JP6035478B2 - 気液分離装置および吸引システム - Google Patents

Description

本発明は、吸引装置によって吸引対象から吸引される気体に含まれている液体を分離させて除去する気液分離装置、およびそのような気液分離装置と吸引装置とを備えて吸引対象から気体を吸引可能に構成された吸引システムに関するものである。

この種の気液分離装置および吸引システムを備えた装置として、半導体ウェーハを吸着保持して研磨装置に搬送するワーク吸着装置の発明が下記の特許文献１に開示されている。このワーク吸着装置は、減圧ポンプ、ウェーハ保持ヘッド（以下、単に「保持ヘッド」ともいう）、第１のドレインタンク（以下、「第１タンク」ともいう）、第２のドレインタンク（以下、「第２タンク」ともいう）、およびバッファタンクを備えて構成されている。

この場合、このワーク吸着装置では、減圧ポンプとバッファタンクとが減圧ラインを介して相互に接続され、バッファタンクと第１タンクとが他の減圧ラインを介して相互に接続され、かつ第１タンクと保持ヘッドとがさらに他の減圧ラインを介して相互に接続されて、保持ヘッドから第１タンクおよびバッファタンクを経て減圧ポンプに空気が吸引される構成が採用されている。また、このワーク吸着装置では、第１タンクと第２タンクとが送水用の配管を介して相互に接続され、かつ第２タンクが連結ラインを介してバッファタンクに接続されると共に、上記の送水用の配管に第１のバルブ（以下、「第１バルブ」ともいう）が配設され、連結ラインに第２のバルブおよび第４のバルブからなる三方弁が配設され、かつ第２タンクの排水口に第３のバルブ（以下、「第３バルブ」ともいう）が配設されて、各バルブがＣＰＵによって開閉される構成が採用されている。

このワーク吸着装置では、減圧ポンプによって減圧ライン内の空気が吸引されることによってバッファタンクおよび第１タンク内が真空状態となり、これにより、保持ヘッドからバッファタンク内に空気が吸引されて、保持ヘッドにおいてワーク（ウェーハ）が吸着保持される構成が採用されている。この場合、このワーク吸着装置では、保持ヘッドにおいて空気（雰囲気）と共に吸い込まれた液体（廃液）が空気と共に減圧ポンプに向かって減圧ラインを移動させられる際に、第１タンクにおいて空気から液体が分離されて除去される。また、分離された液体は、第１タンク内に貯液された後に第２タンクに移送され、第２タンクから装置の外部に排水される。

具体的には、第１タンクに取り付けられている水位センサーからの信号に基づき、第１タンク内に規定量の液体が貯液されたと判別したときに、ＣＰＵが、第１バルブを開放させて第１タンク内の液体を第２タンクに排出させる。この際に、このワーク吸着装置では、連結ラインを介して第２タンク内の空気をバッファタンク内に吸引させて第２タンク内を真空状態とすることにより、第２タンク内が大気圧の状態で第１タンクから第２タンクに液体を移送させるのと比較して短時間で第２タンクに液体が移送される。次いで、ＣＰＵは、第１バルブを閉鎖した後に三方弁を大気に連通させて第２タンク内を大気圧にすると共に、第３バルブを開放させて第２タンク内の液体を装置の外部に排水させる。この後、ＣＰＵは、第３バルブを閉鎖させ、かつ三方弁を再びバッファタンクに連通させることによって第２タンク内をバッファタンク内と同程度の真空圧にする。これにより、第１タンクから第２タンクへ液体を再び移動させることが可能な状態となる。

特許第４４４６２４６号公報（第７−１２頁、第１−６図）

ところが、従来のワーク吸着装置には、以下の解決すべき問題点が存在する。すなわち、従来のワーク吸着装置では、保持ヘッドから減圧ポンプに向かって吸引される空気に含まれている液体を第１タンクにおいて空気から分離させると共に、第１タンク内に一定量の液体が貯液されたときに、この液体を第１タンクから第２タンクに移送させた後に第２タンクから装置の外部に排水する構成が採用されている。この場合、従来のワーク吸着装置では、前述したように、三方弁（連結ライン）を介して第２タンクをバッファタンクに連通させて第２タンク内を真空状態にすることで、第１タンクから第２タンクに液体を短時間で移送させようとしている。

このため、従来のワーク吸着装置では、三方弁を介して第２タンクをバッファタンクに連通させたときに第２タンク内を瞬時に真空状態とする（第２タンク内の真空圧を短時間で低下させる）ために、バッファタンクの容量を第２タンクの容積よりも大容量とする（具体的には、第２タンクの容量：５００ｍｌに対し、バッファタンクの容量：３０ｌとする）構成が採用されている。したがって、従来のワーク吸着装置では、大容量の大きなバッファタンクを必要とする分だけ、装置の小型化が困難となっているという問題点がある。

また、従来のワーク吸着装置では、第２タンクとバッファタンクとを連通させて第２タンク内を真空状態とすることで第１タンクから第２タンクに液体をスムーズに移動させようとしている。しかしながら、第２タンクに移動させるべき液体が貯液されている第１タンクは、減圧ラインを介してバッファタンクに連通させられているため、従来のワーク吸着装置では、第２タンク内の空気をバッファタンクに吸引して第２タンク内を真空状態にしたとしても、第２タンク内の真空圧が第１タンク内の真空圧よりも高くなる（第１タンク内の真空圧が第２タンク内の真空圧よりも低くなる）ことはない。

それどころか、従来のワーク吸着装置では、バッファタンクと連結するための連結ラインに配設された三方弁の存在に起因する圧損が生じ、これにより、第２タンク内の真空圧がバッファタンク内の真空圧よりも低くなる（第１タンク内の真空圧の方が第２タンク内の真空圧よりも高い状態となる）分だけ、減圧ラインを介してバッファタンクに直接連通させられていている第１タンク内の真空圧よりも第２タンク内の真空圧の方が低くなる傾向がある。したがって、従来のワーク吸着装置では、真空圧が高い第１タンク（気液分離槽）から真空圧が低い第２タンク（貯液槽）に液体をスムーズに移送させるのが困難となっているという問題点もある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、小型化を図りつつ、気液分離槽内の液体を気液分離槽から貯液槽にスムーズに移送し得る気液分離装置および吸引システムを提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の気液分離装置は、吸引装置によって気体を吸引する吸引対象と当該吸引装置との間に配設されて当該吸引対象から当該吸引装置に吸引される当該気体に含まれている液体を分離させて除去する気液分離装置であって、前記吸引対象から前記吸引装置に吸引される前記気体が通過可能に第１の配管を介して当該吸引対象に接続され、かつ第２の配管を介して当該吸引装置に接続された気液分離槽と、第３の配管を介して前記気液分離槽に接続されると共に当該気液分離槽において前記気体から分離された前記液体を貯液可能に構成された貯液槽と、前記第３の配管に配設されて前記気液分離槽から前記貯液槽への前記液体の流入の許容および規制を実行する第１の開閉弁と、前記貯液槽に接続されて当該貯液槽からの前記液体の排出の許容および規制を実行する第２の開閉弁と、前記気液分離槽に接続されて当該気液分離槽内への大気の導入の許容および規制を実行する第３の開閉弁と、前記貯液槽に接続されて当該貯液槽内への大気の導入の許容および規制を実行する第４の開閉弁と、前記第１の配管、前記第２の配管および前記気液分離槽のうちの少なくとも１つと前記貯液槽とを相互に接続する第４の配管に配設されて当該貯液槽内に導入された大気の前記吸引装置に向かっての吸引の許容および規制を実行する第５の開閉弁と、前記第１の開閉弁の開閉動作、前記第３の開閉弁の開閉動作、および前記第５の開閉弁の開閉動作を少なくとも制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記各開閉弁が閉塞されている状態において予め規定された第１の条件が満たされたときに予め規定された第１の時間に亘って前記第５の開閉弁を開口制御することで前記貯液槽内の大気を前記吸引装置に向かって吸引させて当該貯液槽内を真空状態とする第１の処理と、予め規定された第２の条件が満たされたときに予め規定された第２の時間に亘って前記第３の開閉弁を開口制御することで前記気液分離槽内に大気を導入させて当該気液分離槽内の真空圧を低下させ、かつ予め規定された第３の時間に亘って前記第１の開閉弁を開口制御することで前記気液分離槽から前記貯液槽に前記液体を流入させる第２の処理とを繰り返して実行する。

なお、本明細書においては、「大気圧よりも低い圧力（負圧）」を「真空圧」という。また、絶対真空に近い真空圧となっている状態を「真空圧が高い状態（高真空状態）」といい、大気圧に近い真空圧となっている状態を「真空圧が低い状態（低真空状態）」といい、絶対真空に近い真空圧から大気圧に近い真空圧に変化すること（変化させること）を「真空圧が低下する（真空圧を低下させる）」といい、大気圧に近い真空圧から絶対真空に近い真空圧に変化すること（変化させること）を「真空圧が上昇する（真空圧を上昇させる）」という。

請求項２記載の気液分離装置は、請求項１記載の気液分離装置において、前記制御部は、前記第２の処理において前記第１の開閉弁の開口制御に先立って前記第３の開閉弁を開口制御する。

請求項３記載の気液分離装置は、請求項１または２記載の気液分離装置において、前記制御部は、前記第２の開閉弁の開閉動作、および前記第４の開閉弁の開閉動作を制御可能に構成されると共に、前記第２の処理の完了後に予め規定された第３の条件が満たされたときに、予め規定された第４の時間に亘って前記第４の開閉弁を開口制御して前記貯液槽への大気の導入を許容させると共に予め規定された第５の時間に亘って前記第２の開閉弁を開口制御して前記排出口からの前記液体の排出を許容させる第３の処理を前記第１の処理に先立って実行する。

請求項４記載の気液分離装置は、請求項１から３のいずれかに記載の気液分離装置において、前記気液分離槽内に貯液された前記液体の量を検出する貯液量検出センサを備え、前記制御部は、前記貯液量検出センサからのセンサ信号に基づいて前記気体から分離されて前記気液分離槽内に貯液された前記液体の量が予め規定された量に達したと判別したときに、前記第１の条件が満たされたとして前記第１の処理を開始する。

請求項５記載の吸引システムは、請求項１から４のいずれかに記載の気液分離装置と前記吸引装置とを備えて前記気体から前記液体を分離させて除去しつつ前記吸引対象から当該気体を吸引可能に構成されている。

請求項１記載の気液分離装置では、各開閉弁が閉塞されている状態において第１の条件が満たされたときに、制御部が、第１の時間に亘って第５の開閉弁を開口制御することで貯液槽内の大気を吸引装置に向かって吸引させて貯液槽内を真空状態とする第１の処理と、第２の条件が満たされたときに第２の時間に亘って第３の開閉弁を開口制御することで気液分離槽内に大気を導入させて気液分離槽内の真空圧を低下させ、かつ第３の時間に亘って第１の開閉弁を開口制御することで気液分離槽から貯液槽に液体を流入させる第２の処理とを繰り返して実行する。また、請求項５記載の吸引システムでは、上記の気液分離装置と吸引装置とを備えて気体から液体を分離させて除去しつつ吸引対象から気体を吸引可能に構成されている。

したがって、請求項１記載の気液分離装置、および請求項５記載の吸引システムによれば、第３の開閉弁から気液分離槽への大気の導入によって気液分離槽内の真空圧を貯液槽内の真空圧よりも低下させることで真空圧が低い気液分離槽から真空圧が高い貯液槽に向かって気液分離槽内の液体を確実に移送させることができるため、貯液槽内の真空圧を短時間で上昇させるために従来のワーク吸着装置のような大容量の大きなバッファタンクを備える必要がなくなる結果、気液分離装置を小型化することができると共に気液分離槽内の液体を気液分離槽から貯液槽に確実かつスムーズに移送することができる。また、この気液分離装置、および吸引システム１によれば、第１の開閉弁を開口制御した際に、真空圧が低い気液分離槽から真空圧が高い貯液槽に向かって気液分離槽内の液体が移送されるため、例えば、気液分離槽よりも貯液槽が僅かに高い位置に設置されていたとしても、気液分離槽と貯液槽との間に生じている差圧によって液体がスムーズに移送されるため、気液分離槽に対する貯液槽の設置位置（気液分離槽に対する貯液槽の高さ）などの設計上の制限がなくなる分だけ、一層小型化を図ることが可能となる。

また、請求項２記載の気液分離装置によれば、第２の処理において第１の開閉弁の開口制御に先立って第３の開閉弁を開口制御することにより、第１の開閉弁を開口制御したときに、気液分離槽内の真空圧が貯液槽内の真空圧よりも確実に低くなっているため、気液分離槽内の液体を貯液槽に向かって一層スムーズに移送させることができる。

さらに、請求項３記載の気液分離装置によれば、第２の処理の完了後に第３の条件が満たされたときに、制御部が、第４の時間に亘って第４の開閉弁を開口制御して貯液槽への大気の導入を許容させると共に第５の時間に亘って第２の開閉弁を開口制御して排出口からの液体の排出を許容させる第３の処理を第１の処理に先立って実行することにより、第２の処理によって気液分離槽から貯液槽内に移送した液体が第３の処理によって貯液槽から周期的に排出されるため、ある程度小さい容量の貯液槽を用いたとしても次の第２の処理において気液分離槽内の液体を貯液槽内に確実に移送することができる結果、気液分離装置を一層小型化することができる。

また、請求項４記載の気液分離装置によれば、制御部が、貯液量検出センサからのセンサ信号に基づいて気体から分離されて気液分離槽内に貯液された液体の量が規定量に達したと判別したときに、第１の条件が満たされたとして第１の処理を開始することにより、気液分離槽内の液体を貯液槽に移送させる前に気液分離槽内に過度に大量の液体が貯液されて、この液体が第２の配管を介して吸引装置に吸引される事態を好適に回避することができる。これにより、例えば、吸引装置としてドライ式の吸引装置を採用した場合に、吸引装置が故障したり動作不良を招いたりする事態を好適に回避することができる。

本発明の実施の形態に係る吸引システム１（気液分離装置３）の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態に係る吸引システム１（気液分離装置３）における各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５の開口制御について説明するためのタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照して、気液分離装置および吸引システムの実施の形態について説明する。

最初に、吸引システム１の構成について、添付図面を参照して説明する。

図１に示す吸引システム１は、「吸引システム」の一例であって、真空ポンプ２および気液分離装置３を備え、射出成型機、吸着保持装置、真空包装機、並びに、箱体および袋体等の各種容器内の空気を脱気する工具等の各種吸引対象（図示せず）から真空ポンプ２によって空気（「気体」の一例）を吸引する（吸引対象に対して真空圧を供給する）ことができるように構成されている。この場合、本例の吸引システム１では、特に限定されるものではないが、一例として、ドライ式のクローポンプで真空ポンプ２が構成されている。また、気液分離装置３は、「気液分離装置」の一例であって、気液分離槽１１、貯液槽１２、制御部１３および電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５を備え、上記の吸引対象と真空ポンプ２との間に配設されて吸引対象から真空ポンプ２に吸引される気体に含まれている液体を分離させて除去することができるように構成されている。

気液分離槽１１は、「気液分離槽」の一例であって、吸引対象から真空ポンプ２に吸引される気体が通過可能に「第１の配管」の一例である配管Ｐａを介して吸引対象に接続され、かつ「第２の配管」の一例である配管Ｐｂを介して真空ポンプ２に接続されている。この場合、本例の吸引システム１では、後述するように、気液分離槽１１内に貯液される液体の液量を検出するための液面検出センサ１１ａ（「貯液量検出センサ」の一例）が気液分離槽１１に取り付けられている。なお、この種の装置において採用される「気液分離槽」の構成は公知のため、気液分離槽１１の内部構造等に関する図示および説明を省略する。貯液槽１２は、「貯液槽」の一例であって、「第３の配管」の一例である配管Ｐ１を介して気液分離槽１１に接続され、気液分離槽１１において気体から分離された液体を貯液可能に構成されている。なお、本例の吸引システム１では、一例として、上記の貯液槽１２が気液分離槽１１よりも下方に位置するように設置されている。

電磁弁ＳＶ１は、「第１の開閉弁」の一例であって、配管Ｐ１に配設されており、後述するように、制御部１３によって開閉させられる（開口制御および閉塞制御される）ことによって気液分離槽１１から貯液槽１２への液体の流入の許容および規制を実行する。電磁弁ＳＶ２は、「第２の開閉弁」の一例であって、貯液槽１２から液体を排水するための配管Ｐ２に配設されて貯液槽１２に接続され、後述するように、制御部１３によって開閉させられることによって貯液槽１２からの液体の排出の許容および規制を実行する。電磁弁ＳＶ３は、「第３の開閉弁」の一例であって、配管Ｐ３を介して気液分離槽１１に接続され、後述するように、制御部１３によって開閉させられることによって気液分離槽１１内への大気の導入の許容および規制を実行する。

電磁弁ＳＶ４は、「第４の開閉弁」の一例であって、配管Ｐ１における電磁弁ＳＶ１の配設部位よりも貯液槽１２側の部位に配管Ｐ４を介して接続されて貯液槽１２に接続され、後述するように、制御部１３によって開閉させられることによって配管Ｐ４，Ｐ１を介しての貯液槽１２内への大気の導入の許容および規制を実行する。電磁弁ＳＶ５は、「第５の開閉弁」の一例であって、配管Ｐ５（「第４の配管」の一例）に配設され、後述するように制御部１３によって開閉させられることによって貯液槽１２内に導入されている大気の真空ポンプ２による吸引の許容および規制を実行する。この場合、本例の吸引システム１（気液分離装置３）では、電磁弁ＳＶ５が配設されている配管Ｐ５の一端部が配管Ｐ２における電磁弁ＳＶ２の配設部位よりも貯液槽１２側の部位に接続され、かつ、配管Ｐ５の他端部が配管Ｐａに接続されている（「少なくとも１つ」が「第１の配管」の構成の例）。

制御部１３は、吸引システム１（気液分離装置３）を総括的に制御する。具体的には、制御部１３は、図示しない操作部のスタートスイッチが操作されたときに、吸引対象からの空気の吸引処理、および気液分離処理（液体の分離除去処理）を開始して、真空ポンプ２を制御して空気の吸引を開始させると共に、電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５のすべてを閉塞制御する。また、制御部１３は、後述する「第１の処理」から「第３の処理」までの各処理をこの順で繰り返して実行する。

より具体的には、制御部１３は、「予め規定された第１の条件」が満たされたときに、「予め規定された第１の時間（一例として、後述する時間Ｔ２）」に亘って電磁弁ＳＶ５を開口制御することにより、貯液槽１２内の大気を真空ポンプ２に向かって吸引させて貯液槽１２内を真空状態とする処理を「第１の処理」として実行する。この場合、上記の「第１の条件」としては、一例として、「気液分離処理の開始時点から１０分が経過したとき」、「第３の処理を完了した時点から１０分が経過したとき」、および「液面検出センサ１１ａからセンサ信号が出力されたとき（気液分離槽１１内に規定量の液体が貯液されたとき）」との条件が規定される。また、上記の「第１の時間」としては、一例として、１０秒との時間が規定される。なお、この「第１の時間」としては、貯液槽１２内を充分に高い真空状態とすることができる充分に長い時間に規定するのが好ましい。

また、制御部１３は、「予め規定された第２の条件」が満たされたときに、「予め規定された第２の時間（一例として、後述する時間Ｔ４）」に亘って電磁弁ＳＶ３を開口制御することにより、気液分離槽１１内に大気を導入させて気液分離槽１１内の真空圧を僅かに低下させ（真空破壊させ）、かつ「予め規定された第３の時間（一例として、後述する時間Ｔ５）」に亘って電磁弁ＳＶ１を開口制御することで気液分離槽１１から貯液槽１２に液体を流入させる処理を「第２の処理」として実行する。この際に、制御部１３は、上記の「第２の処理」において電磁弁ＳＶ１の開口制御に先立って電磁弁ＳＶ３を開口制御する。具体的には、本例の吸引システム１では、「第２の処理」において、一例として、まず、電磁弁ＳＶ３を開口制御し、上記の「第２の時間」が経過した時点において電磁弁ＳＶ３を閉塞制御するのと同時に電磁弁ＳＶ１を開口制御する。

この場合、上記の「第２の条件」としては、一例として、「第１の処理を完了した時点から１秒が経過したとき」との条件が規定される。なお、この「第２の条件」としては、「第１の処理を完了したとき（後述する経過時間Ｔ３を０秒とする例）」との条件、「第１の処理を開始してから予め規定された時間が経過したとき」との条件、および「第１の処理を開始したとき」との条件などを規定することもできる。また、上記の「第２の時間」としては、０．５秒から２．０秒の範囲内の時間（例えば１．０秒との時間）が規定される。なお、この「第２の時間」としては、電磁弁ＳＶ３が過剰に長い時間に亘って開口されて気液分離槽１１内の真空圧が極度に低下するのを回避するために、気液分離槽１１内の真空圧や、電磁弁ＳＶ３の開口面積などに応じて配管Ｐａ内の真空圧が過剰に低下することのない（吸引対象の真空圧に大きな影響が及ぶことのない）充分に短い時間（少なくとも、「第３の時間」よりも充分に短い時間）に規定するのが好ましい。さらに、上記の「第３の時間」としては、一例として、１０秒との時間が規定される。なお、この「第３の時間」としては、気液分離槽１１内の液体を貯液槽１２内に充分に移送させることができる充分に長い時間に規定するのが好ましい。

さらに、制御部１３は、上記の「第２の処理」の完了後に「予め規定された第３の条件」が満たされたときに、「予め規定された第４の時間（一例として、後述する時間Ｔ７）」に亘って電磁弁ＳＶ４を開口制御して貯液槽１２への大気の導入を許容させると共に、「予め規定された第５の時間（一例として、後述する時間Ｔ７）」に亘って電磁弁ＳＶ２を開口制御して貯液槽１２の排出口からの液体の排出を許容させる処理を「第３の処理」として実行する。

この場合、上記の「第３の条件」としては、一例として、「第２の処理を完了した時点から１秒が経過したとき」との条件が規定される。また、上記の「第４の時間」としては、一例として、１０秒との時間が規定され、上記の「第５の時間」としては、一例として、１０秒との時間が規定される。なお、上記の「第４の時間」および「第５の時間」としては、貯液槽１２内の液体を充分に排出することができる充分に長い時間に規定するのが好ましい。また、制御部１３は、上記の「第３の処理」が完了した後に「予め規定された第１の条件」が満たされたときに、上記の「第１の処理」を再び実行する。

また、本例の吸引システム１では、制御部１３が液面検出センサ１１ａからのセンサ信号を監視することにより、上記の「第１の処理」を完了した状態において、気液分離槽１１内に貯液された液体の量が「予め規定された量」に達したと判別したときにも、上記の「第１の条件」が満たされたとして「第１の処理」を開始する。

次に、吸引システム１による吸引対象からの空気の吸引処理、および気液分離装置３による気液分離処理（液体の分離除去処理）について、添付図面を参照しつつ説明する。

この吸引システム１では、前述したように、操作部のスタートスイッチが操作されて吸引処理および気液分離処理（液体の分離除去処理）の開始を指示されたときに、制御部１３が、真空ポンプ２を制御して空気の吸引を開始させると共に、電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５のすべてを閉塞制御する。この際には、真空ポンプ２によって配管Ｐｂ、気液分離槽１１および配管Ｐａを介して吸引対象から空気が吸引される結果、配管Ｐｂ、気液分離槽１１および配管Ｐａ内が真空状態となる（吸引対象への真空圧の供給）。また、吸引対象において空気と共に液体（冷却水、冷却油および大気中の水分などの各種液体）が吸引されて、液体が混合された空気が配管Ｐａ内に吸引されたときには、この空気が気液分離槽１１内を通過させられる際に、空気中に含まれている液体が分離されて気液分離槽１１内に滴り落ちる。これにより、液体が含まれていない空気が真空ポンプ２に吸引される結果、真空ポンプ２の作動不良や故障が回避される。

一方、図２に示すように、制御部１３は、スタートスイッチが操作された時点ｔ０からの経過時間Ｔ１が１０分に達した時点ｔ１に「第１の条件」が満たされたと判別して電磁弁ＳＶ５を開口制御する。この際には、貯液槽１２内の空気（大気）が配管Ｐ５を介して配管Ｐａに向かって吸引される結果、貯液槽１２内が配管Ｐａ内と同程度の真空圧、すなわち、気液分離槽１１内と同程度の真空圧となる。また、時点ｔ１からの経過時間Ｔ２（第１の時間）が１０秒に達した時点ｔ２において、制御部１３は、電磁弁ＳＶ５を閉塞制御する。これにより、「第１の処理」が完了し、貯液槽１２内が高真空状態に維持される。なお、上記の電磁弁ＳＶ５の閉塞制御については、「第２の処理」を開始する以前に行えばよく、上記の経過時間Ｔ２を１０秒よりも長く規定することもできる。

一方、制御部１３は、上記の「第１の処理」を完了した時点ｔ２からの経過時間Ｔ３が１秒に達した時点ｔ３において「第２の条件」が満たされたと判別して、電磁弁ＳＶ３を開口制御する。この際には、配管Ｐ３を介して気液分離槽１１内に大気が導入される結果、気液分離槽１１内の真空圧が僅かに低下する（真空破壊される）。この結果、気液分離槽１１内の真空圧が貯液槽１２内の真空圧よりも低い状態となる。

また、電磁弁ＳＶ３を開口制御してからの経過時間Ｔ４が１．０秒に達した時点ｔ４において、制御部１３は、電磁弁ＳＶ３を閉塞制御すると共に、電磁弁ＳＶ１を開口制御する。この際には、上記したように気液分離槽１１内の真空圧が貯液槽１２内の真空圧よりも僅かに低い状態、言い換えれば、貯液槽１２内の真空圧が気液分離槽１１内の真空圧よりも高い状態となっているため、真空圧が低い気液分離槽１１から真空圧が高い貯液槽１２に向かって気液分離槽１１内の液体が配管Ｐ１（電磁弁ＳＶ１）を介して貯液槽１２内にスムーズに移送される。また、前述したように、本例の吸引システム１では、貯液槽１２が気液分離槽１１よりも下方に位置するように設置されているため、高所に位置する気液分離槽１１内の液体が低所に位置する貯液槽１２に向かって一層スムーズに移送される。さらに、電磁弁ＳＶ１を開口制御した時点ｔ４からの経過時間Ｔ５が１０秒に達した時点ｔ５において、制御部１３は、電磁弁ＳＶ１を閉塞制御する。これにより、「第２の処理」が完了し、気液分離槽１１から貯液槽１２への液体の移送が完了する。

なお、上記の例では、電磁弁ＳＶ３を閉塞制御するのと同時に電磁弁ＳＶ１を開口制御しているが、「第２の処理」において電磁弁ＳＶ３を閉塞制御するタイミングと電磁弁ＳＶ１を開口制御するタイミングとは、同時に限定されない。具体的には、電磁弁ＳＶ３を閉塞制御した後に極く僅かな時間が経過した時点において電磁弁ＳＶ１を開口制御したり、電磁弁ＳＶ３を閉塞制御するのに先立って電磁弁ＳＶ１を開口制御し、その後に電磁弁ＳＶ３を閉塞制御したりすることもできる。

この場合、上記のような開口制御および閉塞制御を行うときには、電磁弁ＳＶ３を開口させてから閉塞させるまでの時間（すなわち、電磁弁ＳＶ３を開口制御している時間）を「第２の時間」とし、かつ、電磁弁ＳＶ１を開口させてから閉塞させるまでの時間（すなわち、電磁弁ＳＶ１を開口制御している時間）を「第３の時間」とする。なお、電磁弁ＳＶ３の閉塞制御の後に電磁弁ＳＶ１を開口制御する場合には、電磁弁ＳＶ１の開口に先立って真空ポンプ２による空気の吸引によって気液分離槽１１の真空圧が常態の真空圧（高い真空圧）に復帰する以前に電磁弁ＳＶ１を開口する必要がある。また、電磁弁ＳＶ１の開口制御の後に電磁弁ＳＶ３を閉塞制御する場合には、配管Ｐ３（電磁弁ＳＶ３）から大量の空気（大気）が気液分離槽１１内に吸引されて気液分離槽１１内の真空圧が過度に低下するのを回避する必要がある。

また、上記の例とは相違するが、本例の吸引システム１（気液分離装置３）では、気液分離処理の開始時点から１０分が経過する以前に、気液分離槽１１に配設されている液面検出センサ１１ａからセンサ信号が出力されたとき（すなわち、気液分離槽１１内に規定量の液体が貯液されたとき）に、制御部１３は、「第１の条件」が満たされたと判別して、上記の「第１の処理」を開始し、続いて、上記の「第２の処理」を実行する。これにより、この吸引システム１では、気液分離槽１１内に貯液された液体が貯液槽１２内に移送されることなく気液分離槽１１内に規定量を大幅に超える液体が継続して貯液される事態が回避される。

一方、制御部１３は、上記の「第２の処理」を完了した時点ｔ５からの経過時間Ｔ６が１秒に達した時点ｔ６に「第３の条件」が満たされたと判別して、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を開口制御する。この際には、電磁弁ＳＶ４の開口制御に伴い、配管Ｐ４，Ｐ１を介して貯液槽１２内に大気が吸引されることで貯液槽１２内が大気圧になると共に、電磁弁ＳＶ２の開口制御に伴い、貯液槽１２内に貯液されている液体が配管Ｐ２を介して装置の外部に排水される。また、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を開口制御した時点ｔ６からの経過時間Ｔ７（第４の時間、および第５の時間）が１０秒に達した時点ｔ７において、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を閉塞制御する。これにより、「第３の処理」が完了し、貯液槽１２内からの液体の排出が完了する。

なお、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を開口制御するタイミングや、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を閉塞制御するタイミングは、上記の例のような「同時」に限定されない。具体的には、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を開口制御するタイミングについては、電磁弁ＳＶ４の開口制御に先立って電磁弁ＳＶ２を開口制御したり、電磁弁ＳＶ４の開口制御の後に電磁弁ＳＶ２を開口制御したりすることもできる。また、電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２を閉塞制御するタイミングについては、電磁弁ＳＶ２の閉塞制御に先立って電磁弁ＳＶ４を閉塞制御したり、電磁弁ＳＶ２の閉塞制御の後に電磁弁ＳＶ４を閉塞制御したりすることもできる。

また、制御部１３は、上記の「第３の処理」が完了した時点ｔ７からの経過時間Ｔ８が１０分に達した時点ｔ１ａ（または、液面検出センサ１１ａからセンサ信号が出力された時点）において、前述した時点ｔ１の到来時と同様にして、時点ｔ２ａまで「第１の処理」を実行する。これにより、貯液槽１２内が再び高真空状態となり、時点ｔ３ａから時点ｔ５ａまで実行される「第２の処理」において（具体的には、時点ｔ４ａ〜時点ｔ５ａの間に）気液分離槽１１内から貯液槽１２内に液体をスムーズに移動させることが可能な状態となる。この後、制御部１３は、上記の「第２の処理」以降の各処理を繰り返して実行する。これにより、吸引対象から真空ポンプ２に吸引される空気に含まれる液体が気液分離装置３によって好適に除去される。

このように、この気液分離装置３では、各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５が閉塞されている状態において「第１の条件」が満たされたときに、制御部１３が、「第１の時間」に亘って電磁弁ＳＶ５を開口制御することで貯液槽１２内の大気を真空ポンプ２に向かって吸引させて貯液槽１２内を真空状態とする「第１の処理」と、「第２の条件」が満たされたときに充分に短い「第２の時間」に亘って電磁弁ＳＶ３を開口制御することで気液分離槽１１内に大気を導入させて気液分離槽１１内の真空圧を低下させ、かつ「第３の時間」に亘って電磁弁ＳＶ１を開口制御することで気液分離槽１１から貯液槽１２に液体を流入させる「第２の処理」とを繰り返して実行する。また、この吸引システム１では、上記の気液分離装置３と真空ポンプ２とを備えて気体から液体を分離させて除去しつつ吸引対象から気体を吸引可能に構成されている。

したがって、この気液分離装置３、および吸引システム１によれば、電磁弁ＳＶ３から気液分離槽１１への大気の導入によって気液分離槽１１内の真空圧を貯液槽１２内の真空圧よりも低下させることで真空圧が低い気液分離槽１１から真空圧が高い貯液槽１２に向かって気液分離槽１１内の液体を確実に移送させることができるため、貯液槽１２内の真空圧を短時間で上昇させるために従来のワーク吸着装置のような大容量の大きなバッファタンクを備える必要がなくなる結果、気液分離装置３を小型化することができると共に気液分離槽内の液体を気液分離槽から貯液槽に確実かつスムーズに移送することができる。

また、この気液分離装置３では、制御部１３が、「第２の処理」において電磁弁ＳＶ１の開口制御に先立って電磁弁ＳＶ３を開口制御することにより、電磁弁ＳＶ１を開口制御したときに、気液分離槽１１内の真空圧が貯液槽１２内の真空圧よりも確実に低くなっているため、気液分離槽１１内の液体を貯液槽１２に向かって一層スムーズに移送させることができる。

さらに、この気液分離装置３および吸引システム１によれば、「第２の処理」の完了後に「第３の条件」が満たされたときに、制御部１３が、「第４の時間」に亘って電磁弁ＳＶ４を開口制御して貯液槽１２への大気の導入を許容させると共に「第５の時間」に亘って電磁弁ＳＶ２を開口制御して貯液槽１２の排出口からの液体の排出を許容させる「第３の処理」を「第１の処理」に先立って実行することにより、「第２の処理」によって気液分離槽１１から貯液槽１２内に移送した液体が「第３の処理」によって貯液槽１２から周期的に排出されるため、ある程度小さい容量の貯液槽１２を用いたとしても次の「第２の処理」において気液分離槽１１内の液体を貯液槽１２内に確実に移送することができる結果、気液分離装置３（吸引システム１）を一層小型化することができる。

また、この気液分離装置３および吸引システム１によれば、制御部１３が、液面検出センサ１１ａからのセンサ信号に基づいて気体から分離されて気液分離槽１１内に貯液された液体の量が規定量に達したと判別したときに、「第１の条件」が満たされたとして「第１の処理」を開始することにより、気液分離槽１１内の液体を貯液槽１２に移送させる前に気液分離槽１１内に過度に大量の液体が貯液されて、この液体が配管Ｐｂを介して真空ポンプ２に吸引される事態を好適に回避することができる。これにより、例えば、真空ポンプ２としてドライ式の「吸引装置」を採用した場合に、真空ポンプ２が故障したり動作不良を招いたりする事態を好適に回避することができる。

なお、「気液分離装置」および「吸引システム」の構成は、上記の気液分離装置３および吸引システム１の構成の例に限定されない。例えば、貯液槽１２が気液分離槽１１よりも下方に位置するように設置した構成の吸引システム１を例に挙げて説明したが、気液分離槽１１よりも貯液槽１２を僅かに高い位置に設置することもできる。このような構成を採用した「気液分離装置」および「吸引システム」（図示せず）においても、前述した気液分離装置３および吸引システム１と同様にして、電磁弁ＳＶ１を開口制御した際に、真空圧が低い気液分離槽１１から真空圧が高い貯液槽１２に向かって気液分離槽１１内の液体が移送される。したがって、気液分離槽１１よりも貯液槽１２が僅かに高い位置に設置されていたとしても、気液分離槽１１と貯液槽１２との間に生じている差圧によって液体がスムーズに移送されるため、気液分離槽１１に対する貯液槽１２の設置位置（気液分離槽１１に対する貯液槽１２の高さ）などの設計上の制限がなくなる分だけ、一層小型化を図ることが可能となる。

また、従来のワーク吸着装置におけるバッファタンクに相当する要素（吸引対象から空気を吸引するための配管内等の真空圧が短時間で大きく変動して空気の吸引量が大きく変動するのを回避するための要素）を設けることなく構成した気液分離装置３および吸引システム１を例に挙げて説明したが、上記の配管Ｐａ，Ｐｂの少なくとも一方にバッファタンクを接続することもできる（図示せず）。このような構成を採用する場合においても、貯液槽１２内の空気を吸引するためにバッファタンクの容量を大容量とする必要がないため、吸引対象からの空気の吸引量（吸引対象における真空圧）の大きな変動を回避し得る必要最低限の容量のバッファタンクを配設するだけで済む結果、「気液分離装置」および「吸引システム」が大型化する事態を回避することができる。

さらに、例えば、「第４の配管」としての配管Ｐ５を「第１の配管」としての「配管Ｐａ」に接続して貯液槽１２を配管Ｐａに連通させる構成を例に挙げて説明したが、「少なくとも１つ」は「第１の配管」に限定されず、「第２の配管」としての配管Ｐｂや気液分離槽１１に配管Ｐ５を接続する構成（図示せず）を採用することもできる。この場合、気液分離槽１１から貯液槽１２内に移送した液体の一部が、「第４の配管」から「第２の配管」を介して真空ポンプ２（吸引装置）に吸引される事態が生じるのを回避するために、上記の「少なくとも１つ」については、「第１の配管」または「気液分離槽」のいずれかを採用するのが好ましい。また、配管Ｐ５を、配管Ｐ２を介して貯液槽１２に接続した例について説明したが、配管Ｐ５を貯液槽１２に対して直接接続する構成（図示せず）を採用することもできる。さらに、配管Ｐ４を、配管Ｐ１を介して貯液槽１２に接続した例について説明したが、配管Ｐ４を貯液槽１２に対して直接接続する構成（図示せず）を採用することもできる。

また、「気液分離処理の開始時点から１０分が経過したとき」との条件、「第３の処理を完了した時点から１０分が経過したとき」との条件、および「気液分離槽１１内に貯液された液体の量が予め規定された量に達したと判別したとき（液面検出センサ１１ａからセンサ信号が出力されたとき」との条件を「第１の条件」として「第１の処理」を実行する例について説明したが、このような構成に代えて、「気液分離処理の開始時点から１０分が経過したとき」との条件、および「第３の処理を完了した時点から１０分が経過したとき」との条件だけを「第１の条件」として「第１の処理」を実行する構成や、「気液分離槽１１内に貯液された液体の量が予め規定された量に達したと判別したとき」との条件との条件だけを「第１の条件」として「第１の処理」を実行する構成を採用することもできる。

さらに、制御部１３が、「第１の処理」、「第２の処理」および「第３の処理」をこの順で繰り返して実行する構成を例に挙げて説明したが、「気液分離装置」および「吸引システム」の構成はこれに限定されない。例えば、「貯液槽」の容量をある程度大容量とすることが可能であれば、「第１の処理」および「第２の処理」を複数回（例えば２回）実行した後に「第３の処理」を実行する構成を採用することができる。また、「第３の処理」については、「制御部」が実行せずに、上記の例における電磁弁ＳＶ４，ＳＶ２に代わる手動操作の「開閉弁」（図示せず）を利用者が任意のタイミングで開口または閉塞することで貯液槽１２内の液体を排出する構成を採用することもできる。加えて、制御部１３が真空ポンプ２および気液分離装置３の各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５を制御する構成を例に挙げて説明したが、気液分離装置３の各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ５の開閉を制御する「制御部」を、真空ポンプ２の動作を制御する「制御部」とは別個に設けることもできる。

１ 吸引システム
２ 真空ポンプ
３ 気液分離装置
１１ 気液分離槽
１１ａ 液面検出センサ
１２ 貯液槽
１３ 制御部
Ｐ１〜Ｐ５，Ｐａ，Ｐｂ 配管
ＳＶ１〜ＳＶ５ 電磁弁
ｔ０，ｔ１・・ 時点
Ｔ１，Ｔ２・・ 経過時間

Claims (5)

1. 吸引装置によって気体を吸引する吸引対象と当該吸引装置との間に配設されて当該吸引対象から当該吸引装置に吸引される当該気体に含まれている液体を分離させて除去する気液分離装置であって、
   前記吸引対象から前記吸引装置に吸引される前記気体が通過可能に第１の配管を介して当該吸引対象に接続され、かつ第２の配管を介して当該吸引装置に接続された気液分離槽と、
   第３の配管を介して前記気液分離槽に接続されると共に当該気液分離槽において前記気体から分離された前記液体を貯液可能に構成された貯液槽と、
   前記第３の配管に配設されて前記気液分離槽から前記貯液槽への前記液体の流入の許容および規制を実行する第１の開閉弁と、
   前記貯液槽に接続されて当該貯液槽からの前記液体の排出の許容および規制を実行する第２の開閉弁と、
   前記気液分離槽に接続されて当該気液分離槽内への大気の導入の許容および規制を実行する第３の開閉弁と、
   前記貯液槽に接続されて当該貯液槽内への大気の導入の許容および規制を実行する第４の開閉弁と、
   前記第１の配管、前記第２の配管および前記気液分離槽のうちの少なくとも１つと前記貯液槽とを相互に接続する第４の配管に配設されて当該貯液槽内に導入された大気の前記吸引装置に向かっての吸引の許容および規制を実行する第５の開閉弁と、
   前記第１の開閉弁の開閉動作、前記第３の開閉弁の開閉動作、および前記第５の開閉弁の開閉動作を少なくとも制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記各開閉弁が閉塞されている状態において予め規定された第１の条件が満たされたときに予め規定された第１の時間に亘って前記第５の開閉弁を開口制御することで前記貯液槽内の大気を前記吸引装置に向かって吸引させて当該貯液槽内を真空状態とする第１の処理と、予め規定された第２の条件が満たされたときに予め規定された第２の時間に亘って前記第３の開閉弁を開口制御することで前記気液分離槽内に大気を導入させて当該気液分離槽内の真空圧を低下させ、かつ予め規定された第３の時間に亘って前記第１の開閉弁を開口制御することで前記気液分離槽から前記貯液槽に前記液体を流入させる第２の処理とを繰り返して実行する気液分離装置。
2. 前記制御部は、前記第２の処理において前記第１の開閉弁の開口制御に先立って前記第３の開閉弁を開口制御する請求項１記載の気液分離装置。
3. 前記制御部は、前記第２の開閉弁の開閉動作、および前記第４の開閉弁の開閉動作を制御可能に構成されると共に、前記第２の処理の完了後に予め規定された第３の条件が満たされたときに、予め規定された第４の時間に亘って前記第４の開閉弁を開口制御して前記貯液槽への大気の導入を許容させると共に予め規定された第５の時間に亘って前記第２の開閉弁を開口制御して前記排出口からの前記液体の排出を許容させる第３の処理を前記第１の処理に先立って実行する請求項１または２記載の気液分離装置。
4. 前記気液分離槽内に貯液された前記液体の量を検出する貯液量検出センサを備え、
   前記制御部は、前記貯液量検出センサからのセンサ信号に基づいて前記気体から分離されて前記気液分離槽内に貯液された前記液体の量が予め規定された量に達したと判別したときに、前記第１の条件が満たされたとして前記第１の処理を開始する請求項１から３のいずれかに記載の気液分離装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の気液分離装置と前記吸引装置とを備えて前記気体から前記液体を分離させて除去しつつ前記吸引対象から当該気体を吸引可能に構成されている吸引システム。

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