(57)【要約】【課題】異なる流体成分を所定濃度に混合させ且つ流量の制御を行うことができ、且つ、混合及び流量制御の過程での濃度変化を抑制することができる流体混合装置を提供する。【解決手段】流体混合装置１は、流体混合部３と、濃度測定部４と、濃度測定部４で測定された混合流体の濃度に基づいて流体混合部３における異なる流体成分の混合比を制御する混合比制御部２と、流量測定部５と、流量測定部５で測定された混合流体の流量に基づいて混合流体の流量を制御する流量制御部６とを備える。流体混合部３の下流に、濃度測定部４、流量測定部５及び流量制御部６が設けられている。さらに、流量制御部６が、弾性チューブを有したピンチバルブによって構成され、濃度測定部４の流路と流量測定部５の流路と流量制御部６の弾性チューブとが流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる流体成分を混合させて混合流体を生成する流体混合部と、濃度測定部と、濃度測定部で測定された混合流体の濃度に基づいて流体混合部における異なる流体成分の混合比を制御する混合比制御部と、流量測定部と、流量測定部で測定された混合流体の流量に基づいて混合流体の流量を制御する流量制御部とを備える流体混合装置であって、
前記流体混合部の下流に、前記濃度測定部、前記流量測定部及び前記流量制御部が設けられ、前記流体混合部において生成された混合流体が、前記濃度測定部と前記流量測定部と前記流量制御部とを通って外部に供給されるようになっており、前記流量制御部が、弾性チューブを有したピンチ弁によって構成され、前記濃度測定部の流路と前記流量測定部の流路と前記流量制御部の前記弾性チューブとが流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されていることを特徴とする流体混合装置。
【請求項２】
前記流体混合部は、直線状に延びる主流路と、前記主流路に合流する分岐流路とを含み、前記混合比制御部が、前記主流路に供給される第１の流体成分又は前記分岐流路に供給される第２の流体成分の流量を制御することにより前記第１の流体成分と前記第２の流体成分との混合比を制御するようになっており、前記主流路が、前記濃度測定部の流路、前記流量測定部の流路及び前記流量制御部の前記弾性チューブと共に、流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されている、請求項１に記載の流体混合装置。
【請求項３】
前記混合比制御部が、弾性チューブを有したピンチ弁によって構成されている、請求項２に記載の流体混合装置。
【請求項４】
前記流体混合部の前記主流路の上流側に前記混合比制御部の前記弾性チューブが接続されており、前記混合比制御部の前記弾性チューブと前記流体混合部の前記主流路とが流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されている、請求項３に記載の流体混合装置。
【請求項５】
前記第１の流体成分がスラリ成分、前記第２の流体成分が希釈液及び添加剤の少なくとも一方である、請求項２から請求項４の何れか一項に記載の流体混合装置。
【請求項６】
前記流量測定部の前記流路の下流側に前記流量制御部の前記弾性チューブが接続されている、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の流体混合装置。
【請求項７】
前記流量測定部が超音波により流量を測定する超音波流量計である、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の流体混合装置。
【請求項８】
前記流量測定部が、前記流路測定部の前記流路を構成する測定管と、前記測定管の外周部に流路軸線方向に離間して配置される一対の超音波振動子とを有し、前記一対の超音波振動子の一方から発信した超音波振動を前記測定管内の混合流体を経て前記一対の超音波振動子の他方で受信し、発信側と受信側の超音波送受信器を交互に切り換えて前記一対の超音波振動子間の超音波伝搬時間を測定することにより前記混合流体の流速を測定する、請求項７に記載の流体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる流体成分を混合した混合流体を所定濃度及び所定流量で外部に供給する流体混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学工場、半導体製造分野、食品分野、バイオ分野などの各種産業において、異なる流体成分を正確な割合で混合することが要求されている。例えば、半導体製造工程において、湿式エッチングで用いられるフッ酸等の薬液を純水で希釈した洗浄液や、化学機械的研磨法（ＣＭＰ）で用いられるＣＭＰスラリ流体は、濃度がウエハの品質に大きな影響を与えるため、高い精度で濃度を管理する必要がある。
【０００３】
異なる流体成分の混合の際には、例えば特許文献１に記載のように、タンク内で所定濃度になるように調整した後に、所定の流量で外部に供給することが一般的である。特許文献１に開示されるシステムでは、タンク内で調合されたスラリ流体の伝導度を測定してフィードバック制御を行い、タンク内に供給する希釈液の量を制御することにより、所定規格範囲内にある固定含有量を有するスラリ流体を調製し、外部に供給するようにしている。また、例えば特許文献２に開示されているように、タンクを用いずに、輸送している流体に異なる流体成分を添加することにより混合を行う、いわゆるインライン混合を行う方法も行われている。特許文献２に開示されているシステムは、混合プロセス時に混合物の一つ又は複数の物理特徴を検出するための一つ又は複数のセンサを備え、センサによって測定された物理特徴に基づいて混合ゾーンに混合物中の第１の物質を供給する導管に設けられた制御弁の開口サイズを調節することにより、混合物の濃度を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５１３１７８号公報
【特許文献２】特表２０１６−５０３３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているシステムのような構成では、設備サイズが大きく、流路構造も複雑になるという問題がある。一方、特許文献２に開示されているシステムのように、タンクを用いないインライン混合では、流量を制御することができないという問題点がある。さらに、スラリ流体を取り扱う場合、所定濃度に調整した後の輸送途中に湾曲部があると、滞留が発生して、固体成分が堆積しやすくなり、スラリ流体の濃度変化を生じさせやすくなる。このような濃度変化は、高精度で濃度を管理する必要がある半導体分野などで大きな問題となる。
【０００６】
よって、本発明は、従来技術に存する問題を解決して、異なる流体成分を所定濃度に混合させると共に流量の制御を行うことができ、且つ、混合及び流量制御の過程での濃度変化を抑制することができる流体混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的に鑑み、本発明は、異なる流体成分を混合させて混合流体を生成する流体混合部と、濃度測定部と、濃度測定部で測定された混合流体の濃度に基づいて流体混合部における異なる流体成分の混合比を制御する混合比制御部と、流量測定部と、流量測定部で測定された混合流体の流量に基づいて混合流体の流量を制御する流量制御部とを備える流体混合装置であって、前記流体混合部の下流に、前記濃度測定部、前記流量測定部及び前記流量制御部が設けられ、前記流体混合部において生成された混合流体が、前記濃度測定部と前記流量測定部と前記流量制御部とを通って外部に供給されるようになっており、前記流量制御部が、弾性チューブを有したピンチバルブによって構成され、前記濃度測定部の流路と前記流量測定部の流路と前記流量制御部の前記弾性チューブとが流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されている流体混合装置を提供する。
【０００８】
上記流体混合装置では、流体混合部の下流に設けられた濃度測定部によって、流体混合部で混合された混合流体の濃度を測定し、測定された混合流体の濃度に基づいて、混合比制御部が流体混合部で混合される異なる流体成分の混合比を制御するので、所望の濃度の混合流体を下流側に供給することができる。また、流体混合部の下流に設けられた流量測定部によって混合流体の流量を測定し、測定された混合流体の流量に基づいて、流量制御部が混合流体の流量を制御するので、所望の流量の混合流体を外部に供給することができる。さらに、流量制御部が、弾性チューブを有したピンチ弁によって構成されているので、流路の構造上、流体の滞留が生じにくい。加えて、濃度測定部の流路と流量測定部の流路と流量制御部の弾性チューブが直線状に延びており、流体混合部で生成された混合流体は、流体混合部の次段以降、流体混合装置から放出されるまで、湾曲部を通らないので、スラリ流体などを取り扱う場合でも、滞留による固体成分の堆積が生じにくく、濃度変化を抑制することができると共に、流路の洗浄が容易となる。
【０００９】
上記流体混合装置では、前記流体混合部は、直線状に延びる主流路と、前記主流路に合流する分岐流路とを含み、前記混合比制御部が、前記主流路に供給される第１の流体成分又は前記分岐流路に供給される第２の流体成分の流量を制御することにより前記第１の流体成分と前記第２の流体成分との混合比を制御するようになっており、前記主流路が、前記濃度測定部の流路、前記流量測定部の流路及び前記流量制御部の前記弾性チューブと共に、流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されていることが好ましい。このような構成により、混合流体は、混合されて以後、流体混合装置から外部に放出されるまで、湾曲部を通らず、滞留による堆積が生じにくく、濃度変化を抑制することができるので、より正確な濃度制御が可能となる。また、洗浄の容易性もさらに向上する。
【００１０】
一つの実施形態では、前記混合比制御部が、弾性チューブを有したピンチ弁によって構成されている。ピンチ弁は、流路の構造上、流体の堆積が生じにくく、スラリ流体を取り扱う場合の濃度の制御性及び流体混合装置の洗浄の容易性がさらに高められる。
【００１１】
この場合、前記流体混合部の前記主流路の上流側に前記混合比制御部の前記弾性チューブが接続されており、前記混合比制御部の前記弾性チューブと前記流体混合部の前記主流路とが流路軸線に沿って直線状に延びるように配置されていることが好ましい。このような構成により、混合比制御のために第１の流体成分の流量を制御する混合比制御部から第２の流体成分の合流部まで流体の流通路に湾曲部がなくなるので、流体の堆積が生じにくくなる。特に、第１の流体成分がスラリ成分の場合、堆積が生じにくく、堆積による詰まりが生じにくくなり、正確な流量のスラリ成分が合流部まで到達しやすくなるので、正確な濃度制御が可能となる。
【００１２】
前記第１の流体成分がスラリ成分、前記第２の流体成分が希釈液及び添加剤の少なくとも一方とすることができる。
【００１３】
上記流体混合装置では、前記流量測定部の前記流路の下流側に前記流量制御部の前記弾性チューブが接続されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記流量測定部が超音波により流量を測定する超音波流量計であることが好ましく、前記流量測定部が、前記流量測定部の前記流路を構成する測定管と、前記測定管の外周部に流路軸線方向に離間して配置される一対の超音波振動子とを有し、前記一対の超音波振動子の一方から発信した超音波振動を前記測定管内の混合流体を経て前記一対の超音波振動子の他方で受信し、発信側と受信側の超音波振動子を交互に切り換えて前記一対の超音波振動子間の超音波伝搬時間を測定することにより前記混合流体の流速を測定するようになっていることが好ましい。センシング要素を流路内に設ける必要がなく、流体の流通の障害とならないので、特に混合流体がスラリ流体の場合に、堆積を生じにくくすることができ、洗浄も容易となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の流体混合装置によれば、混合流体の濃度及び流量の制御を行うことができ、さらに、スラリ流体などを取り扱う場合でも、濃度変化を抑制することができるので、高精度に管理された濃度の混合流体を所定の流量で外部に供給することが可能となる。また、流路の洗浄も容易となり、メンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による流体混合装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の流体混合装置の一つの実施形態を示す縦断面図である。
【図３】図２に示されている流体混合装置の第１の電動制御弁を示す拡大図である。
【図４】図２に示されている流体混合装置の第２の電動制御弁を示す拡大図である。
【図５】図２に示されている流体混合装置の流量測定部を示す拡大図である。
【図６】図２に示されている流体混合装置の流量測定部の要部を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明による流体混合装置の実施の形態を説明する。
最初に図１を参照して、本発明による流体混合装置の基本構成について説明する。
【００１８】
流体混合装置１は、混合比制御部２と、流体混合部３と、流体混合部３の下流側に配置される濃度測定部４、流量測定部５及び流量制御部６とを備える。流量制御部６は、弾性チューブと弾性チューブを押圧して弾性チューブの開度を変化させる挟圧子とを有したピンチ弁によって構成されている。なお、ピンチ弁の開度変化は押圧による方式に限定されるものではなく、例えばねじりによる方式など他の方式でもよい。流体混合部３には、異なる流体成分Ａと流体成分Ｂとが供給され、配管内で二つの流体成分が混合されて混合流体が生成される。流体混合部３において生成された混合流体は、濃度測定部４と流量測定部５と流量制御部６とを通って、外部に供給される。流体混合部３から流出する混合流体の所定成分の濃度は、濃度測定部４によって測定され、混合比制御部２が、測定された混合流体の濃度に基づいて流体成分Ａと流体成分Ｂとの混合比を制御して、混合流体の濃度を予め定められた濃度に調整する。例えば、混合比制御部２は、濃度測定部４によって測定された混合流体の濃度と予め定められた濃度との差分がゼロとなるように流体成分Ａの流量を変化させることによって、流体混合部３における流体成分Ｂに対する流体成分Ａの混合比を調整して混合流体の濃度を予め定められた濃度に制御する。また、混合流体の流量は、流量測定部５によって測定され、流量制御部６が、測定された混合流体の流量に基づいて、混合流体の流量を予め定められた流量になるように調整する。例えば、流量制御部６は、流量測定部５によって測定された混合流体の流量と予め定められた流量との差分がゼロとなるように、流量制御部６を通過して外部に供給される混合流体の流量を予め定められた流量に制御する。このようにして、流体混合装置１は、異なる流体成分Ａと流体成分Ｂとを混合させて、予め定められた濃度の混合流体を生成し、予め定められた流量で外部に供給することができる。
【００１９】
なお、図１では、流体混合部３、濃度測定部４、流量測定部５及び流体制御部６の順に配置され、接続されているが、濃度測定部４、流量測定部５及び流体制御部６の配置の順番は図１に示されている順番に限定されるものではなく、互いの位置を入れ替ることが可能である。また、流体混合部３における流体成分Ａと流体成分Ｂの混合比の制御は、流体成分Ｂに対する流体成分Ａの混合比を変化させることができれば、上記の方法に限定されるものではなく、例えば、流体成分Ａの流量を制御する混合比制御部２に加えて、流体成分Ｂの流量を制御する別の混合比制御部を設けてもよい。
【００２０】
スラリ流体のように固体成分と液体成分とを混合させることによって混合流体を生成する場合、混合流体を輸送する配管に湾曲部や屈曲部（以下、屈曲部も含めて湾曲部と記載する。）があると、滞留が生じやすくなって固体成分が配管に固着し、濃度変化を生じやすくなる。したがって、特に流体混合部３の下流から流体混合装置１の混合流体流出口（流体混合装置１から外部へ混合流体を流出させる出口）までの間に湾曲部が存在すると、流体混合部３で予め定められた濃度になるように流体成分Ａと流体成分Ｂとを混合させても、外部に供給される混合流体の濃度は予め定められた濃度から変動してしまう可能性がある。そこで、流体混合装置１では、流体混合部３の下流側に位置する濃度測定部４の流路と流量測定部５の流路と流量制御部６の弾性チューブを流路軸線に沿って直線状に延びるように形成し、流体混合部３の次段（図１では、濃度測定部４）から流体混合装置１の混合流体流出口に至るまでの間に湾曲部が形成されないようにしている。これにより、混合流体がスラリ流体である場合でも、流体成分Ａと流体成分Ｂとが混合される流体混合部３と流体混合装置１の混合流体流出口との間で混合流体の滞留が発生することを抑制して、固体成分（スラリ成分）の固着を生じにくくし、混合流体の濃度変化を抑制して、より正確な濃度で所望の流量の混合流体を外部に供給できるようにしている。また、このような構成により、配管の洗浄も容易となる。
【００２１】
さらに、流体成分Ａと流体成分Ｂとの合流部と濃度測定部４との間で固体成分の固着が生じると、濃度測定部４では、合流部における混合流体の濃度を正確に測定することができなくなり、混合流体の濃度の制御に悪影響を与える。したがって、流体混合部３において流体成分Ａと流体成分Ｂとを混合させて生成した混合流体が流通する流路も、濃度測定部４の流路、流量測定部５の流路及び流量制御部６の弾性チューブと共に流路軸線に沿って直線状に延びるように形成し、流体成分Ａと流体成分Ｂとが混合された後に流体混合装置１の混合流体流出口に到達するまで混合流体が流通する流路に湾曲部が形成されないようにすることが好ましい。これにより、混合流体の濃度変化をさらに抑制することができ、濃度制御の精度をさらに向上させることができる。また、配管の洗浄もさらに容易となる。
【実施例】
【００２２】
次に、図２から図６を参照して、本発明による流体混合装置１０の実施形態について説明する。
流体混合装置１０は、混合比制御部としての第１の電動制御弁１１と、流体混合部１２と、濃度測定部１３と、流量測定部１４と、流量制御部としての第２の電動制御弁１５とを備え、これらが筐体１６内に配置されている。また、第２の電動制御弁１５はピンチ弁である。
【００２３】
流体混合部１２は、第１の電動制御弁１１の下流側に配置されており、流路軸線Ｆの方向に直線状に延び且つ第１の電動制御弁１１の下流側に接続されている主流路１２ａと、流路軸線Ｆ方向の主流路１２ａの中間部で主流路１２ａに接続されている分岐流路１２ｂとを含む。第１の流体流入部１７から流入した第１の流体成分を第１の電動制御弁１１を通して主流路１２ａに供給すると共に図示されていない第２の流体流入部から第２の流体成分を分岐流路１２ｂに供給し、主流路１２ａを流れる第１の流体成分に分岐流路１２ｂを通して第２の流体成分を合流させることにより、第１の流体成分に第２の流体成分を混合させて混合流体を生成させる。なお、本実施形態では、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から形成されており且つ後述する第１のケーシング４７のベース部４７ａに固定される配管ブロック内に、主流路１２ａと分岐流路１２ｂとが形成されている。
【００２４】
濃度測定部１３は、流体混合部１２の下流側に配置されており、流路軸線Ｆに沿って直線状に延び且つ流体混合部１２の主流路１２ａの下流側に隣接して接続されている濃度測定流路１３ａと、濃度測定流路１３ａの周囲に配置された濃度センサ１３ｂと、濃度測定制御回路１３ｃとを含んでおり、濃度測定流路１３ｃを流通する混合流体の濃度の指標を濃度センサ１３ｂによって測定し、濃度測定制御回路１３ｃに伝達する。本実施形態では、濃度センサ１３ｂは、濃度測定流路１３ａ内を流通する混合流体の伝導度を濃度の指標として測定することにより、濃度を求める方式を採用している。伝導度により混合流体の濃度を測定する方法は、例えば特許文献１に開示されているように公知であるので、ここでは詳しく説明しない。濃度測定制御回路１３ｃは、濃度センサ１３ｂによって測定された混合流体の濃度に基づいて、第１の電動制御弁１１の弁開度を制御して主流路１２ａに供給される第１の流体成分の流量を変化させることにより、第１の流体成分と第２の流体成分の混合比を調整し、混合流体の濃度を制御する。流量測定部１４は、濃度測定部１３の下流側に配置されており、流路軸線Ｆに沿って直線状に延び且つ濃度測定流路１３ａの下流側に隣接して接続されている流量測定流路１４ａと、流量測定流路１４ａの周囲に配置された流量センサ１４ｂと、流量測定制御回路１４ｃとを含んでおり、流量測定流路１４ａを流通する混合流体の流量の指標を流量センサ１４ｂによって測定し、流量測定制御回路１４ｃに伝達する。流量測定制御回路１４ｃは、流量センサ１４ｂによって測定された混合流体の流量の指標から求めた流量に基づいて、第２の電動制御弁１５の弁開度を制御して、流体混合装置１０から混合流体流出部１８を通して外部へ流出される混合流体の流量を制御する。
【００２５】
流体混合装置１０では、流体混合部１２の主流路１２ａと、濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａと、流量測定部１４の流量測定流路１４ａとが、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びており、流体混合部１２における主流路１２ａと分岐流路１２ｂとの合流点から流量制御部としての第２の電動制御弁１５まで湾曲部が存在しない。このため、混合流体がスラリ流体である場合でも、混合流体の滞留による固体成分の固着が抑制されて、流体混合部１２における主流路１２ａと分岐流路１２ｂとの合流部から第２の電動制御弁１５に至るまでの間で濃度変化が生じにくく、正確な濃度の混合流体を外部に流出させることができる。また、流路の洗浄が容易となる。
【００２６】
ここで、第１の電動制御弁１１、第２の電動制御弁１５及び流量センサ１４ｂの詳細な構造について説明する。
【００２７】
第１の電動制御弁１１は、図２に示されているように、第１の電気式駆動部１１ａと第１の開度制御部１１ｂとを含んでおり、第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａと第１の開度制御部１１ｂとがボルト及びナット（図示せず）によって接続されている。第１の開度制御部１１ｂは、第１の電気式駆動部１１ａを用いて弁開度を変化させることにより、流体の流量を変化させるように構成されている。本実施形態では、第１の電動制御弁１１としてピンチ弁が用いられている。
【００２８】
図３に詳細に示されているように、第１の開度制御部１１ｂは、弾性チューブ１９と、二つの構成体を接合して構成された弁本体部２０と、連結体２１と、連結体２２とを備える。弾性チューブ１９は、フッ素ゴムとシリコンゴムとの複合体によって形成されている。また、弁本体部２０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から形成されており、連結体２１及び連結体２２はＰＦＡから形成されている。弾性チューブ１９は、弁本体部２０を貫通するように流路軸線Ｆに沿って直線状に形成されたチューブ受容孔２０ａ内に収容されて流路を形成している。また、弾性チューブ１９の両端部には、それぞれ、連結体２１と連結体２２とが接続されている。第１の電動制御弁１１の連結体２１は、弾性チューブ１９と外部配管とを接続する配管であり、前述した第１の流体流入部１７として機能する。第１の電動制御弁１１の連結体２２は、弾性チューブ１９と流体混合部１２の主流路１２ａとを接続する配管である。連結体２１内の流路、弾性チューブ１９、連結体２２内の流路は、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びるように配置されていることが好ましい。これにより、流体としてスラリ流体を流しても固体成分が固着しにくく、また、流路の洗浄が容易となる。
【００２９】
第１の電気式駆動部１１ａは、モータ部２３と、ステム２４と、挟圧子２５とを有している。モータ部２３は例えばステッピングモータを使用することができる。モータ部２３の下部に配置されたステム２４は、モータ部２３の軸にギア（図示せず）を介して連結されており、モータ部２３の軸の回転に伴って上下動するようになっている。ステム２４の下端部には挟圧子２５が接続されている。挟圧子２５は、弁本体部２０の上部からチューブ受容孔２０ａまで延びる開口内に配置されており、モータ部２３を駆動してステム２４を上下動させることにより、弾性チューブ１９を押圧してその開口面積を変化させ、弾性チューブ１９内の流体の流量を調整することができる。なお、本実施形態では、挟圧子２５によって弾性チューブ１９を押圧してその開口面積を変化させる方式を採用しているが、弾性チューブ１９の開口面積を変化させる方式は特に限定されるものではなく、例えば弾性チューブ１９をねじることにより弾性チューブ１９の開口面積を変化させる方式など他の方式を採用することも可能である。
【００３０】
第２の電動制御弁１５は、第１の電動制御弁１１と同様の構成を有し、第２の電気式駆動部１５ａと第２の開度制御部１５ｂとを含んでおり、第２の電動制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａと第２の開度制御部１５ｂとがボルト及びナット（図示せず）によって接続されている。第２の開度制御部１５ｂは、電気式駆動部１５ａを用いて弁開度を変化させることにより、流体の流量を変化させるように構成されている。第２の電動制御弁１５としても、ピンチ弁が用いられている。以下では、第１の電動制御弁１１のピンチ弁と第２の電動制御弁１５のピンチ弁とで異なる点について主に説明し、共通する点については説明を省略する。
【００３１】
図４に詳細に示されているように、第２の開度制御部１５ｂは、第１の開度制御部１１ｂと同様に、弾性チューブ２６と、二つの構成体を接合して構成された弁本体部２７と、連結体２８と、連結体２９とを備える。第２の開度制御部１５ｂの弾性チューブ２６、弁本体部２７、連結体２８，２９は、第１の開度制御部１１ｂの弾性チューブ１９、弁本体部２０、連結体２１，２２と同様の構成である。なお、第２の電動制御弁１５の弾性チューブ２６の両端部にも連結体２８と連結体２９が接続されているが、第２の電動制御弁１５の連結体２８は、流量測定部１４の流路測定流路１４ａと弾性チューブ２６とを接続する配管であり、第２の電動制御弁１５の連結体２９は、弾性チューブ２６と外部配管を接続する配管であり、混合流体流出部１８として機能する点において、第１の電動制御弁１１と異なっている。連結体２８内の流路、弾性チューブ２６、連結体２９内の流路は、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びるように配置されていることが好ましい。これにより、混合流体としてスラリ流体を流しても固体成分が固着しにくく、また、流路の洗浄が容易となる。第２の開度制御部１５ｂのその他の点は、第１の開度制御部１１ｂと共通であるので、ここでは説明を省略する。
【００３２】
第２の電気式駆動部１５ａは、第１の電気式駆動部１１ａと同様に、モータ部３０と、ステム３１と、挟圧子３２とを有しており、モータ部３０を駆動してステム３１を上下動させることにより、弾性チューブ２６を押圧してその開口面積を変化させ、弾性チューブ２６内の流体の流量を調整することができるようになっている。モータ部３０は例えばステッピングモータを使用することができる。第２の電気式駆動部１５ａの構成及び動作は、第１の電気式駆動部と全く同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、第２の電気式駆動部１５ａに関しても、第１の電気式駆動部１１ａと同様に、挟圧子３２によって弾性チューブ２６を押圧してその開口面積を変化させる方式を採用しているが、弾性チューブ２６の開口面積を変化させる方式は特に限定されるものではなく、例えば弾性チューブ２６をねじることにより弾性チューブ２６の開口面積を変化させる方式など他の方式を採用することも可能である。
【００３３】
図５に詳細に示されているように、流量測定部１４の流量測定流路１４ａは、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びる測定管３３によって構成されており、測定管３３は、ＰＦＡによって形成されている。図２に示されているように、測定管３３の上流側の端部には、測定管３３を濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａの下流側端部に接続する接続部材３４が設けられ、測定管３３の下流側の端部には、測定管３３を第２の電動制御弁１５の連結体２８に接続する接続部材３５が設けられている。
【００３４】
本実施形態では、流量センサ１４ｂは、超音波流量計によって構成されており、図５及び図６に示されているように、一対の超音波振動子３６，３６と、一対の伝送体３７，３７とを含んでいる。
【００３５】
各伝送体３７は略円錐形状を有しており、一対の伝送体３７，３７が流路軸線Ｆと平行に延びる測定管３３の軸線方向に離間して測定管３３の周囲を取り囲むように配置されている。また、各伝送体３７は、頂部３７ａと、頂部３７ａと測定管３３の軸線方向の反対側の端部に位置し且つ測定管３３の軸線方向に対して垂直な方向に延びる軸線方向端面３７ｂを有しており、一対の伝送体３７，３７は、各伝送体３７の軸線方向端面３７ｂが互いから遠い側に向くように配置される。このような伝送体３７の軸線方向端面３７ｂに超音波振動子３６が取り付けられる。なお、本実施形態では、このような伝送体３７，３７が測定管３３と一体的に形成されている。
【００３６】
超音波振動子３６は、図６によく示されているように、超音波トランスデューサ３６ａとこれを挟むように配置される二つの音響整合部材３６ｂ，３６ｂとにより構成されている。また、超音波振動子３６は、フッ素樹脂で覆われている。超音波トランスデューサ３６ａは、チタン酸ジルコン酸鉛などの圧電材料から形成されており、ドーナツ形状すなわち穴あき円板形状を有している。また、超音波トランスデューサ３６ａの内径は、測定管３３の外径よりも大きく、超音波振動子３６を伝送体３７の軸線方向端面３７ｂに取り付けたときに超音波トランスデューサ３６ａの内周面が測定管３３の外周面から離間するように超音波トランスデューサ３６ａが配置される。各音響整合部材３６ｂは、ガラスエポキシ樹脂から形成されており、超音波トランスデューサ３６ａの配線部分を受容するための切り欠き部が設けられ且つ超音波トランスデューサ３６ａの外径と略同一の外径の略ドーナツ形状すなわち穴あき円板形状を有している。また、各音響整合部材３６ｂの内径は測定管３３の外径よりも大きく、超音波振動子３６を伝送体３７の軸線方向端面３７ｂに取り付けたときに音響整合部材３６ｂ，３６ｂの内周面が測定管３３の外周面から離間するように音響整合部材３６ｂ，３６ｂが配置される。さらに、二つの音響整合部材３６ｂ，３６ｂのうちの一方は、伝送体３７の軸線方向端面３７ｂと超音波トランスデューサ３６ａとの間に配置され、他方の音響整合部材３６ｂは一方の音響整合部材３６ｂとの間に超音波トランスデューサ３６ａを挟み込むように配置される。
【００３７】
超音波振動子３６から延びる配線は、流量測定制御回路１４ｃに接続されており、流量測定制御回路１４ｃが超音波振動子３６によって測定された混合流体の流量の指標から求めた流量に基づいて第２の電装制御弁１５の弁開度を調整して流量を制御する。
【００３８】
このように構成された測定管３３及び流量センサ１４ｂは、後述する第１のケーシング４７のベース部４７ａに固定された二つの支持部によって支持されている。支持部は、支持部材３８と、ストッパ３９と、押圧板４０と、クッション４１と、押圧部材４２とを含んでいる。支持部材３８はＰＶＣによって形成されており、流路軸線Ｆと平行に延びる角柱形状を有している。図５に示されているように、支持部材３８には、測定管３３の中心軸線と同軸に延びる貫通孔４３が形成されている。支持部材３８の上面には、流量センサ１４ｂの超音波トランスデューサ３６ａから延びる配線を通すためのスリット４４が貫通孔４３に連通するように形成されている。貫通孔４３は、振動子受容部４３ａと、ストッパ受容部４３ｂと、開口部４３ｃとを含んでいる。開口部４３ｃは支持部材３８の一方の端面に形成されており、開口部４３ｃの直径は伝送体３７の外径よりも大きくなるように定められている。ストッパ受容部４３ｂは開口部４３ｃと振動子受容部４３ａとの間に形成されており、ストッパ受容部４３ｂの直径は開口部４３ｃの直径よりも大きくなるように定められている。振動子受容部４３ａは支持部材３８の他方の端面に形成されており、振動子受容部４３ａの直径はストッパ受容部４３ｂの直径よりも大きく且つ内部に超音波振動子３６を収容できるような大きさとなるように定められている。図６に示されているように、振動子受容部４３ａの端部には雌ネジ部４５が形成されており、内周面には径方向に沿って係合溝４６が形成されている。
【００３９】
ストッパ３９は、ＰＶＣから形成されており、略円筒形状を有し、円周方向に二分割されている。ストッパ３９は支持部材３８のストッパ受容部４３ｂ内に配置される。ストッパ３９の外径はストッパ受容部４３ｂの内径と概略同一であり、ストッパ３９の内径は測定管３３の外径よりも大きくなるよう定められている。
【００４０】
押圧板４０は、ステンレス鋼から形成されており、径方向に延びる係合突起４０ａを有したドーナツ形状すなわち穴あき円板形状を有している。押圧板４０の係合突起４０ａは、支持部材３８の係合溝４６と係合するようになっている。押圧板４０は超音波振動子３６の音響整合部材３６ｂに当接するように配置される。クッション４１は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）から形成され且つ測定管３３の外径よりも大きい内径を有するＯリングである。
【００４１】
押圧部材４２は、ＰＶＣから形成されており、略円筒形状を有している。押圧部材４２の外径は支持部材３８の振動子受容部４３ａの内径と概略同一であり、押圧部材４２の内径は測定管３３の外径よりも大きくなっている。押圧部材４２の外周面には、支持部材３８の雌ネジ部４５に螺合する雄ネジ部４２ａが形成されている。また、図５に示されているように、押圧部材４２の一方の端面には、クッション４１を収容する凹部が形成されている。
【００４２】
本実施形態の流体混合装置１０の流量センサ１４ｂと測定管３３との組み立て方法は以下の通りである。支持部材３８の貫通孔４３に測定管３３及びこれと一体的に形成されている伝送体３７を挿入する。その後、ストッパ受容部４３ｂにストッパ３９を装着し、支持部材３８と伝送体３７とでストッパ３９を挟持する。伝送体３７の軸線方向端面３７ｂに超音波振動子３６の一方の音響整合部材３６ｂ、超音波トランスデューサ３６ａ、他方の音響整合部材３６ｂの順で配置する。押圧板４０の係合突起４０ａを支持部材３８の係合溝４６と係合させながら、押圧板４０を振動子受容部４３ａに挿入して音響整合部材３６ｂに当接させる。次に、クッション４１を装着した押圧部材４２を支持部材３８に螺着させる。押圧部材４２は、超音波振動子３６を押圧板４０を介して伝送体３７に押圧することによって、超音波振動子３６を伝送体３７に密着固定させる。このとき、押圧部材４２が回動しても押圧板４０は回動しないので、超音波振動子３６は回動することなく伝送体３７に押圧される。一対の超音波振動子３６，３６が一対の伝送体３７，３７に螺着された後に、測定管３３の両端部に接続部材３４，３５が装着される。その後、支持部材３８を後述する第１のケーシング４７のベース部４７ａにボルト及びナット（図示せず）で固定することによって流量センサ１４ｂ及び測定管３３が第１のケーシング４７に固定される。その後、接続部材３４を介して測定管３３とその上流側の濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａとが接続され、接続部材３５及び連結体２８を介して測定管３３とその下流側の第２の電装制御弁１５の弾性チューブ２６とが接続される。このとき、第１の電動制御弁１５の弾性チューブ１９、流体混合部１２の主流路１２ａ、濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａ、流量測定部１４の測定管３３（流量測定流路１４ａ）、第２の電動制御弁１５の弾性チューブ２６は、同一の流路軸線Ｆに沿って直線状に配置される。
【００４３】
次に、流体混合装置１０の筐体１６の構造を説明する。筐体１６は、第１のケーシング４７と第２のケーシング４８とを組み立てることによって構成されており、流体混合部１２と濃度センサ１３ｂと流量センサ１４ｂとが第１のケーシング４７内に配置され、第１の電動制御弁１１と第２の電動制御弁１５と濃度測定制御回路１３ｃと流量測定制御回路１４ｃとが第２のケーシング４８内に配置される。また、第１のケーシング４７と第２のケーシング４８との間には空間層４９ａ，４９ｂが設けられる。
【００４４】
第１のケーシング４７は、ガラス繊維強化ポリプロピレン（ＰＰＧ）によって形成されており、ベース部４７ａと長方形状に延びる周状のケーシング本体部４７ｂと蓋部４７ｃとを含む。本実施形態では、ケーシング本体部４７ｂの底部開口を塞ぐようにベース部４７ａが配置されてベース部４７ａ及びケーシング本体部４７ｂが一体的に形成されている。しかしながら、ベース部４７ａとケーシング本体部４７ｂとを別体で形成してボルトなどによって接合してもよい。また、ケーシング本体部４７ｂの上部開口は、ケーシング本体部４７ｂの上部に蓋部４７ｃをボルト及びナット（図示せず）によって接合することによって塞がれるようになっている。さらに、ベース部４７ａ上においてケーシング本体部４７ｂに囲まれた領域の流路軸線Ｆ方向の両端部の外側には、第１の電動制御弁１１及び第２の電動制御弁１５が第１のケーシング４７のケーシング本体部４７ｂとの間に空間層４９ｂを形成して配置できるようにするための空間が形成されている。
【００４５】
第１のケーシング４７のケーシング本体部４７ｂの流路軸線Ｆ方向の両端壁には、それぞれ、第１の接続配管部材受口５０と第２の接続配管部材受口５１が形成されており、第１の接続配管部材受口５０に流体混合部１２と第１の電動制御弁１１とを接続する配管である第１の電動制御弁１１の連結体２２を貫通させると共に、第２の接続配管部材受口５１に流量測定部１４と第２の電動制御弁１５とを接続する配管である第２の電動制御弁１５の連結体２８を貫通させ、これらを支持している。第１の接続配管部材受口５０の中心軸線と第２の接続配管部材受口５１の中心軸線とは同一軸線上に存在しており、第１の接続配管部材受口５０に支持される第１の電動制御弁の連結体２２、流体混合部１２の主流路１２ａ、濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａ、流量測定部１４の流量測定流路１４ａ、第２の接続配管部材受口５１に支持される第２の電動制御弁の連結体２８が、流路軸線Ｆに沿って直線状に配置されるようになっている。
【００４６】
第２のケーシング４８は、第１のケーシング４７と同様に、ＰＰＧによって形成されており、図２に示されているように、長方形状に延びる周状のケーシング本体部４８ａと底部４８ｂと蓋部４８ｃとを含み、第２のケーシングのケーシング本体部４８ａの流路軸線Ｆ方向の上流側の端壁には、流体混合装置１０に電気を供給する電気配線などのコネクタ５２が設けられている。また、本実施形態では、図３及び図４に詳細に示されているように、流体混合装置１０において流路軸線Ｆ方向の両端部に配置される第１の電動制御弁１１の弁本体部２０及び第２の電動制御弁１５の弁本体部２７の外周面が外部に露出しており、弁本体部２０及び弁本体部２７を第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａの流路軸線Ｆ方向の両端部に接続することで、弁本体部２０及び弁本体部２７の外周面が第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａの外周面の一部を構成するようになっている。このように第１の電動制御弁１１の弁本体部２０及び第２の電動制御弁の弁本体部２７が第２のケーシング４８の一部を構成するようになっていることによって、第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａが第１の電動制御弁１１及び第２の電動制御弁１５の全体を収容する場合と比較して、第２のケーシング４８をコンパクトに形成することができる。
【００４７】
本実施形態では、第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａの上部開口を塞ぐように蓋部４８ｃとケーシング本体部４８ａが一体的に形成されている。しかしながら、第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａと蓋部４８ｃとを別体で形成してボルトなどによって接合してもよい。また、第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａの底部開口は、底部４８ｂと第１の電動制御弁１１の弁本体部２０及び第２の電動制御弁１５の弁本体部２７とがボルト及びナット（図示せず）によって接合されることによって塞がれている。
【００４８】
このように構成された第２のケーシング４８の内部には、第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａを収納する第１の駆動部収納部５３と、第２の電動制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａを収納する第２の駆動部収納部５４と、濃度測定部１３の濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定部１４の流量測定制御回路１４ｃを収納する電装収納部５５とが設けられており、第１の駆動部収納部５３と電装収納部５５との間及び第２の駆動部収納部５４と電装収納部５５との間には、仕切板５６，５６が設けられている。第１の駆動部収納部５３、電装収納部５５及び第２の駆動部収納部５４の間での熱の伝達を抑制するための断熱材や、ノイズを効果的に遮断するための金属板などの遮蔽材を仕切板５６に取り付けてもよい。また、第２のケーシング４８のケーシング本体部４８ａの外周面に放熱リブや放熱溝を設けてもよい。
【００４９】
空間層４９ａは、第１のケーシング４７の蓋部４７ｃと第２のケーシング４８の底部４８ｂを組み合わせることにより形成される。空間層４９ａを形成する方法は限定されるものではない。本実施形態では、図２に示されているように、第１のケーシング４７の蓋部４７ｃと第２のケーシング４８の底部４８ｂにおいて、それぞれ、互いと接続したときに対向する位置に、濃度センサ１３ｂ及び流量センサ１４ｂの配線の通過を許容するための三つの開口５７を設けると共に、第１のケーシング４７の蓋部４７ｃ及び第２のケーシング４８の底部４８ｂの一方の開口５７の周縁部に他方へ向かって突出する環状突起を形成するようにしている。これにより、第１のケーシング４７の蓋部４７ｃと第２のケーシング４８の底部４８ｂとを組み合わせたときに第１のケーシング４７の蓋部４７ｃ及び第２のケーシング４８の底部４８ｂの一方の環状突起が第１のケーシング４７の蓋部４７ｃ及び第２のケーシング４８の底部４８ｂの他方に当接して、第１のケーシング４７の蓋部４７ｃと第２のケーシング４８の底部４８ｂとが離間した位置に保持され、空間層４９ａが形成される。
【００５０】
なお、上述した第１のケーシング４７の蓋部４７ｃと第２のケーシング４８の底部４８ｂに設けられた三つの開口５７を通して、濃度センサ１３ｂと濃度測定制御回路１３ｃ並びに流量センサ１４ｂと流量測定制御路１４ｃとが電気的に接続されており、濃度センサ１３ｂによる測定結果が濃度測定制御回路１３ｃに伝達されると共に、流量センサ１４ｂによる測定結果が流量測定制御回路１４ｃに伝達される。
【００５１】
流体混合装置１０の作動時に、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃや第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａ及び第２の電装制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａからは、熱が発生し、第２のケーシング４８内の温度は周囲の温度よりも高温となる。しかしながら、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃを収納する第２のケーシング４８の電装収納部５５と第１のケーシング４７との間には空間層４９ａが形成され、第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａを収納する第２のケーシング４８の第１の駆動部収納部５３及び第２の電装制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａを収納する第２のケーシング４８の第２の駆動部収納部５４と第１のケーシング４８との間には空間層４９ｂが形成されているので、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃや第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａ及び第２の電装制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａから発生した熱が濃度センサ１３ｂや流量センサ１４ｂに伝わるのを防ぐことができる。したがって、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃや第１の電動制御弁１１及び第２の電装制御弁１５から発生した熱が濃度センサ１３ｂや流量センサ１４ｂに及ぼす影響を少なくすることができる。また、発生した熱による混合流体の温度変化を抑えることができるので、混合流体の粘度などの物性や懸濁状態などの性状の変化を抑えることができ、正確な濃度及び流量を安定的に測定することができる。特に、流体混合装置１０は、温度の影響を受けやすい混合流体を正確な濃度及び流量で外部に供給する場合に優れた効果を奏する。
【００５２】
混合流体の温度の変化による濃度及び流量の測定結果への影響を補償するために、例えば、流量測定部の測定管の外側部に温度センサ５８を取り付け、測定された温度に基づいて、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃにおいて温度補償を行って混合流体の濃度及び流量をより正確に求めるようにしてもよい。
【００５３】
次に、流体混合装置１０の動作について説明する。
【００５４】
流体混合装置１０には、第１の流体流入部１７に第１の流体成分が流入し、第２の流体流入部（図示せず）に第２の流体成分が流入する。ここでは、第１の流体成分として高濃度のスラリ流体が供給され、第２の流体成分として純水が供給され、第１の流体成分と第２の流体成分とを混合して、混合流体流出部１８から所定濃度のスラリ混合流体を所定流量で放出する場合について説明する。第１の流体流入部１７としての機能する第１の電動制御弁１１の連結体２１に流入した第１の流体成分は、第１の電動制御弁１１を通って流体混合部１２の主流路１２ａを流通し、これに第２の流体流入部から流入した第２の流体成分が分岐流路１２ｂを通って合流することによって、第２の流体成分と混合され、混合流体が生成される。なお、第１の電動制御弁１１はピンチ弁であり、第１の電動制御弁１１の弾性チューブ１９よりなる流路は、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びているので、固体成分の固着が生じにくく、詰まりが発生しにくい。また、洗浄も容易である。流体混合部１２において生成された混合流体は、流体混合部１２の下流に接続された濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａに流入し、濃度センサ１３ｂによって混合流体の伝導度の測定が行われる。濃度センサ１３ｂによって測定された伝導度は配線を通して濃度測定制御回路に伝達され、濃度測定制御回路１３ｃは、測定された混合流体の伝導度から混合流体の濃度を求める。次に、濃度測定制御回路１３ｃは、求められた混合流体の濃度と予め定められた濃度との差分がゼロになるような第２の流体成分の流量に対する第１の流体成分の流量を求め、第１の開度制御部１１ｂの弾性チューブ１９が、求められた第１の流体成分の流量となるような弁開度になるように、第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａを制御して挟圧子２５を駆動する。これによって、第１の流体成分の流量が変化させられて、第２の流体成分に対する第１の流体成分の混合比が調整され、混合流体の濃度が予め定められた濃度に制御される。なお、第１の電動制御弁１１は、ピンチ弁であり、第１の電動制御弁１１の弾性チューブ１９よりなる流路は、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びているので、流量の制御が行いやすいという利点を有する。
【００５５】
混合流体がスラリ流体である場合、流路が湾曲していると、混合流体が滞留して、固体成分の固着により混合流体の濃度が変化しやすくなる。しかしながら、流体混合装置１０では、流体混合部１２の主流路１２ａと濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａとが流路軸線Ｆに沿って直線状に配置されており、流体混合部１２の主流路１２ａと分岐流路１２ｂとの合流点から濃度センサ１３ｂに至るまで湾曲部がなく、滞留が生じにくいので、固体成分の固着による濃度変化が生じにくい。したがって、流体混合部１２において混合された混合流体の濃度を正確に測定することができ、予め定められた濃度に混合流体を正確に制御することができる。
【００５６】
次に、第１の電動制御弁１１、流体混合部１２及び濃度測定部１３によって所定の濃度に制御された混合流体は、濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａの下流に接続された流量測定部１４の流量測定流路１４ａ（測定管３３）に流入する。流量測定部１４ａでは以下のようにして流量の測定が行われる。混合流体の流れに対して上流側（図５における左側）に位置する超音波振動子３６から下流側（図５における右側）に位置する超音波振動子３６へ向かって超音波が発信される。下流側の超音波振動子３６によって受信された超音波は電気信号に変換され、流量測定制御回路１４ｃへ出力される。超音波が下流側の超音波振動子３６によって受信されると、流量測定制御回路１４ｃによって一対の超音波振動子３６，３６の送受信の役割が瞬時に切り換えられて、下流側の超音波振動子３６から上流側の超音波振動子３６へ向かって超音波が発信され、上流側の超音波振動子３６によって受信された超音波は、電気信号に変換されて、流量測定制御回路１４ｃへ出力される。このとき、超音波は、測定管内の流体の流れに逆らって伝搬していく。このため、上流側から下流側へ超音波を伝搬させるときに比べて流体中での超音波の伝搬速度が遅くなり、超音波の伝搬時間が長くなる。流量測定制御回路１４ｃ内では、超音波振動子３６，３６から出力された各電気信号から伝搬時間がそれぞれ演算され、伝搬時間の差から流量が求められる。
【００５７】
次に、流量測定部１４の流量測定流路１４ａ（測定管３３）を通過した混合流体は、第２の電動制御弁１５の第２の開度制御部１５ｂに流入する。流量測定制御回路１４ｃは、リアルタイムに測定された流量と予め設定された流量との差分がゼロになるような弁開度になるように、第２の電動制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａを制御して挟圧子３２を駆動する。これによって、第２の開度制御部１５ｂから流出する混合流体の流量が予め定められた流量に制御される。なお、第２の電動制御弁１５は、ピンチ弁であり、第２の電動制御弁１５の弾性チューブ２６よりなる流路は、流路軸線Ｆに沿って直線状に延びているので、流量の制御が行いやすいという利点を有する。また、流量測定部１３の測定管３３すなわち流量測定流路１３ａ及び第２の電動制御弁１５の弾性チューブ２６も、第１の電動制御弁１１の弾性チューブ１９、流体混合部１２の主流路１２ａ及び濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａと同様に、流路軸線Ｆに沿って直線状に配置されており、湾曲部がなく滞留が生じにくいので、固体成分の固着による混合流体の濃度変化が生じにくい。したがって、流量測定部１４の上流側で予め定められた濃度に制御された混合流体に濃度変化を生じさせることなく、予め定められた濃度に精度よく制御された混合流体を予め定められた流量で、外部に供給することが可能となる。
【００５８】
さらに、流体混合装置１０の動作時には、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃから熱が発生するため、第２のケーシング４８の電装収納部５５内の温度は周囲温度よりも高温となる。しかしながら、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃを収納する第２のケーシング４８と、流体混合部１２と濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａ及び濃度センサ１３ｂと流量測定部１４の流量測定流路１４ａ（測定管３３）及び流量センサ１４ｂとを収納する第１のケーシング４７との間には、空間層４９ａが形成されているので、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃから発生した熱が、流体混合部１２と濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａ及び濃度センサ１３ｂと流量測定部１４の流量測定流路１４ａ及び流量センサ１４ｂとに伝わることを防ぐことができる。したがって、濃度測定制御回路１３ｃ及び流量測定制御回路１４ｃから発生した熱が、混合流体、並びに、濃度センサ１３ｂ及び流量センサ１４ｂに及ぼす影響を小さくすることができる。
【００５９】
同様に、第１の電動制御弁１１及び第２の電動制御弁１５からも熱が発生するため、第２のケーシング４８の第１の駆動部収納部５３及び第２の駆動部収納部５４内の温度は周囲温度よりも高温となる。しかしながら、第１の電動制御弁１１の第１の電気式駆動部１１ａを収納する第１の駆動部収納部５３及び第２の電動制御弁１５の第２の電気式駆動部１５ａを収納する第２の駆動部収納部５４と、第１のケーシング４７との間には、空間層４９ｂが形成されているので、第１の電気式駆動部１１ａ及び第２の電気式駆動部１５ａから発生した熱が、流体混合部１２と濃度測定部１３の濃度測定流路１３ａ及び濃度センサ１３ｂと流量測定部１４の流量測定流路１４ａ（測定管３３）及び流量センサ１４ｂとに伝わることを防ぐことができる。したがって、第１の電気式駆動部１１ａ及び第２の電気式駆動部１５ａから発生した熱が、混合流体、並びに、濃度センサ１３ｂ及び流量センサ１４ｂに及ぼす影響を小さくすることができる。
【００６０】
また、第１の電動制御弁１１の弁本体部２０及び第２の電動制御弁１５の弁本体部２７の側面が第２のケーシング４８から外部へ露出していることから、第１の開度制御部１１ｂ及び第２の開度制御部１５ｂからの流体の漏えいが発見しやすく、流体の漏えいが周囲環境に影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００６１】
以上、図示されている実施形態を参照して、本発明による流体混合装置１０を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、流体混合部１２の下流側に、濃度測定部１３、流量測定部１４及び第２の電動制御弁１５がこの順番で直列に配置されて、その流路が接続されているが、流体混合部１２の下流側に配置されていれば、濃度測定部１３、流量測定部１４及び第２の電動制御弁１５の位置は互いに入れ替えることができる。例えば、流体混合部１２の下流に第２の電動制御弁１５を配置して流体混合部１２の主流路１２ａの下流に第２の電動制御弁１５の弾性チューブ２６を接続し、第２の電動制御弁１５の下流に流量測定部１４を配置して第２の電動制御弁１５の弾性チューブ２６の下流に流量測定部１４の流量測定流路１４ａを接続するようにしてもよい。また、混合比制御部２や流量制御部６として、電動のピンチ弁が用いられているが、これに限定されるものではなく、例えばピンチ弁の駆動方式を電動ではなく、空気駆動、機械駆動とすることもできる。混合比制御部２としてのピンチ弁に代えて、ニードル弁や定圧弁を用いることも可能である。さらに、濃度測定部４における濃度測定が混合流体の伝導度の測定に基づいて行われているが、他の方式を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１    流体混合装置
２    混合比制御部
３    流体混合部
４    濃度測定部
５    流量測定部
６    流量制御部
１０    流体混合装置
１１    第１の電動制御弁
１２    流体混合部
１２ａ    主流路
１２ｂ    分岐流路
１３    濃度測定部
１３ａ    濃度測定流路
１３ｂ    濃度センサ
１４    流量測定部
１４ａ    流量測定流路
１４ｂ    流量センサ
１５    第２の電動制御弁
１９    弾性チューブ
２５    挟圧子
２６    弾性チューブ
３２    挟圧子
３３    測定管
３６    超音波振動子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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