JP4854349B2 - Fluid mixing device - Google Patents

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Description

本発明は2ライン以上の流体を任意の比率で混合させる流体輸送配管に使用される流体混合装置に関するものである。さらに詳しくは、各ラインの流体の流量を制御して流体を任意の比率で混合させると共に、フィードバック制御を用いずに簡単な構成で流体を一定に安定して制御でき、コンパクトな構成で狭いスペースに設置可能であり、設置における配管及び配線接続が容易であり、脈動した流体が流れても問題なく流体制御を行うことができる流体混合装置に関するものである。   The present invention relates to a fluid mixing device used in a fluid transport pipe for mixing two or more lines of fluid at an arbitrary ratio. More specifically, the flow rate of the fluid in each line is controlled to mix the fluid at an arbitrary ratio, and the fluid can be stably and stably controlled with a simple configuration without using feedback control. The present invention relates to a fluid mixing apparatus that can be installed in a pipe, can be easily connected to piping and wiring in the installation, and can perform fluid control without problems even when a pulsating fluid flows.

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混合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 for this reason, fluid mixing devices that manage the flow volume of pure water and chemical liquid with high accuracy have been applied. Yes.

流体混合装置として種々提案されているが、図26に示される多系統流量制御装置及びその制御方法があった(例えば、特許文献1参照)。その構成は、複数の流体流入系統601をそれぞれ流量調整する複数のアクチュエータ602に対して、それぞれ、操作信号を出力して制御することで合流流体流量が目標流量となるように制御する流量制御装置において、前記流量制御装置は、前記複数のアクチュエータ602のうちの1つを除いた他のアクチュエータ602b〜602nに流量が略一定となるように操作信号を出力し、前記複数のアクチュエータ602のうちの1つに合流流体流量が目標値となるように操作信号を出力するように構成したものであった。このとき、各々独立した複数の流体流入系統601から合流して流入する合流流体流量を制御する流量制御装置において、各流体流入系統601の検出流量の合算値と目標値との偏差からフィードバック演算して調節信号を出力する演算手段603と、前記演算手段603の調節信号が上下限の値となった場合に流体流入系統601を一系統選択すると共に、他のアクチュエータ602b〜602nから前記選択された1系統のアクチュエータ602aに切替えて前記調節信号を操作信号として出力する制御系統判定手段604を有するものであった。   Although various proposals have been made as fluid mixing devices, there has been a multi-system flow rate control device and a control method thereof shown in FIG. 26 (see, for example, Patent Document 1). The configuration is a flow rate control device that controls the combined fluid flow rate to be the target flow rate by controlling each of the plurality of actuators 602 that respectively adjust the flow rate of the multiple fluid inflow systems 601 by outputting an operation signal. The flow control device outputs an operation signal to the other actuators 602b to 602n excluding one of the plurality of actuators 602 so that the flow rate becomes substantially constant, One is configured to output an operation signal so that the combined fluid flow rate becomes a target value. At this time, in the flow rate control device that controls the flow rate of the combined fluid that flows from the plurality of independent fluid inflow systems 601, feedback calculation is performed from the deviation between the sum of the detected flow rates of the fluid inflow systems 601 and the target value. And calculating means 603 for outputting the adjustment signal, and when the adjustment signal of the calculation means 603 reaches the upper and lower limit values, the fluid inflow system 601 is selected and the other actuators 602b to 602n are selected. Control system determination means 604 that switches to one system of actuators 602a and outputs the adjustment signal as an operation signal is provided.

特開2004−133642号公報JP 2004-133642 A

しかしながら、前記従来の多系統流量制御装置及びその制御方法は、各流体流入系統601の流量の合計を目標流量にするものであり、各々の流体流入系統601が単独で制御されないため、少なくとも二つの流体を任意の比率に混合するための制御を行うことはできない。また、各流体流入系統601に脈動した流体が流れた場合、安定した流体制御が行えなくなる問題や、流量範囲を広くとれない構成なので幅広い流量範囲で流量を制御する用途には使いにくいという問題があった。また、フィードバック制御方式を採用しているためフィードバック制御回路を設ける必要があり、そのための電気配線やが煩雑であり、これに配管接続作業などを行なわなくてはならず、設置作業が複雑で時間を要し、配管や配線ミスが起こる恐れがあるという問題や、制御装置自体があまりコンパクトでなく設置に場所をとる問題があった。また、フィードバック制御回路は腐食に弱い部品が集まっているため、耐腐食用の対応を行なっておかないと、腐食性流体を流したときに、透過した腐食性ガスが制御部内の部品を腐食して、正確な制御が行なわれなくなる恐れがあるという問題があった。   However, the conventional multi-system flow rate control device and its control method are intended to set the total flow rate of each fluid inflow system 601 to the target flow rate, and each fluid inflow system 601 is not controlled independently, so at least two There is no control to mix the fluid in any ratio. In addition, when a pulsating fluid flows in each fluid inflow system 601, there is a problem that stable fluid control cannot be performed, and a problem that it is difficult to use for controlling the flow rate in a wide flow rate range because the flow rate range cannot be widened. there were. In addition, since the feedback control system is adopted, it is necessary to provide a feedback control circuit, and the electrical wiring for that is complicated, and pipe connection work etc. must be performed for this, and the installation work is complicated and time-consuming. There is a problem that piping and wiring mistakes may occur, and there is a problem that the control device itself is not very compact and takes a place for installation. In addition, the feedback control circuit contains components that are vulnerable to corrosion, and unless corrosive resistance is taken, the permeated corrosive gas will corrode the components in the control unit when a corrosive fluid is flowed. Therefore, there is a problem that accurate control may not be performed.

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、主として各ラインの流体の流量を制御して流体を任意の比率で混合させると共に、フィードバック制御を用いずに簡単な構成で流体を一定に安定して制御でき、コンパクトな構成で狭いスペースに設置可能であり、設置における配管及び配線接続が容易であり、脈動した流体が流れても問題なく流体制御を行うことができる流体混合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 mainly controls the flow rate of the fluid in each line to mix the fluid in an arbitrary ratio, and is simple without using feedback control. The fluid can be controlled stably and stably with the configuration, it can be installed in a narrow space with a compact configuration, piping and wiring connection in the installation is easy, and fluid control can be performed without problems even if pulsating fluid flows An object of the present invention is to provide a fluid mixing device that can be used.

上記課題を解決するために、請求項1の発明による流体混合装置は、少なくとも2つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、各々の該供給ラインが、制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁と、流体の実流量を計測する流量計測器とをそれぞれ具備し、
各々の前記供給ラインの中の任意の一つの供給ラインの最上流側に接続される開閉弁が設けられた主ラインと、他の供給ラインの最上流側に接続される開閉弁が設けられた少なくとも一つの他のラインとを具備し、該主ラインの開閉弁の上流側と少なくとも一つの該他のラインの開閉弁の下流側とが開閉弁を介して連通されてなるフラッシング装置を具備してなる。
In order to solve the above problems, a fluid mixing device according to the invention of claim 1 is a fluid mixing device that mixes each fluid flowing in at least two supply lines at an arbitrary ratio, and each of the supply lines includes: A fluid control valve for controlling the pressure of the fluid by controlling the pressure of the control fluid, and a flow rate measuring device for measuring the actual flow rate of the fluid ,
A main line provided with an open / close valve connected to the uppermost stream side of any one of the supply lines and an open / close valve connected to the uppermost stream side of another supply line were provided. At least one other line, and a flushing device in which an upstream side of the on / off valve of the main line and a downstream side of the on / off valve of the at least one other line are communicated via the on / off valve. It becomes.

また、請求項2の発明では、各々の前記供給ラインが、流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁を少なくとも1つさらに具備する。   In the invention of claim 2, each of the supply lines further includes at least one on-off valve for opening or shutting off a fluid flow.

また、請求項3の発明では、各々の前記供給ラインが、開口面積を変化させることにより流体の流量が調節可能な絞り弁を少なくとも1つさらに具備する。   According to a third aspect of the present invention, each of the supply lines further includes at least one throttle valve capable of adjusting a flow rate of the fluid by changing an opening area.

また、請求項4の発明では、各々の前記供給ラインの最下流側に、該供給ラインの合流部を有する。   According to a fourth aspect of the present invention, the supply line has a merging portion on the most downstream side of each of the supply lines.

また、請求項5の発明では、前記合流部直前の該供給ラインに、開閉弁がそれぞれ配置されてなる。   In the invention of claim 5, on-off valves are respectively disposed in the supply lines immediately before the junction.

また、請求項6の発明では、前記合流部が、該供給ラインを一つの流路に合流させるマニホールド弁である。   In the invention according to claim 6, the merging portion is a manifold valve that merges the supply lines into one flow path.

また、請求項の発明では、前記各種弁および前記流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されている。 In the invention of claim 7, the various valves and the flow rate measuring device are directly connected without using independent connecting means.

また、請求項の発明では、前記各種弁および前記流量計測器が、一つのベースブロックに配設されている。 In the invention according to claim 8, the various valves and the flow rate measuring device are arranged in one base block.

また、請求項の発明では、前記各種弁および前記流量計測器が、一つのケーシング内に収納配設されている。 According to a ninth aspect of the present invention, the various valves and the flow rate measuring device are accommodated in one casing.

また、請求項10の発明では、前記流体制御弁が、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙と、第二の空隙に連通する入口流路と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙の径よりも大きい径を持つ第一の空隙と、第一の空隙に連通する出口流路と第一の空隙と第二の空隙とを連通し第一の空隙の径よりも小さい径を有する連通孔とを有し、第二の空隙の上面が弁座とされた本体と、
側面あるいは上面に設けられた給気孔と排出孔とに連通した円筒状の空隙を内部に有し、下端内周面に段差部が設けられたボンネットと、
ボンネットの段差部に嵌挿され中央部に貫通孔を有するバネ受けと、下端部にバネ受けの貫通孔より小径の第一接合部を有し上部に鍔部が設けられボンネットの空隙内部に上下動可能に嵌挿されたピストンと、
ピストンの鍔部下端面とバネ受けの上端面で挟持支承されているバネと、
周縁部が本体とバネ受けとの間で挟持固定され、本体の第一の空隙に蓋する形で第一の弁室を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラムと、上面中央にピストンの第一接合部にバネ受けの貫通孔を貫通して接合固定される第二接合部と、下面中央に本体の連通孔と貫通して設けられた第三接合部とを有する第一弁機構体と、
本体の第二の空隙内部に位置し本体の連通孔より大径に設けられた弁体と、弁体上端面に突出して設けられ第一弁機構体の第三接合部と接合固定される第四接合部と、弁体下端面より突出して設けられたロッドと、ロッド下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラムとを有する第二弁機構体と、
本体の下方に位置し第二弁機構体の第二ダイヤフラム周縁部を本体との間で挟持固定する突出部を上部中央に有し、突出部の上端部に切欠凹部が設けられると共に切欠凹部に連通する呼吸孔が設けられているベースプレートとを具備し、
ピストンの上下動に伴って第二弁機構体の弁体と本体の弁座とによって形成される流体制御部の開口面積が変化するように構成されている。
In the invention of claim 10, the fluid control valve has a second gap that is open to the bottom at the center of the lower part, an inlet channel that communicates with the second gap, and an upper face that opens to the upper part. The first gap having a diameter larger than the diameter of the second gap, the outlet channel communicating with the first gap, the first gap, and the second gap are communicated with each other. A communication hole having a smaller diameter, and a main body having a valve seat on the upper surface of the second gap,
A bonnet having a cylindrical gap communicating with an air supply hole and a discharge hole provided on a side surface or an upper surface, and having a stepped portion on a lower end inner peripheral surface;
A spring receiver that is inserted into the step of the bonnet and has a through hole in the center, and a first joint part that is smaller in diameter than the through hole of the spring receiver at the lower end, and a flange is provided at the upper part, A piston inserted in a movable manner;
A spring clamped and supported by the lower end surface of the flange of the piston and the upper end surface of the spring receiver;
A first diaphragm whose peripheral part is sandwiched and fixed between the main body and the spring receiver, and which forms the first valve chamber in a form that covers the first gap of the main body, and a central part on the upper surface, A first valve having a second joint portion that is joined and fixed to the first joint portion of the piston through the through hole of the spring receiver, and a third joint portion that is provided at the center of the lower surface through the communication hole of the main body. The mechanism,
A valve body located inside the second gap of the main body and having a larger diameter than the communication hole of the main body, and a first member that protrudes from the upper end surface of the valve body and is fixed to the third joint portion of the first valve mechanism body. A second valve mechanism having four joints, a rod provided protruding from the lower end surface of the valve body, and a second diaphragm provided extending in the radial direction from the rod lower end surface;
There is a protrusion at the center of the upper part of the protrusion, which is located below the main body and clamps and fixes the second diaphragm peripheral edge of the second valve mechanism with the main body. A base plate provided with a communicating breathing hole;
The opening area of the fluid control unit formed by the valve body of the second valve mechanism and the valve seat of the main body is changed as the piston moves up and down.

請求項11の発明では、前記流体制御弁が、前記ボンネット底面と前記ピストン上端面、または前記バネ受け下端面と前記第一ダイヤフラム上面に、バネが挟持支承された。 In the invention of claim 11, the fluid control valve has a spring supported between the bottom surface of the bonnet and the upper end surface of the piston or the lower end surface of the spring receiver and the upper surface of the first diaphragm.

請求項12の発明では、また、前記流体制御弁が、流体の入口流路、出口流路及び、入口流路と出口流路が連通するチャンバから形成された本体部と、弁体と第一ダイヤフラム部を有する弁部材と、弁部材の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部及び第三ダイヤフラム部を有し、弁部材及び各ダイヤフラム部が各ダイヤフラム部の外周部が本体部に固定されることによりチャンバ内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部によってチャンバを第一加圧室、第二弁室、第一弁室、及び第二加圧室に区分し、第一加圧室は第二ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有し、第一弁室は入口流路と連通しており、第二弁室は、弁部材の弁体に対応する弁座を有し、また弁座に対して第一ダイヤフラム部側に位置し第一ダイヤフラム部に設けられた連通孔にて第一弁室と連通している下部第二弁室と、第二ダイヤフラム部側に位置し出口流路と連通して設けられた上部第二弁室とに分かれて形成され、弁部材の上下動により弁体と弁座との間の開口面積が変化して下部第二弁室の流体圧力が制御される流体制御部を有し、第二加圧室は、第三ダイヤフラム部に対して常時内向きの一定の力を加える手段を有する。 In the invention of claim 12, the fluid control valve includes a fluid inlet channel, an outlet channel, a main body formed of a chamber in which the inlet channel and the outlet channel communicate with each other, a valve body, and a first body. A valve member having a diaphragm portion; and a second diaphragm portion and a third diaphragm portion which are located below and above the valve member and have an effective pressure receiving area smaller than that of the first diaphragm portion. The valve member and each diaphragm portion are each diaphragm portion. The outer periphery of the chamber is fixed to the main body, and the chamber is divided into a first pressurizing chamber, a second valve chamber, a first valve chamber, and a second pressurizing chamber by each diaphragm portion. The first pressurizing chamber has means for constantly applying a constant inward force to the second diaphragm portion, the first valve chamber is in communication with the inlet channel, and the second valve chamber is a valve member There is a valve seat corresponding to the valve body of the A lower second valve chamber which is located on the first diaphragm portion side and communicates with the first valve chamber through a communication hole provided in the first diaphragm portion, and an outlet channel located on the second diaphragm portion side. It is divided into an upper second valve chamber provided in communication, and the opening area between the valve element and the valve seat is changed by the vertical movement of the valve member to control the fluid pressure in the lower second valve chamber. The second pressurizing chamber has means for constantly applying a constant inward force to the third diaphragm portion.

請求項13の発明では、前記流体制御弁が、前記第一加圧室下面と第四ダイヤフラム部上面に、バネが挟持支承されている。 In a thirteenth aspect of the invention, the fluid control valve includes a spring supported between the lower surface of the first pressurizing chamber and the upper surface of the fourth diaphragm portion.

請求項14の発明では、また、前記絞り弁が、上部に設けられた弁室の底面に弁座面が形成され、弁座面の中心に設けられた連通口に連通する入口流路と弁室に連通する出口流路を有する本体と、ステムの軸方向の進退移動により連通口に挿入可能で接液面の中心から垂下突設された第一弁体と弁座面に接離可能にされ第一弁体から径方向へ隔離した位置に形成された円環状凸条の第二弁体と第二弁体から径方向へ連続して形成された薄膜部とが一体的に設けられた隔膜と、上部にハンドルが固着され下部内周面に雌ネジ部と外周面に雌ネジ部のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部を有する第一ステムと、内周面に第一ステムの雄ネジ部と螺合する雌ネジ部を有する第一ステム支持体と、上部外周面に第一ステムの雌ネジ部に螺合される雄ネジ部を有し下端部に隔膜が接続される第二ステムと、第一ステム支持体の下方に位置し第二ステムを上下移動自在かつ回動不能に支承する隔膜押さえと、第一ステムと隔膜押さえを固定するボンネットとを具備する。 In the invention of claim 14, the throttle valve has a valve seat surface formed on a bottom surface of a valve chamber provided in an upper portion, and an inlet flow path and a valve communicating with a communication port provided in the center of the valve seat surface. A main body with an outlet channel that communicates with the chamber, and can be inserted into the communication port by the axial movement of the stem, and can be contacted and separated from the valve seat surface and the first valve body projecting from the center of the wetted surface The annular valve-shaped second valve body formed at a position separated from the first valve body in the radial direction and the thin film portion formed continuously from the second valve body in the radial direction are integrally provided. A first stem having a diaphragm, a female screw portion on the lower inner peripheral surface and a male screw portion having a pitch larger than the pitch of the female screw portion on the outer peripheral surface, and a male of the first stem on the inner peripheral surface; A first stem support body having a female screw portion to be screwed with the screw portion, and screwed into the female screw portion of the first stem on the upper outer peripheral surface. A second stem having a male threaded portion and having a diaphragm connected to the lower end; a diaphragm retainer that is positioned below the first stem support and supports the second stem so as to be movable up and down and unrotatable; and the first stem And a bonnet for fixing the diaphragm retainer.

また、請求項15の発明では、前記流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計または質量流量計とされる。 In the invention of claim 15, the flow rate measuring device is an ultrasonic flow meter, a Karman vortex flow meter, an ultrasonic vortex flow meter, an impeller flow meter, an electromagnetic flow meter, a differential pressure flow meter, a positive displacement flow rate. Meter, hot wire flow meter or mass flow meter.

また、請求項16の発明では、少なくとも2つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、フッ化水素酸または塩酸並びに純水の2種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が1に対して純水が10〜200の比率で混合される。 Further, the invention of claim 16 is a fluid mixing device for mixing each fluid flowing in at least two supply lines at an arbitrary ratio, wherein two kinds of fluids such as hydrofluoric acid or hydrochloric acid and pure water are mixed. Hydrochloric acid or hydrochloric acid is mixed with pure water at a ratio of 10 to 200.

また、請求項17の発明では、少なくとも3つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、アンモニア水または塩酸、過酸化水素水並びに純水の3種の流体が、アンモニア水または塩酸が1〜3に対して、過酸化水素水が1〜5、純水が10〜200の比率で混合される。 The invention of claim 17 is a fluid mixing device for mixing each fluid flowing in at least three supply lines at an arbitrary ratio, and includes three kinds of fluids, ammonia water, hydrochloric acid, hydrogen peroxide water and pure water. However, ammonia water or hydrochloric acid is mixed in a ratio of 1 to 3, hydrogen peroxide water is mixed in a ratio of 1 to 5, and pure water is mixed in a ratio of 10 to 200.

また、請求項18の発明では、少なくとも3つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム及び純水の3種の流体が、フッ化水素酸が1に対して、フッ化アンモニウムが7〜10、純水が50〜100の比率で混合される。 The invention according to claim 18 is a fluid mixing device for mixing fluids flowing in at least three supply lines at an arbitrary ratio, and the three types of fluids are hydrofluoric acid, ammonium fluoride and pure water. The hydrofluoric acid is mixed in a ratio of 1 to 10 for ammonium fluoride and 50 to 100 for pure water.

本発明の流体混合装置は、フィードバック制御を用いずに簡単な構成で各々の流体を一定に安定して制御できるため、流体混合装置が安価となり、部品点数が少なくなりフィードバック制御のための配線を行う必要がないので流体混合装置の製作が容易となる。また、本発明の構成は流路の付近にフィードバック制御回路がないため腐食が起こることで安定した制御が行えなくなることを防ぎ、腐食性流体を用いても安定して流体を任意の比率で混合することができるため好適である。   Since the fluid mixing device of the present invention can control each fluid uniformly and stably with a simple configuration without using feedback control, the fluid mixing device is inexpensive, the number of parts is reduced, and wiring for feedback control is provided. Since it is not necessary to carry out, manufacture of a fluid mixing apparatus becomes easy. In addition, since the configuration of the present invention does not have a feedback control circuit in the vicinity of the flow path, it prevents that stable control cannot be performed due to corrosion, and even if a corrosive fluid is used, the fluid is stably mixed at an arbitrary ratio. This is preferable.

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)流体混合装置の各々の供給ラインの流体の制御を手動式または開ループ制御式で行うため、各々の供給ラインで流体の実流量を設定流量になるように安定させることができ、設定された比率で混合されると共に、設定流量値を変えることで流体を任意の比率で混合させることができる。
(2)流体混合装置の各々の供給ラインがフィードバック制御方式ではなく、手動式または開ループ制御方式を採用しているため、制御部を設ける必要が無いか、必要があるとしても制御部の構成がフィードバック制御方式よりも簡単にできるため、流体混合装置を安価で製作でき、部品点数が少なくなるので組み立てが容易となる。
(3)流体混合装置の各々の供給ラインの流体の制御が手動式の場合、制御部の設置やそのための煩雑な配線が不要であり、腐食に弱い制御回路が不要であるため腐食性流体を流したときに腐食性ガスが透過しても腐食の心配がなく安定して制御を行うことができる。
(4)供給ラインに本発明の流体制御弁を用いると、脈動した流体が流れたとしても流体制御弁によって圧力または流量を一定圧に安定させることができ、コンパクトな構成であるため流体混合装置を小さく設けることができる。
(5)供給ラインにに開閉弁を設けると、開閉弁を閉状態にすることで流体混合装置のメンテナンス等を、流体が漏れ出ることなく容易に行なうことができると共に、流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁で流体の緊急遮断を行なうことができる。
(6)流体混合装置に本発明の絞り弁を用いると、広い流量範囲で流量調節を行なうことができ、さらに絞り弁の微小な開度を容易に且つ精密に調節できるので流量の微調節を短時間で行なうことができると共に、高さ方向の場所をとらずにコンパクトな構造であるため流体混合装置を小さく設けることができる。
(7)合流部直前の供給ラインに、開閉弁をそれぞれ配置すると、単独の供給ラインでの流体の供給や、各々の供給ラインから流体を選んで混合することができる。また合流部にマニホールド弁を設けると、さらに流体混合装置をコンパクトに形成することができる。
(8)各々の供給ラインの最上流側にフラッシング装置を配置すると、フラッシング装置の操作により、第一供給ラインに流れる流体で他の供給ラインをフラッシングでき、容易に洗浄を行うことができる。
(9)流体混合装置の各種弁および流量計測器を直接接続すると、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路が必要最小限に短くなり流体抵抗を抑えることができる。
(10)流体混合装置を流路の形成された一つのベースブロックに設けると、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、部品点数を少ないので流体混合装置の組み立てを容易にすることができ、流体混合装置内の流路が必要最小限に短くなり流体抵抗を抑えることができる。
(11)流体混合装置が一つのケーシング内に設置すると、設置作業の作業時間が短縮でき、各弁および流量計測器がケーシングにより保護されると共に、流体混合装置をブラックボックス化することで、不慣れな利用者が流体混合装置を分解することを防ぐため、分解による不具合が生じることを防止することができる。
The present invention has the structure as described above, and the following excellent effects can be obtained.
(1) Since the fluid of each supply line of the fluid mixing device is controlled manually or by an open loop control, the actual flow rate of the fluid can be stabilized at the set flow rate in each supply line. The fluid can be mixed at an arbitrary ratio by changing the set flow rate value.
(2) Since each supply line of the fluid mixing device adopts a manual type or an open loop control method instead of a feedback control method, it is not necessary to provide a control unit, or even if necessary, the configuration of the control unit However, since the fluid mixing device can be manufactured at a low cost and the number of parts is reduced, the assembly becomes easy.
(3) When the control of the fluid in each supply line of the fluid mixing device is manual type, installation of a control unit and complicated wiring therefor are unnecessary, and a control circuit that is vulnerable to corrosion is not required. Even if a corrosive gas permeates when flowing, control can be performed stably without worrying about corrosion.
(4) When the fluid control valve of the present invention is used in the supply line, even if pulsating fluid flows, the fluid control valve can stabilize the pressure or flow rate at a constant pressure, and the fluid mixing device has a compact configuration. Can be provided small.
(5) If an on-off valve is provided in the supply line, maintenance of the fluid mixing device can be easily performed without fluid leaking by closing the on-off valve, and there is some trouble in the flow path. When this occurs, an emergency shutoff of the fluid can be performed with the on-off valve.
(6) When the throttle valve of the present invention is used in the fluid mixing device, the flow rate can be adjusted in a wide flow range, and the fine opening of the throttle valve can be adjusted easily and precisely, so that the flow rate can be finely adjusted. In addition to being able to perform in a short time, the fluid mixing device can be made small because of a compact structure without taking up a place in the height direction.
(7) If an on-off valve is arranged in the supply line immediately before the merging portion, fluid can be supplied from a single supply line or fluid can be selected and mixed from each supply line. If a manifold valve is provided at the junction, the fluid mixing device can be made more compact.
(8) When the flushing device is arranged on the most upstream side of each supply line, the other supply lines can be flushed with the fluid flowing through the first supply line by the operation of the flushing device, and cleaning can be easily performed.
(9) By directly connecting the various valves and flow rate measuring device of the fluid mixing device, the fluid mixing device can be made compact and the installation space can be reduced, the installation work can be facilitated and the work time can be shortened. The flow path in the apparatus is shortened to the minimum necessary, and the fluid resistance can be suppressed.
(10) When the fluid mixing device is provided in one base block having a flow path, the fluid mixing device can be made compact and the installation space can be reduced, and the installation work can be facilitated and the work time can be shortened. Since the number of parts is small, the assembly of the fluid mixing device can be facilitated, and the flow path in the fluid mixing device can be shortened to the minimum necessary and the fluid resistance can be suppressed.
(11) When the fluid mixing device is installed in one casing, the installation work time can be shortened, each valve and the flow rate measuring device are protected by the casing, and the fluid mixing device is made into a black box, which is inexperienced. Therefore, it is possible to prevent a trouble caused by the decomposition from occurring.

以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the examples.

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

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン1と第二供給ライン2から形成されている。第一供給ライン1は流量計測器3、流体制御弁4の順で接続され、第二供給ライン2は流量計測器5、流体制御弁6の順で接続されている。第一、第二供給ライン1、2の最下流側には、該供給ライン1、2の合流部7が設けられている。その各々の構成は以下の通りである。   The fluid mixing device is formed from two supply lines, a first supply line 1 and a second supply line 2. The first supply line 1 is connected in the order of the flow rate measuring device 3 and the fluid control valve 4, and the second supply line 2 is connected in the order of the flow rate measuring device 5 and the fluid control valve 6. At the most downstream side of the first and second supply lines 1 and 2, a junction 7 of the supply lines 1 and 2 is provided. Each configuration is as follows.

3、5は流体の流量を計測する超音波流量計である流量計測器である。流量計測器3、5は、入口流路371と、入口流路371から垂設された直線流路372と、直線流路372から垂設され入口流路371と同一方向に平行して設けられた出口流路373とを有し、入口流路371、出口流路373の側壁の直線流路372の軸線と交わる位置に、超音波振動子374、375が互いに対向して配置されている。超音波振動子374、375はフッ素樹脂で覆われており、該振動子374、375から伸びた配線は演算部(図示せず)に繋がっており、演算部で演算した実流量値を表示部(図示せず)で表示している。なお、流量計測器3、5の超音波振動子374、375以外はPFA製である。   Reference numerals 3 and 5 denote flow rate measuring devices which are ultrasonic flow meters for measuring the flow rate of the fluid. The flow rate measuring devices 3 and 5 are provided in parallel with the inlet flow path 371, the straight flow path 372 suspended from the inlet flow path 371, and the straight flow path 372 suspended from the straight flow path 371. The ultrasonic vibrators 374 and 375 are arranged so as to face each other at a position intersecting the axis of the straight flow path 372 on the side wall of the inlet flow path 371 and the outlet flow path 373. The ultrasonic vibrators 374 and 375 are covered with a fluororesin, and the wires extending from the vibrators 374 and 375 are connected to a calculation unit (not shown), and the actual flow rate value calculated by the calculation unit is displayed on the display unit. (Not shown). The ultrasonic transducers 374 and 375 other than the flow rate measuring devices 3 and 5 are made of PFA.

4、6は操作圧に応じて流体圧力を制御する流体制御弁である。流体制御弁4、6は本体201、ボンネット202、バネ受け203、ピストン204、バネ205、第一弁機構体206、第二弁機構体207、ベースプレート208で形成される。   4 and 6 are fluid control valves that control the fluid pressure in accordance with the operating pressure. The fluid control valves 4 and 6 are formed of a main body 201, a bonnet 202, a spring receiver 203, a piston 204, a spring 205, a first valve mechanism 206, a second valve mechanism 207, and a base plate 208.

201はPTFE製の本体であり、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙209と、上部に上面開放して設けられた第二の空隙209の径よりも大きい径を持つ第一の空隙210を有し、側面には第二の空隙209と連通している入口流路211と、入口流路211と対向する面に第一の空隙210と連通している出口流路212と、さらに、第一の空隙210と第二の空隙209とを連通し第一の空隙210の径よりも小さい径を有する連通孔213とが設けられている。第二の空隙209の上面部は弁座214とされている。   Reference numeral 201 denotes a PTFE main body having a diameter larger than the diameter of the second gap 209 provided open to the bottom at the center of the lower part and the second gap 209 provided open at the top at the upper part. The inlet channel 211 having one gap 210 and communicating with the second gap 209 on the side surface, and the outlet channel 212 communicating with the first gap 210 on the surface facing the inlet channel 211. In addition, a communication hole 213 that communicates the first gap 210 and the second gap 209 and has a diameter smaller than the diameter of the first gap 210 is provided. The upper surface portion of the second gap 209 is a valve seat 214.

202はPVDF製のボンネットであり、内部に円筒状の空隙215と下端内周面に空隙215より拡径された段差部216が設けられ、側面には空隙215内部に圧縮空気を供給するために空隙215と外部とを連通する給気孔217および給気孔217より導入された圧縮空気を微量に排出するための微孔の排出孔218が設けられている。なお、排出孔218は圧縮空気の供給において必要ない場合は設けなくてもかまわない。   202 is a PVDF bonnet, in which a cylindrical gap 215 and a stepped portion 216 having a diameter larger than that of the gap 215 are provided on the inner peripheral surface of the lower end, and in order to supply compressed air to the inside of the gap 215 on the side surface. An air supply hole 217 that communicates between the air gap 215 and the outside, and a microhole discharge hole 218 for discharging a small amount of compressed air introduced from the air supply hole 217 are provided. Note that the discharge hole 218 may be omitted if it is not necessary for supplying compressed air.

203はPVDF製で平面円形状のバネ受けであり、中央部に貫通孔219を有し、略上半分がボンネット202の段差部216に嵌挿されている。バネ受け203の側面部には環状溝220が設けられ、O−リング221を装着することによりボンネット202から外部への圧縮空気の流出を防いでいる。   203 is a flat circular spring receiver made of PVDF, has a through hole 219 in the center, and is fitted into the stepped portion 216 of the bonnet 202 at substantially the upper half. An annular groove 220 is provided on the side surface of the spring receiver 203, and an O-ring 221 is attached to prevent the compressed air from flowing out from the bonnet 202 to the outside.

204はPVDF製のピストンであり、上部に円盤状の鍔部222と、鍔部222の中央下部より円柱状に突出して設けられたピストン軸223と、ピストン軸223の下端に設けられた雌ネジ部からなる第一接合部224を有する。ピストン軸223はバネ受け203の貫通孔219より小径に設けられており、第一接合部224は後記第一弁機構体206の第二接合部229と螺合により接合されている。   Reference numeral 204 denotes a PVDF piston, which has a disk-shaped flange 222 at the top, a piston shaft 223 that protrudes in a cylindrical shape from the center lower portion of the flange 222, and a female screw that is provided at the lower end of the piston shaft 223 The first joint 224 is formed of a portion. The piston shaft 223 is provided with a smaller diameter than the through hole 219 of the spring receiver 203, and the first joint portion 224 is joined to the second joint portion 229 of the first valve mechanism 206 described later by screwing.

205はSUS製のバネであり、ピストン204の鍔部222下端面とバネ受け203の上端面とで挟持されている。ピストン204の上下動にともなってバネ205も伸縮するが、そのときの荷重の変化が少ないよう、自由長の長いものが好適に使用される。   Reference numeral 205 denotes a SUS spring, which is sandwiched between the lower end surface of the flange portion 222 of the piston 204 and the upper end surface of the spring receiver 203. The spring 205 also expands and contracts as the piston 204 moves up and down, but a long free length is preferably used so that the change in load at that time is small.

206はPTFE製の第一弁機構体であり、外周縁部より上方に突出して設けられた筒状部225を有した膜部226と肉厚部を中央部に有する第一ダイヤフラム227と、第一ダイヤフラム227の中央上面より突出して設けられた軸部228の上端部に設けられた小径の雄ネジからなる第二接合部229、および同中央下面より突出して設けられ下端部に形成された雌ネジ部からなる後記第二弁機構体207の第四接合部234と螺合される第三接合部230を有する。第一ダイヤフラム227の筒状部225は、本体201とバネ受け203との間で挟持固定されることで、第一ダイヤフラム227下面より形成される第一の弁室231が密封して形成されている。また、第一ダイヤフラム227上面、ボンネット202の空隙215はO−リング221を介して密封されており、ボンネット202の給気孔217より供給される圧縮空気が充満している気室を形成している。   Reference numeral 206 denotes a PTFE first valve mechanism, which includes a membrane portion 226 having a cylindrical portion 225 provided so as to protrude upward from the outer peripheral edge portion, a first diaphragm 227 having a thick portion at the center portion, A second joint portion 229 made of a small-diameter male screw provided at the upper end portion of the shaft portion 228 provided to protrude from the center upper surface of the diaphragm 227, and a female formed at the lower end portion protruding from the center lower surface. It has the 3rd junction part 230 screwed together with the 4th junction part 234 of the postscript 2nd valve mechanism body 207 which consists of a thread part. The cylindrical portion 225 of the first diaphragm 227 is sandwiched and fixed between the main body 201 and the spring receiver 203 so that the first valve chamber 231 formed from the lower surface of the first diaphragm 227 is hermetically formed. Yes. The upper surface of the first diaphragm 227 and the gap 215 of the bonnet 202 are sealed through an O-ring 221 to form an air chamber filled with compressed air supplied from the air supply hole 217 of the bonnet 202. .

207はPTFE製の第二弁機構体であり、本体201の第二の空隙209内部に配設され連通孔213より大径に設けられた弁体232と、弁体232上端面から突出して設けられた軸部233と、その上端に設けられた第三接合部230と螺合により接合固定される雄ネジ部からなる第四接合部234と、弁体232下端面より突出して設けられたロッド235と、ロッド235下端面より径方向に延出して設けられ周縁部より下方に突出して設けられた筒状突部236を有する第二ダイヤフラム237とから構成されている。第二ダイヤフラム237の筒状突部236は後記ベースプレート208の突出部239と本体201との間で挟持されることにより、本体201の第二の空隙209と第二ダイヤフラム237とで形成される第二の弁室238を密閉している。   Reference numeral 207 denotes a PTFE second valve mechanism body, which is provided inside the second gap 209 of the main body 201 and provided with a larger diameter than the communication hole 213, and protrudes from the upper end surface of the valve body 232. A shaft portion 233, a fourth joint portion 234 comprising a male screw portion that is joined and fixed to the third joint portion 230 provided at the upper end thereof, and a rod provided so as to protrude from the lower end surface of the valve body 232 235, and a second diaphragm 237 having a cylindrical protrusion 236 that extends in the radial direction from the lower end surface of the rod 235 and protrudes downward from the peripheral edge. The cylindrical protrusion 236 of the second diaphragm 237 is sandwiched between a protrusion 239 of the base plate 208 and the main body 201, which will be described later, so that a second gap 209 of the main body 201 and the second diaphragm 237 are formed. The second valve chamber 238 is sealed.

208はPVDF製のベースプレートであり、上部中央に第二弁機構体207の第二ダイヤフラム237の筒状突部236を本体201との間で挟持固定する突出部239を有し、突出部239の上端部に切欠凹部240が設けられると共に、側面に切欠凹部240に連通する呼吸孔241が設けられており、ボンネット202との間で本体201を通しボルト、ナット(図示せず)にて挟持固定している。なお、本実施例ではバネ205がボンネット202の空隙215内に設けてピストン204、第一弁機構体206、第二弁機構体207を上方へ付勢するような構成であるが、バネ205をベースプレート208の切欠凹部240に設けてピストン204、第一弁機構体206、第二弁機構体207を上方へ付勢するような構成にしても良い。   Reference numeral 208 denotes a PVDF base plate having a protruding portion 239 for holding and fixing the cylindrical protruding portion 236 of the second diaphragm 237 of the second valve mechanism 207 between the main body 201 at the upper center. A notch recess 240 is provided at the upper end, and a breathing hole 241 communicating with the notch recess 240 is provided on the side surface. The main body 201 is passed between the bonnet 202 and fixed with bolts and nuts (not shown). is doing. In this embodiment, the spring 205 is provided in the gap 215 of the bonnet 202 to urge the piston 204, the first valve mechanism 206, and the second valve mechanism 207 upward. A configuration may be adopted in which the piston 204, the first valve mechanism 206, and the second valve mechanism 207 are urged upward by being provided in the notch recess 240 of the base plate 208.

次に、本発明の第一の実施例である流体混合装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid mixing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

ここでは第一供給ライン1に純水を流入させ、第二供給ライン2にフッ化水素酸を流入させ、純水:フッ化水素酸=10:1になるように混合する。まず、第一供給ライン1に流入した純水は、流量計測器3で実流量が計測され、計測した実流量は表示部(図示せず)で計測値を監視でき、流体制御弁4は操作圧に応じて純水の圧力が一定になるように制御される。また第二供給ライン2に流入したフッ化水素酸は、流量計測器5で実流量が計測され、計測した実流量は表示部(図示せず)で計測値を監視でき、流体制御弁6は操作圧に応じてフッ化水素酸の圧力が一定になるように制御される。第一、第二供給ライン1、2で流量が制御(第一供給ライン1と第二供給ライン2の流量の比率が10:1になるための流量)された純水とフッ化水素酸は合流部7で合流して混合される。混合された混合流体(希フッ酸)は基板の洗浄装置の処理工程で使用され、洗浄装置内で混合流体により基板の酸化膜除去が行なわれる。   Here, pure water is introduced into the first supply line 1, and hydrofluoric acid is introduced into the second supply line 2, and mixing is performed so that pure water: hydrofluoric acid = 10: 1. First, the actual flow rate of the pure water flowing into the first supply line 1 is measured by the flow rate measuring device 3, the measured value of the measured actual flow rate can be monitored by a display unit (not shown), and the fluid control valve 4 is operated. The pure water pressure is controlled to be constant according to the pressure. The actual flow rate of hydrofluoric acid that has flowed into the second supply line 2 is measured by the flow meter 5, and the measured actual flow rate can be monitored by a display unit (not shown). The hydrofluoric acid pressure is controlled to be constant according to the operating pressure. Pure water and hydrofluoric acid whose flow rate is controlled by the first and second supply lines 1 and 2 (flow rate for the flow rate ratio of the first supply line 1 and the second supply line 2 to be 10: 1) It merges at the junction 7 and is mixed. The mixed fluid (dilute hydrofluoric acid) mixed is used in the processing step of the substrate cleaning apparatus, and the oxide film of the substrate is removed by the mixed fluid in the cleaning apparatus.

次に、流量計測器3、5、流体制御弁4、6のそれぞれの作動について、図1乃至図3を参照しながら説明する。   Next, operations of the flow rate measuring devices 3 and 5 and the fluid control valves 4 and 6 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

流量計測器3、5に流入した純水又はフッ化水素酸は、直線流路372で流量が計測される。純水又はフッ化水素酸の流れに対して上流側に位置する超音波振動子374から下流側に位置する超音波振動子375に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子375で受信された超音波振動は電気信号に変換され、演算部(図示せず)へ出力される。超音波振動が上流側の超音波振動子374から下流側の超音波振動子375へ伝播して受信されると、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375から上流側に位置する超音波振動子374に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子374で受信された超音波振動は、電気信号に変換されて演算部へ出力される。このとき、超音波振動は直線流路372内の流体の流れに逆らって伝播していくので、上流側から下流側へ超音波振動を伝播させるときに比べて流体中での超音波振動の伝播速度が遅れ、伝播時間が長くなる。出力された相互の電気信号は演算部内で伝播時間が各々計測され、伝播時間差から流量が演算される。演算部で演算された流量は電気信号に変換されて表示部(図示せず;手動式の場合)またはコントロール部(図示せず;開ループ制御式の場合)に出力される。これにより、超音波流量計である流量計測器3、5は、純水又はフッ化水素酸の流れ方向に対する伝播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る。   The flow rate of pure water or hydrofluoric acid flowing into the flow rate measuring devices 3 and 5 is measured in the straight flow path 372. The ultrasonic vibration is propagated from the ultrasonic vibrator 374 located on the upstream side to the ultrasonic vibrator 375 located on the downstream side with respect to the flow of pure water or hydrofluoric acid. The ultrasonic vibration received by the ultrasonic vibrator 375 is converted into an electric signal and output to an arithmetic unit (not shown). When the ultrasonic vibration propagates from the upstream ultrasonic transducer 374 to the downstream ultrasonic transducer 375 and is received, transmission / reception is instantaneously switched in the calculation unit, and the ultrasonic transducer located on the downstream side Ultrasonic vibration is propagated from 375 toward the ultrasonic transducer 374 located upstream. The ultrasonic vibration received by the ultrasonic vibrator 374 is converted into an electric signal and output to the calculation unit. At this time, since the ultrasonic vibration propagates against the flow of the fluid in the straight flow path 372, 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 electrical signals are measured for propagation time in the calculation unit, and the flow rate is calculated from the difference in propagation time. The flow rate calculated by the calculation unit is converted into an electric signal and output to a display unit (not shown; manual type) or a control unit (not shown; open loop control type). Thereby, since the flow measuring devices 3 and 5 which are ultrasonic flowmeters measure a flow rate from the propagation time difference with respect to the flow direction of a pure water or hydrofluoric acid, they can measure a flow rate correctly also with a micro flow rate.

ここで、制御用空気の操作圧は、制御用空気供給制御装置を手動または開ループ制御することにより制御される。なお、手動とは、操作者が、流体(純水又はフッ化水素酸)の特性を表すパラメータ(例えば、流量、圧力等)を監視しながら、流体(純水又はフッ化水素酸)が該パラメータ目標値(設定流量あるいは設定圧力等)になるよう、制御用空気供給制御装置等(図示せず)を操作して、制御用空気の操作圧を手動により制御することを言う。また、開ループ制御とは、入力信号(流体の特性を表すパラメータ)と出力信号(該パラメータ目標値に関連付けられた制御用空気の操作圧)との関係を予めマップ化しておき、計測装置(図示せず)からの入力信号に基づき、出力信号を制御用空気供給制御装置へ送信し、制御用空気の操作圧を自動的に制御することを言う。   Here, the operating pressure of the control air is controlled by manually or open-loop controlling the control air supply control device. Manual means that the operator monitors the parameters (eg, flow rate, pressure, etc.) indicating the characteristics of the fluid (pure water or hydrofluoric acid) while the fluid (pure water or hydrofluoric acid) This means that the operating pressure of the control air is manually controlled by operating a control air supply control device or the like (not shown) such that the parameter target value (set flow rate or set pressure or the like) is reached. In addition, the open loop control means that a relationship between an input signal (a parameter representing a characteristic of a fluid) and an output signal (an operation pressure of control air associated with the parameter target value) is previously mapped, and a measurement device ( An output signal is transmitted to the control air supply control device based on an input signal from a control signal (not shown) to automatically control the operating pressure of the control air.

開ループ制御式の場合、コントロール部(図示せず)では、流体(純水又はフッ化水素酸)の所期設定圧力に関連付けられた制御用空気の操作圧と流量のマップに基づき、指令信号を電空変換器(図示せず)に出力し、電空変換器はそれに応じた制御用空気の操作圧を流体制御弁4、6に供給し駆動させる。手動制御の場合、操作者が、表示部を監視しながら、流体(純水又はフッ化水素酸)が設定圧力になるよう、制御用空気供給制御装置等(図示せず)を操作して、制御用空気の操作圧を手動により制御する。   In the case of the open loop control type, the control unit (not shown) receives a command signal based on a map of operating pressure and flow rate of control air associated with a predetermined set pressure of fluid (pure water or hydrofluoric acid). Is output to an electropneumatic converter (not shown), and the electropneumatic converter supplies the fluid control valves 4 and 6 with the corresponding operating pressure of control air to drive them. In the case of manual control, the operator operates a control air supply control device or the like (not shown) so that the fluid (pure water or hydrofluoric acid) becomes a set pressure while monitoring the display unit, The operating pressure of the control air is controlled manually.

ここで、電空変換器または制御用空気供給制御装置(図示せず)から供給される操作圧に対する流体制御弁4、6の流体(純水又はフッ化水素酸)に対する作動について説明する(図3参照)。   Here, the action | operation with respect to the fluid (pure water or hydrofluoric acid) of the fluid control valves 4 and 6 with respect to the operation pressure supplied from an electropneumatic converter or the control air supply control apparatus (not shown) is demonstrated (FIG. 3).

第二弁機構体207の弁体232は、ピストン204の鍔部222とバネ受け203とに挟持されているバネ205の反発力と、第一弁機構体206の第一ダイヤフラム227下面の流体圧力により上方に付勢する力が働き、第一ダイヤフラム227上面の操作圧の圧力により下方に付勢する力が働いている。さらに厳密には、弁体232下面と第二弁機構体207の第二ダイヤフラム237上面が流体圧力を受けているが、それらの受圧面積はほぼ同等とされているため力はほぼ相殺されている。したがって、第二弁機構体207の弁体232は、前述の3つの力が釣り合う位置にて静止していることとなる。   The valve body 232 of the second valve mechanism 207 includes the repulsive force of the spring 205 sandwiched between the flange 222 of the piston 204 and the spring receiver 203, and the fluid pressure on the lower surface of the first diaphragm 227 of the first valve mechanism 206. Due to this, a force for urging upward acts, and a force for urging downward by the operating pressure on the upper surface of the first diaphragm 227 is exerted. More precisely, although the lower surface of the valve body 232 and the upper surface of the second diaphragm 237 of the second valve mechanism 207 are subjected to fluid pressure, their pressure receiving areas are substantially equal, so the force is almost offset. . Therefore, the valve body 232 of the second valve mechanism 207 is stationary at a position where the above-described three forces are balanced.

電空変換機(図示せず)から供給される操作圧力を増加させると第一ダイヤフラム227を押し下げる力が増加することにより、第二弁機構体207の弁体232と弁座214との間で形成される流体制御部242の開口面積が増加するため、第一の弁室231の圧力を増加させることができる。逆に、操作圧力を減少させると流体制御部242の開口面積は減少し圧力も減少する。そのため、操作圧力を調整することで任意の圧力に設定することができる。   When the operating pressure supplied from the electropneumatic converter (not shown) is increased, the force to push down the first diaphragm 227 increases, so that the valve body 232 of the second valve mechanism 207 and the valve seat 214 are moved. Since the opening area of the formed fluid control unit 242 increases, the pressure in the first valve chamber 231 can be increased. Conversely, when the operating pressure is decreased, the opening area of the fluid control unit 242 is decreased and the pressure is also decreased. Therefore, an arbitrary pressure can be set by adjusting the operation pressure.

この状態で、上流側の流体圧力が増加した場合、瞬間的に第一の弁室231内の圧力も増加する。すると、第一ダイヤフラム227の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力より、第一ダイヤフラム227の下面が流体から受ける力のほうが大きくなり、第一ダイヤフラム227は上方へと移動する。それにともなって、弁体232の位置も上方へ移動するため、弁座214との間で形成される流体制御部242の開口面積が減少し、第一の弁室231内の圧力を減少させる。最終的に、弁体232の位置が前記3つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。このときバネ205の荷重が大きく変わらなければ、空隙215内部の圧力、つまり、第一ダイヤフラム227上面が受ける力は一定であるため、第一ダイヤフラム227下面が受ける圧力はほぼ一定となる。したがって、第一ダイヤフラム227下面の流体圧力、すなわち、第一の弁室231内の圧力は、上流側の圧力が増加する前とほぼもとの圧力と同じになっている。   In this state, when the upstream fluid pressure increases, the pressure in the first valve chamber 231 increases instantaneously. Then, the force that the lower surface of the first diaphragm 227 receives from the fluid is greater than the force that the upper surface of the first diaphragm 227 receives from the compressed air due to the operating pressure, and the first diaphragm 227 moves upward. Accordingly, the position of the valve body 232 also moves upward, so that the opening area of the fluid control unit 242 formed between the valve seat 214 and the pressure in the first valve chamber 231 is reduced. Eventually, the position of the valve body 232 moves to a position where the three forces are balanced and stops. At this time, if the load of the spring 205 does not change significantly, the pressure inside the gap 215, that is, the force received by the upper surface of the first diaphragm 227 is constant, so that the pressure received by the lower surface of the first diaphragm 227 is substantially constant. Therefore, the fluid pressure on the lower surface of the first diaphragm 227, that is, the pressure in the first valve chamber 231 is almost the same as the original pressure before the upstream pressure increases.

上流側の流体圧力が減少した場合、瞬間的に第一の弁室231内の圧力も減少する。すると、第一ダイヤフラム227の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力より、第一ダイヤフラム227の下面が流体から受ける力のほうが小さくなり、第一ダイヤフラム227は下方へと移動する。それにともなって、弁体232の位置も下方へ移動するため、弁座214との間で形成される流体制御部242の開口面積が増加し、第一の弁室231の流体圧力を増加させる。最終的に、弁体232の位置が前記3つの力が釣り合う位置まで移動し静止する。したがって、上流側圧力が増加した場合と同様に、第一の弁室231内の流体圧力はほぼもとの圧力と同じになっている。   When the upstream fluid pressure decreases, the pressure in the first valve chamber 231 also decreases instantaneously. Then, the force that the lower surface of the first diaphragm 227 receives from the fluid is smaller than the force that the upper surface of the first diaphragm 227 receives from the compressed air due to the operating pressure, and the first diaphragm 227 moves downward. Accordingly, the position of the valve body 232 also moves downward, so that the opening area of the fluid control unit 242 formed between the valve seat 214 and the fluid pressure in the first valve chamber 231 is increased. Eventually, the position of the valve body 232 moves to a position where the three forces are balanced and stops. Accordingly, the fluid pressure in the first valve chamber 231 is substantially the same as the original pressure, as in the case where the upstream pressure has increased.

これにより、流体制御弁4、6は上記構成によりコンパクトで安定した流体の圧力制御が得られ、一定の流体圧力になることにより流体流量も一定となる。また、供給ラインに流入する流体の上流側圧力が変動しても流体制御弁4、6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。   Thereby, the fluid control valves 4 and 6 can obtain a compact and stable fluid pressure control by the above-described configuration, and the fluid flow rate is also constant when the fluid pressure is constant. In addition, even if the upstream pressure of the fluid flowing into the supply line fluctuates, the flow rate is independently kept constant by the operation of the fluid control valves 4 and 6, so that instantaneous pressure fluctuations such as pump pulsation occur. Also, the flow rate can be controlled stably.

以上の作動により、流体混合装置の第一、第二供給ライン1、2に流入する純水又はフッ化水素酸は、各々の流量計測器3、5、流体制御弁4、6、コントロール部(または手動)によって設定された流体圧力に制御され、一定の流体圧力になることにより純水又はフッ化水素酸の流量も一定となり、合流部7で合流し、設定された比率で混合されて流出される。また、コントロール部(または手動)の設定流量を変えることで自動的に純水又はフッ化水素酸を任意の比率で混合させることができる。また、フィードバック制御を用いずに簡単な構成で各々の供給ラインの純水又はフッ化水素酸を制御できるため、流体混合装置を安価で製作でき、部品点数が少なくなるので組み立てが容易となり、腐食性流体を流したとしても、腐食によって制御が安定して行えなくなるなどの心配なく使用するができる。   With the above operation, the pure water or hydrofluoric acid flowing into the first and second supply lines 1 and 2 of the fluid mixing device is supplied to the flow rate measuring devices 3 and 5, the fluid control valves 4 and 6, and the control unit ( Or the fluid pressure set by manual operation), the flow rate of pure water or hydrofluoric acid also becomes constant when the fluid pressure becomes constant, merges at the junction 7 and mixes and flows out at the set ratio Is done. Moreover, pure water or hydrofluoric acid can be automatically mixed at an arbitrary ratio by changing the set flow rate of the control unit (or manual). In addition, since pure water or hydrofluoric acid in each supply line can be controlled with a simple configuration without using feedback control, a fluid mixing device can be manufactured at low cost, and the number of parts is reduced, making assembly easier and corrosion Even if an ionic fluid is flowed, it can be used without worrying that the control cannot be stably performed due to corrosion.

次に、図4、図5に基づいて本発明の第二の実施例である流体混合装置について説明する。   Next, a fluid mixing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン8と第二供給ライン9から形成されている。第一供給ライン8は開閉弁10、流量計測器11、流体制御弁12の順で接続され、第二供給ライン9は開閉弁13、流量計測器14、流体制御弁15の順で接続されている。第一、第二供給ライン8、9の最下流側には、該供給ライン8、9の合流部16が設けられている。その各々の構成は以下の通りである。   The fluid mixing device is formed from two supply lines, a first supply line 8 and a second supply line 9. The first supply line 8 is connected in the order of the on-off valve 10, the flow rate measuring device 11, and the fluid control valve 12. The second supply line 9 is connected in the order of the on-off valve 13, the flow rate measuring device 14, and the fluid control valve 15. Yes. At the most downstream side of the first and second supply lines 8 and 9, a junction 16 of the supply lines 8 and 9 is provided. Each configuration is as follows.

10、13は開閉弁である。開閉弁10、13は本体101、駆動部102、ピストン103、ダイヤフラム押さえ104、弁体105で形成される。   Reference numerals 10 and 13 are on-off valves. The on-off valves 10 and 13 are formed by a main body 101, a drive unit 102, a piston 103, a diaphragm retainer 104, and a valve body 105.

101はPTFE製の本体であり、軸線方向上端の中央に弁室106と、弁室106と連通した入口流路107と出口流路108とを有しており、入口流路107は各供給ライン8、9の流入口に連通し、出口流路108は流量計測器11、14に連通している。また、本体101の上面における弁室106の外側には環状溝109が設けられている。   A PTFE main body 101 has a valve chamber 106 at the center of the upper end in the axial direction, and an inlet channel 107 and an outlet channel 108 communicating with the valve chamber 106. The inlet channel 107 is connected to each supply line. The outlet channels 108 communicate with the flow rate measuring devices 11, 14. An annular groove 109 is provided outside the valve chamber 106 on the upper surface of the main body 101.

102はPVDF製の駆動部であり、内部に円筒状のシリンダ部110が設けられ、前記本体101の上部にボルト・ナット(図示せず)で固定されている。駆動部102の側面にはシリンダ部110の上側及び下側にそれぞれ連通された一対の作動流体供給口111、112が設けられている。   Reference numeral 102 denotes a PVDF drive unit, which is provided with a cylindrical cylinder part 110 inside, and is fixed to the upper part of the main body 101 with bolts and nuts (not shown). A pair of working fluid supply ports 111 and 112 communicated with the upper side and the lower side of the cylinder unit 110 are provided on the side surface of the drive unit 102.

103はPVDF製のピストンであり、駆動部102のシリンダ部110内に密封状態且つ軸線方向に上下動自在に嵌挿されており、底面中央にロッド部113が垂下して設けられている。   Reference numeral 103 denotes a PVDF piston, which is fitted into the cylinder portion 110 of the driving portion 102 so as to be sealed and movable up and down in the axial direction, and a rod portion 113 is provided at the center of the bottom surface.

104はPVDF製のダイヤフラム押さえであり、中央部にピストン103のロッド部113が貫通する貫通孔114を有しており、本体101と駆動部102の間に挟持されている。   A PVDF diaphragm retainer 104 has a through-hole 114 through which the rod portion 113 of the piston 103 penetrates at the center, and is sandwiched between the main body 101 and the drive portion 102.

105は弁室106に収容されているPTFE製の弁体であり、ダイヤフラム押さえ104の貫通孔114を貫通し且つダイヤフラム押さえ104の下面から突出した前記ピストン103のロッド部113の先端に螺着されており、ピストン103の上下動に合わせて軸線方向に上下するようになっている。弁体105は外周にダイヤフラム115を有しており、ダイヤフラム115の外周縁は本体101の環状溝109内に嵌挿されており、ダイヤフラム押さえ104と本体101との間に挟持さている。第二の実施例のその他の構成は第一の実施例と同様なので説明を省略する。   Reference numeral 105 denotes a PTFE valve element housed in the valve chamber 106, which is screwed to the tip of the rod portion 113 of the piston 103 that passes through the through hole 114 of the diaphragm retainer 104 and protrudes from the lower surface of the diaphragm retainer 104. In accordance with the vertical movement of the piston 103, it moves up and down in the axial direction. The valve body 105 has a diaphragm 115 on the outer periphery, and the outer peripheral edge of the diaphragm 115 is fitted into the annular groove 109 of the main body 101 and is sandwiched between the diaphragm presser 104 and the main body 101. Since the other structure of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

次に、本発明の第二の実施例である流体混合装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid mixing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.

開閉弁10、13の作動は、作動流体供給口112から外部より作動流体として圧縮空気が注入されると、圧縮空気の圧力でピストン103が押し上げられるためこれと接合されているロッド部113は上方へ引き上げられ、ロッド部113の下端部に接合された弁体105も上方へ引き上げられ弁は開状態となる。   The operation of the on-off valves 10 and 13 is such that when compressed air is injected from the outside as a working fluid from the working fluid supply port 112, the piston 103 is pushed up by the pressure of the compressed air, so that the rod portion 113 joined thereto is moved upward. The valve body 105 joined to the lower end of the rod portion 113 is also lifted upward and the valve is opened.

一方、作動流体供給口111から圧縮空気が注入されると、ピストン103が押し下げられるのにともなって、ロッド部113とその下端部に接合された弁体105も下方へ押し下げられ、弁は閉状態となる。第二の実施例のその他の作動は第一の実施例と同様なので説明を省略する。   On the other hand, when compressed air is injected from the working fluid supply port 111, as the piston 103 is pushed down, the rod portion 113 and the valve body 105 joined to the lower end thereof are also pushed down, and the valve is closed. It becomes. Since other operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

以上の作動により、各供給ライン1、2に開閉弁10、13を設けることにより開閉弁10、13を閉状態にすると流体は開閉弁10、13で遮断されるため、各供給ライン1、2の流量計測器11、14、流体制御弁10、13のメンテナンス等を容易に行なうことができる。また、流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁を閉状態にすることで流体の緊急遮断することができ、例えば腐食性流体が漏れ出ることで半導体製造装置内の部品を腐食させるなどの二次災害を防止することができる。第二の実施例のその他の作動は第一の実施例と同様なので説明を省略する。   With the above operation, when the on-off valves 10 and 13 are closed by providing the on-off valves 10 and 13 on the supply lines 1 and 2, the fluid is shut off by the on-off valves 10 and 13, respectively. The flow rate measuring devices 11 and 14 and the fluid control valves 10 and 13 can be easily maintained. In addition, when any trouble occurs in the flow path, the fluid can be shut off urgently by closing the on-off valve. For example, corrosive fluid leaks to corrode parts in the semiconductor manufacturing equipment. Secondary disasters such as can be prevented. Since other operations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、図6乃至図10に基づいて本発明の第三の実施例である流体混合装置について説明する。   Next, a fluid mixing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

流体混合装置は二つの供給ライン、すなわち第一供給ライン17と第二供給ライン18から形成されている。第一供給ライン17は開閉弁19、流量計測器20、流体制御弁21、絞り弁22の順で接続され、第二供給ライン18は開閉弁23、流量計測器24、流体制御弁25、絞り弁26の順で接続されている。第一、第二供給ライン17、18の最下流側には、該供給ライン17、18の合流部27が設けられている。その各々の構成は以下の通りである。   The fluid mixing device is formed by two supply lines, a first supply line 17 and a second supply line 18. The first supply line 17 is connected in the order of an on-off valve 19, a flow rate measuring device 20, a fluid control valve 21, and a throttle valve 22, and the second supply line 18 is an on-off valve 23, a flow rate measuring device 24, a fluid control valve 25, a throttle. The valves 26 are connected in this order. At the most downstream side of the first and second supply lines 17 and 18, a junction 27 of the supply lines 17 and 18 is provided. Each configuration is as follows.

22、26は開口面積が調節可能な絞り弁である。絞り弁は本体251、隔膜260、第二ステム269、隔膜押さえ271、第一ステム277、第一ステム支持体282、ボンネット286で形成される。   22 and 26 are throttle valves whose opening areas can be adjusted. The throttle valve is formed by a main body 251, a diaphragm 260, a second stem 269, a diaphragm retainer 271, a first stem 277, a first stem support 282, and a bonnet 286.

251はPTFE製の本体である。本体251の上部に後記隔膜260とで形成される略すり鉢形状の弁室253を有しており、弁室253の底面には後記第二弁体262の圧接によって流路の全閉シールを行う弁座面252が形成され、弁座面252の中心に設けられた連通口254に連通する入口流路255と弁室253に連通する出口流路256を有している。弁室253の上方には後記隔膜押さえ271の嵌合部273を受容する凹部258が設けられていて、その底面には後記隔膜260の環状係止部264が嵌合する環状凹部257が設けられている。また本体251の上部外周面には、後記ボンネット286が螺着される雄ネジ部259が設けられている。   Reference numeral 251 denotes a PTFE main body. The main body 251 has a substantially mortar-shaped valve chamber 253 formed by a diaphragm 260 described later, and the bottom of the valve chamber 253 is sealed by a second valve body 262 described later to fully close the flow path. A valve seat surface 252 is formed, and has an inlet channel 255 communicating with a communication port 254 provided at the center of the valve seat surface 252 and an outlet channel 256 communicating with the valve chamber 253. A concave portion 258 for receiving the fitting portion 273 of the post-membrane diaphragm 271 is provided above the valve chamber 253, and an annular concave portion 257 for fitting the annular locking portion 264 of the post-diaphragm 260 is provided on the bottom surface thereof. ing. A male screw part 259 to which a bonnet 286 described later is screwed is provided on the upper outer peripheral surface of the main body 251.

260はPTFE製の隔膜であり、隔膜260の下部に接液面の中心から垂下突設された第一弁体261と、第一弁体261から径方向へ隔離した位置に形成された先端が断面円弧状の円環状凸条の第二弁体262と、第二弁体262から径方向へ連続して形成された薄膜部263と、薄膜部263の外周に断面矩形状の環状係止部264と、隔膜260の上部に後記第二ステム269の下端部に接続される接続部266が一体的に設けられている。第一弁体261は、下方に向かって直線部267とテーパ部268とが連続して設けられており、第一弁体261と第二弁体262の間には環状溝部265が形成されている。環状溝部265は、その空間部で流体の流れを抑制させるために、全閉時に環状溝部265と弁座面252とで形成される空間部分の体積が、全閉時に第一弁体261の直線部267と連通口254とで形成される空間部分の体積の2倍以上に設定される。また、図3に示すように、第一弁体261の直線部267の外径Dは、連通口254の内径Dに対して0.97Dで設定され、第一弁体261のテーパ部268のテーパ角度は軸線に対して15°で設定され、第二弁体262の円環状凸条の径Dは、連通口254の内径Dに対して1.5Dで設定されている。隔膜260は、環状係止部264を本体251の環状凹部257に嵌合された状態で本体251と後記隔膜押さえ271とで挟持固定される。 Reference numeral 260 denotes a PTFE diaphragm having a first valve body 261 projecting from the center of the liquid contact surface at the lower part of the diaphragm 260 and a tip formed at a position separated from the first valve body 261 in the radial direction. An annular convex second valve body 262 having a circular arc cross section, a thin film portion 263 continuously formed in the radial direction from the second valve body 262, and an annular locking portion having a rectangular cross section on the outer periphery of the thin film portion 263 H.264 and a connecting portion 266 connected to the lower end portion of the second stem 269, which will be described later, are integrally provided on the upper portion of the diaphragm 260. The first valve body 261 has a linear portion 267 and a tapered portion 268 continuously provided downward, and an annular groove portion 265 is formed between the first valve body 261 and the second valve body 262. Yes. In order to suppress the flow of fluid in the space portion of the annular groove portion 265, the volume of the space formed by the annular groove portion 265 and the valve seat surface 252 when fully closed is equal to the straight line of the first valve body 261 when fully closed. It is set to at least twice the volume of the space formed by the portion 267 and the communication port 254. Further, as shown in FIG. 3, the outer diameter D 1 of the straight portion 267 of the first valve body 261 is set at 0.97D relative to the inner diameter D of the communication port 254, the tapered portion 268 of the first valve body 261 the taper angle of the set by 15 ° with respect to the axis, the diameter D 2 of the annular convex second valve body 262 is set at 1.5D relative to the inner diameter D of the communication port 254. The diaphragm 260 is sandwiched and fixed between the main body 251 and the diaphragm retainer 271 described below with the annular locking portion 264 fitted in the annular recess 257 of the main body 251.

269はPP製の第二ステムである。第二ステム269の上部外周面には後記第一ステム277の雌ネジ部278に螺合される雄ネジ部270が設けられ、下部外周は六角形状に形成され、下端部には隔膜260の接続部266が螺着により接続されている。   Reference numeral 269 denotes a PP second stem. A male screw portion 270 that is screwed into a female screw portion 278 of the first stem 277, which will be described later, is provided on the upper outer peripheral surface of the second stem 269, the lower outer periphery is formed in a hexagonal shape, and the diaphragm 260 is connected to the lower end portion. The parts 266 are connected by screwing.

271はPP製の隔膜押さえである。隔膜押さえ271の上部には外周が六角形状の挿入部272が、下部には外周が六角形状の嵌合部273がそれぞれ設けられており、中央部外周には鍔部274が設けられている。隔膜押さえ271の内周には六角形状の貫通孔275が設けられ、下端面から貫通孔275に向かって縮径するテーパ部276が設けられている。挿入部272は後記第一ステム支持体282の中空部284に回動不能に嵌合され、嵌合部273は本体251の凹部258に回動不能に嵌合される。貫通孔275には第二ステム269を挿通させ、第二ステム269を上下移動自在かつ回動不能に支承している。   Reference numeral 271 denotes a PP diaphragm presser. An insertion portion 272 having a hexagonal outer periphery is provided on the upper portion of the diaphragm retainer 271, a fitting portion 273 having a hexagonal outer periphery is provided on the lower portion, and a flange portion 274 is provided on the outer periphery of the central portion. A hexagonal through hole 275 is provided on the inner periphery of the diaphragm retainer 271, and a tapered portion 276 that decreases in diameter from the lower end surface toward the through hole 275 is provided. The insertion portion 272 is non-rotatably fitted to a hollow portion 284 of the first stem support 282 described later, and the fitting portion 273 is non-rotatably fitted to the recess 258 of the main body 251. The second stem 269 is inserted into the through hole 275, and the second stem 269 is supported so as to be movable up and down and not rotatable.

277はPP製の第一ステムである。第一ステム277の下部内周面には第二ステム269の雄ネジ部270が螺合するピッチが1.25mmの雌ネジ部278と、外周面にはピッチが1.5mmの雄ネジ部279が設けられており、雄ネジ部279と雌ネジ部278のピッチ差は0.25mmであり、雄ネジ部279のピッチの6分の1になるように形成されている。第一ステム277の下部外周には径方向に突出して設けられたストッパー部280が設けられ、上部にはハンドル281が固着されている。   277 is a first stem made of PP. A female screw portion 278 having a pitch of 1.25 mm and a male screw portion 279 having a pitch of 1.5 mm are arranged on the outer peripheral surface of the first stem 277 at a lower inner peripheral surface thereof. The pitch difference between the male screw portion 279 and the female screw portion 278 is 0.25 mm, and is formed to be one sixth of the pitch of the male screw portion 279. A stopper portion 280 is provided on the outer periphery of the lower portion of the first stem 277 so as to protrude in the radial direction, and a handle 281 is fixed to the upper portion.

282はPP製の第一ステム支持体である。第一ステム支持体282の上部内周面には第一ステム277の雄ネジ部279に螺合される雌ネジ部283が設けられており、下部内周には後記隔膜押さえ271の挿入部272を回動不能に嵌合する六角形状の中空部284が設けられており、下部外周には後記ボンネット286によって固定される鍔部285が設けられている。   Reference numeral 282 denotes a first stem support made of PP. A female screw portion 283 that is screwed into a male screw portion 279 of the first stem 277 is provided on the upper inner peripheral surface of the first stem support 282, and an insertion portion 272 for a post-diaphragm retainer 271 is provided on the lower inner periphery. Is provided with a hexagonal hollow portion 284 that is non-rotatably fitted, and a flange portion 285 that is fixed by a bonnet 286 described later is provided on the outer periphery of the lower portion.

286はPP製のボンネットである。ボンネット286の上部には第一ステム支持体282の鍔部285の外径より小さい内径を有する係止部287が設けられ、下部内周面には本体251の雄ネジ部259に螺着される雌ネジ部288が設けられている。ボンネット286は、第一ステム支持体282の鍔部285と隔膜押さえ271の鍔部274を、係止部287と本体251の間で挟持した状態で本体251に螺着していることで各部品を固定することができる。第三の実施例のその他の構成は第二の実施例と同様なので説明を省略する。   Reference numeral 286 denotes a PP bonnet. A locking portion 287 having an inner diameter smaller than the outer diameter of the flange portion 285 of the first stem support 282 is provided on the upper portion of the bonnet 286, and is screwed to the male screw portion 259 of the main body 251 on the lower inner peripheral surface. A female screw portion 288 is provided. The bonnet 286 is screwed into the main body 251 in such a manner that the flange 285 of the first stem support 282 and the flange 274 of the diaphragm retainer 271 are sandwiched between the locking portion 287 and the main body 251. Can be fixed. Since the other structure of the third embodiment is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

次に、本発明の第三の実施例である流体混合装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid mixing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described.

絞り弁22、26が微小な開度の調節を行なう作動は、まず、本実施例の絞り弁22、26が全閉状態(図9の状態)において、入口流路255から流入してきた流体は、弁座面252に圧接された第二弁体262によって閉止される。   The operation in which the throttle valves 22 and 26 adjust the minute opening degree is as follows. First, when the throttle valves 22 and 26 of the present embodiment are in the fully closed state (the state of FIG. 9), the fluid flowing in from the inlet channel 255 is The second valve body 262 pressed against the valve seat surface 252 is closed.

ハンドル281を弁が開放する方向に回動させると、ハンドル281の回動に伴なって第一ステム277が外周面の雄ネジ部279のピッチ分だけ上昇し、逆に第一ステム277の内周面の雌ネジ部278に螺合された第二ステム269は第一ステム277の雌ネジ部278のピッチ分だけ下降する。ただし、第二ステム269は回動不能の状態で隔膜押さえ271の貫通孔275に収容されており上下方向のみに移動可能であるため、第二ステム269は本体251に対して第一ステム277外周面の雄ネジ部279と内周面の雌ネジ部278のピッチ差分、本実施例では第一ステム277の雄ネジ部279のピッチが1.5mm、第一ステム277の雌ネジ部278のピッチが1.25mmにしているので、第一ステム277に連動したハンドル281を1回転させることによって第二ステム269は0.25mm(雄ネジ部279のピッチの6分の1)上昇する。これに伴って、第二ステム269と接続された隔膜260が上昇することで最初に本体251の弁座面252に圧接されていた第二弁体262が弁座面252から離間し、第一弁体261は隔膜の上昇に伴なって上昇し、絞り弁22、26が半開状態となる(図10の状態)。流体は入口流路255から弁室253へと流れ込み、出口流路256を通過して排出される。   When the handle 281 is rotated in the direction in which the valve is opened, the first stem 277 is raised by the pitch of the external thread portion 279 along with the rotation of the handle 281. The second stem 269 screwed into the female screw portion 278 on the peripheral surface is lowered by the pitch of the female screw portion 278 of the first stem 277. However, since the second stem 269 is accommodated in the through hole 275 of the diaphragm retainer 271 in a non-rotatable state and can move only in the vertical direction, the second stem 269 has an outer periphery of the first stem 277 with respect to the main body 251. The pitch difference between the male screw portion 279 of the surface and the female screw portion 278 of the inner peripheral surface, in this embodiment, the pitch of the male screw portion 279 of the first stem 277 is 1.5 mm, and the pitch of the female screw portion 278 of the first stem 277 Therefore, when the handle 281 interlocked with the first stem 277 is rotated once, the second stem 269 is raised by 0.25 mm (1/6 of the pitch of the male screw portion 279). Along with this, the diaphragm 260 connected to the second stem 269 rises, so that the second valve body 262 initially pressed against the valve seat surface 252 of the main body 251 is separated from the valve seat surface 252, The valve body 261 rises as the diaphragm rises, and the throttle valves 22 and 26 are in a half-open state (the state shown in FIG. 10). The fluid flows from the inlet channel 255 into the valve chamber 253, passes through the outlet channel 256, and is discharged.

次に上記絞り弁22、26が半開状態(図10の状態)から、さらにハンドル281を開方向に回動させると第一ステム277の下部外周のストッパー部280が第一ステム支持体282の天井面に圧接して回動は停止される。ハンドル281、第一ステム277および第二ステム269の回動と連動して隔膜260が上昇し、第一弁体261と第二弁体262は隔膜260の上昇に伴なって上昇し、弁は全開状態となる(図8の状態)。なお、第一弁体261は、全開状態でも連通口254から抜けることはないので、絞り弁22、26は全閉から全開まで流量調節が行われる。   Next, when the throttle valves 22 and 26 are further opened in the open direction from the half-open state (the state shown in FIG. 10), the stopper portion 280 on the lower outer periphery of the first stem 277 becomes the ceiling of the first stem support 282. The rotation is stopped by pressing against the surface. The diaphragm 260 rises in conjunction with the rotation of the handle 281, the first stem 277 and the second stem 269, the first valve body 261 and the second valve body 262 rise as the diaphragm 260 rises, and the valve It will be in a fully open state (state of FIG. 8). Since the first valve body 261 does not come out of the communication port 254 even in the fully opened state, the flow rate of the throttle valves 22 and 26 is adjusted from fully closed to fully opened.

上記作用において、絞り弁22、26が全閉から全開に至るまで、開度によって第一弁体261と連通口254とで形成される第一流量調節部289の開口面積S1と、第二弁体262と弁座面252とで形成される第二流量調節部290の開口面積S2は変化するが、S1とS2の大小関係によって流量を調節する作用がそれぞれ異なる。以下に絞り弁22、26の開度の全閉から全開に至るまでのS1とS2の関係と流量の調節の仕組みを図8乃至図10に基づいて説明する。   In the above operation, the opening area S1 of the first flow rate adjusting unit 289 formed by the first valve body 261 and the communication port 254 according to the opening degree until the throttle valves 22 and 26 are fully closed to fully opened, and the second valve The opening area S2 of the second flow rate adjusting unit 290 formed by the body 262 and the valve seat surface 252 changes, but the action of adjusting the flow rate differs depending on the magnitude relationship between S1 and S2. The relationship between S1 and S2 from the fully closed to fully opened throttle valves 22 and 26 and the mechanism for adjusting the flow rate will be described below with reference to FIGS.

S1>S2の場合、絞り弁22、26の開度は全閉から微開の時であり、流量は第二流量調節部290によって、つまりS2の大小によって調節される。S1>S2の範囲内では、第一流量調節部289は、第一弁体261の直線部267と連通口254で流量を一定に調節することができ、流体は第一流量調節部289によって流量を一定にされた後、第二流量調節部290に至る前にまず環状溝部265により形成される空間部分に流れ込む。流体は環状溝部265の底面に当たり、径方向へ広がって第二弁体262の内周面に当たり、さらに流れの向きを変えて第二流量調節部290に至るため、空間部分で流体の流れが一旦停滞される。そのため流体は、空間部分で流れが抑制されて急激な流量の増加を抑えることができ、第二流量調節部290で十分制御可能な流れで第二流量調節部290に至り、第二流量調節部290で精度良く流量が調節されるため、絞り弁22、26が微開時の微小流量の調節が可能となる。このとき、第二弁体262の円環状凸条の径Dは、連通口254の内径Dに対して1.1D≦D≦2Dの範囲内で設けられているため、流量の増加を抑制するのに効果的な環状溝部265を第一弁体261と第二弁体262の間に形成することができ、環状溝部265により形成される空間部分で第一流量調節部289からの流体の流れを抑制することができる。 In the case of S1> S2, the opening degree of the throttle valves 22 and 26 is from the fully closed state to the slightly opened state, and the flow rate is adjusted by the second flow rate adjusting unit 290, that is, by the magnitude of S2. Within the range of S1> S2, the first flow rate adjusting unit 289 can adjust the flow rate to be constant by the straight portion 267 and the communication port 254 of the first valve body 261, and the fluid is flowed by the first flow rate adjusting unit 289. Is made constant and then flows into the space formed by the annular groove 265 before reaching the second flow rate adjusting part 290. The fluid hits the bottom surface of the annular groove portion 265, spreads in the radial direction, hits the inner peripheral surface of the second valve body 262, and further changes the flow direction to reach the second flow rate adjustment portion 290. Stagnated. For this reason, the flow of the fluid is suppressed in the space portion, and a rapid increase in the flow rate can be suppressed. The flow reaches the second flow rate adjustment unit 290 with a flow sufficiently controllable by the second flow rate adjustment unit 290, and the second flow rate adjustment unit Since the flow rate is accurately adjusted at 290, the minute flow rate when the throttle valves 22 and 26 are slightly opened can be adjusted. At this time, since the diameter D 2 of the annular ridge of the second valve body 262 is provided within the range of 1.1D ≦ D 2 ≦ 2D with respect to the inner diameter D of the communication port 254, the flow rate is increased. An annular groove portion 265 effective for suppression can be formed between the first valve body 261 and the second valve body 262, and the fluid from the first flow rate adjustment portion 289 is a space formed by the annular groove portion 265. Can be suppressed.

S1=S2の場合、第一流量調節部289の開口面積S1と第二流量調節部290の開口面積S2が同一となり、この時点を境に流量を調節する部分が第二流量調節部290から第一流量調節部289へと切り替わる。つまりS1の大小によって流量は調節される。   In the case of S1 = S2, the opening area S1 of the first flow rate adjusting unit 289 and the opening area S2 of the second flow rate adjusting unit 290 are the same, and the portion that adjusts the flow rate from this point in time is the second flow rate adjusting unit 290. It switches to one flow rate adjustment part 289. That is, the flow rate is adjusted by the magnitude of S1.

S1<S2の場合、絞り弁22、26の開度は微開から大きくして全開に至るまでであり、第二流量調節部290では細かい流量調節が困難となり、第一流量調節部289によって、つまりS1の大小によって調節される。S1<S2の範囲内では、第一流量調節部289は第一弁体261のテーパ部268と連通口254で流量を調節しており、第一弁体261のテーパ部268は、絞り弁22、26の開度に対して開口面積S1が比例して増加するように設定されているため、絞り弁22、26の開度を大きくするにつれて流量は線形に比例して増加するように調節することができる。   In the case of S1 <S2, the opening degree of the throttle valves 22 and 26 is from slightly open to fully open, and it is difficult to finely adjust the flow rate with the second flow rate adjustment unit 290. That is, it is adjusted by the magnitude of S1. Within the range of S1 <S2, the first flow rate adjusting portion 289 adjusts the flow rate by the tapered portion 268 of the first valve body 261 and the communication port 254, and the tapered portion 268 of the first valve body 261 is adjusted by the throttle valve 22. Since the opening area S1 is set so as to increase in proportion to the opening degree of 26, the flow rate is adjusted so as to increase linearly as the opening degree of the throttle valves 22, 26 is increased. be able to.

このことから、本発明の絞り弁22、26は、開度が微小なときには第二流量調節部290によって流量調節を行い、開度を大きくすると第二流量調節部290から第一流量調節部289に切り替わって流量調節を行うので、全閉から全開に至るまで開度に対して流量が良好な比例関係を得ることができ、微小な流量から大きな流量まで確実な流量の調節が可能となり、幅広い流量範囲で流量調節を行うことができる。   Therefore, the throttle valves 22 and 26 of the present invention perform flow rate adjustment by the second flow rate adjustment unit 290 when the opening degree is small, and increase the opening degree from the second flow rate adjustment unit 290 to the first flow rate adjustment unit 289. Since the flow rate is adjusted by switching to, the flow rate can be proportionally proportional to the opening from fully closed to fully open, and the flow rate can be reliably adjusted from minute to large flow rates. The flow rate can be adjusted in the flow range.

次に、絞り弁22、26が全開状態からハンドル281を逆に閉方向に回動させた場合は、開方向に回動させた場合とは逆の作動で弁体が降下し、絞り弁22、26の開度に応じて流量調節が行われる。ハンドル281を閉方向に回動させて全閉状態にした時には第二弁体262と弁座面252とが線接触によって確実な全閉シールを行うことができる。絞り弁22、26が全閉状態のとき、第一弁体261は常に連通口254とは非接触であるため、絞り弁22、26の長期的な使用により、弁体や弁座面252が摩耗などによって変形することがなく、長期間の使用によって流量調節特性が安定できなくなることを防止できる。   Next, when the throttle valves 22 and 26 are fully opened and the handle 281 is turned in the closing direction, the valve body is lowered by the reverse operation of the turning operation in the opening direction. , 26 according to the opening degree. When the handle 281 is rotated in the closing direction to be in the fully closed state, the second valve body 262 and the valve seat surface 252 can be surely fully sealed by line contact. When the throttle valves 22 and 26 are fully closed, the first valve body 261 is not in contact with the communication port 254 at all times. It can be prevented from being deformed due to wear or the like, and it can be prevented that the flow rate adjustment characteristics cannot be stabilized by long-term use.

以上の作動により、フィードバック制御された流体は絞り弁22、26で流量の微調節を行なうことにより設定流量になるように安定して制御される。また絞り弁22、26の開度を変化させることにより、各供給ラインを幅広い流量範囲で流量を制御することができる。さらに、絞り弁22、26は微小な開度の調節を容易に行なうことができる構成であるため、開度の微調節を精密且つ短時間で行なうことができる。第三の実施例のその他の作動は第二の実施例と同様なので説明を省略する。   With the above operation, the feedback-controlled fluid is stably controlled to have a set flow rate by finely adjusting the flow rate with the throttle valves 22 and 26. Further, by changing the opening degree of the throttle valves 22 and 26, the flow rate of each supply line can be controlled in a wide flow rate range. Further, since the throttle valves 22 and 26 can be easily adjusted in a minute opening, the opening can be finely adjusted in a short time. Since other operations of the third embodiment are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted.

次に、図11に基づいて本発明の第四の実施例である流体混合装置について説明する。   Next, a fluid mixing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一供給ライン17aの合流部27a直前には開閉弁28が設けられ、第二供給ライン18aの合流部27a直前には開閉弁29が設けられた構成である。開閉弁28、29は図5で示される構成であり、各供給ラインの構成は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   In the fluid mixing device of this embodiment, in the third embodiment, an opening / closing valve 28 is provided immediately before the merging portion 27a of the first supply line 17a, and an opening / closing valve 29 is provided immediately before the merging portion 27a of the second supply line 18a. Is provided. The on-off valves 28 and 29 have the configuration shown in FIG. 5, and the configuration of each supply line is the same as that of the third embodiment, so that the description thereof is omitted.

次に、本発明の第四の実施例である流体混合装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid mixing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described.

ここでは第一供給ライン17aに純水を流入させ、第二供給ライン18aにフッ化水素酸を流入させ、純水:フッ化水素酸=10:1になるように混合する。開閉弁28、29が開状態のとき、第一、第二供給ライン17a、18aで流量が制御された純水及びフッ化水素酸は合流部27aで合流し、設定された比率(第一供給ライン17aと第二供給ライン18aの流量の比率が10:1)で混合されて流出される。混合された混合流体は流体混合装置から基板の洗浄装置の洗浄槽内に導入され、基板の酸化膜除去が行なわれる。開閉弁28が開状態で開閉弁29が閉状態のとき、第一供給ライン17aで制御された純水のみが流出される。開閉弁28が閉状態で開閉弁29が開状態のとき、第二供給ライン18aで制御されたフッ化水素酸のみが流出される。各供給ラインの作動は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Here, pure water is allowed to flow into the first supply line 17a, and hydrofluoric acid is allowed to flow into the second supply line 18a, and mixing is performed so that pure water: hydrofluoric acid = 10: 1. When the on-off valves 28 and 29 are in the open state, the pure water and hydrofluoric acid, whose flow rates are controlled by the first and second supply lines 17a and 18a, are merged at the junction 27a and set at a set ratio (first supply The flow rate ratio of the line 17a and the second supply line 18a is mixed at a ratio of 10: 1) and discharged. The mixed fluid mixed is introduced into the cleaning tank of the substrate cleaning device from the fluid mixing device, and the oxide film on the substrate is removed. When the on-off valve 28 is open and the on-off valve 29 is closed, only pure water controlled by the first supply line 17a flows out. When the on-off valve 28 is closed and the on-off valve 29 is open, only the hydrofluoric acid controlled by the second supply line 18a flows out. Since the operation of each supply line is the same as in the third embodiment, the description thereof is omitted.

以上の作動により、合流部27a直前に開閉弁28、29を設けることにより、第一供給ライン17aの純水、第二供給ライン18aのフッ化水素酸、各流体の混合流体を選んで供給することができ、また各々任意の流量で流出させることができる。   With the above operation, by providing the opening / closing valves 28 and 29 immediately before the junction 27a, the pure water of the first supply line 17a, the hydrofluoric acid of the second supply line 18a, and the mixed fluid of each fluid are selected and supplied. Each can be drained at any flow rate.

次に、図12、図13に基づいて本発明の第五の実施例である流体混合装置について説明する。   Next, based on FIG. 12, FIG. 13, the fluid mixing apparatus which is the 5th Example of this invention is demonstrated.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一、第二供給ライン17b、18bの合流部にマニホールド弁30が設けられた構成である。各構成は以下の通りである。   In the third embodiment, the fluid mixing apparatus of the present embodiment has a configuration in which a manifold valve 30 is provided at the junction of the first and second supply lines 17b and 18b. Each configuration is as follows.

30はマニホールド弁である。マニホールド弁30は本体501、第一弁体510、第二弁体511、駆動部512、513で形成される。   30 is a manifold valve. The manifold valve 30 is formed by a main body 501, a first valve body 510, a second valve body 511, and drive units 512 and 513.

501は本体であり、本体501の上部には連結流路502によって連通されている円筒状の第一弁室503と、第二弁室504が設けられている。第一弁室503の底部中央には第一連通口505が設けられ、第一連通口505には第一供給ライン17bに連通する第一流路507が設けられている。第二弁室504の底部中央には第二連通口506が設けられ、第二連通口506には第二供給ライン18bに連通する第二流路508が設けられている。また第一弁室503にはマニホールド弁内で混合された流体が流出する分岐流路509が連通して設けられている。第一流路507と第二流路508は平行に本体501の同じ側面に設けられ、分岐流路509は該流路507、508に対して直交する方向に設けられている。   Reference numeral 501 denotes a main body, and a cylindrical first valve chamber 503 and a second valve chamber 504 communicated by a connection flow path 502 are provided on the upper portion of the main body 501. A first series opening 505 is provided in the center of the bottom of the first valve chamber 503, and a first flow path 507 communicating with the first supply line 17 b is provided in the first series opening 505. A second communication port 506 is provided in the center of the bottom of the second valve chamber 504, and a second flow path 508 communicating with the second supply line 18 b is provided in the second communication port 506. The first valve chamber 503 is provided with a branch channel 509 through which fluid mixed in the manifold valve flows out. The first flow path 507 and the second flow path 508 are provided in parallel on the same side surface of the main body 501, and the branch flow path 509 is provided in a direction orthogonal to the flow paths 507 and 508.

510は第一連通口505を開放、遮断を行う第一弁体であり、第一弁室503に収容されている。511は第二連通口506を開放、遮断を行う第二弁体であり、第二弁室504に収容されている。512は第一弁体510の開閉動作を行う駆動部であり、513は第二弁体511の開閉動作を行う駆動部である。駆動部512、513の構成は、図5の開閉弁の駆動部102と同じ構成であるので説明を省略する。各供給ラインの構成は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Reference numeral 510 denotes a first valve body that opens and closes the first series opening 505, and is accommodated in the first valve chamber 503. Reference numeral 511 denotes a second valve body that opens and closes the second communication port 506 and is accommodated in the second valve chamber 504. Reference numeral 512 denotes a drive unit that opens and closes the first valve body 510, and reference numeral 513 denotes a drive unit that opens and closes the second valve body 511. The configuration of the drive units 512 and 513 is the same as that of the drive unit 102 of the on-off valve in FIG. Since the configuration of each supply line is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.

次に、本発明の第五の実施例である流体混合装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid mixing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described.

ここでは第一供給ライン17bに純水を流入させ、第二供給ライン18bにフッ化水素酸を流入させ、純水:フッ化水素酸=10:1になるように混合する。マニホールド弁30の駆動部512で第一弁体510を上昇させて第一連通口505を開状態とし、駆動部513で第二弁体511を上昇させて第二連通口506が開状態にした場合(図13の状態)、第一供給ライン17bで制御された純水は第一流路507を通って第一弁室503に流入し、第二供給ライン18bで制御されたフッ化水素酸は第二流路508を通って第二弁室504に流入し、第二弁室504で純水及びフッ化水素酸は合流し、設定された比率(第一供給ライン17bと第二供給ライン18bの流量の比率が10:1)で混合されて分岐流路509から流出される。混合された混合流体は流体混合装置から基板の洗浄装置の洗浄槽内に導入され、基板の酸化膜除去が行なわれる。   Here, pure water is caused to flow into the first supply line 17b, and hydrofluoric acid is caused to flow into the second supply line 18b, and mixing is performed so that pure water: hydrofluoric acid = 10: 1. The first valve body 510 is raised by the drive portion 512 of the manifold valve 30 to open the first communication port 505, and the second valve body 511 is raised by the drive portion 513 to open the second communication port 506. In this case (the state of FIG. 13), the pure water controlled by the first supply line 17b flows into the first valve chamber 503 through the first flow path 507, and hydrofluoric acid controlled by the second supply line 18b. Flows into the second valve chamber 504 through the second flow path 508, and pure water and hydrofluoric acid merge in the second valve chamber 504, and set ratio (the first supply line 17b and the second supply line). 18 b is mixed at a flow rate ratio of 10: 1) and flows out from the branch flow path 509. The mixed fluid mixed is introduced into the cleaning tank of the substrate cleaning device from the fluid mixing device, and the oxide film on the substrate is removed.

同様に駆動部512、513を駆動させて、第一連通口505を開状態、第二連通口506を閉状態にした場合、第二供給ライン18bは閉止されて流れずに、第一供給ライン17bで制御された純水は第一流路507、第一弁室503、第二弁室504を通って分岐流路509から流出される。   Similarly, when the drive units 512 and 513 are driven to open the first series port 505 and the second communication port 506 to be closed, the second supply line 18b is closed and does not flow, but the first supply The pure water controlled by the line 17b flows out from the branch channel 509 through the first channel 507, the first valve chamber 503, and the second valve chamber 504.

同様に駆動部512、513を駆動させて、第一連通口505を閉状態、第二連通口506を開状態にした場合、第一供給ライン17bは閉止されて流れずに、第二供給ライン18bで制御されたフッ化水素酸は第二流路508、第二弁室504を通って分岐流路509から流出される。各供給ラインの作動は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Similarly, when the drive units 512 and 513 are driven to close the first communication port 505 and open the second communication port 506, the first supply line 17b is closed and does not flow, and the second supply The hydrofluoric acid controlled by the line 18 b flows out from the branch channel 509 through the second channel 508 and the second valve chamber 504. Since the operation of each supply line is the same as in the third embodiment, the description thereof is omitted.

以上の作動により、マニホールド弁30を設けることにより、第一供給ライン17bの純水、第二供給ライン18bのフッ化水素酸、各流体の混合流体を選んで供給することができ、また各々任意の流量で流出させることができる。また、上記構成により流体混合装置をコンパクトに合流部での流路の切換を行うことができる。   By providing the manifold valve 30 by the above operation, the pure water of the first supply line 17b, the hydrofluoric acid of the second supply line 18b, and the mixed fluid of each fluid can be selected and supplied. Can be discharged at a flow rate of In addition, with the above configuration, the fluid mixing device can be switched in a compact manner at the junction.

次に、図14乃至図16に基づいて本発明の第六の実施例である流体混合装置について説明する。   Next, a fluid mixing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一、第二供給ラインの最上流側にフラッシング装置31が設けられた構成である。フラッシング装置31の構成は以下の通りである。   In the third embodiment, the fluid mixing apparatus of the present embodiment has a configuration in which a flushing device 31 is provided on the most upstream side of the first and second supply lines. The configuration of the flushing device 31 is as follows.

31は二つの供給ラインを有する装置の最上流側に設置されたフラッシング装置である。フラッシング装置31は、流路が形成された本体531と、流路の開閉を行う駆動部A532、駆動部B533、駆動部C534とで形成されている。その各々の構成は以下の通りである。   31 is a flushing device installed on the most upstream side of the device having two supply lines. The flushing device 31 is formed by a main body 531 in which a flow path is formed, and a driving unit A532, a driving unit B533, and a driving unit C534 that open and close the flow path. Each configuration is as follows.

531はPTFE製の本体である。本体531の上部には略すり鉢形状の弁室A535と弁室B536が設けられ、本体531の下部には弁室C537が設けられており、弁室B536と弁室C537は本体531の上部と下部に略同一軸線上に配置されるように設けられている。弁室A535の底面には後記弁体A550の圧接によって流路の全閉シールを行う弁座が形成され、弁座の中心に設けられた連通口に連通する入口流路A538と弁室A535に連通する出口流路A539を有している。弁室B536および弁室C537も、弁室A535と同様に底面に弁座が形成され、弁室B536にそれぞれ連通する入口流路B540と出口流路B541、弁室C537にそれぞれ連通する入口流路C542と出口流路C543が設けられている。   Reference numeral 531 denotes a PTFE main body. A substantially mortar-shaped valve chamber A535 and a valve chamber B536 are provided on the upper portion of the main body 531, and a valve chamber C537 is provided on the lower portion of the main body 531. The valve chamber B536 and the valve chamber C537 are provided on the upper and lower portions of the main body 531. Are arranged on substantially the same axis. A valve seat is formed on the bottom surface of the valve chamber A535 to fully seal the flow path by pressure contact with a valve body A550, which is connected to an inlet flow path A538 and a valve chamber A535 that communicate with a communication port provided at the center of the valve seat. It has an outlet channel A539 that communicates. Similarly to the valve chamber A535, the valve chamber B536 and the valve chamber C537 are formed with valve seats on the bottom surface, and the inlet channel B540 and the outlet channel B541 that communicate with the valve chamber B536, respectively, and the inlet channel that communicates with the valve chamber C537, respectively. A C542 and an outlet channel C543 are provided.

また、本体531の一方の側の側面には第一流入口544と第二流入口545が設けられ、他方の側の側面には第一流出口546と第二流出口547が設けられている。第一流入口544に連通する流路は、第一分岐部548で二つの流路に分かれ、入口流路A538と入口流路C542とにそれぞれ連通する流路が形成されている。第一流出口546に連通する流路は、出口流路A539に連通している。第二流入口545に連通する流路は、入口流路B540に連通している。第二流出口547に連通する流路は、第二分岐部549で二つの流路に分かれ、出口流路B541と出口流路C543とにそれぞれ連通する流路が形成されている。また、第一流出口546は第一供給ライン17cに連通し、第二流出口547は第二供給ライン18cに連通する。   Further, a first inlet 544 and a second inlet 545 are provided on one side surface of the main body 531, and a first outlet 546 and a second outlet 547 are provided on the other side surface. The flow path communicating with the first inflow port 544 is divided into two flow paths at the first branch portion 548, and the flow paths communicating with the inlet flow path A538 and the inlet flow path C542 are formed. The channel communicating with the first outlet 546 communicates with the outlet channel A539. The channel communicating with the second inlet 545 communicates with the inlet channel B540. The flow path communicating with the second outlet 547 is divided into two flow paths at the second branch portion 549, and the flow paths communicating with the outlet flow path B541 and the outlet flow path C543 are formed. The first outlet 546 communicates with the first supply line 17c, and the second outlet 547 communicates with the second supply line 18c.

このとき、第一流入口544から入口流路A538、弁室A535、出口流路A539を通って第一流出口546に連通して形成される流路を主ラインである第一ラインと称し、第二流入口545から入口流路B540、弁室B536、出口流路B541を通って第二流出口547に連通して形成される流路を第二ラインと称し、第一分岐部548から入口流路C542、弁室C537、出口流路C543を通って第二分岐部549に連通して形成される流路を連結ラインと称する。   At this time, the flow path formed in communication from the first inlet 544 to the first outlet 546 through the inlet flow path A538, the valve chamber A535, and the outlet flow path A539 is referred to as a first line that is a main line. The flow path formed from the inlet 545 to the second outlet 547 through the inlet channel B540, the valve chamber B536, the outlet channel B541, and the second outlet 547 is referred to as a second line. A flow path formed in communication with the second branch portion 549 through C542, the valve chamber C537, and the outlet flow path C543 is referred to as a connection line.

532、533、534はPVDF製の駆動部A、B、Cである。駆動部A532、駆動部B533、駆動部C534には弁室A535、弁室B536、弁室C537の弁座に圧接離間することで弁の開閉を行う弁体A550、弁体B551、弁体C552が設けられている。該駆動部532、533、534の構成は、図5の開閉弁の駆動部102と同じ構成であるので説明を省略する。   Reference numerals 532, 533, and 534 denote PVDF driving units A, B, and C. The drive unit A532, the drive unit B533, and the drive unit C534 include a valve body A550, a valve body B551, and a valve body C552 that open and close the valve by pressing and separating from the valve seats of the valve chamber A535, the valve chamber B536, and the valve chamber C537. Is provided. The configuration of the drive units 532, 533, and 534 is the same as that of the drive unit 102 of the on-off valve in FIG.

ここで、図14における開閉弁535aは図15、図16における弁室A535と駆動部A532の弁体A550によって形成される部分にあたり、開閉弁536aは弁室B536と駆動部B533の弁体B551によって形成される部分にあたり、開閉弁537aは弁室C537と駆動部C534の弁体C552によって形成される部分にあたる。各供給ラインの構成は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Here, the on-off valve 535a in FIG. 14 corresponds to a portion formed by the valve chamber A535 in FIG. 15 and FIG. 16 and the valve body A550 of the drive unit A532, and the on-off valve 536a is formed by the valve body B536 and the valve body B551 of the drive unit B533. In the formed portion, the on-off valve 537a corresponds to a portion formed by the valve chamber C537 and the valve body C552 of the drive unit C534. Since the configuration of each supply line is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.

次に、本発明の第六の実施例である流体混合装置の作動について説明する。   Next, the operation of the fluid mixing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described.

ここでは第一供給ライン17cに純水を流入させ、第二供給ライン18cに塩酸を流入させ、純水:塩酸=20:1になるように混合する。通常モードにおいては、弁体A550と弁体B551を上方へ引き上げて弁室A535と弁室B536を開状態とし、弁体C552を下方(図では上方)へ押し下げて弁室C537を閉状態とする(図16の状態)。このとき第一ラインと第二ラインに各々独立して純水および塩酸が流れるようになる。ここで第一流入口544に純水を流入させ、第二流入口545に塩酸を流入させると、第一流入口544に流入した純水は入口流路A538、弁室A535、出口流路A539を通過して第一流出口546から第一供給ライン17cに流入し、第二流入口545に流入した塩酸は入口流路B540、弁室B536、出口流路B541を通過して第二流出口547から第二供給ライン18cに流入することになる。各供給ラインの作用は第三の実施例と同様であるので説明を省略する。このとき、第一供給ライン17cと第二供給ライン18cは20:1の流量比率で混合され、設定された流量で流出される。流出された混合流体は流体混合装置から基板の洗浄装置の洗浄槽内に導入され、基板の酸化膜除去が行なわれる。   Here, pure water is introduced into the first supply line 17c, hydrochloric acid is introduced into the second supply line 18c, and mixing is performed so that pure water: hydrochloric acid = 20: 1. In the normal mode, the valve body A550 and the valve body B551 are pulled up to open the valve chamber A535 and the valve chamber B536, and the valve body C552 is pushed down (upward in the drawing) to close the valve chamber C537. (State of FIG. 16). At this time, pure water and hydrochloric acid flow independently through the first line and the second line. When pure water is introduced into the first inlet 544 and hydrochloric acid is introduced into the second inlet 545, the pure water that has entered the first inlet 544 passes through the inlet channel A538, the valve chamber A535, and the outlet channel A539. Then, the hydrochloric acid flowing into the first supply line 17c from the first outlet 546 and flowing into the second inlet 545 passes through the inlet channel B540, the valve chamber B536, and the outlet channel B541 and passes through the second outlet 547. It will flow into the two supply lines 18c. Since the operation of each supply line is the same as that of the third embodiment, description thereof is omitted. At this time, the first supply line 17c and the second supply line 18c are mixed at a flow rate ratio of 20: 1 and flow out at a set flow rate. The mixed fluid that has flowed out is introduced into the cleaning tank of the substrate cleaning apparatus from the fluid mixing apparatus, and the oxide film on the substrate is removed.

フラッシングモードにおいては、弁体A550と弁体B551を下方へ押し下げて弁室A535と弁室B536を閉状態とし、弁体C552を上方へ引き上げて弁室C537を開状態とする。このとき第一ラインと第二ラインが連結ラインによって繋がり、第一流入口544から第二流出口547に流れる流路が形成される。ここで第一供給ライン17cに流れる純水が、第一流入口544から第一分岐部548、入口流路C542、弁室C537、出口流路C543、第二分岐部549を通過して、第二流出口547から第二供給ライン18cに流れることができ、純水が流し続けられることにより第二供給ライン18cを純水でフラッシングして第二供給ライン18c内の洗浄を行うことができる。   In the flushing mode, the valve body A550 and the valve body B551 are pushed downward to close the valve chamber A535 and the valve chamber B536, and the valve body C552 is lifted upward to open the valve chamber C537. At this time, the first line and the second line are connected by the connecting line, and a flow path that flows from the first inlet 544 to the second outlet 547 is formed. Here, the pure water flowing through the first supply line 17c passes through the first inlet 544 through the first branch 548, the inlet channel C542, the valve chamber C537, the outlet channel C543, and the second branch 549, and then passes through the second branch 549. The pure water can flow from the outlet 547 to the second supply line 18c, whereby the second supply line 18c can be flushed with pure water to clean the second supply line 18c.

以上の作動により、本実施例のフラッシング装置31を設けることにより、通常モードとフラッシングモードを容易に選択でき、フラッシングモードにより各供給ラインをフラッシングすることで洗浄を行うことができる。また、本実施例のフラッシング装置31は本体531である一つのベースブロックに流路が形成されることにより、フラッシング装置31を一つの部材として設けることができ、フラッシング装置31の流路を配管などで設ける必要がないので部品点数が少なくて済み、フラッシング装置31をよりコンパクトに形成でき、流路が短くできるので流体抵抗を抑えることができる。   By providing the flushing device 31 of the present embodiment by the above operation, the normal mode and the flushing mode can be easily selected, and cleaning can be performed by flushing each supply line in the flushing mode. In addition, the flushing device 31 of the present embodiment can be provided as a single member by forming a flow path in one base block that is the main body 531, and the flow path of the flushing device 31 is connected to a pipe or the like. Therefore, the number of parts can be reduced, the flushing device 31 can be formed more compactly, and the flow path can be shortened, so that the fluid resistance can be suppressed.

次に、図17、図18に基づいて本発明の第七の実施例の流体混合装置について説明する。   Next, a fluid mixing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一、第二供給ライン17d、18dの開閉弁19d、23dが一つのベースブロック32に配設され、第一、第二供給ライン17d、18dの流体制御弁21d、25dおよび絞り弁22d、26dが一つのベースブロック33に配設され、流量計測器20d、24dが各ベースブロック32、33にそれぞれ接続部材34、35、36、37を介在させて接続されている。これは別体のチューブや管を用いない場合の直接接続する方法である。各構成は以下の通りである。   In the fluid mixing apparatus of the present embodiment, in the third embodiment, the on-off valves 19d and 23d of the first and second supply lines 17d and 18d are arranged in one base block 32, and the first and second supply lines The fluid control valves 21d and 25d of 17d and 18d and the throttle valves 22d and 26d are arranged in one base block 33, and the flow rate measuring devices 20d and 24d are connected to the base blocks 32 and 33 by connecting members 34, 35, 36, respectively. 37 is connected. This is a direct connection method when a separate tube or tube is not used. Each configuration is as follows.

32は第一、第二供給ライン17d、18dの開閉弁19d、23dが配設されたベースブロックである。ベースブロック33には、第一供給ライン17dの開閉弁19dの流路と、第二供給ライン18dの開閉弁23dの流路がそれぞれ形成されている。   32 is a base block in which the on-off valves 19d and 23d of the first and second supply lines 17d and 18d are arranged. In the base block 33, a flow path of the on-off valve 19d of the first supply line 17d and a flow path of the on-off valve 23d of the second supply line 18d are formed.

33は第一、第二供給ライン17d、18dの流体制御弁21d、25dおよび絞り弁22d、26dが配設されたベースブロックである。ベースブロック33には第一供給ライン17dの流体制御弁21d、絞り弁22dの流路と、第二供給ライン18dの流体制御弁25d、絞り弁26dの流路が、この順でそれぞれ連通して形成されている。また、第一供給ライン17dの絞り弁22dの出口流路は、第二供給ライン18dの絞り弁26dの出口流路と連通して合流部27dを形成し、合流部27dから流出口38に連通している。なお、合流部27dはベースブロック33内に設けずに、ベースブロック33の各供給ラインから流出した流路を合流するようにしても良い。   Reference numeral 33 denotes a base block in which the fluid control valves 21d and 25d and the throttle valves 22d and 26d of the first and second supply lines 17d and 18d are disposed. The flow path of the fluid control valve 21d and the throttle valve 22d of the first supply line 17d and the flow path of the fluid control valve 25d and the throttle valve 26d of the second supply line 18d communicate with the base block 33 in this order. Is formed. In addition, the outlet flow path of the throttle valve 22d of the first supply line 17d communicates with the outlet flow path of the throttle valve 26d of the second supply line 18d to form a junction 27d, and communicates from the junction 27d to the outlet 38. is doing. Note that the merging portion 27d may not be provided in the base block 33 but may merge the flow paths that have flowed out from the supply lines of the base block 33.

34、35、36、37は流路の方向転換を行う接続部材である。開閉弁19d、23dの出口流路から接続部材34、36を介して流路の方向転換が行なわれて流量計測器20d、24dの入口流路に各々直接接続され、流量計測器20d、24dの出口流路から接続部材35、37を介して流路の方向転換が行なわれて流体制御弁21d、25dの入口流路に各々直接接続されて連通している。各供給ラインの弁および流量計測器の構成と作動は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Reference numerals 34, 35, 36, and 37 denote connection members that change the direction of the flow path. The direction of the flow path is changed from the outlet flow paths of the on-off valves 19d and 23d via the connection members 34 and 36, and directly connected to the inlet flow paths of the flow rate measuring devices 20d and 24d, respectively. The direction of the flow path is changed from the outlet flow path via the connecting members 35 and 37, and each is directly connected to and communicated with the inlet flow path of the fluid control valves 21d and 25d. The configuration and operation of the valves and flow rate measuring instruments of each supply line are the same as those in the third embodiment, and the description thereof is omitted.

これにより、隣り合う弁および流量計測器が独立した接続手段であるチューブや管を用いずに直接接続されているため、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができる。また、設置作業が容易になり作業時間が短縮することができ、流体混合装置内の流路を短くさせることで流体抵抗を抑えることができる。   Thereby, since the adjacent valve and the flow rate measuring device are directly connected without using a tube or pipe which is an independent connecting means, the fluid mixing device can be made compact and the space of the installation place can be reduced. Moreover, installation work becomes easy and working time can be shortened, and fluid resistance can be suppressed by shortening the flow path in the fluid mixing apparatus.

次に、図19、図20に基づいて本発明の第八の実施例の流体混合装置について説明する。   Next, based on FIG. 19, FIG. 20, the fluid mixing apparatus of the 8th Example of this invention is demonstrated.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一、第二供給ライン17e、18eの開閉弁19e、23e、流量計測器20e、24e、流体制御弁21e、25eおよび絞り弁22e、26eが一つのベースブロック39に配設されている。各構成は以下の通りである。   In the third embodiment, the fluid mixing device of the present embodiment is similar to the first and second supply lines 17e and 18e, and the on-off valves 19e and 23e, the flow rate measuring devices 20e and 24e, the fluid control valves 21e and 25e, and the throttle valve 22e. , 26e are arranged on one base block 39. Each configuration is as follows.

39は第一、第二供給ライン17e、18eの開閉弁19e、23e、流量計測器20e、24e、流体制御弁21e、25eおよび絞り弁22e、26eが配設されたベースブロックである。ベースブロック39には、第一供給ライン17eの開閉弁19e流量計測器20e、流体制御弁21eおよび絞り弁22eの流路が、第二供給ライン18eの開閉弁23e、流量計測器24e、流体制御弁25eおよび絞り弁26eの流路が、この順でそれぞれ連通して形成されている。また、第一供給ライン17eの絞り弁22eの出口流路は、第二供給ライン18eの絞り弁26eの出口流路と連通して合流部27eを形成し、合流部27eから流出口40に連通する。なお、合流部27eはベースブロック39内に設けずに、ベースブロック39の各供給ラインから流出した流路を合流するようにしても良い。各供給ラインの弁および流量計測器の構成と作動は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Reference numeral 39 denotes a base block in which on-off valves 19e and 23e, flow rate measuring devices 20e and 24e, fluid control valves 21e and 25e, and throttle valves 22e and 26e of the first and second supply lines 17e and 18e are arranged. The base block 39 includes an on-off valve 19e flow meter 20e, a fluid control valve 21e and a throttle valve 22e in the first supply line 17e, an on-off valve 23e, a flow meter 24e, a fluid control in the second supply line 18e. The flow paths of the valve 25e and the throttle valve 26e are formed in communication in this order. Further, the outlet flow path of the throttle valve 22e of the first supply line 17e communicates with the outlet flow path of the throttle valve 26e of the second supply line 18e to form a junction 27e, and communicates from the junction 27e to the outlet 40. To do. Note that the merging portion 27e may not be provided in the base block 39 but may merge the flow paths that have flowed out from the supply lines of the base block 39. The configuration and operation of the valves and flow rate measuring instruments of each supply line are the same as those in the third embodiment, and the description thereof is omitted.

これにより、流体混合装置が流路の形成された一つのベースブロック39に配設されているため、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができる。また、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路を短くさせることで流体抵抗を抑えることができ、さらに部品点数を少なくすることができるので流体混合装置の組み立てを容易にすることができる。   Thereby, since the fluid mixing apparatus is disposed in one base block 39 in which the flow path is formed, the fluid mixing apparatus can be made compact and the installation space can be reduced. In addition, the installation work becomes easy, the work time can be shortened, the fluid resistance can be suppressed by shortening the flow path in the fluid mixing device, and the number of parts can be reduced, so that the fluid mixing device can be assembled. Can be easily.

次に、図21に基づいて本発明の第九の実施例の流体混合装置について説明する。なお、本実施例では図21で示した第二供給ライン側の縦断面図のみで説明する。   Next, a fluid mixing apparatus according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, only the longitudinal sectional view on the second supply line side shown in FIG. 21 will be described.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一、第二供給ライン18fの開閉弁23f、流量計測器24f、流体制御弁25fおよび絞り弁26fが一つのケーシング41内に収納配設されている。各構成は以下の通りである。   In the fluid mixing device of the present embodiment, in the third embodiment, the opening / closing valve 23f, the flow rate measuring device 24f, the fluid control valve 25f, and the throttle valve 26f of the first and second supply lines 18f are accommodated in one casing 41. It is arranged. Each configuration is as follows.

41はPVDF製のケーシングである。ケーシング41内には、ケーシング41の底面に開閉弁23f、流量計測器24f、流体制御弁25f、絞り弁26fがこの順でボルト、ナット(図示せず)にて固定されている。また、絞り弁26fのハンドル42はケーシング41から突出して設けられている。本実施例の各弁および流量計測器の接続構造は実施例7と同様であり、各供給ラインの弁および流量計測器の構成と作動は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   Reference numeral 41 denotes a PVDF casing. In the casing 41, an opening / closing valve 23f, a flow rate measuring device 24f, a fluid control valve 25f, and a throttle valve 26f are fixed to the bottom surface of the casing 41 in this order by bolts and nuts (not shown). The handle 42 of the throttle valve 26f is provided so as to protrude from the casing 41. The connection structure of each valve and the flow rate measuring instrument of this embodiment is the same as that of the seventh embodiment, and the configuration and operation of each supply line valve and the flow rate measuring instrument are the same as those of the third embodiment, so that the description is omitted.

これにより、流体混合装置が一つのケーシング41内に設置されて流体混合装置が一つのモジュールとなるため、設置が容易になり、設置作業の作業時間が短縮でき、各部品がケーシングによって保護されると共に、流体混合装置をブラックボックス化することで安易に流体混合装置を分解させることを防ぎ、不慣れな利用者が流体混合装置を分解することにより不具合が生じることを防止することができる。   Thereby, since the fluid mixing apparatus is installed in one casing 41 and the fluid mixing apparatus becomes one module, the installation becomes easy, the working time of the installation work can be shortened, and each component is protected by the casing. In addition, it is possible to prevent the fluid mixing device from being easily disassembled by making the fluid mixing device into a black box, and it is possible to prevent troubles caused by disassembling the fluid mixing device by an unfamiliar user.

次に、図22、図23に基づいて本発明の第十の実施例について説明する。ここでは第一の実施例の流体制御弁4、6が、他の流体制御弁である本実施例の流体制御弁4aである場合を説明する。   Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the case where the fluid control valves 4 and 6 of the first embodiment are the fluid control valves 4a of this embodiment, which are other fluid control valves, will be described.

4aは流体制御弁である。流体制御弁4aは本体部121、弁部材136、第一ダイヤフラム部137、第二ダイヤフラム部138、第三ダイヤフラム部139、第四ダイヤフラム部140で形成される。   4a is a fluid control valve. The fluid control valve 4 a is formed by a main body 121, a valve member 136, a first diaphragm portion 137, a second diaphragm portion 138, a third diaphragm portion 139, and a fourth diaphragm portion 140.

本体部121は、内部に後記第一加圧室128、第二弁室129、第一弁室130及び第二加圧室131に区切られるチャンバ127と、流体が外部からチャンバ127へ流入するための入口流路145及びチャンバ127から流出するための出口流路152とを有し、上から本体D125、本体C124、本体B123、本体A122、本体E126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 121 has a chamber 127 that is divided into a first pressurizing chamber 128, a second valve chamber 129, a first valve chamber 130, and a second pressurizing chamber 131, and fluid flows into the chamber 127 from the outside. The inlet channel 145 and the outlet channel 152 for flowing out from the chamber 127 are divided into a main body D125, a main body C124, a main body B123, a main body A122, and a main body E126 from above, and these are assembled together. It is configured.

122は本体部121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141が設けられ、段差部141の中央には段差部141より小径で、下部第一弁室134となる開孔部142が、また、開孔部142の下には開孔部142の径より大径の平面円形状の下部段差部143が連続して設けられている。本体A122の上面部、すなわち段差部141の周縁部には環状凹溝144が設けられ、また、側面から本体A122の開孔部142に連通する入口流路145が設けられている。   Reference numeral 122 denotes a PTFE main body A located inside the main body 121, and a flat circular stepped portion 141 is provided in the upper portion, and the lower first valve chamber has a smaller diameter than the stepped portion 141 at the center of the stepped portion 141. An opening 142 serving as a hole 134 is provided, and a lower planar step 143 having a planar circular shape having a diameter larger than the diameter of the opening 142 is continuously provided below the opening 142. An annular groove 144 is provided on the upper surface of the main body A122, that is, the peripheral edge of the stepped portion 141, and an inlet channel 145 that communicates with the opening 142 of the main body A122 from the side surface.

123は本体A122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146が設けられ、段差部146の中央には段差部146より小径の上部第二弁室133となる開孔部147が設けられている。また、開孔部147の下には開孔部147の径より小径の開口部148と、本体A122の段差部141と同じ径の平面円形状の下部段差部149が連続して設けられている。開口部148の下端周囲は弁座150となっている。本体B123の下面部すなわち下部段差部149の周縁部には本体A122の環状凹溝144と相対する位置に環状凹溝151が設けられ、また、本体A122の入口流路145と反対側に位置する本体B123の側面から開孔部147に連通する出口流路152が設けられている。   123 is a PTFE main body B which is engaged and fixed to the upper surface of the main body A122. A flat circular stepped portion 146 is provided on the upper portion, and an upper second portion having a smaller diameter than the stepped portion 146 is provided at the center of the stepped portion 146. An opening 147 serving as the valve chamber 133 is provided. Further, an opening 148 having a diameter smaller than the diameter of the opening 147 and a planar circular lower step 149 having the same diameter as the step 141 of the main body A 122 are provided continuously below the opening 147. . A valve seat 150 is provided around the lower end of the opening 148. An annular groove 151 is provided at a position opposite to the annular groove 144 of the main body A122 on the lower surface of the main body B123, that is, the peripheral edge of the lower step 149, and is located on the opposite side of the main body A122 from the inlet channel 145. An outlet channel 152 communicating with the opening 147 from the side surface of the main body B123 is provided.

124は本体B123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C124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153と、ダイヤフラム室153と外部とを連通する呼吸孔154、及び下端面に本体B123の段差部146に嵌合される環状突部155がダイヤフラム室153を中心として設けられている。   A PTFE main body C is fitted and fixed to the upper portion of the main body B123. A flat circular diaphragm chamber 153 that penetrates the upper and lower end surfaces of the main body C124 in the center and expands in diameter at the upper portion, and the diaphragm chamber 153 and the outside And an annular protrusion 155 fitted to the stepped portion 146 of the main body B123 at the lower end surface thereof is provided around the diaphragm chamber 153.

125は本体C124の上部に位置するPTFE製の本体Dであり、下部に気室156と、中央に上面を貫通して設けられ、外部から気室156へと圧縮空気を導入するための給気孔157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180が設けられている。なお、排出孔180は圧縮空気の供給において必要ない場合は設けなくてもかまわない。   Reference numeral 125 denotes a PTFE main body D located at the upper part of the main body C124. The lower part is an air chamber 156 provided in the lower part and the upper surface is penetrated through the upper surface, and an air supply hole for introducing compressed air into the air chamber 156 from the outside. 157 is provided. In addition, a minute discharge hole 180 provided through the side surface is provided. The discharge hole 180 may not be provided if it is not necessary for supplying compressed air.

126は本体A122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131となる開孔部158が設けられ、開孔部158上面の周囲には、本体A122の下部段差部143に嵌合固定される環状突部159が設けられている。また、本体E126の側面には、そこから開孔部158に連通する小径の呼吸孔160が設けられている。   126 is a PVDF main body E that is fitted and fixed to the bottom of the main body A122. The central portion is provided with an opening portion 158 that opens to the upper surface and serves as the second pressurizing chamber 131, and the upper surface of the opening portion 158. Is provided with an annular protrusion 159 fitted and fixed to the lower step 143 of the main body A122. Further, a small-diameter breathing hole 160 that communicates with the opening 158 from the side surface of the main body E126 is provided.

以上説明した本体部121を構成する5つの本体A122、本体B123、本体C124、本体D125、本体E126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 A122, main body B123, main body C124, main body D125, and main body E126 constituting the main body 121 described above are clamped and fixed by bolts and nuts (not shown).

136はPTFE製の弁部材であり、中央に鍔状に設けられた肉厚部161と肉厚部161を貫通して設けられた連通孔162、肉厚部161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163及び薄膜部163の外周縁部に上下に突出して設けられた環状リブ部164を有する第一ダイヤフラム部137と、第一ダイヤフラム部137の上部中央に設けられ逆すり鉢状の弁体165と、弁体165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166び肉厚部161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167有し、かつ、一体的に形成されている。第一ダイヤフラム部137の外周縁部に設けられた環状リブ部164は本体A122と本体B123に設けられた両環状凹溝144、151に嵌合され、本体A122と本体B123に挟持固定されている。また、弁体165の傾斜面と本体B123の開口部148の下端面周縁部との間に形成される空間は流体制御部168になっている。   Reference numeral 136 denotes a PTFE valve member, which extends in the radial direction from the thick part 161 provided in the shape of a bowl at the center, the communication hole 162 provided through the thick part 161, and the outer peripheral surface of the thick part 161. A first thin film portion 137 having a circular thin film portion 163 that is provided and an annular rib portion 164 that protrudes vertically from the outer peripheral edge of the thin film portion 163, and an upper central portion of the first diaphragm portion 137. An inverted mortar-shaped valve body 165 and an upper rod 166 provided to protrude upward from the upper portion of the valve body 165 and having an upper end formed substantially hemispherical and protruded downward from the central portion of the lower end surface of the thick portion 161. The lower rod 167 is provided and the lower end portion is formed in a substantially hemispherical shape, and is integrally formed. An annular rib portion 164 provided at the outer peripheral edge of the first diaphragm portion 137 is fitted into both annular concave grooves 144 and 151 provided in the main body A 122 and the main body B 123, and is sandwiched and fixed between the main body A 122 and the main body B 123. . A space formed between the inclined surface of the valve body 165 and the peripheral edge of the lower end surface of the opening 148 of the main body B123 is a fluid control unit 168.

138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169と肉厚部169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170、及び薄膜部170の外周縁部に設けられた環状シール部171を有し、かつ一体的に形成されている。また、薄膜部170の周縁部の環状シール部171は本体B123の上部の段差部146と、本体C124の環状突部155とに挟持固定されている。なお、第二ダイヤフラム部138の受圧面積は、第一ダイヤフラム部137のそれよりも小さく設ける必要がある。   Reference numeral 138 denotes a PTFE second diaphragm portion, which is a cylindrical thick portion 169 at the center, a circular thin film portion 170 provided in a radial direction from the lower end surface of the thick portion 169, and the thin film portion 170. It has the annular seal part 171 provided in the outer peripheral edge part, and is formed integrally. Further, the annular seal portion 171 at the peripheral edge of the thin film portion 170 is sandwiched and fixed between the stepped portion 146 at the upper portion of the main body B123 and the annular protrusion 155 of the main body C124. The pressure receiving area of the second diaphragm portion 138 needs to be provided smaller than that of the first diaphragm portion 137.

139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138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172の上端面は弁部材136の下部ロッド167と接触しており、また、薄膜部173の周縁部の環状シール部174は本体A122の下部段差部143と本体E126の環状突部159とに挟持固定されている。なお、第三ダイヤフラム部139の受圧面積も上記と同様に第一ダイヤフラム部137のそれよりも小さく設ける必要がある。   Reference numeral 139 denotes a third diaphragm portion made of PTFE, which has the same shape as the second diaphragm portion 138, and is arranged upside down. The upper end surface of the thick part 172 is in contact with the lower rod 167 of the valve member 136, and the annular seal part 174 at the peripheral part of the thin film part 173 is the lower step part 143 of the main body A122 and the annular protrusion 159 of the main body E126. It is clamped and fixed. In addition, it is necessary to provide the pressure receiving area of the third diaphragm part 139 smaller than that of the first diaphragm part 137 as described above.

140は第四ダイヤフラム部であり、周縁部に外径が本体C124のダイヤフラム室153と略同径の円筒形リブ175と、中央に円柱部176、及び円筒形リブ175の下端面内周と円柱部176の上端面外周とをつないで設けられた膜部177を有する。円筒形リブ175は本体C124のダイヤフラム室153に嵌合固定されるとともに、本体B123と本体C124の間で挟持固定され、円柱部176はダイヤフラム室153の中で上下動自在となっている。また、円柱部176の下部は、第二ダイヤフラム部138の肉厚部169が嵌合されている。   Reference numeral 140 denotes a fourth diaphragm portion, which has a cylindrical rib 175 having an outer diameter substantially the same as that of the diaphragm chamber 153 of the main body C124 at the peripheral portion, a column portion 176 at the center, and an inner periphery of the lower end surface of the cylindrical rib 175 and a column. The film portion 177 is provided so as to be connected to the outer periphery of the upper end surface of the portion 176. The cylindrical rib 175 is fitted and fixed to the diaphragm chamber 153 of the main body C124, and is clamped and fixed between the main body B123 and the main body C124, and the columnar portion 176 is movable up and down in the diaphragm chamber 153. Further, the thick part 169 of the second diaphragm part 138 is fitted to the lower part of the cylindrical part 176.

178および179は本体E126の開孔部158に配置されたPVDF製のバネ受けとSUS製のバネである。両者は第三ダイヤフラム部139を内向き(図では上向き)に加圧している。   Reference numerals 178 and 179 denote a PVDF spring receiver and a SUS spring disposed in the opening 158 of the main body E126. Both pressurize the third diaphragm part 139 inward (in the figure, upward).

以上説明した各構成により本体部121の内部に形成されたチャンバ127は上から、第四ダイヤフラム部140及び本体D125気室156から形成された第一加圧室128、第一ダイヤフラム部137と本体B123の下部段差部149との間に形成された下部第二弁室132と第二ダイヤフラム部138と本体B123の開孔部147とから形成された上部第二弁室133の両者からなる第二弁室129、第三ダイヤフラム部139と本体A122の開孔部142とで形成された下部第一弁室134と第一ダイヤフラム部137と本体A122の段差部141とで形成された上部第一弁室135からなる第一弁室130、及び第三ダイヤフラム部139と本体E126の開孔部158とで形成された第二加圧室131に区分されていることがわかる。   From the top, the chamber 127 formed in the main body 121 by the above-described configuration is arranged from the top to the first pressurizing chamber 128, the first diaphragm portion 137 and the main body formed from the fourth diaphragm portion 140 and the main body D125 air chamber 156. A second second valve chamber 132 formed between the lower second valve chamber 132 formed between the lower step portion 149 of B123, the second diaphragm portion 138, and the opening portion 147 of the main body B123. Upper first valve formed by the lower first valve chamber 134 formed by the valve chamber 129, the third diaphragm portion 139, and the opening 142 of the main body A122, the first diaphragm portion 137, and the step portion 141 of the main body A122. A first valve chamber 130 including a chamber 135, and a second pressurizing chamber 131 formed by a third diaphragm portion 139 and an opening portion 158 of the main body E126. Togawakaru.

次に、本発明の第十の実施例の作動について説明する。   Next, the operation of the tenth embodiment of the present invention will be described.

ここで、電空変換器(図示せず)から供給される操作圧に対する流体制御弁4aの作動について説明する。流体制御弁4aの本体A122の入口流路145より第一弁室130に流入した流体は、弁部材136の連通孔162を通ることで減圧され下部第二弁室132に流入する。さらに、流体は、下部第二弁室132から流体制御部168を通り上部第二弁室133に流入する際に流体制御部168での圧力損失により再度減圧され出口流路152から流出する。ここで、連通孔162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162前後の圧力差によって決まっている。   Here, the action | operation of the fluid control valve 4a with respect to the operation pressure supplied from an electropneumatic converter (not shown) is demonstrated. The fluid that has flowed into the first valve chamber 130 from the inlet channel 145 of the main body A122 of the fluid control valve 4a is reduced in pressure through the communication hole 162 of the valve member 136 and flows into the lower second valve chamber 132. Furthermore, when the fluid flows from the lower second valve chamber 132 through the fluid control unit 168 and into the upper second valve chamber 133, the fluid is decompressed again by the pressure loss in the fluid control unit 168 and flows out from the outlet channel 152. Here, since the diameter of the communication hole 162 is sufficiently small, the flow rate flowing through the valve is determined by the pressure difference before and after the communication hole 162.

このとき、各ダイヤフラム部137、138、139が流体から受ける力を見ると、第一ダイヤフラム部137は第一弁室130と下部第二弁室132内の流体圧力差により上方向の、第二ダイヤフラム部138は上部第二弁室133の流体圧力により上方向の、第三ダイヤフラム部139は第一弁室130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137の受圧面積は、第二ダイヤフラム部138及び第三ダイヤフラム部139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138、139に働く力は、第一ダイヤフラム部137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136が、流体から受ける力は、第一弁室130と下部第二弁室132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 137, 138, 139 receives from the fluid is observed, the first diaphragm portion 137 is moved upwardly by the fluid pressure difference between the first valve chamber 130 and the lower second valve chamber 132. Diaphragm portion 138 receives an upward force due to fluid pressure in upper second valve chamber 133, and third diaphragm portion 139 receives a downward force due to fluid pressure in first valve chamber 130. Here, since the pressure receiving area of the first diaphragm portion 137 is sufficiently larger than the pressure receiving areas of the second diaphragm portion 138 and the third diaphragm portion 139, the force acting on the second and third diaphragm portions 138, 139 is The force acting on the first diaphragm portion 137 can be almost ignored. Therefore, the force that the valve member 136 receives from the fluid is an upward force due to a fluid pressure difference in the first valve chamber 130 and the lower second valve chamber 132.

また、弁部材136は、第一加圧室128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131の加圧手段により上方へ付勢されている。第一加圧室128の加圧手段の力を第二加圧室131の加圧手段の力より大きく調整しておけば、弁部材136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128の加圧手段とは、電空変換器から供給される操作圧によるものであり、第二加圧室131の加圧手段とは、バネ179の反発力によるものである。   Further, the valve member 136 is biased downward by the pressurizing means of the first pressurizing chamber 128 and simultaneously biased upward by the pressurizing means of the second pressurizing chamber 131. If the force of the pressurizing means in the first pressurizing chamber 128 is adjusted to be larger than the force of the pressurizing means in the second pressurizing chamber 131, the resultant force that the valve member 136 receives from each pressurizing means is a downward force. Become. Here, the pressurizing means of the first pressurizing chamber 128 is based on the operating pressure supplied from the electropneumatic converter, and the pressurizing means of the second pressurizing chamber 131 is based on the repulsive force of the spring 179. It is.

したがって、弁部材136は、各加圧手段による下方向の合力と、第一弁室130と下部第二弁室132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132の圧力が流体制御部168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130と下部第二弁室132内の流体圧力差は一定となり、連通孔162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。   Therefore, the valve member 136 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 130 and the lower second valve chamber 132 are balanced. That is, the pressure in the lower second valve chamber 132 is independently adjusted by the opening area of the fluid control unit 168 so that the resultant force by each pressurizing means and the force by the fluid pressure difference are balanced. Therefore, the fluid pressure difference in the first valve chamber 130 and the lower second valve chamber 132 is constant, and the differential pressure before and after the communication hole 162 is kept constant, so that the flow rate through the valve is always kept constant. It is.

ここで、流体制御弁4aは、弁部材136に働く各加圧手段の合力と、第一弁室130と下部第二弁室132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136に働く各加圧手段の合力を調整変更すれば、第一弁室130と下部第二弁室132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、すなわち電空変換器から供給される操作圧力を調整することにより、連通孔162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 fluid control valve 4a operates by balancing the resultant force of each pressurizing means acting on the valve member 136 and the force due to the pressure difference between the first valve chamber 130 and the lower second valve chamber 132. If the resultant force of each pressurizing means acting on 136 is adjusted and changed, the fluid pressure difference between the first valve chamber 130 and the lower second valve chamber 132 becomes a value corresponding thereto. That is, by adjusting the downward force by the pressurizing means of the first pressurizing chamber, that is, the operation pressure supplied from the electropneumatic converter, the differential pressure around the communication hole 162 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128の加圧手段による力を第二加圧室131の加圧手段による力より小さく調整すれば、弁部材136に働く合力は上方向のみとなり、弁部材136の弁体165を本体B123の開口部148の弁座150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、電空変換器を調整して操作圧をかけなければ流体制御弁4aは閉塞状態となる。   Further, if the force by the pressurizing means of the first pressurizing chamber 128 is adjusted to be smaller than the force by the pressurizing means of the second pressurizing chamber 131, the resultant force acting on the valve member 136 is only upward, and the valve of the valve member 136 The body 165 is pressed against the valve seat 150 of the opening 148 of the main body B123, and the fluid can be shut off. That is, if the electropneumatic converter is not adjusted to apply the operating pressure, the fluid control valve 4a is closed.

これにより、流体制御弁4aを用いることで流体混合装置の供給ラインを流れる流体は設定流量で一定になるように制御されされる。さらに、供給ライン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流体制御弁4a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、流体制御弁4aは背圧変動の影響を受けない構成であるため、背圧が変動するような用途において好適に使用することができる。また、操作圧の調整により流体制御弁4aは開閉弁としても使用することができる。   Thus, the fluid flowing through the supply line of the fluid mixing device is controlled to be constant at the set flow rate by using the fluid control valve 4a. In addition, even if the upstream pressure or downstream pressure of the fluid flowing into the supply line fluctuates, the flow rate is independently maintained constant by the operation of the fluid control valve 4a, so instantaneous pressure fluctuations such as pump pulsation occur. Even so, the flow rate can be controlled stably. In addition, since the fluid control valve 4a is configured not to be affected by back pressure fluctuation, it can be suitably used in applications where the back pressure fluctuates. The fluid control valve 4a can also be used as an on-off valve by adjusting the operation pressure.

次に、図24に基づいて本発明の第十一の実施例について説明する。ここでは第一の実施例の流量計測器3、5が、他の超音波流量計である本実施例の流量計測器3aである場合を説明する。   Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the case where the flow rate measuring devices 3 and 5 of the first embodiment are the flow rate measuring device 3a of the present embodiment which is another ultrasonic flow meter will be described.

3aは流体の流量を計測する流量計測器である。流量計測器3aは、入口流路381と、入口流路381から垂設された第一立上り流路382と、第一立上り流路382に連通し入口流路381軸線に略平行に設けられた直線流路383と、直線流路383から垂設された第二立上り流路384と、第二立上り流路384に連通し入口流路381軸線に略平行に設けられた出口流路385とを有し、第一、第二立上り流路382、384の側壁の直線流路383の軸線と交わる位置に、超音波振動子386、387が互いに対向して配置されている。超音波振動子386、387はフッ素樹脂で覆われており、該振動子386、387から伸びた配線は演算部(図示せず)に繋がっており、演算部で演算した実流量値を表示部(図示せず)に表示している。なお、流量計測器3aの超音波振動子386、387以外はPFA製である。   3a is a flow rate measuring device for measuring the flow rate of the fluid. The flow rate measuring device 3a is provided substantially parallel to the axis of the inlet channel 381, the first rising channel 382 extending from the inlet channel 381, the first rising channel 382 extending from the inlet channel 381, and the first rising channel 382. A straight channel 383, a second rising channel 384 extending from the straight channel 383, and an outlet channel 385 communicating with the second rising channel 384 and provided substantially parallel to the axis of the inlet channel 381. The ultrasonic transducers 386 and 387 are arranged so as to face each other at positions intersecting with the axis of the straight flow path 383 on the side walls of the first and second rising flow paths 382 and 384. The ultrasonic vibrators 386 and 387 are covered with a fluororesin, and the wires extending from the vibrators 386 and 387 are connected to a calculation unit (not shown), and the actual flow rate value calculated by the calculation unit is displayed on the display unit. (Not shown). Note that parts other than the ultrasonic transducers 386 and 387 of the flow rate measuring device 3a are made of PFA.

次に、本発明の第十一の実施例の作動について説明する。   Next, the operation of the eleventh embodiment of the present invention will be described.

流体計測器3aに流入した流体は、直線流路383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386から下流側に位置する超音波振動子387に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子387で受信された超音波振動は電気信号に変換され、演算部(図示せず)へ出力される。超音波振動が上流側の超音波振動子386から下流側の超音波振動子387へ伝播して受信されると、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387から上流側に位置する超音波振動子386に向かって超音波振動を伝播させる。超音波振動子386で受信された超音波振動は、電気信号に変換され、演算部へ出力される。このとき、超音波振動は直線流路383内の流体の流れに逆らって伝播していくので、上流側から下流側へ超音波振動を伝播させるときに比べて流体中での超音波振動の伝播速度が遅れ、伝播時間が長くなる。出力された相互の電気信号は演算部内で伝播時間が各々計測され、伝播時間差から流量が演算される。演算部で演算された流量は電気信号に変換されて表示部(図示せず;手動式の場合)またはコントロール部(図示せず;開ループ制御式の場合)に出力されるこれにより、超音波流量計である流量計測器3aは、流体の流れ方向に対する伝播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る。   The flow rate of the fluid that has flowed into the fluid measuring instrument 3a is measured in the straight flow path 383. The ultrasonic vibration is propagated from the ultrasonic transducer 386 positioned on the upstream side to the ultrasonic transducer 387 positioned on the downstream side with respect to the fluid flow. The ultrasonic vibration received by the ultrasonic transducer 387 is converted into an electric signal and output to a calculation unit (not shown). When the ultrasonic vibration propagates from the upstream ultrasonic transducer 386 to the downstream ultrasonic transducer 387 and is received, transmission / reception is instantaneously switched in the calculation unit, and the ultrasonic transducer located on the downstream side Ultrasonic vibration is propagated from 387 toward the ultrasonic transducer 386 located on the upstream side. The ultrasonic vibration received by the ultrasonic transducer 386 is converted into an electrical signal and output to the calculation unit. At this time, since the ultrasonic vibration propagates against the flow of the fluid in the straight flow path 383, 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 electrical signals are measured for propagation time in the calculation unit, and the flow rate is calculated from the difference in propagation time. The flow rate calculated by the calculation unit is converted into an electric signal and output to a display unit (not shown; manual type) or a control unit (not shown; open loop control type). Since the flow rate measuring device 3a which is a flow meter measures the flow rate from the propagation time difference with respect to the flow direction of the fluid, the flow rate can be accurately measured even with a minute flow rate.

次に、図25に基づいて本発明の第十二の実施例について説明する。ここでは第一の実施例の流量計測器3、5が、超音波式渦流量計である本実施例の流量計測器3bである場合を説明する。   Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case where the flow rate measuring devices 3 and 5 of the first embodiment are the flow rate measuring device 3b of the present embodiment which is an ultrasonic vortex flowmeter will be described.

3bは流体の流量を計測する流量計測器である。流量計測器3bは、入口流路391と、入口流路391内に垂設されたカルマン渦を発生させる渦発生体392と、出口流路393とを備える直線流路394を有し、直線流路394の渦発生体392の下流側の側壁に、超音波振動子395、396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395、396はフッ素樹脂で覆われており、該振動子395、396から伸びた配線は演算部(図示せず)に繋がっており、演算部で演算した実流量値を表示部(図示せず)に表示している。流量計測器3bの超音波振動子395、396以外はPTFE製である。   3b is a flow rate measuring device for measuring the flow rate of the fluid. The flow rate measuring device 3b includes a linear flow path 394 including an inlet flow path 391, a vortex generator 392 that generates Karman vortex suspended in the inlet flow path 391, and an outlet flow path 393. On the downstream side wall of the vortex generator 392 in the path 394, ultrasonic transducers 395 and 396 are disposed opposite to each other at positions orthogonal to the flow path axis direction. The ultrasonic vibrators 395 and 396 are covered with a fluororesin, and the wires extending from the vibrators 395 and 396 are connected to a calculation unit (not shown), and the actual flow rate value calculated by the calculation unit is displayed on the display unit. (Not shown). Except for the ultrasonic transducers 395 and 396 of the flow rate measuring device 3b, they are made of PTFE.

次に、本発明の第十二の実施例の作動について説明する。   Next, the operation of the twelfth embodiment of the present invention will be described.

流体計測器3bに流入した流体は、直線流路394で流量が計測される。直線流路394内を流れる流体に対して超音波振動子395から超音波振動子396に向かって超音波振動を伝播させる。渦発生体392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396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395、396で送受信された超音波振動は、電気信号に変換され、演算部(図示せず)へ出力される。演算部では、送信側の超音波振動子395から出力された超音波振動と受信側の超音波振動子396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394を流れる流体の流量が演算される。演算部で演算された流量は電気信号に変換されて表示部(図示せず;手動式の場合)またはコントロール部(図示せず;開ループ制御式の場合)に出力される。これにより、超音波式渦流量計は、流量が大きいほどカルマン渦は多く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。     The flow rate of the fluid flowing into the fluid measuring instrument 3b is measured by the straight flow path 394. The ultrasonic vibration is propagated from the ultrasonic vibrator 395 toward the ultrasonic vibrator 396 with respect to the fluid flowing in the straight flow path 394. Karman vortices generated downstream of the vortex generator 392 are 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 vibrator 396 varies due to the Karman vortex. The ultrasonic vibrations transmitted and received by the ultrasonic vibrators 395 and 396 are converted into electric signals and output to a calculation unit (not shown). Based on the Karman vortex frequency obtained from the phase difference between the ultrasonic vibration output from the transmission-side ultrasonic transducer 395 and the ultrasonic vibration output from the reception-side ultrasonic transducer 396, the calculation unit The flow rate of the fluid flowing through the straight flow path 394 is calculated. The flow rate calculated by the calculation unit is converted into an electric signal and output to a display unit (not shown; manual type) or a control unit (not shown; open loop control type). As a result, the ultrasonic vortex flowmeter produces more Karman vortices as the flow rate increases, and therefore can accurately measure the flow rate even at a large flow rate, and exhibits an excellent effect in controlling a large flow rate fluid.

実施例十一、実施例十二の作動により、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。   With the operation of Example 11 and Example 12, the ultrasonic vortex flowmeter can measure the flow rate accurately even at a large flow rate because the Karman vortex is generated as the flow rate is larger, and it has an excellent effect on the fluid control of a large flow rate. Demonstrate.

次に、3つの供給ラインを有する本発明の第十三の実施例について説明する。   Next, a thirteenth embodiment of the present invention having three supply lines will be described.

本実施例の流体混合装置は、第三の実施例において、第一、第二供給ラインと同様の構成の第三供給ラインを設け、各々の供給ラインの最下流側に、該供給ラインの合流部を有する構成である(図示せず)。各供給ラインの構成は第三の実施例と同様なので説明を省略する。   In the third embodiment, the fluid mixing apparatus of the present embodiment is provided with a third supply line having the same configuration as the first and second supply lines, and the supply lines merge at the most downstream side of each supply line. It is the structure which has a part (not shown). Since the configuration of each supply line is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.

次に、本発明の第十三の実施例の作動について説明する。   Next, the operation of the thirteenth embodiment of the present invention will be described.

ここでは第一供給ラインに純水を流入させ、第二供給ラインに過酸化水素水を流入させ、第三供給ラインにアンモニア水を流入させ、純水:過酸化水素水:アンモニア水=50:2:1になるように混合する。第一供給ラインに流入した純水は第一供給ラインで流量が制御され、第二供給ラインに流入した過酸化水素水は第二供給ラインで流量が制御され、第三供給ラインに流入したアンモニア水は第三供給ラインで流量が制御され、合流部で合流して設定された比率(第一供給ラインと第二供給ラインと第三供給ラインの流量の比率が50:2:1)で混合され、設定された流量で混合流体(アンモニア過水)が流出される。   Here, pure water is introduced into the first supply line, hydrogen peroxide solution is introduced into the second supply line, ammonia water is introduced into the third supply line, and pure water: hydrogen peroxide solution: ammonia solution = 50: Mix to 2: 1. The flow rate of pure water flowing into the first supply line is controlled by the first supply line, and the flow rate of hydrogen peroxide water flowing into the second supply line is controlled by the second supply line, and ammonia flowing into the third supply line The flow rate of water is controlled by the third supply line and mixed at the ratio set by merging at the junction (the ratio of the flow rate of the first supply line, the second supply line, and the third supply line is 50: 2: 1). Then, the mixed fluid (ammonia hydrogen peroxide) flows out at a set flow rate.

同様に、本実施例において第三供給ラインにアンモニア水ではなく塩酸を流入させ、純水:過酸化水素水:塩酸=20:1:1になるように混合する場合についても、設定された比率で混合され、設定された流量で混合流体(塩酸過水)が流出される。   Similarly, in the present embodiment, the ratio is also set in the case where hydrochloric acid is introduced into the third supply line instead of ammonia water and mixing is performed so that pure water: hydrogen peroxide solution: hydrochloric acid = 20: 1: 1. And the mixed fluid (hydrochloric acid overwater) flows out at a set flow rate.

流出された各々の混合流体(アンモニア過水、塩酸過水)は、基板の洗浄装置の処理工程で使用される。洗浄装置内では、まず基板をアンモニア過水により異物除去の処理を行なった後、純水でリンスし、次に基板を塩酸過水により金属除去の処理を行なった後、純水でリンスし、基板を希フッ酸(実施例1記載の混合流体)により酸化膜除去の処理を行なった後、純水でリンスし、最後に基板が乾燥されるという工程が行われる。このとき、本発明の流体混合装置で混合した混合流体を各々の工程の薬液として洗浄槽内に導入することで、薬液を常に一定の混合比率で供給することができ、基板の洗浄処理が安定して行なわれる。   Each of the mixed fluids (ammonia overwater, hydrochloric acid overwater) that has flowed out is used in the processing step of the substrate cleaning apparatus. In the cleaning apparatus, first, the substrate is treated for removing foreign substances with ammonia overwater, then rinsed with pure water, and then the substrate is treated for removal of metal with hydrochloric acid overwater, followed by rinsing with pure water, After the substrate is treated for removing the oxide film with dilute hydrofluoric acid (mixed fluid described in Example 1), the substrate is rinsed with pure water and finally the substrate is dried. At this time, by introducing the mixed fluid mixed by the fluid mixing apparatus of the present invention into the cleaning tank as a chemical solution in each step, the chemical solution can be always supplied at a constant mixing ratio, and the substrate cleaning process is stable. It is done.

次に、3つの供給ラインを有する本発明の第十四の実施例について説明する。   Next, a fourteenth embodiment of the present invention having three supply lines will be described.

本実施例の流体混合装置は、第十三の実施例と同様なので説明を省略する。次に、本発明の第十四の実施例の作動について説明する。   Since the fluid mixing apparatus of this embodiment is the same as that of the thirteenth embodiment, the description thereof is omitted. Next, the operation of the fourteenth embodiment of the present invention will be described.

ここでは第一供給ラインに純水を流入させ、第二供給ラインにフッ化アンモニウムを流入させ、第三供給ラインにフッ化水素酸を流入させ、純水:フッ化アンモニウム:フッ化水素酸=50:2:1になるように混合する。第一供給ラインに流入した純水は第一供給ラインで流量が制御され、第二供給ラインに流入したフッ化アンモニウムは第二供給ラインで流量が制御され、第三供給ラインに流入したフッ化水素酸は第三供給ラインで流量が制御され、合流部で合流して設定された比率(第一供給ラインと第二供給ラインと第三供給ラインの流量の比率が50:2:1)で混合され、設定された流量で流出される。流出された混合流体は基板のエッチング装置の処理工程で使用され、エッチング装置内で混合流体により基板の酸化膜エッチングが行なわれる。   Here, pure water is introduced into the first supply line, ammonium fluoride is introduced into the second supply line, hydrofluoric acid is introduced into the third supply line, and pure water: ammonium fluoride: hydrofluoric acid = Mix to 50: 2: 1. The flow rate of pure water that flows into the first supply line is controlled by the first supply line, and the flow rate of ammonium fluoride that flows into the second supply line is controlled by the second supply line, and the fluoride water that flows into the third supply line. The flow rate of hydrogen acid is controlled by the third supply line, and the ratio is set by merging at the junction (the ratio of the flow rates of the first supply line, the second supply line, and the third supply line is 50: 2: 1). Mixed and discharged at a set flow rate. The mixed fluid that has flowed out is used in a processing step of the substrate etching apparatus, and the oxide film is etched on the substrate by the mixed fluid in the etching apparatus.

本発明の第一、第四、第五、第六、第十三、第十四の実施例の比率で各々の流体を混合した混合流体は、半導体製造工程の前工程における基板の表面処理などを行なう際の薬液として好適に使用され、各々の流体とその混合比率は本発明の範囲内であれば半導体製造工程の前工程における各種処理に適した混合流体を得ることができる。   The mixed fluid obtained by mixing the fluids in the ratios of the first, fourth, fifth, sixth, thirteenth, and fourteenth embodiments of the present invention is the surface treatment of the substrate in the previous process of the semiconductor manufacturing process, etc. As long as each of the fluids and their mixing ratio are within the scope of the present invention, mixed fluids suitable for various processes in the pre-process of the semiconductor manufacturing process can be obtained.

本発明において流体制御弁4、6は、制御用流体の操作圧により圧力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、図3に示すような流体の圧力制御を行なう本発明の流体制御弁4、6や、図22に示すような流体の流量制御を行なう本発明の流体制御弁4aの構成を有しているものが好ましい。なお、制御用流体とは、例えば作動空気、作動油等を言う。これは安定した流体制御を行なうことができ、脈動した流体が流れたとしても流体制御弁4、6、4aによって圧力または流量を一定圧に安定させることができ、流体制御弁4、6、4aのみで流路の遮断を行うことができ、コンパクトな構成であり流体混合装置を小さく設けることができるため好適である。   In the present invention, the fluid control valves 4 and 6 are not particularly limited as long as the pressure can be controlled by the operation pressure of the control fluid. However, the fluid control valves 4 and 6 of the present invention perform the fluid pressure control as shown in FIG. What has the structure of the fluid control valves 4 and 6 and the fluid control valve 4a of the present invention for controlling the flow rate of the fluid as shown in FIG. 22 is preferable. The control fluid refers to, for example, working air or working oil. This enables stable fluid control, and even if a pulsating fluid flows, the fluid control valves 4, 6, 4a can stabilize the pressure or flow rate to a constant pressure, and the fluid control valves 4, 6, 4a. This is preferable because the flow path can be blocked only with a simple structure and a small fluid mixing device can be provided.

また、本発明の流体制御弁の作動用流体を供給する部分にバネを設けても良く、例えば、図3の流体制御弁4、6ではボンネット202底面とピストン204上端面、またはバネ受け203下端面と第一ダイヤフラム227の上面にバネ(図示せず)が挟持支承された構成であり、図22の流体制御弁4aでは、第一加圧室128の上面と第四ダイヤフラム部140の上面にバネ(図示せず)が挟持支承された構成が挙げられる。これは、供給ラインの流体圧力または流量を常に一定に制御できれば良いような用途において、本実施例の流体制御弁4、6、4aに供給される作動用流体の操作圧に応じて流体圧力または流量を一定に制御する作動を、作動用流体を供給する代わりにバネの弾性による圧力を加えることで、作動用流体を供給しなくても同様に流体圧力または流量を制御できる。これは作動用流体の操作圧を供給するための設備を設ける必要がなく、流体混合装置のランニングコストを低減することができるので好適である。   Further, a spring may be provided in a portion for supplying the working fluid of the fluid control valve of the present invention. For example, in the fluid control valves 4 and 6 in FIG. 3, the bottom surface of the bonnet 202 and the upper end surface of the piston 204 or the bottom of the spring receiver 203. A spring (not shown) is sandwiched and supported between the end surface and the upper surface of the first diaphragm 227. In the fluid control valve 4a of FIG. 22, the upper surface of the first pressurizing chamber 128 and the upper surface of the fourth diaphragm portion 140 are provided. A configuration in which a spring (not shown) is clamped and supported may be mentioned. In an application where the fluid pressure or flow rate of the supply line can be always controlled to be constant, the fluid pressure or the fluid pressure depends on the operating pressure of the working fluid supplied to the fluid control valves 4, 6, 4a of the present embodiment. In the operation of controlling the flow rate to be constant, by applying pressure by the elasticity of the spring instead of supplying the working fluid, the fluid pressure or the flow rate can be controlled similarly without supplying the working fluid. This is preferable because it is not necessary to provide equipment for supplying the operating pressure of the working fluid, and the running cost of the fluid mixing device can be reduced.

また、本発明は図4に示すように、流体混合装置の各供給ライン8、9に開閉弁10、13を設けても良い。これは、開閉弁10、13を設けることにより、開閉弁10、13を遮断することで流体混合装置のメンテナンス等(修理、部品交換)を容易に行なうことができるため好適である。また、流体混合装置に開閉弁10、13を備えておけば、流路を遮断してメンテナンス等のために流体混合装置を分解したときに、流路内に残った流体が分解した部分から漏れ出ることを最小限に抑えることができる、さらに流路内で何らかのトラブルが発生した際に、開閉弁10、13で流体の緊急遮断を行なうことができるので好適である。   In the present invention, as shown in FIG. 4, on-off valves 10 and 13 may be provided in the supply lines 8 and 9 of the fluid mixing device. This is preferable because the on-off valves 10 and 13 are provided so that the on-off valves 10 and 13 can be shut off to easily perform maintenance and the like (repair and replacement of parts) of the fluid mixing device. Further, if the fluid mixing device is provided with the on-off valves 10 and 13, when the fluid mixing device is disassembled for maintenance or the like by shutting off the flow channel, the fluid remaining in the flow channel leaks from the decomposed portion. It is preferable that the on / off valves 10 and 13 can perform an emergency shutoff of fluid when any trouble occurs in the flow path.

また、開閉弁10、13は流体の流れを開放又は遮断する機能を有していれば、その構成は特に限定されるものでなく、手動によるものでも良く、エア駆動、電気駆動、磁気駆動などの自動によるものであっても良い。自動の場合、動力源を流体制御弁4、6と共有しても良く、独立して駆動させても良い。独立して駆動させる場合、流体混合装置にトラブルが発生した際に、開閉弁10、13で流路を緊急遮断させる場合に流体混合装置のトラブルに影響せずに駆動を行うことができるため好適である。   Further, the configuration of the on-off valves 10 and 13 is not particularly limited as long as it has a function of opening or shutting off the flow of fluid, and may be manually operated, such as air drive, electric drive, magnetic drive, etc. It may be automatic. In the case of automatic, the power source may be shared with the fluid control valves 4 and 6, or may be driven independently. In the case of independent driving, when trouble occurs in the fluid mixing device, it is preferable that the on-off valves 10 and 13 can be driven without affecting the trouble of the fluid mixing device when the flow path is urgently shut off. It is.

また、開閉弁10、13の設置位置は、メンテナンス等を行うためには他の弁および流量計測器より上流側に設置することが望ましい。また、開閉弁10、13は、各供給ライン8、9のうち任意のラインにのみ設けても良く、全てのラインに設けても良い。   Moreover, it is desirable to install the on-off valves 10 and 13 upstream from other valves and flow rate measuring devices in order to perform maintenance or the like. Further, the on-off valves 10 and 13 may be provided only on arbitrary lines of the supply lines 8 and 9 or on all lines.

本発明の絞り弁22、26は、開口面積が調節可能であり流路を絞って流量を安定させる構成であれば特に限定されるものではないが、図7に示すような本発明の絞り弁22、26の構成を有しているものが好ましい。これは幅広い流量範囲で流量調節を行なうことができ、絞り弁22、26の微小な開度を容易に且つ精密に調節できるので開度の微調節を短時間で行なうことができると共に、高さ方向の場所を取らずにコンパクトな構造であり流体混合装置を小さく設けることができるため好適である。   The throttle valves 22 and 26 of the present invention are not particularly limited as long as the opening area can be adjusted and the flow path is narrowed to stabilize the flow rate, but the throttle valves of the present invention as shown in FIG. What has the structure of 22 and 26 is preferable. This is because the flow rate can be adjusted in a wide range of flow rates, and the minute opening of the throttle valves 22 and 26 can be adjusted easily and precisely, so that the opening can be finely adjusted in a short time and the height can be adjusted. This is preferable because it has a compact structure without taking a place in the direction, and a small fluid mixing device can be provided.

また、図7において絞り弁22、26の第一ステム277の外周面に設けられた雄ネジ部279と下部内周面に設けられた雌ネジ部278のピッチ差は、雄ネジ部279のピッチの6分の1になるように形成されているが、ピッチ差は、雄ネジピッチの20分の1から5分の1の範囲に設けるのが望ましい。弁体は全閉から全開までに一定範囲のリフト量を得るので、ハンドル281のストロークが大きくなり過ぎて弁高が大きくならないようするためにピッチ差を雄ネジピッチの20分の1より大きくすると良く、弁を細かいオーダーで精度の良い調節を行うためにピッチ差を雄ネジピッチの5分の1より小さくすると良い。   In FIG. 7, the pitch difference between the male screw portion 279 provided on the outer peripheral surface of the first stem 277 of the throttle valves 22 and 26 and the female screw portion 278 provided on the lower inner peripheral surface is the pitch of the male screw portion 279. However, it is desirable to provide the pitch difference in the range of 1/20 to 1/5 of the male screw pitch. Since the valve body obtains a lift amount within a certain range from fully closed to fully open, the pitch difference should be larger than 1/20 of the male thread pitch in order to prevent the stroke of the handle 281 from becoming too large and the valve height to increase. The pitch difference is preferably smaller than one fifth of the male screw pitch in order to adjust the valve with fine order and high accuracy.

また、図8において第一弁体261の直線部267の外径Dは、連通口254の内径Dに対して0.97Dで設定されているが、直線部267の外径Dは連通口254の内径Dに対して0.95D≦D≦0.995Dの範囲内であることが望ましい。第一弁体261と連通口254とを摺接させないためにD≦0.995Dが良く、流量調節をスムースに行うために0.95D≦Dが良い。 The outer diameter D 1 of the straight portion 267 of the first valve element 261 in FIG. 8 has been set in 0.97D relative to the inner diameter D of the communication port 254, the outer diameter D 1 of the straight portion 267 communicates It is desirable that the inner diameter D of the port 254 is in the range of 0.95D ≦ D 1 ≦ 0.995D. D 1 ≦ 0.995D is good so that the first valve body 261 and the communication port 254 are not in sliding contact, and 0.95D ≦ D 1 is good so that the flow rate can be adjusted smoothly.

また、第一弁体261のテーパ部268のテーパ角度は軸線に対して15°で設定されているが、12°〜28°の範囲内であることが望ましい。弁を大きくさせずに広い流量範囲を調節ずるために12°以上が良く、開度に対して流量を急激に変化させないために28°以下が良い。また、第二弁体262の円環状凸条の径Dは、連通口254の内径Dに対して1.5Dで設定されているが、第二弁体262の円環状凸条の径Dは、連通口254の内径Dに対して1.1D≦D≦2Dの範囲内であることが望ましい。第一弁体261と第二弁体262の間には環状溝部265を確実に設け環状溝部265に流体の流れを抑制させる空間部分を得るためには1.1D≦Dが良く、開度に対して第二弁体262と弁座面252とで形成される開口面積の増加率を抑えるためにD≦2Dが良い。 Further, the taper angle of the taper portion 268 of the first valve body 261 is set at 15 ° with respect to the axis, but is preferably in the range of 12 ° to 28 °. In order to adjust a wide flow rate range without increasing the valve, 12 ° or more is good, and in order not to change the flow rate rapidly with respect to the opening degree, 28 ° or less is good. The diameter D 2 of the annular convex second valve body 262 has been set at 1.5D relative to the inner diameter D of the communication port 254, the diameter D of the annular convex second valve body 262 2 is preferably within a range of 1.1D ≦ D 2 ≦ 2D with respect to the inner diameter D of the communication port 254. A first valve element 261 between the second valve body 262 in order to obtain the spatial portion to suppress the flow of fluid to the annular groove 265 is provided to ensure the annular groove 265 may have 1.1D ≦ D 2, opening On the other hand, D 2 ≦ 2D is preferable in order to suppress the increase rate of the opening area formed by the second valve body 262 and the valve seat surface 252.

本発明において流量計測器3、5は、計測した流量を電気信号に変換して表示部(図示せず;手動式の場合)またはコントロール部(図示せず;開ループ制御式の場合)に出力されるものなら特に限定されず、流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計、質量流量計などが好ましい。手動制御式の場合であれば、計測した流量を電気信号に変換することなく表示するものでも良い。特に図2や図24に示すような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。また図25に示すような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 the present invention, the flow rate measuring devices 3 and 5 convert the measured flow rate into an electrical signal and output it to a display unit (not shown; manual type) or a control unit (not shown; open loop control type). The flow rate measuring device is not particularly limited as long as it is used, and an ultrasonic flow meter, Karman vortex flow meter, ultrasonic vortex flow meter, impeller flow meter, electromagnetic flow meter, differential pressure flow meter, positive displacement flow meter A hot wire flow meter, a mass flow meter, and the like are preferable. In the case of a manual control type, the measured flow rate may be displayed without being converted into an electric signal. In particular, in the case of an ultrasonic flow meter as shown in FIG. 2 or FIG. 24, the flow rate can be measured with high accuracy with respect to a minute flow rate, which is suitable for fluid control of a minute flow rate. In addition, the ultrasonic vortex flowmeter as shown in FIG. 25 is suitable for fluid control of a large flow rate because the flow rate can be measured with high accuracy with respect to the 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.

各々の供給ライン1、2の最下流側には、各供給ライン1、2の合流部7を有することにより、各供給ライン1、2を流れる流体の混合が行われる。また、図11で示すように、合流部27a直前の各供給ライン17a、18bには開閉弁28、29がそれぞれ配置されていることが好ましい。これは、各々の供給ライン17a、18aにおいて単独の供給ラインでの供給や、各供給ライン17a、18aから流体を選んで混合することができ、各々任意の流量で流出させることができると共に、各供給ライン17a、18aのメンテナンス等を行なうときに、開閉弁28、29を閉状態にすることで流体の逆流などが防止され、メンテナンス等を行うときに流体の漏れが確実に防止されるために好適である。また、図12で示すように合流部がマニホールド弁30であることが好ましい。これは前記合流部27a直前の各供給ライン17a、18aに開閉弁28、29を配置した場合と同様の効果が得られると共に、流体混合装置をコンパクトに形成できるため好適である。また、複数の供給ラインを設けて、開閉弁28、29やマニホールド弁30を開閉することにより、各供給ラインのうち一部の流体を選んで混合することもでき、各供給ラインの流量の設定を変化させることで自由に流体とその混合比率を設定することができるので好適である。なお、各供給ライン17b、18bとマニホールド弁30は、独立した接続手段を用いずに直接接続されても良く、一つのベースブロックに配設されても良く、これにより流体混合装置をよりコンパクトに形成できるため好適である。また、合流部7より下流に弁や計測器などを設けても良く、特に限定されない。   By having the junction 7 of the supply lines 1 and 2 on the most downstream side of the supply lines 1 and 2, the fluid flowing through the supply lines 1 and 2 is mixed. Moreover, as shown in FIG. 11, it is preferable that the on-off valves 28 and 29 are respectively arranged in the supply lines 17a and 18b immediately before the junction 27a. This is because each of the supply lines 17a and 18a can be supplied by a single supply line, or fluid can be selected and mixed from each of the supply lines 17a and 18a. When maintenance of the supply lines 17a and 18a is performed, the on-off valves 28 and 29 are closed to prevent backflow of fluid and the like, and fluid leakage is reliably prevented when performing maintenance and the like. Is preferred. Further, as shown in FIG. 12, it is preferable that the merging portion is a manifold valve 30. This is preferable because the same effect can be obtained as when the on-off valves 28 and 29 are arranged in the supply lines 17a and 18a immediately before the junction 27a, and the fluid mixing device can be formed compactly. In addition, by providing a plurality of supply lines and opening and closing the on-off valves 28 and 29 and the manifold valve 30, it is possible to select and mix some of the fluids in each supply line, and to set the flow rate of each supply line It is preferable that the fluid and its mixing ratio can be freely set by changing The supply lines 17b and 18b and the manifold valve 30 may be directly connected without using independent connecting means, or may be arranged in one base block, thereby making the fluid mixing device more compact. It is preferable because it can be formed. Moreover, a valve, a measuring instrument, etc. may be provided downstream from the junction part 7, and it does not specifically limit.

また、図14で示すように、各々の供給ラインの最上流側には、本発明のフラッシング装置31を設けることが好ましい。これにより任意の一つの供給ラインに流入する流体を洗浄に用いることができる。例えば図14でフラッシング装置31の開閉弁535a、536aを閉止させ、開閉弁537aを開放させることで他の供給ライン18cに任意の一つの供給ライン17cに流れる純水を流すことができ、他の供給ライン18cを純水でフラッシングして洗浄を行うことができるため好適である。また、本発明のフラッシング装置31は弁を用いて配設されたものなら構成は特に限定されないが、流路の形成された一つのベースブロックに弁が配設してなる構成であることが好ましく、特に図15、図16で示すように流路が形成された一つのベースブロックである本体531に弁体550、551、552の開閉駆動を行う駆動部532、533、534を本体531の上部と下部にそれぞれ設けられた構成であることがより好ましい。これは、開閉弁を集積させてフラッシング装置31をコンパクトに設けることができ、さらに流体混合装置をコンパクトに設けることができるため好適である。   Moreover, as shown in FIG. 14, it is preferable to provide the flushing device 31 of the present invention on the most upstream side of each supply line. As a result, the fluid flowing into any one supply line can be used for cleaning. For example, in FIG. 14, the open / close valves 535a and 536a of the flushing device 31 are closed, and the open / close valve 537a is opened, so that pure water flowing to any one supply line 17c can flow to the other supply line 18c. It is preferable because the supply line 18c can be cleaned by flushing with pure water. Further, the configuration of the flushing device 31 of the present invention is not particularly limited as long as it is provided using a valve, but it is preferable that the valve is provided in one base block in which a flow path is formed. In particular, as shown in FIGS. 15 and 16, the drive units 532, 533, and 534 for opening and closing the valve bodies 550, 551, and 552 are installed on the main body 531 that is one base block in which a flow path is formed. It is more preferable that the configuration is provided at the bottom and the bottom. This is preferable because the flushing device 31 can be provided in a compact manner by integrating the on-off valves and the fluid mixing device can be provided in a compact manner.

本発明の実施例では供給ラインは二本の場合であるが、供給ラインは二本以上設けても良く、二本以上の供給ラインを合流させた後に他の供給ラインと合流させる構成にしても良く、供給ラインの本数に応じて二つ以上の流体を任意の比率で混合させることができる。また、複数の供給ラインを設けて、各供給ラインの最下流側に設けられた開閉弁28、29やマニホールド弁30を開閉することにより、混合する流体を選ぶこともでき、各供給ラインの流量の設定を変化させることで自由に混合比率を設定することができるので好適である。   In the embodiment of the present invention, there are two supply lines. However, two or more supply lines may be provided, and two or more supply lines may be merged and then merged with other supply lines. Well, two or more fluids can be mixed in any ratio depending on the number of supply lines. Further, by providing a plurality of supply lines and opening and closing the on-off valves 28 and 29 and the manifold valve 30 provided on the most downstream side of each supply line, the fluid to be mixed can be selected, and the flow rate of each supply line It is preferable that the mixing ratio can be freely set by changing the setting.

本発明の流体混合装置は、図17、図18に示すように、隣り合う弁および流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されていることが好ましい。ここで言う独立した接続手段を用いずに直接接続されているとは、2通りの概念を持っていて、一方の概念は、別体のチューブや管を用いないことを言う。これは、図18のようにチューブや管を設けずに別個の部材を流路のシールおよび流路の方向転換を行なうための接続部材34、35、36、37を介在させて直接接続する方法である。他方の概念は、別体の継手を用いないことを言う。これは、接続する部材の端面や該部材の接続部の端面を、シール部材を介在させることで直接接続する方法である。これにより、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路を必要最小限に短くさせることができるので流体抵抗を抑えることができるため好適である。   In the fluid mixing apparatus of the present invention, as shown in FIGS. 17 and 18, it is preferable that adjacent valves and flow rate measuring devices are directly connected without using independent connecting means. Direct connection without using an independent connection means here has two concepts, and one concept means that a separate tube or tube is not used. This is a method in which separate members are directly connected via the connection members 34, 35, 36, and 37 for sealing the flow path and changing the direction of the flow path without providing tubes or tubes as shown in FIG. It is. The other concept refers to not using a separate joint. This is a method of directly connecting the end face of the member to be connected or the end face of the connecting portion of the member by interposing a seal member. As a result, the fluid mixing device can be made compact, the installation space can be reduced, the installation work can be facilitated and the working time can be shortened, and the flow path in the fluid mixing device can be shortened to the minimum necessary. Therefore, it is preferable because the fluid resistance can be suppressed.

本発明の流体混合装置は、図19、図20に示すように、弁および流量計測器が、流路の形成された一つのベースブロック39に配設されていることが好ましい。これは、各構成要素が一つのベースブロック39に配設されることにより、流体混合装置をコンパクトにして設置場所のスペースを少なくすることができ、設置作業が容易になり作業時間が短縮でき、流体混合装置内の流路を必要最小限に短くさせることができるので流体抵抗を抑えることができ、さらに部品点数を少なくすることができるので流体混合装置の組み立てを容易にすることができるため好適である。   In the fluid mixing apparatus of the present invention, as shown in FIGS. 19 and 20, it is preferable that the valve and the flow rate measuring device are arranged in one base block 39 in which a flow path is formed. This is because each component is arranged in one base block 39, the fluid mixing device can be made compact and the installation space can be reduced, the installation work becomes easy and the work time can be shortened, Since the flow path in the fluid mixing device can be shortened to the minimum necessary, the fluid resistance can be suppressed, and the number of parts can be reduced, so that the assembly of the fluid mixing device can be facilitated. It is.

本発明の流体混合装置は、図21に示すように、一つのケーシング41内に設置してなる構成であることが好ましい。これは、一つのケーシング41内に設置してなることにより、流体混合装置が一つのモジュールとなるため、設置が容易になり、設置作業の作業時間が短縮できるため好適である。また、ケーシング41によって弁および流量計測器が保護されると共に、流体混合装置をブラックボックス化することで、本発明のようなフィードバック制御を行なうために調整された流体混合装置を半導体製造装置などに設置したときに、半導体製造装置の利用者が流体混合装置を安易に分解することにより不具合が生じることを防止することができるため好適である。   The fluid mixing apparatus of the present invention is preferably configured to be installed in one casing 41 as shown in FIG. This is preferable because the fluid mixing device is formed as a single module by being installed in one casing 41, which facilitates the installation and shortens the work time of the installation work. Further, the casing 41 protects the valve and the flow rate measuring device, and by making the fluid mixing device into a black box, the fluid mixing device adjusted for performing feedback control as in the present invention can be used as a semiconductor manufacturing device or the like. When installed, it is preferable because a user of the semiconductor manufacturing apparatus can prevent the occurrence of problems by easily disassembling the fluid mixing apparatus.

さらに、本発明の流体混合装置は、ケーシング41の外部に絞り弁26fのハンドル42が露出していることが望ましく、操作者が手動等によりハンドル42を操作することが容易になるので好適である。また、必要に応じて、ケーシング41から流量計測器3、5をケーシングから露出した構成にしても良い。   Furthermore, the fluid mixing device of the present invention is preferably such that the handle 42 of the throttle valve 26f is exposed to the outside of the casing 41, and the operator can easily operate the handle 42 manually or the like. . Moreover, you may make it the structure which exposed the flow volume measuring devices 3 and 5 from the casing 41 from the casing as needed.

本発明の流量計測器3、5、流体制御弁4、6、開閉弁10、13、絞り弁22、26の設置の順番は、どのような順番に設けても良く特に限定されないが、絞り弁22、26が流体制御弁4、6及び流量計測器3、5の下流側に位置することが、流量の調整を容易に安定して行えるので好ましい。   The order of installation of the flow rate measuring devices 3 and 5, the fluid control valves 4 and 6, the on-off valves 10 and 13, and the throttle valves 22 and 26 according to the present invention is not particularly limited. It is preferable that 22 and 26 are located downstream of the fluid control valves 4 and 6 and the flow rate measuring devices 3 and 5 because the flow rate can be adjusted easily and stably.

また、本発明の流体混合装置は、少なくとも二つの供給ラインの流体の流量を任意の値で一定に制御させる必要のある用途であれば、化学などの各種工場、半導体製造分野、医療分野、食品分野など、各種産業に使用しても良いが、半導体製造装置内へ配置されることが好適である。半導体製造工程の前工程では、フォトレジスト工程、パターン露光工程、エッチング工程や平坦化工程などが挙げられ、これらの洗浄水の濃度を、純水と薬液の流量比で管理する際に本発明の流体混合装置を用いることが好適である。   In addition, the fluid mixing device of the present invention can be used in various factories such as chemistry, semiconductor manufacturing field, medical field, food, etc., as long as the flow rate of fluids in at least two supply lines needs to be controlled at an arbitrary value. Although it may be used in various industries such as fields, it is preferable to be placed in a semiconductor manufacturing apparatus. The pre-process of the semiconductor manufacturing process includes a photoresist process, a pattern exposure process, an etching process, a flattening process, etc., and the concentration of these cleaning waters is controlled by the flow rate ratio of pure water and chemicals. It is preferred to use a fluid mixing device.

また、本発明の流体混合装置で混合される流体とその比率は、少なくとも2つ以上の供給ラインを有する流体混合装置において、フッ化水素酸または塩酸並びに純水の2種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が1に対して純水が10〜200の比率で混合されることが好ましい。また、少なくとも3つ以上の供給ラインを有する流体混合装置において、アンモニア水または塩酸、過酸化水素水並びに純水の3種の流体が、アンモニア水または塩酸が1〜3に対して、過酸化水素水が1〜5、純水が10〜200の比率で混合されることが好ましく、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム及び純水の3種の流体が、フッ化水素酸が1に対して、フッ化アンモニウムが7〜10、純水が50〜100の比率で混合されることが好ましい。これらの流体が上記比率で混合された混合流体は、半導体製造工程の前工程において基板の表面処理などを行う際の薬液として好適に使用される。   In addition, in the fluid mixing apparatus having at least two or more supply lines, the fluid mixed in the fluid mixing apparatus of the present invention has two kinds of fluids such as hydrofluoric acid or hydrochloric acid and pure water. It is preferable that the pure acid is mixed at a ratio of 10 to 200 with respect to 1 of hydrogen acid or hydrochloric acid. Further, in a fluid mixing device having at least three supply lines, three types of fluids, ammonia water or hydrochloric acid, hydrogen peroxide water, and pure water, can be used for ammonia water or hydrochloric acid to 1 to 3, respectively. It is preferable that water is mixed at a ratio of 1 to 5 and pure water at a ratio of 10 to 200, and three kinds of fluids such as hydrofluoric acid, ammonium fluoride and pure water are used, and hydrofluoric acid is 1 It is preferable that ammonium fluoride is mixed at a ratio of 7 to 10 and pure water at a ratio of 50 to 100. The mixed fluid in which these fluids are mixed in the above ratio is suitably used as a chemical solution when performing substrate surface treatment or the like in the pre-process of the semiconductor manufacturing process.

フッ化水素酸と純水を混合した混合流体や、塩酸と純水を混合した混合流体は、基板の表面処理における自然酸化膜除去、通常の酸化膜除去、または金属(メタルイオン)除去などに用いる薬液として好適である。フッ化水素酸または塩酸1に対する純水の比率は、薬液の濃度が高くなることで基板にムラが発生することを抑えるために10以上であることが望ましく、薬液の濃度が低くなることで酸化膜除去や金属除去の処理効果が低下することを防止するために200以下であることが望ましい。なお、この混合流体は20℃〜25℃の液温で効果的に使用できる。   A mixed fluid that is a mixture of hydrofluoric acid and pure water, or a mixed fluid that is a mixture of hydrochloric acid and pure water is used to remove natural oxide film, normal oxide film, or metal (metal ion) in substrate surface treatment. It is suitable as a chemical solution to be used. The ratio of pure water to hydrofluoric acid or hydrochloric acid 1 is desirably 10 or more in order to suppress the occurrence of unevenness in the substrate due to an increase in the concentration of the chemical solution, and oxidation is caused by the decrease in the concentration of the chemical solution. In order to prevent a reduction in the treatment effect of film removal or metal removal, it is desirable that it is 200 or less. In addition, this mixed fluid can be effectively used at a liquid temperature of 20 ° C to 25 ° C.

アンモニア水と過酸化水素水と純水を混合した混合流体は、基板の表面処理における異物(パーティクル)除去などに用いる薬液として、塩酸と過酸化水素水と純水を混合した混合流体は、金属除去などに用いる薬液として好適である。アンモニア水または塩酸1〜3に対する過酸化水素水の比率は、異物除去や金属除去を効果的に行うために1〜5の範囲内であることが望ましい。アンモニア水または塩酸1〜3に対する純水の比率は、薬液の濃度が高くなることで基板にムラや表面荒れが発生することを抑えるために10以上であることが望ましく、薬液の濃度が低くなることで異物や金属除去の処理効果が低下することを防止するために200以下であることが望ましい。なお、この混合流体は25℃〜80℃の液温で効果的に使用でき、60℃〜70℃の液温でより効果的に使用できる。   A mixed fluid in which ammonia water, hydrogen peroxide water, and pure water are mixed is used as a chemical solution for removing foreign matters (particles) in the surface treatment of the substrate. A mixed fluid in which hydrochloric acid, hydrogen peroxide water, and pure water is mixed is a metal solution. It is suitable as a chemical solution used for removal and the like. The ratio of aqueous hydrogen peroxide to ammonia water or hydrochloric acid 1 to 3 is preferably in the range of 1 to 5 in order to effectively remove foreign substances and metals. The ratio of pure water to ammonia water or hydrochloric acid 1 to 3 is desirably 10 or more in order to suppress the occurrence of unevenness or surface roughness on the substrate due to an increase in the concentration of the chemical solution, and the concentration of the chemical solution is decreased. In order to prevent the processing effect of removing foreign matters and metals from decreasing, it is desirable that the number is 200 or less. In addition, this mixed fluid can be effectively used at a liquid temperature of 25 ° C. to 80 ° C., and can be used more effectively at a liquid temperature of 60 ° C. to 70 ° C.

フッ化水素酸とフッ化アンモニウムと純水を混合した混合流体は、基板の表面処理における酸化膜エッチングに好適である。フッ化水素酸に対するフッ化アンモニウムの比率は、酸化膜エッチングを効果的に行うために7〜10の範囲内であることが望ましい。フッ化水素酸1に対する純水の比率は、薬液の濃度が高くなることで基板にムラや表面荒れが発生することを抑えるために50以上であることが望ましく、薬液の濃度が低くなることで酸化膜エッチングの処理効果が低下することを防止するために100以下であることが望ましい。なお、この混合流体は20℃〜25℃の液温で効果的に使用できる。   A mixed fluid obtained by mixing hydrofluoric acid, ammonium fluoride and pure water is suitable for oxide film etching in the surface treatment of a substrate. The ratio of ammonium fluoride to hydrofluoric acid is preferably within a range of 7 to 10 in order to effectively perform oxide film etching. The ratio of pure water to hydrofluoric acid 1 is desirably 50 or more in order to suppress the occurrence of unevenness and surface roughness on the substrate due to an increase in the concentration of the chemical solution, and the concentration of the chemical solution is decreased. In order to prevent a reduction in the processing effect of the oxide film etching, it is desirable that it is 100 or less. In addition, this mixed fluid can be effectively used at a liquid temperature of 20 ° C to 25 ° C.

また、本発明の流体混合装置は、同じ流体が流れる供給ラインを複数設けた構成でも良い。これは例えば純水を流す一つの供給ラインと、塩酸を流す二つの供給ラインから構成される流体混合装置などであり、塩酸を一つの供給ラインに流す場合と二つの供給ラインに流す場合とを選択して塩酸の流量を広い範囲で設定できるようにすることで、流体混合装置で混合する純水と塩酸の混合比率を広い範囲で設定することができる。   The fluid mixing device of the present invention may have a configuration in which a plurality of supply lines through which the same fluid flows are provided. This is, for example, a fluid mixing device composed of one supply line for flowing pure water and two supply lines for flowing hydrochloric acid, and the case of flowing hydrochloric acid to one supply line and the case of flowing to two supply lines. By selecting and allowing the flow rate of hydrochloric acid to be set in a wide range, the mixing ratio of pure water and hydrochloric acid mixed by the fluid mixing device can be set in a wide range.

また、本発明の流量計測器3、5、流体制御弁4、6、開閉弁10、13、絞り弁22、26の各部品の材質は、流体に接液する流路を形成する部品には、特に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れば良く、フッ化水素酸、塩酸、過酸化水素水、アンモニア水、フッ化アンモニウムを液温が20℃〜80℃の範囲で流しても問題なく使用することができ、腐食性流体を流して腐食性ガスが透過したとしても弁および流量計測器の腐食の心配なく使用できるので好適である。他の材質では、ポリプロピレン(以下、PPと記す)、ポリエチレン(以下PEと記す)、塩化ビニル樹脂(以下、PVCと記す)などが挙げられ、PPはフッ化水素酸、塩酸、アンモニア水、フッ化アンモニウムを液温が20℃〜80℃の範囲で流しても問題なく使用でき、PEはフッ化水素酸、塩酸、過酸化水素水、アンモニア水、フッ化アンモニウムを液温が20℃〜60℃の範囲で流しても問題なく使用でき、PVCは塩酸やアンモニア水を液温が20℃〜60℃の範囲で、フッ化水素酸、過酸化水素水、フッ化アンモニウムを液温が20℃〜25℃の範囲で流しても問題なく使用できる。接液しない上記各部品の材質は、必要な強度を有しているのであれば特に限定されない。また、流体制御弁4、10に用いられるバネ205は接液しないが、腐食性流体を流す場合にはフッ素樹脂でコーティングすることで腐食性ガスが透過したときに腐食が防止される。   In addition, the materials of the flow rate measuring devices 3 and 5, the fluid control valves 4 and 6, the on-off valves 10 and 13, and the throttle valves 22 and 26 according to the present invention are the components that form a flow path in contact with the fluid. Fluorine resins such as polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE), polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF), and tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (hereinafter referred to as PFA). It is possible to use hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrogen peroxide water, ammonia water, and ammonium fluoride without any problem even if the liquid temperature is in the range of 20 ° C to 80 ° C. Even if the corrosive gas permeates, it can be used without worrying about corrosion of the valve and the flow meter. Other materials include polypropylene (hereinafter referred to as PP), polyethylene (hereinafter referred to as PE), vinyl chloride resin (hereinafter referred to as PVC), etc. PP is hydrofluoric acid, hydrochloric acid, aqueous ammonia, fluorine. Ammonium fluoride can be used without problems even when the liquid temperature is in the range of 20 ° C. to 80 ° C., and PE is composed of hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrogen peroxide solution, aqueous ammonia, and ammonium fluoride at a temperature of 20 ° C. to 60 ° C. It can be used without any problem even if it is flowed in the range of ℃, PVC is hydrochloric acid or ammonia water in the liquid temperature range of 20 ℃ ~ 60 ℃, liquid temperature of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution, ammonium fluoride is 20 ℃ It can be used without problems even if it is flowed in the range of ˜25 ° C. The material of each component that does not come into contact with the liquid is not particularly limited as long as it has a required strength. Further, the spring 205 used for the fluid control valves 4 and 10 does not come into contact with the liquid, but when a corrosive fluid is allowed to flow, coating with a fluororesin prevents corrosion when the corrosive gas permeates.

本発明の流体混合装置の第一の実施例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the 1st Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 流量計測器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a flow measuring device. 流体制御弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a fluid control valve. 本発明の流体混合装置の第二の実施例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the 2nd Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 開閉弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an on-off valve. 本発明の流体混合装置の第三の実施例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the 3rd Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 絞り弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a throttle valve. 図7の絞り弁が開状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the throttle valve of FIG. 7 in an open state. 図7の絞り弁が閉状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the throttle valve of FIG. 7 in a closed state. 図7の絞り弁が半開状態を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view in which the throttle valve of FIG. 7 shows a half-open state. 本発明の流体混合装置の第四の実施例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the 4th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 本発明の流体混合装置の第五の実施例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the 5th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. マニホールド弁の断面図である。It is sectional drawing of a manifold valve. 本発明の流体混合装置の第六の実施例を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the 6th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 本発明のフラッシング装置の流路を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the flow path of the flushing apparatus of this invention. 図15のA−A線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the AA line of FIG. 本発明の流体混合装置の第七の実施例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the 7th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 図17のB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 本発明の流体混合装置の第八の実施例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the 8th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 図19のC−C線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the CC line of FIG. 本発明の流体混合装置の第九の実施例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the 9th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 本発明の流体混合装置の第十の実施例の他の流体制御弁の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the other fluid control valve of the 10th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 図22に他の表示を追加した図22と同一の図である。It is the same figure as FIG. 22 which added another display to FIG. 本発明の流体混合装置の第十一の実施例の他の流量計測器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the other flow measuring device of the 11th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 本発明の流体混合装置の第十二の実施例の他の流量計測器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the other flow measuring device of the 12th Example of the fluid mixing apparatus of this invention. 従来の流量制御装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional flow control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 第一供給ライン
2 第二供給ライン
3 流量計測器
4 流体制御弁
5 流量計測器
6 流体制御弁
7 合流部
8 第一供給ライン
9 第二供給ライン
10 開閉弁
11 流量計測器
12 流体制御弁
13 開閉弁
14 流量計測器
15 流体制御弁
16 合流部
17 第一供給ライン
18 第二供給ライン
19 開閉弁
20 流量計測器
21 流体制御弁
22 絞り弁
23 開閉弁
24 流量計測器
25 流体制御弁
26 絞り弁
27 合流部
28 開閉弁
29 開閉弁
30 マニホールド弁
31 フラッシング装置
32 ベースブロック
33 ベースブロック
34 接続部材
35 接続部材
36 接続部材
37 接続部材
39 ベースブロック
41 ケーシング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st supply line 2 2nd supply line 3 Flow rate measuring device 4 Fluid control valve 5 Flow rate measuring device 6 Fluid control valve 7 Junction part 8 1st supply line 9 2nd supply line 10 On-off valve 11 Flow rate measuring device 12 Fluid control valve DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 On-off valve 14 Flow measuring device 15 Fluid control valve 16 Junction part 17 1st supply line 18 2nd supply line 19 On-off valve 20 Flow measuring device 21 Fluid control valve 22 Throttle valve 23 On-off valve 24 Flow rate measuring device 25 Fluid control valve 26 Throttle valve 27 Junction portion 28 Open / close valve 29 Open / close valve 30 Manifold valve 31 Flushing device 32 Base block 33 Base block 34 Connection member 35 Connection member 36 Connection member 37 Connection member 39 Base block 41 Casing

Claims (18)

少なくとも2つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
各々の該供給ライン(1、2)が、
制御用流体の圧力操作により流体の圧力を制御する流体制御弁(4、6)と、
流体の実流量を計測する流量計測器(3、5)とをそれぞれ具備し、
各々の前記供給ラインの中の任意の一つの供給ラインの最上流側に接続される開閉弁(535a)が設けられた主ラインと、
他の供給ラインの最上流側に接続される開閉弁(536a)が設けられた少なくとも一つの他のラインとを具備し、
該主ラインの開閉弁(535a)の上流側と少なくとも一つの該他のラインの開閉弁(536a)の下流側とが開閉弁(537a)を介して連通されてなるフラッシング装置(31)を具備してなる、
ことを特徴とする流体混合装置
A fluid mixing device for mixing each fluid flowing in at least two supply lines in an arbitrary ratio,
Each of the supply lines (1, 2)
Fluid control valves (4, 6) for controlling the pressure of the fluid by controlling the pressure of the control fluid;
A flow rate measuring device (3, 5) for measuring the actual flow rate of the fluid ,
A main line provided with an on-off valve (535a) connected to the uppermost stream side of any one of the supply lines;
And at least one other line provided with an on-off valve (536a) connected to the most upstream side of the other supply line,
A flushing device (31) is provided in which the upstream side of the on-off valve (535a) of the main line and the downstream side of the on-off valve (536a) of at least one other line are communicated via the on-off valve (537a). Become
A fluid mixing apparatus .
各々の前記供給ラインが、流体の流れを開放又は遮断するための開閉弁(10、13)を少なくとも1つさらに具備することを特徴とする請求項1記載の流体混合装置2. The fluid mixing device according to claim 1, wherein each of the supply lines further comprises at least one on-off valve (10, 13) for opening or shutting off a fluid flow. 各々の前記供給ラインが、開口面積を変化させることにより流体の流量が調節可能な絞り弁(22、26)を少なくとも1つさらに具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の流体混合装置Each of the supply lines further comprises at least one throttle valve (22, 26) capable of adjusting a flow rate of fluid by changing an opening area. Fluid mixing device . 各々の前記供給ライン(1、2)の最下流側に、該供給ライン(1、2)の合流部(7)を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の流体混合装置The merging portion (7) of the supply line (1, 2) is provided on the most downstream side of each of the supply lines (1, 2), according to any one of claims 1 to 3. The fluid mixing device as described. 前記合流部直前の該供給ラインに、開閉弁(28、29)がそれぞれ配置されてなることを特徴とする請求項4記載の流体混合装置5. The fluid mixing apparatus according to claim 4, wherein on-off valves (28, 29) are respectively arranged in the supply line immediately before the junction. 前記合流部が、該供給ラインを一つの流路に合流させるマニホールド弁(30)であることを特徴とする請求項4記載の流体混合装置The fluid mixing device according to claim 4, wherein the merging portion is a manifold valve (30) for merging the supply line into one flow path. 前記各種弁および前記流量計測器が、独立した接続手段を用いずに直接接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の流体混合装置The fluid mixing device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the various valves and the flow rate measuring device are directly connected without using independent connecting means. 前記各種弁および前記流量計測器が、一つのベースブロックに配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の流体混合装置The fluid mixing device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the various valves and the flow rate measuring device are arranged in one base block. 前記各種弁および前記流量計測器が、一つのケーシング内に収納配設されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の流体混合装置The fluid mixing device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the various valves and the flow rate measuring device are housed in a single casing. 前記流体制御弁(4、6)が、
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙(209)と第二の空隙(209)に連通する入口流路(211)と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙(209)の径よりも大きい径を持つ第一の空隙(210)と第一の空隙(210)に連通する出口流路(212)と第一の空隙(210)と第二の空隙(209)とを連通し第一の空隙(210)の径よりも小さい径を有する連通孔(213)とを有し、第二の空隙(209)の上面が弁座(214)とされた本体(201)と、
側面あるいは上面に設けられた給気孔(217)と排出孔(218)とに連通した円筒状の空隙(215)を内部に有し、下端内周面に段差部(216)が設けられたボンネット(202)と、
ボンネット(202)の段差部(216)に嵌挿され中央部に貫通孔(219)を有するバネ受け(203)と、下端部にバネ受け(203)の貫通孔(219)より小径の第一接合部(224)を有し上部に鍔部(222)が設けられボンネット(202)の空隙(215)内部に上下動可能に嵌挿されたピストン(204)と、
ピストン(204)の鍔部(222)下端面とバネ受け(203)の上端面で挟持支承されているバネ(205)と、
周縁部が本体(201)とバネ受け(203)との間で挟持固定され、本体(201)の第一の空隙(210)に蓋する形で第一の弁室(231)を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラム(227)と、上面中央にピストン(204)の第一接合部(224)にバネ受け(203)の貫通孔(219)を貫通して接合固定される第二接合部(229)と、下面中央に本体(201)の連通孔(213)と貫通して設けられた第三接合部(230)とを有する第一弁機構体(206)と、
本体の第二の空隙(209)内部に位置し本体の連通孔(213)より大径に設けられた弁体(232)と、弁体(232)上端面に突出して設けられ第一弁機構体(206)の第三接合部(230)と接合固定される第四接合部(234)と、弁体(232)下端面より突出して設けられたロッド(235)と、ロッド(235)下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラム(237)とを有する第二弁機構体(207)と、
本体(201)の下方に位置し第二弁機構体(207)の第二ダイヤフラム(237)周縁部を本体(201)との間で挟持固定する突出部(239)を上部中央に有し、突出部(239)の上端部に切欠凹部(240)が設けられると共に切欠凹部(240)に連通する呼吸孔(241)が設けられているベースプレート(208)とを具備し、
ピストン(204)の上下動に伴って第二弁機構体(207)の弁体(232)と本体(201)の弁座(214)とによって形成される流体制御部(242)の開口面積が変化するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の流体混合装置
The fluid control valve (4, 6)
A second gap (209) provided open to the bottom at the center of the lower part, an inlet channel (211) communicating with the second gap (209), and a second gap ( 209) having a larger diameter than the first gap (210), the outlet channel (212) communicating with the first gap (210), the first gap (210), and the second gap (209). And a communication hole (213) having a diameter smaller than the diameter of the first gap (210), and the upper surface of the second gap (209) is a valve seat (214). )When,
A bonnet having a cylindrical gap (215) communicating with an air supply hole (217) and a discharge hole (218) provided on a side surface or an upper surface, and having a step portion (216) on the inner peripheral surface of the lower end (202)
A spring receiver (203) fitted into the step (216) of the bonnet (202) and having a through hole (219) at the center, and a first smaller diameter than the through hole (219) of the spring receiver (203) at the lower end. A piston (204) having a joint portion (224) and having a flange portion (222) provided in the upper portion and fitted into the gap (215) of the bonnet (202) so as to be movable up and down;
A spring (205) clamped and supported by the lower end surface of the flange (222) of the piston (204) and the upper end surface of the spring receiver (203);
The center where the peripheral portion is sandwiched and fixed between the main body (201) and the spring receiver (203) and covers the first gap (210) of the main body (201) to form the first valve chamber (231). The first diaphragm (227) having a thickened portion and the first joint (224) of the piston (204) through the through hole (219) of the spring receiver (203) are joined and fixed at the center of the upper surface. A first valve mechanism (206) having a second joint (229) and a third joint (230) provided through the communication hole (213) of the main body (201) in the center of the lower surface;
A valve body (232) positioned inside the second gap (209) of the main body and having a larger diameter than the communication hole (213) of the main body, and a first valve mechanism protruding from the upper end surface of the valve body (232) A fourth joint (234) to be joined and fixed to the third joint (230) of the body (206), a rod (235) provided protruding from the lower end surface of the valve body (232), and a lower part of the rod (235) A second valve mechanism (207) having a second diaphragm (237) provided extending in the radial direction from the end surface;
A protrusion (239) located below the main body (201) and sandwiching and fixing the peripheral edge of the second diaphragm (237) of the second valve mechanism (207) with the main body (201) at the upper center; A base plate (208) provided with a notch recess (240) at the upper end of the protrusion (239) and a breathing hole (241) communicating with the notch recess (240);
As the piston (204) moves up and down, the opening area of the fluid control unit (242) formed by the valve body (232) of the second valve mechanism (207) and the valve seat (214) of the main body (201) is increased. fluid mixing device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is configured to change.
前記流体制御弁(4、6)が、
前記ボンネット(202)底面と前記ピストン(204)上端面、または前記バネ受け(203)下端面と前記第一ダイヤフラム(227)上面に、バネが挟持支承されたことを特徴とする請求項10記載の流体混合装置
The fluid control valve (4, 6)
Said piston (204) upper surface and the bonnet (202) bottom, or the spring receiving (203) the lower end surface of the first diaphragm (227) upper surface, according to claim 10, wherein a spring is sandwiched supported Fluid mixing device .
前記流体制御弁が、
流体の入口流路(145)、出口流路(152)及び、入口流路(145)と出口流路(152)が連通するチャンバ(127)から形成された本体部(121)と、弁体(165)と第一ダイヤフラム部(137)を有する弁部材(136)と、弁部材(136)の下部及び上部に位置し第一ダイヤフラム部(137)より有効受圧面積が小さい第二ダイヤフラム部(138)及び第三ダイヤフラム部(139)を有し、弁部材(136)及び各ダイヤフラム部(137、138、139)が各ダイヤフラム部(137、138、139)の外周部が本体部(121)に固定されることによりチャンバ(127)内に取りつけられ、かつ各ダイヤフラム部(137、138、139)によってチャンバ(127)を第一加圧室(128)、第二弁室(129)、第一弁室(130)、及び第二加圧室(131)に区分し、第一加圧室(128)は第二ダイヤフラム部(138)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(130)は入口流路(145)と連通しており、第二弁室(129)は、弁部材(136)の弁体(165)に対応する弁座(150)を有し、また弁座(150)に対して第一ダイヤフラム部(137)側に位置し第一ダイヤフラム部(137)に設けられた連通孔(162)にて第一弁室(130)と連通している下部第二弁室(132)と、第二ダイヤフラム部(138)側に位置し出口流路(152)と連通して設けられた上部第二弁室(133)とに分かれて形成され、弁部材(136)の上下動により弁体(165)と弁座(150)との間の開口面積が変化して下部第二弁室(134)の流体圧力が制御される流体制御部(168)を有し、第二加圧室(131)は、第三ダイヤフラム部(139)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乃至請求項のいずれか1項に記載の流体混合装置
The fluid control valve
A main body part (121) formed from an inlet channel (145) of fluid, an outlet channel (152), a chamber (127) in which the inlet channel (145) and the outlet channel (152) communicate with each other, and a valve body (165) and a valve member (136) having a first diaphragm portion (137), and a second diaphragm portion having an effective pressure-receiving area smaller than that of the first diaphragm portion (137) located at the lower and upper portions of the valve member (136) ( 138) and the third diaphragm portion (139), the valve member (136) and the respective diaphragm portions (137, 138, 139) are the outer peripheral portions of the respective diaphragm portions (137, 138, 139), and the main body portion (121). Are fixed in the chamber (127), and the diaphragm portion (137, 138, 139) is attached to the chamber (127) by the first pressurizing chamber (128), It is divided into a two-valve chamber (129), a first valve chamber (130), and a second pressurizing chamber (131), and the first pressurizing chamber (128) is always inward with respect to the second diaphragm portion (138). The first valve chamber (130) is in communication with the inlet channel (145), and the second valve chamber (129) is the valve element (165) of the valve member (136). ) And a communication hole (162) provided on the first diaphragm portion (137) located on the first diaphragm portion (137) side with respect to the valve seat (150). A lower second valve chamber (132) communicating with the first valve chamber (130), and an upper second valve located on the second diaphragm portion (138) side and provided in communication with the outlet channel (152). The valve chamber (133) is formed separately, and the valve body (165) and the valve seat ( 50) and a fluid control part (168) in which the fluid pressure in the lower second valve chamber (134) is controlled by changing the opening area between the second pressurizing chamber (131) and the second diaphragm (131). The fluid mixing device according to any one of claims 1 to 9 , further comprising means for constantly applying a constant force inward to the portion (139).
前記流体制御弁が、
前記第一加圧室(128)下面と第四ダイヤフラム部(140)上面に、バネが挟持支承されたことを特徴とする請求項12記載の流体混合装置
The fluid control valve
The fluid mixing device according to claim 12 , wherein a spring is sandwiched and supported on a lower surface of the first pressurizing chamber (128) and an upper surface of the fourth diaphragm portion (140).
前記絞り弁(22、26)が、
上部に設けられた弁室(253)の底面に弁座面(252)が形成され、弁座面(252)の中心に設けられた連通口(254)に連通する入口流路(255)と弁室(253)に連通する出口流路(256)を有する本体(251)と、
ステムの軸方向の進退移動により連通口(254)に挿入可能で接液面の中心から垂下突設された第一弁体(261)と弁座面(252)に接離可能にされ第一弁体(261)から径方向へ隔離した位置に形成された円環状凸条の第二弁体(262)と第二弁体(262)から径方向へ連続して形成された薄膜部(263)とが一体的に設けられた隔膜(260)と、
上部にハンドル(281)が固着され下部内周面に雌ネジ部(278)と外周面に雌ネジ部(278)のピッチより大きいピッチを有する雄ネジ部(279)を有する第一ステム(277)と、
内周面に第一ステム(277)の雄ネジ部(279)と螺合する雌ネジ部(283)を有する第一ステム支持体(282)と、
上部外周面に第一ステム(277)の雌ネジ部(278)に螺合される雄ネジ部(270)を有し下端部に隔膜(260)が接続される第二ステム(269)と、
第一ステム支持体(282)の下方に位置し第二ステム(269)を上下移動自在かつ回動不能に支承する隔膜押さえ(271)と、第一ステム(277)と隔膜押さえ(271)を固定するボンネット(286)とを具備することを特徴とする請求項3乃至請求項13のいずれか1項に記載の流体混合装置
The throttle valve (22, 26)
A valve seat surface (252) is formed on the bottom surface of the valve chamber (253) provided in the upper portion, and an inlet channel (255) communicating with a communication port (254) provided in the center of the valve seat surface (252) A main body (251) having an outlet channel (256) communicating with the valve chamber (253);
The stem can be inserted into the communication port (254) by advancing and retreating in the axial direction, and can be contacted and separated from the first valve body (261) and the valve seat surface (252) projecting from the center of the liquid contact surface. A second valve body (262) having an annular ridge formed at a position separated from the valve body (261) in the radial direction and a thin film portion (263) formed continuously from the second valve body (262) in the radial direction. ) And the diaphragm (260) provided integrally,
A first stem (277) having a handle (281) fixed to the upper portion and having a female screw portion (278) on the lower inner peripheral surface and a male screw portion (279) having a pitch larger than the pitch of the female screw portion (278) on the outer peripheral surface. )When,
A first stem support (282) having a female threaded portion (283) threadedly engaged with a male threaded portion (279) of the first stem (277) on the inner peripheral surface;
A second stem (269) having a male screw portion (270) screwed to a female screw portion (278) of the first stem (277) on the upper outer peripheral surface and having a diaphragm (260) connected to the lower end portion;
A diaphragm retainer (271) that is positioned below the first stem support (282) and supports the second stem (269) so that it can move up and down and cannot rotate, and a first stem (277) and a diaphragm retainer (271). The fluid mixing device according to any one of claims 3 to 13 , further comprising a bonnet (286) for fixing.
前記流量計測器が、超音波流量計、カルマン渦流量計、超音波式渦流量計、羽根車式流量計、電磁流量計、差圧式流量計、容積式流量計、熱線式流量計または質量流量計であることを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の流体混合装置The flow meter is an ultrasonic flow meter, Karman vortex flow meter, ultrasonic vortex flow meter, impeller flow meter, electromagnetic flow meter, differential pressure flow meter, positive displacement flow meter, hot wire flow meter or mass flow rate. fluid mixing device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that in total. 少なくとも2つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
フッ化水素酸または塩酸並びに純水の2種の流体が、フッ化水素酸または塩酸が1に対して純水が10〜200の比率で混合されることを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の流体混合装置。
A fluid mixing device for mixing each fluid flowing in at least two supply lines in an arbitrary ratio,
The hydrofluoric acid or hydrochloric acid and the two kinds of pure water fluids are mixed with hydrofluoric acid or hydrochloric acid at a ratio of 1 to pure water at a ratio of 10 to 200. The fluid mixing device according to any one of 15 .
少なくとも3つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
アンモニア水または塩酸、過酸化水素水並びに純水の3種の流体が、アンモニア水または塩酸が1〜3に対して、過酸化水素水が1〜5、純水が10〜200の比率で混合されることを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の流体混合装置。
A fluid mixing device for mixing each fluid flowing in at least three supply lines in an arbitrary ratio;
Ammonia water or hydrochloric acid, hydrogen peroxide water and pure water are mixed in a ratio of 1 to 5 for ammonia water or hydrochloric acid and 1 to 5 for hydrogen peroxide water and 10 to 200 for pure water. fluid mixing device according to any one of claims 1 to 15, characterized in the that the.
少なくとも3つの供給ラインに流れる各々の流体を任意の比率で混合させる流体混合装置であって、
フッ化水素酸、フッ化アンモニウム及び純水の3種の流体が、フッ化水素酸が1に対して、フッ化アンモニウムが7〜10、純水が50〜100の比率で混合されることを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の流体混合装置。
A fluid mixing device for mixing each fluid flowing in at least three supply lines in an arbitrary ratio;
Three fluids of hydrofluoric acid, ammonium fluoride and pure water are mixed in a ratio of 7 to 10 for ammonium fluoride and 50 to 100 for pure water with respect to 1 for hydrofluoric acid. The fluid mixing device according to any one of claims 1 to 15 , wherein the fluid mixing device is characterized in that:
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