JP2005149075A

JP2005149075A - Fluid controller

Info

Publication number: JP2005149075A
Application number: JP2003384945A
Authority: JP
Inventors: Michio Yamaji; 道雄山路; Tsutomu Shinohara; 努篠原; Kenji Tsubota; 憲士坪田; Takashi Hirose; 隆廣瀬; Shinichi Ikeda; 信一池田; Ryosuke Doi; 亮介土肥; Koji Nishino; 功二西野
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: JP4298476B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the reduction of the number of components in a fluid controller forming a gas control line, the further miniaturization of the controller itself, and precise flow control thereby. <P>SOLUTION: In the fluid controller composed of a plurality block connectors 1 to 5 which are disposed on a lower stage and form fluid passages 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, respectively, and a plurality of fluid control devices 6 to 9 which are disposed on an upper stage and are connected to the block connectors 1 to 5, respectively so as to permit communication therebetween, one fluid control device 9, among fluid control devices 9, is provided with an orifice 11 for rate of flow control, a control valve 12 provided on the upstream side of the orifice 11, and an upstream side pressure sensor 13 which is provided between the orifice and the control valve 12, and detects the pressure of the upstream side of the orifice 11, and controls the rate of flow passing through the orifice by the opening/closing of the control valve 12 while computing the rate of flow passing through the orifice due to the upstream pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、主として半導体製造プラントや化学プラント等に於いて使用され、半導体製造プラント等のガス制御ラインを形成する流体制御装置の改良に係り、特に流体通路を形成した複数のブロック継手と圧力式流量制御装置や開閉バルブ等の各種流体制御機器とを集積化して成る流体制御装置に関するものである。 The present invention is mainly used in a semiconductor manufacturing plant, a chemical plant, etc., and relates to an improvement of a fluid control device that forms a gas control line of a semiconductor manufacturing plant or the like. The present invention relates to a fluid control device in which various fluid control devices such as a flow rate control device and an open / close valve are integrated.

一般に、半導体製造プラントや化学プラント等に於いては、原料となる複数のガスを所定の流量で供給し、原料ガスを反応炉の中で化学反応させて目的ガスを生成する場合が多い。このような場合に、原料ガスの供給流量が正確でないと化学反応に過不足が生じ、目的ガスの中に原料ガスが残留する事態が生じる。 In general, semiconductor manufacturing plants, chemical plants, and the like often generate a target gas by supplying a plurality of gases as raw materials at a predetermined flow rate and causing the raw material gases to chemically react in a reaction furnace. In such a case, if the supply flow rate of the source gas is not accurate, excess or deficiency in the chemical reaction occurs, and the source gas remains in the target gas.

未反応状態で残留する原料ガスは不純物ガスとなり、目的ガスの純度を低下させる。特に、未反応残留ガスが爆発性のガスである場合には、後続の製造設備に於いて爆発の危険性が付きまとい、その処理に余分な手間が掛かるという事態が生じる。 The raw material gas remaining in an unreacted state becomes an impurity gas, which lowers the purity of the target gas. In particular, when the unreacted residual gas is an explosive gas, there is a risk of explosion in a subsequent manufacturing facility, and there is a situation in which extra processing is required.

そこで、半導体製造プラントや化学プラント等に於いては、ガス流量を正確に供給制御することが必要となり、従来からマスフローコントローラを組み込んだ流体制御装置が多く用いられている。この流体制御装置は、マスフローコントローラや開閉バルブ、フィルター等の複数の流体制御機器を配管及び継手を介して直列状に接続することにより構成されており、各流体制御機器及び配管等でガス制御ラインが形成されている。 Therefore, in semiconductor manufacturing plants, chemical plants, and the like, it is necessary to accurately control the supply of gas flow rates, and conventionally, fluid control devices incorporating a mass flow controller have been widely used. This fluid control device is configured by connecting a plurality of fluid control devices such as a mass flow controller, an open / close valve, and a filter in series via pipes and joints. Is formed.

図１９及び図２０はマスフローコントローラを組み込んだ基本的な流体制御装置の正面図及びガスの流れを示す概略系統図であり、当該流体制御装置は、手動式開閉バルブ６０、フィルター６１、プレッシャーレギュレータ６２、圧力センサー６３、ブロックバルブ６４（流体通路を形成したブロック状本体６４ａに開閉バルブ６４ｂ及びパージ用バルブ６４ｃを設けたもの）、マスフローコントローラ６５及び開閉バルブ６６を配管６７及び継手６８を介して直列状に接続することにより構成されている。 19 and 20 are a front view of a basic fluid control device incorporating a mass flow controller and a schematic system diagram showing a gas flow. The fluid control device includes a manual open / close valve 60, a filter 61, and a pressure regulator 62. , A pressure sensor 63, a block valve 64 (a block body 64a having a fluid passage provided with an opening / closing valve 64b and a purge valve 64c), a mass flow controller 65 and an opening / closing valve 66 in series via a pipe 67 and a joint 68. It is comprised by connecting in the shape.

而して、前記流体制御装置によれば、上流側（図１９の左側）の継手６８から導入されたプロセスガスが開閉バルブ６０、フィルター６１、プレッシャーレギュレータ６２、圧力センサー６３及びブロックバルブ６４を経てマスフローコントローラ６５に流入し、マスフローコントローラ６５によって流量制御された後、開閉バルブ６６を通って下流側（図１９の右側）の継手６８から排出されるようになっている。又、Ｎ₂等のパージガスは、ブロックバルブ６４（パージ用バルブ６４ｃ）からマスフローコントローラ６５及び開閉バルブ６６を経て下流側の継手６８から排出されるようになっている。 Thus, according to the fluid control apparatus, the process gas introduced from the joint 68 on the upstream side (left side in FIG. 19) passes through the on-off valve 60, the filter 61, the pressure regulator 62, the pressure sensor 63, and the block valve 64. The gas flows into the mass flow controller 65, and after the flow rate is controlled by the mass flow controller 65, it is discharged from the joint 68 on the downstream side (the right side in FIG. 19) through the opening / closing valve 66. The purge gas such as N ₂ is discharged from the block valve 64 (purge valve 64c) through the mass flow controller 65 and the opening / closing valve 66 and from the joint 68 on the downstream side.

ところで、上述した流体制御装置に於いては、マスフローコントローラ６５や開閉バルブ６０，６６等の流体制御機器同士を配管６７及び継手６８により接続するようにしているため、（１）装置自体が大型化して広い設置スペースが必要になる、（２）流体通路空間の容積が大きくなり、ガスの置換性が悪くなると共に、ガス純度が低下する、（３）シール部が多くなってガスの外部リークの総量が増加する、（４）配管及び継手の接続（溶接を含む）や多数の接続部の漏洩検査等の作業に手数がかかる、等の不具合があった。 By the way, in the fluid control device described above, the fluid control devices such as the mass flow controller 65 and the opening / closing valves 60 and 66 are connected to each other by the pipe 67 and the joint 68. Therefore, (1) the device itself is increased in size. A large installation space is required, (2) the volume of the fluid passage space is increased, the gas replaceability is deteriorated and the gas purity is lowered, and (3) the number of seal portions is increased and the external leakage of gas is reduced. There were problems such as an increase in the total amount, (4) troublesome work such as connection of pipes and joints (including welding) and leak inspection of a large number of connections.

このような不具合を解消するために、マスフローコントローラ６５や開閉バルブ６０，６６等の各種流体制御機器同士を配管６７を介さずにブロック継手６９により接続するようにした流体制御装置が開発され、広く利用に供されている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３等）。この流体制御装置は、流体通路を夫々形成した複数のブロック継手６９と、各ブロック継手６９に連通状に夫々接続された複数の流体制御機器（マスフローコントローラ６５や開閉バルブ６０，６６等）とから成り、各ブロック継手６９の流体通路と各流体制御機器とで流体制御ラインを形成するようにしたものである。 In order to solve such problems, a fluid control device has been developed in which various fluid control devices such as the mass flow controller 65 and the on-off valves 60 and 66 are connected to each other by a block joint 69 without using a pipe 67. It is used (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). The fluid control device includes a plurality of block joints 69 each having a fluid passage, and a plurality of fluid control devices (mass flow controller 65, opening / closing valves 60, 66, etc.) connected to the respective block joints 69 in communication. Thus, a fluid control line is formed by the fluid passage of each block joint 69 and each fluid control device.

図２１はブロック継手６９を使用して複数の流体制御機器同士を接続した流体制御装置の一例を示すものであり、ガス制御ラインが図１９及び図２０に示した流体制御装置のガス制御ラインと同一に形成されている。
即ち、前記流体制御装置は、下段に直列状に配置されて流体通路（図示省略）を夫々形成した複数のブロック継手６９と、上段に直列状に配置されて各ブロック継手６９の流体通路に連通状に夫々接続される手動式開閉バルブ６０、フィルター６１、プレッシャーレギュレータ６２、圧力センサー６３、ブロックバルブ６４（流体通路を形成したブロック状本体６４ａに開閉バルブ６４ｂ及びパージ用バルブ６４ｃを設けたもの）、マスフローコントローラ６５及び開閉バルブ６６等の各種流体制御機器とから構成されており、矩形状の基板（図示省略）上に複数のブロック継手６９を直列状に配置してボルトにより固定し、隣接するブロック継手６９に各バルブ６０，６４，６６及びマスフローコントローラ６５等を跨るようにして載せ、これらをボルト７０により各ブロック継手６９に固定することにより組み立てられている。 FIG. 21 shows an example of a fluid control device in which a plurality of fluid control devices are connected to each other using a block joint 69. The gas control line includes the gas control line of the fluid control device shown in FIG. 19 and FIG. Are formed identically.
That is, the fluid control device includes a plurality of block joints 69 arranged in series in the lower stage and each forming a fluid passage (not shown), and arranged in series in the upper stage and communicating with the fluid passages of the block joints 69. Manual open / close valve 60, filter 61, pressure regulator 62, pressure sensor 63, block valve 64 (a block body 64a having a fluid passage provided with an open / close valve 64b and a purge valve 64c). And a plurality of fluid control devices such as a mass flow controller 65 and an opening / closing valve 66. A plurality of block joints 69 are arranged in series on a rectangular substrate (not shown) and fixed with bolts, and adjacent to each other. Mounted on the block joint 69 across the valves 60, 64, 66 and the mass flow controller 65, etc. It is assembled by fixing each block coupling 69 by a bolt 70 to these.

そして、このように構成された流体制御装置を基板上に並列状に配置し、適宜の流体制御装置のガス制御ライン同士を所定個所に於いて継手等の通路接続手段で接続することにより集積化ガスシステム（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＧａｓＤｅｌｉｖｅｒｙＳｙｓｔｅｍ）が構成される。 Then, the fluid control devices configured as described above are arranged in parallel on the substrate, and the gas control lines of appropriate fluid control devices are connected to each other by connecting passage connecting means such as joints at predetermined locations. A gas system (Integrated Gas Delivery System) is configured.

前記流体制御装置は、開閉バルブ６０，６６やマスフローコントローラ６５等の各種流体制御機器同士を複数のブロック継手６９を介して接続しているため、複数の流体制御機器を配管６７及び継手６８により接続するようにした流体制御装置に比較して設置スペースが少なくて済むうえ、ガスの置換性が優れていると共に、不純ガス放出量が少なくなる等の優れた利点がある。 Since the fluid control device connects various fluid control devices such as the open / close valves 60 and 66 and the mass flow controller 65 via a plurality of block joints 69, a plurality of fluid control devices are connected by a pipe 67 and a joint 68. Compared with the fluid control apparatus configured as described above, the installation space can be reduced, and there are excellent advantages such as excellent gas substituting properties and a reduced amount of impure gas discharge.

然し乍ら、上述した流体制御装置（図２１に示すもの）に於いても、未だ解決すべき問題点が残されている。
即ち、前記流体制御装置に於いては、マスフローコントローラ６５の上流側の流体圧力が変動した場合にマスフローコントローラ６５の出力値が大きく変動するため、マスフローコントローラ６５の上流側にプレッシャーレギュレータ６２を設置しなければならない。そのため、ガス制御ラインにプレッシャーレギュレータ６２を組み込まなければならず、流体制御装置自体の大幅な小型化を図れないと云う問題があった。その結果、マスフローコントローラ６５を組み込んだ流体制御装置に於いては、設置スペースの大幅な減少は勿論のこと、ガスの置換性の大幅な向上及び不純ガス放出量の大幅な減少等を図れないことになる。
又、マスフローコントローラ６５には、応答速度が比較的遅くて低流量域に於ける流量精度が悪い等の欠点があるため、このマスフローコントローラ６５を組み込んだ流体制御装置では、高精度な流量制御を行えないと云う問題もある。
特開平１１−１１８０５４号公報特開２００１−２５４９００号公報特開２００２−８９７９８号公報 However, the above-described fluid control device (shown in FIG. 21) still has problems to be solved.
That is, in the fluid control device, when the fluid pressure on the upstream side of the mass flow controller 65 fluctuates, the output value of the mass flow controller 65 fluctuates greatly. Therefore, the pressure regulator 62 is installed on the upstream side of the mass flow controller 65. There must be. Therefore, there is a problem that the pressure regulator 62 must be incorporated in the gas control line, and the fluid control device itself cannot be significantly reduced in size. As a result, in the fluid control device incorporating the mass flow controller 65, not only the installation space can be significantly reduced, but also the gas replacement performance cannot be greatly improved and the amount of impure gas released cannot be significantly reduced. become.
Further, since the mass flow controller 65 has a drawback that the response speed is relatively slow and the flow rate accuracy in a low flow rate range is poor, the fluid control device incorporating the mass flow controller 65 performs high-precision flow rate control. There is also a problem that it cannot be done.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-118054 JP 2001-254900 A JP 2002-89798 A

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、部品点数を削減できて装置自体のより一層の小型化を図れると共に、高精度な流量制御を行えるようにした流体制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to reduce the number of parts, further miniaturize the apparatus itself, and to perform high-precision flow rate control. An object of the present invention is to provide a fluid control apparatus.

本願発明者等は、先にガスの圧力を制御することによって、高精度に流量をコントロールすることができる新しいタイプの圧力式流量制御装置を開発した。この圧力式流量制御装置は、上流側の流体の圧力が変動した場合でも出力値が変動しないと云う特性があり、然も、素早い応答性を有し、高精度な流量制御を行うことができる等の利点がある。
そこで、本願発明者等は、マスフローコントローラに替えて前記圧力式流量制御装置をガス制御ラインに組み込むことによって、装置自体の小型化等を図ることができる流量制御装置を着想した。 The inventors of the present application have previously developed a new type pressure type flow rate control device that can control the flow rate with high accuracy by controlling the gas pressure. This pressure type flow control device has a characteristic that the output value does not fluctuate even when the pressure of the fluid on the upstream side fluctuates, but it has quick response and can perform high-precision flow control. There are advantages such as.
Therefore, the inventors of the present application have conceived a flow rate control device that can reduce the size of the device itself by incorporating the pressure type flow rate control device in the gas control line instead of the mass flow controller.

本発明の請求項１の発明は、下段に配置されて流体通路を夫々形成した複数のブロック継手と、上段に配置されて各ブロック継手に夫々接続された複数の流体制御機器とを具備し、各ブロック継手の流体通路と各流体制御機器とで流体制御ラインを形成する流体制御装置に於いて、前記各流体制御機器のうち、一つの流体制御機器が、流量制御用のオリフィスと、オリフィスの上流側に設けたコントロールバルブと、オリフィスとコントロールバルブの間に設けられてオリフィスの上流側圧力を検出する上流側圧力センサーとを備え、上流側圧力によりオリフィス通過流量を演算しながらコントロールバルブの開閉によりオリフィス通過流量を制御するようにした圧力式流量制御装置で構成されていることに特徴がある。 The invention of claim 1 of the present invention comprises a plurality of block joints arranged at the lower stage and respectively forming fluid passages, and a plurality of fluid control devices arranged at the upper stage and respectively connected to the respective block joints, In the fluid control apparatus in which a fluid control line is formed by a fluid passage of each block joint and each fluid control device, one fluid control device among the fluid control devices includes an orifice for flow rate control, an orifice Equipped with a control valve provided on the upstream side and an upstream pressure sensor that is installed between the orifice and the control valve to detect the upstream pressure of the orifice, and opens and closes the control valve while calculating the flow rate through the orifice by the upstream pressure It is characterized in that it is composed of a pressure type flow rate control device that controls the flow rate through the orifice.

又、本発明の請求項２の発明は、下段に配置されて流体通路を夫々形成した複数のブロック継手と、上段に配置されて各ブロック継手に夫々接続された複数の流体制御機器とを具備し、各ブロック継手の流体通路と各流体制御機器とで流体制御ラインを形成する流体制御装置に於いて、前記各流体制御機器のうち、一つ流体制御機器が、流量制御用のオリフィスと、オリフィスの上流側に設けたコントロールバルブと、オリフィスとコントロールバルブの間に設けられてオリフィスの上流側圧力を検出する上流側圧力センサーと、オリフィスの下流側に設けられてオリフィスの下流側圧力を検出する下流側圧力センサーとを備え、上流側圧力と下流側圧力によりオリフィス通過流量を演算しながらコントロールバルブの開閉によりオリフィス通過流量を制御するようにした圧力式流量制御装置で構成されていることに特徴がある。 Further, the invention of claim 2 of the present invention comprises a plurality of block joints arranged at the lower stage and respectively forming fluid passages, and a plurality of fluid control devices arranged at the upper stage and respectively connected to the respective block joints. In the fluid control device in which a fluid control line is formed by the fluid passage of each block joint and each fluid control device, one of the fluid control devices includes a fluid flow control orifice, A control valve provided upstream of the orifice, an upstream pressure sensor provided between the orifice and the control valve for detecting the upstream pressure of the orifice, and provided downstream of the orifice to detect the downstream pressure of the orifice A downstream pressure sensor that calculates the flow rate through the orifice using the upstream pressure and the downstream pressure, and opens and closes the orifice by opening and closing the control valve. It is characterized in that consists of a pressure type flow rate control apparatus adapted to control the over-flow.

更に、本発明の請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、コントロールバルブの上流側流体通路からパージ用流体通路を分岐させ、当該パージ用流体通路にパージ用バルブを介設する構成としたものである。
又、本発明の請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の発明に於いて、圧力式流量制御装置の入口側ブロックにパージ用バルブを一体的に配設する構成としたものである。 Further, the invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1 or 2, wherein the purge fluid passage is branched from the upstream fluid passage of the control valve, and the purge valve is connected to the purge fluid passage. It is set as the structure which interposes.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, a purge valve is integrally disposed on the inlet side block of the pressure type flow control device. is there.

本発明の流体制御装置は、ガス制御ラインに組み込まれる各種流体制御機器のうち、一つの流体制御機器を、上流側の流体の圧力が変動した場合でも出力値が変動せず、然も、素早い応答性を有し、高精度な流量制御を行うことができる圧力式流量制御装置としているため、流体の圧力を調整するための流体制御機器（プレッシャーレギュレータ）をガス制御ラインから省くことができ、マスフローコントローラを組み込んだ流体制御装置に比較して流体制御装置自体の大幅なコンパクト化及びコスト低減を図れると共に、流量制御を高精度で行える。
又、本発明の流体制御装置は、装置自体のコンパクト化に伴って流体通路の容積が小さくなり、ガスの置換性が大幅に向上すると共に、不純ガス放出量が極めて少なくなる。 The fluid control device according to the present invention is one of the various fluid control devices incorporated in the gas control line. Even when the pressure of the fluid on the upstream side fluctuates, the output value does not fluctuate. Because it is a pressure type flow rate control device that has responsiveness and can perform high-precision flow rate control, fluid control equipment (pressure regulator) for adjusting fluid pressure can be omitted from the gas control line, Compared to a fluid control device incorporating a mass flow controller, the fluid control device itself can be significantly reduced in size and cost, and the flow rate can be controlled with high accuracy.
In addition, the fluid control device of the present invention has a smaller volume of the fluid passage as the device itself becomes more compact, greatly improving the gas substituting property and extremely reducing the amount of impure gas released.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る流体制御装置の一例を示すものであり、当該流体制御装置は、下段に直列状に配置されて流体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａを夫々形成した複数のブロック継手１，２，３，４，５と、上段に直列状に配置されて各ブロック継手１，２，３，４，５に連通状に夫々接続された複数の流体制御機器６，７，８，９とを具備し、各ブロック継手１，２，３，４，５の流体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａと各流体制御機器６，７，８，９とで流体制御ラインを形成するものであり、流体制御機器９の一つが圧力式流量制御装置９により構成されている。
この実施の形態に於いては、流体制御装置は、矩形状の基板（図示省略）上に取り付けられた五つのブロック継手１，２，３，４，５と、隣接するブロック継手１，２，３，４，５に夫々取り付けられた四つの流体制御機器６，７，８，９とから構成されており、各流体制御機器６，７，８，９には、一つの手動式開閉バルブ６、二つのエアー式開閉バルブ７，８及び一つの圧力式流量制御装置９が夫々使用されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a fluid control device according to the first embodiment of the present invention. The fluid control device is arranged in series in the lower stage and has fluid passages 1a, 2a, 3a, 4a, and 5a, respectively. A plurality of formed block joints 1, 2, 3, 4, 5 and a plurality of fluid control devices arranged in series in the upper stage and connected to each of the block joints 1, 2, 3, 4, 5 respectively. 6, 7, 8, 9, and the fluid passages 1 a, 2 a, 3 a, 4 a, 5 a of the block joints 1, 2, 3, 4, 5 and the fluid control devices 6, 7, 8, 9 A fluid control line is formed, and one of the fluid control devices 9 is constituted by a pressure type flow rate control device 9.
In this embodiment, the fluid control device includes five block joints 1, 2, 3, 4, 5 mounted on a rectangular substrate (not shown) and adjacent block joints 1, 2, 4, 4, 5, and 4 fluid control devices 6, 7, 8, and 9, and each fluid control device 6, 7, 8, 9 has one manual open / close valve 6. Two pneumatic on-off valves 7 and 8 and one pressure-type flow control device 9 are used.

前記五つのブロック継手１，２，３，４，５は、従来公知のものと同様構造に構成されており、各ブロック継手１，２，３，４，５には、Ｌ字状１ａ，５ａ又はＶ状の流体通路２ａ，３ａ，４ａが夫々形成されている。
具体的には、五つのブロック継手１，２，３，４，５のうち、左端に配置されたブロック継手１には、左向きの入口及び上向きの出口を有するＬ字状の流体通路１ａが形成されており、流体通路１ａの入口側には入口継手１０Ａが設けられている。又、左から２番目、３番目及び４番目に配置された各ブロック継手２，３，４には、上向きの入口及び上向きの出口を有するＶ状の流体通路２ａ，３ａ，４ａが夫々形成されている。更に、右端に配置されたブロック継手５には、上向きの入口及び右向きの出口を有するＬ字状の流体通路５ａが形成されており、流体通路５ａの出口側には出口継手１０Ｂが設けられている。
そして、各ブロック継手１，２，３，４，５の所定個所には、ボルト５３が挿通される複数の縦向きの貫通穴（図示省略）及びボルト５３が螺着される複数の縦向きのネジ穴（図示省略）が夫々形成されており、各ブロック継手１，２，３，４，５は、これらを複数のネジ穴を形成した基板（図示省略）上に直列状に配置し、各ブロック継手１，２，３，４，５の貫通孔に上方からボルト５３を挿通して基板のネジ穴に螺着することにより基板に固定されている。 The five block joints 1, 2, 3, 4, and 5 are configured in the same structure as that conventionally known, and each of the block joints 1, 2, 3, 4, and 5 has an L-shape 1a, 5a. Alternatively, V-shaped fluid passages 2a, 3a, 4a are respectively formed.
Specifically, among the five block joints 1, 2, 3, 4 and 5, the block joint 1 arranged at the left end is formed with an L-shaped fluid passage 1a having a leftward inlet and an upward outlet. An inlet joint 10A is provided on the inlet side of the fluid passage 1a. Further, V-shaped fluid passages 2a, 3a, 4a having an upward inlet and an upward outlet are formed in the block joints 2, 3, 4 arranged second, third, and fourth from the left, respectively. ing. Further, the block joint 5 arranged at the right end is formed with an L-shaped fluid passage 5a having an upward inlet and a right outlet, and an outlet joint 10B is provided on the outlet side of the fluid passage 5a. Yes.
A plurality of longitudinal through holes (not shown) through which the bolts 53 are inserted and a plurality of longitudinal orientations through which the bolts 53 are screwed are provided at predetermined positions of the block joints 1, 2, 3, 4, and 5. Screw holes (not shown) are formed, and the block joints 1, 2, 3, 4 and 5 are arranged in series on a substrate (not shown) in which a plurality of screw holes are formed. Bolts 53 are inserted into the through holes of the block joints 1, 2, 3, 4, and 5 from above and screwed into the screw holes of the substrate to be fixed to the substrate.

前記手動式開閉バルブ６と二つのエアー式開閉バルブ７，８は、従来公知のものと同様構造に構成されており、各開閉バルブ６，７，８には、発塵が少なくて耐食性及びガス置換性等に優れた所謂ダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラムバルブが夫々使用されている。
具体的には、手動式開閉バルブ６は、左端に配置されたブロック継手１の流体通路１ａの出口と左から２番目に配置されたブロック継手２の流体通路２ａの入口に連通し、且つダイヤフラム（図示省略）により開閉される流体通路（図示省略）を形成したボディ６ａと、ボディ６ａに設けられてダイヤフラムを操作する手動式の操作部６ｂとから構成されており、ボディ６ａを左端のブロック継手１と左から２番目のブロック継手２に跨るように載せ、ボディ６ａに上方から挿通したボルト５３を各ブロック継手１，２のネジ孔に螺着することにより各ブロック継手１，２に連通状に接続固定されている。
又、一方のエアー式開閉バルブ７は、左から２番目に配置されたブロック継手２の流体通路２ａの出口と左から３番目に配置されたブロック継手３の流体通路３ａの入口に連通し、且つダイヤフラム（図示省略）により開閉される流体通路（図示省略）を形成したボディ７ａと、ボディ７ａに設けられてダイヤフラムを操作する駆動部７ｂ（アクチュエータ）とから構成されており、ボディ７ａを左から２番目のブロック継手２ａと左から３番目のブロック継手３に跨るように載せ、ボディ７ａに上方から挿通したボルト５３を各ブロック継手２，３のネジ孔に螺着することにより各ブロック継手２，３に連通状に接続固定されている。
更に、他方のエアー式開閉バルブ８は、左から４番目に配置されたブロック継手４の流体通路４ａの出口と右端に配置されたブロック継手５の流体通路５ａの入口に連通し、且つダイヤフラム（図示省略）により開閉される流体通路（図示省略）を形成したボディ８ａと、ボディ８ａに設けられてダイヤフラムを操作する駆動部８ｂ（アクチュエータ）とから構成されており、ボディ８ａを左から４番目のブロック継手４と右端のブロック継手５に跨るように載せ、ボディ８ａに上方から挿通したボルト５３を各ブロック継手４，５のネジ孔に螺着することにより各ブロック継手４，５に連通状に接続固定されている。 The manual open / close valve 6 and the two air open / close valves 7 and 8 have the same structure as that of a conventionally known open / close valve. Each open / close valve 6, 7, 8 has less dust generation, corrosion resistance and gas. So-called direct touch type metal diaphragm valves excellent in replaceability and the like are used.
Specifically, the manual open / close valve 6 communicates with the outlet of the fluid passage 1a of the block joint 1 arranged at the left end and the inlet of the fluid passage 2a of the block joint 2 arranged second from the left, and the diaphragm The body 6a is formed of a fluid passage (not shown) that is opened and closed by (not shown), and a manual operation unit 6b that is provided in the body 6a and operates a diaphragm. The joint 1 and the second block joint 2 from the left are placed so as to straddle, and the bolts 53 inserted from above into the body 6a are screwed into the screw holes of the block joints 1 and 2, thereby communicating with the block joints 1 and 2. Connected and fixed.
One air type on-off valve 7 communicates with the outlet of the fluid passage 2a of the block joint 2 arranged second from the left and the inlet of the fluid passage 3a of the block joint 3 arranged third from the left, The body 7a is formed by a fluid passage (not shown) that is opened and closed by a diaphragm (not shown), and a drive unit 7b (actuator) that is provided in the body 7a and operates the diaphragm. Each block joint is mounted so as to straddle the second block joint 2a from the left and the third block joint 3 from the left, and is screwed into the screw holes of the block joints 2 and 3 with bolts 53 inserted into the body 7a from above. 2 and 3 are connected and fixed in a continuous manner.
Further, the other air type on-off valve 8 communicates with the outlet of the fluid passage 4a of the block joint 4 arranged fourth from the left and the inlet of the fluid passage 5a of the block joint 5 arranged at the right end, and a diaphragm ( The body 8a is formed with a fluid passage (not shown) that is opened and closed by a not-shown) and a drive unit 8b (actuator) that is provided in the body 8a and operates the diaphragm. The body 8a is the fourth from the left. The block joint 4 and the block joint 5 at the right end of the block joint 4 are placed so as to straddle, and bolts 53 inserted from above into the body 8a are screwed into the screw holes of the block joints 4 and 5, thereby communicating with the block joints 4 and 5. The connection is fixed.

前記圧力式流量制御装置９は、流量制御用のオリフィス１１と、オリフィス１１の上流側に設けたコントロールバルブ１２と、オリフィス１１とコントロールバルブ１２の間に設けられてオリフィス１１の上流側圧力を検出する上流側圧力センサー１３と、コントロールバルブ１２の上流側に設けたガスケットフィルター１４と、コントロールバルブ１２を制御する制御回路１５等から構成されており、オリフィス１１の上流側圧力によりオリフィス通過流量を演算しながらコントロールバルブ１２の開閉によりオリフィス通過流量を制御するようにしたものである。
即ち、この圧力式流量制御装置９は、供給される流体が臨界条件にある場合（オリフィス１１から流出する流体の速度が音速である場合）を前提としたものであり、オリフィス１１の上流側圧力Ｐ₁（絶対圧力）を下流側圧力Ｐ₂（絶対圧力）の約２倍以上に保持した状態下に於いてオリフィス１１の上流側に配置したコントロールバルブ１２によりオリフィス１１の上流側圧力を調整し、これによってオリフィス１１の下流側の流量ＱｃをＱｃ＝ＫＰ₁（但しＫは定数）により演算して所定の設定値に制御することを基本原理とするものである（特開平８−３３８５４６号公報等参照）。 The pressure type flow rate control device 9 detects an upstream pressure of the orifice 11 provided between the orifice 11 for controlling the flow rate, a control valve 12 provided on the upstream side of the orifice 11, and the orifice 11 and the control valve 12. The upstream pressure sensor 13, the gasket filter 14 provided upstream of the control valve 12, the control circuit 15 for controlling the control valve 12, etc., calculate the flow rate through the orifice by the upstream pressure of the orifice 11. However, the flow rate through the orifice is controlled by opening and closing the control valve 12.
That is, the pressure type flow rate control device 9 is based on the premise that the supplied fluid is in a critical condition (when the speed of the fluid flowing out from the orifice 11 is sonic). The pressure on the upstream side of the orifice 11 is adjusted by the control valve 12 arranged on the upstream side of the orifice 11 under the condition that P ₁ (absolute pressure) is maintained at about twice or more the downstream pressure P ₂ (absolute pressure). Thus, the basic principle is that the flow rate Qc downstream of the orifice 11 is calculated by Qc = KP ₁ (where K is a constant) and controlled to a predetermined set value (Japanese Patent Laid-Open No. 8-338546). Etc.).

そして、圧力式流量制御装置９は、左から３番目に配置されたブロック継手３の流体通路３ａの出口に連通する導入通路１６ａを形成した入口側ブロック１６と、左から４番目に配置されたブロック継手４の流体通路４ａの入口に連通する排出通路１７ａを形成した出口側ブロック１７を夫々備えており、入口側ブロック１６を左から３番目のブロック継手３に、又、出口側ブロック１７を左から４番目のブロック継手４に夫々載せ、入口側ブロック１６及び出口側ブロック１７に上方から挿通したボルトを各ブロック継手３，４のネジ孔に螺着することにより各ブロック継手３，４に連通状に接続固定されている。 The pressure type flow rate control device 9 is arranged fourth from the left, with the inlet side block 16 forming the introduction passage 16a communicating with the outlet of the fluid passage 3a of the block joint 3 arranged third from the left. An outlet side block 17 having a discharge passage 17a communicating with the inlet of the fluid passage 4a of the block joint 4 is provided. The inlet side block 16 is provided in the third block joint 3 from the left, and the outlet side block 17 is provided. Each block joint 3, 4 is mounted on the block joint 3, 4 by mounting on the block joint 4, which is placed on the fourth block joint 4 from the left, and screwed into the screw holes of the block joints 3, 4 from above. Connected and fixed in a continuous manner.

図２及び図３は流体制御装置の主要部である圧力式流量制御装置９を示し、当該圧力式流量制御装置９は、コントロールバルブ１２、入口側ブロック１６、出口側ブロック１７、上流側圧力センサー１３、オリフィス１１、ガスケットフィルター１４及び制御回路１５等から構成されている。 2 and 3 show a pressure type flow rate control device 9 which is a main part of the fluid control device. The pressure type flow rate control device 9 includes a control valve 12, an inlet side block 16, an outlet side block 17, an upstream pressure sensor. 13, an orifice 11, a gasket filter 14, a control circuit 15, and the like.

前記コントロールバルブ１２は、図２に示す如く、ボディ１８、ダイヤフラム１９、押えアダプター２０、割りベース２１、ベース押え２２、アクチュエータボックス２３、ダイヤフラム押え２４、皿バネ２５、ボール受け２６、ボール２７、ピエゾアクチュエータ２８（圧電素子）、ベアリング受け２９、ベアリング３０、ロックナット３１及び調整用袋ナット３２等から構成されており、ノーマルクローズ型のメタルダイヤフラムバルブとなっている。 2, the control valve 12 includes a body 18, a diaphragm 19, a presser adapter 20, a split base 21, a base presser 22, an actuator box 23, a diaphragm presser 24, a disc spring 25, a ball receiver 26, a ball 27, and a piezo. The actuator 28 (piezoelectric element), the bearing receiver 29, the bearing 30, the lock nut 31 and the adjustment cap nut 32 are formed as a normally closed type metal diaphragm valve.

具体的には、ボディ１８は、ステンレス鋼によりブロック状に形成されており、弁室１８ａ′を形成する凹部１８ａと、弁室１８ａ′に連通する入口通路１８ｂと、弁室１８ａ′内に形成された弁座１８ｃと、弁室１８ａ′に連通する出口通路１８ｄと、上流側圧力センサー１３が挿着されるセンサー挿着穴１８ｅと、ガスケットフィルター１４が挿着されるフィルター挿着孔１８ｆと、オリフィス１１が挿着されるオリフィス挿着孔１８ｇ等を備えている。 Specifically, the body 18 is formed of stainless steel in a block shape, and is formed in the recess 18a that forms the valve chamber 18a ', the inlet passage 18b that communicates with the valve chamber 18a', and the valve chamber 18a '. A valve seat 18c, an outlet passage 18d communicating with the valve chamber 18a ', a sensor insertion hole 18e into which the upstream pressure sensor 13 is inserted, and a filter insertion hole 18f into which the gasket filter 14 is inserted. And an orifice insertion hole 18g into which the orifice 11 is inserted.

ダイヤフラム１９は、コバルト、ニッケルを基ベ−スにタングステン、モリブデン、チタン、クロ−ム等を加えた耐久性、耐食性、耐熱性に優れた高弾性合金（スプロン１００）製の極薄板材により中央部が上方へ膨出した逆皿形に形成されており、弁座１８ａ′と対向するように凹部１８ａ内へ配置され、凹部１８ａ内に挿入した筒状の押えアダプター２０、二つ割りの割りベース２１及び筒状のベース押え２２をボルト３３によりボディ１８側へ締め込み固定することによって、ダイヤフラム１９の外周縁部が押えアダプター２０等によりボディ１８側へ気密状に保持固定されている。
尚、ダイヤフラム１９の材質は、ステンレス鋼やインコネル、その他の合金鋼であっても良く、又、複数枚のダイヤフラム１９を積層したダイヤフラム１９であっても良い。更に、押えアダプター２０、割りベース２１及びベース押え２２は、ステンレス鋼により夫々形成されている。 Diaphragm 19 is centered by an ultra-thin plate made of a highly elastic alloy (Splon 100) excellent in durability, corrosion resistance, and heat resistance obtained by adding tungsten, molybdenum, titanium, chromium, etc. to a base based on cobalt and nickel. The portion is formed in an inverted dish shape that bulges upward, is disposed in the recess 18a so as to face the valve seat 18a ', and is inserted into the recess 18a, a cylindrical presser adapter 20, a split split base 21 Further, the cylindrical base presser 22 is fastened and fixed to the body 18 side by the bolt 33, whereby the outer peripheral edge of the diaphragm 19 is held and fixed to the body 18 side by the presser adapter 20 or the like.
The material of the diaphragm 19 may be stainless steel, Inconel, or other alloy steel, or may be a diaphragm 19 in which a plurality of diaphragms 19 are laminated. Furthermore, the presser adapter 20, the split base 21, and the base presser 22 are each formed of stainless steel.

アクチュエータボックス２３は、図２、図４及び図５に示す如く、熱膨張率の小さなインバー材により筒状に形成されており、ピエゾアクチュエータ２８を収納し且つ下端部がベース押え２２内にＯリング３４を介して上下方向へ摺動自在に挿入された筒状の大径部２３ａと、大径部２３ａの下端に一体的に設けられ、皿バネ２５及びボール受け２６等を収納する筒状の小径部２３ｂとから成る。又、小径部２３ｂの内方には、隔壁２３ｃが一体的に設けられており、隔壁２３ｃの上方空間に皿バネ２５及びボール受け２６が収納され、隔壁２３ｃの下方空間にダイヤフラム押え２４が挿入固定されている。更に、大径部２３ａと小径部２３ｂの境界部分の周壁には、後述する割りベース２１の一部分が挿入される縦長のガイド穴２３ｄが対向状に形成されている。 As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the actuator box 23 is formed in a cylindrical shape by an invar material having a small coefficient of thermal expansion, houses the piezo actuator 28, and has a lower end portion within the base presser 22 in an O-ring. A cylindrical large-diameter portion 23a that is slidably inserted in the vertical direction via 34, and a cylindrical shape that is integrally provided at the lower end of the large-diameter portion 23a and accommodates the disc spring 25, the ball receiver 26, and the like. It consists of a small diameter part 23b. A partition wall 23c is integrally provided inside the small diameter portion 23b. The disc spring 25 and the ball receiver 26 are accommodated in the space above the partition wall 23c, and the diaphragm retainer 24 is inserted in the space below the partition wall 23c. It is fixed. Furthermore, a vertically long guide hole 23d into which a part of a split base 21 described later is inserted is formed in an opposing manner on the peripheral wall at the boundary between the large diameter portion 23a and the small diameter portion 23b.

割りベース２１は、図６及び図７に示す如く、半割り状の一対の割りベース片２１′から成り、各割りベース片２１′をアクチュエータボックス２３のガイド穴２３ｄの両側から対向状に組み付け、両割りベース片２１′に筒状のベース押え２２を嵌め込むことによって、アクチュエータボックス２３に一体的に保持固定される。
各割りベース片２１′は、短い円筒部２１ａの上端にアクチュエータボックス２３のガイド穴２３ｄに挿入される嵌合部２１ｂを、又、円筒部２１ａの下端にボディ１８の凹部１８ａに挿入される鍔部２１ｃを夫々形成したものを中央部で二つ割りすることにより形成されており、嵌合部２１ｂの上面にはボール受け２６の一部分が嵌め込まれる窪み２１ｄが形成されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, the split base 21 includes a pair of half split base pieces 21 ′, and each split base piece 21 ′ is assembled in an opposing manner from both sides of the guide hole 23 d of the actuator box 23. By fitting the cylindrical base presser 22 into the split base piece 21 ′, it is integrally held and fixed to the actuator box 23.
Each split base piece 21 'has a fitting portion 21b inserted into the guide hole 23d of the actuator box 23 at the upper end of the short cylindrical portion 21a, and is inserted into the concave portion 18a of the body 18 at the lower end of the cylindrical portion 21a. Each of the portions 21c formed is divided into two at the center, and a recess 21d into which a part of the ball receiver 26 is fitted is formed on the upper surface of the fitting portion 21b.

前記コントロールバルブ１２の組み立てに際しては、先ず、ボディ１８の凹部１８ａ内にダイヤフラム１９、押えアダプター２０、ダイヤフラム押え２４を固定したアクチュエータボックス２３、皿バネ２５、割りベース２１、ボール受け２６の順に組み付け、ベース押え２２を介してアクチュエータボックス２３をボディ１８へ挿着し、ベース押え２２をボルト３３によりボディ１８へ締め込み固定する。
次に、アクチュエータボックス２３内へボール２７、ピエゾアクチュエータ２８、ベアリング受け２９、ベアリング３０の順に挿着し、調整用袋ナット３２の締め込み量を調整することにより、ピエゾアクチュエータ２８によるダイヤフラム１９の作動ストロークを設定値に調整する。
尚、ベース押え２２の締め込み固定により、割りベース２１とアクチュエータボックス２３とボール受け２６と皿バネ２５とダイヤフラム押え２４とダイヤフラム１９等は、全て所定の位置に整然と自動的に固定されると共に、調整用袋ナット３２の締め込みによりボール２７やピエゾアクチュエータ２８、アクチュエータボックス２３等の軸芯は極めて高精度に一致されることになる。
このコントロールバルブ１２は、各部材の軸芯の一致を自動的に図ることができ、その結果、組み付け精度が大幅に向上して組み付け精度のバラツキやヒステリシス現象が減少するだけでなく、作動の安定性及び応答性の向上が可能となる。 When assembling the control valve 12, first, the actuator 19, the disc spring 25, the split base 21, and the ball receiver 26 are assembled in the order of the diaphragm 19, the presser adapter 20, and the diaphragm presser 24 in the recess 18 a of the body 18. The actuator box 23 is inserted into the body 18 via the base presser 22, and the base presser 22 is fastened and fixed to the body 18 with a bolt 33.
Next, the ball 27, the piezo actuator 28, the bearing receiver 29, and the bearing 30 are inserted into the actuator box 23 in this order, and the tightening amount of the adjustment cap nut 32 is adjusted, whereby the operation of the diaphragm 19 by the piezo actuator 28 is performed. Adjust the stroke to the set value.
By fixing the base retainer 22, the split base 21, the actuator box 23, the ball receiver 26, the disc spring 25, the diaphragm retainer 24, the diaphragm 19 and the like are all automatically and orderly fixed at predetermined positions. By tightening the adjustment cap nut 32, the shaft cores of the ball 27, the piezo actuator 28, the actuator box 23, and the like are matched with extremely high accuracy.
This control valve 12 can automatically match the axis of each member. As a result, the assembly accuracy is greatly improved, and variations in assembly accuracy and hysteresis phenomenon are reduced, as well as stable operation. And the responsiveness can be improved.

而して、前記コントロールバルブ１２によれば、制御回路１５からコネクターを介して開弁信号が入力（入力電圧０〜１２０ｖ）されると、ピエゾアクチュエータ２８は設定値（０〜４５μｍの間）だけ伸長する。
これにより、約４０〜８０ｋｇの押上げ力がアクチュエータボックス２３に働き、ベース押え２２のＯリング３４により軸芯を保持された状態でアクチュエータボックス２３が皿バネ２５の弾性力に抗して上記設定値だけ上昇する。その結果、ダイヤフラム１９がその弾性力によって弁座２８ｃから離座し、開弁状態となる。
逆に、開弁信号の入力がｏｆｆになると、ピエゾアクチュエータ２８が元の長さ寸法の状態に復帰し、その結果、皿バネ２５の弾性力によりアクチュエータボックス２３の隔壁２３ｃが下方向へ押し下げられ、ダイヤフラム押え２４によりダイヤフラム１９が弁座１８ｃへ当座し、開弁状態となる。
尚、開弁ストロークが４５μｍで弁座１８ｃの口径が１ｍｍφの場合、弁の全閉から全開に至る所要時間は約３０ｍｓｅｃ以下である。 Thus, according to the control valve 12, when a valve opening signal is input from the control circuit 15 via the connector (input voltage 0 to 120v), the piezo actuator 28 is set to a set value (between 0 and 45 μm). Elongate.
As a result, a lifting force of about 40 to 80 kg acts on the actuator box 23, and the actuator box 23 is set against the elastic force of the disc spring 25 while the shaft core is held by the O-ring 34 of the base presser 22. Increase by value. As a result, the diaphragm 19 is separated from the valve seat 28c by the elastic force, and the valve is opened.
On the other hand, when the input of the valve opening signal is turned off, the piezo actuator 28 returns to the original length state, and as a result, the partition wall 23c of the actuator box 23 is pushed downward by the elastic force of the disc spring 25. The diaphragm retainer 24 is brought into contact with the valve seat 18c by the diaphragm presser 24, and the valve is opened.
When the valve opening stroke is 45 μm and the diameter of the valve seat 18c is 1 mmφ, the time required for the valve from fully closed to fully open is about 30 msec or less.

前記入口側ブロック１６は、図２に示す如く、ステンレス鋼によりブロック状に形成されており、左から３番目のブロック継手３の流体通路３ａ及びコントロールバルブ１２のボディ１８の入口通路１８ｂに夫々連通し、且つ下向きの入口及び右向きの出口を有する導入通路１６ａと、導入通路１６ａの入口側及び出口側に形成されたフィルター挿着孔１６ｂと、流体の漏洩を検査するためのリークポート１６ｃとを夫々備えている。
又、出口側ブロック１７は、図２に示す如く、ステンレス鋼によりブロック状に形成されており、左から４番目のブロック継手４の流体通路４ａ及びコントロールバルブ１２のボディ１８の出口通路１８ｄに夫々連通し、且つ左向きの入口及び下向きの出口を有する排出通路１７ａと、排出通路１７ａの入口側に形成されたオリフィス挿着孔１７ｂと、排出通路１７ａの出口側に形成されたフィルター挿着孔１７ｃと、流体の漏洩を検査するためのリークポート１７ｄとを夫々備えている。
そして、入口側ブロック１６及び出口側ブロック１７は、コントロールバルブ１２のボディ１８の左側面及び右側面に夫々配置され、複数本のボルトによりコントロールバルブ１２のボディ１８に固定されている。 As shown in FIG. 2, the inlet side block 16 is formed in a block shape from stainless steel, and communicates with the fluid passage 3a of the third block joint 3 from the left and the inlet passage 18b of the body 18 of the control valve 12. And an inlet passage 16a having a downward inlet and a rightward outlet, filter insertion holes 16b formed on the inlet and outlet sides of the inlet passage 16a, and a leak port 16c for inspecting fluid leakage. Each has it.
Further, as shown in FIG. 2, the outlet side block 17 is formed in a block shape from stainless steel, and is respectively provided in the fluid passage 4a of the fourth block joint 4 from the left and the outlet passage 18d of the body 18 of the control valve 12. A discharge passage 17a having a left-hand inlet and a downward outlet, an orifice insertion hole 17b formed on the inlet side of the discharge passage 17a, and a filter insertion hole 17c formed on the outlet side of the discharge passage 17a And a leak port 17d for inspecting fluid leakage.
The inlet side block 16 and the outlet side block 17 are respectively arranged on the left side surface and the right side surface of the body 18 of the control valve 12, and are fixed to the body 18 of the control valve 12 with a plurality of bolts.

前記上流側圧力センサー１３は、センサーチップ（感圧素子）を利用したダイヤフラム型の圧力センサーであり、この上流側圧力センサー１３には特開２００１−５０８３５号公報に開示されたもの同様構造のものが使用されている。
即ち、上流側圧力センサー１３は、図８に示す如く、センサーベース３５、センサーチップ３６、ダイヤフラム３７ａを備えたダイヤフラムベース３７、圧力伝達用媒体３８（シリコンオイル）、封止用ボール３９及びリードピン４０等から構成されており、流体圧がダイヤフラム３７ａ及び圧力伝達用媒体３８を介してセンサーチップ３６へ加わると、センサーチップ３６を形成する半導体圧力トランスジューサから圧力に比例した電圧信号がリードピン４０を介して外部へ出力されるようになっている。このダイヤフラム型の上流側圧力センサー１３は、管路等へ取り付けたときにデッドスペースを極めて小さくすることができ、ガスの置換性を高めることができる等の利点がある。 The upstream pressure sensor 13 is a diaphragm type pressure sensor using a sensor chip (pressure sensitive element). The upstream pressure sensor 13 has the same structure as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-50835. Is used.
That is, the upstream pressure sensor 13 includes a sensor base 35, a sensor chip 36, a diaphragm base 37 having a diaphragm 37a, a pressure transmission medium 38 (silicon oil), a sealing ball 39, and a lead pin 40, as shown in FIG. When the fluid pressure is applied to the sensor chip 36 via the diaphragm 37a and the pressure transmission medium 38, a voltage signal proportional to the pressure is transmitted via the lead pin 40 from the semiconductor pressure transducer forming the sensor chip 36. Output to the outside. This diaphragm-type upstream pressure sensor 13 has the advantage that, when attached to a pipe line or the like, the dead space can be made extremely small, and the gas replacement property can be enhanced.

具体的には、センサーベース３５は、ステンレス鋼により外周面に鍔部３５ａを有する厚肉の円盤状に形成されており、センサーベース３５の片面側にはセンサーチップ３６を収納し、且つ圧力伝達用媒体３８を封入するための窪み部３５ｂが形成されている。又、センサーベース３５には、圧力伝達用媒体３８の注入孔（図示省略）及びリードピン４０の貫通孔が夫々形成されている。 Specifically, the sensor base 35 is formed of stainless steel in the shape of a thick disk having a flange 35a on the outer peripheral surface, the sensor chip 36 is accommodated on one side of the sensor base 35, and the pressure is transmitted. A recess 35b for enclosing the working medium 38 is formed. The sensor base 35 is formed with an injection hole (not shown) for the pressure transmission medium 38 and a through hole for the lead pin 40.

ダイヤフラムベース３７は、ダイヤフラム３７ａと、ダイヤフラム３７ａの外周縁部に連設された環状の本体部３７ｂと、本体部３７ｂの外周面に連設された鍔部３７ｃとから成り、鍔部３７ｃの一方の端面（図８に示す鍔部３７ｃの上側の面）をセンサーベース３５の鍔部３５ａの片面に密着させ、両鍔部３７ｃ，３５ａを対向せしめた状態で両鍔部３７ｃ，３５ａの密着部分を全周に亘って溶接することによりセンサーベース３５に固定されている。これにより、センサーベース３５とダイヤフラムベース３７との間には、センサーチップ３６を収納し且つ圧力伝達用媒体３８を封入するための空間が形成されることになる。
又、ダイヤフラムベース３７の鍔部３７ｃの他方の端面（センサーベース３５の鍔部３５ａに密着しない方の面）には、所謂歪み逃し用の浅溝３７ｄが環状に形成されている。この浅溝３７ｄは、鍔部３７ｃの内側寄り位置に形成されており、その断面形状はＶ字形又はＵ字形に形成されている。
更に、ダイヤフラム３７ａの流体に接する面（接ガス面）には、公知の方法により所謂不働態膜の形成処理が施されており、接ガス面には厚さ約２００Åの略１００％酸化クロムから成る不働態膜又は厚さ約１０００Å〜３０００Åの弗化不働態膜若しくは厚さ約２００Åの主としてアルミニウム酸化膜とクロム酸化物の混合酸化不働態膜が形成されている。
この実施の形態に於いては、ダイヤフラムベース３７の鍔部３７ｃの外径は１４．７ｍｍに、ダイヤフラムベース３７の本体部３７ｂの外径は１２．４ｍｍに、ダイヤフラム３７ａの受圧面の直径は１１．４ｍｍに、ダイヤフラムベース３７の本体部３７ｂの厚みは１．９５ｍｍに、ダイヤフラムベース３７の鍔部３７ｃの厚みは１．１５ｍｍに、ダイヤフラム３７ａの厚みは０．０６ｍｍに、歪み逃し用の浅溝３７ｄの深さは０．２ｍｍに、不働態膜の厚さは約２００Åの酸化クロム皮膜に夫々選定されており、ダイヤフラムベース３７の材質にはＦＳ９が使用されている。 The diaphragm base 37 includes a diaphragm 37a, an annular main body portion 37b connected to the outer peripheral edge portion of the diaphragm 37a, and a flange portion 37c connected to the outer peripheral surface of the main body portion 37b, and one of the flange portions 37c. 8 (the upper surface of the flange portion 37c shown in FIG. 8) is in close contact with one surface of the flange portion 35a of the sensor base 35, and both the flange portions 37c and 35a are in contact with each other. Are fixed to the sensor base 35 by welding them all around. Thus, a space for accommodating the sensor chip 36 and enclosing the pressure transmission medium 38 is formed between the sensor base 35 and the diaphragm base 37.
A so-called strain relief shallow groove 37d is formed in an annular shape on the other end surface of the flange portion 37c of the diaphragm base 37 (the surface not in close contact with the flange portion 35a of the sensor base 35). The shallow groove 37d is formed at a position closer to the inside of the flange portion 37c, and the cross-sectional shape thereof is formed in a V shape or a U shape.
Further, the surface of the diaphragm 37a that comes into contact with the fluid (gas contact surface) is subjected to a so-called passive film formation process by a known method. The gas contact surface is made of approximately 100% chromium oxide having a thickness of about 200 mm. The passive film is formed, or a fluorinated passive film having a thickness of about 1000 to 3000 mm or a mixed oxidation passive film of mainly aluminum oxide film and chromium oxide having a thickness of about 200 mm.
In this embodiment, the outer diameter of the flange portion 37c of the diaphragm base 37 is 14.7 mm, the outer diameter of the main body portion 37b of the diaphragm base 37 is 12.4 mm, and the diameter of the pressure receiving surface of the diaphragm 37a is 11. The thickness of the main body portion 37b of the diaphragm base 37 is 1.95 mm, the thickness of the flange portion 37c of the diaphragm base 37 is 1.15 mm, the thickness of the diaphragm 37a is 0.06 mm, and a shallow groove for strain relief The depth of 37d is 0.2 mm, and the thickness of the passive film is about 200 mm, respectively. The diaphragm base 37 is made of FS9.

尚、センサーチップ３６には、従来公知の拡散形半導体圧力トランスジューサが使用されており、このセンサーチップ３６は圧力を受けると変形をするダイヤフラム構造を呈している。又、圧力伝達用媒体３８には、温度膨張係数や圧縮係数が小さく且つ化学的にも安定したシリコンオイルが使用されており、この圧力伝達用媒体３８はダイヤフラム３７ａに加わった流体圧力をセンサーチップ３６へ伝達するものである。更に、封止用ボール３９は、圧力伝達用媒体３８の注入孔を密封するためのものであり、この封止用ボール３９には軸受鋼のボールが使用されている。 A conventionally known diffusion type semiconductor pressure transducer is used for the sensor chip 36, and the sensor chip 36 has a diaphragm structure that deforms when subjected to pressure. The pressure transmission medium 38 is made of silicon oil that has a small temperature expansion coefficient and compression coefficient and is chemically stable. The pressure transmission medium 38 uses the sensor pressure to apply the fluid pressure applied to the diaphragm 37a. 36. Further, the sealing ball 39 is for sealing the injection hole of the pressure transmission medium 38, and a ball of bearing steel is used for the sealing ball 39.

図９は上流側圧力センサー１３のコントロールバルブ１２のボディ１８への取り付け構造を示すものであり、ボディ１８に形成したセンサー挿着孔１８ｅ内へ上流側圧力センサー１３がセンサー押えフランジ４１及びボルト４２によりガスケット４３を介して気密状に取り付け固定されている。 FIG. 9 shows a structure for attaching the upstream pressure sensor 13 to the body 18 of the control valve 12. The upstream pressure sensor 13 is inserted into a sensor insertion hole 18 e formed in the body 18. Is attached and fixed in an airtight manner through the gasket 43.

前記センサー挿着孔１８ｅは、ボディ１８の出口通路１８ｄに連通するようにボディ１８の底面側に形成されており、センサー挿着孔１８ｅの内周面はセンサー押えフランジ４１のガイド面となっている。又、センサー挿着孔１８ｅの奥部は、小径に形成されており、この小径部分にガスケット４３が挿着されるようになっている。即ち、センサー挿着孔１８ｅの小径部分の内周面にガスケット４３の外周面４３ａが、センサー挿着孔１８ｅの小径部分の水平面にガスケット４３の一方の端面４３ｂが夫々当接するようになっている。更に、センサー挿着孔１８ｅの小径部分の水平面の内側部分は、テーパ状に形成されている。 The sensor insertion hole 18e is formed on the bottom surface side of the body 18 so as to communicate with the outlet passage 18d of the body 18, and the inner peripheral surface of the sensor insertion hole 18e serves as a guide surface of the sensor pressing flange 41. Yes. The inner part of the sensor insertion hole 18e has a small diameter, and the gasket 43 is inserted into the small diameter part. That is, the outer peripheral surface 43a of the gasket 43 is in contact with the inner peripheral surface of the small diameter portion of the sensor insertion hole 18e, and the one end surface 43b of the gasket 43 is in contact with the horizontal surface of the small diameter portion of the sensor insertion hole 18e. . Furthermore, the inner part of the horizontal surface of the small diameter part of the sensor insertion hole 18e is formed in a taper shape.

前記ガスケット４３は、ステンレス鋼によりリング状に形成されており、そのシート部の断面形状は矩形の四隅部を面取りした縦長の四角形に形成されている。このガスケット４３の内周面４３ｄは、ダイヤフラムベース３７の本体部３７ｂの外周面に、又、ガスケット４３の他方の端面４３ｃは、ダイヤフラムベース３７の鍔部３７ｃの片面に夫々当接するようになっている。
この実施の形態に於いては、ガスケット４３の外径は１４．６ｍｍに、ガスケット４３の内径は１２．８ｍｍに、ガスケット４３のシート部の厚さ（高さ）は１．８ｍｍに、シート部の接当面の横幅は０．４ｍｍに夫々選定されている。 The gasket 43 is formed in a ring shape from stainless steel, and the cross-sectional shape of the sheet portion is formed in a vertically long rectangle with the four corners of the rectangle chamfered. The inner peripheral surface 43d of the gasket 43 is in contact with the outer peripheral surface of the main body portion 37b of the diaphragm base 37, and the other end surface 43c of the gasket 43 is in contact with one surface of the flange portion 37c of the diaphragm base 37. Yes.
In this embodiment, the outer diameter of the gasket 43 is 14.6 mm, the inner diameter of the gasket 43 is 12.8 mm, the thickness (height) of the seat portion of the gasket 43 is 1.8 mm, and the seat portion. The width of each contact surface is selected to be 0.4 mm.

而して、前記上流側圧力センサー１３は、図９に示す如く、コントロールバルブ１２のボディ１８に形成したセンサー挿着孔１８ｅ内へガスケット４３、上流側圧力センサー１３及びセンサー押えフランジ４１を順次挿入し、センサー押えフランジ４１をボルト４２によりボディ１８側へ締め付け、センサー押えフランジ４１の先端部でセンサーベース３５及びダイヤフラムベース３７の両鍔部３５ａ，３７ｃを押圧することにより、ガスケット４３を介してボディ１８のセンサー挿着孔１８ｅ内に気密状に取り付けられている。
この上流側圧力センサー１３の取り付け構造に於いては、ボルト４２が締め込まれると、センサー押えフランジ４１及びガスケット４３を介してセンサーベース３５及びダイヤフラムベース３７の両鍔部３５ａ，３７ｃに上・下方向の圧縮力（上・下方向の反力）がかかる。万一、ボルト４２の締め込み時に、センサーベース３５及びダイヤフラムベース３７の両鍔部３５ａ，３７ｃにかかる上・下方向の圧縮力が原因となって、ダイヤフラム３７ａに歪力が加わる場合でも、ダイヤフラムベース３７の鍔部３７ｃに設けた浅溝３７ｄによりこの部分の肉厚が薄くなっているため、歪力による変位は前記薄肉部の近傍に於いて吸収される。これにより、歪力が直接にダイヤフラム３７ａへ伝達されなくなり、ダイヤフラム３７ａに歪みが生ずるのが防止されることになる。
その結果、ボディ１８へ上流側圧力センサー１３を取り付け固定した場合に於いても、出力や温度特性がフリーの状態下に於ける出力や温度特性と殆ど差異を生ぜず、流体通路のデッドスペースの増加を招くことなしに上流側圧力センサー１３をボディ１８へ取り付けることができる。 Thus, as shown in FIG. 9, the upstream pressure sensor 13 sequentially inserts the gasket 43, the upstream pressure sensor 13 and the sensor holding flange 41 into the sensor insertion hole 18e formed in the body 18 of the control valve 12. Then, the sensor pressing flange 41 is tightened to the body 18 side by the bolt 42, and the sensor base 35 and the both flanges 35a, 37c of the diaphragm base 37 are pressed by the tip of the sensor pressing flange 41, whereby the body via the gasket 43 is obtained. It is attached in an airtight manner in the 18 sensor insertion holes 18e.
In the mounting structure of the upstream pressure sensor 13, when the bolt 42 is tightened, the upper and lower sides of the sensor base 35 and the diaphragm base 37 are connected to the upper and lower portions 35 a and 37 c via the sensor holding flange 41 and the gasket 43. Compressive force in the direction (up / down reaction force) is applied. Even if a strain force is applied to the diaphragm 37a due to the upward and downward compressive forces applied to the flanges 35a and 37c of the sensor base 35 and the diaphragm base 37 when the bolt 42 is tightened, the diaphragm 37a Since the thickness of this portion is reduced by the shallow groove 37d provided in the flange portion 37c of the base 37, the displacement due to the strain force is absorbed in the vicinity of the thin portion. Thereby, the distortion force is not directly transmitted to the diaphragm 37a, and the diaphragm 37a is prevented from being distorted.
As a result, even when the upstream pressure sensor 13 is mounted and fixed to the body 18, the output and temperature characteristics are almost the same as the output and temperature characteristics in a free state, and the dead space of the fluid passage is reduced. The upstream pressure sensor 13 can be attached to the body 18 without causing an increase.

前記オリフィス１１は、図２に示す如く、上流側圧力センサー１３より下流側で且つコントロールバルブ１２のボディ１８の出口通路１８ｄの出口側に設けられており、ボディ１８のオリフィス挿着孔１８ｇ及び出口側ブロック１７のオリフィス挿着孔１７ｂに円筒状のオリフィスガイド４４を介して挿着され、出口側ブロック１７をボルトを介してボディ１８側へ固定することにより、ボディ１８側に取り付け固定されている。
即ち、オリフィス１１は、図２及び図１０に示す如く、ステンレス鋼製の円筒状のオリフィスガイド４４に挿着され、ボディ１８の出口通路１８ｄに連通する円筒状のオリフィスベース４５と、オリフィスベース４５に取り付けられ、オリフィス孔４６′を形成した円板状のオリフィスプレート４６とから成る。 As shown in FIG. 2, the orifice 11 is provided downstream of the upstream pressure sensor 13 and on the outlet side of the outlet passage 18d of the body 18 of the control valve 12, and the orifice insertion hole 18g and outlet of the body 18 are provided. It is inserted into the orifice insertion hole 17b of the side block 17 via a cylindrical orifice guide 44, and fixed to the body 18 side by fixing the outlet side block 17 to the body 18 side via a bolt. .
That is, as shown in FIGS. 2 and 10, the orifice 11 is inserted into a cylindrical orifice guide 44 made of stainless steel, and has a cylindrical orifice base 45 communicating with the outlet passage 18 d of the body 18, and the orifice base 45. And a disc-shaped orifice plate 46 having an orifice hole 46 '.

具体的には、オリフィスベース４５は、図１０に示す如く、ステンレス鋼により円筒状に形成されており、その内周面の一端部側にはオリフィスプレート４６を取り付けるためのフランジ部４５ａが形成されている。このフランジ部４５ａの外側面の内周縁部には、オリフィスプレート４６を嵌め込むための環状の窪み部４５ｂが形成されている。 Specifically, as shown in FIG. 10, the orifice base 45 is formed in a cylindrical shape from stainless steel, and a flange portion 45a for attaching the orifice plate 46 is formed on one end side of the inner peripheral surface thereof. ing. An annular recess 45b for fitting the orifice plate 46 is formed on the inner peripheral edge of the outer surface of the flange 45a.

一方、オリフィスプレート４６は、図１１に示す如く、ステンレス鋼製の極薄板材をプレス加工することにより円板状に形成されており、その中心部にはオリフィス孔４６′が形成されている。又、オリフィス孔４６′は、流体の高圧側（上流側）に位置するテーパ部４６ａと、テーパ部４６ａに連続して流体の低圧側（下流側）に位置するストレート部４６ｂとから成る。このオリフィスプレート４６は、プレス加工により形成されているため、放電加工やエッチング加工により形成したオリフィスに比較して加工精度にバラツキを生じることがなく、簡単且つ安価に製作することができるうえ、オリフィスの流量特性のバラツキもなくなる。
そして、オリフィスプレート４６は、オリフィスベース４５のフランジ部４５ａに形成した窪み部４５ｂに嵌め込まれ、オリフィスプレート４６の外周縁部をフランジ部４５ａへレーザー溶接することによりオリフィスベース４５に取り付け固定されている。
この実施の形態に於いては、オリフィスプレート４６の直径は３．５ｍｍに、オリフィスプレート４６の厚みは０．０５ｍｍに、オリフィス孔４６′のストレート部４６ｂの長さは０．０１５ｍｍに、オリフィス孔４６′のストレート部４６ｂの内径は０．０３ｍｍに、オリフィス孔４６′のテーパ部４６ａの傾斜角度は軸心に対して１７°に夫々選定されている。 On the other hand, as shown in FIG. 11, the orifice plate 46 is formed into a disk shape by pressing an ultrathin plate made of stainless steel, and an orifice hole 46 'is formed at the center thereof. The orifice hole 46 'includes a tapered portion 46a located on the high pressure side (upstream side) of the fluid and a straight portion 46b located on the low pressure side (downstream side) of the fluid continuously from the tapered portion 46a. Since the orifice plate 46 is formed by press working, there is no variation in processing accuracy compared to an orifice formed by electric discharge machining or etching, and the orifice plate 46 can be manufactured easily and inexpensively. Variations in the flow rate characteristics are eliminated.
The orifice plate 46 is fitted into a recessed portion 45b formed in the flange portion 45a of the orifice base 45, and is attached and fixed to the orifice base 45 by laser welding the outer peripheral edge portion of the orifice plate 46 to the flange portion 45a. .
In this embodiment, the diameter of the orifice plate 46 is 3.5 mm, the thickness of the orifice plate 46 is 0.05 mm, the length of the straight portion 46 b of the orifice hole 46 ′ is 0.015 mm, and the orifice hole The inner diameter of the straight portion 46b of 46 'is set to 0.03 mm, and the inclination angle of the tapered portion 46a of the orifice hole 46' is selected to be 17 ° with respect to the axis.

前記ガスケットフィルター１４は、コントロールバルブ１２のボディ１８の入口通路１８ｂと入口側ブロック１６の導入通路１６ａとの突き合せ部分に配置されてシール性を確保すると共に、フィルター機能を果たすものである。
即ち、ガスケットフィルター１４は、図２及び図１２に示す如く、ステンレス鋼製の円筒状の接続ガイド４７に挿着され、ボディ１８の出口通路１８ｄに連通する環状のＳＵＳ３１６Ｌ−Ｐ（Ｗメルト）製のフィルターベース４８と、フィルターベース４８に取り付けられたろ過密度が８μｍの円板状の焼結フィルターエレメント４９とから成り、ボディ１８及び入口側ブロック１６のフィルター挿着孔１８ｆ，１６ｂに接続ガイド４７を介して挿着され、入口側ブロック１６をボルトを介してボディ１８側へ固定することにより、ボディ１８と入口側ブロック１６との間に取り付け固定されている。 The gasket filter 14 is disposed at the abutting portion between the inlet passage 18b of the body 18 of the control valve 12 and the introduction passage 16a of the inlet side block 16 to ensure a sealing property and perform a filter function.
That is, as shown in FIGS. 2 and 12, the gasket filter 14 is inserted into a cylindrical connection guide 47 made of stainless steel, and is made of an annular SUS316L-P (W melt) communicating with the outlet passage 18d of the body 18. The filter base 48 and a disk-like sintered filter element 49 having a filtration density of 8 μm attached to the filter base 48 are connected to the body 18 and the filter insertion holes 18f and 16b of the inlet side block 16 through the connection guide 47. The inlet side block 16 is fixed to the body 18 side via bolts, and is attached and fixed between the body 18 and the inlet side block 16.

具体的には、フィルターベース４８は、図１２に示す如く、ステンレス鋼により環状に形成されており、その一端面にはフィルターベース４８と同軸の環状の凹所が４８ａ設けられ、この凹所４８ａの底面には焼結フィルターエレメント４９を嵌め込むための環状のリップ部４８ｂが設けられている。 Specifically, as shown in FIG. 12, the filter base 48 is formed in an annular shape from stainless steel, and an annular recess 48a coaxial with the filter base 48 is provided on one end surface thereof. An annular lip portion 48b for fitting the sintered filter element 49 is provided on the bottom surface.

前記焼結フィルターエレメント４９は、フィルターベース４８の凹所４８ａの底面に形成したリップ部４８ｂ内に嵌め込まれ、リップ部４８ｂを内径側へ曲げてカシメることによりフィルターベース４８に取り付け固定されている。
尚、フィルターエレメントとしては、当該焼結フィルターエレメント４９に替えて図１３に示す如くステンレス鋼製の極薄円板（厚さ２０μｍ〜５０μｍ）の外周縁部を除く部分に多数の小孔４９ａ（小孔４９ａの内径はフィルターエレメント４９の厚みと同程度）をエッチングで開けることにより形成したものを使用しても良い。
又、エッチングの方法としては、フィルターエレメント４９の材質と小孔４９ａの径に応じて両面エッチング又は片面エッチングが適宜に採用される。両面エッチングの場合、各小孔４９ａの形状は、図１３（Ｂ）に示すように円板の両端面で径が最も大きく、円板の厚みの中央で径が最小とになっている。又、片面エッチングの場合、各小孔４９ａの形状は、表面で径が最も大きく、裏面で径が最小となる。
このエッチング加工により小孔４９ａを設けた構成のガスケットフィルター１４は、フィルターエレメント４９に多数の小孔４９ａを開けたものであるから、表面処理を簡単にでき、然も、水分等の不純物が付着し得る表面積が小さくなり、且つフィルター内部に微小空間が存在しないので、付着した水分が取れ易くなる。又、開口面積を求めることが容易であるので、これに基づいて簡単に圧力損失を予測することができ、更に、両端面が共に平坦であるので、シール性向上のための鏡面研磨が容易に行える。
尚、ガスケットフィルター１４には、図１２に示すガスケットフィルター１４に替えて特開２０００−１６７３１８号公報の図４、図５、図６、図８、図９に開示された構造のガスケットフィルター１４を使用するようにしても良い。又、フィルターエレメント４９にレーザー加工、機械加工、放電加工、プレス加工等により小孔４９ａを開けるようにしても良い。 The sintered filter element 49 is fitted into a lip portion 48b formed on the bottom surface of the recess 48a of the filter base 48, and is fixed to the filter base 48 by bending the lip portion 48b toward the inner diameter side and crimping. .
As the filter element, instead of the sintered filter element 49, as shown in FIG. 13, a large number of small holes 49a (except for the outer peripheral edge of a stainless steel ultrathin disc (thickness 20 μm to 50 μm)) are provided. The inner diameter of the small hole 49a may be approximately the same as the thickness of the filter element 49).
As the etching method, double-sided etching or single-sided etching is appropriately employed depending on the material of the filter element 49 and the diameter of the small hole 49a. In the case of double-sided etching, the shape of each small hole 49a has the largest diameter at both end faces of the disk and the smallest diameter at the center of the thickness of the disk as shown in FIG. In the case of single-sided etching, the shape of each small hole 49a has the largest diameter on the front surface and the smallest diameter on the back surface.
Since the gasket filter 14 having the small holes 49a formed by this etching process has a large number of small holes 49a formed in the filter element 49, the surface treatment can be simplified, and impurities such as moisture adhere to it. The surface area that can be reduced is reduced, and since there is no minute space inside the filter, the attached moisture can be easily removed. Moreover, since it is easy to obtain the opening area, it is possible to easily predict the pressure loss based on this, and since both end faces are flat, mirror polishing for improving the sealing property is easy. Yes.
The gasket filter 14 is replaced with the gasket filter 14 having the structure disclosed in FIGS. 4, 5, 6, 8, and 9 of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-167318 instead of the gasket filter 14 shown in FIG. It may be used. Further, the small holes 49a may be formed in the filter element 49 by laser machining, machining, electric discharge machining, press working, or the like.

前記制御回路１５は、コントロールバルブ１２の駆動部等を覆う保護ケース５０内に設けられており、図示しない増幅回路やＡ／Ｄ変換器等の電子回路系と、実験流量式による流量を演算する流量演算手段と、流すべき設定流量を指令する流量設定手段と、演算流量と設定流量の流量差を演算する比較手段等から構成されている。この制御回路１５は、電子回路とマイクロコンピュータと内蔵プログラムを中心に構成されているが、電子回路だけで構成しても良いし、電子回路とパーソナルコンピュータで構成しても良い。 The control circuit 15 is provided in a protective case 50 that covers the drive portion of the control valve 12 and the like, and calculates a flow rate by an electronic circuit system such as an amplifier circuit and an A / D converter (not shown) and an experimental flow rate equation. The flow rate calculating means, the flow rate setting means for instructing the set flow rate to be flowed, the comparison means for calculating the flow rate difference between the calculated flow rate and the set flow rate, and the like. The control circuit 15 is mainly composed of an electronic circuit, a microcomputer, and a built-in program. However, the control circuit 15 may be composed of only an electronic circuit or an electronic circuit and a personal computer.

尚、前記流体制御装置に於いては、図３に示すように上流側圧力センサー１３の取り付け部の近傍に温度センサー５１（サーミスタ）を配設し、これによって上流側圧力センサー１３の温度補償のための温度検出を行うようにしている。
又、この流体制御装置に於いては、各ブロック継手１，２，３，４，５と各流体制御機器６，７，８，９との突き合せ部に夫々シール部が設けられており、各シール部には通常のガスケット若しくは圧力式流量制御装置９に使用されているガスケットフィルター１４が夫々配置されている。
更に、この流体制御装置に於いては、従前の圧力式流量制御装置のようにオリフィス１１の下流側圧力が上昇してＰ₂／Ｐ₁の値が臨界値に近づいた場合（又は臨界値以上となった場合）の警報回路やガス供給の停止回路が設けられている。 In the fluid control device, as shown in FIG. 3, a temperature sensor 51 (thermistor) is provided in the vicinity of the mounting portion of the upstream pressure sensor 13, thereby compensating the temperature of the upstream pressure sensor 13. Temperature detection for this purpose.
Further, in this fluid control device, a seal portion is provided at each butt portion of each block joint 1, 2, 3, 4, 5 and each fluid control device 6, 7, 8, 9; A gasket filter 14 used in a normal gasket or pressure type flow control device 9 is disposed in each seal portion.
Further, in this fluid control device, when the pressure on the downstream side of the orifice 11 increases and the value of P ₂ / P ₁ approaches the critical value (or above the critical value) as in the conventional pressure type flow control device. In this case, an alarm circuit and a gas supply stop circuit are provided.

而して、上述した流体制御装置によれば、各ブロック継手１，２，３，４，５の流体通路１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａと各流体制御機器６，７，８，９とでガス制御ラインが形成されており、入口継手１０Ａから導入されたガスがブロック継手１、手動式開閉バルブ６、ブロック継手２、エアー式開閉バルブ７及びブロック継手３を経て圧力式流量制御装置９に流入し、圧力式流量制御装置９によって流量制御された後、ブロック継手４、エアー式開閉バルブ８及びブロック継手５を通って出口継手１０Ｂから排出されるようになっている。
この流体制御装置は、図１４に示すグラフからも明らかなように供給圧力の変動によって制御流量が影響を受けない圧力式流量制御装置９をガス制御ラインに組み込んでいるため、流体の圧力を調整するプレッシャーレギュレータをガス制御ラインから省くことができ、マスフローコントローラを組み込んだ流体制御装置に比較して流体制御装置自体のコンパクト化を図れるうえ、高精度に流量を制御することができる。 Thus, according to the fluid control device described above, the fluid passages 1a, 2a, 3a, 4a, 5a of the block joints 1, 2, 3, 4, 5 and the fluid control devices 6, 7, 8, 9 A gas control line is formed, and the gas introduced from the inlet joint 10A passes through the block joint 1, the manual on-off valve 6, the block joint 2, the air on-off valve 7 and the block joint 3, and the pressure type flow control device 9 The flow rate is controlled by the pressure type flow rate control device 9, and then discharged from the outlet joint 10 </ b> B through the block joint 4, the air type on-off valve 8 and the block joint 5.
As is apparent from the graph shown in FIG. 14, this fluid control device incorporates a pressure type flow rate control device 9 in which the control flow rate is not affected by fluctuations in supply pressure in the gas control line, so that the fluid pressure is adjusted. The pressure regulator can be omitted from the gas control line, and the fluid control device itself can be made more compact than the fluid control device incorporating the mass flow controller, and the flow rate can be controlled with high accuracy.

図１５は他の構造の圧力式流量制御装置９をガス制御ラインに組み込んだ第２実施形態に係る流体制御装置を示すものであり、この流体制御装置に組み込んだ圧力式流量制御装置９は、供給される流体が非臨界条件にある場合（オリフィス１１から流出する流体の流体速度が音速より低い場合）を前提としている。
即ち、圧力式流量制御装置９は、図１６に示す如く、オリフィス１１とコントロールバルブ１２の間にオリフィス１１の上流側圧力を検出する上流側圧力センサー１３を、又、オリフィス１１の下流側にオリフィス１１の下流側圧力を検出する下流側圧力センサー５２を夫々配設し、上流側圧力と下流側圧力によりオリフィス通過流量を演算しながらコントロールバルブ１２の開閉によりオリフィス通過流量を制御するようにしたものであり、出口側ブロック１７の形状が異なることと、オリフィス１１の下流側に下流側圧力センサー５２を設けたこと、オリフィス１１の下流側圧力を下流側圧力センサー５２により測定して制御回路１５に入力する電子回路系及びソフト系を付加したこと以外は、上述した図２に示す圧力式流量制御装置９と同様構造に構成されている。
この圧力式流量制御装置９を組み込んだ流体制御装置も、上述した流体制御装置と同様の作用効果を奏することができる。 FIG. 15 shows a fluid control device according to the second embodiment in which a pressure type flow control device 9 having another structure is incorporated in a gas control line. The pressure type flow control device 9 incorporated in this fluid control device includes: It is assumed that the fluid to be supplied is in a non-critical condition (the fluid velocity of the fluid flowing out from the orifice 11 is lower than the sonic velocity).
That is, as shown in FIG. 16, the pressure type flow control device 9 includes an upstream pressure sensor 13 that detects the upstream pressure of the orifice 11 between the orifice 11 and the control valve 12, and an orifice on the downstream side of the orifice 11. 11, downstream pressure sensors 52 for detecting the downstream pressure are respectively disposed, and the orifice passing flow rate is controlled by opening and closing the control valve 12 while calculating the orifice passing flow rate by the upstream pressure and the downstream pressure. The shape of the outlet side block 17 is different, the downstream pressure sensor 52 is provided on the downstream side of the orifice 11, and the downstream pressure sensor 52 measures the downstream pressure of the orifice 11 to the control circuit 15. The pressure type flow control device 9 shown in FIG. 2 described above except that an electronic circuit system and a software system are added. It is configured similarly structured.
The fluid control device incorporating the pressure type flow rate control device 9 can also exhibit the same operational effects as the fluid control device described above.

図１７は更に他の構造の圧力式流量制御装置９をガス制御ラインに組み込んだ第３実施形態に係る流体制御装置を示すものであり、この流体制御装置に組み込んだ圧力式流量制御装置９は、前記第２実施形態の場合と同様に非臨界条件下の流体を制御対象とするものである。
即ち、圧力式流量制御装置９は、図１８に示す如く、オリフィス１１とコントロールバルブ１２の間にオリフィス１１の上流側圧力を検出する上流側圧力センサー１３を、又、オリフィス１１の下流側にオリフィス１１の下流側圧力を検出する下流側圧力センサー５２を夫々配設し、上流側圧力と下流側圧力によりオリフィス通過流量を演算しながらコントロールバルブ１２の開閉によりオリフィス通過流量を制御するようにしたものである。 FIG. 17 shows a fluid control device according to the third embodiment in which a pressure type flow control device 9 having another structure is incorporated in a gas control line. The pressure type flow control device 9 incorporated in this fluid control device is shown in FIG. As in the case of the second embodiment, the fluid to be controlled is a fluid under non-critical conditions.
That is, as shown in FIG. 18, the pressure type flow control device 9 includes an upstream pressure sensor 13 that detects the upstream pressure of the orifice 11 between the orifice 11 and the control valve 12, and an orifice on the downstream side of the orifice 11. 11, downstream pressure sensors 52 for detecting the downstream pressure are respectively disposed, and the orifice passing flow rate is controlled by opening and closing the control valve 12 while calculating the orifice passing flow rate by the upstream pressure and the downstream pressure. It is.

又、当該第３実施形態に係る流量制御装置は、コントロールバルブ１２の上流側の流体通路からパージ用流体通路を分岐させ、当該パージ用流体通路にエアー作動型のパージ用バルブ５４を設けたものであり、圧力式流量制御装置とパージ用バルブとを一体型としたものである。
即ち、第３実施形態に於いては、コントロールバルブ１２の上流側の流体通路である入口側ブロック１６の導入通路１６ａからパージ用流体通路１６ｄ（Ｎ₂等のパージガスを流すための通路）を分岐させると共に、入口側ブロック１６にエアー作動型のパージ用バルブ５４を設け、当該パージ用バルブ５４により前記パージ用流体通路１６ｄを開閉するようにしている。このパージ用バルブ５４には、エアーにより作動するダイレクトタッチ型のメタルダイヤフラムバルブが使用されており、パージ用バルブ５４の作動用エアーはエアー入口５４ａより供給される。 Further, the flow rate control device according to the third embodiment branches the purge fluid passage from the upstream fluid passage of the control valve 12, and is provided with an air-operated purge valve 54 in the purge fluid passage. The pressure type flow rate control device and the purge valve are integrated.
That is, in the third embodiment, a purge fluid passage 16d (a passage for flowing a purge gas such as N ₂ ) is branched from the introduction passage 16a of the inlet side block 16 which is a fluid passage on the upstream side of the control valve 12. In addition, an air-operated purge valve 54 is provided in the inlet side block 16, and the purge fluid passage 16d is opened and closed by the purge valve 54. The purge valve 54 is a direct touch type metal diaphragm valve that is operated by air, and the operation air for the purge valve 54 is supplied from an air inlet 54a.

尚、当該第３実施形態は、入口側ブロック１６及び出口側ブロック１７の形状が異なること、オリフィス１１の下流側に下流側圧力センサー５２を設けたこと、コントロールバルブ１２の上流側にエアー作動型のパージ用バルブ５４を分岐状に設けたこと、オリフィス１１の下流側圧力を下流側圧力センサー５２により測定して制御回路１５に入力する電子回路系及びソフト系を付加したこと以外は、上述した図２に示す圧力式流量制御装置９と同様構造に構成されている。
この圧力式流量制御装置９を組み込んだ流体制御装置も、上述した流体制御装置と同様の作用効果を奏することができ、より一層の流体制御装置のコンパクト化が可能となる。
又、当該第３実施形態では、圧力式流量制御装置９を非臨界状態下の流体の流量制御を対象とするものにしているが、下流側圧力センサー５２を取り除いて臨界状態下の流体の流量制御を対象とするものにしても良いことは勿論である。 In the third embodiment, the shapes of the inlet side block 16 and the outlet side block 17 are different, the downstream pressure sensor 52 is provided on the downstream side of the orifice 11, and the air operated type on the upstream side of the control valve 12. The purge valve 54 is provided in a branched shape, and an electronic circuit system and a software system for measuring the downstream pressure of the orifice 11 by the downstream pressure sensor 52 and inputting the pressure to the control circuit 15 are added. The pressure type flow rate control device 9 shown in FIG.
The fluid control device in which the pressure type flow control device 9 is incorporated can also achieve the same operational effects as the above-described fluid control device, and can further downsize the fluid control device.
In the third embodiment, the pressure type flow rate control device 9 is intended for the flow rate control of the fluid under the non-critical state, but the downstream side pressure sensor 52 is removed and the flow rate of the fluid under the critical state is set. Of course, control may be used.

尚、上記第１及び第２実施形態に於いては、流体制御機器６，７，８，９に一つの手動式開閉バルブ６、二つのエアー式開閉バルブ７，８及び一つの圧力式流量制御装置９を使用し、これら各機器６，７，８，９を五つのブロック継手１，２，３，４，５で連通状に接続するようにしたが、流体制御装置に用いられる流体制御機器６，７，８，９の種類や配置関係、ブロック継手１，２，３，４，５の数や形状等は、上記実施の形態のものに限定されものではなく、圧力式流量制御装置９をガス制御ラインに組み込んでおれば、流体制御機器の種類や配置関係等は如何なるものであっても良い。例えば、流体制御機器にパージ用バルブやブロックバルブ（開閉バルブとパージ用バルブ等をブロック化したもの）、チャッキバルブ、フィルター等を使用しても良く、その組み合せも適宜に変更可能であることは勿論である。又、第３実施形態に示すようにパージ用バルブを組み込んだ圧力式流量制御装置９を流体制御装置のガス制御ラインに組み込むようにしても良い。 In the first and second embodiments, the fluid control devices 6, 7, 8, 9 have one manual on-off valve 6, two air-type on-off valves 7, 8 and one pressure-type flow rate control. The device 9 is used, and these devices 6, 7, 8, and 9 are connected in a continuous manner by five block joints 1, 2, 3, 4, and 5, but the fluid control device used in the fluid control device is used. The types and arrangement relationships of 6, 7, 8, 9 and the number and shape of the block joints 1, 2, 3, 4, 5 are not limited to those of the above embodiment, and the pressure type flow control device 9 Can be incorporated into the gas control line, the type and arrangement of fluid control devices can be anything. For example, a purge valve, a block valve (a block valve and a purge valve, etc.), a check valve, a filter, etc. may be used for the fluid control device, and the combination can be changed as appropriate. Of course. Further, as shown in the third embodiment, a pressure type flow rate control device 9 incorporating a purge valve may be incorporated in the gas control line of the fluid control device.

本発明の実施の形態に係る流体制御装置の正面図である。It is a front view of the fluid control apparatus concerning an embodiment of the invention. 流体制御装置のガス制御ラインに組み込む圧力式流量制御装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the pressure type flow control apparatus incorporated in the gas control line of a fluid control apparatus. 同じく圧力式流量制御装置の一部破断側面図である。It is a partially broken side view of the pressure type flow control device. コントロールバルブのアクチュエータボックスの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the actuator box of a control valve. 図４のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. コントロールボックスの割りベースの平面図である。It is a top view of the split base of a control box. 図６のＢ−Ｂ線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line of FIG. 上流側圧力センサーの一部破断正面図である。It is a partially broken front view of an upstream pressure sensor. コントロールバルブのボディへの上流側圧力センサーの取り付け状態を示す拡大部分縦断面図である。It is an expanded partial longitudinal cross-sectional view which shows the attachment state of the upstream pressure sensor to the body of a control valve. オリフィスの拡大縦断面図である。It is an enlarged vertical sectional view of an orifice. オリフィスのオリフィスプレートを示し、（Ａ）はオリフィスプレートの拡大正面図、（Ｂ）はオリフィスプレートの拡大部分縦断面図である。The orifice plate of an orifice is shown, (A) is an enlarged front view of the orifice plate, and (B) is an enlarged partial longitudinal sectional view of the orifice plate. ガスケットフィルターの拡大縦断面図である。It is an enlarged vertical sectional view of a gasket filter. ガスケットフィルターのフィルタープレートを示し、（Ａ）はフィルタープレートの拡大正面図、（Ｂ）はフィルタープレートの拡大部分縦断面図である。The filter plate of a gasket filter is shown, (A) is an enlarged front view of a filter plate, (B) is an enlarged partial longitudinal cross-sectional view of a filter plate. マスフローコントローラと圧力式流量制御装置の供給圧力の変動による流量特性を示すグラフである。It is a graph which shows the flow volume characteristic by the fluctuation | variation of the supply pressure of a mass flow controller and a pressure type flow control apparatus. 本発明の第２実施形態に係る流体制御装置の正面図である。It is a front view of the fluid control apparatus concerning a 2nd embodiment of the present invention. 圧力式流量制御装置の他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of a pressure type flow control apparatus. 本発明の第３実施形態に係る流体制御装置の正面図である。It is a front view of the fluid control apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 圧力式流量制御装置の更に他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows another example of a pressure type flow control apparatus. 配管及び継手を使用した従来の流体制御装置の正面図である。It is a front view of the conventional fluid control apparatus using piping and a coupling. 図１６に示す流体制御装置のガスの流れを示す概略系統図である。It is a schematic system diagram which shows the flow of the gas of the fluid control apparatus shown in FIG. ブロック継手を使用した従来の流体制御装置の正面図である。It is a front view of the conventional fluid control apparatus using a block joint.

Explanation of symbols

１，２，３，４，５はブロック継手、１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａは流体通路、６は手動式開閉バルブ、７，８はエアー式開閉バルブ、９は圧力式流量制御装置、１１はオリフィス、１２はコントロールバルブ、１３は上流側圧力センサー、５２は下流側圧力センサー、５４はパージ用バルブ。 1, 2, 3, 4, 5 are block joints, 1 a, 2 a, 3 a, 4 a, 5 a are fluid passages, 6 is a manual opening / closing valve, 7, 8 is an air opening / closing valve, 9 is a pressure flow control device, 11 is an orifice, 12 is a control valve, 13 is an upstream pressure sensor, 52 is a downstream pressure sensor, and 54 is a purge valve.

Claims

A plurality of block joints arranged at the lower stage and forming fluid passages; and a plurality of fluid control devices arranged at the upper stage and connected to the respective block joints. In the fluid control device that forms a fluid control line with the device, one of the fluid control devices includes a fluid flow control device, a flow control orifice, a control valve provided upstream of the orifice, an orifice And an upstream pressure sensor that detects the upstream pressure of the orifice and controls the orifice passing flow rate by opening and closing the control valve while calculating the orifice passing flow rate by the upstream pressure. A fluid control device comprising a pressure type flow rate control device.

A plurality of block joints arranged at the lower stage and forming fluid passages; and a plurality of fluid control devices arranged at the upper stage and connected to the respective block joints. In the fluid control device that forms a fluid control line with the device, one of the fluid control devices includes a fluid flow control device, a flow control orifice, a control valve provided upstream of the orifice, an orifice And an upstream pressure sensor for detecting the upstream pressure of the orifice, and a downstream pressure sensor for detecting the downstream pressure of the orifice. The flow rate through the orifice is controlled by opening and closing the control valve while calculating the flow rate through the orifice with the downstream pressure. Fluid control apparatus characterized by being constituted by force type flow rate control device.

The fluid control device according to claim 1 or 2, wherein a purge fluid passage is branched from an upstream fluid passage of the control valve, and a purge valve is interposed in the purge fluid passage.

The fluid control device according to claim 1, 2 or 3, wherein a purge valve is integrally disposed in an inlet side block of the pressure type flow rate control device.