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TWI774041B - 氣液混合調控系統及調控方法 - Google Patents

氣液混合調控系統及調控方法 Download PDF

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TWI774041B
TWI774041B TW109127934A TW109127934A TWI774041B TW I774041 B TWI774041 B TW I774041B TW 109127934 A TW109127934 A TW 109127934A TW 109127934 A TW109127934 A TW 109127934A TW I774041 B TWI774041 B TW I774041B
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簡士堡
陳證勛
周冠宏
蘇義森
郭哲瑋
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信紘科技股份有限公司
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Abstract

一種氣液混合調控系統包括用以提供液體的液體供應裝置、液體調壓閥、用以提供氣體的氣體供應裝置、氣體調壓閥、混合槽體、輸出管路及非電控流量調節裝置;混合槽體連通於液體調壓閥及氣體調壓閥,其中液體及氣體於混合槽體內混合形成混合流體;輸出管路的第一端連通於混合槽體,而其第二端連通於機台,以使混合流體由混合槽體透過輸出管路輸出機台,且第一端中的該混合流體具有第三流量,而該第二端中的混合流體具有第四流量; 非電控流量調節裝置連通於輸出管路,其中經過非電控流量調節裝置的混合流體具有第五流量;第一流量係大於或等於第四流量及第五流量中之至少一者。一種氣液混合調控方法亦在此揭露。

Description

氣液混合調控系統及調控方法
本發明係與氣液混合系統有關;特別是指一種氣液混合調控系統及調控方法。
在高科技領域中,需要利用濃度穩定的氣液混合流體,用以製造高科技產品零部件(例如,半導體晶片、顯示裝置、觸控面板等)。這類濃度穩定的氣液混合流體通常係以固定壓力及固定流速的方式供應至上述高科技產品零部件的製造機台。
一般而言,氣液混合流體係利用電控裝置(如質流控制器;MFC,mass-flow controller)調節輸入至混合槽體內的液體和氣體的壓力和流量,爾後再利用另一電控裝置調節輸出至製造機台的氣液混合流體的壓力和流量,因此傳統的氣液混合流體的調控方法需要以電控裝置進行調控,進而造成電力資源消耗的沉重負擔,形成了另一種型態的環保問題。
再者,由於上述傳統的氣液混合流體的調控方法需要以電控裝置進行調控,而相關電控裝置能供應的氣液混合流體的流量受到相當大的限制(例如6~8LPM),因此若有多個製造機台需要大量供應氣液混合流體(例如10~12LPM)時,則必須並聯多個氣液混合流體的調控單元才能充分供應製造機台所需的氣液混合流體的流量,而並聯多個氣液 混合流體的調控單元需要占用廠房額外的使用空間及消耗大量電力,以致增加上述高科技產品零部件的製造成本。
此外,若製造機台所需的氣液混合流體的流量低(例如2~4LPM)時,則超出相關電控裝置的調控能力範圍,以致氣液混合流體的濃度配比等相關參數失衡,無法符合上述製造機台的使用需求。
綜上可知,現有的氣液混合調控系統及調控方法仍有待改良,以改善傳統氣液混合調控系統及調控方法所存在的諸多問題。
有鑑於此,本發明之目的在於提供一種氣液混合調控系統及調控方法,其以非電控方式進行氣液混合流體的輸出流量調控,並且可供應大流量範圍(例如2~16LPM),進而便於以單一氣液混合調控系統即可滿足低流量(2~4LPM)及高流量(10~14LPM)的氣液混合流體的流量需求。此外,本發明所提供的氣液混合調控系統及調控方法無需使用電力進行控制,因此可避免電力資源的消耗,符合新型態製造業的環保要求。
緣以達成上述目的,本發明提供的一種氣液混合調控系統,包括:一液體供應裝置、一液體調壓閥、一氣體供應裝置、一氣體調壓閥、一混合槽體、一輸出管路及一非電控流量調節裝置,其中該液體供應裝置用以提供一第一固定壓力及一第一流量的一液體;該液體調壓閥連通於該液體供應裝置,用以使該液體保持於一第一固定壓力及一第一流量;該氣體供應裝置用以提供一第二固定壓力及一第二流量的一氣體;該氣體調壓閥連通於該氣體供應裝置,用以使該氣體保持於一第二固定壓力及一第二流量,其中該氣體的該第二固定壓力大於該液體的 該第一固定壓力;該混合槽體連通於該液體調壓閥及該氣體調壓閥,該液體調壓閥設置於該液體供應裝置及該混合槽體之間,該氣體調壓閥設置於該氣體供應裝置及該混合槽體之間連接於該液體供應裝置及該氣體供應裝置,其中該液體調壓閥液體供應裝置係以該第一固定壓力及該第一流量輸入該液體至該混合槽體內,而該氣體調壓閥氣體供應裝置係以該第二固定壓力及該第二流量輸入該氣體至該混合槽體內,且該液體及該氣體於該混合槽體內混合形成一混合流體;該輸出管路該輸出管路的一第一端連通於該混合槽體,該混合槽體和該輸出管路中的該混合流體的壓力相同,而其該輸出管路的一第二端連通於至少一機台,以使該混合流體由該混合槽體透過該輸出管路輸出至該至少一機台,且該第一端中的該混合流體具有一第三流量,而該第二端中的該混合流體具有一第四流量;該非電控流量調節裝置連通於該輸出管路,其中經過該非電控流量調節裝置的該混合流體具有一第五流量;其中,該第一流量係大於或等於該第四流量及該第五流量中之至少一者。
本發明的另一目的係提供一種氣液混合調控方法,其包括至少以下步驟:提供一第一固定壓力及一第一流量的一液體於一混合槽體中;提供一第二固定壓力及一第二流量的一氣體於該混合槽體中,其中該氣體的該第二固定壓力大於該液體的該第一固定壓力;使該液體及該氣體於該混合槽體內混合形成一混合流體;以及透過一輸出管路,將該混合流體由該混合槽體輸出到至少一機台,其中該混合槽體和該輸出管路中的該混合流體的壓力相同,該輸出管路的一第一端連通於該混合槽體,而其一第二端連通於該至少一機台,且該第一端中的該混合流體具有一第三流量,而該第二端中的該混合流體 具有一第四流量;該輸出管路連通於一非電控流量調節裝置,且經過該非電控流量調節裝置的該混合流體具有一第五流量;其中,該第一流量係大於或等於該第三流量,且該第一流量大於或等於該第四流量及該第五流量中之至少一者。
本發明之效果在於,氣液混合調控系統及調控方法,其利用非電控流量調節裝置進行氣液混合流體的輸出流量調控,並且可供應大流量範圍(例如2~16LPM),進而便於以單一氣液混合調控系統即可滿足低流量(2~4LPM)及高流量(10~14LPM)的氣液混合流體的流量需求。此外,本發明所提供的氣液混合調控系統及調控方法無需使用電力進行控制,因此可避免電力資源的消耗,符合新型態製造業的環保要求。
1:氣液混合調控系統
10:液體供應裝置
12:液體調壓閥
20:氣體供應裝置
22:氣體調壓閥
24:氣體流量計
30:混合槽體
32:洩流裝置
34:氣體分散裝置
40:輸出管路
40a:第一端
40b:第二端
41,42:機械式壓力流量測定裝置
44:導電度計
50:非電控流量調節裝置(背壓閥)
52:機械式壓力流量測定裝置
A,B,C,D:機台
F1:第一流量
F3:第三流量
F4:第四流量
F5:第五流量
S02,S04,S06,S08:步驟
圖1為本發明一較佳實施例的氣液混合調控系統的示意圖;圖2為本發明一較佳實施例的液體流入與混合流體的流出時間及流量關係圖;圖3為傳統氣液混合系統的混合流體流量與壓力關係圖;圖4為本發明一較佳實施例的設備(機台)用量與混合流體的總流量或壓力的關係圖,其中針對有無背壓閥的系統進行比較;圖5為本發明一較佳實施例的氣液混合調控方法的流程圖。
為能更清楚地說明本發明,茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1所示,圖1為本發明一較佳實施例的氣液混合調 控系統1的示意圖,且本發明所提供的氣液混合調控系統1可用於混合水及二氧化碳,以形成二氧化碳水流體,但不以此為限制。化學液體稀釋系統1包括液體供應裝置10、氣體供應裝置20、混合槽體30、輸出管路40及非電控流量調節裝置50。
在本發明實施例中,液體供應裝置10係用以提供第一固定壓力及第一流量的液體(例如可為水);氣體供應裝置20係用以提供第二固定壓力及第二流量的氣體(例如可為二氧化碳)。
在圖1中,混合槽體30係連接於液體供應裝置10及氣體供應裝置20。其中,液體供應裝置10係以第一固定壓力及第一流量輸入液體至混合槽體30內,液體供應裝置10及混合槽體30之間可設置有一液體調壓閥12,用以控制液體的供應壓力或是由液體供應裝置10直接供應需求的固定壓力,而氣體供應裝置20係以第二固定壓力及第二流量輸入氣體至該混合槽體30內,氣體供應裝置20及混合槽體30之間可設置一氣體調壓閥22,控制氣體供應壓力或是由供應端直接供應需求的固定壓力,並在氣體供應裝置20與混合槽體30間設置有一氣體流量計24,以量測及調控氣體流入混合槽體30內的流量,且液體及氣體於混合槽體30內混合形成混合流體。在本發明實施例中,氣體流量計24例如可為浮子流量計,但不以此為限制。在本發明實施例中,混合槽體30連通於液體調壓閥12及氣體調壓閥22;液體調壓閥12係以第一固定壓力及第一流量輸入液體至混合槽體30內,而氣體調壓閥22係以第二固定壓力及第二流量輸入氣體至該混合槽體30內。
在本發明實施例中,液體調壓閥12包括一機械式壓力流量測定儀,用以量測由液體供應裝置10輸出的液體的壓力及流量數值,並量測液體輸入第一流量F1。在本發明實施例中,氣體供應裝置20包括一 機械式壓力流量測定儀,用以量測由氣體供應裝置20輸出的氣體的壓力及流量數值。值得一提的是,液體的供應流量為L/min等級,而氣體的供應流量則為mL/min等級,兩者相差千倍以上,且氣體會溶解於液體中,僅氣體中的多餘部分會由洩流裝置32排出,使混合槽體30及輸出管路40的第一端40a中混合流體的第三流量F3幾乎與液體輸入時的第一流量F1相同;換言之,第一流量F1係大於或等於該第二流量的1000倍,因此由液體及氣體所混合而成的混合流體的第三流量F3係約略等於第一流量F1。在本發明實施例中,氣體的第二固定壓力大於液體的第一固定壓力。
在圖1中,輸出管路40的第一端40a連通於混合槽體30,而其第二端40b連通於至少一機台A、B、C、D,以使混合流體由混合槽體30透過輸出管路40輸出至機台A、B、C、D。在本發明實施例中,混合槽體30和輸出管路40中的混合流體的壓力相同。在本發明實施例中,輸出管路40的第一端40a中的混合流體具有第三流量F3,而輸出管路40的第二端40b中的混合流體具有第四流量F4,第四流量F4係由機台A、B、C、D的閥體控制,當混合槽體30內維持一固定壓力,機台A、B、C、D的閥體開啟越多時,因混合槽體30內壓力固定,使流經各相同尺寸的噴嘴的流量會相同,故機台A、B、C、D的閥體開啟越多,則第四流量F4的數值越高。在本發明實施例中,輸出管路40的第二端40b的第四流量F4係等於機台A、B、C、D中之至少一者對於混合流體的一需求量。
在圖1中,非電控流量調節裝置50,連通於輸出管路40,其中經過非電控流量調節裝置50向系統外(輸出管路40外)排出的混合流體具有第五流量F5。在本發明實施例中,第一流量F1係大於或等於該第三流量F3,且第一流量F1係大於或等於第四流量F4及第五流量F5中 之至少一者;在實務上,第一流量F1的範圍例如可為0~16LPM,第三流量F3的範圍例如可為0~16LPM,第四流量F4的範圍可為0~16LPM,第五流量F5的範圍可為0~16LPM。
在本發明實施例中,第一流量F1係大於第四流量F4與第五流量F5的總和,即當F1=16LPM時,F4=10LPM,且F5=5.5LPM。
在本發明實施例中,第一流量F1係等於第四流量F4與第五流量F5的總和,即當F1=16LPM時,F4=6LPM,且F5=10LPM。
在本發明實施例中,第一流量F1為一固定數值(預設為16LPM,但不以此為限制,可依實際需求調整數值),且當第一流量F1係大於第四流量F4時,第一流量F1與第四流量F4的差值係由非電控流量調節裝置50排出,該非電控流量調節裝置50可為機械式閥體,且機械式閥體例如可為一背壓閥,該背壓閥50的工作原理為流體從背壓閥50進口進入,被膜片阻擋,於是流體對膜片產生向上的壓力。當壓力足夠大時,彈簧被壓縮,流體頂起膜片形成通道,使流體可由背壓閥50出口流出;若流體壓力不夠,就會形成憋壓,使進口壓力上升,直到壓力上升至背壓閥的額定壓力時,流體頂起膜片形成通路,排出流體。流體在流量變化時會造成壓力的變化,改變膜片開度大小進而自動調節第五流量F5。
當發生管路或是設備容器壓力不穩的狀況時,背壓閥能保持管路所需壓力;換言之,在本發明實施力所提供的氣液混合調控系統中,穩定混合槽壓力是控制氣體混合濃度一主要關鍵因素。在一般廠務供水系統中,流量與壓力關係如圖3所示,在流量0~15LPM間壓力變化量大,大於15LPM後,流量對壓力變化較小。然而,傳統氣液混合裝置在一般使用上不會僅使用15LPM以上之流量,多數後端機台使用量變化 有高有低,且大多為1LPM至20LPM以上之流量變化。當流量不停變化時,混合槽體與管路壓力無法維持穩定,氣液混合濃度不停變化,自然無法提供濃度穩定的混合流體以供應目標。
在本發明實施例中,當在氣液混合調控系統1中加入背壓閥(即該非電控流量調節裝置50)後,當後端機台A、B、C、D需求流量變小時混合槽體30與輸出管路40的管內壓力上升,而當超過背壓閥50預設的額定壓力時,背壓閥50開始洩壓,由背壓閥端50排出混合流體,同時由背壓閥端50排出的混合流體的流量可維持混合槽體30與輸出管路40的管內壓力。當後端機台A、B、C、D需求量上升,混合槽體30與輸出管路40的管內壓力下降,低於背壓閥50預設的額定壓力時,背壓閥50開度降低,使得由背壓閥50排出混合流體的流量下降,將混合流體逐漸增加流量且提供給予後端機台A、B、C、D使用。甚至,當後端機台A、B、C、D需求量上升,混合槽體30與輸出管路40的管內壓力下降至低於背壓閥50預設的額定壓力時,背壓閥50關閉,使得由背壓閥50排出混合流體的流量為0,將混合流體的流量全數供應給後端機台A、B、C、D使用。利用本發明實施例所提供氣液混合調控系統及方法,可穩定混合槽體30與輸出管路40的管內壓力,以確保維持氣體及液體的混合比例及濃度並穩定供給後端機台A、B、C、D使用流量。
在本發明實施例中,第一流量F1與第四流量F4的差值係大於或等於第五流量F5。舉例來說,當只有機台A需要提供混合流體時,第四流量F4可能只需要2LPM,而輸入混合槽體液體為16LPM時,由混合槽體30輸出的第三流量F3為16LPM,多出的14LPM則由非電控流量調節裝置50排出;又當機台A、B、C、D需要提供混合流體時,第四流量F4需要提供共12LPM的流量,而輸入混合槽體液體為16LPM 時,由混合槽體30輸出的第三流量F3為16LPM,多出的4LPM則由非電控流量調節裝置50排出。
在圖1中,氣體流量計24係用以量測及調控氣體流入混合槽體30內的流量,因此可藉由氣體流量計24調控氣體流入混合槽體30內的流量,使混合流體達到一預設的導電度範圍;輸出管路40包括導電度計44設置於第一端40a及第二端40b之間,用以偵測混合流體的導電度數值。此外,輸出管路40包括機械式壓力流量測定裝置41設置於第一端40a及第二端40b之間,用以量測混合流體的壓力及第三流量F3;輸出管路40包括機械式壓力流量測定裝置42設置於第一端40a及第二端40b之間,用以量測混合流體的壓力及第四流量F4。在本發明實施例中,非電控流量調節裝置50包括機械式壓力流量測定裝置52設置於非電控流量調節裝置50及輸出管路40之間的連通管道上,用以量測混合流體的壓力及第四流量F4。在本發明實施例中,背壓閥50具有一預設閥值;當機台A、B、C、D關閉時,輸出管路40的第二端40b中的混合流體的第四流量F4數值為零,此時因混合槽體30內壓力固定,使輸出管路40及混合槽體30中的混合流體的壓力大於背壓閥50的預設閥值,進而使混合流體中的第五流量F5係經由背壓閥50洩出。當機台A、B、C、D中的至少一者開啟時,輸出管路40的第二端40b中的混合流體為第四流量F4,且混合槽體30中的混合流體的壓力分散由輸出管路40的第二端40b及背壓閥50負擔,此時若設置於背壓閥50及輸出管路40之間的連通管道上的機械式壓力流量測定裝置52測定流向背壓閥50的混合流體的壓力大於或等於背壓閥50的預設閥值時,混合流體係經由背壓閥50洩出,且第五流量F5減少;若設置於背壓閥50及輸出管路40之間的連通管道上的機械式壓力 流量測定裝置52測定流向背壓閥50的混合流體的壓力小於背壓閥50的預設閥值,混合流體中的第五流量為零,且無法由該背壓閥50洩出。
在圖1中,混合槽體30包括洩流裝置32設置於混合槽體30之頂端,用以將氣體中多餘的部分排出混合槽體30。在本發明實施例中,洩流裝置32可將一部份(過多)的液體排出混合槽體30。
在圖1中,混合槽體30包括氣體分散裝置34設置於混合槽體30內部,用於將氣體分散於液體中,以形成混合流體。
在本發明實施例中,非電控流量調節裝置50為一機械式閥體,且機械式閥體不使用電力,即無需使用電力進行控制,因此可避免電力資源的消耗,符合新型態製造業的環保要求,該非電控流量調節裝置可為背壓閥。
在圖2中,第一流量F1等同於第三流量F3,第三流量F3(△)為一固定數值(預設為18LPM,但不以此為限制,可依實際需求調整數值),且當第三流量F3(△)係大於第四流量F4(★)時,第三流量F3(△)與第四流量F4(★)的差值係由非電控流量調節裝置50排出。在本發明實施例中,第三流量F3(△)與第四流量F4(★)的差值係等於第五流量F5(◇)。舉例來說,當只有機台A需要提供混合流體時,第四流量F4(★)可能只需要3LPM,而由混合槽體30輸出的第三流量F3(△)保持為18LPM,多出的15LPM則由非電控流量調節裝置50排出,即第五流量F5(◇);又當機台A、B、C、D隨時間軸依續開啟,且需要提供混合流體時,第四流量F4(★)需要提供共15LPM的流量,而由混合槽體30輸出的第三流量F3(△)保持為18LPM,多出的3LPM則由非電控流量調節裝置50排出,即第五流量F5(◇)。此外,若所有機台均不需供應混合流體時,第四流量F4(★)為0LPM,而由混合槽 體30輸出的第三流量F3(△)保持為18LPM,所有的18LPM均由非電控流量調節裝置50排出,即第五流量F5(◇)。據此,本發明實施例所提供的氣液混合調控系統可供應大流量範圍(例如0~18LPM),進而便於以單一氣液混合調控系統即可滿足低流量(0~4LPM)及高流量(10~18LPM)的氣液混合流體的流量需求。
接著請參考圖3,圖3為傳統氣液混合系統的混合流體流量與壓力關係圖。由於混合流體不斷地於混合槽體中產出,因此混合槽體會積蓄內壓,當混合流體自混合槽體流出時,混合槽體的內壓會明顯降低,並且隨著混合流體的流量增加而趨於平穩。由圖3可知,當混合流體的流量小於10LPM時,混合槽體30的壓力值介於55psi至35psi之間;而當混合流體的流量大於或等於10LPM時,混合槽體的壓力值介於35psi至25psi之間。因此,一般而言,於較大流量的混合流體的條件下,傳統氣液混合系統具有較穩定的壓力表現,其供應的混合流體濃度也會相對穩定;然而,傳統氣液混合系統在低流量的條件下,因混合槽體的壓力變化劇烈,以致混合流體的濃度較不穩定,進而對於半導體產品的良率產生不良影響。
接著請參考圖4,圖4為本發明一較佳實施例的設備(機台)用量與混合流體的總流量或壓力的關係圖,其中針對有無背壓閥的系統進行比較。在圖4中,橫軸為設備(機台)對於混合流體的使用量,左側縱軸為混合槽體的壓力值,右側縱軸為混合流體的總流量,傳統無背壓閥的氣液混合系統中混合槽體的壓力值以「○」表示,而混合流體的流量值以「△」表示;本發明實施例所提供具有背壓閥的氣液混合調控系統中混合槽體30的壓力值以「●」表示,而混合流體的流量值以「▲」表示。由圖4可知,傳統無背壓閥的氣液混合系統中混合槽體的壓力值會隨 著設備(機台)對於混合流體的使用量增加而下降,且混合流體的總流量值係隨著設備(機台)對於混合流體的使用量增加而增加;不同於傳統無背壓閥的氣液混合系統,在本發明實施例中,由於混合流體不斷地於混合槽體30中產出,因此混合槽體30會積蓄內壓,當混合槽體30積蓄內壓超過非電控流量調節裝置50(背壓閥)的開啟壓力值時,非電控流量調節裝置50(背壓閥)會開啟而使混合流體由混合槽體流出,此時混合槽體30的內壓可保持於一預設的壓力值範圍內,並且當混合流體的流量增加時,混合槽體30的內壓依然保持於該預設的壓力值範圍內。換言之,本發明實施例所提供具有背壓閥的氣液混合調控系統中混合槽體30係保持固定的壓力值,不會隨著設備(機台)對於混合流體的使用量增加而變化,並且混合流體的總流量值因有背壓閥進行調控,而可保持固定的總流量值,不會隨著設備(機台)對於混合流體的使用量增加而變化。
由此可知,本發明實施例提供的氣液混合調控系統,藉由背壓閥,改善傳統氣液混合系統在低流量的條件下,因混合槽體的壓力變化劇烈,以致混合流體的濃度較不穩定,進而對於半導體產品的良率產生不良影響。相較於傳統氣液混合系統,無論設備(機台)對於混合流體為高使用量或低使用量,本發明實施例所提供的氣液混合調控系統均可保持固定的混合槽體30壓力值及固定的混合流體總流量值,以保持混合流體濃度的高穩定性,進而顯著提升半導體產品的良率。在本發明實施例中,當在低流量的條件下(如設備(機台)用量為20LPM以下),本發明實施例所提供的氣液混合調控系統均可保持固定的混合槽體30壓力值及固定的混合流體總流量值,以保持混合流體濃度的高穩定性,進而顯著提升半導體產品的良率,如圖4所示。
請一併參考圖1及圖5,氣液混合調控方法至少包括以下步驟:步驟S02,提供第一固定壓力及第一流量F1的液體於混合槽體30中;步驟S04,提供第二固定壓力及第二流量的氣體於該混合槽體30中,氣體的第二固定壓力大於液體的第一固定壓力;步驟S06,使液體及氣體於混合槽體30內混合形成一混合流體;步驟S08,透過輸出管路40,將混合流體由混合槽體30輸出到至少一機台A、B、C、D,其中混合槽體30和輸出管路40中的混合流體的壓力相同,輸出管路40的第一端40a連通於混合槽體30,而其第二端40b連通於機台A、B、C、D;在本發明實施例中,輸出管路40的第一端40a中的混合流體具有第三流量F3,而輸出管路40的第二端40b中的混合流體具有第四流量F4;輸出管路40連通於非電控流量調節裝置50,且經過非電控流量調節裝置50的混合流體具有第五流量F5;第三流量F3係大於或等於第四流量F4及第五流量F5。
在本發明實施例中,第一流量F1係大於或等於第二流量的1000倍,第三流量F3係約略等於第一流量F1。在本發明實施例中,第一流量F1係大於第四流量F4與第五流量F5的總和。在本發明實施例中,第一流量F1係等於第四流量F4與第五流量F5的總和。
在本發明實施例中,第一流量F1等於第三流量F3為一固定數值,且當第三流量F3係大於第四流量F4時,第三流量F3第四流量F4的差值係由非電控流量調節裝置50排出。在本發明實施例中,第三流量F3與第四流量F4的差值係等於第五流量F5。
在本發明實施例中,混合槽體30包括氣體分散裝置34設置於混合槽體30內部,用於將氣體分散於液體中,以形成混合流體。非電 控流量調節裝置50為一機械式閥體,機械式閥體例如可為背壓閥,且背壓閥為純物理結構的閥體,不需使用電力,即無需使用電力進行控制,因此可避免電力資源的消耗,符合新型態製造業的環保要求。
藉由本發明實施例的設計,本發明實施例所提供的氣液混合調控系統及調控方法,其利用非電控流量調節裝置進行氣液混合流體的輸出流量調控,並且可供應大流量範圍(例如2~16LPM),進而便於以單一氣液混合調控系統即可滿足低流量(2~4LPM)及高流量(10~14LPM)的氣液混合流體的流量需求。此外,本發明所提供的氣液混合調控系統及調控方法無需使用電力進行控制,因此可避免電力資源的消耗,符合新型態製造業的環保要求。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已,舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化,理應包含在本發明之專利範圍內。
1:氣液混合調控系統
10:液體供應裝置
12:液體調壓閥
20:氣體供應裝置
22:氣體調壓閥
24:氣體流量計
30:混合槽體
32:洩流裝置
34:氣體分散裝置
40:輸出管路
40a:第一端
40b:第二端
41,42:機械式壓力流量測定裝置
44:導電度計
50:非電控流量調節裝置(背壓閥)
52:機械式壓力流量測定裝置
A,B,C,D:機台

Claims (18)

  1. 一種氣液混合調控系統,包括:一液體供應裝置,用以提供一液體;一液體調壓閥,連通於該液體供應裝置,用以使該液體保持於一第一固定壓力及一第一流量;一氣體供應裝置,用以提供一氣體;一氣體調壓閥,連通於該氣體供應裝置,用以使該氣體保持於一第二固定壓力及一第二流量,其中該氣體的該第二固定壓力大於該液體的該第一固定壓力;一混合槽體,連通於該液體調壓閥及該氣體調壓閥,該液體調壓閥設置於該液體供應裝置及該混合槽體之間,該氣體調壓閥設置於該氣體供應裝置及該混合槽體之間,其中該液體調壓閥係以該第一固定壓力及該第一流量輸入該液體至該混合槽體內,而該氣體調壓閥係以該第二固定壓力及該第二流量輸入該氣體至該混合槽體內,且該液體及該氣體於該混合槽體內混合形成一混合流體;一輸出管路,該輸出管路的一第一端連通於該混合槽體,該混合槽體和該輸出管路中的該混合流體的壓力相同,而該輸出管路的一第二端連通於至少一機台,以使該混合流體由該混合槽體透過該輸出管路輸出至該至少一機台,且該第一端中的該混合流體具有一第三流量,而該第二端中的該混合流體具有一第四流量;以及一非電控流量調節裝置,連通於該輸出管路,其中經過該非電控流量調節裝置向系統外排出的該混合流體具有一第五流量; 其中,該第一流量係大於或等於該第四流量及該第五流量中之至少一者,當該第三流量係大於該第四流量時,該第三流量與該第四流量的差值係等於該非電控流量調節裝置排出之該第五流量。
  2. 如請求項1所述之氣液混合調控系統,其中該第三流量為一固定數值。
  3. 如請求項1所述之氣液混合調控系統,其中該氣體供應裝置與該混合槽體之間設置有一氣體流量計,該氣體流量計連通於該氣體供應裝置及該混合槽體,用以量測及調控該氣體的該第二流量,使該混合流體達到一預設的導電度範圍。
  4. 如請求項3所述之氣液混合調控系統,其中該輸出管路包括一導電度計設置於該第一端及該第二端之間,用以偵測該混合流體的導電度數值。
  5. 如請求項1所述之氣液混合調控系統,其中該混合槽體包括一洩流裝置設置於該混合槽體之頂端,用以將該氣體中多餘的部分排出該混合槽體。
  6. 如請求項1所述之氣液混合調控系統,其中該第一流量係大於或等於該第二流量的1000倍,該第三流量係約略等於該第一流量。
  7. 如請求項1所述之氣液混合調控系統,其中該混合槽體包括一氣體分散裝置設置於該混合槽體內部,用於將該氣體分散於該液體中,以形成該混合流體。
  8. 如請求項1所述之氣液混合調控系統,其中該第二端的該第四流量係等於該至少一機台對於該混合流體的一需求量。
  9. 如請求項8所述之氣液混合調控系統,其中該非電控流量調節裝置為一機械式閥體,且該機械式閥體不使用電力。
  10. 如請求項9所述之氣液混合調控系統,其中該機械式閥體包括一背壓閥,該背壓閥具有一預設閥值;當該至少一機台關閉時,該第二端中的該混合流體的第四流量為零,且該輸出管路及該混合槽體中的該混合流體的壓力大於該背壓閥的該預設閥值,使該混合流體中的該第五流量係經由該背壓閥洩出;當該至少一機台開啟時,該第二端中的該混合流體為該第四流量,且該混合槽體中的該混合流體的壓力分散由該輸出管路的該第二端及該背壓閥負擔,若流向該背壓閥的該混合流體的壓力大於或等於該背壓閥的該預設閥值,該混合流體係經由該背壓閥洩出,且該第五流量減少;若流向該背壓閥的該混合流體的壓力小於該背壓閥的該預設閥值,該混合流體中的該第五流量為零,且無法由該背壓閥洩出。
  11. 一種氣液混合調控方法,包括:提供一第一固定壓力及一第一流量的一液體於一混合槽體中;提供一第二固定壓力及一第二流量的一氣體於該混合槽體中,其中該氣體的該第二固定壓力大於該液體的該第一固定壓力;使該液體及該氣體於該混合槽體內混合形成一混合流體;以及透過一輸出管路,將該混合流體由該混合槽體輸出到至少一機台,其中該混合槽體和該輸出管路中的該混合流體的壓力相同,該輸出管路的一第一端連通於該混合槽體,而其一第二端連通於該至少一機台,且該第一端中的該混合流體具有一第三流量,而該第二端中的該混合流體具有一第四流量;該輸出管路連通於一非電控流量調節裝置,且經過該非電控流量調節裝置向該輸出管路外排出的該混合流體具有一第五流量; 其中,該第一流量係大於或等於該第四流量及該第五流量中之至少一者,當該第三流量係大於該第四流量時,該第三流量與該第四流量的差值係等於該非電控流量調節裝置排出之該第五流量。
  12. 如請求項11所述之氣液混合調控方法,其中該第三流量為一固定數值。
  13. 如請求項11所述之氣液混合調控方法,其中該混合槽體包括一氣體分散裝置設置於該混合槽體內部,用於將該氣體分散於該液體中,以形成該混合流體。
  14. 如請求項11所述之氣液混合調控方法,其中該第一流量係大於或等於該第二流量的1000倍,該第三流量係約略等於該第一流量。
  15. 如請求項11所述之氣液混合調控方法,其中該氣體供應裝置與該混合槽體之間設置有一氣體流量計,該氣體流量計連通於該氣體供應裝置及該混合槽體,用以量測及調控該氣體的該第二流量,使該混合流體達到一預設的導電度範圍。
  16. 如請求項11所述之氣液混合調控方法,其中該第二端的該第四流量係等於該至少一機台對於該混合流體的一需求量。
  17. 如請求項16所述之氣液混合調控方法,其中該非電控流量調節裝置為一機械式閥體,且該機械式閥體不使用電力。
  18. 如請求項17所述之氣液混合調控方法,其中該機械式閥體包括一背壓閥,該背壓閥具有一預設閥值;當該至少一機台關閉時,該第二端中的該混合流體的第四流量為零,且該輸出管路及該混合槽體中的該混合流體的壓力大於該背壓閥的該預設閥值,使該混合流體中的該第五流量係經由該背壓閥洩出;當該至少一機台開啟時,該第二端中 的該混合流體為該第四流量,且使該輸出管路及該混合槽體中的該混合流體的壓力下降,若該輸出管路及該混合槽體中的該混合流體的壓力大於或等於該背壓閥的該預設閥值,該混合流體中的該第五流量係經由該背壓閥洩出,且該第五流量減少;若該輸出管路及該混合槽體中的該混合流體的壓力小於該背壓閥的該預設閥值,該混合流體中的該第五流量為零,且無法由該背壓閥洩出。
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