JP2014190408A - Manifold valve - Google Patents

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研郎 吉野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve mixing efficiency, and to suppress mixing of unnecessary fluid components even immediately after switching of fluid components to be mixed, in a valve for mixing a plurality of kinds of fluids.SOLUTION: A manifold valve 11 includes: an inlet-side main flow channel 13 branched into a plurality of branch flow channels 19; an outlet-side main flow channel 15 where a plurality of joining channels join; and a plurality of valve portions disposed between the inlet-side main flow channel 13 and the outlet-side main flow channel 15. Each of the plurality of valve portions has a valve chest 25 provided with a branch flow channel communicating port communicating with at least one of the plurality of branch flow channels 19, a joining flow channel communicating port communicating with at least one of the plurality of joining flow channels 21, and a sub-fluid flow channel communicating port communicating with a sub-fluid flow channel 31, a valve element 27 for opening and closing the sub fluid flow channel communicating port, and a driving portion 29 for driving the valve element 27.

Description

本発明は、化学工場、半導体製造、食品、バイオなどの各種産業分野における配管ラインに用いられ複数種類の流体を混合するためのマニホールドバルブに関する。   The present invention relates to a manifold valve for mixing a plurality of types of fluids used in piping lines in various industrial fields such as chemical factories, semiconductor manufacturing, food, and biotechnology.

半導体製造では、複数の種類の液体を所定濃度で混合したものを洗浄液として使用している。このように、流路内に取り付けられて複数種類の流体を混合させるために用いることができる装置として、例えば図6に示されているような基板処理装置内に用いられる排液切替バルブ106がある(例えば特許文献1参照)。この排液切替バルブ106は、流入管部101が連通する導入流路102と、この導入流路102に連結された複数の排出流路103A、103B、103Cと、各排出流路ごとに設けられ、排出流路を開閉する弁体104と、各弁体104ごとに設けられ、該弁体104を開閉動作させる空気圧シリンダ部105A、105B、105Cとを有しており、流入管部101から流入した流体を排出流路103A、103B、103Cに分岐させて流出させる構成である。図6に示されている排液切替バルブは本来はバルブ内で流体を混合することを目的としたものではない。しかしながら、流体の流れ方向を逆にした場合には複数の種類の流体を混合させる目的で使用することが可能である。   In semiconductor manufacturing, a mixture of a plurality of types of liquids at a predetermined concentration is used as a cleaning liquid. As described above, as an apparatus that can be used to mix a plurality of types of fluids attached in the flow path, for example, a drainage switching valve 106 used in a substrate processing apparatus as shown in FIG. Yes (see, for example, Patent Document 1). The drainage switching valve 106 is provided for each of the introduction channels 102, the plurality of discharge channels 103A, 103B, and 103C connected to the introduction channel 102, and each of the discharge channels. , A valve body 104 that opens and closes the discharge passage, and pneumatic cylinder portions 105A, 105B, and 105C that are provided for each valve body 104 and that open and close the valve body 104. In this configuration, the discharged fluid is branched into the discharge passages 103A, 103B, and 103C to flow out. The drainage switching valve shown in FIG. 6 is not originally intended to mix fluid in the valve. However, when the flow direction of the fluid is reversed, it can be used for the purpose of mixing plural kinds of fluids.

特開2000−133628号公報JP 2000-133628 A

図6に示されているような排液切替バルブにおいて、排出流路103A、103B、103Cから3種類の流体(副流体A、副流体B、主流体)のそれぞれを一定の流量比で導入流路102に流入させ、主流体に副流体A及び副流体Bを混合させて流入管部101から流出させることにより、排液切替バルブを混合バルブとして利用することができる。しかしながら、この場合、主流体に副流体A及び副流体Bを単に合流させているのみであるため、副流体A及び副流体Bの混合段階が一段のみとなり、混合が不十分となって主流体、副流体A及び副流体Bの成分が均一に混合された混合流体が得られにくいという問題がある。   In the drainage switching valve as shown in FIG. 6, each of three types of fluids (subfluid A, subfluid B, and main fluid) is introduced from the discharge passages 103A, 103B, and 103C at a constant flow ratio. The drainage switching valve can be used as a mixing valve by flowing into the passage 102, mixing the subfluid A and subfluid B with the main fluid and letting it flow out of the inflow pipe portion 101. However, in this case, since the subfluid A and the subfluid B are simply joined to the main fluid, the mixing stage of the subfluid A and the subfluid B becomes only one stage, and the mixing is insufficient. There is a problem that it is difficult to obtain a mixed fluid in which the components of the auxiliary fluid A and the auxiliary fluid B are uniformly mixed.

また、例えば主流体と副流体A及び副流体Bの3種類の混合から主流体と副流体Aの2種類の混合へ切り替える場合、副流体Bを流入させる排出流路103Bを閉止すると共に主流体及び副流体Aを流入させる排出流路103A及び103Cを開放することにより、主流体と副流体Aの混合流体を流入導管101から流出させるが、切り替え直後には、排出流路103Bから流入管部101までの間に副流体Bが残留しているため、不要な副流体Bが混じる可能性がある。ところが、排液切替バルブの下流側に、副流体A、副流体Bの濃度を計測する濃度計などを設置し、計測値に基づいて、排出管路103A、103B、103Cから流入する各流体の流量をフィードバックす制御する場合に、意図しない不要な副流体が混じると、誤った情報によりフィードバック制御が行われ、フィードバック制御が安定するまでの時間が長くなるという悪影響を与えてしまう。   Further, for example, when switching from three types of mixing of the main fluid and the subfluid A and the subfluid B to two types of mixing of the main fluid and the subfluid A, the discharge flow path 103B into which the subfluid B flows is closed and the main fluid The mixed fluid of the main fluid and the subfluid A is caused to flow out from the inflow conduit 101 by opening the discharge passages 103A and 103C through which the subfluid A and the subfluid A are introduced. Since the sub-fluid B remains up to 101, unnecessary sub-fluid B may be mixed. However, a concentration meter or the like for measuring the concentrations of the secondary fluid A and the secondary fluid B is installed on the downstream side of the drainage switching valve. Based on the measured value, each fluid flowing from the discharge pipes 103A, 103B, 103C is measured. In the case of controlling the flow rate to be fed back, if an unintended unnecessary subfluid is mixed, feedback control is performed based on erroneous information, and the time until the feedback control is stabilized is adversely affected.

さらに、図6に示されているような排液切替バルブを混合バルブとして用いる場合、副流体A、副流体B及び主流体をそれぞれ流入させる排出管路103A、103B、103Cから、混合流体が流出することになる流入管部101までの距離が異なることになる。このため、流入管部101から流出する混合流体は、混合開始直後には副流体Aと副流体Bの混合液であり、その後主流体、副流体A及び副流体Bの混合液となり、所望する3種類の流体が混合された流体を得られるまでにタイムラグが生じる。フィードバック制御が行われる場合、上述したタイムラグがフィードバック制御に悪影響を与え、所望濃度の混合流体が得られるまでの時間を長くしてしまう。所望の濃度ではない混合流体を半導体ウエハなどのワークに使用するとワークに不具合を生じさせることがあるため、所望濃度ではない混合流体は廃棄せざるを得ず、廃棄流体の増加を招くという問題が生じる。   Further, when the drainage switching valve as shown in FIG. 6 is used as a mixing valve, the mixed fluid flows out from the discharge conduits 103A, 103B, and 103C into which the auxiliary fluid A, the auxiliary fluid B, and the main fluid are respectively input. The distance to the inflow pipe portion 101 to be changed is different. For this reason, the mixed fluid flowing out from the inflow pipe portion 101 is a mixed liquid of the subfluid A and the subfluid B immediately after the start of mixing, and then becomes a mixed liquid of the main fluid, the subfluid A and the subfluid B, and is desired. A time lag occurs until a fluid in which three kinds of fluids are mixed is obtained. When feedback control is performed, the time lag described above adversely affects the feedback control, and the time until a mixed fluid having a desired concentration is obtained is lengthened. If a mixed fluid that does not have a desired concentration is used for a workpiece such as a semiconductor wafer, it may cause a problem in the workpiece. Therefore, a mixed fluid that does not have a desired concentration must be discarded, resulting in an increase in waste fluid. Arise.

よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解決して、複数の種類の流体を混合するためのバルブにおいて、混合効率を向上させ、しかも、混合させる流体成分を切り換えた直後でも不要な流体成分が混合することを抑制することができるようにすることにある。また、本発明の他の目的は、複数の種類の流体を混合するためのバルブにおいて、フィードバック制御が安定するまでの時間を低減させることができるようにすることにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve the problems existing in the prior art, improve the mixing efficiency in a valve for mixing a plurality of types of fluids, and is unnecessary even immediately after switching the fluid components to be mixed. It is to be able to suppress mixing of fluid components. Another object of the present invention is to make it possible to reduce the time until feedback control is stabilized in a valve for mixing a plurality of types of fluids.

本発明は、上記目的に鑑み、複数の分岐流路に分岐する入口側主流路と、複数の合流流路が合流する出口側主流路と、入口側主流路と出口側主流路との間に設けられた複数のバルブ部とを備え、前記複数のバルブ部の各々が、前記複数の分岐流路の少なくとも一つに連通する分岐流路連通口と前記複数の合流流路の少なくとも一つに連通する合流流路連通口と副流体流路と連通する副流体流路連通口とを設けられた弁室と、前記副流体流路連通口を開閉する弁体と、該弁体を駆動する駆動部とを有し、前記複数のバルブ部の各々の前記弁室において前記入口側主流路から前記分岐流路を通して供給された主流体と前記副流体流路から供給された副流体とを混合することにより生成した複数の種類の混合流体を前記合流流路を通して前記出口側主流路に供給し、さらに混合するようにしたマニホールドバルブを提供する。   In view of the above-described object, the present invention provides an inlet-side main channel that branches into a plurality of branch channels, an outlet-side main channel where a plurality of merging channels merge, and an inlet-side main channel and an outlet-side main channel. A plurality of valve portions provided, and each of the plurality of valve portions is connected to at least one of the plurality of branch channels and the branch channel communication port communicating with at least one of the plurality of branch channels. A valve chamber provided with a communicating flow channel communicating port communicating therewith and a sub fluid flow channel communicating port communicating with the sub fluid flow channel; a valve body that opens and closes the sub fluid flow channel communicating port; and driving the valve body. And a main fluid supplied from the inlet-side main channel through the branch channel and a sub-fluid supplied from the sub-fluid channel in each valve chamber of each of the plurality of valve units. A plurality of types of mixed fluid generated by It is supplied to the flow path, to provide a manifold valve which is adapted to further mixing.

上記マニホールドバルブでは、各バルブ部の弁室において主流体と副流体とを混合することにより生成した一次混合流体を出口側主流路に供給することにより、複数種類の一次混合流体をさらに混合して二次混合流体を生成し、2段階で混合を行うので、効率的な混合を行うことができ、より十分な混合がなされる。また、各バルブ部では、弁室に形成された副流体連通口を弁体で開閉することにより主流体への副流体の供給を行っており、副流体連通口から、混合が行われる空間(すなわち弁室)までの間に、副流体が残留する空間がないので、混合成分の切り換えが行われたときに、主流体に不要な副流体が混じることを防止することができる。   In the manifold valve, a primary mixed fluid generated by mixing the main fluid and the subfluid in the valve chamber of each valve unit is supplied to the outlet-side main flow path, thereby further mixing a plurality of types of primary mixed fluids. Since a secondary mixed fluid is generated and mixing is performed in two stages, efficient mixing can be performed, and more sufficient mixing is performed. Moreover, in each valve part, the subfluid is supplied to the main fluid by opening and closing the subfluid communication port formed in the valve chamber with the valve body, and the space (the mixing is performed from the subfluid communication port) That is, since there is no space in which the subfluid remains until the valve chamber), it is possible to prevent unnecessary subfluid from being mixed with the main fluid when the mixed components are switched.

上記マニホールドバルブでは、前記複数の合流流路の各々の中心軸線が前記出口側主流路の長手方向に沿って延びる中心軸線と非同一平面に存在するように且つ前記合流流路と前記出口側主流路とが鋭角をなすように、前記合流流路が前記出口側主流路に合流していることが好ましい。各合流流路の中心軸線が出口側主流路の中心軸線と同一平面上にないので、合流流路から供給される一次混合流体が出口側主流路内に偏心位置から合流することになり、さらに、合流流路と出口側流路とが鋭角をなすように合流しているので、一次混合流体は出口側主流路内をその内周面に沿って下流側へ向かって旋回しながら流れ、他の合流流路から供給された一次混合流体と混合されやすくなる。さらに、各合流流路が出口側主流路に対して垂直ではなく鋭角をなすように合流していることで、合流流路から流入した一次混合流体が出口側主流路の周面に直接衝突して流入を妨げられることを防ぐことができる。   In the manifold valve, a central axis of each of the plurality of merging flow paths exists in a non-coplanar manner with a central axis extending along a longitudinal direction of the outlet-side main flow path, and the merging flow path and the outlet-side main flow are It is preferable that the merging channel merges with the outlet-side main channel so that the path forms an acute angle. Since the central axis of each merging channel is not on the same plane as the central axis of the outlet-side main channel, the primary mixed fluid supplied from the merging channel will merge from the eccentric position into the outlet-side main channel. Since the merging channel and the outlet side channel are joined at an acute angle, the primary mixed fluid flows in the outlet side main channel while turning toward the downstream side along the inner peripheral surface thereof, and the like. It becomes easy to mix with the primary mixed fluid supplied from the merging flow path. In addition, since each merged flow channel is merged so as to form an acute angle rather than perpendicular to the outlet-side main flow channel, the primary mixed fluid flowing in from the merged flow channel directly collides with the peripheral surface of the outlet-side main flow channel. This prevents the inflow from being hindered.

前記複数のバルブ部の各々の前記弁室の前記合流流路連通口に連通する前記合流流路が複数の合流流路からなっていてもよい。この場合、前記バルブ部の前記合流流路連通口に連通する前記複数の合流流路が前記出口側主流路の中心軸線と平行な軸線上の異なる位置で前記出口側主流路に合流するように配置されていることが好ましい。また、前記バルブ部の前記合流流路連通口に連通する前記複数の合流流路が前記出口側主流路に対して互いと異なる角度で合流するように配置されていてもよい。   The merging channel that communicates with the merging channel communication port of the valve chamber of each of the plurality of valve portions may include a plurality of merging channels. In this case, the plurality of merging channels communicating with the merging channel communication port of the valve unit merge with the outlet side main channel at different positions on an axis parallel to the central axis of the outlet side main channel. It is preferable that they are arranged. The plurality of merging channels communicating with the merging channel communication port of the valve unit may be arranged so as to merge at an angle different from each other with respect to the outlet-side main channel.

さらに、好ましい実施形態では、前記複数のバルブ部の各々の前記弁室の前記合流流路連通口に連通する前記合流流路が前記出口側主流路の中心軸線周りの同一円周上で前記出口側主流路に合流するように配置される。   Furthermore, in a preferred embodiment, the merging channel that communicates with the merging channel communication port of the valve chamber of each of the plurality of valve portions has the outlet on the same circumference around the central axis of the outlet-side main channel. It arrange | positions so that it may merge with a side main flow path.

また、前記入口側主流路と前記出口側主流路とは同一軸線上に配置されており、前記バルブ部と前記バルブ部に接続される前記分岐流路及び前記合流流路とによって構成される同一形状の複数の組が前記軸線周りに等角度間隔で配置されていることがさらに好ましい。   The inlet-side main flow path and the outlet-side main flow path are arranged on the same axis, and are configured by the valve section, the branch flow path connected to the valve section, and the merge flow path. More preferably, the plurality of sets of shapes are arranged at equiangular intervals around the axis.

本発明によれば、二段階で混合を行うので、効率的な混合を行うことができ、各成分がより均一に混合された混合流体を得ることが可能となる。また、各バルブ部において副流体の供給を停止させたときに副流体が残留する領域がないので、混合する流体の種類の切り換えが行われたときに、主流体に不要な副流体が混じることを防止することができ、これにより、フィードバック制御が安定するまでの時間が長くなることを抑制することが可能となる。   According to the present invention, since mixing is performed in two stages, efficient mixing can be performed, and it is possible to obtain a mixed fluid in which each component is more uniformly mixed. In addition, since there is no region where the sub-fluid remains when the supply of the sub-fluid is stopped in each valve section, unnecessary sub-fluid is mixed with the main fluid when the type of fluid to be mixed is switched. Thus, it is possible to suppress an increase in the time until the feedback control is stabilized.

本発明による第1の実施形態のマニホールドバルブの全体構成を、要部を破断して示した斜視図である。It is the perspective view which fractured | ruptured and showed the principal part whole structure of the manifold valve of 1st Embodiment by this invention. 図1に示されているマニホールドバルブの流路構造を説明するために部分的に破断させて模式的に示した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a partially broken view for explaining the flow path structure of the manifold valve shown in FIG. 1. 各合流流路から供給された一次混合流体が出口側主流路内を旋回しながら流れることを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows that the primary mixed fluid supplied from each confluence | merging flow path flows turning inside the exit side main flow path. 各合流流路が出口側主流路に対して偏心位置に接続されていることを示す、下流側からマニホールドバルブを見た側面図である。It is the side view which looked at the manifold valve from the downstream which shows that each confluence | merging flow path is connected to the eccentric position with respect to the exit side main flow path. 本発明による第2の実施形態のマニホールドバルブを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the manifold valve of 2nd Embodiment by this invention. ミキシングバルブとして使用することができる、従来の排液切替バルブを示す平面図である。It is a top view which shows the conventional drainage switching valve which can be used as a mixing valve.

以下、図面を参照して、本発明によるマニホールドバルブの実施の形態を説明する。
最初に、図1を参照して、第1の実施形態のマニホールドバルブ11の全体構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment of a manifold valve according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Initially, with reference to FIG. 1, the whole structure of the manifold valve 11 of 1st Embodiment is demonstrated.

マニホールドバルブ11は、主流体を流入させるための入口側主流路13と、主流体と副流体の混合流体を流出させるための出口側主流路15と、入口側主流路13と出口側主流路15との間に配置された複数のバルブ部17とを備え、各バルブ部17には、入口側主流路13から分岐した複数の分岐流路19の一つと出口側主流路15へ合流する合流流路21の一つとが接続されている。図1に示されている第1の実施形態では、三つのバルブ部17が設けられている。また、入口側主流路13からは三つの分岐流路19が分岐しており、出口側主流路15には三つの合流流路21が合流している。しかしながら、図1に示されている構成は例示であり、二つ又は四つ以上のバルブ部17、分岐流路19、合流流路21を設けてもよい。   The manifold valve 11 includes an inlet-side main flow path 13 for allowing the main fluid to flow in, an outlet-side main flow path 15 for allowing the mixed fluid of the main fluid and the sub-fluid to flow out, and the inlet-side main flow path 13 and the outlet-side main flow path 15. And a plurality of valve portions 17 arranged between each of the plurality of valve portions 17, and each valve portion 17 joins one of the plurality of branch flow channels 19 branched from the inlet side main flow channel 13 and the outlet side main flow channel 15. One of the paths 21 is connected. In the first embodiment shown in FIG. 1, three valve parts 17 are provided. Further, three branch channels 19 are branched from the inlet-side main channel 13, and three merge channels 21 are joined to the outlet-side main channel 15. However, the configuration shown in FIG. 1 is an exemplification, and two or four or more valve portions 17, branch flow paths 19, and merge flow paths 21 may be provided.

入口側主流路13及び出口側主流路15は、それぞれ、本体23を挟んで対向して本体23に接続されており、入口側主流路13の長手方向に沿って延びる中心軸線と出口側主流路15の長手方向に沿って延びる中心軸線が同一軸線上に延びるように配置されている。本体23は、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から形成することができる。   The inlet-side main flow path 13 and the outlet-side main flow path 15 are respectively connected to the main body 23 so as to face each other with the main body 23 interposed therebetween, and a central axis extending along the longitudinal direction of the inlet-side main flow path 13 and the outlet-side main flow path A central axis extending along the longitudinal direction of 15 is arranged so as to extend on the same axis. The main body 23 can be made of, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE).

各バルブ部17は、弁室25と、弁室25内に配置された弁体27と、弁体27を駆動するための駆動部29とによって構成されている。   Each valve unit 17 includes a valve chamber 25, a valve body 27 disposed in the valve chamber 25, and a drive unit 29 for driving the valve body 27.

弁室25は、本体23の周側面から中心へ向かって延びる凹形状であり、本体23内に、入口側主流路13及び出口側主流路15の中心軸線と同一軸線上に延びる軸線周りに等角度間隔で形成されている。弁室25の底面(本体の中心側の面)には、副流体を弁室25内に供給するための副流体流路31と連通している副流体流路連通口33(図2参照)が設けられている。また、弁室25の側面には、複数の分岐流路19の一つと連通する分岐流路連通口35(図2参照)と、複数の合流流路21の一つと連通する合流流路連通口37(図2参照)とが設けられている。   The valve chamber 25 has a concave shape extending from the peripheral side surface of the main body 23 toward the center, and around the axis extending on the same axis as the central axis of the inlet-side main flow path 13 and the outlet-side main flow path 15 in the main body 23. It is formed at angular intervals. On the bottom surface of the valve chamber 25 (the surface on the center side of the main body), a sub-fluid channel communication port 33 (see FIG. 2) communicates with the sub-fluid channel 31 for supplying the sub-fluid into the valve chamber 25. Is provided. In addition, on the side surface of the valve chamber 25, a branch channel communication port 35 (see FIG. 2) that communicates with one of the plurality of branch channels 19 and a merge channel communication port that communicates with one of the plurality of merge channels 21. 37 (see FIG. 2).

駆動部29は、弁室25と対向するように、入口側主流路13及び出口側主流路15の中心軸線と同一軸線上に延びる軸線周りに等角度間隔で配置され、本体23に取り付けられている。各駆動部29は、シリンダ本体39と、弁室25内へ向かって延びる連結部41aを有したピストン41と、ダイヤフラム押さえ43とによって構成されている。ピストン41は、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)から形成されており、シリンダ本体39の内部に形成されたシリンダ室45内に摺動可能に収容されている。シリンダ本体39はボルト及びナット(図示せず)によって本体23に固定されている。ダイヤフラム押さえ43は、例えばPVDFによって形成されており、中央部にピストン41の連結部41aが貫通する貫通孔43aを有し、本体23とシリンダ本体39との間に挟持されている。シリンダ本体39の周側面には、圧縮空気を導入するためのエアー口47,49が形成されており、シリンダ室45の天井面及び内周面とピストン41の上端面とによって形成される第一空間部51と、シリンダ室45の内周面とダイヤフラム押さえ43の上端面とピストン41の下端面とで形成される第二空間部53とにそれぞれ連通している。なお、ここでは、説明の便宜上、本体側を「下」、本体とは反対側を「上」又は「天井」と称している。   The drive unit 29 is disposed at equiangular intervals around an axis extending on the same axis as the central axis of the inlet-side main flow path 13 and the outlet-side main flow path 15 so as to face the valve chamber 25, and is attached to the main body 23. Yes. Each drive unit 29 includes a cylinder body 39, a piston 41 having a connecting portion 41 a extending into the valve chamber 25, and a diaphragm presser 43. The piston 41 is made of, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), and is slidably accommodated in a cylinder chamber 45 formed inside the cylinder body 39. The cylinder body 39 is fixed to the body 23 by bolts and nuts (not shown). The diaphragm retainer 43 is formed of, for example, PVDF, and has a through hole 43a through which the connecting portion 41a of the piston 41 passes at the center, and is sandwiched between the main body 23 and the cylinder main body 39. Air ports 47 and 49 for introducing compressed air are formed on the peripheral side surface of the cylinder body 39, and the first is formed by the ceiling surface and inner peripheral surface of the cylinder chamber 45 and the upper end surface of the piston 41. The space 51 communicates with the second space 53 formed by the inner peripheral surface of the cylinder chamber 45, the upper end surface of the diaphragm retainer 43, and the lower end surface of the piston 41. Here, for convenience of explanation, the main body side is referred to as “lower”, and the side opposite to the main body is referred to as “upper” or “ceiling”.

弁室25内に収容されている弁体27は、例えばPTFEによって形成され、ピストン41の連結部41aの先端にねじによって取り付けられており、ピストン41の上下動に合せて軸線方向に上下動することによって、弁室25の副流体流路連通口33の周囲に形成された弁座に離間、当接して副流体流路連通口33を開閉するようになっている。また、弁体27は外周にダイヤフラム55を有しており、ダイヤフラム55の外周縁はダイヤフラム押さえ43と本体23との間に挟持されている。   The valve body 27 accommodated in the valve chamber 25 is formed of PTFE, for example, and is attached to the tip of the connecting portion 41a of the piston 41 with a screw, and moves up and down in the axial direction in accordance with the vertical movement of the piston 41. Thus, the auxiliary fluid flow passage 33 is opened and closed by being separated from and in contact with a valve seat formed around the auxiliary fluid flow passage 33 of the valve chamber 25. The valve body 27 has a diaphragm 55 on the outer periphery, and the outer peripheral edge of the diaphragm 55 is sandwiched between the diaphragm presser 43 and the main body 23.

次に、図2から図4を参照して、入口側主流路13、出口側主流路15、分岐流路19、合流流路21、副流体流路31の配管構造の詳細を説明する。   Next, with reference to FIGS. 2 to 4, the details of the piping structure of the inlet side main flow path 13, the outlet side main flow path 15, the branch flow path 19, the merge flow path 21, and the sub fluid flow path 31 will be described.

入口側主流路13から分岐した分岐流路19とこれに連通するバルブ部17とバルブ部17に連通し出口側主流路15に合流する合流流路21とを一つの組として、複数の同一形状の組が、入口側主流路13と出口側主流路15の間に、入口側主流路13及び出口側主流路15の中心軸線と同一直線上に延びる軸線周りに等角度間隔で配置されている。したがって、複数の分岐流路19が入口側主流路13の中心軸線周りの同一円周上で入口側主流路13から分岐するようになっていると共に、複数の合流流路21が出口側主流路15の中心軸線まわりの同一円周上で出口側主流路15に合流するようになっている。   A branch channel 19 branched from the inlet-side main channel 13, a valve unit 17 communicating with the branch channel 19, and a merge channel 21 communicating with the valve unit 17 and joining the outlet-side main channel 15 are combined into a plurality of identical shapes. Are arranged at equiangular intervals around an axis extending on the same straight line as the central axis of the inlet-side main channel 13 and the outlet-side main channel 15 between the inlet-side main channel 13 and the outlet-side main channel 15. . Accordingly, the plurality of branch channels 19 are branched from the inlet side main channel 13 on the same circumference around the central axis of the inlet side main channel 13, and the plurality of merge channels 21 are formed on the outlet side main channel. The outlet main flow path 15 is merged on the same circumference around the 15 central axis.

また、入口側主流路13から分岐する複数の分岐流路19は、その長手方向に沿って延びる中心軸線と入口側主流路13の中心軸線とが下流側になす角度が鋭角となるように入口側主流路13の上流側端部の周面から放射状に延びており、出口側主流路15に合流する複数の合流流路21は、出口側主流路15と上流側になす角度が鋭角となるように出口側主流路15の上流側端部に合流している。   The plurality of branch channels 19 branching from the inlet-side main channel 13 are arranged so that the angle formed by the central axis extending along the longitudinal direction and the center axis of the inlet-side main channel 13 on the downstream side is an acute angle. The plurality of merge channels 21 that extend radially from the peripheral surface of the upstream end of the side main channel 13 and merge with the outlet side main channel 15 have an acute angle with the outlet side main channel 15 and the upstream side. In this way, it merges with the upstream end of the outlet side main flow path 15.

さらに、各合流流路21は、特に図4から分かるように、出口側主流路15に偏心位置から合流する。ここで、「偏心位置」とは、合流流路21の中心軸線が出口側主流路15の中心軸線と交わらないように非同一平面に存在する位置関係を意味する。   Further, as can be seen from FIG. 4 in particular, each merging channel 21 merges with the outlet side main channel 15 from an eccentric position. Here, the “eccentric position” means a positional relationship that exists on a non-coplanar surface so that the central axis of the merging channel 21 does not intersect with the central axis of the outlet main channel 15.

次に、第1の実施形態のマニホールドバルブ11の動作を説明する。
マニホールドバルブ11の入口側主流路13に主流体が供給されると共に、各副流体流路31に異なる種類の副流体が供給され、主流体と1種類又は複数種類の副流体がマニホールドバルブ11内で混合された混合流体が出口側主流路15から流出するようになっている。
Next, the operation of the manifold valve 11 of the first embodiment will be described.
The main fluid is supplied to the inlet-side main flow path 13 of the manifold valve 11, and different types of sub-fluids are supplied to the sub-fluid flow paths 31, so that the main fluid and one or more types of sub-fluids are contained in the manifold valve 11. The mixed fluid mixed in (1) flows out from the outlet-side main flow path 15.

マニホールドバルブ11の出口側主流路15から流出する混合流体は、例えば半導体ウエハの加工が完了して次の半導体ウエハに交換されるタイミングに合せて、供給・停止を繰り返すように制御される。また、半導体ウエハの加工の種類に合せて主流体に混合される副流体の種類の切り換えなどが行われる。このような混合流体の供給・停止や主流体に混合される副流体の種類の切り換えは、マニホールドバルブ11の入口側流路13への主流体の供給停止と各バルブ部17における弁体による副流体流路連通口33の開閉とによって行われる。入口側流路13への主流体の供給停止はマニホールドバルブ11の外部に設けられた他のバルブによって行われるので、ここでは、各バルブ部17に配置された弁体27による副流体流路連通口33の開閉の手順を主に説明する。   The mixed fluid flowing out from the outlet-side main flow path 15 of the manifold valve 11 is controlled so as to be repeatedly supplied and stopped, for example, in accordance with the timing at which the processing of the semiconductor wafer is completed and replaced with the next semiconductor wafer. In addition, the type of sub-fluid mixed with the main fluid is switched according to the type of processing of the semiconductor wafer. Such supply / stop of the mixed fluid and switching of the type of the sub-fluid mixed with the main fluid are performed by stopping the supply of the main fluid to the inlet-side flow path 13 of the manifold valve 11 and by the valve body in each valve portion 17. This is performed by opening and closing the fluid flow path communication port 33. Since the supply of the main fluid to the inlet-side flow path 13 is stopped by another valve provided outside the manifold valve 11, the sub-fluid flow path communication by the valve elements 27 arranged in the respective valve portions 17 is performed here. The procedure for opening and closing the mouth 33 will be mainly described.

外部から駆動部29のエアー口49を介して第二空間部53に作動流体として圧縮空気が注入されると、圧縮空気の圧力によりピストン41が弁室25から離れる方向へ移動させられ、それに伴って、ピストン41の連結部41aに結合されている弁体27が、弁座として機能する副流体流路連通口33の周縁部から離間し、副流体流路連通口33が開状態となる。これにより、主流体への副流体の供給を開始することができる。一方、エアー口47から第一空間部51に圧縮空気が注入されると、圧縮空気の圧力によりピストン41が弁室25へ近づく方向へ移動させられ、それに伴って、ピストン41の連結部41aに連結されている弁体27が、弁座として機能する副流体流路連通口33の周縁部に当接し、副流体流路連通口33が閉状態となる。これにより、主流体への副流体の供給を停止することができる。   When compressed air is injected as working fluid into the second space 53 through the air port 49 of the drive unit 29 from the outside, the piston 41 is moved in a direction away from the valve chamber 25 by the pressure of the compressed air. Thus, the valve element 27 coupled to the connecting portion 41a of the piston 41 is separated from the peripheral edge portion of the auxiliary fluid passage communicating port 33 that functions as a valve seat, and the subsidiary fluid passage communicating port 33 is opened. Thereby, supply of the subfluid to the main fluid can be started. On the other hand, when compressed air is injected into the first space 51 from the air port 47, the piston 41 is moved in a direction approaching the valve chamber 25 by the pressure of the compressed air, and accordingly, the connecting portion 41a of the piston 41 is moved to the connecting portion 41a. The connected valve body 27 comes into contact with the peripheral portion of the sub-fluid flow passage communication port 33 that functions as a valve seat, and the sub-fluid flow passage communication port 33 is closed. Thereby, supply of the subfluid to the main fluid can be stopped.

弁室25の分岐流路連通口35及び合流流路連通口37は常時開口しているので、弁体27により副流体流路連通口33が開放されると、副流体流路31から供給される副流体が分岐流路19から弁室25内に供給される主流体に合流して混合され、弁室25内で一次混合流体が生成される。各バルブ部17の弁室25内で生成された一次混合流体は、合流流路21を通して出口側主流路15に供給され、出口側主流路15内で複数種類の一次混合流体が合流して混合され、二次混合流体を生成する。   Since the branch channel communication port 35 and the merge channel communication port 37 of the valve chamber 25 are always open, when the sub fluid channel communication port 33 is opened by the valve element 27, it is supplied from the sub fluid channel 31. The secondary fluid is joined to the main fluid supplied from the branch channel 19 into the valve chamber 25 and mixed, and a primary mixed fluid is generated in the valve chamber 25. The primary mixed fluid generated in the valve chamber 25 of each valve unit 17 is supplied to the outlet-side main channel 15 through the merging channel 21, and plural types of primary mixed fluids are merged and mixed in the outlet-side main channel 15. To produce a secondary mixed fluid.

このように、マニホールドバルブ11では、二段階で主流体と副流体との混合が行われるので、一段階で混合が行われる場合と比較して、混合効率が高まる。したがって、混合成分のムラの少ない均一な混合流体を生成することが可能となる。   Thus, in the manifold valve 11, the mixing of the main fluid and the subfluid is performed in two stages, so that the mixing efficiency is increased as compared with the case where the mixing is performed in one stage. Therefore, it is possible to generate a uniform mixed fluid with less unevenness of the mixed components.

また、入口側主流路13の中軸線と複数の分岐流路19の各々の中心軸線とが下流側になす角度が鋭角であるので、入口側主流路13を流れる主流体が円滑に入口側主流路13から分岐流路19に流入するようになる。さらに、出口側主流路15と複数の合流流路21の各々とが上流側になす角度が鋭角であるので、合流流路21を流れる流体が円滑に口側主流路15に流入し上流へと向かうようになる。   Further, since the angle formed by the central axis of the inlet-side main flow path 13 and the central axis of each of the plurality of branch flow paths 19 is an acute angle, the main fluid flowing through the inlet-side main flow path 13 smoothly flows into the inlet-side main flow. It flows into the branch channel 19 from the path 13. Further, since the angle formed on the upstream side by the outlet-side main channel 15 and each of the plurality of merged channels 21 is an acute angle, the fluid flowing in the merged channel 21 smoothly flows into the mouth-side main channel 15 and flows upstream. Come to head.

加えて、各バルブ部17の弁室25に連通する合流流路21は、出口側主流路15に対して偏心位置から合流するので、各バルブ部17において主流体と1種類の副流体とを混合させた一次混合流体は、合流流路21から出口側主流路15に合流すると、図3及び図4に矢印で示されているように、出口側主流路15内をその内周面に沿って下流側へ向かって旋回しながら流れる。これにより、出口側主流路15内では螺旋状の渦流が生じることになり、一つの合流流路21から合流した一次混合流体が他の合流流路21から合流した一次混合流体と一層混合しやすくなる。また、各合流流路21から出口側主流路15に合流した一次混合流体が互いに衝突して他の一次混合流体が出口側主流路15に合流するのを阻害することもない。   In addition, since the merging channel 21 communicating with the valve chamber 25 of each valve unit 17 merges from the eccentric position with respect to the outlet side main channel 15, the main fluid and one type of sub-fluid are allowed to flow in each valve unit 17. When the mixed primary mixed fluid merges from the merging channel 21 to the outlet side main channel 15, the inside of the outlet side main channel 15 extends along its inner peripheral surface as indicated by arrows in FIGS. 3 and 4. And flows while turning toward the downstream side. As a result, a spiral vortex flow is generated in the outlet-side main flow path 15, and the primary mixed fluid merged from one merge flow path 21 is more easily mixed with the primary mixed fluid merged from the other merge flow path 21. Become. Further, the primary mixed fluids merged from the merged flow channels 21 to the outlet main flow channel 15 do not collide with each other, and the other primary mixed fluids are not inhibited from joining the outlet side main flow channel 15.

主流体への副流体の供給の開始及び停止は、弁室25において、副流体流路31に連通する副流体流路連通口33を弁体27で開閉することによって行われる。このため、主流体への副流体の供給が停止された後に主流体との合流部までの間に副流体が滞留して残留する領域が存在せず、主流体に混合される副流体の種類の切り換えが行われた直後でも、主流体に不要な副流体が混じることを防止することができる。これにより、出口側主流路15又はその下流に設けられた濃度計などの計測器の計測結果に基づくフィードバック制御が行われる場合に、一時的に不要な副流体が混合したことにより余計なフィードバックが行われてフィードバック制御が安定するまでの時間が長くなることを抑制することができる。   The start and stop of the supply of the sub fluid to the main fluid is performed by opening and closing the sub fluid channel communication port 33 communicating with the sub fluid channel 31 in the valve chamber 25 by the valve body 27. For this reason, there is no region where the subfluid stays and remains between the junction with the main fluid after the supply of the subfluid to the main fluid is stopped, and the type of subfluid mixed with the main fluid Immediately after the switching is performed, it is possible to prevent the unnecessary fluid from being mixed with the main fluid. As a result, when feedback control based on the measurement result of a measuring instrument such as a concentration meter provided at the outlet side main flow path 15 or downstream thereof is performed, extra feedback is caused by temporarily mixing an unnecessary sub-fluid. It can be suppressed that the time until the feedback control is stabilized after being performed becomes long.

さらに、分岐流路19、バルブ部17、合流流路21によって構成される同一形状の複数の組が出口側主流路15の中心軸線周りに等角度間隔で配置されている。したがって、入口側主流路13から分岐する複数の分岐流路19の形状及び大きさ、入口側主流路15と各分岐流路19とがなす角度、バルブ部17の弁室25及び副流体流路31などの形状及び大きさ、出口側主流路15に合流する複数の合流流路の形状及び大きさ、出口側主流路15と各合流流路21とがなす角度が全て等しくなるので、内部を流れる流体の圧力が互いにほぼ均等になる。したがって、入口側主流路15を流れる流体がほぼ同じ流量で各分岐流路19に流入し、さらに、弁室25内で混合された一次混合流体がほぼ同じ流量で且つ同じ角度で合流流路21から出口側主流路15に合流する。また、異なるバルブ部17の弁室25に連通する合流流路57,59が出口側主流路15の中心軸線周りの円周上で出口側主流路15に合流するようになる。したがって、異なるバルブ部17から供給される一次混合流体がなす螺旋状流が互いに干渉しにくくなり、螺旋状流が維持される距離が長くなるので、圧力損失を軽減しながら効果的に混合を行うことが可能となる。   Further, a plurality of sets having the same shape constituted by the branch flow path 19, the valve portion 17, and the merge flow path 21 are arranged at equiangular intervals around the central axis of the outlet side main flow path 15. Therefore, the shape and size of the plurality of branch channels 19 branched from the inlet-side main channel 13, the angle formed between the inlet-side main channel 15 and each branch channel 19, the valve chamber 25 of the valve unit 17, and the sub-fluid channel 31 and the like, the shape and size of a plurality of merging channels that merge with the outlet-side main channel 15, and the angles formed by the outlet-side main channel 15 and each merging channel 21 are all equal. The flowing fluid pressures are almost equal to each other. Therefore, the fluid flowing through the inlet-side main flow channel 15 flows into each branch flow channel 19 at substantially the same flow rate, and the primary mixed fluid mixed in the valve chamber 25 is merged flow channel 21 at approximately the same flow rate and at the same angle. To the outlet-side main flow path 15. Further, the merging channels 57 and 59 communicating with the valve chambers 25 of the different valve portions 17 merge with the outlet side main channel 15 on the circumference around the central axis of the outlet side main channel 15. Accordingly, the spiral flows formed by the primary mixed fluids supplied from different valve portions 17 are less likely to interfere with each other, and the distance over which the spiral flows are maintained increases, so that the mixing is effectively performed while reducing the pressure loss. It becomes possible.

さらに、異なるバルブ部17の副流体流路連通口33から出口側流路15までの距離が同一となり且つ異なるバルブ部17の弁室25に連通する合流流路21が出口側主流路15の中心軸線周りの円周上で出口側主流路15に合流するので、主流体への副流体の供給を同時に開始すると、異なるバルブ部17の副流体流路連通口33から供給される副流体が同時に出口側主流路15に到達して合流することになる。すなわち、同時に副流体流路連通口33を開放すれば、出口側主流路15において同時に混合が開始されるので、出口側主流路15への副流体の到達のタイムラグに起因して余計なフィードバック制御が行われることを抑制することができ、フィードバック制御が安定するまでの時間を短縮することができる。これにより、所望する混合比率になっていないために廃棄される混合流体の量を低減させることができ、また、不良製品の発生を低減させることができる。   Further, the merging flow path 21 communicating with the valve chamber 25 of the different valve portion 17 has the same distance from the sub-fluid flow passage communication port 33 of the different valve portion 17 to the outlet-side flow passage 15 and the center of the outlet-side main flow passage 15. Since they merge into the outlet-side main flow path 15 on the circumference around the axis, when the sub-fluid supply to the main fluid is started simultaneously, the sub-fluids supplied from the sub-fluid flow path communication ports 33 of the different valve portions 17 are simultaneously It will reach the outlet side main flow path 15 and join. That is, if the sub-fluid channel communication port 33 is opened at the same time, mixing is simultaneously started in the outlet-side main channel 15, so that unnecessary feedback control is caused due to the time lag of the sub-fluid reaching the outlet-side main channel 15. Can be suppressed, and the time until the feedback control is stabilized can be shortened. Thereby, the amount of the mixed fluid discarded because the desired mixing ratio is not achieved can be reduced, and the occurrence of defective products can be reduced.

次に、図5を参照して、第2の実施形態のマニホールドバルブ11´を説明する。図5に示されている第2の実施形態のマニホールドバルブ11´では、第1の実施形態のマニホールドバルブ11と共通する構成要素には、同じ参照符号を付しており、共通する構成要素についての説明は、ここでは省略している。   Next, a manifold valve 11 ′ according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In the manifold valve 11 ′ of the second embodiment shown in FIG. 5, the same reference numerals are given to the components common to the manifold valve 11 of the first embodiment. The description of is omitted here.

第2の実施形態のマニホールドバルブ11´は、第1の実施形態のマニホールドバルブ11では、各バルブ部17の弁室25に一つの合流流路21のみが連通しているのに対して、第2の実施形態のマニホールドバルブ11´では、各バルブ部17の弁室25に複数の合流流路21が連通していると共に、各バルブ部17の弁室25に連通する複数の合流流路21が、出口側主流路15の中心軸線に対して互いに異なる角度で且つ出口側主流路15の中心軸線と平行に延びる一つの軸線上の異なる位置で出口側主流路15に合流している点において異なり、その他の点において共通している。なお、図5では、各バルブ部17の弁室25に二つ合流流路21が連通しているが、各弁室25に三つ以上の合流流路が連通するようにしてもよい。   The manifold valve 11 ′ of the second embodiment is different from the manifold valve 11 of the first embodiment in that only one merging channel 21 communicates with the valve chamber 25 of each valve portion 17. In the manifold valve 11 ′ of the second embodiment, a plurality of merging passages 21 communicate with the valve chambers 25 of the valve portions 17, and a plurality of merging passages 21 communicate with the valve chambers 25 of the valve portions 17. Are joined to the outlet main passage 15 at different positions on one axis extending at different angles with respect to the central axis of the outlet main passage 15 and parallel to the central axis of the outlet main passage 15. It is different and common in other respects. In FIG. 5, the two merging channels 21 communicate with the valve chambers 25 of the valve units 17, but three or more merging channels may communicate with each valve chamber 25.

各バルブ部17の弁室25に連通している複数の合流流路57,59が、出口側主流路15の中心軸線と平行に延び得る一つの軸線に沿った異なる位置で出口側主流路15に合流しているので、出口側主流路15の内周面に沿って旋回しながら流れるときに異なる位置から螺旋状流が開始することになる。したがって、螺旋状流が一回転する間に進む距離の間に他の合流流路が出口側主流路15に合流するようにすれば、合流流路57,59から合流する一次混合流体の流れが、それぞれ、合流後に出口側主流路15の内周面に沿って旋回しながら下流に向かって進むときの螺旋状の流線の隙間を互いに埋め合うことになり、混合がより効率的に行われる。   The outlet side main flow path 15 is located at different positions along one axis where the plurality of merging flow paths 57 and 59 communicating with the valve chamber 25 of each valve portion 17 can extend in parallel with the central axis of the outlet side main flow path 15. Therefore, the spiral flow starts from a different position when it flows while turning along the inner peripheral surface of the outlet-side main flow path 15. Therefore, if the other merging channel joins the outlet main channel 15 during the distance traveled during one revolution of the spiral flow, the flow of the primary mixed fluid merging from the merging channels 57 and 59 is increased. In this case, the gaps between the spiral streamlines when turning downstream along the inner peripheral surface of the outlet-side main flow path 15 after the merge are filled with each other, so that the mixing is performed more efficiently. .

また、複数の合流流路57,59は、出口側主流路15の中心軸線に対して互いと異なる角度で出口側主流路15に合流しているので、それぞれから出口側主流路15に流入した螺旋状流が互いと交差するので、一層混合が容易となる。   Further, since the plurality of merge channels 57 and 59 merge with the outlet main channel 15 at angles different from each other with respect to the central axis of the outlet main channel 15, they flow into the outlet main channel 15 from each. Since the spiral flows intersect with each other, further mixing becomes easier.

その他の動作や効果は、第1の実施形態のマニホールドバルブ11と同様であるので、ここでは説明を省略する。   Since other operations and effects are the same as those of the manifold valve 11 of the first embodiment, description thereof is omitted here.

図1に示されているマニホールドバルブ11を用いて、異なる成分の薬液を混合した混合液を生成する方法を説明する。
ここでは、便宜上、三つのバルブ部17をそれぞれ第1のバルブ部17、第2のバルブ部17及び第3のバルブ部17と呼称し、第1のバルブ部17に関連する構成要素に「第1の」を、第2のバルブ部17に関連する構成要素に「第2の」を、第3のバルブ部17に関連する構成要素に「第3の」を付して呼称するものとする。また、入口側主流路13に主流体である純水を供給し、第1のバルブ部17の弁室25に連通する第1の副流体流路31、第2のバルブ部17の弁室25に連通する第2の副流体流路31及び第3のバルブ部17の弁室25に連通する第3の副流体流路31に、それぞれ、第1の副流体としてのNHOH、第2の副流体としてのH及び第3の副流体としてのHCLを供給するものとする。さらに、マニホールドバルブ11の出口側主流路15又はその下流側に第1の副流体、第2の副流体及び第3の副流体の濃度を計測することができる濃度計(図示せず)を配置し、濃度計の計測結果に基づいて、マニホールドバルブ11の各バルブ部17の弁開度を調整し、混合流体の濃度のフィードバック制御するものとする。
A method of generating a mixed solution in which chemical solutions of different components are mixed using the manifold valve 11 shown in FIG. 1 will be described.
Here, for the sake of convenience, the three valve portions 17 are referred to as a first valve portion 17, a second valve portion 17, and a third valve portion 17, respectively, and components related to the first valve portion 17 are referred to as “first valve portion 17”. “1” is referred to by adding “second” to the component related to the second valve unit 17 and “third” to the component related to the third valve unit 17. . Further, pure water as a main fluid is supplied to the inlet-side main flow path 13, and the first sub-fluid flow path 31 that communicates with the valve chamber 25 of the first valve section 17 and the valve chamber 25 of the second valve section 17. NH 4 OH as the first sub-fluid, the second sub-fluid channel 31 communicating with the third sub-fluid channel 31 communicating with the valve chamber 25 of the third valve unit 17, respectively, It is assumed that H 2 O 2 as a secondary fluid and HCL as a third secondary fluid are supplied. Further, a concentration meter (not shown) capable of measuring the concentrations of the first sub fluid, the second sub fluid, and the third sub fluid is disposed on the outlet side main flow path 15 of the manifold valve 11 or on the downstream side thereof. Then, based on the measurement result of the concentration meter, the valve opening degree of each valve portion 17 of the manifold valve 11 is adjusted, and the feedback control of the concentration of the mixed fluid is performed.

まず、体積比で、NHOH:H:DIW(純水)=1:2:12に調整した混合流体SC1を生成させる場合を説明する。この場合、駆動部29により第1のバルブ部17の弁体27及び第2のバルブ部17の弁体27をそれぞれ第1の副流体流路連通口33及び第2の副流体流路連通口33から離間させて開く一方、第3のバルブ部17の弁体27は第3の副流体流路連通口33に当接させて閉じる。各バルブ部17の弁室25へ第1の副流体流路31及び第2の副流体流路31からそれぞれ第1の副流体及び第2の副流体が流入すると、入口側主流路13から分岐流路19を介して各弁室25へ流入する主流体の流量のバランスがとられると共に、第1のバルブ部17の弁室25において第1の副流体が主流体により希釈された第1の一次混合流体、第2のバルブ部17の弁室25において第2の副流体が主流体により希釈された第2の一次混合流体、及び第3のバルブ部17の弁室25を通過した主流体がそれぞれ第1の合流流路21、第2の合流流路21、及び第3の合流流路21から出口側主流路15に流入して混合され、二次混合流体SC1が生成される。 First, the case where the mixed fluid SC1 adjusted to a volume ratio of NH 4 OH: H 2 O 2 : DIW (pure water) = 1: 2: 12 will be described. In this case, the drive unit 29 causes the valve body 27 of the first valve unit 17 and the valve body 27 of the second valve unit 17 to be connected to the first sub-fluid channel communication port 33 and the second sub-fluid channel communication port, respectively. The valve element 27 of the third valve portion 17 is closed by contacting with the third auxiliary fluid flow passage communication port 33 while being opened away from the valve 33. When the first sub fluid and the second sub fluid flow from the first sub fluid channel 31 and the second sub fluid channel 31, respectively, into the valve chamber 25 of each valve unit 17, the branch is made from the inlet side main channel 13. The flow rate of the main fluid flowing into each valve chamber 25 via the flow path 19 is balanced, and the first sub fluid is diluted with the main fluid in the valve chamber 25 of the first valve portion 17. The primary mixed fluid, the second primary mixed fluid in which the second sub-fluid is diluted with the main fluid in the valve chamber 25 of the second valve portion 17, and the main fluid that has passed through the valve chamber 25 of the third valve portion 17. Respectively flow into the outlet-side main flow channel 15 from the first merge flow channel 21, the second merge flow channel 21, and the third merge flow channel 21, and the secondary mixed fluid SC1 is generated.

次に、成分を切換えて、体積比で、HCL:H:DIW=1:1:20に調整した混合流体SC2を生成させる場合を説明する。この場合、駆動部29により第1のバルブ部17の弁体27を第1の副流体流路連通口33に当接させて閉じる一方、第2のバルブ部17の弁体27及び第3のバルブ部17の弁体27をそれぞれ第2の副流体流路連通口33及び第3の副流体流路連通口33から離間させて開く。各バルブ部17の弁室25へ第2の副流体流路31及び第3の副流体流路31からそれぞれ第2の副流体及び第3の副流体が流入すると、入口側主流路13から分岐流路19を介して各弁室25へ流入する主流体の流量のバランスがとられると共に、第1のバルブ部17の弁室25を通過した主流体、第2のバルブ部17の弁室25において第2の副流体が主流体により希釈された第2の一次混合流体、及び第3のバルブ部17の弁室25において第3の副流体が主流体により希釈された第3の一次混合流体がそれぞれ第1の合流流路21、第2の合流流路21、及び第3の合流流路21から出口側主流路15に流入して混合され、二次混合流体SC2が生成される。 Next, a description will be given of a case where the mixed fluid SC2 is generated by switching the components and adjusting the volume ratio to HCL: H 2 O 2 : DIW = 1: 1: 20. In this case, the drive unit 29 closes the valve body 27 of the first valve unit 17 in contact with the first sub-fluid flow passage communication port 33, while the valve body 27 and the third valve unit 27 of the second valve unit 17 are closed. The valve bodies 27 of the valve unit 17 are opened apart from the second sub-fluid channel communication port 33 and the third sub-fluid channel communication port 33, respectively. When the second sub-fluid and the third sub-fluid flow from the second sub-fluid flow path 31 and the third sub-fluid flow path 31, respectively, flow into the valve chamber 25 of each valve unit 17 from the inlet-side main flow path 13. The flow rate of the main fluid flowing into each valve chamber 25 via the flow path 19 is balanced, and the main fluid that has passed through the valve chamber 25 of the first valve portion 17 and the valve chamber 25 of the second valve portion 17 are also measured. And the third primary mixed fluid in which the third secondary fluid is diluted by the main fluid in the valve chamber 25 of the third valve portion 17. Respectively flow into the outlet main flow channel 15 from the first merge flow channel 21, the second merge flow channel 21, and the third merge flow channel 21 and are mixed to generate the secondary mixed fluid SC2.

このように、異なる種類の混合流体への切り換えも容易である。また、混合流体SC1から混合流体SC2への切り換え時には、第1のバルブ部17の弁室25の第1の副流体流路連通口33は弁体27により閉じられ、弁室25と連通する空間に第1の副流体が滞留する領域がないので、切換え直後でも、第1の副流体が混入されることもなく、切り換え後に混合流体の濃度が安定するまでの時間も短くなる。また、混合流体SC1及び混合流体SC2の生成時に、主流体と各副流体とを混合した一次混合流体をさらに混合して最終的な混合流体を生成しており、2段階で主流体と各種副流体とを混合させていると共に、一次混合流体を出口側主流路で旋回させながら混合させるので、効率的な混合を行うことができる。   In this way, switching to a different type of mixed fluid is also easy. Further, when switching from the mixed fluid SC1 to the mixed fluid SC2, the first sub-fluid flow passage communication port 33 of the valve chamber 25 of the first valve portion 17 is closed by the valve body 27 and communicates with the valve chamber 25. Since there is no region where the first subfluid stays there, the first subfluid is not mixed immediately after switching, and the time until the concentration of the mixed fluid is stabilized after switching is shortened. Further, when the mixed fluid SC1 and the mixed fluid SC2 are generated, a primary mixed fluid obtained by mixing the main fluid and each sub-fluid is further mixed to generate a final mixed fluid, and the main fluid and various sub-fluids are generated in two stages. Since the fluid is mixed and the primary mixed fluid is mixed while swirling in the outlet-side main flow path, efficient mixing can be performed.

11 マニホールドバルブ
11´ マニホールドバルブ
13 入口側主流路
15 出口側主流路
17 バルブ部
19 分岐流路
21 合流流路
25 弁室
27 弁体
29 駆動部
31 副流体流路
33 副流体流路連通口
35 分岐流路連通口
37 合流流路連通口
57 合流流路
59 合流流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Manifold valve 11 'Manifold valve 13 Inlet side main flow path 15 Outlet side main flow path 17 Valve part 19 Branch flow path 21 Merge flow path 25 Valve chamber 27 Valve body 29 Drive part 31 Subfluid flow path 33 Subfluid flow path communication port 35 Branch flow channel 37 Merge flow channel 57 Merge flow channel 59 Merge flow channel

Claims (7)

複数の分岐流路に分岐する入口側主流路と、複数の合流流路が合流する出口側主流路と、入口側主流路と出口側主流路との間に設けられた複数のバルブ部とを備え、前記複数のバルブ部の各々が、前記複数の分岐流路の少なくとも一つに連通する分岐流路連通口と前記複数の合流流路の少なくとも一つに連通する合流流路連通口と副流体流路と連通する副流体流路連通口とを設けられた弁室と、前記副流体流路連通口を開閉する弁体と、該弁体を駆動する駆動部とを有し、前記複数のバルブ部の各々の前記弁室において前記入口側主流路から前記分岐流路を通して供給された主流体と前記副流体流路から供給された副流体とを混合することにより生成した複数の種類の混合流体を前記合流流路を通して前記出口側主流路に供給し、さらに混合するようにしたことを特徴とするマニホールドバルブ。   An inlet-side main channel that branches into a plurality of branch channels, an outlet-side main channel that joins the plurality of merged channels, and a plurality of valve portions that are provided between the inlet-side main channel and the outlet-side main channel. Each of the plurality of valve portions includes a branch channel communication port communicating with at least one of the plurality of branch channels, a merge channel communication port communicating with at least one of the plurality of merge channels, and a sub-port A valve chamber provided with a sub-fluid flow passage communicating with the fluid flow passage, a valve body that opens and closes the sub-fluid flow passage, and a drive unit that drives the valve body, In each of the valve chambers of the valve section, a plurality of types generated by mixing the main fluid supplied from the inlet-side main channel through the branch channel and the sub-fluid supplied from the sub-fluid channel Supply the mixed fluid to the outlet side main flow path through the merge flow path, and further mix Manifold valve, characterized in that the so that. 前記複数の合流流路の各々の中心軸線が前記出口側主流路の長手方向に沿って延びる中心軸線と非同一平面に存在するように且つ前記合流流路と前記出口側主流路とが鋭角をなすように、前記合流流路が前記出口側主流路に合流している、請求項1に記載のマニホールドバルブ。   The merging channel and the outlet-side main channel have an acute angle such that the central axis of each of the plurality of merging channels is in a non-coplanar plane with the central axis extending along the longitudinal direction of the outlet-side main channel. 2. The manifold valve according to claim 1, wherein the merging channel merges with the outlet-side main channel. 前記複数のバルブ部の各々の前記弁室の前記合流流路連通口に連通する前記合流流路が複数の合流流路からなる、請求項1又は請求項2に記載のマニホールドバルブ。   3. The manifold valve according to claim 1, wherein the merging channel communicating with the merging channel communication port of the valve chamber of each of the plurality of valve portions includes a plurality of merging channels. 前記バルブ部の前記合流流路連通口に連通する前記複数の合流流路が前記出口側主流路の中心軸線と平行な軸線上の異なる位置で前記出口側主流路に合流するように配置されている、請求項3に記載のマニホールドバルブ。   The plurality of merging channels that communicate with the merging channel communication port of the valve unit are arranged so as to merge with the outlet-side main channel at different positions on an axis parallel to the central axis of the outlet-side main channel. The manifold valve according to claim 3. 前記バルブ部の前記合流流路連通口に連通する前記複数の合流流路が前記出口側主流路に対して互いと異なる角度で合流するように配置されている、請求項3又は請求項4に記載のマニホールドバルブ。   The said some confluence | merging flow path connected to the said confluence | merging flow path communication port of the said valve | bulb part is arrange | positioned so that it may merge with the mutually different angle with respect to the said exit side main flow path. Manifold valve as described. 前記複数のバルブ部の各々の前記弁室の前記合流流路連通口に連通する前記合流流路が前記出口側主流路の中心軸線周りの同一円周上で前記出口側主流路に合流するように配置されている、請求項3から請求項5の何れか一項に記載のマニホールドバルブ。   The merging channel that communicates with the merging channel communication port of the valve chamber of each of the plurality of valve portions is joined to the outlet-side main channel on the same circumference around the central axis of the outlet-side main channel. The manifold valve according to any one of claims 3 to 5, wherein the manifold valve is disposed on the manifold. 前記入口側主流路と前記出口側主流路とは同一軸線上に配置されており、前記バルブ部と前記バルブ部に接続される前記分岐流路及び前記合流流路とによって構成される同一形状の複数の組が前記軸線周りに等角度間隔で配置されている、請求項1から請求項6の何れか一項に記載のマニホールドバルブ。   The inlet-side main channel and the outlet-side main channel are arranged on the same axis, and have the same shape constituted by the valve unit, the branch channel and the merge channel connected to the valve unit. The manifold valve according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of sets are arranged at equiangular intervals around the axis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018204744A (en) * 2017-06-07 2018-12-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 Flow control valve

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