KR20190129887A - 기화기 - Google Patents

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KR20190129887A
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요시노리 요시다
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

기화기는, 캐비닛에 고정된 제1 지지 부재를 갖고, 유량 측정 수단이 제1 지지 부재에 의해 지지되고, 히터 플레이트가 제1 지지 부재에 의해 유량 측정 수단과 캐비닛의 분리 가능한 면인 탈착면 사이에 의해 지지되는 구성을 갖는다. 바람직하게는, 히터 플레이트로부터 도관으로 열을 전달하는 1개 또는 2개 이상의 전열 부재를 더 갖는다. 탱크에서 발생한 가스의 공급의 개시 및 정지를 행하는 밸브를 도관에 의해 지지하기가 곤란한 경우는, 열을 전달하기 어려운 부재에 의해 캐비닛에 밸브를 고정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 폭을 좁히거나, 복수의 가스 공급 라인을 마련하거나 한 경우에 있어서도, 유량 측정 수단을 점검 또는 수리의 목적으로 분리하거나, 다시 설치하거나 하는 조작을 용이하게 행할 수 있는 기화기를 제공한다.

Description

기화기
본 발명은, 반도체 제조 장치에 가스를 공급하는 기화기에 관한 것이다.
기화기는, 상온하에 있어서 액상 상태에 있는 재료(이후, 「액체 재료」라고 호칭되는 경우가 있음)를 가열하여 가스를 발생시키고, 발생시킨 가스를 반도체 제조 장치에 공급하는 것을 목적으로 하여 사용되는 장치이다. 기화기는, 액체 재료를 가열하여 가스를 발생시키는 탱크와, 탱크에서 발생한 가스의 공급의 개시 및 정지를 행하는 밸브와, 가스의 유량을 측정하는 유량 측정 수단에 의해 구성되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 또한, 반도체 제조 프로세스에 있어서 사용되는 신규의 액체 재료를 효율적으로 기화시키는 것을 목적으로 하여, 150℃를 초과하는 온도로 액체 재료를 가열할 수 있는 기화기가 개발되어 있다(예를 들어, 비특허문헌 1을 참조).
도 11은, 종래 기술에 관한 기화기(1a)의 구조의 일례를 모식적으로 나타내는 우측면도이다. 또한, 도 12는, 기화기(1a)의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 단, 도 12에 있어서는, 기화기(1a)의 구성을 알기 쉽게 하는 것을 목적으로 하여 탱크(2)의 일부 및 캐비닛(3)은 생략되어 있다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 기화기(1a)는, 탱크(2)와, 탱크(2)를 수납하는 캐비닛(3)과, 탱크(2)에서 발생한 가스를 외부로 공급하는 도관(4)과, 도관(4)에 마련된 밸브(8)와, 도관(4)을 흐르는 가스의 유량을 측정하는 유량 측정 수단(5)을 갖는다. 탱크(2)에 저장된 액체 재료는, 탱크 히터(2a)에 의해 가열되어, 기화된다. 발생한 가스는, 밸브(8) 및 유량 측정 수단(5)을 거쳐 도관(4)에 의해 반도체 제조 장치에 공급된다.
도관(4)의 온도가 탱크(2)에 있어서의 액체 재료의 온도보다도 낮으면, 도관(4)의 내부에서 가스가 응결되어 액체로 돌아가 버릴 우려가 있다. 구체적으로는, 액체 재료로부터 발생한 가스의 노점보다도 도관(4)의 온도가 낮으면, 도관(4)의 내부에서 가스가 응결되어 액체로 돌아가 버릴 우려가 있다. 이것을 방지하는 것을 목적으로 하여, 도관(4)은 히터 플레이트(7)에 의해 가열, 보온된다. 히터 플레이트(7)는 캐비닛(3)의 설치면(3c)에 고정되어 있고, 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)는 유량 측정 수단 고정 베이스(5b) 및 밸브 고정 베이스(8b)를 개재하여 히터 플레이트(7)에 각각 지지되어 있다.
그런데, 예를 들어 기화기(1a)의 점검 또는 수리 등을 목적으로 하여 유량 측정 수단(5) 및/또는 밸브(8)를 기화기(1a)로부터 분리해야 하는 경우가 있다. 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 있어서는, 캐비닛(3)의 설치면(3c)은 벽면에 고정되어 있다. 또한, 캐비닛(3)의 측면에는, 서로 다른 종류의 액체 재료가 저장된 다른 기화기가 인접하여 고정되는 경우가 많다. 따라서, 그러한 경우, 캐비닛(3)의 분리 가능한 면인 탈착면(3b)을 분리하여 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)를 노출시키고, 드라이버 등의 공구를 사용하여 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)를 히터 플레이트(7)에 고정하고 있는 나사 등의 고정구를 분해하게 된다.
일본 특허 공개 평8-64541호 공보
사사키 아키라, 「적용 상한 온도를 확대한 액체 재료 기화기」, 히타치 긴조쿠 기보, 평성 24년, 제28권, p.26-29
상술한 바와 같이, 반도체 제조 장치에 있어서는, 서로 다른 종류의 액체 재료를 저장하는 복수의 기화기가 좌우 방향으로 인접하여 벽면에 고정되는 경우가 많다. 이 때문에, 개개의 기화기를 정면에서 본 경우에 있어서의 좌우 방향의 폭을 좁혀, 전체의 폭을 작게 하고 싶다는 요구가 있다. 또한, 1대의 기화기의 내부에 탱크를 공통으로 하는 복수의 가스 공급 라인을 마련함으로써, 설치하는 기화기의 대수를 삭감하고 싶다는 요구도 있다.
그러나 도 11 및 도 12에 예시한 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 있어서는, 캐비닛(3)의 분리 가능한 면인 탈착면(3b)과는 반대측인 설치면(3c)측에 있어서 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)가 히터 플레이트(7)에 고정되어 있다. 이 때문에, 상술한 바와 같이 예를 들어 점검 또는 수리 등을 목적으로 하여 유량 측정 수단(5) 및/또는 밸브(8)를 히터 플레이트(7)로부터 분리하려고 해도, 탈착면(3b)측으로부터 드라이버 등의 공구를 조작하여 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)를 분리하는 것은 용이하지 않다. 액체 재료로부터 발생한 가스를 공급하기 위한 도관(4) 이외의 배관 등이 캐비닛(3)의 내부에 추가로 배치되어 있는 경우, 이러한 조작은 더욱 곤란해진다.
또한, 유량 측정 수단 고정 베이스(5b) 및 밸브 고정 베이스(8b)는 각각 조인트에 의해 도관(4)에 접합되어 있어, 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)를 히터 플레이트(7)로부터 분리하기 위해서는, 스패너 등의 공구를 사용하여 이들의 접합을 해제할 필요가 있다. 그러나 도관(4)도 또한 탈착면(3b)과는 반대측인 설치면(3c)측에 위치하고 있기 때문에, 캐비닛(3)의 좁은 공간 내에서 스패너 등의 공구를 조작하여 조인트에 의한 접합을 해제하는 것도 또한 용이하지 않다.
상기 우려로부터, 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 있어서 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)의 설치, 그리고 분리를 용이하게 하기 위해서는, 공구의 조작에 필요한 공간을 캐비닛(3)의 내부에 확보해야 했다. 이 때문에, 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 있어서는, 기화기의 폭을 좁히거나, 기화기의 내부에 복수의 가스 공급 라인을 마련하거나 하고 싶다는 요구에 응하기가 어려웠다.
본 발명은, 상기 여러 과제에 비추어 이루어진 것이며, 기화기의 폭을 좁히거나, 기화기의 내부에 복수의 가스 공급 라인을 마련하거나 한 경우에 있어서도, 기화기에 설치된 유량 측정 수단 및 밸브를 점검 또는 수리 등을 목적으로 하여 분리하거나, 다시 설치하거나 하는 조작을 용이하게 행할 수 있는 기화기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하나의 실시 형태에 있어서, 탱크, 캐비닛, 도관, 유량 측정 수단 및 히터 플레이트를 구비하고, 또한 분리 가능한 면인 탈착면을 캐비닛이 갖는, 기화기의 구성에 관한 것으로, 캐비닛의 탈착면 이외의 개소에 직접적 또는 간접적으로 고정된 제1 지지 부재를 갖고, 유량 측정 수단이 제1 지지 부재에 의해 지지되어 있고, 유량 측정 수단과 탈착면 사이에서 히터 플레이트가 제1 지지 부재에 의해 지지되어 있는 것을 요지로 한다.
상기 구성을 채용함으로써, 종래 기술에 관한 기화기에 있어서 히터 플레이트가 겸비하고 있던 유량 측정 수단을 지지하는 기능과 도관을 가열하는 기능이, 제1 지지 부재와 히터 플레이트로 각각 분리된다. 이에 의해, 캐비닛에 고정된 제1 지지 부재에 의해 유량 측정 수단이 지지된 상태를 유지한 채 히터 플레이트를 분리하여, 유량 측정 수단을 노출시킬 수 있다. 그리고 유량 측정 수단을 제1 지지 부재에 고정하고 있는 나사 등의 고정구를, 캐비닛의 탈착면의 측으로부터 드라이버 등의 공구를 사용하여 용이하게 분해할 수 있기 때문에, 종래 기술에 관한 기화기에 비해, 유량 측정 수단을 기화기로부터 용이하게 분리할 수 있다.
본 발명은, 또 하나의 실시 형태에 있어서, 히터 플레이트로부터 도관으로 열을 전달하는 1개 또는 2개 이상의 전열 부재를 갖는 것을 요지로 한다. 이 구성에 의해, 기화기를 구성하는 부재 중 가열을 필요로 하는 도관의 부분에 히터 플레이트로부터의 열을 우선적이면서 효율적으로 전달할 수 있기 때문에, 히터 플레이트에 의한 소비 전력을 삭감할 수 있다. 또한, 도관(4)을 배치하는 위치의 자유도를 높일 수 있다.
본 발명에 관한 기화기에 따르면, 공구의 조작에 필요한 공간을 캐비닛의 내부에 확보하지 않아도, 유량 측정 수단을 제1 지지 부재로부터 분리하여 점검하거나, 수리 또는 교환한 유량 측정 수단을 다시 제1 지지 부재에 설치하거나 하는 조작을 용이하게 행할 수 있다. 이 때문에, 기화기의 폭을 종래보다도 좁히거나, 기화기의 내부에 복수의 가스 공급 라인을 마련하거나 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 기화기의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 우측면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 기화기의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 기화기의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 기화기가 구비하는 밸브의 근방에 있어서의 구성의 일례를 나타내는 우측면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 기화기에 내장된 전열 부재의 구성의 일례를 나타내는 (a) 우측면도 및 (b) 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 기화기가 구비하는 전열 부재의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 관한 기화기에 내장된 전열 부재의 구성의 일례를 나타내는 (a) 우측면도 및 (b) 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 관한 기화기의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 관한 기화기에 있어서의 측온 부위를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 관한 기화기에 있어서의 측온 부위를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 11은 종래 기술에 관한 기화기의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 우측면도이다.
도 12는 종래 기술에 관한 기화기의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다. 또한, 여기에 기재된 실시 형태는 어디까지나 예시에 불과하고, 본 발명을 실시하기 위한 형태는 여기에 기재된 형태에 한정되는 것은 아니다.
<제1 실시 형태>
도 1은, 본 발명에 관한 기화기의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 우측면도이다. 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서, 기화기(1)는, 액체 재료를 가열하여 가스를 발생시키는 탱크(2)와, 탱크(2)를 수납하는 캐비닛(3)과, 가스를 캐비닛(3)의 외부로 공급하는 도관(4)과, 도관(4)을 흐르는 가스의 유량을 측정하는 유량 측정 수단(5)과, 도관(4)을 가열하는 히터 플레이트(7)를 구비한다. 캐비닛(3)은, 분리 가능한 면인 탈착면(3b)을 갖는다. 탱크(2)에서 발생한 가스는, 도관(4)을 흐를 때에 유량 측정 수단(5)에 의해 유량이 측정되고, 도관(4)을 화살표 방향으로 흘러, 도시하지 않은 반도체 제조 장치에 공급된다.
탱크(2)는, 밀폐 가능한 용기이다. 탱크(2)에는, 도시하지 않은 액체 재료 공급관을 통해 액체 재료가 공급되고, 저장된다. 탱크(2)에 저장된 액체 재료는, 탱크 히터(2a)에 의해 가열되고, 기화되어, 가스가 발생한다. 발생한 가스는, 탱크(2)의 내부의 액체 재료의 액면과 탱크(2)의 천장 사이의 공간에 체류하고, 도관(4)을 통해 외부로 유출된다. 도관(4)에는, 도시하지 않은 배관을 사용하여 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 탱크(2)의 내부에는, 액체 재료의 액면의 위치를 측정하는 액면 센서 및 액체 재료의 온도를 측정하는 온도 센서를 마련할 수 있다.
캐비닛(3)은, 탱크(2)와, 기화기(1)를 구성하는 그 밖의 구성 부품을 수납하는 케이스이다. 캐비닛(3)은, 구성 부품의 위치를 고정함과 함께, 유량 측정 수단 등의 정밀 기기를 주위의 환경으로부터 보호한다. 캐비닛(3)은, 예를 들어 도장 강판 등에 의해 구성할 수 있다.
기화기(1)는, 통상, 캐비닛(3)의 설치면(3c)을 벽 등에 고정하여 사용한다. 캐비닛(3)의 탈착면(3b)은, 분리가 가능하도록 구성된다. 탈착면(3b)을 분리함으로써, 캐비닛(3)에 수납된 구성 부품을 점검 또는 수리를 목적으로 하여 분리하거나, 다시 설치하거나 할 수 있다.
캐비닛(3)은 단열재(3a)를 갖고 있어도 된다. 단열재(3a)는, 탱크 히터(2a)나 후술하는 히터 플레이트(7)에 의해 발생하는 열이 캐비닛(3)의 외부로 방출되지 못하도록 하여, 캐비닛(3)의 내부의 온도를 일정하게 유지하는 작용을 한다. 단열재(3a)는, 캐비닛(3)의 내측의 면(내벽면)에 간극 없이 마련하는 것이 바람직하다. 단열재(3a)로서는, 공지의 실리콘 고무 또는 에틸렌프로필렌디엔 고무 등의 내열 재료를 사용할 수 있다.
도관(4)은, 탱크(2)에서 발생한 가스를 캐비닛(3)의 외부로 공급하는 배관이다. 본 명세서에 있어서, 도관(4)은 1개의 배관이어도 되고, 또한 구성 부품을 접속하는 복수의 배관의 집합체여도 된다. 도관(4)을 구성하는 재료는, 사용하는 액체 재료의 종류에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 도관(4)에는, 예를 들어 스테인리스 강관을 사용할 수 있다. 도관(4)에는, 내부의 가스를 배출하는 퍼지 가스를 도입하기 위한 분기 배관을 마련할 수 있다.
유량 측정 수단(5)은, 도관(4)을 흐르는 가스의 유량을 측정하는 수단이다. 유량 측정 수단(5)은, 구체적으로는 도관(4)의 도중에 마련된 질량 유량계에 의해 구성할 수 있다. 질량 유량계로서는, 예를 들어 공지의 열식 질량 유량계 또는 압력식 질량 유량계를 사용할 수 있다.
히터 플레이트(7)는, 도관(4)을 가열하는 발열체이다. 탱크(2)에서 발생한 가스는, 온도가 저하되면 응결되어 액체로 돌아가는 성질이 있다. 이를 방지하기 위해, 히터 플레이트(7)에 의해 도관(4)을 가열한다. 히터 플레이트(7)는, 예를 들어 열을 전달하기 쉬운 두께 2밀리미터의 평판형의 알루미늄계 재료에, 두께 1.5밀리미터의 러버 히터를 첩부함으로써 구성할 수 있다. 러버 히터는, 예를 들어 내열성 고무의 사이에 와이어형 또는 박형의 저항 발열체를 끼워 넣은 것이다. 일반적으로, 러버 히터의 1제곱센티미터당 발열량은 최대 1와트 정도이고, 내열 온도는 200℃ 정도이다.
본 발명에 관한 기화기(1)는, 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 이외의 개소에 직접적 또는 간접적으로 고정된 제1 지지 부재(6)를 갖는다. 제1 지지 부재(6)를 캐비닛(3)에 고정하는 위치는, 캐비닛(3)의 형상 및/또는 구조 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 캐비닛(3)의 전방면이 탈착면(3b)으로서 구성되어 있는 경우는, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 면인 대향면(본 예에 있어서는 설치면(3c)), 정면에서 보아 좌우에 위치하는 측면 또는 위에 위치하는 상면 등, 탈착면(3b) 이외의 면에 제1 지지 부재(6)를 고정할 수 있다.
제1 지지 부재(6)의 고정에는, 예를 들어 나사 고정 및/또는 용접 등의 공지의 수단을 사용할 수 있다. 제1 지지 부재(6)는, 단열재(3a)의 표면이 아닌, 캐비닛(3)을 구성하는 부재(예를 들어, 도장 강판 등)에 고정하는 것이 바람직하다. 제1 지지 부재(6)는, 캐비닛(3)의 내측에 직접적으로 고정해도 되고, 캐비닛(3)에 수납된 탱크(2)의 외측에 고정함으로써, 캐비닛(3)에 (탱크(2)를 개재하여) 간접적으로 고정해도 된다.
도 2는, 본 발명에 관한 기화기(1)의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 또한, 도 3은, 본 발명에 관한 기화기(1)의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 이들 도면에 예시되는 바와 같이, 제1 지지 부재(6)는, 단부를 직각으로 구부린 좌우 한 쌍의 판형 부재에 의해 구성할 수 있다. 제1 지지 부재(6)는, 그 구부러진 한쪽 단부가 캐비닛(3)의 설치면(3c)에 나사 고정되어 있다. 제1 지지 부재(6)는, 히터 플레이트(7)와 달리, 열을 전달하는 기능을 가질 필요는 없다. 이 때문에, 기계적 강도 및 내부식성이 우수한 스테인리스 강판 등에 의해 구성할 수 있다.
본 발명에 관한 기화기(1)에 있어서는, 유량 측정 수단(5)이 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있다. 제1 지지 부재(6)는, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이, 유량 측정 수단(5)을 좌우로부터 집듯이 마련되고, 하측 단부를 유량 측정 수단(5)의 측으로 구부림으로써, 유량 측정 수단(5)을 지지하여 낙하하지 않도록 구성할 수 있다. 유량 측정 수단(5)은, 좌우 한 쌍의 제1 지지 부재(6) 사이를 전후로 슬라이드시킴으로써 설치 및 분리를 행할 수 있다. 유량 측정 수단(5)은, 제1 지지 부재(6)에 설치한 후, 나사 고정 등의 착탈 가능한 수단에 의해 제1 지지 부재(6)에 고정할 수 있다.
본 발명에 관한 기화기(1)에 있어서는, 유량 측정 수단(5)과 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 사이에서 히터 플레이트(7)가 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있다. 제1 지지 부재(6)는, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 탈착면(3b)에 가까운 단부를 좌우 방향으로 구부릴 수 있다. 히터 플레이트(7)는, 제1 지지 부재(6)의 구부린 부분에, 나사 고정 등의 착탈 가능한 수단에 의해 고정할 수 있다. 이와 같이 히터 플레이트(7)를 제1 지지 부재(6)에 의해 지지함으로써, 큰 면적 및 중량을 갖는 히터 플레이트(7)를 지지하기에 충분한 기계적 강도를 확보할 수 있다.
히터 플레이트(7)를 제1 지지 부재(6)에 고정할 때, 히터 플레이트(7)의 표면을 유량 측정 수단(5)의 가스의 유로가 마련된 부분의 표면에 밀착시켜, 열이 효율적으로 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 히터 플레이트(7)의 유량 측정 수단(5)과 접하고 있는 측과는 반대측에는 캐비닛(3)의 탈착면(3b)의 내측에 마련된 단열재(3a)가 위치한다. 단열재(3a)에 의해, 히터 플레이트(7)에서 발생하는 열의 외부로의 방출이 방해된다.
제1 실시 형태에 있어서, 예를 들어 점검 또는 수리를 위해 유량 측정 수단(5)을 분리하려고 하는 경우, 먼저 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 분리하여 히터 플레이트(7)를 노출시킨다. 다음으로, 히터 플레이트(7)를 제1 지지 부재(6)로부터 분리하여 유량 측정 수단(5)을 노출시킨다. 그리고 유량 측정 수단(5)과 제1 지지 부재(6)의 고정 및 유량 측정 수단(5)과 도관(4)의 접합을 드라이버 및 스패너 등의 공구를 사용하여 해제하고, 유량 측정 수단(5)을 슬라이드시켜 분리한다. 점검 혹은 수리가 끝난 유량 측정 수단(5) 또는 교환용의 새로운 유량 측정 수단(5)을 기화기(1)에 설치하는 경우는, 상기 순서와 반대의 순서에 따라서 설치할 수 있다.
유량 측정 수단(5)의 기화기(1)에의 설치 및 기화기(1)로부터의 분리의 조작은, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 분리한 후의 개방된 공간에서 행할 수 있다. 또한, 제1 지지 부재(6)와 히터 플레이트(7)의 고정 부분 및 제1 지지 부재(6)와 유량 측정 수단(5)의 고정 부분은, 모두 탈착면(3b)측에 노출되어 있으므로, 드라이버 등의 공구가 닿기 쉽다. 따라서, 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 비해, 유량 측정 수단(5)의 설치 및 분리의 조작을 보다 용이하게 행할 수 있다.
<변형예 1-1>
본 발명의 제1 실시 형태의 하나의 바람직한 변형예 1-1에 있어서, 유량 측정 수단(5)과 도관(4)의 접합부는, 도 3에 예시하는 바와 같이, 유량 측정 수단(5) 중 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 가까운 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 적어도 유량 측정 수단(5)과 도관(4)의 접합부가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 면인 대향면(본 예에 있어서는 설치면(3c))보다 탈착면(3b)에 가까운 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 유량 측정 수단(5)과 도관(4)의 접합부의 조인트가 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 측에 노출되어 있으므로, 스패너 등의 공구가 닿기 쉽다. 따라서, 접합부가 탈착면(3b)의 반대측에 위치하고 있는 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 비해, 유량 측정 수단(5)의 설치 및 분리 조작을 보다 용이하게 행할 수 있다.
변형예 1-1에 있어서, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)보다 앞쪽의 개방된 공간에 있어서 드라이버 및 스패너 등의 공구를 사용하여, 유량 측정 수단(5)의 설치 및 분리 등의 조작을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 공구의 조작에 필요한 공간을 캐비닛(3)의 내부에 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 기화기(1)의 폭을 종래보다 좁게 할 수 있다. 본 발명에 의해 실현 가능한 기화기(1)의 폭은, 탱크의 용량 그 밖의 조건에 따라 다르지만, 전형적으로는 예를 들어 60 내지 70밀리미터 정도이다.
또한, 변형예 1-1에 있어서도, 히터 플레이트(7)를 제1 지지 부재(6)에 고정할 때, 유량 측정 수단(5)의 가스의 유로가 마련된 부분의 표면에 히터 플레이트(7)의 표면을 밀착시켜, 열이 효율적으로 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 히터 플레이트(7)에 의해 발생하는 열이, 유량 측정 수단(5)의 가스의 유로가 마련된 부분에 효율적으로 전달되기 때문에, 유량 측정 수단(5)에 마련된 유로에 있어서의 가스의 응결을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
<변형예 1-2>
본 발명의 제1 실시 형태의 또 하나의 바람직한 변형예 1-2에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 유량 측정 수단(5)과 히터 플레이트(7) 사이에 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 갖고, 유량 측정 수단(5)이 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 개재하여 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있다. 도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)는, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 유량 측정 수단(5)의 표면과 거의 동일한 형상을 갖는 판형 부재에 의해 구성할 수 있다. 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)는, 히터 플레이트(7)와 마찬가지로, 열을 전달하기 쉬운 평판형의 알루미늄계 재료에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)의 두께는, 예를 들어 5밀리미터로 할 수 있다.
변형예 1-2에 있어서, 유량 측정 수단(5)은, 제1 지지 부재(6)에 의해 직접적으로 지지되는 것이 아니라, 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 개재하여 제1 지지 부재(6)에 의해 간접적으로 지지되어 있다. 이 구성에 의해, 유량 측정 수단(5)과 제1 지지 부재(6)의 고정 수단을 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)에 마련할 수 있기 때문에, 제1 지지 부재(6)에 고정하기 위한 새로운 고정 수단을 유량 측정 수단(5)에 마련할 필요가 없어진다. 따라서, 기화기 이외의 용도에도 사용되는 범용의 유량 측정 수단(5)을 그대로 기화기(1)에 유용할 수 있다.
변형예 1-2에 관한 기화기(1)에 있어서도, 유량 측정 수단(5)과 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 사이에서 히터 플레이트(7)가 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있다. 제1 지지 부재(6)는, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 탈착면(3b)에 가까운 단부를 좌우 방향으로 구부릴 수 있다. 히터 플레이트(7)는, 제1 지지 부재(6)의 구부린 부분에, 나사 고정 등의 착탈 가능한 수단에 의해 직접적으로 고정할 수 있다. 혹은, 히터 플레이트(7)와 제1 지지 부재(6)의 구부린 부분 사이에 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 협지하여, 이들을 공통의 비스 또는 볼트 등에 의해 함께 체결함으로써 히터 플레이트(7)를 제1 지지 부재(6)에 고정해도 된다. 어쨌든, 이와 같이 히터 플레이트(7)를 제1 지지 부재(6)에 의해 지지함으로써, 큰 면적 및 중량을 갖는 히터 플레이트(7)를 지지하기에 충분한 기계적 강도를 확보할 수 있다.
도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 히터 플레이트(7)의 표면과 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)의 표면 및 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)의 표면과 유량 측정 수단(5)의 가스의 유로가 마련된 부분의 표면은, 각각 서로 밀착시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 히터 플레이트(7)에 의해 발생하는 열이, 유량 측정 수단(5)과 동일 형상을 갖는 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 거쳐서 유량 측정 수단(5)에 집중적으로 효율적으로 전달되기 때문에, 유량 측정 수단(5)에 마련된 유로에 있어서의 가스의 응결을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
<변형예 1-3>
본 발명의 제2 실시 형태의 다른 또 하나의 바람직한 변형예 1-3에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 유량 측정 수단(5)과 유량 측정 수단 고정 베이스(5b) 사이에 유량 측정 수단 조인트 블록(5a)을 갖고, 도관(4)이 유량 측정 수단 조인트 블록(5a)와 접합되어 있다. 도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 유량 측정 수단 조인트 블록(5a)은, 가스의 도입로 및 도출로가 되는 도관(4)과의 조인트(도시하지 않음)와, 유량 측정 수단(5)의 저부에 마련된 가스의 도입구 및 도출구와 기밀하게 접합되는 접합 부분(도시하지 않음)을 갖는 블록형 부재에 의해 구성할 수 있다. 유량 측정 수단 조인트 블록(5a)을 구성하는 재료는, 도관(4)과 마찬가지로, 사용하는 액체 재료의 종류에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 유량 측정 수단 조인트 블록(5a)에는, 예를 들어 스테인리스 강을 사용할 수 있다.
변형예 1-3에 있어서, 가스의 도입로 및 도출로가 되는 도관(4)과의 조인트는, 유량 측정 수단(5)에 마련되는 것이 아니라, 유량 측정 수단(5)에 설치된 유량 측정 수단 조인트 블록(5a)에 마련된다. 이 구성에 의해, 기화기에 적합한 직경을 갖는 도관(4)과의 조인트를 유량 측정 수단(5)에 마련할 필요가 없어진다. 따라서, 기화기 이외의 용도에도 사용되는 범용의 유량 측정 수단(5)을 그대로 기화기(1)에 유용할 수 있다.
<제2 실시 형태>
본 발명의 제2 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 탱크(2)와 유량 측정 수단(5) 사이에, 가스의 공급의 개시 및 정지를 행하는 밸브(8)를 갖는다. 밸브(8)를 개방하였을 때에 가스의 공급이 개시되고, 밸브(8)를 폐쇄하였을 때에 가스의 공급이 정지된다. 이 구성에 의해, 반도체 제조 장치에 가스를 적절한 타이밍에 적절한 양만큼 공급할 수 있다. 또한, 이와 같이 유량 측정 수단(5)을 밸브(8)의 하류측에 배치함으로써, 유량 측정 수단(5)의 내부에 가스가 체류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도관(4)의 구성에 따라서는, 밸브(8)를 폐쇄한 상태에서 예를 들어 질소 가스 등에 의해 유량 측정 수단(5)의 내부를 퍼지(배출)할 수도 있다. 또한, 가스의 유량을 크게 한다는 관점에서는, 개방 시의 단면적이 크면서 공기압에 의해 작동하는 다이어프램 밸브를 밸브(8)로서 사용하는 것이 바람직하다.
제2 실시 형태에 있어서, 밸브(8)는, 유량 측정 수단(5)에 비해 작은 부재이기 때문에, 도관(4)과 접합함으로써 지지할 수 있다. 따라서, 유량 측정 수단(5)을 지지하는 제1 지지 부재(6)와 같은 지지 수단을, 밸브(8)를 위해 마련할 필요성은 반드시 높지는 않다. 그러나 밸브(8)의 내부를 흐르는 가스의 응결을 방지하기 위해서는, 밸브(8)에 대해서도, 히터 플레이트(7)로부터의 열을 전달하여 가열하는 것이 바람직하다. 따라서 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 밸브(8)의 표면은, 히터 플레이트(7)의 표면에 밀착되면서 착탈 가능하게 고정되어 있는 것이 바람직하다.
<변형예 2-1>
본 발명의 제2 실시 형태의 하나의 바람직한 변형예 2-1에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 밸브(8)와 히터 플레이트(7) 사이에 밸브 고정 베이스(8b)를 갖고, 밸브(8)가 밸브 고정 베이스(8b)를 개재하여 히터 플레이트(7)에 고정되어 있다. 도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 밸브 고정 베이스(8b)는, 밸브(8) 중 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 면과 거의 동일한 형상을 갖는 판형 부재에 의해 구성할 수 있다. 밸브 고정 베이스(8b)는, 평판형의 알루미늄계 재료에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 밸브 고정 베이스(8b)의 두께는, 예를 들어 5밀리미터로 할 수 있다.
변형예 2-1에 있어서, 밸브(8)는, 히터 플레이트(7)에 직접적으로 고정되는 것이 아니라, 밸브 고정 베이스(8b)를 개재하여 히터 플레이트(7)에 간접적으로 고정되어 있다. 이 구성에 의해, 밸브(8)와 히터 플레이트(7)의 고정 수단을 밸브 고정 베이스(8b)에 마련할 수 있기 때문에, 히터 플레이트(7)에 고정하기 위한 새로운 고정 수단을 밸브(8)에 마련할 필요가 없어진다. 따라서, 기화기 이외의 용도에도 사용되는 범용의 밸브(8)를 그대로 기화기(1)에 유용할 수 있다.
도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 히터 플레이트(7)의 표면과 밸브 고정 베이스(8b)의 표면 및 밸브 고정 베이스(8b)의 표면과 밸브(8)의 표면은, 각각 서로 밀착시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 히터 플레이트(7)에서 발생하는 열이, 밸브(8)와 동일 형상을 갖는 밸브 고정 베이스(8b)를 거쳐서 밸브(8)에 집중적으로 효율적으로 전달되기 때문에, 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
<변형예 2-2>
본 발명의 제2 실시 형태의 또 하나의 바람직한 변형예 2-2에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 밸브(8)와 밸브 고정 베이스(8b) 사이에 밸브 조인트 블록(8a)을 갖고, 도관(4)이 밸브 조인트 블록(8a)과 접합되어 있다. 도 1 및 도 3에 예시하는 바와 같이, 밸브 조인트 블록(8a)은, 가스의 도입로 및 도출로가 되는 도관(4)과의 조인트(도시하지 않음)와, 밸브(8)의 저부에 마련된 가스의 도입구 및 도출구와 기밀하게 접합되는 접합 부분(도시하지 않음)을 갖는 블록형 부재에 의해 구성할 수 있다. 밸브 조인트 블록(8a)을 구성하는 재료는, 도관(4)과 마찬가지로, 사용하는 액체 재료의 종류에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 밸브 조인트 블록(8a)은, 예를 들어 내부를 흐르는 가스에 의해 부식되지 않도록, 내부식성이 높은 스테인리스 강 등의 재료에 의해 구성하는 것이 바람직하다.
변형예 2-2에 있어서, 가스의 도입로 및 도출로가 되는 도관(4)과의 조인트는, 밸브(8)에 마련되는 것이 아니라, 밸브(8)에 설치된 밸브 조인트 블록(8a)에 마련된다. 이 구성에 의해, 기화기에 적합한 직경을 갖는 도관(4)과의 조인트를 밸브(8)에 마련할 필요가 없어진다. 따라서, 기화기 이외의 용도에도 사용되는 범용의 밸브(8)를 그대로 기화기(1)에 유용할 수 있다.
상기 제2 실시 형태의 구성을 갖는 기화기(1)에 있어서, 밸브(8)를 점검 또는 수리를 위해 분리하려고 하는 경우는, 먼저 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 분리하여 히터 플레이트(7)를 노출시킨다. 다음으로, 히터 플레이트(7)와 제1 지지 부재(6)의 고정 및 히터 플레이트(7)와 밸브(8)의 고정을 각각 해제하고, 히터 플레이트(7)를 분리하여 밸브(8)를 노출시킨다.
또한, 변형예 2-1 및 변형예 2-2의 구성을 갖는 기화기(1)에 있어서는, 밸브(8)가 밸브 고정 베이스(8b)를 개재하여 히터 플레이트(7)에 고정되어 있는 경우, 히터 플레이트(7)와 제1 지지 부재(6)의 고정 및 히터 플레이트(7)와 밸브 고정 베이스(8b)의 고정을 각각 해제하고, 히터 플레이트(7)를 분리하여 밸브 고정 베이스(8b)를 노출시킨다. 이 후, 밸브 고정 베이스(8b)와 밸브(8)의 고정을 해제하고, 밸브 고정 베이스(8b)를 분리하여 밸브(8)를 노출시킨다.
그리고 밸브(8)와 도관(4)을 접합하는 조인트를 스패너 등의 공구에 의해 해제하여, 밸브(8)를 분리한다. 밸브(8)가 밸브 조인트 블록(8a)을 개재하여 도관(4)과 접합되어 있는 경우는, 밸브 조인트 블록(8a)과 도관(4)을 접합하는 조인트를 스패너로 해제하여, 밸브 조인트 블록(8a) 및 밸브(8)를 분리한다. 점검 혹은 수리가 끝난 밸브(8) 또는 교환용의 새로운 밸브(8)를 기화기(1)에 설치하는 경우는, 상기 순서와 반대의 순서에 따라서 설치할 수 있다.
밸브(8)와 도관(4)의 접합부는, 도 3에 예시하는 바와 같이, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 가까운 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 적어도 밸브(8)와 도관(4)의 접합부가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 면인 대향면(본 예에 있어서는 설치면(3c))보다도 탈착면(3b)에 가까운 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 밸브(8)와 도관(4)을 접합하는 조인트가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)측에 노출되어 있기 때문에, 스패너 등의 공구가 닿기 쉽다. 따라서, 접합부가 탈착면(3b)의 반대측에 위치하고 있는 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 비해, 밸브(8)의 설치 및 분리 조작을 보다 용이하게 행할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3은, 상기 변형예 2-2에 상당하는 본 발명에 관한 기화기(1)의 구성의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다. 따라서, 도 1 내지 도 3에는, 기화기(1)의 구성 부품으로서 유량 측정 수단 조인트 블록(5a), 유량 측정 수단 고정 베이스(5b), 밸브 조인트 블록(8a), 및 밸브 고정 베이스(8b)가 그려져 있다. 그러나 이 구성 부품들은, 본 발명에 관한 기화기에 필수적인 구성 부품은 아니다.
<변형예 2-3>
본 발명의 제2 실시 형태의 다른 또 하나의 바람직한 변형예 2-3에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 밸브(8)를 갖고, 1개의 도관(4), 1개의 유량 측정 수단(5), 및 1개의 제1 지지 부재(6)를 갖는 1세트의 가스 공급 라인이 캐비닛(3)의 내부에 복수 세트 마련되어 있다. 또한, 이들 복수 세트의 가스 공급 라인 각각에 1개의 밸브(8)가 개재 장착되어 있어도 되고, 이들 복수 세트의 가스 공급 라인으로 분기되는 매니폴드의 상류측에 1개의 공통의 밸브(8)가 개재 장착되어 있어도 된다. 이 변형예 2-3에 의하면, 1대의 기화기(1)를 사용하여, 단일의 탱크에서 발생한 가스를 복수의 가스 공급 라인을 사용하여 복수의 반도체 제조 장치에 공급하거나, 단일의 반도체 제조 장치의 복수의 가스 도입 개소에 공급하거나 할 수 있다. 따라서, 반도체 제조 장치에 필요한 기화기의 대수를, 종래보다 삭감할 수 있다.
변형예 2-3에 있어서, 기화기(1)는, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)보다 앞쪽의 개방된 공간에서 드라이버 및 스패너 등의 공구를 사용하여, 유량 측정 수단(5)의 설치 및 분리 조작을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 공구의 조작에 필요한 공간을 캐비닛(3)의 내부에 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 유량 측정 수단(5)의 설치 및 분리의 조작성을 저하시키는 일 없이, 1대의 기화기(1)의 내부에 복수 세트의 가스 공급 라인을 마련할 수 있다.
<변형예 2-4>
그런데, 예를 들어 탱크(2)에서 발생한 가스에 요구되는 유량에 있어서 과잉의 압력 손실이 발생하지 않도록 하기 위해서는, 가스에 요구되는 유량에 따른 용량을 밸브(8)가 가질 필요가 있다. 특히, 상기한 바와 같이 1대의 기화기(1)의 내부에 복수 세트의 가스 공급 라인이 마련되는 경우, 탱크(2)로부터 밸브(8)를 거쳐서 복수 세트의 가스 공급 라인으로 공급되는 가스의 유량이 많기 때문에, 보다 큰 용량을 갖는 밸브(8)를 마련할 필요가 있다. 이와 같이 밸브(8)의 용량을 증대시키면 밸브(8)의 크기 및 질량도 또한 증대되기 때문에, 도관(4)과의 접합에 의해 밸브(8)를 지지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 히터 플레이트(7)와의 밀착에 의해 밸브(8)를 지지하는 것도 또한 곤란하다.
그래서, 캐비닛(3)을 구성하는 패널 등에 밸브(8)를 고정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 밸브(8)를 직접적으로 혹은 밸브 고정 베이스(8b)를 개재하여 간접적으로 캐비닛(3)에 고정하면, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열이 캐비닛(3)의 외부로 전달되어, 캐비닛(3)의 외부로 방출되어 버린다. 그 결과, 히터 플레이트(7)로부터의 열에 의해 밸브(8)를 충분히 가열하여, 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 방지하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
또한, 상술한 유량 측정 수단(5)과 같이, 캐비닛(3)의 어느 개소에 고정된 지지 부재에 의해 밸브(8)를 지지하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이러한 지지 부재도 또한 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열을 캐비닛(3)에 전달하여 캐비닛(3)의 외부로 방출하는 방열 경로가 될 수 있다. 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 보다 확실하게 방지한다는 관점에서는, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 운반되는 열량보다도, 밸브(8)를 지지하는 지지 부재를 거쳐서 밸브(8)로부터 캐비닛(3)으로 운반되는 열량이 작은 것이 바람직하다.
그래서, 본 발명의 제2 실시 형태의 다른 또 하나의 바람직한 변형예 2-4에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 이외의 개소에 직접적 또는 간접적으로 고정된 제2 지지 부재(8c)를 갖는다. 또한, 밸브(8)는 제2 지지 부재(8c)에 의해 직접적 또는 간접적으로 지지되어 있다. 게다가, 밸브(8)로부터 제2 지지 부재(8c)를 거쳐서 캐비닛(3)으로 운반되는 열량이 히터 플레이트(7)로부터 밸브 고정 베이스(8b)를 거쳐서 밸브(8)로 운반되는 열량보다도 작도록 제2 지지 부재(8c)가 구성되어 있다.
변형예 2-4에 의하면, 밸브(8)의 용량이 크기 때문에 도관(4)과의 접합에 의해 밸브(8)를 지지하는 것이 곤란한 경우에 있어서도, 밸브 고정 베이스(8b)에 의해 밸브(8)를 확실하게 지지할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 밸브(8)로부터 제2 지지 부재(8c)를 거쳐서 캐비닛(3)으로 운반되는 열량이 히터 플레이트(7)로부터 밸브 고정 베이스(8b)를 거쳐서 밸브(8)로 운반되는 열량보다도 작기 때문에, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열의 캐비닛(3)의 외부로의 방출을 억제할 수 있다. 그 결과, 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 유효하게 방지할 수 있다.
<변형예 2-5>
제2 지지 부재(8c)의 구성은, 변형예 2-4에 있어서 설명한 요건을 만족시키는 한, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 보다 작은 열전도율을 갖는 재료에 의해 제2 지지 부재(8c)를 구성하거나, 열이 전달되는 경로(열유로)로서의 제2 지지 부재(8c)의 단면적을 보다 작게 하거나 함으로써, 상기 요건을 만족시킬 수 있다.
그래서, 본 발명의 제2 실시 형태의 다른 또 하나의 바람직한 변형예 2-5에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)가 구비하는 제2 지지 부재(8c)는, 밸브 고정 베이스(8b)를 구성하는 재료의 열전도율보다도 작은 열전도율을 갖는 재료에 의해 구성되어 있고, 또한/또는 제2 지지 부재(8c)를 거치는 열유로의 단면적의 최솟값이 밸브 고정 베이스(8b)를 거치는 열유로의 단면적의 최솟값보다도 작도록 구성되어 있다.
예를 들어, 변형예 2-1에 있어서 예시한 바와 같이 알루미늄계 재료에 의해 밸브 고정 베이스(8b)가 구성되어 있는 경우, 당해 알루미늄계 재료보다도 작은 열전도율을 갖는 스테인리스 강판 등에 의해 제2 지지 부재(8c)를 구성할 수 있다. 또한, 변형예 2-1에 있어서 예시한 바와 같이 밸브(8) 중 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 대향하는 면과 거의 동일한 형상을 갖는 판형 부재에 의해 밸브 고정 베이스(8b)가 구성되어 있는 경우, 밸브(8)를 지지하는 것이 가능한 한, 당해 판형 부재의 주면의 면적(열유로의 단면적)보다도 작은 단면적을 갖는 부재에 의해 제2 지지 부재(8c)를 구성할 수 있다.
변형예 2-5에 의하면, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열의 캐비닛(3)의 외부로의 방출을 보다 확실하게 억제하여 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 보다 확실하게 방지하면서, 큰 용량을 갖는 밸브(8)를 확실하게 지지할 수 있다.
<변형예 2-6>
그런데, 상술한 변형예 2-4 및 변형예 2-5에 예시한 바와 같은 구성에 의해 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 운반되는 열량보다도 밸브(8)를 지지하는 지지 부재를 거쳐서 밸브(8)로부터 캐비닛(3)으로 운반되는 열량을 작게 한 경우에 있어서도, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열의 일부가 제2 지지 부재(8c)를 거쳐서 캐비닛(3)의 외부로 방출될 우려가 있다.
예를 들어, 밸브 고정 베이스(8b)의 밸브(8)와는 반대측의 단부면에 제2 지지 부재(8c)를 고정함으로써 밸브(8)를 지지하고 있는 경우, 히터 플레이트(7)로부터 밸브 고정 베이스(8b)로 전달되는 열의 일부는 밸브 고정 베이스(8b)의 밸브(8)측의 단부면에 도달하는 일 없이 제2 지지 부재(8c)로 전달되어 캐비닛(3)의 외부로 방출되어 버린다. 따라서, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열량을 보다 많이 확보하기 위해서는, 제2 지지 부재(8c)를 가능한 한 밸브(8)에 가까운 위치에 고정하는 것이 바람직하다.
그래서, 본 발명의 제2 실시 형태의 다른 또 하나의 바람직한 변형예 2-6에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)가 구비하는 제2 지지 부재(8c)는, 밸브 고정 베이스(8b)의 밸브(8)측의 단부면 또는 당해 단부면보다도 밸브(8)에 가까운 개소에서 밸브(8)를 지지하도록 구성되어 있다.
예를 들어, 도 4는, 변형예 2-6에 관한 기화기(1)가 구비하는 밸브(8)의 근방에 있어서의 구성의 일례를 나타내는 우측면도이다. 이 예에 있어서는, 제2 지지 부재(8c)의 일단부가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 착탈 가능하게 고정되면서 제2 지지 부재(8c)의 타단부가 밸브 고정 베이스(8b)의 밸브(8)측의 표면에 착탈 가능하게 고정됨으로써 밸브(8)가 지지되어 있다. 제2 지지 부재(8c)는 밸브 고정 베이스(8b)를 구성하는 알루미늄계 재료의 열전도율보다도 낮은 열전도율을 갖는 스테인리스 강판에 의해 구성된 마운트 플레이트이고, 제2 지지 부재(8c)에 있어서의 열유로의 단면적은 밸브 고정 베이스(8b)에 있어서의 열유로의 단면적보다도 작다. 또한, 제2 지지 부재(8c)와 밸브 고정 베이스(8b) 사이에는 작은 외경을 갖는 스테인리스 강제의 스페이서(8cs)가 개재 장착되어 있다. 이에 의해, 밸브 고정 베이스(8b)에 제2 지지 부재(8c)를 (스페이서(8cs)를 개재하지 않고) 직접적으로 고정하는 경우에 비해, 제2 지지 부재(8c)와 밸브 고정 베이스(8b) 사이의 열유로의 단면적을 보다 작게 할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 변형예 2-6에 의하면, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 운반되는 열량보다도 밸브(8)를 지지하는 지지 부재를 거쳐서 밸브(8)로부터 캐비닛(3)으로 운반되는 열량을 보다 작게 할 수 있다. 그 결과, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열이 캐비닛(3)의 외부로 방출되는 비율을 보다 더 확실하게 저감시켜 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 보다 더 확실하게 방지하면서, 큰 용량을 갖는 밸브(8)를 확실하게 지지할 수 있다.
또한, 밸브(8)를 지지하는 지지 부재를 캐비닛(3)의 탈착면(3b)에 고정하면, 탈착면(3b)을 용이하게 분리하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 따라서, 밸브(8)를 지지하는 지지 부재는 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 이외의 개소에 고정하는 것이 보다 바람직하다.
<제3 실시 형태>
본 발명의 제3 실시 형태에 있어서, 기화기(1)는, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하는 1개 또는 2개 이상의 전열 부재를 갖는다. 기화기(1)의 내부의 구성 부품의 배치에 따라서는, 예를 들어 구성 부품끼리의 간섭을 피하는 것 등을 목적으로 하여, 최단 거리보다 긴 도관(4)을 마련해야 하는 경우가 있다. 그러한 경우, 도관(4)을 통과하는 가스의 온도가 저하되어 응결될 우려가 높아진다. 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하는 1개 또는 2개 이상의 전열 부재를 마련함으로써, 도관(4)이 긴 경우에 있어서도, 히터 플레이트(7)의 열을 도관(4)에 전달하여 가스의 온도의 저하를 방지할 수 있다.
전열 부재는, 열이 전달되기 쉬운 알루미늄계 재료에 의해 구성할 수 있다. 전열 부재의 형상은, 예를 들어 두께가 2밀리미터인 판재를 L(엘)자형으로 구부린 형상으로 할 수 있다. L자형의 한쪽 면을 히터 플레이트(7)의 표면에 접촉시키고, 다른 한쪽 면을 도관(4)에 접촉시킴으로써 히터 플레이트(7)의 열을 도관(4)에 전달할 수 있다. 이 경우, 전열 부재와 도관(4)의 접촉은 선 접촉이 되기 때문에, 예를 들어 전열 부재와 도관(4)의 쌍방에 알루미늄박을 권취하거나 하여, 전열 부재와 도관(4)의 접촉 면적을 증가시키는 것이 바람직하다.
제3 실시 형태에 관한 기화기(1)에 의하면, 기화기(1)를 구성하는 부재 중 가열이 필요한 도관(4)의 부분에 열을 우선적, 효율적으로 전달할 수 있다. 따라서, 도관(4)을 배치하는 장소의 자유도가 높아지기 때문에, 기화기(1)의 폭을 좁히거나, 기화기(1)의 내부에 복수의 가스 공급 라인을 설치하거나 하는 것이 보다 용이해진다. 또한, 캐비닛(3)의 내부 전체를 균일한 온도로 가열하는 종래 기술에 관한 기화기에 비해, 히터 플레이트(7)에 의한 소비 전력을 삭감할 수 있다.
<변형예 3-1>
상기한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서, 기화기(1)는, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하는 1개 또는 2개 이상의 전열 부재를 갖는다. 이에 의해, 예를 들어 구성 부품끼리의 간섭을 피하는 것 등을 목적으로 하여 긴 도관(4)이 마련되어 있는 경우에 있어서도, 히터 플레이트(7)의 열을 도관(4)에 유효하게 전달하여 가스의 온도의 저하를 방지할 수 있다.
그러나 기화기(1)의 구성에 따라서는, 예를 들어 좁은 캐비닛 내에 있어서의 액체 재료의 가스를 퍼지(배출)하기 위한 퍼지 가스용 배관 구조(예를 들어, 매니폴드 등) 등, 서로 얽힌 복잡한 구조를 도관(4)이 갖는 경우가 있다. 특히, 상술한 변형예 2-3과 같이 복수 세트의 가스 공급 라인이 캐비닛의 내부에 마련되어 있는 경우, 도관(4)은 더욱 복잡한 구조를 갖는 경우가 있다.
상기한 바와 같은 경우, 도관(4)에 접촉하고 있는 상태에서 전열 부재를 고정해 버리면, 유량 측정 수단(5) 및/또는 밸브(8)를 기화기(1a)로부터 분리하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 또한, 도관(4)이 갖는 복잡한 구조에 정확하게 대응하는 형상을 갖는 전열 부재를 제조하면서 정확하게 위치 정렬하여 조립 장착하는 것은 곤란하며, 예를 들어 기화기(1)의 제조 비용의 증대 및/또는 제조 효율의 저하 등의 문제로 이어질 우려도 있다.
그래서 본 발명의 제3 실시 형태의 하나의 바람직한 변형예 3-1에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)가 구비하는 전열 부재는, 전열 부재의 히터 플레이트(7)로부터 먼 측의 단부가 도관(4) 및 도관(4)에 직접적으로 접촉하고 있는 부재 중 어느 것에도 직접적으로는 접촉하고 있지 않으면서 상기 단부로부터의 복사에 의해 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하도록 구성되어 있다.
예를 들어, 도 5는, 변형예 3-1에 관한 기화기(1)에 내장된 전열 부재(9)의 구성의 일례를 나타내는 (a) 우측면도 및 (b) 사시도이다. 이 예에 있어서는, 알루미늄계 재료에 의해 형성된 대략 C자형의 이형 단면을 갖는 전열 부재(9)의 하나의 외표면(9a)(히터 플레이트(7)에 가까운 측의 단부)이 히터 플레이트(7)에 밀착되어 있다. 한편, 상기 외표면에 대향하는 다른 외표면(9b)(히터 플레이트(7)로부터 먼 측의 단부)은, 유량 측정 수단(5)(구체적으로는, 당해 기화기(1)가 구비하는 2개의 질량 유량 제어 장치 중 한쪽)에 액체 재료의 가스를 공급하는 도관(4)의 굴곡부에 개재 장착된 조인트 블록(4a)의 하나의 외표면과 소정의 거리를 두고 대향하고 있다. 즉, 외표면(9b)은 도관(4) 및 도관(4)에 직접적으로 접촉하고 있는 부재(조인트 블록(4a) 등) 중 어느 것에도 직접적으로는 접촉하고 있지 않다.
상기 「소정의 거리」는, 히터 플레이트(7)로부터 전열 부재(9)로 전달된 열을 외표면(9b)으로부터 조인트 블록(4a)의 대향하는 외표면으로 복사에 의해 전달하여 조인트 블록(4a)을 가열함으로써 도관(4)을 충분히 가열할 수 있도록 적절하게 설정된다. 즉, 전열 부재(9)는, 히터 플레이트(7)로부터 먼 측의 단부(외표면(9b))로부터의 복사에 의해 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하도록 구성되어 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 변형예 3-1에 의하면, 예를 들어 복수 세트의 가스 공급 라인이 캐비닛(3)의 내부에 마련되어 있는 경우 등, 서로 얽힌 복잡한 구조를 도관(4)이 갖는 경우에 있어서도, 히터 플레이트(7)의 열을 도관(4)에 유효하게 전달하여 가스의 온도의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 도관(4)을 배치하는 장소의 자유도가 높아지기 때문에, 기화기(1)의 폭을 좁히거나, 기화기(1)의 내부에 복수의 가스 공급 라인을 설치하거나 하는 것이 보다 용이해진다.
게다가, 변형예 3-1에 의하면, 도관(4)에 접촉하고 있는 상태에서 전열 부재(9)가 고정되지 않기 때문에, 유량 측정 수단(5) 및/또는 밸브(8)를 기화기(1a)로부터 분리하는 것이 곤란해질 우려를 저감시킬 수 있다. 또한, 도관(4)이 갖는 복잡한 구조에 정확하게 대응하는 형상을 갖는 전열 부재를 제조하거나 정확하게 위치 정렬하여 조립 장착하거나 할 필요가 없기 때문에, 예를 들어 기화기(1)의 제조 비용의 증대 및/또는 제조 효율의 저하 등의 문제를 저감시킬 수 있다.
또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 예에 있어서의 전열 부재(9)는, 알루미늄계 재료에 의해 형성된 대략 C자형의 이형 단면을 갖는 부재이며, 도면을 향해 연직 방향에 있어서의 하측의 외표면(9c)은, 히터 플레이트(7)에 밀착되어 있는 밸브의 조인트 블록(8d)의 측면에 접촉하고 있다. 즉, 이 예에 있어서의 전열 부재(9)는, 히터 플레이트(7)로부터 밸브로 열을 전달하는 전열 부재로서도 기능한다. 이와 같이, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 히터 플레이트(7)로부터 밸브로 열을 전달하는 전열 부재를 더 구비하고 있어도 되고, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하는 기능과 히터 플레이트(7)로부터 밸브로 열을 전달하는 기능을 1개의 전열 부재에 의해 달성하도록 해도 된다.
<변형예 3-2>
변형예 3-1에 있어서는, 상기한 바와 같이 전열 부재(9)의 히터 플레이트(7)로부터 먼 측의 단부가 도관(4) 및 도관(4)에 직접적으로 접촉하고 있는 부재 중 어느 것에도 직접적으로는 접촉하고 있지 않으면서 상기 단부로부터의 복사에 의해 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하도록 전열 부재(9)가 구성되어 있다. 그러나 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로의 효율적인 열전달을 달성한다는 관점에서는 히터 플레이트(7) 및 도관(4)의 쌍방에 전열 부재(9)가 접촉하고 있는 것이 바람직하다.
그래서 본 발명의 제3 실시 형태의 또 하나의 바람직한 변형예 3-2에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)가 구비하는 전열 부재(9)는, 도관(4) 및 히터 플레이트(7)의 쌍방에 접촉하도록 구성되어 있다.
변형예 3-2에 관한 기화기(1)에 있어서는, 상기한 바와 같이 도관(4) 및 히터 플레이트(7)의 쌍방에 접촉하도록 전열 부재(9)가 구성되어 있다. 따라서, 기화기(1)를 구성하는 부재 중 가열이 필요한 도관(4)의 부분에 열을 보다 확실하게 전달할 수 있다.
<변형예 3-3>
변형예 3-2에 있어서는, 상기한 바와 같이 도관(4) 및 히터 플레이트(7)의 쌍방에 접촉하도록 전열 부재(9)가 구성되어 있다. 그러나 전술한 바와 같이, 도관(4)이 갖는 복잡한 구조에 정확하게 대응하는 형상을 갖는 전열 부재(9)를 제조하면서 정확하게 위치 정렬하여 조립 장착하는 것은 곤란하고, 예를 들어 기화기(1)의 제조 비용의 증대 및/또는 제조 효율의 저하 등의 문제로 이어질 우려도 있다.
그래서 본 발명자는, 예의 연구 결과, 가열이 필요한 도관(4)의 부분의 위치에 맞추어 전열 부재(9)의 길이가 유연하게 변화될 수 있도록 전열 부재(9)를 구성함으로써, 상기 문제를 해소할 수 있음을 알아냈다.
즉, 본 발명의 제3 실시 형태의 다른 또 하나의 바람직한 변형예 3-3에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)가 구비하는 전열 부재(9)는, 도관(4)에 접근하는 방향으로 가압된 가동 헤드(9d)를 구비한다. 또한, 가동 헤드(9d)는, 도관(4) 또는 도관(4)에 직접적으로 접촉하고 있는 부재와 직접적으로 접촉하고 있다.
가동 헤드(9d)의 가동 범위(도관(4)에 접근하는 방향으로 이동 가능한 거리) 및 도관(4)에 접근하는 방향의 가압력의 작용 범위(도관(4)에 접근하는 방향의 가압력이 작용하는 것이 가능한 가동 헤드(9d)의 위치의 범위)는, 가동 헤드(9d)를 접촉시키려고 하는 도관(4)의 위치에 따라서 적절하게 설정된다. 구체적으로는, 변형예 3-3에 관한 기화기(1)가 집성된 상태에 있어서, 도관(4)에 접근하는 방향의 가압력에 의해 가동 헤드(9d)가 도관(4)에 접촉 및/또는 압박되도록, 가동 헤드(9d)의 가동 범위 및 상기 가압력의 작용 범위가 설정된다.
변형예 3-3에 의하면, 도관(4)이 갖는 복잡한 구조에 정확하게 대응하는 형상을 갖는 전열 부재(9)를 제조하면서 정확하게 위치 정렬하여 조립 장착하는 일 없이, 기화기(1)가 집성된 상태에 있어서 가동 헤드(9d)를 도관(4)에 확실하게 접촉시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 기화기(1)의 제조 비용의 증대 및/또는 제조 효율의 저하 등의 문제를 저감시키면서, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로의 효율적인 열전달을 달성할 수 있다.
또한, 변형예 3-3에 관한 기화기(1)의 구체예로서는, 예를 들어 전열 부재(9)가 히터 플레이트(7)에 접촉하고 있는 본체부와 가동 헤드(9d)를 구비하고 있고, 가동 헤드(9d)는 본체부에 접촉하면서 미끄럼 이동 가능하게 구성되며 탄성체에 의해 도관(4)에 접근하는 방향으로 가압되고 있는 기화기(1)를 들 수 있다.
도 6은, 변형예 3-3에 관한 기화기(1)가 구비하는 전열 부재(9)의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 6에 나타내는 전열 부재(9)는, 원통형의 슬리브(9ds)와 슬리브(9ds)의 선단(즉, 도관(4)측의 단부)에 형성된 플랜지(9df)를 갖는 가동 헤드(9d)와, 원기둥형의 본체부(9e)를 구비한다. 또한, 슬리브(9ds)에는 본체부(9e)가 삽입되고, 슬리브(9ds)의 내측과 본체부(9e)의 외측이 적어도 부분적으로는 접촉하면서 미끄럼 이동 가능하게 구성되어 있다. 게다가, 전열 부재(9)는, 슬리브(9ds)의 외경보다 크면서 플랜지(9df)의 외경보다 작은 직경을 갖는 코일 스프링으로 이루어지는 탄성체(9f)를 구비하고, 탄성체(9f) 안에 슬리브(9ds) 및 본체부(9e)가 대략 동축형으로 배치되어 있다.
이 예에 있어서는, 전열 부재 고정 베이스(9g)를 개재하여 본체부(9e)의 일단부가 히터 플레이트(7)에 고정되면서 전열 부재 고정 베이스(9g)와 플랜지(9df) 사이에 탄성체(9f)가 압축되어 배치되어 있다. 이에 의해, 가동 헤드(9d)는 탄성체(9f)에 의해 도관(4)에 접근하는 방향으로 가압되고 있다. 또한, 슬리브(9ds)의 내벽에는 단차부가 형성되어 있고, 당해 단차부보다도 선단측의 슬리브(9ds)의 내경은 당해 단차부보다 히터 플레이트(7)측의 슬리브(9ds)의 내경보다도 크도록 구성되어 있다. 게다가, 본체부(9e)의 선단(즉, 도관(4)측의 단부)에는, 슬리브(9ds)의 선단측의 내경보다 작으면서 히터 플레이트(7)측의 내경보다 큰 외경을 갖는 와셔(9h)가 볼트(9i)에 의해 고정되어 있다. 이에 의해, 탄성체(9f)에 의한 가압력에 의해 가동 헤드(9d)가 본체부(9e)로부터 빠지는 일이 방지된다.
또한, 이 예에 있어서는, 1개의 공통의 전열 부재 고정 베이스(9g)를 사용하여 5개의 전열 부재(9)가 구성되어 있다. 그러나 본 발명에 관한 기화기(1)에 있어서는, 복수의 전열 부재 고정 베이스(9g) 각각에 1개 또는 2개 이상의 전열 부재(9)가 구성되어 있어도 된다. 또한, 탄성체(9f)는, 기화기(1)의 운전 조건(예를 들어, 온도 등)에 대한 내구성을 가지면서 가동 헤드(9d)를 도관(4)에 접근하는 방향으로 가압할 수 있는 한, 특별히 한정되지 않고, 상술한 코일 스프링 이외의 탄성체(예를 들어, 판 스프링 및 고무 등)를 탄성체(9f)로서 사용해도 된다. 또한, 이 예에 있어서는, 원통형의 슬리브(9ds) 및 슬리브(9ds)의 선단에 형성된 플랜지(9df)를 갖는 가동 헤드(9d)와 원기둥형의 본체부(9e)를 구비하는 전열 부재(9)를 예시하였지만, 전열 부재(9)의 구체적인 구성은 당해 예시에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 원통형의 본체부와 당해 본체부 안에 미끄럼 이동 가능하게 삽입 관통된 원기둥형의 축부 및 당해 축부의 선단에 형성된 헤드부를 갖는 가동부에 의해 전열 부재(9)가 구성되어 있어도 된다.
다음으로, 도 7은, 도 6에 나타낸 전열 부재(9)가 기화기(1)에 내장된 상태의 일례를 나타내는 (a) 우측면도 및 (b) 사시도이다. 상술한 바와 같이 가동 헤드(9d)는 소정의 가동 범위 내에서 본체부(9e)에 접촉하면서 미끄럼 이동 가능하게 구성되어 있으며, 탄성체(9f)에 의해 도관(4)에 접근하는 방향으로 가압되고 있다. 따라서, 기화기(1)에 내장된 상태에서 가동 헤드(9d)를 접촉시키려고 하는 도관(4) 등의 부분이 가동 헤드(9d)의 가동 범위 내에 위치하는 한, 도관(4)의 구조에 정확하게 대응하는 형상을 갖는 전열 부재(9)를 제조하거나 가동 헤드(9d)와 도관(4)을 정확하게 위치 정렬하거나 하는 일 없이, 가동 헤드(9d)를 도관(4)에 확실하게 접촉시킬 수 있다.
도 7에 나타내는 예에 있어서는, 5개의 가동 헤드(9d)의 선단은, 탄성체(9f)에 의해 가압되어, 도관(4)을 구성하는 복수의 배관(4b) 및 이들 배관(4b)을 접속하는 복수의 조인트 블록(4a)으로 이루어지는 매니폴드(4c)의 각 부분에 각각 압박되어 있다. 이에 의해, 5개의 가동 헤드(9d)는 도관(4)을 구성하는 배관(4b) 및 이들 배관(4b)을 접속하는 조인트 블록(4a)과 직접적으로 각각 접촉하고 있다. 즉, 가동 헤드(9d)는 도관(4) 또는 도관(4)에 직접적으로 접촉하고 있는 부재와 직접적으로 접촉하고 있다. 그 결과, 예를 들어 기화기(1)의 제조 비용의 증대 및/또는 제조 효율의 저하 등의 문제를 저감시키면서, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로의 효율적인 열전달을 달성할 수 있다.
또한, 도 7에 나타낸 예에 있어서는, 5개의 가동 헤드(9d)가 접촉하는 모든 도관(4) 및 조인트 블록이 히터 플레이트(7)로부터 거의 동일한 거리에 배치되어 있다. 그러나 개개의 전열 부재(9)를 구성하는 본체부(9e)의 길이 및/또는 슬리브(9ds)의 길이 등을 변경함으로써, 히터 플레이트(7)로부터 다양한 거리에 배치되어 있는 도관(4) 등에 가동 헤드(9d)를 접촉시킬 수도 있다.
또한, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이 예에 있어서의 전열 부재 고정 베이스(9g)는, 알루미늄계 재료에 의해 형성된 대략 U자형의 이형 단면을 갖는 부재이며, 도면을 향해 연직 방향에 있어서의 하측의 외표면(9c)은, 히터 플레이트(7)에 밀착되어 있는 밸브의 조인트 블록(8d)의 측면에 접촉하고 있다. 즉, 이 예에 있어서의 전열 부재 고정 베이스(9g)는, 히터 플레이트(7)로부터 밸브로 열을 전달하는 전열 부재로서도 기능한다. 이와 같이, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 히터 플레이트(7)로부터 밸브로 열을 전달하는 전열 부재를 더 구비하고 있어도 되고, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하는 기능과 히터 플레이트(7)로부터 밸브로 열을 전달하는 기능을 1개의 전열 부재에 의해 달성하도록 해도 된다.
<제4 실시 형태>
바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 유량 측정 수단(5)이 질량 유량계 또는 질량 유량 제어 장치이다. 상술한 바와 같이, 질량 유량계로서는, 공지의 열식 질량 유량계 또는 압력식 질량 유량계를 사용할 수 있다. 질량 유량계는, 가스의 유량을 정밀하게 측정할 수 있기 때문에, 기화기(1)로부터 공급된 가스의 양을 정확하게 관리할 수 있다. 질량 유량 제어 장치는, 가스의 유량을 제어하기 위한 밸브 및 제어 회로를 질량 유량계에 추가하여 마련한 것이다. 질량 유량 제어 장치를 사용하는 경우, 기화기(1)로부터 공급되는 가스의 유량을 미리 정해진 목표 유량에 접근시키도록 제어할 수 있다. 또한, 질량 유량 제어 장치에 마련된 밸브를 사용함으로써, 기화기(1)의 밸브(8)를 생략할 수 있다. 즉, 질량 유량 제어 장치가 구비하는 밸브를 기화기(1)의 밸브(8)로서 사용할 수 있다.
실시예
<구성>
이하, 본 발명의 실시예에 관한 기화기(1b)의 구성에 대해 설명한다. 도 8은, 기화기(1b)의 구성의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 8에 관한 설명에 있어서는, 복수의 화살표에 의해 도면 중에 나타내는 바와 같이, 기화기(1b)의 정면측이 F측, 배면측이 B측, 우측면측이 R측, 좌측면측이 L측, 상면측이 U측, 및 저면측이 D측이라고 각각 칭해지는 경우가 있다. 또한, 기화기(1b) 구성을 알기 쉽게 하는 것을 목적으로 하여 캐비닛(3)의 일부 및 히터 플레이트(7)는 생략되어 있다. 단, 캐비닛(3)의 분리 가능한 면인 탈착면(3b) 및 우측면(R측의 면)을 구성하는 패널만이 기화기(1b)의 그 밖의 구성 부품과 간격을 두고 그려져 있다.
기화기(1b)는, 액체 재료를 가열하여 가스를 발생시키는 탱크(2)와, 탱크(2)를 수납하는 캐비닛(3)과(일부에 대해 도시하지 않음), 상기 가스를 캐비닛(3)의 외부로 공급하는 도관(3)과, 도관(4)을 흐르는 상기 가스의 유량을 측정하는 유량 측정 수단(5)과, 도관(4)을 가열하는 히터 플레이트(7)(도시하지 않음)를 구비한다. 캐비닛(3)은 분리 가능한 면인 탈착면(3b)을 갖는다.
또한, 기화기(1b)는, 캐비닛(3)의 설치면(3c)(도시하지 않음)에 직접적으로 고정된 제1 지지 부재(6)를 갖는다. 유량 측정 수단(5)은, 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있고, 유량 측정 수단(5)과 탈착면(3b) 사이에서 히터 플레이트(7)(도시하지 않음)가 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있다.
또한, 탱크(2)와 유량 측정 수단(5) 사이에는, 가스의 공급의 개시 및 정지를 행하는 밸브(8)가 개재 장착되어 있다. 밸브(8)의 개방도를 조정함으로써, 탱크(2)에서 발생한 가스를 반도체 제조 장치 등에 적절한 타이밍에 적절한 양만큼 공급할 수 있다. 또한, 기화기(1b)가 구비하는 밸브(8)는 상술한 다이어프램 밸브이다.
상기 구성에 의해, 유량 측정 수단(5) 및/또는 밸브(8)의 기화기(1b)에의 설치 및 기화기(1b)로부터의 분리 조작은, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 분리한 후의 개방된 공간에서 행할 수 있다. 또한, 제1 지지 부재(6)와 히터 플레이트(7)의 고정 부분 및 제1 지지 부재(6)와 유량 측정 수단(5)의 고정 부분은, 모두 탈착면(3b)측에 노출되어 있으므로, 드라이버 등의 공구가 닿기 쉽다. 따라서, 본 발명의 실시예에 관한 기화기(1b)에 있어서는, 종래 기술에 관한 기화기(1a)에 비해, 유량 측정 수단(5) 및/또는 밸브(8)의 설치 및 분리 조작을 보다 용이하게 행할 수 있다.
게다가, 기화기(1b)에 있어서는, 유량 측정 수단(5)과 히터 플레이트(7) 사이에 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 갖고, 유량 측정 수단(5)이 유량 측정 수단 고정 베이스(5b)를 개재하여 제1 지지 부재(6)에 의해 지지되어 있다. 또한, 밸브(8)와 히터 플레이트(7) 사이에 밸브 고정 베이스(8b)를 갖고, 밸브(8)가 밸브 고정 베이스(8b)를 개재하여 히터 플레이트(7)에 고정되어 있다. 이들 구성에 의해, 히터 플레이트(7)에 의해 발생하는 열이 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)에 효율적으로 전달되어, 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 기화기(1b)는, 좌측면측(L측) 및 우측면측(R측)에 병렬로 배치된 2개의 질량 유량 제어 장치 MFC1 및 MFC2를 유량 측정 수단(5)으로서 구비하고 있다. 즉, 기화기(1b)에 있어서는, 1개의 도관(4), 1개의 유량 측정 수단(5)(질량 유량 제어 장치 MFC1 또는 MFC2), 및 1개의 제1 지지 부재(6)를 갖는 1세트의 가스 공급 라인이 캐비닛(3)의 내부에 2세트 마련되어 있다. 또한, 이들 2세트의 가스 공급 라인으로 분기되는 매니폴드(4c)의 상류측에 1개의 공통의 밸브(8)가 개재 장착되어 있다. 즉, 기화기(1b)는, 전술한 변형예 2-3에 대응하는 구성을 갖는다. 또한, 예를 들어 액체 재료의 가스를 퍼지하기 위한 퍼지 가스를 기화기(1b)에 공급하기 위한 배관 및 액체 재료를 탱크(2)에 공급하기 위한 배관 등도 도 8에 그려져 있지만, 이들 배관 등에 대해서는 당업자들에게 주지이므로, 여기서의 설명은 생략한다.
<기화기에 있어서의 온도차의 측정>
전술한 바와 같이, 탱크(2)에서 액체 재료로부터 발생한 가스의 노점보다도 도관(4)의 온도가 낮으면, 도관(4)의 내부에서 가스가 응결되어 액체로 돌아가 버릴 우려가 있다. 이와 같이 도관(4)의 내부에서 가스가 응결되면, 기화기에 의해 공급되는 가스의 농도가 변동되거나 가스의 공급이 정지하거나 할 우려가 있다. 이러한 문제를 확실하게 저감시키기 위해서는, 히터 플레이트(7)에 의해 가열되는 도관(4), 유량 측정 수단(5), 및 밸브(8)를 포함하는 가스의 공급 경로에 있어서의 온도 불균일을 작게 하는 것이 중요하다. 그래서 본 실시예에 관한 기화기(1b) 및 그 변형예에 대해, 캐비닛(3)의 내부에 있어서의 복수의 개소의 온도를 측정하였다.
실시예 1에 관한 기화기는 전술한 변형예 2-3에 대응하는 구성을 갖는 기화기(1b)이다. 또한, 실시예 1에 관한 기화기에 있어서는, 밸브 고정 베이스(8b)의 일부가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 구성하는 패널에 고정됨으로써 밸브(8)가 직접적으로 지지되어 있다. 또한, 실시예 1에 관한 기화기는, 전열 부재(9)를 구비하고 있지 않다.
실시예 2에 관한 기화기는, 전술한 변형예 3-1에 관한 기화기(1)와 마찬가지인 전열 부재(9)를 구비하는 점을 제외하고, 실시예 1에 관한 기화기와 마찬가지의 구성을 갖는다. 구체적으로는, 실시예 2에 관한 기화기는, 도 5에 나타낸 복사식 전열 부재(9)를 구비하고, 전열 부재(9)의 선단부로부터의 복사에 의해 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하도록 구성되어 있다.
실시예 3에 관한 기화기는, 전술한 변형예 3-3에 관한 기화기(1)와 마찬가지인 전열 부재(9)를 구비하는 점을 제외하고, 실시예 1에 관한 기화기와 마찬가지의 구성을 갖는다. 구체적으로는, 실시예 3에 관한 기화기는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 히터 플레이트(7)에 접촉하고 있는 본체부(9e)와 가동 헤드(9d)를 구비하고, 가동 헤드(9d)는 본체부에 접촉하면서 미끄럼 이동 가능하게 구성되어 있으며, 탄성체에 의해 도관(4)에 접근하는 방향으로 가압되고 있고, 가동 헤드부(9d)가 도관(4)에 접촉하고 있는 접촉식 전열 부재(9)를 구비한다. 이에 의해, 실시예 3에 관한 기화기는, 도관(4) 및 히터 플레이트(7)의 쌍방에 접촉하고 있는 전열 부재(9)를 거치는 열전도에 의해 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하도록 구성되어 있다.
실시예 4에 관한 기화기는, 전술한 변형예 2-6에 관한 기화기(1)와 마찬가지인 제2 지지 부재(8c)를 개재하여 밸브(8)가 간접적으로 지지되어 있는 점을 제외하고, 실시예 3에 관한 기화기와 마찬가지의 구성을 갖는다. 구체적으로는, 실시예 4에 관한 기화기에 있어서는, 실시예 1 내지 실시예 3에 관한 기화기에 있어서와 같이 밸브 고정 베이스(8b)의 일부가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 구성하는 패널에 고정됨으로써 밸브(8)가 직접적으로 지지되어 있지 않다. 그 대신에, 도 4에 나타낸 바와 같은 구성을 가지면서 열을 전달하기 어려운 제2 지지 부재(8c)에 의해 밸브(8)가 지지되어 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 실시예 1 내지 실시예 4에 관한 4종의 기화기가 상술한 2개의 유량 측정 수단(5) 중 우측면측(R측)에 배치된 질량 유량 제어 장치 MFC2의 입구측의 조인트 블록의 측면(E점)의 온도가 90℃가 되도록 제어하였다. 그리고 이 상태를 유지하면서, 이하에 열거하는 A점 내지 F점의 6개소(측온 부위)의 온도를 각각 측정하고, E점과의 온도차를 구하였다.
(A) 밸브 조인트 블록(8a)의 측면의 중앙부
(B) 매니폴드(4c)의 상류측(밸브(8)와 연통되는 배관)
(C) 매니폴드(4c)의 분기점
(D) 질량 유량 제어 장치 MFC1(L측)의 입구측의 조인트 블록(5a)의 측면의 중앙부
(E) 질량 유량 제어 장치 MFC2(R측)의 입구측의 조인트 블록(5a)의 측면의 중앙부
(F) 질량 유량 제어 장치 MFC2(R측)의 출구측의 배관
또한, 상기 6개의 측온 부위(A점 내지 F점)를 도 9 및 도 10에 나타낸다. 도 9는, 본 발명의 실시예에 관한 기화기(1b)에 있어서의 각 측온 부위를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 10은, 기화기(1b)에 있어서의 각 측온 부위를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
상기한 바와 같이 하여 측정된 A점 내지 F점의 각 온도와 E점의 온도차 ΔT(＝각 측온 부위의 온도－E점의 온도) 및 실시예 1 내지 실시예 4 각각에 있어서의 온도차의 최댓값 ΔTmax를 이하의 표 1에 열거한다.
Figure pct00001
<평가>
실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 것에 관한 기화기에 있어서도, 본 발명에 관한 다른 실시 형태에 관한 기화기와 마찬가지로, 유량 측정 수단 고정 베이스(5b) 및 밸브 고정 베이스(8b)를 거쳐서, 히터 플레이트(7)에 의해 발생한 열이 유량 측정 수단(5) 및 밸브(8)에 전달된다. 따라서, 탱크(2)에서 액체 재료로부터 발생한 가스가 도관(4)의 내부에서 응결되어 액체로 돌아가 버릴 우려를 저감시킬 수 있다.
그러나 표 1에 나타나 있는 바와 같이, 실시예 1에 관한 기화기에 있어서는, 실시예 2 내지 실시예 4에 관한 기화기에 비해, 6개의 측온 개소 사이에 있어서의 온도의 변동이 크고, 특히 기준이 되는 E점과 A점 사이의 온도차 ΔT가 현저하게 크다(ΔTmax＝-16.9℃). 이러한 상태에 있어서는, A점의 근방에서 가스가 응결되어 액체로 돌아가 버릴 우려가 높다. 이것은, 상술한 바와 같이, 실시예 1에 관한 기화기가 전열 부재(9)를 구비하고 있지 않은 데다가, 밸브 고정 베이스(8b)의 일부가 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 구성하는 패널에 직접 고정됨으로써 밸브(8)가 지지되어 있는 것에 기인하는 것이라고 생각할 수 있다. 구체적으로는, 실시예 1에 관한 기화기가 전열 부재(9)를 구비하고 있지 않기 때문에, 실시예 2 내지 실시예 4에 관한 기화기에 비해, 도관(4)의 가열 및 보온이 불충분하다고 생각할 수 있다. 게다가, 캐비닛(3)의 탈착면(3b)을 구성하는 패널에 밸브(8)가 직접적으로 고정되어 있기 때문에, 히터 플레이트(7)로부터 밸브 고정 베이스(8b)로 전달되는 열이 캐비닛(3)의 외부로 방출되어 버려, 밸브(8)를 충분히 가열하지 못한 것이라고 생각할 수 있다.
한편, 실시예 2 및 실시예 3에 관한 기화기는, 실시예 1에 관한 기화기와는 달리, 각각 복사식 및 접촉식 전열 부재(9)를 구비하고 있다. 그 결과, 실시예 2 및 실시예 3에 관한 기화기에 있어서는, 실시예 1에 관한 기화기에 비해, 6개의 측온 개소 사이에 있어서의 온도의 변동이 작고, 기준이 되는 E점과 각 측온 개소 사이의 온도차 ΔT의 최댓값 ΔTmax도 대폭 작아졌다(각각, ΔTmax＝-9.4℃ 및 ΔTmax＝-9.5℃). 따라서, 실시예 2 및 실시예 3에 관한 기화기에 있어서는, 실시예 1에 관한 기화기에 비해, 도관(4)의 내부에서 가스가 응결되어 액체로 돌아가 버릴 우려가 낮다.
또한, 실시예 4에 관한 기화기에 있어서는, 실시예 1 내지 실시예 3에 관한 기화기에 비해, A점 내지 C점에 있어서의 온도차 ΔT가 더욱 작아지고, 기준이 되는 E점과 각 측온 개소 사이의 온도차 ΔT의 최댓값 ΔTmax도 더욱 작아졌다. 이것은, 상술한 바와 같이, 실시예 4에 관한 기화기에 있어서는 열을 전달하기 어려운 제2 지지 부재(8c)에 의해 밸브(8)가 지지되어 있기 때문에, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열의 캐비닛(3)의 외부로의 방출이 억제되었기 때문이라고 생각할 수 있다.
<정리>
본 발명의 실시예에 관한 상기 설명으로부터도 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기화기의 폭을 좁히거나, 기화기의 내부에 복수의 가스 공급 라인을 마련하거나 한 경우에 있어서도, 기화기에 설치된 유량 측정 수단 및 밸브를 점검 또는 수리 등을 목적으로 하여 분리하거나, 다시 설치하거나 하는 조작을 용이하게 행할 수 있는 기화기를 제공할 수 있다. 또한, 히터 플레이트(7)로부터 도관(4)으로 열을 전달하는 전열 부재를 더 구비함으로써, 도관(4)이 긴 경우에 있어서도, 히터 플레이트(7)의 열을 도관(4)에 전달하여 가스의 온도의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 열을 전달하기 어려운 제2 지지 부재(8c)를 개재하여 캐비닛(3)의 탈착면(3b) 이외의 개소에 밸브(8)를 고정함으로써, 밸브(8)의 용량이 크기 때문에 도관(4)과의 접합에 의해 밸브(8)를 지지하는 것이 곤란한 경우에 있어서도 밸브(8)를 확실하게 지지함과 함께, 히터 플레이트(7)로부터 밸브(8)로 전달되는 열의 캐비닛(3)의 외부로의 방출을 억제하여, 밸브(8)에 있어서의 가스의 응결을 유효하게 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 설명하는 것을 목적으로 하여, 특정 구성을 갖는 몇몇 실시 형태 및 변형예, 그리고 실시예에 대해, 때로는 첨부 도면을 참조하면서 설명하였지만, 본 발명의 범위는, 이들 예시적인 실시 형태 및 변형예, 그리고 실시예에 한정되어 해석되어서는 안되며, 청구범위 및 명세서에 기재된 사항의 범위 내에서, 적절하게 수정을 가하는 것이 가능한 것은 물론이다.
1 : 기화기
1a : 기화기(종래 기술)
1b : 기화기(실시예)
2 : 탱크
2a : 탱크 히터
3 : 캐비닛
3a : 단열재
3b : 탈착면
3c : 설치면
4 : 도관
4a : 도관 조인트 블록
4b : 배관
4c : 매니폴드
5 : 유량 측정 수단
5a : 유량 측정 수단 조인트 블록
5b : 유량 측정 수단 고정 베이스
6 : 제1 지지 부재
7 : 히터 플레이트
8 : 밸브
8a : 밸브 조인트 블록
8b : 밸브 고정 베이스
8c : 제2 지지 부재
8cs : 스페이서
8d : 밸브 조인트 블록
9 : 전열 부재
9a : 외표면(히터 플레이트에 가까운 측의 단부)
9b : 외표면(히터 플레이트로부터 먼 측의 단부)
9c : 외표면(밸브 조인트 블록에 접촉하고 있는 외표면)
9d : 가동 헤드
9ds : 슬리브
9df : 플랜지
9e : 본체부
9f : 탄성체(스프링)
9g : 전열 부재 고정 베이스
9h : 와셔
9i : 볼트

Claims (17)

  1. 액체 재료를 가열하여 가스를 발생시키는 탱크와,
    상기 탱크를 수납하는 캐비닛과,
    상기 가스를 상기 캐비닛의 외부로 공급하는 도관과,
    상기 도관을 흐르는 상기 가스의 유량을 측정하는 유량 측정 수단과,
    상기 도관을 가열하는 히터 플레이트
    를 구비하고,
    분리 가능한 면인 탈착면을 상기 캐비닛이 갖는
    기화기이며,
    상기 캐비닛의 상기 탈착면 이외의 개소에 직접적 또는 간접적으로 고정된 제1 지지 부재를 갖고,
    상기 유량 측정 수단이 상기 제1 지지 부재에 의해 지지되어 있고,
    상기 유량 측정 수단과 상기 탈착면 사이에서 상기 히터 플레이트가 상기 제1 지지 부재에 의해 지지되어 있는,
    기화기.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 유량 측정 수단과 상기 도관의 접합부가 상기 캐비닛의 상기 탈착면에 대향하는 면인 대향면보다도 상기 탈착면에 가까운 위치에 배치되어 있는,
    기화기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유량 측정 수단과 상기 히터 플레이트 사이에 유량 측정 수단 고정 베이스를 갖고, 상기 유량 측정 수단이 상기 유량 측정 수단 고정 베이스를 개재하여 상기 제1 지지 부재에 의해 지지되어 있는, 기화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유량 측정 수단과 상기 유량 측정 수단 고정 베이스 사이에 유량 측정 수단 조인트 블록을 갖고, 상기 도관이 상기 유량 측정 수단 조인트 블록과 접합되어 있는, 기화기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탱크와 상기 유량 측정 수단 사이에, 상기 가스의 공급의 개시 및 정지를 행하는 밸브를 갖는, 기화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브와 상기 히터 플레이트 사이에 밸브 고정 베이스를 갖고, 상기 밸브가 상기 밸브 고정 베이스를 개재하여 상기 히터 플레이트에 고정되어 있는, 기화기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸브와 상기 밸브 고정 베이스 사이에 밸브 조인트 블록을 갖고, 상기 도관이 상기 밸브 조인트 블록과 접합되는, 기화기.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    1개의 도관, 1개의 유량 측정 수단, 1개의 제1 지지 부재 및 1개의 밸브를 갖는 1세트의 가스 공급 라인이 상기 캐비닛의 내부에 복수 세트 마련되어 있는, 기화기.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비닛의 상기 탈착면 이외의 개소에 직접적 또는 간접적으로 고정된 제2 지지 부재를 갖고,
    상기 밸브는 상기 제2 지지 부재에 의해 직접적 또는 간접적으로 지지되어 있고,
    상기 밸브로부터 상기 제2 지지 부재를 거쳐서 상기 캐비닛으로 운반되는 열량이 상기 히터 플레이트로부터 상기 밸브 고정 베이스를 거쳐서 상기 밸브로 운반되는 열량보다 작도록 상기 제2 지지 부재가 구성되어 있는,
    기화기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 지지 부재는,
    상기 밸브 고정 베이스를 구성하는 재료의 열전도율보다 작은 열전도율을 갖는 재료에 의해 구성되어 있고, 또한/또는
    상기 제2 지지 부재를 거치는 열유로의 단면적의 최솟값이 상기 밸브 고정 베이스를 거치는 열유로의 단면적의 최솟값보다도 작도록 구성되어 있는,
    기화기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 지지 부재는 상기 밸브 고정 베이스의 상기 밸브측의 단부면 또는 당해 단부면보다도 상기 밸브에 가까운 개소에서 상기 밸브를 지지하도록 구성되어 있는,
    기화기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트로부터 상기 도관으로 열을 전달하는 1개 또는 2개 이상의 전열 부재를 갖는, 기화기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전열 부재의 상기 히터 플레이트로부터 먼 측의 단부가 상기 도관 및 상기 도관에 직접적으로 접촉하고 있는 부재 중 어느 것에도 직접적으로는 접촉하고 있지 않으면서, 상기 단부로부터의 복사에 의해 상기 히터 플레이트로부터 상기 도관으로 열을 전달하도록 상기 전열 부재가 구성되어 있는, 기화기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전열 부재는 상기 도관 및 상기 히터 플레이트의 쌍방에 접촉하도록 구성되어 있는, 기화기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전열 부재는 상기 도관에 접근하는 방향으로 가압된 가동 헤드를 구비하고 있고,
    상기 가동 헤드는 상기 도관 또는 상기 도관에 직접적으로 접촉하고 있는 부재와 직접적으로 접촉하고 있는,
    기화기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전열 부재는 상기 히터 플레이트에 접촉하고 있는 본체부와 상기 가동 헤드를 구비하고 있고,
    상기 가동 헤드는, 상기 본체부에 접촉하면서 미끄럼 이동 가능하게 구성되고, 또한 탄성체에 의해 상기 도관에 접근하는 방향으로 가압되고 있는,
    기화기.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유량 측정 수단이 질량 유량계 또는 질량 유량 제어 장치인, 기화기.
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