JP2006072515A - Fluid controller - Google Patents

Fluid controller Download PDF

Info

Publication number
JP2006072515A
JP2006072515A JP2004252870A JP2004252870A JP2006072515A JP 2006072515 A JP2006072515 A JP 2006072515A JP 2004252870 A JP2004252870 A JP 2004252870A JP 2004252870 A JP2004252870 A JP 2004252870A JP 2006072515 A JP2006072515 A JP 2006072515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
fluid
flow
flow meter
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004252870A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006072515A5 (en
Inventor
Kenro Yoshino
研郎 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Yukizai Corp
Original Assignee
Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd filed Critical Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Priority to JP2004252870A priority Critical patent/JP2006072515A/en
Priority to PCT/JP2005/016168 priority patent/WO2006025550A1/en
Priority to KR1020077004685A priority patent/KR101124447B1/en
Priority to US11/661,388 priority patent/US20080029174A1/en
Priority to TW094129656A priority patent/TW200611095A/en
Publication of JP2006072515A publication Critical patent/JP2006072515A/en
Publication of JP2006072515A5 publication Critical patent/JP2006072515A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid controller that is easily installed in an inside of a semiconductor manufacturing device, easy to be connected to piping and wiring, capable of reducing the pressure loss due to the piping connection, capable of easily changing arrangement for each module, capable of preventing corrosion from occurring even if a corrosive fluid is used as the fluid, capable of changing setting of the flow rate after piping, capable of blocking a flow passage after piping, and capable of controlling the flow rate, even if the flowing-in fluid is pulsating. <P>SOLUTION: This fluid controller has a flowmeter sensor part 4, having an ultrasonic oscillator 12 for emitting ultrasonic waves into the fluid, and an ultrasonic oscillator 13 for receiving ultrasonic waves from the ultrasonic oscillator 12 to output a signal to a flowmeter amplifier part 64, and a constant flow rate valve 5 for controlling pressure of the fluid by the operating pressure, and the flowmeter sensor part 4 and the constant flow rate valve 5 are installed inside one casing 2, having a fluid flowing-in inlet 3 and a fluid flowing-out outlet 6. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は流体の制御が必要とされる流体輸送配管に使用される流体制御装置に関するものである。さらに詳しくは、主として半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、流体に腐食性流体を使用しても腐食が起こる心配のない流体制御装置に関するものである。   The present invention relates to a fluid control device used in a fluid transportation pipe that requires fluid control. More particularly, the present invention relates to a fluid control device that is easy to install in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, piping and wiring connection, and that does not cause corrosion even when a corrosive fluid is used as the fluid.

従来、半導体製造工程の一工程として、フッ酸等の薬液を純水で希釈した洗浄水を用いてウェハ表面をエッチングする湿式エッチングが用いられている。これら湿式エッチングの洗浄水の濃度は高い精度をもって管理する必要があるとされている。近年では、洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する方法が主流となってきており、そのために、純水や薬液の流量を高い精度をもって管理する流体制御装置が適用されている。   Conventionally, wet etching, in which a wafer surface is etched using cleaning water obtained by diluting a chemical solution such as hydrofluoric acid with pure water, is used as one step of a semiconductor manufacturing process. It is said that the concentration of cleaning water for these wet etching needs to be managed with high accuracy. In recent years, the method of managing the concentration of cleaning water by the flow rate ratio of pure water and chemical liquid has become the mainstream, and therefore, a fluid control device that manages the flow volume of pure water or chemical liquid with high accuracy has been applied. Yes.

流体制御装置として種々提案されているが、図6に示されるような純水温度を可変とした場合の流量制御を行う純水流量の制御装置151があった(例えば、特許文献1参照)。その構成は、純水流量を調整するために操作圧の作用を受けて開度調節される流量調整弁152と、流量調整弁152に供給される操作圧を調整するための操作圧調整弁153と、流量調整弁152から出力される純水流量を計測するための流量計測器154と、流量計測器154を通った純水の流れを許容又は遮断するための開閉弁155とを備え、操作圧調整弁153により調整される操作圧と、流量調整弁152における純水の出力圧力とを均衡させることにより、流量調整弁152から出力される純水流量を一定に制御するようにした制御装置151であって、流量計測器154による計測値が一定となるように、その計測値に基づいて操作圧調整弁153から流量調整弁152に供給される操作圧をフィードバック制御するための制御回路を設けたことを特徴とするものであった。その効果は、純水の温度変化に伴って流量調整弁152における出力圧力が変化したとしても、その変化分に対応して操作圧がリアルタイムに調整されることで、流量調整弁152から出力される純水流量が調整されるため、純水流量を高精度に一定値に保つことができるものであった。   Various fluid control devices have been proposed, but there has been a pure water flow rate control device 151 that performs flow rate control when the pure water temperature is variable as shown in FIG. 6 (see, for example, Patent Document 1). The configuration includes a flow rate adjustment valve 152 that adjusts the opening degree under the effect of the operation pressure to adjust the pure water flow rate, and an operation pressure adjustment valve 153 that adjusts the operation pressure supplied to the flow rate adjustment valve 152. A flow rate measuring device 154 for measuring the flow rate of pure water output from the flow rate adjusting valve 152, and an on-off valve 155 for allowing or blocking the flow of pure water that has passed through the flow rate measuring device 154. A control device that controls the flow rate of pure water output from the flow rate adjustment valve 152 to be constant by balancing the operation pressure adjusted by the pressure adjustment valve 153 and the output pressure of pure water in the flow rate adjustment valve 152. 151 for feedback control of the operating pressure supplied from the operating pressure adjusting valve 153 to the flow rate adjusting valve 152 based on the measured value so that the measured value by the flow rate measuring device 154 is constant. It was characterized in that a control circuit. The effect is that even if the output pressure at the flow rate adjustment valve 152 changes with the temperature change of the pure water, the operation pressure is adjusted in real time in accordance with the change amount, so that the output pressure is output from the flow rate adjustment valve 152. Since the pure water flow rate is adjusted, the pure water flow rate can be maintained at a constant value with high accuracy.

また、流体制御を行うモジュールとして、図7に示されるような流体を移送する流体回路にインライン接続される流体制御モジュール156があった(例えば、特許文献2参照)。その構成は、化学的に不活性な流路を有するハウジング157と、流路に接続された調節可能な制御弁158と、流路に接続された圧力センサ159と、流路内に位置する絞り部160とを備え、制御弁158と圧力センサ159とがハウジング157内に収容され、さらに制御弁158の駆動を行う機械的、電気的、または空気的な構成を有するドライバ161と、制御弁158及び圧力センサ159に電気的に接続されるコントローラ162とがハウジング157内に収容されているものであった。その効果は、流体回路内で測定された圧力差と絞り部160の直径とから流路内の流量を測定し、測定した流量に基いて制御弁158をフィードバック制御で駆動することで、流路内の流量を高精度に決定することができるものであった。   Further, as a module that performs fluid control, there is a fluid control module 156 that is connected in-line to a fluid circuit that transfers fluid as shown in FIG. 7 (see, for example, Patent Document 2). The construction includes a housing 157 having a chemically inert flow path, an adjustable control valve 158 connected to the flow path, a pressure sensor 159 connected to the flow path, and a throttle located within the flow path. And a control valve 158 and a pressure sensor 159 housed in the housing 157, and a driver 161 having a mechanical, electrical, or pneumatic configuration for driving the control valve 158, and the control valve 158 The controller 162 electrically connected to the pressure sensor 159 is housed in the housing 157. The effect is that the flow rate in the flow channel is measured from the pressure difference measured in the fluid circuit and the diameter of the throttle 160, and the control valve 158 is driven by feedback control based on the measured flow rate. The internal flow rate could be determined with high accuracy.

特開平11−161342号公報JP-A-11-161342 特開2001−242940号公報JP 2001-242940 A

しかしながら、前記従来の純水流量の制御装置151は、構成要素が多く分かれているため、半導体製造装置内などに設置する際に、各構成要素の配管接続作業、電気配線やエア配管作業をそれぞれ行なわなくてはならず、作業が複雑で時間を要するとともに、配管や配線が煩わしくミスが起こる恐れがあるという問題があった。また、配管接続時にチューブや継手などを介して接続されるため接続部分に圧力損失が生じてしまい、この圧力損失が流量計測に影響して流量の測定誤差が大きくなり、正確な流量による制御が困難になるという問題があった。さらに、流量計測器154内にはその構成上腐食される恐れのある部品が使用されるため流体に腐食性流体を使用した場合、腐食性ガスの透過により流量計測器154内の部品が腐食する問題があった。   However, since the conventional pure water flow rate control device 151 has many components, when it is installed in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, piping connection work, electrical wiring and air piping work for each component are performed. There is a problem that the operation is complicated and time-consuming, and the piping and wiring are troublesome and a mistake may occur. In addition, pressure loss occurs in the connection part because it is connected via a tube or joint when connecting the piping, and this pressure loss affects the flow rate measurement, increasing the measurement error of the flow rate. There was a problem that became difficult. Furthermore, in the flow rate measuring device 154, components that may be corroded due to its structure are used. Therefore, when a corrosive fluid is used as the fluid, the components in the flow rate measuring device 154 are corroded by permeation of corrosive gas. There was a problem.

また、前記従来の流量制御モジュール156は、流体に腐食性流体を使用した場合、透過した腐食性ガスが流量制御モジュール156内に充満すると、コントローラ162やドライバ161を腐食してしまい、流量計測や流量制御の作動に影響して正確な流量制御ができなくなったり、最悪の場合では破損したりする恐れがあった。このとき、モジュールの故障原因がコントローラ162やドライバ161の腐食によるものであっても、各部品が一体となることを前提として設計された流量制御モジュール156は部品ごとに修理や交換するのは困難であるため、モジュール自体を交換することになり破損修理に対するコストが高くなってしまうという問題があった。また、流体制御装置に流入する流体が圧力変動周期の速い脈動した流れであった場合、制御弁158は脈動した流体に対して流量を制御しようと作動するが、ハンチングを起こし流量制御ができなくなる問題があり、このまま続けるとドライバ161や制御弁158が破損してしまうという問題があった。   In addition, when the corrosive fluid is used as the fluid, the conventional flow control module 156 corrodes the controller 162 and the driver 161 when the permeated corrosive gas fills the flow control module 156, and the flow measurement and There is a risk that accurate flow control cannot be performed due to the influence of the flow control operation, or in the worst case, it may be damaged. At this time, even if the cause of the module failure is due to corrosion of the controller 162 or the driver 161, the flow control module 156 designed on the assumption that the components are integrated is difficult to repair or replace for each component. Therefore, there is a problem that the cost for repairing damage is increased because the module itself is replaced. In addition, when the fluid flowing into the fluid control device is a pulsating flow with a fast pressure fluctuation cycle, the control valve 158 operates to control the flow rate with respect to the pulsating fluid, but hunting occurs and the flow rate cannot be controlled. There was a problem, and there was a problem that the driver 161 and the control valve 158 would be damaged if continued as they were.

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易であり、配管接続による圧力損失を低減し、各モジュールの配置変更を容易に行なえるもので、また流体に腐食性流体を使用しても腐食が起こることなく、配管後の流量の設定変更や、流路の遮断が可能であり、流入する流体が脈動していても流量の制御が可能な流体制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can be easily installed in a semiconductor manufacturing apparatus or the like, connected to piping and wiring, reduces pressure loss due to piping connection, and each module. It is possible to change the flow rate setting after piping and shut off the flow path without causing corrosion even if a corrosive fluid is used as the fluid. An object is to provide a fluid control device capable of controlling the flow rate even when pulsating.

上記課題を解決するための本発明の流体制御装置の構成を図1乃至図3に基づいて説明すると、
超音波を流体中に発信する超音波振動子12と超音波振動子12から発信した超音波を受信し信号を流量計アンプ部82に出力する超音波振動子13とを有する流量計センサ部4と、操作圧により流体の圧力を制御する定流量弁5とを具備し、流量計センサ部4と定流量弁5とが、流体流入口3と流体流出口6を有する1つのケーシング2内に接続されて設置されてなる、ことを第一の特徴とする。
The configuration of the fluid control device of the present invention for solving the above problems will be described with reference to FIGS.
A flowmeter sensor unit 4 including an ultrasonic transducer 12 that transmits ultrasonic waves into a fluid and an ultrasonic transducer 13 that receives ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer 12 and outputs signals to the flowmeter amplifier unit 82. And a constant flow valve 5 for controlling the pressure of the fluid by operating pressure, and the flow meter sensor unit 4 and the constant flow valve 5 are provided in one casing 2 having the fluid inlet 3 and the fluid outlet 6. The first feature is that they are connected and installed.

また、流量計センサ部4と定流量弁5とが1つのケーシング2に設置されてなるバルブモジュール1と、
流量計センサ部4の信号によって流量を演算する流量計アンプ部82と、定流量弁5の操作圧を調整する電空変換器84と、流量計アンプ部82で演算された流量値に基づいて操作圧を調整しフィードバック制御するための制御部83とが1つのケーシング81内に設置してなる電装モジュール80とを備え、
前記バルブモジュール1と前記電装モジュール80とが別体で構成される、例えば、それぞれが独立したケーシングで構成されることを第2の特徴とする。
Further, a valve module 1 in which a flow meter sensor unit 4 and a constant flow valve 5 are installed in one casing 2;
Based on the flow rate value calculated by the flow meter amplifier unit 82 that calculates the flow rate based on the signal from the flow meter sensor unit 4, the electropneumatic converter 84 that adjusts the operating pressure of the constant flow valve 5, and the flow meter amplifier unit 82. A control unit 83 for adjusting the operation pressure and performing feedback control includes an electrical module 80 installed in one casing 81,
A second feature is that the valve module 1 and the electrical module 80 are configured separately, for example, each is configured by an independent casing.

また、定流量弁5が、流体の入口流路38、出口流路45及び、入口流路38と出口流路45とが連通するチャンバ20から形成された本体部14と、弁体58と第一ダイヤフラム部30とを有する弁部材29と、弁部材29の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部30よりも有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部31及び第三ダイヤフラム部32とを有し、
弁部材29及び各ダイヤフラム部30、31、32が各ダイヤフラム部30、31、32の外周部が本体部14に固定されることによりチャンバ20内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部30、31、32によってチャンバ20を第一加圧室21、第二弁室22、第一弁室23、及び第二加圧室24に区分し、
第一加圧室21は第二ダイヤフラム部31に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、
第一弁室23は入口流路38と連通しており、
第二弁室22は、弁部材29の弁体58に対応する弁座43を有し、また弁座43に対して第一ダイヤフラム部30側に位置し第一ダイヤフラム部30に設けられた連通孔55にて第一弁室23と連通している下部第二弁室25と、第二ダイヤフラム部31側に位置し出口流路45と連通して設けられた上部第二弁室26とに分かれて形成され、弁部材29の上下動により弁体58と弁座43との間の開口面積が変化して下部第二弁室25の流体圧力が制御される流体制御部61を有し、
第二加圧室24は、第三ダイヤフラム部32に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、
更に、定流量弁5は、本体部14の側面あるいは上面に設けられた、第一加圧室21内に加圧された気体を供給する給気孔50および第一加圧室21内から気体を排出する排出孔73を有する、ことを第3の特徴とする。
The constant flow valve 5 includes a fluid inlet channel 38, an outlet channel 45, a main body 14 formed from the chamber 20 in which the inlet channel 38 and the outlet channel 45 communicate with each other, a valve body 58, A valve member 29 having one diaphragm portion 30, and a second diaphragm portion 31 and a third diaphragm portion 32 which are located at the lower and upper portions of the valve member 29 and have a smaller effective pressure receiving area than the first diaphragm portion 30,
The valve member 29 and the diaphragm portions 30, 31, 32 are mounted in the chamber 20 by fixing the outer peripheral portions of the diaphragm portions 30, 31, 32 to the main body portion 14, and the diaphragm portions 30, 31, 32 are mounted. The chamber 20 is divided into a first pressurizing chamber 21, a second valve chamber 22, a first valve chamber 23, and a second pressurizing chamber 24 by
The first pressurizing chamber 21 has means for constantly applying a constant inward force to the second diaphragm portion 31;
The first valve chamber 23 communicates with the inlet channel 38.
The second valve chamber 22 has a valve seat 43 corresponding to the valve body 58 of the valve member 29, and is located on the first diaphragm portion 30 side with respect to the valve seat 43 and is provided in the first diaphragm portion 30. A lower second valve chamber 25 communicating with the first valve chamber 23 through the hole 55 and an upper second valve chamber 26 provided on the second diaphragm portion 31 side and provided in communication with the outlet channel 45. A fluid control unit 61 that is formed separately, and the fluid pressure in the lower second valve chamber 25 is controlled by changing the opening area between the valve body 58 and the valve seat 43 by the vertical movement of the valve member 29;
The second pressurizing chamber 24 has means for constantly applying a constant inward force to the third diaphragm portion 32,
Furthermore, the constant flow valve 5 is provided with a gas supply hole 50 for supplying a pressurized gas into the first pressurizing chamber 21 and a gas from the first pressurizing chamber 21 provided on the side surface or the upper surface of the main body 14. A third feature is to have a discharge hole 73 for discharging.

また、バルブモジュール1の流量計センサ部4と電装モジュール80の流量計アンプ部82とを接続するケーブル88、89が、コネクタ77、78、85、86を介して流量計センサ部4及び/または流量計アンプ部82と脱着可能に設けられていることを第4の特徴とする。   Also, cables 88 and 89 for connecting the flow meter sensor unit 4 of the valve module 1 and the flow meter amplifier unit 82 of the electrical module 80 are connected to the flow meter sensor unit 4 and / or via connectors 77, 78, 85 and 86. A fourth feature is that the flowmeter amplifier unit 82 is detachably provided.

また、バルブモジュール1のケーシング2にコネクタボックス74が設けられ、コネクタボックス74に定流量弁5の排出孔73と連通する吸気孔75と、ケーシング2の外部と連通する排気孔76とが設けられていることを第5の特徴とする。   Further, the connector box 74 is provided in the casing 2 of the valve module 1, and the connector box 74 is provided with an intake hole 75 communicating with the discharge hole 73 of the constant flow valve 5 and an exhaust hole 76 communicating with the outside of the casing 2. This is the fifth feature.

また、流量計センサ部4は、流体流入口3に連通する入口流路7と、入口流路7から垂設された第一立上り流路8と、第一立上り流路8に連通し入口流路7の軸線に略平行に設けられた直線流路9と、直線流路9から垂設された第二立上り流路10と、第二立上り流路10に連通し入口流路7の軸線に略平行に設けられ定流量弁5の入口流路38に連通する出口流路11とが連続して設けられ、第一、第二立上り流路8、10の側壁の直線流路9の軸線と交わる位置に、超音波振動子12、13が互いに対向して配置された流量計センサ部4であり、
流量計アンプ部82は、超音波振動子12、13がケーブル88、89を介して接続される流量計アンプ部82であり、
前記流量計センサ部4と前記流量計アンプ部82とが流量計測器を構成し、
前記流量計測器が、超音波振動子12、13の送受信を交互に切り替えて超音波振動子12、13間の超音波伝搬時間差を測定することにより直線流路9を流れる流体の流量を演算するように構成された超音波流量計であることを第6の特徴とする。
In addition, the flowmeter sensor unit 4 includes an inlet channel 7 that communicates with the fluid inlet 3, a first rising channel 8 that is suspended from the inlet channel 7, and an inlet flow that communicates with the first rising channel 8. A straight channel 9 provided substantially parallel to the axis of the path 7, a second rising channel 10 suspended from the linear channel 9, and an axis of the inlet channel 7 communicating with the second rising channel 10. An outlet channel 11 that is provided substantially in parallel and communicates with the inlet channel 38 of the constant flow valve 5 is provided continuously, and the axis of the straight channel 9 on the side walls of the first and second rising channels 8 and 10 It is a flow meter sensor unit 4 in which the ultrasonic transducers 12 and 13 are arranged to face each other at the intersecting position,
The flow meter amplifier unit 82 is a flow meter amplifier unit 82 to which the ultrasonic transducers 12 and 13 are connected via cables 88 and 89.
The flow meter sensor unit 4 and the flow meter amplifier unit 82 constitute a flow meter,
The flow rate measuring device calculates the flow rate of the fluid flowing through the linear flow path 9 by alternately switching between transmission and reception of the ultrasonic transducers 12 and 13 and measuring the ultrasonic propagation time difference between the ultrasonic transducers 12 and 13. A sixth feature is that the ultrasonic flowmeter is configured as described above.

また、流量計センサ部92は、流体流入口3に連通する入口流路95と、入口流路95内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体96と、出口流路97とを備える直線流路98とが連続して設けられ、直線流路98の渦発生体96の下流側の側壁に、超音波振動子99、100が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置された流量計センサ部92であり、
流量計アンプ部104は、超音波振動子99、100がケーブル110、111を介して接続される流量計アンプ部104であり、
前記流量計センサ部92と前記流量計アンプ部104とが流量計計測器を構成し、
前記流量計測器が、渦発生体96の下流に発生するカルマン渦の発生周波数を超音波振動子99が送信した信号と超音波振動子100が受信した信号との位相差によって流量を演算するように構成された超音波式渦流量計であることを第7の特徴とする。
The flowmeter sensor unit 92 includes an inlet channel 95 that communicates with the fluid inlet 3, a vortex generator 96 that generates Karman vortices suspended in the inlet channel 95, and an outlet channel 97. A straight flow path 98 is provided continuously, and ultrasonic transducers 99 and 100 are disposed on the side wall on the downstream side of the vortex generator 96 of the straight flow path 98 so as to face each other at positions orthogonal to the flow path axial direction. Flow meter sensor unit 92,
The flow meter amplifier unit 104 is a flow meter amplifier unit 104 to which the ultrasonic transducers 99 and 100 are connected via cables 110 and 111.
The flow meter sensor unit 92 and the flow meter amplifier unit 104 constitute a flow meter measuring instrument,
The flow rate measuring device calculates the flow rate based on the phase difference between the signal transmitted by the ultrasonic transducer 99 and the signal received by the ultrasonic transducer 100 for the Karman vortex generation frequency generated downstream of the vortex generator 96. The seventh feature is that the ultrasonic vortex flowmeter is configured as described above.

さらに、電装モジュール80のケーシング81は、ケーシング81内に充填された気体を排出するために設けられた排出口91が形成されていることを第8の特徴とする。   Further, the casing 81 of the electrical module 80 has an eighth feature in that a discharge port 91 provided for discharging the gas filled in the casing 81 is formed.

本発明においては、少なくとも流量計センサ部4と、定流量弁5とが1つのケーシング内に接続されてなる構成であれば良い。これは、流量計センサ部4と定流量弁5とが一体化されることで流量制御装置をコンパクトに設けることができ、配管接続が容易となるとともに、継手などによる接続部分が減少されるので接続部分による圧力損失を低減することができる。また、定流量弁は流量を一定に制御することができるため、流入する流体が圧力変動周期の速い脈動した流れであったとしても、ハンチングを起こすことなく安定した流量制御を行うことができ、流量計センサ部4との組み合わせにより、定流量弁5から流出する流体の流量は、設定流量で一定値となるよう定流量弁5で制御されるため好適である。   In the present invention, at least the flowmeter sensor unit 4 and the constant flow valve 5 may be configured to be connected in one casing. This is because the flowmeter sensor unit 4 and the constant flow valve 5 are integrated so that the flow control device can be provided in a compact manner, and the pipe connection is facilitated, and the number of connecting parts such as joints is reduced. Pressure loss due to the connecting portion can be reduced. In addition, since the constant flow valve can control the flow rate to be constant, even if the inflowing fluid is a pulsating flow with a fast pressure fluctuation cycle, stable flow control can be performed without causing hunting. The combination with the flow meter sensor unit 4 is suitable because the flow rate of the fluid flowing out from the constant flow valve 5 is controlled by the constant flow valve 5 so as to be a constant value at the set flow rate.

本発明において定流量弁5は、操作圧により流量制御ができるものであれば特に限定されるものではないが、本発明の定流量弁5の構成を有しているものが好ましい。これは第一加圧室21の加圧手段による内向きの力を変更することで流量を変更することができるため、バルブを分解することなく流量を変更でき、また第一加圧室21の加圧手段による内向きの力を、第二加圧室24の加圧手段による内向きの力よりも小さく調整することで流体を遮断することができるため、別途流体遮断用のバルブを接続する必要がなく、配管後の流量設定が可能である。さらにコンパクトな構造であり、安定した流量制御が得られるため好適である。   In the present invention, the constant flow valve 5 is not particularly limited as long as the flow rate can be controlled by operating pressure, but preferably has the configuration of the constant flow valve 5 of the present invention. This is because the flow rate can be changed by changing the inward force by the pressurizing means of the first pressurizing chamber 21, so that the flow rate can be changed without disassembling the valve. Since the fluid can be shut off by adjusting the inward force by the pressurizing means to be smaller than the inward force by the pressurizing means of the second pressurizing chamber 24, a separate fluid shutoff valve is connected. There is no need to set the flow rate after piping. Furthermore, the compact structure is preferable because stable flow rate control can be obtained.

また、本発明の第一加圧室21および第二加圧室24の加圧手段は上方向または下方向の力を付勢するものであれば圧縮空気やバネなど特に限定されないが、圧縮空気であれば定流量弁5に腐食の可能性がある金属部品を使用しなくても済むので腐食の心配なく使用することができる。また、バネを使用する場合は、バネをフッ素樹脂でコーティングすることが好ましく、コーティングにより腐食が防止される。   Further, the pressurizing means of the first pressurizing chamber 21 and the second pressurizing chamber 24 of the present invention is not particularly limited as long as it presses an upward or downward force. If so, it is not necessary to use metal parts that may be corroded in the constant flow valve 5, so that the constant flow valve 5 can be used without worrying about corrosion. Moreover, when using a spring, it is preferable to coat a spring with a fluororesin, and corrosion is prevented by coating.

また、本発明においてバルブモジュール1の流量計センサ部4と電装モジュール80の流量計アンプ部82とはケーブル88、89で直接接続してもよいが、流量計センサ部4に繋がったコネクタ77、78および流量計アンプ部82に繋がったコネクタ85、86を介して流量計センサ部4と流量計アンプ部82とをケーブル88、89で接続することが好ましい。このときコネクタは流量計センサ部4に繋がったコネクタ77、78のみ設けてもよく、流量計アンプ部82に繋がったコネクタ85、86のみ設けてもよく、両方設けてもかまわない。コネクタを介して接続することにより、流体制御装置の配線接続がコネクタを接続するのみになり容易にかつ短時間で行なうことができるとともに、脱着可能なので配線接続を外すことも容易となるため各モジュールの配置を容易に変更できるため好適である。   Further, in the present invention, the flow meter sensor unit 4 of the valve module 1 and the flow meter amplifier unit 82 of the electrical module 80 may be directly connected by cables 88 and 89, but a connector 77 connected to the flow meter sensor unit 4; It is preferable that the flow meter sensor unit 4 and the flow meter amplifier unit 82 are connected by cables 88 and 89 via connectors 85 and 86 connected to 78 and the flow meter amplifier unit 82. At this time, only the connectors 77 and 78 connected to the flow meter sensor unit 4 may be provided, or only the connectors 85 and 86 connected to the flow meter amplifier unit 82 may be provided, or both may be provided. By connecting via the connector, the wiring connection of the fluid control device can be made easily and in a short time only by connecting the connector, and since it is detachable, it is easy to remove the wiring connection, so that each module This is preferable because the arrangement of the can be easily changed.

また、本発明のバルブモジュール1のケーシング2にはコネクタボックス74を設けてもよい。定流量弁5の排出孔73から排出される不活性ガスや空気がコネクタボックス74の吸気孔75からコネクタボックス74内に供給され、排気孔76から排出されることで、流体に腐食性流体を使用した場合に腐食性ガスがコネクタボックス74内に透過したとしても、吸気孔75から排気孔76への空気の流れに乗って排出されていくことになり、コネクタボックス74内部にたまりにくい。これにより、腐食の可能性のあるコネクタ77、78の腐食が防止されるため好適である。   Further, a connector box 74 may be provided in the casing 2 of the valve module 1 of the present invention. Inert gas or air discharged from the discharge hole 73 of the constant flow valve 5 is supplied into the connector box 74 from the intake hole 75 of the connector box 74 and discharged from the exhaust hole 76, so that corrosive fluid is supplied to the fluid. Even if the corrosive gas permeates into the connector box 74 when used, it is exhausted by the air flow from the intake hole 75 to the exhaust hole 76, and is difficult to collect inside the connector box 74. This is preferable because corrosion of the connectors 77 and 78 that may be corroded is prevented.

また、本発明の流量計センサ部4と流量計アンプ部82とで構成される流量計測器は、計測した流量を電気信号に変換して制御部83に出力されるものなら特に限定されないが、超音波流量計、超音波式渦流量計であることが好ましく、特に本発明の超音波流量計、超音波式渦流量計の構成を有しているものがより好ましい。本発明の超音波流量計の場合、微小流量に対して精度良く流量測定ができるため、微小流量の流体制御に好適である。また本発明の超音波式渦流量計の場合、大流量に対して精度良く流量測定ができるため、大流量の流体制御に好適である。このように、流体の流量に応じて超音波流量計と超音波式渦流量計を使い分けることで精度の良い流体制御を行うことができる。   In addition, the flow rate measuring device configured by the flow meter sensor unit 4 and the flow meter amplifier unit 82 of the present invention is not particularly limited as long as the measured flow rate is converted into an electrical signal and output to the control unit 83. An ultrasonic flow meter and an ultrasonic vortex flow meter are preferable, and those having the configurations of the ultrasonic flow meter and the ultrasonic vortex flow meter of the present invention are more preferable. In the case of the ultrasonic flowmeter of the present invention, the flow rate can be accurately measured with respect to a minute flow rate, and therefore, it is suitable for fluid control of a minute flow rate. In addition, the ultrasonic vortex flowmeter of the present invention is suitable for fluid control of a large flow rate because the flow rate can be accurately measured for a large flow rate. Thus, accurate fluid control can be performed by properly using the ultrasonic flowmeter and the ultrasonic vortex flowmeter according to the flow rate of the fluid.

また、本発明のケーシング2、流体流入口3、超音波振動子12、13を除いた流量計センサ部4、定流量弁5の各部品、流体流出口6、電装モジュール80のケーシング81の材質は、樹脂製であれば塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどいずれでも良いが、特に流体に腐食性流体を用いる場合はポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと記す)、ポリビニリデンフルオロライド(以下、PVDFと記す)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(以下、PFAと記す)などのフッ素樹脂であることが好ましく、フッ素樹脂製であれば腐食性ガスが透過しても各部品の腐食の心配がない。   In addition, the material of the casing 2 of the present invention, the fluid inlet 3, the flowmeter sensor unit 4 excluding the ultrasonic transducers 12 and 13, the components of the constant flow valve 5, the fluid outlet 6, and the casing 81 of the electrical module 80 Can be any of vinyl chloride resin, polypropylene, polyethylene, etc., as long as they are made of resin, especially when a corrosive fluid is used as the fluid, polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE), polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF). Fluorine resin such as tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (hereinafter referred to as PFA) is preferable. If it is made of fluororesin, corrosion of each part even if corrosive gas permeates. There is no worry.

また、本発明のバルブモジュール1は、流体流入口3、流量計センサ部4、定流量弁5、流体流出口6が設置されているが、腐食の恐れのない構成のものであれば開閉弁、温度計など他の配管部材を設けてもかまわない。また電装モジュール80も、流量計アンプ部82、制御部83、電空変換器84が設置されているが、他の電装部品を設けてもかまわない。   The valve module 1 according to the present invention is provided with the fluid inlet 3, the flowmeter sensor unit 4, the constant flow valve 5, and the fluid outlet 6. Other piping members such as a thermometer may be provided. The electrical module 80 is also provided with the flow meter amplifier 82, the controller 83, and the electropneumatic converter 84, but other electrical components may be provided.

本発明は以上のような構造をしており、以下の優れた効果が得られる。
(1)流量計センサ部と定流量弁とが1つのケーシング内に接続されているため、流量制御装置をコンパクトに設けることができ、配管接続が容易となるとともに、継手などによる接続部分が減少されるので接続部分による圧力損失を低減することができ、流入する流体が圧力変動周期の速い脈動した流れであったとしても、ハンチングを起こすことなく安定した流量制御を行うことができる。
(2)バルブモジュールと電装モジュールとが2つに分かれて構成されていることにより、流体に腐食性流体を使用した場合に腐食性ガスが透過したとしても、腐食の恐れのある部品を有する電装モジュールは、腐食性流体が流れるバルブモジュールから隔離できるため腐食することがない。
(3)流体制御を行なう各部品が、バルブモジュールと電装モジュールとにそれぞれ設置されて2つに分かれて構成され、コネクタを介して脱着可能に配線接続されることにより、半導体製造装置内などへの設置、配管及び配線接続が容易で短時間に行なうことができるとともに、外すことも容易であり、各モジュールの配置の変更も容易に行なえる。
(4)本発明の構成の定流量弁を用いることにより、コンパクトな構造で安定した流量制御ができるとともに、第一加圧室の加圧手段による内向きの力を変更することで流量を変更することができるため、バルブを分解することなく流量を変更でき、また第一加圧室の加圧手段による内向きの力を、第二加圧室の加圧手段による内向きの力よりも小さく調整すると流体を遮断することができるため、別途流体遮断用のバルブを接続する必要がなく、配管後の流量の設定が可能である。
(5)本発明の構成の超音波流量計を用いることにより、微小流量の流体が流れているときに正確で安定した流体制御を行なうことができる。
(6)本発明の構成の超音波式渦流量計を用いることにより、大きな流量の流体が流れているときに正確で安定した流体制御を行なうことができる。
The present invention has the structure as described above, and the following excellent effects can be obtained.
(1) Since the flow meter sensor unit and the constant flow valve are connected in one casing, the flow control device can be provided in a compact manner, piping connection is facilitated, and the number of connecting parts such as joints is reduced. Therefore, the pressure loss due to the connecting portion can be reduced, and stable flow rate control can be performed without causing hunting even if the inflowing fluid is a pulsating flow having a fast pressure fluctuation period.
(2) Since the valve module and the electrical module are divided into two parts, even if a corrosive gas permeates when a corrosive fluid is used as the fluid, the electrical equipment has components that may corrode. The module does not corrode because it can be isolated from the valve module through which the corrosive fluid flows.
(3) Each component that performs fluid control is installed in a valve module and an electrical module, and is divided into two parts. The parts are detachably connected via connectors so that they can be connected to a semiconductor manufacturing apparatus. Installation, piping and wiring connection are easy and can be performed in a short time, and can be easily removed, and the arrangement of each module can be easily changed.
(4) By using the constant flow valve of the configuration of the present invention, stable flow control can be performed with a compact structure, and the flow rate can be changed by changing the inward force by the pressurizing means of the first pressurizing chamber. Therefore, the flow rate can be changed without disassembling the valve, and the inward force due to the pressurizing means in the first pressurizing chamber is more than the inward force due to the pressurizing means in the second pressurizing chamber. When adjusted to a small value, the fluid can be shut off, so there is no need to connect a separate valve for shutting off the fluid, and the flow rate after piping can be set.
(5) By using the ultrasonic flowmeter of the configuration of the present invention, accurate and stable fluid control can be performed when a minute flow rate of fluid is flowing.
(6) By using the ultrasonic vortex flowmeter having the configuration of the present invention, accurate and stable fluid control can be performed when a large flow rate of fluid is flowing.

以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施形態を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。図1は本発明の第一の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。図2は図1の定流量弁の要部拡大図である。図3は図2に他の表示を追加した図2と同一の図である。図4は本発明の第二の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。図5は図4のA−A断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fluid control apparatus showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the constant flow valve shown in FIG. FIG. 3 is the same as FIG. 2 with another display added to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a fluid control apparatus showing a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

以下、図1乃至図3に基づいて本発明の第一の実施形態である流体制御装置について説明する。   Hereinafter, a fluid control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

1はバルブモジュールである。バルブモジュール1は、ケーシング2、流体流入口3、流量計センサ部4、定流量弁5、流体流出口6から形成され、その各々の構成は以下の通りである。   Reference numeral 1 denotes a valve module. The valve module 1 is formed of a casing 2, a fluid inlet 3, a flow meter sensor unit 4, a constant flow valve 5, and a fluid outlet 6, each of which has the following configuration.

2はPVDF製のケーシングである。ケーシング2内には、ケーシング2の底面に流量計センサ部4と定流量弁5とがボルト、ナット(図示せず)にて固定されており、流体流入口3、流量計センサ部4、定流量弁5、流体流出口6の順で連続して接続された状態で設置されている。また、ケーシング2には後記コネクタボックス74が設けられている。コネクタボックス74は、吸気孔75からの不活性ガスや空気が供給され、排気孔76から排気されるように形成されている。なお、流量計センサ部4と定流量弁5とは順を逆にしてもかまわない。   2 is a PVDF casing. In the casing 2, a flow meter sensor unit 4 and a constant flow valve 5 are fixed to the bottom surface of the casing 2 with bolts and nuts (not shown), a fluid inlet 3, a flow meter sensor unit 4, a constant flow valve 5. It is installed in a state where the flow valve 5 and the fluid outlet 6 are sequentially connected in this order. The casing 2 is provided with a connector box 74 described later. The connector box 74 is configured to be supplied with inert gas or air from the intake hole 75 and exhausted from the exhaust hole 76. Note that the flow meter sensor unit 4 and the constant flow valve 5 may be reversed in order.

3はPTFE製の流体流入口である。流体流入口3は後記流量計センサ部4の入口流路7に連通している。   3 is a PTFE fluid inlet. The fluid inflow port 3 communicates with an inlet channel 7 of a flow meter sensor unit 4 which will be described later.

4は流体の流量を計測する流量計センサ部である。流量計センサ部4は、流体流入口3に連通する入口流路7と、入口流路7から垂設された第一立上り流路8と、第一立上り流路8に連通し入口流路7の軸線に略平行に設けられた直線流路9と、直線流路9から垂設された第二立上り流路10と、第二立上り流路10に連通し入口流路7の軸線に略平行に設けられた出口流路11とを有し、第一、第二立上り流路8、10の側壁の直線流路9の軸線と交わる位置に、超音波振動子12、13が互いに対向して配置されている。超音波振動子12、13はフッ素樹脂で覆われており、該振動子12、13から伸びた配線は後記コネクタボックス74内のコネクタ77、78に繋がっている。なお、流量計センサ部4の超音波振動子12、13以外はPFA製である。   Reference numeral 4 denotes a flowmeter sensor unit that measures the flow rate of the fluid. The flowmeter sensor unit 4 includes an inlet channel 7 that communicates with the fluid inlet 3, a first rising channel 8 that is suspended from the inlet channel 7, and an inlet channel 7 that communicates with the first rising channel 8. A straight channel 9 provided substantially parallel to the axis of the second channel, a second rising channel 10 suspended from the linear channel 9, and a parallel to the axis of the inlet channel 7 communicating with the second rising channel 10. The ultrasonic vibrators 12 and 13 are opposed to each other at a position intersecting with the axis of the straight flow path 9 on the side walls of the first and second rising flow paths 8 and 10. Has been placed. The ultrasonic vibrators 12 and 13 are covered with a fluororesin, and wiring extending from the vibrators 12 and 13 is connected to connectors 77 and 78 in a connector box 74 described later. The parts other than the ultrasonic transducers 12 and 13 of the flow meter sensor unit 4 are made of PFA.

5は操作圧に応じて流量を制御する定流量弁である。定流量弁5は本体部14、弁部材29、第一ダイヤフラム部30、第二ダイヤフラム部31、第三ダイヤフラム部32、第四ダイヤフラム部33で形成される。   A constant flow valve 5 controls the flow rate according to the operation pressure. The constant flow valve 5 is formed of a main body part 14, a valve member 29, a first diaphragm part 30, a second diaphragm part 31, a third diaphragm part 32, and a fourth diaphragm part 33.

本体部14は、内部に後記第一加圧室21、第二弁室22、第一弁室23及び第二加圧室24に区切られるチャンバ20と、流体が外部からチャンバ20へ流入するための入口流路38及びチャンバ20から外部へと流出するための出口流路45とを有し、上から本体D18、本体C17、本体B16、本体A15、本体E19に分かれており、これらを一体に組みつけて構成されている。   The main body 14 has a chamber 20 that is divided into a first pressurizing chamber 21, a second valve chamber 22, a first valve chamber 23, and a second pressurizing chamber 24, and a fluid flows into the chamber 20 from the outside. The inlet channel 38 and the outlet channel 45 for flowing out from the chamber 20 to the outside are divided into a main body D18, a main body C17, a main body B16, a main body A15, and a main body E19, and these are integrally formed. It is assembled and configured.

15は本体部14の内側に位置するPTFE製の本体Aであり、上部に平面円形状の段差部34が設けられ、段差部34の中央には段差部34よりも小径で、下部第一弁室27となる開孔部35が、また、開孔部35の下には開孔部35の径よりも大径の平面円形状の下部段差部36が連続して設けられている。本体A15の上面部、すなわち段差部34の周縁部には環状凹溝37が設けられ、また、側面から本体A15の開孔部35に連通する入口流路38が設けられている。入口流路38は流量計センサ部4の出口流路11に連通している。   Reference numeral 15 denotes a PTFE main body A located inside the main body 14. A flat circular stepped portion 34 is provided in the upper portion, and the lower first valve has a smaller diameter than the stepped portion 34 in the center of the stepped portion 34. An opening 35 serving as the chamber 27 is provided continuously below the opening 35, and a planar step portion 36 having a planar circular shape having a diameter larger than the diameter of the opening 35 is provided continuously. An annular groove 37 is provided on the upper surface of the main body A15, that is, the peripheral edge of the stepped portion 34, and an inlet channel 38 communicating with the opening 35 of the main body A15 from the side surface is provided. The inlet channel 38 communicates with the outlet channel 11 of the flowmeter sensor unit 4.

16は本体A15の上面に係合固定されているPTFE製の本体Bであり、上部に平面円形状の段差部39が設けられ、段差部39の中央には段差部39よりも小径の上部第二弁室26となる開孔部40が設けられている。また、開孔部40の下には開孔部40の径よりも小径の開口部41と、本体A15の段差部34と同じ径の平面円形状の下部段差部42とが連続して設けられている。開口部41の下端周囲は弁座43となっている。本体B16の下面部すなわち下部段差部42の周縁部には本体A15の環状凹溝37と相対する位置に環状凹溝44が設けられ、また、本体A15の入口流路38と反対側に位置する本体B16の側面から開孔部40に連通する出口流路45が設けられている。出口流路45は後記流体流出口6に連通している。   Reference numeral 16 denotes a PTFE main body B which is engaged and fixed to the upper surface of the main body A15. A flat circular stepped portion 39 is provided on the upper portion, and the upper step having a smaller diameter than the stepped portion 39 is provided at the center of the stepped portion 39. An opening 40 serving as the two-valve chamber 26 is provided. Further, an opening 41 having a diameter smaller than the diameter of the opening 40 and a planar circular lower step 42 having the same diameter as the step 34 of the main body A15 are continuously provided below the opening 40. ing. A valve seat 43 is formed around the lower end of the opening 41. An annular groove 44 is provided at a position opposite to the annular groove 37 of the main body A15 on the lower surface portion of the main body B16, that is, the peripheral edge portion of the lower stepped portion 42, and is located on the opposite side to the inlet channel 38 of the main body A15. An outlet channel 45 communicating with the opening 40 from the side surface of the main body B16 is provided. The outlet channel 45 communicates with the fluid outlet 6 described later.

17は本体B16の上部に嵌合固定されているPTFE製の本体Cであり、中央に本体C17の上下端面を貫通し上部で拡径した平面円形状のダイヤフラム室46と、ダイヤフラム室46と外部とを連通する呼吸孔47、及び下端面に本体B16の段差部39に嵌合される環状突部48がダイヤフラム室46を中心として設けられている。   Reference numeral 17 denotes a PTFE main body C which is fitted and fixed to the upper part of the main body B16. A flat circular diaphragm chamber 46 which penetrates the upper and lower end surfaces of the main body C17 in the center and expands in diameter at the upper part, and the diaphragm chamber 46 and the outside And an annular protrusion 48 fitted to the stepped portion 39 of the main body B16 at the lower end surface is provided around the diaphragm chamber 46.

18は本体C17の上部に位置するPTFE製の本体Dであり、下部に気室49と、中央に上面を貫通して設けられ、外部から気室49へと不活性ガスや空気を導入するための給気孔50が設けられている。また、側面を貫通して設けられる微孔の排出孔73が設けられている。   Reference numeral 18 denotes a PTFE main body D located at the upper part of the main body C17. The main body D is provided with an air chamber 49 in the lower portion and through the upper surface in the center, and introduces an inert gas or air into the air chamber 49 from the outside. The air supply hole 50 is provided. Further, a microscopic discharge hole 73 provided through the side surface is provided.

19は本体A15の底部に嵌合固定されるPVDF製の本体Eであり、中央部には上面に開口した、第二加圧室24となる開孔部51が設けられ、開孔部51上面の周囲には、本体A15の下部段差部36に嵌合固定される環状突部52が設けられている。また、本体E19の側面には、そこから開孔部51に連通する小径の呼吸孔53が設けられている。   Reference numeral 19 denotes a PVDF main body E which is fitted and fixed to the bottom of the main body A15. The central portion is provided with an opening 51 serving as a second pressurizing chamber 24 opened on the upper surface. Is provided with an annular protrusion 52 fitted and fixed to the lower stepped portion 36 of the main body A15. A small-diameter breathing hole 53 that communicates with the opening 51 is provided on the side surface of the main body E19.

以上説明した本体部14を構成する5つの本体A15、本体B16、本体C17、本体D18、本体E19はボルト・ナット(図示せず)で挟持固定されている。   The five main bodies A15, B16, C17, D18, and E19 constituting the main body 14 described above are clamped and fixed by bolts and nuts (not shown).

29はPTFE製の弁部材であり、中央に鍔状に設けられた肉厚部54と肉厚部54を貫通して設けられた連通孔55、肉厚部54の外周面から径方向に延出して設けられた円形状の薄膜部56及び薄膜部56の外周縁部に上下に突出して設けられた環状リブ部57を有する第一ダイヤフラム部30と、第一ダイヤフラム部30の上部中央に設けられ逆すり鉢状の弁体58と、弁体58の上部より上方に突出して設けられ、上端部が略半球状に形成された上部ロッド59と、肉厚部54の下端面中央部より下方に突出して設けられ、下端部が略半球状に形成された下部ロッド60とを有し、かつ、一体的に形成されている。第一ダイヤフラム部30の外周縁部に設けられた環状リブ部57は本体A15と本体B16に設けられた両環状凹溝37、44に嵌合され、本体A15と本体B16に挟持固定されている。また、弁体58の傾斜面と本体B16の開口部41の下端面周縁部との間に形成される空間は流体制御部61になっている。   29 is a valve member made of PTFE, which extends in the radial direction from the thickened portion 54 provided in the center in the shape of a flange, the communication hole 55 provided through the thickened portion 54, and the outer peripheral surface of the thickened portion 54. A first diaphragm portion 30 having a circular thin film portion 56 provided and an annular rib portion 57 provided so as to protrude vertically on the outer peripheral edge portion of the thin film portion 56, and an upper center of the first diaphragm portion 30 are provided. An inverted mortar-shaped valve body 58, an upper rod 59 that protrudes upward from the upper portion of the valve body 58, and has an upper end formed in a substantially hemispherical shape, and a lower end surface central portion of the thick portion 54. It has a lower rod 60 that protrudes and has a lower end formed in a substantially hemispherical shape, and is integrally formed. An annular rib portion 57 provided on the outer peripheral edge of the first diaphragm portion 30 is fitted into both annular concave grooves 37 and 44 provided in the main body A15 and the main body B16, and is sandwiched and fixed between the main body A15 and the main body B16. . Further, a space formed between the inclined surface of the valve body 58 and the peripheral edge portion of the lower end surface of the opening 41 of the main body B16 is a fluid control unit 61.

31はPTFE製の第二ダイヤフラム部であり、中央に円柱状の肉厚部62と肉厚部62の下端面から径方向に延出して設けられた円形状の薄膜部63、及び薄膜部63の外周縁部に設けられた環状シール部64を有し、かつ一体的に形成されている。また、薄膜部63の周縁部の環状シール部64は本体B16の上部の段差部39と、本体C17の環状突部48とに挟持固定されている。   31 is a second diaphragm portion made of PTFE, and includes a cylindrical thick portion 62 at the center, a circular thin film portion 63 provided radially extending from the lower end surface of the thick portion 62, and a thin film portion 63. It has the annular seal part 64 provided in the outer periphery part, and is formed integrally. Further, the annular seal portion 64 at the peripheral edge of the thin film portion 63 is sandwiched and fixed between the stepped portion 39 at the upper portion of the main body B16 and the annular protrusion 48 of the main body C17.

なお、第二ダイヤフラム部31の受圧面積は、第一ダイヤフラム部30のそれよりも小さく設ける必要がある。   The pressure receiving area of the second diaphragm portion 31 needs to be provided smaller than that of the first diaphragm portion 30.

32はPTFE製の第三ダイヤフラム部で、形状は第二ダイヤフラム部31と同一になっており、上下逆にして配置されている。肉厚部65の上端面は弁部材29の下部ロッド60と接触しており、また、薄膜部66の周縁部の環状シール部67は本体A15の下部段差部36と本体E19の環状突部52とに挟持固定されている。   Reference numeral 32 denotes a third diaphragm portion made of PTFE, which has the same shape as the second diaphragm portion 31 and is arranged upside down. The upper end surface of the thick portion 65 is in contact with the lower rod 60 of the valve member 29, and the annular seal portion 67 at the peripheral portion of the thin film portion 66 is the lower step portion 36 of the main body A15 and the annular protrusion 52 of the main body E19. It is clamped and fixed.

なお、第三ダイヤフラム部32の受圧面積も上記と同様に第一ダイヤフラム部30のそれよりも小さく設ける必要がある。   The pressure receiving area of the third diaphragm portion 32 needs to be provided smaller than that of the first diaphragm portion 30 as described above.

33は第四ダイヤフラム部であり、周縁部に外径が本体C17のダイヤフラム室46と略同径の円筒形リブ68と、中央に円柱部69、及び円筒形リブ68の下端面内周と円柱部69の上端面外周とをつないで設けられた膜部70を有する。円筒形リブ68は本体C17のダイヤフラム室46に嵌合固定されるとともに、本体D18と本体C17の間で挟持固定され、円柱部69はダイヤフラム室46の中で上下動自在となっている。また、円柱部69の下部は、第二ダイヤフラム部31の肉厚部62が嵌合されている。   Reference numeral 33 denotes a fourth diaphragm portion. A cylindrical rib 68 having an outer diameter substantially the same as that of the diaphragm chamber 46 of the main body C17 at the peripheral portion, a columnar portion 69 at the center, and the inner periphery of the lower end surface of the cylindrical rib 68 and the columnar shape. The film portion 70 is provided so as to connect to the outer periphery of the upper end surface of the portion 69. The cylindrical rib 68 is fitted and fixed to the diaphragm chamber 46 of the main body C17, and is clamped and fixed between the main body D18 and the main body C17, and the columnar portion 69 is movable up and down in the diaphragm chamber 46. Further, the thick part 62 of the second diaphragm part 31 is fitted to the lower part of the cylindrical part 69.

71および72は本体E19の開孔部51に配置されたPVDF製のバネ受けとフッ素樹脂コーティングされたSUS製のバネである。両者は第三ダイヤフラム部32を内向き(図では上向き)に加圧している。   Reference numerals 71 and 72 denote a PVDF spring receiver disposed in the opening 51 of the main body E19 and a SUS spring coated with fluororesin. Both pressurize the third diaphragm portion 32 inward (upward in the figure).

以上説明した各構成により本体部の内部に形成されたチャンバ20は上から、第四ダイヤフラム部33及び本体D18の気室49から形成された第一加圧室21、第一ダイヤフラム部30と本体B16の下部段差部42との間に形成された下部第二弁室25と第二ダイヤフラム部31と本体B16の開孔部40とから形成された上部第二弁室26との両者からなる第二弁室22、第三ダイヤフラム部32と本体A15の開孔部35とで形成された下部第一弁室27と第一ダイヤフラム部30と本体A15の段差部34とで形成された上部第一弁室28からなる第一弁室23、及び第三ダイヤフラム部32と本体E19の開孔部51とで形成された第二加圧室24に区分されていることがわかる。   From the top, the chamber 20 formed inside the main body by the above-described configurations is formed from the first diaphragm 21 and the first diaphragm 30 formed from the fourth diaphragm 33 and the air chamber 49 of the main body D18. A second second valve chamber 25 formed between the lower stepped portion 42 of B16, a second diaphragm portion 31, and an upper second valve chamber 26 formed of the opening 40 of the main body B16. Upper first formed by the lower first valve chamber 27 formed by the two valve chamber 22, the third diaphragm portion 32, and the opening 35 of the main body A15, the first diaphragm portion 30, and the step portion 34 of the main body A15. It can be seen that the first pressure chamber 23 composed of the valve chamber 28 and the second pressurizing chamber 24 formed by the third diaphragm portion 32 and the opening 51 of the main body E19 are divided.

6はPTFE製の流体流出口である。   6 is a PTFE fluid outlet.

74はケーシング2に設けられたPVDF製のコネクタボックスである。コネクタボックス74は、ケーシング2内に連通する吸気孔75と、ケーシング2の外部に連通する排気孔76が設けられ、吸気孔75はチューブを介して前記定流量弁5の排出孔73と接続されている。コネクタボックス74は、吸気孔75からの圧縮された不活性ガスや空気が供給され、排気孔76から排気されるように形成されている。コネクタボックス74内には超音波振動子12、13から伸びた配線に繋がったコネクタ77、78が配置され、コネクタ77、78は後記電装モジュール80の流量計アンプ部82から伸びた配線と接続されたケーブル88、89のコネクタにそれぞれ脱着可能に接続されている。   A PVDF connector box 74 is provided in the casing 2. The connector box 74 is provided with an intake hole 75 communicating with the inside of the casing 2 and an exhaust hole 76 communicating with the outside of the casing 2, and the intake hole 75 is connected to the discharge hole 73 of the constant flow valve 5 via a tube. ing. The connector box 74 is configured to be supplied with compressed inert gas or air from the intake hole 75 and exhaust from the exhaust hole 76. Connectors 77 and 78 connected to wiring extending from the ultrasonic transducers 12 and 13 are disposed in the connector box 74, and the connectors 77 and 78 are connected to wiring extending from the flowmeter amplifier unit 82 of the electrical module 80 described later. The cables 88 and 89 are detachably connected to the connectors.

また、ケーシング2には定流量弁5の給気孔50に伸びる配管に繋がったエアコネクタ79が、接続部分がケーシング2外表面から突出するように固着されている。   In addition, an air connector 79 connected to a pipe extending to the air supply hole 50 of the constant flow valve 5 is fixed to the casing 2 so that the connecting portion protrudes from the outer surface of the casing 2.

80は電装モジュールである。電装モジュール80は、ケーシング81、流量計アンプ部82、制御部83、電空変換器84から形成され、その各々の構成は以下の通りである。   Reference numeral 80 denotes an electrical module. The electrical module 80 is formed of a casing 81, a flowmeter amplifier unit 82, a control unit 83, and an electropneumatic converter 84, each of which has the following configuration.

81はPVDF製のケーシングである。ケーシング81内に流量計アンプ部82、制御部83、電空変換器84が設置されている。また、ケーシング81は外部から不活性ガスや空気が電空変換器84へ供給されており、ケーシング81に排出口91が設けられ、電空変換器84からケーシング81内に圧縮空気が供給されている。ケーシング81は、電空変換器84からケーシング81内に供給された圧縮空気が排出口91から排出されるように形成されている。   Reference numeral 81 denotes a PVDF casing. A flowmeter amplifier unit 82, a control unit 83, and an electropneumatic converter 84 are installed in the casing 81. In addition, the casing 81 is supplied with inert gas or air from the outside to the electropneumatic converter 84, the casing 81 is provided with a discharge port 91, and compressed air is supplied into the casing 81 from the electropneumatic converter 84. Yes. The casing 81 is formed so that compressed air supplied from the electropneumatic converter 84 into the casing 81 is discharged from the discharge port 91.

82は流量計アンプ部である。流量計アンプ部82は前記流量計センサ部4から出力された信号から流量を演算する演算部を有している。演算部には、送信側の超音波振動子12に一定周期の超音波振動を出力する発信回路と、受信側の超音波振動子13からの超音波振動を受信する受信回路と、各超音波振動の伝搬時間を比較する比較回路と、比較回路から出力された伝搬時間差から流量を演算する演算回路とを備えている。   82 is a flow meter amplifier unit. The flow meter amplifier unit 82 has a calculation unit that calculates the flow rate from the signal output from the flow meter sensor unit 4. The calculation unit includes a transmission circuit that outputs ultrasonic vibration of a fixed period to the ultrasonic transducer 12 on the transmission side, a reception circuit that receives ultrasonic vibration from the ultrasonic transducer 13 on the reception side, and each ultrasonic wave A comparison circuit for comparing the propagation time of vibration and an arithmetic circuit for calculating a flow rate from the propagation time difference output from the comparison circuit are provided.

83は制御部である。制御部83は流量計アンプ部82から出力された流量に対して、設定された流量になるようにフィードバック制御して、後記電空変換器84の操作圧を制御する制御回路を有している。   Reference numeral 83 denotes a control unit. The control unit 83 has a control circuit that controls the operation pressure of the electropneumatic converter 84 described later by performing feedback control on the flow rate output from the flow meter amplifier unit 82 so that the flow rate is set. .

84は不活性ガスや空気の操作圧を調整する電空変換器である。電空変換器84は操作圧を比例的に調整するために電気的に駆動する電磁弁から構成され、前記制御部83からの制御信号に応じて定流量弁5の操作圧を調整する。   84 is an electropneumatic converter that adjusts the operating pressure of the inert gas or air. The electropneumatic converter 84 is composed of an electromagnetic valve that is electrically driven to adjust the operating pressure proportionally, and adjusts the operating pressure of the constant flow valve 5 in accordance with a control signal from the control unit 83.

また、ケーシング81には、流量計アンプ部82から伸びた配線に繋がったコネクタ85、86が、接続部分がケーシング81外表面から突出するように固着されている。同様に、電空変換器84から伸びた配管に繋がったエアコネクタ87が、接続部分がケーシング81外表面から突出するように固着されている。   In addition, connectors 85 and 86 connected to the wiring extending from the flowmeter amplifier unit 82 are fixed to the casing 81 so that the connecting portions protrude from the outer surface of the casing 81. Similarly, an air connector 87 connected to a pipe extending from the electropneumatic converter 84 is fixed so that the connection portion protrudes from the outer surface of the casing 81.

バルブモジュール1と電装モジュール80とは、ケーブル88、89のコネクタを各モジュール1、80の各々のコネクタ77、78、85、86にそれぞれ脱着可能に接続させ、チューブ90を各モジュール1、80の各々のエアコネクタ79、87に脱着可能に接続させることで、2つに分かれて構成される。なお、本発明のケーブルは2本であるが1本にまとめてもよく、この場合コネクタも各モジュール1、80に1個ずつ設けられる。   The valve module 1 and the electrical module 80 connect the connectors of the cables 88 and 89 to the connectors 77, 78, 85 and 86 of the modules 1 and 80, respectively, so that the tube 90 is connected to the modules 1 and 80. The air connectors 79 and 87 are detachably connected to each of the air connectors 79 and 87 so as to be divided into two parts. Note that the number of cables of the present invention is two, but they may be combined. In this case, one connector is also provided for each module 1, 80.

次に、本発明の第一の実施形態である流体制御装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid control apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

バルブモジュール1の流体流入口3から流入した流体は、まず流量計センサ部4に流入する。
流量計センサ部4に流入した流体は、直線流路9で流量が計測される。流体の流れに対して上流側に位置する超音波振動子12から下流側に位置する超音波振動子13に向かって超音波振動を伝搬させる。超音波振動子13で受信された超音波振動は電気信号に変換され、流量計アンプ部82の演算部へ出力される。超音波振動が上流側の超音波振動子12から下流側の超音波振動子13へ伝搬して受信されると、瞬時に演算部内で送受信が切換えられて、下流側に位置する超音波振動子13から上流側に位置する超音波振動子12に向かって超音波振動を伝搬させる。超音波振動子12で受信された超音波振動は、電気信号に変換され、流量計アンプ部82の演算部へ出力される。このとき、超音波振動は直線流路9内の流体の流れに逆らって伝搬していくので、上流側から下流側へ超音波振動を伝搬させるときに比べて流体中での超音波振動の伝搬速度が遅れ、伝搬時間が長くなる。出力された相互の電気信号は流量計アンプ部82の演算部内で伝搬時間が各々計測され、伝搬時間差から流量が演算される。流量計アンプ部82で演算された流量は電気信号に変換されて制御部83に出力される。
The fluid flowing in from the fluid inlet 3 of the valve module 1 first flows into the flow meter sensor unit 4.
The flow rate of the fluid that has flowed into the flowmeter sensor unit 4 is measured by the straight flow path 9. The ultrasonic vibration is propagated from the ultrasonic transducer 12 located on the upstream side to the ultrasonic transducer 13 located on the downstream side with respect to the fluid flow. The ultrasonic vibration received by the ultrasonic transducer 13 is converted into an electric signal and output to the calculation unit of the flowmeter amplifier unit 82. When the ultrasonic vibration propagates from the upstream ultrasonic transducer 12 to the downstream ultrasonic transducer 13 and is received, transmission / reception is instantaneously switched in the calculation unit, and the ultrasonic transducer located on the downstream side The ultrasonic vibration is propagated from 13 to the ultrasonic transducer 12 located on the upstream side. The ultrasonic vibration received by the ultrasonic transducer 12 is converted into an electric signal and output to the calculation unit of the flowmeter amplifier unit 82. At this time, since the ultrasonic vibration propagates against the flow of the fluid in the straight flow path 9, the propagation of the ultrasonic vibration in the fluid is greater than when the ultrasonic vibration is propagated from the upstream side to the downstream side. The speed is delayed and the propagation time is increased. The output mutual electrical signals are measured for propagation times in the calculation unit of the flowmeter amplifier unit 82, and the flow rate is calculated from the difference in propagation time. The flow rate calculated by the flow meter amplifier unit 82 is converted into an electrical signal and output to the control unit 83.

次に流量計センサ部4を通過した流体は定流量弁5に流入する。制御部83では任意の設定流量に対して、リアルタイムに計測された流量との偏差から、偏差をゼロにするように信号を電空変換器84に出力し、電空変換器84はそれに応じた操作圧を定流量弁5に供給し駆動させる。定流量弁5から流出する流体は、流量を設定流量で一定値となるように、つまり設定流量と計測された流量の偏差がゼロに収束されるように定流量弁5で制御される。   Next, the fluid that has passed through the flowmeter sensor unit 4 flows into the constant flow valve 5. The control unit 83 outputs a signal to the electropneumatic converter 84 so that the deviation becomes zero from the deviation from the flow rate measured in real time with respect to an arbitrary set flow rate, and the electropneumatic converter 84 responds accordingly. The operating pressure is supplied to the constant flow valve 5 and driven. The fluid flowing out of the constant flow valve 5 is controlled by the constant flow valve 5 so that the flow rate becomes a constant value at the set flow rate, that is, the deviation between the set flow rate and the measured flow rate is converged to zero.

ここで、電空変換器84から供給される操作圧に対する定流量弁5の作動について説明する。本体A15の入口流路38より第一弁室23に流入した流体は、弁部材29の連通孔55を通ることで減圧され下部第二弁室25に流入する。さらに、流体は、下部第二弁室25から流体制御部61を通り上部第二弁室26に流入する際に流体制御部61での圧力損失により再度減圧され出口流路45から流出する。ここで、連通孔55の直径は充分小さく設けてあるため、弁を流れる流量は連通孔55前後の圧力差によって決まっている。   Here, the operation of the constant flow valve 5 with respect to the operating pressure supplied from the electropneumatic converter 84 will be described. The fluid that has flowed into the first valve chamber 23 from the inlet channel 38 of the main body A15 is reduced in pressure by passing through the communication hole 55 of the valve member 29 and flows into the lower second valve chamber 25. Furthermore, when the fluid flows from the lower second valve chamber 25 through the fluid control unit 61 into the upper second valve chamber 26, the fluid is decompressed again by the pressure loss in the fluid control unit 61 and flows out from the outlet channel 45. Here, since the diameter of the communication hole 55 is sufficiently small, the flow rate flowing through the valve is determined by the pressure difference before and after the communication hole 55.

このとき、各ダイヤフラム部30、31、32が流体から受ける力を見ると、第一ダイヤフラム部30は第一弁室23と下部第二弁室25内の流体圧力差により上方向の、第二ダイヤフラム部31は上部第二弁室26の流体圧力により上方向の、第三ダイヤフラム部32は第一弁室23内の流体圧力により下方向の力を受けている。ここで、第一ダイヤフラム部30の受圧面積は、第二ダイヤフラム部31及び第三ダイヤフラム部32の受圧面積よりも充分大きく設けてあるため、第二、第三ダイヤフラム部31,32に働く力は、第一ダイヤフラム部30に働く力に比べてほとんど無視することができる。したがって、弁部材29が、流体から受ける力は、第一弁室23と下部第二弁室25内の流体圧力差による上方向の力となる。   At this time, when the force that each diaphragm portion 30, 31, 32 receives from the fluid is seen, the first diaphragm portion 30 is moved upward in the second direction by the fluid pressure difference between the first valve chamber 23 and the lower second valve chamber 25. The diaphragm portion 31 receives an upward force due to the fluid pressure in the upper second valve chamber 26, and the third diaphragm portion 32 receives a downward force due to the fluid pressure in the first valve chamber 23. Here, since the pressure receiving area of the first diaphragm portion 30 is sufficiently larger than the pressure receiving areas of the second diaphragm portion 31 and the third diaphragm portion 32, the force acting on the second and third diaphragm portions 31, 32 is The force acting on the first diaphragm portion 30 can be almost ignored. Therefore, the force that the valve member 29 receives from the fluid is an upward force due to the fluid pressure difference in the first valve chamber 23 and the lower second valve chamber 25.

また、弁部材29は、第一加圧室21の加圧手段により下方へ付勢されており、同時に第二加圧室24の加圧手段により上方へ付勢されている。第一加圧室21の加圧手段の力を第二加圧室24の加圧手段の力より大きく調整しておけば、弁部材29が各加圧手段から受ける合力は下方向の力となる。ここで第一加圧室21の加圧手段とは、電空変換機84から供給される操作圧によるものであり、第二加圧室24の加圧手段とは、バネ72の反発力によるものである。   Further, the valve member 29 is biased downward by the pressurizing means of the first pressurizing chamber 21 and simultaneously biased upward by the pressurizing means of the second pressurizing chamber 24. If the force of the pressurizing means in the first pressurizing chamber 21 is adjusted to be larger than the force of the pressurizing means in the second pressurizing chamber 24, the resultant force that the valve member 29 receives from each pressurizing means is a downward force. Become. Here, the pressurizing means of the first pressurizing chamber 21 is based on the operating pressure supplied from the electropneumatic converter 84, and the pressurizing means of the second pressurizing chamber 24 is based on the repulsive force of the spring 72. Is.

したがって、弁部材29は、各加圧手段による下方向の合力と、第一弁室23と下部第二弁室25内の流体圧力差による上方向の力とが釣り合う位置に安定する。つまり、各加圧手段による合力と流体圧力差による力が釣り合うように、下部第二弁室25の圧力が流体制御部61の開口面積により自立的に調整される。そのため、第一弁室23と下部第二弁室25内の流体圧力差は一定となり、連通孔55の前後の差圧は一定と保たれることにより、弁を流れる流量は常に一定に保たれる。   Accordingly, the valve member 29 is stabilized at a position where the downward resultant force by each pressurizing means and the upward force due to the fluid pressure difference in the first valve chamber 23 and the lower second valve chamber 25 are balanced. That is, the pressure in the lower second valve chamber 25 is independently adjusted by the opening area of the fluid control unit 61 so that the resultant force by each pressurizing means and the force by the fluid pressure difference are balanced. Therefore, the fluid pressure difference between the first valve chamber 23 and the lower second valve chamber 25 is constant, and the differential pressure before and after the communication hole 55 is kept constant, so that the flow rate through the valve is always kept constant. It is.

ここで、本定流量弁5は、弁部材29に働く各加圧手段の合力と、第一弁室23と下部第二弁室25との圧力差による力とが釣り合って作動するため、弁部材29に働く各加圧手段の合力を調整変更すれば、第一弁室23と下部第二弁室25との流体圧力差はそれに対応した値となる。つまり第一加圧室の加圧手段による下方向への力、すなわち電空変換機84から供給される操作圧力を調整することにより、連通孔55前後の差圧を変更調整することができるため、バルブを分解することなく流量を任意の流量に設定することができる。   Here, the constant flow valve 5 operates by balancing the resultant force of each pressurizing means acting on the valve member 29 and the force due to the pressure difference between the first valve chamber 23 and the lower second valve chamber 25. If the resultant force of each pressurizing means acting on the member 29 is adjusted and changed, the fluid pressure difference between the first valve chamber 23 and the lower second valve chamber 25 becomes a value corresponding thereto. That is, by adjusting the downward force by the pressurizing means of the first pressurizing chamber, that is, the operating pressure supplied from the electropneumatic converter 84, the differential pressure around the communication hole 55 can be changed and adjusted. The flow rate can be set to an arbitrary flow rate without disassembling the valve.

また、第一加圧室21の加圧手段による力を第二加圧室24の加圧手段による力より小さく調整すれば、弁部材29に働く合力は上方向のみとなり、弁部材29の弁体58を本体B16の開口部41の弁座43に押圧するかたちとなり、流体を遮断することができる。すなわち、電空変換器84を調整して操作圧をかけなければ定流量弁は閉塞状態となる。   Further, if the force by the pressurizing means in the first pressurizing chamber 21 is adjusted to be smaller than the force by the pressurizing means in the second pressurizing chamber 24, the resultant force acting on the valve member 29 becomes only upward, and the valve of the valve member 29 The body 58 is pressed against the valve seat 43 of the opening 41 of the main body B16, and the fluid can be shut off. That is, if the electropneumatic converter 84 is not adjusted to apply an operating pressure, the constant flow valve is closed.

以上の作動により、バルブモジュール1の流体流入口3に流入する流体は、設定流量で一定になるように制御され、流体流出口6から流出される。この流量計センサ部4および流量計アンプ部82からなる超音波流量計は、流体の流れ方向に対する伝搬時間差から流量を計測するため微小流量でも正確に流量を計測でき、また定流量弁5は上記構成によりコンパクトで安定した流量制御が得られるため、微小流量の流体制御に優れた効果を発揮する。さらに、バルブモジュール1の流体流入口3に流入する流体の上流側圧力や下流側圧力が変動しても定流量弁5の作動により流量は自立的に一定に保たれるためポンプの脈動など瞬間的な圧力変動が発生しても安定して流量を制御することができる。また、操作圧の調整により定流量弁5は開閉弁として使用することができるため、別途流体遮断用のバルブを接続する必要がない。また、バルブモジュール1の各部品は、ケーシング2内で一体的に設けられているため、接続部分の圧力損失が最低限に抑えられ、より誤差の少ない流量計測が可能である。   With the above operation, the fluid flowing into the fluid inlet 3 of the valve module 1 is controlled to be constant at the set flow rate, and flows out from the fluid outlet 6. The ultrasonic flow meter comprising the flow meter sensor unit 4 and the flow meter amplifier unit 82 measures the flow rate from the propagation time difference with respect to the flow direction of the fluid, and therefore can accurately measure the flow rate even with a minute flow rate. The compact and stable flow rate control can be obtained by the configuration, so it has an excellent effect on fluid control of minute flow rate. Further, even if the upstream pressure or the downstream pressure of the fluid flowing into the fluid inlet 3 of the valve module 1 fluctuates, the flow rate is kept constant by the operation of the constant flow valve 5 so that the instantaneous pulsation of the pump, etc. The flow rate can be stably controlled even if a general pressure fluctuation occurs. Further, since the constant flow valve 5 can be used as an on-off valve by adjusting the operation pressure, it is not necessary to connect a separate fluid shutoff valve. Further, since each component of the valve module 1 is integrally provided in the casing 2, the pressure loss at the connection portion is minimized, and the flow rate can be measured with less error.

次に本発明の第一の実施形態である流体制御装置の流体が腐食性流体の場合、バルブモジュール内に腐食性ガスが透過した時の作用を説明する。   Next, when the fluid of the fluid control device according to the first embodiment of the present invention is a corrosive fluid, an operation when corrosive gas permeates into the valve module will be described.

本発明の流体制御装置は、バルブモジュール1と電装モジュール80との2つに分かれて構成されている。バルブモジュール1内の各部品は、腐食に強いフッ素樹脂製であるため腐食の心配がなく、超音波振動子12、13もフッ素樹脂で覆われているので腐食を防止することができ、バネ72はフッ所樹脂でコーティングされているので腐食を防止することができる。バルブモジュール1内で腐食の可能性がある部分はコネクタ77、78であるがコネクタ77、78が配置されているコネクタボックス74内部は、排出孔73から排出され吸気孔75から供給される圧縮空気が排気孔76から常にケーシング2の外へ排出しているため、透過した腐食性ガスは空気の流れに乗って排出されることになり、コネクタボックス74内に溜まりにくくなり、腐食を防止することができる。   The fluid control device of the present invention is configured by being divided into two parts, a valve module 1 and an electrical module 80. Each component in the valve module 1 is made of a fluororesin that is resistant to corrosion, so there is no concern about corrosion. Since the ultrasonic vibrators 12 and 13 are also covered with the fluororesin, corrosion can be prevented, and the spring 72 Can be prevented from being corroded because it is coated with a foot resin. The portions of the valve module 1 that may be corroded are connectors 77 and 78, but the inside of the connector box 74 in which the connectors 77 and 78 are disposed is compressed air that is discharged from the discharge hole 73 and supplied from the intake hole 75. Is always discharged out of the casing 2 from the exhaust hole 76, so that the corrosive gas that has permeated is discharged along with the flow of air, and is less likely to accumulate in the connector box 74 to prevent corrosion. Can do.

一方、電装モジュール80は腐食すると流量計測や流体制御に影響する部品が配置されているが、バルブモジュール1と分かれて構成されているため、腐食性ガスが影響してこない位置に設置することで電装モジュール80内の部品の腐食を防止することができる。さらに、電装モジュール80のケーシング81内部は、電空変換器84からケーシング81内に供給される圧縮空気が排出口91から常に排出させることにより電装モジュール80が腐食性ガスの影響を受ける位置に設置されたとしても、透過した腐食性ガスは空気の流れに乗って排出されることになり、ケーシング81内に溜まりにくくなり、電装モジュール80の各部品の腐食を防止することができる。   On the other hand, although the electrical module 80 has components that affect flow measurement and fluid control when corroded, it is configured separately from the valve module 1, so it can be installed at a position where corrosive gas does not affect it. Corrosion of parts in the electrical module 80 can be prevented. Further, the inside of the casing 81 of the electrical module 80 is installed at a position where the electrical module 80 is affected by the corrosive gas when the compressed air supplied into the casing 81 from the electropneumatic converter 84 is always exhausted from the exhaust port 91. Even if this is done, the permeated corrosive gas will be discharged along with the air flow, and it will be difficult to accumulate in the casing 81, and corrosion of each part of the electrical module 80 can be prevented.

次に、本発明の第一の実施形態である流体制御装置を半導体製造装置内に設置する手順について説明する。   Next, a procedure for installing the fluid control apparatus according to the first embodiment of the present invention in the semiconductor manufacturing apparatus will be described.

まずバルブモジュール1を半導体製造装置内の管路の所定位置に配置し、流体流入口3、流体流出口6を管路の配管と接続させ、バルブモジュール1を半導体製造装置内に固定する。そして電装モジュール80を半導体製造装置内の管路から離れた所定の位置に設置する。次にケーブル88、89の一方のコネクタをバルブモジュール1のコネクタボックス74内に入れてコネクタ77、78接続し、ケーブル88、89のもう一方のコネクタを電装モジュール80のコネクタ85、86に接続する。続いてチューブ90の一方をバルブモジュール1のエアコネクタ79に差し込んで接続し、チューブ90のもう一方を電装モジュール80のエアコネクタ87に差し込んで接続する。以上の手順により、半導体製造装置内への設置が非常に容易に行なうことができ、配線とエア配管の接続もコネクタを接続するのみとなり容易にかつ短時間で行なうことができる。また本発明の構成であれば、流体制御装置の一部が破損した場合でも交換作業が容易である。さらに、複数の流体制御装置を設置する場合、コントロールボックス内に各電装モジュールをまとめて設置することにより、本発明の流体制御装置の一括管理も可能となる。   First, the valve module 1 is disposed at a predetermined position of a pipe line in the semiconductor manufacturing apparatus, the fluid inlet 3 and the fluid outlet 6 are connected to the pipe of the pipe, and the valve module 1 is fixed in the semiconductor manufacturing apparatus. And the electrical module 80 is installed in the predetermined position away from the pipe line in a semiconductor manufacturing apparatus. Next, one connector of the cables 88 and 89 is placed in the connector box 74 of the valve module 1 and connected to the connectors 77 and 78, and the other connector of the cables 88 and 89 is connected to the connectors 85 and 86 of the electrical module 80. . Subsequently, one end of the tube 90 is inserted and connected to the air connector 79 of the valve module 1, and the other end of the tube 90 is inserted and connected to the air connector 87 of the electrical module 80. By the above procedure, installation in the semiconductor manufacturing apparatus can be performed very easily, and the connection between the wiring and the air piping can be performed easily and in a short time by only connecting the connector. Further, according to the configuration of the present invention, replacement work is easy even when a part of the fluid control device is damaged. Furthermore, when installing a plurality of fluid control devices, it is possible to collectively manage the fluid control devices of the present invention by installing each electrical module together in the control box.

以下、図4、図5に基づいて本発明の第二の実施形態である流体制御装置について説明する。   Hereinafter, the fluid control apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

92はバルブモジュール93のケーシング94内に設置された流量計センサ部である。流量計センサ部92は、入口流路95と、入口流路95内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体96と、出口流路97とを備える直線流路98を有し、直線流路98の渦発生体96の下流側の側壁に、超音波振動子99、100が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置されている。超音波振動子99、100はフッ素樹脂で覆われており、該振動子99、100から伸びた配線はコネクタボックス101内のコネクタ102、103に繋がっている。第一の実施形態と同様に、コネクタボックス101は、自身の吸気孔からの圧縮された不活性ガスや空気が供給され、排気孔から排気されるように形成されている。流量計センサ部92の超音波振動子99、100以外はPTFE製である。   Reference numeral 92 denotes a flowmeter sensor unit installed in the casing 94 of the valve module 93. The flowmeter sensor unit 92 includes a linear flow path 98 including an inlet flow path 95, a vortex generator 96 that generates a Karman vortex suspended in the inlet flow path 95, and an outlet flow path 97. On the downstream side wall of the vortex generator 96 of the flow path 98, the ultrasonic transducers 99 and 100 are disposed opposite to each other at positions orthogonal to the flow path axis direction. The ultrasonic vibrators 99 and 100 are covered with a fluororesin, and wiring extending from the vibrators 99 and 100 is connected to the connectors 102 and 103 in the connector box 101. Similar to the first embodiment, the connector box 101 is formed such that compressed inert gas or air from its intake hole is supplied and exhausted from the exhaust hole. The parts other than the ultrasonic transducers 99 and 100 of the flowmeter sensor unit 92 are made of PTFE.

104は電装モジュール106のケーシング107内に配置された流量計アンプ部である。流量計アンプ部104は、カルマン渦の発生周期(周波数)から流路を流れる流体の流速を求め、流体の流量を演算する演算部が設けられている。演算部は、送信側の超音波振動子99に一定周期の超音波振動を出力する発信回路と、受信側の超音波振動子100からの超音波振動を受信する受信回路と、各超音波振動の位相を比較する比較回路と、比較回路から出力されたカルマン渦検出信号を積算して流量を演算する演算回路とを有する。また、ケーシング107には、流量計アンプ部104から伸びた配線に繋がったコネクタ108、109が、接続部分がケーシング107の外表面から突出するように固着されている。   Reference numeral 104 denotes a flowmeter amplifier unit disposed in the casing 107 of the electrical module 106. The flow meter amplifier unit 104 is provided with a calculation unit that calculates the flow rate of the fluid by obtaining the flow velocity of the fluid flowing through the flow path from the Karman vortex generation cycle (frequency). The calculation unit includes a transmission circuit that outputs ultrasonic vibrations having a fixed period to the ultrasonic transducer 99 on the transmission side, a reception circuit that receives ultrasonic vibrations from the ultrasonic transducer 100 on the reception side, and each ultrasonic vibration. And a calculation circuit for calculating the flow rate by integrating the Karman vortex detection signals output from the comparison circuit. In addition, connectors 108 and 109 connected to the wiring extending from the flowmeter amplifier unit 104 are fixed to the casing 107 so that the connection portions protrude from the outer surface of the casing 107.

バルブモジュール93と電装モジュール106は、ケーブル110、111のコネクタを各モジュール93、106の各々のコネクタ102、103、108、109にそれぞれ脱着可能に接続させることで、2つに分かれて構成される。第二の実施形態のその他の構成は第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。   The valve module 93 and the electrical module 106 are divided into two parts by detachably connecting the connectors of the cables 110 and 111 to the connectors 102, 103, 108, and 109 of the modules 93 and 106, respectively. . Since the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

次に、本発明の第二の実施形態である流体制御装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid control apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.

バルブモジュール93に流入した流体は、まず流量計センサ部92に流入する。流量計センサ部92に流入した流体は、直線流路98で流量が計測される。直線流路98内を流れる流体に対して超音波振動子99から超音波振動子100に向かって超音波振動を伝搬させる。渦発生体96の下流に発生するカルマン渦は、流体の流速に比例した周期で発生し、渦巻き方向が異なるカルマン渦が交互に発生するため、超音波振動はカルマン渦の渦巻き方向によってカルマン渦を通過する際に進行方向に加速、または減速される。そのため、超音波振動子100で受信される超音波振動は、カルマン渦によって周波数(周期)が変動する。超音波振動子99、100で送受信された超音波振動は、電気信号に変換され、流量計アンプ部104の演算部へ出力される。流量計アンプ部104の演算部では、送信側の超音波振動子99から出力された超音波振動と受信側の超音波振動子100から出力された超音波振動との位相差から得られたカルマン渦の周波数に基づいて直線流路98を流れる流体の流量が演算される。流量計アンプ部104で演算された流量は電気信号に変換されて制御部105に出力される。第二の実施形態の他の部分の作動は、第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。   The fluid that has flowed into the valve module 93 first flows into the flow meter sensor unit 92. The flow rate of the fluid that has flowed into the flowmeter sensor unit 92 is measured by the straight flow path 98. The ultrasonic vibration is propagated from the ultrasonic vibrator 99 toward the ultrasonic vibrator 100 with respect to the fluid flowing in the straight flow path 98. The Karman vortex generated downstream of the vortex generator 96 is generated at a period proportional to the flow velocity of the fluid, and Karman vortices with different vortex directions are alternately generated. When passing, it is accelerated or decelerated in the direction of travel. Therefore, the frequency (period) of the ultrasonic vibration received by the ultrasonic transducer 100 varies due to the Karman vortex. The ultrasonic vibrations transmitted and received by the ultrasonic transducers 99 and 100 are converted into electric signals and output to the calculation unit of the flow meter amplifier unit 104. In the calculation unit of the flowmeter amplifier unit 104, the Kalman obtained from the phase difference between the ultrasonic vibration output from the ultrasonic transducer 99 on the transmission side and the ultrasonic vibration output from the ultrasonic transducer 100 on the reception side. Based on the frequency of the vortex, the flow rate of the fluid flowing through the straight flow path 98 is calculated. The flow rate calculated by the flow meter amplifier unit 104 is converted into an electrical signal and output to the control unit 105. Since the operation of other parts of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

また、第二の実施形態に使用した流体が腐食性流体の場合のバルブモジュール内に腐食性ガスが透過した時の作用と、第二の実施形態の流体制御装置を半導体製造装置内に設置する手順については、第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。この流量計センサ部92および流量計アンプ部104からなる超音波式渦流量計は、流量が大きいほどカルマン渦は発生するため大流量でも正確に流量を計測でき、大流量の流体制御に優れた効果を発揮する。   Further, when the fluid used in the second embodiment is a corrosive fluid, the action when the corrosive gas permeates into the valve module and the fluid control device of the second embodiment are installed in the semiconductor manufacturing apparatus. Since the procedure is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. The ultrasonic vortex flow meter comprising the flow meter sensor unit 92 and the flow meter amplifier unit 104 can generate a Karman vortex as the flow rate increases, so that the flow rate can be accurately measured even at a large flow rate, and is excellent in fluid control of a large flow rate. Demonstrate the effect.

本発明の第一の実施例を示す流体制御装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid control apparatus which shows the 1st Example of this invention. 図1の定流量弁の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the constant flow valve in FIG. 図2に他の表示を追加した図2と同一の図である。It is the same figure as FIG. 2 which added another display to FIG. 本発明の第二の実施形態を示す流体制御装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid control apparatus which shows 2nd embodiment of this invention. 図4のA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line of FIG. 従来の純水流量の制御装置を示す概念構成図である。It is a conceptual block diagram which shows the conventional control apparatus of a pure water flow rate. 従来の流体制御モジュールを示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the conventional fluid control module.

符号の説明Explanation of symbols

1 バルブモジュール
2 ケーシング
3 流体流入口
4 流量計センサ部
5 定流量弁
6 流体流出口
7 入口流路
8 第一立上り流路
9 直線流路
10 第二立上り流路
11 出口流路
12 超音波振動子
13 超音波振動子
14 本体部
15 本体A
16 本体B
17 本体C
18 本体D
19 本体E
20 チャンバ
21 第一加圧室
22 第二弁室
23 第一弁室
24 第二加圧室
25 下部第二弁室
26 上部第二弁室
27 下部第一弁室
28 上部第一弁室
29 弁部材
30 第一ダイヤフラム部
31 第二ダイヤフラム部
32 第三ダイヤフラム部
33 第四ダイヤフラム部
38 入口流路
43 弁座
45 出口流路
55 連通孔
58 弁体
61 流体制御部
74 コネクタボックス
75 吸気孔
76 排気孔
77 コネクタ
78 コネクタ
79 エアコネクタ
80 電装モジュール
81 ケーシング
82 流量計アンプ部
83 制御部
84 電空変換器
85 コネクタ
86 コネクタ
87 エアコネクタ
88 ケーブル
89 ケーブル
90 チューブ
91 排出口
92 流量計センサ部
93 バルブモジュール
94 ケーシング
95 入口流路
96 渦発生体
97 出口流路
98 直線流路
99 超音波振動子
100 超音波振動子
101 コネクタボックス
102 コネクタ
103 コネクタ
104 流量計アンプ部
105 制御部
106 電装モジュール
107 ケーシング
108 コネクタ
109 コネクタ
110 ケーブル
111 ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve module 2 Casing 3 Fluid inlet 4 Flowmeter sensor part 5 Constant flow valve 6 Fluid outlet 7 Inlet flow path 8 First rising flow path 9 Straight flow path 10 Second rising flow path 11 Outlet flow path 12 Ultrasonic vibration Child 13 Ultrasonic vibrator 14 Body 15 Body A
16 Body B
17 Body C
18 Body D
19 Body E
20 chamber 21 first pressurization chamber 22 second valve chamber 23 first valve chamber 24 second pressurization chamber 25 lower second valve chamber 26 upper second valve chamber 27 lower first valve chamber 28 upper first valve chamber 29 valve Member 30 1st diaphragm part 31 2nd diaphragm part 32 3rd diaphragm part 33 4th diaphragm part 38 Inlet flow path 43 Valve seat 45 Outlet flow path 55 Communication hole 58 Valve element 61 Fluid control part 74 Connector box 75 Intake hole 76 Exhaust Hole 77 Connector 78 Connector 79 Air Connector 80 Electrical Module 81 Casing 82 Flowmeter Amplifier Unit 83 Control Unit 84 Electropneumatic Converter 85 Connector 86 Connector 87 Air Connector 88 Cable 89 Cable 90 Tube 91 Outlet 92 Flowmeter Sensor Unit 93 Valve Module 94 Casing 95 Inlet channel 96 Vortex generator 9 Outlet channel 98 the straight channel 99 ultrasonic transducers 100 ultrasonic transducers 101 connector box 102 connector 103 connector 104 flowmeter amplifier unit 105 control unit 106 electrical module 107 casing 108 connector 109 connector 110 cable 111 cable

Claims (8)

超音波を流体中に発信する超音波振動子(12)と超音波振動子(12)から発信した超音波を受信し信号を流量計アンプ部(82)に出力する超音波振動子(13)とを有する流量計センサ部(4)と、操作圧により流体の流量を制御する定流量弁(5)とを具備し、少なくとも流量計センサ部(4)と定流量弁(5)とが、流体流入口(3)と流体流出口(6)とを有する1つのケーシング(2)内に接続されて設置されてなる、
ことを特徴とする流体制御装置。
An ultrasonic transducer (12) that transmits ultrasonic waves into the fluid, and an ultrasonic transducer (13) that receives the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer (12) and outputs a signal to the flow meter amplifier unit (82) And a constant flow valve (5) for controlling the flow rate of the fluid by operating pressure, and at least the flow meter sensor unit (4) and the constant flow valve (5) Connected and installed in one casing (2) having a fluid inlet (3) and a fluid outlet (6),
A fluid control device.
前記流量計センサ部(4)と定流量弁(5)とが1つのケーシング(2)に配置されてなるバルブモジュール(1)と、
流量計センサ部(4)の信号によって流量を演算する流量計アンプ部(82)と、定流量弁(5)の操作圧を調整する電空変換器(84)と、流量計アンプ部(82)で演算された流量値に基づいて操作圧を調整しフィードバック制御するための制御部(83)とが1つのケーシング(81)内に設置してなる電装モジュール(80)とを備え、
前記バルブモジュール(1)と前記電装モジュール(80)とが別体で構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載の流体制御装置。
A valve module (1) in which the flow meter sensor unit (4) and a constant flow valve (5) are arranged in one casing (2);
A flow meter amplifier unit (82) for calculating a flow rate based on a signal from the flow meter sensor unit (4), an electropneumatic converter (84) for adjusting the operation pressure of the constant flow valve (5), and a flow meter amplifier unit (82 And a control unit (83) for adjusting the operation pressure based on the flow rate value calculated in (1) and performing feedback control, and an electrical module (80) installed in one casing (81),
The valve module (1) and the electrical module (80) are configured separately.
The fluid control apparatus according to claim 1.
前記定流量弁(5)は、流体の入口流路(38)、出口流路(45)及び、入口流路(38)と出口流路(45)とが連通するチャンバ(20)から形成された本体部(14)と、弁体(58)と第一ダイヤフラム部(30)を有する弁部材(29)と、弁部材(29)の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部(30)よりも有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部(31)及び第三ダイヤフラム部(32)とを有し、
弁部材(29)及び各ダイヤフラム部(30、31、32)は、各ダイヤフラム部(30、31、32)の外周部が本体部(14)に固定されることによりチャンバ(20)内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部(30、31、32)によってチャンバ(20)を第一加圧室(21)、第二弁室(22)、第一弁室(23)、及び第二加圧室(24)に区分し、
第一加圧室(21)は第二ダイヤフラム部(31)に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、
第一弁室(23)は入口流路(38)と連通しており、
第二弁室(22)は、弁部材(29)の弁体(58)に対応する弁座(43)を有し、また弁座(43)に対して第一ダイヤフラム部(30)側に位置し第一ダイヤフラム部(30)に設けられた連通孔(55)にて第一弁室(23)と連通している下部第二弁室(25)と、第二ダイヤフラム部(31)側に位置し出口流路(45)と連通して設けられた上部第二弁室(26)とに分かれて形成され、弁部材(29)の上下動により弁体(58)と弁座(43)との間の開口面積が変化して下部第二弁室(25)の流体圧力が制御される流体制御部(61)を有し、
第二加圧室(24)は、第三ダイヤフラム部(32)に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の流体制御装置。
The constant flow valve (5) is formed of a fluid inlet channel (38), an outlet channel (45), and a chamber (20) in which the inlet channel (38) and the outlet channel (45) communicate with each other. A main body (14), a valve member (29) having a valve body (58) and a first diaphragm portion (30), and a lower portion and an upper portion of the valve member (29) from the first diaphragm portion (30). The second diaphragm portion (31) and the third diaphragm portion (32) having a small effective pressure receiving area,
The valve member (29) and each diaphragm part (30, 31, 32) are mounted in the chamber (20) by fixing the outer peripheral part of each diaphragm part (30, 31, 32) to the main body part (14). And each diaphragm portion (30, 31, 32) causes the chamber (20) to be a first pressurizing chamber (21), a second valve chamber (22), a first valve chamber (23), and a second pressurizing chamber. (24)
The first pressurizing chamber (21) has means for constantly applying a constant force inward to the second diaphragm portion (31),
The first valve chamber (23) communicates with the inlet channel (38),
The second valve chamber (22) has a valve seat (43) corresponding to the valve body (58) of the valve member (29), and is closer to the first diaphragm portion (30) than the valve seat (43). A lower second valve chamber (25) that is located and communicates with the first valve chamber (23) through a communication hole (55) provided in the first diaphragm portion (30), and the second diaphragm portion (31) side And the upper second valve chamber (26) provided in communication with the outlet channel (45). The valve body (58) and the valve seat (43) are moved by the vertical movement of the valve member (29). And a fluid control unit (61) in which the fluid pressure in the lower second valve chamber (25) is controlled by changing the opening area between
The second pressurizing chamber (24) has means for constantly applying a constant force inward to the third diaphragm portion (32).
The fluid control apparatus according to claim 1, wherein the fluid control apparatus is configured as described above.
前記バルブモジュール(1)の流量計センサ部(4)と電装モジュール(80)の流量計アンプ部(82)とを接続するケーブル(88、89)が、コネクタ(77、78、85、86)を介して流量計センサ部(4)及び/または流量計アンプ部(82)と脱着可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
Cables (88, 89) connecting the flow meter sensor unit (4) of the valve module (1) and the flow meter amplifier unit (82) of the electrical module (80) are connectors (77, 78, 85, 86). The flow meter sensor unit (4) and / or the flow meter amplifier unit (82) are detachably provided via the
The fluid control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluid control device is characterized in that:
前記定流量弁(5)の本体部(14)の側面あるいは上面に、上記第一加圧室(21)内に加圧された気体を供給する給気孔(50)および上記第一加圧室(21)内から気体を排出する排出孔(73)が設けられ、
該排出孔(73)が前記バルブモジュール(1)のケーシング(2)に設けられたコネクタボックス(74)の吸気孔(75)に連通され、コネクタボックス(74)にケーシング(2)の外部と連通する排気孔(76)が設けられている、
ことを特徴とする請求項4に記載の流体制御装置。
An air supply hole (50) for supplying pressurized gas into the first pressurizing chamber (21) and the first pressurizing chamber on the side surface or the upper surface of the main body (14) of the constant flow valve (5). (21) A discharge hole (73) for discharging gas from the inside is provided,
The discharge hole (73) communicates with an intake hole (75) of a connector box (74) provided in the casing (2) of the valve module (1), and the connector box (74) is connected to the outside of the casing (2). An exhaust hole (76) that communicates is provided,
The fluid control apparatus according to claim 4.
前記流量計センサ部(4)は、流体流入口(3)に連通する入口流路(7)と、入口流路(7)から垂設された第一立上り流路(8)と、第一立上り流路(8)に連通し入口流路(7)の軸線に略平行に設けられた直線流路(9)と、直線流路(9)から垂設された第二立上り流路(10)と、第二立上り流路(10)に連通し入口流路(7)の軸線に略平行に設けられ定流量弁(5)の入口流路(38)に連通する出口流路(11)とが連続して設けられ、第一、第二立上り流路(8、10)の側壁の直線流路(9)の軸線と交わる位置に、超音波振動子(12、13)が互いに対向して配置された流量計センサ部(4)であり、
前記流量計アンプ部(82)は、超音波振動子(12、13)がケーブル(88、89)を介して接続される流量計アンプ部(82)であり、
前記流量計センサ部(4)と前記流量計アンプ部(82)とが、超音波振動子(12、13)の送受信を交互に切り替えて超音波振動子(12、13)間の超音波伝搬時間差を測定することにより直線流路(9)を流れる流体の流量を演算する超音波流量計を構成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
The flowmeter sensor unit (4) includes an inlet channel (7) communicating with the fluid inlet (3), a first rising channel (8) suspended from the inlet channel (7), and a first A straight channel (9) provided in communication with the rising channel (8) and substantially parallel to the axis of the inlet channel (7), and a second rising channel (10) suspended from the straight channel (9). ), And an outlet channel (11) that communicates with the second rising channel (10) and communicates with the inlet channel (38) of the constant flow valve (5) provided substantially parallel to the axis of the inlet channel (7). Are arranged continuously, and the ultrasonic transducers (12, 13) are opposed to each other at a position intersecting with the axis of the straight flow path (9) on the side walls of the first and second rising flow paths (8, 10). The flow meter sensor unit (4) arranged
The flow meter amplifier unit (82) is a flow meter amplifier unit (82) to which ultrasonic transducers (12, 13) are connected via cables (88, 89),
The flow meter sensor unit (4) and the flow meter amplifier unit (82) alternately switch transmission / reception of the ultrasonic transducers (12, 13) to transmit ultrasonic waves between the ultrasonic transducers (12, 13). Constituting an ultrasonic flowmeter that calculates the flow rate of the fluid flowing through the straight flow path (9) by measuring the time difference;
The fluid control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the fluid control device is configured as described above.
前記流量計センサ部(92)は、流体流入口(3)に連通する入口流路(95)と、入口流路(95)内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体(96)と、出口流路(97)とを備える直線流路(98)とが連続して設けられ、直線流路(98)の渦発生体(96)の下流側の側壁に、超音波振動子(99、100)が流路軸線方向に直交する位置に互いに対向して配置された流量計センサ部(92)であり、
前記流量計アンプ部(104)は、超音波振動子(99、100)がケーブル(110、111)を介して接続される流量計アンプ部(104)であり、
前記流量計センサ部(92)と前記流量計アンプ部(104)とが、渦発生体(96)の下流に発生するカルマン渦の発生周波数を超音波振動子(99)が送信した信号と超音波振動子(100)が受信した信号との位相差によって流量を演算する超音波式渦流量計を構成する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
The flowmeter sensor unit (92) includes an inlet channel (95) communicating with the fluid inlet (3) and a vortex generator (96) that generates Karman vortices suspended in the inlet channel (95). And a straight flow path (98) having an outlet flow path (97) are continuously provided, and an ultrasonic transducer (on the downstream side wall of the vortex generator (96) of the straight flow path (98) is provided. 99, 100) is a flow meter sensor unit (92) arranged opposite to each other at a position orthogonal to the flow path axis direction,
The flow meter amplifier unit (104) is a flow meter amplifier unit (104) to which an ultrasonic transducer (99, 100) is connected via a cable (110, 111).
The flowmeter sensor unit (92) and the flowmeter amplifier unit (104) transmit the generated frequency of Karman vortex generated downstream of the vortex generator (96) and the supersonic signal (99) transmitted to the Constituting an ultrasonic vortex flowmeter for calculating the flow rate according to the phase difference with the signal received by the acoustic transducer (100);
The fluid control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the fluid control device is configured as described above.
前記電装モジュール(80)のケーシング(81)は、ケーシング(81)内に充填された気体を排出するために設けられた排出口(91)が形成されている、
ことを特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれか一つの請求項に記載の流体制御装置。
The casing (81) of the electrical module (80) has a discharge port (91) provided for discharging the gas filled in the casing (81).
The fluid control device according to any one of claims 2 to 7, wherein the fluid control device is characterized in that:
JP2004252870A 2004-08-31 2004-08-31 Fluid controller Pending JP2006072515A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004252870A JP2006072515A (en) 2004-08-31 2004-08-31 Fluid controller
PCT/JP2005/016168 WO2006025550A1 (en) 2004-08-31 2005-08-29 Fluid control device
KR1020077004685A KR101124447B1 (en) 2004-08-31 2005-08-29 Fluid control device
US11/661,388 US20080029174A1 (en) 2004-08-31 2005-08-29 Fluid Control Device
TW094129656A TW200611095A (en) 2004-08-31 2005-08-30 A fluid control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004252870A JP2006072515A (en) 2004-08-31 2004-08-31 Fluid controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006072515A true JP2006072515A (en) 2006-03-16
JP2006072515A5 JP2006072515A5 (en) 2007-09-20

Family

ID=36153110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004252870A Pending JP2006072515A (en) 2004-08-31 2004-08-31 Fluid controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006072515A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008121784A (en) * 2006-11-13 2008-05-29 Ckd Corp Fluid control valve
US11536385B2 (en) 2018-07-09 2022-12-27 Fujikin Incorporated Fluid control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008121784A (en) * 2006-11-13 2008-05-29 Ckd Corp Fluid control valve
US11536385B2 (en) 2018-07-09 2022-12-27 Fujikin Incorporated Fluid control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101114598B1 (en) Fluid controller
KR101124447B1 (en) Fluid control device
JP5041847B2 (en) Fluid control device
WO2007023970A1 (en) Fluid control apparatus
WO2007023972A1 (en) Fluid control apparatus
KR20070090079A (en) Fluid mixing apparatus
KR101311485B1 (en) Fluid mixing apparatus
KR20070090078A (en) Fluid mixing apparatus
JP2007058343A (en) Fluid control device
JP4854331B2 (en) Fluid mixing device
JP2007058336A (en) Fluid control device
JP2006072515A (en) Fluid controller
JP2006072460A (en) Fluid controller
JP6037845B2 (en) Fluid control device
JP2007057270A (en) Fluid monitoring apparatus
JP2006134100A (en) Fluid control apparatus
JP4549136B2 (en) Fluid control device
JP4854330B2 (en) Fluid mixing device
JP4854348B2 (en) Fluid mixing device
JP2007058348A (en) Fluid control device
JP4854329B2 (en) Fluid mixing device
JP4854349B2 (en) Fluid mixing device
JP4854350B2 (en) Fluid mixing device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070807

A621 Written request for application examination

Effective date: 20070807

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090721

A521 Written amendment

Effective date: 20090903

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20091006

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20100216

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02