KR20070029552A - 유량 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
유량 제어 장치의 2차측 유체의 압력 변동이 발생한 경우라도 유체 유량의 안정화를 고정밀하게 실현할 수 있는 유량 제어 장치 및 그 방법을 제공한다.
유체 공급부(11)로부터 소정의 유체 사용부(15)에 대하여 유통되는 유체의 공급 라인(L)에 배열되는 유량 제어 장치(10)로서, 유체 공급부 측에 배치되는 제1 압력 제어 밸브부(20)와, 제1 압력 제어 밸브부와 압력 손실부(40)를 사이에 두고 유체 사용부 측에 배치되는 제2 압력 제어 밸브부(60)를 포함하고, 제1 압력 제어 밸브부는, 1차측 유체의 압력 변동에 대하여 제1 밸브실(22) 내에 배치된 제1 밸브부(30)가 제1 밸브 시트(25)에 대해 진퇴하여 2차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제1 압력 제어 기구(C1)를 구비하고 있고, 제2 압력 제어 밸브부는, 2차측 유체의 압력 변동에 대하여 제2 밸브실(62) 내에 배치된 제2 밸브부(70)가 제2 밸브 시트(65)에 대해 진퇴하여 1차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제2 압력 제어 기구(C2)를 구비하고 있다.
유량 제어 장치, 압력 제어 기구, 압력 제어 밸브, 압력 손실부, 밸브 시트
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 제어 장치를 이용한 유체 공급의 개략도이다.
도 2는 제1 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 3은 제2 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 4는 유체 사용부에 복수의 공급 라인을 배치한 개략도이다.
도 5는 제2 실시예의 제2 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 6은 제3 실시예의 제2 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 7은 제4 실시예의 제1 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 8은 제4 실시예의 제2 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 9는 종래의 유량 제어 장치를 이용한 유체 공급의 개략도이다.
<부호의 설명>
10 : 유량 제어 장치 11 : 유체 공급부
15 : 유체 사용부 20 : 제1 압력 제어 밸브부
22 : 제1 밸브실 25 : 제1 밸브 시트
30 : 제1 밸브부 40 : 압력 손실부
60 : 제2 압력 제어 밸브부 62 : 제2 밸브실
65 : 제2 밸브 시트 70 : 제2 밸브부
C1 : 제1 압력 제어 기구 C2 : 제2 압력 제어 기구
본 발명은 유체 공급부로부터 소정의 유체 사용부에 대하여 유통되는 유체의 공급 라인에 배열되는 유량 제어 장치에 관한 것이다.
종래 반도체 제조 등의 분야에 있어서, 실리콘 웨이퍼의 세정 등의 목적으로 사용되는 처리 장치로서, 예컨대 배치식 세정 장치가 사용된다(예컨대 특허 문헌 1 참조). 이 세정 장치에서는 도 9에 도시한 바와 같이, 유체 공급부(211)로부터 실리콘 웨이퍼의 세정이 이루어지는 유체 사용부(215)에 대하여 유통되는 유체의 공급 라인(K)에, 1차측 유체의 압력 변동에 대하여 2차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 압력 제어 기구를 구비한 압력 제어 밸브부(220)를 갖는 유량 제어 장치(210)가 배열되어 있다. 부호 240은 상기 압력 제어 밸브부(220)에 접속되어 유체의 유량을 계측하는 유량계이다. 이 세정 장치에서는, 상기 유량 제어 장치(200)의 압력 제어 밸브부(220)에 의해 1차측의 유체 압력에 변동이 발생한 경우라도 2차측 유체의 압력 변동을 억제하여 소정 압력으로 제어할 수 있어, 유체 사용부(215)에 공급되는 유체 유량을 안정화시킬 수 있다.
그런데, 상기 유량 제어 장치가 배열된 공급 라인에서는 유량 제어 장치의 2차측(유체 사용부 측)에서 유체 압력의 변동(예컨대 유체 출구의 수두의 변화, 복 수의 공급 라인에 의한 혼합시의 다른 공급 라인에서의 유량 변화 등)이 발생한 경우, 이 유량 제어 장치가 배열된 공급 라인으로부터 공급되는 유체 유량에 변화가 발생하여 유체 유량의 안정화가 곤란해지거나 시간이 소요될(응답성이 나빠질) 우려가 있다.
이러한 유체 유량의 변화는 전술한 반도체 제조 등의 고정밀한 유량 제어가 요구되는 분야에 있어서 특히 크게 영향을 미치는 것으로서, 비록 자그마한 유량 변화라도 세정 정밀도의 저하 등을 일으키는 것이 우려된다. 따라서, 정밀한 유량 제어가 요구되는 분야에 있어서는, 유량 제어 장치의 1차측(유체 공급부 측) 유체의 압력 변동이 발생한 경우뿐만 아니라 2차측(유체 사용부 측) 유체의 압력 변동이 발생한 경우라도 유체 유량의 안정화를 고정밀하게 실현할 수 있는 유량 제어 장치가 절실히 요망되고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2003-86561호 공보
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 유량 제어 장치의 2차측 유체의 압력 변동이 발생한 경우라도 유체 유량의 안정화를 고정밀하게 실현할 수 있는 유량 제어 장치를 제공하는 것이다.
즉 청구항 1의 발명은, 유체 공급부(11)로부터 소정의 유체 사용부(15)에 대하여 유통되는 유체의 공급 라인(L)에 배열되는 유량 제어 장치(10)로서, 상기 유량 제어 장치는, 상기 유체 공급부 측에 배치되는 제1 압력 제어 밸브부(20)와, 상 기 제1 압력 제어 밸브부와 압력 손실부(40)를 사이에 두고 상기 유체 사용부 측에 배치되는 제2 압력 제어 밸브부(60)를 포함하고, 상기 제1 압력 제어 밸브부는, 1차측 유체의 압력 변동에 대하여 제1 밸브실(22) 내에 배치된 제1 밸브부(30)가 제1밸브 시트(25)에 대하여 진퇴하여 2차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제1 압력 제어 기구(C1)를 구비하고 있고, 상기 제2 압력 제어 밸브부는, 2차측 유체의 압력 변동에 대하여 제2 밸브실(62) 내에 배치된 제2 밸브부(70)가 제2 밸브 시트(65)에 대하여 진퇴하여 1차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제2 압력 제어 기구(C2)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치에 관한 것이다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 유체 사용부는 유체의 공급 라인이 복수 배치된 매니폴드 장치로서, 상기 공급 라인의 각각에 상기 유량 제어 장치가 배열된 유량 제어 장치에 관한 것이다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 압력 손실부가 유량계인 유량 제어 장치에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 제어 장치를 이용한 유체 공급의 개략도, 도 2는 제1 압력 제어 밸브부의 단면도, 도 3은 제2 압력 제어 밸브부의 단면도, 도 4는 유체 사용부에 복수의 공급 라인을 배치한 개략도, 도 5는 제2 실시예의 제2 압력 제어 밸브부의 단면도, 도 6은 제3 실시예의 제2 압력 제어 밸브부의 단면도, 도 7은 제4 실시예의 제1 압력 제어 밸브부의 단면도, 도 8은 제4 실시예의 제2 압력 제어 밸브부의 단면도이다.
도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 제어 장치(10)는, 유체 공급부(11)로부터 소정의 유체 사용부(15)에 대하여 유통되는 유체의 공급 라인(L)에 배열되는 것으로서, 유체 공급부(11) 측에 배치되는 제1 압력 제어 밸브부(20)와, 상기 제1 압력 제어 밸브부(20)와 압력 손실부(40)를 사이에 두고 유체 사용부(15) 측에 배치되는 제2 압력 제어 밸브부(60)를 포함하는 것이다.
제1 압력 제어 밸브부(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 1차측 유체의 압력 변동에 대하여 제1 밸브실(22) 내에 배치된 제1 밸브부(30)가 제1밸브 시트(25)에 대해 진퇴하여 2차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제1 압력 제어 기구(C1)를 구비한다. 도면에서, 부호 21은 제1 압력 제어 밸브부(20)의 보디 본체, 23은 1차측 유체가 유통되는 제1 개구(유입구), 24는 2차측 유체가 유통되는 제2 개구(유출구)이다. 한편, 제1 압력 제어 밸브부(20)에 대하여 1차측은 유체 공급부(11) 측, 2차측은 후술하는 압력 손실부(40) 측을 나타낸다.
상기 제1 압력 제어 기구(C1)에는 제1 개구(23) 측의 밸브실(22A)에 배치되는 제1 다이어프램(31)과 제2 개구(24) 측의 밸브실(22B)에 배치되는 제2 다이어프램(32)이 상기 제1 밸브부(30)와 일체로 형성되어 있어, 상기 각 다이어프램(31, 32)이 가압 수단(26, 28)에 의해 각각 밸브실(22) 방향으로 소정 압력으로 가압된다. 실시예에 있어서, 가압 수단(26)은 일정한 스프링 하중에 의해 제1 다이어프램(31)을 항상 밸브실(22) 방향으로 탄성 가압 유지하는 스프링에 의해 구성된다. 한편, 가압 수단(28)은 전기 레귤레이터로 제어되는 조압 기체이며, 이 조압 기체의 공급(가압)에 따라 제1 압력 제어 기구(C1)의 제1 밸브부(30)를 제1 밸브 시 트(25)에 대하여 진퇴시키도록 구성된다. 또한 필요에 따라, 도 2에 도시한 바와 같이 제1 압력 제어 기구(C1)의 뒤쪽에 스프링(28A)을 배치함으로써 상기 제1 압력 제어 기구(C1)에 대하여 소정의 스프링 하중을 작용시켜, 가압 수단(28)에 의한 가압력의 상한을 증가시킬 수도 있다. 도 2에 있어서, 부호 27은 제1 개구측 가압실, 27A는 제1 개구측 가압실(27)의 호흡로, 28B는 스프링(28A)의 스프링 하중을 소정 값으로 조절하기 위한 조압 부재, 29는 제2 개구측 가압실, 29A는 조압 기체를 위한 급기 포트, 29B는 그 배기 포트, 33은 스프링에 의한 가압 수단(26)의 스프링 홀더이다.
또한 실시예의 제1 압력 제어 밸브부(20)에 있어서는 산성, 염기성 등의 고부식성 피제어 유체가 유통되기 때문에, 보디 본체(21), 각 다이어프램(31, 32), 제1 압력 제어 기구(C1) 등은 주로 불소 수지(PFA, PTFE, PVDF) 등의 다양한 내식성, 내약품성 수지로 구성된다.
압력 손실부(40)는 상기 제1 압력 제어 밸브부(20)와 후술하는 제2 압력 제어 밸브부(60) 사이에 배열되는 압력 손실이 발생하는 적당한 부재 이외에, 유로를 좁히는 압축부가 해당한다. 이 압력 손실부(40)로는, 예컨대 일본 특허 공개 평 11-51217호 공보에 기재된 니들 밸브 혹은 일본 특허 공개 2001-242940호 공보에 기재된 개폐 밸브 등의 유량 조절 기능을 갖는 밸브 부재가 사용된다. 또한 특히, 압력 손실부(40)는 청구항 3의 발명으로서 규정한 바와 같이 유량계인 것이 바람직하며, 예컨대 특허 제3184126호 혹은 특허 제3220283호의 유량계가 적합하게 이용된다. 이와 같이 압력 손실부(40)를 유량계로 하면, 아울러 공급 라인(L)의 유량 을 수시로 파악할 수 있다.
제2 압력 제어 밸브부(60)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 2차측 유체의 압력 변동에 대하여 제2 밸브실(62) 내에 배치된 제2 밸브부(70)가 제2 밸브 시트(65)에 대해 진퇴하여 1차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제2 압력 제어 기구(C2)를 구비한다. 도면에서, 부호 61은 제1 압력 제어 밸브부(60)의 보디 본체, 63은 1차측 유체가 유통되는 제1 개구(유입구), 64는 2차측 유체가 유통되는 제2 개구(유출구)이다. 한편, 제2 압력 제어 밸브부(60)에 대하여 1차측은 압력 손실부(40) 측, 2차측은 유체 사용부(15) 측을 나타낸다.
상기 제2 압력 제어 기구(C2)에는 제1 개구(63) 측의 밸브실(62A)에 배치되는 제1 다이어프램(71)과 제2 개구(64) 측의 밸브실(62B)에 배치되는 제2 다이어프램(72)이 상기 제2 밸브부(70)와 일체로 형성되어 있어, 상기 각 다이어프램(71, 72)이 가압 수단(66, 68)에 의해 각각 밸브실(62) 방향으로 소정 압력으로 가압된다. 실시예에 있어서, 가압 수단(66)은 일정한 스프링 하중에 의해 제2 다이어프램(72)을 항상 밸브실(62) 방향으로 탄성 가압 유지하는 스프링에 의해 구성된다. 한편, 가압 수단(68)은 전기 레귤레이터로 제어되는 조압 기체이며, 이 조압 기체의 공급(가압)에 따라 제2 압력 제어 기구(C2)의 제2 밸브부(70)를 제2 밸브 시트(65)에 대하여 진퇴시키도록 구성된다. 또한 필요에 따라, 도 3에 도시한 바와 같이 제2 압력 제어 기구(C2)의 뒤쪽에 스프링(68A)을 배치함으로써 상기 제2 압력 제어 기구(C2)에 대하여 소정의 스프링 하중을 작용시켜, 가압 수단(68)에 의한 가압력의 상한을 증가시킬 수도 있다. 한편, 본 실시예에서는 상기한 바와 같이 스 프링으로 이루어지는 가압 수단(66)을 설치하였으나, 도시한 바와 같이 가압 수단(68)에 의해 제2 압력 제어 기구(C2)의 제2 밸브부(70)를 제2 밸브 시트(65)에 대하여 진퇴시키는 구성이기 때문에, 경우에 따라서는 가압 수단(66)을 설치하지 않아도 좋다. 또한 도 3에 있어서, 부호 67은 제2 개구측 가압실, 67A는 제2 개구측 가압실(67)의 호흡로, 68B는 스프링(68A)의 스프링 하중을 소정 값으로 조절하기 위한 조압 부재, 69는 제1 개구측 가압실, 69A는 조압 기체를 위한 공기 공급 포트, 69B는 그 배기 포트, 73은 스프링에 의한 가압 수단(66)의 스프링 홀더이다.
또한 실시예의 제2 압력 제어 밸브부(60)에 있어서는 산성, 염기성 등의 고부식성의 피제어 유체가 유통되기 때문에, 보디 본체(61), 각 다이어프램(71, 72), 제2 압력 제어 기구(C2) 등은 상기 제1 압력 제어 밸브부(20)와 마찬가지로 주로 불소 수지(PFA, PTFE, PVDF) 등의 다양한 내식성, 내약품성 수지로 구성된다.
다음, 상기한 바와 같이 구성된 유량 제어 장치(10)를 이용한 유량 제어에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 제1 압력 제어 밸브부(20)는 소위 감압밸브로서, 1차측(유체 공급부(11) 측) 유체에 압력 변동이 발생한 경우에는 조압 기체인 가압 수단(28)에 의해 제1 압력 제어 기구(C1)의 제1 밸브부(30)가 제1 밸브 시트(25)에 대하여 진퇴하고, 2차측(압력 손실부(40) 측) 유체가 소정 압력으로 유지되어 유량이 제어된다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시한 제2 압력 제어 밸브부(60)는 소위 배압 제어 밸브로서, 2차측(유체 사용부(15) 측) 유체에 압력 변동이 발생한 경우에는 조압 기체인 가압 수단(68)에 의해 제2 압력 제어 기구(C2)의 제2 밸브부(70)가 제2 밸 브 시트(65)에 대해 진퇴하여 1차측(압력 손실부(40) 측) 유체가 소정 압력으로 유지되어 유량이 제어된다.
이와 같이 제1 압력 제어 밸브부(20)의 제1 압력 제어 기구(C1)에 의해 1차측(유체 공급부(11) 측) 유체의 압력 변동의 영향이 억제되고, 제2 압력 제어 밸브부(60)의 제2 압력 제어 기구(C2)에 의해 2차측(유체 사용부(15) 측) 유체의 압력 변동의 영향이 억제되기 때문에, 압력 손실부(40) 전후의 차이압이 소정의 값으로 유지된다. 따라서, 제1 압력 제어 밸브부(20)와 압력 손실부(40)를 사이에 두고 유체 사용부(15) 측에 제2 압력 제어 밸브부(60)를 배치한 유량 제어 장치(10)에서는, 1차측(유체 공급부(11) 측) 유체의 압력 변동이 발생한 경우뿐만 아니라 2차측(유체 사용부(15) 측) 유체의 압력 변동이 발생한 경우라도 유체 사용부(15)에 대하여 공급 라인(L)으로부터 공급되는 유체 유량을 정밀하게 안정화시킬 수 있다.
다음, 본 발명의 유량 제어 장치(10)를 이용한 다른 실시예에 대하여 설명한다. 도 4에 도시한 실시예에서는, 유체 사용부(15)는 복수(본 예에서는 3개)의 공급 라인(L1, L2, L3)이 배치된 매니폴드 장치(150)로서, 상기 각 공급 라인(L1, L2, L3)에는 유량 제어 장치(10)가 배열되어 있다. 본 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예와 동일한 부호는 동일한 구성을 나타내는 것으로서, 그 설명을 생략한다.
매니폴드 장치(150)는 복수 종류의 유체를 단독으로 혹은 혼합하여 유통시켜 처리부(U)로 공급하기 위한 장치로서, 예컨대 특허 제3207782호 공보에 기재된 혼합 밸브 등을 적합하게 사용할 수 있다.
본 실시예와 같이 매니폴드 장치(150)에 복수의 공급 라인(L1, L2, L3)을 배치한 경우라도, 각 공급 라인(L1, L2, L3)에 본 발명의 유량 제어 장치(10)를 배열함으로써 상기 각 공급 라인(L1, L2, L3)을 유통하는 유체 유량을 고정밀하게 안정화시킬 수 있다. 특히 유체의 혼합시에 있어서, 어느 공급 라인으로 유체 유량을 변화시켜도 다른 공급 라인을 유통하는 유체 유량이 영향을 받지 않아 매우 적합하게 유체의 혼합을 실시할 수 있다.
한편, 본 발명의 유량 제어 장치는 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 일부를 적당히 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대 유량계를 배치하고, 이 유량계로부터의 신호에 의거하여 제1 압력 제어 밸브부 혹은 제2 압력 제어 밸브부에 대하여 제어 신호를 송신하는 컨트롤러를 설치하여 피드백 제어를 행하도록 구성하여도 좋다. 특히, 유체 사용부를 매니폴드 장치로 하여 복수의 공급 라인을 배치하여 유체의 혼합을 실시하는 경우, 각 공급 라인에서의 피드백 제어가 상호 간섭을 일으키지 않고 매우 정밀하게 각 공급 라인의 유량 제어를 실시할 수 있다.
또한 전술한 실시예에서는 제1 압력 제어 밸브부(20)나 제2 압력 제어 밸브부(60)의 보디 본체(21, 61) 내에 소정의 스프링 하중을 갖는 스프링(28A), 스프링(68A)을 배치하였으나, 스프링 하중을 수동으로 조절 가능한 조절 기구를 보디 본체(21, 61) 밖에 설치한 구성으로 하여도 무방하다.
또한 해당 유량 제어 장치에 있어서 제1 압력 제어 밸브부와 제2 압력 제어 밸브부의 각 구성 및 그 조합에 대해서는 전술한 실시예에만 한정되지 않으며, 적 당히 변경할 수 있다. 예컨대 제2 실시예의 유량 제어 장치에서는, 전술한 도 2에 도시한 제1 압력 제어 밸브부(20)와 도 5에 도시한 제2 압력 제어 밸브부(60A)의 조합으로 구성된다. 한편, 이하의 실시예에 있어서 전술한 실시예와 동일한 부호는 동일한 구성을 나타내는 것으로서, 그 설명을 생략한다.
제2 압력 제어 밸브부(60A)는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 개구(63) 측의 밸브실(62A)에 배치되는 제1 다이어프램(71)이 제2 밸브부(70A)와 일체로 형성된 제2 압력 제어 기구(C3)를 구비하고 있다. 그리고, 제2 압력 제어 밸브부(60A)의 뒤쪽에 스프링(68A)을 가압 수단으로서 배치하여 소정의 가압력을 작용시킴으로써 상기 제2 압력 제어 기구(C3)의 제2 밸브부(70A)를 제2 밸브 시트(65) 측에 탄성 가압하도록 구성된다. 한편, 도시한 예에서는 오리피스부(65A)가 제2 개구(64) 측의 밸브실(62B)을 통하여 제2 개구(64)와 접속되도록 구성되어 있으나, 오리피스부(65A)와 제2 개구(64)를 직접 연결하여 형성하여도 무방하다. 또한, 도면에서 부호 69C는 제1 개구측 가압실(69)의 호흡로이다.
상기와 같이 구성된 제2 실시예의 유량 제어 장치에서도, 상기 유량 제어 장치(10)와 마찬가지로 제1 압력 제어 밸브부(20)의 제1 압력 제어 기구(C1)에 의해 1차측(유체 공급부(11) 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제함과 함께, 제2 압력 제어 밸브부(60A)의 제2 압력 제어 기구(C3)에 의해 2차측(유체 사용부(15) 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제할 수 있어 압력 손실부(40) 전후의 차이압을 소정의 값으로 유지할 수 있다.
제3 실시예의 유량 제어 장치에서는, 전술한 도 2에 도시한 제1 압력 제어 밸브부(20)와 도 6에 도시한 제2 압력 제어 밸브부(60B)의 조합으로 구성된다. 제2 압력 제어 밸브부(60B)는 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 개구(63) 측의 밸브실(62A)에 배치되는 제1 다이어프램(71)과 제2 개구(64) 측의 밸브실(62B)에 배치되는 제2 다이어프램(72)이 상기 제2 밸브부(70)와 일체로 형성된 제2 압력 제어 기구(C2)를 구비하고 있다. 그리고, 가압 수단(68)인 전기 레귤레이터로 제어되는 조압 기체의 공급(가압)에 따라 상기 제2 압력 제어 기구(C2)의 제2 밸브부(70)를 제2 밸브 시트(65)에 대하여 진퇴시키도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 제3 실시예의 유량 제어 장치에서도, 상기 유량 제어 장치(10)와 마찬가지로 제1 압력 제어 밸브부(20)의 제1 압력 제어 기구(C1)에 의해 1차측(유체 공급부(11) 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제함과 함께, 제2 압력 제어 밸브부(60B)의 제2 압력 제어 기구(C2)에 의해 2차측(유체 사용부(15) 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제할 수 있어 압력 손실부(40) 전후의 차이압을 소정의 값으로 유지할 수 있다.
제4 실시예의 유량 제어 장치에서는, 도 7에 도시한 제1 압력 제어 밸브부(20C)와 도 8에 도시한 제2 압력 제어 밸브부(60C)의 조합으로 구성된다. 제1 압력 제어 밸브부(20C)는 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 개구(23) 측의 밸브실(22A)에 배치되는 제1 다이어프램(31)과 제2 개구(24) 측의 밸브실(22B)에 배치되는 제2 다이어프램(32)이 상기 제1 밸브부(30)와 일체로 형성된 제1 압력 제어 기구(C1)를 구비하고 있다. 그리고, 제1 압력 제어 밸브부(20C)의 뒤쪽에 스프링(28C)을 가압 수단으로서 배치하여 소정의 가압력을 작용시키도록 구성된다. 이 도면에 있어서, 부호 29C는 제2 개구측 가압실(29)의 호흡로이다.
또한 제2 압력 제어 밸브부(60C)는 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 개구(63) 측의 밸브실(62A)에 배치되는 제1 다이어프램(71)이 제2 밸브부(70A)와 일체로 형성된 제2 압력 제어 기구(C3)를 구비하고 있다. 그리고, 가압 수단(68)인 전기 레귤레이터로 제어되는 조압 기체의 공급(가압)에 따라 상기 제2 압력 제어 기구(C3)의 제2 밸브부(70A)를 제2 밸브 시트(65)에 대하여 진퇴시키도록 구성된다. 한편, 도시한 예에서는 오리피스부(65A)가 제2 개구(64) 측의 밸브실(62B)을 통하여 제2 개구(64)와 접속되도록 구성되어 있으나, 오리피스부(65A)와 제2 개구(64)를 직접 연결하여 형성하여도 무방하다.
상기와 같이 구성된 제4 실시예의 유량 제어 장치에서도, 상기 유량 제어 장치(10)와 마찬가지로 제1 압력 제어 밸브부(20C)의 제1 압력 제어 기구(C1)에 의해 1차측(유체 공급부(11) 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제함과 함께, 제2 압력 제어 밸브부(60C)의 제2 압력 제어 기구(C3)에 의해 2차측(유체 사용부(15) 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제할 수 있어 압력 손실부(40) 전후의 차이압을 소정의 값으로 유지할 수 있다.
이상, 해당 유량 제어 장치에서의 제1 압력 제어 밸브부와 제2 압력 제어 밸브부의 각 구성 및 그 조합은 제1 내지 제4 실시예를 들어 설명한 것으로부터 잘 이해되는 바와 같이, 제1 압력 제어 밸브부에서의 1차측 가압 수단 및 2차측 가압 수단의 구성과 제2 압력 제어 밸브부에서의 1차측 가압 수단 및 2차측 가압 수단과 제2 압력 제어 기구에 형성되는 다이어프램의 구성의 조합에 의해 표 1에 도시한 바와 같은 조합(K1∼K24)을 실시할 수 있다.
조합(K1)은 전술한 제3 실시예의 제1 압력 제어 밸브부와 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K2)은 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K3)은 전술한 제1 실시예의 제1 압력 제어 밸브부와 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K4)은 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K5)은 전술한 제2 실시예의 제1 압력 제어 밸브부와 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K6)은 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측에만 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K7)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음)에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K8)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K9)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음)에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K10)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K11)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측에만 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K12)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측에만 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K13)은 1차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음), 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음)에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K14)은 1차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음), 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K15)은 1차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음), 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음)에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K16)은 1차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음), 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K17)은 1차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음), 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측에만 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K18)은 전술한 제4 실시예의 제1 압력 제어 밸브부와 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K19)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음)에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K20)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K21)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링(혹은 없음)에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K22)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측과 2차측에 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K23)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측에만 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
조합(K24)은 1차측 가압 수단이 조압 기체, 2차측 가압 수단이 스프링에 의해 구성된 제1 압력 제어 밸브부와, 제2 압력 제어 기구의 1차측에만 다이어프램이 형성됨과 함께, 1차측 가압 수단이 조압 기체에 의해 구성된 제2 압력 제어 밸브부의 조합을 나타낸다.
청구항 1의 발명에 따른 유량 제어 장치에 의하면, 유체 공급부 측에 배치되는 제1 압력 제어 밸브부와, 상기 제1 압력 제어 밸브부와 압력 손실부를 사이에 두고 유체 사용부 측에 배치되는 제2 압력 제어 밸브부를 포함하고, 상기 제1 압력 제어 밸브부는 1차측 유체의 압력 변동에 대하여 제1 밸브실 내에 배치된 제1 밸브부가 제1 밸브 시트에 대해 진퇴하여 2차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제1 압력 제어 기구를 구비하고 있고, 상기 제2 압력 제어 밸브부는 2차측 유체의 압력 변동에 대하여 제2 밸브실 내에 배치된 제2 밸브부가 제2 밸브 시트에 대해 진퇴하여 1차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제2 압력 제어 기구를 구비하고 있기 때문에, 제1 압력 제어 밸브부에 의해 1차측(유체 공급부 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제함과 함께, 제2 압력 제어 밸브부에 의해 2차측(유체 사용부 측) 유체의 압력 변동의 영향을 억제할 수 있다. 따라서, 해당 유량 제어 장치의 1차측(유 체 공급부 측) 유체의 압력 변동이 발생한 경우뿐만 아니라, 2차측(유체 사용부 측) 유체의 압력 변동이 발생한 경우라도 유체 사용부에 대하여 공급 라인으로부터 공급되는 유체 유량을 정밀하게 안정화시킬 수 있다. 이는 압력 손실부 전후의 차이압이 제1 압력 제어 기구 및 제2 압력 제어 기구에 의해 소정의 값으로 유지되는 것에 따른다.
청구항 2에 의하면, 청구항 1에 있어서, 상기 유체 사용부는 유체의 공급 라인이 복수 배치된 매니폴드 장치로서, 상기 공급 라인의 각각에 상기 유량 제어 장치가 배열되어 있기 때문에, 상기 각 공급 라인을 유통하는 유체 유량을 고정밀하게 안정화시킬 수 있는 것에 더하여, 특히 유체의 혼합시에 있어서 어느 공급 라인으로 유체 유량을 변화시켜도 다른 공급 라인을 유통하는 유체 유량이 영향을 받지 않고 매우 적합하게 유체의 혼합을 실시할 수 있다.
청구항 3에 의하면, 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 압력 손실부가 유량계이기 때문에 아울러 공급 라인의 유량을 수시로 파악할 수 있다.
Claims (3)
- 유체 공급부(11)로부터 소정의 유체 사용부(15)에 대하여 유통되는 유체의 공급 라인(L)에 배열되는 유량 제어 장치(10)로서,상기 유량 제어 장치는, 상기 유체 공급부 측에 배치되는 제1 압력 제어 밸브부(20)와 상기 제1 압력 제어 밸브부와 압력 손실부(40)를 사이에 두고 상기 유체 사용부 측에 배치되는 제2 압력 제어 밸브부(60)를 포함하고,상기 제1 압력 제어 밸브부는, 1차측 유체의 압력 변동에 대하여 제1 밸브실(22) 내에 배치된 제1 밸브부(30)가 제1 밸브 시트(25)에 대해 진퇴하여 2차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제1 압력 제어 기구(C1)를 구비하고 있고,상기 제2 압력 제어 밸브부는, 2차측 유체의 압력 변동에 대하여 제2 밸브실(62) 내에 배치된 제2 밸브부(70)가 제2 밸브 시트(65)에 대해 진퇴하여 1차측 유체를 소정의 압력으로 유지하는 제2 압력 제어 기구(C2)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유체 사용부는 유체의 공급 라인이 복수 배치된 매니폴드 장치로서, 상기 공급 라인의 각각에 상기 유량 제어 장치가 배열된 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력 손실부가 유량계인 것을 특징으 로 하는 유량 제어 장치.
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