KR101280832B1 - 유량계 및 이를 사용한 유량제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기포의 발생을 방지 또는 억제하여 미소 유량 영역에 있어서의 우수한 측정정밀도의 유량측정이 가능해 지며, 또한, 유체나 기포의 체류가 발생하기 어려운 유량계 및 이것을 사용한 유량제어시스템을 제공하는 것이다.

출구의 환경이 일정한 압력의 유체유로를 흐르는 액체의 미소 유량을 측정하는 유량계에 있어서, 유체유로(1)의 출구측 단부에 접속되고, 유체유로보다 유로의 단면적을 작게 설정하여 출구환경을 일정한 압력으로 한 소정의 길이의 유량측정 관로부와, 유체유로(1)의 출구 근방에 설치하여 유량측정 관로부의 상류측에서 액체의 압력을 검출하는 압력센서와, 압력센서로 검출한 유체압력으로부터 유량을 산출하는 압력검출제어부(4)를 구비하여 구성하였다.

유량계, 유량제어시스템

Description

유량계 및 이를 사용한 유량제어시스템{FLOW RATE METER AND FLOW RATE CONTROL SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은, 예를 들면, 반도체 제조장치의 웨이퍼 세정라인에 있어서의 미소한 유량의 약액 주입량의 제어 등에 적용되는 유량계 및 이를 사용한 유량제어시스템에 관한 것이다.

종래부터, 유로 내를 흐르는 액체의 유량을 측정하기 위하여, 유체회로 내에 인라인 접속되는 유량계가 널리 사용되고 있다. 이와 같은 유량계에 있어서는, 유로 내의 적당한 부분에 오리피스, 벤투리·노즐, 또는 피토관(pitot tube) 등을 설치하는 구성으로 하고, 그 조임(지름 축소)에 의해 발생하는 차압(差壓)에 의해 유량을 측정하는 차압식이 알려져 있다. 이와 같은 차압식의 유량계는, 통상 액체의 흐름이 난류(亂流)가 되는 영역에서 사용되고 있기 때문에, 유속이 커져서 조임 메커니즘에서 캐비테이션(空洞現象)을 발생시키기 쉽다.

또, 상술한 차압식 유량계에 있어서는, 압력손실의 문제 외에도, 가공정밀도의 확보를 위하여 코스트가 높아진다는 문제가 있기 때문에, 예를 들면, 유로 내에 개구하는 슬릿을 형성한 한쌍의 프로브를 설치해 두고, 양 프로브내에 유입하는 유체의 차압을 검출하도록 구성한 것이 제안되고 있다. 이 차압식 유량계는, 동압(動 壓)계측원리에 따르는 유량계로서, 계측정밀도가 향상되는 것과 동시에, 구조가 간단하고 싼 값으로 제조할 수 있게 된다.(예를 들면, 특허문헌1 참조)

특허문헌1 : 일본국 특개평11-316144호 공보

그러나, 상술한 종래의 차압식 유량계는, 출구측이 대기에 개방되는 유체유로에 설치할 경우, 오리피스에 의해 조여진 하류측(2차측)에 기포가 발생한다는 문제를 가지고 있다. 발생한 기포는 2차측에 설치한 압력센서에 체류하기 쉽고, 어느 정도 체류한 후에 합쳐져서 흐르기 때문에, 이와 같은 기포의 발생은, 특히 미소한 유량 영역의 유량측정 정밀도에 악영향을 미칠 뿐 아니라, 예를 들면, 유체유로가 반도체 제조장치의 웨이퍼 세정라인인 경우, 차압식 유량계에서 발생한 기포를 함유한 세정액이 웨이퍼상에 낙하되는 것에 의해, 제품에 악영향을 받는다는 문제도 발생한다. 이와 같은 기포의 발생을 방지하기 위하여, 현재의 웨이퍼 세정라인 등에 있어서는, 차압식 유량계의 오리피스에 백프레셔를 가하여 이에 대처하고 있는 것이 실정이다. 또한, 여기서 말하는 미소 유량은, 대략 1lit./min. 이하로 한다.

또, 일반적으로, 유로에 접속되는 각종 장치는, 블록형상의 바디에 홀을 형성하고, 이 홀을 유로의 일부로서 이용하고 있다. 유로에 굴곡이 있는 경우에는, 한번의 홀 형성가공에 의해 유로의 전체를 작성할 수는 없기 때문에, 이와 같은 경우에는, 바디에 대하여 유로의 각 직선부분을 따라서 복수의 홀을 형성하고, 이들 홀의 개구부 중, 불필요한 개구부(유로의 입구 및 출구 이외의 개구부)를 플러그 등을 사용하여 다시 메움으로서, 바디에 유로의 입구로부터 출구까지 관통하는 홀을 형성하고 있다.

그러나, 이와 같은 구성의 바디에서는, 홀을 다시 메운 부분에서 본래 필요한 유로 이외에도 공간이 형성되기 때문에, 이 부분에 유체의 체류가 발생하기 쉬웠다.

이와 같은 배경때문에, 기포의 발생을 방지 또는 억제할 수가 있으며, 또한, 미소한 유량영역에 있어서의 충분한 측정 정밀도를 확보할 수가 있고, 또 유체나 기포의 체류가 발생하기 어려운 유량계의 개발이 요망된다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 기포의 발생을 방지 또는 억제하여 미소한 유량영역에 있어서의 우수한 측정 정밀도의 유량측정이 가능해 지고, 또한 유체나 기포의 체류가 발생하기 어려운 유량계 및 유량제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 하기의 수단을 채용하였다.

본 발명에 있어서의 유량계는, 출구환경이 일정한 압력의 유체유로를 흐르는 액체의 미소 유량을 측정하는 유량계에 있어서,

상기 유체유로의 출구측 단부에 접속되고, 상기 유체유로보다 유로의 단면적을 작게 설정하여 출구환경을 일정한 압력으로 한 소정의 길이의 유량측정 관로부와, 상기 유체유로의 출구 근방에 설치하여 상기 유량측정 관로부의 상류측에서 상기 액체의 압력을 검출하는 압력검출수단과, 상기 압력검출수단으로 검출한 유체압력으로부터 유량을 산출하는 압력/유량 변환수단을 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 청구항1에 기재한 유량계에 있어서는, 상기 출구 환경의 일정한 압력이 대기개방에 의한 대기압인 것이 바람직하다.

또한, 상기의 유량측정 관로부에 대해서는, 그 출구의 위치를 압력검출수단보다 높게 설정하는 것에 의해, 유량의 측정값을 안정시킬 수가 있다.

상술한 본 발명의 유량계에 의하면, 유체유로의 출구측 단부에 접속되고, 유체유로보다 유로의 단면적을 작게 설정하여 출구환경을 일정한 압력으로 한 소정의 길이의 유량측정 관로부와, 유체유로의 출구 근방에 설치하여 유량측정 관로부의 상류측에서 상기 액체의 압력을 검출하는 압력검출수단과, 이 압력검출수단으로 검출한 유체압력으로부터 유량을 산출하는 압력/유량 변환수단을 구비하여 구성함으로써, 소정의 길이의 유량측정 관로부에 의해 유로의 단면적을 축소(조임)시키는 것에 의해 차압이 발생하기 때문에, 이 차압에 의거하여 유량을 산출할 수가 있는 차압식 유량계가 된다. 또, 본 발명의 유량측정 관로부는, 지름 축소의 바로 뒤에 유로의 단면적이 급격히 확대되지 않으며, 또한 소정 길이의 정류구간을 형성하고 있기 때문에, 기포의 발생이 대폭적으로 저감됨과 동시에, 발생한 기포도 정류구간에서 소멸되기 쉽기 때문에, 출구까지 도달하여 유체와 함께 유출하는 기포의 양을 대폭 저감시킬 수가 있다.

또한, 출구환경을 대기개방의 대기압으로 하면, 유출한 기포가 대기중에 확산되어 소멸하게 된다.

상술한 유량측정 관로부는, 예를 들면, 1ml/min. 정도의 미소한 유량을 층류(層流)상태로 하여 정밀도가 높게 측정하기 위해서는, 관의 길이(L)를 50㎝~3m 정도로 하고, 안지름(d)을 2㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 보다 바람직한 유량측정 관로부의 안지름(d)은 1㎜ 이하이고, 최적의 안지름(d)은 0.5㎜ 이하가 된다.

또, 유량측정 관로부의 소재로서는, 가늘고 긴 유로를 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정할 필요는 없으나, 반도체 제조장치에 적용하는 경우는, 내약품성이어야 하므로 열가소성수지의 PFA, PTFE나 PEEK(피크)로 불리는 엔지니어링 플라스틱을 채용하는 것이 바람직하며, 이들은 기계적 강도, 내열성 및 내약품성이 우수하기 때문에 측정오차의 원인이 되는 열변형 등을 방지할 수가 있다.

또한, 상기의 유량계는, 미소한 유량의 측정 정밀도가 높고, 또한 기포의 발생을 최소한으로 억제할 수가 있기 때문에, 특히 반도체 제조장치의 세정라인에 있어서, 순수(純水)에 미소한 유량의 약액(藥液)을 혼합하는 경우의 약액 유량제어에 적합하다.

또, 본 발명에 있어서의 유량제어시스템은, 유량제어밸브와, 본원의 청구항 1 또는 2에 기재된 유량계와, 일면측에 상기 유량제어밸브와 상기 유량계가 설치됨과 동시에 내부에 상기 유량제어밸브와 상기 유량계를 접속시키는 유체유로가 형성되는 블록형상의 바디를 가지며, 상기 유체유로가, 상기 일면의 상기 유량제어밸브가 설치되는 영역으로부터 상기 바디의 내부를 향함에 따라 점차 상기 유량계가 설치되는 영역을 향하는 제1경사유로와, 상기 일면의 상기 유량계가 설치되는 영역으로부터 상기 바디의 내부를 향함에 따라서 점차 상기 유량제어밸브가 설치되는 영역을 향하는 것과 동시에, 상기 제1경사유로의 선단에 접속되는 제2경사유로를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 구성되는 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브와 청구항 1 또는 2에 기재된 유량계가, 동일한 바디를 공유하는 구성으로 되어 있다. 즉, 이 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브와 유량계가 일체화되어 있기 때문에, 취급이 용이하다.

이들 유량제어밸브와 유량계는, 바디의 일면측에 설치되어 있고, 바디 내에 형성된 유체유로에 의해 접속되어 있다.

유체유로에 있어서, 유량제어밸브와 유량계를 접속하는 영역은, 바디의 일면에 대하여 경사하는 제1경사유로와 제2경사유로에 의해 구성된 대략 V자 형상을 이루고 있다.

즉, 유체유로에 있어서, 유량제어밸브와 유량계를 접속시키는 영역은, 바디에 대하여 그 일면측으로부터 형성된 두개의 경사홀에 의해 구성되어 있으며, 유체유로의 형상이 단순해지기 때문에, 유체유로의 내부에 유체의 체류가 발생하기 어렵다.

또, 이와 같이, 유체유로에 있어서 유량제어밸브와 유량계를 접속시키는 영역이, 두개의 경사홀을 형성하는 것에 의해 구성되어 있으며, 또 홀을 다시 메울 필요가 없기 때문에, 바디의 가공을 최소한으로 할 수 있으므로, 제조공정이 용이하다.

이 유량제어시스템에 있어서, 상기 유체유로의 적어도 일부는, 입구측보다 출구측이 상방에 위치하도록 경사져 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 상기의 유량제어시스템에서는, 유체유로의 적어도 일부가, 입구측보다 출구측이 상방에 위치하도록 경사져 있기 때문에, 이 영역 내에서 발생한 기포 또는 이 영역내에 유입된 기포에는, 자체의 부력에 의해 유체유로의 출구측을 향해서 작용한다.

이와 같은 이유때문에, 유체유로의 내부를 흐르는 유체의 유량이 극히 적은 경우에도, 기포가 유체유로의 출구측으로 이동하기 쉬워지므로, 유체유로의 내부에서 기포가 체류하기 어려워진다.

또, 상기 유량제어시스템에 있어서, 상면에 상기 바디를 올려놓는 재치대를 가지고 있으며, 상기 재치대의 상면은, 상기 유체유로의 입구측으로부터 상기 유체유로의 출구측을 향함에 따라 점차 상방으로 향하는 경사면으로 형성되어 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량제어시스템에서는, 재치대의 상면이 경사면으로 되어 있기 때문에, 이 재치대 상에 재치되는 바디는, 재치대가 없는 상태에 비하여, 유체유로의 출구측의 위치가 높아진다.

이에 의해, 바디내의 유체유로 중, 입구측과 출구측의 높이가 동등한 영역에 있어서는 출구측의 위치가 높게 되고, 입구측이 출구측보다 높은 영역에서는, 입구측과 출구측과의 고저의 차가 적어져서, 어느 영역에서도, 기포가 유체유로의 출구측으로 이동하기 쉬워지기 때문에, 기포의 체류가 어려워진다.

또, 상기 유량제어시스템에 있어서, 상기 유량제어밸브가, 상기 바디에 설치되는 모터와, 상기 모터의 회전축에 대하여, 나사부에 의해 접속되는 밸브체를 가지고 있으며, 상기 모터에 위치결정 기준면이 형성되고, 상기 바디에 상기 모터를 고정하는 고정부재가 설치되며, 상기 고정부재가, 상기 모터의 상기 위치결정 기준면을 받아서 상기 회전축의 위치와 방향 중 적어도 어느 한 쪽을 상기 밸브체의 구동에 적합한 상태로 하여 상기 모터를 위치결정하는 위치결정면을 가지고 있게 해도 좋다.

이와 같은 유량제어시스템에서는, 바디에 형성된 고정부재의 위치결정면에 대하여 모터의 위치결정 기준면을 맞접하게 하는 것에 의해, 모터의 회전축의 위치 또는 방향, 혹은 위치와 방향의 쌍방이 밸브체의 구동에 적합한 상태로 되기 때문에, 바디에 대한 모터의 위치조정작업 또는 방향의 조정작업, 또는 위치조정작업과 방향의 조정작업 쌍방이 필요없게 된다.

이렇게 함으로써, 이 유량제어시스템은, 제조할 때나 유지 보수할 때에 조립작업자의 기술레벨에 관계없이 높은 정밀도로 조립을 용이하고 신속하게 실시할 수가 있으며, 따라서 생산성, 작업성이 우수함과 동시에, 제품마다, 또는 유지 보수작업 때 마다의 조립정밀도의 불균일을 저감시켜, 유량제어밸브로서의 성능을 높은 수준으로 유지할 수가 있다.

여기서, 위치결정 기준면은, 하나 이상의 곡면, 또는, 적어도 하나의 면이 다른 면과는 다른 방향을 향하게 한 복수의 평면에 의해 구성할 수가 있다. 위치결정 기준면이 곡면인 경우에는, 위치결정면은 이 곡면과 동일한 곡률(曲率)로, 또 곡률의 방향이 역방향이 되는 곡면에 의해 구성된다. 위치결정 기준면이 복수의 평면인 경우에는, 위치결정면도 각 위치결정 기준면에 대응하는 복수의 평면에 의해 구성된다.

또, 이 위치결정 기준면 및 위치결정면을 갖는 유량제어시스템에 있어서, 유량제어밸브의 상기 모터의 상기 위치결정 기준면이 상기 회전축과 평행하는 통형상의 면 또는 통형상의 내면을 이루고, 상기 고정부재의 상기 위치결정면이, 상기 밸브체의 구동방향과 평행하고, 또 위치결정 기준면과 동일한 형상의 통형상 내면 또는 통형상면을 이루고 있기 때문에, 상기 위치결정면이 상기 위치결정 기준면을 받는 상태에서는 상기 회전축의 위치와 방향이 위치결정되는 구성으로 하여도 좋다.

상기 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 모터의 위치결정 기준면이 통형상의 면인 경우에는, 고정부재의 위치결정면은 위치결정 기준면과 대략 동일한 형상의 통형상의 내면으로 되며, 모터의 위치결정 기준면을 고정부재의 위치결정면의 내부 둘레 측에 삽입하여 모터와 고정부재를 결합시키는 것에 의해, 바디에 대한 모터의 위치와 방향, 쌍방에 대하여 위치결정이 실시된다.

또, 상기 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 모터의 위치결정 기준면이 통형상의 내면인 경우에는, 고정부재의 위치결정면은 위치결정 기준면과 대략 동일한 형상의 통형상의 면으로 되고, 고정부재의 위치결정면을 모터의 위치결정 기준면의 내부 둘레 측에 삽입하여 모터와 고정부재를 결합시키는 것에 의해, 바디에 대한 모터의 위치와 방향의 쌍방에 대하여 위치결정이 실시된다.

즉, 상기 유량제어시스템은, 유량제어밸브의 모터와 고정부재가 이른바 인로우(얇은 요철)에 의해 결합되기 때문에, 모터와 고정부재를 접속시키는 것 만으로, 바디에 대한 모터의 위치와 방향의 쌍방에 대하여 위치결정을 실시할 수가 있으며, 따라서 제조공정이 간이하다.

또, 상기의 위치결정 기준면 및 위치결정면을 갖는 유량제어시스템은, 유량제어밸브가, 미리 설정한 동작범위 내에서의 상기 밸브체의 이동을 허용하면서 상기 동작범위의 단부에 도달한 상기 밸브체를 받아서 상기 동작범위 밖으로의 이동을 규제하는 스토퍼를 가지고 있어도 좋다.

상기 유량제어시스템에서는, 밸브체의 동작범위가 미리 설정되어 있으며, 밸브체가 동작범위의 단부(동작범위와 동작범위 외와의 경계)에 도달하면, 스토퍼에 의해 밸브체가 받아져서, 밸브체가 그 이상으로 이동하는 것이 규제되기 때문에, 나사부의 맞물림 등의 문제가 확실하게 방지된다.

또한, 상기 유량제어밸브에서는, 미리 설정된 동작범위가, 밸브체의 실질적인 가동범위가 된다.

또, 상기의 위치결정 기준면 및 위치결정면을 갖는 유량제어시스템은, 상기 모터의 동작을 제어하는 제어장치를 가지고 있으며, 상기 제어장치는, 적어도 상기 밸브체가 그 가동범위의 단부 근방에서 상기 단부를 향해서 이동하는 경우에는 상기 모터를 제1구동토크로 동작시키고, 상기 밸브체가 상기 가동범위의 단부로부터 이간하는 경우에는, 상기 모터를 상기 제1구동토크보다 큰 제2구동토크로 동작시키는 구성으로 되어 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체를 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에, 모터의 동작을 제어하는 제어장치가, 밸브체를 그 가동범위의 단부까지 이동시킬 때의 구동토크(제1구동토크)보다 큰 제2구동토크로 모터를 동작시킨다.

이에 의해, 상기 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체가 가동범위의 단부까지 이동하였을 때에 나사부의 맞물림이 발생할 경우에도, 이 맞물림을 용이하게 해소할 수가 있다.

여기서, 모터의 구동토크는, 모터에 입력되는 구동전류의 크기에 비례한다.

따라서, 제어장치를, 밸브체를 가동범위의 단부까지 이동시키는 경우에는, 모터의 구동전류의 출력제한치를 제1제한치로 설정하고, 밸브체를 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에는, 출력제한치를 제1제한치보다 큰 제2제한치로 설정하는 구성으로 하는 것에 의해, 밸브체를 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때의 모터의 구동토크를, 밸브체를 그 가동범위의 단부까지 이동시킬 때의 모터의 구동토크보다 크게 할 수가 있다.

또, 모터는, 일반적으로, 회전축의 회전이 저속일수록 회전축을 구동하는 토크가 증대한다.

따라서, 제어장치를, 밸브체를 가동범위의 단부까지 이동시킬 때에는 모터의 회전축을 제1회전속도로 회전시키고, 밸브체를 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에는 제1회전속도보다 저속의 제2회전속도로 회전시키는 구성으로 하는 것에 의해, 밸브체를 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때의 모터의 구동토크를, 밸브체를 그 가동범위의 단부까지 이동시킬 때의 모터의 구동토크보다 크게 할 수가 있다.

또, 상기의 위치결정 기준면 및 위치결정면을 갖는 유량제어시스템은, 유량제어밸브의 상기 밸브체가 니들밸브의 니들을 구성하고 있으며, 상기 모터가, 입력된 펄스신호의 펄스수에 비례한 각도만큼 상기 회전축을 회전시키는 스테핑모터로 되어 있으며, 상기 모터의 동작을 제어하여 상기 밸브체의 위치제어를 실시하는 제어장치가 설치되고, 상기 제어장치는, 상기 밸브체의 위치교정에 있어서, 상기 회전축을, 상기 밸브체가 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동시키는데 필요한 각도로 회전시킬 만큼의 펄스수의 펄스신호를 상기 모터에 입력하고, 상기 회전축이 정지한 위치에서 상기 밸브체가 상기 가동범위의 상기 타단에 위치하고 있다고 판정하여, 이후에는 상기 가동범위 내에서 상기 밸브체의 위치제어를 실시하는 구성으로 되어 있어도 좋다.

상기 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체의 위치를, 로터리엔코더를 사용하여 특정하는 대신에, 전원투입시 등의 적당한 시기에, 밸브체를 일단 가동범위의 타단으로 이동시켜서 그 위치를 교정하고, 그 이후에 모터에 입력된 펄스신호의 펄스수에 기초하여 위치교정 후의 회전축의 회전량을 얻어서, 이 회전량의 정보에 기초하여 가동범위의 타단으로부터의 밸브체의 변위량을 구하여, 현재의 밸브체의 위치를 특정한다.

더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 있어서의 유량제어시스템에서는, 제어장치가, 유량제어밸브의 밸브체의 위치교정에 있어서, 밸브체가 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동할 때에 필요한 각도(이 각도는 유량제어밸브의 설계정보로부터 얻어진다)만큼 모터의 회전축을 회전시키도록, 소정의 펄스수의 펄스신호를 모터에 입력한다.

이에 의해, 회전축의 회전이 종료된 시점에서는, 밸브체는, 위치교정작업의 개시시점에 있어서의 위치(초기위치)에 관계없이, 가동범위의 타단에 위치하게 된다. 또한, 밸브체의 위치교정 개시시점에서 밸브체가 가동범위의 일단 이외에 위치하고 있을 경우에는, 회전축이 모터에 입력된 펄스신호의 모든 펄스에 대응하는 각도만큼 회전하기 전에, 밸브체가 가동범위의 타단에 도착하여 그 이상 이동할 수 없게 되기 때문에, 이후에는 나머지 펄스수에 관계없이, 회전축이 회전하지 않는다.

이와 같이 밸브체를 가동범위의 타단에 위치시킨 이후에는, 제어장치는, 밸브체가 가동범위의 타단에 위치하고 있다고 판단하여, 가동범위 내에서 밸브체의 위치제어가 실시된다.

가동범위 내에서는, 모터에 입력된 펄스신호의 모든 펄스에 대응하는 각도로 회전축이 회전하기 때문에, 펄스신호의 펄스수와 밸브체의 위치 사이에 일정한 관계가 성립된다.

이에 의해, 상기 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체를, 일단 가동범위의 타단에 위치시킨 후에는, 이후에 모터에 입력한 펄스신호의 펄스수에 의거하여 밸브체의 위치를 특정할 수가 있게 되며, 로터리엔코더를 사용하지 않고도, 밸브체의 위치를 정확하게 파악할 수가 있다.

여기서, 상기 가동범위 내에서 상기 밸브체의 위치제어를 실시하는 구성의 제어장치는, 상기 밸브체의 위치교정에 있어서, 상기 회전축을 상기 밸브체가 상기 가동범위 중의 개방측을 향해서 이동하는 방향으로 회전시키는 구성으로 되어 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체의 위치교정에 있어서, 니들밸브의 니들을 구성하는 밸브체가, 가동범위 중의 개방측, 즉 니들밸브를 구성하는 다른 부재와의 간섭을 피하는 방향을 향해서 이동되기 때문에, 밸브체의 위치교정을 반복하여도, 밸브체나 니들밸브 본체에 손모(損耗)가 발생하기 어렵다.

상기 가동범위 내에서 상기 밸브체의 위치제어를 실시하는 구성의 제어장치는, 적어도 상기 밸브체가 그 가동범위의 단부 근방에서 상기 단부를 향해서 이동하는 경우에는 상기 모터를 제1구동토크로 동작시키고, 상기 밸브체가 상기 가동범위의 단부로부터 이간하는 경우에는, 상기 모터를 상기 제1구동토크보다 큰 제2구동토크로 동작시키는 구성으로 되어 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체를 가동범위의 단부로부터 이간시키는데 있어서, 모터의 동작을 제어하는 제어장치가, 밸브체를 그 가동범위의 단부까지 이동시킬 때의 구동토크(제1구동토크)보다 큰 제2구동토크로 모터를 동작시킨다.

이에 의해, 상기 유량제어밸브에서는, 밸브체가 가동범위의 단부까지 이동하였을 때에 나사부의 맞물림이 발생하여도, 이 맞물림을 용이하게 해소시킬 수가 있다.

상기한 본 발명의 유량제어시스템에 있어서, 상기 모터의 모터 본체의 외부에, 상기 회전축에 가해지는 스러스트하중을 받는 스러스트베어링을 설치하여도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량제어시스템에서는, 유량제어밸브의 밸브체가 유체의 압력을 받았을 때에 밸브체 및 나사부를 통하여 회전축에 전달된 스러스트하중이, 모터 본체의 외부에 설치된 스러스트베어링에 의해 받아져서, 모터의 본체로 분산되기 때문에, 모터 내의 회전축의 지지구조에 가해지는 부담이 경감되고, 장기간에 걸쳐서 모터의 성능을 유지할 수가 있다.

상술한 본 발명의 유량계에 의하면, 소정의 길이의 유량측정 관로부에 의해 유로의 단면적을 축소시키는 것에 의해 차압을 발생시키고, 이 차압에 기초하여 유량을 산출하는 차압식 유량계로 하였기 때문에, 유로 단면적의 급격한 확대부가 없고, 또, 층류상태의 흐름으로 하는 소정의 길이의 정류구간을 형성하고 있는 것에 의해, 출구까지 도달하여 유체와 함께 유출하는 기포의 양이 대폭 저감되어 높은 정밀도의 유량측정이 가능해진다. 즉, 층류상태의 흐름으로 하는 것에 의해 캐비테이션으로 기인하는 거품의 발생을 방지 또는 억제하고, 미소 유량영역에 있어서의 우수한 측정 정밀도의 유량측정이 가능한 유량계를 제공한다는 현저한 효과를 얻을 수가 있다. 또, 만일 거품이 발생한 경우라도, 유량측정 관로부에는 거품이 체류할 만한 장소(단차부(段差部) 등)는 없다. 또한, 발명자들의 실험에 의하면, 1ml/min. 정도의 미소한 유량영역에 있어서도, ±10%의 오차범위 내에서 유량을 측정할 수 있다는 것이 확인되고 있다.

또, 본 발명의 유량계는 기포의 발생이 저감되어 있기 때문에, 이것을 반도체 제조장치의 세정라인에 있어서의 약액주입량의 제어에 적용하면, 세정수에 포함된 기포에 의한 제품(웨이퍼 등)으로의 악영향이 개선되어 불량품의 발생을 저감시키고, 수율을 대폭 향상시킨다는 현저한 효과를 얻을 수가 있다.

또, 본 발명에 있어서의 유량제어시스템에 의하면, 유량제어밸브의 밸브체를 구동하는 나사부의 맞물림 등의 문제가 확실히 방지된다.

또, 본 발명에 있어서의 유량제어시스템에 의하면, 고가의 로터리엔코더를 사용하지 않고도, 유량제어밸브의 밸브체의 위치를 정확하게 파악할 수가 있다.

도 1은, 본 발명에 있어서의 유량계의 한 실시형태를 나타내는 구성도.

도 2는, 본 발명에 있어서의 유량계의 실험장치를 나타내는 구성도.

도 3은, 도 2의 실험장치에서 얻어진 실험결과의 그래프.

도 4는, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 유량제어시스템을 나타내는 세로 단면도.

도 5는, 도 4의 요부확대도.

도 6은, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 유량제어시스템의 유량제어밸브를 나타내는 도면으로서, 도 5와 동일한 도면.

도 7은, 모터의 회전축의 회전각도와 유량의 관계를 나타내는 그래프로서, 도7(a)는 도 4 및 도 5에 나타내는 유량제어밸브를 사용하여 측정한 측정결과, 도7(b)는 종래의 유량제어밸브를 사용하여 측정한 측정결과.

도 8은, 본 발명의 제4실시형태에 있어서의 유량제어시스템의 유량제어밸브를 나타내는 세로 단면도.

도 9는, 도 7의 일부 확대도.

도 10은, 본 발명의 제5실시형태에 있어서의 유량제어시스템의 유량제어밸브를 나타내는 세로 단면도.

도 11은, 본 발명의 제6실시형태에 있어서의 유량제어시스템의 유량제어밸브를 나타내는 블록도.

도 12는, 도 11에 나타내는 유량제어밸브의 동작을 나타내는 도면.

(제1실시형태)

이하, 본 발명에 있어서의 유량계의 제1실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태에 있어서의 유량계의 구성도이다. 이 유량계(10)는, 출구를 대기개방으로 한 유체유로(1)를 흐르는 액체의 미소한 유량을 측정하는 것으로서, 유체유로(1)의 출구측이 되는 단부(1a)의 근방에는, 개방도를 조정하여 유체유량을 제어하는 유량제어밸브(2)와, 액체의 압력을 검출하는 압력검출수단이 되는 압력센서(3)가 설치되어 있다. 이 압력센서(3)로 검출한 유체압력은, 압력/유량 변환수단이 되는 압력검출제어부(이하, 「제어부」라고 한다)(4)에 입력된다. 또한, 여기서 채용하는 압력센서(3)는, 유체압력을 검출할 수 있다면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 피에조(piejo)식 압력센서나 정전용량식 압력센서가 바람직하다.

제어부(4)에서는, 압력센서(3)의 검출값에 따라서 유체의 유량을 산출하고, 이 산출유량과 미리 설정된 설정유량과의 차이에 따라서 유량제어밸브(2)의 개방도 제어신호를 출력한다. 즉, 유량제어밸브(2)를 원격조작이 가능한 자동제어밸브로 하면, 본 발명의 유량계(10)와의 조합에 의해, 제어부(4)가 출력하는 개방도 제어신호에 따라서 유량을 제어하는 미소 유량 제어시스템의 구축이 가능해진다.

그리고, 유체유로(1)의 출구측이 되는 단부(1a)에는, 유체유로(1)보다 유로의 단면적을 작게 설정하여 출구측을 대기 개방으로 한 소정의 길이(L)의 유량측정 관로부(이하, 「관로부」라고 한다)(5)가 접속되어 있다. 이 관로부(5)는, 유로의 단면적을 축소시키는 것에 의해 차압을 발생시키는 기능을 가지고 있다. 이 차압은, 관로부(5)의 상류측(1차측) 압력이 되는 압력센서(3)의 검출값과, 대기 개방에 의해 일정해지는 기존값의 대기압과의 차를 산출하여 얻어진다.

상술한 구성의 유량계(10)에서는, 유량제어밸브(2)의 개방도에 따라서 변화하는 유량은, 소정의 길이(L)를 갖는 관로부(5)에서 축소되는 것에 의해 발생한 압력의 손실과, 유체유로(1)보다 유로의 단면적이 작은 안지름(d)을 소정의 길이(L)만큼 흐르게 하는 것에 의해 발생한 비교적 큰 압력손실에 의해 흐름의 압력이 저하하고, 그 출구압력이 대기압과 균형을 이루는 값으로 된다. 따라서, 제어부(4)에서는, 압력센서(3)로 검출한 상류측의 유체압력과 하류측의 대기압과의 사이에 발생하는 차압에 기초하여, 미리 기억하고 있는 차압과 유량과의 상관관계로부터 유로(1) 및 관로부(5)를 흐르는 액체의 유량을 산출할 수가 있다. 또한, 관로부(5)의 안지름(d)은, 측정하는 유량범위 등의 여러 조건을 고려하여, 액체의 흐름이 층류가 되도록 설정하면 좋다.

또, 관로부(5)는 소정의 길이(L)의 정류구간이 되는 유로를 형성하고 있기 때문에, 이 사이를 흐르는 액체는, 유체유로(1)로부터 관로부(5)로 축소되어 유로의 단면적이 감소한 것으로 기인하는 흐름의 흐트러짐을 해소할 수가 있다. 또한, 관로부(5)에 의한 축소는, 종래기술의 오리피스에 의한 축소와는 달리, 하류측의 유로의 단면적이 대기개방의 출구까지 변동하지 않기 때문에, 바꾸어 말하면, 오리피스의 하류측과 같이 유로의 단면적이 급격히 증가하지 않기 때문에, 캐비테이션 등으로 기인한 기포의 발생을 방지 또는 억제할 수가 있다. 또한, 축소에 의해 비교적 적은 기포가 발생할 경우에, 정류구간이 형성되어 있으므로 기포의 양은 저감되고, 또, 정류구간 내에 체류하지 않으며, 대기개방의 출구로부터 유출하여 대기중으로 확산되어 소멸한다.

여기서, 관로부(5)의 출구(5a)는, 압력센서(3)로 압력검출을 실시하는 위치(압력측정점)와 수평이 되도록 하는 등 특별히 한정되는 것은 아니나, 유량측정의 측정값을 보다 한층 안정시키기 위해서는, 압력측정점보다 높은 위치가 되도록, 예를 들면, 도면의 우측이 올라가도록 흐름방향에 있어서 상향하는 경사로 설정하는 것이 가장 바람직하다.

이것은, 압력측정점에는 출구(5a)까지의 유체의 흐름에 의해 발생하는 압력의 손실과 고저의 차이에 의한 헤드압력을 가산한 백프레셔가 작용하기 때문에, 출구(5a)측을 높게 설정하는 것에 의해, 액체를 밀어내는 힘 및 백프레셔의 힘은, 서로 반대방향으로 작용하게 되기 때문에, 그 균형을 적당히 조정하는 것에 의해, 안정된 유량제어가 가능해진다.

또한, 밸브의 개방도 조정에 있어서는, 통상적으로 대기압보다 압력을 낮게 할 수는 없기 때문에, 출구(5a)의 위치를 압력측정점보다 낮게 설정하면 미소한 유량영역(구체적으로는, 관로부에 발생하는 압력의 손실＜헤드압력의 차)에서는 제어가 불가능하며, 따라서, 유량은 불안정해지기 쉽다.

이와 같이, 관로부(5)에 의해 차압을 형성하는 구성으로 한 유량계(10)는, 차압산출용의 2차측(하류측)의 압력을 측정할 필요가 없기 때문에, 압력센서(3)의 수를 종래의 2개보다 적은 1개로 줄여서 코스트의 삭감이 가능해진다. 또, 기포발생이 문제가 되는 2차측의 압력은, 일정한 압력의 대기압을 이용할 수 있기 때문에 압력을 측정할 필요가 없게 되고, 따라서, 기포의 영향에 의한 압력값의 변동이 없어지기 때문에, 오차가 적은 정확한 유량측정이 가능해진다.

그래서, 액체의 유량이 미소해도, 오차가 적은 정확한 유량의 측정이 가능해지며, 예를 들면, 1ml/min.정도의 극히 미소한 액체유량을 ±10%의 오차범위 내에서 측정할 수가 있게 된다.

또, 상술한 관로부(5)는, 예를 들면, 1ml/min.정도의 미소 유량을 층류상태로 하여 정밀도가 높게 측정하기 위해서는, 소정의 관길이(L)를 50㎝~3m정도로 하고, 안지름(d)을 2㎜이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 정확한 유량측정을 하기 위하여 보다 바람직한 안지름(d)은 1㎜이하이고, 더욱 정확한 유량측정에 가장 적합한 안지름(d)은 0.5㎜이하가 된다.

또, 유량측정 관로부의 소재로서는, 금속관이나 플라스틱제의 관을 채용할 수가 있으나, 보다 바람직한 소재로서는, 열가소성 수지인 PEEK(피크)라고 불리는 엔지니어링 플라스틱을 채용하면 좋다. 이 PEEK는, 기계적 강도, 내열성 및 내약품 성이 우수하기 때문에, 측정오차의 원인이 되는 열변형 등에 의한 안지름(d)의 변동 등을 방지할 수가 있다.

여기서, 상술한 본 발명의 유량계(10)에 대하여, 압력센서(3)의 압력검출값과 실제의 유량과의 관계를 도 2에 나타내는 구성의 실험장치로 실험한 결과를 도 3에 나타낸다. 또한, 도 2에 나타내는 실험장치에 있어서, 상술한 유량계(10)와 동일한 구성부재에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

이 실험에서는, 유체유로(1)를 흐르게 하는 액체(21)로서는 물을 사용한다. 이 액체(물)는 밀폐시킨 탱크(22) 내에 저장되고, 그 액체 표면상으로부터 기체(질소가스:N2)(23)에 의해 가압하여, 단부가 액체 중으로 개구하는 액체유로(1)로 밀어내는 방식을 채용하고 있다. 가압용 기체(23)는 압력용기 내에 저장되고, 압력컨트롤러(24)를 통하여 소정의 압력으로 조정된 후, 기체유로(25)를 통하여 탱크(22) 내로 공급된다. 또한, 유량제어밸브(2)로서는, 모터구동의 니들밸브를 사용하고 있다.

한편, 유량계(10)의 관로부(5)로부터 유출한 유체의 유량에 대해서는, 전자저울(26) 위에 올려놓은 상부가 개구된 용기(27)로 받아서, 그 중량의 변화를 측정하여 부피로 환산한다. 또한, 액체가 물이기 때문에, 1g을 1ml로 하여 부피의 변화를 구하여 단위시간당의 유량으로 하고 있다.

여기서, 실험의 여러 조건을 이하에 나타낸다.

1) 사용액체 : 물

2) 수온 : 23℃

3) 기온 : 21℃

4) 1차 압력(유량제어밸브(2)의 상류측 압력) : 100kPa

5) 유체유로배관(1차측 배관) : 1/4인치(호칭)

6) 유량측정 관로부(2차측 배관)의 재질 : PTFE

7) 유량측정 관로부(2차측 배관)의 지름 : 3Φ(바깥지름)/0.5Φ(안지름)

8) 유량측정 관로부(2차측 배관)의 길이 : 3m

9) 유량제어밸브가 닫힐 때의 압력 : -0.75kPa

(유량측정 관로부(5)의 출구(5a)가 아래를 향해서 굴곡되고, 사용액체가 관로부의 내부에 잔류하고 있는 경우)

상기의 실험장치 및 조건으로, 이하의 순서로 실험을 실시하였다.

실험개시 전의 준비로서, 탱크(22)에 액체(물)(21)를 소정량 채워서 밀폐함과 동시에, 기체(N2)(23)의 공급계통을 접속한다. 이 때, 유량제어밸브(2)는 모두 닫힘으로 한다. 이 상태에서 압력컨트롤러(24)를 조작하고, 소정 압력의 기체(23)를 탱크(22) 내에 공급하여 탱크(22)의 내부를 가압한다.

다음에, 유량제어밸브(2)를 열면, 기체(23)에 가압된 액체(21)가 유체유로(1) 및 유량제어밸브(2)를 통해서 흐른다. 이 때, 압력센서(3)의 검출값이 소정의 설정압력이 되도록 하여, 압력검출값의 입력을 받은 압력검출제어부(4)가 유량제어밸브(2)의 개방도를 제어한다. 이와 같이 하여 설정압력을 안정된 상태로 한 후, 용기(27)에 흘러내리는 액체(21)의 중량의 변화를 전자저울(26)로 측정한 결과에 기초하여 유량을 산출한다.

이와 같이 하여 차례로 설정압력을 바꾸어 얻어진 실험결과를 도3에 나타낸다. 이 경우의 유량의 범위(2~10ml/min.)에 있어서는, 산출되는 레이놀즈수(Reynolds number)보다 관로부(5) 내의 흐름이 층류인 것을 알 수가 있다. 또한, 여기에서의 압력(가로축)은, 상술한 유량제어밸브(2)가 닫힘 때의 압력(-0.75kPa)을 기준(0점)으로 한 증가압력이며, 2.5kPa마다 설정압력을 변화시켰을 때의 경우의 유량을 얻어 세로축에 나타내고 있다.

이 실험결과에 의하면, 압력과 유량과의 관계가 우측으로 올라가는 직선으로 되기 때문에, 압력센서(3)로 압력을 검출하면, 이 실험결과의 직선으로부터 유량을 용이하게 산출할 수가 있다. 즉, 본 발명의 유량계(10)에 있어서는, 상술한 실험에 의해 도 3과 같은 특성을 구하고, 이 특성을 미리 제어부(4)에 기억시켜 두는 것에 의해, 압력센서(3)의 측정값으로부터 액체의 유량을 정밀도가 높게 산출할 수가 있다. 또한, 유량제어밸브(2)에 대해서는, 유량제어시스템의 구축에는 필수적이나, 유량계로서의 기능만을 바라는 경우에는 수동식의 개폐밸브로 하거나, 또는 생략할 수도 있다.

그런데, 상기의 유량계(10)는, 미소한 유량의 측정정밀도가 높고, 또한 기포의 발생을 최소한으로 억제할 수가 있기 때문에, 특히 반도체 제조장치의 세정라인에 있어서, 순수(純水)에 미소한 유량의 약액을 혼합하는 경우의 약액유량제어에 적합하다. 이 유량계(10)가 반도체 제조장치의 세정라인에 적용된 경우에는, 유체유로(1)를 흐르는 액체는 순수에 혼합되는 약액(藥液)이 된다. 약액의 구체적인 예를 들면, 황산, 불화수소산(불산) 및 과산화수소수 등이 있으며, 이들 약품을 각각 소정의 미소한 유량으로 흐르게 하여 순수에 혼합된 세정수를 웨이퍼에 흘러내리게 하여 세정을 실시한다.

이 경우, 순수가 흐르는 세정액의 메인 라인이 액체(약액)의 출구환경이 되며, 이 출구환경은, 소정의 일정한 압력으로 유지되어 있다. 따라서, 관로부(5)를 접속하여 약액을 주입하는 순수의 흐름은, 미리 설정된 일정한 압력의 흐름이기 때문에, 상술한 대기 개방의 경우와 마찬가지로, 1개의 압력센서(3)만으로 유량의 측정을 실시할 수가 있다. 즉, 압력센서(3)의 검출값과 소정의 압력과의 차이로부터 차압을 산출하여도 좋고, 보다 정확하게 차압을 산출하기 위해서는, 상술한 실험과 마찬가지로, 유량제어밸브(2)가 모두 닫힘으로 되어 있을 때의 압력을 기준으로 하여 압력센서(3)의 검출값과의 차압을 산출하여도 좋다.

이와 같이, 본 발명의 유량계(10)를 반도체 제조장치의 웨이퍼 세정라인에 채용하면, 미소 유량의 약액주입량을 정확하게 제어할 수 있을 뿐 아니라, 기포의 발생이나 체류한 기포의 유출도 거의 없기 때문에, 기포를 포함하는 세정수가 웨이퍼상으로 흘러내려 제품에 악영향을 주는 것을 방지 또는 제어할 수가 있다. 따라서, 반도체 제조장치에 있어서의 불량품의 발생을 저감시키고, 수율을 향상시킬 수가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 유량계(10)는, 소정의 길이(L)를 갖는 유량측정 관로부(5) 내에 액체를 흐르게 하여 유로의 단면적을 축소(조임)시켜, 압력센서(3)로 검출하는 압력값과의 사이에 차압이 발생하게 하여, 이 차압에 기초하여 유량을 산출하도록 했기 때문에, 층류상태가 되어 흐르는 미소 유량의 유량측정을 높은 정밀도로 실시할 수가 있다. 또, 본 발명의 유량측정 관로부(5)는, 소정의 길이(L)의 정류구간을 형성하고 있기 때문에, 기포의 발생을 억제할 수 있을 뿐 아니라, 발생된 소량의 기포가 체류한 후에 한꺼번에 유출하는 등의 문제도 없다.

또한, 상기의 유량계는, 미소 유량의 측정 정밀도가 높고, 또한 기포의 발생을 최소한으로 억제할 수가 있기 때문에, 특히 반도체 제조장치의 세정라인에 있어서, 순수에 미소 유량의 약액을 혼합하는 경우의 약액유량제어에 적합하다. 또, 예를 들면, 과산화수소수와 같이, 포화증기압의 관계때문에 저절로 기포가 발생하는 액체의 유량측정에 사용하는 경우에 있어서도, 유량계(10)의 통과에 의한 기포의 발생은 다른 액체와 마찬가지로 억제된다.

또, 배관유로나 유량계 등에 있어서 압력손실이 커지면 1차측에 높은 압력이 요구되기 때문에, 펌프나 압축기의 능력(성능)을 높일 필요가 있게 되고, 또, 유로 및 기기류의 내압(耐壓)강도나 밀폐성능에도 고도의 시방이 요구되기 때문에, 결과적으로 코스트업의 요인이 된다. 이와 같은 이유때문에, 통상적으로는 압력손실이 없는 유량계가 이상적이다. 그러나, 상술한 본 발명의 유량계(10)는, 유스포인트 근방에서의 사용을 전제(대기 개방이나 출구압력이 충분히 낮은 상태)로 하고 있기때문에, 압력손실이 문제가 되지 않으며, 유로의 단면적을 유체유로(1)로부터 관로부(5)로 축소시키는 것에 의해 적극적으로 압력손실을 발생시키는 편이 미소 유량에 대한 압력값의 측정레벨을 높게 할 수가 있으므로, 보다 높은 정밀도의 측정이 가능해진다.

[제2실시형태]

이하, 본 발명에 의한 유량제어시스템의 한 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 유량제어시스템(100)은, 제1실시형태에 나타낸 유량계(10)에 있어서, 유량제어밸브(2) 대신에 유량제어밸브(110)를 사용하고, 이 유량제어밸브(110)와 상기의 유량계(10)를, 내부에 유체유로(101)가 형성되는 블록형상의 바디(112)의 일면측(본 실시형태에서는 상면측)에 설치한 것을 주된 특징으로 하는 것이다.

이하, 제1실시형태에서 나타낸 유량계(10)와 비슷하거나 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 나타내고, 상세한 설명은 생략한다.

유량제어밸브(110)는, 구동부(111)와, 상기의 바디(112)와, 베이스(113)(재치대)와, 다이어프램니들(밸브체)(114)을 주된 요소로 하여 구성된 것이다.

구동부(111)는, 모터(115)와, 커플링(116)과, 슬라이더(117)와, 스토퍼(118)와, 패킹(119)과, 다이어프램커버(120)와, 스프링(가세수단)(121), 커버플랜지(122)와, 커버(123)를 구비한 것이다.

모터(115)는, 예를 들면, 스테핑모터로 이루어지며, 이 모터(115)의 하면 중앙부에는, 하방으로 돌출함과 동시에 케이블(129)을 통해서 공급된 전력에 의해 정·역회전되는 회전축(115a)이 설치되어 있다. 회전축(115a)의 일부에는 평탄한 좌면(座面)(115b)이 형성되어 있으며, 이 좌면(115b)에는 후술하는 육각홀이 부착된 고정나사(130)의 선단면이 맞접하도록 되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 커플링(116)은, 그 중앙부에 회전축(115a)을 수 용하는 오목부(116a)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 하단부로부터 하방을 향해서 돌출하는 볼록부(116b)가 형성된, 단면으로 보아 대략 T자 형상을 갖는 원통형의 부재이다. 또, 볼록부(116b)의 외표면에는 수나사부(116c)가 형성되어 있으며, 후술하는 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 나사결합하도록 되어 있다.

커플링(116)의 오목부(116a)를 형성하는 측벽에는, 육각홀부착 고정나사(130)를 수용하는 관통홀(116d)이 형성되어 있으며, 이 관통홀(116d)의 표면에는, 육각홀부착 고정나사(130)의 표면에 형성된 수나사부와 나사결합하는 암나사부가 형성되어 있다. 그리고, 육각홀부착 고정나사(130)의 수나사부가 관통홀(116d)의 암나사부와 나사결합함과 동시에, 육각홀부착 고정나사(130)의 선단면이 회전축(115a)의 좌면(115b)과 맞접하도록, 육각홀부착 고정나사(130)가 관통홀(116d)에 나사결합되는 것에 의해, 커플링(116)이 모터(115)의 회전축(115a)에 고정되도록 되어 있다.

슬라이더(117)는, 모터(115)의 하단면으로부터 하방으로 연장하는 모터샤프트(131)를 따라서 승강하는 것으로서, 그 양단부(도면에 있어서 좌우의 단부)(117b)에는, 모터샤프트(131)의 외주면과 접하는 내주면을 갖는 두갈래부(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

슬라이더(117)의 상부측 중앙부에는, 커플링(116)의 볼록부(116b)를 수용하는 제1의 오목부(117c)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 표면에는, 볼록부(116b)의 수나사부(116c)와 나사결합하는 암나사부(117a)가 형성되어 있다. 또, 이 암나사부(117a)의 반지름방향 외측에는, 둘레방향을 따라서 평면으로 보았을 때 바퀴형상의 오목홈(117d)이 형성되어 있고, 스프링(121)의 일단면(도면에 있어서 하측의 단면)이 수용되도록 되어 있다.

한편, 슬라이더(117)의 하부측 중앙부에는, 스토퍼(118)의 볼록부(118a)를 수용하는 제2의 오목부(117e)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 표면에는, 볼록부(118a)의 수나사부(118b)와 나사결합하는 암나사부(117f)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 슬라이더(117)는, 모터(115)의 회전축(115a)과 함께 회전하는 커플링(116)에 의해, 모터샤프트(131)를 따라서 승강하도록 되어 있다.

또한, 모터샤프트(131)는, 나사(132)에 의해 커버플랜지(122)에 고정되어 있다.

스토퍼(118)는, 그 중앙부에 다이어프램니들(114)의 중앙부를 수용하는 오목부(118c)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 상단부로부터 상방을 향해서 돌출하는 볼록부(118a)가 형성된, 단면으로 보아 대략 T자 형상을 갖는 원통형의 부재이다. 또, 볼록부(118a)의 외표면에는 수나사부(118b)가 형성되어 있고, 슬라이더(117)의 암나사부(117f)와 나사결합하도록 되어 있다.

즉, 스토퍼(118)는, 그 볼록부(118a)가 슬라이더(117)의 제2의 오목부(117e)에 나사결합되는 것에 의해 슬라이더(117)에 고정되어, 슬라이더(117)와 함께 승강하도록 되어 있다.

또한, 스토퍼(118)의 볼록부(118a)를 슬라이더(117)의 제2의 오목부(117e)에 결합시킬 때에는 패킹(119)의 내주단부가 스토퍼(118)와 슬라이더(117)와의 사이에 끼워져서 고정되도록 되어 있다.

패킹(119)은, 그 중앙부에 스토퍼(118)의 볼록부(118a)가 관통하는 둥근 홀을 갖는 평면으로 보아 도너츠형상인 부재이며, 예를 들면, 불소고무(FKM)로 만들어진 것이다. 이 패킹(119)은, 그 내주단부가 스토퍼(118)와 슬라이더(117)의 사이에 끼워짐과 동시에, 그 외주단부가 다이어프램커버(120)와 커버플랜지(122)의 사이에 끼워지는 것에 의해 고정되어 있다.

또한, 이들 다이어프램커버(120) 및 커버플랜지(122)는, 냄비용 작은나사(133)에 의해 바디(112) 및 베이스(113)에 고정되어 있다(도 4 참조).

다이어프램커버(120)는, 그 중앙부에 스토퍼(118)의 오목부(118c)를 형성하는 측벽의 외주면을 안내하는 관통홀(120a)을 갖고, 또, 그 상면 중앙부에 함몰 부분(120b)을 갖는 것과 동시에, 그 상면과 하면을 연통하는 연통로(120c)를 갖는 것이다.

또, 다이어프램커버(120)의 하면에는, 다이어프램니들(114)의 외주단부에 상방을 향해서 바퀴형상으로 형성된 볼록부(114a)를 수용하는 오목홈(120d)이 형성되어 있다.

스프링(121)은, 모터(115)의 하단면에 형성된 스프링받이(134)와, 슬라이더(117)의 오목홈(117d)의 사이에 배치됨과 동시에, 슬라이더(117)를 항상 하방(커버플랜지(122)의 쪽)으로 가세하는 압축코일스프링이며, 이것에 의해 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 커플링(116)의 수나사부(116c)의 백래시가 저감되도록(또는 삭감되도록) 되어 있다.

커버플랜지(122)는, 그 중앙부에 슬라이더(117)의 제1의 오목부(117c)를 형 성하는 측벽의 외주면을 안내하는 관통홀(122a)을 갖는 것과 동시에, 그 하면과 다이어프램커버(120)의 상면으로 패킹(119)의 외주단부를 끼우도록 구성된 것이다. 또, 커버플랜지(122)의 하단부에는 나사(132)의 머리부를 수용하는 오목 부분(122b)이 형성되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 커버(123)는, 바디(112)의 상방에 접하여 배치됨과 동시에, 그 내부에 상술한 구동부(111)를 수용하는 것이다. 또, 커버(123)와 케이블(129) 사이에는 케이블패킹(135)이 설치되어 있고, 또 커버(123)와 바디(112) 및 다이어프램커버(120)의 사이에는 O링(136)이 설치되어 있다. 이들 케이블패킹(135) 및 O링(136)은, 예를 들면, 불소고무(FKM)로 만들어진 것이다.

바디(112)는, 대략 직육면체의 블록형상으로 형성된 것이며, 예를 들면, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 등의 불소수지재료로 이루어지는 것이다.

또, 바디(112)의 일측면(도면에 있어서 좌측의 면)에는 유체입구부(141)가 형성되어 있으며, 유체입구부(141)의 반대측에 위치하는 다른 측면(도면에 있어서 우측의 면)에는 유체출구부(142)가 형성되어 있다.

도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 바디(112)의 상면에는, 그 일측면측에, 유체입구부(141)와 연통하는 포트(143)가 형성되어 있고, 다른 측면측에는, 유체출구부(142)와 연통하는 포트(144)가 형성되어 있다. 이들 포트(143,144)는, 바디(112) 내에 형성된 접속로(145)에 의해 접속되어 있다.

포트(143)는, 다이어프램니들(114)이 닫혀 있는 상태(도면에 있어서 실선으로 나타내는 상태)로 다이어프램니들(114)의 니들부(114b)를 수용하는 니들수용부(143a)와, 마찬가지로 다이어프램니들(114)이 닫혀 있는 상태에서 다이어프램니들(114)의 다이어프램부(114c)의 하면과 접하는 다이어프램수용부(143b)를 갖는 것이다.

니들수용부(143a)는 평면으로 보았을 때에 원형으로 보이는 오목 부분으로 이루어지고, 그 바닥면은 수평면을 형성하고 있는 것과 동시에, 그 중앙부에는 유체입구부(141)와 연통하는 유체입구(141a)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 유체입구부(141)와 포트(143)와는, 유체입구부(141)로부터 유체입구(141a)의 바로 밑에까지 대략 수평으로 연장하는 수평부와, 수평부로부터 대략 수직 상방으로 연장하는 수직부로 이루어지는 제1유로(141b)에 의해 접속되어 있다.

또, 다이어프램수용부(143b)는 니들수용부(143a)의 반지름방향 외측에서, 또 니들수용부(143a)의 바닥면보다 상방에 형성되어 있는 것과 동시에, 반지름방향의 내측으로부터 반지름방향 외측을 향해서 점차 그 깊이가 얕아지도록 형성된, 평면으로 보았을 때 도너츠형상을 나타내는 주발형상의 공간이다. 또한, 다이어프램수용부(143b)에는, 접속로(145)와 연통하는 유체출구(143c)가 형성되어 있다.

또한, 바디(112)의 상면에는, 다이어프램니들(114)의 외주단부에 하방을 향해서 바퀴형상으로 형성된 볼록부(114d)를 수용하는 오목홈(112a)이 형성되어 있다.

포트(144)는, 바디(112)의 상면에 개구한 오목부로 이루어지는 것으로서, 그 바닥면에는, 바디(112)의 일측면측에, 접속로(145)와 연통하는 유체입구(144a)가 형성되어 있으며, 타측면측에는, 유체출구부(142)와 연통하는 유체출구(142a)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 포트(144)와 유체출구부(142)는, 유체출구(142a)로부터 대략 수직 하방으로 연장하는 수직부와, 수직부의 하단으로부터 유체출구부(142)까지 대략 수평으로 연장하는 수평부로 이루어지는 제2유로(142b)에 의해 접속되어 있다.

포트(144)는, 내부에 압력센서(3)의 센서본체(3a)를 수용하는 것에 의해, 센서본체(3a)와의 사이에 유체유로(1)의 일부를 구성하는 것이다. 즉, 본 실시형태에서는, 압력센서(3)는, 포트(144)와 센서본체(3a) 사이의 영역에 있어서의 유체의 압력을 측정하는 구성으로 되어 있다.

바디(112)의 상면에는, 포트(144)에 수납된 센서본체(3a)를 덮어싸는 센서홀더(3b)가 부착되어 있다.

센서홀더(3b)는, 하부가 바디(112)의 상면의 포트(144)의 주연부를 기밀, 액밀로 덮는 원반형상을 이루고 있다.

여기서, 센서본체(3a)는, 그 신호선이 센서홀더(3b)를 통과하여 센서홀더(3b)의 상면측으로 인출되어, 제어부(4)에 연결되는 케이블(129a)과 접속되어 있다.

센서홀더(3b)의 상부에는, 센서본체(3a)의 신호선과 케이블(129a)의 접속부를 덮는 보호커버(3c)가 형성되어 있다.

이들 포트(143,144)를 접속하는 접속로(145)는, 포트(143)의 유체출구(143c) 로부터 바디의 내부(하면측)를 향함에 따라 점차 포트(144)측을 향하는 제1경사유로(145a)와, 포트(144)의 유체입구(144a)로부터 바디(112)의 하면측을 향함에 따라서 점차 포트(143)측을 향함과 동시에 제1경사유로(144)의 하단에 접속되는 제2경사유로(145b)를 가지고 있다.

바디(112)의 다른 측면(도4에 있어서 지면 안쪽의 면)에는, 도시하지 않는 배출구가 설치되어 있는 것과 동시에, 바디(112)의 다른 측면측에는, 이 배출구와 다이어프램커버(120)에 형성된 연통로(120c)와 연통하는 배출로(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 또, 이 배출로 내에는 덕빌이 배치되어 있다. 이 덕빌은, 예를 들면, 불소고무(FKM)로 만들어진 체크밸브(check valve)이다.

베이스(113)는, 바디(112)의 하면에 맞접하여 배치되는 판형상의 부재이며, 그 하단부에는 냄비용 작은나사(133)의 나사머리부를 수용하는 오목 부분(113a)이 형성되어 있다.

베이스(113)는, 그 상면에 바디(112)를 고정적으로 올려놓는 것으로서, 이 상면은, 바디(112)의 일측면측으로부터 타측면측을 향함에 따라(즉 바디(112) 내의 유체유로의 입구측으로부터 출구측을 향함에 따라) 점차 상방을 향하는 경사면으로 되어 있다.

본 실시형태와 같이 구성된 유량제어시스템(100)에 의하면, 유량제어밸브(110)와 압력센서(3)가, 동일한 바디(112)를 공유하는 구성으로 되어 있다. 즉, 이 유량제어시스템(100)에서는, 유량제어밸브(110)와 압력센서(3)가 일체화되어 있기 때문에, 취급이 용이하다.

또, 이들 유량제어밸브(110)와 압력센서(3)는, 바디(112)의 상면측에 설치되어 있고, 바디(112) 내에 설치된 유체유로에 의해 접속되어 있다.

바디(112) 내의 유체유로에 있어서, 유량제어밸브(110)와 압력센서(3)를 접속하는 영역(접속로(145))은, 바디(112)의 일면에 대하여 경사하는 제1경사유로(145a)와 제2경사유로(145b)에 의해 구성된 대략 V자 형상을 이루고 있다.

즉, 바디(112) 내의 유체유로에 있어서, 유량제어밸브(110)와 압력센서(3)를 접속하는 영역은, 바디(112)에 대하여 그 상면측으로부터 형성된 2개의 경사홀에 의해 구성되어 있고, 유체유로의 형상이 단순해지기 때문에, 유체유로의 내부에 유체의 체류가 발생하기 어렵다.

또, 이와 같이, 바디(112) 내의 유체유로에 있어서 유량제어밸브(110)와 압력센서(3)를 접속하는 영역이, 2개의 경사홀을 형성하는 것에 의해 작성되어 있고, 또 홀을 다시 메우는 일이 필요없기 때문에, 바디(112)의 가공공정이 최소한으로 끝나며, 따라서 제조가 용이하다.

또, 이 유량제어시스템(100)에 있어서, 베이스(113)의 바디(112)를 올려놓는 상면은, 유체유로의 입구측으로부터 유체유로의 출구측을 향함에 따라 점차 상방을 향하는 경사면으로 되어 있다.

이에 의해, 상기 베이스(113)에 올려 놓여지는 바디(112) 내의 유체유로를 구성하는 제1유로(141b)의 수평부 및 제2유로(142b)의 수평부는, 출구측의 위치가 입구측의 위치보다 높아지고, 제1경사유로(145a)는, 입구측과 출구측의 고·저의 차가 적어진다.

이와 같은 이유로, 제1, 제2유로(141b,142b)의 수평부 내에서 발생한 기포, 또는 이들 수평부의 내부로 유입한 기포에는, 자체의 부력이 유체유로의 출구측을 향해서 작용하기 때문에, 기포가 유체유로의 출구측으로 이동하기 쉬워져서, 기포가 체류하기 어려워진다.

또, 바디(112) 내의 유체유로 중, 높은 제1경사유로(145a)에서는, 입구측과 출구측과의 고·저의 차가 적어지기 때문에, 유체유로의 내부를 유통하는 유체에 의해 기포가 출구측으로 이동하기 쉬워져서, 유체유로의 내부에 기포가 체류하기 어렵게 된다.

이 때문에, 유체유로의 내부를 흐르는 유체의 유량이 극히 적은 경우에도, 기포가 유체유로의 출구측으로 이동하기 쉬워져서, 유체유로의 내부에 기포가 체류하기 어려워진다.

또한, 베이스(113)의 상면의 수평면에 대한 경사각도(θ)는 90°이하의 임의의 각도로 할 수가 있으며, 이 경사각도(θ)를 크게 할수록, 기포의 배출효과가 높아진다.

여기서, 본 실시형태와 같이 베이스(113)의 상면을 경사면으로 하는 대신에, 바디(112) 내의 유체유로의 각 부분에 대하여, 출구측을 입구측보다 높게 하거나, 설계상 출구측을 입구측보다 하방에 설정해야만 하는 영역에 대하여, 출구측과 입구측의 고·저의 차를 최소로 하도록 설계함으로써, 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

또, 본 실시형태와 같이 구성된 유량제어시스템(100)에 의하면, 사용자가 유량제어밸브(110)의 모터(115)를 조작하여, 모터(115)의 회전축(115a)을 한방향(예를 들면, 도 4를 상방으로부터 보았을 때 시계방향)으로 회전시키면, 이 회전축(115a)과 함께 커플링(116)도 한방향으로 회전한다. 커플링(116)이 회전하면, 커플링(116)의 수나사부(116c)와 슬라이더(117)의 암나사부(117a)에 의하여 연결된 슬라이더(117)가 모터샤프트(131)를 따라서 상방으로 이동한다(상승한다). 슬라이더(117)가 상승하면, 스토퍼(118)에 의해 슬라이더(117)가 연결된 다이어프램니들(114)의 니들부(114b) 및 다이어프램부(114c)가, 전부 닫힘상태(도 5에 있어서 2점쇄선으로 나타내는 상태)를 향해서 함께 상승한다. 니들부(114b)가 상승하는 것에 의해, 유체입구(141a)와 니들부(114b)의 사이에 간극이 생기고, 밸브가 열림상태(오픈)로 되어 포트(143)의 내부에 유체가 유입해 오는 것과 동시에, 포트(143) 내를 채운 유체가 차례로 유체출구(143c)를 통해서 유체출구부(142) 쪽으로 흘러나가게 된다.

또한, 유체의 유량을 줄이고자 하는 경우나, 밸브자체를 닫고 싶은 경우에는, 모터(115)를 조작하여, 모터(115)의 회전축(115a)을 다른 방향(예를 들면, 도 4를 상방에서 보았을 때 반시계방향)으로 회전시키면 된다.

이와 같이 구성된 본 실시형태에 의한 유량제어밸브(110)에 의하면, 스프링(121)에 의해 슬라이더(117)에 항상 아래를 향하는(다이어프램니들(114)의 니들부(114b)가 닫히는 방향) 가세력이 가해지게 되고, 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 커플링(116)의 수나사부(116c)의 백래시가 저감되도록(또는 소멸되도록) 되어 있기 때문에, 유량에 히스테리시스가 발생하는 것을 방지(또는 없앰)할 수가 있다.

도 7(a)는, 본 실시형태에 의한 유량제어밸브(110)를 닫은 상태로부터 회전축(115a)을 여는 방향으로 3회전시켜서 전부 열림 상태로 한 후, 회전축(115a)을 닫는 방향으로 회전시키고 있을 때의 유량을 회전축(115a)의 회전각도마다 측정한 그래프이며, 그래프 중의 ×표시는 닫힌 상태로부터 열어갈 때의 측정값, 그래프 중의 △표시는 열린 상태로부터 닫아갈 때의 측정값을 나타내고 있다.

도 7(b)는, 슬라이더(117)에 하향의 가세력을 부여하는 스프링(121)을 구비하고 있지 않은 유량제어밸브를 닫은 상태로부터 회전축(115a)을 여는 방향으로 3회전시켜서 모두 열림 상태로 한 후, 회전축(115a)을 닫는 방향으로 회전시켜서, 도 7(a)와 동일한 측정을 실시한 결과를 나타내는 그래프이며, 그래프 중의 ＊표시는 닫힌 상태로부터 열어갈 때의 측정값, 그래프 중의 ●표시는 열린 상태로부터 닫아갈 때의 측정값을 나타내고 있다.

이와 같이, 스프링(121)에 의해 슬라이더(117)에 항상 하향의 가세력이 가해지도록 한 유량제어밸브(110)에 의하면, 밸브의 개·폐에 의한 유량의 차, 즉, 유량의 히스테리시스를 큰폭으로 저감시키거나 또는 거의 없앨 수가 있다.

또, 유량출구(143c)가 포트(143)의 상방, 즉, 유체입구(141a)보다 상방에 형성되어 있기 때문에, 포트(143) 내에 있어서의 기포의 발생을 저감시키거나 또는 거의 없앨 수가 있다.

또한, 다이어프램니들(114)의 외주단부에는, 상방을 향해서 볼록부(114a)가 형성되고, 하방을 향해서 볼록부(114d)가 형성되어 있는 것과 동시에, 이들 볼록부(114a,114d)가 각각, 다이어프램커버(120)의 오목홈(120d), 바디(112)의 오목 홈(112a)에 각각 밀착하여 수용되도록 되어 있기 때문에, 다이어프램니들(114)의 하방으로부터 상방으로의(액체상태) 유체의 유통을 방지할 수가 있다.

또, 슬라이더(117)와 스토퍼(118)와의 사이에 그 내주단부가 끼워지고, 또 다이어프램커버(120)와 커버플랜지(122)와의 사이에 그 외주단부가 끼워져서, 패킹(119)이 형성되어 있기 때문에, 패킹(119)의 일면측(도면에 있어서 하측)과 타면측(도면에 있어서 상측), 즉, 다이어프램니들(114) 측과 모터(115) 측을 완전 분리할 수가 있기 때문에, 모터(115)가 수납되어 있는 공간 내에, 기화한 액상 유체(또는 가스상태의 유체)(예를 들면, 불산 등의 약액)가 침입하는 것을 확실히 방지할 수가 있다.

또한, 바디(112)에는, 유량제어밸브(110)의 외측과 연통하는 연통로(120c)가 형성되어 있기 때문에, 패킹(119)의 일면측에 체류되어 버린 가스상태의 유체(불산, 염산, 질산 등의 약액이 기화한 가스)를 신속하게 외부로 배출할 수가 있고, 다이어프램니들(114)의 움직임을 방해하는 것을 방지할 수가 있다. 또, 연통로(120c)가 호흡구가 되어, 다이어프램니들(114)의 움직임을 원활하게 할 수가 있다.

[제3실시형태]

본 발명에 의한 유량제어시스템의 다른 실시형태를, 도 6을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 유량제어시스템은, 제2실시형태에서 나타낸 유량제어시스템(100)에 있어서, 유량제어밸브(110) 대신에, 유량제어밸브(150)를 사용한 것을 주된 특징으로 하는 것이다. 유량제어밸브(150)는, 스프링(121) 대신에 스프링(51)이 설치되어 있는 점에서 상술한 제2실시형태의 것과 다르다. 그 밖의 구성요소에 대해서는 상술한 제2실시형태의 것과 동일하기 때문에, 여기서는 그들 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

또한, 상술한 제2실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하였다.

본 실시형태에 있어서의 스프링(51)은, 슬라이더(117)와 커버플랜지(122)의 사이에 설치된 압축코일스프링이며, 슬라이더(117)를 항상 상방(모터(115)의 쪽)으로 가세하는 것이다. 이에 의해 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 커플링(116)의 수나사부(116c)의 백래시가 저감되도록(또는 소멸되도록) 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시형태에 의한 유량제어밸브(150)에 의하면, 포트(143)의 내부를 통과하는 유체가 다이어프램니들(114)에 미치는 힘의 방향과, 스프링(51)이 슬라이더(117)를 가세하는 방향이 일치하기 때문에, 유체의 압력차에 의한 암나사부(117a)와 수나사부(116c)와의 백래시의 변동을 거의 없앨 수가 있기 때문에, 밸브의 개폐에 의한 유량의 차이, 즉, 유량의 히스테리시스를 거의 없앨 수가 있다.

그 밖의 효과에 대해서는 상술한 제2실시형태의 것과 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

또한, 상술한 제2, 제3실시형태에서는, 커플링(116)에 의해 회전축(115a)과 슬라이더(117)를 연결하도록 하고 있으나, 본 발명은 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 회전축(115a)의 외표면에 직접 수나사부를 설치하도록 하여, 커플 링(116)을 없애도록 할 수도 있다.

이에 의해 모터(115)와 슬라이더(117) 사이의 거리를 짧게 할 수가 있고, 유량제어밸브(110,150)의 길이 방향의 길이(세로 방향의 길이)를 짧게 할 수가 있으며, 밸브의 소형화를 꾀할 수가 있다.

[제4실시형태]

이하, 본 발명에 의한 유량제어시스템의 다른 실시형태를, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다.

본 실시형태에 나타내는 유량제어시스템은, 제3실시형태에 나타낸 유량제어시스템에 있어서, 유량제어밸브(150) 대신에, 유량제어밸브(160)를 사용한 것을 주된 특징으로 하는 것이다. 유량제어밸브(160)는, 제3실시형태에 나타내는 유량제어밸브(150)에 있어서, 바디(112)에 대한 모터(115)의 부착구조를 변경한 것을 주된 특징으로 하는 것이다. 이하, 제3실시형태에 나타내는 유량제어밸브(150)와 비슷하거나 동일한 부재에 대해서는 같은 부호를 사용하여 나타내며, 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태에 나타내는 유량제어밸브(160)에서는, 모터(115)를 바디(112)에 고정하는 고정부재로서, 다이어프램커버(120), 커버플랜지(122), 및 모터샤프트(131) 대신에, 이들의 일부구성을 변경하여, 다이어프램커버(170), 커버플랜지(172) 및 하우징(181)을 사용하고 있다.

본 실시형태에서는, 모터(115)의 하단에는, 회전축(115a)과 동일축으로 하여 하면(115c)으로부터 하방으로 돌출하는 원주부(162)가 설치되어 있고, 원주부(162) 의 외주면이 제1위치결정 기준면(163)으로 되어 있다.

또, 모터(115)의 하면(115c)은, 회전축(115a)과 대략 직교하는 평면으로 되어 있다.

하우징(181)은, 내부에 모터(115)의 회전축(115a)이 삽입 관통되어 내부에서의 슬라이더(117)의 상·하변위를 허용하는 대략 원통형상의 부재이다.

하우징(181)에는, 상단에, 모터(115)의 원주부(162)가 삽입되는 내(內)플랜지(182)가 형성되어 있고, 하단에는, 하단면으로부터 하방을 향해서 돌출하는 원환형상(円環狀)의 돌조(183)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 내플랜지(182) 및 돌조(183)는, 하우징(181)의 축선과 동일축으로 되어 있다.

내플랜지(182)의 내주면은, 그 안지름이 모터(115)의 원주부(162)의 바깥지름과 거의 동일한 지름의 원통의 내면형상으로 되어 있고, 이 내주면이, 모터(115)의 제1위치결정 기준면(163)을 받아서 모터(115)를 내플랜지(182)의 축선과 동일축이 되도록 위치결정하는 제1위치결정면(186)으로 되어 있다.

또, 돌조(183)의 내주면은, 제1위치결정면(186)과 동일축의 원통내면형상을 이루는 제2위치결정 기준면(187)으로 되어 있다.

커버플랜지(172)에는, 그 상면에, 상방으로 돌출하는 원주부(173)가 관통홀(122a)과 동일축으로 되어 설치되어 있고, 하면에는, 하방으로 돌출하는 원환형상의 돌조(174)가 형성되어 있다.

원주부(173)는, 하우징(181)의 돌조(183)의 내주측에 삽입되는 것으로서, 그 외주면은, 하우징(181)의 돌조(183)의 안지름과 거의 동일한 지름의 원통면을 이루 고 있으며, 이 외주면이, 하우징(181)의 제2위치결정 기준면(187)을 받아서 하우징(181)을 관통홀(122a)과 동일축이 되도록 위치결정하는 원통형상의 제2위치결정면(175)으로 되어 있다.

여기서, 커버플랜지(172)의 상면에 있어서, 원주부(173)의 외주측에 위치하는 원환형상부는, 관통홀(122a)과 대략 직교하는 평면으로 되어 있다.

또, 돌조(174)의 내주면은, 제2위치결정면(175)과 동일축의 원통내면형상을 이루는 제3 위치결정 기준면(176)으로 되어 있고, 돌조(174)의 선단면(하단면)은, 관통홀(122a)과 대략 직교하는 평면으로 되어 있다.

다이어프램커버(170)에는, 그 상면에, 상방으로 돌출하는 원주부(177)가 관통홀(120a)과 동일축으로 되어 설치되어 있다.

원주부(177)는, 커버플랜지(172)의 돌조(174)의 내주측에 삽입되는 것으로서, 그 외주면은, 커버플랜지(172)의 돌조(174)의 안지름과 거의 동일한 지름의 원통면을 이루고 있고, 이 외주면이, 커버플랜지(172)의 제3위치결정 기준면(176)을 받아서 커버플랜지(172)를 관통홀(120a)과 동일축이 되도록 위치결정하는 제3위치결정면(179)으로 되어 있다.

여기서, 다이어프램커버(170)의 상면에 있어서, 원주부(177)의 외주측에 위치하는 원환형상부는, 관통홀(120a)과 대략 직교하는 평면으로 되어 있다.

또한, 다이어프램커버(170)의 외주면은, 바디(112)에 장착되는 커버(123)의 내면에 의해 받아져서, 관통홀(120a)이 다이어프램니들(114)과 동일축이 되도록 위치결정되어 있다.

또, 커버플랜지(172)의 상면에는, 모터(115)의 회전축(115a)의 축선에 대략 평행하여 가이드핀(184)이 설치되어 있고, 슬라이더(117)는, 두갈래부의 내주면이, 모터샤프트(131)의 외주면 대신에, 가이드핀(184)의 외주면에 접하도록 되어 있으며, 이에 의해 회전축(115a)과 슬라이더(117)가 함께 회전하는 것을 방지하고 있다.

상기 가이드핀(184)의 상단에는, 슬라이더(117)의 상면으로 돌출하여, 슬라이더(117)의 상면을 받는 스토퍼(185)가 설치되어 있다.

스토퍼(185)는, 모터(115)의 회전축(115a)을 회전시켜서 슬라이더(117)를 상승시켰을 때에, 슬라이더(117)가 커플링(116)의 볼록부(116b)의 밑동 부분에 맞접하기 전에 슬라이더(117)를 받아서, 그 이상 슬라이더(117)가 상승하는 것을 규제하는 것이다.

이와 같이 구성된 유량제어밸브(160)에서는, 바디(112)에 대한 모터(115)의 부착시에, 모터(115)의 원주부(162)를 하우징(181)의 내플랜지(182)에 삽입하는 것에 의해, 모터(115)의 제1위치결정 기준면(163)이 하우징(181)의 제1위치결정면(186)에 의해 받아져서, 모터(115)의 회전축(115a)이, 하우징(181)의 내플랜지(182)의 축선 및 돌조(183)와 동일축으로 된다.

이 상태에서, 하우징(181)의 돌조(183)의 내주측에, 커버플랜지(172)의 원주부(173)를 삽입하는 것에 의해, 하우징(181)의 제2위치결정 기준면(187)이 커버플랜지(172)의 제2위치결정면(175)에 의해 받아져서, 하우징(181)의 돌조(183)가 커버플랜지(172)의 원주부(173), 돌조(174), 및 관통홀(122a)과 동일축이 된다. 즉, 모터(115)의 회전축(115a)이, 커버플랜지(172)의 원주부(173), 돌조(174), 및 관통홀(122a)과 동일축이 된다.

이 상태에서, 커버플랜지(172)의 돌조(174)의 내주측에, 다이어프램커버(170)의 원주부(177)를 삽입하는 것에 의해, 커버플랜지(172)의 제3 위치결정 기준면(176)이 다이어프램커버(170)의 제3위치결정면(179)에 의해 받아져서, 커버플랜지(172)의 돌조(174)가 다이어프램커버(170)의 원주부(177) 및 관통홀(120a)과 동일축이 된다. 즉, 모터(115)의 회전축(115a)이, 다이어프램커버(170)의 원주부(177) 및 관통홀(120a)과 동일축으로 된다.

다이어프램커버(170)는, 바디(112)에 대하여, 관통홀(120a)이 다이어프램니들(114)과 동일축이 되도록 위치결정되기 때문에, 모터(115)의 회전축(115a)도, 다이어프램니들(114)과 동일축이 된다.

이와 같이, 본 실시형태에 나타내는 유량제어밸브(160)에서는, 모터(115), 하우징(181), 커버플랜지(172), 및 다이어프램커버(170)가, 각각 이른바 인로우에 의해 결합되기 때문에, 이들 부재를 접속하는 것 만으로, 바디(112)에 대한 모터(115)의 위치와 방향의 쌍방에 대하여 위치결정되고, 다이어프램니들(114)의 구동에 적합한 상태로 되기 때문에, 바디(112)에 대한 모터(115)의 위치조정작업 및 방향의 조정작업이 필요없게 된다.

이 때문에, 이 유량제어밸브(160)는, 제조시나 유지 보수시에 있어서 조립작업자의 기술레벨에 상관없이 고정밀도의 조립을 용이하고 신속하게 실시할 수가 있기 때문에, 생산성, 작업성이 우수함과 동시에, 제품마다, 또는 유지 보수작업 때 마다의 조립정밀도의 불균일을 저감시켜, 유량제어밸브로서의 성능을 높은 수준으로 유지할 수가 있다.

여기서, 상기의 각 위치결정 기준면은, 상기와 같은 통형상면이나 통형상 내면으로 한정되지 않고, 하나 이상의 곡면, 또는, 적어도 하나의 면이 다른 면과는 다른 방향으로 향하게 한 복수의 평면으로 구성할 수가 있다. 위치결정 기준면이 곡면인 경우에는, 대응하는 위치결정면은 이 곡면과 동일한 곡률로, 또 곡률의 방향이 역방향이 되는 곡면에 의해 구성된다.

모터나 고정부재에 설치된 위치결정 기준면이 복수의 평면인 경우에는, 이에 결합되는 부재의 위치결정면도 각 위치결정 기준면에 대응하는 복수의 평면으로 구성된다.

또, 상기 유량제어밸브(160)에서는, 슬라이더(117)가 따라서 회전하는 것을 방지하는 가이드핀(184)에 스토퍼(185)가 설치되어 있기 때문에, 슬라이더(117)를 상승시킬 때에 슬라이더(117)와 커플링(116)의 볼록부(116b)의 밑동 부분에 대한 간섭이 방지되어, 이들의 맞물림 등의 문제가 확실히 방지되고, 항상 양호한 동작을 실시할 수가 있다.

또한, 본 실시형태의 특징적인 구성은, 제3실시형태에 나타낸 유량제어밸브(150)에 한정되지 않으며, 제2실시형태에 나타낸 유량제어밸브(110)에 적용할 수가 있다.

[제5실시형태]

이하, 본 발명에 의한 유량제어시스템의 다른 실시형태를, 도 10을 참조하면 서 설명한다.

본 실시형태에 나타내는 유량제어시스템은, 제4실시형태에 나타낸 유량제어시스템에 있어서, 유량제어밸브(160) 대신에, 유량제어밸브(190)를 사용한 것을 주된 특징으로 하는 것이다.

유량제어밸브(190)는, 제4실시형태에 나타내는 유량제어밸브(160)에 있어서, 모터(115)의 모터 본체(15d)의 외부에, 회전축(115a)에 가해지는 스러스트하중을 받는 스러스트베어링(191)을 설치한 것을 주된 특징으로 하는 것이다. 이하, 제4실시형태에 나타내는 유량제어밸브(160)와 비슷하거나 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 모터(115)의 원주부(162)의 하면과 커플링(116)의 상면과의 사이에 스러스트베어링(191)을 설치하고 있다.

이와 같이 구성되는 유량제어밸브(190)에서는, 다이어프램니들(114)이 유체의 압력을 받았을 때에, 본래는 다이어프램니들(114), 슬라이더(117), 및 커플링(116)에 의해 회전축(115a)에 전달되어야 하는 스러스트하중이, 모터 본체(15d)의 외부에 설치된 스러스트베어링(191)에 의해 받아지고, 모터 본체(15d)로 분산되기 때문에, 모터(115) 내의 회전축(115a)의 지지구조에 가해지는 부담이 경감되고, 장기간에 걸쳐서 모터(115)의 성능을 유지할 수가 있다.

또한, 본 실시형태의 특징적인 구성은, 제4실시형태에 나타낸 유량제어밸브(160)로 한정되지 않으며, 제2실시형태에 나타낸 유량제어밸브(110)나 제3실시형태에 나타낸 유량제어밸브(150)에 적용할 수가 있다.

[제6실시형태]

이하, 본 발명에 의한 유량제어시스템의 다른 실시형태를, 도 11 및 도 12를 참조하면서 설명한다.

본 실시형태에 나타내는 유량제어시스템은, 제2, 제3, 제4, 제5실시형태 중 어느 하나에 나타낸 유량제어시스템에 있어서, 유량제어밸브로서, 유량제어밸브(201)를 사용한 것을 주된 특징으로 한다.

유량제어밸브(201)는, 제2, 제3, 제4, 제5실시형태 중 어느 하나에 나타내는 유량제어밸브에 있어서, 모터(115)를 스테핑모터로 함과 동시에, 모터(115)의 동작을 제어하는 제어장치(202)를 설치한 것을 주된 특징으로 한다.

제어장치(202)는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 모터(115)의 회전축(115a)을, 다이어프램니들(114)이 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동하는데 필요한 각도를 회전시키는 만큼의 펄스수의 펄스신호를 모터(115)에 입력하고, 회전축(115a)이 정지한 위치에서 다이어프램니들(114)이 가동범위의 상기 타단에 위치하고 있다고 판정하고, 이후에는 가동범위 내에서 다이어프램니들(114)의 위치제어를 실시하는 구성으로 되어 있다.

더 구체적으로 설명하면, 제어장치(202)는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 다이어프램니들(114)이 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동하는데 필요한 각도(이 각도는 유량제어밸브(201)의 설계정보로부터 얻어진다)만큼 모터(115)의 회전축(115a)을 회전시키도록, 소정의 펄스수의 펄스신호를 모터(115)에 입력한다.

본 실시형태에서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제어장치(202)는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 회전축(115a)을 다이어프램니들(114)이 가동범위 중의 개방측(도 4, 도 5, 도 6, 도 8 및 도 10에 있어서의 상방)을 향해서 이동하는 방향으로 회전시켜서, 다이어프램니들(114)을 전부 개방 위치까지 이동시킨다.

이에 의해, 회전축(115a)의 회전이 종료된 시점에서는, 다이어프램니들(114)은, 위치교정작업의 개시시점에 있어서의 위치(초기위치)에 상관없이, 가동범위의 타단에 위치하게 된다. 또한, 다이어프램니들(114)의 위치교정 개시시점에서 다이어프램니들(114)이 가동범위의 일단 이외에 위치하고 있는 경우에는, 회전축(115a)이 모터(115)에 입력된 펄스신호의 모든 펄스에 대응하는 각도만큼 회전하기 전에, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 타단에 도착하여 그 이상 이동할 수 없게 되기 때문에, 그 이후에는 남은 펄스수에 상관없이, 회전축(115a)이 회전하지 않는다.

이과 같이 다이어프램니들(114)을 가동범위의 타단에 위치시킨 이후에는, 제어장치(202)는, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 타단에 위치하고 있다고 판단하고, 가동범위 내에서 다이어프램니들(114)의 위치제어가 실시된다.

본 실시형태에서는, 제어장치(202)는, 회전축(115a)이 정지한 후에, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 일단(전부 닫힌 위치)까지 이동시킬 만큼의 펄스수의 펄스신호를 모터(115)에 입력하고, 회전축(115a)이 정지한 위치를, 다이어프램니들(114)의 위치제어의 원점으로 하여, 이후에는 다이어프램니들(114)을 미리 설정한 동작범위 내로 이동시켜서, 필요한 제어를 실시한다.

다이어프램니들(114)이 가동범위 내에 있는 경우에는, 모터(115)에 입력된 펄스신호의 모든 펄스에 대응하는 각도로 회전축이 회전하기 때문에, 펄스신호의 펄스수와 다이어프램니들(114)의 위치 사이에 일정한 관계가 성립한다.

이에 의해, 본 실시형태의 유량제어밸브(201)에서는, 일단 다이어프램니들(114)을 가동범위의 타단에 위치시킨 후에는, 모터(115)에 입력한 펄스신호의 펄스수에 의거하여 다이어프램니들(114)의 위치를 특정할 수가 있게 되고, 로터리엔코더를 사용하지 않고도, 다이어프램니들(114)의 위치를 정확하게 파악할 수가 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 다이어프램니들(114)이, 가동범위 중의 개방측, 즉 유량제어밸브(201)의 니들수용부(143a)와의 간섭을 피하는 방향을 향해서 이동되기 때문에, 다이어프램니들(114)의 위치교정을 반복하여도, 다이어프램니들(114) 및 바디(112)에 손모가 발생하기 어렵다.

여기서, 본 실시형태에 나타나는 기술을, 제2 또는 제3실시형태에 나타내는 유량제어밸브에 적용시킨 경우에는, 제어장치(202)를, 적어도 다이어프램니들(114)이 그 가동범위의 단부 근방에서 단부를 향해서 이동하는 경우에는, 모터(115)의 회전축(115a)을 제1구동토크로 회전시키고, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 단부로부터 이간하는 경우에는, 모터(115)의 회전축(115a)을 제1구동토크보다 큰 제2구동토크로 회전시키는 구성으로 하여도 좋다.

이 경우에는, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에, 모터(115)의 동작을 제어하는 제어장치(202)가, 다이어프램니들(114)을 그 가동범위의 단부까지 이동시킬 때의 구동토크(제1구동토크)보다 큰 제2구동토크로 모터(115)를 동작시킨다.

이에 의해, 이 유량제어밸브에서는, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 단부까지 이동하였을 때에 나사부의 맞물림이 발생하여도, 이 맞물림을 용이하게 해소시킬 수가 있다.

모터(115)의 구동력은, 모터(115)에 공급되는 구동전원에 비례한다.

여기서, 제어장치(202)를, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부까지 이동시킬 때에는, 모터(115)의 구동전류의 출력제한치를 제1제한치(V1)로 설정하고, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에는, 출력제한치를 제1제한치(V1)보다 큰 제2제한치(V2)로 설정하는 구성으로 하는 것에 의해, 상기의 제어를 실현할 수가 있다.

또, 모터(115)는, 회전축(115a)의 회전이 저속일수록 회전축(115a)을 구동하는 토크가 증대한다.

따라서, 제어장치(202)를, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부까지 이동시킬 때에는, 모터(115)의 회전축(115a)을 제1회전속도(R1)로 회전시키고, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에는, 제1회전속도(R1)보다 저속의 제2회전속도(R2)로 회전시키는 구성으로 하는 것에 의해, 상기의 제어를 실현할 수가 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지 를 벗어나지 않는 범위 내에 있어서 적절히 변경할 수가 있다.

기포의 발생을 방지 또는 억제하여 미소한 유량 영역에 있어서의 우수한 측정정밀도의 유량측정이 가능해 지고, 또, 유체나 기포의 체류가 발생하기 어려운 유량계 및 이것을 사용한 유량제어시스템을 제공할 수가 있다.

Claims (13)

1. 출구환경이 일정한 압력의 유체유로를 흐르는 액체의 미소 유량을 측정하는 유량계에 있어서,

   상기 유체유로의 출구측 단부에 접속되며, 상기 유체유로보다 유로의 단면적을 작게 설정하여 출구환경을 일정한 압력으로 한 소정의 길이의 유량측정 관로부와,

   상기 유체유로의 출구 근방에 설치하여 상기 유량측정 관로부의 상류측에서 상기 액체의 압력을 검출하는 압력검출수단과,

   상기 압력검출수단으로 검출한 유체압력으로부터 유량을 산출하는 압력/유량 변환수단을 구비하하는 유량계와,

   유량제어밸브와,

   일면측에 상기 유량제어밸브와 상기 유량계가 설치됨과 동시에 내부에 상기 유량제어밸브와 상기 유량계를 접속시키는 유체유로가 형성되는 블록형상의 바디를 가지고,

   상기 유체유로가, 상기 일면의 상기 유량제어밸브가 설치되는 영역으로부터 상기 바디의 내부를 향함에 따라 점차 상기 유량계가 설치되는 영역을 향하는 제1경사유로와,

   상기 일면의 상기 유량계가 설치되는 영역으로부터 상기 바디의 내부를 향함에 따라 점차 상기 유량제어밸브가 설치되는 영역을 향함과 동시에, 상기 제1경사유로의 선단에 접속되는 제2경사유로를 가지며,

   상면에 상기 바디를 올려놓는 재치대를 가지고 있으며,

   상기 재치대의 상면은, 상기 유체유로의 입구측으로부터 상기 유체유로의 출구측을 향함에 따라 점차 상방으로 향하는 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유량계는 상기 출구환경의 일정한 압력이 대기개방에 의한 대기압인 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 유체유로의 적어도 일부는, 입구측보다 출구측이 상방에 위치하도록 경사져 있는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 유량제어밸브가, 상기 바디에 설치되는 모터와,

   상기 모터의 회전축에 대하여, 나사부에 의해 접속되는 밸브체를 가지고 있으며,

   상기 모터에 위치결정 기준면이 형성되고,

   상기 바디에 상기 모터를 고정하는 고정부재가 설치되며,

   상기 고정부재가, 상기 모터의 상기 위치결정 기준면을 받아서 상기 회전축의 위치와 방향 중의 적어도 어느 한 쪽으로 상기 모터를 위치결정하는 위치결정면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 모터의 상기 위치결정 기준면이 상기 회전축과 평행하는 통형상면 또는 통형상 내면을 이루며,

   상기 고정부재의 상기 위치결정면이, 상기 밸브체의 구동방향과 평행하고, 또한 상기 위치결정 기준면과 동일한 형상의 통형상 내면 또는 통형상면을 이루고 있어서, 상기 위치결정면이 상기 위치결정 기준면을 받은 상태에서는 상기 회전축의 위치와 방향이 위치결정되는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
8. 제6항에 있어서,

   미리 설정한 동작범위 내에서의 상기 밸브체의 이동을 허용하면서 상기 동작범위의 단부에 도달한 상기 밸브체를 받아서 상기 동작범위 밖으로의 이동을 규제하는 스토퍼를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
9. 제6항에 있어서,

   상기 모터의 동작을 제어하는 제어장치를 가지고 있으며,

   상기 제어장치는, 적어도 상기 밸브체가 그 가동범위의 단부 근방에서 상기 단부를 향해서 이동하는 경우에는 상기 모터를 제1구동토크로 동작시키고,

   상기 밸브체가 상기 가동범위의 단부로부터 이간하는 경우에는, 상기 모터를 상기 제1구동토크보다 큰 제2구동토크로 동작시키는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
10. 제6항에 있어서,

    상기 밸브체가 니들밸브의 니들을 구성하고 있으며,

    상기 모터가, 입력된 펄스신호의 펄스수에 비례한 각도만큼 상기 회전축을 회전시키는 스테핑모터로 되어 있으며,

    상기 모터의 동작을 제어하여 상기 밸브체의 위치제어를 실시하는 제어장치가 설치되고,

    상기 제어장치는, 상기 밸브체의 위치교정에 있어서, 상기 회전축을, 상기 밸브체가 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동시키는데 필요한 각도로 회전시킬 만큼의 펄스수의 펄스신호를 상기 모터에 입력하며,

    상기 회전축이 정지한 위치에서 상기 밸브체가 상기 가동범위의 상기 타단에 위치하고 있다고 판정하여, 이후에는 상기 가동범위 내에서 상기 밸브체의 위치제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제어장치가, 상기 밸브체의 위치교정에 있어서, 상기 회전축을 상기 밸브체가 상기 가동범위 중의 개방측을 향해서 이동하는 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
12. 제10항에 있어서,

    상기 제어장치는, 적어도 상기 밸브체가 그 가동범위의 단부 근방에서 상기 단부를 향해서 이동하는 경우에는, 상기 모터를 제1구동토크로 동작시키고,

    상기 밸브체가 상기 가동범위의 단부로부터 이간하는 경우에는, 상기 모터를 상기 제1구동토크보다 큰 제2구동토크로 동작시키는 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.
13. 제6항에 있어서,

    상기 모터의 모터 본체의 외부에, 상기 회전축에 가해지는 스러스트하중을 받는 스러스트베어링을 설치한 것을 특징으로 하는 유량제어시스템.

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