JP4461329B2 - 流体制御装置 - Google Patents
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- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7761—Electrically actuated valve
Description
(1)バルブモジュールと電装モジュールとに二分割して構成されているため、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することができ腐食することがない。
(2)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二分割して構成され、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、各モジュールの配置換えも容易に行うことができる。
(3)本発明の構成の調節弁を用いることにより、コンパクトな構造でかつ流量の調節が容易で、流体を所望の流量に広範囲に亘って調節することができる。
(4)本発明構成の調節弁を用いることにより、第一ダイヤフラムの薄膜部の受圧面積が第二ダイヤフラムの薄膜部の受圧面積よりも極めて小さいため、入口流路からの流体の圧力の影響を受けにくくハンチングが生じにくい。
(5)本発明の構成の調節弁は、ロッドの下方部がシリンダー底部の貫通孔に遊嵌されているため配管内の流量の増減に対する流量制御の応答性に優れている。
(6)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。
(7)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。
(8)バルブモジュールの内部または外部に圧力制御弁を設けることにより、流体を一定圧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、安定した圧力制御を行い、流入する流体の流量を一定値となるようにすることができる。
以上の作用により、圧力制御弁88は流体を一定圧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、安定した圧力制御を行い、流入する流体の流量を一定値となるようにすることができる。
2…ケーシング
3…流体流入口
4…流量計センサ部
5…圧力制御弁
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…第一超音波振動子
13…第二超音波振動子
14…本体
15…シリンダー
16…ボンネット
17…第一ダイヤフラム
18…弁体
19…第二ダイヤフラム
20…ロッド
21…ダイヤフラム押え
22…スプリング
23…弁室
24…入口流路
25…出口流路
26…開口部
27…開口部
28…貫通孔
29…呼吸口
30…作動流体連通口
31…排出口
32…肩部
33…取り付け部
34…薄膜部
35…厚肉部
36…シール部
37…中央穴
38…厚肉部
39…薄膜部
40…シール部
41…環状突部
42…肩部
43…環状溝
44…環状溝
45…接合部
46…環状溝
47…接合部
48…段差部
49…O−リング
50…コネクタボックス
51…吸気孔
52…排気孔
53…コネクタ
54…コネクタ
55…エアコネクタ
56…電装モジュール
57…ケーシング
58…流量計アンプ部
59…制御部
60…電空変換器
61…コネクタ
62…コネクタ
63…エアコネクタ
64…ケーブル
65…ケーブル
66…チューブ
67…排出口
68…流量計センサ部
69…バルブモジュール
70…ケーシング
71…入口流路
72…渦発生体
73…出口流路
74…直線流路
75…超音波振動子
76…超音波振動子
77…コネクタボックス
78…コネクタ
79…コネクタ
80…流量計アンプ部
81…制御部
82…電装モジュール
83…ケーシング
84…コネクタ
85…コネクタ
86…ケーブル
87…ケーブル
88…圧力制御弁
89…本体
90…ボンネット
91…バネ受け
92…ピストン
93…バネ
94…第一弁機構体
95…第二弁機構体
96…ベースプレート
97…第二の空隙
98…第一の空隙
99…入口流路
100…出口流路
101…連通孔
102…弁座
103…空隙
104…段差部
105…給気孔
106…排出孔
107…貫通孔
108…環状溝
109…Oリング
110…鍔部
111…ピストン軸
112…第一接合部
113…筒状部
114…膜部
115…第一ダイヤフラム
116…軸部
117…第二接合部
118…第三接合部
119…弁室
120…弁体
121…軸部
122…第四接合部
123…ロッド
124…筒状突部
125…第二ダイヤフラム
126…第二弁室
127…突出部
128…切欠凹部
129…呼吸孔
130…流体制御部
151…制御装置
152…流量調整弁
153…操作圧調整弁
154…流量計測器
155…開閉弁
156…流体制御モジュール
157…ハウジング
158…制御弁
159…圧力センサ
160…絞り部
161…ドライバ
162…コントローラ
Claims (7)
- 超音波を流体中に発信する第一超音波振動子(12)と、第一超音波振動子(12)から発信した超音波を受信し信号を流量計アンプ部(58)に出力する第二超音波振動子(13)とを有する流量計センサ部(4)と、操作圧に応じて流体の流量を一定に調節する流量調節弁(5)とを具備し、少なくとも流量計センサ部(4)と調節弁(5)とが、流体流入口(3)と流体流出口(6)を有する1つの第一のケーシング(2)内に接続されて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(58)と、調節弁(5)の操作圧を調整する電空変換器(60)と、流量計アンプ部(58)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(59)とが1つの第二のケーシング(57)内に設置されてなる電装モジュール(56)とが、2つに分かれて構成され、
前記調節弁(5)が、上部に弁室(23)と、弁室(23)に各々が連通している入口流路(24)および出口流路(25)とを有し、弁室底部中央に出口流路(25)が連通している開口部(26)が設けられた本体(14)と、底部中央に貫通孔(28)と、側面に呼吸口(29)が設けられ、本体(14)と第一ダイヤフラム(17)を挟持固定しているシリンダー(15)および上部に作動流体連通口(30)と側面に排出口(31)が設けられ、シリンダー(15)と第二ダイヤフラム(19)の周縁部を挟持固定しているボンネット(16)が一体的に固定されており、第一ダイヤフラム(17)は肩部(32)と、肩部(32)の上に位置し後記ロッド(20)の下部に嵌合固定される取り付け部(33)、肩部(32)の下に位置し後記弁体(18)が固定される接合部(45)、肩部(32)から径方向に延出した薄膜部(34)、薄膜部(34)に続く厚肉部(35)および厚肉部(35)の周縁部に設けられたシール部(36)が一体的に形成され、接合部(45)には弁室(23)の開口部(26)に後記ロッド(20)の上下動に伴って出入りする弁体(18)が固定されており、一方、第二ダイヤフラム(19)は中央穴(37)を有し、その周辺の厚肉部(38)と、厚肉部(38)から径方向に延出した薄膜部(39)および薄膜部(39)の周縁部に設けられたシール部(40)が一体的に形成され、底部に第一ダイヤフラム(17)の取り付け部(33)が固定されているロッド(20)の上部に位置する肩部(42)にダイヤフラム押え(21)により中央穴(37)を貫通して挟持固定されており、また、ロッド(20)は、その下方部がシリンダー(15)底部の貫通孔(28)内に遊嵌状態に配置され、かつ、シリンダー(15)の段差部(48)とロッド(20)の肩部(42)下面との間に径方向への移動が防止された状態で嵌合されたスプリング(22)で支承されているように配置されていることを特徴とする流体制御装置。 - 前記電装モジュール(56)の第二のケーシング(57)内が略密閉され、電空変換器(60)から第二のケーシング(57)内に充填された気体の排出のみに使用される排出口(67)を有することを特徴とする請求項1に記載の流体制御装置。
- 前記流量計センサ部(4)と流量計アンプ部(58)とを接続するケーブル(64、65)が、コネクタ(53、54、61、62)を介して前記流量計センサ部(4)および/または流量計アンプ部(58)と脱着可能にされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体制御装置。
- 前記流量計センサ部(4)と流量計アンプ部(58)と接続するケーブル(64、65)が、コネクタ(53、54、61、62)を介して流量計センサ部(4)および/または流量計アンプ部(58)と脱着可能に設けられ、前記バルブモジュール(1)の第一のケーシング(2)にコネクタボックス(50)が略密閉状態で設けられ、コネクタボックス(50)に調節弁(5)の排出口(31)と連通する吸気孔(51)と、第一のケーシング(2)外と連通する排気孔(52)が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のいずれかに記載の流体制御装置。
- 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)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)軸線に略平行に設けられ調節弁(5)の入口流路(24)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、一対の超音波振動子(12、13)が互いに対向して配置された流量計センサ部(4)と、一対の超音波振動子(12、13)がケーブル(64、65)を介して接続される流量計アンプ部(58)から構成される流量計測器が、一対の超音波振動子(12、13)の送受信を交互に切り替えて各々の超音波振動子(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特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の流体制御装置。
- 流体流入口(3)に連通する入口流路(71)と、入口流路(71)内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体(72)と、出口流路(73)とを備える直線流路(74)とが連続して設けられ、直線流路(74)の渦発生体(72)の下流側の側壁に、一対の超音波振動子(75、76)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(68)と、これら超音波振動子(75、76)がケーブル(86、87)を介して接続される流量計アンプ部(80)から構成される流量計測器が、渦発生体(72)の下流に発生するカルマン渦の発生周波数を一方の超音波振動子(75)が送信した信号と他方の超音波振動子(76)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特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の流体制御装置。
- バルブモジュール(1)の流体流入口(3)の内部または外部に圧力制御弁(88)が設けられたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の流体制御装置。
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