JP6484497B2 - 断熱カバーおよび流体制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置で用いられる断熱カバーおよびその断熱カバーを備える流体制御装置に関する。
従来より、複数のガスラインを備える流体制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。各ガスラインは、複数の流体制御機器と、複数の継手とを有し、複数の継手の上面に複数の流体制御機器を装着することにより、複数の流体制御機器同士が接続され、流体が供給される。
特開2002−349797号公報
ところで、常温で液化するガスを使用する時には、ガスラインに対し面状ヒーターが装着される。また、複数のガスラインは、排気ダクトが装着された筐体内に配置されており、使用時には、万が一流体制御装置から筺体内部にリークが発生した際、筺体外部へのガスの外部リークを防止するために、ポンプで筐体内部を減圧状態にして、排気ダクトを介して、筐体内の空気を所定の排気口へ排出するようにしている。このため、筐体内では、常に空気の流れが発生している。
そして、当該空気の流れが、加温されたガスラインに当たることにより、ガスの温度が変動する。これにより、成膜プロセスが影響を受け、成膜精度が低下してしまう。
そこで本発明は、筐体内の空気の流れによるガスラインを流れるガスの温度変動を抑制することが可能な断熱カバーおよびそれを備える流体制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を解決するために、本発明の一態様である断熱カバーは、継手に連結された複数の流体制御機器により構成されるガスラインを覆うための断熱カバーであって、前記ガスラインの短手方向における前記継手の両側面に当接し前記複数の流体制御機器に前記短手方向において対向するための一対の側壁部と、前記側壁部の端部に設けられる端壁部と、を有するサイドカバー部と、前記サイドカバー部の上部に設けられる上部カバー部と、を備える。
また、前記サイドカバー部および前記上部カバー部は、それぞれ、金属製の薄板材と、前記薄板材に重なるように設けられた断熱材と、により構成されても良い。
また、前記サイドカバー部と、前記上部カバー部とは、前記短手方向における前記一対の側壁部の中央を通り、前記側壁部に平行な面に沿って、それぞれ2分割に構成されても良い。
また、前記一対の側壁部を外側から狭圧する一対の狭圧部と、一対の狭圧部を連結する連結部を有する第1クリップを更に備え、前記一対の側壁部には、それらの上端に開口し、前記連結部が挿入されるスリットが形成され、前記一対の狭圧部は、前記連結部よりも上側に突出する突出部を備え、前記突出部の間に、前記上部カバー部が配置され、前記連結部は、前記上部カバー部を下側から支持しても良い。
また、前記サイドカバー部と前記上部カバー部とを、一体化し、かつ、前記ガスラインに装着するための第2クリップを備えても良い。
また、前記サイドカバー部の一方の側壁部には、前記継手に当接するヒーターが収まる切欠きが形成され、前記第2クリップは、前記サイドカバーと共に前記ヒーターを前記ガスラインに装着するように構成されても良い。
また、本発明の一態様である流体制御装置は、継手に固定された複数の流体制御機器により構成されるガスラインの一部を覆う上記の断熱カバーを備える。
本発明によれば、筐体内の空気の流れによるガスラインを流れるガスの温度変動を抑制することが可能な断熱カバーおよびそれを備える流体制御装置を提供することができる。
本実施形態に係る断熱カバーを備える流体制御装置の平面図を示す。 ガスラインの斜視図を示す。 断熱カバー等が装着されたガスラインの斜視図を示す。 断熱カバー等が装着されたガスラインを図3とは異なる角度から見た斜視図を示す。 断熱カバーの斜視図を示す。 断熱カバーを図5とは異なる角度から見たときの分解斜視図を示す。 ガスラインにサイドカバー部および第1クリップを装着した状態を示す図である。 ガスラインにサイドカバー部、上部カバー部、および第1クリップを装着した状態を示す図である。
本発明の実施形態に係る断熱カバーおよび流体制御装置について、図面を参照して説明する。以下の説明における上下は、図2〜4の上下とする。入口配管4側をガスの流れの上流側、出口配管5側をガスの流れの下流側とする。
図1は、本実施形態に係る流体制御装置1の平面図を示している。図2は、ガスライン3の斜視図を示している。
図1に示すように、流体制御装置1は、基盤2と、複数(4ライン)のガスライン3とを備えている。各ガスライン3の構成は同じであるので、以下では複数のガスライン3のうちの一つのガスライン3についてのみ説明を行う。
図1および図2に示すように、ガスライン3は、複数の継手4〜6と、複数の流体制御機器7〜13と、を備える。
複数の継手4〜6は、基盤2上に一列に並ぶように設けられ、流体の入口となる入口配管4と、流体の出口となる出口配管5と、入口配管4と出口配管5との間に配置される複数のブロック状の継手6とにより構成される。各継手4〜6には、ガスの流路が形成されている。また、複数の継手6は、図示せぬボルトにより基盤2に固定されている。
複数の流体制御機器7〜13は、自動弁(例えば流体駆動式の自動弁)7〜10と、手動式のレギュレータ(減圧弁)11と、圧力計12と、流量制御機器(例えば、マスフローコントローラ(MFC:Mass Flow Controller))13と、により構成されている。図2に示すように、各流体制御機器7〜13は固定部7A〜13Aを備え、固定部7A〜13Aにボルト20(図の簡略化のため一つのボルトにのみ参照番号を付している。)が挿入されることにより、継手6に対しそれぞれ連結されている。
図3は、断熱カバー30等が装着されたガスライン3の斜視図を示している。図4は、断熱カバー30等が装着されたガスライン3を図3とは異なる角度から見た斜視図を示している。
図3、4に示すように、ガスライン3に対し、アルミブロック14、ヒーター15、ヒーター支持板16、断熱カバー30、MFCヒーター17、ヒーター固定具18、サーモスタット19が装着されている。
アルミブロック14は、入口配管4を覆うように設けられている。
ヒーター15は、面状ヒーターであり、自動弁7およびレギュレータ11の固定部7A、11Aの側面と、固定部7A、11Aが固定された継手6の側面に当接するように設けられている。ヒーター15からの熱により、入口配管4を介して流入するガス(例えば、フッ化水素)が加温され、常温で液化するガスの液化が防止される。
ヒーター15の外側には、ヒーター支持板16が設けられている。ヒーター支持板16は、ヒーター15を支持し、ヒーター15を、継手6と自動弁7およびレギュレータ11の固定部7A、11Aとに密着させる。
断熱カバー30は、継手6の両側面と、自動弁7〜9、レギュレータ11、および圧力計12の一部を覆うように設けられている。断熱カバー30の詳細な構成については後述する。
MFCヒーター17は、面状ヒーターであり、マスフローコントローラ13の下部の両側面に当接するように一対設けられている。MFCヒーター17からの熱により、マスフローコントローラ13を通過するガスが加温され、ガスの液化が防止される。
ヒーター固定具18は、MFCヒーター17の外側から、マスフローコントローラ13の下部の外周全体を覆うように、マスフローコントローラ13に対し装着されている。ヒーター固定具18により、一対のMFCヒーター17がマスフローコントローラ13に対し密着される。
サーモスタット19は、マスフローコントローラ13のガスの流れの上流側の端部に設けられ、ガスの温度を所定の温度以下に保持している。
次に、断熱カバー30の詳細な構成について、図5、6に基づき説明する。
図5は、断熱カバー30の斜視図を示し、図6は、断熱カバー30を図5とは異なる角度から見たときの分解斜視図を示している。
図5に示すように、断熱カバー30は、サイドカバー部31と、上部カバー部32と、第1クリップ33と、第2クリップ34とを備える。
図6に示すように、サイドカバー部31は、第1サイドカバー35と、第2サイドカバー36と、第1サイド断熱部材37と、第2サイド断熱部材38とを有する。
第1サイドカバー35は、アルミニウム合金の薄板材を曲げ加工することにより形成され、第1側壁部35Aと、第1上流側端壁部35Bと、第1下流側端壁部35Cと、第1支持部35Dとを有する。第1側壁部35Aは、ガスライン3の長手方向に沿って延びる略矩形状をなし、下部が継手6の一方の側面に当接し、上部がガスライン3の短手方向において自動弁7〜9、レギュレータ11、および圧力計12に対向している。また、第1側壁部35Aの下部のガスの流れの上流側には、切欠き35eが形成されている。切欠き35e内に、ヒーター15およびヒーター支持板16が収まるように構成されている。また、第1側壁部35Aの自動弁8、9の間に相当する位置には、上下方向に延びるスリット35fが形成されている。
第1上流側端壁部35Bは、略矩形状をなし、第1側壁部35Aのガスの流れの上流側の端部に、第1側壁部35Aに対し略直角に設けられている。第1上流側端壁部35Bの先端は、ガスライン3の短手方向の中央付近に位置している。なお、ガスライン3の短手方向とは、ガスライン3の長手方向および上下方向の両方に直交する方向をいう。
第1下流側端壁部35Cは、略矩形状をなし、第1側壁部35Aの下流側の端部に、第1側壁部35Aに対し略直角に設けられている。
第1支持部35Dは、第1側壁部35Aの上端部に、ガスライン3の長手方向に沿って複数設けられている。
第2サイドカバー36は、ガスライン3の長手方向および上下方向に平行をなしガスライン3の短手方向の中心を通る面を対称面として、第1サイドカバー35に対し、略面対称の形状をなしている。すなわち、第2サイドカバー36は、アルミニウム合金の薄板材を曲げ加工することにより形成され、第1側壁部35Aに対応する第2側壁部36Aと、第1上流側端壁部35Bに対応する第2上流側端壁部36Bと、第1支持部35Dに対応する第2支持部36Dを有する。なお、第2サイドカバー36は、第1下流側端壁部35Cに対応する部分は有していない。
第2側壁部36Aは、下部が継手6の他方の側面に当接し、上部がガスライン3の短手方向において自動弁7〜9、レギュレータ11、および圧力計12に対向している。第2側壁部36Aの自動弁8、9の間に相当する位置には、上下方向に延びるスリット36fが形成されている。なお、第2側壁部36Aには、切欠き35eに相当する切欠きは形成されていない。
第2上流側端壁部36Bの先端は、ガスライン3の短手方向の中央付近に位置し、第1上流側端壁部35Bの先端に近接対向している。
第1サイド断熱部材37は、シリコーンスポンジ等の断熱材料により構成されている。第1サイド断熱部材37は、第1サイドカバー35の外側に設けられ、第1下流側端壁部35Cおよび第1支持部35Dに相当する部分を有さない以外は、第1サイドカバー35と略同形状をなしている。すなわち、第1サイド断熱部材37は、第1側壁部35Aに対応する第3側壁部37Aと、第1上流側端壁部35Bに対応する第3上流側端壁部37Bとを有する。よって、第3側壁部37Aには、切欠き37eが形成され、切欠き37e内に、ヒーター15およびヒーター支持板16が収まる。第3側壁部37Aの自動弁8、9の間に相当する位置には、上下方向に延びるスリット37fが形成されている。
第1サイドカバー35と第1サイド断熱部材37とは、接着剤により互いに結合され層状に重なった状態で、ガスライン3に装着される。
第2サイド断熱部材38は、シリコーンスポンジ等の断熱材料により構成されている。第2サイド断熱部材38は、第2サイドカバー36の外側に設けられ、第2支持部36Dに相当する部分を有さない以外は、第2サイドカバー36と略同形状をなしている。すなわち、第2サイド断熱部材38は、第2側壁部36Aに対応する第4側壁部38Aと、第2上流側端壁部36Bに対応する第4上流側端壁部38Bとを有する。第4側壁部38Aの自動弁8、9の間に相当する位置には、上下方向に延びるスリット38fが形成されている。
第2サイドカバー36と第2サイド断熱部材38とは、接着剤により互いに結合され層状に重なった状態で、ガスライン3に装着される。
上部カバー部32は、第1上部カバー39と、第2上部カバー40と、第1上部断熱部材41と、第2上部断熱部材42とを有する。
第1上部カバー39は、アルミニウム合金の薄板材により構成され、第1支持部35D上に配置されている。第1上部カバー39は、略矩形状をなし、その長手方向および短手方向の幅は、第1サイド断熱部材37と略等しく構成されている。第1上部カバー39の第2サイドカバー36側には、略半円形の切欠き39a(図の簡略化のため一つの切欠きにのみ参照番号を付している。)が複数形成されている。また、第1上部カバー39の第3側壁部37A側には、上方へ延びる把持部39Bが設けられている。
第2上部カバー40は、アルミニウム合金の薄板材により構成され、第2支持部36D上に配置されている。第2上部カバー40は、ガスライン3の長手方向および上下方向に平行をなしガスライン3の短手方向の中心を通る面を対称面として、第1上部カバー39に対し、略面対称の形状をなしている。よって、第2上部カバー40には、略半円形の切欠き40a(図の簡略化のため一つの切欠きにのみ参照番号を付している。)が複数形成され、把持部40Bが設けられている。
第1上部断熱部材41は、シリコーンスポンジ等の断熱材料により構成されている。第1上部断熱部材41は、第1上部カバー39の上側に設けられ、把持部39Bに相当する部分を有さない以外は、第1上部カバー39と略同形状をなしている。よって、第1上部断熱部材41の第2サイドカバー36側には、略半円形の切欠き41a(図の簡略化のため一つの切欠きにのみ参照番号を付している。)が複数形成されている。
第1上部カバー39と第1上部断熱部材41とは、接着剤により互いに結合され層状に重なった状態で、ガスライン3に装着される。
第2上部断熱部材42は、シリコーンスポンジ等の断熱材料により構成されている。第2上部断熱部材42は、第2上部カバー40の上側に設けられ、把持部40Bに相当する部分を有さない以外は、第2上部カバー40と略同形状をなしている。よって、第2上部断熱部材42には、略半円形の切欠き42a(図の簡略化のため一つの切欠きにのみ参照番号を付している。)が複数形成されている。
第2上部カバー40と第2上部断熱部材42とは、接着剤により互いに結合され層状に重なった状態で、ガスライン3に装着される。また、上部カバー部32が、ガスライン3に装着された状態では、図5に示すように、略半円形の切欠き39a〜42aにより、略円形の貫通孔32aが複数形成される。なお、ガスの流れの最も下流側に位置する貫通孔32aは一部が開口している。
第1クリップ33は、薄板材を曲げ加工することにより形成され、一対の狭圧部33Aと連結部33Bとにより構成される。一対の狭圧部33Aは、上下方向に延び、第3側壁部37Aおよび第4側壁部38Aと平行をなしている。連結部33Bは、ガスライン3の短手方向に沿って延び、一対の狭圧部33Aを連結している。連結部33Bは、スリット35f〜38fに挿入可能に構成され、スリット35f〜38fの上下方向の幅と略等しい上下方向の幅を有する。また、各狭圧部33Aの上端部33Cは、連結部33Bよりも上方へ突出するように構成されている。上端部33Cは、突出部に相当する。第1クリップ33は、一対の狭圧部33Aにより、継手6と、第1サイドカバー35と、第2サイドカバー36と、第1サイド断熱部材37と、第2サイド断熱部材38とを挟圧している。また、第1クリップ33は、連結部33Bにより、上部カバー部32を下側から支持し、上端部33Cにより、上部カバー部32のずれを防止する。
第2クリップ34は、第1クリップ33よりもガスの流れの上流側に位置し、薄板材を曲げ加工することにより形成され、一対の狭圧部34Aと連結部34Bとにより構成される。一対の狭圧部34Aは、上下方向に延び、第3側壁部37Aおよび第4側壁部38Aと平行をなしている。連結部34Bは、ガスライン3の短手方向に沿って延び、一対の狭圧部34Aを連結している。第2クリップ34は、一対の狭圧部34Aにより、継手6と、ヒーター15と、ヒーター支持板16と、第1サイドカバー35と、第2サイドカバー36と、第1サイド断熱部材37と、第2サイド断熱部材38とを挟圧している。また、第2クリップ34は、連結部34Bにより、上部カバー部32を上側から押え、一対の狭圧部34Aにより、上部カバー部32のずれを防止する。第2クリップ34により、サイドカバー部31と上部カバー部32とが一体化される。また、第2クリップ34により、ヒーター15およびヒーター支持板16も、ガスライン3に装着される。
上記のように、サイドカバー部31と、上部カバー部32とは、ガスライン3の短手方向における第1側壁部35Aと第2側壁部36Aの中央を通り、第1側壁部35Aに平行な面に沿って、それぞれ2分割に構成されている。
次に、断熱カバー30をガスライン3に装着する方法について、図3、7、8を参照して説明する。
図7は、ガスライン3にサイドカバー部31および第1クリップ33を装着した状態を示す図である。図8は、ガスライン3にサイドカバー部31、上部カバー部32、および第1クリップ33を装着した状態を示す図である。
はじめに、接着剤により互いに結合された第1サイドカバー35および第1サイド断熱部材37と、接着剤により互いに結合された第2サイドカバー36および第2サイド断熱部材38と、をガスライン3の短手方向の両側に配置する。第1クリップ33の連結部33Bがスリット35f〜38f(図6)に挿入されるように、第1クリップ33を下降させて、一対の狭圧部33Aにより、継手6と、第1サイドカバー35と、第2サイドカバー36と、第1サイド断熱部材37と、第2サイド断熱部材38とを挟圧する。これにより、断熱カバー30は、図7に示す状態となる。
次に、第1上部カバー39の把持部39Bを持って、接着剤により互いに結合された第1上部カバー39および第1上部断熱部材41を、第1支持部35Dおよび連結部33Bの上に配置する。同様に、第2上部カバー40の把持部40Bを持って、接着剤により互いに結合された第2上部カバー40および第2上部断熱部材42を、第2支持部36Dおよび連結部33Bの上に配置する。これにより、図8に示すように、貫通孔32aが複数形成され、各貫通孔32aを、自動弁7〜9、レギュレータ11、および圧力計12が貫通した状態となる。
第2クリップ34の連結部34Bが自動弁7とレギュレータ11との間に位置するように、第2クリップ34を下降させて、一対の狭圧部34Aにより、継手6と、ヒーター15と、ヒーター支持板16と、第1サイドカバー35と、第2サイドカバー36と、第1サイド断熱部材37と、第2サイド断熱部材38とを挟圧する。このようにして、図3に示すように、断熱カバー30がガスライン3に対し装着される。
上記のような断熱カバー30によれば、サイドカバー部31と上部カバー部32とにより、ガスライン3の一部を覆うように構成されているので、流体制御装置1の図示せぬ筐体内の空気の流れによるガスライン3内を流れるガスの温度変動を抑制することができる。
サイドカバー部31と上部カバー部32とは、金属製(アルミニウム合金)の薄板材からなる第1サイドカバー35、第2サイドカバー36、第1上部カバー39、および第2上部カバー40と、それらの外側に設けられた断熱材からなる第1サイド断熱部材37、第2サイド断熱部材38、第1上部断熱部材41、および第2上部断熱部材42とにより構成される。かかる構成により、熱伝導率が比較的良い金属により、ヒーター15が発生する熱を自動弁7等へ伝えつつ、外側の断熱材により、外部からの空気を遮断し、放熱を抑制することができる。この結果、ガスライン3内を流れるガスの温度変動を抑制することができる。
また、サイドカバー部31と、上部カバー部32とは、ガスライン3の短手方向における第1側壁部35Aと第2側壁部36Aの中央を通り、第1側壁部35Aに平行な面に沿って、それぞれ2分割に構成されている。かかる構成により、改造等により既存のガスライン3に取り付ける場合であっても、上からのアクセスにより容易にガスライン3に対し装着することができる。
第2クリップ34により、サイドカバー部31と上部カバー部32とが一体化されて、ガスライン3に装着されるので、ネジ等を用いることなく、断熱カバー30をガスライン3に対して容易に装着することができる。
第2クリップ34により、ヒーター15およびヒーター支持板16も、ガスライン3に装着されるので、ヒーター15等を装着する部品を別に設ける必要がないので、部品点数を削減することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
例えば、上記の実施形態では、断熱カバー30は、流体制御機器7〜9、11、12の一部を覆うように構成したが、少なくとも流体制御機器7〜9、11、12の流路が形成された部分を覆うように構成すれば良く、流体制御機器7〜9、11、12の全体を覆うように構成しても良い。
また、第1サイドカバー35、第2サイドカバー36、第1上部カバー39、および第2上部カバー40は、アルミニウム合金により構成したが、熱伝導性が良い材料であれば、他の材料であっても良い。また、第1サイド断熱部材37、第2サイド断熱部材38、第1上部断熱部材41、および第2上部断熱部材42は、シリコーンスポンジにより構成したが、断熱性が良い材料であれば、他の材料であっても良い。また、サイドカバー部31は、長手方向に沿って2分割されていたが、短手方向に沿って2分割されても良いし、一体に構成されていても良い。サイドカバー部31および上部カバー部32は、金属製の薄板材の外側に層状に重なるように断熱材を設ける構成であったが、断熱材の外側に層状に重なるように金属製の薄板材を設ける構成であっても良い。
サイドカバー部31のガスの流れの下流側の端部は、サーモスタット19があるために開口していたが、サーモスタット19が無い場合には、上流側と同様に閉じるように構成しても良い。
第1クリップ33および第2クリップ34により、断熱カバー30をガスライン3に装着するように構成したが、第2クリップ34のみで断熱カバー30をガスライン3に装着するように構成しても良い。
上記の実施形態では、流体制御装置1は、流体制御機器として自動弁、圧力計、レギュレータ、およびマスフローコントローラを備えていたが、これらの他に、手動弁、フィルタ等を備えていても良い。
1:流体制御装置
3:ガスライン
6:継手
7〜13:流体制御機器
15:ヒーター
30:断熱カバー
31:サイドカバー部
32:上部カバー部
33:第1クリップ
33A:狭圧部
33B:連結部
33C:上端部
34:第2クリップ
35:第1サイドカバー
35A:第1側壁部
35B:第1上流側端壁部
36:第2サイドカバー
36A:第2側壁部
36B:第2上流側端壁部
37:第1サイド断熱部材
37A:第3側壁部
37B:第3上流側端壁部
38:第2サイド断熱部材
38A:第4側壁部
38B:第4上流側端壁部
39:第1上部カバー
40:第2上部カバー
41:第1上部断熱部材
42:第2上部断熱部材

Claims (7)

  1. 継手に連結された複数の流体制御機器により構成されるガスラインを覆うための断熱カバーであって、
    前記ガスラインの短手方向における前記継手の両側面に当接し前記複数の流体制御機器に前記短手方向において対向するための一対の側壁部と、前記側壁部の端部に設けられる端壁部と、を有するサイドカバー部と、
    前記サイドカバー部の上部に設けられる上部カバー部と、を備える断熱カバー。
  2. 前記サイドカバー部および前記上部カバー部は、それぞれ、金属製の薄板材と、前記薄板材に重なるように設けられた断熱材と、により構成される、請求項1に記載の断熱カバー。
  3. 前記サイドカバー部と、前記上部カバー部とは、前記短手方向における前記一対の側壁部の中央を通り、前記側壁部に平行な面に沿って、それぞれ2分割に構成されている、請求項1または請求項2に記載の断熱カバー。
  4. 前記一対の側壁部を外側から狭圧する一対の狭圧部と、一対の狭圧部を連結する連結部を有する第1クリップを更に備え、
    前記一対の側壁部には、それらの上端に開口し、前記連結部が挿入されるスリットが形成され、
    前記一対の狭圧部は、前記連結部よりも上側に突出する突出部を備え、
    前記突出部の間に、前記上部カバー部が配置され、前記連結部は、前記上部カバー部を下側から支持する、請求項3に記載の断熱カバー。
  5. 前記サイドカバー部と前記上部カバー部とを、一体化し、かつ、前記ガスラインに装着するための第2クリップを備える、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の断熱カバー。
  6. 前記サイドカバー部の一方の側壁部には、前記継手に当接するヒーターが収まる切欠きが形成され、
    前記第2クリップは、前記サイドカバーと共に前記ヒーターを前記ガスラインに装着するように構成されている、請求項5に記載の断熱カバー。
  7. 継手に固定された複数の流体制御機器により構成されるガスラインの一部を覆う請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の断熱カバーを備える流体制御装置。
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