KR20150069510A - 유량 제어 밸브 및 이것을 사용한 유량 제어 장치 - Google Patents

Abstract

유체의 청정도를 보다 높은 상태에서 일정 유량을 유지하고, 게다가 유체 유량 영역의 설정을 변경 가능하게 하는 유량 제어 밸브와, 유량 제어 장치를 제공한다.
유량 제어 밸브(101)는 본체 유입부(11)와 유입측 챔버(13)와 중간 유출부(12)를 구비하는 유입측 블록(10)과, 중간 유입부(31)와 유출측 챔버(33)와 밸브 시트(37)와 본체 유출부(32)를 구비하는 유출측 블록(30)과, 유입측 블록과 유출측 블록을 접속하는 접속 블록(50)과, 중간 유출부와 중간 유입부를 접속하는 접속 유로(70)와, 차압부(75)와, 상시 일정 압력이 가해지는 제1 다이어프램(20)과, 밸브 시트에 대하여 진퇴운동하는 밸브체(47)를 구비한 제2 다이어프램(40)을 구비하고, 접속 블록은 접속 챔버를 가지고 다이어프램의 변동을 다른 곳에 전달하는 전달 부재(55)를 수용하고, 차압부의 전후의 압력 변동에 의한 양 다이어프램의 진퇴운동에 의해 밸브체를 밸브 시트에 대하여 진퇴운동시켜 피제어 유체의 유량을 일정하게 유지한다.

Description

유량 제어 밸브 및 이것을 사용한 유량 제어 장치{FLOW CONTROL VALVE AND FLOW CONTROL SYSTEM USING SAME}

본 발명은 유량 제어 밸브 및 이것을 사용한 유량 제어 장치에 관한 것으로, 특히 소정의 유체 유량에 일정화 또는 가변 후의 유체 유량을 일정화하는 기능을 구비한 유량 제어 밸브와, 당해 유량 제어 밸브를 구비한 유량 제어 장치에 관한 것이다.

반도체의 제조 공정에서는 실리콘 웨이퍼(기판) 표면을 희석한 약액으로 세정하는 처리 등이 행해진다. 이것은 파티클이나 금속 오염물, 산화막 등을 제거하는 것을 목적으로 하고 있고, 복수 종류의 약액이나 순수를 적당한 비율로 혼합한 처리액이 사용된다. 처리액에는 APM(암모니아와 과산화수소수와 순수), HPM(염산과 과산화수소수와 순수), DHF(불산과 순수), SPM(황산과 과산화수소수) 등을 들 수 있다. 예를 들면, 이 세정 처리가 매엽식(枚葉式)의 장치에서 실시되는 경우, 수평으로 유지되어 회전하고 있는 웨이퍼의 표면에 처리액 등이 공급된다.

매엽식의 세정 장치에서는, 혼합된 처리액이 탱크에 저장되어 있고 그 처리액을 웨이퍼에 공급하는 캐비넷 방식과, 웨이퍼 직전에서 혼합한 처리액을 직접 공급하는 인라인 믹싱 방식이 있다. 장치에는 유체의 혼합부가 있고, 고농도의 약액(원액)이나 순수가 유통하는 배관이 접속되어, 혼합액의 생성이 행해진다. 웨이퍼를 1장씩 처리하는 매엽식의 장치에 의하면 웨이퍼 표면에 공급되는 혼합액은 소량이며, 인라인 방식을 사용하는 경우, 혼합부로의 공급되는 약액은 미소량이 된다. 예를 들면, DHF의 생성에서는 불산과 순수의 유량비는 1:100이며, 순수의 유량이 2.0L/min로 설정되어 있으면, 필요한 불산의 유량은 0.02L/min가 된다. 이러한 미소량의 약액을 제어할 필요가 있는 처리에서는, 약간의 유량 변화에 의해 그 세정 효과에 큰 불균일이 발생해버린다. 그 때문에, 혼합부에 대하여 약액이나 순수를 고정밀도로 공급할 수 있는 정유량 밸브가 필요하게 된다.

또, 반도체 제조에 있어서의 대규모 집적화, 가공의 미세화가 진행되어, 국제 반도체 기술 로드맵(ITRS)에 있어서, 2014년에 24nm 프로세스가 되는 것이 정해져 있다. 프로세스에서 표시되는 숫자(24nm)는 MPU에 있어서의 최하층의 가장 좁은 배선의 피치(선 폭+선 간격)의 절반(하프 피치)으로서 정의되어 있다. 이와 같이 배선 폭이 정해지는 가운데, 반도체 제조 공정 내에 있어서의 유체의 유통 경로에 미세한 먼지(파티클)의 혼입은 제품의 수율에 큰 영향을 준다. 파티클은 배선 피치의 4분의 1(2014년의 프로세스의 경우, 12nm) 이하로 할 필요가 있는 점에서, 유체의 청정도를 유지하면서 유통시키는 부재는 큰 의미를 가진다.

특허문헌 1에 개시된 정유량 밸브에서는, 동일 축 상에 배치된 복수의 다이어프램이 피제어 유체의 압력에 대하여 일체로 변동하도록 구성되어 있다. 유입부측에 존재하는 밸브 시트에는 각 다이어프램과 일체로 변동하는 밸브체가 밸브의 개폐 동작을 행한다. 이들에 의해, 정유량 밸브 내에 있어서의 차압이 조절됨으로써 피제어 유체의 유출량을 소정의 유량으로 제어하는 것이 가능하게 된다. 또, 유로 구조는 피제어 유체를 체류시키지 않고, 차압 조절을 간단히 할 수 있어 응답성이 좋다.

그러나, 미소 유량 영역에서 제어를 행하는 경우는, 좁은 개도로 밸브체를 진퇴시킬 필요가 있다. 이 정유량 밸브에서는 복수의 다이어프램이 축부로 연결되고, 밸브 시트가 형성되는 유로 내에 상기 축부를 삽입통과시킨 구성이다. 이 때문에, 제어시의 밸브체의 동작에 의해, 밸브 시트와 밸브체가 슬라이딩운동할 우려가 있다.

특허문헌 2에 개시된 유량 제어 장치에서는, 1차측 유체에 압력 변동이 발생한 경우에, 제1 압력 제어 밸브부에 의해 제1 압력 제어 밸브부의 2차측이 소정 압력으로 유지되어 유량이 제어된다. 한편, 2차측 유체에 압력 변동이 발생한 경우에, 제2 압력 제어 밸브부에 의해 제2 압력 제어 밸브부의 1차측이 소정 압력으로 유지되어 유량이 제어된다. 따라서, 유량 제어 장치의 1차측 또는 2차측에 있어서 압력 변동이 발생한 경우에도, 유체 유량의 안정화를 고정밀도로 실현하는 것이 가능하다.

그러나, 상기한 유량 제어 장치에서는 2차측에 있어서 유체의 유출이 정지되거나 함으로써 유량 제어 장치 내의 유체 압력이 상승한다. 그 때, 제1 압력 제어 밸브부가 급격한 폐쇄 동작을 행함으로써, 제1 압력 제어 밸브부의 밸브 시트에 대하여 밸브체가 강하게 충돌할 우려가 있다.

종래의 정유량 밸브나 유량 제어 장치에 있어서는 각각 상기와 같은 작동에 의해 밸브 시트와 밸브체 등이 상정하지 못한 접촉을 하여 발진(發塵)할 가능성도 염려된다. 그 때문에, 미소 유량을 고정밀도로 공급하는 것이 가능하며, 또한 높은 청정도를 유지하는 것이 가능한 장치가 요구되고 있다.

또한, 상기한 요구를 만족함과 아울러, 원하는 유량으로 설정을 변경할 수 있고, 게다가 당해 변경 후에 있어서도 일정 유량을 유지할 수 있으면, 장치의 집약도 진행된다. 특히, 미소 유량 영역에 있어서의 정유량화 및 유량 자체의 제어를 실현하는 장치가 있으면, 지금까지 이상으로 유체 공급의 편리성이 높아지고, 또 유체의 청정도를 보다 유지할 수 있다. 그래서, 유체 유량의 정유량화 및 유량 자체의 제어를 일괄하여 실현하는 새로운 장치가 요망되고 있었다.

일본 특허공보 제4022438호 (대응 특허:US 6805156B2, EP 1321841021) 일본 공개특허공보 2007-102754호 (대응 특허:US 2007/0056640A1)

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 밸브 시트와 밸브체 등과의 상정하지 못한 접촉을 억제하여 유체의 청정도를 보다 높은 상태에서 일정 유량을 유지하는 유량 제어 밸브와, 이것을 사용한 유량 제어 장치를 제공한다.

즉, 청구항 1의 발명은, 피제어 유체의 본체 유입부와, 상기 본체 유입부에 접속된 유입측 챔버와, 상기 유입측 챔버에 접속된 중간 유출부를 구비하는 유입측 블록과, 중간 유입부와, 상기 중간 유입부에 접속된 유출측 챔버와, 상기 유출측 챔버에 형성된 밸브 시트와, 상기 유출측 챔버에 접속된 피제어 유체의 본체 유출부를 구비하는 유출측 블록과, 상기 유입측 블록 및 상기 유출측 블록을 접속하는 접속 블록과, 상기 중간 유출부 및 상기 중간 유입부를 접속하는 접속 유로를 구비하고, 또한 상기 유입측 챔버, 상기 유출측 챔버, 또는 상기 접속 유로의 적어도 어느 하나에 차압부(pressure differential device part)를 구비하고 있고, 상기 유입측 블록과 상기 접속 블록 사이에 제1 다이어프램이 개재장착되고(interposed), 상기 제1 다이어프램은 상기 유입측 챔버에 배치되고 이 유입측 챔버를 피제어 유체와 접하는 제1 챔버와 이 제1 챔버의 배면측으로 되고 피제어 유체와 접하지 않는 제2 챔버로 구획하고, 상기 제1 챔버 내의 유체 압력을 수압(受壓)하고 또한 가압 수단에 의해 상시 일정 압력으로 상기 제1 챔버측에 가압하고, 상기 유출측 블록과 상기 접속 블록 사이에 제2 다이어프램이 개재장착되고, 상기 제2 다이어프램은 상기 유출측 챔버에 배치되고 이 유출측 챔버를 피제어 유체와 접하는 제3 챔버와 이 제3 챔버의 배면측으로 되고 피제어 유체와 접하지 않는 제4 챔버로 구획하고, 상기 제3 챔버 내의 유체 압력을 수압하고 또한 상기 밸브 시트에 대하여 진퇴운동하는 밸브체를 구비하고, 상기 접속 블록은 상기 제2 챔버로부터 상기 제4 챔버로 관통하는 접속 챔버를 가지고, 상기 접속 챔버는 상기 제1 다이어프램 및 상기 제2 다이어프램과 걸어맞춰져(係合) 하나의 다이어프램의 변동을 다른 다이어프램에 전달하는 전달 부재를 수용하고 있고, 상기 차압부의 전후의 압력 변동에 의한 상기 제1 다이어프램 및 상기 제2 다이어프램의 진퇴운동에 의해 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 대하여 진퇴운동시켜 피제어 유체의 유량을 일정하게 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브에 관계된다.

청구항 2의 발명은 상기 가압 수단이 스프링인 청구항 1에 기재된 유량 제어 밸브에 관계된다.

청구항 3의 발명은 상기 가압 수단이 가압 기체인 청구항 1에 기재된 유량 제어 밸브에 관계된다.

청구항 4의 발명은 상기 차압부가 가변 오리피스인 청구항 1에 기재된 유량 제어 밸브에 관계된다.

청구항 5의 발명은 상기 접속 유로에 유량 검지부가 구비되는 청구항 1에 기재된 유량 제어 밸브에 관계된다.

청구항 6의 발명은 청구항 1에 기재된 유량 제어 밸브와, 피제어 유체의 유량 검지부와, 연산부를 구비함과 아울러 상기 유량 제어 밸브의 차압부가 가변 오리피스이며, 상기 유량 제어 밸브가 피제어 유체의 공급부와 피제어 유체의 유체 혼합부 사이의 유체 배관에 접속되고, 상기 가변 오리피스를 제어하는 신호를 생성하는 제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치에 관계된다.

청구항 7의 발명은 상기 연산부가 상기 유량 검지부의 유량 계측값에 기초한 피드백 제어를 행하는 청구항 6에 기재된 유량 제어 장치에 관계된다.

청구항 1의 발명에 따른 유량 제어 밸브에 의하면, 피제어 유체의 본체 유입부와, 상기 본체 유입부에 접속된 유입측 챔버와, 상기 유입측 챔버에 접속된 중간 유출부를 구비하는 유입측 블록과, 중간 유입부와, 상기 중간 유입부에 접속된 유출측 챔버와, 상기 유출측 챔버에 형성된 밸브 시트와, 상기 유출측 챔버에 접속된 피제어 유체의 본체 유출부를 구비하는 유출측 블록과, 상기 유입측 블록 및 상기 유출측 블록을 접속하는 접속 블록과, 상기 중간 유출부 및 상기 중간 유입부를 접속하는 접속 유로를 구비하고, 또한 상기 유입측 챔버, 상기 유출측 챔버, 또는 상기 접속 유로의 적어도 어느 하나에 차압부를 구비하고 있고, 상기 유입측 블록과 상기 접속 블록 사이에 제1 다이어프램이 개재장착되고, 상기 제1 다이어프램은 상기 유입측 챔버에 배치되고 이 유입측 챔버를 피제어 유체와 접하는 제1 챔버와 이 제1 챔버의 배면측으로 되고 피제어 유체와 접하지 않는 제2 챔버로 구획하고, 상기 제1 챔버 내의 유체 압력을 수압하고 또한 가압 수단에 의해 상시 일정 압력으로 상기 제1 챔버측에 가압하고, 상기 유출측 블록과 상기 접속 블록 사이에 제2 다이어프램이 개재장착되고, 상기 제2 다이어프램은 상기 유출측 챔버에 배치되고 이 유출측 챔버를 피제어 유체와 접하는 제3 챔버와 이 제3 챔버의 배면측으로 되고 피제어 유체와 접하지 않는 제4 챔버로 구획하고, 상기 제3 챔버 내의 유체 압력을 수압하고 또한 상기 밸브 시트에 대하여 진퇴운동하는 밸브체를 구비하고, 상기 접속 블록은 상기 제2 챔버로부터 상기 제4 챔버로 관통하는 접속 챔버를 가지고, 상기 접속 챔버는 상기 제1 다이어프램 및 상기 제2 다이어프램과 걸어맞춰져 하나의 다이어프램의 변동을 다른 다이어프램에 전달하는 전달 부재를 수용하고 있고, 상기 차압부의 전후의 압력 변동에 의한 상기 제1 다이어프램 및 상기 제2 다이어프램의 진퇴운동에 의해 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 대하여 진퇴운동시켜 피제어 유체의 유량을 일정하게 유지하도록 했기 때문에, 밸브 시트와 밸브체 등과의 상정하지 못한 접촉을 억제하여 유체의 청정도를 보다 높은 상태에서 일정 유량을 유지할 수 있다.

청구항 2의 발명에 따른 유량 제어 밸브에 의하면, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 가압 수단이 스프링이기 때문에, 저렴하고 또한 간편한 구성으로 제1 다이어프램을 탄성가압할 수 있다.

청구항 3의 발명에 따른 유량 제어 밸브에 의하면, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 가압 수단이 가압 기체이기 때문에, 제1 다이어프램의 제1 챔버측으로의 가압을 가압 기체의 공급 압력에 따라 적시에 변화 가능하다.

청구항 4의 발명에 따른 유량 제어 밸브에 의하면, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 차압부가 가변 오리피스이기 때문에, 비교적 용이하게 유량 계수를 변화시킬 수 있고, 보다 폭넓게 유량 영역의 가변 조정이 가능하게 된다.

청구항 5의 발명에 따른 유량 제어 밸브에 의하면, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 접속 유로에 유량 검지부가 구비되기 때문에, 접속 유로의 배관을 효과적으로 활용하여 관로 배치를 간소화할 수 있다.

청구항 6의 발명에 따른 유량 제어 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 유량 제어 밸브와, 피제어 유체의 유량 검지부와, 연산부를 구비함과 아울러 상기 유량 제어 밸브의 차압부가 가변 오리피스이며, 상기 유량 제어 밸브가 피제어 유체의 공급부와 피제어 유체의 유체 혼합부 사이의 유체 배관에 접속되고, 상기 가변 오리피스를 제어하는 신호를 생성하는 제어부가 설치되어 있기 때문에, 피제어 유체와 접촉하는 부재 수는 억제되고, 피제어 유체의 청정도가 유지되기 쉽다.

청구항 7의 발명에 따른 유량 제어 장치에 의하면, 청구항 6의 발명에 있어서, 상기 연산부가 상기 유량 검지부의 유량 계측값에 기초한 피드백 제어를 행하기 때문에, 유량 제어 밸브의 2차측(하류측)에 발생한 유량 변화에 즉시 응답하여, 피제어 유체의 유량의 증감을 행하여, 상시 일정한 유량으로 피제어 유체를 유통시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
도 2는 제1 실시예의 밸브체가 전진한 상태의 종단면도이다.
도 3은 제1 실시예의 밸브체가 후퇴한 상태의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 유량 제어 장치를 편입시킨 기판 처리 장치의 개략도이다.

본 발명에 규정하고, 각 도면에 나타내는 각 실시예의 유량 제어 밸브(101, 102, 103, 104 및 105)는 주로 반도체 제조 공장이나 반도체 제조 장치 등의 유체 관로에 배열설치되어, 유체의 유통 제어에 사용된다. 구체적으로는 당해 유량 제어 밸브는 실리콘 웨이퍼의 세정 등에 사용하는 초순수나, 불산, 과산화수소수, 암모니아수, 염산 등의 각종 처리에 사용하는 약액의 유통 유량을 일정화하는 기능을 구비한 밸브이다.

도 1의 종단면도에 기초하여, 제1 실시예의 유량 제어 밸브(101)의 구조부터 설명한다. 유량 제어 밸브(101)는 3개의 블록의 조합으로 이루어진다. 피제어 유체가 당해 유량 제어 밸브(101)에 유입하는 측에 유입측 블록(10)은 배치되고, 피제어 유체가 당해 유량 제어 밸브(101)로부터 유출하는 측에 유출측 블록(30)은 배치된다. 그리고, 유입측 블록(10)과 유출측 블록(30)을 접속하는 접속 블록(50)이 구비되고, 유입측 블록(10), 접속 블록(50) 및 유출측 블록(30)의 순서로 조합된다.

유입측 블록(10)에는 피제어 유체의 본체 유입부(11)와, 본체 유입부(11)에 접속된 유입측 챔버(13)와, 이 유입측 챔버(13)에 접속된 중간 유출부(12)가 설치된다. 유출측 블록(30)에는 유입측 블록(10)의 중간 유출부(12)로부터 유출된 피제어 유체가 유입하는 중간 유입부(31)와, 중간 유입부(31)에 접속된 유출측 챔버(33)와, 유출측 챔버(33)에 형성된 밸브 시트(37)와, 유출측 챔버(33)에 접속된 피제어 유체의 본체 유출부(32)가 설치된다.

유량 제어 밸브(101)에서는 중간 유출부(12)와 중간 유입부(31)를 접속하는 접속 유로(70)가 구비된다. 일단, 유입측 블록(10)의 유입측 챔버(13)에 유입한 피제어 유체는 중간 유출부(12)로부터 나와 접속 유로(70)를 통과한다. 그리고, 유출측 블록(30)의 유출측 챔버(33)에 유입한다. 그리고, 도시하는 예에서는, 유입측 챔버(13), 유출측 챔버(33), 접속 유로(70) 중에서 당해 접속 유로(70)에 차압부(75)(오리피스)가 구비된다.

접속 블록(50)은 유입측 블록(10)과 유출측 블록(30) 사이에 배치되고, 양 블록(10, 30)을 서로 접속한다. 피제어 유체의 유입측이 되는 제1 다이어프램(20)은 유입측 블록(10)과 접속 블록(50) 사이에 개재장착된다. 제1 다이어프램(20)에는 다이어프램면이 되는 얇은 가동막부(21)와 외주부(22)가 구비된다. 유입측 블록(10)과 접속 블록(50) 사이에 외주부(22)가 협지되어 제1 다이어프램(20)은 고정된다.

제1 다이어프램(20)의 개재장착에 따라 유입측 챔버(13)는 제1 챔버(14)와 제2 챔버(15)의 2개로 구획된다. 제1 챔버(14)는 유입측 챔버(13)에 배치됨과 아울러 피제어 유체와 접하는 구획이다. 제2 챔버(15)는 제1 챔버(14)의 배면측, 즉 제1 다이어프램(20)의 반대면이 되고, 피제어 유체와 접하지 않는 구획이며, 접속 블록(50)의 접속 챔버(52)와 접하는 구획이다. 제2 챔버(15)는 공기실이 되는 점에서, 접속 블록(50)에 제2 챔버(15)와 접속된 호흡로(58)가 형성된다.

또, 피제어 유체의 유출측이 되는 제2 다이어프램(40)은 접속 블록(50)과 유출측 블록(30) 사이에 개재장착된다. 제2 다이어프램(40)에도 다이어프램면이 되는 얇은 가동막부(41)와 외주부(42)가 구비된다. 접속 블록(50)과 유출측 블록(30) 사이에 외주부(42)가 협지되어 제2 다이어프램(40)은 고정된다.

제2 다이어프램(40)의 개재장착에 따라 유출측 챔버(33)는 제3 챔버(34)와 제4 챔버(35)의 2개로 구획된다. 제3 챔버(34)는 유출측 챔버(33)에 배치됨과 아울러 피제어 유체와 접하는 구획이다. 제4 챔버(35)는 제3 챔버(34)의 배면측, 즉 제2 다이어프램(40)의 반대면이 되고, 피제어 유체와 접하지 않는 구획이며, 접속 블록(50)의 접속 챔버(52)와 접하는 구획이다. 제4 챔버(35)도 공기실이 되는 점에서, 접속 블록(50)에 제4 챔버(35)와 접속된 호흡로(59)가 형성된다.

접속 블록(50)의 내부에는 제2 챔버(15)로부터 제4 챔버(35)로 관통하는 접속 챔버(52)가 형성된다. 접속 챔버(52)의 내부에 전달 부재(55)가 진퇴가 자유롭게 수용된다. 제1 다이어프램(20) 및 제2 다이어프램(40)은 전달 부재(55)와 걸어맞춰져 있고, 하나의 다이어프램의 변동은 다른 다이어프램에 전달 부재(55)를 통하여 직접 전달된다. 도시하는 전달 부재(55)는 기둥 단차부(53)를 구비한 원통의 기둥형상체(56)이다. 제1 다이어프램(20)과 전달 부재(55)의 걸어맞춤은 면접촉에 의한 맞닿음이다. 제2 다이어프램(40)과 전달 부재(55)의 걸어맞춤에서는 제2 다이어프램(40)의 중심 부분에 설치된 나사부(46)가 전달 부재(55)와 나사결합되고, 양쪽은 기계적으로 접속된다. 따라서, 제2 다이어프램(40)과 전달 부재(55)의 진퇴운동은 상시 동일하게 된다.

제1 실시예의 유량 제어 밸브(101)의 경우, 스프링(61)(코일 스프링)이 가압 수단(60)으로서 접속 챔버(52) 내에 구비된다. 스프링(61)은 전달 부재(55)의 기둥 단차부(53)에 삽입되어, 접속 블록(50)의 블록 단차부(51)와 맞닿는다. 그래서, 가압 수단(60)(도시하는 스프링(61))의 탄성가압력(스프링 탄성)이 작용함으로써, 상시 전달 부재(55)는 제1 다이어프램(20)측으로 밀린다. 가압 수단(60)으로서 스프링(61)을 채용하고 있는 것에 의해, 탄성가압을 위한 기구는 간편하게 되어 그 만큼 염가로 할 수 있다.

제1 다이어프램(20)은 제1 챔버(14) 내에 유입하는 피제어 유체의 유체 압력을 수압한다. 그리고 이 수압과 동시에, 제1 다이어프램(20)은 상기 서술한 가압 수단(60)(스프링(61))의 작용에 의해 상시 일정한 힘으로 제1 챔버(14)측으로 가압(탄성가압)된다.

제2 다이어프램(40)은 접속 유로(70)를 경유하여 제3 챔버(34) 내에 유입하는 피제어 유체의 유체 압력을 수압한다. 그리고, 유출측 챔버(33)에 형성된 밸브 시트(37)에 대하여 진퇴운동하는 밸브체(47)를 구비한다. 제1 실시예의 유량 제어 밸브(101)의 밸브체(47)는 대략 원추 형상의 테이퍼이며, 제2 다이어프램(40)의 중심부로부터 밸브 시트(37) 방향으로 돌출한다. 상기 서술한 스프링(61)의 탄성에 의해 밸브체(47)에는 상시 밸브 시트(37)로부터 멀어지는 작용이 발생하고, 밸브체(47)는 밸브 시트(37)에 대하여 접촉하여 밸브 시트 개구(36)를 폐쇄(밸브 폐쇄) 하지 않고, 상시 적당한 간극을 형성한다.

따라서, 제2 다이어프램(40)(밸브체(47))이 밸브 시트(37)에 대하여 접근 또는 이격됨으로써, 밸브 시트 개구(36)의 개구량이 변화하고, 당해 밸브 시트 개구(36)를 통과하는 피제어 유체의 유량은 증감한다. 또한, 제2 다이어프램(40)에 형성되는 밸브체(37)는 도시하는 형상에 한정되지 않고 원기둥 등의 형상으로 해도 된다.

도 2의 종단면도는 밸브체(47)의 전진시의 유량 제어 밸브(101)이다. 유량 제어 밸브(101)의 1차측(상류측)의 압력 상승에 의해, 제1 다이어프램(20)측의 피제어 유체의 유체 압력은 상승한다. 이 때문에, 제1 다이어프램(20)은 도 1과 비교하여 후퇴한다. 도시에서는 상승이 된다. 이 움직임에 연동하여 제1 다이어프램(20)과 접촉하고 있는 전달 부재(55)도 후퇴한다. 도시에서는 상방향이 된다. 그래서, 전달 부재(55)와 접속된 제2 다이어프램(40)은 전진하고, 제2 다이어프램(40)에 형성된 밸브체(47)도 밸브 시트(37)의 방향으로 전진한다. 이렇게 하여, 밸브 시트 개구(36)의 개구량은 밸브체(47)에 의해 축소된다.

도시하는 유량 제어 밸브(101)는 차압부(75)에 가변 오리피스(76)를 사용한 예이다. 당해 유량 제어 밸브는 유통하는 유체 유량을 원하는 유량 영역으로 가변함과 아울러 일정 유량으로 안정화할 수 있는 밸브이다.

도 3의 종단면도는 밸브체(47)의 후퇴시의 유량 제어 밸브(101)이다. 유량 제어 밸브(101)의 2차측(하류측)의 압력 상승에 의해, 제2 다이어프램(40)측의 피제어 유체의 유체 압력은 상승한다. 이 경우, 제2 다이어프램(40)측에 제1 다이어프램(20)으로부터의 하중을 되미는 방향의 작용이 발생한다. 그래서, 제2 다이어프램(40) 및 전달 부재(55)는 밸브체(47)와 함께 밸브 시트(37)로부터 후퇴하고, 밸브 시트 개구(36)의 개구량이 많아진다. 그리고, 전달 부재(55)와 걸어맞춰지는 제1 다이어프램(20)에도 동작이 전달되어, 전달 부재(55)를 통하여 제1 다이어프램(20)은 전진한다.

도 3의 유량 제어 밸브(101)는 접속 유로(70)에 유량 검지부(77)를 구비한다. 유량 검지부(77)는 공지의 차압식 유량계, 초음파 유량계 등이다. 이 때문에, 접속 유로의 배관을 효과적으로 활용하여 관로 배치를 간소화할 수 있다.

이와 같이, 제1 다이어프램(20) 및 제2 다이어프램(40)은 차압부(75) 전후의 피제어 유체의 압력 변동을 받는다. 그리고, 각 다이어프램에 발생한 변동은 전달 부재(55)를 통하여 각각의 다이어프램에 전달된다. 이 결과, 발생한 변동은 제2 다이어프램(40)과 밸브체(47)의 진퇴 동작에 정확하게 반영되어, 밸브체(47)는 밸브 시트(37)에 대하여 진퇴운동한다. 그래서, 밸브 시트 개구(36)의 개도(개구량)는 조정되어, 결과적으로 유량 제어 밸브(101)를 통과하는 피제어 유체의 유량은 일정 유량으로 유지된다.

제1 실시예의 유량 제어 밸브(101)에 있어서의 유입측 블록(10), 제1 다이어프램(20), 유출측 블록(30), 제2 다이어프램(40) 등의 주요 부재에는 상기한 피제어 유체에 의한 부식, 또는 피제어 유체의 청정도에 영향을 주지 않는 성질이 요구된다. 이 때문에, 유량 제어 밸브(101)의 주요 구성 부재는 PTFE, PFA, PVDF 등의 불소 수지, 또는 스테인레스강 등의 내식성 금속, 혹은 이들의 조합 등, 그 밖의 내식성 및 내약품성이 높은 재료에 의해 형성된다. 특히, 피제어 유체와 접촉하는 부위의 부재에는 상기한 수지 소재가 사용된다.

도시하는 유량 제어 밸브(101)에서는 불소 수지의 블록으로부터 절삭에 의해 가공, 형성된다. 이후에 나오는 제2 내지 제4 실시예의 유량 제어 밸브(102, 103, 104)도 피제어 유체의 청정도에 영향을 주지 않는 점을 고려하여 유량 제어 밸브(101)와 동일한 불소 수지의 블록으로 구성된다.

이어서 유량 제어 밸브(101)에 있어서의 피제어 유체의 유량과 유체 압력의 관계에 대해서 앞서 나온 도 1을 참조하여 설명한다. 이하의 설명시에 제1 다이어프램(20)에 가해지는 유체 압력을 「P1」, 제2 다이어프램(40)에 가해지는 유체 압력을 「P2」, 제2 다이어프램(40)에 가해지는 본체 유출부(32)측의 유체 압력을 「P3」, 가압 수단(60)에 의해 제1 다이어프램에 가해지는 하중(도시하는 스프링(61)의 스프링 하중)을 「SP」, 제1 다이어프램(20)의 유효 수압 면적을 「S1」, 제2 다이어프램(40)의 유효 수압 면적을 「S2」, 밸브 시트(37)의 밸브 시트 개구(36)의 면적을 「S3」로 한다. 그리고, 피제어 유체의 유량을 「Q」, 차압부(75)의 개도 면적에 의해 설정되는 유량 계수를 「A」, 차압부(75)의 전후에 발생하는 차압(P1-P2)을 「ΔP」로서 표시한다. 또한, 제1 다이어프램(20)의 유효 수압 면적(S1)과 제2 다이어프램(40)의 유효 수압 면적(S2)은 동일한(S1=S2) 것으로 한다. 또, 다이어프램에 있어서의 유효 수압 면적은 그 가동부인 얇은 막부로 이루어지는 다이어프램면의 가동막부가 유효하게 압력을 받는 면적이다.

제1 다이어프램(20)을 후퇴시키는 힘(F1), 제2 다이어프램(40)을 후퇴시키는 힘(F2)은 각각 하기의 식으로 표시된다.

여기서, 밸브 시트(37)의 밸브 시트 개구(36)의 면적(S3)을 매우 작게 함으로써, 제2 다이어프램(40)에 가해지는 본체 유출부(32)측의 유체 압력(P3)은 무시 가능하게 된다. 이들로부터 밸런스식(F1=F2)은 하기와 같다.

상기 식으로부터 이해되는 바와 같이, 유량 제어 밸브(101)의 차압부(75)에 의한 차압(ΔP)은 가압 수단(60)의 하중(SP) 및 제1 다이어프램(20), 제2 다이어프램(40)의 유효 수압 면적(S1=S2)에 의해 결정된다. 그래서, 유체의 유량(Q)은 차압(ΔP)에 의해 결정되는 점에서, 하기 식으로 나타낼 수 있다.

따라서, 유량 제어 밸브(101)에서는 가압 수단(60)의 하중(SP)을 가변으로 함으로써 차압(ΔP)을 변화시켜, 유체의 유량(Q)을 변경시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 가압 수단(60)의 가압량을 변화시키는 방법으로서는 스프링 자체의 교환 등에 의해 스프링 하중을 변화시키는 방법이 있다.

또한, 개시하는 유량 제어 밸브(101)를 비롯한 각 실시예의 유량 제어 밸브에 있어서는, 차압부(75)로서 유로의 개도를 조정 가능한 가변 오리피스(76)가 채용된다(도 2 등 참조). 도 8에서 후술하는 유량 제어 장치로의 편입을 전제로 한 경우, 유량 제어는 용이하게 된다. 가변 오리피스(76)는 피제어 유체의 유량 변화를 보다 용이하게 하기 위해서이다. 이 가변 오리피스(76)에는 공지의 진퇴 동작 가능한 밸브 기구가 채용된다. 그리고, 가변 오리피스(76)의 밸브 기구(도시하지 않음)의 진퇴량의 제어시에, 공지의 스테핑 모터, 서보 모터, 초음파 모터 등, 또한 전공 변환기로부터 공급되는 가압 기체가 사용되며, 외부로부터의 제어 신호에 기초하여 유량이 조정된다.

여기서, 차압부에 가변 오리피스를 채용하는 이점을 설명한다. 유체의 유량(Q)과 차압(ΔP)의 관계는 상기 서술한 식(i)으로서 표시된다. 동일 식(i)에 있어서, 차압(ΔP)을 변화시켜 유량(Q)을 증감시키고자 하는 경우, 유량(Q)은 차압(ΔP)의 「1/2승배」변화하게 된다. 이 때문에, 차압(ΔP)의 변화량을 변화시켰다고 해도, 차압(ΔP)의 변화에 걸맞는 만큼의 유량(Q)을 변화시키는 것은 어렵다. 또, 차압(ΔP)의 조정은 스프링의 조정 등을 수반하기 때문에 반드시 간단하지는 않다.

그러나, 식(i)에 있어서, 유량(Q)은 유량 계수(A)에 대해서는 단순한 비례 관계이다. 그렇다고 하면, 유량 계수(A)를 변화시킴으로써, 효과적으로 유량(Q)을 변화시킬 수 있다. 즉, 동일 식에 있어서의 유량 계수(A)의 증감에 상당하는 사항은 가변 오리피스의 개도량이다.

이와 같이, 유량 제어 밸브에 있어서 차압부에 가변 오리피스를 구비함으로써, 비교적 용이하게 유량 계수를 변화시킬 수 있다. 따라서, 보다 폭넓게 유량 영역의 가변 조정이 가능하게 된다. 또, 가변 오리피스의 개도 조절은 외부로부터의 제어 신호에 기초하여 제어되기 때문에, 용이하게 목적으로 하는 유량 영역으로의 변경이 가능하게 된다.

도 4는 제2 실시예의 유량 제어 밸브(102)의 종단면도이다. 제2 실시예의 유량 제어 밸브(102)의 가압 수단(60)은 가압 기체(62)이다. 전공 변환기(63)(전공 레귤레이터)로부터 공급되는 가압 기체(62)는 접속 블록(50)의 유입구(64)로부터 접속 블록(50)을 통과하여 제2 챔버(15) 내에 유입한다. 그리고, 제1 다이어프램(20)은 배면측으로부터 상시 일정 압력에 의해 제1 챔버(14)측에 가압된다. 가압 수단에 가압 기체를 사용하는 경우, 제1 다이어프램(20)의 제1 챔버(14)측으로의 가압을 가압 기체의 공급 압력에 따라 적시 변화 가능하다.

제2 챔버(15) 내의 기밀을 유지하기 위해서, 전달 부재(55)(기둥형상체(56))의 동체부에 패킹(57)이 배치된다. 또, 제1 다이어프램(20)의 중심 부분에 설치된 나사부(26)가 전달 부재(55)와 나사결합되고, 양쪽은 기계적으로 접속된다. 그래서, 제1 다이어프램(20), 전달 부재(55) 및 제2 다이어프램(40)의 진퇴운동은 일체화된다. 도면 중, 부호 73은 연결 부재, 74는 봉지 마개이다.

또한, 제2 실시예의 유량 제어 밸브(102)에 의하면, 접속 유로(70b)가 접속 블록(50)의 내부에 형성된다. 피제어 유체는 유입측 블록(10)의 중간 유출부(12)로부터 직접 접속 블록(50)의 접속 유로(70b)에 유입하고, 여기서 유출측 블록(30)의 중간 유입부(31)에 유입한다. 이와 같이, 유량 제어 밸브의 외부의 유로를 사용하지 않기 때문에, 청정도의 점에서 우수하다. 당해 구조의 유량 제어 밸브(102)에서는 중간 유입부(31)의 종단 부근에 차압부(75)가 형성되고, 제1 다이어프램(20)측과 제2 다이어프램(40)측 사이에 차압이 발생하는 구조이다.

따라서, 가압 수단의 변경, 접속 유로, 차압부의 배치에 상관없이, 유량 제어 밸브(102)에 있어서도, 제1 다이어프램(20)과 제2 다이어프램(40)의 진퇴운동은 전달 부재(55)를 통하여 서로에게 전달된다. 피제어 유체의 일정화의 작용은 상기 서술한 유량 제어 밸브(101)와 마찬가지이다.

도 5의 종단면도는 제3 실시예의 유량 제어 밸브(103)이다. 유량 제어 밸브(103)에서는 피제어 유체의 본체 유입부(11)와 본체 유출부(32)가 직선 상에 배치된다. 도 6의 종단면도는 제4 실시예의 유량 제어 밸브(104)이다. 유량 제어 밸브(104)에서는 피제어 유체의 본체 유입부(11)와 역방향에 본체 유출부(32)가 배치된다. 양 실시예의 유량 제어 밸브(103 및 104)에 있어서의 본체 유입부(11)와 본체 유출부(32)의 배치는 유입측 블록(10) 및 유출측 블록(30)의 가공에 따라 자유롭다. 예를 들면, 본체 유입부(11)와 본체 유출부(32)의 방향을 유량 제어 밸브의 상방으로부터 보아 180°로 하는 것 외에, 90°나 적당한 각도로 형성할 수도 있다. 따라서, 유량 제어 밸브를 접속하는 유체 배관의 구성에 자유롭게 대응한 설계가 가능하며, 게다가, 성능상의 차이는 없다.

도 7의 종단면도는 제5 실시예의 유량 제어 밸브(105)이다. 유량 제어 밸브(105)의 경우, 접속 유로(70c)는 유량 제어 밸브(105)의 측면에 접속된 유로 블록(79)의 내부에 형성된다. 접속시에 연결 부재(73, 78)가 개재된다. 피제어 유체는 유입측 블록(10)의 중간 유출부(12)로부터 유로 블록(79) 내의 V자 형상의 접속 유로(70c)에 유입하고, 이곳을 경유하여 유출측 블록(30)의 중간 유입부(31)에 유입한다. 당해 구조의 유량 제어 밸브(105)에서는 유입측 챔버(13)의 종단 부근에 상당하는 연결 부재(78)의 내부에 차압부(75)가 형성되어, 제1 다이어프램(20)측과 제2 다이어프램(40)측 사이에 차압이 발생하는 구조이다.

지금까지 도시하여 설명한 제1 실시예 내지 제5 실시예의 유량 제어 밸브(101 내지 105)에 있어서, 가압 수단, 차압부, 유량 검지부, 또는 본체 유입부 혹은 본체 유출부의 배치 등은 적당히 바꾸어 조합할 수 있다. 예를 들면, 유량 제어 밸브(101)에 있어서 차압부를 가변 오리피스로 하고 가압 수단을 가압 기체로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 유량 제어 밸브는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 구성의 일부를 적시에 변경하여 실시할 수 있다.

다음에, 본 발명의 유량 제어 장치에 대해서 설명한다. 당해 유량 제어 장치에 사용하는 유량 제어 밸브는 차압부에 가변 오리피스를 구비함과 아울러 당해 가변 오리피스에 대하여 외부 신호의 제어하에서 유로의 개도를 조정하여 유량을 가변한다. 이하, 유량 제어 밸브(100)로서 도시하여 설명한다. 유량 제어 밸브(100)는 이미 서술한 제1 내지 제5 실시예의 유량 제어 밸브(101 내지 105)로부터의 선택 또는 그들의 조합에 의해 얻을 수 있다.

도 8의 개략도는 실리콘 웨이퍼(W)를 1장씩 처리하는 매엽 방식의 기판 처리 장치이다. 실리콘 웨이퍼(W)는 스핀 척(1)의 회전반에 재치된다. 실리콘 웨이퍼(W)의 직상에 처리액을 방출하는 처리액 노즐(2)이 구비된다. 실리콘 웨이퍼의 세정 등의 처리액은 유체 배관(3)을 통하여 처리액 노즐(2)에 공급된다.

처리액은 유량 제어 밸브에서 설명한 피제어 유체이며, 초순수나, 불산, 과산화수소수, 암모니아수, 염산 등이다. 각 피제어 유체는 종류마다 공급부(9A, 9B, 9C)에 저장되고, 각각의 공급부에 대응한 유체 배관(3a, 3b, 3c)을 통하여 유체 혼합부(4)에 공급된다. 공급된 피제어 유체는 유체 혼합부(4)에 있어서 균일하게 혼합되어, 유체 배관(3)을 통하여 처리액 노즐(2)에 공급된다. 그리고 피제어 유체의 공급을 제어하는 유량 제어 장치(5A, 5B, 5C)는 도시하는 바와 같이 피제어 유체의 공급부(9A, 9B, 9C)와 유체 혼합부(4) 사이의 유체 배관(3a, 3b, 3c)의 관로 중에 접속된다. 각 유량 제어 장치는 종류마다의 피제어 유체의 공급부에 대응한다.

유량 제어 장치(5A, 5B, 5C)에는 유량 제어 밸브(100), 피제어 유체의 유량 검지부(6), 연산부(7)가 구비된다. 또한, 유량 제어 밸브에 부속되는 가변 오리피스를 제어하는 신호를 생성하는 제어부(8)도 구비된다. 유량 제어 밸브(100), 유량 검지부(6), 연산부(7) 및 제어부(8)는 신호선(s)에 의해 접속되어 있다. 유량 제어 장치(5A)를 예로 들면, 유량 제어 밸브(100) 및 유량 검지부(6)는 피제어 유체의 공급부(9A)와 피제어 유체의 유체 혼합부(4) 사이의 유체 배관(3a)에 접속되어 있다. 도시하는 유량 제어 장치와 같이, 피제어 유체와 접촉하는 부재 수는 억제되고, 피제어 유체의 청정도는 유지되기 쉽다.

유량 검지부(6)는 유량 제어 밸브(100)의 2차측(하류측)의 유량을 검지하는 공지의 유량계이다. 예를 들면, 차압식 유량계, 초음파식 유량계 등이다. 또한, 유량 검지부(6)의 설치를 접속 유로(70)로 할 수도 있다. 도 3의 유량 검지부(77)가 참조된다. 연산부(7)는 마이크로컴퓨터나 PLC(프로그래머블·로직·컨트롤러) 등의 공지의 연산 장치이다. 외부로부터의 지시 또는 유량 검지부(6)에 의해 검출한 피제어 유체의 유량 계측값의 변화에 따라 유량 제어 밸브(100)의 유량 제어를 위한 신호를 생성한다.

제어부(8)는 차압부가 되는 가변 오리피스 내에 구비되는 밸브 기구체(도시하지 않음)의 진퇴량 제어를 위한 스테핑 모터, 서보 모터 등의 구동에 필요한 펄스 발신기, 컨트롤러, 드라이버 등이다. 가변 오리피스의 진퇴 제어가 가압 기체의 경우, 제어부(8)는 전공 변환기이며, 소정 압력으로 조정된 가압 기체가 당해 제어부로부터 가변 오리피스에 공급된다. 제어부(8)는 가변 오리피스 내의 유량 조정에 불가결하다. 특히, 모터의 회전량의 원활한 제어, 또는 가압 기체의 공급 압력의 조정 등의 구체적인 동작 제어에 있어서 중요하다.

유량 검지부(6)로부터 유량 제어 밸브(100)에 이르는 신호의 흐름의 일례를 들면, 대략 다음과 같다. 유체 배관 중의 피제어 유체의 유량 변화는 유량 검지부(6)를 통하여 계측되고, 그 신호는 연산부(7)에 송신된다. 연산부(7)에서는 최적인 가변 오리피스의 개도로 하기 위해 내부의 밸브 기구체의 진퇴 위치가 산출된다. 아울러, 가변 오리피스 내의 모터의 동작을 위한 동작 신호가 생성된다. 그리고, 동작 신호가 연산부(7)로부터 제어부(8)에 송신된다. 제어부(8)에 있어서는, 구체적으로 모터를 구동시키기 위한 펄스 신호가 생성되고, 이 펄스 신호는 모터 구동 전류로 변환된다. 그리고, 모터 구동 전류는 가변 오리피스 내의 모터에 송신되어, 모터는 규정량 회전한다. 모터의 회전량이나 위치 제어를 위해 필요에 따라 인코더 등(도시하지 않음)도 구비된다.

유량 검지부(6)로부터 유량 제어 밸브(100)에 이르는 신호의 흐름으로부터 이해되는 바와 같이, 연산부(7)는 유량 검지부(6)의 유량 계측값에 기초하여 피드백 제어를 실행한다. 따라서, 유량 제어 밸브(100)의 2차측(하류측)에 발생한 유량 변화에 즉시 응답하여, 피제어 유체의 유량의 증감을 행하여, 상시 일정한 유량으로 피제어 유체를 유통시킬 수 있다. 또한, 연산부(7)와 제어부(8)를 집약하여 연산 제어 유닛으로 해도 된다.

본 발명에 개시하는 유량 제어 밸브는 유통하는 유체의 압력 변화에 대하여 예민하게 반응하여 정유량화를 실현할 수 있고, 게다가, 유체의 청정도를 보다 높은 상태로 유지할 수 있다. 동시에 피제어 유체의 유체 유량 영역을 변경하는 기능도 구비한다. 따라서, 반도체 제조 분야, 연료 전지 등의 매우 정밀한 유량 제어, 또한 고청정도가 요구되는 용도에 적합하다.

5A, 5B, 5C…유량 제어 장치
6, 77…유량 검지부
7…연산부
8…제어부
10…유입측 블록
11…본체 유입부
12…중간 유출부
13…유입측 챔버
14…제1 챔버
15…제2 챔버
20…제1 다이어프램
30…유출측 블록
31…중간 유입부
32…본체 유출부
33…유출측 챔버
34…제3 챔버
35…제4 챔버
36…밸브 시트 개구
37…밸브 시트
40…제2 다이어프램
47…밸브체
50…접속 블록
55…전달 부재
60…가압 수단
61…스프링
62…가압 기체
70, 70b…접속 유로
75…차압부
76…가변 오리피스
100, 101, 102, 103, 104, 105…유량 제어 밸브

Claims (7)

1. 피제어 유체의 본체 유입부와, 상기 본체 유입부에 접속된 유입측 챔버와, 상기 유입측 챔버에 접속된 중간 유출부를 구비하는 유입측 블록과,
   중간 유입부와, 상기 중간 유입부에 접속된 유출측 챔버와, 상기 유출측 챔버에 형성된 밸브 시트와, 상기 유출측 챔버에 접속된 피제어 유체의 본체 유출부를 구비하는 유출측 블록과,
   상기 유입측 블록 및 상기 유출측 블록을 접속하는 접속 블록과,
   상기 중간 유출부 및 상기 중간 유입부를 접속하는 접속 유로를 구비하고, 또한
   상기 유입측 챔버, 상기 유출측 챔버, 또는 상기 접속 유로의 적어도 어느 하나에 차압부를 구비하고 있고,
   상기 유입측 블록과 상기 접속 블록 사이에 제1 다이어프램이 개재장착되고,
   상기 제1 다이어프램은 상기 유입측 챔버에 배치되고 이 유입측 챔버를 피제어 유체와 접하는 제1 챔버와 이 제1 챔버의 배면측으로 되고 피제어 유체와 접하지 않는 제2 챔버로 구획하고, 상기 제1 챔버 내의 유체 압력을 수압하고 또한 가압 수단에 의해 상시 일정 압력으로 상기 제1 챔버측에 가압하고,
   상기 유출측 블록과 상기 접속 블록 사이에 제2 다이어프램이 개재장착되고,
   상기 제2 다이어프램은 상기 유출측 챔버에 배치되고 이 유출측 챔버를 피제어 유체와 접하는 제3 챔버와 이 제3 챔버의 배면측으로 되고 피제어 유체와 접하지 않는 제4 챔버로 구획하고, 상기 제3 챔버 내의 유체 압력을 수압하고 또한 상기 밸브 시트에 대하여 진퇴운동하는 밸브체를 구비하고,
   상기 접속 블록은 상기 제2 챔버로부터 상기 제4 챔버로 관통하는 접속 챔버를 가지고, 상기 접속 챔버는 상기 제1 다이어프램 및 상기 제2 다이어프램과 걸어맞춰져 하나의 다이어프램의 변동을 다른 다이어프램에 전달하는 전달 부재를 수용하고 있고,
   상기 차압부의 전후의 압력 변동에 의한 상기 제1 다이어프램 및 상기 제2 다이어프램의 진퇴운동에 의해 상기 밸브체를 상기 밸브 시트에 대하여 진퇴운동시켜 피제어 유체의 유량을 일정하게 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압 수단이 스프링인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가압 수단이 가압 기체인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 차압부가 가변 오리피스인 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 접속 유로에 유량 검지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 유량 제어 밸브.
6. 제 1 항에 기재된 유량 제어 밸브와, 피제어 유체의 유량 검지부와, 연산부를 구비함과 아울러 상기 유량 제어 밸브의 차압부가 가변 오리피스이며,
   상기 유량 제어 밸브가 피제어 유체의 공급부와 피제어 유체의 유체 혼합부 사이의 유체 배관에 접속되고, 상기 가변 오리피스를 제어하는 신호를 생성하는 제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 연산부가 상기 유량 검지부의 유량 계측값에 기초한 피드백 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 장치.

Images