JPH03217665A - 高圧ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸込口から吸い込まれた液体を加圧して吐出
口から吐出する高圧ポンプに関し、特に、半導体製造設
備におけるジェットスクラバとして好適に用いられる高
圧ポンプに関する。

「従来の技術コ 第２図は従来の高圧ポンプを示しており、全体を符号１
により示された高圧ポンプは、プランジャ２がエア作動
部によりポンプ室Ｃを圧縮して、ポンプ室内部の液体を
吐出するように構成されている。

第２図において、エアシリンダ３内に配置されたエアピ
ストン４は、作動エアポート５から供給される作動エア
ａにより第２図中左方向へ摺動し、作動エアポート６か
ら供給される作動エアｂにより第２図中右方向へ摺動す
る。そしてエアピストン４の左右方向の摺動に従って、
該ピストンに直結されたプランジャ２もウォータシリン
ダ７の内部で左右に摺動する。

作動エアポート５から作動エアａが供給されてプランジ
ャ２が左方向へ移動すると、ウォータシリンダ７および
ウォータシリンダヘッド８によって画定されたポンプ室
Ｃの容積が減少し、容積が減少した分だけポンプ室内部
が加圧され、吸込側チェツキ弁９が閉じ且つ吐出側チェ
ツキ弁１０が開き、ポンプ室Ｃの液体が吐出口ｅより吐
出される（吐出行程）。ここで、ポンプ室Ｃ内の液体が
漏洩することを防止するため、ウォータシリンダ７の内
面とプランジャ２との間にはシール１１か介装されてい
る。

一方、吸込工程に際しては、作動エアポート６より作動
エアｂが供給されてプランジャ２が右方向に移動する。

そして、吸込側チェッキ弁９が開き且つ吐出側チェッキ
弁１０が閉じ、吸込口ｄを介して液体がポンプ室Ｃ内に
吸込まれるのである。

この様な動作を繰り返すことにより、第２図で示すよう
な高圧ボンプ１は、低圧の吸込液を所定の圧力まで昇圧
して吐出する。なお第２図は、エアピストン４とプラン
ジャ２が右端のエアフランジ１２へ接しており、図示し
ない制御手段からの吐出指令を待っている待機行程にあ
る状態を示している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第２図で示すような高圧ポンプでは、プランジ
ャ２が摺動する際にシール１１との摩擦或いは磨耗によ
り微小な磨耗粉が発生し、この磨耗粉が吐出液に含有さ
れててしまうという問題があった。特に、高圧ボンプ１
が半導体製造設備のジェットスクラバに用いられる場合
には、微小な磨耗粉が半導体基盤上に吹き付けられて異
物として付着し、該基盤から製造される半導体製品の歩
留まりに悪影響を与えてしまう。

また、第３図で示すように、この様な磨耗粉がダスト１
５としてシール１１の背面（裏面：符号１４側）に回り
込んで溜まってしまうと、シール材（リップ）１６に食
い込んでシール性能を劣化させる恐れがある。或いは、
流体側（符号１７側）に溜まったダスト１８がシール手
段のリップ１６とプランジャ２との間を通過してポンプ
室Ｃ内に侵入して、吐出液中の異物となってしまうとい
う不都合がある。

本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案された
もので、吐出液中に上記磨耗粉が混入することを防止出
来る高圧ポンプの提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の高圧ポンプは、エアシリンダ内部を摺動するエ
アピストンと、該エアピストンに直結されたプランジャ
と、その内部にポンプ室を形成するウォータシリンダと
を含む高圧ポンプにおいて、ポンプ吸込口から吸い込ま
れた液体の一部を高圧シールの背面に導入する洗浄水ラ
インと、ポンプの吸込行程及び待機行程中にポンプ室外
へ液体を排出するオーバーフローラインと、ポンプ吐出
行程で吐出するべき液体の一部をポンプ外へ排出するス
ピルバックラインとを設けている。

本発明の実施に際して、前記洗浄水ライン、オーバーフ
ローライン、スピルバックラインはいずれもポンプ外部
に連通しており、そして各ラインを流れる液体の流量を
調節するためのオリフィスを介装しているのか好ましい
。

［作動］ 上記したような構成を有する本発明によれば、吸込液体
の一部を洗浄水ラインによって高圧シールの背面に洗浄
水として流入せしめ、該洗浄水によりシール背面（裏面
）に溜まった磨耗粉を洗浄してポンプ外部へ排出してい
る。

また、ポンプに吸い込まれた液体はポンプ室内を攪拌し
て、プランジャ表面に付着した磨耗粉やシール背面から
ポンプ室に侵入した磨耗粉は該ポンプ室内の液体中で浮
遊した状態となるが、本発明によればポンプの吸込行程
及び待機行程中にオーバーフローラインによってポンプ
室内へ液体が供給され、余剰分の液体がポンプ外部へ排
出される様に構成されている。その結果、液体中に浮遊
する磨耗粉は余剰分の液体と共にポンプ外部へ排出され
、吐出液中に磨耗粉が混入することが防止される。

さらに、ポンプの吐出行程に際して、吐出するべき液体
の一部をポンプ外へ排出するスピルバックラインを設け
且つ該ラインのボートを高圧シール近傍に形成すること
により、高圧シールで発生した磨耗粉は吐出口へ向かう
以前に該スピルバックラインのボートへ向かって流れ、
吐出液に混入することが防止されるのである。換言する
と、前記プランジャとウォータシリンダ（の内側に設け
られたスリーブ）との間の隙間に存在する液体はいずれ
の行程においても常に吐出口の反対側へ流れるので、シ
ールで発生した磨耗粉が吐出口に向かうことは無い。

従って、本発明によれば吐出液中には磨耗粉が混入せず
、半導体製造設備のジェットスクラバに本発明の高圧ポ
ンプを用いれば半導体製品の歩留まりを向上させること
が出来る。

［実施例］ 以下、第１図を参照して本発明の一実施例について説明
する。なお、第１図において、第２図と同一の部材には
同一の符号を付して重複説明を省略する。

第１図において全体を符号２０で示す本発明の高圧ポン
プにおいて、吸込行程及び吐出行程を行うための部材は
、第２図の高圧ボンプ１の場合と略々同一である。しか
し、ボンプ２０の高圧シール１１の近傍でその裏側（ポ
ンプ室から遠い側：第１図中右側）には洗浄用シール部
材２２が設けられている。そして、該シール部材２２を
収容するパッキンケース２４には洗浄水入口ｆと洗浄水
出口ｇとが設けられており、洗浄水入口ｆは洗浄水ライ
ン２６により吸込口ｄと連通している。なお、洗浄水出
口ｇの下流側にはシール洗浄水の流量を適当に調節する
ためにオリフィス２８が設けられている。

また、高圧シール１１を収容するパッキンケース３０に
はオーバーフロー出口ｈが設けられ、オーバーフロー出
口ｈはオーバーフローライン３２によりポンプ２０の外
部に接続している。そして、オーバーフローライン３２
にはオーバーフローバルブ３４及びオリフィス３６が介
装されている。

コノオーバーフローバルブ３４は図示しない制御手段に
よりポンプ２０の吐出行程中に閉鎖し、吸込行程及び待
機行程中は開放するように制御される。一方、オリフィ
ス３６は、オーバーフローライン３２を介して外部へ排
出される液体（オーバーフロー液）の流量を調節するた
めに設けられている。

高圧シール１１を収容するパッキンケース３０には、さ
らに、スビルバック出口ｉが形成されており、この出口
ｉはスピルバックライン３８を介してポンプ２０の外部
に連通している。ここで、スピルバックライン３８を流
れる流体の流量を調節するため、ライン３８にはオリフ
ィス４０が介装されている。

次に、この高圧ポンプ２０の作動を説明する。

ポンプ２０の吸込行程に際しては、先ず、作動エアポー
ト６から作動エアｂを導入する。その結果、エアピスト
ン４及びプランジャ２が第１図中右方向へ移動し、吸込
口ｄから液体がポンプ室Ｃに流入する。エアピストン４
及びプランジャ２が所定量だけ移動してエアフランジ１
２へ当接すると、図示しない制御手段から吐出信号が発
信されるまで待機行程となり、ポンプ室Ｃの容積は変動
しない。

ここで、吸込口ｄから洗浄水ライン２６を介して高圧シ
ール１１の背面側（第２図中右側）の洗浄水入口ｆに液
体が供給され、高圧シール１１のリップ１６裏側に溜ま
った磨耗粉或いはダスト１５（第３図）を洗浄して洗浄
水出口ｇを介してポンプ２０の外部へ排出する。

また、待機行程においても、吸込側チェッキ弁９は開放
しており且つオーバーフローライン３２に介装されたオ
ーバーフローバルブ３４も開放しているので、ポンプ室
Ｃ内には連続して少量の液体が供給され続け、オーバー
フロー出口ｈから外部へ排出される。そして、排出され
続ける少量の液体と共に、ポンプ室Ｃの液体内に浮遊し
ている磨耗粉がオーバーフロー出口ｈから外部へ排出さ
れるのである。その結果、ポンプ室Ｃの液体内に浮遊し
ている磨耗粉が時間の経過と共に減少する。

吐出行程に際しては作動エアポート５から作動エアａを
導入し、エアピストン４及びプランジャ２を第１図中左
方向へ移動せしめる。すると、吸込側チェッキ弁９が閉
じ、吐出側チェツキ弁１０が開放してポンプ室Ｃの液体
か吐出口ｅか，ら吐き出される。ここで、高圧シール１
１近傍にはスピルバック出口ｌが開口しているのでシー
ル１１で発生した磨耗粉はスピルバック出口１１スピル
バックライン３８、オリフィス４０を介してポンプ外部
へ排出され、ポンプ吐出液には殆ど含有されない。

この高圧ポンプは吸込側の圧力が充分に高いことが前提
となっており、純水或いは洗浄水ラインの圧力は１〜２
　Ｋｇ　ｆ　／　ｃｍ２である。

なお図示はされていないが、本発明の実施例として、オ
ーバーフローライン及びスピルバックラインを流れる洗
浄水を再利用するように配管することが可能である。こ
の様に配管すると、洗浄水として高価な純水を用いた場
合に、その消費量を節約することが出来る。

［発明の効果］ 本発明の効果を以下に列挙する。

（１）　高圧シールのリップ裏側に溜まった磨耗粉をポ
ンプ外へ排出することが出来る。

（２）　待機行程において、ポンプ室内の液体中に浮遊
する磨耗粉をオーバーフロー液と共にポンプ外へ排出す
ることが出来る。

（３）　吐出行程において、高圧シールで発生した磨耗
粉をスピルバック、スピルバックラインを介してポンプ
外へ排出し、ポンプの吐出液中に混入しないようにする
ことが出来る。

（４）　ポンプの吐出液中に混入する磨耗粉等の各種ダ
ストの量を極めて減少することが出来る。

（５）　半導体製造設備のジェットスクラバに使用して
半導体製品の歩留まりを向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面正面図、第２図は
従来技術の断面正面図、第３図は第２図の従来技術の高
圧シールの部分拡大図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エアシリンダ内部を摺動するエアピストンと、該エアピ
   ストンに直結されたプランジャと、その内部にポンプ室
   を形成するウォータシリンダとを含む高圧ポンプにおい
   て、ポンプ吸込口から吸い込まれた液体の一部を高圧シ
   ールの背面に導入する洗浄水ラインと、ポンプの吸込行
   程及び待機行程中にポンプ室外へ液体を排出するオーバ
   ーフローラインと、ポンプ吐出行程で吐出するべき液体
   の一部をポンプ外へ排出するスピルバックラインとを設
   けたことを特徴とする高圧ポンプ。