JP2004027905A

JP2004027905A - 流体供給システム

Info

Publication number: JP2004027905A
Application number: JP2002183049A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Shimizu; 清水　敏晴
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-24
Also published as: JP4148313B2

Abstract

【課題】比較的容易な構成に基づいて、循環状態の懸濁液を定量的に取り出すことが可能な流体供給システムを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、循環経路１１を有する流体供給源１０から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、前記循環経路１１に接続された供給配管部２１と、前記供給配管部２１に設けられた定量ポンプ２２と、前記供給配管部２１における前記定量ポンプ２２の上流側に設けられたレギュレータ２３とを備えたことを特徴としている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、定量ポンプの一種として、可動部たるピストンにダイヤフラムを用いた往復動ポンプが知られている。通常、このような往復動ポンプを構成するダイヤフラムは、耐摩耗性、耐食性に優れた材料を用いて形成されている。また、かかる構成の往復動ポンプにおいては、往復動部分における液の漏洩が構造上皆無であり、ポンプ室には吸込側、吐出側ともに、逆止弁としてのボール弁が設けられている。
【０００３】
ダイヤフラムを用いて構成された往復動ポンプは、上述したように、漏洩等が皆無であり、耐摩耗性等に優れたダイヤフラム等を用いて構成されているので、清水だけではなく、固体（粒状物等）を含んだ液体（いわゆる「懸濁液」）をも搬送可能である。
【０００４】
そこで、従来技術においては、懸濁液を搬送する際には、ダイヤフラム等を用いて構成された往復動ポンプ（以下、単に「往復動ポンプ」という。）が採用される場合がある。
【０００５】
懸濁液とは、上述したように、粒状物等を含んだ液体である。したがって、液体中に粒状物等を適当に分散させた状態で、この懸濁液の搬送供給を行うためには、いくつかの問題を解決する必要がある。その一つは、懸濁液供給源において、粒状物等が液体内下部に沈降するという問題である。
【０００６】
従来技術においては、かかる問題を解決するために、懸濁液を循環させ、その循環状態の中から、懸濁液を取り出して搬送供給する場合がある。このような構成であれば、懸濁液を循環させているため、粒状物等の液体内下部への沈降を低減しつつ、懸濁液の搬送供給を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題を有していた。
【０００８】
従来技術においては、循環状態の懸濁液を定量的に取り出して搬送供給する際に定量ポンプを用いるが、定量ポンプ側で搬送供給流量を設定しても、適切に定量搬送することができない場合があるという問題があった。
これは、定量ポンプの一次側圧力（上流側圧力）が、懸濁液を循環させる際の循環圧力に支配されることに起因する。つまり、従来技術にかかる定量ポンプにおいては、定量ポンプにて流量の設定を行っていても、循環圧力が変動すれば、その影響により（一次側圧力の変動により）、定量的に搬送供給を行うことができなかった。
【０００９】
また、上記問題は、循環状態の懸濁液を複数の配管を介して供給する場合には、より顕著であった。つまり、複数の配管が接続されていることによって、複数箇所から懸濁液の搬送供給が行われることになるため、懸濁液の循環圧力の変動が大きくなり、各箇所において適切に懸濁液の定量搬送を行うことができないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、比較的容易な構成に基づいて、循環状態の懸濁液を定量的に取り出すことが可能な流体供給システムを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術を解決するためになされたもので、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、前記循環経路に接続された供給配管部と、前記供給配管部に設けられた定量ポンプと、前記供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えたことを特徴としている。
【００１２】
このような構成にかかる流体供給システムによれば、流体供給源が循環経路を有するため、流体が懸濁液等である場合には、懸濁液中の粒状物等を適切に分散させることができる。また、このように構成された流体供給源に対して接続された供給配管部にレギュレータと定量ポンプとが設けられ、レギュレータの上流側（一次側）と下流側（二次側）とが適切に「縁切り」されているため、流体供給源における圧力変動に影響されずに、設定値に応じた流量の搬送供給を行うべく定量ポンプを駆動させることができる。
【００１３】
また、本発明は、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、前記循環経路に接続された複数の供給配管部と、各供給配管部に設けられた定量ポンプと、各供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えたことを特徴としている。
【００１４】
このような構成にかかる流体供給システムによれば、各供給配管部において、上述した効果を有すべく、定量ポンプを駆動させることができる。
【００１５】
また、本発明にかかる流体供給システムにおいては、前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部が、ダイヤフラム、プランジャ、およびベローズの少なくとも一つを用いて構成されていることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にかかる流体供給システムの概略図を示したものである。本実施形態にかかる流体供給システムは、図１に示すように、循環経路１１を有する流体供給源１０に接続された供給配管部２１と、この供給配管部２１に設けられた定量ポンプ２２と、供給配管部２１におけるこの定量ポンプ２２の上流側に設けられたレギュレータ２３等とを用いて構成されている。
【００１８】
本実施形態にかかる流体供給システムは、流体供給源１０にて循環されている流体を、供給配管部２１等を介して、流体使用箇所Ｑに供給するためのシステムであって、搬送供給される流体としては、例えば、半導体ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程におけるＣＭＰ用スラリー等の懸濁液（固体（粒状物等）を含んだ液体）があげられる。ここでいう半導体ＣＭＰ工程のＣＭＰ用スラリーとは、スラリー濃度が５〜５０ｗｔ％、最大集合粒径が１０μｍ以下のものである。また、スラリーのコンポーネントとしては、シリカ系、酸化セリウム系、アルミナ系、ジルコニア系、二酸化マンガン系の単成分もしくは混合物が用いられている。さらに、このような懸濁液（ＣＭＰ用スラリー）の使用箇所Ｑとしては、例えば、ＣＭＰを行う際における研磨定盤上の研磨布（図示省略）等があげられる。
【００１９】
流体供給源１０は、循環経路１１と、この循環経路１１中に設けられた、循環用の定量ポンプ１２、循環経路圧力計（ＰＩ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）３１、循環経路バルブ１４、および貯留攪拌部１５等とを用いて構成されている。また、貯留攪拌部１５は、懸濁液を貯留等する貯留槽１５１と、貯留槽１５１内の懸濁液の攪拌を行う攪拌翼１５２とを用いて構成されている。
【００２０】
すなわち、本実施形態かかる流体供給源１０においては、貯留槽１５１内の懸濁液が、定量ポンプ１２を駆動させることによって循環経路１１中を循環させられ、貯留槽１５１内では必要に応じて攪拌翼１５２を用いて攪拌される。したがって、本実施形態においては、懸濁液が循環経路１１中を循環されるのみではなく、適宜攪拌処理も施されるため、流体供給源１０における懸濁液中にて粒状物等の沈降を適切に防止することができる。
【００２１】
また、図１に示すように、本実施形態にかかる流体供給システムは、搬送供給用の定量ポンプ２２を駆動させることによって、流体供給源１０にて循環されている懸濁液を、供給配管部２１およびレギュレータ２３を介して、定量ポンプ２２下流側の流体使用箇所Ｑに搬送供給すべく構成されており、レギュレータ２３と定量ポンプ２２と間の供給配管部２１上に（定量ポンプ２２の上流側に）定量ポンプ一次側圧力計３２が設けられ、定量ポンプ２２の下流側に定量ポンプ二次側圧力計３３が設けられている。さらに、供給配管部２１におけるレギュレータ２３の上流側には、供給配管部バルブ２４が設けられている。
【００２２】
図２は、本実施形態にかかる流体供給システムを構成するレギュレータの一例を示す概略断面図である。
この図２に示すように、本実施形態にかかるレギュレータ２３は、ベース２３０上にニードルストッパ２３２が設けられ、このニードルストッパ２３２とニードル２３１とが第一スプリング２３３を介して接続されている。また、本実施形態においては、このニードル２３１に対応した弁座２３９が設けられており、このニードル２３１と弁座２３９との間隔に応じて、流体の供給量等が定められる。さらに、ニードル２３１の先端部にはダイヤフラム２３４が固定されており、このダイヤフラム２３４にはスプリングベース２３５が取り付けられている。また、このスプリングベース２３５には、第二スプリング２３７を介してプランジャ２３６が取り付けられており、かかるプランジャ２３６は調整摘み部２３８を用いて上下動可能に構成されている。
【００２３】
本実施形態においては、第一スプリング２３３がニードル２３１を上方向に付勢し、第二スプリング２３７がダイヤフラム２３４を下方向に付勢している。したがって、これらのスプリング２３３，２３７の付勢力のバランスによって、弁座２３９に対するニードル２３１の押圧力が設定される。なお、この押圧力の調整は、本実施形態においては、プランジャ２３６に接している調整摘み部２３８の押し込み量によって設定される。
【００２４】
この図２に示すように構成されたレギュレータ２３においては、ニードル２３１が下方向に押し下げられることによって、懸濁液が、流入部２３ａ、第一滞留部２３ｂ、第二滞留部２３ｃ、および流出部２３ｄを介して、流体使用箇所Ｑ側に搬送供給される。
具体的には、定量ポンプ２２を駆動させることによって（例えば、ダイヤフラム等を流体搬送方向（往動方向）に可動させて使用箇所Ｑ方向に懸濁液を押し出すことによって）、定量ポンプ２２の一次側の流出部２３ｄおよび第二滞留部２３ｃは負圧状態となり、ダイヤフラム２３４が下方向に押し下げられる。このようにダイヤフラム２３４が移動することによって、ニードル２３１と弁座２３９との間に隙間が生じ、第二滞留部２３ｃと第一滞留部２３ｂとが連通状態となり、レギュレータ２３の一次側から二次側に懸濁液が流通することとなる。一方、定量ポンプ２２のダイヤフラム等を往動方向と反する復動方向に可動させると、定量ポンプ２２の一次側の流出部２３ｄおよび第二滞留部２３ｃは正圧状態となり、ダイヤフラム２３４が上方向に押し上げられる。そうすると、ニードル２３１が弁座２３９に接して、第一滞留部２３ｂと第二滞留部２３ｃとの連通状態が遮断される。
【００２５】
本実施形態にかかるレギュレータ２３は、以上のように構成されているため、その一次側の圧力（本実施形態においては、循環経路１１の圧力計３１にて測定される循環圧力Ｐ１）の変動に影響されることなく、二次側の圧力（本実施形態においては、供給配管部２１の圧力計３２にて測定される定量ポンプ一次側圧力Ｐ２）を一定に保持しつつ、懸濁液の供給を行うことができる。すなわち、このレギュレータ２３によって、その下流側（二次側）における他の装置および流体使用箇所等との相互干渉等による流量変動を減少させることができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態にかかる流体供給システムは図１等に示すべく構成されているため、次のような効果を得ることができる。
【００２７】
すなわち、本実施形態においては、供給配管部２１に設けられているレギュレータ２３が、その一次側と二次側との「縁切り」を行うべく機能しているため、例えば、循環経路１１に設けられた貯留攪拌部１５にて攪拌処理が行われて、循環経路１１中の圧力に変動が生じたとしても、その圧力変動がレギュレータ２３の二次側に直接的に影響を与えることはない。
【００２８】
したがって、本実施形態によれば、供給配管部２１中の定量ポンプ２２を駆動させて、流体供給源１０を成す循環経路１１中から懸濁液を取り出して搬送供給する場合、定量ポンプ２２の設定値に応じた一定量の懸濁液の供給を行うことができる。つまり、循環処理あるいは攪拌処理等が行われてレギュレータ２３上流側の圧力（循環経路圧力計３１における測定圧力）が変動しても、レギュレータ２３下流側の圧力（定量ポンプ一次側圧力計３２における測定圧力）が変動しないため、循環経路１１中の圧力変動の影響を全く受けず、定量ポンプ２２は、予め定められた設定値に応じて一定流量の搬送供給を実現可能である。
【００２９】
また、定量ポンプ２２の上流側にレギュレータ２３を設けたことによって、レギュレータ２３の圧損分だけ、定量ポンプ２２の設定流量が減少する場合があるが、かかる場合には予めその圧損分を考慮して、定量ポンプ２２における設定流量を定めればよい。また、必要に応じて、定量ポンプ２２の下流側に、流量計（例えば、超音波流量計）と制御部等とを設けて、定量ポンプ２２の設定値と、流量の実測値（流量計での値）との間にずれが生じている場合には、かかるずれと制御部等とを用いて、定量ポンプ２２をフィードバック制御すべく構成してもよい。このようなフィードバック制御を行えば、定量ポンプ２２において必要な値を設定することによって（つまり、圧損等を考慮しなくても）、所望の流量の懸濁液を搬送供給することができる。
【００３０】
また、本実施形態にかかる流体供給システムによれば、循環経路１１中の懸濁液を取り出して搬送供給するため、懸濁液中の粒状物等が適切に分散した状態で、一定量の懸濁液を定量ポンプ２２下流側に搬送供給することができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、上記実施形態においては、循環経路１１を有する流体供給源１０に対して、一つの供給配管部２１が接続されている場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、循環経路１１に対して複数の供給配管部が接続される構成であってもよい。つまり、循環経路１１に接続された各供給配管部のそれぞれについて、図１に示すような配置関係のレギュレータおよび定量ポンプ等を設ければ、各供給配管部において、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、上記実施形態においては、定量ポンプ２２の構成については特に説明しなかったが、その可動部が往復動することによって流体を搬送可能であれば（往復動ポンプであれば）、本発明にかかる定量ポンプ２２は何らかの構成に限定されない。したがって、例えば、ダイヤフラム、プランジャ、バケット、あるいはベローズ等を可動部として構成された往復動ポンプであれば、いずれであっても本発明にかかる流体供給システムを構成可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、循環経路に接続された供給配管部と、供給配管部に設けられた定量ポンプと、供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えている。
したがって、本発明によれば、比較的容易な構成に基づいて、循環状態の懸濁液（粒状物等が適切に分散した懸濁液）を定量的に取り出すことが可能な流体供給システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる流体供給システムの概略図を示したものである。
【図２】本実施形態にかかる流体供給システムを構成するレギュレータの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…流体供給源、１１…循環経路、１２…定量ポンプ、１４…循環経路バルブ、１５…貯留攪拌部、２１…供給配管部、２２…定量ポンプ、２３…レギュレータ、２４…供給配管部バルブ、３１…循環経路圧力計、３２…定量ポンプ一次側圧力計、３３…定量ポンプ二次側圧力計
１５１…貯留槽、１５２…攪拌翼、２３０…ベース、２３１…ニードル、２３２…ニードルストッパ、２３３…第一スプリング、２３４…ダイヤフラム、２３５…スプリングベース、２３６…プランジャ、２３７…第二スプリング、２３８…調整摘み部、２３９…弁座

Claims

循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、
前記循環経路に接続された供給配管部と、
前記供給配管部に設けられた定量ポンプと、
前記供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えたことを特徴とする流体供給システム。
循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、
前記循環経路に接続された複数の供給配管部と、
各供給配管部に設けられた定量ポンプと、
各供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータと
を備えたことを特徴とする流体供給システム。
前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部が、ダイヤフラム、プランジャ、およびベローズの少なくとも一つを用いて構成されている請求項１または２に記載の流体供給システム。