JPH09267900A

JPH09267900A - 液体定量圧送装置及び液体定量圧送方法

Info

Publication number: JPH09267900A
Application number: JP8080159A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Ariizumi; 諒三有泉; Masayuki Tsunoda; 政幸角田
Original assignee: Fujikura Rubber Ltd
Current assignee: Fujikura Composites Inc
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-14
Also published as: TW342432B

Abstract

(57)【要約】【目的】液体保持容器内の液面レベルが下降しても、
吐出量を一定に保持でき、かつ液中にマイクロバブルが
混入しない液体定量圧送装置を得る。【構成】液体吐出ノズルを備えた非気泡発生室と、気
泡発生室とを備え、密閉可能な液体保持容器；この密閉
保持容器の気泡発生室に導かれ、その噴出口が該気泡発
生室内の液面内に開口する気体噴出パイプ；この気泡発
生室と非気泡発生室とを、気体噴出パイプの気体噴出口
より下方において連通させる液体通路と、該液体保持容
器内の液面レベルより上方において連通させる気体通
路；及びこの気体噴出パイプに、一定圧の気体を供給す
る加圧気体供給手段；を備え、液体保持容器内の液面レ
ベルが、気体噴出パイプの噴出口の高さ位置より高い状
態で使用する液体定量圧送装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、液体を保持した液体保持容器内
に気体圧力を作用させて液体を圧送する方法及び装置に
関し、特に液面レベルが変動しても、常に一定の吐出量
が得られる方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】

【０００３】図９は、液体保持容器内に気体圧力を作用
させて液体を圧送する従来装置を示す。この装置は、液
噴出ノズル１を有する液体保持容器２内に、液体からな
る塗料３を充填した後、蓋４で密閉し、液面に、加圧空
気源５、開閉弁６、及び加圧空気パイプ７を介して一定
の加圧圧力を作用させ、ノズル１から塗料３を噴出させ
て被塗装面８を塗装する装置である。この装置は、容器
２内の塗料３が消費されて液面３Ｈが下降していくと、
水頭Ｈが変化するため、ノズル１から噴出される塗料の
単位時間当りの吐出量が変化し、均一な塗面が得られな
い。この問題は、液体保持容器２内の液面レベルを常に
一定に保持すれば、解決する。本出願人は、この目的で
一定液面保持装置を出願した（特願平７−１１４９７７
号、同７−１６９０６４号）。

【０００４】本出願人はさらに、液面レベルを一定に保
持するという発想から離れ、液面レベルが下降していっ
ても、ノズルからの吐出量を常に一定に保持することが
できる方法及び装置を出願した（特願平８−１２３１２
号）。この方法は、液体吐出ノズルを備えた液体保持容
器と、この液体保持容器内の一定高さ位置に噴出口が開
口する気体噴出パイプとを備えた装置を用いて液体を液
体吐出ノズルから圧送する方法であって、液体保持容器
内に、気体噴出口の高さ位置より液面レベルが高くなる
迄液体を充填するステップ；該液体保持容器を密閉する
ステップ；及び液面レベルが気体噴出口の高さ位置より
高い状態において、気体噴出パイプの噴出口から、一定
圧の気体を噴出させて、上記液体吐出ノズルから液体を
噴出するステップ；を含むことを特徴としている。この
出願発明のキーは、『液面レベルが気体噴出口の高さ位
置より高い状態において』使用する点である。この条件
が満足される限り、気体噴出パイプの噴出口から一定圧
の気体を噴出させて液体吐出ノズルから液体を吐出させ
ると、その吐出量は、液面レベルが下降しても一定とな
る。

【０００５】ところが、この装置には、用途によって次
の問題点があることが判明した。すなわち、気体噴出パ
イプの噴出口から噴出する気体が液中に放出されるた
め、その際に生じるバブルがマイクロバブルとなって液
中に存在することである。マイクロバルブは、例えば半
導体の製造現場におけるフォトレジストの定量供給に本
装置を適用した場合、そのマイクロバブルがつぶれる際
にレジスト表面に微細な凹凸を生じさせる。

【０００６】

【発明の目的】本発明は従って、液面レベルが下降して
いっても、ノズルからの吐出量を常に一定に保持するこ
とができる装置及び方法であって、さらに液中にマイク
ロバブルが混入しない装置及び方法を得ることを目的と
する。

【０００７】

【発明の概要】本発明は、液体吐出ノズルを備えた非気
泡発生室と、気泡発生室とを備え、密閉可能な液体保持
容器；この密閉保持容器の気泡発生室に導かれ、その噴
出口が該気泡発生室内の液面下に開口する気体噴出パイ
プ；この気泡発生室と非気泡発生室とを、気体噴出パイ
プの気体噴出口より下方において連通させる液体通路
と、該液体保持容器内の液面レベルより上方において連
通させる気体通路；及びこの気体噴出パイプに、一定圧
の気体を供給する加圧気体供給手段；を備え、液体保持
容器内の液面レベルが、気体噴出パイプの噴出口の高さ
位置より高い状態で使用することを特徴としている。

【０００８】気泡発生室と非気泡発生室は、例えば、液
体保持容器内に設けた気泡発生室画成パイプや隔壁によ
って画成することができる。気泡発生室画成パイプの場
合、その下端開口部が液体通路を構成し、気体通路は気
泡発生室画成パイプに穿設する。また気泡発生室画成パ
イプは、少なくともその下端開口部を、液中のマイクロ
バブルを除去するフィルタから構成することによって、
より確実にマイクロバブルを除去することができる。隔
壁の場合には、液体保持容器内でのその上下の開放端部
がそれぞれ気体通路と液体通路を構成する。さらに、気
泡発生室と非気泡発生室を別の容器として構成し、パイ
プ体からなる液体通路及び気体通路によって連通させて
もよい。

【０００９】パイプ体からなる液体通路には、液中のマ
イクロバブルを除去するフィルタを設けることが好まし
い。非気泡発生室と液体吐出ノズルとの間には、リザー
バタンクを設けることができる。このリザーバタンク
は、液体保持容器より上方に配置し、その高さの差に対
応した加圧気体を気体噴出パイプに供給することによ
り、非気泡発生室（液体保持容器）を大型にし、リザー
バタンクと液体吐出ノズルとの設置位置を選ばずに、定
量吐出装置を構成できる。さらに一つの液体保持容器に
対し、リザーバタンクと液体吐出ノズルとを複数接続す
ることが容易になる。

【００１０】本発明は、方法の態様で表現すると、液体
吐出ノズルを備えた液体保持容器内に、該液体保持容器
内の一定高さ位置に噴出口を位置させて気体噴出パイプ
を配置するステップ；液体保持容器を、気体噴出パイプ
が位置する気泡発生屋と、位置しない非気泡発生室とに
分割するステップ；この気泡発生室と非気泡発生室と
を、気体噴出パイプの気体噴出口より下方の液体通路
と、該液体保持容器内の液面レベルより常時上方に位置
する気体通路とによって連通させるステップ；液体保持
容器内に、上記気体噴出口の高さ位置より高く気体通路
より低い液体レベル位置迄液体を充填するステップ；該
液体保持容器を密閉するステップ；及び液面レベルが気
体噴出口の高さ位置より高い状態において、気体噴出パ
イプの噴出口から、一定圧の気体を噴出させて、液体吐
出ノズルから液体を吐出するステップ；を含むことを特
徴としている。

【００１１】上記のリザーバタンクを設ける態様は、気
泡の発生を問題としない場合にも適用可能である。すな
わち、液体保持容器を気泡発生室と非気泡発生室とに分
けない。この態様は、液体吐出ノズルを備えた液体保持
容器；この液体保持容器内に導かれ、その噴出口が該液
体保持容器内の液面下に開口する気体噴出パイプ；液体
保持容器と液体吐出ノズルとの間に、該液体保持容器よ
り上方に位置させて設けたリザーバタンク；及び気体噴
出パイプに、液体保持容器とリザーバタンクの高さの差
に応じて加圧した一定圧の気体を供給する加圧気体供給
手段；を備え、液体保持容器内の液面レベルが、上記気
体噴出パイプの噴出口の高さ位置より高い状態で使用す
ることを特徴とする液体定量圧送装置である。

【００１２】本発明装置はさらに、液面レベルが気体噴
出パイプの噴出口の高さ位置より低くなる前に警告を発
する液面レベル警報器を備えることが好ましい。あるい
は液面レベルが気体噴出パイプの噴出口の高さ位置より
低くなる前に、気体噴出パイプからの加圧気体の噴出を
止め、または液体吐出ノズルを閉じる制御器を備えるこ
とが好ましい。さらに気体噴出パイプには、開閉弁を設
け、液体保持容器には、開閉弁を介して排気パイプを開
口させることが好ましい。なお、本発明の『一定圧の気
体』には、大気圧の空気、あるいは窒素ガスのような不
活性ガスを含む。

【００１３】

【発明の実施形態】以下図示実施形態について本発明を
説明する。図１は、本発明の第一の実施形態を原理的に
示すものである。液体保持容器１１には、その下端開口
部１２に開閉弁１３を介して液体吐出ノズル１４が設け
られている。

【００１４】液体保持容器１１には、該容器を密閉する
蓋体１５が設けられており、この蓋体１５には、気体噴
出パイプ１６と排気パイプ１７が設けられている。気体
噴出パイプ１６は、開閉弁１８とレギュレータ１９を介
して加圧空気源２０に接続されており、排気パイプ１７
には開閉弁２１が設けられている。

【００１５】排気パイプ１７の先端は、液体保持容器１
１内の上部に開口しているのに対し、気体噴出パイプ１
６の先端（下端）の噴出口１６ａは、液体保持容器１１
の下方まで延長されていて、噴出口１６ａより上方に、
十分な液体の保持空間（図の高さｈ）が確保されてい
る。液体保持容器１１には、該容器内の液面レベルが噴
出口１６ａに達する直前に作動する液面検知器２５が設
けられており、この液面検知器２５は、制御器２６を介
して警報器２７に接続されている。制御器２６は、ま
た、液体吐出ノズル１２を開閉する開閉弁１３、または
（および）気体噴出パイプ１６への加圧空気の供給をオ
ンオフする開閉弁１８に接続されている。

【００１６】液体保持容器１１内には、気泡発生室画成
パイプ２８が配設されている。この気泡発生室画成パイ
プ２８は、気体噴出パイプ１６を囲んで、その内側に気
泡発生室１１Ａ、外側に非気泡発生室１１Ｂを画成す
る。この気泡発生室画成パイプ２８の下端開口部２８ａ
は、気泡発生室１１Ａと非気泡発生室１１Ｂを連通させ
る液体通路２９を構成し、上部には、気泡発生室１１Ａ
と非気泡発生室１１Ｂの上部の液体が存在しない部分を
連通させる気体通路３０を構成する連通孔２８ｂが穿設
されている。気泡発生室画成パイプ２８の下端開口部２
８ａの高さ位置は、気体噴出パイプ１６の噴出口１６ａ
の高さ位置よりＨ’だけ低い。

【００１７】本発明装置は、以上の極めて単純な構造か
らなるもので、次のように作動する。蓋体１５を開け
て、液体保持容器１１内に所要液体３１を充填する。充
填液面レベルは、噴出口１６ａの高さ位置より十分高い
位置とする。次に蓋体１５を閉めて開閉弁２１を閉じ、
液体保持容器１１を密閉する。蓋体１５に設けたＯリン
グ１５ａは、密閉を確実にする。このセットが完了した
ら、レギュレータ１９で一定圧とされる加圧空気源２０
からの圧縮空気（または不活性ガス）を開閉弁１８を開
いて液体保持容器１１内に供給する。すると、液体３１
の液面レベル３１ａが噴出口１６ａの高さ位置に達する
迄は、液体吐出ノズル１４から単位時間当り一定量の吐
出量が得られる。その理由は、次の通りである。

【００１８】いま、噴出口１６ａから液体保持容器１１
内に吐出される空気圧力をＰ（一定）とし、液体保持容
器１１内の液面レベル３１ａの上方の空間における空気
圧力をＰ_t 、噴出口１６ａと液面レベル３１ａとの高さ
の差をｈ、液体３１の密度をρとする。すると、噴出口
１６ａの高さ位置での圧力バランスから、次式が成立す
る。Ｐ＝ρ・ｈ＋Ｐ_t ここで、Ｐは一定であるから、液体保持容器１１内の液
体の費消に伴ない、液面レベル３１ａが下降すると、ρ
・ｈの値が小さくなり、それに伴ないＰ_t の値が大きく
なる。つまり、液体保持容器１１内の上部空間の空気圧
力は、液面レベル３１ａが下降する（ｈが小さくなる）
につれて大きくなり、噴出口１６ａの高さ位置における
圧力バランスは、崩れない。このため、液面レベル３１
ａが噴出口１６ａより高い状態で使用すれば、常に一定
の吐出量が得られる。

【００１９】以上の定量吐出の原理は、特願平８−１２
３１２号で説明したものであるが、本発明によると、さ
らに、液体吐出ノズル１４から吐出される液体３１にマ
イクロバブルが混入することがない。すなわち、気体噴
出パイプ１６の噴出口１６ａから供給される圧縮空気は
気泡発生室１１Ａ内に放出され、バブル３１ｂとなって
液中を上昇する。このバブル３１ｂは、連通孔２８ｂ
（気体通路３０）を介して、非気泡発生室１１Ｂと連通
している気泡発生室１１Ａ内の液面の上部に出るため、
両室１１Ａと１１Ｂの上部の圧力は同一に保たれる。つ
まり、バブル３１ｂは、非気泡発生室１１Ｂには至らな
いため、液体吐出ノズル１４から吐出される液体３１に
はマイクロバブルが含まれない。マイクロバブルは、バ
ブル３１ｂが液体３１中を上昇する過程で、液体３１中
に残存するものである。特に、気泡発生室画成パイプ２
８の下端開口部２８ａと気体噴出パイプ１６の噴出口１
６ａとの高さの差Ｈ’に存在する液体３１には、全くバ
ブルが混入するおそれがない。

【００２０】以上の説明から明らかなように、本装置
は、液面レベル３１ａが噴出口１６ａより下がった状態
で使用すると、高さＨが低くなるに従って、図９の従来
装置で説明したのと全く同じ問題が生じる。液面検知器
２５は、このような使用状態が生じないようにするもの
で、液面レベル３１ａが噴出口１６ａの高さ位置に接近
すると、これを検知して制御器２６を介して警報器２７
により警報を発し、液体保持容器１１への液体３１の補
充を促す。あるいはさらに積極的に、制御器２６によ
り、開閉弁１３または（および）開閉弁１８を閉じるこ
とができる。この警報と閉弁は、液面レベル３１ａの異
なるレベルで２段階に行なわせてもよい。開閉弁１３、
１８は、電磁弁から構成するのが実際的である。

【００２１】図２、図３は、液体吐出ノズル１４から吐
出される液体３１へのマイクロバブルの混入をより確実
に防止するための実施例である。図２は、気泡発生室画
成パイプ２８の全体を、液中のマイクロバブルを除去す
るフィルタ材２８Ｆから構成し、かつ下端開口部２８ａ
も同フィルタ材２８Ｆで閉塞している。このフィルタ材
は、液体３１の流通は自由で、マイクロバブルのみを除
去する。図３は、気泡発生室画成パイプ２８の下端部の
みに、同フィルタ材３２を装着した例である。

【００２２】図４は、気泡発生室画成パイプ２８に代え
て、液体保持容器１１内に配設した隔壁３４によって、
気泡発生室１１Ａと非気泡発生室１１Ｂを画成した実施
例である。この隔壁３４は、液体保持容器１１内での上
下の開放端部がそれぞれ気体通路３０と液体通路２９を
構成する。この実施例においても、図１の実施例と同様
の作用を得ることができる。

【００２３】図５、図６は、気泡発生室１１Ａと非気泡
発生室１１Ｂを別の容器３５、３６から構成し、この容
器３５と３６の上部と下部をそれぞれ連通パイプ３７
（気体通路３０）と連通パイプ３８（液体通路２９）で
接続した実施例である。連通パイプ３８には、液中のマ
イクロバブルを除去するフィルタ４０が設けられてい
る。図６の実施例では、気体噴出パイプ１６を複数本設
け、１本あたりの気体吐出量を減らしている。

【００２４】図７は、非気泡発生室１１Ｂと液体吐出ノ
ズル１４との間にリザーバタンク４１を設け、かつこの
リザーバタンク４１を液体保持容器１１より上方に配置
した実施例である。気体噴出パイプ１６から供給する加
圧気体の圧力は、液体保持容器１１とリザーバタンク４
１の高さの差（水頭）を考慮して決定する。この実施例
によると、非気泡発生室１１Ｂ（液体保持容器１１）を
大型にし、リザーバタンク４１と液体吐出ノズル１４の
設置位置を選ばずに、定量吐出装置を構成できる。さら
に一つの液体保持容器１１に対し、リザーバタンク４１
と液体吐出ノズル１４を複数接続することが容易にでき
る。

【００２５】図８は、図７の実施例から隔壁３４を除い
た実施例である。この実施例は、液中に気泡が含まれる
ことを問題としない定量吐出装置として利用できる。い
ずれの実施例も、液体保持容器１１内の液面レベル３１
ａが、気体噴出パイプ１６の噴出口１６ａの高さ位置よ
り高い状態で使用する。

【００２６】以上の実施例では、『一定圧の気体』を液
体保持容器１１に与えるために、加圧空気源２０及びレ
ギュレータ１９を用いたが、特に粘度の低い液体の場合
には、密閉した液体保持容器１１内に大気圧を導いても
以上と同様の作用を得ることができる。この場合には、
気体噴出パイプ１６の上端部を大気に開放しておき、蓋
体１５を閉じた後、開閉弁２１を閉じ、開閉弁１８を開
ければよい。この態様では、密閉容器液体保持容器１１
内の液体３１が費消されるに従い、液面レベル３１ａよ
り上部の密閉容器液体保持容器１１内の圧力は負圧にな
っていき、大気圧の気体が気体噴出パイプ１６の噴出口
１６ａから噴出することになる。また気体噴出パイプ１
６、排気パイプ１７は、蓋体１５に設けることなく、液
体保持容器１１内の固定位置に設けてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液体保持
容器内の液面レベルが下降しても、常に一定の吐出量を
得ることができ、しかもその液中に、マイクロバブルが
混入するのを防止することができる。そして、その構成
は極めて単純であるから、安価な定量圧送（吐出）装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体定量圧送装置の実施例を示
す、液体保持容器を断面として示す系統接続図である。

【図２】本発明の気泡発生室画成パイプ回りの別の実施
例を示す断面図である。

【図３】本発明の気泡発生室画成パイプ回りのさらに別
の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明による液体定量圧送装置の別の実施例を
示す、液体保持容器を断面として示す系統接続図であ
る。

【図５】本発明による液体定量圧送装置の別の実施例を
示す系統接続図である。

【図６】本発明による液体定量圧送装置のさらに別の実
施例を示す系統接続図である。

【図７】本発明による液体定量圧送装置の実施例を示す
系統接続図である。

【図８】本発明による液体定量圧送装置の別の実施例を
示す系統接続図である。

【図９】気体圧力により液体保持容器内の液体を圧送す
る従来装置の例を示す、液体保持容器を断面として示す
系統接続図である。

【符号の説明】

１１液体保持容器１１Ａ気泡発生室１１Ｂ非気泡発生室１４液体吐出ノズル１３１８２１開閉弁１５蓋体１５ａガスケット１６気体噴出パイプ１７排気パイプ１９レギュレータ２０加圧空気源２５液面検知器２６制御器２７警報器２８気泡発生室画成パイプ２９液体通路３０気体通路３１液体３１ａ液面レベル３４隔壁４１リザーバタンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体吐出ノズルを備えた非気泡発生室
と、気泡発生室とを備え、密閉可能な液体保持容器；こ
の密閉保持容器の気泡発生室に導かれ、その噴出口が該
気泡発生室内の液面下に開口する気体噴出パイプ；この
気泡発生室と非気泡発生室とを、気体噴出パイプの気体
噴出口より下方において連通させる液体通路と、該液体
保持容器内の液面レベルより上方において連通させる気
体通路；及びこの気体噴出パイプに、一定圧の気体を供
給する加圧気体供給手段；を備え、上記液体保持容器内の液面レベルが、上記気体噴出パイ
プの噴出口の高さ位置より高い状態で使用することを特
徴とする液体定量圧送装置。
【請求項２】請求項１において、気泡発生室と非気泡
発生室は、液体保持容器内に設けられた、上記気体噴出
パイプを挿入した気泡発生室画成パイプによって画成さ
れている液体定量圧送装置。
【請求項３】請求項２において、気泡発生室画成パイ
プは、少なくともその下端開口部が、液中のマイクロバ
ブルを除去するフィルタからなっている液体定量圧送装
置。
【請求項４】請求項１において、気泡発生室と非気泡
発生室は、液体保持容器内に設けた隔壁によって画成さ
れている液体定量圧送装置。
【請求項５】請求項１において、気泡発生室と非気泡
発生室は、別の容器として構成され、パイプ体からなる
液体通路及び気体通路によって連通している液体定量圧
送装置。
【請求項６】請求項６において、パイプ体からなる液
体通路には、液中のマイクロバブルを除去するフィルタ
が設けられている液体定量圧送装置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項におい
て、非気泡発生室と液体吐出ノズルとの間には、リザー
バタンクが備えられている液体定量圧送装置。
【請求項８】請求項８において、リザーバタンクは、
液体保持容器より上方に配置されていて、その高さの差
に対応した加圧気体が気体噴出パイプに供給される液体
定量圧送装置。
【請求項９】請求項１ないし９のいずれか１項におい
て、一定圧の気体は、不活性ガスである液体定量圧送装
置。
【請求項１０】液体吐出ノズルを備えた液体保持容器
内に、該液体保持容器内の一定高さ位置に噴出口を位置
させて気体噴出パイプを配置するステップ；液体保持容
器を、上記気体噴出パイプが位置する気泡発生屋と、位
置しない非気泡発生室とに分割するステップ；この気泡
発生室と非気泡発生室とを、気体噴出パイプの気体噴出
口より下方の液体通路と、該液体保持容器内の液面レベ
ルより常時上方に位置する気体通路とによって連通させ
るステップ；液体保持容器内に、上記気体噴出口の高さ
位置より高く気体通路より低い液体レベル位置迄液体を
充填するステップ；該液体保持容器を密閉するステッ
プ；及び液面レベルが気体噴出口の高さ位置より高い状
態において、気体噴出パイプの噴出口から、一定圧の気
体を噴出させて、上記液体吐出ノズルから液体を吐出す
るステップ；を含むことを特徴とする液体定量圧送方
法。
【請求項１１】液体吐出ノズルを備えた液体保持容
器；この液体保持容器内に導かれ、その噴出口が該液体
保持容器内の液面下に開口する気体噴出パイプ；液体保
持容器と液体吐出ノズルとの間に、該液体保持容器より
上方に位置させて設けたリザーバタンク；及び上記気体
噴出パイプに、液体保持容器とリザーバタンクの高さの
差に応じて加圧した一定圧の気体を供給する加圧気体供
給手段；を備え、上記液体保持容器内の液面レベルが、上記気体噴出パイ
プの噴出口の高さ位置より高い状態で使用することを特
徴とする液体定量圧送装置。