JPH03279815A - 質量流量計 - 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］ 本発明は、ＣＶＤ装置や蒸着装置等に反応ガスをガス供
給導管を介して供給する場合、ガス供給導管にバイパス
導管を並列に設け、そのバイパス導管に感温コイルを巻
いて質量流量を測定するようにした質量流量計に関する
。

［従来の技術］ ガス流速が速くて単位時間の流量の多い場合の質量流量
計は、ガス供給導管にそれより小径のバイパス導管を分
岐させて並列シこ培詩１７．バイパス導管に感温センサ
を巻き、両導管を流れる質量流量の合計を検出するよう
になっている。すなわち、ガス供給導管に流れる質量流
量は、バイパス導管での質量流量と一定の割合関係にあ
ることから、ガス流の全体の質量流量を測定するように
なっている。

ガス供給導管とバイパス導管とを流れるガスのそれぞれ
の質量流量が、一定の割合関係となるようにするために
は、両導管を流れる流量の割合が、気体の粘性係数や流
量の多少により変化しないようにする必要がある。この
ため、ガス供給導管内を流れるガスが乱流部分を含まず
、層流部分のみにすることが望まれる。

層流にするため、従来種々の提案がなされている。例え
ば、ガス供給導管内に多数の細い中空管を挿入してガス
が層流となるようにしたり、ガス供給導管内に円柱体を
配置し、かつ円柱体の両端をステーで保持したもの（特
開昭５９−１０５５２１号公報）、ガス供給導管内に波
板と平板を重ねて巻込んで挿入させたもの（実開昭５９
−７８９２７号公報）、ガス供給導管内にハニカム状の
仕切りを設けたもの（実開昭５９−７７０２７号公報）
が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のバイパス導管を備えた質量流量計では、多数の中
空管や巻込んだ波板やハニカム状の仕切りをガス供給導
管内に挿入しているため、高価になるとともに、細い管
内の洗浄が困難なため、何回も繰返し使用できず不経済
であった。またハニカム状の仕切りの場合、構造が複雑
になって製造上望ましいものではなかった。

そこで本発明は、質量流量計のガス供給導管とバイパス
導管とでのガスの質量流量の割合が一定になるようにす
るとともに、ガス供給導管内の洗浄を容易にし、かつ構
造も簡単にして経済的なものにすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するものであり、それは、ガス
供給導管にそれより小径のバイパス導管を分岐させて並
列に接続し、バイパス導管に感温コイルを巻きつけて、
ガス供給導管とバイパス導管とを流れる全体の質量流量
に応じた検出信号を発するように検出回路を構成してな
る質量流量計において、ガス供給導管のバイパス導管と
並列関係の部分内へ多数の塊状物体を配置したものであ
る。

塊状物体は、例えば、セラミックスやステンレス等によ
り表面がなめらかな球形、あるいはラグビーポール形の
ものをより細長（した形状に形成できる。また塊状物体
の代りに多数の線材を使用することもできる。さらに材
料の機械的強度を考え線材よりも断面形の複雑な柱状体
を用いる事が望ましい。

［作用］ 上記の質量流量計では、ガス供給導管内に多数の塊状物
体、あるいは多数の線材を配置しているので、ぞれらが
配置されているガス供給導管内ではガス通路が小断面に
分割され、そこを通るガス流は部分的には乱流となるが
導管表面や塊状物体の表面に流れる流体は表面の影響を
受は実質的に層流状態と等しくなる。このためバイパス
導管を流れる質量流量と、ガス供給導管を流れる質量流
量との割合は、流体の粘性係数や流量の多少により変化
することはな（、精度よく、全流量を測定できる。

またガス供給導管内に多数の塊状物体や線材を配置して
も、それらは容易に管外に取り出すことができ、簡単に
洗浄することができる。

［実施例］ 本発明の第１実施例を第１．２図により説明する。

反応ガスを導くガス供給導管ｌに、それより小径のバイ
パス導管２を分岐させてガス供給導管ｌと並列に接続す
る。なお、バイパス導管２の両端は、ガス供給導管ｌの
周壁に設けた２つの孔に連通されることになる。バイパ
ス導管２に２つの感温コイルＣ，，Ｃ，を巻き、さらに
２つの抵抗Ｒ＋とＲ２とでブリッジ回路を構成する。こ
のブリッジ回路は、２つの感温コイルＣ３、Ｃ２での温
度差による抵抗値の変化に基づき、バイパス導管２を流
れる質量流量に相当する検出信号を出力する。

しかし供給ガス量はガス供給導管ｌとバイパス導管２と
での流量の合計であり、後記するようにガス供給導管ｌ
とバイパス導管２とでの各質量流量の割合が一定である
ことから、全体の供給ガス量を検出するようにブリッジ
回路の出力端子に演算回路３を接続して検出回路Ａが構
成される。

演算回路３の出力側は増幅回路４を介して比較回路５に
接続され、その比較回路５が入力信号と基準信号とを比
較して、ガス供給導管ｌに設けた制御弁６を開閉制御す
るようになっている。また本実施例では、ガス供給導管
ｌのうちバイパス導管２と制御弁６とを設けた部分１ａ
を分離可能に形成し、その部分１ａの両端をガス供給導
管ｌに連結できるようになっている。

ガス供給導管ｌのうちバイパス導管２と並列関係となる
部分内には、セラミックスやステンレス等により表面が
なめらかな球形に形成した塊状物体７が多数配置され、
その部分でのガス流路断面を小さくしてガス流が層流と
なるようにしている。

塊状物体７が配置されるガス供給導管１内の部分は、他
の通路部分より大径の空所ｉｂに形成され、その空所１
ｂの流出側端部から塊状物体７が外側に移動しないよう
な断面積関係にされるとともに、流入側端部にストッパ
８を挿入して塊状物体７が外に移動しないようにされる
。またガス供給導管ｌのうちバイパス導管２と制御弁６
を設けた部分ｌａは、その両端連結部を外してストッパ
８を外せば、空所ｌｂ内の塊状物体７を取り出して洗浄
できるようになっている。

なお、塊状物体７は球形に限るものではなく、第２図に
示すようにラグビーボール形のものを細長くした形状に
してもよく、その複数個をガス供給導管の空所内ｌｂ内
へその軸線方向と平行となるように配置させて使用する
。

次に第２実施例の質量流量計を第３図により説明する。

この実施例は前記実施例の塊状物体７を使用することな
く、ガス供給導管ｌ内の空所ｌｂ内に、セラミックスや
ステンレス等からなる多数の線材９を配置したものであ
る。この線材９も空所ｌｂ内を流れるガスが層流となる
ようにするためのものであり、多数の線材９は空所ｌｂ
内の両端部で格子状の支持材１０に保持されるようにな
っており、前記実施例と同様にガス供給導管の部分１ａ
から取り出して洗浄できるようになっている。

なお、第２実施例において、線材９の代わりに断面形状
の複雑な柱状体を使用すれば、それは機械的強度が大き
い点で望ましい。

［発明の効果］ 本発明の質量流量計によれば、バイパス導管と並列関係
の部分のガス供給導管内でガス流を層流にさせることが
でき、流速が速く単位時間の流量の多い場合にも精度よ
く質量流量を検出することができる。また層流となるよ
うにガス供給導管内へ配置させる塊状物体や線材は、外
部に取り出せるので容易に洗浄することができ、常に質
量流量を正確に検出することができる。さらに本発明の
質量流量計は構造が簡単であり、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の質量流量計の全体説明図、第２図は塊
状物体の異なる態様を示す質量流量計の要部断面図、 第３図は第２実施例の要部断面図で ある。 ｌ； ガス供給導管 ２； バイパス導管 ６： 制御弁 ７；塊状物体 ９： 線材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス供給導管にそれより小径のバイパス導管を分
   岐させて並列に接続し、バイパス導管に感温コイルを巻
   きつけて、ガス供給導管とバイパス導管とを流れる全体
   の質量流量に応じた検出信号を発するように検出回路を
   構成してなる質量流量計において、ガス供給導管のバイ
   パス導管と並列関係の部分内へ多数の塊状物体を配置し
   たことを特徴とする質量流量計。
2. （２）塊状物体は、セラミックスやステンレス等により
   表面がなめらかな球形に形成されることを特徴とする請
   求項（１）に記載の質量流量計。
3. （３）塊状物体は、セラミックスやステンレス等により
   ラグビーボール形のものをより細長くした形状に、かつ
   表面を滑らかに形成されることを特徴とする請求項（１
   ）に記載の質量流量計。
4. （４）ガス供給導管にそれより小径のバイパス導管を分
   岐させて並列に接続し、バイパス導管に感温コイルを巻
   きつけて、ガス供給導管とバイパス導管とを流れる全体
   の質量流量に応じた検出信号を発するように検出回路を
   構成してなる質量流量計において、ガス供給導管とバイ
   パス導管と並列関係の部分内へ、セラミックスやステン
   レス等からなる多数の線材あるいは柱状体をガス供給導
   管の中心軸線と平行に配置したことを特徴とする質量流
   量計。