KR20180111895A - 압력식 유량 제어 장치 - Google Patents

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노부카즈 이케다
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가부시키가이샤 후지킨
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Abstract

압력식 유량 제어 장치(100)는 컨트롤 밸브(12)와, 컨트롤 밸브의 하류측에 설치된 압력 센서(P1)와, 압력 센서의 하류측에 설치된 오리피스 내장 밸브(16)와, 컨트롤 밸브 및 압력 센서에 접속된 제어부(5)를 구비하고, 오리피스 내장 밸브는 유로의 개폐를 행하기 위한 밸브 시트체 및 밸브체를 갖는 밸브 기구(15)와, 밸브 기구를 구동하는 구동 기구(18)와, 밸브 기구에 근접해서 설치된 오리피스 부재(14)를 갖고 있고, 밸브 기구의 개폐 상태를 검출하기 위한 개폐 검출 기구(20)를 구비하고, 제어부는 개폐 검출 기구로부터 검출 신호를 수취하도록 구성되어 있다.

Description

압력식 유량 제어 장치
본 발명은 압력식 유량 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 오리피스 내장 밸브를 구비한 압력식 유량 제어 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 장치나 화학 플랜트에 있어서, 원료 가스나 에칭 가스 등의 유체를 제어하기 위한 각종 타입의 유량계나 유량 제어 장치가 이용되고 있다. 그 중에서 압력식 유량 제어 장치는, 예를 들면 피에조 소자 구동형의 컨트롤 밸브와 스로틀부(오리피스 플레이트나 임계 노즐)를 조합시킨 비교적 간단한 기구에 의해 각종 유체의 유량을 고정밀도로 제어할 수 있으므로 널리 이용되고 있다.
압력식 유량 제어 장치에는 임계 팽창 조건 P1/P2≥약 2(P1: 스로틀부 상류측의 가스 압력, P2: 스로틀부 하류측의 가스 압력)을 만족할 때, 유량은 하류측 가스 압력(P2)에 의하지 않고 상류측 가스 압력(P1)에 의해 결정된다고 하는 원리를 이용해서 유량 제어를 행하고 있는 것이 있다. 이 종류의 압력식 유량 제어 장치에서는 압력 센서와 컨트롤 밸브를 이용하여 상류 압력(P1)을 제어하는 것만으로, 스로틀부 하류측으로 흐르는 가스의 유량을 고정밀도로 제어할 수 있다.
특허문헌 1에는 스로틀부로서 오리피스 부재를 내장하는 개폐 밸브(오리피스 내장 밸브)를 구비한 압력식 유량 제어 장치가 개시되어 있다. 오리피스 내장 밸브를 구비한 압력식 유량 제어 장치에서는 컨트롤 밸브에 의해 오리피스 상류측의 압력이 제어됨과 아울러, 오리피스 내장 밸브에 의해 가스의 유출이 제어되므로, 상승 및 하강 특성이 좋게 유량 제어된 가스를 공급할 수 있다.
또한, 최근에서는 ALD(원자층 퇴적) 프로세스 또는 ALE(원자층 에칭) 프로세스에 있어서, 프로세스 챔버에 단기간만(펄스상으로) 가스를 공급하는 것이 소망되고 있어, 오리피스 내장 밸브가 설치된 압력식 유량 제어 장치의 활용이 소망되고 있다.
일본 특허 제4137267호 일본 특허공개 2003-316442호 공보 일본 특허공개 2011-154433호 공보
개폐 밸브의 밸브 기구로서 유량 제어 장치의 가스 유로에 개재하는 공기 작동 밸브(AOV: Air Operated Valve)를 사용함과 아울러, 이 공기 작동 밸브에의 압축 공기의 공급을 제어하는 전자 밸브를 설치하는 구성이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2). 이 구성을 오리피스 내장 밸브에 채용할 수 있고, 이 경우 오리피스 내장 밸브의 개폐 동작은 전자 밸브에의 개폐 신호에 의해 제어되고, 이 개폐 신호에 의해 밸브의 개폐 상태를 판단할 수 있다.
그러나, 전자 밸브에 대하여 출력되는 개폐 신호와, 오리피스 내장 밸브의 실제의 개폐 동작이 다른 경우가 있다. 예를 들면, AOV로의 압축 공기의 공급계에 문제가 발생하여 있을 때, 전자 밸브가 개방 상태이었다고 해도 AOV가 동작하지 않는 경우가 있다. 또한, AOV는 압축 공기의 공급에 의해 동작하므로, 공기 공급계의 설계(예를 들면, 에어 튜브의 지름이나 길이)에 따라 AOV의 개폐가 전자 밸브의 개폐로부터 지연되는 경우가 있다. 이 때문에, 전자 밸브에 입력되는 개폐 신호와 AOV의 실제의 개폐 동작이 동기하고 있지 않는 경우도 많았다.
오리피스 내장 밸브가 사용되는 최근의 용도(예를 들면, 상기 ALD 프로세스)에서는 복수 종류의 가스를 스위칭하여 공급하지만, 이 가스 스위칭의 타이밍이 비상하게 빠르게 설정되어 있다. 따라서, 상승, 하강하는 특성 좋게 가스 유량을 제어할 수 있음과 아울러, 실제의 가스 유량을 리얼타임으로 정확하게 확인할 수 있는 것이 중요하게 되어오고 있다. 이 때문에, 상기한 바와 같이 AOV의 실제의 개폐 동작을 검출할 수 없는 경우에는 최근의 용도에의 적용이 곤란한 경우가 있었다.
또한, 오리피스 내장 밸브를 구비한 압력식 유량 제어 장치에 있어서, 오리피스 상류의 가스 압력으로부터 유량을 연산에 의해 구하는 경우가 있지만, 오리피스 내장 밸브를 폐쇄한 후에는 통상 오리피스 상류의 가스 압력은 상승한다. 이 때문에, 실제로는 밸브가 폐쇄되어 가스가 흐르고 있지 않은 상태임에도 불구하고, 상승한 가스 압력에 따른 유량이 연산 유량으로서 출력되는 경우가 있다.
이 문제에 대하여, 특허문헌 2에는 개폐 밸브를 폐쇄하고 있는 사이에는 압력 센서의 출력에 상관없이 유량값을 0으로서 표시하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 실제의 밸브 개폐 상태를 확인할 수 없을 때에는 결국은 잘못된 유량을 표시하거나, 타이밍이 어긋나서 부정확한 유량을 표시해버리게 되는 것으로 되어 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 가스의 유량을 적절하게 제어 및 검출할 수 있다, 오리피스 내장 밸브를 구비한 압력식 유량 제어 장치를 제공하는 것을 그 주된 목적으로 한다.
본 발명의 실시형태에 의한 압력식 유량 제어 장치는 컨트롤 밸브와, 상기 컨트롤 밸브의 하류측에 설치된 압력 센서와, 상기 압력 센서의 하류측에 설치된 오리피스 내장 밸브와, 상기 컨트롤 밸브 및 상기 압력 센서에 접속된 제어부를 구비하고, 상기 압력 센서의 출력에 의거하여 상기 컨트롤 밸브를 제어하도록 구성되어 있고, 상기 오리피스 내장 밸브는 상기 유로의 개폐를 행하기 위한 밸브 시트체 및 밸브체를 갖는 밸브 기구와, 상기 밸브 기구를 구동하는 구동 기구와, 상기밸브 기구에 근접해서 설치된 오리피스 부재를 갖고 있고, 상기 밸브 기구의 개폐 상태를 검출하기 위한 개폐 검출 기구를 구비하고, 상기 제어부는 상기 개폐 검출 기구로부터 검출 신호를 수취하도록 구성되어 있다.
어떤 실시형태에 있어서, 상기 밸브 기구는 유체 작동 밸브를 포함하고, 상기 구동 기구는 상기 유체 작동 밸브에의 유체의 공급을 제어하는 전자 밸브를 포함한다.
어떤 실시형태에 있어서, 상기 개폐 검출 기구는 리밋 스위치를 포함하고, 상기 리밋 스위치는 상기 밸브체의 움직임에 연동해서 온오프 신호를 생성하도록 설치되어 있다.
어떤 실시형태에 있어서, 상기 제어부는 상기 압력 센서로부터의 출력 신호와 상기 개폐 검출 기구로부터의 상기 검출 신호에 의거하여, 상기 오리피스 내장 밸브를 통과하는 가스의 유량을 검출한다.
어떤 실시형태에 있어서, 상기 개폐 검출 기구로부터의 상기 검출 신호가 상기 오리피스 내장 밸브의 폐쇄 상태를 나타내고 있을 때, 상기 제어부는 상기 압력 센서의 출력값에 관계없이 유량을 제로라고 판단한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 오리피스 내장 밸브를 구비한 압력식 유량 제어 장치에 있어서, 가스의 유량을 적절하게 제어 및 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 압력식 유량 제어 장치의 구성을 나타내는 모식적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 압력식 유량 제어 장치의 보다 구체적인 구성을 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 의한 압력식 유량 제어 장치에 있어서, 제어부가 가스 유량을 검출하는 공정의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 압력식 유량 제어 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 압력식 유량 제어 장치(100)는 가스 유로(11)에 개재하는 컨트롤 밸브(12)와, 컨트롤 밸브(12)의 하류측에 설치된 오리피스 내장 밸브(16)와, 컨트롤 밸브(12)와 오리피스 내장 밸브(16) 사이에 설치된 제 1 압력 센서(상류 압력 센서)(P1) 및 온도 센서(T)와, 오리피스 내장 밸브(16)의 하류측에 설치된 제 2 압력 센서(하류 압력 센서)(P2)를 구비한다. 제 1 압력 센서(P1)는 컨트롤 밸브(12)와 오리피스 내장 밸브(16) 사이의 유로의 압력을 측정할 수 있고, 제 2 압력 센서(P2)는 오리피스 내장 밸브(16)의 하류측(예를 들면, 오리피스 내장 밸브(16)와 도시하지 않은 하류 차단 밸브 사이의 유로)의 압력을 측정할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 압력식 유량 제어 장치(100)는 컨트롤 밸브(12)의 상류측에 제 3 압력 센서(P3)를 구비하고 있고, 도시하지 않은 가스 공급장치(예를 들면, 원료 기화기)로부터 공급되는 가스의 압력을 측정하여 원료 공급량의 제어에 이용할 수 있다.
오리피스 내장 밸브(16)는 오리피스 부재(14)와, 오리피스 부재(14)의 상류측에 설치된 개폐 밸브로서의 유체 작동 밸브(15)를 갖고 있고, 유체 작동 밸브(15)에는 구동 기구로서의 전자 밸브(18)가 접속되어 있다. 오리피스 내장 밸브(16)에서는 전자 밸브(18)를 사용해서 에어원(2)(에어 탱크나 컴프레서 등)으로부터 오리피스 내장 밸브(16)로의 유체의 공급을 제어함으로써 개폐 동작이 행해진다. 또한, 오리피스 부재(14)는 유체 작동 밸브(15)의 상류측에 설치되어 있어도 좋고, 중요한 것은 오리피스 부재(14)와 유체 작동 밸브(15) 사이에 형성되는 유로용적을 가능한 한 작게 하는 것이다. 이와 같이 오리피스 근방에 밸브 기구가 설치된 오리피스 내장 밸브(16)를 사용하면, 프로세스 챔버로의 단시간의 가스 공급이나, 고속의 가스 차단 동작을 적절하게 행하는 것이 가능하다.
본 실시형태에 있어서, 오리피스 부재(14)는 홀더에 유지된 스테인레스제의 오리피스 플레이트를 이용하여 구성되어 있고(도 2 참조), 예를 들면 20∼500㎛의 두께를 갖는 오리피스 플레이트에 구경이 10∼500㎛인 오리피스가 형성되어 있다. 단, 이것에 한정되지 않고, 오리피스 부재(14)는, 예를 들면 오리피스가 밸브 시트체에 일체 형성된 것이어도 좋고, 오리피스로서 단수 또는 복수의 미세 개구 또는 노즐 형상의 개구부가 형성된 임의의 형태의 부재이어도 좋다.
유체 작동 밸브(15)는 전형적으로는 압축 공기를 이용하여 밸브의 개폐 동작을 행하는 AOV이다. AOV로서는 공지의 각종의 것을 사용할 수 있다. 단, 다른 형태에 있어서, 유체 작동 밸브(15)는 공기 이외의 유체를 이용하여 동작하는 개폐 밸브이어도 좋고, 또한 유체 작동 밸브(15) 대신에 전자 밸브 등의 개폐 밸브(온오프밸브)를 사용할 수도 있다.
오리피스 내장 밸브(16)에는 또한 밸브 개폐 검출 기구로서의 리밋 스위치(20)가 설치되어 있다. 리밋 스위치(20)는 유체 작동 밸브(15)의 밸브체(16a) (도 2 참조)의 움직임에 연동해서 온오프 신호를 생성하는 스위치이며, 유체 작동 밸브(15)의 실제의 개폐 동작을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 리밋 스위치(20)로서는, 예를 들면 특허문헌 3(일본 특허공개 2011-154433호 공보)에 기재된 리밋 스위치를 사용할 수 있다.
또한, 압력식 유량 제어 장치(100)에는 제어부(5)가 설치되어 있고, 제어부(5)는, 예를 들면 제 1 압력 센서(P1), 온도 센서(T), 오리피스 내장 밸브(16)의 리밋 스위치(20), 제 2 압력 센서(P2), 제 3 압력 센서(P3)에 접속되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 제어부(5)는 제 1 압력 센서(P1)의 출력, 온도 센서(T)의 출력, 및 제 2 압력 센서 (P2)의 출력(임의)에 의거하여 컨트롤 밸브(12)를 제어하도록 구성되어 있고, 상기 각 센서의 출력으로부터 연산에 의해 구한 유량이 외부 장치로부터 입력된 설정 유량과 다를 경우에는 그 차를 해소하도록 컨트롤 밸브(12)의 개폐도를 제어한다. 또한, 제어부(5)는 개폐 검출 기구(리밋 스위치(20))로부터 검출 신호를 수취하도록 구성되어 있고, 오리피스 내장 밸브(16)의 실제의 개폐를 리얼타임으로 검지할 수 있다. 제어부(5)는 또한 오리피스 내장 밸브(16)의 구동 기구(전자 밸브(18))에 개폐 신호를 보내도록 구성되어 있어도 좋다. 단, 이것에 한정되지 않고, 전자 밸브(18)에는 외부 장치에 의해 개폐 신호가 입력되어도 좋다.
도 2는 도 1에 나타낸 압력식 유량 제어 장치(100)에 대응한 구성을 갖는 압력식 유량 제어 장치(200)를 나타낸다. 도 2에 나타내는 압력식 유량 제어 장치(200)에서는 유로(11)가 형성된 블록 부재(10)에 대해서, 컨트롤 밸브(12), 오리피스 내장 밸브(16), 제 1∼제 3 압력 센서(P1∼P3)가 유로(11)와 연통하도록 고정되어 있다.
또한, 압력식 유량 제어 장치(200)에서는 오리피스 내장 밸브(16)가 갖는 오리피스 부재(14)를 통해서 저면측의 유로로부터 가스가 유입하고, 그 상방에 설치된 유체 작동 밸브(15)를 통해서 오리피스 부재(14)의 외측 측방으로부터 가스가 유출한다. 유체 작동 밸브(15)는 밸브체(16a)(예를 들면, 금속 다이어프램) 및 밸브 시트체(16b)를 구비하고 있고, 밸브 시트체(16b)는 둘레 가장자리부에 복수의 가스 연통 구멍이 형성된 이너디스크에 의해 유지되어 있어도 좋다. 밸브체(16a)가 밸브 시트체(16b)로부터 이간하여 있을 때, 유체 작동 밸브(15)로 유입된 가스는 이너디스크에 설치된 상기 복수의 가스 연통 구멍을 통해서 외측으로 유출할 수 있다. 이 구성에 있어서, 도 1에 나타낸 압력식 유량 제어 장치(100)와는 달리, 오리피스 부재(14)의 하류측에 유체 작동 밸브(15)가 배치되어 있다. 또한, 유체 작동 밸브(15)에는 전자 밸브(18)를 통해서 압축 공기가 공급되지만, 도 2에서는 유체 작동 밸브(15)와 전자 밸브(18) 사이의 유체 공급 부재(에어 튜브 등)는 도시하지 않고 생략하고 있다.
압력식 유량 제어 장치(200)는 회로 기판(19)을 갖고 있고, 회로 기판(19)에는 도 1에 나타낸 제어부(5)가 설치되어 있다. 제어부(5)는, 예를 들면 회로 기판(19) 상에 설치된 도시하지 않은 프로세서나 메모리 등에 의해 구성되고, 소정 동작을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 포함하고 있어도 좋아서, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해 실현될 수 있다.
또한, 도 2에 나타나 있는 바와 같이 압력식 유량 제어 장치(200)에 있어서, 리밋 스위치(20)는 오리피스 내장 밸브(16)의 바로 위에 설치되어 있다. 리밋 스위치(20)는 밸브체(16a)와 연동해서 이동하는 밸브봉부(스템이나 피스톤)(16s)의 상단과 접할 때에 전기가 흐르는 전기접점(22)을 갖고 있다. 이러한 전기접점(22)을 사용하면, 밸브의 개폐를 리얼타임으로 검출할 수 있다. 리밋 스위치(20)의 위치 맞춤은 일본 특허공개 2011-154433호 공보(특허문헌 3)에 기재되어 있는 바와 같이, 예를 들면 리밋 스위치(20)를 고정하기 위한 나사 부재의 회전 조정에 의해 행해져도 좋다. 참고를 위해서 일본 특허공개 2011-154433호 공보의 개시 내용의 모두를 본 명세서에 원용한다.
단, 개폐 검출 기구로서는 상기 형태의 리밋 스위치(20)에 한정되지 않고, 각종의 공지의 검출 기구를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들면 개폐 검출 기구로서 AOV의 조작압을 모니터할 수 있는 압력 센서를 설치하고, 조작압의 모니터값에 의거하여 AOV의 개폐를 판단해도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는 리밋 스위치(20)는 오리피스 내장 밸브(16)의 바로 위에 설치되어 있지만, 바로 위가 아니라 바로 위로부터 어긋난 위치에 있어도 좋다. 개폐 검출 기구는 밸브체(16a)의 이동을 검지할 수 있는 것인 한, 그 구조(종류)나 위치 등이 한정되는 것은 아니다.
이상에 설명한 압력식 유량 제어 장치(100, 200)에서는 상류 압력 센서(P1)에 의해 검출한 상류 압력(P1)과, 하류 압력 센서(P2)에 의해 검출한 하류 압력(P2)과, 스로틀부(오리피스)를 통과하는 유량의 사이에 소정의 관계가 성립하는 것을 이용하여, 검출한 상류 압력(P1), 또는 상류 압력(P1) 및 하류 압력(P2)에 의거하여 제어부(5)가 컨트롤 밸브(12)를 제어함으로써 유량을 소정 유량으로 제어한다. 예를 들면 임계 팽창 조건하, 즉 P1≥약 2×P2를 충족시키는 조건하에서는 유량(Qc)=K1P1(K1 일정)의 관계가 성립한다. 또한, 비임계 팽창 조건하에서는 유량(Qc)=KP2 m(P1-P2)n(K는 유체의 종류와 유체 온도에 의존하는 비례 계수, 지수 m, n은 실제의 유량으로부터 도출된 값)의 관계가 성립한다. 따라서, 이들 유량 계산식 을 이용하여 연산에 의해 유량(Qc)을 구할 수 있다. 상기 유량(Qc)은 온도 센서에 의해 검출된 가스 온도에 의거하여 보정되어도 좋다.
외부 장치로부터 입력된 설정 유량(Qs)과 상기 연산에 의해 구한 유량(Qc)이 다를 경우에는 그 차가 0에 가깝도록, 제어부(5)가 컨트롤 밸브(12)의 개폐도를 제어한다. 이것에 의해, 오리피스 내장 밸브(16)를 흐르는 가스의 유량을 설정 유량(Qs)에 적합시킬 수 있다. 또한, 외부 장치로부터 입력되는 설정 유량 신호는, 예를 들면 공지의 램프 함수 제어에 따라 생성된 것(즉, 목표값이 시간과 함께 변화되는 설정 신호)이어도 좋고, 제어부(5)는 외부 장치로부터 설정 유량과 함께 램프 레이트를 수취하도록 구성되어 있어도 좋다.
이상과 같이 컨트롤 밸브(12)를 제어해서 가스 유량을 제어함과 아울러, 가스 공급/정지의 스위칭은 유체 작동 밸브(15)의 개폐에 의해 행한다. 압력식 유량 제어 장치(100, 200)에 있어서, 유체 작동 밸브(15)로의 압축 공기의 공급은 전자 밸브(18)의 개폐에 의해 제어된다. 전자 밸브(18)는, 예를 들면 노멀 오픈형의 개폐 밸브이며, 폐쇄 신호가 부여되어 있지 않은 기간에 있어서 유체 작동 밸브(15)에 에어를 공급할 수 있다. 전자 밸브(18)에 폐쇄 신호가 부여되면, 유체 작동 밸브(15)로의 압축 공기의 공급이 정지되고, 유체 작동 밸브(15)는 폐쇄하는 동작을 행한다.
단, 유체 작동 밸브(15)는 전자 밸브(18)나 도시하지 않은 레귤레이터를 통해서 공급원에 접속되어 있고, 압공계의 응답성의 낮음에 기인하여 순시에 밸브 폐쇄를 할 수 없다. 즉, 전자 밸브(18)에의 개폐 신호가 유체 작동 밸브(15)의 실제의 개폐 동작과 동기하고 있지 않은 경우가 많으므로, 전자 밸브(18)에의 개폐 신호에 의거하여 가스의 유량을 판단하면, 실제로는 가스가 흐르고 있는 상태인데도 유량이 0이라고 판단해버릴 우려가 있다.
이것에 대하여, 압력식 유량 제어 장치(100, 200)에서는 제어부(5)가 리밋 스위치(20)에 의한 밸브 개폐 검출 신호를 수취하므로, 실제의 밸브 개폐 상태를 검출할 수 있다. 이것에 의해, 전자 밸브(18)에의 개폐 신호와 실제의 밸브 개폐 동작이 다르거나 타이밍적으로 어긋나 있을 경우에 있어서도, 가스의 흐름을 판단할 수 있어서, 차단 기간(가스 유량 0 기간)을 포함해서 실제의 가스 유량을 정확하게 구하는 것이 가능해진다.
이하, 도 3을 참조하여, 압력식 유량 제어 장치(100, 200)의 제어부(5)에 의한 유량 측정 공정의 일례를 설명한다.
우선, 스텝(S1)에서 유량 측정이 개시되고, 스텝(S2)에 있어서 리밋 스위치(20)의 ON/OFF가 검출된다.
스텝(S3)에 있어서 리밋 스위치(20)가 ON이고, 오리피스 내장 밸브(16)가 개방 상태인 것이 확인되었을 경우, 스텝(S4 및 S5)에 있어서, 상류 압력 센서(P1)의 출력 등(온도 센서(T)의 출력이나 하류 압력 센서(P2) 등을 포함하는 경우도 있음) 에 의거하여 소정의 연산식(예를 들면, 상기 Qc=K1P1)을 이용하여 유량(Qc)을 산출한다.
한편, 스텝(S3)에 있어서 리밋 스위치(20)가 OFF이고, 오리피스 내장 밸브(16)가 폐쇄 상태인 것이 확인되었을 경우, 압력 센서의 출력값에 관계없이 유량이 0이라고 판단하고, 스텝(S6)에 있어서 유량(Qc)을 0으로 설정한다.
그리고, 스텝(S7)에 있어서, 측정 유량으로서 스텝(S5) 또는 스텝(S6)에서 설정된 유량(Qc)을 현재의 유량으로서 출력한다. 이렇게 하면, 유체 작동 밸브로의 압축 공기의 공급계에 문제가 생기고 있을 때에 있어서도 실제의 유량을 정확하게 출력할 수 있고, 또한 실제의 밸브의 폐쇄 상태를 확인하고 나서 유량을 0으로 설정하므로, 리얼타임으로 정확한 유량을 출력하는 것이 가능하게 된다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 실시 형태에 따른 압력식 유량 제어 장치는, 예를 들면 반도체 제조의 가스 공급 라인에 접속되어서 유량 제어 및 유량 측정을 행하기 위해서 적합하게 이용된다.
2: 에어원
5: 제어부
10: 블록 부재
11: 유로
12: 컨트롤 밸브
14: 오리피스 부재
15: 유체 작동 밸브
16: 오리피스 내장 밸브
16a: 밸브체
16b: 밸브 시트체
18: 전자 밸브
20: 리밋 스위치
100, 200: 압력식 유량 제어 장치
P1: 제 1 (상류) 압력 센서
P2: 제 2 (하류) 압력 센서
P3: 제 3 압력 센서
T: 온도 센서

Claims (5)

  1. 컨트롤 밸브와, 상기 컨트롤 밸브의 하류측에 설치된 압력 센서와, 상기 압력 센서의 하류측에 설치된 오리피스 내장 밸브와, 상기 컨트롤 밸브 및 상기 압력 센서에 접속된 제어부를 구비하고, 상기 압력 센서의 출력에 의거하여 상기 컨트롤 밸브를 제어하도록 구성된 압력식 유량 제어 장치로서,
    상기 오리피스 내장 밸브는 상기 유로의 개폐를 행하기 위한 밸브 시트체 및 밸브체를 갖는 밸브 기구와, 상기 밸브 기구를 구동하는 구동 기구와, 상기 밸브 기구에 근접해서 설치된 오리피스 부재를 갖고 있고,
    상기 밸브 기구의 개폐 상태를 검출하기 위한 개폐 검출 기구를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 개폐 검출 기구로부터 검출 신호를 수취하도록 구성되어 있는 압력식 유량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 기구는 유체 작동 밸브를 포함하고, 상기 구동 기구는 상기 유체 작동 밸브로의 유체의 공급을 제어하는 전자 밸브를 포함하는 압력식 유량 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 개폐 검출 기구는 리밋 스위치를 포함하고, 상기 리밋 스위치는 상기 밸브체의 움직임에 연동해서 온오프 신호를 생성하도록 설치되어 있는 압력식 유량 제어 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력 센서로부터의 출력 신호와 상기 개폐 검출 기구로부터의 상기 검출 신호에 의거하여 상기 오리피스 내장 밸브를 통과하는 가스의 유량을 검출하는 압력식 유량 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개폐 검출 기구로부터의 상기 검출 신호가 상기 오리피스 내장 밸브의 폐쇄 상태를 나타내고 있을 때, 상기 제어부는 상기 압력 센서의 출력값에 관계없이 유량을 제로라고 판단하는 압력식 유량 제어 장치.
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