JPH11324923A - ダブルポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体と、その液体を加圧するための動作流体
とを隔離したダブルポンプを提供すること。 【解決手段】 本発明のダブルポンプ１は、ポンプ本体
３，１１，２１に併設された一対の空間１２，２２が各
々ダイアフラム１３，２３によって２室に隔離されたも
のであって、そのポンプ本体３，１１，２１には、両ダ
イアフラム１３，２３の内側に位置する各ポンプ室に連
通した、液体を入力するための入力流路３１，３６、液
体を出力するための出力流路３２，３７、および液体内
の気泡を排出するための排気孔３３，３８、並びに両ダ
イアフラム１３，２３の外側に位置する各加圧室に連通
した、動作流体を供給する吸排気孔３４，３９が穿設さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、タンクな
どに蓄えられた液体を吐出先に圧送する中継地点に設け
られ、連続的に液体を供給するために２個のポンプで構
成されたダブルポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造が行われるクリーンルーム
は、通常建物の２階或いはそれ以上の階に造られてい
る。そのため、半導体製造プロセスで使用されるレジス
ト液などの薬液は、例えば工場の外部タンクに蓄えら
れ、そこからラインを引いてクリーンルームへと供給さ
れる。このとき、薬液を下から上へ押し上げるための圧
送手段が必要であり、図３は、従来の薬液圧送手段を示
したブロック図である。

【０００３】これは、２個のタンク５１，６１が設けら
れ、このタンク内に一旦供給された薬液を不活性ガスで
加圧して上階のクリーンルームへ圧送するものである。
そこで、このタンク５１，６１は、工場外の薬液タンク
にバルブ５２，６２を介して配管され、一方クリーンル
ームにはバルブ５３，６３を介して配管されている。ま
た、タンク５１，６１内に充填された薬液を加圧する不
活性ガスを供給するために、バルブ５４，６４を介した
加圧ラインが配管されている。更に、タンク５１，６１
内の気泡抜きのために、バルブ５５，６５を介して大気
側に配管されている。

【０００４】そして、バルブ５２，６２を開閉してタン
ク５１，６１内に薬液が充填されると、バルブ５４，６
４が開き不活性ガスが供給されて薬液が加圧される。加
圧初期は、バルブ５５，６５が開閉して薬液中の気泡が
排出され、それに続いてバルブ５３，６３が開いてクリ
ーンルームへ薬液が圧送される。その後、バルブ５４，
６４と同時にバルブ５５，６５が閉じられて、薬液の供
給が終了する。このような薬液の供給操作は、タンク５
１，６１とで同時に行われるものではなく、交互に行わ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のもの
では、不活性ガスによって直接薬液を加圧していたた
め、その薬液に不活性ガスが溶け込んでしまい二次配管
内で発泡し、その気泡によって製造している製品に不具
合をもたらすことがあった。また、不活性ガスによって
直接薬液を加圧することにより、その不活性ガスを供給
するためのガス供給ラインに薬液が逆拡散してしまい、
配管が腐食することがある。その対応のためには、ステ
ンレスやテフロンなどの高価な配管を使用する必要があ
り、コストがかかる問題があった。また、２個のタンク
５１，６１をそれぞれ配置する必要があることから設置
面積を多くとる問題もあった。

【０００６】そこで、本発明は、かかる問題点を解消す
べく、液体と、その液体を加圧するための動作流体とを
隔離したダブルポンプを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のダブルポンプ
は、ポンプ本体に併設された一対の空間が各々ダイアフ
ラムによって２室に隔離されたものであって、そのポン
プ本体には、両ダイアフラムの内側に位置する各ポンプ
室に連通した、液体を入力するための入力流路、液体を
出力するための出力流路、および液体内の気泡を排出す
るための排気孔、並びに両ダイアフラムの外側に位置す
る各加圧室に連通した、動作流体を供給する吸排気孔が
穿設されたものであることを特徴とする。よって、一つ
のポンプ本体内に構成された２つのダイアフラムポンプ
から交互に液体が排出されるが、その際、液体を押し出
すための動作流体の圧力はダイアフラムを介して作用
し、ポンプ室内に充填された液体に動作流体が直接接す
ることがないため、液体に対して動作流体として使用さ
れるガスが溶け込むといったことがなく、製品への気泡
による悪影響が回避される。

【０００８】また、本発明のダブルポンプは、前記ポン
プ本体が、前記入力流路、出力流路及び排気孔が穿設さ
れた中央盤と、前記吸排気孔が穿設された一対の側面盤
とが、その中央盤両面に側面盤を固定して前記空間を形
成してなるものであって、その中央盤と両側面盤との間
に前記ダイアフラムを挟み込んだものであることを特徴
とする。よって、中央盤及び側面盤の直径寸法や厚さ寸
法によって十分な空間のポンプ室を構成することがで
き、ダイアフラムがその空間全体を変位することができ
るので、ポンプ本体をコンパクトにしつつも、１回の駆
動で十分な流量の液体を排出することができる。

【０００９】また、本発明のダブルポンプは、前記ポン
プ本体を半径方向に立てて固設するものであって、前記
排気孔が、頂部に開口部を形成して接地面に垂直に穿設
されたものであることを特徴とする。よって、液体に溶
け込んだ気体がポンプ室内で発泡しても、その気泡は確
実に排気孔から排出される。

【００１０】また、本発明のダブルポンプは、動作流体
の加圧による前記各ダイアフラムの変位を計測するため
に備えたインジケータが、前記加圧室側にポンプ本体を
貫通して前記ダイアフラムに垂設されたロッドと、その
ロッドの位置を検出するセンサとから構成されたもので
あることを特徴とする。よって、センサからの検知信号
によって、少なくともポンプ室内に液体が満たされた状
態と、空になった状態とを確認することで、２個のポン
プを交互に駆動制御させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるダブルポン
プの一実施の形態について図面を参照して説明する。図
１は、本実施の形態のダブルポンプを示した断面図であ
り、図２は側面図である。ダブルポンプ１は、図２に示
すように円形状をなすものであり、それが立てられた状
態で金具２によって固定されている。そして、その内部
は、図１に示すように２個のポンプが構成されている。
ダブルポンプ１は、中央盤３が側面盤１１，２１に挟ま
れ、円周上にボルトによって両面から一体に固定されて
いる。固定された中央盤３と側面盤１１，２１とによっ
て構成されたボディ内には、中央盤３と側面盤４及び中
央盤３と側面盤５の間に、それぞれ断面がひし形の空間
１２，２２が形成されている。この空間１２側に第１ポ
ンプ１０が構成され、空間２２側に第２ポンプ２０が構
成される。

【００１２】また、中央盤３と側面盤４及び中央盤３と
側面盤５の間には、円周状に挟まれて固定されたダイア
フラム１３，２３が設けられ、それぞれの空間１２，２
２が２室に仕切られている。このダイアフラム１３，２
３は、中央盤３及び側面盤１１，２１の両面に張り付く
ような形状をなし、またそのように変形可能な弾性を有
している。そして、このように変形可能なダイアフラム
１３，２３は、スプリング１４，２４によって中央盤３
側に付勢されている。スプリング１４，２４は、ダイア
フラム１３，２３の中央に固定されたバネ受１５，２５
と、側面盤１１，２１の中心の貫通孔に嵌合固定された
栓１６，２６との間にはめ込まれている。

【００１３】また、栓１６，２６には、ダイアフラム１
３，２３の中心に重なる位置に貫通孔が穿設され、バネ
受１５，２５に固定されたロッド１７，２７が嵌挿され
ている。このロッド１７，２７は、ダイアフラム１３，
２３の変位を示すものであり、側面盤１１，２１の外側
に固定されたフォトセンサ１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２
８ｂによって、その位置を計測するよう構成されてい
る。フォトセンサ１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂは、
ロッド１７，２７が摺動可能な溝をもったホルダ１９，
２９（図２参照）に取り付けられ、そのロッド１７，２
７をそれぞれ２点で検出するよう構成されている。

【００１４】ところで、ダイアフラム１３，２３に仕切
られた空間１２，２２は、中央盤３に面する内側が薬液
などの液体が供給されるポンプ室が構成され、側面盤１
１，２１に面する外側が不活性ガスを作動流体として供
給する加圧室が構成されている。そこで、中央盤３に
は、図２に破線で示す位置に第１ポンプ１０のポンプ室
へ連通する入力流路３１と出力流路３２及び、第２ポン
プ２０のポンプ室へ連通する入力流路３６と出力流路３
７が穿設されている。また、中央盤３には。図１に示す
よう垂直方向に気泡抜きにための排気孔３３，３８が、
各ポンプ室に連通するように形成されている。

【００１５】一方、側面盤１１，２１には、第１ポンプ
１０の加圧室へ動作流体である窒素ガスを吸排気するた
めの吸排気孔３４が、また第２ポンプ２０の加圧室へ同
様に窒素ガスを吸排気するための吸排気孔３９が穿設さ
れている。そして、各流路には前記従来例と同様にバル
ブを介し、入力流路３１，３６が薬液タンクへ、出力流
路３２，３７がクリーンルームへ、そして吸排気孔３
４，３９がガス供給源へと配管され、排気孔３３，３８
が大気解放されている。

【００１６】そこで、このような構成からなるダブルポ
ンプ１は、次のようにして薬液が装置側へ送られる。図
１に示すダブルポンプ１は、第１ポンプ１０が薬液を排
出した後の状態であり、ダイアフラム１３が中央盤３に
接している。この時、加圧室が拡張し、その中には窒素
ガスが充填されてダイアフラム１３が加圧されている。
一方の第２ポンプ２０は、加圧室の窒素ガスが排気さ
れ、代わりにポンプ室へ薬液が充填された状態である
（図面上、流体は省略する）。従って、ダイアフラム２
３が側面盤２１に接している。これは、先ず第１ポンプ
１０が、図示する第２ポンプ２０のような状態で内側の
ポンプ室に薬液が充填され、その加圧室内に吸排気孔３
４を介して窒素ガスが供給されてダイアフラム１３が加
圧される。そのため、ダイアフラム１３が図面右方へ変
位し、ポンプ室内に充填された薬液が加圧され、出力流
路３２へ押し流されてクリーンルーム内の処理装置など
へ送られる。

【００１７】このよなダイアフラム１３の変位は、ロッ
ド１７の位置によって確認され、図示するようにダイア
フラム１３が中央盤３に接して薬液の排出が終了した時
点でフォトセンサ１８ａに検知される。そして、この検
知信号に基づいて吸排気孔に配管されたバルブ及び、出
力流路３２に配管されたバルブが閉じられる。これによ
って、第１ポンプ１０での薬液の排出が終了する。そし
て、空になった第１ポンプ１０へ薬液の充填が行われて
いる間に、第２ポンプ２０による薬液の排出が行われ
る。即ち、図１に示すように第１ポンプ１０が空になっ
た時点で、第２ポンプ２０のポンプ室には薬液が充填さ
れている。薬液の充填はフォトセンサ２８ｂによって検
知され、十分に満たされた状態が確認されたところで、
第１ポンプ１０に続いて第２ポンプ２０による薬液の排
出が行われる。

【００１８】第２ポンプ２０の場合も同様にして薬液の
排出が行われる。即ち、吸排気孔３９から窒素ガスが供
給されてダイアフラム２３が加圧されて変位し、それに
よってポンプ室内に充填された薬液が加圧されて出力流
路３７から押し流される。この間、第１ポンプ１０で
は、入力流路３１に配管されたバルブが開いて薬液供給
源に連通する一方、吸排気孔３４に配管されたバルブが
切り換えられて加圧室が大気解放される。そのため、第
１ポンプ１０のポンプ室には薬液が供給され、流入する
薬液の圧力によってスプリング１４が撓められる。そし
て、ダイアフラム１３が側面盤１１側へ変位して接した
ところで、フォトセンサ１８ｂがロッド１７を検知し
て、その検知信号に基づいてバルブが閉じられて薬液の
充填が終了する。

【００１９】一方、第２ポンプ２０では薬液の排出が行
われ、ダイアフラム２３が中央盤３に接したとき、ロッ
ド２７をフォトセンサ２８ａが検知する。そして、その
検知信号に基づいて各バルブが閉じられ、窒素ガスの供
給及び薬液の排出が停止される。その後、再び第１ポン
プ１０から薬液が排出され、第２ポンプ２０へは薬液の
供給が行われる。

【００２０】このような本実施の形態のダブルポンプ１
では、薬液と、その薬液を排出するための動作流体であ
る窒素ガスとをダイアフラム１３，２３で隔離したた
め、窒素ガスが薬液に溶け込むことがなくなった。これ
により、薬液内のガスが気泡となって製品に不具合を起
こすということがなくなった。また、ポンプ内で発泡し
たガスは排気孔３３，３８から排出され、薬液とともに
処理装置側へ流出することがない。また、ダイアフラム
１３，２３によってガス供給ラインが薬液と隔離された
ため、そのガスライン内に薬液が逆拡散することがなく
なったため、耐腐食性を有するステンレスやテフロンな
どの高価な配管を使用する必要がなくなり、コストの低
下を図ることができるようになった。

【００２１】更に、第１ポンプ１０及び第２ポンプ２０
からなる２個のポンプを一体に設けることによって全体
をコンパクト化できた。特に、不活性ガスを薬液と隔離
するための隔離部材として、ベローズを用いることなく
ダイアフラムとしたので、１回の排出量を十分に得るこ
とができるとともに、その駆動量が小さいためにポンプ
自体をコンパクトにできた。そして、円盤形状をなすダ
ブルポンプ１を立てて使用するよう構成したので、設置
面積を小さくすることができるようになった。

【００２２】なお、本発明は、前記実施の形態のものに
限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で
様々な変更が可能である。例えば、前記実施の形態で
は、インジケータとしてロッド１７，２７の位置を検出
するフォトセンサ１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂを使
用したが、ポテンショメータを使用するようにしてもよ
い。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、ポンプ本体に併設された一対
の空間が各々ダイアフラムによって２室に隔離されたも
のであって、そのポンプ本体には、両ダイアフラムの内
側に位置する各ポンプ室に連通した、液体を入力するた
めの入力流路、液体を出力するための出力流路、および
液体内の気泡を排出するための排気孔、並びに両ダイア
フラムの外側に位置する各加圧室に連通した、動作流体
を供給する吸排気孔が穿設した構成とすることで、液体
と、その液体を加圧するための動作流体とを隔離したダ
ブルポンプを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるダブルポンプの一実施の形態を
示す断面図である。

【図２】本発明にかかるダブルポンプの一実施の形態を
示す側面図である。

【図３】従来における薬液圧送手段を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ ダブルポンプ ３ 中央盤 １１，２１ 側面盤 １２，２２ 空間 １３，２３ ダイアフラム １７，２７ ロッド １８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ フォトセンサ ３１，３６ 入力流路 ３２，３７ 出力流路 ３３，３８ 排気孔 ３４，３９ 吸排気孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ本体に併設された一対の空間が各
   々ダイアフラムによって２室に隔離されたものであっ
   て、 そのポンプ本体には、両ダイアフラムの内側に位置する
   各ポンプ室に連通した、液体を入力するための入力流
   路、液体を出力するための出力流路、および液体内の気
   泡を排出するための排気孔、並びに両ダイアフラムの外
   側に位置する各加圧室に連通した、動作流体を供給する
   吸排気孔が穿設されたものであることを特徴とするダブ
   ルポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のダブルポンプにおい
   て、 前記ポンプ本体は、前記入力流路、出力流路及び排気孔
   が穿設された中央盤と、前記吸排気孔が穿設された一対
   の側面盤とが、その中央盤両面に側面盤を固定して前記
   空間を形成してなるものであって、 その中央盤と両側面盤との間に前記ダイアフラムを挟み
   込んだものであることを特徴とするダブルポンプ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のダブルポンプにおい
   て、 前記ポンプ本体は、半径方向に立てて固設するものであ
   って、 前記排気孔が、頂部に開口部を形成して接地面に垂直に
   穿設されたものであることを特徴とするダブルポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   のダブルポンプにおいて、 動作流体の加圧による前記各ダイアフラムの変位を計測
   するために備えたインジケータが、前記加圧室側にポン
   プ本体を貫通して前記ダイアフラムに垂設されたロッド
   と、そのロッドの位置を検出するセンサとから構成され
   たものであることを特徴とするダブルポンプ。