JP2011072902A - Mechanism of generating bubble, and treatment apparatus employing the same - Google Patents

Mechanism of generating bubble, and treatment apparatus employing the same Download PDF

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Harumichi Hirose
治道 廣瀬
Masayasu Abe
正泰 安部
Yukinobu Nishibe
幸伸 西部
Tsutomu Kikuchi
勉 菊地
Yoshihiro Ando
佳大 安藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanism of generating ultrafine bubbles, capable of generating the same by more efficiently dividing bubbles present in a liquid. <P>SOLUTION: The mechanism of generating ultrafine bubbles including a plurality of pipes 153, 154 through which a bubble-containing liquid is transported by pressure, and a colliding member 155 that is connected to the plurality of pipes 153, 154 to cause the bubble-containing liquid transported therethrough by pressure to collide therewith and outputs the colliding liquid, is constructed in such a manner that the bubbles present in the liquid are further finely divided by the collision of the bubble-containing liquid transported by pressure via the plurality of pipes 153, 154 with the colliding member 155. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、サイズが小さくなるに従っていわゆるマイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルと呼ばれる極めて微細なバブルを液体中に生成するのに適したバブル生成機構及びそれを用いた処理装置に関する。   The present invention relates to a bubble generation mechanism suitable for generating very fine bubbles called microbubbles, micronanobubbles, and nanobubbles in a liquid as the size decreases, and a processing apparatus using the same.

従来、長時間水中に留まり得ると共に溶解度の高い超小径の超微細気泡を発生させる超微細気泡発生装置が提案されている(特許文献1)。この超微細気泡発生装置では、圧送される液体(水)中に気体を噴射することで微細気泡をその液体に含ませ、微細気泡を含んだ液体が徐々に広がる流体誘導面部を有する縮流ノズルを圧送される際に液体中の微細気泡が潰れて平面的に広がった後に表面張力によって小さく分裂して更に細かい超微細気泡となる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an ultrafine bubble generating device that can stay in water for a long time and generate ultrafine bubbles having a very small diameter and high solubility (Patent Document 1). In this ultrafine bubble generating device, a gas flow is injected into a liquid (water) being pumped so that the fine bubbles are included in the liquid, and the reduced flow nozzle having a fluid guide surface portion in which the liquid containing the fine bubbles gradually spreads. The fine bubbles in the liquid are crushed and spread in a flat plane when they are pumped, and are further broken down by the surface tension to become finer ultrafine bubbles.

特開第2003−245533号公報JP 2003-245533 A

ところで、近年、これらの超微細気泡(超微細バブル)を含む液体を物体表面の洗浄等の処理に利用することが考えられている。超微細バブルと液との界面の電位が洗浄効果や酸化作用を促し、また、物体表面に付着した超微細バブルが破裂するときのエネルギーが物体表面から汚れの剥離に寄与するとされている。このように超微細バブルを含む液体を物体表面の処理に用いる場合、その液中に含まれる超微細バブルの総表面積が大きいほど洗浄効果や酸化作用が大きい。液中に含まれるバブルの総表面積の増加度合いは、図5に示すように、もとのバブルの分割数の1/3乗に比例することから、より効率的に微細バブルを分割できるようにすることが望まれる。   By the way, in recent years, it is considered to use a liquid containing these ultrafine bubbles (ultrafine bubbles) for processing such as cleaning of the surface of an object. It is said that the potential at the interface between the ultrafine bubble and the liquid promotes the cleaning effect and oxidation action, and the energy when the ultrafine bubble attached to the object surface bursts contributes to the removal of dirt from the object surface. When a liquid containing ultrafine bubbles is used for the treatment of an object surface as described above, the cleaning effect and the oxidizing action are greater as the total surface area of the ultrafine bubbles contained in the liquid is larger. As shown in FIG. 5, the increase degree of the total surface area of the bubbles contained in the liquid is proportional to the 1/3 power of the number of original bubble divisions, so that fine bubbles can be divided more efficiently. It is desirable to do.

しかし、前述した超微細気泡発生装置では、微細気泡を含んだ液体が縮流ノズルを圧送される際にその液中の微細気泡が潰れて平面的に広がった後に、外部からの作用が無く自然に表面張力によって小さく分裂するようになるので、効率的な微細バブルの分割を期待することが難しい。   However, in the above-described ultrafine bubble generating device, when the liquid containing fine bubbles is pumped through the contraction nozzle, the fine bubbles in the liquid are crushed and spread in a plane, and then there is no action from the outside. Therefore, it is difficult to expect efficient division of fine bubbles.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液中のバブルをより効率的に分割して超微細バブルを生成することのできるバブル生成機構を提供し、そのバブル生成機構を用いた処理装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a bubble generation mechanism capable of generating bubbles in a liquid more efficiently by dividing bubbles in a liquid, and uses the bubble generation mechanism. A processing apparatus is provided.

本発明に係るバブル生成機構は、バブル含有液が圧送される複数の管体と、前記複数の管体に結合され、前記複数の管体にて圧送されるバブル含有液を衝突させて出力する衝突部とを有する構成となる。   The bubble generating mechanism according to the present invention collides a plurality of pipes to which a bubble-containing liquid is pumped and the bubble-containing liquid that is coupled to the plurality of pipes and is pumped by the plurality of pipes, and outputs the collision. It becomes the structure which has a collision part.

このような構成により、複数の管体を圧送されるバブル含有液が衝突部にて衝突するようになるので、その衝突のエネルギーによって液中のバブルが更に細分割され、より微細なバブルが生成されるようになる。   With such a configuration, the bubble-containing liquid that is pumped through a plurality of tubes collides at the collision part, so that the bubbles in the liquid are further subdivided by the energy of the collision, and finer bubbles are generated. Will come to be.

本発明に係る超微細バブル生成機構において、前記複数の管体のそれぞれは、前記バブル含有液が旋回しつつ圧送される構造を有する構成とすることができる。   In the ultrafine bubble generating mechanism according to the present invention, each of the plurality of tubular bodies may have a structure in which the bubble-containing liquid is pumped while swirling.

このような構成により、複数の管体のそれぞれを圧送されるバブル含有液が旋回する際に、管体の内壁に近い部分とその中心に近い部分とで流速が異なるようになり、それによって管体の中心部分と内壁近傍部分とで圧力に偏りが生ずる。この圧力の偏りによってバブル含有液に溶融する気体が微細なバブルとして発生し得るようになるので、より多くのバブルを分割することができるようなり、結果として、液中により多くの微細なバブルを生成することができるようになる。   With such a configuration, when the bubble-containing liquid that is pumped through each of the plurality of tubes rotates, the flow velocity differs between the portion close to the inner wall of the tube and the portion close to the center thereof. The pressure is biased between the central part of the body and the vicinity of the inner wall. Since the gas that melts in the bubble-containing liquid can be generated as fine bubbles due to this bias in pressure, more bubbles can be divided, resulting in more fine bubbles in the liquid. Be able to generate.

また、本発明に係る超微細バブル生成機構において、前記複数の管体のそれぞれは、円筒状の形状を有し、内壁に沿って前記バブル含有液を導入する導入部を有する構成とすることができる。   Further, in the ultrafine bubble generating mechanism according to the present invention, each of the plurality of tubular bodies has a cylindrical shape and has an introduction portion for introducing the bubble-containing liquid along an inner wall. it can.

このような構成により、円筒状の形状を有する各管体の内壁に沿うようにバブル含有液が導入されるので、管体に導入されたバブル含有液はそのまま内壁に沿って旋回できるようになる。   With such a configuration, since the bubble-containing liquid is introduced along the inner wall of each tubular body having a cylindrical shape, the bubble-containing liquid introduced into the tubular body can be swung along the inner wall as it is. .

また、本発明に係る微細バブル発生機構において、前記複数の管体は、一直線状に配置される第1の管体と第2の管体とを含む構成とすることができる。   Moreover, in the fine bubble generating mechanism according to the present invention, the plurality of tubes may include a first tube and a second tube arranged in a straight line.

このような構成により、第1の管体を圧送されるバブル含有液と第2の管体を圧送されるバブル含有液とが衝突部において正面から衝突するようになるので、一方のバブル含有液の圧送にともなうエネルギーを他方のバブル含有液におけるバブルの分割に有効に利用することができるようになる。   With such a configuration, the bubble-containing liquid that is pumped through the first tube and the bubble-containing liquid that is pumped through the second tube collide from the front at the collision portion. It becomes possible to effectively use the energy accompanying the pumping of the gas to divide the bubbles in the other bubble-containing liquid.

更に、本発明に係る微細バブル発生機構において、前記第1の管体は第1バブル含有液が旋回しつつ圧送される構造を有し、前記第2の管体は、前記衝突部にて、前記第1の管体からの前記第1バブル含有液に対してその旋回方向と逆方向にて旋回する第2バブル含有液が衝突するように、当該第2バブル含有液が旋回しつつ圧送される構造を有する構成とすることができる。   Furthermore, in the fine bubble generating mechanism according to the present invention, the first tube body has a structure in which the first bubble-containing liquid is pumped while swirling, and the second tube body is formed at the collision portion. The second bubble-containing liquid is pumped while swirling so that the second bubble-containing liquid swirling in the direction opposite to the swirling direction collides with the first bubble-containing liquid from the first tube body. It can be set as the structure which has a structure.

このような構成により、第1の管体を圧送される第1バブル含有液と、第2の管体を圧送される第2バブル含有液とが、衝突部において、相互に反対方向に旋回しつつ正面から衝突するようになるので、バブル含有液の圧送にともなうエネルギーをバブルの分割に更に有効に利用することができるようになる。   With such a configuration, the first bubble-containing liquid pumped through the first tubular body and the second bubble-containing liquid pumped through the second tubular body swirl in opposite directions at the collision portion. However, since the collision occurs from the front, the energy accompanying the pumping of the bubble-containing liquid can be used more effectively for dividing the bubbles.

本発明に係る処理装置は、上述したいずれかのバブル生成機構と、バブル含有液を前記バブル生成機構における前記複数の管体のそれぞれに加圧供給する加圧供給機構と、前記バブル生成機構における前記衝突部により得られるバブル含有液体を被処理物の表面に与える機構とを有する構成となる。   The processing apparatus according to the present invention includes any one of the bubble generation mechanisms described above, a pressure supply mechanism that pressurizes and supplies a bubble-containing liquid to each of the plurality of tubes in the bubble generation mechanism, and the bubble generation mechanism. And a mechanism for applying a bubble-containing liquid obtained by the collision portion to the surface of the object to be processed.

このような構成により、バブル生成機構における複数の管体にバブル含有液が加圧供給されると、バブル含有液が複数の管体を圧送され、その複数の管体を圧送されるバブル含有液が衝突部において衝突し、その衝突のエネルギーによって液中のバブルが更に細分割される。そして、バブルの細分割にて更に細かくなったバブルを含む液体となるバブル含有液が被処理物の表面に与えられ、当該表面が前記バブル含有液により処理される。   With such a configuration, when the bubble-containing liquid is pressurized and supplied to the plurality of tubes in the bubble generating mechanism, the bubble-containing liquid is pumped through the plurality of tubes, and the plurality of tubes are pumped. Collide at the collision part, and the bubbles in the liquid are further subdivided by the energy of the collision. And the bubble containing liquid used as the liquid containing the bubble further finely divided by the bubble subdivision is given to the surface of a to-be-processed object, and the said surface is processed with the said bubble containing liquid.

本発明に係るバブル生成機構によれば、複数の管体のそれぞれを圧送されるバブル含有液中のバブルは、他方向からのバブル含有液の衝突による外部からのエネルギーが加えられて細分割されるようになるので、液中のバブルをその外部からのエネルギーによってより効率的に分割してより微細なバブルを生成することのできるようになる。   According to the bubble generating mechanism according to the present invention, the bubbles in the bubble-containing liquid that are pumped through each of the plurality of tubes are subdivided by the addition of external energy due to the collision of the bubble-containing liquid from the other direction. As a result, the bubbles in the liquid can be more efficiently divided by the external energy to generate finer bubbles.

また、本発明に係る処理装置によれば、そのようなバブル生成機構によりより微細なバブルの生成されたバブル含有液により被処理物の表面を処理することができるようになる。   Moreover, according to the processing apparatus which concerns on this invention, it becomes possible to process the surface of a to-be-processed object with the bubble containing liquid by which the finer bubble was produced | generated by such a bubble production | generation mechanism.

本発明の実施の形態に係る処理装置である基板洗浄装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate cleaning apparatus which is a processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す基板洗浄装置に用いられるバブル生成機構を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bubble production | generation mechanism used for the board | substrate cleaning apparatus shown in FIG. 図1に示すバブル生成機構における第1の管体のA−Aを通る面での断面を表す断面図である。It is sectional drawing showing the cross section in the surface which passes along AA of the 1st tubular body in the bubble production | generation mechanism shown in FIG. バブル生成機構の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a bubble production | generation mechanism. 液中のバブルの分割数とその液中におけるバブルの総面積比との関係を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the relationship between the division | segmentation number of the bubble in a liquid, and the total area ratio of the bubble in the liquid.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の一形態に係る処理装置である基板洗浄装置は、図1に示すように構成される。この基板洗浄装置は、例えば、微細なバブルを含む洗浄液にて液晶表示器に用いられるガラス基板の表面を洗浄するものである。   A substrate cleaning apparatus which is a processing apparatus according to an embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. This substrate cleaning apparatus cleans the surface of a glass substrate used for a liquid crystal display with a cleaning liquid containing fine bubbles, for example.

図1において、洗浄液W(例えば、純水)が貯留された貯液槽11の排出口に送通管12の一方の端部が接続され、送通管12の他方の端部がポンプ14の入力口に接続されている。送通管12のポンプ14にいたるまでの所定部位にガス供給部13からの気体(例えば、窒素ガス)が噴射供給される。ポンプ14の出力口に接続される送通管は、第1分岐管15aと第2分岐管15bとに分岐している。これら第1分岐管15aと第2分岐管15bとは、バブル生成機構20に接続されている。バブル生成機構20の詳細な構造については後述するが、バブル生成機構20から延びる送通管16は、開閉弁18aを介してノズルヘッド30に接続さされている。ノズルヘッド30には複数のノズルが形成されており、被洗浄物(被処理物)であるガラス基板100がノズルヘッド30の複数のノズルに対向するように配置されている。ガラス基板100は、ノズルヘッド30に対向して設置されるターンテーブル上に載置されても、搬送機構によってノズルヘッド30の下方を所定の速度で移動するものであってもよい。また、バブル生成機構20から延びる送通管16の開閉弁18aの手前かから分岐するバイパス送通管17は開閉弁18bを介して貯液槽11まで延びている。   In FIG. 1, one end of the transmission pipe 12 is connected to the discharge port of the liquid storage tank 11 in which the cleaning liquid W (for example, pure water) is stored, and the other end of the transmission pipe 12 is connected to the pump 14. Connected to the input port. A gas (for example, nitrogen gas) from the gas supply unit 13 is jetted and supplied to a predetermined portion up to the pump 14 of the delivery pipe 12. A transmission pipe connected to the output port of the pump 14 branches into a first branch pipe 15a and a second branch pipe 15b. The first branch pipe 15 a and the second branch pipe 15 b are connected to the bubble generation mechanism 20. Although the detailed structure of the bubble generation mechanism 20 will be described later, the feed pipe 16 extending from the bubble generation mechanism 20 is connected to the nozzle head 30 via the on-off valve 18a. A plurality of nozzles are formed in the nozzle head 30, and the glass substrate 100 as an object to be cleaned (object to be processed) is disposed so as to face the plurality of nozzles of the nozzle head 30. The glass substrate 100 may be placed on a turntable installed facing the nozzle head 30 or may be moved below the nozzle head 30 at a predetermined speed by a transport mechanism. Further, the bypass feed pipe 17 branched from the front of the opening / closing valve 18a of the delivery pipe 16 extending from the bubble generating mechanism 20 extends to the liquid storage tank 11 via the opening / closing valve 18b.

図1とともに図2及び図3を参照してバブル生成機構20の詳細な構造について説明する。   The detailed structure of the bubble generation mechanism 20 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 together with FIG.

バブル生成機構20は、円筒形状の第1の管体21と第2の管体22とが一直線上に配置され、それら第1の管体21と第2の管体22とが衝突管25(衝突部)にて連結された構造となっている。第1の管体21には、その衝突管25側と逆側の円筒外壁部分から突出するように導入管23が設けられている。導入管23は、図3に示すように、第1の管体21の中心Oを通る平面Poと平行な当該第1の管体21の外壁周面に接する面P1に沿って延びている。また、第2の管体22には、第1の管体21と同様に、その衝突管25側と逆側の円筒外壁部分から突出するように導入管24が設けられている。導入管24は、図3に示すように、第1の管体21の中心O、即ち、第2の管体22の中心を通る平面Poに対して、第1の管体21に設けられた導入管23と対称となるように配置されている。第1の管体21と第2の管体22とを連結する衝突管25は、第1の管体21及び第2の管体22に連通した円筒形状の管体であって、その延びる方向に直交するように出口管26が設けられている。   In the bubble generating mechanism 20, a cylindrical first tube body 21 and a second tube body 22 are arranged in a straight line, and the first tube body 21 and the second tube body 22 are collided with a collision tube 25 ( The structure is connected at the collision part). The first tube body 21 is provided with an introduction tube 23 so as to protrude from a cylindrical outer wall portion opposite to the collision tube 25 side. As shown in FIG. 3, the introduction pipe 23 extends along a plane P <b> 1 that is in contact with the outer wall peripheral surface of the first pipe body 21 that is parallel to the plane Po that passes through the center O of the first pipe body 21. Similarly to the first tube body 21, the second tube body 22 is provided with an introduction tube 24 so as to protrude from the cylindrical outer wall portion on the opposite side to the collision tube 25 side. As shown in FIG. 3, the introduction tube 24 is provided in the first tube body 21 with respect to the center O of the first tube body 21, that is, the plane Po passing through the center of the second tube body 22. It arrange | positions so that it may become symmetrical with the introduction pipe | tube 23. FIG. The collision tube 25 that connects the first tube body 21 and the second tube body 22 is a cylindrical tube body that communicates with the first tube body 21 and the second tube body 22 and extends in the extending direction. An outlet pipe 26 is provided so as to be orthogonal to the vertical axis.

第1の管体21に設けられた導入管23には、ポンプ14から延びて分岐された第1分岐管15aが接続され、ポンプ14によって第1分岐管15aを通って加圧供給されるバブル含有洗浄液Wが導入管23から第1の管体21内に導入される。また、第2の管体22に設けられた導入管24には、ポンプ14から延びて分岐された第2分岐管15bが接続され、ポンプ14によって第2分岐管15bを通って加圧供給されるバブル含有洗浄液Wが導入管24から第2の管体22内に導入される。衝突管25に設けられた出口管26はノズルヘッド30に続く送通管16に接続されており、衝突管25から出口管26を通って出てきたバブル含有洗浄液Wが送通管16を通ってノズルヘッド30に供給されるようになっている。   A first branch pipe 15a branched from the pump 14 is connected to the introduction pipe 23 provided in the first pipe body 21, and a bubble that is pressurized and supplied by the pump 14 through the first branch pipe 15a. The contained cleaning liquid W is introduced into the first tube body 21 from the introduction tube 23. In addition, a second branch pipe 15b branched from the pump 14 is connected to the introduction pipe 24 provided in the second pipe body 22, and is pressurized and supplied by the pump 14 through the second branch pipe 15b. The bubble-containing cleaning liquid W is introduced into the second tube 22 from the introduction tube 24. The outlet pipe 26 provided in the collision pipe 25 is connected to the transmission pipe 16 following the nozzle head 30, and the bubble-containing cleaning liquid W that has come out from the collision pipe 25 through the outlet pipe 26 passes through the transmission pipe 16. Then, it is supplied to the nozzle head 30.

次に、前述した構造の基板洗浄装置の動作について説明する。   Next, the operation of the substrate cleaning apparatus having the above-described structure will be described.

まず、バブル生成機構20からノズルヘッド30に延びる送通管16に設けられた開閉弁18aが閉鎖されるとともに、バイパス送通管17に設けられた開閉弁18bが開放される。この状態で、ポンプ14を駆動することにより、貯液槽11からの洗浄液Wが送通管12を通ってポンプ14の入力口に向かって流れる。その過程で、ガス供給部13からの気体が送通管12内の洗浄液Wに噴射供給され、送通管12を流れる洗浄液Wは、微細なバブルが混合されたバブル含有洗浄液Wとなってポンプ14に引き込まれていく。そして、ポンプ14から出たバブル含有洗浄液Wが、第1分岐管15aを通ってバブル生成機構20の第1の管体21に加圧供給されるとともに、第2分岐管15bを通ってバブル生成機構20の第2の管体22に加圧供給される。   First, the on-off valve 18a provided on the delivery pipe 16 extending from the bubble generating mechanism 20 to the nozzle head 30 is closed, and the on-off valve 18b provided on the bypass delivery pipe 17 is opened. By driving the pump 14 in this state, the cleaning liquid W from the liquid storage tank 11 flows through the transmission pipe 12 toward the input port of the pump 14. In the process, the gas from the gas supply unit 13 is jetted and supplied to the cleaning liquid W in the transmission pipe 12, and the cleaning liquid W flowing through the transmission pipe 12 becomes a bubble-containing cleaning liquid W in which fine bubbles are mixed and pumped. 14 is drawn. Then, the bubble-containing cleaning liquid W discharged from the pump 14 is pressurized and supplied to the first tube body 21 of the bubble generating mechanism 20 through the first branch pipe 15a, and the bubble is generated through the second branch pipe 15b. Pressure is supplied to the second tube 22 of the mechanism 20.

バブル発生機構20の第1の管体21に加圧供給されるバブル含有洗浄液Wは、図3に示すように、導入管23を通って第1の管体21内に導入される。このとき、導入管23が第1の管体21の外壁周面に接する面P1に沿って延びていることから、バブル含有洗浄液Wは、その導入管23から円筒形状となる第1の管体21の内壁に沿って導入される。その内壁に沿って第1の管体21に導入されたバブル含有洗浄液Wは、旋回しつつ(図3における渦巻き状矢印参照)当該第1の管体21内を衝突管25に向かって圧送される。また、バブル発生機構20の第2の管体22に加圧供給されるバブル含有洗浄液Wも、第1の管体22に加圧供給されるバブル含有洗浄液Wと同様に、旋回しつつ衝突管25に向かって圧送される。   The bubble-containing cleaning liquid W supplied under pressure to the first tube body 21 of the bubble generating mechanism 20 is introduced into the first tube body 21 through the introduction tube 23 as shown in FIG. At this time, since the introduction pipe 23 extends along the surface P <b> 1 in contact with the outer wall peripheral surface of the first pipe body 21, the bubble-containing cleaning liquid W is cylindrically formed from the introduction pipe 23. 21 is introduced along the inner wall. The bubble-containing cleaning liquid W introduced into the first tube body 21 along the inner wall is pumped through the first tube body 21 toward the collision tube 25 while turning (see the spiral arrow in FIG. 3). The In addition, the bubble-containing cleaning liquid W supplied under pressure to the second tube 22 of the bubble generating mechanism 20 is swirling while colliding with the bubble-containing cleaning liquid W supplied under pressure to the first tube 22. It is pumped toward 25.

第1の管体21を圧送されるバブル含有洗浄液W(第1バブル含有洗浄液)の圧送方向に対する旋回方向と、第2の管体22を圧送されるバブル含有洗浄液W(第2バブル含有洗浄液)の圧送方向に対する旋回方向とは同じである。しかし、圧送方向がそれぞれ逆であることから、第1の管体21を旋回しつつ圧送されるバブル含有洗浄液Wと第2の管体22を旋回しつつ圧送されるバブル含有洗浄液Wとは、衝突管25において、相互に反対方向に旋回するバブル含有洗浄液Wとなって正面から衝突する。この衝突のエネルギーによって衝突管25内のバブル含有洗浄液W中のバブルが細分割され、より微細なバブルが生成される。   The swirl direction with respect to the pumping direction of the bubble-containing cleaning liquid W (first bubble-containing cleaning liquid) pumped through the first tubular body 21 and the bubble-containing cleaning liquid W (second bubble-containing cleaning liquid) pumped through the second tubular body 22 The swiveling direction with respect to the pumping direction is the same. However, since the pumping directions are opposite to each other, the bubble-containing cleaning liquid W that is pumped while turning the first tubular body 21 and the bubble-containing cleaning liquid W that is pumped while rotating the second tubular body 22 are: In the collision tube 25, the bubble-containing cleaning liquid W swirling in opposite directions collides from the front. Due to the energy of the collision, the bubbles in the bubble-containing cleaning liquid W in the collision tube 25 are subdivided to generate finer bubbles.

また、第1の管体21及び第2の管体22のそれぞれにおいて、図3に示すように、バブル含有洗浄液Wが旋回すると、その中心領域Eiよりその周辺領域Eoでの流速が大きくなる。そのため、周辺領域Eoでの液圧が中心領域Eiでの液圧より低下し、その結果、周辺領域Eoにおいてバブル含有洗浄液Wに溶融していた気体が微細なバブルとなって現れてくる。従って、バブル含有洗浄液Wが第1の管体21及び第2の管体22のそれぞれを旋回しつつ圧送される際にその液中に微細なバブルが次第に増大してゆき、衝突管25においてより多くの微細なバブルが分割され、結果として、衝突管25から出力されるバブル含有洗浄液Wにはより多くの微細なバブルが含まれるようになる。   Further, in each of the first tube body 21 and the second tube body 22, as shown in FIG. 3, when the bubble-containing cleaning liquid W turns, the flow velocity in the peripheral region Eo becomes larger than the central region Ei. Therefore, the fluid pressure in the peripheral region Eo is lower than the fluid pressure in the central region Ei. As a result, the gas melted in the bubble-containing cleaning liquid W in the peripheral region Eo appears as fine bubbles. Accordingly, when the bubble-containing cleaning liquid W is pumped while rotating in each of the first tube body 21 and the second tube body 22, fine bubbles gradually increase in the liquid, and more in the collision tube 25. Many fine bubbles are divided, and as a result, the bubble-containing cleaning liquid W output from the collision tube 25 contains more fine bubbles.

衝突管25から出口管26を通して出てくるバブル含有洗浄液Wは送通管16からバイパス送通管17を通して貯液槽11に戻される。そして、貯液槽11内のバブル含有洗浄液Wが送通管12からバブル生成機構20、送通管16、バイパス送通管17及び貯液槽11を循環する過程で、バブル発生機構20において、前述したようにバブル含有洗浄液W中のバブルが繰り返し分割されてゆき、極めて微細なバブル(サイズが小さくなるのに従ってマイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルと呼ばれる)となっていく。   The bubble-containing cleaning liquid W coming out from the collision pipe 25 through the outlet pipe 26 is returned from the transmission pipe 16 to the liquid storage tank 11 through the bypass transmission pipe 17. In the process of circulating the bubble-containing cleaning liquid W in the liquid storage tank 11 from the transmission pipe 12 through the bubble generation mechanism 20, the transmission pipe 16, the bypass transmission pipe 17 and the liquid storage tank 11, As described above, the bubbles in the bubble-containing cleaning liquid W are repeatedly divided and become extremely fine bubbles (called microbubbles, micronanobubbles, and nanobubbles as the size decreases).

そして、適当なタイミングでバイパス送通管17に設けられた開閉弁18bを閉鎖するとともに、送通管16に設けられた開閉弁18aを開放すると、バブル生成機構20からの極めて細かいバブルを含有するバブル含有洗浄液Wが送通管16を通してノズルヘッド30に供給される。そして、そのバブル含有洗浄液Wがノズルヘッド30の各ノズルからガラス基板100に向けて噴出される。これにより、ガラス基板100の表面がバブル含有洗浄液Wによって洗浄される。   Then, when the on-off valve 18b provided on the bypass pipe 17 is closed at an appropriate timing and the on-off valve 18a provided on the pipe 16 is opened, extremely fine bubbles from the bubble generating mechanism 20 are contained. The bubble-containing cleaning liquid W is supplied to the nozzle head 30 through the delivery pipe 16. Then, the bubble-containing cleaning liquid W is ejected from each nozzle of the nozzle head 30 toward the glass substrate 100. Thereby, the surface of the glass substrate 100 is cleaned with the bubble-containing cleaning liquid W.

前述したような基板洗浄装置におけるバブル生成機構20によれば、第1の管体21及び第2の管体22のそれぞれを圧送されるバブル含有洗浄液Wのバブルが、他方向からのバブル含有洗浄液Wの衝突による外部からのエネルギーが加えられて細分割されるようになるので、洗浄液W中のバブルを外部からのエネルギーによってより効率的に分割してより微細なバブルを当該洗浄液W中に生成することができるようになる。そして、バブル含有洗浄液Wを繰り返しバブル生成機構20に通すことで、バブル含有洗浄液W中により多くの、かつ、極めて微細なバブルが含有されるようになる。   According to the bubble generating mechanism 20 in the substrate cleaning apparatus as described above, the bubble-containing cleaning liquid W that is pumped through each of the first tube body 21 and the second tube body 22 is bubble-containing cleaning liquid from the other direction. Since energy from the outside due to the collision of W is added to be subdivided, bubbles in the cleaning liquid W are more efficiently divided by energy from the outside to generate finer bubbles in the cleaning liquid W. Will be able to. Then, the bubble-containing cleaning liquid W is repeatedly passed through the bubble generation mechanism 20 so that more and more fine bubbles are contained in the bubble-containing cleaning liquid W.

このようなバブル生成機構20を有する基板洗浄装置によれば、より多くの、かつ、極めて微細なバブルを含有して高い洗浄効果及び酸化作用を期待することのできるバブル洗浄液Wにてガラス基板100の表面を洗浄することができるようになる。   According to the substrate cleaning apparatus having such a bubble generation mechanism 20, the glass substrate 100 is made of the bubble cleaning liquid W that contains a large number of extremely fine bubbles and can be expected to have a high cleaning effect and oxidation action. The surface of the can be cleaned.

前述した例では、バブル生成機構20が一直線上に配置される2つの管体(第1の管体21、第2の管体22)を有するものであったが、その2つの管体は、一直線上になくてもよい。ただし、2方向からのバブル含有洗浄液Wの衝突によって発生するエネルギーがより大きくなるという観点からは、2つの管体を一直線上に配置して、2方向からのバブル含有洗浄液Wが正面から衝突するように構成することが好ましい。   In the example described above, the bubble generating mechanism 20 has two tubes (first tube 21 and second tube 22) arranged in a straight line, but the two tubes are: It does not have to be on a straight line. However, from the viewpoint that the energy generated by the collision of the bubble-containing cleaning liquid W from the two directions becomes larger, the two tubes are arranged in a straight line, and the bubble-containing cleaning liquid W from the two directions collides from the front. It is preferable to configure as described above.

また、バブル発生機構20は、3つ以上の管体が衝突管25に接合するように構成することもできる。この場合、3つ以上の方向からのバブル含有洗浄液Wが衝突管25において衝突するようになる。更に、図4に示すように、前述したバブル発生機構20と同じ構造の複数のバブル発生機構20a、20b、20cを連結するようにしてもよい。   The bubble generating mechanism 20 can also be configured such that three or more tubes are joined to the collision tube 25. In this case, the bubble-containing cleaning liquid W from three or more directions collides with the collision pipe 25. Furthermore, as shown in FIG. 4, a plurality of bubble generating mechanisms 20a, 20b, 20c having the same structure as the bubble generating mechanism 20 described above may be connected.

以上、説明したように、本発明に係るバブル生成機構は、液中のバブルをより効率的に分割して超微細バブルを生成することのできるという効果を有し、いわゆる、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルと呼ばれる極めて微細なバブルを液体中に生成するバブル生成機構として有用である。   As described above, the bubble generation mechanism according to the present invention has an effect that bubbles in a liquid can be more efficiently divided to generate ultrafine bubbles, so-called microbubbles and micronanobubbles. It is useful as a bubble generation mechanism that generates extremely fine bubbles called nanobubbles in a liquid.

また、そのようなバブル生成機構を用いた本発明に係る処理装置は、極めて微細なバブルを含んで高い洗浄効果や酸化作用を期待することのできるバブル含有液にて被処理物を処理することができるので、洗浄装置等の処理装置として有用である。   In addition, the processing apparatus according to the present invention using such a bubble generation mechanism treats an object to be processed with a bubble-containing liquid that contains a very fine bubble and can be expected to have a high cleaning effect and oxidation action. Therefore, it is useful as a processing device such as a cleaning device.

11 貯液槽
12 送通管
13 ガス供給部
14 ポンプ
15a 第1分岐管
15b 第2分岐管
16 送通管
17 バイパス送通管
18a、18b 開閉弁
20 バブル生成機構
21 第1の管体
22 第2の管体
23、24 導入管
25 衝突管
26 出口管
30 ノズルヘッド
100 ガラス基板(被処理物)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Liquid storage tank 12 Feed pipe 13 Gas supply part 14 Pump 15a 1st branch pipe 15b 2nd branch pipe 16 Feed pipe 17 Bypass feed pipe 18a, 18b On-off valve 20 Bubble generation mechanism 21 1st pipe body 22 1st pipe body 22 2 pipe bodies 23, 24 Introducing pipe 25 Collision pipe 26 Outlet pipe 30 Nozzle head 100 Glass substrate (object to be processed)

Claims (6)

バブル含有液が圧送される複数の管体と、
前記複数の管体に結合され、前記複数の管体にて圧送されるバブル含有液を衝突させて出力する衝突部とを有するバブル生成機構。
A plurality of tubes through which the bubble-containing liquid is pumped;
A bubble generating mechanism including a collision unit coupled to the plurality of pipes and configured to collide and output a bubble-containing liquid pumped by the plurality of pipes.
前記複数の管体のそれぞれは、前記バブル含有液が旋回しつつ圧送される構造を有する請求項1記載のバブル生成機構。   The bubble generating mechanism according to claim 1, wherein each of the plurality of tubes has a structure in which the bubble-containing liquid is pumped while swirling. 前記複数の管体のそれぞれは、円筒状の形状を有し、内壁に沿って前記バブル含有液を導入する導入部を有する請求項2記載のバブル生成機構。   3. The bubble generating mechanism according to claim 2, wherein each of the plurality of pipe bodies has a cylindrical shape and has an introduction portion that introduces the bubble-containing liquid along an inner wall. 前記複数の管体は、一直線状に配置される第1の管体と第2の管体とを含む請求項1乃至3のいずれかに記載のバブル生成機構。   The bubble generating mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of tubes include a first tube and a second tube arranged in a straight line. 前記第1の管体は第1バブル含有液が旋回しつつ圧送される構造を有し、
前記第2の管体は、前記衝突部にて、前記第1の管体からの前記第1バブル含有液に対してその旋回方向と逆方向にて旋回する第2バブル含有液が衝突するように、当該第2バブル含有液が旋回しつつ圧送される構造を有する請求項4記載のバブル生成機構。
The first tube has a structure in which the first bubble-containing liquid is pumped while swirling,
In the second tubular body, the second bubble-containing liquid swirling in the direction opposite to the swirling direction collides with the first bubble-containing liquid from the first tubular body at the collision portion. The bubble generating mechanism according to claim 4, wherein the second bubble-containing liquid is pumped while swirling.
請求項1乃至5のいずれかに記載のバブル生成機構と、
バブル含有液を前記バブル生成機構における前記複数の管体のそれぞれに加圧供給する加圧供給機構と、
前記バブル生成機構における前記衝突部により得られるバブル含有液体を被処理物の表面に与える機構とを有する処理装置。
A bubble generation mechanism according to any one of claims 1 to 5,
A pressure supply mechanism that pressurizes and supplies a bubble-containing liquid to each of the plurality of tubes in the bubble generation mechanism;
A processing apparatus having a mechanism for applying a bubble-containing liquid obtained by the collision portion in the bubble generating mechanism to a surface of an object to be processed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017087177A (en) * 2015-11-16 2017-05-25 株式会社プリンシプル Fine bubble generator
JP2020054981A (en) * 2018-10-04 2020-04-09 株式会社大日工業 Ultrafine bubble generator

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