JPH05106748A - 滞留防止型バイパス弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 滞留防止型バイパス弁に関し、純水などの流
体を輸送する管路系において、バイパス管路に切り換え
ても、管路内に流体が滞留しないようにすることを目的
とする。 【構成】 筒状をなす弁箱１の、水平隔壁1aには水平弁
座1bが開口しており、垂直隔壁1cには垂直弁座1dが開口
している。また、弁箱１の水平隔壁1aの上下の側壁面に
は、流体５が流入出する主流入口4aと主流出口4b、およ
び副流入口4cと副流出口4dがそれぞれ垂直隔壁1cを挟む
ように対向して設けられている。さらに、弁箱１の中間
部の壁面に軸支された弁棒2aを中心に回動する弁体２
は、水平になると水平弁座1bに、垂直になると垂直弁座
1dに緊合するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は滞留防止型バイパス弁に
係わり、特に純水などの流体の輸送管路系において、バ
イパス管路に切り換えても、弁箱内に構成されたバイパ
ス管路内に流体が滞留しない滞留防止型バイパス弁に関
する。

【０００２】液体や気体を総称する流体を管路を用いて
輸送することは、いろいろな産業分野で利用されている
が、中でも半導体装置を中心とした電子デバイス産業に
おける製造工程においては、特にイオン性の夾雑物を取
り除いたいわゆる純水が不可欠となっている。そして、
素子の高集積化に伴って一層のパターニングの微細化が
進められており、純水の取り扱いがますます重要になっ
ている。

【０００３】

【従来の技術】電子デバイスの中でも特に半導体装置の
製造工程においては、純水は基板や器具の洗浄などに広
く用いられている。この純水は、純度が高いことが必須
条件であり、溶解している電解質や有機物、微粒子やコ
ロイド状の夾雑物、バクテリアなどの微生物などを極力
少なくすることが必要である。また、水洗に用いるに
は、高純度の純水を大量に供給することが必要である。

【０００４】図４は純水製造装置と給水システムの一例
の構成図である。図において、5aは純水、5bは原水、６
は制御弁、９は補給タンク、10は純水製造装置、11は活
性炭コラム、12は精密ろ過フィルタ、13は逆浸透圧装
置、14は第一の脱イオン装置、20は給水システム、21は
ポンプ、22は第二の脱イオン装置、23は殺菌装置、24は
限外ろ過フィルタ、25は負荷装置、26は液面計である。

【０００５】こゝで例示した純水製造装置10は、逆浸透
圧装置13と脱イオン装置14を管路と複数個のバルブで組
み立てた装置である。工業用水などの原水5bは まず、
流量計を通ったあと、二つのバルブに挟まれた活性炭コ
ラム11と孔径が例えば0.02〜10μｍの精密ろ過フィルタ
12を通して、塩素やいろいろな有機物、泥などを取り除
く。

【０００６】次いで、逆浸透圧装置13を通す。この逆浸
透圧装置13は、半透膜の一方の原水5bに圧力を掛ける
と、半透膜の他方に水だけが浸透する逆浸透現象を利用
した純水製造法で、海水の淡水化などでよく用いられる
方法である。そして、原水5bの中に溶解している電解
質、有機物、コロイド状の夾雑物などを除去する。

【０００７】次いで、原水5bは二つのバルブに挟まれた
第一の脱イオン装置14を通す。この第一の脱イオン装置
14には、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両方を
含んだ混床式と呼ばれるカラムがよく用いられる。そし
て、こゝでイオンを取り除けば、純水5aができあがる。
この純水5aは、制御弁６を通して補給タンク９に一時貯
蔵する。

【０００８】一方、この純水5aの給水システム20につい
て見ると、補給タンク９からポンプ21によって送水さ
れ、まず、カートリッジ型の第二の脱イオン装置22を通
り、次いで、紫外線灯を照射する殺菌装置23で微生物の
繁殖が抑えられる。さらに、孔径が例えば１〜1000ｎｍ
の限外ろ過フィルタ24を通る。そして、複数個の水洗槽
のような負荷装置25に分配給水される。

【０００９】ところで、負荷装置25に配分される純水5a
の余分は、補給タンク９に戻すようになっている。そこ
で、補給タンク９には液面計26が設けられており、負荷
装置25での使用流出量の変動に対して、常に一定の水面
が保てるように、制御弁６を開閉し、純水5aの補充量を
調整するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、純水5aの
供給システム20においては、負荷装置25における純水5a
の使用流出量の変動に対応して、常に一定の液面つまり
一定の貯水量になるように、制御弁７によって制御して
いる。

【００１１】ところで、こうした給水システム20におい
ては、純水5aがシステムの中で滞ると夾雑物の混入やバ
クテリヤの繁殖などが起こる危惧がある。そのために、
純水5aの給水システム20においては、補給水タンク６に
対して、一方から絶えず純水5aを使用して流出させなが
ら、他方から絶えず新たに純水5aを補給するようになっ
ている。そして、従来の制御弁６には、純水5aが滞るの
を嫌ってバイパス管路が設けられていない。

【００１２】そのため、制御弁６が故障した場合とか、
制御弁６を保守したりする場合とかには、給水システム
20の運転を停止する必要がある。その結果、製造工程に
多大な影響を与えるばかりでなく、不具合が発生してし
まう問題があった。

【００１３】そこで本発明は、バイパス管路に切り換え
ても、弁箱内に流体が滞留しない滞留防止型バイパス弁
を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、弁箱
と、弁体と、外部管路を有し、前記弁箱は、縦型の筒状
をなし、かつ上下方向の中間部に水平隔壁と、該水平隔
壁に開口する水平弁座と、前後方向の中間部に垂直隔壁
と、該垂直隔壁に開口する垂直弁座と、側壁面の上方に
該垂直弁座を見通すように対向して設けられた主流入口
と主流出口と、該水平隔壁より下方の側壁面に該垂直隔
壁を挟むように対向して設けられた副流入口と副流出口
を有するものであり、かつ該主流入口からは純水が流入
し、かつ該主流出口からは流体が流出するものであり、
前記弁体は、前記弁箱の中間部の壁面に軸支された弁棒
を中心に回動するものであって、水平方向に回動すると
前記水平弁座に緊合し、垂直方向に回動すると前記垂直
弁座に緊合するものであるように構成された滞留防止型
バイパス弁によって解決される。

【００１５】

【作用】通常の流体を輸送する管路系においては、バイ
パス管路は主管路から分岐した構成になっており、その
ためにバイパス管路に被輸送流体が滞留し、主管路から
バイパス管路に切り換えた際、バイパス管路に滞留して
汚染した流体が混入してしまうので、特に被輸送流体が
純水のような高い純度を必要とする場合には好ましくな
いが、本発明になるバイパス弁においては、バイパス管
路を構成する弁箱内に流体の滞留が起こらないようにし
ている。

【００１６】すなわち、弁箱に水平弁座と垂直弁座を設
け、弁体が水平方向に回動したときには、水平弁座に緊
合して弁箱を横方向に二分するようにしている。また、
弁体が垂直方向に回動したときには、垂直弁座に緊合し
て弁箱を縦方向二分するようにしている。また、弁箱の
上方には主流入口と主流出口、下方には副流入口と副流
出口を設け、副流入口と副流出口には制御弁を挟んで外
部管路で接続するようにしている。

【００１７】そして、弁体が垂直に回動して垂直弁座に
緊合しているときは、流体が主流入口から入って、副流
出口、外部管路と制御弁を通り、副流入口から入って主
流出口から出る主管路を形成するようにしている。

【００１８】一方、弁体が水平に回動して水平弁座に緊
合しているときは、弁箱の下方が隔絶され、流体が主流
入口から入って、直ぐに主流出口から出るバイパス管路
を形成するようにしている。そして、制御弁を主管路か
ら分離して関係ないものにしている。

【００１９】つまり、本発明になるバイパス弁において
は、バイパス管路は弁体を切り換えると主管路の一部に
化けてしまい、実質的に存在しないようになっている。
こうすると、制御弁が故障したり制御弁を保守したりす
る際に、バイパス弁を一時的にバイパス管路に切り換
え、その後、保守作業が終わって元の主管路に切り換え
たとき、バイパス管路が主管路の一部に置き替わって、
流体が弁箱内に滞留することが起こらない。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の実施例の主管路を示す一部切
欠き斜視図、図２は本発明の実施例のバイパス管路を示
す一部切欠き斜視図、図３は本発明の実施例の断面図
で、図３（Ａ）は図１の断面図、図３（Ｂ）は図２の断
面図である。図において、１は弁箱、1aは水平隔壁、1b
は水平弁座、1cは垂直隔壁、1dは垂直弁座、２は弁体、
2aは弁棒、３は外部管路、4aは主流入口、4bは主流出
口、4cは副流入口、4dは副流出口、５と流体、６は制御
弁、７は主管路、８はバイパス管路、９は補給タンクで
ある。

【００２１】図１、２、３において、弁箱１は円筒でも
角筒でもよく、内部は水平隔壁1aと垂直隔壁1cによって
横と縦にそれぞれ二分されている。そして、水平隔壁1a
には水平弁座1bが、垂直隔壁1cには垂直弁座1dが開口し
ている。

【００２２】弁箱１の上方の側壁面には、垂直弁座1dを
見通すように対向して主流入口4aと主流出口4bが設けら
れている。この主流入口4aには、図示してないが例えば
純水製造装置によって製造された純水のような流体５が
流入し、主流出口4bからは、補給タンク９に流体５が流
出するようにしている。

【００２３】また、水平弁座1bより下方の側壁面には、
垂直隔壁1cを挟むように対向して副流入口4cと副流入口
4cが設けられている。この副流入口4cと副流出口4dとの
間は外部管路３が接続されており、その外部管路３の中
間部に制御弁６が設けられている。この制御弁６は、補
給タンク９に流入する流体５の流量を調整するもので、
補給タンク９に設けられた図示してない液面計の指示に
よって制御されるようになっている。

【００２４】弁体２は、弁箱１の中間部の壁面に軸支さ
れた弁棒2aを中心に回動する形式のもので、水平方向に
回動すると水平弁座1bに緊合し、垂直方向に回動すると
垂直弁座1dに緊合するようになっている。

【００２５】つまり、弁体２が水平弁座1bに緊合して塞
ぐと、弁箱１が水平隔壁1aを隔てて上下二つに隔絶され
るようになっている。また、弁体２が垂直弁座1dに緊合
して塞ぐと、弁箱１が垂直隔壁1cを隔てて二つに隔絶さ
れるようになっている。

【００２６】図１と図３（Ａ）において、弁体２が垂直
弁座1dに緊合して主管路７を形成している場合には、主
流入口4aから流入した流体５は、垂直隔壁1cと弁体２に
遮られて副流出口4dから流出する。そして、外部管路３
と制御弁６を通って副流入口4cから再び弁箱１に流入す
る。そして、主流出口4bから弁箱１の外に流出する。

【００２７】図２と図３（Ｂ）において、弁体２が水平
弁座1bに緊合してバイパス管路８を形成している場合に
は、主流入口4aから流入した流体５は、水平隔壁1aと弁
体２に遮られてそのまゝ主流出口4bから弁箱１の外に流
出する。

【００２８】このように、本発明になるバイパス弁が構
成する管路は従来のバイパスを設ける考え方と異なって
おり、主管路７の方がバイパス管路８から分岐している
かの如き構成になっている。そして、バイパス管路８が
主管路７から独立に分岐して孤立的に存在するのではな
く、弁体２の切り換えによって主管路７とバイパス管路
８が相互に化ける構成になっている。つまり、バイパス
管路８は、弁体２の切り換えによって存在させることが
できるが、実質的には存在しない。従って、バイパス管
路８に流体５が滞留してしまうことが実質的に起こらな
い。

【００２９】制御弁６の保守などのために、弁体２をバ
イパス管路８に切り換えた際には、補給タンク９に流入
させる流体５を調整できなくなるので、図示してないが
手動のバルブを設けておき、一時的に手作業で調整する
こともできる。また、弁体２を切り換える回動の方向や
弁箱１を水平隔壁1aや垂直隔壁1cによって隔絶した際の
上下・前後の関係とそれに伴う流入出口の関係などに
は、種々の変形が可能である。

【００３０】

【発明の効果】純水のように含有夾雑物を極端に嫌うよ
うな流体の輸送管路系の場合には、従来、輸送管路系の
流量を調整する制御弁に対してバイパス管路を設けるこ
とを避けていたが、本発明になるバイパス弁を用いれ
ば、弁箱内に構成されるバイパス管路に流体が滞留する
ことがない。従って、制御弁の故障、保守点検などの際
に、輸送管路系を停止する必要がなくなる。

【００３１】その結果、特に半導体装置の洗浄工程など
において欠かせない純水の無停止、連続送水が可能とな
り、延いては製造工程全体の生産性の向上に対して、本
発明は寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の主管路を示す一部切欠き斜
視図である。

【図２】 本発明の実施例のバイパス管路を示す一部切
欠き斜視図である。

【図３】 本発明の実施例の断面図で、（Ａ）は図１の
断面図、（Ｂ）は図２の断面図である。

【図４】 純水製造装置と給水システムの一例の構成図
である。

【符号の説明】

１ 弁箱 1a 水平隔壁 1b
水平弁座 1c 垂直隔壁 1d 垂直弁座 ２ 弁体 2a 弁棒 ３ 外部管路 4a 主流入口 4b 主流出口 4c
副流入口 4d 副流出口 ５ 流体 ６ 制御弁 ７ 主管路 ８ バイパス管路 ９ 補給タンク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱(1) と、弁体(2) を有し、 前記弁箱(1) は、縦型の筒状をなし、かつ上下方向の中
   間部に水平隔壁(1a)と、該水平隔壁(1a)に開口する水平
   弁座(1b)と、前後方向の中間部に垂直隔壁(1c)と、該垂
   直隔壁(1c)に開口する垂直弁座(1d)と、側壁面の上方に
   該垂直弁座(1d)を見通すように対向して設けられた主流
   入口(4a)と主流出口(4b)と、該水平隔壁(1a)より下方の
   側壁面に該垂直隔壁(1c)を挟むように対向して設けられ
   た副流入口(4c)と副流出口(4d)を有するものであり、か
   つ該主流入口(4a)からは流体(5)が流入し、かつ該主流
   出口(4b)からは該流体(5) が流出するものであり、 前記弁体(2) は、前記弁箱(1) の中間部の壁面に軸支さ
   れた弁棒(2a)を中心に回動するものであって、水平方向
   に回動すると前記水平弁座(1b)に緊合し、垂直方向に回
   動すると前記垂直弁座(1d)に緊合するものであることを
   特徴とする滞留防止型バイパス弁。
2. 【請求項２】 外部管路(3) を有し、 前記外部管路(3) は、中間部に制御弁(6) が挟設され、
   かつ両端部がそれぞれ前記副流出口(4d)と副流入口(4c)
   に接続されているものであり、 前記弁体(2) は、前記垂直弁座(1d)に緊合した際、前記
   流体(5) が前記主流入口(4a)から前記副流出口(4d)を通
   り、前記外部管路(3) と制御弁(6) を経由して前記副流
   入口(4c)から前記主流出口(4b)を通る主管路(7) を形成
   するものであり、 前記弁体(2) は、前記水平弁座(1b)に緊合した際、前記
   流体(5) が前記主流入口(4a)から前記垂直弁座(1d)を潜
   って主流出口(4b)を通るバイパス管路(8) を形成して、
   前記制御弁(6) を前記主管路(7) から分離するものであ
   る請求項１記載の滞留防止型バイパス弁。
3. 【請求項３】 前記弁体(2) がバタフライ弁である請求
   項１または２記載の滞留防止型バイパス弁。