JP2022046924A - 圧力式流量計、及び、流体制御装置 - Google Patents

圧力式流量計、及び、流体制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022046924A
JP2022046924A JP2020152571A JP2020152571A JP2022046924A JP 2022046924 A JP2022046924 A JP 2022046924A JP 2020152571 A JP2020152571 A JP 2020152571A JP 2020152571 A JP2020152571 A JP 2020152571A JP 2022046924 A JP2022046924 A JP 2022046924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
resistance element
fluid resistance
flow path
pressure type
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
JP2020152571A
Other languages
English (en)
Inventor
博史 堀口
Hiroshi Horiguchi
忠弘 安田
Tadahiro Yasuda
健太郎 長井
Kentaro Nagai
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.)
Horiba Stec Co Ltd
Original Assignee
Horiba Stec 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 Horiba Stec Co Ltd filed Critical Horiba Stec Co Ltd
Priority to JP2020152571A priority Critical patent/JP2022046924A/ja
Priority to KR1020210111722A priority patent/KR20220034662A/ko
Priority to CN202111014611.8A priority patent/CN114166293A/zh
Priority to TW110132476A priority patent/TW202232061A/zh
Priority to US17/447,217 priority patent/US11686603B2/en
Publication of JP2022046924A publication Critical patent/JP2022046924A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/42Orifices or nozzles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/363Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction with electrical or electro-mechanical indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/10Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with axial admission
    • G01F1/12Adjusting, correcting, or compensating means therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/005Valves
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • G05D7/0647Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged in series

Abstract

【課題】流体抵抗素子の流量特性に悪影響を与えることなく、シート状のシール部材を用いたシール性を向上させる。【解決手段】流体が流れる流路Lに設けられ、流路Lに連通する抵抗流路RLが形成された流体抵抗素子FRと、流体抵抗素子FRの上流側圧力を検出する上流側圧力センサPS1と、流体抵抗素子FRの下流側圧力を検出する下流側圧力センサPS2とを具備し、流体抵抗素子FRが一対の挟持部材41、42により挟持して固定されており、流体抵抗素子FRと挟持部材41、42との間にはシート状のシール部材51、52が設けられており、流体抵抗素子FR又は挟持部材41、42の少なくとも一方には、シール部材51、52を部分的に押圧する突起部61、62が形成されている。【選択図】図2

Description

本発明は、圧力式流量計、及び、流体制御装置に関するものである。
従来の圧力式流量計を用いた流量制御装置(マスフローコントローラ)には、特許文献1に示すように、流路に設けられる流体抵抗素子として複数の薄板を積層して構成したものが用いられている。この流体抵抗素子は、その積層方向から一対の挟持部材に挟持されて固定されている。
ここで、流体抵抗素子と一対の挟持部材それぞれとの間には、流体の漏れを防止するために、シート状のシール部材(例えば厚さ500μm以下)が設けられている。そして、シート状のシール部材は、挟持部材及び流体抵抗素子の平面状の対向面で押圧されることによって、それらの間をシールしている。
しかしながら、シート状のシール部材の厚み公差あるいは流体抵抗素子又はブロック体の公差によって、シール部材を充分に押圧することができず、所望のシール性を得ることができない場合がある。なお、シール性を向上するためにシート状のシール部材を押圧する力を大きくすることが考えられるが、そうすると、流体抵抗素子が変形してしまい、流体抵抗素子の流量特性が変化してしまう。
特開2020-107110号公報
本発明は、上記の問題点を解決すべくなされたものであり、流体抵抗素子の流量特性に悪影響を与えることなく、シート状のシール部材によるシール性を向上させることをその主たる課題とするものである。
すなわち、本発明に係る圧力式流量計は、流体が流れる流路に設けられ、前記流路に連通する抵抗流路が形成された流体抵抗素子と、前記流体抵抗素子の上流側圧力を検出する上流側圧力センサと、前記流体抵抗素子の下流側圧力を検出する下流側圧力センサとを具備し、前記流体抵抗素子が一対の挟持部材により挟持して固定されており、前記流体抵抗素子と前記挟持部材との間にはシート状のシール部材が設けられており、前記流体抵抗素子又は前記挟持部材の少なくとも一方には、前記シール部材を部分的に押圧する突起部が形成されていることを特徴とする。
このような圧力式流量計であれば、流体抵抗素子又は挟持部材の少なくとも一方に、シール部材を部分的に押圧する突起部が形成されているので、当該突起部がシール部材に食い込むことによってシール性を向上させることができる。また、突起部により部分的にシール部材を押圧しているので、流体抵抗素子に加わる荷重を小さくすることができ、流体抵抗素子が変形することによる流量特性の変化を抑えることができる。
具体的には、前記流体抵抗素子は、積層体からなり、その積層方向に交差する方向に前記抵抗流路が形成されたものであり、前記一対の挟持部材は、前記流体抵抗素子を前記積層方向から挟持して固定するものであることが望ましい。
流体抵抗素子の具体的な実施の態様としては、前記流体抵抗素子は、前記積層方向から視てその中央部に前記抵抗流路の始端が開口する流体導入部が形成されており、前記抵抗流路は前記流体導入部から外周部に向かって延びていることが考えられる。
この構成において、シール性を向上させるためには、前記シール部材は、前記流体導入部を取り囲むように設けられており、前記突起部は、前記流体導入部を取り囲むように形成されていることが望ましい。
シール性をより一層向上させるためには、前記突起部は、前記流体導入部を取り囲むように形成された環状をなす複数の凸条であることが望ましい。この場合、複数の凸条は、同心状に設けられることになる。
一方、複数の凸条を設けた場合には、圧力式流量計の組み立て時に、互いに隣り合う凸条の間にガスが封入される恐れがあり、コンタミネーションが生じる恐れがある。この問題を解決するためには、前記突起部は、前記流体導入部を取り囲むように形成された環状をなす1つの凸条であることが望ましい。
圧力式流量計を小型化するためには、前記流体抵抗素子の前記流体導入部は、前記積層方向に沿って貫通する貫通孔であり、前記上流側圧力センサは、前記貫通孔を通じて前記流体抵抗素子の上流側圧力を検出するものであることが考えられる。
この構成において、流体抵抗素子の固定構造を簡単にするためには、前記一対の挟持部材は、前記貫通孔に連通する上流側流路が形成されたブロック体と、前記上流側圧力センサを前記ブロック体に固定するとともに前記貫通孔に連通して圧力を検出するための検出用連通路が形成された固定フランジとからなることが望ましい。
シール性をより一層向上させるためには、前記シール部材は、前記流体抵抗素子と前記一対の挟持部材それぞれとの間に設けられていることが望ましい。ここで、突起部を流体抵抗素子に形成する場合には、その加工コストが掛かってしまう。このため、前記突起部は、前記一対の挟持部材それぞれに形成されていることが望ましい。
前記シール部材は、流体に対して耐食性に優れた材質が流量計の長期安定性の観点から望ましく、例えばフッ素系樹脂製のものであることが望ましい。
また、本発明に係る流量制御装置は、上述した圧力式流量計と、前記圧力式流量計の上流側又は下流側に設けられた流体制御弁とを具備することを特徴とする。
さらに、本発明に係る流量制御装置は、上述した圧力式流量計と、前記圧力式流量計の上流側に設けられた流体制御弁とを具備し、前記ブロック体において前記流体制御弁と前記流体抵抗素子と前記上流側圧力センサとがこの順で、前記流体制御弁の弁体の進退方向に沿って一列に配置されていることを特徴とする。
このような流量制御装置であれば、内部容積を低減することができ、例えば立下り応答性能等の応答性を向上させることができる。
以上に述べた本発明によれば、積層体からなる流体抵抗素子の流量特性に悪影響を与えることなく、シート状のシール部材によるシール性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る流体制御装置の全体模式図である。 同実施形態の流体抵抗素子の一例を示す分解斜視図である。 同実施形態の流体抵抗素子のシール構造の詳細を示す部分拡大断面図である。 変形実施形態の流体抵抗素子のシール構造の詳細を示す部分拡大断面図である。 変形実施形態の流体抵抗素子のシール構造の詳細を示す部分拡大断面図である。
以下に、本発明の一実施形態に係る流体制御装置(マスフローコントローラ)について、図面を参照して説明する。
<1.全体構成>
本実施形態の流体制御装置MFCは、図1に示すように、圧力式のものである。具体的には、流体制御装置MFCは、流体が流れる流路Lが内部に形成されたブロック体Bと、当該ブロック体Bの流路Lに設けられた流体抵抗素子FRと、ブロック体Bに設けられ、流体抵抗素子FRの上流側圧力を検出する上流側圧力センサPS1と、ブロック体Bに設けられ、流体抵抗素子FRの下流側圧力を検出する下流側圧力センサPS2と、ブロック体Bの流路Lにおいて流体抵抗素子FRの上流側に設けられた第1流体制御弁V1と、当該第1流体制御弁V1をフィードバック制御する制御部Cとを備えている。本実施形態では、上流側圧力センサPS1及び下流側圧力センサPS2の出力信号は、上流側圧力及び下流側圧力から流量値を算出する流量算出部FCに出力され、当該流量算出部FCによって算出された流量値が制御部Cに出力される。なお、本実施形態の流体制御装置MFCは、ブロック体Bの流路Lにおいて下流側圧力センサPS2の下流側に設けられた第2流体制御弁V2を更に備えており、制御部Cによりフィードバック制御される構成としている。
ブロック体Bは、例えば直方体形状のものであり、長手方向一端側に流体を導入する導入ポートP1が形成され、長手方向他端側に流体を導出する導出ポートP2が形成されている。
また、ブロック体Bには、その所定面Ba(図1において上面)に第1流体制御弁V1を設置するための凹状の第1収容部B1が形成されており、この第1収容部B1によって流路Lが上流側流路L1と下流側流路L2とに分断されている。ここでは、第1収容部B1においてその側面に上流側流路L1の一端が開口しており、その底面に下流側流路L2の一端が開口している。
さらに、ブロック体Bには、前記所定面Baに第2流体制御弁V2を設置するための凹状の第2収容部B2が形成されており、この第2収容部B2によって下流側流路L2が第1下流側流路L21と第2下流側流路L22とに分断されている。ここでは、第2収容部B2においてその底面に第1下流側流路L21の一端が開口しており、その側面に第2下流側流路L22の一端が開口している。
流体抵抗素子FRは、図2及び図3に示すように、複数の薄板11、12を積層した積層体からなり、内部にその積層方向に交差する方向に抵抗流路RLが形成されたものである。本実施形態の流体抵抗素子FRは、概略回転体形状をなすものであり、積層方向から視てその中央部に抵抗流路RLの始端が開口する流体導入部FR1が形成されており、抵抗流路RLは流体導入部FR1から外周部に向かって延びている。
より詳細には、流体抵抗素子FRは、概略円形状のスリット板11と、概略円形状のスリット被覆板12とが交互に積層された構造である。スリット板11は、中心部を厚み方向に貫通して形成された円形状の第1貫通孔11aと、当該中心部から放射状に形成された複数のスリット11bとを有している。また、スリット被覆板12は、中心部を厚み方向に貫通して形成された円形状の第2貫通孔12aを有し、その外径がスリット板11の外径より小さく、内径がスリット板11の内径より大きいものである。そして、スリット板11とスリット被覆板12とを積層することにより、抵抗流路RLが形成されるとともに、スリット12bの内側端部が抵抗流路RLの始端の開口部となり、スリット12bの外側端部が抵抗流路RLの終端の開口部となる。また、これらスリット板11及びスリット被覆板12を積層すると、それらの第1貫通孔11a及び第2貫通孔12aにより流体抵抗素子FRの中央部に積層方向に沿って貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔が流体導入部FR1となる。
この流体抵抗素子FRは、図1に示すように、ブロック体Bの所定面Baとは反対側の対向面Bb(図1において下面)に形成された凹状の第3収容部B3に収容される。第3収容部B3は、第1収容部B1の下側に位置するように形成されている。この第3収容部B3によって、第1下流側流路L21が上流側流路部L211と下流側流路部L212とに分断されている。ここでは、第3収容部B3においてその底面に上流側流路部L211の一端が開口しており、その側面に下流側流路部L212の一端が開口している。また、第3収容部B3の底面に開口する上流側流路部L211は、第3収容部B3に収容された流体抵抗素子FRの流体導入部FR1に連通する。また、第3収容部B3の側面に開口する下流側流路部L212には、流体抵抗素子FRを通過した流体が流入する。
上流側圧力センサPS1は、図1に示すように、流路Lにおける流体抵抗素子FRの上流側に接続されており、上流側圧力に応じた出力信号を流量算出部FCに出力するものである。本実施形態では、流体抵抗素子FRの流体導入部FR1である貫通孔を通じて流体抵抗素子FRの上流側圧力を検出するように構成されている。
具体的に上流側圧力センサPS1は、ブロック体Bの所定面Baとは反対側の対向面Bbに設けられている。このため、ブロック体Bの対向面Bbには、上流側圧力センサPS1を設置するための凹状の第4収容部B4が形成されており、この第4収容部B4は、流体抵抗素子FRを収容する第3収容部B3に連続して形成されている。つまり、第4収容部B4は、第1収容部B1の下側に位置するように形成され、第4収容部B4の底面に第3収容部B3が開口するように構成されている。この第4収容部B4に上流側圧力センサPS1をブロック体Bに固定するための固定フランジ13が取り付けられる。固定フランジ13には、流体抵抗素子FRの流体導入部FR1である貫通孔に連通して上流側圧力を検出するための検出用連通路131が形成されている。
下流側圧力センサPS2は、図1に示すように、流路Lにおける流体抵抗素子FRの下流側に接続されており、下流側圧力に応じた出力信号を流量算出部FCに出力するものである。下流側圧力センサPS2は、ブロック体Bの所定面Baに対して第1流体制御弁V1及び第2流体制御弁V2とともに一列に取り付けられている。なお、下流側圧力センサPS2は、ブロック体Bに固定するための固定フランジ14を介して取り付けられる。固定フランジ14には、第1下流側流路L21の下流側流路部L212に連通して下流側圧力を検出するための検出用連通路141が形成されている。
第1流体制御弁V1は、例えば所謂ノーマルオープンタイプのものである。具体的にこの第1流体制御弁V1は、図1に示すように、ブロック体Bの第1収容部B1に嵌め込まれる弁座部材21と、弁座部材21に対して接離方向へ移動できるように設けられた弁体22と、弁体22を移動させる例えばピエゾ素子等のアクチュエータを有する弁体駆動部23とを備えている。そして、弁体駆動部23が弁体22を弁座部材21に対して接離させることによって、弁座部材21に形成された内部流路21aを介して、上流側流路L1から下流側流路L2の第1下流側流路L21に流体が流れる。
本実施形態では、第1収容部B1、第3収容部B3及び第4収容部B4が一列に沿って形成されていることから、第1流体制御弁V1、流体抵抗素子FR及び上流側圧力センサPS1が、第1流体制御弁V1の弁体22の進退方向に沿って、この順に一列に配置されることになる。
第2流体制御弁V2は、例えば所謂ノーマルクローズタイプのものである。具体的にこの第2流体制御弁V2は、図1に示すように、ブロック体Bの第2収容部B2に嵌め込まれる弁座部材31と、弁座部材31に対して接離方向へ移動できるように設けられた弁体32と、弁体32を移動させる例えばピエゾ素子等のアクチュエータを有する弁体駆動部33とを備えている。そして、弁体駆動部33が弁体32を弁座部材31に対して接離させることによって、弁座部材31に形成された内部流路31aを介して、下流側流路L2の第1下流側流路L21から第2下流側流路L22に流体が流れる。
制御部Cは、流量算出部FCで算出された流量値が、予め定められた流量目標値に近づくように第1流体制御弁V1の弁開度をフィードバック制御するものである。その他、制御部Cは、下流側圧力センサPS2により得られた下流側圧力が予め定められた圧力目標値に近づくように第2流体制御弁V2の弁開度をフィードバック制御する。
<2.流体抵抗素子FRのシール構造>
次に、ブロック体Bにおける流体抵抗素子FRのシール構造について説明する。
流体抵抗素子FRは、図3に示すように、その積層方向から一対の挟持部材41、42により挟持して固定されており、流体抵抗素子FRと一対の挟持部材41、42それぞれとの間にはシート状のシール部材51、52が設けられている。つまり、流体抵抗素子FRの面板部(上面FRa及び下面FRb)と、当該面板部に対応する挟持部材41、42の対向面41a、41aとの間に、シート状のシール部材51、52が設けられている。
本実施形態では、ブロック体Bに形成された第3収容部B3に流体抵抗素子FRが収容され、当該第3収容部B3に連続して形成された第4収容部B4に固定フランジ13が固定される構成であるから、流体抵抗素子FRは、ブロック体B及び固定フランジ13により挟持されることになる。つまり、本実施形態の一対の挟持部材41、42は、ブロック体B及び固定フランジ13である。なお、ブロック体Bと固定フランジ13との間は、例えば金属製のシール部材10によりシールされている。
シール部材51、52は、フッ素系樹脂製のものであり、流体抵抗素子FRの流体導入部FR1を取り囲むように設けられている。具体的にシール部材51、52は、平面視において円環状をなすものである(図2参照)。一方のシール部材51は、ブロック体Bと流体抵抗素子FRとの間において、流体導入部FR1である貫通孔(抵抗流路RLの始端)と流体抵抗素子FRの外周部(抵抗流路RLの終端)との間をシールする。また、他方のシール部材52は、固定フランジ13と流体抵抗素子FRとの間において、流体導入部FR1である貫通孔(抵抗流路RLの始端)と流体抵抗素子FRの外周部(抵抗流路RLの終端)との間をシールする。
そして、一対の挟持部材41、42それぞれの対向面41a、42aには、シール部材51、52を部分的に押圧する突起部61、62が形成されている。当該突起部61、62は、流体導入部FR1を取り囲むように形成されており、本実施形態では、流体導入部FR1を取り囲むように形成された環状をなす1つの凸条である。この突起部61、62の断面形状は、例えば矩形状をなすものである。また、一方の挟持部材41(ブロック体B)に形成した突起部61と、他方の挟持部材42(固定フランジ13)に形成した突起部62とは、互いに対向する位置に形成されている。これにより、挟持された流体抵抗素子FRに曲げモーメントが加わりにくく、流体抵抗素子FRが変形しにくくなる。なお、一方の挟持部材41に形成した突起部61と、他方の挟持部材42に形成した突起部62とは、互いに対向する位置に形成されていなくても良い。
<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態の流体制御装置100によれば、一対の挟持部材41、42それぞれに、シール部材51、52を部分的に押圧する突起部61、62が形成されているので、当該突起部61、62がシール部材51、52に食い込むことによって、一対の挟持部材41、42と流体抵抗素子FRシール性を向上させることができる。また、突起部61、62により部分的にシール部材51、52を押圧しているので、流体抵抗素子FRに加わる荷重を小さくすることができ、流体抵抗素子FRが変形することによる流量特性の変化を抑えることができる。
また、本実施形態の突起部61、62は、流体導入部FR1を取り囲むように形成された環状をなす1つの凸条であることから、複数の凸条を設けた場合に突起部61、62の間に残留するガスによって生じるコンタミネーションを防ぎつつ、シール性を向上させることができる。
<その他の実施形態>
例えば、前記実施形態では、一対の挟持部材41、42それぞれに突起部61、62を設けているが、挟持部材41、42の対向面41a、42aに突起部61、62を設ける構成の他に、図4に示すように、流体抵抗素子FRの面板部FRa、FRbに突起部61、62を設けても良い。また、挟持部材41、42の対向面41a、42a及び流体抵抗素子FRの面板部FRa、FRbの両方に突起部61、62を設けても良い。
また、前記実施形態では、突起部61、62は、1つの凸条から構成されているが、図5に示すように、流体導入部FR1の周りに同心状に形成された複数の凸条であっても良い。この構成であれば、突起部61、62を1つの凸条で構成した場合に比べてシール性を向上させることができる。
さらに、前記実施形態では、突起部61、62の断面形状が矩形状をなすものであったが、断面形状が台形状をなすものであっても良いし、先端が部分円形状をなすものであっても良い。
その上、前記実施形態では、流体抵抗素子FRをブロック体B及び上流側圧力センサPS1の固定フランジ13によって挟持するものであったが、別部材を用いて流体抵抗素子FRを挟持するものであっても良い。この場合、別部材を用いて流体抵抗素子FRを挟持したものを流路L上に配置する。
加えて、前記実施形態では、流体抵抗素子FRの流体導入部FR1が貫通孔であったが、流体抵抗素子FRが貫通孔を有さない底板を有するものであり、流体導入部FR1が底を有する構造であっても良い。この場合、上流側圧力センサPS1は、流路Lにおける流体抵抗素子FRの上流側に接続されて、上流側圧力を検出する。
更に加えて、前記実施形態では、第1流体制御弁V1及び第2流体制御弁V2を有する構成であったが、第2流体制御弁V2を有さずに、第1流体制御弁V1によって流量制御するものであっても良い。
また、前記実施形態では、一対の挟持部材41、42それぞれに突起部61、62を設ける構成であったが、一対の挟持部材の一方のみに突起部を設ける構成としても良い。この場合には、一対の挟持部材の他方は、流体抵抗素子の面板部と挟持部材の面板部とによってシール部材を押圧する構成となる。
前記実施形態では、第1流体制御弁V1は、ノーマルオープンタイプのものであったが、ノーマルクローズタイプのものであっても良いし、第2流体制御弁V2は、ノーマルクローズタイプのものであったが、ノーマルオープンタイプのものであっても良い。
前記実施形態の流体抵抗素子は、概略回転体形状をなすものであったが、概略直方体形状をなすものであり、積層方向から視てその長手方向中央部に抵抗流路RLの始端が開口する流体導入部FR1が形成されており、抵抗流路RLが流体導入部FR1から長手方向両側に向かって延びる構成であっても良い。
前記実施形態は圧力式流量計を組み込んだ流体制御装置について説明したが、本発明は、圧力式流量計単体にも適用することができる。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
100・・・流体制御装置
L・・・流路
L211・・・上流側流路部(貫通孔に連通する上流側流路)
RL・・・抵抗流路
FR・・・流体抵抗素子
PS1・・・上流側圧力センサ
PS2・・・下流側圧力センサ
51、52・・・シール部材
61、62・・・突起部
FR1・・・流体導入部
B(41)・・・ブロック体(挟持部材)
131・・・検出用連通路
13(42)・・・固定フランジ(挟持部材)
V1・・・流体制御弁(第1流体制御弁)
21・・・弁体

Claims (9)

  1. 流体が流れる流路に設けられ、前記流路に連通する抵抗流路が形成された流体抵抗素子と、
    前記流体抵抗素子の上流側圧力を検出する上流側圧力センサと、
    前記流体抵抗素子の下流側圧力を検出する下流側圧力センサとを具備し、
    前記流体抵抗素子が一対の挟持部材により挟持して固定されており、
    前記流体抵抗素子と前記挟持部材との間にはシート状のシール部材が設けられており、
    前記流体抵抗素子又は前記挟持部材の少なくとも一方には、前記シール部材を部分的に押圧する突起部が形成されている、圧力式流量計。
  2. 前記流体抵抗素子は、積層体からなり、その積層方向に交差する方向に前記抵抗流路が形成されたものであり、
    前記一対の挟持部材は、前記流体抵抗素子を前記積層方向から挟持して固定するものである、請求項1に記載の圧力式流量計。
  3. 前記流体抵抗素子は、前記積層方向から視てその中央部に前記抵抗流路の始端が開口する流体導入部が形成されており、前記抵抗流路は前記流体導入部から外周部に向かって延びており、
    前記シール部材は、前記流体導入部を取り囲むように設けられており、
    前記突起部は、前記流体導入部を取り囲むように形成されている、請求項2に記載の圧力式流量計。
  4. 前記突起部は、前記流体導入部を取り囲むように形成された環状をなす1つの凸条である、請求項3に記載の圧力式流量計。
  5. 前記流体抵抗素子の前記流体導入部は、前記積層方向に沿って貫通する貫通孔であり、
    前記上流側圧力センサは、前記貫通孔を通じて前記流体抵抗素子の上流側圧力を検出するものであり、
    前記一対の挟持部材は、前記貫通孔に連通する上流側流路が形成されたブロック体と、前記上流側圧力センサを前記ブロック体に固定するとともに前記貫通孔に連通して圧力を検出するための検出用連通路が形成された固定フランジとからなる、請求項3又は4に記載の圧力式流量計。
  6. 前記シール部材は、前記流体抵抗素子と前記一対の挟持部材それぞれとの間に設けられており、
    前記突起部は、前記一対の挟持部材それぞれに形成されている、請求項1乃至5の何れか一項に記載の圧力式流量計。
  7. 前記シール部材は、フッ素系樹脂製のものである、請求項1乃至6の何れか一項に記載の圧力式流量計。
  8. 請求項1乃至7の何れか一項に記載の圧力式流量計と、
    前記圧力式流量計の上流側又は下流側に設けられた流体制御弁とを具備する、流体制御装置。
  9. 請求項5に記載の圧力式流量計と、
    前記圧力式流量計の上流側に設けられた流体制御弁とを具備し、
    前記ブロック体において前記流体制御弁と前記流体抵抗素子と前記上流側圧力センサとがこの順で、前記流体制御弁の弁体の進退方向に沿って一列に配置されている、流体制御装置。
JP2020152571A 2020-09-11 2020-09-11 圧力式流量計、及び、流体制御装置 Pending JP2022046924A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020152571A JP2022046924A (ja) 2020-09-11 2020-09-11 圧力式流量計、及び、流体制御装置
KR1020210111722A KR20220034662A (ko) 2020-09-11 2021-08-24 압력식 유량계, 및 유체 제어 장치
CN202111014611.8A CN114166293A (zh) 2020-09-11 2021-08-31 压力式流量计和流体控制装置
TW110132476A TW202232061A (zh) 2020-09-11 2021-09-01 壓力式流量計及流體控制裝置
US17/447,217 US11686603B2 (en) 2020-09-11 2021-09-09 Pressure type flowmeter and fluid control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020152571A JP2022046924A (ja) 2020-09-11 2020-09-11 圧力式流量計、及び、流体制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022046924A true JP2022046924A (ja) 2022-03-24

Family

ID=80476527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020152571A Pending JP2022046924A (ja) 2020-09-11 2020-09-11 圧力式流量計、及び、流体制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11686603B2 (ja)
JP (1) JP2022046924A (ja)
KR (1) KR20220034662A (ja)
CN (1) CN114166293A (ja)
TW (1) TW202232061A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220058536A (ko) * 2019-09-05 2022-05-09 가부시키가이샤 호리바 에스텍 유량 제어 밸브 또는 유량 제어 장치
JP2023080611A (ja) * 2021-11-30 2023-06-09 株式会社堀場エステック 流量制御装置、流量制御方法、及び、流量制御装置用プログラム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6228768B2 (ja) * 2013-07-09 2017-11-08 株式会社堀場エステック 流体抵抗装置
JP2020107110A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 株式会社堀場エステック 流体制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114166293A (zh) 2022-03-11
US11686603B2 (en) 2023-06-27
KR20220034662A (ko) 2022-03-18
TW202232061A (zh) 2022-08-16
US20220082416A1 (en) 2022-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4805658B2 (ja) ユニモルフ振動板を用いたポンプ
JP2022046924A (ja) 圧力式流量計、及び、流体制御装置
US10114385B2 (en) Fluid control valve
JP6141663B2 (ja) 流体制御弁
US8753587B2 (en) Microvalve
JP5735331B2 (ja) 流体制御弁
WO2018021277A1 (ja) オリフィス内蔵弁および圧力式流量制御装置
JP2014132188A (ja) 流体制御弁及びマスフローコントローラ
KR20170115454A (ko) 밸브 요소 및 유체 제어 밸브
JP2013516582A5 (ja)
JP2015526240A (ja) 流体処理カセットのためのばね式で開くシート
JP6228768B2 (ja) 流体抵抗装置
TW202125140A (zh) 流量控制閥或流量控制裝置
CN111757998B (zh) 隔膜阀以及使用该隔膜阀的质量流量控制装置
TW202210981A (zh) 流體控制閥和流體控制裝置
JP2007162760A (ja) マイクロバルブ
JP2003043022A (ja) ガスクロマトグラフ
JP2022118829A (ja) 圧力センサ
KR20220168147A (ko) 유체 제어 밸브 및 유체 제어 장치
JPS6329217Y2 (ja)
JPS63285373A (ja) ダイヤフラムシール弁
JPH0322576B2 (ja)
JPH0221474B2 (ja)
JPS62168031A (ja) 差圧伝送器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230816