JP3387849B2 - Variable fluid flow control method and device using flow factor - Google Patents
Variable fluid flow control method and device using flow factorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体や化学品、薬
品、精密機械部品等の製造に用いる各種ガスの流量制御
方法に関し、更に詳細には、フローファクターを用いる
ことにより各種のガスに対し同一のオリフィスおよび設
定で高精度に流量制御できる流体可変型流量制御方法お
よびその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the flow rate of various gases used in the production of semiconductors, chemicals, chemicals, precision machine parts, etc. More specifically, the use of flow factors makes it possible to identify the same for various gases. The present invention relates to a fluid variable type flow rate control method and apparatus capable of highly accurately controlling the flow rate with the orifice and setting of the above.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体製造施設や化学品製造施
設の流体供給装置であって高精度な流量制御を必要とす
るものは、その殆んどがマスフローコントローラを用い
ている。2. Description of the Related Art Generally, most fluid supply devices for semiconductor manufacturing facilities and chemicals manufacturing facilities that require highly accurate flow rate control use a mass flow controller.
【０００３】図５は従来の半導体製造装置用の高純度水
分発生装置の一例を示すものである。３種類のＨ2 ガ
ス、Ｏ2 ガスおよびＮ2 ガスは、マスフローコントロー
ラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３により流量制御されながらバルブ
Ｖ１〜Ｖ３を通して反応炉ＲＲへ導入される。まず、バ
ルブＶ３を開、Ｖ１・Ｖ２を閉にして反応炉ＲＲをＮ2
ガスでパージする。次いで、バルブＶ３を閉、Ｖ１・Ｖ
２を開にして反応炉ＲＲ内にＨ2 ガスとＯ2 ガスを所定
流量で供給し、ここで白金触媒により非燃焼下でＨ2 Ｏ
ガスを生成し、この高純度水蒸気を後方の図示しない設
備に供給する。FIG. 5 shows an example of a conventional high-purity water generator for a semiconductor manufacturing apparatus. The three types of H 2 gas, O 2 gas and N 2 gas are introduced into the reaction furnace RR through valves V1 to V3 while the flow rates are controlled by the mass flow controllers MFC1 to MFC3. First, the valve V3 is opened, V1 and V2 are closed, and the reactor RR is set to N 2
Purge with gas. Then, close the valve V3, V1 · V
2 is opened and H 2 gas and O 2 gas are supplied at a predetermined flow rate into the reaction furnace RR, where H 2 O and H 2 O are not burned by a platinum catalyst.
A gas is generated and this high-purity steam is supplied to a facility (not shown) behind.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般に、マスフローコ
ントローラは、ガスの種類毎および流量レンジ毎にリニ
アライザ補正をしているため、調整したガス種以外のガ
スには使用できないという欠点を有する。従って、図５
に示されているように、Ｈ2 ガス、Ｏ2 ガス、Ｎ 2 ガス
毎に夫々マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ３が
配置されているのである。Generally, mass flowco
The controller uses a liner for each gas type and flow range.
Since the aligner correction is performed, the gas other than the adjusted gas type
It has the drawback that it cannot be used for Therefore, FIG.
As shown in2Gas, O2Gas, N 2gas
Mass flow controllers MFC1 to MFC3 respectively
It is arranged.
【０００５】ところが、図５のようなガス供給設備で
は、通常夫々のマスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦ
Ｃ３毎に予備品を備える必要があり、マスフローコント
ローラの製品価格が高い上に交換用部品も高価であるた
め、設備費やランニングコストが高くつくと云う不都合
が存在する。尚、もしもガス種変更の際にマスフローコ
ントローラを交換しないで、その毎にリニアライザ補正
をし直した場合には、迅速な対応ができないために製造
プラントの一時停止という最悪の事態を招きかねない。
そのため、上述のように、ガス種毎の予備のマスフロー
コントローラを常に在庫として保持しておく必要があ
る。However, in the gas supply facility as shown in FIG. 5, each of the mass flow controllers MFC1 to MF is usually used.
Since it is necessary to provide a spare part for each C3, the product cost of the mass flow controller is high, and the replacement parts are also expensive, so that there is an inconvenience that equipment costs and running costs are high. If the mass flow controller is not replaced when the gas type is changed and the linearizer correction is performed again for each change, a quick response cannot be made, which may lead to the worst situation of temporarily stopping the manufacturing plant.
Therefore, as described above, it is necessary to always keep a spare mass flow controller for each gas type as an inventory.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る流体可変型
流量制御装置は上記欠点を解消するためになされたもの
である。請求項１の発明は、オリフィスの上流側圧力Ｐ
1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリ
フィスを通過するガスの演算流量ＱｃをＱｃ＝ＫＰ
1 （Ｋは定数）として演算する流量制御方法において、
ガス種毎にフローファクターＦＦをA fluid variable flow rate control device according to the present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks. According to the invention of claim 1, the pressure P on the upstream side of the orifice is
The calculated flow rate Qc of the gas passing through the orifice while holding one or more approximately 2 times the downstream pressure P 2 Qc = KP
In the flow control method that calculates as 1 (K is a constant),
Flow factor FF for each gas type
【数３】
γS ：ガスの標準状態に於ける密度
κ ：ガスの比熱比
Ｒ ：ガス定数
ｋ ：ガス種に依存しない比例定数
により計算し、ガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB
を
ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA
ＦＦA ：ガス種Ａのフローファクター
ＦＦB ：ガス種Ｂのフローファクター
として算出することを特徴とするフローファクターによ
る流体可変型流量制御方法である。[Equation 3] γ S : Density in standard state of gas κ: Specific heat ratio of gas R: Gas constant k: Calculated by a proportional constant that does not depend on gas type, and when the calculated flow rate of gas type A is Q A , the same orifice, When the gas species B is circulated under the conditions of the same upstream pressure and the same upstream temperature, the calculated flow rate Q B
Q B = (FF B / FF A ) Q A FF A : Flow factor of gas type A FF B : Flow factor of gas type B is a fluid variable flow rate control method by a flow factor. .
【０００７】請求項２の発明は、コントロール弁とオリ
フィスとこれらの間の上流側圧力を検出する圧力検出器
と流量設定回路からなり、上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力
Ｐ2の約２倍以上に保持しながら特定のガス種Ａに関し
下流側の流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋ：定数）で演算で
きるように設定し、この演算流量ＱC と設定流量ＱSと
の差信号によりコントロール弁を開閉制御する流量制御
装置において、ガス種毎にフローファクターＦＦをThe invention of claim 2 comprises a control valve, an orifice, a pressure detector for detecting the upstream pressure between them, and a flow rate setting circuit, wherein the upstream pressure P 1 is about twice the downstream pressure P 2. or the flow rate on the downstream side pertain to certain gas species a while holding the Q C to Q C = KP 1: set to be calculated by (K constant), the difference signal between the calculated flow rate Q C and the set flow rate Q S In the flow rate control device that controls the opening and closing of the control valve by the flow factor FF for each gas type
【数４】
γS ：ガスの標準状態に於ける密度
κ ：ガスの比熱比
Ｒ ：ガス定数
ｋ ：ガス種に依存しない比例定数
により計算し、ガス種Ｂのガス種Ａに対する比フローフ
ァクター（ＦＦB ／ＦＦ A ）を記憶する記憶部を設け、
基準となるガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同一オ
リフィス、同一上流側圧力及び同一上流側温度の条件下
でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB を
ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA
として算出する演算部を設けたことを特徴とするフロー
ファクターによる流体可変型流量制御装置である。[Equation 4]
γS: Density of gas under standard conditions
κ: Specific heat ratio of gas
R: Gas constant
k: proportional constant independent of gas type
The ratio of the gas type B to the gas type A calculated by
Actor (FFB/ FF A) Is provided with a storage unit for storing
The calculated flow rate of the reference gas type A is QAIn the case of
Liffice, same upstream pressure and same upstream temperature conditions
When the gas type B is circulated in, the calculated flow rate QBTo
QB= (FFB/ FFA) QA
Flow characterized by having an arithmetic unit for calculating
It is a fluid variable type flow rate control device based on a factor.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本願発明者等は、先にマスフロー
コントローラに替るものとして後述するような圧力式流
量制御装置を開発しているが、当該圧力式流量制御装置
の開発過程に於いて、従前のマスフローコントローラに
替えてこの圧力式流量制御装置を用いることにより、複
数のガス種に対しても基本設定を変えることなく流量制
御できる方法を着想した。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The inventors of the present application have previously developed a pressure type flow rate control device as described below as an alternative to a mass flow controller. In the process of developing the pressure type flow rate control device, By using this pressure type flow rate control device in place of the conventional mass flow controller, we conceived a method of controlling the flow rate for a plurality of gas types without changing the basic settings.
【０００９】即ち、本発明者等が先に開発をし、特開平
８−３３８５４６号として公開している圧力式流量制御
装置（以下、ＦＣＳ装置とも略称する）は、オリフィス
の上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上に保持
した状態で流体の流量制御を行ない、オリフィスと、オ
リフィスの上流側に設けたコントロール弁と、コントロ
ール弁とオリフィス間に設けた圧力検出器と、圧力検出
器の検出圧力Ｐ1 から流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （但しＫ
は定数）として演算すると共に、流量指令信号ＱS と前
記演算した流量信号ＱC との差を制御信号Ｑy として前
記コントロール弁の駆動部へ出力する演算制御装置とか
ら構成され、コントロール弁の開閉によりオリフィス上
流側圧力Ｐ1 を調整し、オリフィス下流側流量を制御す
ることを特徴とする。That is, the pressure type flow rate control device (hereinafter also abbreviated as FCS device) developed by the present inventors and disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-338546 is a pressure P 1 upstream of the orifice. The flow rate of the fluid is controlled in a state in which is maintained at about twice or more the downstream pressure P 2 , an orifice, a control valve provided upstream of the orifice, and a pressure detector provided between the control valve and the orifice. From the detection pressure P 1 of the pressure detector to the flow rate Q C , Q C = KP 1 (however, K
Together with computed as a constant), it is composed of a flow command signal Q S and the arithmetic and control unit for outputting a difference between the calculated flow rate signal Q C as a control signal Q y to the drive unit of the control valve, the control valve It is characterized in that the orifice upstream pressure P 1 is adjusted by opening and closing to control the orifice downstream flow rate.
【００１０】当該ＦＣＳ装置の最大の特徴点は、オリフ
ィスを流れているガスの流量ＱC が上流側圧力Ｐ1 にの
み依存し、同一のオリフィスとガス種に対してはＱC ＝
ＫＰ 1 （Ｋは定数）として演算で算出できることであ
る。The most important feature of the FCS device is the orientation
Flow rate of gas flowing through the QCIs the upstream pressure P1To
Q for the same orifice and gas typeC=
KP 1(K is a constant)
It
【００１１】つまり、オリフィスとガス種を決めて比例
定数Ｋを初期設定すれば、オリフィスの下流側圧力Ｐ2
の変動に関係なくオリフィスの上流側圧力Ｐ1 を測定す
るだけで、実際の流量を演算で算出できる。この設定条
件の下で流通させるガス種を変更した場合に、上流側圧
力Ｐ1 が得られたとき、流量がどのように求められるか
が本発明の主題である。That is, if the orifice and the gas type are determined and the proportional constant K is initialized, the pressure P 2 on the downstream side of the orifice is set.
The actual flow rate can be calculated by simply measuring the upstream pressure P 1 of the orifice regardless of the fluctuation of The subject of the present invention is how the flow rate is obtained when the upstream pressure P 1 is obtained when the gas type to be circulated under this set condition is changed.
【００１２】この問題を解くために、以下に定数Ｋの意
味を明らかにする。高圧領域からオリフィスを介して低
圧領域へとガスが流出しているとき、ガスの流管に連続
の法則、エネルギー保存則および気体の状態方程式（気
体の非粘性）を適用し、しかも流出時にガスの断熱変化
を前提とする。In order to solve this problem, the meaning of the constant K will be clarified below. When the gas is flowing from the high pressure region to the low pressure region through the orifice, the law of continuity, the law of conservation of energy and the equation of state of gas (inviscidity of gas) are applied to the gas flow tube, and at the time of gas flow It is assumed that the adiabatic change of.
【００１３】更に、オリフィス流出時のガスの流速が、
そのガス温度での音速に達すると仮定する。この音速条
件はＰ1 ≧約２Ｐ2 ということであり、換言すれば圧力
比Ｐ2 ／Ｐ1 が臨界圧力比約１／２以下ということに相
当する。尚、上述のような臨界条件下に於けるオリフィ
スからのガス流量の計算式としては、例えば雑誌「油圧
化設計・第８巻第３号・１１８〜１１７頁・日刊工業新
聞社」に記載されているような計算式が存在する。 Further, the flow velocity of gas at the time of outflow of the orifice is
Suppose that the speed of sound at that gas temperature is reached. This sonic condition is that P 1 ≧ about 2P 2 , in other words, the pressure ratio P 2 / P 1 corresponds to a critical pressure ratio of about 1/2 or less. In addition, under the critical conditions as described above,
As a calculation formula for the gas flow rate from the
Design, Vol.8, No.3, 118-117 pages, Nikkan Kogyo Shin
There is a calculation formula as described in "Kousha".
【００１４】これらの条件下でガスのオリフィス通過流
量ＱはUnder these conditions, the gas flow rate Q through the orifice is
【数５】 として得られる。この流量Ｑを詳しく分解すると、 Ｑ＝ＦＦ・ＳＰ1 （１／Ｔ1 ）1/2 [Equation 5] Obtained as. When this flow rate Q is decomposed in detail, Q = FF · SP 1 (1 / T 1 ) 1/2
【数６】 ｋ＝（２×９．８１）1/2 ＝４．４２９ となることが分る。[Equation 6] It can be seen that k = (2 × 9.81) 1/2 = 4.429.
【００１５】ここで、単位を含めて物理量を説明する
と、Ｑ（ｍ3 ／ｓｅｃ）は標準状態に於ける体積流量、
Ｓ（ｍ2 ）はオリフィス断面積、Ｐ1 （ｋｇ／ｍ2 ａｂ
ｓ）は上流側絶対圧力、Ｔ1 （Ｋ）は上流側ガス温度、
ＦＦ（ｍ3 Ｋ1/2 ／ｋｇｓｅｃ）はフローファクター、
ｋは比例定数、γS （ｋｇ／ｍ3 ）はガスの標準状態に
於ける密度、κ（無次元）はガスの比熱比、Ｒ（ｍ／
Ｋ）はガス定数である。Here, the physical quantity including the unit will be described. Q (m 3 / sec) is the volume flow rate in the standard state,
S (m 2 ) is the orifice cross-sectional area, P 1 (kg / m 2 ab
s) is the upstream absolute pressure, T 1 (K) is the upstream gas temperature,
FF (m 3 K 1/2 / kgsec) is the flow factor,
k is a proportional constant, γ S (kg / m 3 ) is the density of the gas in the standard state, κ (dimensionless) is the specific heat ratio of the gas, and R (m / m
K) is a gas constant.
【００１６】従って、演算流量Ｑｃ（＝ＫＰ1 ）を前記
流量Ｑと等しいと考えると、定数ＫはＫ＝ＦＦ・Ｓ／Ｔ
1 1/2 で表わされ、ガス種、上流側ガス温度およびオリ
フィス断面積に依存することが分る。つまり、上流側圧
力Ｐ1 、上流側温度Ｔ1 およびオリフィス断面積Ｓが同
一の条件下では、演算流量ＱｃはフローファクターＦＦ
にのみ依存することが明らかである。Therefore, assuming that the calculated flow rate Qc (= KP 1 ) is equal to the flow rate Q, the constant K is K = FF · S / T.
It is represented by 1 1/2 , and it can be seen that it depends on the gas species, the upstream gas temperature, and the orifice cross-sectional area. That is, under the condition that the upstream pressure P 1 , the upstream temperature T 1, and the orifice cross-sectional area S are the same, the calculated flow rate Qc is the flow factor FF.
Obviously it depends only on.
【００１７】フローファクターＦＦは標準状態密度
γS 、比熱比κおよびガス定数Ｒに依存するから、ガス
種のみによって決まる因子である。結果として、上流側
圧力Ｐ1、上流側温度Ｔ1 およびオリフィスが同一のと
き、ガス種Ａの演算流量がＱA とすると、ガス種Ｂを流
通させた場合には、その演算流量ＱB はＱB ＝（ＦＦB
／ＦＦA ）ＱA で与えられることになる。ここで、ＦＦ
A 、ＦＦB は各々ガス種Ａ、Ｂのフローファクターであ
る。Since the flow factor FF depends on the standard density of states γ S , the specific heat ratio κ and the gas constant R, it is a factor determined only by the gas species. As a result, when the upstream pressure P 1 , the upstream temperature T 1 and the orifice are the same, and the calculated flow rate of the gas species A is Q A , when the gas species B is circulated, the calculated flow rate Q B is Q B = (FF B
/ FF A ) Q A. Where FF
A and FF B are flow factors of gas types A and B, respectively.
【００１８】換言すると、ガス種以外の条件が同一のと
きには、ガス種変更時の流量ＱB は比フローファクター
ＦＦB ／ＦＦA （以下比ＦＦと略称する）を流量ＱA に
掛け込むだけで演算できる。一般に基礎となるガス種Ａ
は任意にとり得るが、本発明では慣例からＮ2 ガスとす
る。従って、比ＦＦとしてＦＦ／ＦＦN を採用する。こ
こで、ＦＦN はＮ2 ガスのフローファクターを意味す
る。各ガス種の物性値とフローファクターは表１に示さ
れる。In other words, when the conditions other than the gas type are the same, the flow rate Q B when changing the gas type is obtained by multiplying the flow rate Q A by the specific flow factor FF B / FF A (hereinafter abbreviated as ratio FF). Can be calculated. Generally the underlying gas species A
Can be arbitrarily set, but in the present invention, N 2 gas is conventionally used. Therefore, FF / FF N is adopted as the ratio FF. Here, FF N means the flow factor of N 2 gas. Table 1 shows the physical property values and flow factors of each gas species.
【００１９】比ＦＦの計算では、比例定数ｋは約分によ
り消去されるから、ＦＦの計算においては定数ｋは任意
の値をとってよい。単純にはｋ＝１としておくと計算は
簡単になる。従って、各請求項における比例定数ｋの値
にはそれだけの任意性が含まれている。In the calculation of the ratio FF, the proportional constant k is eliminated by the reduction, so that the constant k may take any value in the calculation of FF. The calculation becomes simple when simply setting k = 1. Therefore, the value of the proportional constant k in each claim includes such arbitrariness.
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】Ｎ2 ガスを流通させてＦＣＳ装置の初期設
定を行い、Ｐ1 ≧２Ｐ2 の条件下でＱｃ＝ＫＰ1 の線形
性が成立することを確認する。次に、Ｏ2 ガスを流通さ
せて、同一オリフィス下で上流側圧力Ｐ1 、上流側温度
Ｔ1 を設定したとき、同条件でのＮ2 ガス流量ＱN に比
ＦＦ＝０．９３４９を掛けてＯ2 ガス流量ＱO2をＱ＝比
ＦＦ×ＱN を用いて算出する。一方、このＯ2 ガス流量
をビルドアップ法で実測した値と比較し、１％の誤差範
囲内にあることを確認した。即ち、このことは、上記理
論の妥当性を証明していることになる。It is confirmed that the linearity of Qc = KP 1 is established under the condition of P 1 ≧ 2P 2 by circulating N 2 gas to initialize the FCS device. Next, when O 2 gas is circulated and the upstream pressure P 1 and the upstream temperature T 1 are set under the same orifice, the N 2 gas flow rate Q N under the same conditions is multiplied by a ratio FF = 0.9349. Then, the O 2 gas flow rate Q O2 is calculated using Q = ratio FF × Q N. On the other hand, this O 2 gas flow rate was compared with the value actually measured by the build-up method, and it was confirmed that it was within the error range of 1%. That is, this proves the validity of the above theory.
【００２２】上述したように、各ガス種の流量Ｑは、Ｎ
2 ガスの流量ＱN からＱ＝比ＦＦ×ＱN として演算でき
る。一方、ＱN ＝ＫＰ1 が成立しているが、上流側圧力
Ｐ1 はコントロール弁の開度に比例している。開度１０
０％のＮ2 ガス流量をＱN100とすると、ある開度でのＮ
2 ガス流量ＱN はＱN ＝ＱN100×（開度／１００）で与
えられる。従って、各ガス種の流量ＱはＱ＝比ＦＦ×Ｑ
N100×（開度／１００）として求めることができる。こ
こで比ＦＦ＝ＦＦ／ＦＦN を用いている。As described above, the flow rate Q of each gas species is N
It can be calculated from the flow rate Q N of the two gases as Q = ratio FF × Q N. On the other hand, although Q N = KP 1 is established, the upstream pressure P 1 is proportional to the opening of the control valve. Opening 10
If the N 2 gas flow rate of 0% is Q N100 , N at a certain opening
2 The gas flow rate Q N is given by Q N = Q N100 × (opening degree / 100). Therefore, the flow rate Q of each gas species is Q = ratio FF × Q
It can be calculated as N100 × (opening degree / 100). Here, the ratio FF = FF / FF N is used.
【００２３】この流量算出式はコントロール弁の開度か
ら実際のガス流量Ｑを求める場合に有効である。しか
し、実質上、前述したＱ＝比ＦＦ×ＱN と同一であるこ
とは容易に分るであろう。This flow rate calculation formula is effective in obtaining the actual gas flow rate Q from the opening of the control valve. However, it will be easy to see that it is substantially the same as the above-mentioned Q = ratio FF × Q N.
【００２４】[0024]
【実施例】図１は、本発明に係る流体可変型流量制御装
置の使用の一例を示すものであり、マスフローコントロ
ーラを用いる従前の図５に対応するものである。流体可
変型圧力式流量制御装置をＦＣＳで表わすと、この２台
のＦＣＳ1 、及びＦＣＳ2で３種のＨ2 ガス、Ｏ2 ガ
ス、Ｎ2 ガスを流量制御する。尚、図１では、反応炉Ｒ
Ｒ内へＨ2 とＯ2 を同時に供給するため、２台の圧力式
流量制御装置ＦＣＳ1 、ＦＣＳ2 を必要とするが、Ｏ2
とＮ2 とを同時に反応炉ＲＲへ供給することは無いた
め、Ｏ2 及びＮ2 の流量制御には圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳ2 が兼用される。水分の発生に際しては、まずバル
ブＶ３を開、Ｖ１・Ｖ２を閉にして反応炉ＲＲ内をＮ2
ガスでパージする。次に、バルブＶ１・Ｖ２を開、Ｖ３
を閉にして反応炉ＲＲ内にＨ2 ガスとＯ2 ガスを送る。
反応炉ＲＲ内では触媒により水蒸気を過不足なく生成
し、この清浄な水蒸気を後続の装置へ送出する。尚、こ
こでは、Ｈ2 ガスとＯ2 ガスを同時に反応炉ＲＲ内へ供
給するようにしているが、先にＯ2 ガスの供給を開始
し、所望時間遅れてＨ2 ガスが供給される場合もある。
また、圧力式流量制御装置ＦＣＳ2 によりＯ2 の流量を
制御する場合には、前記Ｑ＝比ＦＦ×ＱN の関係式が利
用されることは勿論である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of use of a fluid variable type flow rate control device according to the present invention, and corresponds to FIG. 5 using a mass flow controller. When the variable fluid pressure type flow rate control device is expressed by FCS, the flow rate of three kinds of H 2 gas, O 2 gas and N 2 gas is controlled by these two FCS 1 and FCS 2 . In FIG. 1, the reactor R
For simultaneously supplying H 2 and O 2 into R, it requires a pressure type two flow controller FCS 1, FCS 2, O 2
Since N and N 2 are not simultaneously supplied to the reactor RR, the pressure type flow controller F is used for controlling the flow rates of O 2 and N 2.
CS 2 is also used. When water is generated, first open the valve V3 and close V1 and V2 so that the inside of the reactor RR is N 2
Purge with gas. Next, open the valves V1 and V2, and V3
Is closed and H 2 gas and O 2 gas are sent into the reaction furnace RR.
In the reaction furnace RR, the catalyst produces steam in an appropriate amount, and the clean steam is sent to the subsequent apparatus. In addition, here, the H 2 gas and the O 2 gas are simultaneously supplied into the reaction furnace RR, but when the supply of the O 2 gas is started first and the H 2 gas is supplied after a desired time delay. There is also.
Further, when the flow rate of O 2 is controlled by the pressure type flow rate control device FCS 2, it goes without saying that the relational expression Q = ratio FF × Q N is used.
【００２５】図２は、本発明に係る流体可変型流量制御
装置の使用の他の例を示すものであり、半導体装置に於
ける所謂シングルチャンバーマルチプロセス方式へ適用
した場合を示すものである。例えば、図２に於いて、Ｓ
ｉを酸化したあと直にこれを窒化しようとする場合、先
ずＮ2 ガスで系内をパージし、次にＨ2 ガスとＯ2 ガス
をプロセスチャンバーＰＲ内へ供給してＳｉを酸化す
る。その後Ｎ2 Ｏガスを供給してＳｉ酸化膜を窒化し、
最後にＮ2 ガスを供給して系内をパージする。その結
果、図２の流量制御装置に於いては、２台の流体可変型
圧力式流量制御装置ＦＣＳ1 、ＦＣＳ2 を必要とする
が、もしも当該流量制御装置を従前のマスフローコント
ローラを用いて構成するとすれば、予備品を除いても４
基のマスフローコントローラを必要とし、設備費の大幅
な高騰を招くことになる。FIG. 2 shows another example of the use of the fluid variable type flow rate control device according to the present invention, and shows the case where it is applied to a so-called single chamber multi-process system in a semiconductor device. For example, in FIG. 2, S
When i is to be oxidized immediately after being oxidized, the system is first purged with N 2 gas, and then H 2 gas and O 2 gas are supplied into the process chamber PR to oxidize Si. Then, N 2 O gas is supplied to nitride the Si oxide film,
Finally, N 2 gas is supplied to purge the inside of the system. As a result, the flow rate control device of FIG. 2 requires two fluid variable pressure type flow rate control devices FCS 1 and FCS 2 , but if the flow rate control device is constructed using a conventional mass flow controller. If so, 4 excluding spare parts
It requires a basic mass flow controller, resulting in a significant increase in equipment costs.
【００２６】図３は本発明に係る流体可変型圧力式流量
制御装置の第１実施例のブロック構成図である。この流
量制御装置ＦＣＳはコントロール弁２、その駆動部４、
圧力検出器６、オリフィス８、ガス取出用継手１２、流
量演算回路１４、ガス種選択回路１５、流量設定回路１
６、比ＦＦ記憶部１７、流量演算部１８、流量表示部１
９および演算制御回路２０から構成されている。FIG. 3 is a block diagram of the first embodiment of the fluid variable pressure type flow rate control device according to the present invention. This flow rate control device FCS includes a control valve 2, a drive unit 4,
Pressure detector 6, orifice 8, gas extraction joint 12, flow rate calculation circuit 14, gas type selection circuit 15, flow rate setting circuit 1
6, ratio FF storage unit 17, flow rate calculation unit 18, flow rate display unit 1
9 and an arithmetic control circuit 20.
【００２７】流量演算回路１４は温度検出器２３、増幅
回路２２・２４、Ａ／Ｄ変換器２６・２８、温度補正回
路３０および演算回路３２から構成される。また、演算
制御回路２０は比較回路３４および増幅回路３６から構
成される。The flow rate calculation circuit 14 is composed of a temperature detector 23, amplification circuits 22 and 24, A / D converters 26 and 28, a temperature correction circuit 30 and a calculation circuit 32. The arithmetic control circuit 20 is composed of a comparison circuit 34 and an amplification circuit 36.
【００２８】前記コントロール弁２には、所謂ダイレク
トタッチ型のメタルダイヤフラム弁が使用されており、
また、その駆動部４には圧電素子型駆動装置が使用され
ている。尚、これらの駆動部としてはこの他に、磁歪素
子型駆動装置やソレノイド型駆動装置、モータ型駆動装
置、空気圧型駆動装置、熱膨張型駆動装置が用いられ
る。As the control valve 2, a so-called direct touch type metal diaphragm valve is used.
A piezoelectric element type drive device is used for the drive unit 4. In addition, as these driving units, a magnetostrictive element type drive device, a solenoid type drive device, a motor type drive device, a pneumatic type drive device, and a thermal expansion type drive device are used in addition to this.
【００２９】前記圧力検出器６には半導体歪型圧力セン
サーが使用されているが、圧力検出器としてはこの他
に、金属箔歪型圧力センサーや静電容量型圧力センサ
ー、磁気抵抗型圧力センサー等の使用も可能である。A semiconductor strain type pressure sensor is used for the pressure detector 6, but other than this, as the pressure detector, a metal foil strain type pressure sensor, an electrostatic capacitance type pressure sensor, a magnetic resistance type pressure sensor. Etc. can also be used.
【００３０】前記温度検出器２３には熱電対型温度セン
サーが使用されているが、測温抵抗型温度センサー等の
公知の各種温度センサーが使用できる。Although a thermocouple type temperature sensor is used for the temperature detector 23, various known temperature sensors such as a temperature measuring resistance type temperature sensor can be used.
【００３１】前記オリフィス８には、板状の金属薄板製
ガスケットに切削加工によって孔部を設けたオリフィス
が使用されているが、オリフィスとしてはこの他に、エ
ッチング及び放電加工により金属膜に孔を形成したオリ
フィスを使用することができる。As the orifice 8, an orifice in which a hole is formed in a gasket made of a thin metal plate by cutting is used. In addition to this, an orifice is formed in a metal film by etching and electric discharge machining. The formed orifice can be used.
【００３２】ガス種選択回路１５はＨ2 ガス、Ｏ2 ガ
ス、Ｎ2 ガスを選択するもので、流量設定回路１６はそ
の流量設定信号Ｑe を演算制御回路２０に指令する。The gas type selection circuit 15 selects H 2 gas, O 2 gas or N 2 gas, and the flow rate setting circuit 16 commands the arithmetic control circuit 20 to output the flow rate setting signal Q e .
【００３３】比ＦＦ記憶部１７はＮ2 ガスに対する比Ｆ
Ｆを記憶したメモリーで、Ｎ2 ガスは１、Ｏ2 ガスはＦ
ＦO ／ＦＦN 、Ｈ2 ガスはＦＦH ／ＦＦN の値に設定さ
れている。ここで、ＦＦN 、ＦＦO 、ＦＦH はＮ2 、Ｏ
2 、Ｈ2 ガスのフローファクターである。例えば、図示
しないＦＦ計算部があり、そのＦＦ値を保存したＦＦ記
憶部からデータを読み込んで比ＦＦ値を計算し、この比
ＦＦ記憶部１７に記憶させてもよい。The ratio FF storage unit 17 stores the ratio F to N 2 gas.
Memory that stores F, N 2 gas is 1, O 2 gas is F
The F O / FF N and H 2 gases are set to FF H / FF N values. Here, FF N , FF O and FF H are N 2 and O
2 is the flow factor of H 2 gas. For example, there may be an FF calculation unit (not shown), the data may be read from the FF storage unit storing the FF value to calculate the ratio FF value, and the ratio FF storage unit 17 may store the data.
【００３４】流量演算部１８では比ＦＦのデータを用い
て、流通しているガス種の流量ＱをＱ＝比ＦＦ×Ｑ
N （ＱN は相当Ｎ2 ガス流量）で演算し、この値を流量
表示部１９に表示する。The flow rate calculator 18 uses the data of the ratio FF to determine the flow rate Q of the flowing gas species as Q = ratio FF × Q.
N (Q N is the equivalent N 2 gas flow rate) is calculated, and this value is displayed on the flow rate display unit 19.
【００３５】次に、このＦＣＳ装置の作動について説明
する。初めに、この装置全体はＮ2 ガスを基準に初期設
定されているとする。まず、ガス種選択回路１５でＮ2
ガスを選択し、流量設定信号Ｑe を流量設定回路１６か
ら指令する。コントロール弁２ｃを開き、オリフィス８
の上流側の気体圧力Ｐ1 が圧力検出器６によって検出さ
れ、増幅器２２、Ａ／Ｄ変換器２６を経て、デジタル化
された信号が演算回路３２へ出力される。Next, the operation of this FCS device will be described. Initially, it is assumed that the entire apparatus is initialized based on N 2 gas. First, in the gas type selection circuit 15, N 2
The gas is selected, and the flow rate setting signal Q e is commanded from the flow rate setting circuit 16. Open the control valve 2c and open the orifice 8
The gas pressure P 1 on the upstream side of is detected by the pressure detector 6, and the digitized signal is output to the arithmetic circuit 32 via the amplifier 22 and the A / D converter 26.
【００３６】同様に、オリフィス上流側の気体温度Ｔ1
が温度検出器２３で検出され、増幅器２４およびＡ／Ｄ
変換器２８を経て、デジタル化された温度信号が温度補
正回路３０に入力される。Similarly, the gas temperature on the upstream side of the orifice T 1
Is detected by the temperature detector 23, the amplifier 24 and the A / D
The digitized temperature signal is input to the temperature correction circuit 30 via the converter 28.
【００３７】演算回路３２では、圧力信号Ｐ1 を用い
て、流量ＱがＱ＝ＫＰ1 として演算されると共に、前記
温度補正回路３０からの補正信号を用いて前記流量Ｑの
温度補正が行なわれ、演算流量ＱC が比較回路３４へ出
力される。この式の定数ＫはＮ 2 ガスに対して設定され
ていることは前述の通りである。In the arithmetic circuit 32, the pressure signal P1Using
And the flow rate Q is Q = KP1Is calculated as
By using the correction signal from the temperature correction circuit 30,
The temperature is corrected and the calculated flow rate QCOutput to the comparison circuit 34
I will be forced. The constant K in this equation is N 2Set against gas
This is as described above.
【００３８】演算流量ＱC と流量設定信号Ｑe との差信
号Ｑy が比較回路３４から増幅器３６を介して出力さ
れ、差信号Ｑy が零になるように駆動部４によりコント
ロール弁２を開閉する。この一連の動作によって所定量
のＮ2 ガスが図１の反応炉ＲＲに送出される。また、比
ＦＦ記憶部１７ではＮ2 ガスの比フローファクターであ
る１が選択され、流量演算部１８ではＱ＝１×ＱC から
Ｑ＝ＱC が計算され、流量表示部１９でそのＮ2 ガス流
量ＱC が表示される。The difference signal Q y between the calculated flow rate Q C and the flow rate setting signal Q e is output from the comparison circuit 34 through the amplifier 36, and the control valve 2 is driven by the drive unit 4 so that the difference signal Q y becomes zero. Open and close. Through this series of operations, a predetermined amount of N 2 gas is delivered to the reaction furnace RR of FIG. Further, 1 is the ratio flow factor FF ratio storage unit 17 in the N 2 gas is selected, the flow rate calculation unit 18 Q = 1 × Q C from Q = Q C is calculated, the N 2 flow rate display section 19 gas flow rate Q C is displayed.
【００３９】つづいて、ガス種選択回路１５でＯ2 ガス
を選択し、その流量設定流量Ｑe が流量設定回路１６か
ら指令される。前述した定数ＫはＮ2 ガスに対応するよ
うに初期設定されているから、本実施例では信号Ｑe は
Ｎ2 ガスに換算された値に設定される。上述と同様に、
ＱC ＝ＫＰ1 を介して演算流量ＱC がＱe に等しくなる
までコントロール弁２の開閉調整が行なわれる。Subsequently, O 2 gas is selected by the gas type selection circuit 15, and the flow rate setting flow rate Q e is commanded from the flow rate setting circuit 16. Since the above-mentioned constant K is initialized so as to correspond to N 2 gas, the signal Q e is set to a value converted into N 2 gas in this embodiment. As above
Q C = calculated flow rate through the KP 1 Q C is closing adjustment of control valve 2 to be equal to Q e is performed.
【００４０】演算流量ＱC が流量設定信号Ｑe に等しく
なっても、実際に流通しているのはＯ2 ガスであり、実
ガス流量ＱはＱ＝ＦＦO ／ＦＦN ×ＱC だけオリフィス
８を流れている。従って、比ＦＦ記憶部１７では比フロ
ーファクターとしてＦＦO ／ＦＦN が選択され、流量演
算部１８ではＱ＝ＦＦO ／ＦＦN ×ＱC としてＯ2 ガス
流量が計算され、流量表示部１９でその数値が表示され
る。Even when the calculated flow rate Q C becomes equal to the flow rate setting signal Q e , the O 2 gas is actually flowing, and the actual gas flow rate Q is Q = FF O / FF N × Q C Flowing through 8. Therefore, FF O / FF N is selected as the specific flow factor in the ratio FF storage unit 17, the O 2 gas flow rate is calculated as Q = FF O / FF N × Q C in the flow rate calculation unit 18, and the flow rate display unit 19 The numerical value is displayed.
【００４１】上記実施例では、たとえＯ2 ガスを選択し
ても、流量設定回路１６からはその実際の流量が指令さ
れるのではなく、そのＮ2 ガス相等量に換算された流量
設定信号Ｑe が出力されている。In the above embodiment, even if the O 2 gas is selected, the actual flow rate is not commanded from the flow rate setting circuit 16, but the flow rate setting signal Q converted to the N 2 gas phase equivalent amount is issued. e is output.
【００４２】図４はこの点を改善した流体可変型圧力式
流量制御装置の第２実施例のブロック構成図である。図
３と異なる点だけを説明すると、比ＦＦ記憶部１７を有
した逆比ＦＦ演算回路２２を付加していることである。FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of a fluid variable pressure type flow rate control device in which this point is improved. Explaining only the points different from FIG. 3, an inverse ratio FF operation circuit 22 having a ratio FF storage unit 17 is added.
【００４３】例えば、ガス種選択回路１５によりＯ2 ガ
スを選択すると、流量設定回路１６からは実際のＯ2 ガ
ス流量を流量設定信号Ｑe として出力する。この信号Ｑ
e を比ＦＦ記憶部１７の比ＦＦを使って逆比ＦＦ演算回
路２１によりＮ2 ガス相等量に換算する。即ち、Ｑe に
比フローファクターの逆数を掛け、Ｑk ＝１／（ＦＦ O
／ＦＦN ）×Ｑe からＮ2 ガス相等信号Ｑk に変換す
る。ＦＣＳ装置がＮ2 ガスで初期設定されているからで
ある。For example, the gas type selection circuit 15 sets O2Moth
Select the actual flow rate setting circuit 162Moth
Flow rate setting signal QeOutput as. This signal Q
eUsing the ratio FF of the ratio FF storage unit 17,
N by road 212Convert to gas phase equivalent. That is, QeTo
Multiply by the reciprocal of the specific flow factor, Qk= 1 / (FF O
/ FFN) × QeTo N2Gas phase signal QkConvert to
It FCS device is N2Because it is set by gas as the default
is there.
【００４４】この実施例では、流量演算部１８は必要と
しない。流量設定信号Ｑe 自体がＯ 2 ガス流量であるか
ら、この流量設定信号Ｑe を流量表示部１９で表示する
だけでよい。Ｈ2 ガス、Ｎ2 ガスに対しても同様である
ことは云うまでもない。In this embodiment, the flow rate calculator 18 is not necessary.
do not do. Flow rate setting signal QeItself is O 2Is it the gas flow rate
This flow rate setting signal QeIs displayed on the flow rate display unit 19.
Just enough. H2Gas, N2The same is true for gas
Needless to say.
【００４５】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種
々の変形例、設計変更等をその技術的範囲内に包含する
ものである。The present invention is not limited to the above embodiments, but includes various modifications, design changes and the like within the technical scope of the present invention without departing from the technical idea of the present invention.
【００４６】[0046]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、圧力式流量制
御装置がガス種Ａ（例えばＮ2 ガス）で初期設定されて
いても、任意のガス種Ｂを流通させたときにフローファ
クターを通してガス種Ｂの流量に容易に変換できるか
ら、一台の圧力式流量制御装置を多種類のガス種に対し
て使用できる方法を与えている。従って、従前のマスフ
ローメータを用いた流量制御装置や、マスフローメータ
を単に圧力式流量制御装置に置き換えした流量制御方式
に比較して、安価で広範囲のガス種に対し高精度に対応
できる流量制御方法が実現できた。According to the first aspect of the present invention, even if the pressure type flow rate control device is initially set with the gas type A (for example, N 2 gas), the flow factor when the arbitrary gas type B is circulated. Since it can be easily converted into the flow rate of the gas species B through the above, a method is provided in which one pressure type flow rate control device can be used for many kinds of gas species. Therefore, as compared with the conventional flow rate control device using a mass flow meter or the flow rate control system in which the mass flow meter is simply replaced by a pressure type flow rate control device, the flow rate control method is inexpensive and can correspond to a wide range of gas types with high accuracy. Was realized.
【００４７】請求項２の発明は、請求項１の方法を具体
的な装置として実現したから、直ちに応用できる産業上
極めて有益な流量制御装置を実現した。According to the invention of claim 2, since the method of claim 1 is realized as a concrete apparatus, an industrially extremely useful flow control apparatus which can be immediately applied is realized.
【図１】本発明に係る流体可変型圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳの使用可能例の一つを示す配置図であり、３種類の
各流量の異なる流体を２基のＦＣＳを用いて供給する場
合を示すものである。FIG. 1 is a fluid variable pressure type flow rate control device F according to the present invention.
It is a layout drawing showing one of the usable examples of CS, and shows the case where three kinds of fluids with different flow rates are supplied using two FCSs.
【図２】本発明に係る流体可変型圧力式流量制御装置Ｆ
ＣＳの他の使用例を示すものであり、４種類の各流量の
異なる流体を２基のＦＣＳを用いて供給する場合を示す
ものである。FIG. 2 is a fluid variable pressure type flow rate control device F according to the present invention.
It shows another usage example of CS, and shows a case where four kinds of fluids having different flow rates are supplied by using two FCSs.
【図３】本発明の第１実施例に係る流体可変型圧力式流
量制御装置のブロック構成図である。FIG. 3 is a block configuration diagram of a fluid variable pressure type flow rate control device according to a first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２実施例に係る流体可変型圧力式流
量制御装置のブロック構成図である。FIG. 4 is a block configuration diagram of a fluid variable pressure type flow rate control device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】従来例に係る半導体製造装置用の高純度水分発
生装置の配置図である。FIG. 5 is a layout diagram of a high-purity water generator for a semiconductor manufacturing apparatus according to a conventional example.
２はコントロール弁、４は駆動部、６は圧力検出器、８
はオリフィス、１２はガス取出用継手、１４は流量演算
回路、１５はガス種選択回路、１６は流量設定回路、１
７は比ＦＦ記憶部、１８は流量演算部、１９は流量表示
部、２０は演算制御回路、２１は逆比ＦＦ演算回路、２
２・２４は増幅器、２３は温度検出器、２６・２８はＡ
／Ｄ変換器、３０は温度補正回路、３２は演算回路、３
４は比較回路、３６は増幅回路、ＦＣＳは流体可変型流
量制御装置、ＱC は演算流量信号、Ｑe は流量設定信
号、Ｑk はＮ2 ガス相等信号、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３はバル
ブである。2 is a control valve, 4 is a drive unit, 6 is a pressure detector, 8
Is an orifice, 12 is a gas extraction joint, 14 is a flow rate calculation circuit, 15 is a gas type selection circuit, 16 is a flow rate setting circuit, 1
7 is a ratio FF storage unit, 18 is a flow rate calculation unit, 19 is a flow rate display unit, 20 is a calculation control circuit, 21 is an inverse ratio FF calculation circuit, 2
2 ・ 24 is an amplifier, 23 is a temperature detector, and 26 ・ 28 are A
/ D converter, 30 is a temperature correction circuit, 32 is an arithmetic circuit, 3
4 is a comparison circuit, 36 is an amplifier circuit, FCS is a fluid variable flow controller, Q C is a calculated flow signal, Q e is a flow setting signal, Q k is an N 2 gas phase signal, and V1, V2 and V3 are valves. is there.
フロントページの続き (72)発明者 森本 明弘 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 宇野 富雄 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 池田 信一 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 土肥 亮介 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 西野 功二 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 出田 英二 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 松本 篤志 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 上野山 豊己 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 山路 道雄 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 廣瀬 隆 大阪府大阪市西区立売堀２丁目３番２号 株式会社フジキン内 (72)発明者 加賀爪 哲 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 廣瀬 潤 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 深澤 和夫 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 小泉 浩 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (72)発明者 長岡 秀樹 山梨県韮崎市藤井町北下条2381番地の１ 東京エレクトロン山梨株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−338546（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−55218（ＪＰ，Ａ) 特表2000−507357（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 7/06 G05D 11/13 G05D 21/00 G01F 1/42 F16K 31/06 Front Page Continuation (72) Inventor Akihiro Morimoto 2-3-2 Saibori, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Tomio Uno 2-3-2 Nishibori, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Shinichi Ikeda, 2-3-2 Selling Moat, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Ryosuke Doi 2-3-2 Selling Moat, Nishi-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (72) Inventor Koji Nishino 2-3-2 Selling Moat, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Eiji Deda 2-3-2 Selling Moat, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture (72) Inventor Atsushi Matsumoto 2-3-2 Selling Moat, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture, Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Toyoki Uenoyama 2-3-2 Selling Moat, Nishi-ku, Osaka City, Osaka (72) Inventor Michio Yamaji Osaka Prefecture 2-3-2 Sellobori, Nishi-ku, Osaka-shi Ceremony Company Fujikin (72) Inventor Takahiro Hirose 2-3-2 Nishibori, Nishi-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Kagazume 1238, Kitashitajo, Fujii-cho, Yamanashi Prefecture Tokyo Electron Yamanashi Incorporated (72) Inventor Jun Hirose No. 2381 Kitashitajo, Fujii-cho, Narasaki, Yamanashi Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. (72) Inventor Kazuo Fukasawa No. 2381 Kitashitajo, Fujii-cho, Narasaki, Yamanashi Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Koizumi 1 2381 Kitashitajo, Fujii-cho, Narasaki, Yamanashi Tokyo Electron Yamanashi Co., Ltd. (72) Inventor Hideki Nagaoka 1 23-1 Kitashitajo, Fujii-cho, Narasaki, Yamanashi Tokyo Electron Yamanashi Within the corporation (56) References JP-A-8-338546 (JP, A) JP-A-10-55218 (JP, A) Special Table 2000-507357 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl . 7 , DB name) G05D 7/06 G05D 11/13 G05D 21/00 G01F 1/42 F16K 31/06
Claims (2)
力Ｐ2 の約２倍以上に保持した状態でオリフィスを通過
するガスの演算流量ＱC をＱC ＝ＫＰ1 （Ｋは定数）と
して演算する流量制御方法において、ガス種毎にフロー
ファクターＦＦを 【数１】 γS ：ガスの標準状態に於ける密度 κ ：ガスの比熱比 Ｒ ：ガス定数 ｋ ：ガス種に依存しない比例定数 により計算し、ガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同
一オリフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の
条件下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB
を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA ＦＦA ：ガス種Ａのフローファクター ＦＦB ：ガス種Ｂのフローファクター として算出することを特徴とするフローファクターによ
る流体可変型流量制御方法。1. The calculated flow rate Q C of gas passing through the orifice with the upstream pressure P 1 of the orifice being maintained at about twice or more the downstream pressure P 2 is Q C = KP 1 (K is a constant). In the flow rate control method to calculate, the flow factor FF for each gas type γ S : Density in standard state of gas κ: Specific heat ratio of gas R: Gas constant k: Calculated by a proportional constant that does not depend on gas type, and when the calculated flow rate of gas type A is Q A , the same orifice, When the gas species B is circulated under the conditions of the same upstream pressure and the same upstream temperature, the calculated flow rate Q B
Q B = (FF B / FF A ) Q A FF A : Flow factor of gas type A FF B : Flow factor of gas type B Calculated as a fluid variable flow rate control method by flow factor.
間の上流側圧力を検出する圧力検出器と流量設定回路か
らなり、上流側圧力Ｐ1 を下流側圧力Ｐ2 の約２倍以上
に保持しながら特定のガス種Ａに関し下流側の流量ＱC
をＱC ＝ＫＰ 1 （Ｋ：定数）で演算できるように設定
し、この演算流量ＱC と設定流量ＱS との差信号により
コントロール弁を開閉制御する流量制御装置において、
ガス種毎にフローファクターＦＦを 【数２】 γS ：ガスの標準状態に於ける密度 κ ：ガスの比熱比 Ｒ ：ガス定数 ｋ ：ガス種に依存しない比例定数 により計算し、ガス種Ｂのガス種Ａに対する比フローフ
ァクター（ＦＦB ／ＦＦ A ）を記憶する記憶部を設け、
基準となるガス種Ａの演算流量がＱA の場合に、同一オ
リフィス、同一上流側圧力および同一上流側温度の条件
下でガス種Ｂを流通させたとき、その演算流量ＱB を ＱB ＝（ＦＦB ／ＦＦA ）ＱA として算出する演算部を設けたことを特徴とするフロー
ファクターによる流体可変型流量制御装置。2. A control valve, an orifice, and these
Between the pressure detector and the flow rate setting circuit that detect the upstream pressure between
The upstream pressure P1Downstream pressure P2More than about twice
Flow rate Q on the downstream side for a specific gas type A while maintainingC
QC= KP 1Set to be able to calculate with (K: constant)
This calculated flow rate QCAnd set flow rate QSBy the difference signal between
In the flow control device that controls the opening and closing of the control valve,
Flow factor FF for each gas type [Equation 2] γS: Density of gas under standard conditions κ: Specific heat ratio of gas R: Gas constant k: proportional constant independent of gas type The ratio of the gas type B to the gas type A calculated by
Actor (FFB/ FF A) Is provided with a storage unit for storing
The calculated flow rate of the reference gas type A is QAIn the case of
Liffice, same upstream pressure and same upstream temperature conditions
When the gas type B is circulated below, the calculated flow rate QBTo QB= (FFB/ FFA) QA Flow characterized by having an arithmetic unit for calculating
Fluid variable type flow controller by factor.
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
| JP12910999A JP3387849B2 (en) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | Variable fluid flow control method and device using flow factor |
| EP20080006286 EP2028577A2 (en) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| PCT/JP2000/002160 WO2000063756A1 (en) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| KR10-2000-7014228A KR100427563B1 (en) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| EP00913087A EP1096351A4 (en) | 1999-04-16 | 2000-04-03 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| TW89107095A TW445401B (en) | 1999-04-16 | 2000-04-15 | Parallel bypass type fluid feeding device, and method and device for controlling fluid variable type pressure system flow rate used for the device |
| US09/734,640 US6422264B2 (en) | 1999-04-16 | 2000-12-13 | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
| US10/162,552 US6820632B2 (en) | 1999-04-16 | 2002-06-06 | Parallel divided flow-type fluid supply apparatus, and fluid-switchable pressure-type flow control method and fluid-switchable pressure-type flow control system for the same fluid supply apparatus |
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