KR101124447B1 - 유체제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치 안 등으로의 설치, 배관 및 배선접속이 용이하고, 배관접속에 의한 압력손실을 줄이며, 각 모듈의 배치변경을 쉽게 할 수 있는 것으로, 또한 유체에 부식성 유체를 사용하여도 부식이 일어나지 않고, 유입하는 유체가 맥동하고 있어도 유량의 제어가 가능한 유체제어장치를 제공한다. 본 발명의 유체제어장치는, 초음파를 유체 안으로 발신하는 초음파 진동자와 상기 초음파 진동자로부터의 초음파를 수신하여 신호를 유량계 앰프부로 출력하는 초음파 진동자를 가지는 유량계 센서부와, 조작압력에 의해 유체의 흐름 상태를 소정의 상태로 제어하는 제어밸브를 가지고, 유량계 센서부와 제어밸브가 유체유입구와 유체유출구를 가지는 케이싱 안에 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

유체제어

Description

유체제어장치{FLUID CONTROL DEVICE}

본 발명은 유체제어가 필요한 유체수송배관에 사용되는 유체제어장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 주로 반도체 제조장치 안 등으로의 설치, 배관 및 배선접속이 용이하며, 유체에 부식성 유체를 사용하여도 부식이 일어날 걱정이 없는 유체제어장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조공정의 한 공정으로서, 불산 등의 약액을 순수로 희석한 세정수를 이용하여 웨이퍼 표면을 식각하는 습식식각이 이용되고 있다. 이 습식식각에서의 세정수의 농도는 높은 정밀도로 관리할 필요가 있다. 근래에는 세정수의 농도를 순수와 약액의 유량비로 관리하는 방법이 주류를 이루고 있으며, 이 때문에, 순수나 약액의 유량을 높은 정밀도로 관리하는 유체제어장치가 적용되고 있다.

유체제어장치로서는 여러 가지가 제안되고 있는데, 도 10에 나타내는 바와 같이 순수온도를 가변으로 한 경우의 유량을 제어하는 순수유량 제어장치(101)가 있다(예를 들어, 일본공개특허 평11-161342호 공보 참조). 그 구성은, 순수유량을 조정하기 위하여 조작압력의 작용을 받아 개구도가 조절되는 유량조정밸브(102)와, 유량조정밸브(102)에 공급되는 조작압력을 조정하기 위한 조작압력 조정밸브(103)와, 유량조정밸브(102)로부터 출력되는 순수유량을 계측하기 위한 유량계측기(104) 와, 유량계측기(104)를 통한 순수의 흐름을 허용 또는 차단하기 위한 개폐밸브(105)를 구비하고, 조작압력 조정밸브(103)에 의해 조정되는 조작압력과 유량조정밸브(102)에서의 순수의 출력압력을 균등하게 함으로써, 유량조정밸브(102)로부터 출력되는 순수유량을 일정하게 제어하도록 한 제어장치(101)로서, 유량계측기(104)에 의한 계측값이 일정해지도록, 그 계측값에 따라 조작압력 조정밸브(103)로부터 유량조정밸브(102)에 공급되는 조작압력을 피드백 제어하기 위한 제어회로를 설치한 것을 특징으로 하는 것이었다. 그 효과는, 순수의 온도변화에 따라 유량조정밸브(102)에서의 출력압력이 변하여도, 그 변화한 만큼에 대응하여 조작압력이 리얼타임으로 조정됨으로써 유량조정밸브(102)로부터 출력되는 순수유량이 조정되기 때문에, 순수유량을 높은 정밀도로 일정값으로 유지할 수 있는 것이었다.

또한, 유체제어를 하는 모듈로서, 도 11에 나타내는 바와 같은 유체를 이송하는 유체회로에 인라인 접속되는 유체제어모듈(106)이 있다(예를 들어, 일본공개특허 2001-242940호 공보 참조). 그 구성은, 화학적으로 불활성인 유로를 가지는 하우징(107)과, 유로에 접속된 조절가능한 제어밸브(108)와, 유로에 접속된 압력센서(109)와, 유로 안에 위치하는 조임부(110)를 구비하고, 제어밸브(108)와 압력센서(109)가 하우징(107) 안에 수용되며, 또한 제어밸브(108)를 구동하는 기계적, 전기적, 또한 공간적인 구성을 가지는 드라이버(111)와, 제어밸브(108) 및 압력센서(109)에 전기적으로 접속되는 컨트롤러(112)가 하우징(107) 안에 수용되어 있는 것이다. 그 효과는, 유체회로 안에서 측정된 압력차와 조임부(110)의 직경으로부터 유로 안의 유량을 측정하고, 측정한 유량에 근거하여 제어밸브(108)를 피드백 제어 로 구동함으로써, 유로 안의 유량을 높은 정밀도로 결정할 수 있는 것이다.

하지만, 상기 종래의 순수유량의 제어장치(101)는 구성요소가 여러 가지로 나뉘어 있기 때문에, 반도체 제조장치 안 등에 설치할 때, 각 구성요소의 배관접속 작업, 전기배선이나 공기배관 작업을 따로따로 하지 않으면 안되어, 작업이 복잡하고 시간을 필요로 하는 동시에, 배관이나 배선이 번잡하여 실수를 일으킬 우려가 있다는 문제가 있었다. 또한, 배관접속시에 튜브나 이음매 등을 통하여 접속되기 때문에, 접속부분에 의한 압력손실이 발생하게 되고, 이 압력손실이 유량계측에 영향을 주어 유량의 측정오차가 커져, 정확한 유량에 의한 제어가 어려워진다는 문제가 있었다. 더욱이, 유량계측기(104) 안에는 그 구성상 부식될 우려가 있는 부품이 사용되기 때문에, 유체에 부식성 유체를 사용한 경우, 부식성 가스의 투과에 의해 유량계측기(104) 안의 부품이 부식하는 문제가 있었다.

또한, 상기 종래의 유량제어모듈(106)은 유체에 부식성 유체를 사용한 경우, 투과한 부식성 가스가 유량제어모듈(106) 안에 가득차면 컨트롤러(112)나 드라이버(111)를 부식시켜 버려, 유량계측이나 유량제어의 작동에 영향을 주어 정확한 유량제어가 불가능해지거나, 최악의 경우에는 파손될 우려가 있었다. 이 때, 모듈의 고장원인이 컨트롤러(112)나 드라이버(111)의 부식에 의한 것이어도, 각 부품이 일체로 되어 있는 것을 전제로 하여 설계된 유량제어모듈(106)은 부품별로 수리나 교체를 하기가 어렵기 때문에, 모듈자체를 교환하게 되어 파손수리에 대한 비용이 높아져 버린다는 문제가 있었다. 또한, 유체제어장치에 유입하는 유체가 압력변동 주기가 빠른 맥동한 흐름이었을 경우, 제어밸브(108)는 맥동한 유체에 대하여 유량을 제어하려고 작동하는데, 난조를 일으켜 유량제어가 불가능해지는 문제가 있으며, 그대로 계속하면 드라이버(111)나 제어밸브(108)가 파손되어 버리는 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 종래기술의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 반도체 제조장치 안 등으로의 설치, 배관 및 배선접속이 용이하고, 배관접속에 의한 압력손실을 줄이며, 각 모듈의 배치변경을 용이하게 하는 것으로, 더구나 유체에 부식성 유체를 사용하여도 부식이 일어나지 않고, 유입하는 유체가 맥동하고 있어도 유량을 제어할 수 있는 유체제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유체제어장치의 구성을 도 1 내지 도 9에 따라 설명하면, 초음파를 유체 안으로 발신하는 초음파 진동자(12, 13; 212, 213)와 그 초음파 진동자(12, 13; 212, 213)로부터 발신한 초음파를 수신하고 신호를 유량계 앰프부(64; 282)로 출력하는 초음파 진동자(12, 13; 212, 213)를 가지는 유량계 센서부(4; 204)와, 조작압력에 의해 유체의 흐름 상태를 소정의 상태로 제어하는 제어밸브(5; 205)를 구비하고, 적어도 유량계 센서부(4; 204)와 제어밸브(5; 205)가 유체유입구(3; 203)와 유체유출구(6; 206)를 가지는 하나의 제 1 케이싱(2; 202) 안에 접속되어 설치되어 이루어지는 것을 제1 특징으로 한다. 여기서, '유체의 흐름 상태'란, 예를 들어 압력이나 유량 등을 포함하는 정량적인 파라메터에 의해 규정할 수 있는 유체의 흐름 상태를 의도하고 있으며, 따라서 '유체의 흐름 상태를 소정 상태로 제어하는'이란, 유체의 흐름에서의 원하는 정량적인 파라메터를 소정의 양으로 제어하는 것을 의도하고 있다.

상기 제어밸브는 조작압력에 의해 유체 흐름의 압력을 소정의 압력으로 제어하는 압력제어밸브(5)인 것을 제2 특징으로 한다.

유량계 센서부(4)와 압력제어밸브(5)가 하나의 제1 케이싱(2)에 설치되어 이루어지는 밸브모듈(1)과, 유량계 센서부(4)의 신호에 의해 유량을 연산하는 유량계 앰프부(64)와 압력제어밸브(5)의 조작압력을 조정하는 전공(電空)변환기(66)와 유량계 앰프부(64)에서 연산된 유량값에 따라 조작압력을 조정하고 피드백 제어하기 위한 제어부(65)가 하나의 제2 케이싱(63) 안에 설치되어 이루어지는 전장(電裝)모듈(62)을 구비하며, 상기 밸브모듈(1)과 상기 전장모듈(62)이 별개로 예를 들어, 각각이 독립한 케이싱으로 구성되는 것을 제3 특징으로 한다.

또한, 전장모듈(62)의 제2 케이싱(63)에는, 상기 제2 케이싱(63) 안에 충전된 기체를 배출하기 위하여 설치된 배출구(73)가 형성되어 있는 것을 제4 특징으로 한다.

또한, 압력제어밸브(5)가, 하부 중앙에 바닥부까지 개방하여 설치된 제2 공극(22), 제2 공극(22)에 연통(連通)하는 입구유로(24), 상부에 윗면이 개방하여 설치되고 제2 공극(22)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극(23), 제1 공극(23)에 연통하는 출구유로(25), 및 제1 공극(23)과 제2 공극(22)을 연통하고 제1 공극(23)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍(26)을 가지고, 제2 공극(22)의 윗면이 밸브시트(27)가 된 본체(14)와, 원통형 공극(28)을 내부에 가지고 하단 내주면에 단차부(29)가 설치된 보닛(bonnet;15)과, 보닛(15)의 측면 혹은 윗면에 설치되며 원통형 공극(28) 안으로 가압된 기체를 공급하는 급기구멍(30)과, 보닛(15)의 단차부(29)에 끼워져 삽입되고 중앙부에 관통구멍(32)을 가지는 스프링받이(16)와, 하단부에 스프링받이(16)의 관통구멍(32)보다 작은 직경의 제1 접합부(37)를 가지고, 상부에 차양부(35)가 설치되며 보닛(15)의 공극(28) 내부에 상하이동 가능하게 끼워져 삽입된 피스톤(17)과, 피스톤(17) 차양부(35)의 하단면과 스프링받이(16)의 상단면에서 끼워져 지지되어 있는 스프링(18)과, 둘레부가 본체(14)와 스프링받이(16) 사이에서 끼워져 고정되며 본체(14)의 제1 공극(23)에 덮는 형식으로 제1 밸브실(44)을 형성하는 중앙부가 두껍게 된 제1 다이어프램(diaphragm; 40), 윗면 중앙에 피스톤(17)의 제1 접합부(37)에 스프링받이(16)의 관통구멍(32)을 관통하여 접합고정되는 제2 접합부(42), 및 아랫면 중앙에 본체(14)의 연통구멍(26)과 관통하여 설치된 제3 접합부(43)를 가지는 제1 밸브기구체(19)와, 본체(14)의 제2 공극(22) 내부에 위치하고 본체(14)의 연통구멍(26)보다 큰 직경으로 설치된 밸브체(45), 밸브체(45) 상단면에 돌출하여 설치되고 제1 밸브기구체(19)의 제3 접합부(43)와 접합고정되는 제4 접합부(47), 밸브체(45) 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드(48), 및 로드(48) 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어나가 설치된 제2 다이어프램(50)을 가지는 제2 밸브기구체(20)와, 본체(14)의 아래쪽에 위치하고 제2 밸브기구체(20)의 제2 다이어프램(50) 둘레부를 본체(14)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(52)를 상부 중앙에 가지고, 돌출부(52)의 상단부에 절결오목부(53)가 설치되는 동시에 절결오목부(53)에 연통하는 호흡구멍(54)이 설치되어 있는 베이스 플레이트(21)를 구비하고, 피스톤(17)의 상하이동에 따라 제2 밸브기구체(20)의 밸브체(45)와 본체(14)의 밸브시트(27)에 의해 형성되는 유체제어부(55)의 개구면적이 변하도록 구성된 것을 제5 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(4)와 유량계 앰프부(64)를 접속하는 케이블(70, 71)이, 커넥터(59, 60, 67, 68)를 통하여 유량계 센서부(4) 및/또는 유량계 앰프부(64)와 착탈가능하게 설치되어 있는 것을 제6 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(4)와 유량계 앰프부(64)를 접속하는 케이블(70, 71)이, 커넥터(59, 60, 67, 68)를 통하여 유량계 센서부(4) 및/또는 유량계 앰프부(64)와 착탈가능하게 설치되고, 압력제어밸브(5)의 보닛(15)의 측면 혹은 윗면에 원통형 공극(28) 안으로부터 기체를 배출하는 배출구멍(31)이 설치되며, 상기 배출구멍(31)이 제1 케이싱(2)에 설치된 커넥터박스(56)의 흡기구멍(57)에 연통되고, 커넥터박스(56)에 제1 케이싱(2)의 외부와 연통하는 배기구멍(58)이 설치되어 있는 것을 제7 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(4)는, 유체유입구(3)에 연통하는 입구유로(7)와, 입구유로(7)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(8)와, 제1 상승유로(8)에 연통하고 입구유로(7)의 축선에 대략 평행하게 설치된 직선유로(9)와, 직선유로(9)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(10)와, 제2 상승유로(10)에 연통하여 입구유로(7)의 축선에 대략 평행하게 설치되며 압력제어밸브(5)의 입구유로(24)에 연통하는 출구유로(11)가 연속하여 설치되며, 제1, 제2 상승유로(8, 10) 측벽의 직선유로(9)의 축선과 교차하는 위치에 초음파 진동자(12, 13)가 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(4)이고, 유량계 앰프부(64)는, 초음파 진동자(12, 13)가 케이블(70, 71)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(64)이며, 상기 유량계 센서부(4)와 상기 유량계 앰프부(64)가 유량계측기를 구성하고, 상기 유량계측기가 초음파 진동자(12, 13)의 송수신을 번갈아 전환하여 초음파 진동자(12, 13) 사이의 초음파 전파시간차를 측정함으로써 직선유로(9)에 흐르는 유체의 유량을 연산하도록 구성된 초음파 유량계인 것을 제8 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(74)는, 유체유입구(3)에 연통하는 입구유로(77)와, 입구유로(77) 안으로 늘어뜨려 설치된 카르만 소용돌이를 발생시키는 소용돌이 발생체(78)와, 출구유로(79)를 구비하는 직선유로(80)가 연속하여 설치되며, 직선유로(80)의 소용돌이 발생체(78)의 하류측 측벽에 초음파 진동자(81, 82)가 유로축선방향으로 직교하는 위치에 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(74)이고, 유량계 앰프부(86)는, 초음파 진동자(81, 82)가 케이블(92, 93)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(86)이며, 상기 유량계 센서부(74)와 상기 유량계 앰프부(86)가 유량계측기를 구성하고, 상기 유량계측기가 소용돌이 발생체(78)의 하류에 발생하는 카르만 소용돌이의 발생주파수를 초음파 진동자(81)가 송신한 신호와 초음파 진동자(82)가 수신한 신호의 위상차이에 의해 유량을 연산하도록 구성된 초음파식 와(渦)유량계인 것을 제9 특징으로 한다.

상기 제어밸브는 조작압력에 의해 유체 흐름의 유량을 소정의 유량으로 제어하는 정류량밸브(205)인 것을 제10 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(204)와 정류량밸브(205)가 하나의 제1 케이싱(202)에 설치되어 이루어지는 밸브모듈(201)과, 유량계 센서부(204)의 신호에 의해 유량을 연산하는 유량계 앰프부(282)와 정류량밸브(205)의 조작압력을 조정하는 전공변환기(284)와 유량계 앰프부(282)에서 연산된 유량값에 근거하여 조작압력을 조정하고 피드백 제어하기 위한 제어부(283)가 하나의 제2 케이싱(281) 안에 설치되어 이루어지는 전장모듈(280)을 구비하고, 상기 밸브모듈(201)과 상기 전장모듈(280)이 별개로 예를 들어, 각각 독립된 케이싱으로 구성되는 것을 제11 특징으로 한다.

또한, 전장모듈(280)의 제2 케이싱(281)에는, 상기 제2 케이싱(281) 안에 충전된 기체를 배출하기 위하여 설치된 배출구(291)가 형성되어 있는 것을 제12 특징으로 한다.

또한, 정류량밸브(205)가, 유체의 입구유로(238), 출구유로(245), 및 입구유로(238)와 출구유로(245)가 연통하는 챔버(220)로 형성된 본체부(214)와, 밸브체(258)와 제1 다이어프램부(230)를 가지는 밸브부재(229)와, 밸브부재(229)의 하부 및 상부에 위치하고 제1 다이어프램부(230)보다 유효 수압(受壓)면적이 작은 제2 다이어프램부(231) 및 제3 다이어프램부(232)를 가지고, 밸브부재(229) 및 각 다이어프램부(230, 231, 232)가, 각 다이어프램부(230, 231, 232)의 외주부가 본체부(214)에 고정됨으로써 챔버(220) 안에 설치되고, 또한 각 다이어프램부(230, 231, 232)에 의해 챔버(220)를 제1 가압실(221), 제2 밸브실(222), 제1 밸브실(223), 및 제2 가압실(224)로 구분하며, 제1 가압실(221)은 제2 다이어프램부(231)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지고, 제1 밸브실(223)은 입구유로(238)와 연통되어 있으며, 제2 밸브실(222)은, 밸브부재(229)의 밸브체(258)에 대응하는 밸브시트(243)를 가지며, 밸브시트(243)에 대하여 제1 다이어프램부(230) 측에 위치하고 제1 다이어프램부(230)에 설치된 연통구멍(255)으로 제1 밸브실(223)과 연통되어 있는 하부 제2 밸브실(225)과, 제2 다이어프램부(231) 측에 위치하고 출구유로(245)와 연통하여 설치된 상부 제2 밸브실(226)로 나뉘어 형성되고, 밸브부재(229)의 상하이동에 의해 밸브체(258)와 밸브시트(243) 사이의 개구면적이 변하여 하부 제2 밸브실(225)의 유체압력이 제어되는 유체제어부(261)를 가지며, 제2 가압실(224)은 제3 다이어프램부(232)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지는 것을 제13 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(204)와 유량계 앰프부(282)를 접속하는 케이블(288, 289)이, 커넥터(277, 278, 285, 286)를 통하여 유량계 센서부(204) 및/또는 유량계 앰프부(282)와 착탈가능하게 설치되어 있는 것을 제14 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(204)와 유량계 앰프부(282)를 접속하는 케이블(288, 289)이, 커넥터(277, 278, 285, 286)를 통하여 유량계 센서부(204) 및/또는 유량계 앰프부(282)와 착탈가능하게 설치되고, 정류량밸브(205)의 본체부(214) 측면 혹은 윗면에, 제1 가압실(221) 안으로 가압된 기체를 공급하는 급기구멍(250) 및 제1 가압실(221) 안으로부터 기체를 배출하는 배출구멍(273)이 설치되며, 상기 배출구멍(273)이 제1 케이싱(202)에 설치된 커넥터박스(274)의 흡기구멍(275)으로 연통되고, 커넥터박스(274)에 제1 케이싱(202)의 외부와 연통하는 배기구멍(276)이 설치되어 있는 것을 제15 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(204)는, 유체유입구(203)에 연통하는 입구유로(207)와, 입구유로(207)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(208)와, 제1 상승유로(208)에 연통하고 입구유로(207)의 축선에 대략 평행하게 설치된 직선유로(209)와, 직선유로(209)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(210)와, 제2 상승유로(210)에 연통하고 입구유로(207)의 축선에 대략 평행하게 설치되며 정류량밸브(205)의 입구유로(238)에 연통하는 출구유로(211)가 연속하여 설치되며, 제1, 제2 상승유로(208, 210) 측벽의 직선유로(209)의 축선과 교차하는 위치에 초음파 진동자(212, 213)가 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(204)이고, 유량계 앰프부(282)는, 초음파 진동자(212, 213)가 케이블(288, 289)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(282)이며, 상기 유량계 센서부(204)와 상기 유량계 앰프부(282)가 유량계측기를 구성하고, 상기 유량계측기가 초음파 진동자(212, 213)의 송수신을 번갈아 전환하여 초음파 진동자(212, 213) 사이의 초음파 전파시간차를 측정함으로써 직선유로(209)에 흐르는 유체의 유량을 연산하도록 구성된 초음파 유량계인 것을 제16 특징으로 한다.

또한, 유량계 센서부(292)는, 유체유입구(203)에 연통하는 입구유로(295)와, 입구유로(295) 안으로 늘어뜨려 설치된 카르만 소용돌이를 발생시키는 소용돌이 발생체(296)와, 출구유로(297)를 구비하는 직선유로(298)가 연속하여 설치되며, 직선유로(298)의 소용돌이 발생체(296)의 하류측 측벽에 초음파 진동자(299, 300)가 유로축선방향으로 직교하는 위치에 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(292)이고, 유량계 앰프부(304)는, 초음파 진동자(299, 300)가 케이블(310, 311)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(304)이며, 상기 유량계 센서부(292)와 상기 유량계 앰프부(304)가 유량계측기를 구성하고, 상기 유량계측기가 소용돌이 발생체(296)의 하류에 발생하는 카르만 소용돌이의 발생주파수를 초음파 진동자(299)가 송신한 신호와 초음파 진동자(300)가 수신한 신호의 위상차이에 의해 유량을 연산하도록 구성된 초음파식 와유량계인 것을 제17 특징으로 한다.

본 발명에서는 적어도 유량계 센서부(4; 204)와, 조작압력에 의해 흐름의 상태를 소정 상태로 제어하는 제어밸브(5; 205)가 하나의 케이싱(2; 202) 안으로 접속되어 이루어지는 구성이면 된다. 이는 유량계 센서부(4; 204)와 제어밸브(5; 205)가 일체화됨으로써, 유량제어장치를 컴팩트하게 설치할 수 있고 배관접속이 용이해지는 동시에, 이음매 등에 의한 접속부분이 감소되기 때문에 접속부분에 의한 압력손실을 줄일 수 있기 때문이다.

제어밸브가 압력제어밸브(5)인 경우, 압력제어밸브(5)는 유체를 일정압력으로 제어할 수 있기 때문에, 유입하는 유체가 압력변동주기가 빠른 맥동한 흐름이더라도 난조를 일으키지 않고 안정적으로 압력을 제어할 수 있어, 유량계 센서부(4)와의 조합에 의해 압력제어밸브(5)로부터 유출하는 유체의 유량은, 압력제어밸브(5)로 압력조정된 압력과, 압력제어밸브(5) 이후의 압력손실과의 관계에서 결정되며, 유량을 설정 유량으로 일정값이 되도록 압력제어밸브(5)로 제어되기 때문에 바람직하다.

본 발명에서 압력제어밸브(5)는 조작압력에 의해 압력제어가 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 압력제어밸브(5)의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이는 보닛(15)의 공극(28) 내부에 급기구멍(30)으로부터 압축공기가 항상 공급되며, 배출구멍(31)으로부터 항상 배출되고 있기 때문에, 유체에 부식성 유체를 사용한 경우, 공극(28) 내부에 부식성 가스가 투과하였다고 해도, 급기구멍(30)으로부터 배출구멍(31)으로의 공기의 흐름에 실려 배출되어 공극(28) 내부에 모이기 어렵다. 이 때문에, 압력제어밸브(5)의 부품 중 부식 가능성이 있는 스프링(18)의 부식이 방지되어, 부식방지용 코팅 등을 할 필요가 없고 저가로 제조할 수 있다. 더구나, 코팅에 의한 스프링 정수의 변화도 일어나지 않아, 개체차를 적게 유지할 수 있어서 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 컴팩트한 구조로 안정적인 유체압력제어가 얻어지기 때문에 바람직하다.

제어밸브가 정류량밸브(205)인 경우, 정류량밸브(205)는 유량을 일정하게 제어할 수 있기 때문에, 유입하는 유체가 압력변동주기가 빠른 맥동한 흐름이더라도 난조를 일으키지 않고 안정적인 유량제어를 할 수 있으며, 유량계 센서부(204)와의 조합에 의해 정류량밸브(205)로부터 유출하는 유체의 유량이, 설정 유량으로 일정값이 되도록 정류량밸브(5)로 제어되기 때문에 바람직하다.

본 발명에서 정류량밸브(205)는 조작압력에 의해 유량제어가 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 정류량밸브(205)의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이는 제1 가압실(221)의 가압수단에 의한 안쪽으로의 힘을 변경함으로써 유량을 변경할 수 있기 때문에, 밸브를 분해하지 않고 유량을 변경할 수 있으며, 또한 제1 가압실(221)의 가압수단에 의한 안쪽으로의 힘을, 제2 가압실(224)의 가압수단에 의한 안쪽으로의 힘보다 작게 조정함으로써 유체를 차단할 수 있기 때문에, 별도의 유체차단용 밸브를 접속할 필요가 없어 배관후의 유량설정이 가능하다. 더구나, 컴팩트한 구조로 안정적인 유량제어를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명의 제1 가압실(221) 및 제2 가압실(224)의 가압수단은, 위쪽 또는 아래쪽으로의 힘을 가압하는 것이라면 압축공기나 스프링 등 특별히 한정되지 않지만, 압축공기라면 정류량밸브(205)에 부식 가능성이 있는 금속부품을 사용하지 않아도 되기 때문에 부식의 우려없이 사용할 수 있다. 또한, 스프링을 사용하는 경우에는, 스프링을 불소수지로 코팅하는 것이 바람직하며, 코팅에 의해 부식이 방지된다.

또한, 본 발명에서 밸브모듈(1; 201)의 유량계 센서부(4; 204)와 전장모듈(62; 280)의 유량계 앰프부(64; 282)는 케이블(70, 71; 288, 289)로 직접 접속하여도 되지만, 유량계 센서부(4; 204)로 이어진 커넥터(59, 60; 277, 278) 및 유량계 앰프부(64. 282)로 이어진 커넥터(67, 68; 285, 286)를 통하여 유량계 센서부(4; 204)와 유량계 앰프부(64; 282)를 케이블(70, 71; 288, 289)로 접속하는 것이 바람직하다. 이 때, 커넥터는 유량계 센서부(4; 204)로 이어진 커넥터(59, 60; 277, 278)만 설치하여도 좋고, 유량계 앰프부(64; 282)로 이어진 커넥터(67, 68; 285, 286)만 설치하여도 되며, 양쪽 모두를 설치하여도 상관없다. 커넥터를 통하여 접속함으로써, 커넥터를 접속하는 것만으로 쉽고 단시간에 유체제어장치의 배관접속을 할 수 있는 동시에, 착탈이 가능하여 배선접속의 해제도 용이해지기 때문에, 각 모듈의 배치를 쉽게 변경할 수 있어 바람직하다.

또한, 본 발명의 밸브모듈(1; 201)의 케이싱(2; 202)에는 커넥터박스(56; 274)를 설치하여도 좋다. 제어밸브(5; 205)의 배출구멍(31; 273)으로부터 배출되는 불활성 가스나 공기가, 커넥터박스(56; 274)의 흡기구멍(57; 275)으로부터 커넥터박스(56; 274) 안으로 공급되어 배기구멍(58; 276)으로부터 배출됨으로써, 유체에 부식성 유체를 사용한 경우에 부식성 가스가 커넥터박스(56; 274) 안으로 투과하더라도, 흡기구멍(57; 275)으로부터 배기구멍(58; 276)으로의 공기 흐름에 실려 배출되게 되어 커넥터박스(56; 274) 내부에 모이기 어렵다. 이에 의해, 부식 가능성이 있는 커넥터(59, 60; 277, 278)의 부식이 방지되기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명의 유량계 센서부(4; 204)와 유량계 앰프부(64; 282)로 구성되는 유량계측기는, 계측한 유량을 전기신호로 변환하여 제어부(65; 283)로 출력되는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 초음파 유량계, 초음파식 와유량계인 것이 바람직하고, 특별히 본 발명의 초음파 유량계, 초음파식 와유량계의 구성을 가지고 있는 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 초음파 유량계의 경우, 아주 작은 유량에 대하여 높은 정밀도로 유량측정이 가능하기 때문에, 아주 작은 유량의 유체제어에 바람직하다. 또한, 본 발명의 초음파식 와유량계의 경우, 큰 유량에 대하여 높은 정밀도로 유량측정이 가능하기 때문에, 큰 유량의 유체제어에 바람직하다. 이와 같이 유체의 유량에 따라 초음파 유량계와 초음파식 와유량계를 나누어 사용함으로써 높은 정밀도로 유체를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 케이싱(2; 202), 유체유입구(3; 203), 초음파 진동자(12, 13; 212, 213)를 제외한 유량계 센서부(4; 204), 제어밸브(5; 205)의 각 부품, 유체유출구(6; 206), 전장모듈(62; 280)의 케이싱(63; 281)의 재질은, 수지제이면 염화비닐수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등 어느 것이어도 좋지만, 특히 유체에 부식성 유체를 사용한 경우에는 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, PTFE라고 함), 폴리비닐리덴플루오로라이드(이하, PVDF라고 함), 테트라플루오로에틸렌?퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합 수지(이하, PFA라고 함) 등의 불소 수지이면 되고, 불소수지제이면 부식성 가스가 투과하여도 각 부품의 부식에 대한 우려가 없다.

또한, 본 발명의 밸브모듈(1; 201)은, 유체유입구(3; 203), 유량계 센서부(4; 204), 제어밸브(5; 205), 유체유출구(6; 206)가 설치되어 있는데, 부식의 우려가 없는 구성을 가지는 것이라면 개폐밸브, 온도계 등 다른 배관부재를 설치하여도 상관없다. 또한, 전장모듈(62; 280)도 유량계 앰프부(64; 282), 제어부(65; 283), 전공변환기(66; 284)가 설치되어 있는데, 다른 전장부품을 설치하여도 상관없다.

본 발명은 이상과 같은 구조를 가지고 있기 때문에, 아래의 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

(1) 유량계 센서부와, 조작압력에 의해 유체의 흐름 상태를 소정의 상태로 제어하는 제어밸브가 1개의 케이싱 안에 접속되어 있기 때문에, 유량제어장치를 컴팩트하게 설치할 수 있어 배관접속이 용이해지는 동시에, 이음매 등에 의한 접속부분이 감소되기 때문에 접속부분에 의한 압력손실을 줄일 수 있다. 제어밸브가 압력제어밸브인 경우, 유입하는 유체가 압력변동주기가 빠른 맥동한 흐름이더라도 난조를 일으키지 않고 안정적으로 압력을 제어할 수 있다. 제어밸브가 정류량밸브인 경우, 유입하는 유체가 압력변동 주기가 빠른 맥동한 흐름이더라도 난조를 일으키지 않고 안정적으로 유량을 제어할 수 있다.

(2) 밸브모듈과 전장모듈이 2개로 나뉘어 구성되어 있음으로써, 유체에 부식성 유체를 사용한 경우에 부식성 가스가 투과하여도 부식의 우려가 있는 부품을 가지는 전장모듈은 부식성 유체가 흐르는 밸브모듈로부터 멀리 떨어뜨릴 수 있기 때문에 부식되지 않는다.

(3) 유체제어를 하는 각 부품이 밸브모듈과 전장모듈에 각각 설치되어 2개로 나뉘어 구성되며, 커넥터를 통하여 착탈가능하게 배선접속됨으로써, 반도체 제조장치 내에 대한 설치, 배관 및 배선접속을 용이하고 단시간에 실행할 수 있는 동시에, 떼어내는 것도 용이하여, 각 모듈 배치의 변경도 용이하게 이루어진다.

(4) 본 발명의 구성에 따른 압력제어밸브를 사용함으로써, 컴팩트한 구조로 안정적인 유체압력제어가 가능한 동시에, 공극 내부의 압축공기를 항상 배출하고 있기 때문에, 투과한 부식성 가스에 의해 스프링이 부식되지 않으며, 스프링의 코팅 등의 대책이 필요없게 되어 저가로 제조할 수 있다.

(5) 본 발명의 구성에 따른 정류량밸브를 사용함으로써, 컴팩트한 구조로 안정적인 유량제어가 가능한 동시에, 제1 가압실의 가압수단에 의한 안쪽으로의 힘을 변경함으로써 유량을 변경할 수 있기 때문에, 밸브를 분해하지 않고 유량을 변경할 수 있으며, 또한 제1 가압실의 가압수단에 의한 안쪽으로의 힘을 제2 가압실의 가압수단에 안쪽으로의 힘보다 작게 조정하면 유체를 차단할 수 있기 때문에, 별도로 유체차단용 밸브를 접속할 필요가 없으며, 배관후의 유량 설정이 가능하다.

(6) 본 발명의 구성에 따른 초음파 유량계를 사용함으로써, 아주 작은 유량의 유체가 흐르고 있을 때 정확하고 안정적인 유체제어를 할 수 있다.

(7) 본 발명의 구성에 따른 초음파식 와유량계를 사용함으로써, 커다란 유량의 유체가 흐르고 있을 때 정확하고 안정적인 유체제어를 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다.

도 2는 도 1의 압력제어밸브의 요부확대도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다.

도 6은 도 5의 정류량밸브의 요부확대도이다.

도 7은 도 6에 다른 표시를 추가한 도 6과 동일한 도면이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다.

도 9는 도 8의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 10은 종래의 순수유량의 제어장치를 나타내는 개념구성도이다.

도 11은 종래의 유체제어모듈을 나타내는 부분단면도이다.

**부호의 설명**

1: 밸브모듈 2: 케이싱

3: 유체유입구 4: 유량계 센서부

5: 압력제어밸브 6: 유체유출구

7: 입구유로 8: 제1 상승유로

9: 직선유로 10: 제2 상승유로

11: 출구유로 12, 13: 초음파 진동자

14: 본체 15: 보닛

16: 스프링받이 17: 피스톤

18: 스프링 19: 제1 밸브기구체

20: 제2 밸브기구체 21: 베이스 플레이트

30: 급기구멍 31: 배출구멍

56: 커넥터박스 57: 흡기구멍

58: 배기구멍 59, 60: 커넥터

61: 에어커넥터 62: 전장모듈

63: 케이싱 64: 유량계 앰프부

65: 제어부 66: 전공변환기

67, 68: 커넥터 69: 에어커넥터

70, 71: 케이블 72: 튜브

73: 배출구 74: 유량계 센서부

75: 밸브모듈 76: 케이싱

77: 입구유로 78: 소용돌이 발생체

79: 출구유로 80: 직선유로

81, 82: 초음파 진동자 83: 커넥터박스

84, 85: 커넥터 86: 유량계 앰프부

87: 제어부 88: 전장모듈

89: 케이싱 90, 91: 커넥터

92, 93: 케이블 201: 밸브모듈

202: 케이싱 203: 유체유입구

204: 유량계 센서부 205: 정류량밸브

206: 유체유출구 207: 입구유로

208: 제1 상승유로 209: 직선유로

210: 제2 상승유로 211: 출구유로

212, 213: 초음파 진동자 214: 본체부

215: 본체A 216: 본체B

217: 본체C 218: 본체D

219: 본체E 220: 챔버

221: 제1 가압실 222: 제2 밸브실

223: 제1 밸브실 224: 제2 가압실

225: 하부 제2 밸브실 226: 상부 제2 밸브실

227: 하부 제1 밸브실 228: 상부 제1 밸브실

229: 밸브부재 230: 제1 다이어프램부

231: 제2 다이어프램부 232: 제3 다이어프램부

233: 제4 다이어프램부 238: 입구유로

243: 밸브시트 245: 출구유로

255: 연통구멍 258: 밸브체

261: 유체제어부 274: 커넥터박스

275: 흡기구멍 276: 배기구멍

277, 278: 커넥터 279: 에어커넥터

280: 전장모듈 281: 케이싱

282: 유량계 앰프부 283: 제어부

284: 전공변환기 285, 286: 커넥터

287: 에어커넥터 288, 289: 케이블

290: 튜브 291: 배출구

292: 유량계 센서부 293: 밸브모듈

294: 케이싱 295: 입구유로

296: 소용돌이 발생체 297: 출구유로

298: 직선유로 299, 300: 초음파 진동자

301: 커넥터박스 302, 303: 커넥터

304: 유량계 앰프부 305: 제어부

306: 전장모듈 307: 케이싱

308, 309: 커넥터 310, 311: 케이블

이하, 본 발명의 제1 및 제2 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하는데, 본 발명이 본 실시예로 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다. 도 2는 도 1의 압력제어밸브의 요부확대도이다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다. 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.

이하, 도 1 및 도 2에 따라 본 발명의 제1 실시예인 유체제어장치에 대하여 설명한다.

도면부호 1은 밸브모듈이다. 밸브모듈(1)은 케이싱(2), 유체유입구(3), 유량계 센서부(4), 압력제어밸브(5), 유체유출구(6)로 형성되며, 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 2는 PVDF제 케이싱이다. 케이싱(2) 안에는 케이싱(2)의 바닥면에 유량계 센서부(4)와 압력제어밸브(5)가 볼트, 너트(도시하지 않음)로 고정되어 있으며, 유체유입구(3), 유량계 센서부(4), 압력제어밸브(5), 유체유출구(6)의 순서로 연속하여 접속된 상태로 설치되어 있다. 또한, 케이싱(2)에는 하기 커넥터박스(56)가 설치되어 있으며, 커넥터박스(56)는 흡기구멍(57)으로부터의 불활성 가스나 공기가 공급되고, 배기구멍(58)으로부터 배기되도록 형성되어 있다. 한편, 유량계 센서부(4)와 압력제어밸브(5)는 순서를 반대로 하여도 상관없다.

도면부호 3은 PTFE제 유체유입구이다. 유체유입구(3)는 하기 유량계 센서부(4)의 입구유로(7)에 연통되어 있다.

도면부호 4는 유체의 유량을 계측하는 유량계 센서부이다. 유량계 센서부(4)는 유체유입구(3)에 연통되는 입구유로(7)와, 입구유로(7)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(8)와, 제1 상승유로(8)에 연통하여 입구유로(7)의 축선과 대략 평행하게 설치된 직선유로(9)와, 직선유로(9)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(10)와, 제2 상승유로(10)에 연통하며 입구유로(7)의 축선과 대략 평행하게 설치된 출구유로(11)를 가지고, 제1, 제2 상승유로(8, 10)의 측벽의 직선유로(9)의 축선과 교차 하는 위치에, 초음파 진동자(12, 13)가 서로 마주보고 배치되어 있다. 초음파 진동자(12, 13)는 불소수지로 덮여 있으며, 상기 진동자(12, 13)로부터 연장된 배선은 하기 커넥터박스(56) 안의 커넥터(59, 60)에 이어져 있다. 한편, 유량계 센서부(4)의 초음파 진동자(12, 13) 이외에는 PFA제이다.

도면부호 5는 조작압력에 따라 유체압력을 제어하는 압력제어밸브이다. 압력제어밸브(5)는 본체(14), 보닛(15), 스프링받이(16), 피스톤(17), 스프링(18), 제1 밸브기구체(19), 제2 밸브기구체(20), 베이스 플레이트(21)로 형성된다.

도면부호 14는 PTFE제 본체이며, 하부 중앙에 바닥부까지 개방하여 설치된 제2 공극(22)과, 상부에 윗면이 개방되어 설치된 제2 공극(22)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극(23)을 가지고, 측면에는 제2 공극(22)과 연통되어 있는 입구유로(24)와, 입구유로(24)와 마주보는 면에 제1 공극(23)과 연통되어 있는 출구유로(25)를 가지며, 또한 제1 공극(23)과 제2 공극(22)을 연통하여 제1 공극(23)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍(26)이 설치되어 있다. 제2 공극(22)의 윗면부는 밸브시트(27)로 되어 있다. 또한, 입구유로(24)는 상기 유량계 센서부(4)의 출구유로(11)와 연통되며, 출구유로(25)는 하기 유체유출구(6)와 연통되어 있다.

도면부호 15는 PVDF제 보닛으로서, 내부에 원통형상의 공극(28)과 하단 내주면에 공극(28)보다 직경이 확대된 단차부(29)가 설치되며, 측면에는 공극(28) 내부로 압축된 불활성 가스나 공기를 공급하기 위하여 공극(28)과 외부를 연통시키는 급기구멍(30), 및 급기구멍(30)으로부터 도입된 불활성 가스나 공기를 미량으로 배출하기 위한 미세한 배출구멍(31)이 설치되어 있다.

도면부호 16은 PVDF제 평면 원형상의 스프링받이로서, 중앙부에 관통구멍(32)을 가지고, 대략 상부 절반이 보닛(15)의 단차부(29)에 끼워져 들어가 있다. 스프링받이(16)의 측면부에는 고리형상 홈(33)이 설치되며, O-링(34)을 장착함으로써, 보닛(15)의 배출구멍(31)으로부터의 불활성 가스나 공기의 배출을 제외하고, 보닛(15)으로부터 외부로 불활성 가스나 공기가 유출하는 것을 막고 있다.

도면부호 17은 PVDF제 피스톤으로서, 상부에 원반형상의 차양부(35)와, 차양부(35)의 중앙하부로부터 원기둥형상으로 돌출하여 설치된 피스톤축(36)과, 피스톤축(36)의 하단에 설치된 암나사부로 이루어지는 제1 접합부(37)를 가진다. 피스톤축(36)은 스프링받이(16)의 관통구멍(32)보다 작은 직경으로 설치되어 있으며, 제1 접합부(37)는 하기 제1 밸브기구체(19)의 제2 접합부(42)와 나사결합에 의해 접합되어 있다.

도면부호 18은 SUS제 스프링으로서, 피스톤(17)의 차양부(35) 하단면과 스프링받이(16)의 상단면에 의해 끼워져 있다. 피스톤(17)의 상하이동에 따라 스프링(18)도 신축(伸縮)하는데, 이 때의 하중 변화가 적도록 자유길이가 긴 것이 바람직하게 사용된다.

도면부호 19는 PTFE제의 제1 밸브기구체로서, 바깥둘레부로부터 위쪽으로 돌출하여 설치된 통형상부(38)를 가진 막부(39)와 두께부를 중앙부에 가지는 제1 다이어프램(40)과, 제1 다이어프램(40)의 중앙 윗면으로부터 돌출하여 설치된 축부(41)의 상단부에 설치된 작은 직경의 숫나사로 이루어지는 제2 접합부(42), 및 상기 중앙 아랫면으로부터 돌출하여 설치되며 하단부에 형성된 암나사부로 이루어 지는 하기 제2 밸브기구체(20)의 제4 접합부(47)와 나사결합되는 제3 접합부(43)를 가진다. 제1 다이어프램(40)의 통형상부(38)가 본체(14)와 스프링받이(16)의 사이에서 끼워져 고정됨으로써, 제1 다이어프램(40) 아랫면에 형성된 제1 밸브실(44)은, 본체(14)의 입구유로(24)로부터의 유체가 제1 밸브실(44)로부터 보닛(15)의 공극(28)으로 유출하지 않도록 형성되어 있다. 또한, O-링(34)에 의해 보닛(15)의 공극(28)에 공급되는 압축된 불활성 가스나 공기가 제1 밸브실(44)로 유출하지 않고, 제1 다이어프램(40)의 윗면, 보닛(15)의 공극(28)은 보닛(15)의 급기구멍(30)으로부터 공급되는 압축된 불활성 가스나 공기가 가득 차 있는 공기실을 형성하고 있다.

도면부호 20은 PTFE제의 제2 밸브기구체로서, 본체(14)의 제2 공극(22) 내부에 설치되며 연통구멍(26)보다 큰 직경으로 설치된 밸브체(45)와, 밸브체(45) 상단면으로부터 돌출하여 설치된 축부(46)와, 그 상단에 설치된 제3 접합부(43)와 나사결합에 의해 접합고정되는 숫나사부로 이루어지는 제4 접합부(47)와, 밸브체(45) 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드(48)와, 로드(48) 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어 나가 설치되며 둘레부로부터 아래쪽으로 돌출하여 설치된 통형상 돌출부(49)를 가지는 제2 다이어프램(50)으로 구성되어 있다. 제2 다이어프램(50)의 통형상 돌출부(49)가 하기 베이스 플레이트(21)의 돌출부(52)와 본체(14) 사이에서 끼워져 고정됨으로써, 본체(14)의 제2 공극(22)과 제2 다이어프램(50)으로 형성되는 제2 밸브실(51)은, 본체(14)의 입구유로(24)로부터의 유체가 제2 밸브실(51)로부터 베이스 플레이트(21)의 절결오목부(53)로 유출하지 않도록 형성되어 있다.

도면부호 21은 PVDF제 베이스 플레이트로서, 상부 중앙에 제2 밸브기구체(20)의 제2 다이어프램(50)의 통형상 돌출부(49)를 본체(14)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(52)를 가지며, 돌출부(52)의 상단부에 절결오목부(53)가 설치되는 동시에, 측면에 절결오목부(53)에 연통되는 호흡구멍(54)이 설치되어 있고, 보닛(15)과의 사이에서 본체(14)를 통하여 볼트, 너트(도시하지 않음)에 의해 끼워 고정하고 있다.

도면부호 6은 PTFE제 유체유출구이다.

도면부호 56은 케이싱(2)에 설치된 PVDF제 커넥터박스이다. 커넥터박스(56)는 케이싱(2) 안으로 연통되는 흡기구멍(57)과, 케이싱(2) 밖으로 연통되는 배기구멍(58)이 설치되며, 흡기구멍(57)은 튜브를 통하여 상기 압력제어밸브(5)의 배출구멍(31)과 접속되어 있다. 커넥터박스(56)는 흡기구멍(57)으로부터 압축된 불활성 가스나 공기가 공급되고, 배기구멍(58)으로부터 배기되도록 형성되어 있다. 커넥터박스(56) 안에는 초음파 진동자(12, 13)로부터 뻗은 배선에 이어진 커넥터(59, 60)가 배치되며, 커넥터(59, 60)는 하기 전장모듈(62)의 유량계 앰프부(64)로부터 뻗은 배선과 접속된 케이블(70, 71)의 커넥터에 각각 착탈가능하게 접속되어 있다.

또한, 케이싱(2)에는 압력제어밸브(5)의 급기구멍(30)으로 뻗은 배관에 연결된 에어커넥터(61)가, 접속부분이 케이싱(2) 외표면으로부터 돌출하도록 고착(固着)되어 있다.

도면부호 62는 전장모듈이다. 전장모듈(62)은 케이싱(63), 유량계 앰프부(64), 제어부(65), 전공변환기(66)로 형성되며, 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 63은 PVDF제 케이싱이다. 케이싱(63) 안에 유량계 앰프부(64), 제어부(65), 전공변환기(66)가 설치되어 있다. 또한, 케이싱(63)은 외부로부터 불활성 가스나 공기가 전공변환기(66)로 공급되고 있고, 케이싱(63)에 배출구(73)가 설치되며, 전공변환기(66)로부터 케이싱(63) 안으로 압축공기가 공급되고 있다. 케이싱(63)은 전공변환기(66)로부터 케이싱(63) 안으로 공급된 압축공기가 배출구(73)로부터 배출되도록 형성되어 있다.

도면부호 64는 유량계 앰프부이다. 유량계 앰프부(64)는 상기 유량계 센서부(4)로부터 출력된 신호로부터 유량을 연산하는 연산부를 가지고 있다. 연산부에는 송신측 초음파 진동자(12)에 일정 주기의 초음파 진동을 출력하는 발신회로와, 수신측 초음파 진동자(13)로부터의 초음파 진동을 수신하는 수신회로와, 각 초음파 진동의 전파시간을 비교하는 비교회로와, 비교회로로부터 출력된 전파시간차로부터 유량을 연산하는 연산회로를 구비하고 있다.

도면부호 65는 제어부이다. 제어부(65)는 유량계 앰프부(64)로부터 출력된 유량에 대하여 설정된 유량이 되도록 피드백 제어하여, 하기 전공변환기(66)의 조작압력을 제어하는 제어회로를 가지고 있다.

도면부호 66은 불활성 가스나 공기의 조작압력을 조정하는 전공변환기이다. 전공변환기(66)는 조작압력을 비례적으로 조정하기 위하여 전기적으로 구동하는 전자(電磁)밸브로 구성되며, 상기 제어부(65)로부터의 제어신호에 따라 압력제어밸브(5)의 조작압력을 조정한다.

또한, 케이싱(63)에는 유량계 앰프부(64)로부터 뻗은 배선으로 이어진 커넥 터(67, 68)가, 접속부분이 케이싱(63) 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다. 마찬가지로, 전공변환기(66)로부터 뻗은 배관에 이어진 에어커넥터(69)가, 접속부분이 케이싱(63) 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다.

밸브모듈(1)과 전장모듈(62)은, 케이블(70, 71)의 커넥터를 각 모듈(1, 62)의 각각의 커넥터(59, 60, 67, 68)에 각각 착탈가능하게 접속시키고, 튜브(72)를 각 모듈(1, 62)의 각각의 에어커넥터(61, 69)에 착탈가능하게 접속시킴으로써 2개로 나뉘어 구성된다. 한편, 본 발명에서는 케이블이 2개이지만, 1개로 모아도 되며, 이 경우 커넥터도 각 모듈(1, 62)에 한 개씩 설치된다.

이어서, 본 발명의 제1 실시예인 유체제어장치의 작동에 대하여 설명한다.

밸브모듈(1)의 유체유입구(3)로부터 유입한 유체는 먼저 유량계 센서부(4)로 유입된다.

유량계 센서부(4)로 유입한 유체는, 직선유로(9)에서 유량이 계측된다. 유체의 흐름에 대하여 상류측에 위치하는 초음파 진동자(12)로부터 하류측에 위치하는 초음파 진동자(13)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(13)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어 유량계 앰프부(64)의 연산부로 출력된다. 초음파 진동이 상류측 초음파 진동자(12)로부터 하류측 초음파 진동자(13)로 전파되어 수신되면, 순식간에 연산부 안에서 송수신이 전환되어 하류측에 위치하는 초음파 진동자(13)로부터 상류측에 위치하는 초음파 진동자(12)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(12)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되며, 유량계 앰프부(64)의 연산부로 출력된다. 이 때, 초음파 진동은 직선유로(9) 안의 유체의 흐름에 역행하여 전파되고 있기 때문에, 상류측으로부터 하류측으로 초음파 진동을 전파시킬 때에 비하여 유체 안에서의 초음파 진동의 전파속도가 느려져 전파시간이 길어진다. 출력된 상호 전기신호는 유량계 앰프부(64)의 연산부 안에서 전파시간이 각각 계측되며, 전파시간차로부터 유량이 연산된다. 유량계 앰프부(64)에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 제어부(65)로 출력된다.

이어서, 유량계 센서부(4)를 통과한 유체는 압력제어밸브(5)로 유입된다. 제어부(65)에서는 임의의 설정 유량에 대하여, 리얼타임으로 계측된 유량과의 편차로부터 편차가 0이 되도록 신호를 전공변환기(66)로 출력하고, 전공변환기(66)는 그에 따른 조작압력을 압력제어밸브(5)에 공급하여 구동시킨다. 압력제어밸브(5)로부터 유출되는 유체의 유량은 압력제어밸브(5)에서 압력조절된 압력과 압력제어밸브(5) 이후의 압력손실과의 관계에 의해 결정되며, 압력조절된 압력이 높을수록 유량은 커지고, 반대로 압력이 낮을수록 유량은 작아진다. 이 때문에, 유체는 유량을 설정유량으로 일정값이 되도록 즉, 설정유량과 계측된 유량의 편차가 0에 가까워지도록 압력제어밸브(5)에 의해 제어된다.

여기서, 전공변환기(66)로부터 공급되는 조작압력에 대한 압력제어밸브(5)의 작동에 대하여 설명한다. 제2 밸브기구체(20)의 밸브체(45)는, 피스톤(17)의 차양부(35)와 스프링받이(16)에 끼워져 있는 스프링(18)의 반발력과, 제1 밸브기구체(19)의 제1 다이어프램(40) 아랫면의 유체압력에 의해 위쪽으로 가압하는 힘이 작용하고, 제1 다이어프램(40) 윗면의 조작압력의 압력에 의해 아래쪽으로 가압하는 힘이 작용하고 있다. 또한, 엄밀하게는 밸브체(45) 아랫면과 제2 밸브기구 체(20)의 제2 다이어프램(50) 윗면이 유체압력을 받고 있는데, 이들은 수압면적이 대략 동등하게 되어 있기 때문에 힘이 거의 상쇄된다. 따라서, 제2 밸브기구체(20)의 밸브체(45)는 상술한 3개의 힘이 조화를 이루는 위치에서 정지되어 있게 된다.

여기서, 전공변환기(66)로부터 공급되는 조작압력을 증가시키면, 제1 다이어프램(40)을 눌러내리는 힘이 증가함으로써, 제2 밸브기구체(20)의 밸브체(45)와 밸브시트(27)의 사이에서 형성되는 유체제어부(55)의 개구면적이 증가하기 때문에, 제1 밸브실(44)의 압력을 증가시킬 수 있다. 반대로, 조작압력을 감소시키면, 유체제어부(55)의 개구면적이 감소하여 압력도 감소된다. 이 때문에, 조작압력을 조정함으로써 임의의 압력으로 설정할 수 있다.

이 상태에서 상류측의 유체압력이 증가한 경우, 순간적으로 제1 밸브실(44) 안의 압력도 증가한다. 그러면, 제1 다이어프램(40) 윗면이 조작압력에 의한 압축공기로부터 받는 힘보다, 제1 다이어프램(40) 아랫면이 유체로부터 받는 힘쪽이 커져, 제1 다이어프램(40)이 위쪽으로 이동한다. 이에 따라, 밸브체(45)의 위치도 위쪽으로 이동하기 때문에, 밸브시트(27)와의 사이에서 형성되는 유체제어부(55)의 개구면적이 감소하여, 제1 밸브실(44) 안의 압력을 감소시킨다. 최종적으로 밸브체(45)의 위치가 상기 3개의 힘이 조화를 이루는 위치까지 이동하여 정지한다. 이 때, 스프링(18)의 하중이 크게 변하지 않으면, 공극(28) 내부의 압력 즉, 제1 다이어프램(40) 윗면이 받는 힘이 일정하기 때문에, 제1 다이어프램(40) 아랫면이 받는 압력은 거의 일정하게 된다. 따라서, 제1 다이어프램(40) 아랫면의 유체압력 즉, 제1 밸브실(44) 안의 압력은, 상류측 압력이 증가하기 전으로 거의 원래의 압력과 같게 된다.

상류측의 유체압력이 감소한 경우, 순간적으로 제1 밸브실(44) 안의 압력도 감소한다. 그러면, 제1 다이어프램(40) 윗면이 조작압력에 의한 압축공기로부터 받는 힘보다, 제1 다이어프램(40) 아랫면이 유체로부터 받는 힘쪽이 작아져, 제1 다이어프램(40)은 아래쪽으로 이동한다. 이에 따라, 밸브체(45)의 위치도 아래쪽으로 이동하기 때문에, 밸브시트(27)와의 사이에서 형성되는 유체제어부(55)의 개구면적이 증가하여, 제1 밸브실(44)의 유체압력을 증가시킨다. 최종적으로, 밸브체(45)의 위치가 상기 3개의 힘이 조화를 이루는 위치까지 이동하여 정지한다. 따라서, 상류측 압력이 증가한 경우와 마찬가지로, 제1 밸브실(44) 안의 유체압력은 거의 원래의 압력과 같게 된다.

이상의 작동에 의해, 밸브모듈(1)의 유체유입구(3)에 유입하는 유체가 설정유량으로 일정해지도록 제어되며, 유체유출구(6)로부터 유출된다. 이 유량계 센서부(4) 및 유량계 앰프부(64)로 이루어지는 초음파 유량계는, 유체의 흐름방향에 대한 전파시간차로부터 유량을 계측하기 때문에 아주 작은 유량으로도 정확하게 유량을 계측할 수 있으며, 또한 압력제어밸브(5)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고 안정적인 유체압력제어를 얻을 수 있기 때문에 아주 작은 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다. 더욱이, 밸브모듈(1)의 유체유입구(3)에 유입하는 유체의 상류측 압력이 변동하여도 압력제어밸브(5)의 작동에 의해 유량이 자립적으로 일정하게 유지되어, 펌프의 맥동 등 순간적인 압력변동이 발생하여도 안정적으로 유량을 제어할 수 있다. 또한, 밸브모듈(1)의 각 부품은 케이싱 안에서 일체로 설치되어 있기 때문에, 접속부분의 압력손실이 최저한으로 억제되어, 보다 오차가 적은 유량계측이 가능하다.

이어서 본 발명의 제1 실시예인 유체제어장치의 유체가 부식성 유체인 경우, 밸브모듈 안에 부식성 가스가 투과했을 때의 작용을 설명한다.

본 발명의 유체제어장치는 밸브모듈(1)과 전장모듈(62)의 2가지로 나뉘어 구성되어 있다. 밸브모듈(1) 안의 각 부품은 부식에 강한 불소수지제이기 때문에 부식의 우려가 없고, 초음파 진동자(12, 13)도 불소수지로 덮여있기 때문에 부식을 방지할 수 있다. 또한, 밸브모듈(1) 안에서 부식 가능성이 있는 부분은 압력제어밸브(5)의 스프링(18)과 커넥터(59, 60)인데, 스프링(18)이 설치되어 있는 압력제어밸브(5)의 공극(28) 내부는, 급기구멍(30)으로부터 공급되는 압축공기가 배출구멍(31)으로부터 항상 배출되고 있으며, 더구나 커넥터(59, 60)가 배치되어 있는 커넥터박스(56) 내부는, 배출구멍(31)으로부터 배출되고 흡기구멍(57)으로부터 공급되는 압축공기가 배기구멍(58)으로부터 항상 케이싱(2)의 밖으로 배출되고 있기 때문에, 투과한 부식성 가스가 공기의 흐름을 타고 배출되어 공극(28)이나 커넥터박스(56) 안에 고이기 어려워져, 부식을 방지할 수 있다.

한편, 전장모듈(62)은 부식하면 유량계측이나 유체제어에 영향을 주는 부품이 배치되어 있는데, 밸브모듈(1)과 나뉘어져 구성되어 있기 때문에, 부식성 가스가 영향을 주지 않는 위치에 설치됨으로써 전장모듈(62) 안의 부품의 부식을 방지할 수 있다. 더구나, 전장모듈(62)의 케이싱(63) 내부는, 전공변환기(66)로부터 케이싱(63) 안으로 공급되는 압축공기를 배출구(73)로부터 항상 배출시킴으로써, 전 장모듈(62)이 부식성 가스의 영향을 받는 위치에 설치되었다고 해도, 투과한 부식성 가스가 공기의 흐름을 타고 배출되어 케이싱(63) 안에 고이기 어려워져, 전장모듈(62)의 각 부품의 부식을 방지할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제1 실시예인 유체제어장치를 반도체 제조장치 안에 설치하는 순서에 대하여 설명한다.

먼저, 밸브모듈(1)을 반도체 제조장치 안의 파이프로의 소정의 위치에 배치하고, 유체유입구(3), 유체유출구(6)를 파이프로의 배관과 접속시켜, 밸브모듈(1)을 반도체 제조장치 안에 고정한다. 그리고 전장모듈(62)을 반도체 제조장치 안의 파이프로로부터 멀리 떨어진 소정의 위치에 설치한다. 이어서, 케이블(70, 71)의 한 쪽 커넥터를 밸브모듈(1)의 커넥터박스(56) 안에 넣어 커넥터(59, 60)에 접속하고, 케이블(70, 71)의 다른 쪽 커넥터를 전장모듈(62)의 커넥터(67, 68)에 접속한다. 이어서, 튜브(72)의 한 쪽을 밸브모듈(1)의 에어커넥터(61)에 끼워넣어 접속하고, 튜브(72)의 다른 쪽을 전장모듈(62)의 에어커넥터(69)에 끼워넣어 접속한다. 이상의 순서에 의해, 반도체 제조장치 안으로의 설치를 매우 용이하게 실행할 수 있으며, 배선과 에어배관의 접속도 커넥터를 접속하기만 하면 되기 때문에 쉽고 단시간에 이루어질 수 있다. 또한 본 발명의 구성에 따르면, 유체제어장치의 일부가 파손된 경우에도 교환작업이 용이하다. 더구나, 복수개의 유체제어장치를 설치하는 경우, 컨트롤박스 안에 각 전장모듈을 모아 설치함으로써, 본 발명의 유체제어장치를 일괄관리하는 것도 가능해진다.

이하, 도 3 및 도 4에 따라 본 발명의 제2 실시예인 유체제어장치에 대하여 설명한다.

도면부호 74는 밸브모듈(75)의 케이싱(76) 안에 설치된 유량계 센서부이다. 유량계 센서부(74)는 입구유로(77)와, 입구유로(77) 안에 늘어져 설치된 카르만 소용돌이를 발생시키는 소용돌이 발생체(78)와, 출구유로(79)를 구비하는 직선유로(80)를 가지고, 직선유로(80)의 소용돌이 발생체(78)의 하류측 측벽에, 초음파 진동자(81, 82)가 유로축선방향으로 직교하는 위치에 서로 마주보며 배치되어 있다. 초음파 진동자(81, 82)는 불소수지로 덮여 있으며, 상기 진동자(81, 82)로부터 뻗은 배선은 커넥터박스(83) 안의 커넥터(84, 85)에 이어져 있다. 제1 실시예와 마찬가지로, 커넥터박스(83)는 자신의 흡기구멍으로부터 압축된 불활성 가스나 공기가 공급되고, 배기구멍으로부터 배기되도록 형성되어 있다. 유량계 센서부(74)의 초음파 진동자(81, 82) 이외에는 PTFE제이다.

도면부호 86은 전장모듈(88)의 케이싱(89) 안에 배치된 유량계 앰프부이다. 유량계 앰프부(86)는 카르만 소용돌이의 발생주기(주파수)로부터 유로를 흐르는 유체의 유속을 구하고, 유체의 유량을 연산하는 연산부가 설치되어 있다. 연산부는 송신측 초음파 진동자(81)에 일정 주기의 초음파 진동을 출력하는 발신회로와, 수신측 초음파 진동자(82)로부터의 초음파 진동을 수신하는 수신회로와, 각 초음파 진동의 위상을 비교하는 비교회로와, 비교회로로부터 출력된 카르만 소용돌이 검출신호를 적산하여 유량을 연산하는 연산회로를 가진다. 또한, 케이싱(89)에는 유량계 앰프부(86)로부터 뻗은 배선에 연결된 커넥터(90, 91)가 접속부분이 케이싱(89)의 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다.

밸브모듈(75)과 전장모듈(88)은, 케이블(92, 93)의 커넥터를 각 모듈(75, 88)의 각각의 커넥터(84, 85, 90, 91)에 각각 착탈가능하게 접속시킴으로써 2개로 나뉘어 구성된다. 제2 실시예의 그 밖의 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제2 실시예인 유체제어장치의 작동에 대하여 설명한다.

밸브모듈(75)에 유입한 유체는 먼저 유량계 센서부(74)로 유입한다. 유량계 센서부(74)로 유입한 유체는 직선유로(80)에서 유량이 계측된다. 직선유로(80) 안을 흐르는 유체에 대하여 초음파 진동자(81)로부터 초음파 진동자(82)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 소용돌이 발생체(78)의 하류에 발생하는 카르만 소용돌이는, 유체의 유속에 비례한 주기로 발생하며, 소용돌이의 방향이 서로 다른 카르만 소용돌이가 번갈아 발생하기 때문에, 초음파 진동은 카르만 소용돌이의 소용돌이 방향에 따라 카르만 소용돌이를 통과할 때 진행방향으로 가속 또는 감속된다. 그 때문에 초음파 진동자(82)에서 수신되는 초음파 진동은 카르만 소용돌이에 의해 주파수(주기)가 변동된다. 초음파 진동자(81, 82)에서 송수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되며 유량계 앰프부(86)의 연산부로 출력된다. 유량계 앰프부(86)의 연산부에서는, 송신측 초음파 진동자(81)로부터 출력된 초음파 진동과 수신측 초음파 진동자(82)로부터 출력된 초음파 진동의 위상차이로부터 얻어진 카르만 소용돌이의 주파수에 따라 직선유로(80)를 흐르는 유체의 유량이 연산된다. 유량계 앰프부(86)에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 제어부(87)로 출력된다. 제2 실시예의 다른 부분의 작동은 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

또한, 제2 실시예에 사용한 유체가 부식성 유체인 경우의 밸브모듈 안으로 부식성 가스가 투과했을 때의 작용과, 제2 실시예의 유체제어장치를 반도체 제조장치 안에 설치하는 순서에 대해서도, 제1 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 이 유량계 센서부(74) 및 유량계 앰프부(86)로 이루어지는 초음파식 와유량계는, 유량이 클수록 카르만 소용돌이가 발생하기 때문에 많은 유량에서도 정확하게 유량을 계측할 수 있어, 많은 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다.

이하, 본 발명의 제3 및 제4 실시예를 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하는데, 본 발명이 본 실시예로 한정되는 것은 아니다. 도 5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다. 도 6은 도 5의 정류량밸브의 요부확대도이다. 도 7은 도 6에 다른 표시를 추가한 도 6과 동일한 도면이다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 유체제어장치의 종단면도이다. 도 9는 도 8의 A-A선에 따른 단면도이다.

이하, 도 5 내지 도 7에 따라 본 발명의 제3 실시예인 유체제어장치에 대하여 설명한다.

도면부호 201은 밸브모듈이다. 밸브모듈(201)은 케이싱(202), 유체유입구(203), 유량계 센서부(204), 정류량밸브(205), 유체유출구(206)로 형성되며, 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 202는 PVDF제 케이싱이다. 케이싱(202) 안에는 케이싱(202)의 바닥면에 유량계 센서부(204)와 정류량밸브(205)가 볼트, 너트(도시하지 않음)로 고정되어 있으며, 유체유입구(203), 유량계 센서부(204), 정류량밸브(205), 유체유출 구(206)의 순서로 연속하여 접속된 상태로 설치되어 있다. 또한, 케이싱(202)에는 하기 커넥터박스(274)가 설치되어 있다. 커넥터박스(274)는 흡기구멍(275)으로부터 불활성 가스나 공기가 공급되고, 배기구멍(276)으로부터 배기되도록 형성되어 있다. 한편, 유량계 센서부(204)와 정류량밸브(205)는 순서를 반대로 하여도 상관없다.

도면부호 203은 PTFE제 유체유입구이다. 유체유입구(203)는 하기 유량계 센서부(204)의 입구유로(207)에 연통되어 있다.

도면부호 204는 유체의 유량을 계측하는 유량계 센서부이다. 유량계 센서부(204)는, 유체유입구(203)에 연통되는 입구유로(207)와, 입구유로(207)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(208)와, 제1 상승유로(208)에 연통하며 입구유로(207)의 축선에 대략 평행하게 설치된 직선유로(209)와, 직선유로(209)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(210)와, 제2 상승유로(210)에 연통하여 입구유로(207)의 축선에 대략 평행하게 설치된 출구유로(211)를 가지고, 제1, 제2 상승유로(208, 210) 측벽의 직선유로(209)의 축선과 교차하는 위치에, 초음파 진동자(212, 213)가 서로 마주보며 배치되어 있다. 초음파 진동자(212, 213)는 불소수지로 덮여 있으며, 상기 진동자(212, 213)로부터 뻗은 배선은 하기 커넥터박스(274) 안의 커넥터(277, 278)에 이어져 있다. 한편, 유량계 센서부(204)의 초음파 진동자(212, 213) 이외에는 PFA제이다.

도면부호 205는 조작압력에 따라 유량을 제어하는 정류량밸브이다. 정류량밸브(205)는 본체부(214), 밸브부재(229), 제1 다이어프램부(230), 제2 다이어프램 부(231), 제3 다이어프램부(232), 제4 다이어프램부(233)로 형성된다.

본체부(214)는, 내부에 하기 제1 가압실(221), 제2 밸브실(222), 제1 밸브실(223), 및 제2 가압실(224)로 구분되는 챔버(220)와, 유체가 외부로부터 챔버(220)로 유입하기 위한 입구유로(238) 및 챔버(220)로부터 외부로 유출하기 위한 출구유로(245)를 가지며, 위에서부터 본체D(218), 본체C(217), 본체B(216), 본체A(215), 본체E(219)로 나뉘어 있고, 이것들을 일체로 조합하여 구성되어 있다.

도면부호 215는 본체부(214) 안쪽에 위치하는 PTFE제 본체A이며, 상부에 평면 원형상의 단차부(234)가 설치되고, 단차부(234)의 중앙에는 단차부(234)보다 작은 직경으로 하부 제1 밸브실(227)이 되는 개구구멍부(235)가, 또한 개구구멍부(235)의 아래에는 개구구멍부(235)의 직경보다 큰 직경의 평면 원형상의 하부단차부(236)가 연속하여 설치되어 있다. 본체A(215)의 윗면부 즉, 단차부(234)의 둘레부에는 고리형상의 오목홈(237)이 설치되며, 또한 측면으로부터 본체A(215)의 개구구멍부(235)에 연통하는 입구유로(238)가 설치되어 있다. 입구유로(238)는 유량계 센서부(204)의 출구유로(211)에 연통되어 있다.

도면부호 216은 본체A(215)의 윗면에 걸어맞춤 고정되어 있는 PTFE제 본체B로서, 상부에 평면 원형상의 단차부(239)가 설치되며, 단차부(239)의 중앙에는 단차부(239)보다 작은 직경의 상부 제2 밸브실(226)이 되는 개구구멍부(240)가 설치되어 있다. 또한, 개구구멍부(240)의 아래에는 개구구멍부(240)의 직경보다 작은 직경의 개구부(241)와, 본체A(215)의 단차부(234)와 같은 직경의 평면 원형상의 하부 단차부(242)가 연속되어 설치되어 있다. 개구부(241)의 하단 주위는 밸브시 트(243)로 되어 있다. 본체B(216)의 아랫면부 즉, 하부 단차부(242)의 둘레부에는 본체A(215)의 고리형상 오목홈(237)과 상대되는 위치에 고리형상 오목홈(244)이 설치되며, 또한 본체A(215)의 입구유로(238)와 반대측에 위치하는 본체B(216)의 측면으로부터 개구구멍부(240)에 연통되는 출구유로(245)가 설치되어 있다. 출구유로(245)는 하기 유체유출구(206)에 연통되어 있다.

도면부호 217은 본체B(216)의 상부에 끼워맞춤 고정되어 있는 PTFE제 본체C이며, 중앙에 본체C(217)의 상하끝면을 관통하여 상부에서 직경확대된 평면 원형상의 다이어프램실(246)과, 다이어프램실(246)과 외부를 연통시키는 호흡구멍(247), 및 하단면에 본체B(216)의 단차부(239)에 끼워맞추어지는 고리형상 돌출부(248)가 다이어프램실(246)을 중심으로 하여 설치되어 있다.

도면부호 218은 본체C(217)의 상부에 위치하는 PTFE제 본체D이며, 하부에 공기실(249)과, 중앙에 윗면을 관통하여 설치되고, 외부로부터 공기실(249)로 불활성 가스나 공기를 도입하기 위한 급기구멍(250)이 설치되어 있다. 또한, 측면을 관통하여 설치되는 미세한 배출구멍(273)이 설치되어 있다.

도면부호 219는 본체A(215)의 바닥부에 끼워맞춤 고정되는 PVDF제 본체E이며, 중앙부에는 윗면으로 개구되며 제2 가압실(224)이 되는 개구구멍부(251)가 설치되고, 개구구멍부(251) 윗면의 주위에는 본체A(215)의 하부단차부(236)에 끼워맞춤 고정되는 고리형상 돌출부(252)가 설치되어 있다. 또한, 본체E(219)의 측면에는 그곳으로부터 개구구멍부(251)로 연통되는 작은 직경의 호흡구멍(253)이 설치되어 있다.

이상 설명한 본체부(214)를 구성하는 5개의 본체A(215), 본체B(216), 본체C(217), 본체D(218), 본체E(219)는 볼트, 너트(도시하지 않음)로 끼워져 고정되어 있다.

도면부호 229는 PTFE제 밸브부재이며, 중앙에 차양모양으로 설치된 두께부(254)와 두께부(254)를 관통하여 설치된 연통구멍(255), 두께부(254)의 외주면으로부터 직경방향으로 연장되어 나가 설치된 원형상의 박막부(256) 및 박막부(256)의 바깥둘레부에 상하로 돌출하여 설치된 고리형상 리브부(257)를 가지는 제1 다이어프램부(230)와, 제1 다이어프램부(230)의 상부 중앙에 설치되며 거꾸로 된 절구형상의 밸브체(258)와, 밸브체(258)의 상부로부터 위쪽으로 돌출하여 설치되며 상단부가 대략 반구형상으로 형성된 상부로드(259)와, 두께부(254)의 하단면 중앙부로부터 아래쪽으로 돌출하여 설치되고, 하단부가 대략 반구형상으로 형성된 하부 로드(260)를 가지고, 또한 일체로 형성되어 있다. 제1 다이어프램부(230)의 바깥둘레부에 설치된 고리형상 리브부(257)는, 본체A(215)와 본체B(216)에 설치된 2개의 고리형상 오목홈(237, 244)에 끼워맞추어져 본체A(215)와 본체B(216)에 끼워져 고정되어 있다. 또한, 밸브체(258)의 경사면과 본체B(216)의 개구부(241) 하단면의 둘레부와의 사이에 형성되는 공간은 유체제어부(261)로 되어 있다.

도면부호 231은 PTFE제 제2 다이어프램부이며, 중앙에 원기둥형상의 두께부(262)와 두께부(262)의 하단면으로부터 직경방향으로 연장되어 나가 설치된 원형상의 박막부(263) 및 박막부(263)의 바깥둘레부에 설치된 고리형상 밀봉부(264)를 가지며, 또한 일체로 형성되어 있다. 또한, 박막부(263) 둘레부의 고리형상 밀봉 부(264)는, 본체B(216)의 상부 단차부(239)와 본체C(217)의 고리형상 돌출부(248)에 끼워져 고정되어 있다.

한편, 제2 다이어프램부(231)의 수압면적은 제1 다이어프램부(230)의 수압면적보다 작게 마련할 필요가 있다.

도면부호 232는 PTFE제의 제3 다이어프램부로서, 형상은 제2 다이어프램부(231)와 동일하게 되어 있으며, 상하반대로 하여 배치되어 있다. 두께부(265)의 상단면은 밸브부재(229)의 하부로드(260)와 접촉하고 있으며, 또한 박막부(266) 둘레부의 고리형상 밀봉부(267)는, 본체A(215)의 하부 단차부(236)와 본체E(219)의 고리형상 돌출부(252)에 의해 끼워져 고정되어 있다.

한편, 제3 다이어프램부(232)의 수압면적도 상기와 마찬가지로 제1 다이어프램부(230)의 수압면적보다 작게 마련할 필요가 있다.

도면부호 233은 제4 다이어프램부이며, 둘레부에 외경이 본체C(217)의 다이어프램실(246)과 대략 같은 직경인 원통형 리브(268)와, 중앙에 원기둥부(269), 및 원통형 리브(268)의 하단면 내주와 원기둥부(269)의 상단면 외주를 이어 설치된 막부(270)를 가진다. 원통형 리브(268)는 본체C(217)의 다이어프램실(246)에 끼워맞춤 고정되는 동시에, 본체D(218)와 본체C(217) 사이에서 끼워져 고정되고, 원기둥부(269)는 다이어프램실(246) 안에서 상하운동 가능하게 되어 있다. 또한, 원기둥부(269)의 하부에는 제2 다이어프램부(231)의 두께부(262)가 끼워맞춤되어 있다.

도면부호 271 및 272는 본체E(219)의 개구구멍부(251)에 배치된 PVDF제 스프링받이와 불소수지 코팅된 SUS제 스프링이다. 이들은 제3 다이어프램부(232)를 안 쪽으로(도면에서는 위쪽) 가압하고 있다.

이상 설명한 각 구성에 의해 본체부의 내부에 형성된 챔버(220)는 위에서부터, 제4 다이어프램부(233) 및 본체D(218)의 공기실(249)로 형성된 제1 가압실(221), 제1 다이어프램부(230)와 본체B(216) 하부단차부(242)의 사이에 형성된 하부 제2 밸브실(225)과 제2 다이어프램부(231)와 본체B(216) 개구구멍부(240)로 형성된 상부 제2 밸브실(226)의 두 실로 이루어지는 제2 밸브실(222), 제3 다이어프램부(232)와 본체A(215) 개구구멍부(235)로 형성된 하부 제1 밸브실(227)과 제1 다이어프램부(230)와 본체A(215)의 단차부(234)로 형성된 상부 제1 밸브실(228)로 이루어지는 제1 밸브실(223), 및 제3 다이어프램부(232)와 본체E(219) 개구구멍부(251)로 형성된 제2 가압실로 구분되어 있는 것을 알 수 있다.

도면부호 206은 PTFE제 유체유출구이다.

도면부호 274는 케이싱(202)에 설치된 PVDF제 커넥터박스이다. 커넥터박스(274)에는 케이싱(202) 안으로 연통하는 흡기구멍(275)과, 케이싱(202) 외부에 연통하는 배기구멍(276)이 설치되며, 흡기구멍(275)은 튜브를 통하여 상기 정류량밸브(205)의 배출구멍(273)과 접속되어 있다. 커넥터박스(274)는 흡기구멍(275)으로부터 압축된 불활성 가스나 공기가 공급되고, 배기구멍(276)으로부터 배기되도록 형성되어 있다. 커넥터박스(274) 안에는 초음파 진동자(212, 213)로부터 뻗은 배선에 이어진 커넥터(277, 278)가 배치되며, 커넥터(277, 278)는 하기 전장모듈(280)의 유량계 앰프부(282)로부터 뻗은 배선과 접속된 케이블(288, 289)의 커넥터에 각각 착탈가능하게 접속되어 있다.

또한, 케이싱(202)에는 정류량밸브(205)의 급기구멍(250)으로 뻗은 배관에 이어진 에어커넥터(279)가, 접속부분이 케이싱(202) 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다.

도면부호 280은 전장모듈이다. 전장모듈(280)은 케이싱(281), 유량계 앰프부(282), 제어부(283), 전공변환기(284)로 형성되며, 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 281은 PVDF제 케이싱이다. 케이싱(281) 안에 유량계 앰프부(282), 제어부(283), 전공변환기(284)가 설치되어 있다. 또한, 케이싱(281)은 외부로부터 불활성 가스나 공기가 전공변환기(284)로 공급되고 있고, 케이싱(281)에 배출구(291)가 설치되며, 전공변환기(284)로부터 케이싱(281) 안으로 압축공기가 공급되고 있다. 케이싱(281)은 전공변환기(284)로부터 케이싱(281) 안으로 공급된 압축공기가 배출구(291)로부터 배출되도록 형성되어 있다.

도면부호 282는 유량계 앰프이다. 유량계 앰프(282)는 상기 유량계 센서부(204)로부터 출력된 신호로부터 유량을 연산하는 연산부를 가지고 있다. 연산부에는 송신측 초음파 진동자(212)에 일정 주기의 초음파 진동을 출력하는 발신회로와, 수신측 초음파 진동자(213)로부터의 초음파 진동을 수신하는 수신회로와, 각 초음파 진동의 전파시간을 비교하는 비교회로와, 비교회로로부터 출력된 전파시간차로부터 유량을 연산하는 연산회로를 구비하고 있다.

도면부호 283은 제어부이다. 제어부(283)는 유량계 앰프부(282)로부터 출력된 유량에 대하여 설정된 유량이 되도록 피드백 제어하여, 하기 전공변환기(284)의 조작압력을 제어하는 제어회로를 가지고 있다.

도면부호 284는 불활성 가스나 공기의 조작압력을 조정하는 전공변환기이다. 전공변환기(284)는 조작압력을 비례적으로 조정하기 위하여 전기적으로 구동하는 전자밸브로 구성되며, 상기 제어부(283)로부터의 제어신호에 따라 정류량밸브(205)의 조작압력을 조정한다.

또한, 케이싱(281)에는 유량계 앰프부(282)로부터 뻗은 배선에 이어진 커넥터(285, 286)가, 접속부분이 케이싱(281) 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다. 마찬가지로, 전공변환기(284)로부터 뻗은 배관에 이어진 에어커넥터(287)가, 접속부분이 케이싱(281) 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다.

밸브모듈(201)과 전장모듈(280)은, 케이블(288, 289)의 커넥터를 각 모듈(201, 280)의 각각의 커넥터(277, 278, 285, 286)에 각각 착탈가능하게 접속시키고, 튜브(290)를 각 모듈(201, 280)의 각각의 에어커넥터(279, 287)에 착탈가능하게 접속시킴으로써 2개로 나뉘어 구성된다. 한편, 본 발명에서 케이블은 2개이지만, 1개로 모아도 되며, 이 경우 커넥터도 각 모듈(201, 280)에 하나씩 설치된다.

이어서, 본 발명의 제3 실시예인 유체제어장치의 작동에 대하여 설명한다.

밸브모듈(201)의 유체유입구(203)로부터 유입한 유체는 먼저 유량계 센서부(204)로 유입한다.

유량계 센서부(204)로 유입한 유체는, 직선유로(209)에서 유량이 계측된다. 유체의 흐름에 대하여 상류측에 위치하는 초음파 진동자(212)로부터 하류측에 위치하는 초음파 진동자(213)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(213) 에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어 유량계 앰프부(282)의 연산부로 출력된다. 초음파 진동이 상류측의 초음파 진동자(212)로부터 하류측의 초음파 진동자(213)로 전파되어 수신되면, 순식간에 연산부 안에서 송수신이 전환되어 하류측에 위치하는 초음파 진동자(213)로부터 상류측에 위치하는 초음파 진동자(212)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(212)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되며 유량계 앰프부(282)의 연산부로 출력된다. 이 때, 초음파 진동은 직선유로(209) 안의 유체의 흐름에 역행하여 전파되고 있기 때문에, 상류측으로부터 하류측으로 초음파 진동을 전파시킬 때에 비하여 유체 안에서의 초음파 진동의 전파속도가 느려져 전파시간이 길어진다. 출력된 상호의 전기신호는 유량계 앰프부(282)의 연산부 안에서 전파시간이 각각 계측되며, 전파시간차로부터 유량이 연산된다. 유량계 앰프부(282)에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 제어부(283)로 출력된다.

이어서, 유량계 센서부(204)를 통과한 유체는 정류량밸브(205)로 유입된다. 제어부(283)에서는 임의의 설정유량에 대하여, 리얼타임으로 계측된 유량과의 편차로부터 편차가 0이 되도록 신호를 전공변환기(284)로 출력하고, 전공변환기(284)는 그에 따른 조작압력을 정류량밸브(205)로 공급하여 구동시킨다. 정류량밸브(205)로부터 유출하는 유체는, 유량을 설정유량으로 일정값이 되도록 즉, 설정유량과 계측된 유량의 편차가 0으로 수속하도록 정류량밸브(205)로 제어된다.

여기서, 전공변환기(284)로부터 공급되는 조작압력에 대한 정류량밸브(5)의 작동에 대하여 설명한다. 본체A(215)의 입구유로(238)로부터 제1 밸브실(223)로 유 입한 유체는, 밸브부재(229)의 연통구멍(255)을 통과함으로써 감압되어 하부 제2 밸브실(225)로 유입한다. 더욱이, 유체는 하부 제2 밸브실(225)로부터 유체제어부(261)를 통과하여 상부 제2 밸브실(226)로 유입할 때, 유체제어부(261)에서의 압력손실에 의해 다시 감압되어 출구유로(245)로부터 유출된다. 여기서, 연통구멍(255)의 직경은 충분히 작게 마련되어 있기 때문에, 밸브를 흐르는 유량은 연통구멍(255) 전후의 압력차에 의해 결정된다.

이 때, 각 다이어프램부(230, 231, 232)가 유체로부터 받는 힘을 보면, 제1 다이어프램부(230)는 제1 밸브실(223)과 하부 제2 밸브실(225) 안의 유체압력차에 의해 윗방향으로, 제2 다이어프램부(231)는 상부 제2 밸브실(226)의 유체압력에 의해 윗방향으로, 제3 다이어프램부(232)는 제1 밸브실(223) 안의 유체압력에 의해 아랫방향으로의 힘을 받고 있다. 여기서, 제1 다이어프램부(230)의 수압면적이 제2 다이어프램부(231) 및 제3 다이어프램부(232)의 수압면적보다 충분히 크게 형성되어 있기 때문에, 제2, 제3 다이어프램부(231, 232)에 작용하는 힘은, 제1 다이어프램부(230)에 작용하는 힘에 비하여 거의 무시할 수 있다. 따라서, 밸브부재(229)가 유체로부터 받는 힘은, 제1 밸브실(223)과 하부 제2 밸브실(225) 안의 유체압력차에 의한 윗방향으로의 힘이 된다.

또한, 밸브부재(229)는 제1 가압실(221)의 가압수단에 의해 아랫방향으로 가압되고 있고, 동시에 제2 가압실(224)의 가압수단에 의해 윗방향으로 가압되고 있다. 제1 가압실(221)의 가압수단의 힘을 제2 가압실(224)의 가압수단의 힘보다 크게 조정해 두면, 밸브부재(229)가 각 가압수단으로부터 받는 합력(合力)은 아랫방 향의 힘이 된다. 여기서, 제1 가압실(221)의 가압수단이란, 전공변환기(284)로부터 공급되는 조작압력에 의한 것이고, 제2 가압실(224)의 가압수단이란, 스프링(272)의 반발력에 의한 것이다.

따라서, 밸브부재(229)는 각 가압수단에 의한 아랫방향의 합력과, 제1 밸브실(223)과 하부 제2 밸브실(225) 안의 유체압력차에 의한 윗방향의 힘이 조화를 이루는 위치에 안정된다. 즉, 각 가압수단에 의한 합력과 유체압력차에 의한 힘이 조화를 이루도록, 하부 제2 밸브실(225)의 압력이 유체제어부(261)의 개구면적에 의해 자립적으로 조정된다. 이 때문에, 제1 밸브실(223)과 하부 제2 밸브실(225) 안의 유체압력차가 일정해져, 연통구멍(255) 전후의 압력차가 일정하게 유지됨으로써 밸브를 흐르는 유량이 항상 일정하게 유지된다.

여기서, 본 정류량밸브(205)는 밸브부재(229)에 작용하는 각 가압수단의 합력과, 제1 밸브실(223)과 하부 제2 밸브실(225)의 압력차에 의한 힘이 조화를 이룸으로써 작동하기 때문에, 밸브부재(229)에 작용하는 각 가압수단의 합력을 조정변경하면, 제1 밸브실(223)과 하부 제2 밸브실(225)의 유체압력차는 그것에 대응한 값이 된다. 즉, 제1 가압실의 가압수단에 의한 아랫방향으로의 힘, 즉 전공변환기(284)로부터 공급되는 조작압력을 조정함으로써, 연통구멍(255) 전후의 압력차를 변경조정할 수 있기 때문에, 밸브를 분해하지 않고 유량을 임의의 유량으로 설정할 수 있다.

또한, 제1 가압실(221)의 가압수단에 의한 힘을 제2 가압실(224)의 가압수단에 의한 힘보다 작게 조정하면, 밸브부재(229)에 작용하는 합력은 윗방향으로만 작 용하게 되고, 밸브부재(229)의 밸브체(258)를 본체B(216)의 개구부(241)의 밸브시트(243)로 누르는 형식이 되어 유체를 차단할 수 있다. 즉, 전공변환기(284)를 조정하여 조작압력을 걸지 않으면, 정류량밸브는 폐색상태가 된다.

이상의 작동에 의해, 밸브모듈(201)의 유체유입구(203)에 유입하는 유체는, 설정 유량으로 일정해지도록 제어되어 유체유출구(206)로부터 유출된다. 이 유량계 센서부(204) 및 유량계 앰프부(282)로 이루어지는 초음파 유량계는, 유체의 흐름방향에 대한 전파시간차로부터 유량을 계측하기 때문에 아주 작은 유량으로도 정확하게 유량을 계측할 수 있으며, 또한 정류량밸브(205)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고 안정적인 유량제어가 얻어지기 때문에 아주 작은 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다. 더욱이, 밸브모듈(201)의 유체유입구(203)에 유입하는 유체의 상류측 압력이나 하류측 압력이 변동하여도, 정류량밸브(205)의 작동에 의해 유량은 자립적으로 일정하게 보유되기 때문에, 펌프의 맥등 등 순간적인 압력변동이 발생하여도 안정적으로 유량을 제어할 수 있다. 또한, 조작압력의 조정에 의해 정류량밸브(205)는 개폐밸브로서 사용할 수 있기 때문에, 별도의 유체차단용 밸브를 접속할 필요가 없다. 또한, 밸브모듈(201)의 각 부품은 케이싱(2) 안에서 일체로 설치되어 있기 때문에, 접속부분의 압력손실이 최저한으로 억제되어 보다 오차가 적은 유량계측이 가능하다.

이어서, 본 발명의 제3 실시예인 유체제어장치의 유체가 부식성 유체인 경우, 밸브모듈 안에 부식성 가스가 투과했을 때의 작용을 설명한다.

본 발명의 유체제어장치는 밸브모듈(201)과 전장모듈(280)의 2가지로 나뉘어 구성되어 있다. 밸브모듈(201) 안의 각 부품은 부식에 강한 불소수지제이기 때문에 부식의 우려가 없고 초음파 진동자(212, 213)도 불소수지로 덮여 있기 때문에 부식을 방지할 수 있으며, 스프링(272)은 불소수지로 코팅되어 있기 때문에 부식을 방지할 수 있다. 밸브모듈(201) 안에서 부식 가능성이 있는 부분은 커넥터(277, 278)인데, 커넥터(277, 278)가 배치되어 있는 커넥터박스(274) 내부는 배출구멍(273)으로부터 배출되고 흡기구멍(275)으로부터 공급되는 압축공기가 배기구멍(276)으로부터 항상 케이싱(202)의 밖으로 배출되고 있기 때문에, 투과한 부식성 가스는 공기의 흐름에 따라 배출되어 커넥터박스(274) 안에 고이기 어려워져 부식을 방지할 수 있다.

한편, 전장모듈(280)은 부식되면 유량계측이나 유체제어에 영향을 주는 부품이 배치되어 있는데, 밸브모듈(201)과 나뉘어 구성되어 있기 때문에, 부식성 가스가 영향을 주지 않는 위치에 설치함으로써 전장모듈(280) 안의 부품의 부식을 방지할 수 있다. 더구나, 전장모듈(280)의 케이싱(281) 내부는 전공변환기(284)로부터 케이싱(281) 안으로 공급되는 압축공기가 배출구(291)로부터 항상 배출되도록 함으로써, 전장모듈(280)이 부식성 가스의 영향을 받는 위치에 설치되었다고 해도, 투과된 부식성 가스가 공기의 흐름에 따라 배출되어 케이싱(281) 안에 고이기 어려워져, 전장모듈(280)의 각 부품의 부식을 방지할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제3 실시예인 유체제어장치를 반도체 제조장치 안에 설치하는 순서에 대하여 설명한다.

먼저, 밸브모듈(201)을 반도체 제조장치 안의 파이프로의 소정 위치에 배치 하고, 유체유입구(203), 유체유출구(206)를 파이프로의 배관과 접속시켜, 밸브모듈(201)을 반도체 제조장치 안에 고정한다. 그리고, 전장모듈(280)을 반도체 제조장치 안의 파이프로로부터 멀리 떨어진 소정의 위치에 설치한다. 이어서, 케이블(288, 289)의 한 쪽 커넥터를 밸브모듈(201)의 커넥터박스(274) 안에 넣어 커넥터(277, 278)에 접속하고, 케이블(288, 289)의 다른 쪽 커넥터를 전장모듈(280)의 커넥터(285, 286)에 접속한다. 이어서, 튜브(290)의 한 쪽을 밸브모듈(201)의 에어커넥터(279)에 끼워넣어 접속하고, 튜브(290)의 다른 쪽을 전장모듈(280)의 에어커넥터(287)에 끼워넣어 접속한다. 이상의 순서에 의해, 반도체 제조장치 안으로의 설치가 매우 쉽게 이루어질 수 있고, 배선과 에어배관의 접속도 커넥터를 접속하기만 하면 되기 때문에 쉽고 단시간에 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 구성이면, 유체제어장치의 일부가 파손된 경우에도 교환작업이 용이하다. 더구나, 복수개의 유체제어장치를 설치하는 경우, 컨트롤박스 안으로 각 전장모듈을 모아 설치함으로써, 본 발명의 유체제어장치를 일괄관리하는 것도 가능해진다.

이하, 도 8 및 도 9에 따라 본 발명의 제4 실시예인 유체제어장치에 대하여 설명한다.

도면부호 292는 밸브모듈(293)의 케이싱(294) 안에 설치된 유량계 센서부이다. 유량계 센서부(292)는, 입구유로(295)와, 입구유로(295) 안에 늘어져 설치된 카르만 소용돌이를 발생시키는 소용돌이 발생체(296)와, 출구유로(297)를 구비하는 직선유로(298)를 가지며, 직선유로(298)의 소용돌이 발생체(296)의 하류측 측벽에, 초음파 진동자(299, 300)가 유로축선 방향으로 직교하는 위치에 서로 마주보며 배 치되어 있다. 초음파 진동자(299, 300)는 불소수지로 덮여 있으며, 상기 진동자(299, 300)로부터 뻗은 배선은 커넥터박스(301) 안의 커넥터(302, 303)로 이어져 있다. 제3 실시예와 마찬가지로, 커넥터박스(301)는 자신의 흡기구멍으로부터 압축된 불활성 가스나 공기가 공급되며, 배기구멍으로부터 배기되도록 형성되어 있다. 유량계 센서부(292)의 초음파 진동자(299, 300) 이외에는 PTFE제이다.

도면부호 304는 전장모듈(306)의 케이싱(307) 안에 배치된 유량계 앰프부이다. 유량계 앰프부(304)는 카르만 소용돌이의 발생주기(주파수)로부터 유로를 흐르는 유체의 유속을 구하고, 유체의 유량을 연산하는 연산부가 설치되어 있다. 연산부는 송신측 초음파 진동자(299)에 일정 주기의 초음파 진동을 출력하는 발신회로와, 수신측 초음파 진동자(300)로부터의 초음파 진동을 수신하는 수신회로와, 각 초음파 진동의 위상을 비교하는 비교회로와, 비교회로로부터 출력된 카르만 소용돌이 검출신호를 적산하여 유량을 연산하는 연산회로를 가진다. 또한, 케이싱(307)에는 유량계 앰프부(304)로부터 뻗은 배선에 이어진 커넥터(308, 309)가, 접속부분이 케이싱(307)의 외표면으로부터 돌출하도록 고착되어 있다.

밸브모듈(293)과 전장모듈(306)은, 케이블(310, 311)의 커넥터에 각 모듈(293, 306)의 각각의 커넥터(302, 303, 308, 309)에 각각 착탈가능하게 접속시킴으로써 2개로 나뉘어 구성된다. 제4 실시예의 그 밖의 구성은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제4 실시예인 유체제어장치의 작동에 대하여 설명한다.

밸브모듈(293)에 유입된 유체는 먼저, 유량계 센서부(292)에 유입된다. 유량 계 센서부(292)에 유입한 유체는 직선유로(298)에서 유량이 계측된다. 직선유로(298) 안을 흐르는 유체에 대하여 초음파 진동자(299)로부터 초음파 진동자(300)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 소용돌이 발생체(296)의 하류에 발생하는 카르만 소용돌이는 유체의 유속에 비례한 주기로 발생하며, 소용돌이 방향이 서로 다른 카르만 소용돌이가 번갈아 발생하기 때문에, 초음파 진동은 카르만 소용돌이의 소용돌이 방향에 따라 카르만 소용돌이를 통과할 때 진행방향으로 가속 또는 감속된다. 그 때문에, 초음파 진동자(300)에서 수신되는 초음파 진동은 카르만 소용돌이에 의해 주파수(주기)가 변동된다. 초음파 진동자(299, 300)에서 송수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어 유량계 앰프부(304)의 연산부로 출력된다. 유량계 앰프부(304)의 연산부에서는, 송신측 초음파 진동자(299)로부터 출력된 초음파 진동과 수신측 초음파 진동자(300)로부터 출력된 초음파 진동의 위상차이로부터 얻어진 카르만 소용돌이의 주파수에 따라 직선유로(298)를 흐르는 유체의 유량이 연산된다. 유량계 앰프부(304)에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 제어부(305)로 출력된다. 제4 실시예의 다른 부분의 작동은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

또한, 제4 실시예에서 사용한 유체가 부식성 유체인 경우의 밸브모듈 안에 부식성 가스가 투과했을 때의 작용과, 제4 실시예의 유체제어장치를 반도체 제조장치 안에 설치하는 순서에 대해서는, 제3 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 이 유량계 센서부(292) 및 유량계 앰프부(304)로 이루어지는 초음파식 와유량계는 유량이 클수록 카르만 소용돌이가 발생하기 때문에, 많은 유량에서도 정 확하게 유량을 계측할 수 있어, 많은 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다.

본 명세서 내용 중에 포함되어 있음.

Claims (17)

1. 초음파를 유체 안으로 발신하는 초음파 진동자(12, 13)와 그 초음파 진동자(12, 13)로부터 발신한 초음파를 수신하고 신호를 유량계 앰프부(64)로 출력하는 초음파 진동자(12, 13)를 가지는 유량계 센서부(4)와, 조작압력에 의해 유체 흐름의 압력을 기설정된 압력으로 제어하는 압력제어밸브(5)를 구비하고,

   상기 유량계 센서부(4)와 상기 압력제어밸브(5)가 유체유입구(3)와 유체유출구(6)를 가지는 하나의 제1 케이싱(2) 내에 설치되어 이루어지는 밸브모듈(1)과,

   유량계 센서부(4)의 신호에 의해 유량을 연산하는 유량계 앰프부(64)와, 압력제어밸브(5)의 조작압력을 조정하는 전공변환기(66)와, 유량계 앰프부(64)에서 연산된 유량값에 따라 조작압력을 조정하고 피드백 제어하기 위한 제어부(65)가 하나의 제2 케이싱(63) 안에 설치되어 이루어지는 전장모듈(62)을 구비하며,

   상기 밸브모듈(1)과 상기 전장모듈(62)이 별개로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전장모듈(62)의 제2 케이싱(63)에는, 그 제2 케이싱(63) 안에 충전된 기체를 배출하기 위하여 설치된 배출구(73)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 유량계 센서부(4)는, 유체유입구(3)에 연통하는 입구유로(7)와, 입구유로(7)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(8)와, 제1 상승유로(8)에 연통하고 입구유로(7)의 축선에 평행하게 설치된 직선유로(9)와, 직선유로(9)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(10)와, 제2 상승유로(10)에 연통하여 입구유로(7)의 축선에 평행하게 설치되며 압력제어밸브(5)의 입구유로(24)에 연통하는 출구유로(11)가 연속하여 설치되며, 제1, 제2 상승유로(8, 10) 측벽의 직선유로(9)의 축선과 교차하는 위치에 초음파 진동자(12, 13)가 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(4)이고,

   상기 유량계 앰프부(64)는, 초음파 진동자(12, 13)가 케이블(70, 71)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(64)이며,

   상기 유량계 센서부(4)와 상기 유량계 앰프부(64)가, 초음파 진동자(12, 13)의 송수신을 번갈아 전환하여 초음파 진동자(12, 13) 사이의 초음파 전파시간차를 측정함으로써 직선유로(9)를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 초음파 유량계를 구성하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 압력제어밸브(5)는,

   하부 중앙에 바닥부까지 개방하여 설치된 제2 공극(22)과, 제2 공극(22)에 연통하는 입구유로(24)와, 상부에 윗면이 개방하여 설치되고 제2 공극(22)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극(23)과, 제1 공극(23)에 연통하는 출구유로(25)와, 제1 공극(23)과 제2 공극(22)을 연통하고 제1 공극(23)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍(26)을 가지고, 제2 공극(22)의 윗면이 밸브시트(27)가 된 본체(14)와,

   원통형 공극(28)을 내부에 가지고, 하단 내주면에 단차부(29)가 설치된 보닛(15)과,

   보닛(15)의 측면 혹은 윗면에 설치되며, 상기 원통형 공극(28) 안으로 가압된 기체를 공급하는 급기구멍(30)과,

   보닛(15)의 단차부(29)에 끼워져 삽입되고 중앙부에 관통구멍(32)을 가지는 스프링받이(16)와,

   하단부에 스프링받이(16)의 관통구멍(32)보다 작은 직경의 제1 접합부(37)를 가지고, 상부에 차양부(35)가 설치되며 보닛(15)의 공극(28) 내부에 상하이동 가능하게 끼워져 삽입된 피스톤(17)과,

   피스톤(17) 차양부(35)의 하단면과 스프링받이(16)의 상단면에서 끼워져 지지되어 있는 스프링(18)과,

   둘레부가 본체(14)와 스프링받이(16) 사이에서 끼워져 고정되며, 본체(14)의 제1 공극(23)에 덮는 형식으로 제1 밸브실(44)을 형성하는 중앙부가 두껍게 된 제1 다이어프램(40)과, 윗면 중앙에 피스톤(17)의 제1 접합부(37)에 스프링받이(16)의 관통구멍(32)을 관통하여 접합고정되는 제2 접합부(42)와, 아랫면 중앙에 본체(14)의 연통구멍(26)을 관통하여 설치된 제3 접합부(43)를 가지는 제1 밸브기구체(19)와,

   본체(14)의 제2 공극(22) 내부에 위치하고 본체(14)의 연통구멍(26)보다 큰 직경으로 설치된 밸브체(45)와, 밸브체(45) 상단면에 돌출하여 설치되고 제1 밸브기구체(19)의 제3 접합부(43)와 접합고정되는 제4 접합부(47)와, 밸브체(45) 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드(48)와, 로드(48) 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어나가 설치된 제2 다이어프램(50)을 가지는 제2 밸브기구체(20)와,

   본체(14)의 아래쪽에 위치하고 제2 밸브기구체(20)의 제2 다이어프램(50) 둘레부를 본체(14)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(52)를 상부 중앙에 가지고, 돌출부(52)의 상단부에 절결오목부(53)가 설치되는 동시에 절결오목부(53)에 연통하는 호흡구멍(54)이 설치되어 있는 베이스 플레이트(21)를 구비하고,

   피스톤(17)의 상하이동에 따라 제2 밸브기구체(20)의 밸브체(45)와 본체(14)의 밸브시트(27)에 의해 형성되는 유체제어부(55)의 개구면적이 변하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 압력제어밸브(5)는,

   하부 중앙에 바닥부까지 개방하여 설치된 제2 공극(22)과, 제2 공극(22)에 연통하는 입구유로(24)와, 상부에 윗면이 개방하여 설치되고 제2 공극(22)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극(23)과, 제1 공극(23)에 연통하는 출구유로(25)와, 제1 공극(23)과 제2 공극(22)을 연통하고 제1 공극(23)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍(26)을 가지고, 제2 공극(22)의 윗면이 밸브시트(27)가 된 본체(14)와,

   원통형 공극(28)을 내부에 가지고, 하단 내주면에 단차부(29)가 설치된 보닛(15)과,

   보닛(15)의 측면 혹은 윗면에 설치되며, 상기 원통형 공극(28) 안으로 가압된 기체를 공급하는 급기구멍(30)과,

   보닛(15)의 단차부(29)에 끼워져 삽입되고 중앙부에 관통구멍(32)을 가지는 스프링받이(16)와,

   하단부에 스프링받이(16)의 관통구멍(32)보다 작은 직경의 제1 접합부(37)를 가지고, 상부에 차양부(35)가 설치되며 보닛(15)의 공극(28) 내부에 상하이동 가능하게 끼워져 삽입된 피스톤(17)과,

   피스톤(17) 차양부(35)의 하단면과 스프링받이(16)의 상단면에서 끼워져 지지되어 있는 스프링(18)과,

   둘레부가 본체(14)와 스프링받이(16) 사이에서 끼워져 고정되며, 본체(14)의 제1 공극(23)에 덮는 형식으로 제1 밸브실(44)을 형성하는 중앙부가 두껍게 된 제1 다이어프램(40)과, 윗면 중앙에 피스톤(17)의 제1 접합부(37)에 스프링받이(16)의 관통구멍(32)을 관통하여 접합고정되는 제2 접합부(42)와, 아랫면 중앙에 본체(14)의 연통구멍(26)을 관통하여 설치된 제3 접합부(43)를 가지는 제1 밸브기구체(19)와,

   본체(14)의 제2 공극(22) 내부에 위치하고 본체(14)의 연통구멍(26)보다 큰 직경으로 설치된 밸브체(45)와, 밸브체(45) 상단면에 돌출하여 설치되고 제1 밸브기구체(19)의 제3 접합부(43)와 접합고정되는 제4 접합부(47)와, 밸브체(45) 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드(48)와, 로드(48) 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어나가 설치된 제2 다이어프램(50)을 가지는 제2 밸브기구체(20)와,

   본체(14)의 아래쪽에 위치하고 제2 밸브기구체(20)의 제2 다이어프램(50) 둘레부를 본체(14)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(52)를 상부 중앙에 가지고, 돌출부(52)의 상단부에 절결오목부(53)가 설치되는 동시에 절결오목부(53)에 연통하는 호흡구멍(54)이 설치되어 있는 베이스 플레이트(21)를 구비하고,

   피스톤(17)의 상하이동에 따라 제2 밸브기구체(20)의 밸브체(45)와 본체(14)의 밸브시트(27)에 의해 형성되는 유체제어부(55)의 개구면적이 변하도록 구성되며,

   상기 유량계 센서부(4)와 유량계 앰프부(64)를 접속하는 케이블(70, 71)이, 커넥터(59, 60, 67, 68)를 통하여 유량계 센서부(4) 및/또는 유량계 앰프부(64)와 착탈가능하게 설치되고,

   상기 압력제어밸브(5)의 보닛(15)의 측면 혹은 윗면에 상기 원통형 공극(28) 안으로부터 기체를 배출하는 배출구멍(31)이 설치되며,

   상기 배출구멍(31)이 상기 제1 케이싱(2)에 설치된 커넥터박스(56)의 흡기구멍(57)에 연통되고, 커넥터박스(56)에 제1 케이싱(2)의 외부와 연통하는 배기구멍(58)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 유량계 센서부(4)는, 유체유입구(3)에 연통하는 입구유로(7)와, 입구유로(7)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(8)와, 제1 상승유로(8)에 연통하고 입구유로(7)의 축선에 평행하게 설치된 직선유로(9)와, 직선유로(9)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(10)와, 제2 상승유로(10)에 연통하여 입구유로(7)의 축선에 평행하게 설치되며 압력제어밸브(5)의 입구유로(24)에 연통하는 출구유로(11)가 연속하여 설치되며, 제1, 제2 상승유로(8, 10) 측벽의 직선유로(9)의 축선과 교차하는 위치에 초음파 진동자(12, 13)가 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(4)이고,

   상기 유량계 앰프부(64)는, 초음파 진동자(12, 13)가 케이블(70, 71)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(64)이며,

   상기 유량계 센서부(4)와 상기 유량계 앰프부(64)가, 초음파 진동자(12, 13)의 송수신을 번갈아 전환하여 초음파 진동자(12, 13) 사이의 초음파 전파시간차를 측정함으로써 직선유로(9)를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 초음파 유량계를 구성하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
9. 초음파를 유체 안으로 발신하는 초음파 진동자(212, 213)와 그 초음파 진동자(212, 213)로부터 발신한 초음파를 수신하고 신호를 유량계 앰프부(282)로 출력하는 초음파 진동자(212, 213)를 가지는 유량계 센서부(204)와, 조작압력에 의해 유체 흐름의 유량을 기설정된 유량으로 제어하는 정류량밸브(205)를 구비하고,

   상기 유량계 센서부(204)와 상기 정류량밸브(205)가 유체유입구(203)와 유체유출구(206)를 가지는 하나의 제1 케이싱(202) 내에 설치되어 이루어지는 밸브모듈(201)과,

   유량계 센서부(204)의 신호에 의해 유량을 연산하는 유량계 앰프부(282)와, 정류량밸브(205)의 조작압력을 조정하는 전공변환기(284)와, 유량계 앰프부(282)에서 연산된 유량값에 따라 조작압력을 조정하고 피드백 제어하기 위한 제어부(283)가 하나의 제2 케이싱(281) 안에 설치되어 이루어지는 전장모듈(280)을 구비하며,

   상기 밸브모듈(201)과 상기 전장모듈(280)이 별개로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
10. 삭제
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 전장모듈(280)의 제2 케이싱(281)에는, 상기 제2 케이싱(281) 안에 충전된 기체를 배출하기 위하여 설치된 배출구(291)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 유량계 센서부(204)는, 유체유입구(203)에 연통하는 입구유로(207)와, 입구유로(207)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(208)와, 제1 상승유로(208)에 연통하고 입구유로(207)의 축선에 평행하게 설치된 직선유로(209)와, 직선유로(209)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(210)와, 제2 상승유로(210)에 연통하고 입구유로(207)의 축선에 평행하게 설치되며 정류량밸브(205)의 입구유로(238)에 연통하는 출구유로(211)가 연속하여 설치되며, 제1, 제2 상승유로(208, 210) 측벽의 직선유로(209)의 축선과 교차하는 위치에 초음파 진동자(212, 213)가 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(204)이고,

    상기 유량계 앰프부(282)는, 초음파 진동자(212, 213)가 케이블(288, 289)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(282)이며,

    상기 유량계 센서부(204)와 상기 유량계 앰프부(282)가, 초음파 진동자(212, 213)의 송수신을 번갈아 전환하여 초음파 진동자(212, 213) 사이의 초음파 전파시간차를 측정함으로써, 직선유로(209)를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 초음파 유량계를 구성하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 정류량밸브(205)는, 유체의 입구유로(238), 출구유로(245), 및 입구유로(238)와 출구유로(245)가 연통하는 챔버(220)로 형성된 본체부(214)와, 밸브체(258)와 제1 다이어프램부(230)를 가지는 밸브부재(229)와, 밸브부재(229)의 하부 및 상부에 위치하고 제1 다이어프램부(230)보다 유효 수압면적이 작은 제2 다이어프램부(231) 및 제3 다이어프램부(232)를 가지고,

    밸브부재(229) 및 각 다이어프램부(230, 231, 232)는, 각 다이어프램부(230, 231, 232)의 외주부가 본체부(214)에 고정됨으로써 챔버(220) 안에 설치되고, 또한 각 다이어프램부(230, 231, 232)에 의해 챔버(220)를 제1 가압실(221), 제2 밸브실(222), 제1 밸브실(223), 및 제2 가압실(224)로 구분하며,

    제1 가압실(221)은 제2 다이어프램부(231)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지고,

    제1 밸브실(223)은 입구유로(238)와 연통되어 있으며,

    제2 밸브실(222)은, 밸브부재(229)의 밸브체(258)에 대응하는 밸브시트(243)를 가지며, 또한 밸브시트(243)에 대하여 제1 다이어프램부(230) 측에 위치하고 제1 다이어프램부(230)에 설치된 연통구멍(255)으로 제1 밸브실(223)과 연통되어 있는 하부 제2 밸브실(225)과, 제2 다이어프램부(231) 측에 위치하고 출구유로(245)와 연통하여 설치된 상부 제2 밸브실(226)로 나뉘어 형성되고, 밸브부재(229)의 상하이동에 의해 밸브체(258)와 밸브시트(243) 사이의 개구면적이 변하여 하부 제2 밸브실(225)의 유체압력이 제어되는 유체제어부(261)를 가지며,

    제2 가압실(224)은 제3 다이어프램부(232)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 정류량밸브(205)는, 유체의 입구유로(238), 출구유로(245), 및 입구유로(238)와 출구유로(245)가 연통하는 챔버(220)로 형성된 본체부(214)와, 밸브체(258)와 제1 다이어프램부(230)를 가지는 밸브부재(229)와, 밸브부재(229)의 하부 및 상부에 위치하고 제1 다이어프램부(230)보다 유효 수압면적이 작은 제2 다이어프램부(231) 및 제3 다이어프램부(232)를 가지고,

    밸브부재(229) 및 각 다이어프램부(230, 231, 232)는, 각 다이어프램부(230, 231, 232)의 외주부가 본체부(214)에 고정됨으로써 챔버(220) 안에 설치되고, 또한 각 다이어프램부(230, 231, 232)에 의해 챔버(220)를 제1 가압실(221), 제2 밸브실(222), 제1 밸브실(223), 및 제2 가압실(224)로 구분하며,

    제1 가압실(221)은 제2 다이어프램부(231)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지고,

    제1 밸브실(223)은 입구유로(238)와 연통되어 있으며,

    제2 밸브실(222)은, 밸브부재(229)의 밸브체(258)에 대응하는 밸브시트(243)를 가지며, 또한 밸브시트(243)에 대하여 제1 다이어프램부(230) 측에 위치하고 제1 다이어프램부(230)에 설치된 연통구멍(255)으로 제1 밸브실(223)과 연통되어 있는 하부 제2 밸브실(225)과, 제2 다이어프램부(231) 측에 위치하고 출구유로(245)와 연통하여 설치된 상부 제2 밸브실(226)로 나뉘어 형성되고, 밸브부재(229)의 상하이동에 의해 밸브체(258)와 밸브시트(243) 사이의 개구면적이 변하여 하부 제2 밸브실(225)의 유체압력이 제어되는 유체제어부(261)를 가지며,

    제2 가압실(224)은 제3 다이어프램부(232)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지고,

    상기 유량계 센서부(204)와 유량계 앰프부(282)를 접속하는 케이블(288, 289)이, 커넥터(277, 278, 285, 286)를 통하여 유량계 센서부(204) 및/또는 유량계 앰프부(282)와 착탈가능하게 설치되고,

    상기 정류량밸브(205)의 본체부(214) 측면 혹은 윗면에, 상기 제1 가압실(221) 안으로 가압된 기체를 공급하는 급기구멍(250) 및 상기 제1 가압실(221) 안으로부터 기체를 배출하는 배출구멍(273)이 설치되며,

    상기 배출구멍(273)이 상기 제1 케이싱(202)에 설치된 커넥터박스(274)의 흡기구멍(275)으로 연통되고, 커넥터박스(274)에 제1 케이싱(202)의 외부와 연통하는 배기구멍(276)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 유량계 센서부(204)는, 유체유입구(203)에 연통하는 입구유로(207)와, 입구유로(207)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(208)와, 제1 상승유로(208)에 연통하고 입구유로(207)의 축선에 평행하게 설치된 직선유로(209)와, 직선유로(209)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(210)와, 제2 상승유로(210)에 연통하고 입구유로(207)의 축선에 평행하게 설치되며 정류량밸브(205)의 입구유로(238)에 연통하는 출구유로(211)가 연속하여 설치되며, 제1, 제2 상승유로(208, 210) 측벽의 직선유로(209)의 축선과 교차하는 위치에 초음파 진동자(212, 213)가 서로 마주보며 배치된 유량계 센서부(204)이고,

    상기 유량계 앰프부(282)는, 초음파 진동자(212, 213)가 케이블(288, 289)을 통하여 접속되는 유량계 앰프부(282)이며,

    상기 유량계 센서부(204)와 상기 유량계 앰프부(282)가, 초음파 진동자(212, 213)의 송수신을 번갈아 전환하여 초음파 진동자(212, 213) 사이의 초음파 전파시간차를 측정함으로써, 직선유로(209)를 흐르는 유체의 유량을 연산하는 초음파 유량계를 구성하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
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