KR20080028957A - 유량 컨트롤러, 이것에 사용하는 레귤레이터유니트,밸브유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 취급이 용이하고, 범용성이 높은 유량컨트롤러, 이것에 사용하는 레귤레이터유니트, 밸브유니트를 제공한다. 유량컨트롤러를, 레귤레이터와 제1압력센서를 갖는 레귤레이터유니트와, 제2압력센서와 유량제어밸브를 갖는 밸브유니트와, 레귤레이터유니트 및 밸브유니트에 대하여 착탈이 가능하게 하여 접속되어 레귤레이터유니트와 밸브유니트를 접속시키는 유체유로 및 오리피스를 구성하는 오리피스유니트를 갖는 구성으로 한다.

레귤레이터유니트, 밸브유니트, 유량컨트롤러

Description

유량 컨트롤러, 이것에 사용하는 레귤레이터유니트, 밸브유니트{FLOW VOLUME CONTROLLER, REGULATOR UNIT USED FOR SUCH FLOW VOLUME CONTROLLER, AND VALVE UNIT}

본 발명은, 예를 들면, 화학공장, 반도체 제조, 식품, 바이오 등의 각종 산업분야에 있어서의 유체수송배관에 사용되어, 유체의 유량을 제어하는 유량 컨트롤러와, 레귤레이터유니트 및 밸브유니트에 관한 것이다.

유체의 유량을 제어하는 유량 컨트롤러는, 유량계나 유량제어밸브 등의 복수의 구성부재로 이루어지는 것이다. 이와 같은 유량 컨트롤러로서는, 예를 들면, 후기하는 특허문헌1에 기재된 유량제어시스템이 알려져 있다. 여기서, 유량 컨트롤러 등에 사용되는 구성부재로서는, 예를 들면, 후기하는 특허문헌2에 기재된 카르만 소용돌이 초음파유량계 장치와 같이, 다시 복수의 구성부재에 의해 구성되는 것이나, 후기하는 특허문헌3에 기재된 관로직결형(管路直結型) 차압유량계와 같이 일체화를 겨냥한 것이 있다.

또, 유량 컨트롤러를 사용하는 장치는, 풋프린트의 소형화가 요망되며, 그에 따라 각 배관부재에 대한 소형화의 요구가 증대되고 있다.

또, 장치 자체는 장기간 사용할 것을 고려하여야 하기 때문에, 양호한 보수 성도 고객으로부터 요망되고 있다. 그 때문에, 필연적으로, 장치에 사용되는 유량 컨트롤러 등에도 양호한 보수성이 요구되고 있다.

또, 유량 컨트롤러 자체의 성능으로서는, 어느 일정한 유량을, 밸브의 1차측이나 2차측에 압력이나 유량의 변동이 있다고 하여도, 목표로 하는 유량값으로 안정시키지 않으면 안되며, 또, 목표 유량의 변경이 있는 경우에는 곧바로 응답할 필요가 있다.

특허문헌1 : 일본국 특개평9-303609호 공보

특허문헌2 : 일본국 특개2000-186950호 공보

특허문헌3 : 일본국 특개평2-55123호 공보

그러나, 이와 같이 많은 구성부재를 일체화시킨 유량 컨트롤러는, 장소를 차지하게 되므로, 설치작업이나 보수작업 등이 번잡해진다. 예를 들면, 상기 유량 컨트롤러에서는, 슬러리 등의 유동성이 낮은 약액을 흘려서 막힘이 발생되어 버리는 경우에는, 보수작업이 번잡해지거나 경우에 따라서는 보수작업 자체가 불가능한 경우도 있다.

또, 상기 유량 컨트롤러에서는, 각 구성부재가 일체화되어 있기 때문에, 유량 등의 사용조건이 한정되어 버린다.

한편, 유량 컨트롤러의 각 구성부품을 별개로 한 경우에도, 각 구성부품끼리의 사이에 각각 조인트 등의 접속구조를 설치할 필요가 있기 때문에, 결과적으로 장소를 차지하게 된다.

또, 유량 컨트롤러라고 하면, 밸브의 개방도를 제어하는 것에 의해 밸브의 후류측에 공급되는 유체의 유량을 제어하는 것이며, 밸브의 후류측(2차측)에 공급되는 유체의 유량을 수시로 변경하거나, 또는 어느 일정한 유량으로 유체를 안정적으로 공급하는 것을 목적으로 하고 있다. 이와 같은 유량 컨트롤러의 동작제어는, 통상적으로는, 밸브의 상류측의 유체압력에 기초하여 밸브의 개방도를 결정하는 피드백제어(예를 들면 PID제어 등)를 이용하여 실시된다.

그러나, 이와 같은 유량 컨트롤러에서는, 밸브의 상류측(1차측)의 압력변동이 크면 밸브의 제어가 따라잡지 못하고, 오버슈트가 크게 일어나거나, 응답속도가 커진다는 문제가 있었다. 또, 이와 같은 유량 컨트롤러에 있어서, 1차측의 압력변동이 있는 경우에, 2차측의 유량을 변경하고자 하면, 2차측의 제어가 1차측의 압력변동에 영향을 받게 되어, 2차측의 변동에 추종하려고 하여 제어하지 못해서, 발산되어 버리는 경우가 있었다. 즉, 종래의 유량 컨트롤러에서는, 1차측, 2차측의 변동에 대하여 대응하고자 하면, 불안정요소가 너무 많아서 제어가 순조롭게 이루어지지 않는다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 필요로 하는 모든 구성부품을 가장 적합하게 일체화하는 것에 의해, 최적으로 콤팩트화하고, 조인트부분으로부터의 유체의 누출이 발생할 가능성을 최소한으로 하며, 또한 보수성, 범용성을 최대한으로 향상시킨 유량 컨트롤러와, 이것에 사용하는 레귤레이터유니트, 밸브유니트를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 1차측의 변동을 제거하고, 유량 컨트롤러의 컨트롤 정밀도, 그리고 응답속도를 빠르게 한 유량 컨트롤러, 이것에 사용하는 레귤레이터유니트, 밸브유니트를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 다음과 같은 수단을 채용하였다.

본 발명의 제1형태는, 레귤레이터와 제1압력검출장치를 갖는 레귤레이터유니트와, 제2압력검출장치와 유량제어밸브를 갖는 밸브유니트와, 상기 레귤레이터유니트 및 상기 밸브유니트에 대하여 착탈이 가능하게 접속되어 상기 레귤레이터유니트와 상기 밸브유니트를 접속하는 유체유로 및 오리피스를 구성하는 오리피스유니트를 구비하고 있는 유량 컨트롤러를 제공한다.

이와 같이 구성되는 유량 컨트롤러에서는, 각 구성부재가 각각 독립된 3개의 유니트로 통합되어 있으므로, 각 구성부재를 각각 독립된 부재로 한 경우와 비교하여 부품수가 적어서 취급이 용이하다. 또, 이 유량 컨트롤러에서는, 각 구성부재를 각각 독립된 부재로 한 경우와 비교하여, 각 구성부재를 접속하는 조인트의 수가 적어도 되기 때문에, 그만큼 장치 전체가 소형화되고 취급이 용이하다.

그리고, 이 유량 컨트롤러는, 장치 전체를 독립적인 3개의 유니트로 분할하여 개별적으로 취급할 수가 있기 때문에, 각 구성부재가 모두 일체화되어 있는 경우와 비교하여 취급이 용이하다. 또한, 여기서 말하는 유니트란, 복수의 구성부재가 일체화되고, 또, 다른 유니트에 대하여 착탈이 가능하게 된 것을 가리키고 있다.

또한, 이 유량 컨트롤러는, 빈번한 보수를 필요로 하는 오리피스가, 다른 유니트와는 독립된 오리피스유니트에 의해 구성되어 있기 때문에, 오리피스유니트만을 분리하여 보수할 수가 있으며, 보수성이 우수하다.

또, 이 유량 컨트롤러는, 용도에 따라서, 각 유니트를 최적의 사양으로 된 유니트로 교체하여 사용할 수가 있다. 예를 들면, 오리피스유니트를 오리피스지름이 상이한 다른 오리피스유니트와 교환하는 것에 의해, 제1압력검출장치, 오리피스유니트, 및 제2압력검출장치가 구성하는 차압식 유량계의 유량측정범위를 변경할 수가 있다.

또, 이 유량 컨트롤러는, 레귤레이터를 구비하고 있기 때문에, 레귤레이터유니트를 통해서 제1, 제2압력검출장치에 공급되는 유체의 압력이 안정된다.

즉, 이 유량 컨트롤러에서는, 제1, 제2압력검출장치 및 오리피스유니트가 구성하는 차압식 유량계에 공급되는 유체의 압력이 안정되기 때문에, 유량 컨트롤러에 공급되는 유체의 압력에 외란(外亂) 등에 의한 변동이 발생하여도, 차압식 유량계의 측정값에 기초한 피드백제어를 양호하게 실시할 수가 있다.

이 유량 컨트롤러는, 상기 오리피스유니트가, 상기 유체유로를 구성하는 튜브부와, 그 튜브 내에 설치되는 오리피스와, 상기 튜브부의 단부와 상기 레귤레이터유니트 또는 상기 밸브유니트를 접속시키는 조인트구조를 가지며, 상기 조인트구조가 상기 튜브부와 일체적으로 형성되어 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량 컨트롤러에서는, 오리피스유니트의 튜브부와 조인트구조가 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 오리피스유니트를 레귤레이터유니트나 밸브유니트와 접속시킬 때에, 이들 유니트 사이에 별개 부재의 조인트를 장착하는 품이 필요없게 되므로, 접속작업이 용이하다.

또, 상기 각 유량 컨트롤러는, 상기 레귤레이터유니트와 상기 밸브유니트가, 서로를 탈착가능하게 하여 고정하는 고정부를 가지고 있어도 좋다.

이와 같이 구성되는 유량 컨트롤러에서는, 레귤레이터유니트와 밸브유니트를 고정부에 의해 고정하는 것에 의해, 레귤레이터유니트와 밸브유니트를 일체형의 장치로서 취급할 수가 있기 때문에, 취급이 용이해진다.

본 발명의 제2의 형태는, 상기 조인트구조를 구비하는 유량 컨트롤러에 사용되는 레귤레이터유니트에 있어서, 레귤레이터와, 압력검출장치와, 상기 레귤레이터와 상기 압력검출장치를 접속시키는 유체유로와, 상기 유체유로와 상기 오리피스유니트의 조인트구조를 접속시키는 레귤레이터측 조인트구조가 일체적으로 형성되어 있는 레귤레이터유니트를 제공한다.

이와 같이 구성되는 레귤레이터유니트에서는, 레귤레이터, 압력검출장치, 유체유로, 및 레귤레이터측 조인트구조가 일체화되어 있기 때문에, 취급이 용이해진다.

이 레귤레이터유니트는, 접속대상장치, 예를 들면, 상기 밸브유니트를 착탈이 가능하게 하여 고정하는 고정부를 가지고 있어도 좋다.

이 구성에서는, 고정부에 의해 레귤레이터유니트와 접속대상장치를 고정하는 것에 의해, 레귤레이터유니트와 접속대상장치를 일체형의 장치로서 취급할 수가 있기 때문에 취급이 용이하다.

본 발명의 제3의 형태는, 압력검출장치와, 유량제어밸브와, 상기 압력검출장치와 상기 유량제어밸브를 접속시키는 유체유로와, 상기 유체유로를 접속대상장치의 유체유로와 접속시키는 밸브측 조인트구조가 일체적으로 형성되어 있는 밸브유니트를 제공한다.

이와 같이 구성되는 밸브유니트에서는, 압력검출장치, 유량제어밸브, 유체유로 및 밸브측 조인트구조가 일체화되어 있기 때문에, 취급이 용이하다.

또, 이 밸브유니트는, 밀폐용기의 유체출구에 대하여, 유량조정밸브를 상류측, 압력검출장치를 하류측으로 하여 접속시키는 것에 의해, 이 밀폐용기의 내부 압력이 설정압력을 초과하는 경우에 과잉하는 유체의 통과를 허용하여, 밀폐용기 내의 내부 압력을 설정압력 이하로 유지하는 배압(排壓)밸브로서 기능한다.

이 밸브유니트는, 접속대상장치를 착탈이 가능하게 하여 고정하는 고정부를 가지고 있어도 좋다.

이 구성에서는, 고정부에 의해 밸브유니트와 접속대상장치를 고정하는 것에 의해, 밸브유니트와 접속대상장치를 일체형의 장치로서 취급할 수가 있기 때문에 취급이 용이해진다.

상술한 본 발명의 제1형태에 있어서의 유량 컨트롤러에 의하면, 각 구성부재가 최적으로 분할되어 있기 때문에, 취급이 용이함과 동시에, 각 유니트를 교환하는 것에 의해 여러가지 사용조건에 대응할 수가 있어서 범용성이 높다.

또, 이 유량 컨트롤러는, 레귤레이터를 구비하고 있기 때문에, 유량 컨트롤러에 공급되는 유체의 압력에 외란 등에 의한 변동이 발생하여도, 차압식 유량계의 측정값에 기초한 피드백제어를 양호하게 실시할 수가 있다.

또, 본 발명의 제2형태에 있어서의 레귤레이터유니트는, 각 구성부재가 일체화되어 있기 때문에, 취급이 용이하다. 또, 접속시키는 오리피스유니트를 선택할 수가 있으므로, 범용성이 높다.

또, 본 발명의 제3형태에 있어서의 밸브유니트는, 각 구성부재가 일체화되어 있기 때문에 취급이 용이하다. 또, 접속대상장치를 선택할 수가 있어서, 예를 들면, 밀폐용기의 배압밸브로서 이용할 수가 있기 때문에, 범용성이 높다.

도 1은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러를 나타내는 측면도.

도 2는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러를 나타내는 평면도.

도 3은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러를 나타내는 세로 단면도.

도 4는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러의 레귤레이터유니트를 나타내는 세로 단면도.

도 5는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러의 레귤레이터유니트를 나타내는 평단면도.

도 6은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러의 밸브유니트를 나타내는 세로 단면도.

도 7은, 도 6의 확대도.

도 8은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러의 밸브유니트의 동작을 나타내는 도면.

도 9는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러의 밸브유니트의 다른 사용예를 나타내는 도면.

도 10은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트를 나타내는 세로 단면도.

도 11은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트의 접속구조를 나타내는 세로 단면도.

도 12는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 레귤레이터유니트의 다른 구성예를 나타내는 평면도.

도 13은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 레귤레이터유니트의 다른 구성예를 나타내는 세로 단면도.

도 14는, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트의 다른 구성예를 나타내는 세로 단면도.

도 15는, 도 14에 나타내는 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트와의 접속구조를 나타내는 세로 단면도.

도 16은, 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 유량 컨트롤러의 밸브유니트의 다른 구성예를 나타내는 도면.

도 17은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트와의 접속구조를 나타내는 세로 단면도.

도 18은, 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트를 나타내는 세로 단면도.

도 19는, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트와의 접속구조를 나타내는 세로 단면도.

도 20은, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트를 나타내는 세로 단면도.

도 21은, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트의 다른 형태예를 나타내는 세로 단면도.

도 22는, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트와의 접속구조의 다른 형태예를 나타내는 세로 단면도.

도 23은, 본 발명의 제4실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트를 나타내는 세로 단면도.

도 24는, 본 발명의 제4실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트와의 접속구조의 다른 형태예를 나타내는 세로 단면도.

도 25는, 본 발명의 제4실시형태에 있어서의 유량제어 컨트롤러의 오리피스유니트와 레귤레이터유니트, 밸브유니트와의 접속구조의 다른 형태예를 나타내는 세로 단면도.

(제1실시형태)

이하, 본 발명에 있어서의 유량 컨트롤러의 제1실시형태를 도면을 따라서 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 유량 컨트롤러(10)는, 유체수송배관의 상류측에 접속되는 레귤레이터유니트(11)와, 유체수송배관의 하류측에 접속되는 밸브유니트(12)와, 이들 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)를 접속하는 오리피스유니트(13)와, 밸브유니트(12)의 동작을 제어하는 제어장치(17)를 가지고 있다.

레귤레이터유니트(11)는, 유체수송배관으로부터 공급되는 유체의 압력을 소망하는 일정한 값으로 제어하는 레귤레이터(21)와, 레귤레이터(21)를 통과한 유체의 압력을 검출하는 제1압력센서(22)를 가지고 있다. 이들 레귤레이터(21) 및 제1압력센서(22)는, 블록형태의 동일한 바디(23)상에 일체적으로 설치되어 있다.

바디(23)는, 레귤레이터(21)와 제1압력센서(22)를 접속하는 유체유로(도시하지 않음)와, 이 유체유로의 상류측과 유체수송배관을 접속시키는 조인트구조(26)와, 유체유로의 하류측과 오리피스유니트(13)를 접속시키는 조인트구조(27)를 가지고 있다.

또, 바디(23)는, 평판형상으로 된 베이스(28)상에 설치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스(28)의 상류측의 단부에는, 상하로 관통하는 볼트 관통홀(28a)이 형성되어 있으며, 상기 볼트 관통홀(28a)에 볼트를 삽입 관통하여 유량 컨트롤러(10)를 설치대상에 볼트고정할 수 있도록 되어 있다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 레귤레이터(21)는, 조작부(311)와, 바디(23)와, 베이스(28)와, 니들(밸브체)(314)을 주된 요소로 하여 구성된 것이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 조작부(311)는, 다이어프램(315)과, 다이어프램 베드(316)와, 플런저(plunger)(317)와, 제1스프링(318)과, 손잡이(319)와, 하우징(320)을 구비한 것이다.

다이어프램(315)은, 그 일단면(도 4에 있어서 하부측의 면)에, 니들(314)의 선단부(도 4에 있어서 상부측의 단부) 단면에 형성된 볼록부(314a)를 수용(끼워넣기)하기 위한 오목부분(315a)이 형성된 것이다. 상기 오목부분(315a)을 갖는 중앙부는, 다이어프램 베드(316)의 일단부(도 4에 있어서 하부측의 단부)에 형성된 제1오목부분(316a)에 수용(끼워넣기)되도록 되어 있다.

다이어프램 베드(316)는, 그 세로단면에 있어서 대략 ㄷ자 형상으로 형성된 부재이다. 다이어프램 베드(316)는, 그 일단부에 다이어프램(315)의 중앙부와 감합하는 제1오목부분(316a)을 가지며, 또, 그 타단부(도 4에 있어서 상부측의 단부)에 제1스프링(318)의 일단부(도 4에 있어서 하부측의 단부)를 수용하는 제2오목부분(316b)을 갖는 것이다.

플런저(317)는, 그 세로 단면에 있어서 대략 역T자 형상(凸형상)으로 형성된 부재이다. 플런저(317)는, 그 일단부(도 4에 있어서 하부측의 단부)에 제1스프링(318)의 타단부(도 4에 있어서 상부측의 단부)를 수용하는 오목부분(317a)을 갖는 것이다.

제1스프링(318)은, 다이어프램 베드(316)와 플런저(317)와의 사이에 배치된 압축코일스프링이다. 제1스프링(318)은, 그 일단부는 다이어프램 베드(316)의 제2오목부분(316b)에 감입됨과 동시에 그 타단부는 플런저(317)의 오목부분(317a)에 감입되도록 되어 있다.

손잡이(319)는, 레귤레이터(21)의 출구측 압력(2차압력)을 조정하기 위하여 사용자가 조작하는 원통형상의 부재이다. 손잡이(319)는, 그 내주측 벽면(319a)에는, 하우징(320)의 외주측 벽면(320a)에 형성된 수나사부와 나사결합하는 암나사부가 형성되어 있다. 그리고, 이들 나사부에 의해, 손잡이(319)를 한쪽 방향(예를 들면, 도 4를 상방에서 보았을 때 시계방향)으로 회전시키면, 손잡이(319)가 바디(23)쪽(즉, 도 4에 있어서 하방)으로 이동해 가도록 된다. 손잡이(319)를 다른 방향(예를 들면, 도 4를 상방에서 보았을 때 시계 반대 방향)으로 회전시키면, 손잡이(319)가 바디(23)와 반대의 방향(즉, 도 4에 있어서 상방)으로 이동해 가도록 된다.

손잡이(319)의 내측 기단부(도 4에 있어서 상부측의 단부)에는, 손잡이 서포트(319b)가 배치되어 있으며, 손잡이(319)가 한쪽 방향으로 회전 되는 것에 의해 그 일면(도 4에 있어서 하부측면)이 플런저(317)의 타단면(도 4에 있어서 상부측의 단면)을 하방으로 내려 누르도록 되어 있다.

하우징(320)은, 그 내부에 다이어프램 베드(316) 및 플런저(317)를 미끄럼운동이 가능(도 4에 있어서 상·하방향으로 이동가능)하게 수납됨과 동시에, 제1스프링(318)을 수납하는 것이다. 또한, 하우징(320)은, 바디(23)와의 사이에 다이어프램(315)의 주연부를 끼워 넣을 수가 있도록 구성된 것이다.

바디(23)는, 대략 직육면체형상으로 형성된 것이다. 바디(23)는, 예를 들면, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 등의 불소수지재료로 이루어지는 것이다.

또, 바디(23)의 길이방향의 일단면(도 4에 있어서 우측면)에는, 조인트구조(26)가 형성되는 유체입구부(321)가 형성되어 있다. 바디(23)의 유체입구부(321)의 반대측에 위치하는 타측면(도 4에 있어서 좌측면)에는 조인트구조(27)가 설치되는 유체출구부(322)가 형성되어 있다.

바디(23)에는, 유체입구부(321) 및 유체출구부(322)의 연장방향(도 4에 있어서 좌우방향)과 직교하는 방향(도 4에 있어서 상하방향)으로 연재함과 동시에, 유체입구부(321)와 연이어 통하는 입구포트(323)가 형성되어 있다. 또, 상기 입구포트(323)의 출구측 단부에는 제1시트부(312a)가 형성되어 있으며, 또 상기 입구포트(323)의 내부에는, 니들(밸브체)(314) 및 제2스프링(324)이 배치되어 있다.

입구포트(323)의 반지름 방향 외측(둘레방향 외측)에는, 제1시트부(312a)의 주위를 한바퀴(각도로 하면 360도) 둘러싸도록 출구포트(325)가 형성되어 있다. 이 출구포트(325)는, 평면상에서 보았을 때에 환형상을 나타내는 홈이며, 유체출구부(322)와 연통되어 있다.

또, 도 5에 있어서 부호 326은, 하우징(320), 바디(23), 및 베이스(28)를 결합시키기 위한, 예를 들면, 스프링 등의 체결부재가 관통하는 나사홀이며, 바디(23)의 네모퉁이 근방(즉, 바디(23)의 본체부분)에, 입구포트(323)의 연재방향과 평행하도록 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 체결부재(327,328)로서 냄비용 나사부재(327)와 육각 너트(328)가 사용되고 있다. 하우징(320)에는 냄비용 나사부재(327)의 머리부분을 수용하는 오목부분(320b)이 형성되어 있으며, 또, 베이스(28)에는 육각 너트를 수용하는 오목부분(313a)이 형성되어 있다.

베이스(28)는 그 내부에 니들스토퍼(329)를 구비하고 있다. 베이스(28)는 이 니들스토퍼(329)와 함께 바디(23)의 일면(도 4에 있어서 하부측에 위치하는 면)에 맞접하여 배치되어, 입구포트(323)의 타단부(출구측 단부와 반대측 단부)를 폐쇄하는 부재이다.

니들스토퍼(329)의 일단부(도 4에 있어서 상부측의 단부)에는, 니들(314)의 타단부(도 4에 있어서 하부측의 단부)를 미끄럼운동이 가능하게 수용하는 오목부분(329a)이 형성되어 있다. 제2스프링(324)은, 상기한 제1스프링(318)과 마찬가지로, 압축코일스프링이며, 니들(314)의 단부(14b)와 니들스토퍼(329)와의 사이에 배치되어, 니들(314)을 제1시트부(312a) 쪽으로 가세하는 것이다.

이와 같이 구성된 레귤레이터(21)에 의하면, 사용자가 손잡이(319)를 한쪽 방향(예를 들면, 도 4를 상방에서 보았을 때 시계방향)으로 회전시키면, 손잡이(319)와 함께 손잡이 서포트(319b)가 도 4에 있어서 하방으로 이동하게 된다. 손잡이 서포트(319b)가 하방으로 이동하는 것에 의해, 플런저(137)가 하방으로 눌려 내려간다. 이에 따라 제1스프링(318) 및 다이어프램 베드(316)가 마찬가지로 하방으로 이동하여, 다이어프램(315)을 하방으로 휘게 함과 동시에, 제2스프링(324)의 탄력에 대항하여 니들(314)이 하방으로 눌려 내려간다. 니들(314)이 눌려 내려가면, 니들(314)의 테이퍼부(선단부)와 제1시트부(312a) 사이에 간극이 형성되고, 레귤레이터(21)가 열림상태(open)로 되어 입구측(1차측)으로부터 출구측(2차측)으로 유체가 흘러나가게 된다.

출구측 압력(2차압력)의 제어는, 제1스프링(318)의 탄력과 출구측 압력(2차압력)이, 다이어프램(315)에 의해 균형을 이루는 것에 의해 실시된다.

따라서, 입구측 압력(1차압력)이 상승하여 출구측 압력(2차압력)이 제1스프링(318)의 탄력보다 커지면, 다이어프램(315)이 상방으로 이동함과 동시에, 니들(314)이 상방으로 이동한다. 이에 의해, 니들(314)의 테이퍼부와 제1시트부(312a) 사이의 간극이 작아지고(유로가 축소되고), 출구측 압력(2차압력)이 저하하게 된다.

반대로, 입구측 압력(1차압력)이 저하하여 출구측 압력(2차압력)이 제1스프링(318)의 탄력보다 작아지면, 다이어프램(315)이 하방으로 이동함과 동시에, 니들(314)이 하방으로 이동한다. 이에 의해, 니들(314)의 테이퍼부와 제1시트부(312a) 사이의 간극이 커지고(유로가 넓어지고), 출구측 압력(2차압력)이 상승하게 된다.

이와 같이, 입구측 압력(1차압력)의 변동에 추종하여 니들(314)이 상하로 이동하여, 레귤레이터(21)의 개방도가 자동적으로 조정되도록 되어 있으며, 이에 의해 출구측 압력(2차압력)이 일정하게 유지되도록 되어 있다.

한편, 사용자가 손잡이(319)를 다른 방향(예를 들면, 도 4를 상방에서 보았 을 때에 반시계방향)으로 회전시키면, 손잡이(319)와 함께 손잡이 서포트(319b)가 도 4에 있어서 상방으로 이동하게 된다. 손잡이 서포트(319b)가 상방으로 이동하는 것에 의해, 플런저(317), 제1스프링(318), 및 다이어프램 베드(316)가 마찬가지로 상방으로 이동해 가고, 동시에, 제2스프링(324)의 탄력에 의해 니들(314) 및 다이어프램(315)을 상방으로 밀어 올린다. 니들(314)이 상방으로 밀어 올려지면, 니들(314)의 테이퍼부와 제1시트부(312a) 사이의 간극이 작아지고, 최종적으로 레귤레이터(21)가 닫힘상태(close)로 되어 입구측(1차측)으로부터 출구측(2차측)으로의 유체의 흐름이 정지된다.

본 발명에 의한 레귤레이터(21)에서는, 바디(23)의 출구포트(325)를, 제1시트부(312a)를 둘러싸도록, 즉, 제1시트부(312a)의 외측 전체 둘레에 형성시키는 것에 의해, 제1시트부(312a)를 갖는 입구포트(323)의 출구측 단부가, 나사홀(326)이 형성된 부분으로부터 고립되고, 나사 등의 체결부재(327,328)(도 4 참조)를 조이는 것에 의한 체결응력이 입구포트(323)의 출구측 단부에까지 전달되지 않도록(작용하지 않도록)되어 있다. 이에 의해, 체결응력과는 관계없이 제1시트부(312a)의 형상이 항상 일정한 형태로 유지할 수가 있도록 되어 있어서, 니들(314)의 테이퍼부를 제1시트부(312a)에 완전히 밀착시킬 수가 있도록 되어 있기 때문이다.

이와 같이, 본 실시형태에 나타내는 레귤레이터(21)는, 가령 불균일한 체결에 의해 레귤레이터(21)가 구성되었다고 하여도, 제1시트부(312a)의 형상이 항상 일정한 형태로 유지될 수가 있다. 이에 의해, 니들(314)의 선단부를 상기 제1시트부(312a)에 완전히 밀착시킬 수가 있으며, 닫힘상태에 있어서의 액체의 리크(누출) 를 없앨 수가 있다.

또, 레귤레이터유니트(11)에 있어서, 액체의 송출을 정지시키는 경우, 레귤레이터(21)의 출구측 압력을 항상 일정한 압력으로 유지할 수가 있다. 이에 의해, 레귤레이터(21)와 밸브유니트(12)의 유량제어밸브(32)를 개방하여 다시 액체의 송출을 개시한다고 하여도, 유스포인트(use point)에 액체의 송출을 정지하기 전과 동일한 압력의 액체를 공급할 수가 있다. 즉, 항상 일정한 압력의 액체를 유스포인트에 공급할 수가 있다.

제1압력센서(22)는, 유체압력을 검출할 수 있다면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 피에조식 압력센서나 정전용량식 압력센서, 변형 게이지식 압력센서가 바람직하다.

본 실시형태에서는, 제1압력센서(22)로서, 변형 게이지식 압력센서를 사용하고 있다. 이하, 제1압력센서(22)의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 바디(23)의 상면에는, 레귤레이터(21)보다 후류측에, 내벽면이 대략 원통 내면형상을 이루는 센서수용 오목부(331)와, 이 센서수용 오목부(331)의 주위를 둘러싸는 원환형상(円環狀)의 돌기(332)가 형성되어 있다. 원환형상 돌기(332)의 외주면에는, 수나사부(332a)가 형성되어 있다.

원환형상 돌기(332)의 상부에는, 하면에 원환형상의 돌기(332)가 삽입되는 개구부를 갖는 중공 원주형상의 커버(333)가 형성되어 있다. 커버(333)의 하단 내면에는 암나사부(333a)가 형성되어 있다. 커버(333)는, 암나사부(333a)를 원환형상 돌기(332)의 수나사부(332a)와 나사결합시키는 것에 의해, 원환형상의 돌기(332)와 동일축으로 하여 바디(23)의 상면에 고정되도록 되어 있다.

이들 센서수용 오목부(331)와 커버(333)에 의해 둘러싸이는 공간 내에, 제1압력센서(22)의 구성부품이 수납되어 있다.

또, 커버(333)의 천정부에는, 후술하는 제어용 기판(339)과 제어장치(17)를 접속시키는 케이블(339a)이 삽입 관통되도록 되어 있다.

상기 커버(333)와 케이블(339a)의 사이에는 케이블패킹(333b)이 형성되어 있고, 또 커버(333)와 원환형상 돌기(332)의 사이에는 O링(333c)이 설치되어 있다. 이들 케이블패킹(333b) 및 O링(333c)으로서는, 예를 들면, 불소고무(FKM)로 제조된 것이 사용된다.

센서수용 오목부(331)의 저면에는, 바디(23)에 형성되는 유로 중, 출구포트(325)와 유체출구부(322)의 사이에 위치하는 부위에 연통하는 포트(334)가 형성되어 있다. 상기 포트(334)는, 센서수용 오목부(331)보다 작은 지름으로 되어 있다.

센서수용 오목부(331)의 내부에는, 센서수용 오목부(331)와 대략 동일한 지름의 원반형상을 이루는 센서본체(335)가, 센서수용 오목부(331)와 동일축으로 하여 설치되어 있다. 상기 센서본체(335)는, 수압면(受壓面)을 포트(334) 내에 노출시킨 상태로 하여 배치되어 있다. 또, 센서본체(335)와 포트(334)의 내면과의 사이는, 기밀, 액밀상태로 봉지되어 있다.

센서수용 오목부(331)의 내부에는, 센서본체(335)상에, 원환형상의 스페이서링(336)이 센서본체(335)와 동일축으로 하여 설치되어 있다. 스페이서링(336)은, 그 상면이 원환형상 돌기(332)의 상면과 동일한 높이로 되어 있다.

원환형상 돌기(332)의 상방에는, 원환형상 돌기(332)의 수나사부(332a)보다 작은 지름의 원환 판형상의 센서플레이트(337)가, 원환형상 돌기(332)와 동일축으로 형성되어 있다. 상기 센서플레이트(337)는, 원환형상 돌기(332)와 스페이서링(336)에 걸쳐서 설치되어 있으며, 이에 의해 원환형상 돌기(332) 및 스페이서링(336)의 상면을 동일한 높이로 한 상태로 하여 고정하는 것이다.

센서플레이트(337)의 상면에는, 원환형상의 스페이서(338)가, 센서플레이트(337)와 동일축으로 형성되어 있다. 스페이서(338)상에는, 도시하지 않는 배선에 의해 센서본체(335)와 접속되어 센서본체(335)의 동작을 제어하는 제어용 기판(339)이 설치되어 있다.

이 제어용 기판(339)은, 센서플레이트(337)와 대략 평행하는 상태로(즉, 대략 수평상태로), 센서플레이트(337)에 대하여 나사에 의해 고정되어 있다.

본 실시형태에서는, 이 제어용 기판(339)은, 대략 원판형상을 하고 있으며, 이에 의해 외형의 치수를 커버(333) 내에서 대략 수평으로 수납이 가능한 치수로 수렴하면서, 전자회로의 실장면적을 충분히 확보하고 있다.

즉, 이 제어용 기판(339)은, 제1압력센서(22)의 상하방향에 있어서의 치수가, 제어용 기판(339) 자체의 두께와 이 제어용 기판(339)에 실장된 전자부품의 높이의 합계정도로 억제되어 있으며, 이에 의해 제1압력센서(22)의 높이 방향의 치수가 최저한으로 억제되어 있다.

제어용 기판(339)의 상면에는, 제어장치(17)와 접속되는 케이블(339a)이 설 치되어 있으며, 이 케이블(339a)은, 상기와 같이, 커버(333)의 천정부를 통해서 커버(333)의 밖으로 인출되어 있다.

또, 제어용 기판(339)의 상면과 커버(333)의 천정부 하면의 사이에는, 스페이서(333d)가 형성되어 있다. 이에 의해, 커버(333)를 원환형상의 돌기(332)에 장착하였을 때에, 제어용 기판(339)이 스페이서(338)와의 사이에 끼워져서 고정되도록 되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 바디(23)의 하류측의 단부에는, 밸브유니트(12)를 착탈이 가능하게 고정하는 고정부(29)가 형성되어 있다.

고정부(29)는, 밸브유니트(12)의 고정대상부위의 형상으로 맞물리는 형상을 이루고 있다. 본 실시형태에서는, 고정부(29)는, 평판형상의 베이스(28) 하류측의 단부 상면측에, 하류측을 향해서 대략 수평으로 돌출하는 직사각형 판형상을 이루고 있다. 이 고정부(29)의 하류측의 단면이 제1위치결정면(29a)으로 되고, 고정부(29)의 하면이 제2위치결정면(29b)으로 되어 있다. 또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 고정부(29)에는, 상·하로 관통하는 볼트 삽입 관통홀(29c)이 형성되어 있으며, 이 볼트 삽입 관통홀(29c)에 볼트를 삽입 관통시켜 고정부(29)를 밸브유니트(12)의 고정대상부위에 볼트고정할 수가 있도록 되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 밸브유니트(12)는, 레귤레이터유니트(11)로부터 오리피스유니트(13)에 의해 공급된 유체의 압력을 측정하는 제2압력센서(31)와, 제2압력센서(31)를 통과한 유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브(32)를 가지고 있다. 이들 제2압력센서(31) 및 유량제어밸브(32)는, 블록형상의 동일한 바디(33) 상에 일체적으로 설치되어 있다.

또한, 여기서 채용하는 제2압력센서(31)는, 유체압력을 검출할 수 있으면 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 피에조식 압력센서나 정전용량식 압력센서, 변형 게이지식 압력센서가 바람직하다.

본 실시형태에서는, 제2압력센서(31)의 구성 및 밸브유니트(12)에로의 설치구조를, 레귤레이터유니트(11)에 있어서의 제1압력센서(22)의 구성 및 설치구조와 동일하게 하였다.

바디(33)는, 제2압력센서(31)와 유량제어밸브(32)를 접속시키는 유체유로(141)(도 6 참조)와, 이 유체유로(141)의 상류측과 오리피스유니트(13)를 접속시키는 조인트구조(36)와, 유체유로(141)의 하류측과 유체수송배관을 접속시키는 조인트구조(37)를 구비하고 있다.

또, 바디(33)는, 평판형상을 이루는 베이스(38)상에 설치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스(38)의 하류측의 단부에는, 상하로 관통하는 볼트 삽입 관통홀(38a)이 형성되어 있으며, 이 볼트 삽입 관통홀(38a)에 볼트를 삽입 관통시켜 유량컨트롤러(10)를 설치대상에 볼트고정할 수가 있도록 되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 바디(33)의 상류측의 단부에는, 레귤레이터유니트(11)를 착탈이 가능하게 고정하는 고정부(39)가 설치되어 있다.

고정부(39)는, 레귤레이터유니트(11)의 고정부(29)의 형상으로 맞물리는 형상을 이루고 있다. 본 실시형태에서는, 고정부(39)는, 평판형상의 베이스(38) 상류측의 단부 상면측에, 레귤레이터유니트(11)의 고정부(29)를 수용하는 직사각형의 커팅부가 형성되어 있다.

상기 커팅부의 내면 중, 상류측을 향하는 면이, 레귤레이터유니트(11)의 고정부(29)의 제1위치결정면(29a)을 받는 제1위치결정면(39a)으로 되고, 상방을 향하는 면이, 레귤레이터유니트(11)의 고정부(29)의 제2위치결정면(29b)을 받는 제2위치결정면(39b)으로 되어 있다. 또, 고정부(39)에는, 고정부(29)와 서로의 제1위치결정면끼리 및 제2위치결정면끼리를 면접촉시킨 상태로 고정부(29)의 볼트 삽입 관통홀(29c)에 대향하는 위치에, 나사홀(39c)이 형성되어 있으며, 볼트 삽입 관통홀(29c)에 삽입 관통한 볼트 수나사홀(39c)에 나사결합시켜서, 고정부(29)와 고정부(39)를 고정할 수가 있도록 되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 유량제어밸브(32)는, 구동부(111)와, 상기의 바디(33)와, 상기의 베이스(38)(도 1 참조)와, 다이어프램니들(밸브체)(114)을 주된 요소로 하여 구성된 것이다.

구동부(111)는, 모터(115)와, 커플링(116)과, 슬라이더(117)와, 스토퍼(118)와, 패킹(119)과, 다이어프램커버(120)와, 스프링(탄성부재)(121), 커버플랜지(122)와, 커버(123)(도 1 참조)를 구비한 것이다.

모터(115)는, 예를 들면, 스테핑모터로 이루어진다. 이 모터(115)의 하면 중앙부에는, 하방으로 돌출함과 동시에 케이블(129)(도 1 참조)에 의해 공급된 전력에 의해 정·역회전시키는 회전축(115a)이 설치되어 있다. 회전축(115a)의 일부에는 평탄한 좌면(115b)이 형성되어 있으며, 이 좌면(115b)에는 후술하는 육각홀부착 고정나사(130)의 선단면이 맞접하도록 되어 있다.

본 실시형태에서는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 모터(115)의 하단에는, 회전축(115a)과 동일축으로 하여 하면(115c)으로부터 하방으로 돌출하는 원기둥부(162)가 형성되어 있으며, 원기둥부(162)의 외주면이 제1위치결정 기준면(163)으로 되어 있다. 또, 모터(115)의 하면(115c)은, 회전축(115a)과 대략 직교하는 평면으로 되어 있다.

모터(115)의 하단에는, 대략 원통형상의 하우징(181)이 형성되어 있다.

하우징(181)은, 내부에 모터(115)의 회전축(115a)이 삽입 관통되어 있다.

하우징(181)에는, 상단에, 모터(115)의 원기둥부(162)가 삽입되는 내부플랜지(182)가 형성되어 있으며, 하단에는, 하단면으로부터 하방을 향해서 돌출하는 원환형상의 돌조(183)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 내부플랜지(182) 및 돌조(183)는, 하우징(181)의 축선과 동일축으로 되어 있다.

내부플랜지(182)의 내주면은, 그 안지름이 모터(115)의 원기둥부(162)의 바깥지름과 거의 동일한 지름의 원통내면의 형상으로 되어 있으며, 그 내주면이, 모터(115)의 제1위치결정 기준면(163)을 받아서 모터(115)를 내부플랜지(182)의 축선과 동일축이 되도록 위치결정하는 제1위치결정면(186)으로 되어 있다.

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

도 6에 나타내는 바와 같이, 커플링(116)은, 그 중앙부에 회전축(115a)을 수용하는 오목부(116a)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 하단부로부터 하방을 향해서 돌출하는 볼록부(116b)가 형성된, 단면으로 보아 대략 T자 형상을 갖는 원통형 의 부재이다. 또, 볼록부(116b)의 외표면에는 수나사부(116c)가 형성되어 있으며, 후술하는 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 나사결합하도록 되어 있다.

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

슬라이더(117)는, 모터(115)의 하단에 형성되는 대략 원통형상의 하우징(181) 내에서 승강하는 것이며, 그 양단부(도면에 있어서 좌우의 단부)(117b)에는, 후술하는 가이드핀(184)의 외주면과 접하는 내주면을 갖는 관통홀이 상하방향을 따라서 형성되어 있다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(117)의 상부측 중앙부에는, 커플링(116)의 볼록부(116b)를 수용하는 제1오목부(117c)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 표면에는, 볼록부(116b)의 수나사부(116c)와 나사결합하는 암나사부(117a)가 형성되어 있다.

한편, 슬라이더(117)의 하부측 중앙부에는, 스토퍼(118)의 볼록부(118a)를 수용하는 제2오목부(117e)가 형성되어 있는 것과 동시에, 그 표면에는, 볼록 부(118a)의 수나사부(118b)와 나사결합하는 암나사부(117f)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 슬라이더(117)는, 모터(115)의 회전축(115a)과 함께 회전하는 커플링(116)에 의해, 하우징(181) 내에서 승강하도록 되어 있다.

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

즉, 스토퍼(118)는, 그 볼록부(118a)가 슬라이더(117)의 제2오목부(117e)에 끼워지는 것에 의해 슬라이더(117)에 고정되고, 슬라이더(117)와 함께 승강하도록 되어 있다.

또한, 스토퍼(118)의 볼록부(118a)를 슬라이더(117)의 제2오목부(117e)에 끼울 때에는, 패킹(119)의 내주단부가 스토퍼(118)와 슬라이더(117)의 사이에 끼워져서 고정되도록 되어 있다.

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

또한, 이들 다이어프램커버(120) 및 커버플랜지(122)는, 냄비용 나사부 재(133)에 의해 바디(33) 및 베이스(38)에 고정되어 있다

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

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

다이어프램커버(120)에는, 그 상면에, 상방으로 돌출하는 원기둥부(177)가 관통홀(120a)과 동일축으로 하여 형성되어 있다.

원기둥부(177)는, 커버플랜지(122)의 후술하는 돌조(174)의 내주측에 삽입되는 것으로서, 그 외주면은, 커버플랜지(122)의 돌조(174)의 안지름과 거의 동일한 지름의 원통면을 이루고 있으며, 이 외주면이, 커버플랜지(122)의 후술하는 제3위치결정 기준면(176)을 받아서 커버플랜지(122)를 관통홀(120a)과 동일축이 되도록 위치결정하는 제3위치결정면(179)으로 되어 있다.

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

또한, 다이어프램커버(120)의 외주면은, 바디(33)에 장착되는 커버(123)의 내면에 의해 받아져서, 관통홀(120a)이 다이어프램니들(114)과 동일축이 되도록 위치결정되어 있다.

스프링(121)은, 슬라이더(117)와 커버플랜지(122)의 사이에 설치된 압축코일 스프링이며, 슬라이더(117)를 항상 상방(모터(115)의 쪽)으로 가세하는 것이다. 이에 의해 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 커플링(116)의 수나사부(116c)의 백래시가 저감되도록(또는 소멸되도록) 되어 있다. 또, 이 구성에서는, 포트(143)의 내부를 통과하는 유체가 다이어프램니들(114)에 미치는 힘의 방향과, 스프링(121)이 슬라이더(117)를 가세하는 방향이 일치하기 때문에, 유체의 압력차에 의한 암나사부(117a)와 수나사부(116c)의 백래시의 변동을 거의 없앨 수가 있기 때문에, 밸브의 개폐에 의한 유량의 차이, 즉, 유량의 히스테리시스를 거의 없앨 수가 있다.

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

커버플랜지(122)에는, 그 상면에, 상방으로 돌출하는 원기둥부(173)가 관통홀(122a)과 동일축으로 형성되어 있으며, 하면에는, 하방으로 돌출하는 원환형상의 돌조(174)가 형성되어 있다.

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

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

또, 돌조(174)의 내주면은, 제2위치결정면(175)과 동일축의 원통내면형상을 이루는 제3위치결정 기준면(176)으로 되어 있고, 돌조(174)의 선단면(하단면)은, 관통홀(122a)과 대략 직교하는 평면으로 되어 있다.

또, 커버플랜지(122)의 상면에는, 모터(115)의 회전축(115a)의 축선을 따라 대략 평행하여 가이드핀(184)이 설치되어 있으며, 슬라이더(117)는, 관통홀(117g)의 내주면이 가이드핀(184)의 외주면에 접하도록 되어 있다. 이에 의해 회전축(115a)과 슬라이더(117)가 함께 회전하는 것을 방지하고 있다.

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

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

도 1 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 커버(123)는, 바디(33)의 상방에 접하여 배치됨과 동시에, 그 내부에 상술한 구동부(111)를 수용하는 것이다. 또, 커버(123)와 케이블(129) 사이에는 케이블패킹(도시하지 않음)이 설치되어 있으며, 또한 커버(123)와 바디(33) 및 다이어프램커버(120)의 사이에는 O링(136)(도 6 참조)이 설치되어 있다. 이들 케이블패킹 및 O링(136)은, 예를 들면, 불소고무(FKM) 로 만들어진 것이다.

바디(33)는, 내부에 유체유로(141)가 형성된 중실(속이 찬)의 블록형상으로 형성된 것이며, 예를 들면, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 등의 불소수지재료, 또는 PEEK(등록상표, 폴리에테르·에테르·케톤) 등으로 이루어지는 것이다.

또, 바디(33)의 일측면(도 1에 있어서 우측면)에는, 바디(33)내의 유체유로(141)의 상류측과 유체수송배관을 접속하는 조인트구조(36)가 형성되어 있으며, 조인트구조(36)의 반대측에 위치하는 다른 측면(도 1에 있어서 좌측면)에는 유체유로의 하류측과 오리피스유니트(13)를 접속시키는 조인트구조(37)가 형성되어 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 바디(33)의 상면에 있어서 다이어프램커버(120)를 올려놓는 영역에는, 유체유로(141)에 의해 제2압력센서(31)와 연통하는 포트(143)가 형성되어 있다.

포트(143)는, 다이어프램니들(114)이 닫혀 있는 상태(도 6에 있어서 실선으로 나타내는 상태)로 다이어프램니들(114)의 니들부(114b)를 수용하는 니들수용부(143a)와, 마찬가지로 다이어프램니들(114)이 닫혀 있는 상태에서 다이어프램니들(114)의 다이어프램부(114c)의 하면과 접하는 다이어프램수용부(143b)를 갖는 것이다.

니들수용부(143a)는 평면으로 보았을 때에 원형을 나타내는 오목부분으로 이루어지고, 그 저면은 수평면을 형성하고 있는 것과 동시에, 그 중앙부에는 유체유 로(141)의 상류측과 연이어 통하는 유체입구(141a)가 형성되어 있다.

또, 다이어프램수용부(143b)는 니들수용부(143a)의 반지름방향 외측에서, 또 니들수용부(143a)의 저면보다 상방에 형성되어 있다. 이 다이어프램수용부(143b)는, 반지름방향의 내측으로부터 반지름방향 외측을 향해서 점차 그 깊이가 얕아지도록 형성된, 평면으로 보았을 때 도너츠형상을 나타내는 주발형상의 공간이다. 또한, 다이어프램수용부(143b)에는, 유체유로(141)의 하류측과 연이어 통하는 유체출구(143c)가 형성되어 있다.

그리고, 바디(33)의 상면에는, 다이어프램니들(114)의 외주단부에 하방을 향해서 바퀴형상으로 형성된 볼록부(114d)를 수용하는 오목홈(112a)이 형성되어 있다.

바디(33)의 다른 측면(도 7에 있어서 지면의 안쪽의 면)에는, 도시하지 않는 배출구가 설치됨과 동시에, 바디(33)의 다른 측면측에는, 이 배출구와 다이어프램커버(120)에 형성된 연통로(120c)와 연이어 통하는 배출로(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 또, 이 배출로 내에는 닥빌(duck bill)이 배치되어 있다. 이 닥빌은, 예를 들면, 불소고무(FKM)로 만들어진, 이른바 체크밸브이다.

베이스(38)는, 바디(33)의 하면에 맞접하여 배치되는 판형상의 부재이다. 베이스(38)의 하단부에는, 다이어프램커버(120), 커버플랜지(122), 베이스(38) 및 바디(33)를 고정하는 냄비용 나사부재(133)의 나사머리부를 수용하는 오목부분이 형성되어 있다.

베이스(38)는, 그 상면(113a)에 바디(33)를 고정적으로 올려놓는 것이다. 베 이스(38)의 상면(113a)은, 바디(33)의 일측면측으로부터 타측면측을 향해서(즉, 바디(33) 내의 유체유로의 입구측으로부터 출구측을 향해서) 점차 상방을 향하는 경사면으로 되어 있다.

상기 유량제어밸브(32)는, 제어장치(17)가 모터(115)를 조작하여, 모터(115)의 회전축(115a)을 한쪽 방향(예를 들면, 도 6을 상방으로부터 보았을 때 시계방향)으로 회전시키면, 이 회전축(115a)과 함께 커플링(116)도 한쪽 방향으로 회전한다. 커플링(116)이 회전하면, 커플링(116)의 수나사부(116c)와 슬라이더의 암나사부(117a)에 의하여 연결된 슬라이더(117)가 하우징(181)을 따라서 상방으로 이동한다(상승한다). 슬라이더(117)가 상승하면, 스토퍼(118)에 의해 슬라이더(117)에 연결된 다이어프램니들(114)의 니들부(114b) 및 다이어프램부(114c)가, 전부 열림상태(도 6에 있어서 2점쇄선으로 나타내는 상태)를 향해서 함께 상승한다. 니들부(114b)가 상승하는 것에 의해, 유체입구(141a)와 니들부(114b)의 사이에 간극이 형성되고, 밸브가 열림상태(open)로 되어 포트(143)의 내부에 유체가 유입해 오는 것과 동시에, 포트(143) 내를 채운 유체가 차례로 유체출구(143c)를 통해서 유체유로(141)의 하류측으로 흘러나가게 된다.

또한, 유체의 유량을 줄이고자 하는 경우나, 밸브자체를 닫고 싶은 경우에는, 모터(115)를 조작하여, 모터(115)의 회전축(115a)을 다른 방향(예를 들면, 도 6을 상방에서 보았을 때 반시계방향)으로 회전시키면 된다.

여기서, 상기 유량제어밸브(32)에서는, 스프링(121)에 의해 슬라이더(117)에 항상 위를 향하는 탄력이 가해지게 되고, 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 커플 링(116)의 수나사부(116c)의 백래시가 저감되도록(또는 소멸되도록) 되어 있다. 이에 의해, 유량에 히스테리시스가 발생하는 것을 방지(또는 없앰)할 수가 있다.

또, 상기 유량제어밸브(32)에서는, 포트(143)의 내부를 통과하는 유체가 다이어프램니들(114)에 미치는 힘의 방향과, 스프링(121)이 슬라이더(117)를 가세하는 방향이 일치한다. 이 때문에, 유체의 압력차에 의한 암나사부(117a)와 수나사부(116c)의 백래시의 변동을 거의 없앨 수가 있기 때문에, 밸브의 개폐에 의한 유량의 차이, 즉, 유량의 히스테리시스를 거의 없앨 수가 있다.

제어장치(17)는, 전원투입시 등 적당한 시기에, 다이어프램니들(114)의 위치교정을 실시하는 구성으로 되어 있다.

제어장치(17)는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 모터(115)의 회전축(115a)을, 다이어프램니들(114)이 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동하는데 필요한 각도로 회전시킬 만큼의 펄스수의 펄스신호를 모터(115)에 입력하고, 회전축(115a)이 정지한 위치에서 다이어프램니들(114)이 가동범위의 상기 타단에 위치하고 있다고 판정하고, 이후에는 가동범위 내에서 다이어프램니들(114)의 위치제어를 실시하는 구성으로 되어 있다.

더 구체적으로 설명하면, 제어장치(17)는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 다이어프램니들(114)이 그 가동범위의 일단으로부터 타단까지 이동하는데 필요한 각도(이 각도는 유량제어밸브(32)의 설계정보로부터 얻어진다)만큼 모터(115)의 회전축(115a)을 회전시키도록, 소정의 펄스수의 펄스신호를 모터(115)에 입력한다.

본 실시형태에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제어장치(17)는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 회전축(115a)을 다이어프램니들(114)이 가동범위 중의 개방측(도 6에 있어서의 상방)을 향해서 이동하는 방향으로 회전시켜서, 다이어프램니들(114)을 전부 열림 위치까지 이동시킨다.

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

이와 같이 다이어프램니들(114)을 가동범위의 타단에 위치시킨 이후에는, 제어장치(17)는, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 타단에 위치하고 있다고 판단하여, 가동범위 내에서 다이어프램니들(114)의 위치제어가 실시된다.

본 실시형태에서는, 제어장치(17)는, 회전축(115a)이 정지한 후에, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 일단(전부 닫힘 위치)까지 이동시킬 만큼의 펄스수의 펄스신호를 모터(115)에 입력하고, 회전축(115a)이 정지한 위치를, 다이어프램니들(114)의 위치제어의 원점으로 하여, 그 이후에는 다이어프램니들(114)을 미리 설정한 동작범위 내로 이동시켜서, 필요한 제어를 실시한다.

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

이에 의해, 본 실시형태의 유량컨트롤러(10)에서는, 일단 다이어프램니들(114)을 가동범위의 타단에 위치시킨 후에는, 이후에 모터(115)에 입력한 펄스신호의 펄스수에 의거하여 다이어프램니들(114)의 위치를 특정할 수가 있게 되고, 고가의 로터리엔코더를 사용하지 않고도, 다이어프램니들(114)의 위치를 정확하게 파악할 수가 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 다이어프램니들(114)의 위치교정에 있어서, 다이어프램니들(114)이, 가동범위 중의 개방측, 즉 유량제어밸브(10)의 니들수용부(143a)와의 간섭을 피하는 방향을 향해서 이동된다. 이에 의해, 다이어프램니들(114)의 위치교정을 반복하여도, 다이어프램니들(114) 및 바디(33)에 손모가 발생하기 어렵다.

또, 상기 유량제어밸브(32)에서는, 바디(33)에 대한 모터(115)의 부착시에, 모터(115)의 원기둥부(162)를 하우징(181)의 내부플랜지(182)에 삽입하는 것에 의해, 모터(115)의 제1위치결정 기준면(163)이 하우징(181)의 제1위치결정면(186)에 의해 받아져서, 모터(115)의 회전축(115a)이, 하우징(181)의 내부플랜지(182)의 축선 및 돌조(183)와 동일축으로 된다.

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

이 상태에서, 커버플랜지(122)의 돌조(174)의 내주측에, 다이어프램커버(120)의 원기둥부(177)를 삽입하는 것에 의해, 커버플랜지(122)의 제3위치결정 기준면(176)이 다이어프램커버(170)의 제3위치결정면(179)에 의해 받아져서, 커버플랜지(122)의 돌조(174)가 다이어프램커버(170)의 원기둥부(177) 및 관통홀(120a)과 동일축이 된다. 즉, 모터(115)의 회전축(115a)이, 다이어프램커버(120)의 원기둥부(177) 및 관통홀(120a)과 동일축이 된다.

다이어프램커버(120)는, 바디(33)에 대하여, 관통홀(120a)이 다이어프램니들(114)과 동일축이 되도록 위치결정되기 때문에, 모터(115)의 회전축(115a)도, 다이어프램니들(114)과 동일축이 된다.

이와 같이, 본 실시형태에 나타내는 유량제어밸브(32)에서는, 모터(115), 하우징(181), 커버플랜지(122), 및 다이어프램커버(120)가, 각각 이른바 인로우에 의해 결합된다. 이에 의해, 이들 부재를 접속하는 것 만으로, 바디(33)에 대한 모터(115)의 위치와 방향과의 쌍방에 대하여 위치결정되고, 다이어프램니들(114)의 구동에 적합한 상태로 되기 때문에, 바디(33)에 대한 모터(115)의 위치조정작업 및 방향의 조정작업이 필요없게 된다.

이 때문에, 상기 유량제어밸브(32)는, 제조시나 유지 보수시에 있어서 조립 작업자의 기술레벨에 상관없이 고정밀도의 조립을 용이하고 신속하게 실시할 수가 있기 때문에, 생산성, 작업성이 우수하다. 또, 제품마다, 또는 유지 보수작업 때 마다의 조립정밀도의 불균일을 저감시켜, 유량제어밸브로서의 성능을 높은 수준으로 유지할 수가 있다.

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

위치결정 기준면이 복수의 평면인 경우에는, 이에 결합되는 위치결정면도 각 위치결정 기준면에 대응하는 복수의 평면에 의해 구성된다.

또, 상기 유량제어밸브(32)에서는, 슬라이더(117)가 따라서 회전하는 것을 방지하는 가이드핀(184)에 스토퍼(185)가 설치되어 있다. 이에 의해, 슬라이더(117)를 상승시킬 때에 슬라이더(117)와 커플링(116)의 볼록부(116b)의 밑동 부분에 대한 간섭이 방지되어, 이들의 맞물림 등의 문제가 확실히 방지되고, 항상 양호한 동작을 실시할 수가 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 커플링(116)에 의해 회전축(115a)과 슬라이더(117)를 연결하도록 하고 있으나, 본 발명은 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 회전축(115a)의 외표면에 직접 수나사부를 형성하도록 하여, 커플링(116)을 없게 할 수도 있다.

이에 의해 모터(115)와 슬라이더(117) 사이의 거리를 짧게 할 수가 있고, 유량제어밸브(32)의 길이 방향의 길이(세로 방향의 길이)를 짧게 할 수가 있으며, 밸브의 소형화를 꾀할 수가 있다.

또, 본 실시형태에서는, 스프링(121)을 슬라이더(117)와 커버플랜지(122)의 사이에 설치된 압축코일스프링으로 하였으나 이에 한정되지 않고, 스프링(121)을, 모터(115)와 슬라이더(117)의 사이에 설치된 압축코일스프링으로 하여도 좋다. 이 경우에도, 슬라이더(117)의 암나사부(117a)와 커플링(116)의 수나사부(116c)의 백래시가 저감된다(또는 소멸된다).

또, 상기 밸브유니트(12)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 밀폐용기(T)의 유체출구에 대하여, 유량조정밸브(32)를 상류측, 제2압력센서(31)를 하류측으로 하여 접속하는 것에 의해, 상기 밀폐용기(T)의 내압이 설정압력을 초과한 경우에 잉여유체의 통과를 허용하여, 밀폐용기(T) 내의 내압을 설정압력 이하로 유지하는 배압밸브로서의 기능을 한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 오리피스유니트(13)는, 레귤레이터유니트(11) 및 밸브유니트(12)에 대하여 착탈이 가능하게 접속되어 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)를 접속시키는 유체유로 및 오리피스를 구성하는 것이다.

더 구체적으로는, 오리피스유니트(13)는, 유체유로를 구성하는 튜브부와, 튜브 내에 형성되는 오리피스와, 튜브부의 각 단부에 설치되는 조인트구조를 가지고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 오리피스유니트(13)는, 레귤레이터유니 트(11)의 제1압력센서(22) 및 밸브유니트(12)의 제2압력센서(31), 및 제어장치(17)와 함께, 유량컨트롤러(10)를 통과하는 유체의 유량을 측정하는 차압식 유량계를 구성하고 있다.

여기서, 상기 차압식 유량계에 있어서, 오리피스유니트(13)의 상류측에 있어서의 유체의 압력을 P1, 오리피스유니트(13)의 하류측에 있어서의 유체의 압력을 P2로 하고, 오리피스유니트(13)에 공급되는 유체의 유량을 Q로 하면, 다음의 식(1)로 나타내는 관계가 성립한다.

… (1)

또한, 식(1)로 나타내는 비례계수(k)는, 오리피스유니트(13)의 형상이나 오리피스의 홀 지름에 의해 정해지는 정수(定數)이며, 실측에 의해 구해진다.

본 실시형태에서는, 유량제어밸브(32)는, 제2압력센서(31)의 하류측에 접속되어 있다. 이에 의해, 제1, 제2압력센서(22,31)에 각각 충분한 크기의 배압(背壓)을 부여하여 제1, 제2압력센서(22,31)의 특성을 안정시킬 수가 있다. 또한, 유량컨트롤러(10)에 공급되는 유체에 압력변동이 발생하여도, 제1, 제2압력센서(22,31)의 측정 정밀도에 영향을 주기 어렵다.

또, 본 실시형태에서는, 상기와 같이, 제1압력센서(22)의 상류측에, 제1압력센서(22)에 공급되는 유체의 압력변동을 억제하여 소정의 압력으로 유지하는 레귤레이터(21)가 설치되어 있다.

이에 의해, 예를 들면, 유량의 조정대상이 되는 유체수송배관에 병렬로 접속 된 다른 배관계로부터 오는 외란 등에 의해 유량컨트롤러(10)에 공급되는 유체에 압력변동이 발생하여도, 제1, 제2압력센서(22,31)의 측정 정밀도에 영향을 주기 어렵다.

제어장치(17)는, 제1압력센서(22) 및 제2압력센서(31)의 측정값의 차 또는 출력전압의 차가 미리 설정한 소정값이 되도록 유량제어밸브(32)의 개방도를 제어하는 것이다. 구체적으로는, 각 압력센서의 출력값의 차 또는 출력전압의 차가 미리 설정된 목표값을 밑돌고 있는 경우에는, 유량제어밸브(32)의 개방도를 크게 하여 유량을 증가시키고, 각 압력센서의 출력값의 차 또는 출력전압의 차가 목표값을 웃도는 경우에는, 유량제어밸브(32)의 개방도를 작게 하여 유량을 감소시킨다.

본 실시형태에서는, 제어장치(17)는, 제어의 정확성과 응답성이 우수한 PID제어법을 사용하여 유량제어밸브(32)의 개방도를 제어하는 구성으로 되어 있다.

여기서, 이 제어장치(17)는, 제1압력센서(22) 및 제2압력센서(31)의 측정값의 차 또는 출력전압의 차에 기초하여, 유량컨트롤러(10)를 통과하는 유체의 유량을 측정하고, 이 유량과 미리 설정된 유량의 목표값과의 차에 기초하여, 이 차를 없애도록 유량제어밸브(32)의 개방도를 제어하는 구성으로 하여도 좋다.

이하, 오리피스유니트(13)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 오리피스유니트(13)는, 일단이 레귤레이터유니트(11)에 접속되고, 타단이 밸브유니트(12)에 접속되며, 내부가 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)의 사이를 접속시키는 유로를 구성하는 튜브부(221)와, 이 튜브부(221) 내에 형성되는 오리피스(222)가, 일체적으로 형성된 구성이다.

또, 상기 오리피스유니트(13)는, 내부의 유로를 유통하는 유체에 오염이 발생하기 어렵고, 또 유체에 의해 침해되지 않는 재질, 예를 들면, PFA(4불화에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체)에 의해 구성되어 있다.

본 실시형태에서는, 오리피스유니트(13)는, 튜브부(221)의 길이 방향의 중앙부(221a)만이 중실(中實)로 된 대략 원통형상을 하고 있으며, 길이방향의 중앙부(221a)에는, 길이방향의 일단측으로부터 타단측까지 관통하는 가는 홀(221b)이, 튜브부(221)의 축선과 동일 중심으로 형성되어 있으며, 이 길이방향의 중앙부(221a)에 의해 오리피스(222)가 구성되어 있다.

즉, 상기 오리피스유니트(13)는, 튜브부(221)와 오리피스(222)가 하나의 부재로 되어 있고, 튜브부(221)와 오리피스(222)의 사이에, 유체가 체류하는 요인이 되는 이음매가 있다.

이 때문에, 이 오리피스유니트(13)에서는, 유로에 유통시키는 유체를 교체할 때에, 유로 내에 잔류하고 있는 유체가, 새롭게 유로 내로 공급된 유체에 의해 확실하게 밀려나오게 되고, 유로 내의 유체를 신속하게 치환시킬 수가 있다.

또, 상기 오리피스유니트(13)에서는, 튜브부(221)와 오리피스(222)가 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 부품점수가 적게 되고, 제조가 용이함과 동시에, 유로 내에 O링 등으로 인한 오염의 요인이 되는 부재를 배치하지 않아도 된다.

여기서, 이와 같은 오리피스유니트(13)는, 성형형틀을 사용하여 사출성형 등에 의해 제작하는 것 외에, 기계가공(절삭 등)에 의해 제작할 수가 있다.

튜브부(221)의 내면과 가는 홀(221b)의 내면과의 사이는, 튜브부(221)의 길 이방향의 단부로부터 길이방향의 중앙을 향함에 따라서 축경되는 테이퍼면(221c)에 의해 접속되어 있다. 즉, 튜브부(221)의 내면과 가는 홀(221b)의 내면과의 사이는, 튜브부(221) 내의 유체의 흐름에 따른 경사면으로 되어 있다. 이에 의해, 튜브부(221) 내에서 길이방향의 중앙부(221a)에 도달한 유체가 원활하게 가는 홀(221b)로 유도됨과 동시에, 가는 홀(221b)을 통과한 유체가 체류하지 않고 하류측으로 밀려나가기 때문에, 오리피스(222)와 튜브부(221)와의 경계에 있어서의 유체의 체류가 발생하기 어렵다.

튜브부(221)의 각 단부에는, 튜브부(221)의 단부가 삽입 관통되는 너트(226)와, 튜브부(221)의 단부 내에 삽입되어 튜브부(221)의 단부 근방 부분을 지름방향의 외측으로 넓혀서 튜브부(221)의 단부에 확경부(221d)를 형성하는 슬리브(227)가 형성되어 있다.

너트(226)는, 내주면에 암나사부(226a)가 형성되고, 암나사부(226a)보다도 튜브부(221)의 길이방향의 중앙부(221a)측에는, 너트(226)의 지름방향 내측으로 돌출하여 확경부(221d)와 결합하는 결합볼록부(226b)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 결합볼록부(226b)는, 너트(226)의 내주 전체 둘레에 걸쳐서 형성되는 내부플랜지로 되어 있다.

슬리브(227)는, 내부가 유로를 구성하는 대략 원통형상의 부재이며, 일단을 튜브부(221)의 단부로부터 돌출시킨 상태로 하여 튜브부(221)에 삽입되어 있다.

슬리브(227)에 있어서 튜브부(221)의 단부로부터 돌출되는 단부(이하「돌출단」이라고 한다)는, 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27) 또는 밸브유니트(12) 의 조인트구조(36)와 결합하는 형상을 이루는 결합부(228)로 되어 있다.

본 실시형태에서는, 상기 결합부(228)는, 슬리브(227)의 유로의 개구단을 둘러싸고 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27)의 단면 또는 밸브유니트(12)의 조인트구조(36)의 단면과 면접촉하는 대략 원환형상의 맞접하는 면(228a)과, 맞접하는 면(228a)보다도 돌출된 형태로 형성되어 맞접하는 면(228a)의 주위를 둘러싸는 원통부(228b)가 형성되어 있다.

또, 슬리브(227)에 있어서 튜브부(221) 내에 삽입되는 단부에는, 튜브부(221)를 지름방향의 외측으로 넓어지는 확경부(227a)가 형성되어 있다.

이하, 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27) 및 밸브유니트(12)의 조인트구조(36)에 대하여 설명한다.

여기서, 밸브유니트(12)의 조인트구조(36)는, 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27)와 거의 동일한 구성이므로, 이하에서는 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27)의 구성만 설명하고, 밸브유니트(12)의 조인트구조(36)의 상세한 설명은 생략한다.

레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27)는, 바디(23)의 하류측의 단부에 설치되는 것이다. 조인트구조(27)는, 바디(23)의 유체유로 하류측의 개구단을 둘러싸고 오리피스유니트(13)의 슬리브(227)의 맞접하는 면(228a)과 면접촉하는 대략 원환형상의 맞접하는 면(231a)과, 맞접하는 면(231a)보다도 돌출된 상태로 형성되어 맞접하는 면(231a)의 주위를 둘러싸는 원통부(231b)와, 맞접하는 면(231a)과 원통부(231b) 사이에 형성되고 오리피스유니트(13)의 원통부(228b)가 삽입되는 원환형 상의 오목부(231c)가 형성되어 있다.

원통부(231b)의 외주면에는, 오리피스유니트(13)의 너트(226)의 암나사부(226a)가 나사결합되는 수나사부(231d)가 형성되어 있다.

여기서, 레귤레이터유니트(11) 및 밸브유니트(12)에 있어서의 유체수송배관과의 접속구조로서는, 일반적인 접속구조를 사용할 수가 있다.

이와 같이 구성되는 유량컨트롤러(10)에서는, 오리피스유니트(13)와 레귤레이터유니트(11)의 접속에 있어서, 오리피스유니트(13)의, 튜브부(221)의 길이방향의 한쪽의 단부를 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27)에 대향시킨 상태에서, 이 단부가 삽입 관통된 너트(226)를 조인트구조(27)의 원통부(231b)에 형성한 수나사부(231d)에 결합시켜서, 너트(226)를 조인다. 이에 의해, 이 단부로부터 돌출한 슬리브(227)의 결합부(228)가, 너트(226)와 함께 조인트구조(27)에 상대적으로 근접하게 된다. 이 너트(226)를 충분히 조인 상태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 슬리브부(227)의 결합부(228)를 구성하는 맞접하는 면(228a)과 조인트구조(27)의 맞접하는 면(231a)이 면접촉한 상태로 압박되며, 슬리브부(227)의 결합부(228)를 구성하는 원통부(228b)가 조인트구조(27)의 오목부(231c) 내로 삽입된다. 이에 의해, 결합부(228)와 조인트구조(27)가 기밀, 액밀로 결합하는 상태로 고정된다.

한편, 너트(226)를 헐겁게 하는 것에 의해, 결합부(228)와 조인트구조(27)와의 고정이 해제된다.

오리피스유니트(13)와 밸브유니트(12)의 접속조작 및 분리조작도, 상기한 오리피스유니트(13)와 레귤레이터유니트(11)의 접속조작, 분리조작과 동일하다.

즉, 이 유량컨트롤러(10)에서는, 오리피스유니트(13)는, 너트(226)를 조작하는 것에 의해, 다른 유니트와의 접속과 분리를 용이하게 실시할 수가 있다.

상기한 본 실시형태의 유량컨트롤러(10)에서는, 각 구성부재가 각각 독립된 3개의 유니트로 통합되어 있어서, 각 구성부재를 각각 독립적인 부재로 한 경우에 비하여 부품수가 적기 때문에, 취급이 용이하다. 또, 상기 유량컨트롤러(10)에서는, 각 구성부재를 각각 독립된 부재로 할 경우에 비하여, 각 구성부재를 접속하는 조인트의 수가 적어도 되기 때문에, 그만큼 장치 전체가 소형화되고, 취급이 용이하다.

그리고, 상기 유량컨트롤러(10)는, 장치 전체를 독립적인 3개의 유니트로 분할하여 개별적으로 취급할 수가 있기 때문에, 각 구성부재가 모두 일체화되어 있는 경우에 비하여 취급이 용이하다.

또한, 상기 유량컨트롤러(10)는, 빈번하게 유지·보수가 필요한 오리피스가, 다른 유니트와는 독립된 오리피스유니트(13)로 구성되어 있어서, 오리피스유니트(13)만을 분리하여 보수할 수가 있기 때문에, 보수성이 우수하다.

또, 상기 유량컨트롤러(10)는, 용도에 따라서, 각 유니트를 최적 사양의 유니트로 교체하여 사용할 수가 있다. 예를 들면, 오리피스유니트(13)를 오리피스지름이 상이한 다른 오리피스유니트(13)와 교환하는 것에 의해, 제1압력센서(22), 오리피스유니트(13), 및 제2압력센서(31)가 구성하는 차압식 유량계의 유량측정범위를 변경할 수가 있다.

또, 이 유량컨트롤러(10)는, 레귤레이터(21)를 구비하고 있기 때문에, 레귤 레이터유니트(11)를 통과하여 제1, 제2압력센서(22,31)에 공급되는 유체의 압력이 안정된다.

즉, 상기 유량컨트롤러(10)에서는, 제1, 제2압력센서(22,31) 및 오리피스유니트(13)가 구성하는 차압식 유량계에 공급되는 유체의 압력이 안정된다. 이에 의해, 유량컨트롤러(10)에 공급되는 유체의 압력에 외란 등에 의한 변동이 발생하여도, 차압식 유량계의 측정값에 기초한 피드백제어를 양호하게 실시할 수가 있다.

또, 상기 유량컨트롤러(10)는, 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)가, 서로를 착탈이 가능하게 고정하는 고정부(29,39)를 구비하고 있다. 이에 의해, 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)를 고정부(29,39)에 의해 고정하는 것에 의해, 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)를 일체의 장치로서 취급할 수가 있으므로, 취급이 용이해진다.

여기서, 상기의 레귤레이터유니트(11)에 있어서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제1압력센서(22) 대신에, 측정값(즉, 레귤레이터(21)로부터 송출된 유체의 압력)을 눈으로 확인할 수 있도록 표시하는 표시장치(22a)를 갖는 제1압력센서(22b)를 설치하여도 좋다. 이 경우에는, 작업자가 레귤레이터(21)의 조작결과를 용이하게 인식할 수가 있으며, 작업자에 의한 레귤레이터(21)의 조정이 용이해진다.

표시장치(22a)로서는, 바늘의 위치에 의해 측정값을 나타내는 아날로그식 계기를 사용하여도 좋고, 측정값을 수치로 표시하는 디지털식 미터를 사용하여도 좋다.

또, 상기의 레귤레이터유니트(11)에 있어서, 레귤레이터(21) 대신에, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 공기압을 이용한 에어 오퍼레이트식의 레귤레이터(341)를 설치하여도 좋다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 레귤레이터(341)는, 레귤레이터(21)에 있어서, 조작부(311) 대신에, 구동부(342)를 설치한 것이다.

구동부(342)는, 조작부(311)는, 제1다이어프램(345)과, 다이어프램 베드(346)와, 센터하우징(347)과, 제2다이어프램(348)과, 하우징(349)과, 공기공급장치(350)를 구비한 것이다.

제1다이어프램(345)은, 그 일단면(도 13에 있어서 하부측면)에, 니들(314)의 선단부(도 13에 있어서 상부측의 단부) 단면에 형성된 볼록부(314a)를 수용하기(끼워넣기)위한 오목부분(345a)이 형성된 것이며, 이 오목부분(345a)을 갖는 중앙부는, 다이어프램 베드(346)의 일단부(도 13에 있어서 하부측 단부)에 형성된 제1오목부분(346a)에 수용되도록(끼워지도록) 되어 있다.

다이어프램 베드(346)는, 그 세로 단면에 있어서 대략 ㄷ자 형상으로 형성된 부재이며, 그 일단부에는, 제1다이어프램(345)의 중앙부와 끼워 결합하는 제1오목부분(346a)이 형성되어 있다. 또, 다이어프램 베드(346)의 타단부(도 13에 있어서 상부측의 단부)에는, 제2다이어프램(348)의 하단면에 형성된 둥근 홀 형상의 오목부(348a)에 수용되는(끼워지는) 원기둥형상의 볼록부(346b)와, 제2다이어프램(348)의 하단면에 형성된 원환형상의 돌조(348b)를 수용하는 원환형상의 제2오목부분(346b)이, 동일축으로 하여 형성되어 있다.

센터하우징(347)은, 바디(23)의 상면에 고정되는 대략 원통형상의 부재로서, 바디(23)에 고정되는 것에 의해, 하단과 바디(23)의 상면 사이에, 제1다이어프램(345)의 외주 둘레를 끼워 고정하도록 되어 있다. 또, 센터하우징(347)의 지름방향 내측에는, 다이어프램 베드(346)가 상하방향으로 변위가 가능하게 수납되어 있다. 또, 센터하우징(347)에는, 높이 방향의 중앙부에, 내주면에서부터 외주면까지 관통하는 통기구(347a)가 형성되어 있고, 이에 의해 센터하우징(347)의 내부가 대기압으로 유지되도록 되어 있다.

제2다이어프램(348)은, 그 하단면 중앙에, 다이어프램 베드(346)의 볼록부(346b)를 수용하는 둥근 홀 형상의 오목부(348a)와, 이 오목부(348a)와 동일축으로 하여 형성되고 다이어프램 베드(346)의 오목부분(346b)에 수용되는 원환형상의 돌조(348b)를 구비하고 있다.

하우징(349)은, 제2다이어프램(348)의 외주 둘레를 센터하우징(347)과의 사이에 끼워 고정하는 원판형상의 부재이며, 그 하면 중앙에는, 제2다이어프램(348)의 상·하변위를 허용하는 오목부분(349a)이 형성되어 있다.

하우징(349)의 상면에는, 오목부분(349a)과 연통하는 포트(349b)가 형성되어 있으며, 이 포트(349b)에는, 배관을 관통해서 공기공급장치(350)가 접속되어 있다.

상기 레귤레이터(341)에서는, 하우징(349)과 제2다이어프램(348)의 사이에 형성되는 공간의 내압이, 제1다이어프램(345) 및 제2다이어프램(348)에 지지되는 다이어프램 베드(347)를 하방으로 압박하는 압력으로서 작용한다. 즉, 상기 레귤레이터(341)에서는, 공기공급장치(50)의 공기공급압력을 조정하여, 하우징(349)과 제2다이어프램(348) 사이의 공간의 내압을 조정하는 것에 의해, 다이어프램 베 드(347)를 하방으로 압박하는 힘을 조정할 수가 있도록 되어 있다.

그리고, 하우징(349)과 제2다이어프램(348) 사이의 공간의 내압을 높여서, 다이어프램 베드(347)를 하방으로 압박하면, 제1다이어프램(345)이 하방으로 휘어짐과 동시에, 제2스프링(324)의 탄력에 대항하여 니들(314)이 하방으로 압박된다. 니들(314)이 하방으로 압박되면, 니들(314)의 테이퍼부(선단부)와 제1시트부(312a)의 사이에 간극이 형성되고, 레귤레이터(21)가 열림상태(open)로 되어 입구측(1차측)으로부터 출구측(2차측)으로 유체가 흘러나가게 된다.

출구측 압력(2차압력)의 제어는, 하우징(349)과 제2다이어프램(348) 사이의 공간의 내압과 출구측 압력(2차압력)이, 제1다이어프램(345) 및 제2다이어프램(348)에 의해 균형을 이루는 것에 의해 실시된다.

따라서, 입구측 압력(1차압력)이 상승하여 출구측 압력(2차압력)이 하우징(349)과 제2다이어프램(348) 사이의 공간의 내압보다 커지면, 제1다이어프램(345)이 다이어프램 베드(347)와 함께 상방으로 이동함과 동시에, 니들(314)이 상방으로 이동하여, 니들(314)의 테이퍼부와 제1시트부(312a) 사이의 간극이 작아지고(유로가 축소되고), 출구측 압력(2차압력)이 저하하게 된다.

반대로, 입구측 압력(1차압력)이 저하하여 출구측 압력(2차압력)이 하우징(349)과 제2다이어프램(348) 사이의 공간의 내압보다 작아지면, 제1다이어프램(345)이 하방으로 이동함과 동시에, 니들(314)이 하방으로 이동하여, 니들(314)의 테이퍼부와 제1시트부(312a) 사이의 간극이 커져서(유로가 넓어져서), 출구측 압력(2차압력)이 상승하게 된다.

이와 같이, 입구측 압력(1차압력)의 변동에 추종하여 니들(314)이 상·하로 이동하여, 레귤레이터(341)의 개방도가 자동적으로 조정되게 되어 있으며, 이에 의해 출구측 압력(2차압력)을 일정하게 유지하도록 되어 있다.

한편, 하우징(349)과 제2다이어프램(348) 사이의 공간의 압력을 저하시키면, 다이어프램 베드(347)가 상방으로 이동해가고, 동시에, 제2스프링(324)의 탄력에 의해 니들(314) 및 다이어프램(345)이 상방으로 밀어 올려진다. 니들(314)이 상방으로 올려지면, 니들(314)의 테이퍼부와 제1시트부(312a) 사이의 간극이 작아지고, 최종적으로 레귤레이터(341)가 닫힘상태(close)로 되어 입구측(1차측)으로부터 출구측(2차측)으로의 유체의 흐름이 정지된다.

또, 본 실시형태에서는, 슬리브(227)가 결합부(228)를 가지고 있는 구성으로 하였으나 이에 한정되지 않고, 슬리브(227) 대신에, 예를 들면, 도 14 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 결합부(228)를 갖지 않는 링형상의 슬리브(237)를 튜브부(221)의 단부보다 안쪽까지 삽입하여, 이에 의해 튜브부(221)에 확경부(221d)를 형성하여도 좋다.

이 경우에는, 튜브부(221)의 단부에 의해 결합부(228)가 구성된다(단, 원통부(228b)는 없어지고, 튜브부(221)의 단부가 맞접하는 면(228a)으로서 기능한다). 또, 레귤레이터유니트(11) 및 밸브유니트(12)는, 상기의 조인트구조(27,36) 대신에, 오목부(31c)를 삭제한 구성의 조인트구조(27a,36a)를 갖는 구성이 된다.

또, 본 실시형태에 나타내는 밸브유니트(12)에 있어서, 유량제어밸브(32) 대신에, 도 16에 나타내는 유량제어밸브(32a)를 사용하여도 좋다.

유량제어밸브(32a)는, 유량제어밸브(32)에 있어서, 모터(115)의 모터본체(115d)의 외부에, 회전축(115a)에 가해지는 스러스트하중을 받는 스러스트베어링(191)을 설치하여도 좋다. 도 16에서는, 모터(115)의 원기둥부(162)의 하면과 커플링(116)의 상면 사이에 스러스트베어링(191)을 설치한 예를 나타내고 있다.

이 경우에는, 다이어프램니들(114)이 유체의 압력을 받았을 때에, 본래는 다이어프램니들(114), 슬라이더(117), 및 커플링(116)에 의해 회전축(115a)에 전달되어야 할 스러스트하중이, 모터 본체(115d)의 외부에 설치된 스러스트베어링(191)에 의해 받아져서, 모터 본체(115d)로 분산된다. 이에 의해, 모터(115) 내의 회전축(115a)의 지지구조에 가해지는 부담이 경감되고, 장기간에 걸쳐서 모터(115)의 성능을 유지할 수가 있다.

또, 본 실시형태에 나타내는 유량컨트롤러(10)에 있어서, 제어장치(17)를, 적어도 다이어프램니들(114)이 그 가동범위의 단부 근방에서 단부를 향해서 이동하는 경우에는 모터(115)의 회전축(115a)을 제1구동토크로 회전시키고, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 단부로부터 이간하는 경우에는, 모터(115)의 회전축(115a)을 제1구동토크보다 큰 제2구동토크로 회전시키는 구성으로 하여도 좋다.

구체적으로는, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부로부터 이간시키는데에 있어서, 모터(115)의 동작을 제어하는 제어장치(17)가, 다이어프램니들(114)을 그 가동범위의 단부에까지 이동시킬 때의 구동토크(제1구동토크)보다 큰 제2구동토크로 모터(115)를 동작시킨다.

이에 의해, 이 유량컨트롤러(10)에서는, 다이어프램니들(114)이 가동범위의 단부까지 이동하였을 때에 나사부의 맞물림이 발생하였다고 하여도, 이 맞물림을 용이하게 해소할 수가 있다.

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

그래서, 제어장치(17)를, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부까지 이동시킬 때에는, 모터(115)의 구동전류의 출력제한치를 제1제한치(V1)로 설정하고, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에는, 출력제한치를 제1제한치(V1)보다 큰 제2제한치(V2)로 설정하는 구성으로 하는 것에 의해, 상기의 제어를 실현할 수가 있다.

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

그래서, 제어장치(17)를, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부까지 이동시킬 때에는, 모터(115)의 회전축(115a)을 제1회전속도(R1)로 회전시키고, 다이어프램니들(114)을 가동범위의 단부로부터 이간시킬 때에는, 제1회전속도(R1)보다 저속의 제2회전속도(R2)로 회전시키는 구성으로 하는 것에 의해, 상기의 제어를 실현할 수가 있다.

(제2실시형태)

본 발명에 있어서의 유량컨트롤러의 제2실시형태를, 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 유량컨트롤러(240)는, 제1실시형태에서 나타낸 유량컨트롤러(10)에 있어서, 레귤레이터유니트(11), 밸브 유니트(12), 및 오리피스유니트(13) 대신에, 이들과는 각 유니트끼리의 접속구조가 다른 레귤레이터유니트(241), 밸브유니트(242), 오리피스유니트(243)를 사용하고 있는 것이다.

이하, 제1실시형태와 동일하거나, 또는 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 나타내고, 상세한 설명을 생략한다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 오리피스유니트(243)는, 제1실시형태에서 나타낸 오리피스유니트(13)에 있어서, 튜브부(221) 및 슬리브(227) 대신에, 너트(226)에 삽입 관통되는 각 단부가 유연성을 가지며, 또한, 다른 부분보다 확경되어 내부에 레귤레이터유니트(241) 또는 밸브유니트(242)의 조인트구조를 수용하는 확경부(246)로 되며, 너트(226)의 결합 볼록부(226b)가, 이 확경부(246)에 결합하는 구성으로 된 튜브부(251)를 사용한 것이다.

여기서, 튜브부(251)의 단부는 유연성을 가지고 있기 때문에 변형이 가능하므로, 용이하게 너트(226)에 삽입 관통시킬 수가 있다.

레귤레이터유니트(241)는, 제1실시형태에서 나타낸 레귤레이터유니트(11)에 있어서, 조인트구조(27)의 맞접하는 면(231a) 및 오목부(231c)를 없애고, 원통부(231b)의 선단에, 튜브부(251)의 확경부(246) 내에 삽입되는 삽입부(242a)를 형성한 것이다.

밸브유니트(242)는, 제1실시형태에서 나타낸 밸브유니트(12)의 조인트구조(36)를, 레귤레이터유니트(241)의 조인트구조(27)와 동일한 구성으로 한 것이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이 구성되는 유량컨트롤러(240)는, 오리피스유니트(243)와 레귤레이터유니트(241), 밸브유니트(242)와의 접속에 있어서, 오리피스유니트(243)의 튜브부(251)의 각 단부를 각각 레귤레이터유니트(241), 밸브유니트(242)의 삽입부(242a)에 대향시키고, 이들 삽입부(242a)를 튜브부(251)의 확경부(246) 내에 삽입한다. 확경부(246)는, 이와 같이 내부에 삽입부(242a)를 수용하는 것에 의해, 그 변형이 규제되며, 너트(226)의 내주면에 형성된 결합 볼록부(226b)와 결합하도록 되어 있다.

이와 같이 확경부(246)에 삽입부(242a)를 삽입한 상태에서, 튜브부(251)가 삽입 관통된 너트(226)를 레귤레이터유니트(241) 및 밸브유니트(242)의 원통부(231b)에 형성된 수나사부(231d)에 결합시켜서, 너트(226)를 조여간다. 이에 의해, 튜브부(251)의 확경부(246)가 너트(226)와 함께 원통부(231b)에 상대적으로 근접하게 된다. 이 너트(226)를 충분히 조인 상태에서는, 튜브부(251)의 확경부(246)와 삽입부(242a)가, 기밀, 액밀로 결합한 상태로 고정된다.

한편, 너트를 헐겁게 하는 것에 의해, 튜브부의 단부와 각 압력검출장치의 접속단과의 고정이 해제된다.

즉, 상기 유량컨트롤러(240)에 있어서도, 오리피스유니트(243)의 너트(226)를 조작하는 것에 의해, 각 유니트와의 접속과 분리를 용이하게 실시할 수가 있다.

(제3실시형태)

본 발명에 있어서의 유량컨트롤러의 제3실시형태를, 도 19 및 도 20을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 유량컨트롤러(260)는, 제1실시형태에서 나타낸 유량컨트롤러(10)에 있어서, 오리피스유니트(13) 대신에, 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)와의 접속 구조가 다른 오리피스유니트(261)를 사용한 것이다.

이하, 제1실시형태와 동일하거나, 또는 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 나타내고, 상세한 설명을 생략한다.

오리피스유니트(261)는, 제1실시형태에서 나타낸 오리피스유니트(13)에 있어서, 튜브부(221) 및 슬리브(227) 대신에, 너트(226)에 삽입 관통되는 각 단부가, 강성(剛性)을 갖는 것과 동시에, 그 외주면에 확경부(266)가 형성되고, 너트(226)의 결합볼록부(226b)가, 이 확경부(266)에 결합하는 구성으로 된 튜브부(271)를 사용한 것이다.

또, 튜브부(271)의 단부에는, 제1실시형태에서 나타낸 슬리브(227)와 마찬가지로, 결합부(228)를 구성하는 맞접하는 면(228a) 및 원통부(228b)가 일체적으로 형성되어 있다.

여기서, 상기 오리피스유니트(261)에서는, 튜브부(271)의 확경부(266)의 형상과 너트(226)의 결합 볼록부(226b)의 형상 중 적어도 어느 한쪽을, 너트(226)에 튜브부(271)의 단부를 삽입할 때에, 너트(226)가 확경부(266)를 넘어가기 쉽고, 또 너트(226)의 체결력이 확실하게 확경부(266)에 전달되는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 튜브부(271)의 확경부(266)는, 튜브부(271)의 단부측이, 단부를 향함에 따라서 점차 축경되고, 튜브부(271)의 길이방향 중앙측에서는 축선 에 대하여 대략 직교하는 면을 이루는 형상으로 되어 있다.

또, 너트(226)의 결합볼록부(226b)는, 너트(226)의 축선방향의 암나사부(226a)측이 축선에 대하여 대략 직교하는 면을 이루며, 너트(226)의 축선방향의 암나사부(226a)와는 반대의 측이 암나사부(226a)로부터 축선방향으로 이간함에 따라서 점차 축경하는 형상으로 한다.

이와 같이 구성되는 유량컨트롤러(260)에서는, 오리피스유니트(261)는, 제1실시형태에서 나타내는 유량컨트롤러(10)에 있어서의 오리피스유니트(13)와 동일한 수순으로, 레귤레이터유니트(11) 및 밸브유니트(12)에 접속된다. 또, 상기 오리피스유니트(61)와 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)와의 접속구조는, 제1실시형태에서 나타내는 오리피스유니트(13)와 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)의 접속구조와의 접속구조와 동일한다.

이와 같이 구성되는 유량컨트롤러(260)에서는, 오리피스유니트(261)는, 튜브부와 조인트구조가 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 오리피스유니트(261)를 레귤레이터유니트(11)와 밸브유니트(12)와 접속시킬 때에, 이들 유니트간에 슬리브 등의 별개 부재의 조인트부재를 장착하는 품이 불필요하며, 접속작업이 용이하다.

여기서, 본 실시형태에서는, 단부에 원통부(228b)가 일체적으로 형성된 슬리브부(271)를 사용한 예를 나타내고 있으나 이에 한정되지 않고, 도 21에 나타내는 바와 같이, 원통부(228b)를 가지고 있지 않은 슬리브부(276)를 사용하여도 좋다.

이 경우에는, 레귤레이터유니트(11)의 조인트구조(27) 및 밸브유니트(12)의 조인트구조(36)는, 각각 도 22에 나타내는 바와 같이 오목부(31c)를 삭제한 구성으 로 할 수가 있다.

(제4실시형태)

본 발명에 있어서의 유량컨트롤러의 제4실시형태를 도 23을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 유량컨트롤러(280)는, 제1실시형태에서 나타낸 유량컨트롤러(10)에 있어서, 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12), 및 오리피스유니트(13) 대신에, 이들과는 각 부재끼리의 접속구조가 다른 레귤레이터유니트(281), 밸브유니트(282), 및 오리피스유니트(283)를 사용한 것이다.

오리피스유니트(283)는, 제1실시형태에서 나타낸 오리피스유니트(13)에 있어서, 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)와의 접속부의 구조를, 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)의 오리피스유니트(13)와의 접속부의 구조로 대체한 것이다.

구체적으로는, 오리피스유니트(283)는, 제1실시형태에서 나타낸 오리피스유니트(13)에 있어서, 너트(226) 및 슬리브(227)를 없애고, 튜브부(221) 대신에, 도 23에 나타내는 구성의 튜브부(291)를 사용한 것이다.

튜브부(291)는, 제1실시형태에서 나타낸 튜브부(221)에 있어서, 양단이 강성을 갖는 구성으로 됨과 동시에, 각 단부가, 각각 유로의 개구단을 둘러싸는 대략 원환형상의 맞접하는 면(231a)과, 맞접하는 면(231a)보다 축선방향으로 돌출한 상태로 형성되어 맞접하는 면(231a)의 주위를 둘러싸는 원통부(231b)와, 맞접하는 면(231a)과 원통부(231b)의 사이에 형성되는 원환형상의 오목부(231c)를 갖는 구성 으로 된 것이다. 여기서, 원통부(231b)의 외주면에는, 수나사부(231d)가 형성되어 있다.

레귤레이터유니트(281) 및 밸브유니트(282)는, 각각, 제1실시형태에서 나타낸 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)에 있어서, 맞접하는 면(231a), 원통부(231b), 오목부(231c), 및 수나사부(231d)를 형성하는 대신에, 하우징으로부터 인출되는 튜브부(296)와, 이 튜브부(296)의 단부가 삽입 관통되는 너트(226)와, 튜브부(296)의 단부 내에 삽입되어 튜브부(296)의 단부 근방 부분을 지름방향의 외측으로 밀어 넓혀서 튜브부(296)의 단부에 확경부(221d)를 형성하는 슬리브(227)를 형성한 구성으로 되어 있다.

여기서, 슬리브(227)에는, 제1실시형태와 마찬가지로, 슬리브(227)의 유로의 개구단을 둘러싸고 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12)의 조인트구조의 단면과 면접촉하는 대략 원환형상의 맞접하는 면(228a)과, 맞접하는 면(228a)보다 돌출한 상태로 형성되어 맞접하는 면(228a)의 주위를 둘러싸는 원통부(228b)로 이루어지는 결합부(228)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성되는 유량컨트롤러(280)의 레귤레이터유니트(281), 밸브유니트(282), 및 오리피스유니트(283)는, 제1실시형태에서 나타낸 유량컨트롤러(10)에 있어서의 레귤레이터유니트(11), 밸브유니트(12) 및 오리피스유니트(13)의 접속방법과 동일한 방법으로 접속된다(단, 접속구조의 암·수가 역전되어 있다).

여기서, 본 실시형태에 있어서, 오리피스유니트(283)는, 튜브부(291) 대신에, 도 24에 나타내는 바와 같이, 튜브부(291)로부터 오목부(231c)를 삭제한 구성 의 튜브부(298)를 갖는 구성으로 하여도 좋다.

이 경우에는, 레귤레이터유니트(281) 및 밸브유니트(282)에서는, 결합부(228)를 갖지 않는 링형상의 슬리브(237)가 튜브부(296)의 단부보다 안쪽까지 삽입되고, 이에 의해 튜브부(296)에 확경부(221d)가 형성된다. 또, 튜브부(296)의 단부에 의해 결합부(228)가 구성된다(단, 원통부(228b)는 없어지며, 튜브부(296)의 단부가 맞접하는 면(228a)으로서 기능한다).

또, 본 실시형태에 있어서, 오리피스유니트(283)는, 튜브부(291) 대신에, 도 25에 나타내는 바와 같이, 튜브부(291)에 있어서 맞접하는 면(231a) 및 오목부(231c)를 없애고, 원통부(231b)의 선단에, 튜브부(296)의 확경부(246) 내에 삽입되는 삽입부(242a)를 형성한 구성의 튜브부(299)를 갖는 구성으로 하여도 좋다.

이 경우에는, 레귤레이터유니트(282), 밸브유니트(283)에서는, 슬리브(237)를 없애고, 튜브부(296) 대신에, 튜브부(296)에 있어서, 그 단부가 유연성을 가지며, 또한, 다른 부분보다 확경되어, 내부에 오리피스유니트(283)의 튜브부(291)의 후술하는 접속단을 수용하는 확경부(246)로 된 튜브부(300)가 사용되며, 너트(226)의 결합볼록부(226b)가, 상기 확경부(246)에 결합하는 구성으로 된다.

여기서, 튜브부(300)의 단부는 유연성을 가지고 있어서 변형이 가능하므로, 용이하게 너트(226)에 삽입 관통할 수가 있다.

여기서, 상기 각 실시형태에서는, 오리피스유니트의 양단의 접속구조가 각각 웅성(雄性)인 경우와 자성(雌性)인 경우를 나타내었으나, 이들에 한정되는 것은 아니며, 오리피스유니트의 일단의 접속구조를 웅성으로 하고, 타단의 접속구조를 자 성으로 하여도 좋다.

취급이 용이하고, 범용성이 높은 유량컨트롤러, 이것에 사용하는 레귤레이터유니트, 밸브유니트를 제공할 수가 있다.

Claims (7)

1. 레귤레이터와 제1압력검출장치를 갖는 레귤레이터유니트와,

   제2압력검출장치와 유량제어밸브를 갖는 밸브유니트와,

   상기 레귤레이터유니트 및 상기 밸브유니트에 대하여 착탈이 가능하게 접속되어 상기 레귤레이터유니트와 상기 밸브유니트를 접속시키는 유체유로 및 오리피스를 구성하는 오리피스유니트를 구비하고 있는 유량컨트롤러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 오리피스유니트가, 상기 유체유로를 구성하는 튜브부와,

   상기 튜브내에 설치되는 오리피스와,

   상기 튜브부의 단부와 상기 레귤레이터유니트 또는 상기 밸브유니트를 접속시키는 조인트구조를 가지며,

   상기 조인트구조가 상기 튜브부와 일체적으로 형성되어 있는 유량컨트롤러.
3. 제1항에 있어서,

   상기 레귤레이터유니트와 상기 밸브유니트가, 서로를 착탈이 가능하게 고정시키는 고정부를 가지고 있는 유량컨트롤러.
4. 제2항에 기재된 유량컨트롤러에 사용되는 레귤레이터유니트에 있어서,

   레귤레이터와,

   압력검출장치와,

   상기 레귤레이터와 상기 압력검출장치를 접속시키는 유체유로와,

   상기 유체유로와 상기 오리피스유니트의 조인트구조를 접속하는 레귤레이터측 조인트구조가 일체적으로 형성되어 있는 레귤레이터유니트.
5. 제4항에 있어서,

   접속대상장치를 착탈이 가능하게 고정하는 고정부를 가지고 있는 레귤레이터유니트.
6. 압력검출장치와,

   유량제어밸브와,

   상기 압력검출장치와 상기 유량제어밸브를 접속시키는 유체유로와,

   상기 유체유로를 접속대상장치의 유체유로와 접속시키는 밸브측 조인트구조가 일체적으로 형성되어 있는 밸브유니트.
7. 제6항에 있어서,

   접속대상장치를 착탈이 가능하게 고정하는 고정부를 가지고 있는 밸브유니트.

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