(57)【要約】【課題】汎用の器具を用いて、流量と圧力の関係の制御範囲を広くでき、高い信頼性でメンテナンスフリー化が可能で、高精度かつ安定圧力が得られる二流体噴霧装置を得る。【解決手段】圧縮気体供給系からの圧縮気体及び加圧液体供給系からの加圧液体を、二流体ノズルに供給して、これで得られる霧化流体を、必要とする箇所に噴射可能な二流体噴霧装置において、前記二流体ノズルが噴霧動作時に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力が、前記加圧液体供給系に印加できるように、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により前記二流体ノズルに供給する液体の圧力を所望の値に制御する液体圧力制御手段を設けた二流体噴霧装置。【選択図】図１
2014023976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮気体供給系からの圧縮気体及び加圧液体供給系からの加圧液体を、二流体ノズルに供給して、これで得られる霧化流体を、必要とする箇所に噴射可能な二流体噴霧装置において、
前記二流体ノズルの噴霧動作時に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力を、前記加圧液体供給系に印加できるようにすると共に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により前記二流体ノズルに供給する液体の圧力を所望の値に制御する液体圧力制御手段を設けたことを特徴とする二流体噴霧装置。
【請求項２】
加圧液体供給系からの加圧液体及び圧縮気体供給系からの圧縮気体を、二流体ノズルに供給して、これで得られる霧化流体を、必要とする箇所に噴射可能な二流体噴霧装置において、
前記二流体ノズルの噴霧動作時に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力を、前記加圧液体供給系に印加できるようにすると共に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により前記二流体ノズルに供給する液体の圧力を所望の値に制御するものであって、前記加圧液体供給系の内部の加圧液体の残量が不足したときに、補給液体を確保する液体補給系からの補給液体を、前記圧縮気体供給系の圧縮気体を用いて、前記加圧液体供給系の加圧液体より高い圧力として前記加圧液体供給系に供給する液体圧力制御手段を設け、前記加圧液体供給系の加圧液体の供給圧力を一定に保ちながら、連続的に噴霧することが可能であることを特徴とする二流体噴霧装置。
【請求項３】
所定圧力の圧縮気体を供給する圧縮気体供給系と、
加圧液体を供給する加圧液体供給系と、
前記圧縮気体と、前記加圧液体を微粒子化した流体とを同時に供給することで霧化流体を発生させ、この霧化流体を必要とする箇所に噴射可能な二流体ノズル手段と、
前記加圧液体供給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体圧力制御系を設け、前記液体圧力制御系に設け、前記加圧液体供給系の圧力のまま補給液体を取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力をその内部に存在する加圧液体に印加して前記加圧液体を前記二流体ノズル手段に供給可能なバッファタンクと、
液体補給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体補給制御系を設け、前記液体補給制御系に設け、液体供給源の持つ液体の圧力のままで取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を、その内部に存在する液体に印加して前記加圧液体を前記バッファタンクに供給可能な液体供給タンクと、
前記液体圧力制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記バッファタンク内の加圧液体に印加する圧縮気体の圧力を一定にする圧力調整手段と、
前記液体補給制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内に移送するとき前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を印加するように開放状態とする第１の弁と、前記加圧液体供給系であって前記液体供給タンク及び前記バッファタンクの間に設け、前記第１の弁と連動するものであって前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内に移送するとき開放状態とする第２の弁と、
前記バッファタンク内の加圧液体の液位が所定値以下となったとき、前記第１及び第２の弁に対して開放指令を与え、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内部に移送し、かつ前記液体供給タンク内部の液位が所定レベル以下となったとき、前記第１及び第２の弁に対して閉止指令を与え、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内部に移送するのを停止する制御手段と、
を具備したことを特徴とする二流体噴霧装置。
【請求項４】
所定圧力の圧縮気体を供給する共通の圧縮気体供給系と、
加圧液体を供給する加圧液体供給系と、
前記圧縮気体と、前記加圧液体を微粒子化した流体とを同時に供給することで霧化流体を発生させ、この霧化流体を必要とする箇所に噴射可能な二流体ノズル手段と、
前記加圧液体供給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体圧力制御系を設け、前記液体圧力制御系に設け、前記加圧液体供給系の圧力のまま補給液体を取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を、その内部に存在する加圧液体に印加して前記加圧液体を前記二流体ノズル手段に供給可能なバッファタンクと、
液体補給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体補給制御系を設け、前記液体補給制御系に設け、液体供給源の持つ液体の圧力のままで取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力をその内部に存在する液体に印加して前記加圧液体を前記バッファタンクに供給可能な液体供給タンクと、
前記液体圧力制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記バッファタンク内の加圧液体に印加する圧縮気体の圧力を所望の値に制御する圧力調整手段と、
前記バッファタンクと前記二流体ノズル手段との間における前記加圧液体供給系に設け、前記二流体ノズル手段に供給する加圧液体の圧力を任意に制御可能な比例制御弁と、
前記第１の液体圧力制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記液体供給タンク内の加圧液体を前記バッファタンク内に移送するとき前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を印加するように開放状態とする第１の弁と、
前記バッファタンク内の加圧液体の液位が所定値以下となったとき、前記第１の弁に対して開放指令を与え、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内部に移送し、かつ前記液体供給タンク内部の液位が所定レベル以下となったとき、前記第１の弁に対して閉止指令を与え、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内部に移送するのを停止する制御手段と、
を具備したことを特徴とする二流体噴霧装置。
【請求項５】
所定圧力の圧縮気体を供給する圧縮気体供給系と、
加圧液体を供給する加圧液体供給系と、
前記圧縮気体と、前記加圧液体を微粒子化した流体とを同時に供給することで霧化流体を発生させ、この霧化流体を必要とする箇所に噴射可能な二流体ノズル手段と、
前記加圧液体供給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体圧力制御系を設け、前記液体圧力制御系に設け、前記液体供給系の圧力のまま補給液体を取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を、その内部に存在する加圧液体に印加して前記加圧液体を前記二流体ノズル手段に供給可能なバッファタンクと、
前記液体圧力制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記バッファタンク内の加圧液体に印加する圧縮気体の圧力を所望の値に制御する圧力調整手段と、
前記加圧液体供給系と前記液体圧力制御系との間における前記バッファタンクの前段側に設け、前記二流体ノズル手段の噴霧中は閉止状態とし、前記バッファタンクの加圧液体の液位が所定値以下となったとき開放状態とし、前記バッファタンク内に液体が満杯となったとき閉止状態とする弁と、
前記弁の閉止状態及び開放状態を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする二流体噴霧装置。
【請求項６】
前記液体供給タンク及び前記バッファタンクの少なくとも一方の内部に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体を収納し、かつ前記液体供給系からの加圧液体とを分離する容器を設けたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項記載の二流体噴霧装置。
【請求項７】
液体供給源から供給される液体の圧力を、供給される圧力より加圧して必要とする箇所に供給する加圧液体供給装置において、
加圧液体供給系に、圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力を印加できるように構成し、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により液体の圧力を一定に制御する液体圧力制御手段を設けたことを特徴とする加圧液体供給装置。
【請求項８】
液体供給源から供給される液体の圧力を、供給される圧力より加圧して必要とする箇所に供給する加圧液体供給装置において、
加圧液体供給系に、圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力を印加できるように構成し、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により液体の圧力を一定に制御するものであって、前記加圧液体供給系の内部の加圧液体の残量が不足したときに、補給加圧液体を確保する液体補給系からの補給液体を、前記圧縮気体供給系の圧縮気体を用いて、前記加圧液体供給系の加圧液体より高い圧力として前記加圧液体供給系に供給する液体圧力制御手段を設け、前記加圧液体供給系の加圧液体の供給圧力を一定に保ちながら、連続的に加圧液体を供給することが可能であることを特徴とする加圧液体供給装置。
【請求項９】
加圧液体供給系からの加圧液体を必要とする箇所に供給する液体供給装置において、
所定圧力の圧縮気体を供給する圧縮気体供給系と、
加圧液体を供給する加圧液体供給系と、
前記加圧液体供給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体圧力制御系を設け、前記液体圧力制御系に設け、前記加圧液体供給系の圧力のまま補給液体を取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力をその内部に存在する加圧液体に印加して前記加圧液体を必要とする箇所に供給可能なバッファタンクと、
液体補給系と前記圧縮気体供給系との間を連通する液体補給制御系を設け、前記液体補給制御系に設け、液体供給源の持つ液体の圧力のままで取り込み可能で、前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を、その内部に存在する液体に印加して前記加圧液体を前記バッファタンクに供給可能な液体供給タンクと、
前記液体圧力制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記バッファタンク内の加圧液体に印加する圧縮気体の圧力を一定にする圧力調整手段と、
前記液体補給制御系の前記圧縮気体供給系側に設け、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内に移送するとき前記圧縮気体供給系の圧縮気体の圧力を印加するように開放状態とする第１の弁と、前記加圧液体供給系であって前記液体供給タンク及び前記バッファタンクの間に設け、前記第１の弁と連動するものであって前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内に移送するとき開放状態とする第２の弁と、
前記バッファタンク内の加圧液体の液位が所定値以下となったとき、前記第１及び第２の弁に対して開放指令を与え、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内部に移送し、かつ前記液体供給タンク内部の液位が所定レベル以下となったとき、前記第１及び第２の弁に対して閉止指令を与え、前記液体供給タンク内の液体を前記バッファタンク内部に移送するのを停止する制御手段と、
を具備したことを特徴とする加圧液体供給装置。
【請求項１０】
前記液体供給タンク及び前記バッファタンクの少なくとも一方の内部に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体を収納し、かつ前記液体供給系からの加圧液体とを分離する容器を設けたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項記載の加圧液体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、圧縮気体例えば圧縮空気により液体例えば水を加圧した液体を供給可能な加圧液体供給装置（加圧ポンプ）と、この加圧液体供給装置を利用した二流体噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体の加圧手段として、一般的に（１）ベーンポンプ、（２）タービンポンプ、
（３）ダイヤフラムポンプが用いられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９４０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１８３０号公報
【特許文献３】特開２００７−１５４７３３号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４７１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各ポンプ（１）、（２）、（３）には次のような問題がある。（１）の問題として、高揚程時のポンプの大容量化がある。
【０００５】
また、（１）と（２）の共通問題としてモータベアリングの寿命(15000ｈ程度)によるポンプ自体の定期交換の必要性、圧力一定制御を行う場合、モータの回転数制御の為のインバータ設置の必要性がある。
【０００６】
一方、（３）では脈動とダイヤフラムの劣化による8,000h程度毎の定期メンテナンスの問題、圧力についてはリリーフ弁に因る制御しかできず、正確な圧力制御は困難である点である。
【０００７】
また、全て（１）、（２）、（３）に共通して、流量と揚程に強い関係性があり、性能曲線により目的の流量と圧力を得ることができるか、ポンプ性能を見極める必要がある等の問題がある。
【０００８】
また、以上述べた（１）、（２）、（３）を半導体製造工場のクリーンルーム内で使用する場合には、全てのポンプに共通して、モータからの発塵、（１）ではベーンがケーシングと接触しながら回転することによる、液体への磨耗粉の混入、（１）と（２）の共通問題として、メカニカルシール部からの僅かな異物の混入リスクがある等の問題があった。
【０００９】
この様な問題への対策として特許文献３が挙げられるが、これはシリンダとピストンからなる駆動シリンダを使用していることから、ピストン製作時の寸法精度により流量と圧力の関係の制御範囲を広くしたり、大容量化することが困難と言う問題があった。
【００１０】
本実施形態は、汎用の器具を用いて、流量と圧力の関係の制御範囲を広くでき、高い信頼性でメンテナンスフリー化が可能で、高精度かつ安定圧力が得られる液体供給装置と、この液体供給装置を利用した二流体噴霧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態１は、圧縮気体供給系からの圧縮気体及び加圧液体供給系からの加圧液体を、二流体ノズルに供給して、これで得られる霧化流体を、必要とする箇所に噴射可能な二流体噴霧装置において、前記二流体ノズルの噴霧動作時に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力を、前記加圧液体供給系に印加できるようにすると共に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により前記二流体ノズルに供給する液体の圧力を所望の値に制御する液体圧力制御手段を設けた二流体噴霧装置である。
【００１２】
実施形態４は、液体供給源から供給される液体の圧力を、供給される圧力より加圧して必要とする箇所に供給する加圧液体供給装置において、加圧液体供給系に、圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力が、印加できるように構成し、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により液体の圧力を一定に制御する液体圧力制御手段を設けた加圧液体供給装置である。
【００１３】
以上述べた実施形態によれば、汎用の器具を用いて、流量と圧力の関係の制御範囲を広くでき、高い信頼性でメンテナンスフリー化が可能で、高精度かつ安定圧力が得られる液体供給装置と、この液体供給装置を利用した二流体噴霧装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の加圧ポンプ、または、これを利用した二流体噴霧装置が適用されるシステムの概略構成図。
【図２】実施形態１の圧空加圧による連続給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図３】実施形態１の圧空加圧による連続給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図４】実施形態１の圧空加圧による連続給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図５】実施形態２の圧空加圧による連続給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図６】実施形態２の圧空加圧による連続給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図７】実施形態２の圧空加圧による連続給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図８】実施形態３の圧空加圧による間欠給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図９】実施形態３の圧空加圧による間欠給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図１０】実施形態３の圧空加圧による間欠給水二流体噴霧装置を説明するための概略構成図。
【図１１】実施形態４の圧空加圧による連続給水ポンプを説明するための概略構成図。
【図１２】実施形態４の圧空加圧による連続給水ポンプを説明するための概略構成図。
【図１３】実施形態４の圧空加圧による連続給水ポンプを説明するための概略構成図。
【図１４】実施形態５の圧空加圧による連続給水ポンプを説明するための概略構成図。
【図１５】実施形態５の圧空加圧による連続給水ポンプを説明するための概略構成図。
【図１６】実施形態５の圧空加圧による連続給水ポンプを説明するための概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
始めに、図１を参照して、以下に述べる本案の装置１００である、加圧液体供給装置と、この加圧液体供給装置を利用した二流体噴霧装置が適用されるシステムの概略について説明する。
【００１７】
例えば、クリーンルーム０１内には半導体製造装置０２が設置され、この内部の温度、湿度が所定値になるように、空調機０３との間で給気、還気が行われるようになったり、
クリーンルーム０１内の温度と湿度を検出器で検出し、これを空調制御盤０９に取り込み、これらと目標値との差に応じて、空調機０３内に有する冷却コイル０４に供給する冷水供給系の比例制御弁０１１の指令を変更したり、さらには空調機０３内に有する加熱コイル０５に供給する温水供給系の比例制御弁０１２の指令を変更したりするようになっている。
【００１８】
これ以外の構成として、空調機０３の内部には、複数の二流体ノズル９を備えた二流体噴霧ヘッダーユニット０６と、二流体噴霧ヘッダーユニット０６から噴霧される雰囲気を、クリーンルーム０１内に強制的に送るためのファン０７と、後述する蒸気加湿ユニット０８とを備えている。蒸気加湿ユニット０８には、空調機０３の外部に設置された蒸気系に設けられた比例制御弁０１３の二次側の蒸気が供給され、比例制御弁０１３の指令は後述するノズル制御盤０１０から与えられるようになっている。
【００１９】
二流体噴霧制御盤０１０は、空調制御盤０９からの既設蒸気加湿指令が与えられ、これに基づいて比例制御弁０１３の指令が与えられ、二流体噴霧制御盤０１０には純水供給系及び圧空（圧縮空気）供給系が接続され、純水供給系からの純水及び圧空供給系からの圧空は、それぞれ二流体噴霧ヘッダーユニット０６の各ノズル９に供給されるように配管が設けられ、本実施形態の加圧液体供給装置例えば加圧ポンプまたは加圧液体供給装置例えば加圧ポンプを利用した機構が設けられている。
【００２０】
ここで、使用する二流体ノズル９は、例えば特許文献４に示すように、圧縮気体供給系例えば空気供給系からの圧縮空気及び加圧液体供給系例えば純水供給系からの水を供給し、水を微粒子化して噴霧できる複数の二流体ノズルである。
【００２１】
次に実施形態１について図２乃至図４を参照して説明するが、実施形態１は概略、共通（同一）の圧縮気体供給系（圧縮気体供給系統）からの圧縮気体及び加圧液体供給系（加圧液体供給系統）から加圧液体を、二流体ノズルに供給して、これで得られる霧化流体を、必要とする箇所に噴射可能な二流体噴霧装置において、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力が、前記加圧液体供給系に供給できるように、流体供給系（流体供給系統）を設け、この流体供給系に前記圧縮気体により前記液体の圧力を制御可能な液体圧力制御手段を設けた二流体噴霧装置である。
【００２２】
また、実施形態１は概略、加圧液体供給系からの加圧液体及び共通（同一）の圧縮気体供給系からの圧縮気体を、二流体ノズルに供給して、これで得られる霧化流体を、必要とする箇所に噴射可能な二流体噴霧装置において、前記二流体ノズルの噴霧動作時に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体の圧力を、前記加圧液体供給系に印加できるようにすると共に、前記圧縮気体供給系からの圧縮気体により前記二流体ノズルに供給する液体の圧力を所望の値に制御するものであって、前記加圧液体供給系の内部の加圧液体の残量が不足したときに、補給加圧液体を確保する液体補給系からの補給加圧液体を、前記圧縮気体供給系の圧縮気体を用いて、前記加圧液体供給系の加圧液体より高い圧力として前記加圧液体供給系に供給する液体圧力制御手段を設け、前記加圧液体供給系の加圧液体の供給圧力を一定に保ちながら、連続的に噴霧することが可能である二流体噴霧装置である。
【００２３】
以下これについて具体的に説明する。圧縮気体供給系（圧縮気体供給系統）は、例えば圧縮空気供給系（圧縮空気供給系統）Ａであり、これは図１のノズル制御盤０１０の外部に設置された空気圧縮機（図示しない）と、二流体ノズル９の空気供給口を接続する配管と、この配管の途中に設けられた空気系電磁弁１１と、三方に分岐した空気系チーズ継手１２と、三方に分岐した空気系のノズル側のチーズ継手１３と、電空レギュレータ１４を備えている。
【００２４】
空気系一次電磁弁（ＰＡ１Ｖ）１１の一次側に例えば７００ｋＰａの圧縮空気が供給され、この圧縮空気は継手１２、１３を介して電空レギュレータ１４により例えば３００ｋＰａに一定に減圧調整され、この減圧された空気が二流体ノズル９の空気供給口に供給されるようになっている。
【００２５】
液体供給系（液体供給系統）は、例えば純水供給系（純水供給系統）Ｗであり、これは図１のノズル制御盤０１０の外部に設置された純水供給源（図示しない）と、二流体ノズル９の空気供給口を接続する配管と、この配管の途中に設けられた純水系一次電磁弁（ＰＷ１Ｖ）１と、チャッキ弁２と、三方に分岐した給水タンクチーズ継手３と、給水タンク下部側電磁弁（ＳＴＬＶ）４と、チャッキ弁５と、三方に分岐したバッファタンクチーズ継手６と、ノズルチーズ継手７と、バッファタンク下部電磁弁（ＢＴＬＶ）８とを備えている。
【００２６】
液体圧力制御手段（圧縮気体印加制御手段）は、例えば圧縮空気系Ａからの圧縮空気ａを、例えば純水供給系Ｗに供給し、これにより給水ｗの圧力を制御可能に、流体供給系統例えば水圧力制御用配管を設け、この水圧力制御用配管の途中に以下に述べる水圧力制御機器を設けたものである。
【００２７】
すなわち、チーズ継手１２の開口端の一つとチーズ継手３の開口端の一つとの間に、スピードコントローラ２１を有しかつ大気側に開口部を有するスピードコントローラ２９を備えた給水タンク上部側三方電磁弁（ＳＴＨＶ）２２と、高水位計（ＳＴＨＬ）２６と、三方に分岐した給水タンクチーズ継手２３と、ポリプロピレン製ボールチャッキ弁２４と、給水タンク２５とが配設され、給水タンク２５には低水位計（ＳＴＬＬ）２７が取付けられている。
【００２８】
チーズ継手１３とチーズ継手６との間に、液体専用例えば水専用電空レギュレータ３１と、三方に分岐したチーズ継手３２と、ポリプロピレン製ボールチャッキ弁３３と、三方に分岐した給水チーズ継手３４と、バッファタンク（ＢＴ）３５と、三方に分岐した給水チーズ継手３７とが配設されている。チーズ継手３４には高水位計（ＢＴＨＬ）３６が取付けられ、チーズ継手３７には低水位計（ＢＴＬＬ）３８が取付けられ、チーズ継手３２の一方の開口部にはバッファタンク内圧力の大気開放用の電磁弁（ＢＴＨＶ）２８が接続されている。
【００２９】
電空レギュレータ３１は、バッファタンク３５内の純水に印加される圧縮空気の圧力を、一定に減圧するもので、給気系の一次圧力が例えば７００ｋＰａであるものを、例えば２９０ｋＰａ（一定）と減圧するものである。
【００３０】
図１のノズル制御盤０１０には、バッファタンク３５に有し、内部の液位が最低になったことを検出する低水位計３８の検出信号が入力され、これによりノズル制御盤０１０が給水タンク２５内の水をバッファタンク３５に移送するための移送指令、具体的には電磁弁１１を開放状態、電磁弁２２を開放状態、電磁弁１を開放状態、電磁弁４を開放状態にする指令が与えられる。この状態では給水タンク２５内の水には、給気系の圧縮空気の圧力(700kPa)がスピードコントローラ２１を介して徐々に印加されるので、給水タンク２５内の水がバッファタンク３５内に移送される。この時、電磁弁１は開放状態でも、２のチャッキ弁があるため、水がPW-1Vの一次側に逆流する事は無い。この移送状態が継続すると、給水タンク２５内の水がバッファタンク３５内に移送されて、給水タンク２５内の水位が低下したことを、給水タンク２５に有する低水位計２７が検出し、この検出信号がノズル制御盤０１０に与えられ、移送停止指令、具体的に電磁弁２２が閉止状態、電磁弁４が閉止状態となり、給水タンク２５内の水がバッファタンク３５内に移送されるのが停止すると共に給水源から純水が給水タンク２５に供給される。この状態が所定時間継続し、給水タンク２５が満杯になると、給水タンク２５に有するチャッキ弁２４の玉が浮かび、水の流れがせき止められることで給水源からの純水の供給が停止される。
【００３１】
なお、バッファタンク３５及び給水タンク２５には、それぞれ高水位となったことを検出する高水位計３６、２６が設けられており、この検出出力はノズル制御盤０１０に入力されるようになっており、これらは内部に水が満杯若しくはチャッキ弁２４から水がリークしたときに生ずる致命的な問題を事前に防ぐための、フェールセーフ機能として利用できるようになっている。
【００３２】
ここで、図２を参照して始動時水張り制御について説明する。始動時は、電磁弁１１は閉じ、電空レギュレータ１４、３１の設定値は０で、電磁弁１、４、２２、８、２８を開いて、バッファタンク３５内に水張りを行う。この後、バッファタンク３５の高水位計３６が動作して水位が検知されたとき、噴霧を開始する。始動時の水張り制御タイムアップ時間は例えば１２０秒以内に、高水位計３６が液位を検知しない場合、始動時水張り制御タイムアップを発報して噴霧開始制御を開始する。次に、電磁弁２２、４、２８、８を閉止、電磁弁１１を開き噴霧の開始制御が開始される。この場合、電磁弁８は閉止状態でも水の流れの方向は電磁弁の設置方向とは逆向きの流れのため、バッファタンク３５内から水が二流体ノズル９の給水系に供給される。これと同時に、給水タンク２５内にも水が供給され、給水タンク２５内が満杯になると、高水位計２６が動作して給水タンク２５内への給水が止まる。このように始動時水張り制御が行われる。
【００３３】
なお、電磁弁８としては、パイロット形を使用しているので、次のような効果がある。すなわち、ノズル９の通常噴霧中には、電磁弁８が閉止状態であるが、電磁弁８に表示されている流れ方向の矢印は、ヘッダ→バッファタンク３５の方向で、逆方向であるため、給水供給系Ｗのバッファタンク３５に対して水の供給が可能となる。ここで、電磁弁８として直動形の電磁弁を使用した場合、直動形の電磁弁は、１回の噴霧発停止に対して、２回の開閉動作が必要になることと、電磁弁２８と、独立した二つの電磁弁指令用デジタル出力が必要となるため、電磁弁を使用している。
【００３４】
以上述べた実施形態１によれば、特許文献１のようにシリンダとピストンからなる駆動シリンダを使用することなく、汎用の器具を用い、かつ２個の電空レギュレータを使用するだけで、駆動シリンダを使用することによる問題点を改善できる二流体噴霧装置を提供できる。具体的には、流量と圧力の関係の制御範囲を広くでき、高い信頼性でメンテナンスフリー化が可能で、高精度かつ安定圧力が連続的に得られる二流体噴霧装置を提供できる。また、給気系統に有する電空レギュレータ１４とは別に給水専用の電空レギュレータ３１を設けており、空気の膨張により液体圧力を制御する為、応答速度も非常に速い特性を有している。
【００３５】
実施形態２について図５乃至図７を参照して説明するが、図２乃至図４の実施形態１と異なる点は、圧縮空気供給系Ａとバッファタンク３５との間に設けた水専用電空レギュレータ３１を設けず、バッファタンク３５の吐出側と二流体ノズル９の給水系の間に比例制御弁４１を設け、給気系の電磁弁１１の一次側と給水タンク２５の間に三方電磁弁４２を設け、バッファタンク３５の吐出側とチャッキ弁５の間に分岐した給水系を設け、これに排水用電磁弁４３を設けた点である。これ以外の点は、図２乃至図４と同一であるが、図５乃至図７は図２乃至図４に比べて簡略化したものとなっている。
【００３６】
図５は、通常噴霧中の状態を説明するための図である。この状態は、圧縮空気供給系Ａの電磁弁１１が開放状態、純水供給系Ｗの電磁弁１が開放状態で比例制御弁４１は所望の開度で開放状態となっていて、三方弁４２が開放状態になっている。圧縮空気供給系Ａの配管の一次側の圧力例えば圧空は６００ｋＰａで、これが電空レギュレータ１４によりバッファタンク３５及び二流体ノズル９に供給される圧力例えば圧空は３００ｋＰａとなっている。
【００３７】
一方、純水供給系Ｗの配管の一次側の圧力は２００ｋＰａとなっており、給水タンク２５内には水が満杯となっている。二流体ノズル９に供給する際の水の圧力例えば３００ｋＰａは、比例制御弁４１により任意の圧力にコントロールすることができるようになっている。
【００３８】
図６は、二流体ノズル９で噴霧中の状態において、バッファタンク３５内の水位が低水位計３８以下になると、給水タンク２５からバッファタンク３５に液体の移送を開始する。
【００３９】
図７は、給水タンク２５の水位が図６の状態からさらに下がり、低水位計２７以下になると、三方弁４２が閉止し電磁弁１側から給水タンク２５内に液体が供給されて給水タンク２５内が満杯になると、給水タンク２５に有するチャッキ弁２４の玉が浮かび、水の流れがせき止められることで給水源からの純水の供給が停止される。
【００４０】
実施形態３について図８乃至図１０を参照して説明するが、圧縮気体加圧による間欠給水噴霧装置を説明するための図である。圧縮空気供給系Ａは、図示しない圧縮空気供給源と二流体ノズル９とを接続する配管に、電磁弁１１とレギュレータ１４を備え、圧縮空気供給源の圧力は例えば７００ｋＰａで、レギュレータ１４の出力は３００ｋＰａ又は０ｋＰａに設定できるようになっている。水供給系Ｗは、図示しない水供給源と二流体ノズル９とを接続する配管に、電磁弁１を備えている。
【００４１】
さらに、レギュレータ１４と二流体ノズル９とを接続する配管及び電磁弁１と二流体ノズル９とを接続する配管の間に配設され、内部の水が満杯になったことを検出する高水位計３６と、内部の液体が低位になったことを検出する低水位計３８を有するバッファタンク３５とを備えている。
【００４２】
図８は、二流体ノズル９が噴霧中の状態を示している。この場合、レギュレータ１４がオンとなっているので圧縮空気の圧力は３００ｋＰａになっているので、この圧力がバッファタンク３５内の水に印加されて、圧縮空気の供給と加圧水が二流体ノズル９に供給されて噴霧状態となる。
【００４３】
図９は、二流体ノズル９の噴霧が停止した後、電磁弁１が開放されてバッファタンク３５及び二流体ノズル９の配管に液体が供給されている状態を示している。
【００４４】
図１０は、図９の状態からバッファタンク３５内に水が入り満杯となり、これを高水位計３６が検出して電磁弁１が閉止して水供給が停止した状態を示している。
【００４５】
実施形態４について図１１乃至図１３を参照して説明するが、これは圧縮空気加圧による加圧液体供給装置の一例である連続給水ポンプを説明するための図である。これは、水供給系Ｗからの加圧水を、必要とする箇所に供給する水供給装置において、水供給系Ｗに、圧縮空気供給系Ａからの圧縮空気ａの圧力が、印加できるように構成し、圧縮空気供給系Ａからの圧縮空気ａにより水の圧力を一定に制御する液体圧力制御手段を設けたものである。
【００４６】
概略、図２から図４の実施形態１の二流体ノズル９と電空レギュレータ１４と、電磁弁８と、分岐７を省いた構成である。
【００４７】
具体的には、純水供給系Ｗは、電磁弁１と、ボールチャッキ弁２と、給水タンク分岐３と、電磁弁４と、チャッキ弁５と、バッファタンク分岐６とからなっている。
【００４８】
気体系統は、圧空電磁弁１１と、給水タンク分岐１２と、バッファタンク分岐１３とからなっている。
【００４９】
給水タンク分岐１２と給水タンク分岐３との間に、スピードコントローラ２１と、三方電磁弁２２と、分岐２３と、チャッキ弁２４と、給水タンク２５とが配設されている。
【００５０】
分岐２３には高水位計２６が取付けられ、給水タンク２５には低水位計２７が取付けられている。
【００５１】
バッファタンク分岐１３とバッファタンク分岐６との間に、水用電空レギュレータ３１と、分岐３２と、チャッキ弁３３と、分岐３４と、バッファタンク３５と、分岐３７とが配設されている。分岐３４には高水位計３６が取付けられ、分岐３７には低水位計３８が取付けられている。
【００５２】
図１１は、圧縮空気加圧による連続液体ポンプの通常運転中の状態を説明するための図であり、三方弁２２は閉止状態で、圧縮空気供給系Ａの配管圧力は例えば２９０ｋＰａになっている。この状態で連続運転により、バッファタンク３５の液位が低下して、低水位計３８がオフになり、図示しない制御装置からは液体供給指令が出される。
【００５３】
図１２は、給水タンク２５内に液体が移送中の状態を示しており、三方弁２２は開放状態で、気体系の配管圧力は例えば２９０ｋＰａになっている。図示しない制御装置からの液体供給指令により、三方弁２２は開放され、気体系一次圧力で給水タンク２５内の水がバッファタンク３５内に移送される。この後、低水位計２７がオフで、図示しない制御装置から液体供給指令が停止される。
【００５４】
図１３は、水供給中の状態を説明するための図であり、三方弁２２は閉止状態で、圧縮空気供給系Ａの配管圧力は例えば２９０ｋＰａになっている。図示しない制御装置からの液体供給指令により、三方弁２２は閉止され、水供給系Ｗの一次圧により給水タンク２５に水が供給される。給水タンク２５が満杯になると、チャッキ弁の玉が液体に浮かんで液体供給が停止される。この場合、液体供給スピードは、給水タンク２５の上部の三方弁１１の出口側に設置されたスピードコントローラにより調整が可能である。
【００５５】
実施形態５について図１４乃至図１６を参照して説明するが、これは圧縮空気加圧による連続給水ポンプを説明するための図で、給水タンク２５及びバッファタンク３５の少なくとも一方の内部に、圧縮空気供給系Ａからの圧縮空気ａを収納し、かつ水供給系Ｗからの水ｗとを分離する内部容器２５ａ、３５ａをそれぞれ設けた水供給装置である。ここで用いる内部容器２５ａ、３５ａは、例えばゴム製の隔膜である。
【００５６】
このように構成することで、圧縮空気と加圧水が接触せずに液体供給装置であるポンプの機能を得ることができる。
【００５７】
ここでは、圧空加圧による連続水供給ポンプを説明するための図で、図１４は通常運転中を説明するための図であり、図１５は給水タンク２５内に水移送中を説明するための図であり、図１６は送水中を説明するための図である。
【００５８】
図１４は、電磁弁２２、４が閉止で、電磁弁１が開放状態にある。このとき、水専用電空レギュレータ３１の設定値はこの出力圧力が２９０ｋＰａとなるように設定されており、連続運転により、バッファタンク３５内の水量が低下して、バッファタンク３５内の内部容器３５ａの膨張により低水位計３８がオンになると給水指令判定となる。
【００５９】
図１５は、電磁弁２２、４が開放で、電磁弁１が閉止状態にある。このとき、水専用電空レギュレータ３１の設定値はこの出力圧力が２９０ｋＰａとなるように設定されており、給水指令により電磁弁２２、４が開放で、電磁弁１が閉止され、圧縮空気の一時圧力で給水タンク２５内の水がバッファタンク３５内に移送される。バッファタンク３５内の圧力は、水専用電空レギュレータ３１により一定に保たれる。予め設定したタイマーにより、一定時間後に三方弁が閉止して液体の移送を中止する。
【００６０】
図１６は水供給停止により、電磁弁２２、４が閉止、電磁弁１が開放され、水の一次圧により給水タンク２５に水が供給される。給水タンク２５が満杯になると、この内部容器２５ａが満杯になった状態で、水供給が止まる。電磁弁２２の出口に設置されたスピードコントローラ２１により給水の速度を調整が可能である。
【００６１】
前述した実施形態において、液体供給装置の一例である加圧ポンプのバックアップとしてダイヤフラムポンプ、渦流タービンポンプのいずれかを組合わせることで、より信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００６２】
０１…クリーンルーム、０２…半導体製造装置、０３…空調機、０４…冷却コイル、０５…加熱コイル、０６…ノズルコイルユニット、０７…ファン、０８…蒸気加湿ユニット、０９…空調制御盤、０１０…ノズル制御盤、０１１…比例制御弁、０１２…比例制御弁、０１３…比例制御弁、１…純水系一次電磁弁、２…チャッキ弁、３…給水タンクチーズ継手、４…給水タンク下部側電磁弁、５…チャッキ弁、６…バッファタンクチーズ継手、７…ノズルチーズ継手、８…電磁弁、９…二流体ノズル、１１…空気系一次電磁弁、１２…空気系チーズ継手、１３…チーズ継手、１４…電空レギュレータ、２１…スピードコントローラ、２２…給水タンク上部側三方電磁弁、２３…給水タンクチーズ継手、２４…チャッキ弁、２５…給水タンク、２６…高水位計、２７…低水位計、２８…電磁弁、２９…継手、３１…水専用電空レギュレータ、３２…チーズ継手、３３…チャッキ弁、３４…給水チーズ継手、３５…バッファタンク、３６…高水位計、３７…給水チーズ継手、３８…低水位計、４１…比例制御弁、４２…二方電磁弁、４３…電磁弁、１００…本案の装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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