TWI813786B - 混合裝置 - Google Patents
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Abstract
[課題]將混合裝置小型化。
[解決手段]在混合裝置(1)中，混合泵(23)藉由使葉片旋轉，吸入由合流器(31)被供給的純水及飽和碳酸水而相混合，藉此生成純水與飽和碳酸水的混合液，且朝向加工裝置(5)而吐出至第2配管(22)。因此，在混合裝置(1)中，無須具備較大的靜態混合器，即可生成混合液，且輸送至加工裝置(5)。因此，可將混合裝置(1)小型化。此外，在混合裝置(1)中，控制部(13)以藉由比阻計(27)被計測到的比阻值成為預定值的方式，控制藉由定量泵(47)所致之飽和碳酸水的注入量。藉此，在混合裝置(1)中，輕易將混合液的比阻值設定為適當的值。
Description
本發明係關於混合裝置。
在以切削刀切削晶圓的切削裝置中，為了將因加工而發熱的切削刀冷卻，並且將加工中所產生的加工屑由晶圓上去除，一邊供給加工液一邊進行加工。若在半導體元件亦殘留極為微量的雜質時，由於對其品質產生重大影響，因此使用純水作為加工液。
但是，一般而言，純水係具有10MΩ・cm以上的比阻值，具非常高的絕緣性。因此，因純水流動所致之摩擦，有發生靜電的情形。如上所示之靜電可能造成電路元件的靜電破壞、及在加工中的電路元件附著切削屑等微粒子的原因。
因此，在專利文獻1及2所揭示的技術中，係使用純水與二氧化碳的混合液作為加工液，藉此將加工液的比阻值減低至例如0.1～1MΩ・cm左右。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-110817號公報
[專利文獻2]日本特開2011-245425號公報
(發明所欲解決之課題)
專利文獻1及2所記載之生成混合液的混合裝置係使用靜態混合器(混合槽)，以混合液中的二氧化碳濃度成為均一的方式，使二氧化碳混合在純水。
由於有該靜態混合器，因此有混合裝置難以小型化的課題。
本發明之目的在將混合裝置小型化。
(解決課題之手段)
本發明之第1態樣之混合裝置(第1混合裝置)係供給使純水與二氧化碳相混合的混合液的混合裝置，其係具備：第1配管，其係具有連接於純水供給源的一端部；飽和碳酸水生成手段，其係使用由二氧化碳供給源被供給的二氧化碳來生成飽和碳酸水；定量泵，其係將藉由該飽和碳酸水生成手段所生成的飽和碳酸水注入至該第1配管；混合泵，其係連接於該第1配管的另一端部，將藉由該定量泵被注入的飽和碳酸水與由該純水供給源被供給的純水，藉由葉片旋轉而相混合，形成為混合液而朝向加工裝置吐出；比阻計，其係測定由該混合泵被吐出的混合液的比阻值；及控制部，其係以藉由該比阻計被測定到的比阻值成為預先設定的值的方式，控制藉由該定量泵所致之飽和碳酸水的注入量，該飽和碳酸水生成手段係在由該混合泵被吐出的混合液的一部分、或由該純水供給源被供給的純水的一部分混合二氧化碳，藉此生成飽和碳酸水。
本發明之第2態樣之混合裝置(第2混合裝置)係供給使純水與二氧化碳相混合的混合液的混合裝置，其係具備：入口，其係由純水供給源使純水流入；出口，其係使混合液流出至加工裝置；第1配管，其係具有連接於該入口的一端部；第2配管，其係具有連接於該出口的一端部；飽和碳酸水生成手段，其係使用由二氧化碳供給源被供給的二氧化碳來生成飽和碳酸水；定量泵，其係將藉由該飽和碳酸水生成手段所生成的飽和碳酸水注入至該第1配管；混合泵，其係連接於該第1配管的另一端部及該第2配管的另一端部，將該第1配管內的流體藉由葉片旋轉而相混合，形成為混合液而吐出至該第2配管；第1分歧部，其係被配設在該第1配管；第2分歧部，其係被配設在該第2配管；循環配管，其係連接於該第1分歧部與該第2分歧部，將由該混合泵被吐出的混合液由該第2分歧部流至該第1分歧部；流量感測器，其係被配設在該第2配管中的該第2分歧部與該出口之間，檢測由該出口被流出的混合液的流出量；資料表，其係表示由該出口被流出的混合液的流出量、與藉由該定量泵而被注入至該第1配管的飽和碳酸水的量的關係；及第1控制部，其係以飽和碳酸水的注入量成為根據藉由該流量感測器被檢測到的混合液的流出量而參照該資料表所決定的量的方式，控制該定量泵，該混合泵係構成為將藉由該定量泵被注入的飽和碳酸水、由該純水供給源被供給的純水、及透過該循環配管被供給的混合液，藉由該葉片旋轉而相混合，形成為混合液而吐出至該第2配管，該飽和碳酸水生成手段係在由該混合泵被吐出的混合液的一部分、或由該純水供給源被供給的純水的一部分混合二氧化碳，藉此生成飽和碳酸水。
此外，第2混合裝置亦可另外具備：第2比阻計，其係被配設在該循環配管，且測定混合液的比阻值；及第2控制部，其係以藉由該第2比阻計被測定到的比阻值成為預先設定的值的方式，控制藉由該定量泵所致之飽和碳酸水的注入量。
此外，第2混合裝置亦可另外具備：調溫手段，其係被配設在該第2配管中的該混合泵與該第2分歧部之間，且將混合液的溫度調整為預先設定的設定溫度。
(發明之效果)
在第1混合裝置中，混合泵將由純水供給源被供給的純水與藉由定量泵被注入的飽和碳酸水，藉由葉片旋轉而相混合，藉此生成純水與飽和碳酸水的混合液，且朝向加工裝置吐出。因此，第1混合裝置係無須具備較大的靜態混合器，即可生成混合液，且輸送至加工裝置。因此，可將第1混合裝置小型化。
此外，在第1混合裝置中，控制部以藉由比阻計被計測到的比阻值成為預先設定的值的方式，控制藉由定量泵所致之飽和碳酸水的注入量。藉此，第1混合裝置係輕易將混合液的比阻值設定為適當的值。
在第2混合裝置中，亦與第1混合裝置同樣地，混合泵將純水與飽和碳酸水藉由葉片旋轉而相混合，因此無須具備較大的靜態混合器，即可生成混合液而輸送至加工裝置。因此，可將第2混合裝置小型化。
此外，在第2混合裝置中，第1控制部以將由定量泵對第1配管的飽和碳酸水的注入量，成為根據對加工裝置的混合液的流出量而參照資料表所決定的量的方式進行控制，因此輕易將混合液的比阻值設定為適當的值。
此外，由於第2混合裝置具有將第2分歧部分與第1分歧部相連的循環配管，因此由純水供給源所流入的純水、來自定量泵的飽和碳酸水、及來自循環配管的混合液藉由混合泵而相混合而成為混合液，且被供給至加工裝置。藉此，可更適當設定流出至加工裝置的混合液的比阻值。
亦即，在第2混合裝置中，藉由混合泵所混合的水的一部分為透過循環配管而被供給至混合泵的既有的混合液，至少一度受到藉由第1控制部所為之比阻值的控制。因此，與僅將由純水供給源剛被供給的純水及飽和碳酸水混合而生成混合液的情形相比，可使混合液的比阻值安定。
此外，若第2混合裝置具備測定循環配管中的混合液的比阻值的第2比阻計及第2控制部，第2控制部以所被計測到的比阻值成為預定值的方式，控制藉由定量泵所致之飽和碳酸水的注入量，因此更為輕易將混合液的比阻值設定為適當的值。
此外，若第2混合裝置具有調溫手段，由於可藉由調溫手段來適當調整混合液的溫度，因此可提高加工裝置中的加工精度。此外，在該構成中，藉由調溫手段被調整溫度的混合液的一部分為透過循環配管而被供給至混合泵的既有的混合液，至少一度藉由調溫手段予以調整溫度。因此，與將僅包含由純水供給源剛被供給的純水及飽和碳酸水的混合液進行溫度調整的情形相比，即使由純水供給源被供給的純水的溫度改變，亦輕易適當調整被供給至加工裝置的混合液的溫度。
[實施形態1]
如圖1所示，本實施形態之混合裝置1係使用來自純水供給源3的純水，生成純水與二氧化碳的混合液而供給至加工裝置5。混合裝置1通常連同純水供給源3及加工裝置5一起被設置在工廠內。
加工裝置5係使用由混合裝置1被供給的混合液作為加工液及/或冷卻液來實施加工的裝置。以加工裝置5而言，可列舉例如：將半導體晶圓等被加工物藉由切削刀進行切削加工的切削裝置、及將被加工物藉由研削輪進行研削加工的研削裝置。
其中，被供給至加工裝置5的混合液較佳為含有預定濃度的二氧化碳，俾以在加工時不易產生因摩擦所致之靜電。
首先，說明混合裝置1的構成。
如圖1所示，混合裝置1係具備：連接於純水供給源3的入口15、配設在入口15的下游側的混合液生成部16、在混合液生成部16的下游側連接於加工裝置5的出口18、及控制各種構件的控制部13。
入口15係使來自純水供給源3的純水流入至混合裝置1。出口18係由混合裝置1使混合液流出至加工裝置5。
混合液生成部16係包含：連接於入口15及出口18的配管部19、及配設在配管部19的混合泵23、流量感測器24、比阻計27、及飽和碳酸水生成手段29。
配管部19係包含：純水供給源3與混合泵23之間的配管亦即第1配管21、設在第1配管21的合流器31、混合泵23與出口18之間的配管亦即第2配管22、及設在第2配管22的分流器33。第1配管21的一端部係透過入口15而連接於純水供給源3，第1配管21的另一端部係連接於混合泵23的上游側(吸入側)。第2配管22的一端部係透過出口18而連接於加工裝置5，第2配管22的另一端部係連接於混合泵23的下游側(吐出側)。
此外，配管部19係具備：連接於分流器33與飽和碳酸水生成手段29之間的第3配管37、及連接於飽和碳酸水生成手段29與合流器31之間的第4配管39。
飽和碳酸水生成手段29係使用二氧化碳，生成飽和碳酸水，且吐出至第4配管39。
合流器31係設在第1配管21中的混合泵23的上游側。在合流器31中，透過入口15及第1配管21由純水供給源3所流入的純水、及來自第4配管39的飽和碳酸水會合流。合流的純水及飽和碳酸水係朝向混合泵23而在第1配管21流通。
混合泵23係配置在第1配管21與第2配管22之間。混合泵23係藉由使葉片旋轉，吸入來自配置在第1配管21的合流器31的純水及飽和碳酸水而進行混合(例如攪拌混合)，藉此生成純水與飽和碳酸水的混合液。混合泵23係將所生成的混合液朝向加工裝置5而吐出至第2配管22。混合泵23係例如渦輪型泵，尤其以過流泵為佳。藉由使用過流泵作為混合泵23，可瞬時對應第2配管22的壓力變動，可將第2配管22的壓力保持為一定，且吐出加工裝置5所需流量的混合液。
流量感測器24係配設在第2配管22中的混合泵23的下游側，測定來自混合泵23的混合液的吐出量。
分流器33係設在流量感測器24的下游側。在分流器33中，第2配管22內的混合液的水流被分歧為：透過比阻計27及出口18而朝向加工裝置5的水流、及在第3配管37內朝向飽和碳酸水生成手段29的水流。其中，朝向飽和碳酸水生成手段29的混合液係相對較為少量，混合液的大部分係朝向加工裝置5。
比阻計27係測定由混合泵23被吐出且透過分流器33及出口18而朝向加工裝置5的混合液的比阻值。
飽和碳酸水生成手段29係在由混合泵23被吐出而由第3配管37所供給的混合液混合二氧化碳，藉此生成飽和碳酸水，且吐出至第4配管39。
飽和碳酸水生成手段29係具備：作為二氧化碳供給源的二氧化碳鋼瓶41、控制來自二氧化碳鋼瓶41的二氧化碳(carbon dioxide)的供給量的調節器43、連接於第3配管37與調節器43的中空絲膜45、及連接於中空絲膜45與第4配管39的定量泵47。
在中空絲膜45係透過調節器43而被供給二氧化碳，並且透過第3配管37而被供給混合液。中空絲膜45係藉由使所被供給的二氧化碳與混合液相混，而生成飽和碳酸水。
定量泵47係例如隔膜式泵，構成為可輸送規定量的液體。定量泵47係將藉由中空絲膜45所生成的飽和碳酸水，透過第4配管39及合流器31而注入至第1配管21。
控制部13係控制藉由定量泵47而被注入至第1配管21的飽和碳酸水的量。亦即，控制部13係以藉由比阻計27所被測定到的混合液的比阻值成為預先設定的預定值的方式，控制藉由定量泵47所致之飽和碳酸水的注入量。
接著，說明混合裝置1的動作。
混合裝置1的入口15係對純水供給源3呈開放。因此，若混合裝置1內的混合液量減少，混合裝置1內的水壓(配管部19內的水壓)降低而入口15的水壓下降時，純水由純水供給源3流入至入口15。
此外，連接於出口18的加工裝置5係當對被加工物進行加工時，視需要，由出口18取出混合液。因此，是否混合液由出口18流出至加工裝置5，係依加工裝置5的動作狀況來決定。
在本實施形態中，在加工裝置5內係設有連接於出口18的未圖示的閥。若開始藉由加工裝置5所為之加工，該閥被開放，混合液由出口18流出至加工裝置5。
若未進行藉由加工裝置5所為之加工，加工裝置5的閥係保持被關閉的狀況。因此，由出口18，混合液並未流出至加工裝置5。此時，混合裝置1內的水壓係實質上未改變，因此純水亦不會由純水供給源3流入至入口15。
另一方面，若開始藉由加工裝置5所為之加工，加工裝置5的未圖示的閥被開放，並且混合裝置1的混合泵23被驅動。藉此，混合泵23吸入第1配管21的水及飽和碳酸水，形成為混合液而吐出至第2配管22。混合液係透過第2配管22及分流器33等而流出至加工裝置5。由混合泵23被吐出至第2配管22的混合液的量係例如0～15L/min。混合泵23的驅動係例如藉由控制部13予以控制。例如，控制部13係當感測到加工裝置5的閥已被開放時，開始混合泵23的驅動。
此外，由混合泵23被吐出的混合液的一部分係透過分流器33及第3配管37，而流入至飽和碳酸水生成手段29的中空絲膜45。由分流器33流入至中空絲膜45的混合液的量係例如0～60mL/min。
已流入至中空絲膜45的混合液係與由二氧化碳鋼瓶41透過調節器43而被取入的二氧化碳相混合，而成為飽和碳酸水。飽和碳酸水係藉由定量泵47，透過第4配管39及合流器31而被注入至第1配管21。
此外，加工裝置5在由不需要水的狀態變化成需要水的狀態的瞬間，因對加工裝置5流出混合液，混合裝置1內的水壓瞬間減少，且配管部19內的水壓下降，因此純水由純水供給源3流入至入口15。由純水供給源3流入至入口15的純水的量係與流出至加工裝置5的混合液的量實質上相等。來自入口15的純水係流入至第1配管21而通過合流器31。
在第1配管21中的合流器31的下游側，由純水供給源3流入的純水、與來自第4配管39的飽和碳酸水藉由混合泵23而相混合，形成為純水與飽和碳酸水的混合液，朝向出口18及加工裝置5，被吐出至第2配管22。對第2配管22的混合液的吐出量係藉由流量感測器24予以計測。
此外，由混合泵23被吐出的混合液的大部分係透過流量感測器24及分流器33而朝向出口18。比阻計27係計測該混合液的比阻值，且將計測結果傳達至控制部13。
接著，控制部13係以藉由比阻計27被計測到的比阻值成為預定值的方式，控制藉由定量泵47所致之飽和碳酸水的注入量。
亦即，控制部13係若藉由比阻計27被計測到的比阻值低於預定值時，控制定量泵47，減少來自定量泵47的飽和碳酸水的注入量。另一方面，控制部13係若所被計測到的比阻值高於預定值時，控制定量泵47，而增加來自定量泵47的飽和碳酸水的注入量。此外，控制部13係若位於例如所被計測到的比阻值接近預定值的容許範圍時，維持來自定量泵47的飽和碳酸水的注入量。
如以上所示，在混合裝置1中，混合泵23將由純水供給源3被供給的純水與藉由定量泵47被注入的飽和碳酸水，藉由葉片旋轉而相混合，藉此生成純水與飽和碳酸水的混合液，朝向加工裝置5而吐出至第2配管22。因此，在混合裝置1中，無須具備較大的靜態混合器，即可生成混合液，且輸送至加工裝置5。因此，可將混合裝置1小型化。
此外，在混合裝置1中，控制部13以藉由比阻計27被計測到的比阻值成為預定值的方式，控制藉由定量泵47所致之飽和碳酸水的注入量。藉此，在混合裝置1中，係輕易將混合液的比阻值設定為適當的值。
其中，混合裝置1亦可如圖2所示，為具備分流器35及第5配管36的構成，來取代圖1所示之分流器33及第3配管37。
分流器35係設在第1配管21中的入口15與合流器31之間。第5配管36係設在分流器35與中空絲膜45之間。
在該構成中，由純水供給源3透過入口15而流入至第1配管21的純水的大部分(例如0～15L/min)係經由分流器35，在第1配管21內朝向合流器31流通。另一方面，純水的一部分(例如0～60mL/min)係透過分流器35及第5配管36而被供給至中空絲膜45。
中空絲膜45係將由第5配管36被供給的純水與由二氧化碳鋼瓶41透過調節器43而被供給的二氧化碳相混合，而生成飽和碳酸水。接著，定量泵47將所生成的飽和碳酸水，透過合流器31而注入至第1配管21。
如上所示，飽和碳酸水生成手段29係可在由混合泵23被吐出的混合液的一部分、或由純水供給源3被供給的純水的一部分混合二氧化碳，藉此生成飽和碳酸水。
此外，在本實施形態中，飽和碳酸水生成手段29雖然具備有作為二氧化碳供給源的二氧化碳鋼瓶41及調節器43，但是飽和碳酸水生成手段29並不需要具備二氧化碳供給源。例如，飽和碳酸水生成手段29的中空絲膜45亦可構成為由混合裝置1的外部的CO2
供給模組接受二氧化碳的供給。
[實施形態2]
如圖3所示，本實施形態之混合裝置2係在圖1所示之混合裝置1的構成中，具備混合液生成部17來取代混合液生成部16，並且新具備有記憶體14。
其中，在本實施形態中，對與圖1及圖2所示之混合裝置1的構件相同的構件係標註相同符號，且省略其說明。
混合液生成部17係在圖1所示之混合液生成部16的構成中，具備：配管部20、流量感測器53及2個比阻計51、55，來取代配管部19、流量感測器24及比阻計27。
配管部20係在圖1所示之配管部19的構成中，具備連接於第3配管37與第4配管39的循環配管38。循環配管38係透過第3配管37、第4配管39及比阻計51而連接於合流器31與分流器33。循環配管38係將由混合泵23被吐出的混合液的一部分，由分流器33流至合流器31。該混合液係流出至第1配管21。
其中，本實施形態之合流器31係相當於第1分歧部之一例，分流器33係相當於第2分歧部之一例。
混合泵23係與實施形態1同樣地，藉由葉片旋轉來混合第1配管21內的流體，形成為混合液而吐出至第2配管22。在本實施形態中，混合泵23係將由純水供給源3所流入的純水、來自定量泵47的飽和碳酸水、及來自循環配管38的混合液相混合，形成為包含純水與飽和碳酸水的混合液而吐出至第2配管22。
混合液生成部17的比阻計51係配置在第3配管37中的分流器33的下游側，測定在第3配管37流通的混合液的比阻值。
流量感測器53係配設在第2配管22中的分流器33與出口18之間，檢測由出口18流出至加工裝置5的混合液的流出量。
比阻計55係配置在第2配管22中的流量感測器53的下游側，測定透過出口18而流出至加工裝置5的混合液的比阻值。比阻計51係相當於第2比阻計之一例。
記憶體14係記憶有表示由出口18流出至加工裝置5的混合液的流出量、與藉由飽和碳酸水生成手段29的定量泵47而被注入至第1配管21的飽和碳酸水的量的關係的資料表DT(參照圖4)。
圖4所示之資料表DT中的「目標比阻值」係流出至加工裝置5的混合液之作為目標的比阻值。「流量感測器的值(由出口流出的量)」係藉由流量感測器53被檢測到之來自出口18的混合液的實際的流出量。接著，「飽和碳酸水的注入量」係對應作為目標的混合液的比阻值及混合液的實際的流出量之對第1配管21的飽和碳酸水的適當注入量。
其中，圖4所示之資料表DT中的「飽和碳酸水的注入量」所記載的「spm」的單位係表示定量泵47的分解能，亦即，平均每1分鐘的定量泵47的衝程數(strokes per minute)。
控制部13在本實施形態中，亦控制藉由定量泵47而被注入至第1配管21的飽和碳酸水的量。接著，在本實施形態中，控制部13係首先將由定量泵47對第1配管21的飽和碳酸水的注入量，控制為成為根據作為目標的混合液的比阻值及藉由流量感測器53被檢測到的混合液的流出量，參照資料表DT所決定的量。
之後，控制部13係由比阻計51及比阻計55的至少任一方，取得混合液的實際的比阻值。接著，以所取得的比阻值成為作為目標的比阻值的方式，適當調整藉由定量泵47所致之飽和碳酸水的注入量。
其中，在本實施形態中，控制部13係相當於第1控制部及第2控制部之一例。
此外，作為目標的混合液的比阻值亦可藉由使用者而被輸入至控制部13，亦可預先設定在控制部13。
此外，亦可在使混合液流出至加工裝置5時，以在比阻計55所取得的比阻值成為目標的比阻值的方式調整飽和碳酸水的注入量，在混合液未流出至加工裝置5時，以在比阻計51所取得的比阻值成為目標的比阻值的方式調整飽和碳酸水的注入量。
此外，控制部13亦可藉由流量感測器53所感測到的混合液的流出量，來切換所監視的比阻值由比阻計51取得、或由比阻計55取得。
接著，說明混合裝置2的動作。
在圖3所示之混合裝置2中，亦與圖1所示之混合裝置1同樣地，入口15係對純水供給源3呈開放。因此，若混合裝置2內的混合液量減少，混合裝置2內的水壓(配管部20內的水壓)降低而入口15的水壓下降時，純水由純水供給源3流入至入口15。
此外，在本實施形態中，亦在加工裝置5內設有連接於出口18之未圖示的閥。若開始藉由加工裝置5所為之加工，該閥被開放，混合液由出口18流出至加工裝置5。
若未進行藉由加工裝置5所為之加工，加工裝置5的閥被關閉，因此由出口18，混合液並未流出至加工裝置5。此時，混合裝置2內的水壓實質上未改變，因此亦不會由純水供給源3對入口15流入純水。
另一方面，若開始藉由加工裝置5所為之加工，加工裝置5之未圖示的閥被開放，並且混合裝置2的混合泵23被驅動。藉此，混合泵23吸入第1配管21的流體，形成為混合液而吐出至第2配管22。被吐出至第2配管22的混合液係朝向分流器33。已到達分流器33的水的一部分係透過流量感測器53、比阻計55、及出口18而流出至加工裝置5。
其中，由混合泵23被吐出至第2配管22的混合液的量係例如15～30L/min。此外，由分流器33朝向出口18的混合液的量係藉由流量感測器53予以計測，例如0～15L/min。
此外，在本實施形態中，第3配管37與第4配管39藉由循環配管38而相連接。因此，在配管部20內，利用藉由混合泵23所致之混合液的吸入及吐出，發生如第1配管21→混合泵23→第2配管22→分流器33→第3配管37(比阻計51)→循環配管38→第4配管39→合流器31→第1配管21…般作循環的水流。
因此，在第2配管22流通的混合液的一部分係流入至分流器33及第3配管37。流入至第3配管37的混合液的大部分係流出至循環配管38。流出至循環配管38的混合液的量係例如15L/min。由第3配管37流出至循環配管38的混合液的比阻值係藉由比阻計51予以計測。流出至循環配管38的混合液係透過第4配管39及合流器31而進入至第1配管21。
此外，由分流器33流入至第3配管37的混合液的一部分係被供給至飽和碳酸水生成手段29的中空絲膜45。由分流器33被供給至中空絲膜45的混合液的量係例如0～60mL/min。
被供給至中空絲膜45的混合液係與由二氧化碳鋼瓶41透過調節器43而被取入的二氧化碳相混合，而成為飽和碳酸水。所生成的飽和碳酸水係藉由定量泵47，透過第4配管39及合流器31而注入至第1配管21。
此外，藉由水流出至加工裝置5，混合裝置2內的水壓瞬間減少，且配管部20內的水壓下降，因此純水由純水供給源3流入至入口15。來自入口15的純水係流入至第1配管21而通過合流器31。
在第1配管21中的合流器31的下游側，由純水供給源3所流入的純水、來自定量泵47的飽和碳酸水、及來自循環配管38的混合液藉由混合泵23而相混合，形成為包含純水與飽和碳酸水的混合液，而被吐出至第2配管22。
控制部13係由流量感測器53取得由分流器33透過出口18而流出至加工裝置5的混合液的流出量。接著，控制部13係參照被記憶在記憶體14的資料表DT，特定對應混合液的流出量及作為目標的混合液的比阻值之對第1配管21的飽和碳酸水的適當注入量。此外，控制部13係將由定量泵47對第1配管21的飽和碳酸水的注入量，以成為使用資料表DT所特定出的適當的注入量的方式進行控制。
此外，控制部13係由比阻計51及比阻計55的至少任一方，取得混合液的實際的比阻值。接著，若所取得的比阻值與作為目標的比阻值不同，係調整藉由定量泵47所致之飽和碳酸水的注入量。
亦即，控制部13係若藉由比阻計51、55所計測到的比阻值低於目標值時，控制定量泵47，而減少來自定量泵47的飽和碳酸水的注入量。另一方面，控制部13係若被計測到的比阻值高於目標值時，控制定量泵47，而增加來自定量泵47的飽和碳酸水的注入量。
如以上所示，在混合裝置2中，亦與實施形態1所示之混合裝置1同樣地，混合泵23藉由使葉片旋轉，吸入由純水供給源3被供給的純水、及藉由定量泵47被注入的飽和碳酸水而相混合，藉此生成包含純水與飽和碳酸水的混合液，朝向加工裝置5而吐出至第2配管22。因此，在混合裝置2中，無須具備較大的靜態混合器，即可生成混合液，且輸送至加工裝置5。因此，可將混合裝置2小型化。
此外，在混合裝置2中，控制部13將由定量泵47對第1配管21的飽和碳酸水的注入量，以成為根據作為目標的混合液的比阻值及對加工裝置5的混合液的流出量，參照資料表DT所決定的量的方式進行控制。此外，控制部13係以藉由比阻計51、55被計測到的比阻值成為預定值的方式，控制藉由定量泵47所致之飽和碳酸水的注入量。藉此，在混合裝置2中，更容易將混合液的比阻值設定為適當的值。
此外，在混合裝置2中，具有將分流器33與合流器31相連的循環配管38。因此，由純水供給源3所流入的純水、來自定量泵47的飽和碳酸水、及來自循環配管38的混合液藉由混合泵23相混合而成為混合液，且被供給至加工裝置5。藉此，可更適當設定流出至加工裝置5的混合液的比阻值。
亦即，在混合裝置2中，藉由混合泵23所混合的水的一部分為透過循環配管38而被供給至混合泵23的既有的混合液，已在配管部20內作循環，至少一度藉由混合泵23而相混合，並且受到藉由控制部13所為之比阻值的控制。因此，與僅將由純水供給源3剛被供給的純水及飽和碳酸水混合而生成混合液的情形相比，在純水及飽和碳酸水，混合至少一度藉由控制部13而被調整為具有作為目標的比阻值的既有的混合液，藉此使利用藉由混合泵23所為之混合所得的混合液的比阻值，接近作為目標的比阻值。藉此，可使混合液的比阻值安定。
其中，如圖5所示，混合裝置2亦可與圖2所示之構成同樣地，具備分流器35及第5配管36來取代分流器33及第3配管37。在該構成中，第3配管37係連接於循環配管38，另一方面，並未連接於中空絲膜45。
分流器35係設在第1配管21中的入口15與合流器31之間。第5配管36係設在分流器35與中空絲膜45之間。
在該構成中，由純水供給源3透過入口15而流入至第1配管21的純水的大部分(例如0～15L/min)係經由分流器35，在第1配管21內朝向合流器31流通。此外，純水的一部分(例如0～60mL/min)係透過分流器35及第5配管36而被供給至中空絲膜45。
中空絲膜45係將由第5配管36被供給的純水、與由二氧化碳鋼瓶41透過調節器43而被供給的二氧化碳相混合，而生成飽和碳酸水。定量泵47係將所生成的飽和碳酸水，透過第4配管39及合流器31而注入至第1配管21。
如上所示，飽和碳酸水生成手段29係可在由混合泵23被吐出的混合液的一部分、或由純水供給源3被供給的純水的一部分混合二氧化碳，藉此生成飽和碳酸水。
此外，在本實施形態中，控制部13係將由定量泵47對第1配管21的飽和碳酸水的注入量，以成為根據作為目標的混合液的比阻值及所被檢測到的混合液的流出量，參照資料表DT所決定的量的方式進行控制。關於此，若作為目標的混合液的比阻值為一定，控制部13係將由定量泵47對第1配管21的飽和碳酸水的注入量，以成為根據藉由流量感測器53被檢測到的混合液的流出量，參照資料表DT所決定的量的方式進行控制。
此外，混合裝置2亦可具有圖6及圖7所示之構成。圖6及圖7所示之混合裝置2係分別在圖3及圖5所示之構成中，具有在第2配管22中的混合泵23與分流器33之間，具備調溫單元61及水溫計71的構成。
調溫單元61係配設在第2配管22中的混合泵23的下游側，將由混合泵23被吐出的混合液，將其溫度調整為預先設定的設定溫度來進行吐出。調溫單元61係具備：將混合液冷卻的冷卻手段63、及將混合液加熱的加溫手段65。調溫單元61係相當於調溫手段之一例。
水溫計71係配設在第2配管22中的調溫單元61的下游側，測定由調溫單元61被吐出的混合液的溫度。接著，控制部13係以藉由水溫計71被測定到的混合液的溫度，成為適於藉由加工裝置5所為之加工之預先設定的設定溫度的方式，控制調溫單元61。
亦即，控制部13係若所被計測到的混合液的溫度低於設定溫度時，控制調溫單元61的加溫手段65，將流入至調溫單元61的水加熱，而由調溫單元61吐出。另一方面，控制部13係若所被計測到的混合液的溫度高於設定溫度時，控制調溫單元61的冷卻手段63，將流入至調溫單元61的水冷卻，而由調溫單元61吐出。此外，控制部13係若所被計測到的混合液的溫度處於接近設定溫度的容許範圍，無須實施加熱及冷卻，而由調溫單元61直接吐出。
在該構成中，由於可藉由調溫單元61適當調整混合液的溫度，因此可提高加工裝置5中的加工精度。此外，藉由調溫單元61被調整溫度的混合液的一部分為透過循環配管38而被供給至混合泵23的既有的混合液，已在配管部20內作循環，至少一度藉由調溫單元61予以調整溫度。因此，若與將僅包含由純水供給源3剛被供給的純水及飽和碳酸水的混合液進行溫度調整的情形相比，即使由純水供給源3被供給的純水的溫度改變，亦藉由在純水及飽和碳酸水，混合被溫度調整為至少一度藉由調溫單元61被預先設定的設定溫度的既有的混合液，使被供給至加工裝置5的混合液的溫度接近設定溫度。藉此，輕易適當調整被供給至加工裝置5的混合液的溫度。
其中，在圖6及圖7所示之混合裝置2中，調溫單元61亦可無須藉由控制部13予以控制，而構成為藉由在自身的控制，來調整混合液的溫度。
1、2:混合裝置
3:純水供給源
5:加工裝置
13:控制部
14:記憶體
15:入口
16、17:混合液生成部
18:出口
19、20:配管部
21:第1配管
22:第2配管
23:混合泵
24:流量感測器
27:比阻計
29:飽和碳酸水生成手段
31:合流器
33:分流器
35:分流器
36:第5配管
37:第3配管
38:循環配管
39:第4配管
41:二氧化碳鋼瓶
43:調節器
45:中空絲膜
47:定量泵
51:比阻計
53:流量感測器
55:比阻計
61:調溫單元
63:冷卻手段
65:加溫手段
71:水溫計
DT:資料表
圖1係顯示一實施形態之混合裝置的構成的區塊圖。
圖2係顯示圖1所示之混合裝置的變形例的構成的區塊圖。
圖3係顯示其他實施形態之混合裝置的構成的區塊圖。
圖4係顯示圖3所示之混合裝置所使用的資料表的圖。
圖5係顯示圖3所示之混合裝置之變形例的構成的區塊圖。
圖6係顯示圖3所示之混合裝置之其他變形例的構成的區塊圖。
圖7係顯示圖5所示之混合裝置之變形例的構成的區塊圖。
1:混合裝置
3:純水供給源
5:加工裝置
13:控制部
15:入口
16:混合液生成部
18:出口
19:配管部
21:第1配管
22:第2配管
23:混合泵
24:流量感測器
27:比阻計
29:飽和碳酸水生成手段
31:合流器
33:分流器
37:第3配管
39:第4配管
41:二氧化碳鋼瓶
43:調節器
45:中空絲膜
47:定量泵
Claims (3)
- 一種混合裝置，其係供給使純水與二氧化碳相混合的混合液的混合裝置，其係具備：入口，其係由純水供給源使純水流入；出口，其係使混合液流出至加工裝置；第1配管，其係具有連接於該入口的一端部；第2配管，其係具有連接於該出口的一端部；飽和碳酸水生成手段，其係使用由二氧化碳供給源被供給的二氧化碳來生成飽和碳酸水；定量泵，其係將藉由該飽和碳酸水生成手段所生成的飽和碳酸水注入至該第1配管；混合泵，其係連接於該第1配管的另一端部及該第2配管的另一端部，將該第1配管內的流體藉由葉片旋轉而相混合，形成為混合液而吐出至該第2配管；第1分歧部，其係被配設在該第1配管；第2分歧部，其係被配設在該第2配管；循環配管，其係連接於該第1分歧部與該第2分歧部，將由該混合泵被吐出的混合液由該第2分歧部流至該第1分歧部；流量感測器，其係被配設在該第2配管中的該第2分歧部與該出口之間，檢測由該出口被流出的混合液的流出量；資料表，其係表示由該出口被流出的混合液的流出 量、與藉由該定量泵而被注入至該第1配管的飽和碳酸水的量的關係；及第1控制部，其係以飽和碳酸水的注入量成為根據藉由該流量感測器被檢測到的混合液的流出量而參照該資料表所決定的量的方式，控制該定量泵，該混合泵係構成為將藉由該定量泵被注入的飽和碳酸水、由該純水供給源被供給的純水、及透過該循環配管被供給的混合液，藉由該葉片旋轉而相混合，形成為混合液而吐出至該第2配管，該飽和碳酸水生成手段係在由該混合泵被吐出的混合液的一部分、或由該純水供給源被供給的純水的一部分混合二氧化碳，藉此生成飽和碳酸水。
- 如申請專利範圍第1項之混合裝置，其中，另外具備：第2比阻計，其係被配設在該循環配管，且測定混合液的比阻值；及第2控制部，其係以藉由該第2比阻計被測定到的比阻值成為預先設定的值的方式，控制藉由該定量泵所致之飽和碳酸水的注入量。
- 如申請專利範圍第2項之混合裝置，其中，另外具備：調溫手段，其係被配設在該第2配管中的該混合泵與該第2分歧部之間，且將混合液的溫度調整為預先設定的 設定溫度。
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