JP2597269Y2 - マスフローコントローラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、マスフローコントロー
ラの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばガスの流量を制御するマスフロー
コントローラにおいては、そのガス流量制御部で供給圧
力から使用圧力までの圧力変化が生じ、この圧力変化に
伴う断熱膨張効果によってガスが冷却される。特に、室
温での蒸気圧が比較的低い液体、例えばＷＦ₆ 、ＳｉＨ
₂ Ｃｌ₂ 、フロンガスなどのように低蒸気圧ガスを制御
する場合、ガスの冷却によって液化の現象が生じ、ガス
制御が不安定になることがあった。そこで、従来におい
ては、ガスライン上に複数のバルブを設け、圧力変化に
伴って生ずるガスの冷却が最小になるようにしていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように複数のバルブを用いた場合、各バルブにおいてそ
れぞれ多少の圧力変化分が生ずることは避けられず、従
って、ガスの冷却を皆無またはそれに近い状態にするこ
とはできなかった。そして、複数のバルブを用いるとこ
ろから、配管系の構成が複雑化するという問題点もあっ
た。

【０００４】本考案は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的は、複数のバルブを用いることなく、
ガス制御部における断熱膨張によるガスの冷却を防止す
ることができる有用なマスフローコントローラを提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案に係るマスフローコントローラは、ガス流量
検出部に連設されたガス流路中に設けられたオリフィス
と、前記オリフィスを開閉し、かつ前記オリフィスから
流れるガス量を制御する弁体と、前記弁体の下部周辺に
設けられた金属製のダイヤフラムと、前記ダイヤフラム
の上面に設置されて前記ダイヤフラムを加熱し、前記弁
体および前記オリフィスの近傍を温めるヒータとを備え
ている。

【０００６】

【作用】上記構成よりなるマスフローコントローラにお
いては、ダイヤフラムの上面に設置されてダイヤフラム
を加熱するヒータによって弁体およびオリフィスの近傍
が加熱され、これによって、ガス制御部における断熱膨
張によるガスの冷却が効果的に防止される。

【０００７】

【実施例】以下、本考案の実施例を、図面に基づいて説
明する。

【０００８】図１は所謂ノルマルオープンタイプのマス
フローコントローラの一例を示し、この図において、１
は本体ブロック、２，３は本体ブロック１に形成された
ガス入口、ガス出口で、接続部材４，５が取り付けられ
ている。６はガス入口２とガス出口３との間に形成され
るガス流路で、ガス流量検出部７とガス流量制御部８と
が設けられている。なお、図示する例においては、ガス
流量検出部７をガス流量制御部８よりも上流側に設けて
あるが、この配置を逆にしてもよい。

【０００９】前記ガス流量検出部７は、ガス流路６に臨
むように開設された測定流路入口９と測定流路出口１０
との間を接続する例えば薄肉毛細管よりなる導管１１に
例えば熱式質量流量センサよりなる抵抗体１２，１２を
巻回してなるもので、抵抗体１２，１２は図外のブリッ
ジ回路に接続されている。１３はガス流路６に形成され
た定分流比特性を有するバイパス部である。

【００１０】前記ガス流量制御部８は、次のように構成
されている。すなわち、前記バイパス部１３よりも下流
側のガス流路６にオリフィス１４を備えたオリフィスブ
ロック１５が設けられると共に、弁頭部１６とプランジ
ャ部１７とからなり、オリフィス１４の開度を調節する
弁体１８が弁頭部１６をオリフィス１４に近接した状態
で設けられている。そして、この弁体１８は、本体ブロ
ック１の上部に設けられた弁ブロック１９の下部空間内
に設けられた金属製のダイヤフラム２０によって、通常
時、オリフィスブロック１５との間に若干の隙間が形成
されるように、上下動自在に保持されている。２１は弁
ブロック１９の内部に形成されたばね受け部２２とプラ
ンジャ部１７に固着されたばね受け２３との間に介装さ
れたばねである。

【００１１】２４は弁体１８を下方に押圧駆動するピエ
ゾスタックで、複数のピエゾ素子を積層して形成してあ
り、弁ブロック１９に螺着された筒状のバルブケース２
５内に収容されている。そして、ピエゾスタック２４の
上部は、バルブケース２５の上部外周に形成したねじ部
に螺着されるユニオンナット形状の調整ナット２６によ
り押圧保持されている。また、ピエゾスタック２４の下
端は、その端面およびプランジャ部１７にそれぞれ形成
された凹部内に設けられる真球２７を介してプランジャ
部１７と機械的に連結されている。ここまでの構造は、
従来のこの種のマスフローコントローラの構成と変わる
ところはない。

【００１２】２８はヒータで、図２に拡大して示すよう
に、リング状のセラミックヒータのような小型ヒータで
あって、弁体１８のプランジャ部１７を遊嵌させ、かつ
ダイヤフラム２０の上面にサーマルコンパウンドなどの
良熱伝導体２９を介して配置されている。このヒータ２
８には、マスフローコントローラの外部またはマスフロ
ーコントローラ内の電源部から電力が供給されるように
構成され、３０は電力供給用リード線である。

【００１３】上記構成のマスフローコントローラにおい
ては、ガス流路６を流れるガスは、弁体１８によってオ
リフィス１４の開度を調整することにより制御される。
そして、ヒータ２８が発熱することにより、弁体１８の
周囲に設けられたダイヤフラム２０が加熱され、従っ
て、オリフィス１４近傍が温められる。従って、オリフ
ィス１４通過時、断熱膨張によるガス自体の冷却を防止
でき、ガスの液化が防止される。

【００１４】本考案は、上述の実施例に限られるもので
はなく、例えばヒータ２８として、チップヒータやワイ
ヤ状ヒータを用いてもよい。

【００１５】そして、本考案は、電磁式制御バルブのよ
うに発熱部分を備えたマスフローコントローラに適用し
ても余り効果はないが、上述の実施例のようなピエゾス
タック２４やエヤー方式で弁体を駆動するマスフローコ
ントローラに適用すればその効果が極めて大きい。さら
に、本考案は、所謂ノルマルクローズタイプのマスフロ
ーコントローラにも適用することができることはいうま
でもない。

【００１６】

【考案の効果】以上説明したように、本考案において
は、弁体の下部周辺に設けられた金属製のダイヤフラム
と、前記ダイヤフラムの上面に設置されて前記ダイヤフ
ラムを加熱し、前記弁体および前記オリフィスの近傍を
温めるヒータを設けているので、弁体およびオリフィス
の近傍が加熱され、これによって、ガス流量制御部にお
ける断熱膨張によるガスの冷却が効果的に防止される。
従って、低蒸気圧ガスの制御を安定して行うことができ
る。そして、本考案によれば、複数の制御バルブを用い
る必要がなくなり、ガスラインの構成を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るマスフローコントローラの一例を
示す断面図である。

【図２】前記マスフローコントローラの要部の構成を示
す断面斜視図である。

【符号の説明】

１４…オリフィス、１８…弁体、２８…ヒータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 49/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流量検出部に連設されたガス流路中
   に設けられたオリフィスと、 前記オリフィスを開閉し、かつ前記オリフィスから流れ
   るガス量を制御する弁体と、 前記弁体の下部周辺に設けられた金属製のダイヤフラム
   と、 前記ダイヤフラムの上面に設置されて前記ダイヤフラム
   を加熱し、前記弁体および前記オリフィスの近傍を温め
   るヒータと を備えた マスフローコントローラ。