JP2004257262A - ベローズポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に入った薬液のガスによってポンプ駆動機械部の寿命が損ねられることを回避すること。
【解決手段】ベローズ4の内側空間20をポンプ駆動機械室16とは気密に分離し、内側空間4をガス供給管24、ガス排出管26によって掃気を行う。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベローズポンプに関し、特に、半導体製造プロセス等で使用される薬液の供給を行う機械駆動式のベローズポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
往復動ポンプとして、ベローズによってポンプ室が画定され、ベローズの伸縮によってポンプ作用を行うベローズポンプが知られている(例えば、特許文献1、2、3、4)。また、ポンプハウジング内にベローズが伸縮可能に設けられ、ベローズの外側にポンプ室が画定され、ベローズをモータ駆動の送りねじにより機械式に駆動する機械駆動式のベローズポンプが知られている(例えば、特許文献5)。
【0003】
機械駆動式のベローズポンプでは、送りねじによるベローズの伸縮量(往復ストローク)の制御により、高精度な定量吐出を行うことが可能であり、半導体製造プロセスで所定量の薬液を高精度に供給することができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−88573号公報
【特許文献2】
特開2000−15168号公報
【特許文献3】
特開2001−20868号公報
【特許文献4】
特開2002−174180号公報
【特許文献5】
特開平10−47234号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
機械駆動式のベローズポンプでは、送りねじ機構等を有するポンプ駆動機械部とポンプ室とはベローズによって隔離される。半導体製造プロセス等で薬液の供給を行うベローズポンプでは、耐食性を得るために、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂製のベローズが用いられる。
【0006】
フッ素系樹脂製のベローズ等、非金属製のベローズでは、ベローズ壁が薄肉であることも相まって、ポンプ室の薬液がガス化してベローズを透過する現象が生じることがある。このため、薬液が酸、アルカリ、その他、腐食性を有する薬液であると、ベローズを透過した薬液のガスによって、ポンプ駆動機械部の電動モータ、ベアリング、送りねじやポンプ周囲の機器が腐食し、それらの寿命が損ねられる。
【0007】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、ベローズを透過した薬液のガスによる食害の発生を回避し、特に、ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に入った薬液のガスによってポンプ駆動機械部の寿命が損ねられることを回避し、優れた耐久性を示す機械駆動式のベローズポンプを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によるベローズポンプは、ポンプハウジング内にベローズが伸縮可能に設けられ、前記ポンプハウジング内であって前記ベローズの外側にポンプ室が画定され、前記ポンプハウジングの外側に、前記ベローズの内側の空間に隣接し前記ベローズを伸縮駆動するポンプ駆動機械部を有するベローズポンプにおいて、前記ベローズの内側の空間が前記ポンプ駆動機械部と気密に分離されている。
【0009】
この発明によるベローズポンプによれば、ベローズの内側の空間がこれと隣接するポンプ駆動機械部とは気密に分離されているから、ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に入った薬液のガスがポンプ駆動機械部へ流れることがなく、ベローズを透過した薬液のガスによるポンプ駆動機械部の薬害(腐食)が防止される。
【0010】
この発明によるベローズポンプは、更に、前記ベローズの内側の空間のガスを非腐食性ガスに置換する掃気機構を有する。
【0011】
この発明によるベローズポンプによれば、ベローズの内側の空間のガスが掃気機構によって非腐食性ガスに置換されるので、ベローズを透過してポンプ室からベローズの内側の空間に薬液のガスが入っても、その薬液ガス濃度が高くなることがない。掃気機構に、屋外排気ダクトやガス回収処理装置を接続することができるから、掃気機構によってベローズの内側の空間より排出される薬液ガスは、屋外排気ダクトによって屋外に排出したり、ガス回収処理装置によって回収処理することが可能であり、薬液ガスがベローズポンプの周囲に逸散するのを回避できる。
【0012】
この発明によるベローズポンプでは、前記掃気機構は、前記ベローズの内側の空間にガスを供給するガス供給路と、前記ベローズの内側の空間のガスを排出するガス排出路とを有する構造のものにでき、更に、前記ガス供給路には、前記ベローズの内側の空間に向かうガスの流れのみを許すガス導入側逆止弁を設け、前記気体排出路には、前記ベローズの内側の空間より排出されるガスの流れのみを許すガス排出側逆止弁を設けることができる。
【0013】
ベローズの内側の空間はベローズの伸縮によりポンプ室と同様に容積変化を生じるから、ガス導入側逆止弁、ガス排出側逆止弁の設置により、ベローズの伸縮によるポンプ作用によってベローズの内側の空間のガスを非腐食性ガスに置換する掃気が行われる。
【0014】
この発明によるベローズポンプで使用されるベローズは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂により構成されており、ベローズの耐食性が保証される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1、図2はこの発明によるベローズポンプの一つの実施形態を示している。
【0016】
ベローズポンプはポンプハウジング1を有する。ポンプハウジング1は、シリンダ部2と、シリンダ部2の一方の端壁をなすポンプヘッド部3とを一体に有している。
【0017】
ポンプハウジング1のシリンダ部2内にはベローズ4が軸線方向(左右方向)に伸縮可能に設けられている。ベローズ4は、伸縮可能な円筒状の薄肉のベローズ壁部5と、ベローズ壁部5の一端を閉じる端壁状の可動ピストン部6と、ベローズ壁部5の他端に設けられ円環状の固定リング部7とを、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂により一体成形されている。
とを有している。
【0018】
ポンプハウジング1とベローズ4は、ポンプヘッド部3と可動ピストン部6との間に、ポンプ室8を画定している。ポンプヘッド部3には、ポンプ室8に連通する吸入通路9と吐出通路10とが形成されている。吸入通路9には逆止弁による吸入側ポンプ弁11が、吐出通路10には逆止弁による吐出側ポンプ弁12が各々設けられている。
【0019】
シリンダ部2の他端にはベローズ密閉隔壁板13が固着されている。ベローズ4の固定リング部7は、シリンダ部2とベローズ密閉隔壁板13とに挟まれ、ポンプハウジング1側に気密に固定されている。
【0020】
ベローズ4の可動ピストン部6の背面側中央にはベローズ駆動軸14の先端が固定連結されている。ベローズ駆動軸14は、ベローズ密閉隔壁板13に形成された貫通孔15を貫通し、ポンプハウジング1のベローズ密閉隔壁板13側に連設されたポンプ駆動機械室16内に突出している。
【0021】
ポンプ駆動機械室16にはモータ駆動の送りねじ装置17が設けられており、送りねじ装置17のねじ軸18とベローズ駆動軸14とが同軸連結されている。ねじ軸18は、モータ駆動で軸線方向に移動し、ベローズ駆動軸14を直結状態で、軸線方向に駆動する。
【0022】
このベローズポンプでは、ベローズ駆動軸14の右方向移動(吸入行程)により、ベローズ4の可動ピストン部6が同方向に移動し、ベローズ4の収縮に伴い吸入通路9より吸入側ポンプ弁11を介してポンプ室8内に薬液が吸入される。ベローズ駆動軸14の左方向移動(吐出行程)により、ベローズ4の可動ピストン部6が同方向に移動し、ベローズ4の伸長に伴いポンプ室8内の薬液が吐出側ポンプ弁12を介して吐出通路10へ吐出される。
【0023】
この薬液の吸入・吐出量は、可動ピストン部6の軸線方向移動量、換言すれば、送りねじ装置17によるベローズ駆動軸14の駆動量により、定量的に可変設定することができる。
【0024】
ベローズ駆動軸14がベローズ密閉隔壁板13を貫通する貫通孔15にはOリング19が装着されている。これにより、ベローズ4のベローズ壁部5の内側にできる、可動ピストン部材6とベローズ密閉隔壁板13との間の内側空間20は密閉空間となり、この内側空間20はポンプ駆動機械室16と気密に分離されている。
【0025】
ベローズ密閉隔壁板13には、内側空間20の掃気(scavenging;スカベンジング)のためのガス供給口21とガス排出口22とが形成されている。ガス供給口21にはニップル23によってガス供給管24が接続され、ガス排出口22にはニップル25によってガス排出管26が接続されている。
【0026】
ガス供給管24には、非腐食性ガスとして、クリーン空気、窒素ガス等が供給される。ガス排出管26は、図示されていない屋外排気ダクトやガス回収処理装置に接続される。
【0027】
上述したように、内側空間20がポンプ駆動機械室16とは気密に分離されているから、ポンプ室8側の薬液がガス化してベローズ4のベローズ壁部5を透過してベローズ4の内側空間20に入っても、薬液ガスがポンプ駆動機械室16へへ流れることがない。
【0028】
これにより、ポンプ駆動機械室16内の送りねじ装置17がベローズ4を透過してベローズ4の内側空間20に入った薬液ガスに曝されることがなく、薬液ガスによる送りねじ装置17の腐食が回避される。
【0029】
また、ガス供給管24によってクリーン空気、窒素ガス等の非腐食性ガスが内側空間20に供給され、内側空間20内のガスがガス排出管26へ内側空間20外に排出されるから、内側空間20内のガスが非腐食性ガスに置換される掃気が行われ、内側空間20の薬液ガス濃度が高くなることがない。
【0030】
ガス排出管26が屋外排気ダクトに接続されていると、薬液ガスは屋外排気ダクトによって屋外に排出され、ガス排出管26にガス回収処理装置が接続されていると、薬液ガスはガス回収処理装置によって回収処理され、いずれの場合も、薬液ガスがベローズポンプの周囲に逸散することがない。これにより、ベローズポンプの周囲の機器の腐食も防止される。
【0031】
なお、ベローズポンプは、耐久性を得るために、ポンプハウジング1、ベローズ密閉隔壁板13、ベローズ駆動軸14、Oリング19の全てを、フッ素系樹脂等の耐薬液性の高い材料により構成、あるいはそれら高耐薬液性材料をコーティングされている。また、ポンプ駆動機械室16の換気を行うための通気口27も設けられている。
【0032】
図3はこの発明によるベローズポンプの他の実施形態を示している。なお、図3において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【0033】
この実施形態では、ガス供給口21にはベローズ4の内側空間20に向かうガスの流れのみを許すガス導入側逆止弁28が、ガス排出口22には内側空間20より排出されるガスの流れのみを許すガス排出側逆止弁29が各々設けられている。
【0034】
この実施形態によれば、ベローズ4の可動ピストン部6が左方向へ移動する吐出行程時に、ガス導入側逆止弁28より内側空間20内に非腐食性ガスが吸入され、ベローズ4の可動ピストン部6が右方向へ移動する吸入行程時に、ガス排出側逆止弁29より内側空間20内のガスの吐出が行われる。これにより、ベローズ4の伸縮によるポンプ作用が内側空間20側でも得られ、内側空間20内のガスを非腐食性ガスに置換する掃気が、このポンプ作用の下に、別の圧送装置を要することなく、効率よく行われる。
【0035】
この発明によるベローズポンプは、上述した単動式のものに限られることはなく、図4及び図4のA−A線断面図である図5に示されているような、2連の複動式のものにも、同様に適用できる。なお、図4及び図5において、図1、図2に対応する部分は、図1、図2に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明によるベローズポンプによれば、ベローズの内側の空間がポンプ駆動機械部とは気密に分離されているから、ベローズを透過してベローズの内側の空間に入った薬液のガスがポンプ駆動機械部へ流れることがなく、ベローズを透過した薬液のガスによってポンプ駆動機械部が腐食することが防止され、ポンプ駆動機械部の寿命が損ねられることがなく、優れた耐久性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるベローズポンプの一つの実施形態の吐出ストロークエンド状態を示す断面図である。
【図2】この発明によるベローズポンプの一つの実施形態の吸入ストロークエンド状態を示す断面図である。
【図3】この発明によるベローズポンプの他の実施形態の吸入ストロークエンド状態を示す断面図である。
【図4】この発明によるベローズポンプの他の実施形態を示す断面図である。
【図5】図4のベローズポンプのA−A線断面図である。
【符号の説明】
1 ポンプハウジング
4 ベローズ
8 ポンプ室
13 ベローズ密閉隔壁板
14 ベローズ駆動軸
16 ポンプ駆動機械室
17 送りねじ装置
20 内側空間
24 ガス供給管
26 ガス排出管
28 ガス導入側逆止弁
29 ガス排出側逆止弁

Claims (5)

  1. ポンプハウジング内にベローズが伸縮可能に設けられ、前記ポンプハウジング内であって前記ベローズの外側にポンプ室が画定され、前記ポンプハウジングの外側に、前記ベローズの内側の空間に隣接し前記ベローズを伸縮駆動するポンプ駆動機械部を有するベローズポンプにおいて、
    前記ベローズの内側の空間が前記ポンプ駆動機械部と気密に分離されているベローズポンプ。
  2. 前記ベローズの内側の空間のガスを非腐食性ガスに置換する掃気機構を有する請求項1記載のベローズポンプ。
  3. 前記掃気機構は、前記ベローズの内側の空間にガスを供給するガス供給路と、前記ベローズの内側の空間のガスを排出するガス排出路とを有する請求項2記載のベローズポンプ。
  4. 前記ガス供給路に、前記ベローズの内側の空間に向かうガスの流れのみを許すガス導入側逆止弁が設けられ、前記ガス排出路に、前記ベローズの内側の空間より排出されるガスの流れのみを許すガス排出側逆止弁が設けられている請求項3記載のベローズポンプ。
  5. 前記ベローズはフッ素系樹脂により構成されている請求項1〜4の何れか1項記載のベローズポンプ。
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