JP4148313B2 - Fluid supply system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、定量ポンプの一種として、可動部たるピストンにダイヤフラムを用いた往復動ポンプが知られている。通常、このような往復動ポンプを構成するダイヤフラムは、耐摩耗性、耐食性に優れた材料を用いて形成されている。また、かかる構成の往復動ポンプにおいては、往復動部分における液の漏洩が構造上皆無であり、ポンプ室には吸込側、吐出側ともに、逆止弁としてのボール弁が設けられている。
【0003】
ダイヤフラムを用いて構成された往復動ポンプは、上述したように、漏洩等が皆無であり、耐摩耗性等に優れたダイヤフラム等を用いて構成されているので、清水だけではなく、固体(粒状物等)を含んだ液体(いわゆる「懸濁液」)をも搬送可能である。
【0004】
そこで、従来技術においては、懸濁液を搬送する際には、ダイヤフラム等を用いて構成された往復動ポンプ(以下、単に「往復動ポンプ」という。)が採用される場合がある。
【0005】
懸濁液とは、上述したように、粒状物等を含んだ液体である。したがって、液体中に粒状物等を適当に分散させた状態で、この懸濁液の搬送供給を行うためには、いくつかの問題を解決する必要がある。その一つは、懸濁液供給源において、粒状物等が液体内下部に沈降するという問題である。
【0006】
従来技術においては、かかる問題を解決するために、懸濁液を循環させ、その循環状態の中から、懸濁液を取り出して搬送供給する場合がある。このような構成であれば、懸濁液を循環させているため、粒状物等の液体内下部への沈降を低減しつつ、懸濁液の搬送供給を行うことができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題を有していた。
【0008】
従来技術においては、循環状態の懸濁液を定量的に取り出して搬送供給する際に定量ポンプを用いるが、定量ポンプ側で搬送供給流量を設定しても、適切に定量搬送することができない場合があるという問題があった。
これは、定量ポンプの一次側圧力(上流側圧力)が、懸濁液を循環させる際の循環圧力に支配されることに起因する。つまり、従来技術にかかる定量ポンプにおいては、定量ポンプにて流量の設定を行っていても、循環圧力が変動すれば、その影響により(一次側圧力の変動により)、定量的に搬送供給を行うことができなかった。
【0009】
また、上記問題は、循環状態の懸濁液を複数の配管を介して供給する場合には、より顕著であった。つまり、複数の配管が接続されていることによって、複数箇所から懸濁液の搬送供給が行われることになるため、懸濁液の循環圧力の変動が大きくなり、各箇所において適切に懸濁液の定量搬送を行うことができないという問題があった。
【0010】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、比較的容易な構成に基づいて、循環状態の懸濁液を定量的に取り出すことが可能な流体供給システムを提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術を解決するためになされたもので、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、前記循環経路に接続された供給配管部と、前記供給配管部に設けられた定量ポンプと、前記供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えたことを特徴としている。
【0012】
このような構成にかかる流体供給システムによれば、流体供給源が循環経路を有するため、流体が懸濁液等である場合には、懸濁液中の粒状物等を適切に分散させることができる。また、このように構成された流体供給源に対して接続された供給配管部にレギュレータと定量ポンプとが設けられ、レギュレータの上流側(一次側)と下流側(二次側)とが適切に「縁切り」されているため、流体供給源における圧力変動に影響されずに、設定値に応じた流量の搬送供給を行うべく定量ポンプを駆動させることができる。
【0013】
また、本発明は、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、前記循環経路に接続された複数の供給配管部と、各供給配管部に設けられた定量ポンプと、各供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えたことを特徴としている。
【0014】
このような構成にかかる流体供給システムによれば、各供給配管部において、上述した効果を有すべく、定量ポンプを駆動させることができる。
【0015】
また、本発明にかかる流体供給システムにおいては、前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部が、ダイヤフラム、プランジャ、およびベローズの少なくとも一つを用いて構成されていることが好ましい。また、本発明にかかる流体供給システムにおいては、前記レギュレータが、ニードルと、該ニードルの先端部に固定されるダイヤフラムとを備え、負圧状態によりダイヤフラムが押し下げられることによって、ニードルと弁座との間に隙間が生じて流通可能となる一方、正圧状態によりダイヤフラムが押し上げられることによって、流通が遮断されるよう構成されていることが好ましい。また、本発明にかかる流体供給システムにおいては、前記定量ポンプの下流側に流量計が設けられ、定量ポンプの設定流量に係る設定値と流量計での値との間にずれが生じている場合、かかるずれに基づいて定量ポンプがフィードバック制御されるよう構成されていることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施形態にかかる流体供給システムの概略図を示したものである。本実施形態にかかる流体供給システムは、図1に示すように、循環経路11を有する流体供給源10に接続された供給配管部21と、この供給配管部21に設けられた定量ポンプ22と、供給配管部21におけるこの定量ポンプ22の上流側に設けられたレギュレータ23等とを用いて構成されている。
【0018】
本実施形態にかかる流体供給システムは、流体供給源10にて循環されている流体を、供給配管部21等を介して、流体使用箇所Qに供給するためのシステムであって、搬送供給される流体としては、例えば、半導体CMP(Chemical Mechanical Polishing)工程におけるCMP用スラリー等の懸濁液(固体(粒状物等)を含んだ液体)があげられる。ここでいう半導体CMP工程のCMP用スラリーとは、スラリー濃度が5〜50wt%、最大集合粒径が10μm以下のものである。また、スラリーのコンポーネントとしては、シリカ系、酸化セリウム系、アルミナ系、ジルコニア系、二酸化マンガン系の単成分もしくは混合物が用いられている。さらに、このような懸濁液(CMP用スラリー)の使用箇所Qとしては、例えば、CMPを行う際における研磨定盤上の研磨布(図示省略)等があげられる。
【0019】
流体供給源10は、循環経路11と、この循環経路11中に設けられた、循環用の定量ポンプ12、循環経路圧力計(PI:Pressure Indicator)31、循環経路バルブ14、および貯留攪拌部15等とを用いて構成されている。また、貯留攪拌部15は、懸濁液を貯留等する貯留槽151と、貯留槽151内の懸濁液の攪拌を行う攪拌翼152とを用いて構成されている。
【0020】
すなわち、本実施形態かかる流体供給源10においては、貯留槽151内の懸濁液が、定量ポンプ12を駆動させることによって循環経路11中を循環させられ、貯留槽151内では必要に応じて攪拌翼152を用いて攪拌される。したがって、本実施形態においては、懸濁液が循環経路11中を循環されるのみではなく、適宜攪拌処理も施されるため、流体供給源10における懸濁液中にて粒状物等の沈降を適切に防止することができる。
【0021】
また、図1に示すように、本実施形態にかかる流体供給システムは、搬送供給用の定量ポンプ22を駆動させることによって、流体供給源10にて循環されている懸濁液を、供給配管部21およびレギュレータ23を介して、定量ポンプ22下流側の流体使用箇所Qに搬送供給すべく構成されており、レギュレータ23と定量ポンプ22と間の供給配管部21上に(定量ポンプ22の上流側に)定量ポンプ一次側圧力計32が設けられ、定量ポンプ22の下流側に定量ポンプ二次側圧力計33が設けられている。さらに、供給配管部21におけるレギュレータ23の上流側には、供給配管部バルブ24が設けられている。
【0022】
図2は、本実施形態にかかる流体供給システムを構成するレギュレータの一例を示す概略断面図である。
この図2に示すように、本実施形態にかかるレギュレータ23は、ベース230上にニードルストッパ232が設けられ、このニードルストッパ232とニードル231とが第一スプリング233を介して接続されている。また、本実施形態においては、このニードル231に対応した弁座239が設けられており、このニードル231と弁座239との間隔に応じて、流体の供給量等が定められる。さらに、ニードル231の先端部にはダイヤフラム234が固定されており、このダイヤフラム234にはスプリングベース235が取り付けられている。また、このスプリングベース235には、第二スプリング237を介してプランジャ236が取り付けられており、かかるプランジャ236は調整摘み部238を用いて上下動可能に構成されている。
【0023】
本実施形態においては、第一スプリング233がニードル231を上方向に付勢し、第二スプリング237がダイヤフラム234を下方向に付勢している。したがって、これらのスプリング233,237の付勢力のバランスによって、弁座239に対するニードル231の押圧力が設定される。なお、この押圧力の調整は、本実施形態においては、プランジャ236に接している調整摘み部238の押し込み量によって設定される。
【0024】
この図2に示すように構成されたレギュレータ23においては、ニードル231が下方向に押し下げられることによって、懸濁液が、流入部23a、第一滞留部23b、第二滞留部23c、および流出部23dを介して、流体使用箇所Q側に搬送供給される。
具体的には、定量ポンプ22を駆動させることによって(例えば、ダイヤフラム等を流体搬送方向(往動方向)と反する復動方向に可動させることによって)、流出部23dおよび第二滞留部23cは負圧状態となり、ダイヤフラム234が下方向に押し下げられる。このようにダイヤフラム234が移動することによって、ニードル231と弁座239との間に隙間が生じ、第二滞留部23cと第一滞留部23bとが連通状態となり、レギュレータ23の一次側から二次側に懸濁液が流通することとなる。一方、定量ポンプ22のダイヤフラム等を往動方向に可動させると、流出部23dおよび第二滞留部23cは正圧状態となり、ダイヤフラム234が上方向に押し上げられる。そうすると、ニードル231が弁座239に接して、第一滞留部23bと第二滞留部23cとの連通状態が遮断される。
【0025】
本実施形態にかかるレギュレータ23は、以上のように構成されているため、その一次側の圧力(本実施形態においては、循環経路11の圧力計31にて測定される循環圧力P1)の変動に影響されることなく、二次側の圧力(本実施形態においては、供給配管部21の圧力計32にて測定される定量ポンプ一次側圧力P2)を一定に保持しつつ、懸濁液の供給を行うことができる。すなわち、このレギュレータ23によって、その下流側(二次側)における他の装置および流体使用箇所等との相互干渉等による流量変動を減少させることができる。
【0026】
以上説明したように、本実施形態にかかる流体供給システムは図1等に示すべく構成されているため、次のような効果を得ることができる。
【0027】
すなわち、本実施形態においては、供給配管部21に設けられているレギュレータ23が、その一次側と二次側との「縁切り」を行うべく機能しているため、例えば、循環経路11に設けられた貯留攪拌部15にて攪拌処理が行われて、循環経路11中の圧力に変動が生じたとしても、その圧力変動がレギュレータ23の二次側に直接的に影響を与えることはない。
【0028】
したがって、本実施形態によれば、供給配管部21中の定量ポンプ22を駆動させて、流体供給源10を成す循環経路11中から懸濁液を取り出して搬送供給する場合、定量ポンプ22の設定値に応じた一定量の懸濁液の供給を行うことができる。つまり、循環処理あるいは攪拌処理等が行われてレギュレータ23上流側の圧力(循環経路圧力計31における測定圧力)が変動しても、レギュレータ23下流側の圧力(定量ポンプ一次側圧力計32における測定圧力)が変動しないため、循環経路11中の圧力変動の影響を全く受けず、定量ポンプ22は、予め定められた設定値に応じて一定流量の搬送供給を実現可能である。
【0029】
また、定量ポンプ22の上流側にレギュレータ23を設けたことによって、レギュレータ23の圧損分だけ、定量ポンプ22の設定流量が減少する場合があるが、かかる場合には予めその圧損分を考慮して、定量ポンプ22における設定流量を定めればよい。また、必要に応じて、定量ポンプ22の下流側に、流量計(例えば、超音波流量計)と制御部等とを設けて、定量ポンプ22の設定値と、流量の実測値(流量計での値)との間にずれが生じている場合には、かかるずれと制御部等とを用いて、定量ポンプ22をフィードバック制御すべく構成してもよい。このようなフィードバック制御を行えば、定量ポンプ22において必要な値を設定することによって(つまり、圧損等を考慮しなくても)、所望の流量の懸濁液を搬送供給することができる。
【0030】
また、本実施形態にかかる流体供給システムによれば、循環経路11中の懸濁液を取り出して搬送供給するため、懸濁液中の粒状物等が適切に分散した状態で、一定量の懸濁液を定量ポンプ22下流側に搬送供給することができる。
【0031】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【0032】
例えば、上記実施形態においては、循環経路11を有する流体供給源10に対して、一つの供給配管部21が接続されている場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。したがって、例えば、循環経路11に対して複数の供給配管部が接続される構成であってもよい。つまり、循環経路11に接続された各供給配管部のそれぞれについて、図1に示すような配置関係のレギュレータおよび定量ポンプ等を設ければ、各供給配管部において、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0033】
また、上記実施形態においては、定量ポンプ22の構成については特に説明しなかったが、その可動部が往復動することによって流体を搬送可能であれば(往復動ポンプであれば)、本発明にかかる定量ポンプ22は何らかの構成に限定されない。したがって、例えば、ダイヤフラム、プランジャ、バケット、あるいはベローズ等を可動部として構成された往復動ポンプであれば、いずれであっても本発明にかかる流体供給システムを構成可能である。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、循環経路を有する流体供給源から流体を搬送供給すべく構成された流体供給システムであって、循環経路に接続された供給配管部と、供給配管部に設けられた定量ポンプと、供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えている。
したがって、本発明によれば、比較的容易な構成に基づいて、循環状態の懸濁液(粒状物等が適切に分散した懸濁液)を定量的に取り出すことが可能な流体供給システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる流体供給システムの概略図を示したものである。
【図2】本実施形態にかかる流体供給システムを構成するレギュレータの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
10…流体供給源、11…循環経路、12…定量ポンプ、14…循環経路バルブ、15…貯留攪拌部、21…供給配管部、22…定量ポンプ、23…レギュレータ、24…供給配管部バルブ、31…循環経路圧力計、32…定量ポンプ一次側圧力計、33…定量ポンプ二次側圧力計
151…貯留槽、152…攪拌翼、230…ベース、231…ニードル、232…ニードルストッパ、233…第一スプリング、234…ダイヤフラム、235…スプリングベース、236…プランジャ、237…第二スプリング、238…調整摘み部、239…弁座[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid supply system configured to convey and supply fluid from a fluid supply source having a circulation path.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a kind of metering pump, a reciprocating pump using a diaphragm as a movable part piston is known. Usually, the diaphragm which comprises such a reciprocating pump is formed using the material excellent in abrasion resistance and corrosion resistance. Further, in the reciprocating pump having such a configuration, there is no leakage of liquid in the reciprocating portion, and the pump chamber is provided with ball valves as check valves on both the suction side and the discharge side.
[0003]
As described above, a reciprocating pump configured using a diaphragm has no leakage, and is configured using a diaphragm having excellent wear resistance. It is also possible to transport a liquid (so-called “suspension”) containing an object or the like.
[0004]
Therefore, in the prior art, when a suspension is transported, a reciprocating pump (hereinafter simply referred to as “reciprocating pump”) configured using a diaphragm or the like may be employed.
[0005]
As described above, the suspension is a liquid containing particulate matter. Therefore, it is necessary to solve several problems in order to carry and supply the suspension in a state in which particulates and the like are appropriately dispersed in the liquid. One of the problems is that particulate matter or the like settles in the lower part of the liquid in the suspension supply source.
[0006]
In the prior art, in order to solve such a problem, there is a case where the suspension is circulated, and the suspension is taken out from the circulation state and supplied. With such a configuration, since the suspension is circulated, the suspension can be transported and supplied while reducing the sedimentation of the particulate matter or the like in the lower part of the liquid.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
[0008]
In the prior art, a metering pump is used to quantitatively extract and transport a circulating suspension, but even if the transport supply flow rate is set on the metering pump side, it cannot be metered properly. There was a problem that there was.
This is due to the fact that the primary pressure (upstream pressure) of the metering pump is governed by the circulating pressure when the suspension is circulated. In other words, in the metering pump according to the prior art, even if the flow rate is set by the metering pump, if the circulating pressure fluctuates, it is transported quantitatively due to the influence (due to the fluctuation of the primary pressure). I couldn't.
[0009]
Further, the above problem is more conspicuous when a circulating suspension is supplied via a plurality of pipes. In other words, since a plurality of pipes are connected so that the suspension is transported and supplied from a plurality of locations, fluctuations in the circulation pressure of the suspension are increased, and the suspension is appropriately suspended at each location. There was a problem that it was not possible to carry out quantitative conveyance of the above.
[0010]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is a fluid supply system capable of quantitatively taking out a suspension in a circulating state based on a relatively easy configuration. It is an issue to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described prior art, and is a fluid supply system configured to convey and supply a fluid from a fluid supply source having a circulation path, and a supply pipe connected to the circulation path Unit, a metering pump provided in the supply piping unit, and a regulator provided on the upstream side of the metering pump in the supply piping unit.
[0012]
According to the fluid supply system according to such a configuration, since the fluid supply source has a circulation path, when the fluid is a suspension or the like, the particulate matter or the like in the suspension can be appropriately dispersed. it can. In addition, a regulator and a metering pump are provided in the supply piping connected to the fluid supply source configured as described above, and the upstream side (primary side) and the downstream side (secondary side) of the regulator are appropriately connected. Since “edge cutting” is performed, the metering pump can be driven to carry and supply a flow rate corresponding to the set value without being affected by pressure fluctuations in the fluid supply source.
[0013]
The present invention is also a fluid supply system configured to convey and supply a fluid from a fluid supply source having a circulation path, and is provided with a plurality of supply pipe parts connected to the circulation path, and each supply pipe part. And a regulator provided on the upstream side of the metering pump in each supply pipe section.
[0014]
According to the fluid supply system according to such a configuration, the metering pump can be driven so as to have the above-described effects in each supply piping section.
[0015]
In the fluid supply system according to the present invention, it is preferable that the metering pump is a reciprocating pump, and the movable part is configured using at least one of a diaphragm, a plunger, and a bellows. In the fluid supply system according to the present invention, the regulator includes a needle and a diaphragm fixed to the tip of the needle, and the diaphragm is pushed down by a negative pressure state, whereby the needle and the valve seat It is preferable that the flow is interrupted by allowing the diaphragm to be pushed up by a positive pressure state while a gap is generated therebetween. In the fluid supply system according to the present invention, a flow meter is provided on the downstream side of the metering pump, and there is a deviation between the set value related to the set flow rate of the metering pump and the value at the flow meter. The metering pump is preferably configured to be feedback-controlled based on the deviation.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic view of a fluid supply system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fluid supply system according to the present embodiment includes a
[0018]
The fluid supply system according to the present embodiment is a system for supplying the fluid circulated in the
[0019]
The
[0020]
That is, in the
[0021]
Moreover, as shown in FIG. 1, the fluid supply system according to the present embodiment drives the constant-
[0022]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a regulator constituting the fluid supply system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, in the
[0023]
In the present embodiment, the
[0024]
In the
Specifically, by driving the metering pump 22 (e.g., by moving the diaphragm or the like in the backward direction against the fluid transport direction (forward direction)), the flow out
[0025]
Since the
[0026]
As described above, since the fluid supply system according to the present embodiment is configured as shown in FIG. 1 and the like, the following effects can be obtained.
[0027]
That is, in the present embodiment, the
[0028]
Therefore, according to the present embodiment, when the
[0029]
Further, by providing the
[0030]
In addition, according to the fluid supply system according to the present embodiment, since a suspension in the
[0031]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0032]
For example, in the above embodiment, the case where one
[0033]
In the above embodiment, the configuration of the
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a fluid supply system configured to convey and supply a fluid from a fluid supply source having a circulation path, and is provided in the supply piping section connected to the circulation path and the supply piping section. And a regulator provided upstream of the metering pump in the supply piping section.
Therefore, according to the present invention, a fluid supply system capable of quantitatively taking out a suspension in a circulating state (a suspension in which particulate matter or the like is appropriately dispersed) is obtained based on a relatively easy configuration. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a fluid supply system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a regulator constituting the fluid supply system according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記循環経路に接続された供給配管部と、
前記供給配管部に設けられた定量ポンプと、
前記供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータとを備えたことを特徴とする流体供給システム。A fluid supply system configured to convey and supply fluid from a fluid supply source having a circulation path,
A supply piping connected to the circulation path;
A metering pump provided in the supply piping section;
A fluid supply system comprising: a regulator provided upstream of the metering pump in the supply piping section.
前記循環経路に接続された複数の供給配管部と、
各供給配管部に設けられた定量ポンプと、
各供給配管部における前記定量ポンプの上流側に設けられたレギュレータと
を備えたことを特徴とする流体供給システム。A fluid supply system configured to convey and supply fluid from a fluid supply source having a circulation path,
A plurality of supply piping parts connected to the circulation path;
A metering pump provided in each supply piping section;
A fluid supply system comprising: a regulator provided upstream of the metering pump in each supply pipe section.
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