JP2000163133A - Fluid supply pressure control structure for fluid material supplying device - Google Patents
Fluid supply pressure control structure for fluid material supplying deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造ライン
等に液体から気化される特殊ガスを供給するための液体
材料供給装置の技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a liquid material supply apparatus for supplying a special gas vaporized from a liquid to a semiconductor manufacturing line or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体、液晶ディスプレイ等の製造工程
では、アルシン（ＡｓＨ3）等の特殊ガスが使用され
る。これらの特殊ガスは強い毒性を有するため、外部に
ガスが漏洩することがないように、漏洩センサ、緊急停
止弁等が設置された所定の安全基準を満たす供給装置に
よって取り扱われなければならない。最近では、これら
の特殊ガスは、液体の状態で装置に供給され、装置内部
で必要量だけが加熱気化された後、半導体製造ライン等
に供給されるようになっている。2. Description of the Related Art A special gas such as arsine (AsH3) is used in a manufacturing process of a semiconductor, a liquid crystal display and the like. Since these special gases are highly toxic, they must be handled by a supply device that meets certain safety standards, such as a leak sensor, an emergency stop valve, etc., so that the gas does not leak outside. Recently, these special gases are supplied to the apparatus in a liquid state, and only a necessary amount is heated and vaporized inside the apparatus, and then supplied to a semiconductor manufacturing line or the like.
【０００３】図２は、従来の液体材料供給装置５０の構
成の一例を示す。この液体材料気化供給装置５０は、液
体貯蔵用タンク６２及び液体供給用タンク６４を具えた
液体供給部６０を具えている。FIG. 2 shows an example of the configuration of a conventional liquid material supply device 50. The liquid material vaporization supply device 50 includes a liquid supply unit 60 having a liquid storage tank 62 and a liquid supply tank 64.
【０００４】液体貯蔵用タンク６２には、気送配管９２
及び液送配管９４がそれぞれ連結されている。気送配管
９２から供給されたガスによって、液体貯蔵用タンク６
２内の液体に圧力がかけられると、液体貯蔵用タンク６
２内の液体は液送配管９４内を上昇して、液体供給用タ
ンク６４に圧送される。なお、気送配管９２から供給さ
れるガスとしては、装置に供給される液体に溶解した
り、この液体と反応することのない、ヘリウムや窒素等
の安定したガスが使用される。The liquid storage tank 62 has a pneumatic piping 92
And a liquid feed pipe 94 are connected to each other. The gas supplied from the pneumatic piping 92 causes the liquid storage tank 6
When pressure is applied to the liquid in the tank 2, the liquid storage tank 6
The liquid in 2 rises in the liquid supply pipe 94 and is pressure-fed to the liquid supply tank 64. As the gas supplied from the air supply pipe 92, a stable gas such as helium or nitrogen which does not dissolve in or react with the liquid supplied to the apparatus is used.
【０００５】液体供給用タンク６４は、図示しない複数
の液体用マスフローコントローラ（ＭＦＣ）に接続さ
れ、そこから、気化部（図示せず。）に送られるように
なっている。[0005] The liquid supply tank 64 is connected to a plurality of liquid mass flow controllers (MFCs), not shown, from which the liquid is supplied to a vaporizing section (not shown).
【０００６】上述したように、液体供給用タンク６４に
圧力調整されたガス（ヘリウム、窒素等）が供給され、
これにより、液体材料は図示しないマスフローコントロ
ーラに圧送される。液体供給用タンク６４は、図示しな
いレベル計等によって液量がコントロールされており、
液体貯蔵用タンク６２から減量分が供給されるようにな
っている。液体供給用タンク６４の圧力は、このタンク
６４からの液体材料流出速度、液体材料の供給量、マス
フローコントローラの流量設定、マスフローコントロー
ラの稼働台数等に影響される。一方、このタンク６４に
液体材料が補充されるためには、圧力をベント側に抜か
ねばならない。As described above, the gas (helium, nitrogen, etc.) whose pressure has been adjusted is supplied to the liquid supply tank 64,
Thereby, the liquid material is pressure-fed to a mass flow controller (not shown). The liquid amount of the liquid supply tank 64 is controlled by a level meter (not shown).
The reduced amount is supplied from the liquid storage tank 62. The pressure of the liquid supply tank 64 is affected by the outflow speed of the liquid material from the tank 64, the supply amount of the liquid material, the flow rate setting of the mass flow controller, the number of operating mass flow controllers, and the like. On the other hand, in order to replenish the tank 64 with the liquid material, the pressure must be released to the vent side.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記圧力の抜き方によ
って液体供給用タンク６４の圧力が変動し、マスフロー
コントローラとそれにつながる気化器の安定性に悪影響
が出ることになる。マスフローコントローラへの液体材
料供給圧力が変化すると、下流の気化器を通して、ガス
流量が不安定になるばかりでなく、液に溶けているガス
が出て来たりする問題もある。ところが、従来は、液体
供給用タンク６４の容積をできるだけ大きくしたり、こ
のタンク６４の圧力をベント側に抜く際にオリフィスを
介在させ、このオリフィスの開度を手動で変える程度の
対応しかなされていないため、複数のマスフローコント
ローラに安定して液体材料を供給することができなかっ
た。The pressure in the liquid supply tank 64 fluctuates depending on the method of releasing the pressure, which adversely affects the stability of the mass flow controller and the vaporizer connected thereto. When the supply pressure of the liquid material to the mass flow controller changes, not only the gas flow rate becomes unstable through the downstream vaporizer, but also the gas dissolved in the liquid comes out. Conventionally, however, only measures have been taken to increase the volume of the liquid supply tank 64 as much as possible or to manually change the opening of the orifice by interposing an orifice when the pressure of the tank 64 is released to the vent side. Therefore, the liquid material could not be stably supplied to a plurality of mass flow controllers.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、液体貯蔵用タ
ンクから液体供給用タンクに液体材料を圧送し、さらに
前記液体供給用タンクから複数のマスフローコントロー
ラに前記液体材料を圧送するようにした液体材料供給装
置において、前記液体供給用タンクの上部空間の圧力を
圧力コントロール手段でコントロールするようにした液
体材料供給装置の液体供給圧力コントロール構造によっ
て、前記の課題を解決した。According to the present invention, a liquid material is pumped from a liquid storage tank to a liquid supply tank, and the liquid material is pumped from the liquid supply tank to a plurality of mass flow controllers. In the liquid material supply device, the above-mentioned problem is solved by a liquid supply pressure control structure of the liquid material supply device in which the pressure in the upper space of the liquid supply tank is controlled by a pressure control means.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によれば、液体貯蔵用タンクから液体供
給用タンクへの液体材料の供給をおこないながら液体供
給用タンクから複数のマスフローコントローラに液体材
料を供給しても、液体供給用タンクから複数のマスフロ
ーコントローラに液体材料を圧送する際の圧力変動を小
さくすることができ、その結果、マスフローコントロー
ラから気化部への液体材料の供給が安定したものとな
る。According to the present invention, even when the liquid material is supplied from the liquid supply tank to the plurality of mass flow controllers while the liquid material is supplied from the liquid storage tank to the liquid supply tank, the liquid material is supplied from the liquid supply tank. Pressure fluctuations when the liquid material is pumped to the plurality of mass flow controllers can be reduced, and as a result, the supply of the liquid material from the mass flow controller to the vaporizing section becomes stable.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１に、本発明の第１実施形態に
よる液体材料供給装置１０の概略構成図を示す。この液
体材料供給装置１０は液体供給部２０とマスフローコン
トローラ部３０からなり、液体供給部２０は、液体貯蔵
用タンク２２及び液体供給用タンク２４を具えている。
液体供給部２０の液体供給用タンク２４の形状は特に限
定されないが、その容積は、液体材料供給装置１０内に
供給された全ての流体を液体の状態で収容しても、なお
余裕があるように設定されている。FIG. 1 is a schematic structural view of a liquid material supply device 10 according to a first embodiment of the present invention. The liquid material supply device 10 includes a liquid supply unit 20 and a mass flow controller unit 30. The liquid supply unit 20 includes a liquid storage tank 22 and a liquid supply tank 24.
The shape of the liquid supply tank 24 of the liquid supply unit 20 is not particularly limited. However, the volume of the liquid supply tank 24 is such that there is still enough room to accommodate all the fluids supplied to the liquid material supply device 10 in a liquid state. Is set to
【００１１】液体供給部２０の液体供給用タンク２４内
にある液体材料は、配管４０を通ってマスフローコント
ローラ部３０へ圧送される。マスフローコントローラ部
３０には３つのマスフローコントローラ３２，３４，３
６が設けられている場合を示したが、これに限定されな
いことは言うまでもない。The liquid material in the liquid supply tank 24 of the liquid supply section 20 is sent to the mass flow controller section 30 through a pipe 40 under pressure. The mass flow controller unit 30 includes three mass flow controllers 32, 34, 3
6 is provided, it is needless to say that the present invention is not limited to this.
【００１２】液体供給部２０は、液体貯蔵用タンク２２
内の液体材料にガスによる圧力をかける手段を具え、こ
れによって液体貯蔵用タンク２２内の液体材料が配管２
６内部を上昇し、液体供給用タンク２４へと圧送される
ようになっている。The liquid supply section 20 includes a liquid storage tank 22.
Means for applying gas pressure to the liquid material in the tank, whereby the liquid material in the liquid storage tank 22 is
6 and is fed under pressure to the liquid supply tank 24.
【００１３】液体材料の圧送用ガスは、レギュレータ２
７、バルブ２３ａを通って液体供給用タンク２４の液面
を押圧し、圧力コントロールバルブ２９からベント側に
流れるようになっている。液体供給用タンク２４内のガ
ス圧は、圧力センサ２５によって検知され、この信号に
よって、圧力コントロールバルブ２９が作動するように
なっている。The pressure gas for the liquid material is supplied to the regulator 2
7. The liquid level of the liquid supply tank 24 is pressed through the valve 23a, and flows from the pressure control valve 29 to the vent side. The gas pressure in the liquid supply tank 24 is detected by a pressure sensor 25, and the pressure control valve 29 is operated by this signal.
【００１４】符号２８は、液体貯蔵用タンク２２と液体
供給用タンク２４を連結する配管に設けられたバルブで
ある。また、符号２３ｂは、液体貯蔵用タンク２２から
液体供給用タンク２４に液体材料を圧送するガスと液体
供給用タンク２４からマスフローコントローラ部３０に
液体材料を圧送するガスを同一の供給源から取るために
設置されたバルブである。Reference numeral 28 denotes a valve provided on a pipe connecting the liquid storage tank 22 and the liquid supply tank 24. Reference numeral 23b denotes a gas for pumping the liquid material from the liquid storage tank 22 to the liquid supply tank 24 and a gas for pumping the liquid material from the liquid supply tank 24 to the mass flow controller 30 from the same supply source. It is a valve installed in.
【００１５】なお、理解しやすくするため、図面では、
液体材料が圧送される配管を太く表示している。[0015] In order to facilitate understanding, in the drawings,
The piping through which the liquid material is pumped is shown thick.
【００１６】図１の実施形態は以下のように作動する。
液体貯蔵用タンク２２内に加えるガス圧力と、液体供給
用タンク２４内に加えるガス圧力が同じであると、液体
貯蔵用タンク２２内の液体材料は液体供給用タンク２４
内に供給されない。この状態で、液体供給用タンク２４
内から配管４０を介してマスフローコントローラ部３０
への供給が発生した場合には、液体供給用タンク２４の
内部圧力が低下するため、両タンク２２，２４の内部圧
力が等しくなる迄、液体貯蔵用タンク２２内の液体材料
が液体供給用タンク２４に供給される。この動作によ
り、通常は、液体供給用タンク２４の液面の位置はほぼ
一定に保たれている。The embodiment of FIG. 1 operates as follows.
When the gas pressure applied to the liquid storage tank 22 and the gas pressure applied to the liquid supply tank 24 are the same, the liquid material in the liquid storage tank 22 becomes
Not supplied within. In this state, the liquid supply tank 24
Mass flow controller 30 from inside via pipe 40
When the supply to the liquid supply tank 24 occurs, the internal pressure of the liquid supply tank 24 decreases, so that the liquid material in the liquid storage tank 22 is removed until the internal pressures of the two tanks 22 and 24 become equal. 24. By this operation, normally, the position of the liquid level in the liquid supply tank 24 is kept substantially constant.
【００１７】液体貯蔵用タンク２２内部の液面の位置が
最下部に達すると、液体貯蔵用タンク２２からの液体の
供給はなくなり、その代わりに、液体材料圧送用のガス
が液体供給用タンク２４内に流れ込む。この場合、液体
供給用タンク２４内からマスフローコントローラ部３０
への供給が発生すると、液体供給用タンク２４内の液面
位置は徐々に低下する。そして、液体供給用タンク２４
内の液体材料の液面が液面レベルセンサ（図示せず。）
の最下位置に達すると、装置の制御回路（図示せず。）
が作動して、液体貯蔵用タンク２２が空になったこと、
及び液体供給用タンク２４内の液体材料が一定量以下に
なったことを、ブザー等で装置管理者に知らせる。同時
に、バルブ２８が閉じられ、且つ、液体供給用タンク２
４の内部圧力が変化しないように、バルブ２３ａが開か
れる。When the liquid level inside the liquid storage tank 22 reaches the lowest position, the supply of the liquid from the liquid storage tank 22 is stopped, and instead, the gas for pumping the liquid material is supplied to the liquid supply tank 24. Flows into. In this case, the mass flow controller 30
When the supply to the liquid supply tank 24 occurs, the liquid level position in the liquid supply tank 24 gradually decreases. And the liquid supply tank 24
The liquid level of the liquid material inside is a liquid level sensor (not shown).
When the lowermost position is reached, the control circuit of the device (not shown)
Has been activated and the liquid storage tank 22 has been emptied,
The system administrator is notified by a buzzer or the like that the liquid material in the liquid supply tank 24 has reached a certain amount or less. At the same time, the valve 28 is closed and the liquid supply tank 2
The valve 23a is opened so that the internal pressure of the valve 4 does not change.
【００１８】次に、液体貯蔵用タンク２２内に液体材料
が再び充填され、又は液体材料が充填された液体貯蔵用
タンク２２に交換された後、再びマスフローコントロー
ラ部３０に液体材料が供給される状態になるまでの動作
について説明する。バルブ２３ｂを開いて液体材料が充
填された液体貯蔵用タンク２２の内部を加圧し、バルブ
２８を開き、且つ、バルブ２３ａを閉じる。この状態で
は、液体貯蔵用タンク２２の液体材料は液体供給用タン
ク２４へ供給されないが、圧力コントロールバルブ２９
の前にあるバルブ２１を開き、圧力コントロールバルブ
２９によって液体供給用タンク２４内部のガスを徐々に
抜くと、液体供給用タンク２４の内部圧力が低下するた
め、液体貯蔵用タンク２２内の液体材料は液体供給用タ
ンク２４へ供給される。Next, after the liquid storage tank 22 is filled with the liquid material again or replaced with the liquid storage tank 22 filled with the liquid material, the liquid material is supplied to the mass flow controller 30 again. The operation up to the state will be described. The valve 23b is opened to pressurize the inside of the liquid storage tank 22 filled with the liquid material, the valve 28 is opened, and the valve 23a is closed. In this state, the liquid material in the liquid storage tank 22 is not supplied to the liquid supply tank 24, but the pressure control valve 29
When the gas in the liquid supply tank 24 is gradually evacuated by the pressure control valve 29, the internal pressure of the liquid supply tank 24 is reduced, and the liquid material in the liquid storage tank 22 is opened. Is supplied to the liquid supply tank 24.
【００１９】液体供給用タンク２４内の液面は徐々に上
昇して行くが、図示していない液面レベルセンサの位置
に達したら、バルブ２１を閉じる。そして、以上のよう
な通常の動作が継続される。The liquid level in the liquid supply tank 24 gradually rises. When the liquid level reaches a liquid level sensor (not shown), the valve 21 is closed. Then, the normal operation as described above is continued.
【００２０】なお、圧力センサ２５は液体供給用タンク
２４の上部空間の圧力を常時検知しており、この信号に
よって圧力コントロールバルブ２９を作動させている。
従って、液体供給用タンク２４の上部空間の圧力変動を
抑制しながら、液体供給用タンク２４内のガスを徐々に
逃がすことができる。例えば、液体供給用タンク２４内
部の圧力が０．２０ＭＰａのとき、圧力コントロールバ
ルブ２９によって、液体供給用タンク２４内のガスを２
０秒に０．０５ＭＰａずつ逃がすと、実際にマスフロー
コントローラ部３０の流量出力が変化する割合は、マス
フローコントローラ部３０のフルスケールに対して０．
１６％である。これに対して、圧力コントロールバルブ
２９を具えていない場合には、マスフローコントローラ
部３０の流量出力が変化する割合は、液体供給用タンク
２４内部の圧力の１次関数となるため、大きく変化する
ことになる。The pressure sensor 25 constantly detects the pressure in the space above the liquid supply tank 24, and operates the pressure control valve 29 by this signal.
Therefore, the gas in the liquid supply tank 24 can be gradually released while suppressing the pressure fluctuation in the upper space of the liquid supply tank 24. For example, when the pressure in the liquid supply tank 24 is 0.20 MPa, the gas in the liquid supply tank 24 is
If 0.05 MPa is released in 0 seconds, the rate at which the flow rate output of the mass flow controller unit 30 actually changes is 0.1% with respect to the full scale of the mass flow controller unit 30.
16%. On the other hand, when the pressure control valve 29 is not provided, the rate at which the flow rate output of the mass flow controller 30 changes is a linear function of the pressure inside the liquid supply tank 24, and therefore, greatly changes. become.
【００２１】なお、特許請求の範囲の「圧力コントロー
ル手段」とは、液体供給用タンク２４の上部空間の圧力
を徐々に変化させるための手段であり、図示した実施形
態では、周知の圧力コントロールバルブ２９を圧力セン
サ２５と組合わせて使用している。 なお、圧力コント
ロール手段として、周知のマスフローコントローラを使
用することができ、この場合、圧力センサ２５はあって
もよいが、なくても動作可能である。何故なら、圧力セ
ンサがなくても、圧力の変化は、マスフローコントロー
ラの流量の設定でコントロールされるからである。な
お、圧力コントロールバルブ、マスフローコントローラ
等の構成・機能については、当業者には周知であるか
ら、説明は省略する。The "pressure control means" in the claims is a means for gradually changing the pressure in the upper space of the liquid supply tank 24. In the illustrated embodiment, a known pressure control valve is used. 29 is used in combination with the pressure sensor 25. It should be noted that a known mass flow controller can be used as the pressure control means. In this case, the pressure sensor 25 may or may not be provided. This is because, even without a pressure sensor, the change in pressure is controlled by setting the flow rate of the mass flow controller. The configuration and functions of the pressure control valve, the mass flow controller, and the like are well known to those skilled in the art, and thus description thereof is omitted.
【００２２】[0022]
【発明の効果】上記の構成により、本発明の液体材料供
給装置の液体供給圧力コントロール構造によれば、液体
貯蔵用タンクから液体供給用タンクへの液体材料の供給
をおこないながら液体供給用タンクから複数のマスフロ
ーコントローラに液体材料を供給しても、液体供給用タ
ンクから複数のマスフローコントローラに液体材料を圧
送する際に、圧力変動を小さくすることができる効果が
ある。According to the above structure, according to the liquid supply pressure control structure of the liquid material supply device of the present invention, the liquid material is supplied from the liquid storage tank to the liquid supply tank while the liquid material is supplied from the liquid storage tank to the liquid supply tank. Even when the liquid material is supplied to the plurality of mass flow controllers, there is an effect that the pressure fluctuation can be reduced when the liquid material is pumped from the liquid supply tank to the plurality of mass flow controllers.
【００２３】その結果、マスフローコントローラから気
化部への液体材料の供給が安定したものとなり、ひいて
は、気化部からのガスの供給が安定したものとなる。As a result, the supply of the liquid material from the mass flow controller to the vaporizing section becomes stable, and the supply of gas from the vaporizing section becomes stable.
【図１】 本発明の実施形態の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】 従来の液体材料供給装置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional liquid material supply device.
１０：液体材料供給装置 ２０：液体供給部 ２２：液体貯蔵用タンク ２４：液体供給用
タンク ２１，２３ａ，２３ｂ，２８：バルブ ２５：圧力センサ ２９：圧力コントロールバルブ ３０：マスフロー
コントローラ部 ３２，３４，３６：マスフローコントローラ10: Liquid material supply device 20: Liquid supply unit 22: Liquid storage tank 24: Liquid supply tank 21, 23a, 23b, 28: Valve 25: Pressure sensor 29: Pressure control valve 30: Mass flow controller unit 32, 34 36: Mass flow controller
Claims (4)
に液体材料を圧送し、さらに前記液体供給用タンクから
複数のマスフローコントローラに前記液体材料を圧送す
るようにした液体材料供給装置において、 前記液体供給用タンクの上部空間の圧力を圧力コントロ
ール手段でコントロールすることを特徴とする、 液体材料供給装置の液体供給圧力コントロール構造。1. A liquid material supply device, wherein a liquid material is pressure-fed from a liquid storage tank to a liquid supply tank, and the liquid material is pressure-fed from the liquid supply tank to a plurality of mass flow controllers. A liquid supply pressure control structure of a liquid material supply device, wherein the pressure in the upper space of the supply tank is controlled by pressure control means.
ロールバルブ又はマスフローコントローラと圧力センサ
とを組合わせたものである、請求項１の液体材料供給装
置の液体供給圧力コントロール構造。2. The liquid supply pressure control structure of a liquid material supply apparatus according to claim 1, wherein said pressure control means is a combination of a pressure control valve or a mass flow controller and a pressure sensor.
のないマスフローコントローラである、請求項１の液体
材料供給装置の液体供給圧力コントロール構造。3. The liquid supply pressure control structure of the liquid material supply device according to claim 1, wherein said pressure control means is a mass flow controller without a pressure sensor.
ンクへの液体材料の圧送と、前記液体供給用タンクから
複数のマスフローコントローラへの液体材料の圧送が、
同一の圧力源によっておこなわれる、請求項１から３の
いずれかの液体材料供給装置の液体供給圧力コントロー
ル構造。4. The method according to claim 1, wherein the liquid material is pumped from the liquid storage tank to the liquid supply tank, and the liquid material is pressed from the liquid supply tank to a plurality of mass flow controllers.
The liquid supply pressure control structure of the liquid material supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control is performed by the same pressure source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10349333A JP2000163133A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Fluid supply pressure control structure for fluid material supplying device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10349333A JP2000163133A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Fluid supply pressure control structure for fluid material supplying device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000163133A true JP2000163133A (en) | 2000-06-16 |
Family
ID=18403077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10349333A Pending JP2000163133A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Fluid supply pressure control structure for fluid material supplying device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000163133A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150000281A1 (en) * | 2009-09-17 | 2015-01-01 | Echogen Power Systems, Llc | Automated mass management control |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP10349333A patent/JP2000163133A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150000281A1 (en) * | 2009-09-17 | 2015-01-01 | Echogen Power Systems, Llc | Automated mass management control |
| US9863282B2 (en) * | 2009-09-17 | 2018-01-09 | Echogen Power System, LLC | Automated mass management control |
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