JPH0525320U

JPH0525320U - 層流素子

Info

Publication number: JPH0525320U
Application number: JP8244991U
Authority: JP
Inventors: 秀水口; 由紀夫野村; 隆樹小林
Original assignee: 株式会社エステツク
Priority date: 1991-09-14
Filing date: 1991-09-14
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】流体が流れる流路を極めて簡単、安価に鏡面仕
上げすることができ、パーティクルや不純物などが付着
したり滞留することがなく、しかも、流路長の長い層流
素子を提供すること。【構成】円柱体10の外表面に複数の溝11, 12を互いに独
立して螺旋状に形成し、前記円柱体10に外筒体13を外嵌
するようにして構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば半導体製造装置などにおいて使用される気体や液体などの流体が流れる管路に設けられる流量計（マスフローメータ）や流体制御装置（マスフローコントローラ）においてバイパス部材として用いられる層流素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

前記層流素子として、従来は、図５（Ａ）に示すように、多数本の細管31を外管32の内部に挿入させたものや、図５（Ｂ）に示すように、多数の貫通孔33を形成した薄い円板34を多数枚積層したもの（例えば特公平１− 40300号公報）や、図５（Ｃ）に示すように、中心部に貫通孔35を有すると共に、この貫通孔35と外周とを連通する連通溝36を放射状に備えた薄い円板37を多数枚積層して、流体が円板37の外周から連通溝36を通って貫通孔35へ流れるようにしたもの（例えば特開昭50−2968号公報）などがある。なお、図５（Ｂ），（Ｃ）における38, 39は、円板34, 37をそれぞれ重ね合わせるときの位置合わせ孔である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、最近の半導体製造装置に多く利用されている流量計などにおいては微細加工がさらに進み、各部品からの発塵やガスの吸脱着が主たる問題となっており、バイパス部材としての層流素子の鏡面研磨が重要な課題となってきている。また、流量計などにおいては、層流素子の流路長が、センサコイルが設けられる測定流路の流路長にできるだけ近い長さになればなるほど、流量とセンサーとの出力の比である直線性がよくなることが知られているが、流量計などの制約された寸法（形状）の中で、これをいかに長くとるかと云うことも重要な課題である。

【０００４】しかしながら、前記図５（Ａ）に示した層流素子においては、細管31として内径が極めて細い、例えば 0.2mm程度の管を用いるため、これらを多数本外管32の内部に挿入するのに、かなりの技術が必要であると共に、各細管31の内部を鏡面研磨することが困難であり、その結果、細管31内部に流体中のパーティクルや不純物などが付着するといった問題点がある。

【０００５】また、前記図５（Ｂ），（Ｃ）に示した層流素子においては、円板34, 37を多数枚積層しているため、貫通孔33, 35や連通溝36以外の円板同士の接触部分に多数の流体滞留部が形成されやすく、パーティクルや不純物などが滞留しやすいといった問題点がある。

【０００６】そして、前記従来技術においては、細管31として長いものを使用したり、あるいは、積層する円板34, 37の枚数を多くすれば、層流素子としてその流路の長いものが得られるが、層流素子全体が大きくなってしまうといった不都合がある。

【０００７】本考案は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的とするところは、流体が流れる流路を極めて簡単、安価に鏡面仕上げすることができ、パーティクルや不純物などが付着したり滞留することがなく、しかも、流路長の長い層流素子を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案に係る層流素子は、円柱体または円筒体の外表面に複数の溝を互いに独立して螺旋状に形成し、前記円柱体または円筒体に外筒体を外嵌するようにして構成されている。

【０００９】

【作用】

前記層流素子においては、流体の流路となる溝は、円柱体または円筒体の外表面に形成されているので、円柱体または円筒体に外筒体を外嵌する前に、溝を研磨して鏡面状態に仕上げることができる。従って、層流素子内にパーティクルや不純物などが付着したり滞留することがない。また、前記研磨仕上げを容易にかつ安価に行うことができる。そして、前記溝は、円柱体または円筒体の外表面に螺旋状に形成されているので、溝によって形成される流路は、円柱体の実際の長さよりも長くなり、従って、層流素子としての外形寸法を大きくすることなく、長い流路を得ることができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を、図面に基づいて説明する。

【００１１】先ず、図２は、本考案に係る層流素子Ｓを組み込んだ流量計の要部を示し、この図において、１は流量計ブロックで、その流体導入口２と流体導出口３との間のバイパス流路４には、層流素子Ｓ（その構成については後述する）が設けられている。５はバイパス流路４と並列に設けられた測定流路で、層流素子Ｓの上流側および下流側にそれぞれ開設された開口６，７間を結ぶように設けられており、その水平な部分８の外周には、図外のブリッジ回路の構成要素としての２個のセンサコイル９が適宜の間隔を隔てて巻設されている。

【００１２】次に、上記層流素子Ｓの構成例を図１に基づいて説明すると、10は例えばステンレス鋼など耐薬品性、耐腐食性に優れた金属よりなる円柱体である。そして、この円柱体10の外表面には、一端側から他端側にわたって、断面形状が例えばＶ字形の２つの溝11, 12が互いに独立した状態で螺旋状に、しかも、等しい長さになるように形成されている。13は円柱体10を外嵌する例えばステンレス鋼よりなる円筒状の外管体で、その内径は円柱体10の外径より極く僅かだけ大きく設定されていると共に、その一端側は大径部14に形成されている。

【００１３】そして、溝11, 12を形成した円柱体10を外管体13の内部に圧入することにより、円柱体10と外管体13との間には、互いに独立した溝11, 12よりなる２つの流路が形成され、これによって層流素子Ｓが形成される。このようにして形成された層流素子Ｓは、図２に示すように、流量計ブロック１のバイパス流路４に容易に組み込むことができる。

【００１４】前記層流素子Ｓにおいては、流体の流路となる溝11, 12は、円柱体10の外表面に形成されているので、前記圧入に先立って研磨することができ、容易かつ安価に鏡面状態に仕上げることができる。このように、溝11, 12が鏡面状態に研磨されているから、層流素子Ｓ内にパーティクルや不純物などが付着したり滞留することがない。そして、溝11, 12は、円柱体10外表面に螺旋状に形成されているので、溝11, 12によって形成される流路は、円柱体10の実際の長さよりも長くなり、従って、層流素子Ｓとしての外形寸法を大きくすることなく、長い流路を得ることができる。

【００１５】そして、例えば図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した従来の層流素子では、その流路の長さが精々２〜３cmであったが、この実施例によれば、従来の３倍以上の流路のものを、層流素子Ｓを長大化することなく、容易に得ることができるようになった。従って、このような層流素子Ｓを例えば流量計に組み込んだ場合、バイパス部（層流素子Ｓ）の長さを測定流路８の長さと等しくすることができ、これによって、測定流路８とバイパス部とにおけるの分流比が正確になり、流量とセンサー出力との比、すなわち、直線性が大きく改善され、流量計の測定精度が大いに向上されるのである。

【００１６】図３（Ａ），（Ｂ）は、本考案の他の実施例を示し、この実施例においては、円柱体15の外表面に、断面形状が互いに等しい溝16を８本互いに独立した状態で螺旋状に設けて、流量を大きくとれるようにしている。なお、この図において、 17は外管体である。

【００１７】上述の実施例においては、流路となる溝11, 12, 16は、何れも円柱体10, 15の外表面に形成されていたが、これに代えて、適宜の肉厚を有する円筒体の外表面に形成してもよい。

【００１８】図４（Ａ），（Ｂ）は、本考案のさらに他の実施例を示し、この実施例においては、溝を形成した円筒体を複数個重ねて、より大きな流量に対応できるようにしている。すなわち、この図において、円柱体18の外表面に複数の溝19を設け、この円柱体18を外嵌する円筒体20の外表面に複数の溝21を設け、さらに、この円筒体20を外嵌する円筒体22の外表面に複数の溝23を設け、円柱体18に円筒体20を外嵌し、さらに、その外方から円筒体22を外嵌したものである。なお、前記溝19 , 21, 23はそれぞれ、円柱体18、円筒体20、円筒体22において互いに独立して螺旋状に形成されていることは云うまでもない。また、この図において、24は外管体である。

【００１９】なお、前記各溝11, 12, 16, 19, 21, 23において、その断面形状を同形にしたり、また、長さを等しくしたりする必要はなく、任意に設定できる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、流体が流れる流路を極めて簡単、安価に鏡面仕上げすることができ、パーティクルや不純物などが付着したり滞留することがない、クリーンな層流素子を得ることができる。また、流路長の長い層流素子を得ることができるので、これを流量計や流体制御装置などに組み込んだ場合、直線性の良好な装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る層流素子の一例を示す分解斜視図
である。

【図２】前記層流素子を組み込んだ流量計の要部を示す
縦断面図である。

【図３】本考案の他の実施例に係る層流素子を示し、
（Ａ）は層流素子の要部を示す斜視図、（Ｂ）は層流素
子の縦断面図である。

【図４】本考案のさらに他の実施例に係る層流素子を示
し、（Ａ）は層流素子の要部を示す斜視図、（Ｂ）は層
流素子の縦断面図である。

【図５】（Ａ）, （Ｂ）, （Ｃ）は、それぞれ従来の層
流素子を示す図である。

【符号の説明】

10, 15, 18…円柱体、20, 22…円筒体、11, 12, 16, 1
9, 21, 23…溝、13, 17, 24…外筒体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】円柱体または円筒体の外表面に複数の溝
を互いに独立して螺旋状に形成し、前記円柱体または円
筒体に外筒体を外嵌するようにして構成されたことを特
徴とする層流素子。