。
反応炉ＲＲ内では触媒により水蒸気を過不足なく生成
し、この清浄な水蒸気を後続の装置へ送出する。尚、こ
こでは、Ｈ2 ガスとＯ2 ガスを同時に反応炉ＲＲ内へ供
給するようにしているが、先にＯ2 ガスの供給を開始
し、所望時間遅れてＨ2 ガスが供給される場合もある。
また、圧力式流量制御装置ＦＣＳ2 によりＯ2 の流量を
制御する場合には、前記Ｑ＝比ＦＦ×ＱN の関係式が利
用されることは勿論である。
置の使用の一例を示すものであり、マスフローコントロ
ーラを用いる従前の図５に対応するものである。流体可
変型圧力式流量制御装置をＦＣＳで表わすと、この２台
のＦＣＳ1 、及びＦＣＳ2で３種のＨ2 ガス、Ｏ2 ガ
ス、Ｎ2 ガスを流量制御する。尚、図１では、反応炉Ｒ
Ｒ内へＨ2 とＯ2 を同時に供給するため、２台の圧力式
流量制御装置ＦＣＳ1 、ＦＣＳ2 を必要とするが、Ｏ2
とＮ2 とを同時に反応炉ＲＲへ供給することは無いた
め、Ｏ2 及びＮ2 の流量制御には圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳ2 が兼用される。水分の発生に際しては、まずバル
ブＶ３を開、Ｖ１・Ｖ２を閉にして反応炉ＲＲ内をＮ2
ガスでパージする。次に、バルブＶ１・Ｖ２を開、Ｖ３
を閉にして反応炉ＲＲ内にＨ2 ガスとＯ2 ガスを送る。
反応炉ＲＲ内では触媒により水蒸気を過不足なく生成
し、この清浄な水蒸気を後続の装置へ送出する。尚、こ
こでは、Ｈ2 ガスとＯ2 ガスを同時に反応炉ＲＲ内へ供
給するようにしているが、先にＯ2 ガスの供給を開始
し、所望時間遅れてＨ2 ガスが供給される場合もある。
また、圧力式流量制御装置ＦＣＳ2 によりＯ2 の流量を
制御する場合には、前記Ｑ＝比ＦＦ×ＱN の関係式が利
用されることは勿論である。
【００２５】図２は、本発明に係る流体可変型流量制御
装置の使用の他の例を示すものであり、半導体装置に於
ける所謂シングルチャンバーマルチプロセス方式へ適用
した場合を示すものである。例えば、図２に於いて、Ｓ
ｉを酸化したあと直にこれを窒化しようとする場合、先
ずＮ2 ガスで系内をパージし、次にＨ2 ガスとＯ2 ガス
をプロセスチャンバーＰＲ内へ供給してＳｉを酸化す
る。その後Ｎ2 Ｏガスを供給してＳｉ酸化膜を窒化し、
最後にＮ2 ガスを供給して系内をパージする。その結
果、図２の流量制御装置に於いては、２台の流体可変型
圧力式流量制御装置ＦＣＳ1 、ＦＣＳ2 を必要とする
が、もしも当該流量制御装置を従前のマスフローコント
ローラを用いて構成するとすれば、予備品を除いても４
基のマスフローコントローラを必要とし、設備費の大幅
な高騰を招くことになる。
装置の使用の他の例を示すものであり、半導体装置に於
ける所謂シングルチャンバーマルチプロセス方式へ適用
した場合を示すものである。例えば、図２に於いて、Ｓ
ｉを酸化したあと直にこれを窒化しようとする場合、先
ずＮ2 ガスで系内をパージし、次にＨ2 ガスとＯ2 ガス
をプロセスチャンバーＰＲ内へ供給してＳｉを酸化す
る。その後Ｎ2 Ｏガスを供給してＳｉ酸化膜を窒化し、
最後にＮ2 ガスを供給して系内をパージする。その結
果、図２の流量制御装置に於いては、２台の流体可変型
圧力式流量制御装置ＦＣＳ1 、ＦＣＳ2 を必要とする
が、もしも当該流量制御装置を従前のマスフローコント
ローラを用いて構成するとすれば、予備品を除いても４
基のマスフローコントローラを必要とし、設備費の大幅
な高騰を招くことになる。
【００２６】図３は本発明に係る流体可変型圧力式流量
制御装置の第１実施例のブロック構成図である。この流
量制御装置ＦＣＳはコントロール弁２、その駆動部４、
圧力検出器６、オリフィス８、ガス取出用継手１２、流
量演算回路１４、ガス種選択回路１５、流量設定回路１
６、比ＦＦ記憶部１７、流量演算部１８、流量表示部１
９および演算制御回路２０から構成されている。
制御装置の第１実施例のブロック構成図である。この流
量制御装置ＦＣＳはコントロール弁２、その駆動部４、
圧力検出器６、オリフィス８、ガス取出用継手１２、流
量演算回路１４、ガス種選択回路１５、流量設定回路１
６、比ＦＦ記憶部１７、流量演算部１８、流量表示部１
９および演算制御回路２０から構成されている。
【００２７】流量演算回路１４は温度検出器２３、増幅
回路２２・２４、Ａ／Ｄ変換器２６・２８、温度補正回
路３０および演算回路３２から構成される。また、演算
制御回路２０は比較回路３４および増幅回路３６から構
成される。
回路２２・２４、Ａ／Ｄ変換器２６・２８、温度補正回
路３０および演算回路３２から構成される。また、演算
制御回路２０は比較回路３４および増幅回路３６から構
成される。
【００２８】前記コントロール弁２には、所謂ダイレク
トタッチ型のメタルダイヤフラム弁が使用されており、
また、その駆動部４には圧電素子型駆動装置が使用され
ている。尚、これらの駆動部としてはこの他に、磁歪素
子型駆動装置やソレノイド型駆動装置、モータ型駆動装
置、空気圧型駆動装置、熱膨張型駆動装置が用いられ
る。
トタッチ型のメタルダイヤフラム弁が使用されており、
また、その駆動部４には圧電素子型駆動装置が使用され
ている。尚、これらの駆動部としてはこの他に、磁歪素
子型駆動装置やソレノイド型駆動装置、モータ型駆動装
置、空気圧型駆動装置、熱膨張型駆動装置が用いられ
る。
【００２９】前記圧力検出器６には半導体歪型圧力セン
サーが使用されているが、圧力検出器としてはこの他
に、金属箔歪型圧力センサーや静電容量型圧力センサ
ー、磁気抵抗型圧力センサー等の使用も可能である。
サーが使用されているが、圧力検出器としてはこの他
に、金属箔歪型圧力センサーや静電容量型圧力センサ
ー、磁気抵抗型圧力センサー等の使用も可能である。
【００３０】前記温度検出器２３には熱電対型温度セン
サーが使用されているが、測温抵抗型温度センサー等の
公知の各種温度センサーが使用できる。
サーが使用されているが、測温抵抗型温度センサー等の
公知の各種温度センサーが使用できる。
【００３１】前記オリフィス８には、板状の金属薄板製
ガスケットに切削加工によって孔部を設けたオリフィス
が使用されているが、オリフィスとしてはこの他に、エ
ッチング及び放電加工により金属膜に孔を形成したオリ
フィスを使用することができる。
ガスケットに切削加工によって孔部を設けたオリフィス
が使用されているが、オリフィスとしてはこの他に、エ
ッチング及び放電加工により金属膜に孔を形成したオリ
フィスを使用することができる。
【００３２】ガス種選択回路１５はＨ2 ガス、Ｏ2 ガ
ス、Ｎ2 ガスを選択するもので、流量設定回路１６はそ
の流量設定信号Ｑe を演算制御回路２０に指令する。
ス、Ｎ2 ガスを選択するもので、流量設定回路１６はそ
の流量設定信号Ｑe を演算制御回路２０に指令する。
【００３３】比ＦＦ記憶部１７はＮ2 ガスに対する比Ｆ
Ｆを記憶したメモリーで、Ｎ2 ガスは１、Ｏ2 ガスはＦ
ＦO ／ＦＦN 、Ｈ2 ガスはＦＦH ／ＦＦN の値に設定さ
れている。ここで、ＦＦN 、ＦＦO 、ＦＦH はＮ2 、Ｏ
2 、Ｈ2 ガスのフローファクターである。例えば、図示
しないＦＦ計算部があり、そのＦＦ値を保存したＦＦ記
憶部からデータを読み込んで比ＦＦ値を計算し、この比
ＦＦ記憶部１７に記憶させてもよい。
Ｆを記憶したメモリーで、Ｎ2 ガスは１、Ｏ2 ガスはＦ
ＦO ／ＦＦN 、Ｈ2 ガスはＦＦH ／ＦＦN の値に設定さ
れている。ここで、ＦＦN 、ＦＦO 、ＦＦH はＮ2 、Ｏ
2 、Ｈ2 ガスのフローファクターである。例えば、図示
しないＦＦ計算部があり、そのＦＦ値を保存したＦＦ記
憶部からデータを読み込んで比ＦＦ値を計算し、この比
ＦＦ記憶部１７に記憶させてもよい。
【００３４】流量演算部１８では比ＦＦのデータを用い
て、流通しているガス種の流量ＱをＱ＝比ＦＦ×Ｑ
N （ＱN は相当Ｎ2 ガス流量）で演算し、この値を流量
表示部１９に表示する。
て、流通しているガス種の流量ＱをＱ＝比ＦＦ×Ｑ
N （ＱN は相当Ｎ2 ガス流量）で演算し、この値を流量
表示部１９に表示する。
【００３５】次に、このＦＣＳ装置の作動について説明
する。初めに、この装置全体はＮ2 ガスを基準に初期設
定されているとする。まず、ガス種選択回路１５でＮ2
ガスを選択し、流量設定信号Ｑe を流量設定回路１６か
ら指令する。コントロール弁２ｃを開き、オリフィス８
の上流側の気体圧力Ｐ1 が圧力検出器６によって検出さ
れ、増幅器２２、Ａ／Ｄ変換器２６を経て、デジタル化
された信号が演算回路３２へ出力される。
する。初めに、この装置全体はＮ2 ガスを基準に初期設
定されているとする。まず、ガス種選択回路１５でＮ2
ガスを選択し、流量設定信号Ｑe を流量設定回路１６か
ら指令する。コントロール弁２ｃを開き、オリフィス８
の上流側の気体圧力Ｐ1 が圧力検出器６によって検出さ
れ、増幅器２２、Ａ／Ｄ変換器２６を経て、デジタル化
された信号が演算回路３２へ出力される。
【００３６】同様に、オリフィス上流側の気体温度Ｔ1
が温度検出器２３で検出され、増幅器２４およびＡ／Ｄ
変換器２８を経て、デジタル化された温度信号が温度補
正回路３０に入力される。
が温度検出器２３で検出され、増幅器２４およびＡ／Ｄ
変換器２８を経て、デジタル化された温度信号が温度補
正回路３０に入力される。
【００３７】演算回路３２では、圧力信号Ｐ1 を用い
て、流量ＱがＱ＝ＫＰ1 として演算されると共に、前記
温度補正回路３０からの補正信号を用いて前記流量Ｑの
温度補正が行なわれ、演算流量ＱC が比較回路３４へ出
力される。この式の定数ＫはＮ 2 ガスに対して設定され
ていることは前述の通りである。
て、流量ＱがＱ＝ＫＰ1 として演算されると共に、前記
温度補正回路３０からの補正信号を用いて前記流量Ｑの
温度補正が行なわれ、演算流量ＱC が比較回路３４へ出
力される。この式の定数ＫはＮ 2 ガスに対して設定され
ていることは前述の通りである。
【００３８】演算流量ＱC と流量設定信号Ｑe との差信
号Ｑy が比較回路３４から増幅器３６を介して出力さ
れ、差信号Ｑy が零になるように駆動部４によりコント
ロール弁２を開閉する。この一連の動作によって所定量
のＮ2 ガスが図１の反応炉ＲＲに送出される。また、比
ＦＦ記憶部１７ではＮ2 ガスの比フローファクターであ
る１が選択され、流量演算部１８ではＱ＝１×ＱC から
Ｑ＝ＱC が計算され、流量表示部１９でそのＮ2 ガス流
量ＱC が表示される。
号Ｑy が比較回路３４から増幅器３６を介して出力さ
れ、差信号Ｑy が零になるように駆動部４によりコント
ロール弁２を開閉する。この一連の動作によって所定量
のＮ2 ガスが図１の反応炉ＲＲに送出される。また、比
ＦＦ記憶部１７ではＮ2 ガスの比フローファクターであ
る１が選択され、流量演算部１８ではＱ＝１×ＱC から
Ｑ＝ＱC が計算され、流量表示部１９でそのＮ2 ガス流
量ＱC が表示される。
【００３９】つづいて、ガス種選択回路１５でＯ2 ガス
を選択し、その流量設定流量Ｑe が流量設定回路１６か
ら指令される。前述した定数ＫはＮ2 ガスに対応するよ
うに初期設定されているから、本実施例では信号Ｑe は
Ｎ2 ガスに換算された値に設定される。上述と同様に、
ＱC ＝ＫＰ1 を介して演算流量ＱC がＱe に等しくなる
までコントロール弁２の開閉調整が行なわれる。
を選択し、その流量設定流量Ｑe が流量設定回路１６か
ら指令される。前述した定数ＫはＮ2 ガスに対応するよ
うに初期設定されているから、本実施例では信号Ｑe は
Ｎ2 ガスに換算された値に設定される。上述と同様に、
ＱC ＝ＫＰ1 を介して演算流量ＱC がＱe に等しくなる
までコントロール弁２の開閉調整が行なわれる。
【００４０】演算流量ＱC が流量設定信号Ｑe に等しく
なっても、実際に流通しているのはＯ2 ガスであり、実
ガス流量ＱはＱ＝ＦＦO ／ＦＦN ×ＱC だけオリフィス
８を流れている。従って、比ＦＦ記憶部１７では比フロ
ーファクターとしてＦＦO ／ＦＦN が選択され、流量演
算部１８ではＱ＝ＦＦO ／ＦＦN ×ＱC としてＯ2 ガス
流量が計算され、流量表示部１９でその数値が表示され
る。
なっても、実際に流通しているのはＯ2 ガスであり、実
ガス流量ＱはＱ＝ＦＦO ／ＦＦN ×ＱC だけオリフィス
８を流れている。従って、比ＦＦ記憶部１７では比フロ
ーファクターとしてＦＦO ／ＦＦN が選択され、流量演
算部１８ではＱ＝ＦＦO ／ＦＦN ×ＱC としてＯ2 ガス
流量が計算され、流量表示部１９でその数値が表示され
る。
【００４１】上記実施例では、たとえＯ2 ガスを選択し
ても、流量設定回路１６からはその実際の流量が指令さ
れるのではなく、そのＮ2 ガス相等量に換算された流量
設定信号Ｑe が出力されている。
ても、流量設定回路１６からはその実際の流量が指令さ
れるのではなく、そのＮ2 ガス相等量に換算された流量
設定信号Ｑe が出力されている。
【００４２】図４はこの点を改善した流体可変型圧力式
流量制御装置の第２実施例のブロック構成図である。図
３と異なる点だけを説明すると、比ＦＦ記憶部１７を有
した逆比ＦＦ演算回路２２を付加していることである。
流量制御装置の第２実施例のブロック構成図である。図
３と異なる点だけを説明すると、比ＦＦ記憶部１７を有
した逆比ＦＦ演算回路２２を付加していることである。
【００４３】例えば、ガス種選択回路１５によりＯ2 ガ
スを選択すると、流量設定回路１６からは実際のＯ2 ガ
ス流量を流量設定信号Ｑe として出力する。この信号Ｑ
e を比ＦＦ記憶部１７の比ＦＦを使って逆比ＦＦ演算回
路２１によりＮ2 ガス相等量に換算する。即ち、Ｑe に
比フローファクターの逆数を掛け、Ｑk ＝１／（ＦＦ O
／ＦＦN ）×Ｑe からＮ2 ガス相等信号Ｑk に変換す
る。ＦＣＳ装置がＮ2 ガスで初期設定されているからで
ある。
スを選択すると、流量設定回路１６からは実際のＯ2 ガ
ス流量を流量設定信号Ｑe として出力する。この信号Ｑ
e を比ＦＦ記憶部１７の比ＦＦを使って逆比ＦＦ演算回
路２１によりＮ2 ガス相等量に換算する。即ち、Ｑe に
比フローファクターの逆数を掛け、Ｑk ＝１／（ＦＦ O
／ＦＦN ）×Ｑe からＮ2 ガス相等信号Ｑk に変換す
る。ＦＣＳ装置がＮ2 ガスで初期設定されているからで
ある。
【００４４】この実施例では、流量演算部１８は必要と
しない。流量設定信号Ｑe 自体がＯ 2 ガス流量であるか
ら、この流量設定信号Ｑe を流量表示部１９で表示する
だけでよい。Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガスに対しても同様である
ことは云うまでもない。
しない。流量設定信号Ｑe 自体がＯ 2 ガス流量であるか
ら、この流量設定信号Ｑe を流量表示部１９で表示する
だけでよい。Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガスに対しても同様である
ことは云うまでもない。
【００４５】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種
々の変形例、設計変更等をその技術的範囲内に包含する
ものである。
なく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種
々の変形例、設計変更等をその技術的範囲内に包含する
ものである。
【００４６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、圧力式流量制
御装置がガス種Ａ（例えばＮ2 ガス）で初期設定されて
いても、任意のガス種Ｂを流通させたときにフローファ
クターを通してガス種Ｂの流量に容易に変換できるか
ら、一台の圧力式流量制御装置を多種類のガス種に対し
て使用できる方法を与えている。従って、従前のマスフ
ローメータを用いた流量制御装置や、マスフローメータ
を単に圧力式流量制御装置に置き換えした流量制御方式
に比較して、安価で広範囲のガス種に対し高精度に対応
できる流量制御方法が実現できた。
御装置がガス種Ａ（例えばＮ2 ガス）で初期設定されて
いても、任意のガス種Ｂを流通させたときにフローファ
クターを通してガス種Ｂの流量に容易に変換できるか
ら、一台の圧力式流量制御装置を多種類のガス種に対し
て使用できる方法を与えている。従って、従前のマスフ
ローメータを用いた流量制御装置や、マスフローメータ
を単に圧力式流量制御装置に置き換えした流量制御方式
に比較して、安価で広範囲のガス種に対し高精度に対応
できる流量制御方法が実現できた。
【００４７】請求項２の発明は、請求項１の方法を具体
的な装置として実現したから、直ちに応用できる産業上
極めて有益な流量制御装置を実現した。
的な装置として実現したから、直ちに応用できる産業上
極めて有益な流量制御装置を実現した。
【図１】本発明に係る流体可変型圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳの使用可能例の一つを示す配置図であり、３種類の
各流量の異なる流体を２基のＦＣＳを用いて供給する場
合を示すものである。
ＣＳの使用可能例の一つを示す配置図であり、３種類の
各流量の異なる流体を２基のＦＣＳを用いて供給する場
合を示すものである。
【図２】本発明に係る流体可変型圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳの他の使用例を示すものであり、４種類の各流量の
異なる流体を２基のＦＣＳを用いて供給する場合を示す
ものである。
ＣＳの他の使用例を示すものであり、４種類の各流量の
異なる流体を２基のＦＣＳを用いて供給する場合を示す
ものである。
【図３】本発明の第１実施例に係る流体可変型圧力式流
量制御装置のブロック構成図である。
量制御装置のブロック構成図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る流体可変型圧力式流
量制御装置のブロック構成図である。
量制御装置のブロック構成図である。
【図５】従来例に係る半導体製造装置用の高純度水分発
生装置の配置図である。
生装置の配置図である。
２はコントロール弁、４は駆動部、６は圧力検出器、８
はオリフィス、１２はガス取出用継手、１４は流量演算
回路、１５はガス種選択回路、１６は流量設定回路、１
７は比ＦＦ記憶部、１８は流量演算部、１９は流量表示
部、２０は演算制御回路、２１は逆比ＦＦ演算回路、２
２・２４は増幅器、２３は温度検出器、２６・２８はＡ
／Ｄ変換器、３０は温度補正回路、３２は演算回路、３
４は比較回路、３６は増幅回路、ＦＣＳは流体可変型流
量制御装置、ＱC は演算流量信号、Ｑe は流量設定信
号、Ｑk はＮ2 ガス相等信号、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３はバル
ブである。
はオリフィス、１２はガス取出用継手、１４は流量演算
回路、１５はガス種選択回路、１６は流量設定回路、１
７は比ＦＦ記憶部、１８は流量演算部、１９は流量表示
部、２０は演算制御回路、２１は逆比ＦＦ演算回路、２
２・２４は増幅器、２３は温度検出器、２６・２８はＡ
／Ｄ変換器、３０は温度補正回路、３２は演算回路、３
４は比較回路、３６は増幅回路、ＦＣＳは流体可変型流
量制御装置、ＱC は演算流量信号、Ｑe は流量設定信
号、Ｑk はＮ2 ガス相等信号、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３はバル
ブである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ケ袋２丁目１番17− 301号 (72)発明者 森本 明弘 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 宇野 富雄 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 池田 信一 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 土肥 亮介 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 西野 功二 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 出田 英二 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 松本 篤志 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 上野山 豊己 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 山路 道雄 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 廣瀬 隆 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 加賀爪 哲 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 廣瀬 潤 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 深澤 和夫 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 小泉 浩 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 長岡 秀樹 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CC11 CD15 CE02 CE04 CE21 CF05 CF08 5H307 AA20 BB01 DD06 DD12 DD20 EE02 EE07 EE19 FF03 FF12 FF15 GG11 GG15 HH12 JJ01
Claims (2)
- 【請求項１】 オリフィスの上流側圧力Ｐ1 を下流側圧
力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリフィスを通過
するガスの演算流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋは定数）と
して演算する流量制御方法において、ガス種毎にフロー
ファクターＦＦを 【数１】 γS ：ガスの標準状態に於ける密度 κ ：ガスの比熱比 Ｒ ：ガス定数 ｋ ：ガス種に依存しない比例定数 により計算し、ガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB
を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA ＦＦA ：ガス種Ａのフローファクター ＦＦB ：ガス種Ｂのフローファクター として算出することを特徴とするフローファクターによ
る流体可変型流量制御方法。 - 【請求項２】 コントロール弁とオリフィスとこれらの
間の上流側圧力を検出する圧力検出器と流量設定回路か
らなり、上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上
に保持しながら特定のガス種Ａに関し下流側の流量ＱC
をＱC ＝ＫＰ 1 （Ｋ：定数）で演算できるように設定
し、この演算流量ＱC と設定流量ＱS との差信号により
コントロール弁を開閉制御する流量制御装置において、
ガス種毎にフローファクターＦＦを 【数２】 γS ：ガスの標準状態に於ける密度 κ ：ガスの比熱比 Ｒ ：ガス定数 ｋ ：ガス種に依存しない比例定数 により計算し、ガス種Ｂのガス種Ａに対する比フローフ
ァクター（ＦＦB ／ＦＦ A ）を記憶する記憶部を設け、
基準となるガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同一オ
リフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の条件
下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA として算出する演算部を設けたことを特徴とするフロー
ファクターによる流体可変型流量制御装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12910999A JP3387849B2 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | フローファクターによる流体可変型流量制御方法およびその装置 |
| EP20080006286 EP2028577A2 (en) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| PCT/JP2000/002160 WO2000063756A1 (fr) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | Dispositif d'alimentation en fluide du type derivation parallele, et procede et dispositif de commande du debit d'un systeme de pression du type a fluide variable utilise dans ledit dispositif |
| KR10-2000-7014228A KR100427563B1 (ko) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | 병렬분류형 유체공급장치와, 이것에 사용하는 유체가변형압력식 유량제어방법 및 유체가변형 압력식 유량제어장치 |
| EP00913087A EP1096351A4 (en) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | FLUID SUPPLY DEVICE OF THE PARALLEL BYPASS TYPE, AND METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE FLOW OF A VARIABLE FLUID TYPE PRESSURE SYSTEM USED IN SAID DEVICE |
| TW89107095A TW445401B (en) | 1999-04-16 | 2000-04-15 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| US09/734,640 US6422264B2 (en) | 1999-04-16 | 2000-12-13 | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
| US10/162,552 US6820632B2 (en) | 1999-04-16 | 2002-06-06 | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
| US10/775,104 US6848470B2 (en) | 1999-04-16 | 2004-02-11 | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12910999A JP3387849B2 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | フローファクターによる流体可変型流量制御方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000322130A true JP2000322130A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3387849B2 JP3387849B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=15001298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12910999A Expired - Fee Related JP3387849B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-05-10 | フローファクターによる流体可変型流量制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3387849B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1585002A1 (en) * | 2003-01-17 | 2005-10-12 | Fujikin Incorporated | Flow control method for clustering fluid and flow control device for clustering fluid |
| JP2006330851A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Fujikin Inc | 改良型圧力式流量制御装置 |
| WO2008016189A1 (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Flow control using mass flow controller |
| CN100407373C (zh) * | 2003-02-07 | 2008-07-30 | 东京毅力科创株式会社 | 流体控制装置和热处理装置 |
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