JPH02219114A - ガス流量調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、ガスの流出をパルス状にしてパルス数また
はパルス幅を制御することにより、ガスの流量またはガ
スの圧力を制御するガス流量調節装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、ガス流量の調節に当っては、ガスの流量を別途検
出し、これが所定の設定値から外れた場合、ガス噴出口
の大きさを変えることによりガスの流量をもとの値に戻
す方式のマスフローコントローラと呼ばれるものがあっ
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしこの装置の場合、微少な流量を高精度に制御しよ
うとすると、ガス噴出口の口径を極度に小さくせねばな
らず、そのため、ガス中の微粒子によりガス噴出口が詰
まってしまうことが多いという欠点を有していた。

この発明は、上記従来技術の欠点を解決したもので、微
少なガス流量を高精度に制御でき、かつ目詰まりによる
トラブルを起こさないガス流量調節装置を実現すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる流量調節装置は、ガス供給管に連通ず
る弁室にガス噴出口が形成され、弁室内にガス噴出口の
開閉を行う弁体を有し、さらに弁体によるガス噴出口の
開閉をガスに対し気密に封止されたコイルへの通電によ
り行う電磁石を備えてなるガスノズル部と、ガス噴出口
から供給されるガスの流量を測定するガス流量測定手段
と、ガス流量測定手段で検出されるガス流量が所定値に
なるようにパルス幅と繰り返し周期とを制御してコイル
へパルス電流を印加する電磁駆動電源とからなるもので
ある。

〔作用〕

この発明においては、電磁石のコイルへの通電がパルス
状であり、このパルス幅または繰り返し周期を調節する
ことで平均的にガス噴出口の開度が調節され、ガス流量
の調節が行われる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成略図である。こ
の図において、１０はガスノズル部で、ガス供給管２０
中に挿入接続される。３０ａ。

３０ｂは前記ガスノズル部１０の上流と下流に設けられ
た圧力ゲージで、両者でガス流量測定手段が構成される
。４０は電磁石駆動電源で、ガスノズル部１０内の電磁
石のコイルへパルス電流を供給するものであり、パルス
幅とパルスの繰り返し周期の調整が可能なものである。

第２図は、第１図の実施例におけるガスノズル部１０の
詳細を示す断面図である。この図で、１は常磁性材料よ
りなる中空のハウジングで、１側は開放され、他側に弁
室２とガス噴出口３が形成されている。４は弁体で弁室
２内に設けられ、フランジ４ａと弁室２の側壁との間に
、常時弁体４をガス噴出口３側に弾発してガス噴出口３
を閉止させるように作用するコイル状のスプリング４ｂ
が装着されている。ハウジング１の開放部分の内側にね
じ部が形成され、ここに同じく常磁性材料よりなる支持
板５が、その外周に形成されたねじ部を螺合することに
より取付けられる。６は前記支持板５と一体に形成され
た常磁性材料からなるガス流路を兼ねた鉄心であり、こ
の鉄心６の外周に非磁性体のコイル巻枠７が装着され、
これにリード線８ａを有するコイル８が巻回さされてい
る。９は０リングで、ハウジング１のコイル８を巻回し
た内部へガスが流出しないように気密封止するためのも
のである。１ａは排気用パイプで、必要に応じて設けら
れ、ここからポンプＰで吸引することで内部を真空に保
つ、なお、弁体４は全体を常磁性材料で作成するか、ま
たはコイル８側の一部のみ常磁性材料で作成するかして
コイル８に通電が行われたときスプリング４ｂに抗して
電磁石に吸引されるようにする。

次に第２図のガスノズル部１０の動作について説明する
。

コイル８に電流を流すと鉄心６が磁化し、弁体４が図に
おいて左に引っばられるためガス噴出口３が開となる。

電流を切るとスプリング４ｂの力で弁体４が右に８動し
、ガス噴出口３が閉となる。したがって、ガス流路を兼
ねる鉄心６の一端より導入されたガスＧは、コイル８へ
のパルス状の電流印加によりガス噴出口３よりパルス状
に噴出され、ガスノズル部１０はパルスガスノズルとし
て動作する。

次に、上記動作を行うガスノズル部１ｏを用いた第１図
の実施例の動作について説明する。

第１図において、ガスノズル部１０が一定の周期でガス
流出口３を開閉した場合、左から右への単位時間あたり
のガス流量は両方の圧力差およびガス噴出口３の開の時
間にほぼ比例する。したがって、圧力ゲージ３０ａ、３
０ｂにより圧力差を検出し、この値と所望の流量に応じ
て弁体４を開とする時間を決定し、この時間に対応して
コイル８に電流を流すことにより、単位時間当りのガス
流量を一定とすることができる。また、ガス流出口３の
開時間を一定とし、単位時間当りのパルス数を調節して
もガス流量を制御できる。

この発明においては、ガスＧが左から右に流れている状
態において、右の圧力が絶えず所定の範囲の値になるよ
うガスノズル部１ｏのガス噴出口３を開とする、あるい
はガス噴出口３を開とするパルスの数を調節することも
容易にできるため、圧力調節装置としても動作する。

上述したように、この発明の動作原理より明らかなよう
に、この装置においてはガス噴出口３の径を大きく（例
えば５０μｍ〜１．０ｍｍ）　し、ガス噴出口３を開と
する時間を充分短くする（１／１０００秒以下は容易に
可能）ことにより、ガス流量をきわめて微少に制御する
ことが可能である。したがって、従来装置のようにガス
噴出口３の径を極度に小さくする必要がないため、ガス
噴出口３がガス中の微粒子により詰まるというトラブル
を起こす心配がない。

また、第２図に示すように、電磁石のコイル８にガスＧ
が接触しない構成であるので、反応性のガスを流しても
コイル８が腐食したり、コイル８の付着物質で反応ガス
が汚染されるということもない。また、コイル８の巻い
であるスペースは真空に排気できる構成であるので、待
機の反応ガス中への混入を完全に阻止できる。

なお、第１図の実施例における電磁石駆動電源４ｏによ
るパルス電流の供給に関して、パルス幅やパルスの繰り
返し周期の調整手段は周知であり、かつガス流量に応じ
て自動制御する手段も制御系としては周知であるのでそ
の詳細は省略する。

（発明の効果） この発明は以上詳細に説明したように、ガス供給管に連
通する弁室にガス噴出口が形成され、弁室内にガス噴出
口の開閉を行う弁体を有し、さらに弁体によるガス噴出
口の開閉をガスに対し気密に封止されたコイルへの通電
により行う１ｌｉｎ石を備えてなるガスノズル部と、ガ
ス噴出口から供給されるガスの流量を測定するガス流量
測定手段と、ガス流量測定手段で検出されるガス流量が
所定値になるようにパルス幅と繰り返し周期とを制御し
てコイルへパルス電流を印加する電磁駆動電源とからな
るので、電磁石のコイルに通電するパルス電流のパルス
幅と繰り返し周期を調節することで流量の調節が行える
ため、微少流量の調節が容易で、かつガス噴出口が詰ま
るというトラブルを解消できる。また、反応ガスがコイ
ルに接触しない構成であるためガスの汚染の心配のない
、高純度なガス供給系におけるガス流量やガス圧力の自
動調節に適した利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成略図、第２図は
、第１図の実施例におけるガスノズル部の構成を示す断
面図である。 図中、１０はガスノズル部、２ｏはガス供給管、３０ａ
、３０ｂは圧力ゲージ、４ｏは電磁石駆動電源である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガス供給管に連通する弁室にガス噴出口が形成され、前
   記弁室内に前記ガス噴出口の開閉を行う弁体を有し、さ
   らに前記弁体によるガス噴出口の開閉をガスに対し気密
   に封止されたコイルへの通電により行う電磁石を備えて
   なるガスノズル部と、前記ガス噴出口から供給されるガ
   スの流量を測定するガス流量測定手段と、前記ガス流量
   測定手段で検出されるガス流量が所定値になるようにパ
   ルス幅と繰り返し周期とを制御して前記コイルへパルス
   電流を印加する電磁駆動電源とからなることを特徴とす
   るガス流量調整装置。