KR20070090079A - 유체혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 라인의 유체를 임의의 비율로 혼합하여, 맥동한 유체도 유량제어할 수 있고, 컴팩트한 구성으로 좁은 공간에 설치할 수 있으며, 설치시에 배관 및 배선접속이 용이한 유체혼합장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 장치는, 2개의 공급라인이, 각각 제1, 제2 유체제어밸브와, 각 라인의 실제 유량을 계측하고 신호를 출력하는 각 유량계측기와, 각 유체제어밸브를 제어하기 위한 지령신호를 출력하는 각 제어부를 구비하여, 2개의 공급라인에 흐르는 각각의 유체를 임의의 비율로 혼합한다. 제1 유체제어밸브는 제어용 유체의 압력조작에 의해 유체의 압력을 제어하고, 제2 유체제어밸브는 유로의 개구면적을 변화시켜 유체의 유량을 제어한다. 본 발명의 장치에서는 예를 들어, 반도체 제조용 세정액을 얻기 위하여 불화수소산 또는 염산 1에 대하여, 순수가 10~200의 비율로 혼합된다.

유체제어밸브, 유체혼합

Description

유체혼합장치{Fluid Mixing Apparatus}

도 1은 본 발명의 유체혼합장치의 제1 실시예를 모식적으로 나타내는 구성도이다.

도 2는 유량계측기의 종단면도이다.

도 3은 제1 유체제어밸브의 종단면도이다.

도 4는 제2 유체제어밸브의 종단면도이다.

도 5는 본 발명의 유체혼합장치의 제2 실시예를 모식적으로 나타내는 구성도이다.

도 6은 개폐밸브의 종단면도이다.

도 7은 본 발명의 유체혼합장치의 제3 실시예를 모식적으로 나타내는 구성도이다.

도 8은 조임밸브의 종단면도이다.

도 9는 도 8의 조임밸브의 개방상태를 나타내는 요부확대도이다.

도 10은 도 8의 조임밸브의 폐쇄상태를 나타내는 요부확대도이다.

도 11은 도 8의 조임밸브의 반개방상태를 나타내는 요부확대도이다.

도 12는 본 발명의 유체혼합장치의 제4 실시예를 모식적으로 나타내는 구성도이다.

도 13은 본 발명의 유체혼합장치의 제5 실시예를 모식적으로 나타내는 구성도이다.

도 14는 다기관 밸브(Manifold valve)의 단면도이다.

도 15는 본 발명의 유체혼합장치의 제6 실시예를 모식적으로 나타내는 구성도이다.

도 16은 본 발명의 플러싱(flushing) 장치의 유로를 모식적으로 나타내는 사시도이다.

도 17은 도 16의 A-A선에 따른 종단면도이다.

도 18은 본 발명의 유체혼합장치의 제7 실시예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 19는 도 18의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 20은 본 발명의 유체혼합장치의 제8 실시예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 21은 도 20의 C-C선에 따른 단면도이다.

도 22는 본 발명의 유체혼합장치의 제9 실시예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 23은 본 발명의 유체혼합장치의 제10 실시예의 다른 제1 유체제어밸브의 종단면도이다.

도 24는 도 23에 다른 표시를 추가한 도 23과 동일한 도면이다.

도 25는 본 발명의 유체혼합장치의 제11 실시예의 다른 제2 유체제어밸브의 종단면도이다.

도 26은 본 발명의 유체혼합장치의 제12 실시예의 다른 제2 유체제어밸브의 종단면도이다.

도 27은 본 발명의 유체혼합장치의 제13 실시예의 다른 제2 유체제어밸브의 종단면도이다.

도 28은 본 발명의 유체혼합장치의 제14 실시예의 다른 압력조정밸브의 종단면도이다.

도 29는 본 발명의 유체혼합장치의 제15 실시예의 다른 유량계측기의 종단면도이다.

도 30은 본 발명의 유체혼합장치의 제16 실시예의 다른 유량계측기의 종단면도이다.

도 31은 종래의 유량제어장치의 구성도이다.

본 발명은 2라인 이상의 유체를 임의의 비율로 혼합시키는 유체수송배관에 사용되는 유체혼합장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 각 라인의 유체의 유량을 제어하고 유체를 임의의 비율로 혼합시키는 동시에, 맥동한 유체가 흘러도 문제없이 유량을 제어할 수 있고, 컴팩트한 구성으로 좁은 공간에 설치 가능하며, 설치시에 배관 및 배선접속이 쉬운 유체혼합장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조공정의 한 공정으로서, 불산 등의 약액을 순수(純水)로 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 있어, 이 때문에, 순수나 약액의 유량을 높은 정밀도로 관리하는 유체혼합장치가 적용되고 있다.

유체혼합장치로서 여러 가지가 제안되고 있는데, 도 31에 나타내는 다계통 유량제어장치 및 그 제어방법이 있다(예를 들어, 일본공개특허 2004-133642호 공보 참조). 그 구성은, 복수개의 유체유입계통(601)을 각각 유량조정하는 복수개의 액츄에이터(602)에 대하여, 각각 조작신호를 출력하고 제어함으로써 합류유체의 유량이 목표유량이 되도록 제어하는 유량제어장치에 있어서, 상기 유량제어장치는 상기 복수개의 액츄에이터(602) 중 하나를 제외한 다른 액츄에이터(602b~602n)로 유량이 대략 일정해지도록 조작신호를 출력하고, 상기 복수개의 액츄에이터(602) 중 하나로 합류유체의 유량이 목표치가 되도록 조작신호를 출력하도록 한 것이다.

이 때, 각각 독립된 복수개의 유체유입계통(601)으로부터 합류하여 유입되는 합류유체의 유량을 제어하는 유량제어장치에 있어서, 각 유체유입계통(601)의 검출유량의 합산치와 목표치의 편차로부터 피드백 연산하여 조절신호를 출력하는 연산수단(603)과, 상기 연산수단(603)의 조절신호가 상하한의 값이 된 경우에, 유체유입계통(601)을 1계통 선택하는 동시에, 다른 액츄에이터(602b~602n)로부터 상기 선택된 1계통의 액츄에이터(602a)로 전환하여 상기 조절신호를 조작신호로서 출력하 는 제어계통 판정수단(604)을 가지는 것이다.

그렇지만, 상기 종래의 다계통 유량제어장치 및 그 제어방법은, 각 유체유입계통(601)의 유량의 합계를 목표유량으로 하는 것으로, 각각의 유체유입계통(601)이 단독으로 제어되지 않기 때문에, 적어도 두 개의 유체를 임의의 비율로 혼합하기 위한 제어는 할 수 없다. 또한, 각 유체유입계통(601)에 맥동한 유체가 흐른 경우, 안정적으로 유체를 제어할 수 없게 되는 문제나, 유량의 범위를 넓힐 수 없는 구성이므로 폭넓은 유량 범위에서 유량을 제어하는 용도로는 사용하기 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 제어장치의 구성요소가 여러 가지로 나뉘어져 있기 때문에, 제어장치 자체가 커져 설치시에 장소를 차지하는 문제나, 각 구성요소가 부재마다 나뉘어져 있어, 배관접속작업, 전기배선이나 공기배관작업을 따로따로 해야 하고, 작업이 복잡하여 시간을 필요로 하며, 배관이나 배선이 복잡하여 실수할 우려가 있다는 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 종래기술의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 주로 각 라인의 유체의 유량을 제어하고 유체를 임의의 비율로 혼합시키는 동시에, 맥동한 유체가 흘러도 문제없이 유량을 제어할 수 있고, 컴팩트한 구성으로 좁은 공간에 설치 가능하며, 설치시에 배관 및 배선접속이 쉬운 유체혼합장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유체혼합장치의 구성을 도면에 따라 설명하면, 적어도 2개의 공급라인(1, 2)에 흐르는 각각의 유체를 임의의 비율로 혼합시키는 유체혼합장치로서, 상기 공급라인(1, 2)의 적어도 하나가, 제어용 유체의 압력조작에 의해 유체의 압력을 제어하는 제1 유체제어밸브(4)와, 유체의 실제 유량을 계측하고 상기 실제 유량의 계측값을 전기신호로 변환하여 출력하는 유량계측기(3)와, 상기 실제 유량의 계측값과 설정유량값의 편차에 따라, 제1 유체제어밸브(4)의 개구면적을 제어하기 위한 지령신호를 제1 유체제어밸브(4) 또는 제1 유체제어밸브(4)를 조작하는 기기로 출력하는 제어부(5)를 각각 구비하고, 또한 상기 공급라인(1, 2)의 적어도 하나가, 유로의 개구면적을 변화시킴으로써 유체의 유량을 제어하는 제2 유체제어밸브(10)와, 유체의 실제 유량을 계측하고 상기 실제 유량의 계측값을 전기신호로 변환하여 출력하는 유량계측기(9)와, 상기 실제 유량의 계측값과 설정유량값의 편차에 따라, 제2 유체제어밸브(10)의 개구면적을 제어하기 위한 지령신호를 제2 유체제어밸브(10) 또는 제2 유체제어밸브(10)를 조작하는 기기로 출력하는 제어부(11)를 각각 구비하는 것을 제1 특징으로 한다.

또한, 각각의 상기 공급라인(1, 2)이, 유체의 흐름을 개방 또는 차단하기 위한 개폐밸브(18, 22)를 더 구비하는 것을 제2 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 유체제어밸브(10)를 가지는 공급라인(2)이, 유체의 압력변동을 감쇠시키는 압력조정밸브(35)를 더 구비하는 것을 제3 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 유체제어밸브(4)를 가지는 공급라인(1)이, 개구면적을 조절할 수 있는 조임밸브(32)를 더 구비하는 것을 제4 특징으로 한다.

또한, 각각의 상기 공급라인(1, 2)의 최하류측에, 상기 공급라인(1, 2)의 합 류부(15)를 가지는 것을 제5 특징으로 한다.

또한, 상기 합류부(15) 직전의 상기 공급라인(1, 2)에, 개폐밸브(40, 41)가 각각 배치되어 이루어지는 것을 제6 특징으로 한다.

또한, 상기 합류부(15)가 상기 공급라인(1, 2)을 하나의 유로로 합류시키는 다기관 밸브(42)인 것을 제7 특징으로 한다.

또한, 각각의 상기 공급라인(1, 2) 중 임의의 한 공급라인의 최상류측에 접속되는 개폐밸브(535a)가 설치된 메인라인과, 다른 공급라인의 최상류측에 접속되는 개폐밸브(536a)가 설치된 적어도 하나의 다른 라인을 구비하며, 메인라인의 개폐밸브(535a)의 상류측과 다른 라인의 개폐밸브(536a)의 하류측이 개폐밸브(537a)를 통해 연통(連通)되어 이루어지는 플러싱 장치(43)를 구비하여 이루어지는 것을 제8 특징으로 한다.

또한, 상기 각종 밸브 및 상기 유량계측기가, 독립된 접속수단을 이용하지 않고 직접 접속되어 있는 것을 제9 특징으로 한다.

또한, 상기 각종 밸브 및 상기 유량계측기가, 하나의 베이스 블록에 설치되어 있는 것을 제10 특징으로 한다.

또한, 상기 각종 밸브 및 상기 유량계측기가, 하나의 케이싱(casing) 내에 수납되어 설치되어 있는 것을 제11 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 유체제어밸브(4)가, 하부 중앙에 바닥부까지 개방되어 설치된 제2 공극(空隙)(209), 제2 공극(209)에 연통되는 입구유로(211), 상부에 윗면이 개방되어 설치되며 제2 공극(209)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극(210), 제 1 공극(210)에 연통되는 출구유로(212), 및 제1 공극(210)과 제2 공극(209)을 연통하고 제1 공극(210)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍(213)을 가지며, 제2 공극(209)의 윗면이 밸브시트(214)로 된 본체(201)와, 측면 혹은 윗면에 설치된 급기구멍(217)과 배출구멍(218)에 연통한 원통형의 공극(215)을 내부에 가지며, 하단 내주면에 단차부(216)가 설치된 보닛(bonnet)(202)과, 보닛(202)의 단차부(216)에 끼워넣어지고 중앙부에 관통구멍(219)을 가지는 스프링받이(203)와, 하단부에 스프링받이(203)의 관통구멍(219)보다 작은 직경의 제1 접합부(224)를 가지고 상부에 차양부(222)가 설치되며 보닛(202)의 공극(215) 내부에 상하이동 가능하게 끼워넣어진 피스톤(204)과, 피스톤(204) 차양부(222)의 하단면과 스프링받이(203)의 상단면에 의해 끼워져 지지되어 있는 스프링(205)과, 둘레부가 본체(201)와 스프링받이(203)의 사이에서 끼워져 고정되며, 본체(201)의 제1 공극(210)에 덮는 형식으로 제1 밸브실(231)을 형성하는 중앙부가 두껍게 된 제1 다이어프램(diaphragm)(227), 윗면 중앙에 피스톤(204)의 제1 접합부(224)에 스프링받이(203)의 관통구멍(219)을 관통하여 접합 고정되는 제2 접합부(229), 및 아랫면 중앙에 본체(201)의 연통구멍(213)과 관통되어 설치된 제3 접합부(230)를 가지는 제1 밸브기구체(206)와, 본체의 제2 공극(209) 내부에 위치하고, 본체의 연통구멍(213)보다 큰 직경으로 설치된 밸브체(232), 밸브체(232)의 상단면으로 돌출하여 설치되고 제1 밸브기구체(206)의 제3 접합부(230)와 접합 고정되는 제4 접합부(234), 밸브체(232)의 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드(rod)(235), 및 로드(235)의 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어나가 설치된 제2 다이어프램(237)을 가지는 제2 밸브기구체(207)와, 본체(201)의 아래쪽에 위치하고 제2 밸브기구체(207)의 제2 다이어프램(237)의 둘레부를 본체(201)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(239)를 상부 중앙에 가지며, 돌출부(239)의 상단부에 절결 오목부(240)가 설치되는 동시에, 절결 오목부(240)에 연통되는 호흡구멍(241)이 설치되어 있는 베이스 플레이트(208)를 구비하며, 피스톤(204)의 상하이동에 따라 제2 밸브기구체(207)의 밸브체(232)와 본체(201)의 밸브시트(214)에 의해 형성되는 유체제어부(242)의 개구면적이 변하도록 구성되어 있는 것을 제12 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 유체제어밸브(4)가, 유체의 입구유로(145), 출구유로(152), 및 입구유로(145)와 출구유로(152)가 연통하는 챔버(127)로 형성된 본체부(121)와, 밸브체(165)와 제1 다이어프램부(137)를 가지는 밸브부재(136)와, 밸브부재(136)의 하부 및 상부에 위치하고 제1 다이어프램(137)보다 유효 수압(受壓)면적이 작은 제2 다이어프램부(138) 및 제3 다이어프램부(139)를 가지고, 밸브부재(136) 및 각 다이어프램부(137, 138, 139)가 각 다이어프램부(137, 138, 139)의 외주부가 본체부(121)에 고정됨으로써 챔버(127) 안에 설치되며, 또한 각 다이어프램부(137, 138, 139)에 의해 챔버(127)를 제1 가압실(128), 제2 밸브실(129), 제1 밸브실(130), 및 제2 가압실(131)로 구분하여, 제1 가압실(128)은 제2 다이어프램부(138)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지고, 제1 밸브실(130)은 입구유로(145)와 연통되어 있으며, 제2 밸브실(129)은, 밸브부재(136)의 밸브체(165)에 대응하는 밸브시트(150)를 가지며, 밸브시트(150)에 대하여 제1 다이어프램부(137) 측에 위치하고 제1 다이어프램부(137)에 설치된 연통구멍(162)으 로 제1 밸브실(130)과 연통되어 있는 하부 제2 밸브실(132)과, 제2 다이어프램부(138) 측에 위치하고 출구유로(152)와 연통하여 설치된 상부 제2 밸브실(133)로 나뉘어 형성되고, 밸브부재(136)의 상하이동에 의해 밸브체(165)와 밸브시트(150) 사이의 개구면적이 변하여 하부 제2 밸브실(134)의 유체압력이 제어되는 유체제어부(168)를 가지며, 제2 가압실(131)은 제3 다이어프램부(139)에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지는 것을 제13 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 유체제어밸브(10)가, 상부에 밸브실(310)을 가지고, 밸브실(310)에 각각 연통되어 있는 입구유로(311) 및 출구유로(312)를 가지며 밸브실(310) 바닥부 중앙으로 입구유로(311)가 연통되어 있는 개구부(313)가 설치된 본체(301)와, 바닥부 중앙에 관통구멍(315)을 가지고, 측면에 호흡구(316)가 설치되며 본체(301)와 제1 다이어프램(304)을 끼워 고정하고 있는 실린더(302), 및 상부에 작동유체 연통구(317)가 설치되고 실린더(302)와 제2 다이어프램(306)의 둘레부를 끼워 고정하고 있는 보닛(303)이 일체로 고정되어 있고, 제1 다이어프램(304)은, 어깨부(319)와, 어깨부(319) 위에 위치하며 하기 로드(307)의 하부에 끼워맞춤 고정되는 부착부(320), 어깨부(319) 아래에 위치하며 하기 밸브체(305)가 고정되는 접합부(332), 어깨부(319)로부터 직경방향으로 뻗어나간 박막부(321), 박막부(321)에 이어지는 두께부(322), 및 두께부(322)의 둘레부에 설치된 밀봉(seal)부(323)가 일체로 형성되며, 접합부(332)에는, 밸브실(310)의 개구부(313)에 하기 로드(307)의 상하이동에 따라 출입하는 밸브체(305)가 고정되어 있으며, 또한 제2 다이어프램(306)은, 중앙구멍(324)을 가지고, 그 주변의 두께부(325)와, 두께부(325)로부터 직경방향으로 뻗어나간 박막부(326), 및 박막부(326)의 둘레부에 설치된 밀봉부(327)가 일체로 형성되고, 바닥부에 제1 다이어프램(304)의 부착부(320)가 고정되어 있는 로드(307)의 상부에 위치하는 어깨부(329)에 다이어프램 누름부재(308)에 의해 중앙구멍(324)을 관통하여 끼워 고정되어 있으며, 또한 로드(307)는, 그 아래쪽 부분이 실린더(302) 바닥부의 관통구멍(315) 내로 이동가능하게 끼워진 상태로 배치되고, 실린더(302)의 단차부(335)와 로드(307)의 어깨부(329) 아랫면과의 사이에 직경방향으로의 이동이 방지된 상태로 끼워맞추어진 스프링(309)으로 지지되어 있는 것을 제14 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 유체제어밸브(10)가, 상부 보닛(358)과 하부 보닛(357)에 내포된 모터부(359)를 가지는 전기식 구동부(344)와, 모터부(359)의 축에 연결된 스템(365)에 의해 상하이동되는 밸브체(343)를 가지는 다이어프램(342)과, 다이어프램(342)에 의해 전기식 구동부(344)로부터 격리된 밸브실(345)에 각각 연통하는 입구유로(346) 및 출구유로(347)를 가지는 본체(341)를 구비하는 유량제어부로 이루어지는 것을 제15 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 유체제어밸브(10)가, 탄성체로 이루어지는 파이프체(401)와, 내부에 실린더부(408)를 가지고 상부에 실린더 덮개(409)가 일체로 설치된 실린더 본체(402)와, 실린더부(408)의 내주면으로 상하이동 가능하고, 밀봉된 상태에서 슬라이딩 접촉되며, 실린더 본체(402)의 아랫면 중앙에 설치된 관통구멍(410)을 밀봉상태에서 관통하도록 중앙으로부터 늘어뜨려 설치된 연결부(416)를 가지는 피스톤(403)과, 피스톤(403) 연결부(416)의 하단부에 고정되며 실린더 본체(402)의 바 닥면에 유로축선과 직교하여 설치된 타원형 슬릿(slit)(411) 안에 수납되는 끼워누름부재(404)와, 실린더 본체(402)의 하단면에 접합 고정되며 유로축선상에 파이프체(401)를 수용하는 제1 홈(418)을 가지고, 제1 홈(418)의 양끝부분에 연결체받이(406)를 더욱 수용하는 제2 홈(419)이 제1 홈(418)보다 깊게 설치된 본체(405)와, 한 쪽 끝에 본체(405)의 제2 홈(419)과 끼워맞추는 끼워맞춤부(421)를 가지고 다른 쪽 끝 내부에 연결체(407) 수용구(423)를 가지며 또한 파이프체(401)를 수용하는 관통구멍(426)을 가지는 한 쌍의 연결체받이(406)와, 실린더 본체(402)의 둘레측면에 설치되며 실린더부(408)의 바닥면 및 내주면과 피스톤(403)의 하단면으로 둘러싸여 형성된 제1 공간부(412)와, 실린더 덮개(409)의 하단면과 실린더부(408)의 내주면과 피스톤(403)의 윗면으로 둘러싸인 제2 공간부(413)에 각각 연통되는 한 쌍의 공기구(414, 415)를 구비하는 것을 제16 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 유체제어밸브(10)가, 상부 보닛(451)과 하부 보닛(450)에 내포된 모터부(452)를 가지는 전기식 구동부(441)와, 모터부(452)의 축에 연결된 스템(460)에 의해 상하이동되는 끼워누름부재(449)와, 탄성체로 이루어지는 파이프체(443)와, 하부 보닛(450)의 하단면에 접합 고정되며 유로축선상에 파이프체(443)를 수용하는 홈(445)을 구비하는 것을 제17 특징으로 한다.

또한, 상기 압력조정밸브(35)가 제1 유체제어밸브(4)와 같은 구성인 것을 제18 특징으로 한다.

또한, 상기 압력조정밸브(35)가, 내부에 제1 밸브실(479)을 가지며 제1 밸브실(479)의 상부에 설치된 단차부(482) 및 제1 밸브실(479)과 연통되는 입구유 로(472)를 가지는 본체(473)와, 제2 밸브실(483)과 이것에 연통되는 출구유로(471)을 가지고 본체(473)의 상부에 접합되는 덮개체(474)와, 둘레부가 제1 밸브실(479)의 상부 둘레부에 접합된 제1 다이어프램(475)과, 둘레부가 본체(473)와 덮개체(474)에 의해 끼워진 제2 다이어프램(476)과, 제1 및 제2 다이어프램(475, 476)의 중앙에 설치된 두 고리형상 접합부(485, 488)에 접합되고 축방향으로 이동가능하게 되어 있는 슬리브(487)와, 제1 밸브실(479)의 바닥부에 고정되며 슬리브(487)의 하단과의 사이에 유체제어부(490)를 형성하고 있는 플러그(477)로 이루어지며, 또한 본체(473) 단차부(482)의 내주면과 제1 및 제2 다이어프램(475, 476)에 의해 둘러싸인 공기실(478)을 가지고, 제2 다이어프램(476)의 수압면적이 제1 다이어프램(475)의 수압면적보다 크게 구성되며, 상기 공기실(478)에 연통되는 공기공급구(480)가 본체에 설치되어 있는 것을 제19 특징으로 한다.

또한, 상기 조임밸브(32)가, 상부에 설치된 밸브실(253)의 바닥면에 밸브시트면(252)이 형성되며, 밸브시트면(252)의 중심에 설치된 연통구(254)에 연통되는 입구유로(255)와 밸브실(253)에 연통하는 출구유로(256)를 가지는 본체(251)와, 스템 축방향의 진퇴이동에 의해 연통구(254)에 삽입가능하며 접액(接液)면의 중심으로부터 늘어뜨려져 돌출설치된 제1 밸브체(261)와 밸브시트면(252)에 접리가능하게 되어 제1 밸브체(261)로부터 직경방향으로 격리한 위치에 형성된 원고리형상 돌출조(projection strip)의 제2 밸브체(262)와 제2 밸브체(262)로부터 직경방향으로 연속하여 형성된 박막부(263)가 일체로 설치된 격막(260)과, 상부에 핸들(281)이 고정설치되며 하부 내주면에 암나사부(278)와 외주면에 암나사부(278)의 피치보다 큰 피치를 가지는 숫나사부(279)를 가지는 제1 스템(277)과, 내주면에 제1 스템(277)의 숫나사부(279)와 나사결합하는 암나사부(283)를 가지는 제1 스템지지체(282)와, 상부 외주면에 제1 스템(277)의 암나사부(278)에 나사결합되는 숫나사부(270)를 가지고 하단부에 격막(260)이 접속되는 제2 스템(269)과, 제1 스템지지체(282)의 아래쪽에 위치하며 제2 스템(269)을 상하이동 가능하고 회전운동 불가능하게 지지하는 격막누름체(271)와, 제1 스템(277)과 격막누름체(271)를 고정하는 보닛(286)을 구비하는 것을 제20 특징으로 한다.

또한, 상기 유량계측기가, 초음파 유량계, 카르만 와(渦)유량계, 초음파식 와유량계, 임펠라(impeller)식 유량계, 전자(電磁) 유량계, 차압식 유량계, 용적식 유량계, 열선식 유량계, 또는 질량 유량계인 것을 제21 특징으로 한다.

또한, 적어도 불화수소산 또는 염산과, 순수의 2종의 유체가, 불화수소산 또는 염산 1에 대하여 순수가 10~200의 비율로 혼합되는 것을 제22 특징으로 한다.

또한, 적어도 암모니아수 또는 염산과, 과산화수소수와, 순수의 3종의 유체가, 암모니아수 또는 염산 1~3에 대하여 과산화수소수가 1~5, 순수가 10~200의 비율로 혼합되는 것을 제23 특징으로 한다.

또한, 적어도 불화수소산과, 불화암모늄과, 순수의 3종의 유체가, 불화수소산 1에 대하여 불화암모늄이 7~10, 순수가 50~100의 비율로 혼합되는 것을 제24 특징으로 한다.

본 발명에서 제1 유체제어밸브(4)는, 제어용 유체의 조작압력에 의해 압력제어가 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 도 3에 나타내는 바와 같은 유체의 압력을 제어하는 본 발명의 제1 유체제어밸브(4)나, 도 23에 나타내는 바와 같은 유체의 유량을 제어하는 본 발명의 제1 유체제어밸브(4a)의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 한편, 제어용 유체란 예를 들어, 작동공기, 작동오일 등을 말한다. 이는 안정적으로 유체를 제어할 수 있고, 맥동한 유체가 흘러도 제1 유체제어밸브(4, 4a)에 의해 압력 또는 유량을 일정압력으로 안정시킬 수 있어, 제1 유체제어밸브(4, 4a) 만으로 유로를 차단할 수 있으며, 컴팩트한 구성으로 유체혼합장치를 작게 설치할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명에서 제2 유체제어밸브(10)는, 유로의 개구면적을 변화시킴으로써 유량을 제어할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 도 4에 나타내는 바와 같은 유체의 유량을 제어하는 공기식 니들밸브(Needle valve)인 본 발명의 제2 유체제어밸브(10)의 구성을 가지고 있는 것이나, 도 25에 나타내는 바와 같은 유체의 유량을 제어하는 전기식 니들밸브인 본 발명의 제2 유체제어밸브(10a)의 구성을 가지는 것이나, 도 26에 나타내는 바와 같은 유체의 유량을 제어하는 공기식 핀치밸브(Pinch vlave)인 본 발명의 제2 유체제어밸브(10b)의 구성을 가지고 있는 것이나, 도 27에 나타내는 바와 같은 유체의 유량을 제어하는 전기식 핀치밸브인 본 발명의 제2 유체제어밸브(10c)의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이는 안정적으로 유체를 제어할 수 있으며, 제2 유체제어밸브(10, 10a, 10b, 10c) 만으로 유로를 차단할 수 있어, 컴팩트한 구성으로 유체혼합장치를 작게 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명은 도 5에 나타내는 바와 같이, 유체혼합장치의 각 공급라 인(16, 17)에 개폐밸브(18, 22)를 설치해도 된다. 이는, 개폐밸브(18, 22)를 설치하는 것에 의해 개폐밸브(18, 22)를 차단함으로써, 유체혼합장치의 보수 등(수리, 부품교환)을 쉽게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 유체혼합장치에 개폐밸브(18, 22)를 구비하고 있으면, 유로를 차단하고 보수 등을 위해 유체혼합장치를 분해했을 때, 유로 안에 남은 유체가 분해된 부분으로부터 누출되는 것을 최소한으로 억제할 수 있으며, 또한 유로 내에서 어떤 문제가 발생했을 때, 개폐밸브(18, 22)로 유체를 긴급 차단할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 개폐밸브(18, 22)가 유체의 흐름을 개방 또는 차단하는 기능을 가지고 있으면, 그 구성은 특별히 한정되지 않으며, 수동에 의한 것이어도 되고, 공기구동, 전기구동, 자기(磁氣)구동 등의 자동에 의한 것이어도 된다. 자동인 경우, 제어회로를 설치하여 유량계측기(19, 23)와 연결시켜 계측값에 따라 개폐밸브(18, 22)를 구동시키도록 해도 되고, 유체혼합장치로부터 독립하여 구동시켜도 된다. 유체혼합장치와 연결하여 구동시키는 경우, 유체혼합장치 내에서 일괄제어를 할 수 있기 때문에 바람직하다. 유체혼합장치로부터 독립하여 구동시키는 경우, 유체혼합장치에 문제가 발생하여 개폐밸브(18, 22)로 유로를 긴급 차단할 때, 유체혼합장치의 문제에 영향을 주지 않고 구동할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 개폐밸브(18, 22)의 설치위치는, 보수 등을 하기 위해서는 다른 밸브 및 유량계측기보다 상류측에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 개폐밸브(18, 22)는 각 공급라인(16, 17) 중의 임의의 라인에만 설치해도 되고, 모든 라인에 설치해도 된다.

본 발명은 도 7에 나타내는 바와 같이, 유체혼합장치의 제2 공급라인(28)에 압력조정밸브(35)를 설치해도 된다. 압력조정밸브(35)는 유입되는 유체의 압력을 일정압력으로 조정하여 유출시키는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 도 3에 나타내는 바와 같은 제1 유체제어밸브(4)를 압력조정밸브(35)로서 사용하는 것이 바람직하다. 이는 컴팩트한 구성이고, 또한 유입된 유체가 압력변동주기가 빠른 맥동한 흐름이더라도 압력조정밸브(35)에 의해 압력을 일정압력으로 안정시킬 수 있으며, 이에 의해 맥동의 영향으로 유체의 계측값이 판독하기 어려워지는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 특히 유체가 슬러리 등의 고착되기 쉬운 유체인 경우, 도 28에 나타내는 바와 같은 본 발명의 압력조정밸브(35a)의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이는, 유로의 구조가 간단하고 유체가 체류하기 어려운 구성이어서, 유체에 슬러리를 흐르게 하여도 슬러리가 고착되기 어렵기 때문에 바람직하다.

본 발명은 도 7에 나타내는 바와 같이, 유체혼합장치의 제1 공급라인(27)에 조임밸브(32)를 설치하여도 좋다. 조임밸브(32)는 개구면적을 조절할 수 있고 유로를 조여 유량을 안정시키는 구성이면 특별히 한정되지 않지만, 도 8에 나타내는 바와 같은 본 발명의 조임밸브(32)의 구성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이는 폭넓은 유량범위에서 유량을 조절할 수 있으며, 조임밸브(32)의 미소한 개구도를 쉽고 정밀하게 조절할 수 있기 때문에, 개구도의 미세조절을 단시간에 실시할 수 있는 동시에, 높이 방향의 장소를 차지하지 않고 컴팩트한 구조로 유체혼합장치를 작게 설치할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 도 8에서 조임밸브(32)의 제1 스템(277)의 외주면에 설치된 숫나사부(279)와 하부 내주면에 설치된 암나사부(278)의 피치 차이는, 숫나사부(279) 피치의 6분의 1이 되도록 형성되어 있는데, 피치 차이는 숫나사부 피치의 20분의 1에서 5분의 1의 범위로 마련하는 것이 바람직하다. 밸브체는 전체폐쇄에서 전체개방까지 일정한 범위의 리프트량을 얻기 때문에, 핸들(281)의 스트로크가 너무 커져, 밸브높이가 높아지지 않게 하기 위하여 피치 차이를 숫나사피치의 20분의 1보다 크게 하면 좋고, 밸브를 미세한 오더로 높은 정밀도로 조절하기 위하여 피치 차이를 숫나사피치의 5분의 1보다 작게 하면 좋다.

또한, 도 9에서 제1 밸브체(261)의 직선부(267)의 외경(D1)은, 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 0.97D로 설정되어 있는데, 직선부(267)의 외경(D1)은 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 0.95D≤D1≤0.995D의 범위내인 것이 바람직하다. 제1 밸브체(261)와 연통구(254)를 슬라이딩 접속시키지 않기 위하여 D1≤0.995D가 좋고, 유량조절을 부드럽게 하기 위하여 0.95D≤D1이 좋다.

또한, 제1 밸브체(261)의 테이퍼부(268)의 테이퍼 각도는, 축선에 대하여 15°로 설정되어 있는데, 12°~28°의 범위내인 것이 바람직하다. 밸브를 크게 하지 않고 넓은 유량범위를 조절하기 위하여 12° 이상이 좋고, 개구도에 대하여 유량을 급격하게 변화시키지 않기 위하여 28° 이하가 좋다. 또한, 제2 밸브체(262)의 원고리형상 돌출조의 직경(D2)은 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 1.5D로 설정되어 있는데, 제2 밸브체(262)의 원고리형상 돌출조의 직경(D2)은 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 1.1D≤D2≤2D의 범위내인 것이 바람직하다. 제1 밸브체(261)와 제2 밸브체(262)의 사이에는 고리형상 홈부(265)를 확실하게 설치하여 고리형상 홈부(265)에 유체의 흐름을 제어하는 공간 부분을 얻기 위해서는 1.1D≤D2 가 좋고, 개구도에 대하여 제2 밸브체(262)와 밸브시트면(252)으로 형성되는 개구면적의 증가율을 억제하기 위하여 D2≤2D가 좋다.

본 발명에서 유량계측기(3, 9)는, 계측한 유량을 전기신호로 변환하여 제어부(5, 11)로 출력되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 유량계측기가 초음파 유량계, 카르만 와유량계, 초음파식 와유량계, 임펠라식 유량계, 전자 유량계, 차압식 유량계, 용적식 유량계, 열선식 유량계, 질량 유량계 등이 바람직하다. 특히, 도 2나 도 29에 나타내는 바와 같은 초음파 유량계인 경우, 매우 작은 유량에 대하여 높은 정밀도로 유량을 측정할 수 있기 때문에, 매우 작은 유량의 유체제어에 바람직하다. 또한, 도 30에 나타내는 바와 같은 초음파식 와유량계인 경우, 큰 유량에 대하여 높은 정밀도로 유량을 측정할 수 있기 때문에, 큰 유량의 유체제어에 바람직하다. 이와 같이, 유체의 유량에 따라 초음파 유량계와 초음파식 와유량계를 구별하여 사용함으로써, 높은 정밀도로 유체를 제어할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 제어부(5, 11)가 각 공급라인에 각각 개별적으로 설치되어 있는데, 한 곳에 집중시켜 설치해도 된다.

각각의 공급라인(1, 2)의 최하류측에는 각 공급라인(1, 2)의 합류부(15)를 가짐으로써, 각 공급라인(1, 2)을 흐르는 유체의 혼합이 이루어진다. 또한, 도 12에서 나타내는 바와 같이, 합류부(39a) 직전의 각 공급라인(27a, 28a)에는 개폐밸브(40, 41)가 각각 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이는, 각각의 공급라인(27a, 28a)에 있어서, 단독 공급라인에서의 공급이나 각 공급라인(27a, 28a)으로부터 유체를 선택하여 혼합하는 것이 가능하여, 각각 임의의 유량으로 유출시킬 수 있는 동시에, 각 공급라인(27a, 28a)의 보수 등을 할 때, 개폐밸브(40, 41)를 폐쇄상태로 함으로써 유체의 역류 등이 방지되어, 유체의 누출이 확실히 방지되기 때문에 바람직하다. 또한, 도 13에서 나타내는 바와 같이, 합류부가 다기관 밸브(42)인 것이 바람직하다. 이는, 상기 합류부(39a) 직전의 공급라인(27a, 28a)에 개폐밸브(40, 41)를 배치한 경우와 같은 효과가 얻어지는 동시에, 유체혼합장치를 컴팩트하게 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 복수개의 공급라인을 설치하고 개폐밸브(40, 41)나 다기관 밸브(42)를 개폐함으로써 각 공급라인 중 일부의 유체를 선택하여 혼합할 수도 있으며, 각 공급라인의 유량 설정을 변화시킴으로써 자유롭게 유체와 그 혼합비율을 설정할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 각 공급라인(27b, 28b)과 다기관 밸브(42)는, 독립된 접속수단을 이용하지 않고 직접 접속되어도 되고, 하나의 베이스 블록에 설치되어도 되며, 이에 의해 유체혼합장치를 보다 컴팩트하게 형성할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 합류부(15)보다 하류에 밸브나 계측기 등을 설치해도 되며, 특별히 한정되지 않는다.

또한, 도 15에서 나타내는 바와 같이, 각각의 공급라인(27c, 28c)의 최상류측에는 본 발명의 플러싱 장치(43)를 설치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 임의의 한 공급라인으로 유입되는 유체를 세정에 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 15에서 플러싱 장치(43)의 개폐밸브(535a, 536a)를 폐지시키고 개폐밸브(537a)를 개방시킴으로써, 다른 공급라인(28c)으로 임의의 한 공급라인(27c)에 흐르는 순수를 흐 르게 할 수 있으며, 다른 공급라인(28c)을 순수로 플러싱하여 세정할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명의 플러싱 장치(43)는 밸브를 이용하여 설치된 것이라면 구성이 특별히 한정되지 않으나, 유로가 형성된 하나의 베이스 블록에 밸브가 설치되어 이루어지는 구성인 것이 바람직하며, 특히 도 16 및 도 17에서 나타내는 바와 같이, 유로가 형성된 하나의 베이스 블록인 본체(531)에 밸브체(550, 551, 552)의 개폐구동을 하는 구동부(532, 533, 534)가 본체(531)의 상부와 하부에 각각 설치된 구성인 것이 보다 바람직하다. 이는, 개폐밸브를 집적시켜 플러싱 장치(43)를 컴팩트하게 설치할 수 있고, 또한 유체혼합장치를 컴팩트하게 설치할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 유체혼합장치는, 제1 유체제어밸브(4)로 유체를 제어하는 제1 공급라인(1)과, 제2 유체제어밸브(10)로 유체를 제어하는 제2 공급라인(2)을 가지고 있음으로써, 각 공급라인(1, 2)에 공급할 때의 유체의 상태에 따라 적합한 유체제어방법을 선택할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명의 실시예는 공급라인이 2개인 경우인데, 공급라인은 2개 이상 설치하여도 좋고, 2개 이상의 공급라인을 합류시킨 후에 다른 공급라인과 합류시키는 구성으로 하여도 좋으며, 공급라인의 개수에 따라 2개 이상의 유체를 임의의 비율로 혼합시킬 수 있다. 또한, 제1 제어밸브(4)를 가지는 제1 공급라인(1)의 구성과, 제2 제어밸브(10)를 가지는 제2 공급라인(2)의 구성의 각각 설치하는 라인의 비도 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 유체혼합장치는 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 인접하는 밸브 및 유량계측기가 독립된 접속수단을 이용하지 않고 직접 접속되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 말하는 독립된 접속수단을 이용하지 않고 직접 접속되어 있다는 것은 2 가지의 개념을 가지고 있는데, 하나는 별도의 튜브나 파이프를 이용하지 않는 것을 말한다. 이는 도 18과 같이 튜브나 파이프를 설치하지 않고, 별도의 부재를, 유로의 밀봉 및 유로의 방향전환을 위한 접속부재(46, 47, 48, 49)를 개재시켜 직접 접속하는 방법이다. 다른 하나는 별도의 이음매를 사용하지 않는 것을 말한다. 이는 접속하는 부재의 끝면이나 그 부재의 접속부의 끝면을, 밀봉부재를 개재시킴으로써 직접 접속하는 방법이다. 이에 의해, 유체혼합장치를 컴팩트하게 하여 설치장소의 공간을 줄일 수 있고, 설치작업이 쉬워져 작업시간을 단축할 수 있으며, 유체혼합장치 내의 유로를 필요 최소한으로 짧게 할 수 있어 유체저항을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 유체혼합장치는 도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 밸브 및 유량계측기가 유로가 형성된 하나의 베이스 블록(51)에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이는 각 구성요소가 하나의 베이스 블록(51)에 설치됨으로써 유체혼합장치를 컴팩트하게 하여 설치장소의 공간을 줄일 수 있고, 설치작업이 쉬워져 작업시간을 단축할 수 있으며, 유체혼합장치 내의 유로를 필요 최소한으로 짧게 할 수 있어 유체저항을 억제할 수 있고, 또한 부품개수를 줄일 수 있어 쉽게 유체혼합장치를 조립할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 유체혼합장치는 도 22에 나타내는 바와 같이, 하나의 케이싱(53) 내에 설치되어 이루어지는 구성인 것이 바람직하다. 이는 하나의 케이싱(53) 내에 설치되어 이루어짐으로써 유체혼합장치가 하나의 모듈이 되기 때문에 설치가 쉬워 지고, 설치작업의 작업시간을 단축할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 케이싱(53)에 의해 밸브 및 유량계측기가 보호되는 동시에, 유체혼합장치를 블랙박스화함으로써, 본 발명과 같은 피드백 제어를 하기 위해 조정된 유체혼합장치를 반도체 제조장치 등에 설치했을 때, 반도체 제조장치의 이용자가 유체혼합장치를 쉽게 분해함으로써 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명의 유체혼합장치는, 케이싱(53)의 외부에 조임밸브(32)의 핸들(281)이 노출되어 있는 것이 바람직하며, 조작자가 수동 등에 의해 핸들(281)을 조작하기가 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한, 필요에 따라 케이싱(53)으로부터 유량계측기(3, 9)를 노출시킨 구성으로 하여도 좋다.

본 발명의 유량계측기(3, 9), 제1 유체제어밸브(4), 제2 유체제어밸브(10), 개폐밸브(18, 22), 압력조정밸브(35)의 설치 순서는 어떠한 순서이어도 좋으며 특별히 한정되지 않지만, 압력조정밸브(35)가 제2 유체제어밸브(10) 및 유량계측기(9)의 상류측에 위치하는 것이, 유체가 압력 맥동을 가지는 경우에 초기단계에서 상기 맥동을 감쇠시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 조임밸브(32)가 제1 유체제어밸브(4) 및 유량계측기(3)의 하류측에 위치하는 것이, 유량을 쉽고 안정적으로 조정할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명의 유체혼합장치는, 적어도 2개의 공급라인의 유체의 유량을 임의의 값으로 일정하게 제어할 필요가 있는 용도라면, 화학 등의 각종 공장, 반도체 제조분야, 의료분야, 식품분야 등 각종 산업에 사용해도 되지만, 반도체 제조장치 내에 설치되는 것이 바람직하다. 반도체 제조공정의 전(前)공정으로는 포토레지 스트 공정, 패턴노광 공정, 식각 공정이나 평탄화 공정 등을 들 수 있으며, 이들의 세정수의 농도를 순수와 약액의 유량비로 관리할 때, 본 발명의 유체혼합장치를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 유체혼합장치로 혼합되는 유체와 그 비율은, 적어도 2개 이상의 공급라인을 가지는 유체혼합장치에서, 불화수소산 또는 염산과, 순수의 2종의 유체가, 불화수소산 또는 염산 1에 대하여 순수가 10~200의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 또한, 적어도 3개 이상의 공급라인을 가지는 유체혼합장치에 있어서, 암모니아수 또는 염산과, 과산화수소수와, 순수의 3종의 유체가, 암모니아수 또는 염산 1~3에 대하여, 과산화수소수가 1~5, 순수가 10~200의 비율로 혼합되는 것이 바람직하며, 불화수소산과, 불화암모늄과, 순수의 3종의 유체가, 불화수소산 1에 대하여, 불화암모늄이 7~10, 순수가 50~100의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 이 유체들이 상기 비율로 혼합된 혼합유체는, 반도체 제조공정의 전공정에서 기판의 표면처리 등을 할 때의 약액으로서 적합하게 사용된다.

불화수소산과 순수를 혼합한 혼합유체나 염산과 순수를 혼합한 혼합유체는, 기판 표면처리에서의 자연산화막 제거, 통상의 산화막 제거, 또는 금속(메탈 이온) 제거 등에 사용하는 약액으로서 바람직하다. 불화수소산 또는 염산 1에 대한 순수의 비율은, 약액의 농도가 높아짐으로써 기판에 얼룩이 발생하는 것을 억제하기 위하여 10 이상인 것이 바람직하며, 약액의 농도가 낮아짐으로써 산화막 제거나 금속 제거의 처리효과가 낮아지는 것을 방지하기 위하여 200 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 혼합유체는 액체온도 20℃~25℃에서 효과적으로 사용할 수 있다.

암모니아수와 과산화수소수와 순수를 혼합한 혼합유체는, 기판 표면처리에서의 이물질(particle) 제거 등에 사용하는 약액으로서, 염산과 과산화수소수와 순수를 혼합한 혼합유체는, 금속제거 등에 사용하는 약액으로서 바람직하다. 암모니아수 또는 염산 1~3에 대한 과산화수소수의 비율은, 이물질 제거나 금속 제거를 효과적으로 하기 위하여 1~5의 범위 내인 것이 바람직하다. 암모니아수 또는 염산 1~3에 대한 순수의 비율은, 약액의 농도가 높아짐으로써 기판에 얼룩이나 표면 거칠함이 발생하는 것을 억제하기 위하여 10 이상인 것이 바람직하고, 약액의 농도가 낮아짐으로써 이물질이나 금속 제거의 처리효과가 낮아지는 것을 방지하기 위하여 200 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 혼합유체는 액체온도 25℃~80℃에서 효과적으로 사용할 수 있고, 60℃~70℃에서 보다 효과적으로 사용할 수 있다.

불화수소산과 불화암모늄과 순수를 혼합한 혼합유체는, 기판 표면처리에서의 산화막 식각에 바람직하다. 불화수소산에 대한 불화암모늄의 비율은, 산화막 식각을 효과적으로 하기 위하여 7~10의 범위 내인 것이 바람직하다. 불화수소산 1에 대한 순수의 비율은, 약액의 농도가 높아짐으로써 기판에 얼룩이나 표면 거칠함이 발생하는 것을 억제하기 위하여 50 이상인 것이 바람직하고, 약액의 농도가 낮아짐으로써 산화막 식각의 처리효과가 떨어지는 것을 방지하기 위하여 100 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 혼합유체는 액체온도 20℃~25℃에서 효과적으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 유체혼합장치는, 같은 유체가 흐르는 공급라인을 복수개 설치한 구성이어도 된다. 이는 예를 들어, 순수가 흐르는 하나의 공급라인과, 염산이 흐르는 두 개의 공급라인으로 구성되는 유체혼합장치 등으로, 염산을 하나의 공급라인에 흘린 경우와 두 개의 공급라인에 흘린 경우를 선택하여, 염산의 유량을 넓은 범위에서 설정할 수 있도록 함으로써, 유체혼합장치에 의해 혼합하는 순수와 염산의 혼합비율을 넓은 범위에서 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 유량계측기(3, 9), 제1 유체제어밸브(4), 제2 유체제어밸브(10), 개폐밸브(18, 22), 압력조정밸브(35)의 각 부품의 재질은, 유체에 접액하는 유로를 형성하는 부품으로는, 특히 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, PTFE라고 한다), 폴리비닐리덴플루오로라이드(이하, PVDF라고 한다), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합 수지(이하, PFA라고 한다) 등의 불소 수지이면 되고, 불화수소산, 염산, 과산화수소수, 암모니아수, 불화암모늄을 액체온도 20℃~80℃의 범위에서 흐르게 하여도 문제없이 사용할 수 있으며, 부식성 유체를 흘려 부식성 가스가 투과되어도 밸브 및 유량계측기의 부식에 대한 걱정없이 사용할 수 있으므로 바람직하다. 다른 재질로는, 폴리프로필렌(이하, PP라고 한다), 폴리에틸렌(이하, PE라고 한다), 염화비닐 수지(이하, PVC라고 한다) 등을 들 수 있으며, PP는 불화수소산, 염산, 암모니아수, 불화암모늄을 액체온도 20℃~80℃의 범위에서 흘려도 문제없이 사용할 수 있고, PE는 불화수소산, 염산, 과산화수소수, 암모니아수, 불화암모늄을 액체온도 20℃~60℃의 범위에서 흘려도 문제없이 사용할 수 있으며, PVC는 염산이나 암모니아수를 액체온도 20℃~60℃의 범위에서, 불화수소산, 과산화수소수, 불화암모늄을 액체온도 20℃~25℃의 범위에서 흘려도 문제없이 사용할 수 있다. 접액하지 않는 상기 각 부품의 재질은, 필요한 강도를 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 유체제어밸브(4, 10)에 이용되는 스프링(205)은 접액하지 않지만, 부식성 유체를 흘릴 경우에는, 불소 수지로 코팅함으로써 부식성 가스가 투과되었을 때 부식이 방지된다.

본 발명은 이상과 같은 구조를 하고 있어, 아래와 같은 우수한 효과를 얻을 수 있다. (1) 유체혼합장치의 각각의 공급라인이 피드백 제어를 함으로써, 각각의 공급라인에서 유체의 실제 유량을 양호한 응답성을 가지고 설정유량이 되도록 안정시킬 수 있어, 설정된 비율로 혼합되는 동시에, 설정유량값을 바꿈으로써 자동적으로 유체를 임의의 비율로 혼합시킬 수 있다. (2) 공급라인에 본 발명의 제1 유체제어밸브를 사용하면, 맥동한 유체가 흘러도 제1 유체제어밸브에 의해 압력 또는 유량을 일정압력으로 안정시킬 수 있어, 컴팩트한 구성이기 때문에 유체혼합장치를 작게 형성할 수 있다. (3) 공급라인에 본 발명의 제2 유체제어밸브를 사용하면, 넓은 유량범위에 걸쳐서 유체를 원하는 유량으로 조절할 수 있으며, 컴팩트한 구성이기 때문에 유체혼합장치를 작게 형성할 수 있다. (4) 공급라인에 개폐밸브를 설치하면, 개폐밸브를 폐쇄상태로 함으로써 유체혼합장치의 보수 등을 유체를 누출시키지 않고 쉽게 할 수 있는 동시에, 유로 내에서 어떤 문제가 발생했을 때, 개폐밸브로 유체를 긴급차단할 수 있다. (5) 유체혼합장치에 압력조정밸브를 설치함으로써, 맥동한 유체가 흘러도 압력조정밸브에 의해 그 맥동을 감쇠시켜, 압력을 일정압력으로 안정시킬 수 있으며, 컴팩트한 구성이기 때문에 유체혼합장치를 작게 설치할 수 있다. (6) 유체혼합장치에 본 발명의 조임밸브를 사용하면, 넓은 유량범위에서 유량을 조절할 수 있으며, 또한 조임밸브의 미소한 개구도를 쉽고 정밀하게 조절할 수 있기 때문에 유량의 미세조절을 단시간에 실행할 수 있는 동시에, 높이방향의 장소를 차지하지 않고 컴팩트한 구조이기 때문에 유체혼합장치를 작게 설치할 수 있다. (7) 합류부 직전의 공급라인에 개폐밸브를 각각 배치하면, 단독 공급라인에서의 유체의 공급이나 각각의 공급라인으로부터 유체를 선택하여 혼합할 수 있다. 또한, 합류부에 다기관 밸브를 설치하면, 유체혼합장치를 더욱 컴팩트하게 형성할 수 있다. (8) 각각의 공급라인의 최상류측에 플러싱 장치를 배치하면, 플러싱 장치의 조작에 의해, 제1 공급라인으로 흐르는 유체로 다른 공급라인을 플러싱할 수 있어 쉽게 세정할 수 있다. (9) 유체혼합장치의 각종 밸브 및 유량계측기를 직접 접속하면, 유체혼합장치를 컴팩트하게 하여 설치장소의 공간을 줄일 수 있고, 설치작업이 쉬워져 작업시간을 단축할 수 있으며, 유체혼합장치 내의 유로가 필요 최소한으로 짧아져 유체저항을 억제할 수 있다. (10) 유체혼합장치를 유로가 형성된 하나의 베이스 블록에 설치하면, 유체혼합장치를 컴팩트하게 하여 설치장소의 공간을 줄일 수 있고, 설치작업이 쉬워져 작업시간을 단축할 수 있으며, 부품개수를 줄일 수 있어 유체혼합장치를 쉽게 조립할 수 있고, 유체혼합장치 내의 유로가 필요 최소한으로 짧아져 유체저항을 억제할 수 있다. (11) 유체혼합장치를 하나의 케이싱 내에 설치하면, 설치작업의 작업시간을 단축할 수 있고, 각 밸브 및 유량계측기가 케이싱에 의해 보호되는 동시에, 유체혼합장치를 블랙박스화함으로써 익숙하지 않은 이용자가 유체혼합장치를 분해하는 것을 방지하기 때문에, 분해에 의한 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 첨부도면과 본 발명의 바람직한 실시예의 기재로부터, 본 발명을 한층 충분하게 이해할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하는데, 본 발명이 본 실시예에 의해 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다.

(실시예 1)

이하, 도 1 내지 도 4에 근거하여, 본 발명의 제1 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

유체혼합장치는 2개의 공급라인 즉, 제1 공급라인(1)과 제2 공급라인(2)으로 형성되어 있다. 제1 공급라인(1)은 유량계측기(3), 제1 유체제어밸브(4)의 순서로 접속되고 제어부(5)가 설치되며, 제2 공급라인(2)은 유량계측기(9), 제2 유체제어밸브(10)의 순서로 접속되고 제어부(11)가 설치되어 있다. 제1, 제2 공급라인(1, 2)의 최하류측에는 상기 공급라인(1, 2)의 합류부(15)가 설치되어 있다. 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 3, 9는 유체의 유량을 계측하는 초음파 유량계인 유량계측기이다. 유량계측기(3, 9)는 입구유로(371)와, 입구유로(371)로부터 늘어져 설치된 직선유로(372)와, 직선유로(372)로부터 늘어져 설치되고 입구유로(371)와 동일방향으로 평행하게 설치된 출구유로(373)를 가지며, 입구, 출구유로(371, 373) 측벽의 직선유로(372)의 축선과 교차하는 위치에, 초음파 진동자(374, 375)가 서로 대향하여 배치되어 있다. 초음파 진동자(374, 375)는 불소 수지로 덮여 있고, 상기 진동자(374, 375)로부터 뻗은 배선은 하기 제어부(5, 11)의 연산부(6, 12)로 이어져 있다. 또한, 유량계측기(3, 9)의 초음파 진동자(374, 375) 이외에는 PFA제이다.

도면부호 4는 조작압력에 따라 유체압력을 제어하는 제1 유체제어밸브이다. 제1 유체제어밸브(4)는 본체(201), 보닛(202), 스프링받이(203), 피스톤(204), 스프링(205), 제1 밸브기구체(206), 제2 밸브기구체(207), 베이스 플레이트(208)로 형성된다.

도면부호 201은 PTFE제 본체로서, 하부 중앙에 바닥부까지 개방하여 설치된 제2 공극(209)을, 상부에는 윗면 개방하여 설치되며 제2 공극(209)의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극(210)을 가지고, 측면에는 제2 공극(209)과 연통되어 있는 입구유로(211)가, 입구유로(211)와 마주보는 면에 제1 공극(210)과 연통되어 있는 출구유로(212)가, 또한 제1 공극(210)과 제2 공극(209)을 연통하여 제1 공극(210)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍(213)이 설치되어 있다. 제2 공극(209)의 윗면부는 밸브시트(214)로 되어 있다.

도면부호 202는 PVDF제 보닛으로서, 내부에 원통형상의 공극(215)이 설치되고 하단 내주면에 공극(215)보다 직경확대된 단차부(216)가 설치되며, 측면에는 공극(215) 내부로 압축공기를 공급하기 위하여 공극(215)과 외부를 연통하는 급기구멍(217), 및 급기구멍(217)으로부터 도입된 압축공기를 미량으로 배출하기 위한 미세한 배출구멍(218)이 설치되어 있다. 한편, 배출구멍(218)은 압축공기의 공급에 있어서 필요한 경우에는 설치하지 않아도 상관없다.

도면부호 203은 PVDF제 평면 원형상의 스프링받이로서, 중앙부에 관통구멍(219)을 가지고, 대략 상부 절반이 보닛(202)의 단차부(216)에 끼워져 들어가 있다. 스프링받이(203)의 측면부에는 고리형상 홈(220)이 설치되며, O-링(221)을 장 착함으로써 보닛(202)으로부터 외부로 압축공기가 유출하는 것을 막고 있다.

도면부호 204는 PVDF제 피스톤으로서, 상부에 원반형상의 차양부(222)와, 차양부(222)의 중앙하부로부터 원기둥형상으로 돌출하여 설치된 피스톤축(223)과, 피스톤축(223)의 하단에 설치된 암나사부로 이루어지는 제1 접합부(224)를 가진다. 피스톤축(223)은 스프링받이(203)의 관통구멍(219)보다 작은 직경으로 설치되어 있으며, 제1 접합부(224)는 하기 제1 밸브기구체(206)의 제2 접합부(229)와 나사결합에 의해 접합되어 있다.

도면부호 205는 SUS제 스프링으로서, 피스톤(204)의 차양부(222) 하단면과 스프링받이(203)의 상단면에 의해 끼워져 있다. 피스톤(204)의 상하이동에 따라 스프링(205)도 신축(伸縮)하는데, 이 때의 하중 변화가 적도록 자유길이가 긴 것이 바람직하게 사용된다.

도면부호 206은 PTFE제의 제1 밸브기구체로서, 바깥둘레부로부터 위쪽으로 돌출하여 설치된 통형상부(225)를 가진 막부(226)와 두께부를 중앙부에 가지는 제1 다이어프램(227)과, 제1 다이어프램(227)의 중앙 윗면으로부터 돌출하여 설치된 축부(228)의 상단부에 설치된 작은 직경의 숫나사로 이루어지는 제2 접합부(229), 및 상기 중앙 아랫면으로부터 돌출하여 설치되며 하단부에 형성된 암나사부로 이루어지는 하기 제2 밸브기구체(207)의 제4 접합부(234)와 나사결합되는 제3 접합부(230)를 가진다. 제1 다이어프램(227)의 통형상부(225)는, 본체(201)와 스프링받이(203)의 사이에서 끼워져 고정됨으로써, 제1 다이어프램(227) 아랫면으로부터 형성된 제1 밸브실(231)이 밀봉되어 형성되어 있다. 또한, 제1 다이어프램(227)의 윗 면, 보닛(202)의 공극(215)은 O-링(221)을 통하여 밀봉되어 있으며, 보닛(202)의 급기구멍(217)으로부터 공급되는 압축공기가 가득 차 있는 공기실을 형성하고 있다.

도면부호 207은 PTFE제의 제2 밸브기구체로서, 본체(201)의 제2 공극(209) 내부에 설치되며 연통구멍(213)보다 큰 직경으로 설치된 밸브체(232)와, 밸브체(232) 상단면으로부터 돌출하여 설치된 축부(233)와, 그 상단에 설치된 제3 접합부(230)와 나사결합에 의해 접합고정되는 숫나사부로 이루어지는 제4 접합부(234)와, 밸브체(232) 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드(235)와, 로드(235) 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어 나가 설치되며 둘레부로부터 아래쪽으로 돌출하여 설치된 통형상 돌출부(236)를 가지는 제2 다이어프램(237)으로 구성되어 있다. 제2 다이어프램(237)의 통형상 돌출부(236)는, 하기 베이스 플레이트(208)의 돌출부(239)와 본체(201) 사이에서 끼워짐으로써, 본체(201)의 제2 공극(209)과 제2 다이어프램(237)으로 형성되는 제2 밸브실(238)을 밀폐하고 있다.

도면부호 208은 PVDF제 베이스 플레이트로서, 상부 중앙에 제2 밸브기구체(207)의 제2 다이어프램(237)의 통형상 돌출부(236)를 본체(201)와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부(239)를 가지며, 돌출부(239)의 상단부에 절결 오목부(240)가 설치되는 동시에, 측면에 절결 오목부(240)에 연통되는 호흡구멍(241)이 설치되어 있고, 보닛(202)과의 사이에서 본체(201)를 통하여 볼트, 너트(도시하지 않음)에 의해 끼워 고정하고 있다. 한편, 본 실시예에서는 스프링(205)을 보닛(202)의 공극(215) 안에 설치하여, 피스톤(204), 제1 밸브기구체(206), 제2 밸브기구체(207) 를 위쪽으로 가압하는 구성인데, 스프링(205)을 베이스 플레이트(208)의 절결 오목부(240)에 설치하여, 피스톤(204), 제1 밸브기구체(206), 제2 밸브기구체(207)를 위쪽으로 가압하는 구성으로 하여도 된다.

도면부호 10은 조작압력에 따라 유로의 개구면적을 변화시킴으로써 유체의 유량을 제어하는 제2 유체제어밸브(공기식 니들밸브)이다. 제2 유체제어밸브(10)는 본체(301), 실린더(302), 보닛(303), 제1 다이어프램(304), 밸브체(305), 제2 다이어프램(306), 로드(307), 다이어프램 누름부재(308), 스프링(309)으로 구성된다.

도면부호 301은 PTFE제의 본체로, 상부에 원통형의 밸브실(310)이 설치되어 있고, 그 밸브실(310)에 연통되어 입구유로(311) 및 출구유로(312)가 각각 하부에 설치되어 있다. 밸브실 바닥부 중앙에는 출구유로(312)로 이어지는 개구부(313)가, 개구부(313)의 주변부에는 입구유로(311)로 이어지는 개구부(314)가 설치되어 있다. 개구부(314)의 횡단면 형상은 원형인데, 유량을 광범위하게 제어하기 위하여 개구부(313)를 크게 한 경우에는, 밸브실 바닥부 중앙에 설치된 개구부(313)를 중심으로 한 주변부에 대략 초승달 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 본체(301)의 윗면에는 제1 다이어프램(304)의 밀봉부가 끼워맞추어지는 고리형상 홈(330)이 설치되어 있다.

도면부호 302는 PVC제의 실린더로, 바닥부 중앙에 관통구멍(315)과 바닥부 안쪽면에 단차부(335)를 가지며, 측면에 호흡구(316)가 설치되어 있다. 실린더(302)는 본체(1)와 제1 다이어프램(304)의 둘레부를 끼워 고정하며, 보닛(303)과 제2 다이어프램(306)의 둘레부를 끼워 고정하고 있다. 실린더(302)의 측면에 설치 된 호흡구(316)는, 유체가 가스로 되어 제1 다이어프램(304)을 투과한 경우에, 그 가스를 배출시키기 위해 설치되어 있다.

도면부호 303은 PVC제의 보닛으로, 상부에 압축공기를 도입하는 작동유체 연통구(317) 및 배기구(318)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는 작동유체 연통구(317)가 보닛(303)의 상부에 설치되어 있는데, 측면에 설치해도 된다. 또한, 배기구(318)는 압축공기의 공급에 있어서 필요하지 않은 경우에는 설치하지 않아도 상관없다. 또한, 둘레측부의 하부에는, 제2 다이어프램(306)의 밀봉부(327)가 끼워맞추어지는 고리형상 홈(331)이 설치되어 있다. 이상 설명한 본체(301), 실린더(302) 및 보닛(303)은, 볼트, 너트(도시하지 않음)에 의해 일체로 고정되어 있다.

도면부호 304는 PTFE제의 제1 다이어프램으로, 어깨부(319)를 중심으로 어깨부(319) 위에는 로드(307)에 끼워맞춤 고정되는 부착부(320)가, 또한 아래에는 밸브체(305)가 고정되는 접합부(332)가 일체로, 또한 돌출하여 설치되어 있고, 어깨부(319)로부터 직경방향으로 뻗어나간 부분에는, 박막부(321)와, 박막부(321)로 이어지는 두께부(322), 및 두께부(322)의 둘레부에 밀봉부(323)가 설치되어 있으며, 이들은 일체로 형성되어 있다. 박막부(321)의 막두께는 두께부(322) 두께의 1/10 정도로 되어 있다. 로드(307)와 부착부(320)의 고정방법은, 끼워맞춤 뿐만 아니라 나사결합이거나 접착이어도 된다. 접합부(332)와 밸브체(305)의 고정은 나사결합이 바람직하다. 제1 다이어프램(304)의 바깥둘레부에 위치하는 밀봉부(323)는 축선방향으로 단면이 L자형으로 형성되어 있으며, O-링(336)을 통해 본체(301)의 고리형 상 홈(330)에 끼워맞추어지고, 실린더(302)의 바닥부에 설치된 고리형상 돌출부(328)에 눌려 끼워져 고정되어 있다.

도면부호 305는 PTFE제의 밸브체로, 제1 다이어프램(306)의 하부에 설치된 접합부(332)에 나사결합하여 고정되어 있다. 밸브체(305)는 본 실시예와 같은 형상에 한하지 않고, 원하는 유량특성에 따라 구형상 밸브체나 원뿔형상 밸브체이어도 된다. 또한, 슬라이딩 운동 저항을 최대한 줄인 상태에서 전체폐쇄하기 위해서는, 외주에 리브(rib)가 장착된 밸브체가 적합하게 이용된다.

도면부호 306은 에틸렌프로필렌디엔 공중합체(이하, EPDM이라고 한다)제의 제2 다이어프램으로, 중앙구멍(324)을 가지며, 그 주변의 두께부(325), 두께부의 상부에는 고리형상 돌출부(328), 두께부(325)로부터 직경방향으로 뻗어나간 박막부(326), 및 박막부(326)의 둘레부에 설치된 밀봉부(327)가 일체로 형성되고, 바닥부에 제1 다이어프램(304)의 부착부(320)가 고정되어 있는 로드(307)의 상부에 위치하는 어깨부(329)에 다이어프램 누름부재(308)에 의해 중앙구멍(324)을 관통하여 끼워 고정되어 있다. 본 실시예에서는 EPDM제 재질을 이용하고 있는데, 불소계 고무 또는 PTFE제이어도 된다.

도면부호 307은 PVC제의 로드로, 상부에는 직경이 확장된 어깨부(329)가 설치되어 있다. 어깨부(329)의 중앙에는 다이어프램 누름부재(308)의 접합부(334)가 나사결합되며, 제2 다이어프램(306)을 끼워 고정하고 있다. 아래쪽 부분은 실린더(302) 바닥부의 관통구멍(315) 안으로 이동가능하게 끼운 상태로 배치하며, 하단부에는 제1 다이어프램(304)의 부착부(320)가 고정되어 있다. 또한, 로드(307) 어 깨부(329)의 아랫면과 실린더(302)의 단차부(335)와의 사이에는 스프링(309)이 끼워맞추어져 있다.

도면부호 308은 PVC제의 다이어프램 누름부재로, 아랫면 중앙에는 로드(307)와 나사결합으로 접속되는 접합부(334)가 설치되어 있다. 또한, 아랫면에는 제2 다이어프램(306)의 고리형상 돌출부(328)와 끼워맞추어지는 고리형상 홈(333)이 설치되어 있다.

도면부호 309는 SUS제의 스프링으로, 로드(307) 어깨부(329)의 아랫면과 실린더(302)의 단차부(335)와의 사이에 직경방향으로의 이동이 저지된 상태에서 끼워맞추어져 지지되어 있다. 또한, 어깨부(329)의 아랫면을 항상 위쪽으로 가압하고 있다. 스프링(309)의 표면 전체는 불소계 수지로 피복되어 있다. 또한, 스프링(309)은 제2 유체제어밸브(10)의 입구직경이나 사용압력범위에 따라 스프링 정수(定數)를 바꾸어 적절히 사용할 수 있으며, 복수개 사용해도 된다.

도면부호 5, 11은 제어부이다. 제어부(5, 11)는 상기 유량계측기(3, 9)로부터 출력된 신호로부터 유량을 연산하는 연산부(6, 12)와, 피드백 제어를 하는 컨트롤부(7, 13)를 가지고 있다. 연산부(6, 12)에는 송신측의 초음파 진동자(374)로 일정 주기의 초음파 진동을 출력하는 발신회로와, 수신측의 초음파 진동자(375)로부터의 초음파 진동을 수신하는 수신회로와, 각 초음파 진동의 전파시간을 비교하는 비교회로와, 비교회로로부터 출력된 전파시간 차이로부터 유량을 연산하는 연산회로를 구비하고 있다. 컨트롤부(7, 13)에는 연산부(6, 12)로부터 출력된 유량에 대하여 설정된 유량이 되도록 하기 전공(電空)변환기(8, 14)의 조작압력을 제어하는 제어회로를 가지고 있다. 또한, 본 실시예에서 제어부(5, 11)는 다른 장소에서 집중제어하기 위하여 유체혼합장치와 따로 설치된 구성이지만, 유체혼합장치와 일체로 설치해도 된다.

도면부호 8, 14는 제어부(5, 11) 내에 배치되어 있는 압축공기의 조작압력을 조정하는 전공변환기이다. 전공변환기(8, 14)는 조작압력을 비례적으로 조정하기 위하여 전기적으로 구동되는 전자(電磁)밸브로 구성되며, 상기 제어부(5, 11)로부터의 제어신호에 따라 유체제어밸브(4, 10)의 조작압력을 조정한다. 또한, 전공변환기(8, 14)는 제어부(5, 11) 내에 배치하지 않고 따로 배치하여도 상관없다.

이어서, 본 발명의 제1 실시예인 유체혼합장치의 작동에 대하여 설명한다.

여기서는, 제1 공급라인(1)에 순수를 유입시키고, 제2 공급라인(2)에 불화수소산을 유입시켜, 순수:불화수소산=10:1이 되도록 혼합한다. 먼저, 제1 공급라인(1)에 유입한 순수는 유량계측기(3)로 유량이 계측되며, 계측된 유량에 따라 제어부(5)에서 제1 유체제어밸브(4)의 조작압력을 제어하고, 제1 유체제어밸브(4)로 제1 공급라인(1) 최하류의 유량이 설정유량(제1 공급라인(1)과 제2 공급라인(2)의 유량의 비율이 10:1이고, 혼합유체가 설정된 유량이 되기 위한 유량)이 되도록 제어된다. 또한, 제2 공급라인(2)에 유입한 불화수소산은 유량계측기(9)로 유량이 계측되며, 계측된 유량에 따라 제어부(11)에서 제2 유체제어밸브(10)의 조작압력을 제어하고, 제2 유체제어밸브(10)로 제2 공급라인(2) 최하류의 유량이 설정유량(제1 공급라인(1)과 제2 공급라인(2)의 유량의 비율이 10:1이고, 혼합유체가 설정된 유량이 되기 위한 유량)이 되도록 제어된다. 제1, 제2 공급라인(1, 2)에서 유량이 제 어된 순수와 불화수소산은 합류부(15)에서 합류되어 혼합된다. 혼합된 혼합유체(묽은 플루오르화 수소산;dilute hydrofluoric acid)는 기판 세정장치의 처리공정에서 사용되며, 세정장치 안에서 혼합유체에 의해 기판의 산화막 제거가 이루어진다.

이어서, 유량계측기(3, 9), 제1 유체제어밸브(4), 제2 유체제어밸브(10), 제어부(5, 11) 각각의 작동에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.

유량계측기(3, 9)에 유입한 순수 또는 불화수소산은 직선유로(372)에서 유량이 계측된다. 순수 또는 불화수소산의 흐름에 대하여, 상류측에 위치하는 초음파 진동자(374)로부터 하류측에 위치하는 초음파 진동자(375)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(375)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어, 제어부(5, 11)의 연산부(6, 12)로 출력된다. 초음파 진동이 상류측 초음파 진동자(374)로부터 하류측 초음파 진동자(375)로 전파되어 수신되면, 순식간에 연산부(6, 12) 내에서 송수신이 전환되어, 하류측에 위치하는 초음파 진동자(375)로부터 상류측에 위치하는 초음파 진동자(374)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(374)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어, 제어부(5, 11) 내의 연산부(6, 12)로 출력된다. 이 때, 초음파 진동은 직선유로(372) 내의 유체의 흐름에 역행하여 전파되므로, 상류측으로부터 하류측으로 초음파 진동을 전파시킬 때에 비하여 유체 안에서의 초음파 진동의 전파속도가 느려져, 전파시간이 길어진다. 출력된 상호 전기신호는 연산부(6, 12) 내에서 전파시간이 각각 계측되며, 전파시간 차이로부터 유량이 연산된다. 연산부(6, 12)에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 컨트롤부(7, 13)로 출력된다.

이어서, 유량계측기(3, 9)를 통과한 순수 또는 불화수소산은 유체제어밸브(4, 10)로 유입된다. 제어부(5, 11)의 컨트롤부(7, 13)에서는, 임의의 설정유량에 대하여, 리얼타임으로 계측된 유량과의 편차로부터 편차가 0이 되도록 신호를 전공변환기(8, 14)로 출력하고, 전공변환기(8, 14)는 그에 따른 조작압력을 유체제어밸브(4, 10)에 공급하여 구동시킨다. 유체제어밸브(4, 10)로부터 유출되는 순수 또는 불화수소산의 유량은, 유체제어밸브(4, 10)에서 압력조절된 압력과, 유체제어밸브(4, 10) 이후의 압력손실과의 관계에 의해 결정되며, 압력조절된 압력이 높을수록 유량은 커지고, 반대로 압력이 낮을수록 유량은 작아진다. 이 때문에, 순수 또는 불화수소산은 유량을 설정유량으로 일정값이 되도록 즉, 설정유량과 계측된 유량의 편차가 0에 가까워지도록 유체제어밸브(4, 10)에 의해 제어된다.

여기서, 전공변환기(8)로부터 공급되는 조작압력에 대한 제1 유체제어밸브(4)의 유체(순수 또는 불화수소산)에 대한 작동에 대하여 설명한다(도 3 참조).

제2 밸브기구체(207)의 밸브체(232)는, 피스톤(204)의 차양부(222)와 스프링받이(203)에 끼워져 있는 스프링(205)의 반발력과, 제1 밸브기구체(206)의 제1 다이어프램(227) 아랫면의 유체압력에 의해 위쪽으로 가압하는 힘이 작용하며, 제1 다이어프램(227) 윗면의 조작압력의 압력에 의해 아래쪽으로 가압하는 힘이 작용하고 있다. 또한, 엄밀하게는 밸브체(232) 아랫면과 제2 밸브기구체(207)의 제2 다이어프램(237) 윗면이 유체압력을 받고 있는데, 이들의 수압면적은 대략 동등하게 되어 있기 때문에 힘은 거의 상쇄된다. 따라서, 제2 밸브기구체(207)의 밸브체(232)는 상술한 3개의 힘이 조화를 이루는 위치에서 정지되어 있게 된다.

전공변환기(8)로부터 공급되는 조작압력을 증가시키면, 제1 다이어프램(227)을 눌러내리는 힘이 증가함으로써, 제2 밸브기구체(207)의 밸브체(232)와 밸브시트(214)의 사이에서 형성되는 유체제어부(242)의 개구면적이 증가하기 때문에, 제1 밸브실(231)의 압력을 증가시킬 수 있다. 반대로, 조작압력을 감소시키면, 유체제어부(242)의 개구면적이 감소하여 압력도 감소한다. 이 때문에, 조작압력을 조정함으로써 임의의 압력으로 설정할 수 있다.

이 상태에서, 상류측의 유체압력이 증가한 경우, 순간적으로 제1 밸브실(231) 안의 압력도 증가한다. 그러면, 제1 다이어프램(227) 윗면이 조작압력에 의한 압축공기로부터 받는 힘보다, 제1 다이어프램(227) 아랫면이 유체로부터 받는 힘쪽이 커져, 제1 다이어프램(227)이 위쪽으로 이동한다. 이에 따라, 밸브체(232)의 위치도 위쪽으로 이동하기 때문에, 밸브시트(214)와의 사이에서 형성되는 유체제어부(242)의 개구면적이 감소하여, 제1 밸브실(231) 안의 압력을 감소시킨다. 최종적으로 밸브체(232)의 위치가 상기 3개의 힘이 조화를 이루는 위치까지 이동하여 정지한다. 이 때, 스프링(205)의 하중이 크게 변하지 않으면, 공극(215) 내부의 압력 즉, 제1 다이어프램(227) 윗면이 받는 힘은 일정하기 때문에, 제1 다이어프램(227) 아랫면이 받는 압력은 거의 일정하게 된다. 따라서, 제1 다이어프램(227) 아랫면의 유체압력 즉, 제1 밸브실(231) 안의 압력은, 상류측 압력이 증가하기 전으로 거의 원래의 압력과 같게 된다.

상류측의 유체압력이 감소한 경우, 순간적으로 제1 밸브실(231) 안의 압력도 감소한다. 그러면, 제1 다이어프램(227) 윗면이 조작압력에 의한 압축공기로부터 받는 힘보다, 제1 다이어프램(227) 아랫면이 유체로부터 받는 힘쪽이 작아져, 제1 다이어프램(227)은 아래쪽으로 이동한다. 이에 따라, 밸브체(232)의 위치도 아래쪽으로 이동하기 때문에, 밸브시트(214)와의 사이에서 형성되는 유체제어부(242)의 개구면적이 증가하여, 제1 밸브실(231)의 유체압력을 증가시킨다. 최종적으로, 밸브체(232)의 위치가 상기 3개의 힘이 조화를 이루는 위치까지 이동하여 정지한다. 따라서, 상류측 압력이 증가한 경우와 마찬가지로, 제1 밸브실(231) 안의 유체압력은 거의 원래의 압력과 같게 된다.

이에 의해, 제1 유체제어밸브(4)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고, 안정적인 유체(순수 또는 불화수소산)의 압력제어가 얻어져, 일정한 유체압력이 됨으로써 유체유량도 일정해진다. 또한, 공급라인에 유입하는 유체(순수 또는 불화수소산)의 상류측 압력이 변동하여도, 제1 유체제어밸브(4)의 작동에 의해 유량은 자립적으로 일정하게 유지되기 때문에, 펌프의 맥동 등 순간적인 압력변동이 발생하여도 안정적으로 유량을 제어할 수 있다.

여기서, 전공변환기(14)로부터 공급되는 조작압력에 대한 제2 유체제어밸브(10)의 유체(순수 또는 불화수소산)에 대한 작동에 대하여 설명한다.

제2 유체제어밸브(10)는 보닛(303)의 상부에 설치된 작동유체 연통구(317)로부터 공급되는 압축공기가 0인 상태 즉, 개방상태일 때, 유체의 유량이 최대가 된다. 이 때, 밸브체(305)는 실린더(302)의 단차부(335)와 로드(307)의 어깨부(329)의 아랫면과의 사이에 끼워맞추어진 스프링(309)의 가압력에 의해, 로드(307)의 상부에 접합되어 있는 다이어프램 누름부재(308)의 상부가, 보닛(302)의 바닥면에 접 하는 위치에서 정지되어 있다.

이 상태에서, 작동유체 연통구(317)로부터 공급되는 압축공기의 압력을 높이면, 밀봉부(327)가 보닛(303)에 끼워맞추어져 있는 제2 다이어프램(306)의 박막부(326)와 보닛(303)에 의해 보닛(303)의 내부가 밀폐되어 있기 때문에, 압축공기가 다이어프램 누름부재(308)와 제2 다이어프램(306)을 아래쪽으로 눌러 내려, 로드(307)와 제1 다이어프램(304)을 통해 밸브체(305)가 개구부(313)의 사이로 삽입된다. 여기서, 작동유체 연통구(317)로부터 공급되는 압축공기의 압력을 일정하게 하면, 밸브체(305)는 스프링(309)의 가압력과, 제1 다이어프램(304)의 박막부(321)의 아랫면과 밸브체(305)의 아랫면이 유체로부터 받는 압력이 조화를 이루는 위치에서 정지한다. 따라서, 개구부(313)는 삽입되는 밸브체(305)에 의해 개구면적이 감소하기 때문에, 유체의 유량도 감소한다.

또한, 작동유체 연통구(317)로부터 공급되는 압축공기의 압력을 높이면, 밸브체(305)는 더욱 밀려 내려가고, 결국에는 개구부(313)와 접촉하여 전체폐쇄상태가 된다(도 4의 상태).

또한, 압축공기를 배출해 가면, 밀봉부(327)가 보닛(303)에 끼워맞추어져 있는 제2 다이어프램(306)의 박막부(326)와 보닛(303)에 의해 밀폐되어 있는 보닛(303)의 내부 압력이 떨어지고, 스프링(309)의 가압력쪽이 커져 로드(307)를 밀어 올린다. 로드가 상승함에 따라 제1 다이어프램(304)을 통해 고정되어 있는 밸브체(305)도 상승하여, 제2 유체제어밸브는 개방상태가 된다.

이에 의해, 제2 유체제어밸브(10)를 이용함으로써, 유체혼합장치의 공급라인 을 흐르는 유체(순수 또는 불화수소산)가 설정유량으로 일정해지도록 제어된다. 또한, 제2 유체제어밸브(10)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고 안정적으로 유량을 조절할 수 있다.

이상의 작동에 의하여, 유체혼합장치의 제1, 제2 공급라인에 유입시키는 순수와 불화수소산은, 각각의 유량계측기(3, 9), 제1 유체제어밸브(4), 제2 유체제어밸브(10), 제어부(5, 11)에 의해, 피드백 제어에 의해 각각의 공급라인에서 순수나 불화수소산의 유량을 양호한 응답성으로 설정유량이 되도록 안정시키며, 합류부(15)에서 합류되고, 설정된 비율로 혼합되어 유출된다. 또한, 제어부(5, 11)의 설정유량값을 바꿈으로써, 제1, 제2 공급라인(1, 2)에 흐르는 유량을 원하는 실제 유량값으로 바꾸어, 자동적으로 순수 및 불화수소산을 임의의 비율로 혼합시킬 수 있다.

(실시예 2)

다음으로, 도 5 및 도 6에 근거하여, 본 발명의 제2 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

유체혼합장치는 2개의 공급라인 즉, 제1 공급라인(16)과 제2 공급라인(17)으로 형성되어 있다. 제1 공급라인(16)은 개폐밸브(18), 유량계측기(19), 제1 유체제어밸브(20)의 순서로 접속되고 제어부(21)가 설치되며, 제2 공급라인(17)은 개폐밸브(22), 유량계측기(23), 제2 유체제어밸브(24)의 순서로 접속되고 제어부(25)가 설치되어 있다. 제1, 제2 공급라인(16, 17)의 최하류측에는 그 공급라인(16, 17)의 합류부(26)가 설치되어 있다. 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 18, 22는 개폐밸브이다. 개폐밸브(18, 22)는 본체(101), 구동부(102), 피스톤(103), 다이어프램 누름부재(104), 밸브체(105)로 형성된다.

도면부호 101은 PTFE제의 본체로, 축선방향 위끝의 중앙에 밸브실(106)과, 밸브실(106)과 연통된 입구유로(107)와 출구유로(108)를 가지고 있으며, 입구유로(107)는 각 공급라인(16, 17)의 유입구에 연통되고, 출구유로(108)는 유량계측기(19, 23)에 연통되어 있다. 또한, 본체(101) 윗면에서의 밸브실(106)의 바깥쪽에는 고리형상 홈(109)이 설치되어 있다.

도면부호 102는 PVDF제의 구동부로, 내부에 원통형 실린더부(110)가 설치되며, 상기 본체(101)의 상부에 볼트·너트(도시하지 않음)로 고정되어 있다. 구동부(102)의 측면에는 실린더부(110)의 위쪽 및 아래쪽에 각각 연통된 한 쌍의 작동유체 공급구(111, 112)가 설치되어 있다.

도면부호 103은 PVDF제의 피스톤으로, 구동부(102)의 실린더부(110) 내에 밀봉된 상태로 축선방향으로 상하이동 가능하게 끼워넣어져 있고, 바닥면 중앙에 로드부(113)가 늘어져 설치되어 있다.

도면부호 104는 PVDF제의 다이어프램 누름부재로, 중앙부에 피스톤(103)의 로드부(113)가 관통되는 관통구멍(114)을 가지고 있으며, 본체(101)와 구동부(102)의 사이에 끼워져 있다.

도면부호 105는 밸브실(106)에 수용되어 있는 PTFE제의 밸브체로, 다이어프램 누름부재(104)의 관통구멍(114)을 관통하며, 다이어프램 누름부재(104)의 아랫면으로부터 돌출한 상기 피스톤(103)의 로드부(113)의 앞끝에 나사부착되어 있고, 피스톤(103)의 상하이동에 맞추어 축선방향으로 상하이동하도록 되어 있다. 밸브체(105)는 외주에 다이어프램(115)을 가지고 있으며, 다이어프램(115)의 바깥둘레는 본체(101)의 고리형상 홈(109) 내에 끼워넣어져 있고, 다이어프램 누름부재(104)와 본체(101)의 사이에 끼워져 있다. 제2 실시예의 그 밖의 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제2 실시예인 유체혼합장치의 작동에 대하여 설명한다.

개폐밸브(18, 22)의 작동은, 작동유체 공급구(112)에 외부로부터 작동유체로서 압축공기가 주입되면, 압축공기의 압력으로 피스톤(103)이 밀려 올라가기 때문에, 이것과 접합되어 있는 로드부(113)는 위쪽으로 끌려 올라가고, 로드부(113)의 하단부에 접합된 밸브체(105)도 위쪽으로 끌려 올라가, 밸브는 개방상태가 된다.

또한, 작동유체 공급구(111)로부터 압축공기가 주입되면, 피스톤(103)이 눌려 내려감에 따라, 로드부(113)와 그 하단부에 접합된 밸브체(105)도 아래쪽으로 눌려 내려가고, 밸브는 폐쇄상태가 된다. 제2 실시예의 그 밖의 작동은 제1 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

(실시예 3)

이어서, 도 7 내지 도 11에 따라 본 발명의 제3 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

유체혼합장치는 2개의 공급라인 즉, 제1 공급라인(27)과 제2 공급라인(28)으로 형성되어 있다. 제1 공급라인(27)은 개폐밸브(29), 유량계측기(30), 제1 유체제어밸브(31), 조임밸브(32)의 순으로 접속되어 제어부(33)가 설치되며, 제2 공급라 인(28)은 개폐밸브(34), 압력조정밸브(35), 유량계측기(36), 제2 유체제어밸브(37)의 순으로 접속되어 제어부(38)가 설치되어 있다. 제1, 제2 공급라인(27, 28)의 최하류측에는, 상기 공급라인(27, 28)의 합류부(39)가 설치되어 있다. 그 각각의 구성은 아래와 같다.

제1 공급라인(27)의 조임밸브(32)에 대하여 설명한다.

도면부호 32는 개구면적을 조절할 수 있는 조임밸브이다. 조임밸브는 본체(251), 격막(260), 제2 스템(269), 격막누름체(271), 제1 스템(277), 제1 스템지지체(282), 보닛(286)으로 형성된다.

도면부호 251은 PTFE제 본체이다. 본체(251)는 그 상부에, 하기 격막(260)과 함께 형성한 대략 절구형상의 밸브실(253)을 가지고 있으며, 밸브실(253)의 바닥면에는 하기 제2 밸브체(262)의 압접(壓接)에 의해 유로의 전체폐쇄 밀봉을 하는 밸브시트면(252)이 형성되고, 밸브시트면(252)의 중심에 설치된 연통구(254)에 연통하는 입구유로(255)와 밸브실(253)에 연통되는 출구유로(256)를 가지고 있다. 밸브실(253)의 위쪽에는 하기 격막누름체(271)의 끼워맞춤부(273)를 수용하는 오목부(258)가 설치되어 있고, 그 바닥면에는 하기 격막(260)의 고리형상 걸어맞춤부(264)가 끼워맞추어지는 고리형상 오목부(257)가 설치되어 있다. 또한, 본체(251)의 상부 외주면에는 하기 보닛(286)이 나사부착되는 숫나사부(259)가 설치되어 있다.

도면부호 260은 PTFE제 격막으로서, 격막(260)의 하부에 접액면의 중심으로부터 늘어뜨려져 돌출설치된 제1 밸브체(261)와, 제1 밸브체(261)로부터 직경방향 으로 떨어진 위치에 형성된 선단이 단면 원호형상인 원고리형상 돌출조의 제2 밸브체(262)와, 제2 밸브체(262)로부터 직경방향으로 연속하여 형성된 박막부(263)와, 박막부(263)의 외주에 단면 직사각형의 고리형상 걸어맞춤부(264)와, 격막(260)의 상부에 하기 제2 스템(269)의 하단부에 접속되는 접속부(266)가 일체로 설치되어 있다. 제1 밸브체(261)는 아래쪽을 향하여 직선부(267)와 테이퍼부(268)가 연속하여 설치되어 있으며, 제1 밸브체(261)와 제2 밸브체(262) 사이에는 고리형상 홈부(265)가 형성되어 있다. 고리형상 홈부(265)는 그 공간부에서 유체의 흐름을 억제시키기 위하여, 전체폐쇄시에 고리형상 홈부(265)와 밸브시트면(252)으로 형성되는 공간 부분의 체적이, 전체폐쇄시에 제1 밸브체(261)의 직선부(267)와 연통구(254)에 의해 형성되는 공간 부분의 체적의 2배 이상으로 설정된다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 밸브체(261)의 직선부(267)의 외경(D1)은 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 0.97D로 설정되고, 제1 밸브체(261)의 테이퍼부(268)의 테이퍼 각도는 축선에 대하여 15°로 설정되며, 제2 밸브체(262)의 원고리형상 돌출조의 직경(D2)은 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 1.5D로 설정되어 있다. 격막(260)은 고리형상 걸어맞춤부(264)를 본체(251)의 고리형상 오목부(257)에 끼워맞춘 상태에서 본체(251)와 하기 격막누름체(271)에 의해 끼워져 고정된다.

도면부호 269는 PP제의 제2 스템이다. 제2 스템(269)의 상부 외주면에는 하기 제1 스템(277)의 암나사부(278)에 나사결합되는 숫나사부(270)가 설치되며, 하부 외주는 육각형상으로 형성되고, 하단부에는 격막(260)의 접속부(266)가 나사부착에 의해 접속되어 있다.

도면부호 271은 PP제 격막누름체이다. 격막누름체(271)의 상부에는 외주가 육각형상인 삽입부(272)가, 하부에는 외주가 육각형상인 끼워맞춤부(273)가 각각 설치되어 있으며, 중앙부 외주에는 차양부(274)가 설치되어 있다. 격막누름체(271)의 내주에는 육각형상의 관통구멍(275)이 설치되며, 하단면으로부터 관통구멍(275)을 향하여 직경이 감소하는 테이퍼부(276)가 설치되어 있다. 삽입부(272)는 하기 제1 스템지지체(282)의 중공부(284)에 회전운동 불가능하게 끼워맞추어지며, 끼워맞춤부(273)는 본체(251)의 오목부(258)에 회전운동 불가능하게 끼워맞추어진다. 관통구멍(275)에는 제2 스템(269)을 삽입 관통시켜, 제2 스템(269)을 상하이동 가능하고 회전운동 불가능하게 지지하고 있다.

도면부호 277은 PP제의 제1 스템이다. 제1 스템(277)의 하부 내주면에는 제2 스템(269)의 숫나사부(270)가 나사결합하는 피치가 1.25mm인 암나사부(278)가 설치되고, 외주면에는 피치가 1.5mm인 숫나사부(279)가 설치되어 있으며, 숫나사부(279)와 암나사부(278)의 피치 차이는 0.25mm로, 숫나사부(279) 피치의 6분의 1이 되도록 형성되어 있다. 제1 스템(277)의 하부 외주에는 직경방향으로 돌출하여 설치된 스톱퍼부(280)가 설치되며, 상부에는 핸들(281)이 고정설치되어 있다.

도면부호 282는 PP제의 제1 스템지지체이다. 제1 스템지지체(282)의 상부 내주면에는 제1 스템(277)의 숫나사부(279)에 나사결합되는 암나사부(283)가 설치되어 있고, 하부 내주에는 하기 격막누름체(271)의 삽입부(272)를 회전운동 불가능하게 끼워맞추는 육각형상의 중공부(284)가 설치되어 있으며, 하부 외주에는 하기 보닛(286)에 의해 고정되는 차양부(285)가 설치되어 있다.

도면부호 286은 PP제 보닛이다. 보닛(286)의 상부에는 제1 스템지지체(282)의 차양부(285)의 외경보다 작은 내경을 가지는 걸어맞춤부(287)가 설치되고, 하부 내주면에는 본체(251)의 숫나사부(259)에 나사부착되는 암나사부(288)가 설치되어 있다. 보닛(286)은, 제1 스템지지체(282)의 차양부(285)와 격막누름체(271)의 차양부(274)를, 걸어맞춤부(287)와 본체(251) 사이에서 끼워진 상태에서 본체(251)에 나사부착하고 있음으로써 각 부품을 고정할 수 있다. 제2 공급라인(28)의 압력조정밸브(35)의 구성은, 도 3의 제1 유체제어밸브(4)의 구성과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 제3 실시예의 그 밖의 구성은, 제2 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제3 실시예인 유체혼합장치의 작동에 대하여 설명한다.

제1 공급라인(27)의 조임밸브(32)에 대하여 설명한다.

여기서, 조임밸브(32)를 미소한 개구도로 조절하는 작동에 대하여 설명한다. 먼저, 본 실시예의 조임밸브(32)가 전체폐쇄상태(도 10의 상태)에 있어서, 입구유로(255)로부터 유입하여 온 유체는, 밸브시트면(252)에 압접된 제2 밸브체(262)에 의해 폐지된다.

핸들(281)을 밸브가 개방하는 방향으로 회전운동시키면, 핸들(281)의 회전운동에 따라 제1 스템(277)이 외주면의 숫나사부(279)의 피치만큼 상승하고, 반대로 제1 스템(277) 내주면의 암나사부(278)에 나사결합된 제2 스템(269)은 제1 스템(277)의 암나사부(278)의 피치만큼 하강한다. 단, 제2 스템(269)은 회전운동 불가능한 상태에서 격막누름체(271)의 관통구멍(275)에 수용되어 있어, 상하방향만으 로 이동가능하기 때문에, 제2 스템(269)은 본체(251)에 대하여 제1 스템(277) 외주면의 숫나사부(279)와 내주면의 암나사부(278)의 피치 차이만큼, 본 실시예에서는 제1 스템(277)의 숫나사부(279)의 피치가 1.5mm, 제1 스템(277)의 암나사부(278)의 피치가 1.25mm로 되어 있기 때문에, 제1 스템(277)에 연동한 핸들(281)을 1회전시킴으로써 제2 스템(269)은 0.25mm(숫나사부(279)의 피치의 6분의 1) 상승한다. 이에 따라, 제2 스템(269)과 접속된 격막(260)이 상승함으로써 최초에 본체(251)의 밸브시트면(252)에 압접되어 있던 제2 밸브체(262)가 밸브시트면(252)으로부터 멀어지고, 제1 밸브체(261)는 격막의 상승에 따라 상승하여, 조임밸브(32)가 반개방상태가 된다(도 11의 상태). 유체는 입구유로(255)로부터 밸브실(253)로 유입되고, 출구유로(256)를 통과하여 배출된다.

이어서, 상기 조임밸브(32)가 반개방상태(도 11의 상태)에서부터 더욱 핸들(281)을 개방방향으로 회전운동시키면, 제1 스템(277)의 하부 외주의 스톱퍼부(280)가 제1 스템지지체(282)의 천장면에 압접하여 회전운동이 정지된다. 핸들(281), 제1 스템(277) 및 제2 스템(269)의 회전운동과 연동하여 격막(260)이 상승하고, 제1 밸브체(261)와 제2 밸브체(262)는 격막(260)의 상승에 따라 상승하여, 밸브는 전체개방상태가 된다(도 9의 상태). 한편, 제1 밸브체(261)는 전체개방상태에서도 연통구(254)로부터 빠지지 않기 때문에, 조임밸브(32)는 전체폐쇄에서 전체개방까지 유량조절이 이루어진다.

상기 작용에 의해, 조임밸브(32)가 전체폐쇄로부터 전체개방에 이를 때까지, 개구도에 따라 제1 밸브체(261)와 연통구(254)로 형성되는 제1 유량조절부(289)의 개구면적(S1)과, 제2 밸브체(262)와 밸브시트면(252)으로 형성되는 제2 유량조절부(290)의 개구면적(S2)은 변하지만, S1와 S2의 대소관계에 따라 유량을 조절하는 작용이 각각 다르다. 아래에, 조임밸브(32)의 개구도가 전체폐쇄에서 전체개방에 이를 때까지의 S1와 S2의 관계 및 유량 조절방법을, 도 9 내지 도 11에 따라 설명한다.

S1>S2인 경우, 조임밸브(32)의 개구도는 전체폐쇄에서부터 미세개방일 때이며, 유량은 제2 유량조절부(290)에 의해, 즉 S2의 크기에 의해 조절된다. S1>S2의 범위내에서 제1 유량조절부(289)는 제1 밸브체(261)의 직선부(267)와 연통구(254)로 유량을 일정하게 조절할 수 있으며, 유체는 제1 유량조절부(289)에 의해 유량을 일정하게 한 후, 제2 유량조절부(290)에 이르기 전에 먼저 고리형상 홈부(265)에 의해 형성되는 공간 부분에 흘러든다. 유체는 고리형상 홈부(265)의 바닥면에 닿아, 직경방향으로 넓어져 제2 밸브체(262)의 내주면에 닿고, 다시 흐름의 방향을 바꾸어 제2 유량조절부(290)에 이르기 때문에, 공간 부분에서 유체의 흐름이 일단 정체된다. 그 때문에, 유체는 공간 부분에서 흐름이 제어되어 급격한 유량의 증가를 억제할 수 있으며, 제2 유량조절부(290)에서 충분히 제어할 수 있는 흐름으로 제2 유량조절부(290)에 이르러, 제2 유량조절부(290)에서 높은 정밀도로 유량이 조절되기 때문에, 조임밸브(32)가 미세개방일 때의 미소 유량 조절이 가능하게 된다. 이 때, 제2 밸브체(262)의 원고리형상 볼록조의 직경(D2)은, 연통구(254)의 내경(D)에 대하여 1.1D≤D2≤2D의 범위내에서 마련되어 있기 때문에, 유량의 증가를 억제하는데 효과적인 고리형상 홈부(265)를 제1 밸브체(261)와 제2 밸브체(262) 사 이에 형성할 수 있으며, 고리형상 홈부(265)에 의해 형성되는 공간 부분에서 제1 유량조절부(289)로부터의 유체의 흐름을 억제할 수 있다.

S1=S2인 경우, 제1 유량조절부(289)의 개구면적(S1)과 제2 유량조절부(290)의 개구면적(S2)이 동일해져, 이 시점을 경계로 유량을 조절하는 부분이 제2 유량조절부(290)로부터 제1 유량조절부(289)로 전환된다. 즉, S1의 크기에 따라 유량이 조절된다.

S1<S2인 경우, 조임밸브(32)의 개구도는 미세개방으로부터 커져 전체개방에 이를 때까지로, 제2 유량조절부(290)에서는 미세한 유량조절이 어려워져, 제1 유량조절부(289)에 의해, 즉 S1의 크기에 의해 조절된다. S1<S2의 범위내에서 제1 유량조절부(289)는 제1 밸브체(261)의 테이퍼부(268)와 연통구(254)로 유량을 조절하고 있으며, 제1 밸브체(261)의 테이퍼부(268)는 조임밸브(32)의 개구도에 대하여 개구면적(S1)이 비례하여 증가하도록 설정되어 있기 때문에, 조임밸브(32)의 개구도를 늘림에 따라, 유량은 선형으로 비례하여 증가하도록 조절할 수 있다.

따라서, 본 발명의 조임밸브(32)는, 개구도가 미소할 때에는 제2 유량조절부(290)에 의해 유량조절을 하고, 개구도를 늘리면 제2 유량조절부(290)로부터 제1 유량조절부(289)로 전환되어 유량조절을 하기 때문에, 전체폐쇄로부터 전체개방에 이르기까지 개구도에 대하여 유량이 양호한 비례관계를 얻을 수 있으며, 미소한 유량으로부터 큰 유량까지 확실하게 유량을 조절할 수 있게 되어, 폭넓은 유량범위에서 유량조절을 할 수 있다.

이어서, 조임밸브(32)가 전체개방상태로부터 핸들(281)을 반대로 닫힘방향으 로 회전운동시킨 경우에는, 개방방향으로 회전운동시킨 경우와 반대 작동으로 밸브체가 하강하고, 조임밸브(32)의 개구도에 따라 유량조절이 이루어진다. 핸들(281)을 닫힘방향으로 회전운동시켜 전체폐쇄상태로 했을 때에는, 제2 밸브체(262)와 밸브시트면(252)이 선접촉에 의해 확실한 전체폐쇄 밀봉을 할 수 있다. 조임밸브(32)가 전체폐쇄상태일 때, 제1 밸브체(261)는 항상 연통구(254)와 비접촉이기 때문에, 조임밸브(32)의 장기적인 사용에 따라 밸브체나 밸브시트면(252)이 마모 등에 의해 변형되지 않아, 장기간 사용에 의해 유량조절 특성이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.

이상의 작동에 의해, 피드백 제어된 유체는 조임밸브(32)로 유량을 미세조절함으로써 설정유량이 되도록 안정적으로 제어된다. 또한, 조임밸브(32)의 개구도를 변화시킴으로써, 각 공급라인을 폭넓은 유량범위에서 유량을 제어할 수 있다. 더욱이, 조임밸브는 미소한 개구도를 쉽게 조절할 수 있는 구성이기 때문에, 개구도의 미세조절을 정밀하고 단시간에 실시할 수 있다.

제2 공급라인(28)의 압력조정밸브(35)의 작동은, 도 3의 제1 유체제어밸브(4)의 작동과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 압력조정밸브(35)에 의해 일정한 유체압력이 되기 때문에, 제2 공급라인에 유입하는 유체의 상류측 압력이 변동하여도 압력조정밸브(35)의 작동에 의해 유량은 자립적으로 일정하게 유지되어, 펌프의 맥동 등 순간적인 압력변동이 발생하여도 맥동의 영향으로 계측값이 판독하기 어려워지는 것을 방지하고, 안정적인 유체제어를 할 수 있다. 제3 실시예의 그 밖의 작동은 제2 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

(실시예 4)

다음으로, 도 12에 근거하여, 본 발명의 제4 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치는, 제3 실시예에 있어서, 제1 공급라인(27a)의 합류부(39a) 직전에 개폐밸브(40)가 설치되고, 제2 공급라인(28a)의 합류부(39a) 직전에는 개폐밸브(41)가 설치된 구성이다. 개폐밸브(40, 41)는 도 5에서 나타내는 구성이고, 각 공급라인의 구성은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제4 실시예인 유체혼합장치의 작동에 대하여 설명한다.

여기서는, 제1 공급라인(27a)에 순수를 유입하고, 제2 공급라인(28a)에 불화수소산을 유입하여, 순수:불화수소산=10:1이 되도록 혼합한다. 개폐밸브(40, 41)가 개방상태일 때, 제1, 제2 공급라인(27a, 28a)에서 유량이 제어된 순수 및 불화수소산은 합류부(39a)에서 합류되고, 설정된 비율(제1 공급라인(27a)과 제2 공급라인(28a)의 유량의 비율이 10:1)로 혼합되어, 설정된 유량으로 유출된다. 혼합된 혼합유체는 유체혼합장치로부터 기판 세정장치의 세정조 안으로 도입되어, 기판의 산화막 제거가 이루어진다. 개폐밸브(40)가 개방상태이고 개폐밸브(41)가 폐쇄상태일 때, 제1 공급라인(27a)에서 제어된 순수만이 유출된다. 개폐밸브(40)가 폐쇄상태이고 개폐밸브(41)가 개방상태일 때, 제2 공급라인(28a)에서 제어된 불화수소산만이 유출된다. 각 공급라인의 작동은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이상의 작동에 의해, 합류부(39a) 직전에 개폐밸브(40, 41)를 설치함으로써, 제1 공급라인(27a)의 순수, 제2 공급라인(28a)의 불화수소산, 각 유체의 혼합유체 를 선택하여 공급할 수 있으며, 또한 각각 임의의 유량으로 유출시킬 수 있다.

(실시예 5)

다음으로, 도 13 및 도 14에 근거하여, 본 발명의 제5 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치는, 제3 실시예에 있어서, 제1, 제2 공급라인(27b, 28b)의 합류부에 다기관 밸브(42)가 설치된 구성이다. 각 구성은 아래와 같다.

도면부호 42는 다기관 밸브이다. 다기관 밸브(42)는 본체(501), 제1 밸브체(510), 제2 밸브체(511), 구동부(512, 513)로 형성된다.

도면부호 501은 본체로, 본체(501)의 상부에는 연결유로(502)에 의해 연통되어 있는 원통형의 제1 밸브실(503)과, 제2 밸브실(504)이 설치되어 있다. 제1 밸브실(503)의 바닥부 중앙에는 제1 연통구(505)가 설치되며, 제1 연통구(505)에는 제1 공급라인(27b)에 연통되는 제1 유로(507)가 설치되어 있다. 제2 밸브실(504)의 바닥부 중앙에는 제2 연통구(506)가 설치되고, 제2 연통구(506)에는 제2 공급라인(28b)에 연통되는 제2 유로(508)가 설치되어 있다. 또한, 제1 밸브실(503)에는 다기관 밸브 내에서 혼합된 유체가 유출되는 분기유로(509)가 연통되어 설치되어 있다. 제1 유로(507)와 제2 유로(508)는 평행하게 본체(501)의 같은 측면에 설치되며, 분기유로(509)는 상기 유로(507, 508)에 대하여 직교하는 방향으로 설치되어 있다.

도면부호 510은 제1 연통구(505)를 개방 또는 차단하는 제1 밸브체로, 제1 밸브실(503)에 수용되어 있다. 511은 제2 연통구(506)를 개방 또는 차단하는 제2 밸브체로, 제2 밸브실(504)에 수용되어 있다. 512는 제1 밸브체(510)의 개폐동작을 하는 구동부이고, 513은 제2 밸브체(511)의 개폐동작을 하는 구동부이다. 구동부(512, 513)의 구성은 도 5에서의 개폐밸브의 구동부(102)와 같으므로 설명을 생략한다. 각 공급라인의 구성은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제5 실시예인 유체혼합장치의 작동에 대하여 설명한다.

여기서는, 제1 공급라인(27b)에 순수를 유입하고, 제2 공급라인(28b)에 불화수소산을 유입하여, 순수:불화수소산=10:1이 되도록 혼합한다. 다기관 밸브(42)의 구동부(512)로 제1 밸브체(510)를 상승시켜 제1 연통구(505)를 개방상태로 하고, 구동부(513)로 제2 밸브체(511)를 상승시켜 제2 연통구(506)를 개방상태로 한 경우(도 13의 상태), 제1 공급라인(27b)에서 제어된 순수는 제1 유로(507)를 통하여 제1 밸브실(503)로 유입되고, 제2 공급라인(28b)에서 제어된 불화수소산은 제2 유로(508)를 통하여 제2 밸브실(504)로 유입되며, 제2 밸브실(504)에서 순수 및 불화수소산이 합류되고, 설정된 비율(제1 공급라인(27b)과 제2 공급라인(28b)의 유량의 비율이 10:1)로 혼합되어, 설정된 유량으로 분기유로(509)로부터 유출된다. 혼합된 혼합유체는 유체혼합장치로부터 기판 세정장치의 세정조 안으로 도입되어, 기판의 산화막 제거가 이루어진다.

마찬가지로, 구동부(512, 513)를 구동하여, 제1 연통구(505)를 개방상태, 제2 연통구(506)를 폐쇄상태로 한 경우, 제2 공급라인(28b)은 폐지되어 흐르지 않고, 제1 공급라인(27b)에서 제어된 순수는 제1 유로(507), 제1 밸브실(503), 제2 밸브실(504)을 통하여 분기유로(509)로부터 유출된다.

마찬가지로, 구동부(512, 513)를 구동하여, 제1 연통구(505)를 폐쇄상태, 제2 연통구(506)를 개방상태로 한 경우, 제1 공급라인(27b)은 폐지되어 흐르지 않고, 제2 공급라인(28b)에서 제어된 불화수소산은 제2 유로(508), 제2 밸브실(504)을 통하여 분기유로(509)로부터 유출된다. 각 공급라인의 작동은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이상의 동작에 의해 다기관 밸브(42)를 설치함으로써, 제1 공급라인(27b)의 순수, 제2 공급라인(28b)의 불화수소산, 각 유체의 혼합유체를 선택하여 공급할 수 있으며, 또한 각각 임의의 유량으로 유출시킬 수 있다. 또한, 상기 구성에 의해 유체혼합장치를 컴팩트하게 하고, 합류부에서의 유로전환이 가능해진다.

(실시예 6)

다음으로, 도 15 내지 도 17에 근거하여, 본 발명의 제6 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치는, 제3 실시예에 있어서, 제1, 제2 공급라인의 최상류측에 플러싱 장치(43)가 설치된 구성이다. 플러싱 장치(43)의 구성은 아래와 같다.

도면부호 43은 2개의 공급라인을 가지는 장치의 최상류측에 설치된 플러싱 장치이다. 플러싱 장치(43)는 유로가 형성된 본체(531)와, 유로를 개폐하는 구동부A(532), 구동부B(533), 구동부C(534)로 형성되어 있다. 그 각각의 구성은 아래와 같다.

도면부호 531은 PTFE제의 본체이다. 본체(531)의 상부에는 대략 절구형상의 밸브실A(535)와 밸브실B(536)가 설치되고, 본체(531)의 하부에는 밸브실C(537)가 설치되어 있으며, 밸브실B(536)와 밸브실C(537)는 본체(531)의 상부와 하부에 대략 동일 축선상에 배치되도록 설치되어 있다. 밸브실A(535)의 바닥면에는 하기 밸브체A(550)의 압접에 의해 유로를 전체 밀봉하는 밸브시트가 형성되며, 밸브시트의 중심에 설치된 연통구에 연통되는 입구유로A(538)와 밸브실A(535)에 연통되는 출구유로A(539)를 가지고 있다. 밸브실B(536) 및 밸브실C(537)도 밸브실A(535)와 마찬가지로 바닥면에 밸브시트가 형성되며, 밸브실B(536)에 각각 연통되는 입구유로B(540)와 출구유로B(541), 밸브실C(537)에 각각 연통되는 입구유로C(542)와 출구유로C(543)가 설치되어 있다.

또한, 본체(531)의 한 쪽 측면에는 제1 유입구(544)와 제2 유입구(545)가 설치되며, 다른 쪽 측면에는 제1 유출구(546)와 제2 유출구(547)가 설치되어 있다. 제1 유입구(544)에 연통되는 유로는 제1 분기부(548)에서 2개의 유로로 나뉘어, 입구유로A(538)와 입구유로C(542)에 각각 연통되는 유로가 형성되어 있다. 제1 유출구(546)에 연통되는 유로는 출구유로A(539)에 연통되어 있다. 제2 유입구(545)에 연통되는 유로는 입구유로B(540)에 연통되어 있다. 제2 유출구(547)에 연통되는 유로는 제2 분기부(549)에서 2개의 유로로 나뉘어, 출구유로B(541)와 출구유로C(543)에 각각 연통되는 유로가 형성되어 있다. 또한, 제1 유출구(546)는 제1 공급라인(27c)에 연통되며, 제2 유출구(547)는 제2 공급라인(28c)에 연통된다.

이 때, 제1 유입구(544)로부터 입구유로A(538), 밸브실A(535), 출구유로A(539)를 지나 제1 유출구(546)에 연통되어 형성되는 유로를 메인라인인 제1 라인 이라 하고, 제2 유입구(545)로부터 입구유로B(540), 밸브실B(536), 출구유로B(541)를 지나 제2 유출구(547)에 연통되어 형성되는 유로를 제2 라인이라 하며, 제1 분기부(548)로부터 입구유로C(542), 밸브실C(537), 출구유로C(543)를 지나 제2 분기부(549)에 연통되어 형성되는 유로를 연결라인이라고 한다.

도면부호 532, 533, 534는 PVDF제의 구동부A, 구동부B, 구동부C이다. 구동부A(532), 구동부B(533), 구동부C(534)에는 밸브실A(535), 밸브실B(536), 밸브실C(537)의 밸브시트에 압접하여 이간시킴으로써 밸브를 개폐하는 밸브체A(550), 밸브체B(551), 밸브체C(552)가 설치되어 있다. 상기 구동부(532, 533, 534)의 구성은 도 5의 개폐밸브의 구동부(102)와 같으므로 설명을 생략한다.

여기서, 도 14에서의 개폐밸브(535a)는 도 15 및 도 16에서의 밸브실A(535)와 구동부A(532)의 밸브체A(550)에 의해 형성되는 부분에 해당하며, 개폐밸브(536a)는 밸브실B(536)와 구동부B(533)의 밸브체B(551)에 의해 형성되는 부분에 해당하고, 개폐밸브(537a)는 밸브실C(537)와 구동부C(534)의 밸브체C(552)에 의해 형성되는 부분에 해당한다. 각 공급라인의 구성은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제6 실시예인 유체혼합장치의 작동에 대하여 설명한다.

여기서는, 제1 공급라인(27c)에 순수를 유입하고, 제2 공급라인(28c)에 염산을 유입하여, 순수:염산=20:1이 되도록 혼합한다. 통상 모드에서는, 밸브체A(550)와 밸브체B(551)를 위쪽으로 끌어 올려 밸브실A(535)와 밸브실B(536)를 개방상태로 하고, 밸브체C(552)를 아래쪽으로 눌러 내려 밸브실C(537)를 폐쇄상태로 한다(도 5 의 상태). 이 때, 제1 라인과 제2 라인으로 각각 독립하여 순수 및 염산이 흐르게 된다. 여기서, 제1 유입구(544)에 순수를 유입시키고, 제2 유입구(545)에 염산을 유입시키면, 제1 유입구(544)에 유입시킨 순수는, 입구유로A(538), 밸브실A(535), 출구유로A(539)를 통과하여 제1 유출구(546)로부터 제1 공급라인(27c)으로 유입되고, 제2 유입구(545)로 유입시킨 염산은, 입구유로B(540), 밸브실B(536), 출구유로B(541)를 통과하여 제2 유출구(547)로부터 제2 공급라인(28c)으로 유입되게 된다. 각 공급라인의 작용은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 이 때, 제1 공급라인(27c)과 제2 공급라인(28c)은 20:1의 유량비율로 혼합되어, 설정된 유량으로 유출된다. 유출된 혼합유체는 유체혼합장치로부터 기판 세정장치의 세정조 안으로 도입되어, 기판의 산화막 제거가 이루어진다.

플러싱 모드에서는, 밸브체A(550)와 밸브체B(551)를 아래쪽으로 눌러 내려 밸브실A(535)와 밸브실B(536)를 폐쇄상태로 하고, 밸브체C(552)를 위쪽으로 끌어 올려 밸브실C(537)를 개방상태로 한다. 이 때, 제1 라인과 제2 라인이 연결라인에 의해 이어져, 제1 유입구(544)로부터 제2 유출구(547)로 흐르는 유로가 형성된다. 여기서, 제1 공급라인(27c)으로 흐르는 순수가, 제1 유입구(544)로부터 제1 분기부(548), 입구유로C(542), 밸브실C(537), 출구유로C(543), 제2 분기부(549)를 통과하여, 제2 유출구(547)로부터 제2 공급라인(28c)으로 흐를 수 있으며, 순수가 계속 흐름으로써 제2 공급라인(28c)을 순수로 플러싱하여 제2 공급라인(28c) 안을 세정할 수 있다.

이상의 작동에 의해, 본 실시예의 플러싱 장치(43)를 설치함으로써, 통상 모 드와 플러싱 모드를 쉽게 선택할 수 있고, 플러싱 모드에 의해 각 공급라인을 플러싱함으로써 세정할 수 있다. 또한, 본 실시예의 플러싱 장치(43)는, 본체(531)인 하나의 베이스 블록에 유로가 형성됨으로써, 플러싱 장치(43)를 하나의 부재로서 설치할 수 있으며, 플러싱 장치(43)의 유로를 배관 등으로 설치할 필요가 없으므로 부품개수를 줄일 수 있어, 플러싱 장치(43)를 보다 컴팩트하게 형성할 수 있고, 유로를 짧게 할 수 있으므로 유체저항을 억제할 수 있다.

(실시예 7)

이어서, 도 18 및 도 19에 따라 본 발명의 제7 실시예의 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치는 제3 실시예에 있어서(도 7 참조), 제1 공급라인(27)의 유량계측기(30)와 제1 유체제어밸브(31)의 위치를 반대로 하여, 개폐밸브(29), 제1 유체제어밸브(31), 유량계측기(30), 조임밸브(32)의 순서로 하여 형성한 장치이다. 유량계측기(30)와 제1 유체제어밸브(31)의 위치를 반대로 한 것은, 인접하는 밸브끼리를 하나의 베이스 블록에 설치하기 쉽게 하기 위한 것으로서, 위치를 반대로 하여도 문제없이 피드백 제어를 할 수 있다. 각 구성은 아래와 같다. 이에 의해, 제1, 제2 공급라인(27d, 28d)의 개폐밸브(29d, 34d), 제1 유체제어밸브(31d) 및 압력조정밸브(35d)가 하나의 베이스 블록(44)에 설치되며, 조임밸브(32d)와 유체제어밸브(37d)가 하나의 베이스 블록(45)에 설치되고, 유량계측기(30d, 36d)가 각 베이스 블록(44, 45)에 각각 접속부재(46, 47, 48, 49)를 개재시켜 접속되어 있다. 이는 별도의 튜브나 파이프를 사용하지 않는 경우에 직접 접 속하는 방법이다. 각 구성은 아래와 같다.

도면부호 44는 제1, 제2 공급라인(27d, 28d)의 개폐밸브(29d, 34d), 제1 유체제어밸브(31d), 및 압력조정밸브(35d)가 설치된 베이스 블록이다. 베이스 블록(45)에는 제1 공급라인(27d)의 개폐밸브(29d), 제1 유체제어밸브(31d)의 유로와, 제2 공급라인(28d)의 개폐밸브(34d), 압력조정밸브(35d)의 유로가, 이 순서로 각각 연통되어 형성되어 있다.

도면부호 45는 제1, 제2 공급라인(27d, 28d)의 조임밸브(32d) 및 제2 유체제어밸브(37d)가 설치된 베이스 블록이다. 베이스 블록(45)에는 제1 공급라인(27d)의 조임밸브(32d)의 유로와, 제2 공급라인(28d)의 제2 유체제어밸브(37d)의 유로가 각각 형성되어 있다. 또한, 제1 공급라인(27d)의 조임밸브(32d)의 출구유로는, 제2 공급라인(28d)의 제2 유체제어밸브(37d)의 출구유로와 연통하여 합류부(39d)를 형성하고, 합류부(39d)로부터 유출구(50)로 연통되어 있다. 또한, 합류부(39d)는 베이스 블록(45) 안에 설치하지 않고, 베이스 블록(45)의 각 공급라인으로부터 유출된 유로를 합류하도록 해도 된다.

도면부호 46, 47, 48, 49는 유로의 방향을 전환하는 접속부재이다. 제1 유체제어밸브(31d) 및 압력조정밸브(35d)의 출구유로로부터 접속부재(46, 48)를 통해 유로의 방향이 전환되어 유량계측기(30d, 36d)의 입구유로에 각각 직접 접속되며, 유량계측기(30d, 36d)의 출구유로로부터 접속부재(47, 49)를 통해 유로의 방향이 전환되어 조임밸브(32d) 및 제2 유체제어밸브(37d)의 입구유로에 각각 직접 접속되어 연통되어 있다. 각 공급라인의 밸브 및 유량계측기의 구성과 작동은 제3 실시예 와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이에 의해, 서로 인접하는 밸브 및 유량계측기가 독립된 접속수단인 튜브나 파이프를 이용하지 않고 직접 접속되어 있기 때문에, 유체혼합장치를 컴팩트하게 하여 설치장소의 공간을 줄일 수 있다. 또한, 설치작업이 쉬워져 작업시간을 단축시킬 수 있고, 유체혼합장치 내의 유로를 짧게 함으로써 유체저항을 억제할 수 있다.

(실시예 8)

다음으로, 도 20 및 도 21에 근거하여, 본 발명의 제8 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치는, 제3 실시예에 있어서(도 7 참조), 제1 공급라인(27)의 유량계측기(30)와 제1 유체제어밸브(31)의 위치를 반대로 하여, 개폐밸브(29), 제1 유체제어밸브(31), 유량계측기(30), 조임밸브(32)의 순서로 하여 형성한 장치이다. 각 구성은 아래와 같다.

도면부호 51은 제1, 제2 공급라인(27e, 28e)의 개폐밸브(29e, 34e), 유량계측기(30e, 36e), 조임밸브(32e), 압력조정밸브(35e), 제1 유체제어밸브(31e), 제2 유체제어밸브(37e)가 설치된 베이스 블록이다. 베이스 블록(51)에는 제1 공급라인(27e)의 개폐밸브(29e), 제1 유체제어밸브(31e), 유량계측기(30e) 및 조임밸브(32e)의 유로와, 제2 공급라인의 개폐밸브(34e), 압력조정밸브(35e), 유량계측기(36e) 및 제2 유체제어밸브(37e)의 유로가, 이 순서대로 각각 연통되어 형성되어 있다. 또한, 제1 공급라인(27e)의 조임밸브(32e)의 출구유로는, 제2 공급라인(28e) 의 제2 유체제어밸브(37e)의 출구유로와 연통되어 합류부(39e)를 형성하며, 합류부(39e)로부터 유출구(52)로 연통된다. 또한, 합류부(39e)는 베이스 블록(51) 안에 설치하지 않고, 베이스 블록(51)의 각 공급라인으로부터 유출된 유로를 합류하도록 해도 된다. 각 공급라인의 밸브 및 유량계측기의 구성과 작동은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이에 의해, 유체혼합장치가, 유로가 형성된 하나의 베이스 블록(51)에 설치되어 있기 때문에, 유체혼합장치를 컴팩트하게 하여 설치장소의 공간을 줄일 수 있다. 또한, 설치작업이 쉬워져 작업시간을 단축할 수 있으며, 유체혼합장치 내의 유로를 짧게 함으로써 유체저항을 억제할 수 있고, 또한 부품개수를 줄일 수 있으므로, 유체혼합장치를 쉽게 조립할 수 있다.

(실시예 9)

다음으로, 도 22에 근거하여, 본 발명의 제9 실시예인 유체혼합장치에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 도 22에서 나타낸 제2 공급라인측의 종단면도만으로 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치는, 제3 실시예에 있어서, 제1, 제2 공급라인(28f)의 개폐밸브(34f), 유량계측기(36f), 제2 유체제어밸브(37f), 압력조정밸브(35f)가 하나의 케이싱(53) 안에 수납설치되어 있다. 각 구성은 아래와 같다.

도면부호 53은 PVDF제의 케이싱이다. 케이싱(53) 안에는 케이싱(53)의 바닥면에 개폐밸브(34f), 압력조정밸브(35f), 유량계측기(36f), 제2 유체제어밸브(37f)가 이 순서대로 볼트, 너트(도시하지 않음)로 고정되어 있다. 또한, 제어부는 유량 계측기(36f)의 위쪽으로 케이싱(53)의 상부에 고정되어 설치되어 있다. 본 실시예의 밸브 및 유량계측기의 접속구조는 실시예 7과 마찬가지이며, 각 공급라인의 밸브 및 유량계측기의 구성과 작동은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이에 의해, 유체혼합장치가 하나의 케이싱(53) 안에 설치되어 유체혼합장치가 하나의 모듈이 되기 때문에 설치가 쉬워지고, 설치작업의 작업시간을 단축시킬 수 있으며, 각 부품이 케이싱에 의해 보호되는 동시에, 유체혼합장치를 블랙박스화함으로써 쉽게 유체혼합장치를 분해시키는 것을 방지하여, 익숙하지 않은 이용자가 유체혼합장치를 분해함으로써 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

(실시예 10)

이어서, 도 23 및 도 24에 따라 본 발명의 제10 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는 제1 실시예의 제1 유체제어밸브(4)가 다른 유체제어밸브인 본 실시예의 제1 유체제어밸브(4a)인 경우로 설명한다.

도면부호 4a는 제1 유체제어밸브이다. 제1 유체제어밸브(4a)는 본체부(121), 밸브부재(136), 제1 다이어프램부(137), 제2 다이어프램부(138), 제3 다이어프램부(139), 제4 다이어프램부(140)로 형성된다.

본체부(121)는 내부에 하기 제1 가압실(128), 제2 밸브실(129), 제1 밸브실(130), 및 제2 가압실(131)로 구분되는 챔버(127)와, 유체가 외부로부터 챔버(127)로 유입하기 위한 입구유로(145), 및 챔버(127)로부터 유출하기 위한 출구유로(152)를 가지고, 위에서부터 본체D(125), 본체C(124), 본체B(123), 본체A(122), 본체E(126)로 나뉘어져 있으며, 이것들을 하나로 조합하여 구성되어 있다.

도면부호 122는 본체부(121) 내측에 위치하는 PTFE제 본체A로서, 상부에 평면 원형상의 단차부(141)가 설치되고, 단차부(141)의 중앙에는 단차부(141)보다 작은 직경을 가지며 하부 제1 밸브실(134)이 되는 개구구멍부(142)가, 또한 개구구멍부(142) 아래에는 개구구멍부(142)의 직경보다 직경이 큰 평면 원형상의 하부 단차부(143)가 연속하여 설치되어 있다. 본체A(122)의 상면부 즉, 단차부(141)의 둘레부에는 고리형상 오목홈(144)이 설치되며, 또한 측면으로부터 본체A(122)의 개구구멍부(142)로 연통하는 입구유로(145)가 설치되어 있다.

도면부호 123은 본체A(122)의 윗면에 걸어맞춤 고정되어 있는 PTFE제 본체B로서, 상부에 평면 원형상의 단차부(146)가 설치되며, 단차부(146) 중앙에는 단차부(146)보다 작은 직경의 상부 제2 밸브실(133)이 되는 개구구멍부(147)가 설치되어 있다. 또한, 개구구멍부(147)의 아래에는 개구구멍부(147)의 직경보다 작은 직경의 개구부(148)와, 본체A(122)의 단차부(141)와 같은 직경의 평면 원형상의 하부 단차부(149)가 연속하여 설치되어 있다. 개구부(148)의 하단 주위는 밸브시트(150)로 되어 있다. 본체B(123)의 하면부 즉, 하부 단차부(149)의 둘레부에는 본체A(122)의 고리형상 오목홈(144)과 상대되는 위치에 고리형상 오목홈(151)이 설치되며, 또한 본체A(122)의 입구유로(145)와 반대측에 위치하는 본체B(123)의 측면으로부터 개구구멍부(147)로 연통되는 출구유로(152)가 설치되어 있다.

도면부호 124는 본체B(123)의 상부에 끼워맞춤 고정되어 있는 PTFE제 본체C로서, 중앙에 본체C(124)의 상하단면을 관통하고 상부에서 직경이 확대된 평면 원형상의 다이어프램실(153)과, 다이어프램실(153)과 외부를 연통하는 호흡구 멍(154), 및 하단면에 본체B(123)의 단차부(146)에 끼워맞추어지는 고리형상 돌출부(155)가 다이어프램실(153)을 중심으로 하여 설치되어 있다.

도면부호 125는 본체C(124)의 상부에 위치하는 PTFE제 본체D로서, 하부에 공기실(156)과, 중앙에 윗면을 관통하여 설치되며 외부로부터 공기실(156)로 압축공기를 도입하기 위한 급기구멍(157)이 설치되어 있다. 또한, 측면을 관통하여 설치되는 미세한 배출구멍(180)이 설치되어 있다. 한편, 배출구멍(180)은 압축공기의 공급에 있어서, 필요하지 않은 경우에는 설치하지 않아도 상관없다.

도면부호 126은 본체A(122)의 바닥부에 끼워맞춤 고정되는 PVDF제 본체E로서, 중앙부에는 윗면으로 개구되고 제2 가압실(131)이 되는 개구구멍부(158)가 설치되고, 개구구멍부(158) 윗면의 주위에는 본체A(122)의 하부 단차부(143)에 끼워맞춤 고정되는 고리형상 돌출부(159)가 설치되어 있다. 또한, 본체E(126)의 측면에는 그곳으로부터 개구구멍부(158)로 연통되는 작은 직경을 가지는 호흡구멍(160)이 설치되어 있다.

이상 설명한 본체부(121)를 구성하는 5개의 본체A(122), 본체B(123), 본체C(124), 본체D(125), 본체E(126)는, 볼트·너트(도시하지 않음)로 끼워져 고정되어 있다.

도면부호 136은 PTFE제 밸브부재로서, 중앙에 차양형상으로 설치된 두께부(161)와 두께부(161)를 관통하여 설치된 연통구멍(162), 두께부(161)의 외주면으로부터 직경방향으로 연장되어 설치된 원형상의 박막부(163), 및 박막부(163)의 바깥둘레부에 상하로 돌출하여 설치된 고리형상 리브부(164)를 가지는 제1 다이어프 램부(137)와, 제1 다이어프램부(137)의 상부 중앙에 설치되어 거꾸로 된 절구형상의 밸브체(165)와, 밸브체(165)의 상부로부터 위쪽으로 돌출하여 설치되며 상단부가 대략 반구형상으로 형성된 상부 로드(166)와, 두께부(161) 하단면 중앙부로부터 아래쪽으로 돌출하여 설치되며 하단부가 대략 반구형상으로 형성된 하부 로드(167)를 가지며, 일체로 형성되어 있다. 제1 다이어프램부(137)의 바깥둘레부에 설치된 고리형상 리브부(164)는, 본체A(122)와 본체B(123)에 설치된 두 개의 고리형상 오목홈(144, 151)에 끼워맞추어져, 본체A(122)와 본체B(123)에 의해 끼워져 고정되어 있다. 또한, 밸브체(165)의 경사면과 본체B(123)의 개구부(148)의 하단면 둘레부의 사이에 형성되는 공간은 유체제어부(168)로 되어 있다.

도면부호 138은 PTFE제의 제2 다이어프램부로서, 중앙에 원기둥형상의 두께부(169)와 두께부(169)의 하단면으로부터 직경방향으로 연장되어 설치된 원형상의 박막부(170), 및 박막부(170)의 바깥둘레부에 설치된 고리형상 밀봉부(171)를 가지고, 일체로 형성되어 있다. 또한, 박막부(170)의 둘레부의 고리형상 밀봉부(171)는, 본체B(123) 상부의 단차부(146)와 본체C(124)의 고리형상 돌출부(155)에 의해 끼워져 고정되어 있다. 한편, 제2 다이어프램부(138)의 수압면적은 제1 다이어프램부(137)의 수압면적보다 작게 설치할 필요가 있다.

도면부호 139는 PTFE제의 제3 다이어프램부로서, 형상은 제2 다이어프램부(138)와 동일하게 되어 있으며 상하 반대로 배치되어 있다. 두께부(172)의 상단면은 밸브부재(136)의 하부 로드(167)와 접촉하고 있으며, 또한 박막부(173) 둘레부의 고리형상 밀봉부(174)는 본체A(122)의 하부 단차부(143)와 본체E(126)의 고리 형상 돌출부(159)에 의해 끼워져 고정되어 있다. 한편, 제3 다이어프램부(139)의 수압면적도 상기와 마찬가지로, 제1 다이어프램부(137)의 수압면적보다 작게 설치할 필요가 있다.

도면부호 140은 제4 다이어프램부로서, 둘레부에 외경이 본체C(124)의 다이어프램실(153)과 대략 동일한 직경인 원통형 리브(175), 중앙에 원기둥부(176), 및 원통형 리브(175)의 하단면 내주와 원기둥부(176)의 상단면 외주를 연결하여 설치된 막부(177)를 가진다. 원통형 리브(175)는 본체C(124)의 다이어프램실(153)에 끼워맞춤 고정되는 동시에, 본체B(123)와 본체C(124) 사이에서 끼워져 고정되며, 원기둥부(176)는 다이어프램실(153) 안에서 상하이동 가능하게 되어 있다. 또한, 원기둥부(176)의 하부에는 제2 다이어프램부(138)의 두께부(169)가 끼워맞추어져 있다.

도면부호 178 및 179는 본체E(126)의 개구구멍부(158)에 배치된 PVDF제 스프링받이와 SUS제 스프링으로, 모두 제3 다이어프램부(139)를 안쪽으로(도면에서는 위쪽) 가압하고 있다.

이상 설명한 각 구성에 의해 본체부(121)의 내부에 형성된 챔버(127)는, 위에서부터 제4 다이어프램부(140) 및 본체D(125) 공기실(156)로 형성된 제1 가압실(128), 제1 다이어프램부(137)와 본체B(123)의 하부 단차부(149) 사이에 형성된 하부 제2 밸브실(132)과, 제2 다이어프램부(138)와 본체B(123)의 개구구멍부(147)로 형성된 상부 제2 밸브실(133)의 두 실로 이루어지는 제2 밸브실(129), 제3 다이어프램부(139)와 본체A(122)의 개구구멍부(142)로 형성된 하부 제1 밸브실(134)과, 제1 다이어프램부(137)와 본체A(122)의 단차부(141)로 형성된 상부 제1 밸브실(135)로 이루어지는 제1 밸브실(130), 및 제3 다이어프램부(139)와 본체E(126)의 개구구멍부(158)로 형성된 제2 가압실(131)로 구분되어 있는 것을 알 수 있다.

이어서, 본 발명의 제10 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

전공변환기(도시하지 않음)로부터 공급되는 조작압력에 대한 제1 유체제어밸브(4a)의 작동은 아래와 같다. 제1 유체제어밸브(4a)의 본체A(122)의 입구유로(145)로부터 제1 밸브실(130)로 유입한 유체는, 밸브부재(136)의 연통구멍(162)을 통과함으로써 감압되어 하부 제2 밸브실(132)로 유입한다. 또한, 유체는 하부 제2 밸브실(132)로부터 유체제어부(168)를 통과하여 상부 제2 밸브실(133)로 유입할 때, 유체제어부(168)에서의 압력손실에 의해 다시 감압되어 출구유로(152)로부터 유출한다. 여기서, 연통구멍(162)의 직경은 충분히 작게 형성되어 있기 때문에, 밸브를 흐르는 유량은 연통구멍(162) 전후의 압력차에 의해 정해진다.

이 때, 각 다이어프램부(137, 138, 139)가 유체로부터 받는 힘을 보면, 제1 다이어프램부(137)는 제1 밸브실(130)과 하부 제2 밸브실(132) 안의 유체압력차에 의해 윗방향으로, 제2 다이어프램부(138)는 상부 제2 밸브실(133)의 유체압력에 의해 윗방향으로, 제3 다이어프램부(139)는 제1 밸브실(130) 안의 유체압력에 의해 아랫방향으로의 힘을 받고 있다. 여기서, 제1 다이어프램부(137)의 수압면적은, 제2 다이어프램부(138) 및 제3 다이어프램부(139)의 수압면적보다 충분히 크게 형성되어 있기 때문에, 제2, 제3 다이어프램부(138, 139)에 작용하는 힘은, 제1 다이어프램부(137)에 작용하는 힘에 비하여 거의 무시할 수 있다. 따라서, 밸브부재(136) 가 유체로부터 받는 힘은, 제1 밸브실(130)과 하부 제2 밸브실(132) 안의 유체압력차에 의한 윗방향으로의 힘이 된다.

또한, 밸브부재(136)는 제1 가압실(128)의 가압수단에 의해 아랫방향으로 가압되고 있고, 동시에 제2 가압실(131)의 가압수단에 의해 윗방향으로 가압되고 있다. 제1 가압실(128)의 가압수단의 힘을 제2 가압실(131)의 가압수단의 힘보다 크게 조정해 두면, 밸브부재(136)가 각 가압수단으로부터 받는 합력(合力)은 아랫방향의 힘이 된다. 여기서, 제1 가압실(128)의 가압수단이란, 전공변환기로부터 공급되는 조작압력에 의한 것이고, 제2 가압실(131)의 가압수단이란, 스프링(179)의 반발력에 의한 것이다.

따라서, 밸브부재(136)는 각 가압수단에 의한 아랫방향의 합력과, 제1 밸브실(130)과 하부 제2 밸브실(132) 안의 유체압력차에 의한 윗방향의 힘이 조화를 이루는 위치에 안정된다. 즉, 각 가압수단에 의한 합력과 유체압력차에 의한 힘이 조화를 이루도록, 하부 제2 밸브실(132)의 압력이 유체제어부(168)의 개구면적에 의해 자립적으로 조정된다. 이 때문에, 제1 밸브실(130)과 하부 제2 밸브실(132) 안의 유체압력차가 일정해져, 연통구멍(162) 전후의 압력차는 일정하게 유지됨으로써, 밸브를 흐르는 유량이 항상 일정하게 유지된다.

여기서, 제1 유체제어밸브(4a)는, 밸브부재(136)에 작용하는 각 가압수단의 합력과, 제1 밸브실(130)과 하부 제2 밸브실(132)의 압력차에 의한 힘이 조화를 이룸으로써 작동하기 때문에, 밸브부재(136)에 작용하는 각 가압수단의 합력을 조정변경하면, 제1 밸브실(130)과 하부 제2 밸브실(132)의 유체압력차는 그것에 대응한 값이 된다. 즉, 제1 가압실의 가압수단에 의한 아랫방향으로의 힘, 즉 전공변환기로부터 공급되는 조작압력을 조정함으로써, 연통구멍(162) 전후의 압력차를 변경조정할 수 있기 때문에, 밸브를 분해하지 않고 유량을 임의의 유량으로 설정할 수 있다.

또한, 제1 가압실(128)의 가압수단에 의한 힘을 제2 가압실(131)의 가압수단에 의한 힘보다 작게 조정하면, 밸브부재(136)에 작용하는 합력은 윗방향으로만 작용하게 되고, 밸브부재(136)의 밸브체(165)를 본체B(123)의 개구부(148)의 밸브시트(150)로 누르는 형식이 되어, 유체를 차단할 수 있다. 즉, 전공변환기를 조정하여 조작압력을 걸지 않으면, 제1 유체제어밸브(4a)는 폐색상태가 된다.

이에 의해, 제1 유체제어밸브(4a)를 사용함으로써 유체혼합장치의 공급라인을 흐르는 유체는 설정유량으로 일정해지도록 제어된다. 더욱이, 공급라인에 유입하는 유체의 상류측 압력이나 하류측 압력이 변동하여도, 제1 유체제어밸브(4a)의 작동에 의해 유량은 자립적으로 일정하게 유지되기 때문에, 펌프의 맥동 등 순간적인 압력변동이 발생하여도 안정적으로 유량을 제어할 수 있다. 또한, 제1 유체제어밸브(4a)는 배압변동의 영향을 받지 않는 구성이기 때문에, 배압이 변동하는 용도에 있어서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 조작압력의 조정에 의해 제1 유체제어밸브(4a)는 개폐밸브로서도 사용할 수 있다.

(실시예 11)

다음으로, 도 25에 근거하여, 본 발명의 제11 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시예의 제2 유체제어밸브(10)가 다른 유체제어밸브인 본 실시예의 제2 유체제어밸브(10a)인 경우로 설명한다. 또한, 본 실시예의 제어부(도시하지 않음)는, 제1 실시예의 제어부(5)에 있어서, 전공변환기(8)를 설치하지 않고, 컨트롤부(7)로부터 출력된 신호를 제2 유체제어밸브(10a)의 전기식 구동부(344)에 전달하며, 전기식 구동부(344)의 모터부(359)를 작동시키는 구성이다.

도면부호 10a는 하기 전기식 구동부(344)에 의해 유로의 개구면적을 변화시켜 유체의 유량을 제어하는 제2 유체제어밸브(전기식 니들밸브)이다. 제2 유체제어밸브(10a)는 본체(341), 다이어프램(342), 밸브체(343), 전기식 구동부(344)로 형성된다.

도면부호 341은 PTFE제의 본체로, 상부에 대략 절구형상의 밸브실(345)이 설치되어 있고, 밸브실(345)에 각각 연통되도록 입구유로(346) 및 출구유로(347)가 설치되어 있으며, 밸브실(345)의 바닥면에는 하기 밸브체(343)의 압접에 의해 유로를 차단하는 밸브시트(348)가 형성되고, 바닥부 중앙에는 하기 밸브체(343)가 상하이동함으로써 유량을 제어하는 개구부(349)가 형성되어 있다. 또한, 본체(341)의 윗면에는 하기 다이어프램(342)의 고리형상 밀봉부(353)가 끼워맞추어지는 고리형상 오목부(350)가 설치되어 있다.

도면부호 342는 PTFE제의 다이어프램으로, 중앙에 차양형상으로 설치된 두께부(351)와 두께부(351)의 외주면으로부터 직경방향으로 뻗어나가 설치된 원형의 박막부(352) 및 박막부(352)의 바깥둘레부에는 축선방향으로 단면이 L자형상인 고리형상 밀봉부(353)가 설치되어 있으며, 고리형상 밀봉부(353)는 상기 본체(341)의 고리형상 오목부(350)에 끼워맞추어진다. 두께부(351)의 아래쪽에는 하기 밸브 체(343)에 나사부착되는 접합부(354)가 설치되어 있으며, 두께부(351)의 위쪽에는 하기 모터부(359)의 축에 연결된 스템(365)과 나사부착되는 부착부(355)가 설치되어 있다.

도면부호 343은 PTFE제의 밸브체로, 상기 다이어프램(342)의 접합부(354)에 나사부착되어 있다. 또한, 밸브체(343)는 아래쪽을 향하여 직경이 축소되는 테이퍼부(356)가 설치되어 있다.

도면부호 344는 밸브체(343)를 상하이동시키는 전기식 구동부이다. 전기식 구동부(344)는 하부 보닛(357), 상부 보닛(358)으로 형성되며, 모터부(359) 및 기어 등이 설치되어 있다.

도면부호 357은 PVDF제의 하부 보닛으로, 위쪽으로 개구된 오목부(360)가 설치되며, 오목부(360)의 바닥부 중앙에는 관통구멍(361)이 설치되어 있다. 하부 보닛(357)의 아랫면에는 다이어프램(342)의 고리형상 밀봉부(353)가 끼워맞추어지는 끼워맞춤부(362)가 설치되며, 상기 본체(341)와 하부 보닛(357)에 의해 상기 다이어프램(342)이 끼워져 고정되어 있다.

도면부호 358은 PVDF제의 상부 보닛으로, 아래쪽으로 개구된 오목부(363)가 설치되고, 하부 보닛(357)과 상부 보닛(358)을 접합하여 두 오목부(360, 363)에 의해 격납부(364)가 형성되며, 하기 모터부(359)가 설치되어 있다.

도면부호 359는 격납부(364)에 설치된 모터부이다. 모터부(359)는 스테핑 모터를 가지며, 모터부(359)의 하부에는 모터의 축에 연결된 스템(365)이 설치되어 있다. 스템(365)은 상기 하부 보닛(357)의 관통구멍(361)에 위치하며, 스템(365)의 하부에는 상기 다이어프램(342)의 부착부(355)와 나사결합되는 접속부(366)가 설치되어 있다.

제2 유체제어밸브(10a)의 본체(341)와, 전기식 구동부(344)의 하부 보닛(357)과 상부 보닛(358)은, 볼트·너트(도시하지 않음)에 의해 접합되어 있다.

이어서, 본 발명의 제11 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

전기식 구동부(344)로부터의 전달에 의한 제2 유체제어밸브(10a)의 작동은 아래와 같다. 제2 유체제어밸브(10a)는 전기식 구동부(344)의 모터부(359)가 스템(365)을 상하 이동시키면, 스템(365)과 다이어프램(342)을 통해 밸브체(343)가 상하이동되며, 개구부(349)와 개구부(349) 안으로 삽입되는 밸브체(343)의 테이퍼부(356)에 의해 개구면적을 변화시킴으로써, 제2 유체제어밸브(10a)를 흐르는 유체의 유량을 조정할 수 있다. 또한, 전기식 구동부(344)를 조작하여 밸브체(343)를 아래방향으로 구동시키고, 밸브체(343)를 밸브시트(348)에 붙임으로써, 밸브체(343)가 개구부(349)를 폐지하여 유체를 차단할 수 있다.

이에 의해, 제2 유체제어밸브(10a)를 이용함으로써, 유체혼합장치의 공급라인을 흐르는 유체는 설정유량으로 일정해지도록 제어된다. 또한, 제2 유체제어밸브(10a)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고 안정적으로 유량을 조절할 수 있다. 전기식 구동부(344)는 전기식으로 구동하는 모터부(359)를 가지고 있으며, 모터부(359)는 세밀한 구동제어를 쉽게 할 수 있기 때문에, 제어부로부터의 신호에 따라 양호한 응답성을 가지고 안정적인 유량제어를 할 수 있어, 극히 작은 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다.

(실시예 12)

다음으로, 도 26에 근거하여, 본 발명의 제12 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시예의 제2 유체제어밸브(10)가, 다른 유체제어밸브인 본 실시예의 제2 유체제어밸브(10b)인 경우로 설명한다.

도면부호 10b는 조작압력에 따라 유로의 개구면적을 변화시킴으로써, 유체의 유량을 제어하는 제2 유체제어밸브(공기식 핀치밸브)이다. 제2 유체제어밸브(10b)는 파이프체(401), 실린더 본체(402), 피스톤(403), 끼워누름부재(404), 본체(405), 연결체받이(406), 연결체(407)로 형성된다.

도면부호 401은 내부가 유체가 흐르는 불소고무와 실리콘고무의 복합체로 이루어지는 파이프체이다. 파이프체(401)는 예를 들어, 실리콘고무가 함침된 PTFE 시트를 여러층이라도 적층시킴으로써, 목적으로 하는 두께로 형성된 것이다. 또한, 본 실시예에서는 파이프체(401)의 재질이 불소고무와 실리콘고무의 복합체로 되어 있는데, EPDM, 실리콘고무, 불소고무 및 이들의 복합체 등의 탄성체이어도 되며, 특별히 한정되지 않는다.

도면부호 402는 PVDF제의 실린더 본체이다. 실리더 본체(402)는 원통형 공간을 가지는 실린더부(408)를 가지며, 상단부에 원반형의 실린더 덮개(409)가 O-링을 통해 나사결합되어 있다. 실린더 본체(402)의 아랫면 중앙부에는, 하기 피스톤(403)의 연결부(416)가 관통하는 관통구멍(410)과, 하기 끼워누름부재(404)를 수납하는 타원형 슬릿(411)이 연속해서 설치되어 있다. 또한, 실린더 본체(402)의 둘레측면에는, 실린더부(408)의 내주면 및 바닥면과 하기 피스톤(403)의 하단면으로 형성되는 제1 공간부(412)와, 실린더부(408)의 내주면과 실린더 덮개(409)의 하단면과 하기 피스톤(403)의 상단면으로 형성되는 제2 공간부(413)에, 각각 압축공기를 도입시키는 공기구(414, 415)가 설치되어 있다.

도면부호 403은 PVDF제의 피스톤이다. 피스톤(403)은 원반형으로 둘레측면에 O-링이 장착되며, 실린더부(408)의 내주면으로 상하이동 가능하며, 또한 밀봉상태로 끼워맞추어져 있다. 또한, 피스톤(403)의 중앙으로부터 늘어뜨려져 연결부(416)가 설치되며, 상기 실린더 본체(402)의 아랫면 중앙부에 설치된 관통구멍(410)을 밀봉상태에서 관통하고 있고, 그 선단부에 하기 끼워누름부재(404)가 고정되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 연결부(416)를 관통하여 설치된 고정볼트(417)의 선단부에 나사부착에 의해 하기 끼워누름부재(404)가 고정되어 있다. 또한, 끼워누름부재(404)의 고정방법은, 연결부(416)를 막대형상으로 형성하고 그 선단부를 나사부착, 접착 혹은 용접 하여도 되며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

도면부호 404는 PVDF제의 끼워누름부재로, 파이프체(401)를 누르는 부분의 단면이 반원형으로 형성되어 있다. 또한, 끼워누름부재(404)는 유로축선과 직교하도록 피스톤(403)의 연결부(416)에 고정되어 있으며, 밸브개방시에는 실린더 본체(402)의 타원형 슬릿(411) 내에 수납되어 있다.

도면부호 405는 실린더 본체(402)의 하단면에 볼트·너트 등(도시하지 않음)으로 접합 고정되어 있는 PVDF제의 본체이다. 본체(405)의 유로축선 상에는 파이프체(401)를 수용하는 단면 직사각형상의 홈(418)이 설치되어 있다. 또한, 홈(418)의 양끝부분에는, 하기 연결체받이(406)의 끼워맞춤부(421)를 수용하는 홈(419)이 홈(418)보다 깊이 설치되며, 또한 홈(419) 내부에는, 하기 연결체받이(406)의 끼워맞춤부(421)의 앞끝에 설치된 빠짐방지용 볼록부(422)를 수용하는 오목홈(420)이 설치되어 있다.

도면부호 406은 본체(405)의 양끝에 설치된 PVDF제의 연결체받이이다. 연결체받이(406)의 일단부에 본체(405)의 양끝에 설치된 홈(419)에 끼워맞추어지는 단면 직사각형상의 끼워맞춤부(421)가 형성되며, 또한 끼워맞춤부(421)의 앞끝 바닥부에는 본체(405)의 홈(419)에 설치된 오목홈(420)에 끼워맞추어지는 빠짐방지용 볼록부(422)가 설치되어 있다. 또한, 타단부에는 하기 연결체(407)의 육각형의 차양부(430)를 수용하는 단면 육각형의 수용구(423)가 설치되며, 그 외주면에는 숫나사부(424)가 설치되어 있다. 숫나사부(424)와 끼워맞춤부(421)의 사이에 위치하는 외주면에는 끼워맞춤부(421)의 대각선 길이와 대략 동일한 직경을 가지는 고리형상의 차양부(425)가 설치되어 있다. 차양부(425)는 실린더 본체(402) 및 본체(405)와 접촉하여, 연결체받이(406)가 두 본체의 내부로 이동하는 것을 방지하고 있다. 연결체받이(406)의 내부에서는, 끼워맞춤부(421)에 파이프체(401)의 외경과 대략 같은 직경을 가지는 관통구멍(426)이 설치되며, 또한 그것에 연속해서, 수용구(423)로 통하는 하기 연결체(407)의 삽입부(429)에 끼워맞추어져 직경이 확장된 파이프체(401)의 외경과 대략 같은 직경의 관통구멍(427)이 설치되어 있다. 따라서, 연결체받이(406)의 내주면에는 단차부(428)가 형성되어 있다. 이 단차부(428)에서 파이프체(401)가 연결체받이(406) 내에 끼워 고정된다.

도면부호 407은 PTFE제의 연결체이다. 연결체(407)의 일단부에는 외경이 파 이프체(401)의 내경보다 크게 형성되며, 파이프체(401)의 직경이 확장되어 삽입되는 삽입부(429)가 설치되어 있다. 연결체(407)의 외주 중앙부에는, 양끝부분보다 직경이 확장되어 단면 육각형상의 차양부(430)가 설치되어 있다. 연결체(407)는 차양부(430)를 연결체받이(406)의 수용구(423)에 끼춰맞추고, 차양부(430)와 걸어맞춘 캡 너트(431)를 연결체받이(406)의 외주에 설치한 숫나사부(424)에 나사결합시킴으로써, 회전운동하지 않도록 연결체받이(406)에 끼워맞춤 고정된다. 여기서, 본체(405)의 양끝부분에 설치된 한쪽 연결체(407)의 내부에는 입구유로(432)가 형성되고, 다른 쪽 연결체(407)의 내부에는 출구유로(433)가 형성된다.

이어서, 본 발명의 제12 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

전공변환기로부터 공급되는 조작압력에 대한 제2 유체제어밸브(10b)의 작동은 아래와 같다. 공기구(415)로부터 제2 공간부(413)로 압축된 공기를 공급한 경우, 제1 공간부(412) 내의 압축된 공기는 공기구(414)로부터 배출되며, 그 공기압에 의해 피스톤(403)이 하강하기 시작하고, 그에 따라 피스톤(403)으로부터 늘어뜨려져 설치된 연결부(416)를 통해 끼워누름부재(404)도 하강한다. 공기구(414)로부터 제1 공간부(412)로 압축된 공기를 공급한 경우, 제2 공간부(413) 내의 압축된 공기는 공기구(415)로부터 배출되며, 그 공기압에 의해 피스톤(403)이 상승하기 시작하고, 그에 따라 피스톤(403)으로부터 늘어뜨려져 설치된 연결부(416)를 통해 끼워누름부재(404)가 상승한다. 피스톤(403)의 상하이동에 따라 끼워누름부재(404)도 상하이동됨으로써, 끼워누름부재(404)가 파이프체(401)의 개구면적을 변화시켜, 제2 유체제어밸브(10b)를 흐르는 유체의 유량을 조정할 수 있다. 또한, 공기구(415) 로부터 제2 공간부(413)로 압축된 공기를 공급하면, 피스톤(403)의 하단면이 실린더부(408)의 바닥면에 도달하여 피스톤(403) 및 끼워누름부재(404)의 하강이 멈춤으로써, 파이프체(401)를 폐지하여 유체를 차단할 수 있다.

이에 의해, 제2 유체제어밸브(10b)를 이용함으로써 유체혼합장치의 공급라인을 흐르는 유체는, 설정유량으로 일정하게 제어된다. 또한, 제2 유체제어밸브(10b)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고 안정적으로 유량을 조절할 수 있으며, 밸브의 슬라이딩 운동부분이 유로와 나뉘어져 구성되기 때문에, 유로 내에 오염이나 미립자가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 유로가 직선적으로 체류하는 부분이 없기 때문에, 슬러리를 수송하는 라인으로 사용하여도 유량을 제어하는 부분에 슬러리가 고착되기 어려우므로, 안정적으로 유체제어를 유지할 수 있다.

(실시예 13)

다음으로, 도 27에 근거하여, 본 발명의 제13 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시예의 제2 유체제어밸브(10)가, 다른 유체제어밸브인 본 실시예의 제2 유체제어밸브(10c)인 경우로 설명한다. 또한, 본 실시예의 제어부(도시하지 않음)는, 제1 실시예의 제어부(5)에 있어서, 전공변환기(8)를 설치하지 않고, 컨트롤부(7)로부터 출력된 신호를 제2 유체제어밸브(10c)의 전기식 구동부(441)로 전달하여, 전기식 구동부(441)의 모터부(452)를 작동시키는 구성이다.

도면부호 10c는 하기 전기식 구동부(441)에 의해 유로의 개구면적을 변화시켜 유체의 유량을 제어하는 제2 유체제어밸브이다. 제2 유체제어밸브(10c)는 전기식 구동부(441), 본체(442), 파이프체(443), 접속부(444)로 형성된다.

도면부호 442는 PTFE제의 본체로, 본체(442)의 유로축선상에는 하기 파이프체(443)를 수용하는 단면 직사각형상의 홈(445)이 설치되어 있다.

도면부호 443은 PTFE제 시트와 실리콘 고무의 복합체로 이루어지는 파이프체로, 본체(442) 내에 유로를 형성하고 있다.

도면부호 444는 PTFE제의 접속부로, 본체(442)의 홈(445)과 하기 전기식 구동부(441)의 하부 보닛(450)의 바닥부에 걸어맞추어지고 하부 보닛(450)과 본체(442)의 각 양쪽 측면에 고정되는 연결체받이(446)와, 연결체받이(446)와 걸어맞추어지고 파이프체(443)와 접속되는 연결체(447)와, 연결체(447)를 연결체받이(446)의 외주면에 나사결합함으로써 연결체받이(446)에 고정되어 있는 캡 너트(448)로 형성되어 있다. 여기서, 본체(442)의 양끝부분에 설치된 한 쪽 연결체(447)의 내부에는 입구유로(456)가 형성되고, 다른 쪽 연결체(447)의 내부에는 출구유로(457)가 형성되어 있다.

도면부호 441은 끼워누름부재(449)를 상하이동시키는 전기식 구동부이다. 전기식 구동부(441)는 하부 보닛(450), 상부 보닛(451)으로 형성되며, 모터부(452) 및 기어 등이 설치되어 있다.

도면부호 450은 PVDF제의 하부 보닛으로, 윗면으로 개구된 오목부(453)가 설치되고, 오목부(453)의 바닥부 중앙에는 관통구멍(454)이 설치되어 있다. 또한, 하부 보닛(450)의 하단면 중앙에는 관통구멍(454)을 중심으로 하여 타원형의 슬릿(455)이 설치되어 있다.

도면부호 451은 PVDF제의 상부 보닛으로, 아랫면으로 개구된 오목부(458)가 설치되고, 하부 보닛(450)과 상부 보닛(451)을 접합하여 두 오목부(453, 458)에 의해 격납부(459)가 형성되며, 하기 모터부(452)가 설치되어 있다.

도면부호 452는 격납부(459)에 설치된 모터부이다. 모터부(452)는 스테핑 모터를 가지며, 모터부(452)의 하부에는 모터의 축에 연결된 스템(460)이 설치되어 있다. 스템(460)은 상기 하부 보닛(450)의 관통구멍(454)에 위치하고, 스템(460)의 하부에는 끼워누름부재(449)가 접속되어 있으며, 모터부(452)의 구동에 의해 스템(460)을 상하이동시켜 끼워누름부재(449)가 파이프체(443)를 압접하거나 또는 파이프체(443)로부터 이간된다.

도면부호 449는 파이프체(443)를 누르는 부분이 단면 반원형으로 형성된 끼워누름부재로, 파이프체(443)와 직교하도록 스템(460)에 고정되어 있으며, 밸브 전체개방시에는, 하부 보닛(450)의 하단면에 설치된 타원형의 슬릿(455) 내에 수납되도록 되어 있다.

제2 유체제어밸브(10c)의 본체(442)와, 전기식 구동부(441)의 하부 보닛(450)과 상부 보닛(451)은, 볼트·너트(도시하지 않음)에 의해 접합되어 있다.

이어서, 본 발명의 제13 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

전기식 구동부(441)로부터의 전달에 의한 제2 유체제어밸브(10c)의 작동은 아래와 같다. 제2 유체제어밸브(10c)는 전기식 구동부(441)의 모터부(452)가 스템(460)을 상하이동시키면, 스템(460)의 하부에 설치된 끼워누름부재(449)가 상하이동되고, 끼워누름부재(449)가 파이프체(443)를 변형시켜, 파이프체(443)의 유로 개구면적을 변화시킴으로써, 제2 유체제어밸브(10c)를 흐르는 유체의 유량을 조정 할 수 있다. 또한, 스템(460)을 위쪽으로 구동시키면, 스템(460)의 하부에 설치된 끼워누름부재(449)가 상승하고, 끼워누름부재(449)의 상단부가 하부 보닛(450)의 하단부에 설치된 타원형 슬릿의 상단면에 도달하고 스템(460) 및 끼워누름부재(449)의 상승이 멈춰져, 전체 개방상태가 된다. 또한, 스템(460)을 아래쪽으로 구동시키면, 끼워누름부재(449)가 하강하여 파이프체(443)를 누르고 유로를 폐지하여 전체폐쇄상태가 된다.

이에 의해, 제2 유체제어밸브(10c)를 이용함으로써, 유체혼합장치의 공급라인을 흐르는 유체는 설정유량으로 일정하게 제어된다. 또한, 제2 유체제어밸브(10c)는 상기 구성에 의해 컴팩트하고 안정적으로 유량을 조절할 수 있으며, 밸브의 슬라이딩 운동부분이 유로와 나뉘어져 구성되어 있기 때문에, 유로 내에 오염이나 미립자가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 유로가 직선적으로 체류하는 부분이 없기 때문에, 슬러리를 수송하는 라인으로 사용해도 유량을 제어하는 부분에 슬러리가 고착되기 어려우므로, 안정적으로 유체제어를 유지할 수 있다. 전기식 구동부(441)는 전기식으로 구동하는 모터부(452)를 가지고 있으며, 모터부(452)는 세밀한 구동제어를 쉽게 할 수 있기 때문에, 제어부로부터의 신호에 따라 양호한 응답성으로 안정적인 유량제어를 할 수 있어, 매우 작은 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다.

(실시예 14)

다음으로, 도 28에 근거하여, 본 발명의 제14 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는, 제3 실시예의 압력조정밸브(35)가, 다른 압력조정밸브인 본 실시예의 압력 조정밸브(35a)인 경우로 설명한다.

도면부호 35a는 유입되는 유체압력을 일정압으로 조정하여 유출시키는 압력조정밸브이다. 압력조정밸브(35a)는 본체(473), 덮개체(474), 제1 다이어프램(475), 제2 다이어프램(476), 플러그(477)로 형성된다.

도면부호 473은 PVDF제의 본체로, 대략 원통형을 가지고 있으며, 그 측면에 본체(473)의 내부에 설치된 제1 밸브실(479)과 연통되는 입구유로(472)와, 하기 공기실(478)과 연통되는 공기공급구(480)가 설치되어 있고, 제1 밸브실(479)의 상부 둘레에는 하기 제1 다이어프램(475)의 고리형상 돌출부(486)가 접합되는 접합부(481)를 가지고 있다. 또한, 제1 밸브실(479)의 상부에는 하기 제1 및 제2 다이어프램(475, 476)과 함께 하기 공기실(478)을 형성하는 단차부(482)가 설치되어 있다.

도면부호 474는 PVDF제의 덮개체로, 내부에 제2 밸브실(483)을 가지며, 외주측면에는 제2 밸브실(493)과 연통되는 출구유로(471)를 가지고, 본체(473)의 상단부에 접합되어 있다. 하단부의 제2 밸브실(483)의 둘레부에는 하기 제2 다이어프램(476)의 고리형상 돌출부(489)가 끼워맞추어지는 고리형상 홈부(484)가 설치되어 있다.

도면부호 475는 PTFE제의 제1 다이어프램으로, 도너츠형상으로 형성되어 있으며, 중앙부에는 하기 제2 다이어프램(476) 쪽으로 돌출하여 형성된 고리형상 접합부(485)가 설치되어 있고, 고리형상 접합부(485)의 내주면에는 슬리브(487)가 나사부착되어 있다. 또한, 바깥둘레부에는 고리형상 돌출부(486)가 설치되어 있으며, 고리형상 돌출부(486)는 본체(473)의 내부에 설치된 접합부(481)에 접합되어 있다.

도면부호 476은 PTFE제의 제2 다이어프램으로, 중앙부에는 고리형상 접합부(488), 바깥둘레부에는 고리형상 돌출부(489)가 설치되어 있다. 고리형상 돌출부(489)는 덮개체(474)의 고리형상 홈부(484)에 끼워맞추어지며, 또한 본체(473)와 덮개체(474)에 의해 끼워져 있다. 또한, 제2 다이어프램(476)의 수압면적은 상기 제1 다이어프램(475)보다 충분히 크게 형성되어 있다. 제1 및 제2 다이어프램(475, 476)은 슬리브(487)와 나사부착됨으로써 일체화되어 있다.

플러그(477)는 본체(473)의 제1 밸브실(479)의 바닥부에 나사부착 등에 의해 고정되어 있다. 플러그(477)의 앞끝은 슬리브(487)의 하단면과의 사이에서 유체제어부(490)를 형성하고 있으며, 슬리브(487)의 상하이동에 따라 유체제어부(490)의 개구면적이 변하고, 제2 밸브실(483) 내부의 압력 즉, 2차측의 유체압력을 일정하게 유지하도록 설계되어 있다.

도면부호 478은 본체(473)의 단차부(482) 및 제1, 제2 다이어프램(475, 476)의 3개에 의해 둘러싸여 형성된 공기실이다. 공기실(478)의 내부로는 공기공급구(480)로부터 압축된 공기가 주입되며, 항상 일정한 압력으로 유지되어 있다.

이어서, 본 발명의 제14 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

압력조정밸브(35a)의 작용은, 공기실(478)로 압축된 공기가 공급되어 일정한 내압이 걸려 있으며, 제1 다이어프램(475)이 제1 밸브실(479) 내부의 압력 즉, 1차측 유체압력에 의한 위쪽으로의 힘과, 공기실(478) 내부의 압력에 의한 아래쪽으로의 힘을 받고 있다. 또한, 제2 다이어프램(476)은 제2 밸브실(483) 내부의 압력 즉, 2차측 유체압력에 의한 아래쪽으로의 힘과, 공기실(478) 내부의 압력에 의한 위쪽으로의 힘을 받고 있으며, 이 4개의 힘의 균형에 의해, 제1 및 제2 다이어프램(475, 476)과 접합되어 있는 슬리브(487)의 위치가 결정되어 있다. 슬리브(487)는 플러그(477)와의 사이에 유체제어부(490)를 형성하고 있으며, 그 면적에 의해 2차측 유체압력을 제어하고 있다.

이 상태에서 1차측 유체압력이 상승한 경우, 일시적으로 2차측 유체압력 및 유량도 증대된다. 이 때, 유체압력에 의해 제1 다이어프램(475)에는 위쪽으로의 힘, 제2 다이어프램(476)에는 아래쪽으로의 힘이 작용하는데, 제2 다이어프램(476)의 수압면적이 제1 다이어프램(475)에 비해 충분히 크게 설계되어 있기 때문에, 아래쪽으로의 힘이 커져, 결과적으로 슬리브(487)를 아래쪽으로 눌러 내리게 된다. 이에 의해, 유체제어부(490)의 개구면적은 감소하며, 2차측 유체압력은 순식간에 원래의 압력까지 낮아지고, 다시 공기실(478)의 내압과 유체압력에 의한 힘의 균형이 유지된다.

또한, 1차측 유체압력이 낮아진 경우, 일시적으로 2차측 유체압력 및 유량도 낮아진다. 이 때, 제1 및 제2 다이어프램(475, 476)에는 공기실(478)의 내압에 의해 각각 아래쪽으로의 힘 및 위쪽으로의 힘이 작용하는데, 이 경우에도, 수압면적은 제2 다이어프램(476)쪽이 크기 때문에, 위쪽으로의 힘이 우세해져 슬리브(487)의 위치를 위쪽으로 밀어 올리게 된다. 이에 의해, 유체제어부(490)의 개구면적이 증대하며, 2차측 유체압력은 순식간에 원래의 압력까지 상승하고, 다시 공기실(478)의 내압과 유체압력에 의한 힘의 균형이 유지되며, 원래의 유량도 유지된 다.

이에 의해, 압력조정밸브(35a)를 이용함으로써, 유체혼합장치의 공급라인에 유입되는 유체의 상류측 압력이 변동하여도, 압력조정밸브(35a)의 작동에 의해 유량은 자립적으로 일정하게 유지되기 때문에, 펌프의 맥동 등 순간적인 압력변동이 발생하여도, 맥동의 영향으로 계측값이 판독하기 어려워지는 것을 방지하며, 안정적으로 유체를 제어할 수 있다. 또한, 유로의 구조가 간단하여 유체가 체류하기 어려운 구성이기 때문에, 유체에 슬러리를 흘려도 슬러리가 고착하기 어려워, 안정적으로 유입되는 유체의 압력을 일정하게 유지할 수 있으며, 슬러리가 고착하기 어려운 제12 실시예나 제13 실시예의 핀치밸브와 병용함으로써, 공급라인은 슬러리의 고착에 의해 막히거나 하지 않고 사용할 수 있으며, 만약 라인의 내벽에 약간의 슬러리가 부착하여도 정기적으로 순수를 흘려 유로 안을 세정작업함으로써, 슬러리는 깨끗하게 세정된다. 또한, 압력조정밸브(35a)는 부품개수가 적어 분해나 조립이 쉽다.

(실시예 15)

다음으로, 도 29에 근거하여, 본 발명의 제15 실시예의 대하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시예의 유량계측기(3, 9)가, 다른 초음파 유량계인 본 실시예의 유량계측기(3a)인 경우로 설명한다.

도면부호 3a는 유체의 유량을 계측하는 유량계측기이다. 유량계측기(3a)는 입구유로(381)와, 입구유로(381)로부터 늘어져 설치된 제1 상승유로(382)와, 제1 상승유로(382)에 연통되고 입구유로(381)의 축선에 대략 평행하게 설치된 직선유 로(383)와, 직선유로(383)로부터 늘어져 설치된 제2 상승유로(384)와, 제2 상승유로(384)에 연통되고 입구유로(381)의 축선에 대략 평행하게 설치된 출구유로(385)를 가지며, 제1, 제2 상승유로(382, 384) 측벽의 직선유로(383)의 축선과 교차하는 위치에, 초음파 진동자(386, 387)가 서로 대향하여 배치되어 있다. 초음파 진동자(386, 387)는 불소수지로 덮여 있으며, 그 진동자(386, 387)로부터 뻗은 배선은 제어부(도시하지 않음)의 연산부(도시하지 않음)로 이어져 있다. 또한, 유량계측기(3a)의 초음파 진동자(386, 387) 이외에는 PFA제이다.

이어서, 본 발명의 제 15 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

유량계측기(3a)로 유입된 유체는 직선유로(383)에서 유량이 계측된다. 유체의 흐름에 대하여, 상류측에 위치하는 초음파 진동자(386)로부터 하류측에 위치하는 초음파 진동자(387)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(387)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되며 제어부(도시하지 않음)의 연산부(도시하지 않음)로 출력된다. 초음파 진동이 상류측의 초음파 진동자(386)로부터 하류측의 초음파 진동자(387)로 전파되어 수신되면, 순식간에 연산부 내에서 송수신이 전환되어, 하류측에 위치하는 초음파 진동자(387)로부터 상류측에 위치하는 초음파 진동자(386)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 초음파 진동자(386)에서 수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어 제어부 내의 연산부로 출력된다. 이 때, 초음파 진동은 직선유로(383) 내의 유체의 흐름에 역행하여 전파되므로, 상류측으로부터 하류측으로 초음파 진동을 전파시킬 때에 비해 유체 안에서의 초음파 진동의 전파속도가 느려져, 전파시간이 길어진다. 출력된 상호 전기신호는 연산부 내에서 전 파시간이 각각 계측되며, 전파시간 차이로부터 유량이 연산된다. 연산부에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 컨트롤부(도시하지 않음)로 출력된다.

이에 의해, 초음파 유량계인 유량계측기(3a)는 유체의 흐름방향에 대한 전파시간 차이로부터 유량을 계측하기 때문에, 매우 작은 유량이어도 정확하게 유량을 계측할 수 있다.

(실시예 16)

다음으로, 도 30에 근거하여, 본 발명의 제16 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는, 제1 실시예의 유량계측기(3, 9)가 초음파식 와유량계인 본 실시예의 유량계측기(3b)인 경우로 설명한다.

도면부호 3b는 유체의 유량을 계측하는 유량계측기이다. 유량계측기(3b)는 입구유로(391)와, 입구유로(391) 내에 늘어뜨려 설치된 카르만 소용돌이를 발생시키는 소용돌이 발생체(392)와, 출구유로(393)를 구비하는 직선유로(394)를 가지며, 직선유로(394)의 소용돌이 발생체(392)의 하류측 측벽에, 초음파 진동자(395, 396)가 유로축선방향으로 직교하는 위치에 서로 대향하여 배치되어 있다. 초음파 진동자(395, 396)는 불소수지로 덮여 있으며, 그 진동자(395, 396)로부터 뻗은 배선은 제어부(도시하지 않음)의 연산부(도시하지 않음)로 이어져 있다. 유량계측기(3b)의 초음파 진동자(395, 396) 이외에는 PTFE제이다.

이어서, 본 발명의 제16 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

유량계측기(3b)로 유입된 유체는, 직선유로(394)에서 유량이 계측된다. 직선유로(394) 안을 흐르는 유체에 대하여 초음파 진동자(395)로부터 초음파 진동 자(396)를 향하여 초음파 진동을 전파시킨다. 소용돌이 발생체(392)의 하류에 발생하는 카르만 소용돌이는, 유체의 유속에 비례한 주기로 발생하며, 소용돌이 방향이 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(396)에서 수신되는 초음파 진동은 카르만 소용돌이에 의해 주파수(주기)가 변동된다. 초음파 진동자(395, 396)로 송수신된 초음파 진동은 전기신호로 변환되어, 제어부(도시하지 않음)의 연산부(도시하지 않음)로 출력된다. 연산부에서는 송신측 초음파 진동자(395)로부터 출력된 초음파 진동과 수신측 초음파 진동자(396)로부터 출력된 초음파 진동의 위상차로부터 얻어진 카르만 소용돌이의 주파수에 근거하여, 직선유로(394)를 흐르는 유체의 유량이 연산된다. 연산부에서 연산된 유량은 전기신호로 변환되어 컨트롤부(도시하지 않음)로 출력된다.

이에 의해, 초음파식 와유량계는 유량이 클수록 카르만 소용돌이가 많이 발생하기 때문에, 큰 유량이어도 정확하게 유량을 계측할 수 있어, 큰 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다.

실시예 15, 실시예 16의 작동에 의해, 초음파식 와유량계는 유량이 클수록 카르만 소용돌이가 많이 발생하기 때문에, 큰 유량이어도 정확하게 유량을 계측할 수 있어, 큰 유량의 유체제어에 뛰어난 효과를 발휘한다.

(실시예 17)

다음으로, 3개의 공급라인을 가지는 본 발명의 제17 실시예에 대하여 설명한 다.

본 실시예의 유체혼합장치는, 제3 실시예에 있어서, 제1, 제2 공급라인과 같은 구성의 제3 공급라인을 설치하며, 각각의 공급라인의 최하류측에 그 공급라인의 합류부를 가지는 구성이다(도시하지 않음). 각 공급라인의 구성은 제3 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

이어서, 본 발명의 제17 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

여기서는, 제1 공급라인에 순수를 유입시키고, 제2 공급라인에 과산화수소수를 유입시키며, 제3 공급라인에 암모니아수를 유입시켜, 순수:과산화수소수:암모니아수=50:2:1이 되도록 혼합한다. 제1 공급라인에 유입된 순수는 제1 공급라인에서 유량이 제어되고, 제2 공급라인에 유입된 과산화수소수는 제2 공급라인에서 유량이 제어되며, 제3 공급라인에 유입된 암모니아수는 제3 공급라인에서 유량이 제어되고, 합류부에서 합류되어 설정된 비율(제1 공급라인과 제2 공급라인과 제3 공급라인의 유량의 비율이 50:2:1)로 혼합되어, 설정된 유량으로 혼합유체(암모니아과수)가 유출된다.

마찬가지로, 본 실시예에서 제3 공급라인에 암모니아수가 아니라 염산을 유입시켜, 순수:과산화수소수:염산=20:1:1이 되도록 혼합하는 경우에 대해서도, 설정된 비율로 혼합되어, 설정된 유량으로 혼합유체(염산과수)가 유출된다.

유출된 각각의 혼합유체(암모니아과수, 염산과수)는, 기판 세정장치의 처리공정에서 사용된다. 세정장치 내에서는 먼저, 기판을 암모니아과수에 의해 이물질 제거처리를 한 후 순수로 린스하고, 이어서 기판을 염산과수에 의해 금속 제거처리 를 한 후 순수로 린스하고, 기판을 묽은 플루오르화 수소산(실시예 1에 기재된 혼합유체)에 의해 산화막 제거처리를 한 후 순수로 린스하고, 마지막으로 기판이 건조되는 공정이 이루어진다. 이 때, 본 발명의 유체혼합장치로 혼합한 혼합유체를 각각의 공정의 약액으로서 세정조 내에 도입시킴으로써, 약액을 항상 일정한 혼합비율로 공급할 수 있어, 기판의 세정처리가 안정적으로 이루어진다.

(실시예 18)

다음으로, 3개의 공급라인을 가지는 본 발명의 제18 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예의 유체혼합장치의 구조는, 제17 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 이어서, 본 발명의 제18 실시예의 작동에 대하여 설명한다.

여기서는, 제1 공급라인에 순수를 유입시키고, 제2 공급라인에 불화암모늄을 유입시키며, 제3 공급라인에 불화수소산을 유입시켜, 순수:불화암모늄:불화수소산=50:2:1이 되도록 혼합한다. 제1 공급라인에 유입된 순수는 제1 공급라인에서 유량이 제어되고, 제2 공급라인에 유입된 불화암모늄은 제2 공급라인에서 유량이 제어되며, 제3 공급라인에 유입된 불화수소산은 제3 공급라인에서 유량이 제어되고, 합류부에서 합류되고 설정된 비율(제1 공급라인과 제2 공급라인과 제3 공급라인의 유량의 비율이 50:2:1)로 혼합되어, 설정된 유량으로 유출된다. 유출된 혼합유체는, 기판 식각장치의 처리공정에서 사용되며, 식각장치 내에서 혼합유체에 의해 기판의 산화막 식각이 이루어진다.

본 발명의 제1, 제4, 제5, 제6, 제17, 제18 실시예의 비율로 각각 유체를 혼 합한 혼합유체는, 반도체 제조공정의 전공정에서 기판의 표면처리 등을 할 때의 약액으로서 적합하게 사용되며, 각각의 유체와 그 혼합비율이 본 발명의 범위 내이면, 반도체 제조공정의 전공정에서의 각종 처리에 적합한 혼합유체를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 대하여 특정한 실시예에 근거하여 상세히 서술하고 있는데, 당업자라면 본 발명의 청구의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고, 여러 가지로 변경, 수정 등을 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 각 라인의 유체의 유량을 제어하고 유체를 임의의 비율로 혼합시키는 동시에, 맥동한 유체가 흘러도 문제없이 유량을 제어할 수 있고, 컴팩트한 구성으로 좁은 공간에 설치 가능하며, 설치시에 배관 및 배선접속이 쉬운 유체혼합장치를 제공할 수 있다.

Claims (24)

1. 적어도 2개의 공급라인에 흐르는 각각의 유체를 임의의 비율로 혼합시키는 유체혼합장치로서, 상기 공급라인의 적어도 하나가,

   제어용 유체의 압력조작에 의해 유체의 압력을 제어하는 제1 유체제어밸브와,

   유체의 실제 유량을 계측하고 상기 실제 유량의 계측값을 전기신호로 변환하여 출력하는 유량계측기와,

   상기 실제 유량의 계측값과 설정유량값의 편차에 따라, 제1 유체제어밸브의 개구면적을 제어하기 위한 지령신호를 제1 유체제어밸브 또는 제1 유체제어밸브를 조작하는 기기로 출력하는 제어부를 각각 구비하고, 또한 상기 공급라인의 적어도 하나가,

   유로의 개구면적을 변화시킴으로써 유체의 유량을 제어하는 제2 유체제어밸브와,

   유체의 실제 유량을 계측하고 상기 실제 유량의 계측값을 전기신호로 변환하여 출력하는 유량계측기와,

   상기 실제 유량의 계측값과 설정유량값의 편차에 따라, 제2 유체제어밸브의 개구면적을 제어하기 위한 지령신호를 제2 유체제어밸브 또는 제2 유체제어밸브를 조작하는 기기로 출력하는 제어부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   각각의 상기 공급라인이, 유체의 흐름을 개방 또는 차단하기 위한 개폐밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 유체제어밸브를 가지는 공급라인이, 유체의 압력변동을 감쇠시키는 압력조정밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 유체제어밸브를 가지는 공급라인이, 개구면적을 조절할 수 있는 조임밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   각각의 상기 공급라인의 최하류측에, 상기 공급라인의 합류부를 가지는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 합류부 직전의 상기 공급라인에, 개폐밸브가 각각 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 합류부가 상기 공급라인을 하나의 유로로 합류시키는 다기관 밸브인 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   각각의 상기 공급라인 중 임의의 한 공급라인의 최상류측에 접속되는 개폐밸브가 설치된 메인라인과,

   다른 공급라인의 최상류측에 접속되는 개폐밸브가 설치된 적어도 하나의 다른 라인을 구비하며,

   메인라인의 개폐밸브의 상류측과 다른 라인의 개폐밸브의 하류측이 개폐밸브를 통해 연통되어 이루어지는 플러싱 장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 각종 밸브 및 상기 유량계측기가, 독립된 접속수단을 이용하지 않고 직접 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 각종 밸브 및 상기 유량계측기가, 하나의 베이스 블록에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 각종 밸브 및 상기 유량계측기가, 하나의 케이싱 내에 수납되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 제1 유체제어밸브가,

    하부 중앙에 바닥부까지 개방되어 설치된 제2 공극, 제2 공극에 연통되는 입구유로, 상부에 윗면이 개방되어 설치되며 제2 공극의 직경보다 큰 직경을 가지는 제1 공극, 제1 공극에 연통되는 출구유로, 및 제1 공극과 제2 공극을 연통하고 제1 공극의 직경보다 작은 직경을 가지는 연통구멍을 가지며, 제2 공극의 윗면이 밸브시트로 된 본체와,

    측면 혹은 윗면에 설치된 급기구멍과 배출구멍에 연통한 원통형의 공극을 내부에 가지며, 하단 내주면에 단차부가 설치된 보닛과,

    보닛의 단차부에 끼워넣어지고 중앙부에 관통구멍을 가지는 스프링받이와, 하단부에 스프링받이의 관통구멍보다 작은 직경의 제1 접합부를 가지고 상부에 차양부가 설치되며 보닛의 공극 내부에 상하이동 가능하게 끼워넣어진 피스톤과,

    피스톤 차양부의 하단면과 스프링받이의 상단면에 의해 끼워져 지지되어 있는 스프링과,

    둘레부가 본체와 스프링받이의 사이에서 끼워져 고정되며, 본체의 제1 공극에 덮는 형식으로 제1 밸브실을 형성하는 중앙부가 두껍게 된 제1 다이어프램, 윗면 중앙에 피스톤의 제1 접합부에 스프링받이의 관통구멍을 관통하여 접합 고정되는 제2 접합부, 및 아랫면 중앙에 본체의 연통구멍과 관통되어 설치된 제3 접합부를 가지는 제1 밸브기구체와,

    본체의 제2 공극 내부에 위치하고, 본체의 연통구멍보다 큰 직경으로 설치된 밸브체, 밸브체의 상단면으로 돌출하여 설치되고 제1 밸브기구체의 제3 접합부와 접합 고정되는 제4 접합부, 밸브체의 하단면으로부터 돌출하여 설치된 로드, 및 로드의 하단면으로부터 직경방향으로 뻗어나가 설치된 제2 다이어프램을 가지는 제2 밸브기구체와,

    본체의 아래쪽에 위치하고 제2 밸브기구체의 제2 다이어프램의 둘레부를 본체와의 사이에서 끼워 고정하는 돌출부를 상부 중앙에 가지며, 돌출부의 상단부에 절결 오목부가 설치되는 동시에, 절결 오목부에 연통되는 호흡구멍이 설치되어 있는 베이스 플레이트를 구비하며, 피스톤의 상하이동에 따라 제2 밸브기구체의 밸브체와 본체의 밸브시트에 의해 형성되는 유체제어부의 개구면적이 변하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 제1 유체제어밸브가,

    유체의 입구유로, 출구유로, 및 입구유로와 출구유로가 연통하는 챔버로 형 성된 본체부와, 밸브체와 제1 다이어프램부를 가지는 밸브부재와, 밸브부재의 하부 및 상부에 위치하고 제1 다이어프램보다 유효 수압면적이 작은 제2 다이어프램부 및 제3 다이어프램부를 가지고, 밸브부재 및 각 다이어프램부가 각 다이어프램부의 외주부가 본체부에 고정됨으로써 챔버 안에 설치되며, 또한 각 다이어프램부에 의해 챔버를 제1 가압실, 제2 밸브실, 제1 밸브실, 및 제2 가압실로 구분하여, 제1 가압실은 제2 다이어프램부에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지고, 제1 밸브실은 입구유로와 연통되어 있으며, 제2 밸브실은, 밸브부재의 밸브체에 대응하는 밸브시트를 가지며, 밸브시트에 대하여 제1 다이어프램부 측에 위치하고 제1 다이어프램부에 설치된 연통구멍으로 제1 밸브실과 연통되어 있는 하부 제2 밸브실과, 제2 다이어프램부 측에 위치하고 출구유로와 연통하여 설치된 상부 제2 밸브실로 나뉘어 형성되고, 밸브부재의 상하이동에 의해 밸브체와 밸브시트 사이의 개구면적이 변하여 하부 제2 밸브실의 유체압력이 제어되는 유체제어부를 가지며, 제2 가압실은 제3 다이어프램부에 대하여 항상 안쪽으로 일정한 힘을 가하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2 유체제어밸브가,

    상부에 밸브실을 가지고, 밸브실에 각각 연통되어 있는 입구유로 및 출구유로를 가지며 밸브실 바닥부 중앙으로 입구유로가 연통되어 있는 개구부가 설치된 본체와, 바닥부 중앙에 관통구멍을 가지고, 측면에 호흡구가 설치되며 본체와 제1 다이어프램을 끼워 고정하고 있는 실린더, 및 상부에 작동유체 연통구가 설치되고 실린더와 제2 다이어프램의 둘레부를 끼워 고정하고 있는 보닛이 일체로 고정되어 있고, 제1 다이어프램은, 어깨부와, 어깨부 위에 위치하며 하기 로드의 하부에 끼워맞춤 고정되는 부착부, 어깨부 아래에 위치하며 하기 밸브체가 고정되는 접합부, 어깨부로부터 직경방향으로 뻗어나간 박막부, 박막부에 이어지는 두께부, 및 두께부의 둘레부에 설치된 밀봉부가 일체로 형성되며, 접합부에는, 밸브실의 개구부에 하기 로드의 상하이동에 따라 출입하는 밸브체가 고정되어 있으며, 또한 제2 다이어프램은, 중앙구멍을 가지고, 그 주변의 두께부와, 두께부로부터 직경방향으로 뻗어나간 박막부, 및 박막부의 둘레부에 설치된 밀봉부가 일체로 형성되고, 바닥부에 제1 다이어프램의 부착부가 고정되어 있는 로드의 상부에 위치하는 어깨부에 다이어프램 누름부재에 의해 중앙구멍을 관통하여 끼워 고정되어 있으며, 또한 로드는, 그 아래쪽 부분이 실린더 바닥부의 관통구멍 내로 이동가능하게 끼워진 상태로 배치되고, 실린더의 단차부와 로드의 어깨부 아랫면과의 사이에 직경방향으로의 이동이 방지된 상태로 끼워맞추어진 스프링으로 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2 유체제어밸브가,

    상부 보닛과 하부 보닛에 내포된 모터부를 가지는 전기식 구동부와, 모터부의 축에 연결된 스템에 의해 상하이동되는 밸브체를 가지는 다이어프램과, 다이어 프램에 의해 전기식 구동부로부터 격리된 밸브실에 각각 연통하는 입구유로 및 출구유로를 가지는 본체를 구비하는 유량제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2 유체제어밸브가,

    탄성체로 이루어지는 파이프체와, 내부에 실린더부를 가지고 상부에 실린더 덮개가 일체로 설치된 실린더 본체와, 실린더부의 내주면으로 상하이동 가능하고, 밀봉된 상태에서 슬라이딩 접촉되며, 실린더 본체의 아랫면 중앙에 설치된 관통구멍을 밀봉상태에서 관통하도록 중앙으로부터 늘어뜨려 설치된 연결부를 가지는 피스톤과, 피스톤 연결부의 하단부에 고정되며 실린더 본체의 바닥면에 유로축선과 직교하여 설치된 타원형 슬릿 안에 수납되는 끼워누름부재와, 실린더 본체의 하단면에 접합 고정되며 유로축선상에 파이프체를 수용하는 제1 홈을 가지고, 제1 홈의 양끝부분에 연결체받이를 더욱 수용하는 제2 홈이 제1 홈보다 깊게 설치된 본체와, 한 쪽 끝에 본체의 제2 홈과 끼워맞추는 끼워맞춤부를 가지고 다른 쪽 끝 내부에 연결체 수용구를 가지며 또한 파이프체를 수용하는 관통구멍을 가지는 한 쌍의 연결체받이와, 실린더 본체의 둘레측면에 설치되며, 실린더부의 바닥면 및 내주면과 피스톤의 하단면으로 둘러싸여 형성된 제1 공간부와, 실린더 덮개의 하단면과 실린더부의 내주면과 피스톤의 윗면으로 둘러싸인 제2 공간부에 각각 연통되는 한 쌍의 공기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 제2 유체제어밸브가,

    상부 보닛과 하부 보닛에 내포된 모터부를 가지는 전기식 구동부와, 모터부의 축에 연결된 스템에 의해 상하이동되는 끼워누름부재와, 탄성체로 이루어지는 파이프체와, 하부 보닛의 하단면에 접합 고정되며, 유로축선상에 파이프체를 수용하는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
18. 제 3 항에 있어서,

    상기 압력조정밸브가 제 12 항에 기재된 제1 유체제어밸브와 같은 구성인 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
19. 제 3 항에 있어서,

    상기 압력조정밸브가,

    내부에 제1 밸브실을 가지며 제1 밸브실의 상부에 설치된 단차부 및 제1 밸브실과 연통되는 입구유로를 가지는 본체와, 제2 밸브실과 이것에 연통되는 출구유로을 가지고 본체의 상부에 접합되는 덮개체와, 둘레부가 제1 밸브실의 상부 둘레부에 접합된 제1 다이어프램과, 둘레부가 본체와 덮개체에 의해 끼워진 제2 다이어프램과, 제1 및 제2 다이어프램의 중앙에 설치된 두 고리형상 접합부에 접합되고 축방향으로 이동가능하게 되어 있는 슬리브와, 제1 밸브실의 바닥부에 고정되며 슬 리브의 하단과의 사이에 유체제어부를 형성하고 있는 플러그로 이루어지며, 또한 본체 단차부의 내주면과 제1 및 제2 다이어프램에 의해 둘러싸인 공기실을 가지고, 제2 다이어프램의 수압면적이 제1 다이어프램의 수압면적보다 크게 구성되며, 상기 공기실에 연통되는 공기공급구가 본체에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
20. 제 4 항에 있어서,

    상기 조임밸브가,

    상부에 설치된 밸브실의 바닥면에 밸브시트면이 형성되며, 밸브시트면의 중심에 설치된 연통구에 연통되는 입구유로와 밸브실에 연통하는 출구유로를 가지는 본체와,

    스템 축방향의 진퇴이동에 의해 연통구에 삽입가능하며 접액면의 중심으로부터 늘어뜨려져 돌출설치된 제1 밸브체와 밸브시트면에 접리가능하게 되어 제1 밸브체로부터 직경방향으로 격리한 위치에 형성된 원고리형상 돌출조의 제2 밸브체와 제2 밸브체로부터 직경방향으로 연속하여 형성된 박막부가 일체로 설치된 격막과,

    상부에 핸들이 고정설치되며 하부 내주면에 암나사부와 외주면에 암나사부의 피치보다 큰 피치를 가지는 숫나사부를 가지는 제1 스템과,

    내주면에 제1 스템의 숫나사부와 나사결합하는 암나사부를 가지는 제1 스템지지체와,

    상부 외주면에 제1 스템의 암나사부에 나사결합되는 숫나사부를 가지고 하단 부에 격막이 접속되는 제2 스템과,

    제1 스템지지체의 아래쪽에 위치하며 제2 스템을 상하이동 가능하고 회전운동 불가능하게 지지하는 격막누름체와, 제1 스템과 격막누름체를 고정하는 보닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
21. 제 1 항에 있어서,

    상기 유량계측기가, 초음파 유량계, 카르만 와유량계, 초음파식 와유량계, 임펠라식 유량계, 전자 유량계, 차압식 유량계, 용적식 유량계, 열선식 유량계, 또는 질량 유량계인 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
22. 제 1 항에 있어서,

    적어도 불화수소산 또는 염산과, 순수의 2종의 유체가, 불화수소산 또는 염산 1에 대하여 순수가 10~200의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
23. 제 1 항에 있어서,

    적어도 암모니아수 또는 염산과, 과산화수소수와, 순수의 3종의 유체가, 암모니아수 또는 염산 1~3에 대하여 과산화수소수가 1~5, 순수가 10~200의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.
24. 제 1 항에 있어서,

    적어도 불화수소산과, 불화암모늄과, 순수의 3종의 유체가, 불화수소산 1에 대하여 불화암모늄이 7~10, 순수가 50~100의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 유체혼합장치.

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