JP2001073930A - 超清純流体の加圧供給装置 - Google Patents
超清純流体の加圧供給装置Info
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Abstract
体を大気圧から所定の圧力まで加圧して連続供給するこ
とが可能な超清純流体の加圧供給装置を提供する。 【解決手段】 内部を変形可能な隔膜10,11で分離
して、超清純流体室2A,3Aと作動流体室2B,3B
とを設けた加圧部2,3を複数並設し、ポンプ1により
所定圧力に加圧した作動流体を複数流路に分岐し、それ
ぞれ作動バルブ5,6を介して加圧部の作動流体室に供
給する一方、超清純流体供給装置7から超清純流体を各
加圧部の超清純流体室にそれぞれ補充バルブ8,9を介
して供給し、隔膜を通じて作動流体の圧力で超清純流体
を大気圧から所定の圧力まで加圧し、各加圧部で交互に
加圧された超清純流体を供給バルブ12,13を介して
合流させて連続供給してなる。
Description
液体や気体からなる超清純流体、例えば超純水を加圧し
て連続的に供給することが可能な超清純流体の加圧供給
装置に関する。
とが可能なポンプは各種提供されている。通常、液体の
加圧には回転ポンプやレシプロポンプあるいはジェット
ポンプ等を用いるが、何れも加圧対象である流体をポン
プ内に取り込んで直接圧縮したり、大きな運動エネルギ
ーを付与するものである。また、気体の加圧にはコンプ
レッサーを用いるが、その加圧原理は液体の場合と大差
はない。
に代表されるように、機械的な摺動部が存在し、また加
圧対象流体とは異なる潤滑剤や作動液体を使用してい
る。そのため、前記摺動部からはパーチィクルが発生し
て加圧対象流体に混入したり、潤滑剤や作動液体が加圧
対象流体に混入することは避けられない。このような加
圧時の不純物の混入は、超純水で代表される超清純流体
を扱う場合には致命的である。
cm2や50kg/cm2の圧力ボンベで供給されている
が、その加圧気体はレギュレータによって所定圧力まで
減圧して使用することはできるが、一次圧力以上の高圧
力で利用することは当然ではあるが不可能である。
の状況に鑑み、解決しようとするところは、不純物を一
切混入させることなく、超清純流体を大気圧から所定の
圧力まで加圧して連続供給することが可能な超清純流体
の加圧供給装置を提供する点にある。
決のために、内部を変形可能な隔膜で分離して、超清純
流体室と作動流体室とを設けた加圧部を複数並設し、ポ
ンプにより所定圧力に加圧した作動流体を複数流路に分
岐し、それぞれ作動バルブを介して前記加圧部の作動流
体室に供給する一方、超清純流体供給装置から超清純流
体を各加圧部の超清純流体室にそれぞれ補充バルブを介
して供給し、前記隔膜を通じて作動流体の圧力で超清純
流体を大気圧から所定の圧力まで加圧し、各加圧部で交
互に加圧された超清純流体を供給バルブを介して合流さ
せて連続供給してなる超清純流体の加圧供給装置を構成
した。具体的には、前記超清純流体が超純水であり、前
記作動流体が市水である。また、前記超清純流体が超純
水に1種又は2種以上の他の純粋物質を混合したもので
あっても良い。
流体室の間には排水用バルブが設けられ、それぞれ対応
する加圧部の作動流体室内の作動流体を排出し、その超
清純流体室に補充バルブを介して超清純流体を供給する
ことにより、該超清純流体を大気圧から所定の圧力まで
加圧することを可能にしている。
た作動流体を、レギュレータを通した後、複数流路に分
岐して前記加圧部に供給してなると、超清純流体の圧力
の調節が容易になる。
を採用し、コンピュータで開閉制御することにより、超
清純流体の供給圧力の変動を抑制して連続的な供給が可
能となる。
面に基づき更に説明する。図1は、超清純流体を加圧し
て連続的に供給することが可能な超清純流体の加圧供給
装置を示している。本実施形態では、前記超清純流体が
超純水であり、前記作動流体が市水である場合について
説明しているが、本発明の主旨は超清純流体や作動流体
の種類又は液体であるか気体であるかには影響されない
のである。また、前記超清純流体が超純水に1種又は2
種以上の他の純粋物質を混合したものであっても良く、
純粋物質としては固体、液体を問わず任意であり、例え
ば微粒子や化学薬品類等が挙げられる。
を具体的に説明する。先ず、圧力発生用のポンプ1に
は、プランジャーポンプを使用する。また、超清純流体
である超純水を直接ポンプで加圧すると、ポンプ内の摺
動部で発生するパーティクル等の汚染が問題となるた
め、PTFE又はSUS製のダイヤフラム又はベローズ
を介して加工用超純水を加圧するシステムを採用してい
る。超純水の加圧部2,3は2連となっており、一台の
プランジャーポンプ1により作動流体である市水を所定
圧力に加圧し、それをレギュレータ4で2流路に分岐
し、それぞれ作動バルブ5,6を介して前記加圧部2,
3に接続している。一方、超純水は、超純水(超清純流
体)供給装置7から各加圧部2,3にそれぞれ補充バル
ブ8,9を介して接続している。
内部を変形可能なPTFE又はSUS製の隔膜10,1
1で分離して、超純水(超清純流体)室2A、3Aと市
水(作動流体)室2B、3Bとを設けたものであり、内
部で市水と超純水が分離されており、該隔膜10,11
を通じて市水の圧力で超純水を加圧し、各加圧部2,3
で加圧された超純水は供給バルブ12,13を介して合
流して連続的に供給される。
(作動流体)室2Bの間には排水用バルブ14が、前記
作動バルブ6と加圧部3の市水(作動流体)室3Bとの
間には排水用バルブ15が設けられている。これら全バ
ルブは、電磁バルブを採用しコンピュータで開閉制御で
きるようになっている。
の運転は以下のようになっている。先ず、前記超純水供
給装置7では、大気圧とほぼ同じ圧力の超純水が製造さ
れる。この超純水を一つの加圧部で連続的に加圧するこ
とは困難であるので、前述の装置では二つの加圧部2,
3で交互に超純水を大気圧から所定の圧力まで加圧し、
連続的に高圧力の超純水を供給するようになっている。
バルブ5と供給バルブ12を開き、補充バルブ8と排水
用バルブ14を閉じて加圧した市水を加圧部2内の市水
室2Bに供給し、該加圧部2内で隔膜10を介して加圧
された超純水が供給バルブ12から供給され、他方の加
圧部3の系統では、作動バルブ6と供給バルブ13を閉
じ、補充バルブ9と排水用バルブ15を開き、加圧部3
の市水室3Bから市水を排水しながら超純水供給装置7
から加圧部3内の超純水室3Aへ超純水を供給する。こ
こで、排水用バルブ15を開いて加圧部3内の市水室3
Bを大気圧に戻した後に、補充バルブ9を開き、超純水
供給装置7が圧力破壊しないようにしている。次に、補
充バルブ9と排水用バルブ15を閉じ、作動バルブ6を
開いて加圧部3内の市水室3Bに加圧した市水を供給
し、超純水を加圧して供給圧力に達すると、供給バルブ
13を開き、供給バルブ12と作動バルブ5を閉じ、排
水用バルブ14を開いて加圧部2内の市水室2Bの市水
を排水して市水室2Bが大気圧になった後、補充バルブ
8を開いて市水を排水しながら超純水供給装置7から超
純水を加圧部2内の超純水室2Aに供給するのである。
以後は、この繰り返しであり、各バルブの開閉タイミン
グはコンピュータ制御され、連続的に高圧力の超純水が
両供給バルブ12,13から供給されるのである。
加圧部2,3を採用したが、加圧部は三つ以上並設して
も良く、その場合にも各加圧部は前記同様なバルブを介
してプランジャーポンプ1と超純水供給装置7に接続す
る。このように加圧部を複数並設することによって、各
々は不連続であるが全体として連続的に超純水を供給で
きるのである。更に、前記供給バルブ12,13を介し
て大容量のリザーブタンクに加圧超純水を供給した後、
このリザーブタンクからレギュレータを通して供給する
ようにすれば、更に圧力変動を抑制して加圧超純水を供
給することが可能である。
の一例を図2に基づき説明する。前記加圧部2,3は同
じ構造であり、図2に加圧機20として示している。こ
の加圧機20は、圧力容器21の内部に前記隔膜10を
構成するステンレス製のベローズ22を設け、該圧力容
器21の内部を、ベローズ22内の超純水室2A(3
A)とベローズ22外の市水室2B(3B)とに区画
し、該ベローズ22が伸縮することにより両室の体積が
相補的に変化するようになっている。ここで、前記圧力
容器21は、上下方向に配した円筒状の本体23の上下
両端を上蓋体24と下蓋体25で密閉したものであり、
前記ベローズ22の上端は上蓋体24に固定し、下端は
自由端となっている。
2B(3B)に連通するように1次水管26を分岐して
その一方に前記作動バルブ5(6)を連結するととも
に、他方に前記排水用バルブ14(15)を連結してい
る。また、前記上蓋体24には、前記ベローズ22内の
前記超純水室2A(3A)に連通するように2次水管2
7を接続し、該2次水管27を分岐してその一方に前記
補充バルブ8(9)を連結するとともに、他方に前記供
給バルブ12(13)を連結している。ここで、前記2
次水管27は、上蓋体24を貫通させ、その先端部のJ
字形に屈曲した供給口27Aをベローズ22の固定端側
の上部空間に開放させて接続している。ここで、前記供
給口27Aを上向きにした理由は、ベローズ22内の下
方で発生した気泡が2次水管27内に入らないようにす
るためである。
た取付板28の周囲を、本体23と上蓋体24の間に挟
んだ状態でOリング29,29を介在させて固定し、該
ベローズ22の下端に固定したフランジ30に下方へ延
びた金属製のゲージ杆31を固定している。そして、前
記下蓋体25の中心部には、前記ゲージ杆31が貫通す
る挿通孔32を開口し、該下蓋体25の下面には下端を
閉止した非金属製の制御筒33を前記挿通孔32に連通
するように密封状態で取付けている。更に、前記ゲージ
杆31の下半部は前記制御筒33内に位置し、制御筒3
3の外部でその長手方向に間隔を隔てて複数個設けた金
属通過センサー34,…等のセンシング手段によって、
ゲージ杆31の先端の通過をモニターし、常にベローズ
22のフランジ30の位置、即ちベローズ22の伸縮状
態を確認できるようにしている。
ルで構成し、内部に金属が存在する場合と存在しない場
合とで、インピーダンスが変化する現象を捉え、つまり
ベローズ22の伸縮に伴って制御筒33内を移動するゲ
ージ杆31の先端が通過する瞬間を捉えるものである。
ここで、本実施形態では、前記複数の金属通過センサー
34,…として、それぞれ定常運転時においてベローズ
22の最大伸張状態を検知するための最大検知センサー
34Aと、最小収縮状態を検知するための最小検知セン
サー34Bと、更に該最小検知センサー34Bが故障し
た場合にベローズ22の圧壊を防止するための非常停止
センサー34Cとを設けている。
21を構成する本体23内の円筒状空間の断面形状に近
似した形状であり、フランジ30が本体23内の円筒状
空間を軸方向に平行に移動することによって、ベローズ
22の変形を軸方向のみに制限している。尚、定常運転
中は、ベローズ22の内外の圧力差は小さいので、ベロ
ーズ22には大きな耐圧性は要求されない。
5に連結した排水管36を連結している。この減圧バル
ブ35は、ベローズ22内の超純水を市水の圧力によっ
て加圧して2次水管27から供給バルブ12(13)を
通して放出した後、排水用バルブ14(15)から圧力
容器21内の市水を排水する前に、一時的に開放して圧
力容器21内の市水側の圧力を徐々に下げ、圧力を開放
するために使用する。この減圧バルブ35と排水管36
による排水作業は、圧力容器21の容積にもよるが短時
間、例えば1秒弱で完了し、それにより1次水管26か
ら排水用バルブ14(15)を通して排水する際に、急
激な圧力変化を抑制してベローズ22の破壊を防止でき
る。ここで、前記減圧バルブ35のコンダクタンスは、
排水用バルブ14(15)よりも十分に小さく設定して
いる。
B)に溜まった空気を抜くために、圧力容器21の本体
23の最上部に空気抜き口37を設け、該空気抜き口3
7から容器外に導管38を引き出し、リークバルブ39
を介して大気開放している。また、前記ベローズ22の
超純水室2A(3A)に溜まった空気を抜くために、ベ
ローズ22の最上部に空気抜き口40を設け、該空気抜
き口40から容器外に導管41を引き出し、リークバル
ブ42を介して大気開放している。ここで、前記2次水
管27の供給口27Aは、前記空気抜き口40よりも若
干低い位置に設定している。前記リークバルブ39,4
2は、常時少量リークさせ、常に圧力容器21内及びベ
ローズ22内が空気のない状態とする。
利用して微少な孔を有するノズルからシリコンウエハ等
の材料表面に噴射し、その際に生じる表面に沿った剪断
流によって材料を加工する用途に使用できる。また、こ
の加工には材料との化学反応性が高い微粒子を超純水中
に分散させた懸濁液として使用することも可能である。
更に、加圧した超純水を材料表面に噴射し、表面に付着
した微少異物を除去する洗浄にも使用することが可能で
ある。また、本発明は、配管を利用して超純水を所望位
置まで送る一般的な機器にも利用できるものである。
圧供給装置によれば、不純物を一切混入させることな
く、超清純流体を大気圧から所定の圧力まで加圧して連
続供給することができる。
配管図である。
面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 内部を変形可能な隔膜で分離して、超清
純流体室と作動流体室とを設けた加圧部を複数並設し、
ポンプにより所定圧力に加圧した作動流体を複数流路に
分岐し、それぞれ作動バルブを介して前記加圧部の作動
流体室に供給する一方、超清純流体供給装置から超清純
流体を各加圧部の超清純流体室にそれぞれ補充バルブを
介して供給し、前記隔膜を通じて作動流体の圧力で超清
純流体を大気圧から所定の圧力まで加圧し、各加圧部で
交互に加圧された超清純流体を供給バルブを介して合流
させて連続供給してなることを特徴とする超清純流体の
加圧供給装置。 - 【請求項2】 前記作動バルブと加圧部との作動流体室
の間には排水用バルブが設けられ、それぞれ対応する加
圧部の作動流体室内の作動流体を排出し、その超清純流
体室に補充バルブを介して超清純流体を供給してなる請
求項1記載の超清純流体の加圧供給装置。 - 【請求項3】 前記ポンプにより所定圧力に加圧した作
動流体を、レギュレータを通した後、複数流路に分岐し
て前記加圧部に供給してなる請求項1又は2記載の超清
純流体の加圧供給装置。 - 【請求項4】 全ての前記バルブは、電磁バルブを採用
し、コンピュータで開閉制御してなる請求項1又は2又
は3記載の超清純流体の加圧供給装置。 - 【請求項5】 前記超清純流体が超純水であり、前記作
動流体が市水である請求項1〜4何れかに記載の超清純
流体の加圧供給装置。 - 【請求項6】 前記超清純流体が超純水に1種又は2種
以上の他の純粋物質を混合したものである請求項1〜5
何れかに記載の超清純流体の加圧供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25317599A JP3570307B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 超清純流体の加圧供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP25317599A JP3570307B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 超清純流体の加圧供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001073930A true JP2001073930A (ja) | 2001-03-21 |
JP3570307B2 JP3570307B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=17247592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25317599A Expired - Fee Related JP3570307B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 超清純流体の加圧供給装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3570307B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007056804A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Asahi Sunac Corp | 送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置 |
JP2008510931A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 粒子状物質を容器へ注入するための装置および設備と関連の方法 |
-
1999
- 1999-09-07 JP JP25317599A patent/JP3570307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008510931A (ja) * | 2004-08-25 | 2008-04-10 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | 粒子状物質を容器へ注入するための装置および設備と関連の方法 |
EP1802389B1 (fr) * | 2004-08-25 | 2018-09-19 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Dispositif et installation d'injection de matières particulaires dans une enceinte et procédé associé |
JP2007056804A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Asahi Sunac Corp | 送液ポンプ、フィルタハウジング、バルブ、スプレーノズル、及びこれらを備えたスプレー装置 |
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JP3570307B2 (ja) | 2004-09-29 |
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