(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体の容体（１）の天板（２）に流入口（３）を設け、正面板（４）に流出口（５）を設け、該天板（２）と底板（６）間に外方隔壁（７）を設けて該容体内を上記流入口（３）に通じる流入側貯留層（８）と上記流出口（５）に通じる流出側貯留層（９）に区画し、各貯留層（８）、（９）内に上方間隙（１１）と下方間隙（１２）を形成するよう緩衝板（１３）、（１４）を設け、該緩衝板（１３）、（１４）にそれぞれ該上方間隙（１１）と下方間隙（１２）に開口する流通孔（１５）、（１６）を設け、各貯留層（１５）、（１６）の上方に上端が上記容体（１）の天板と一体的に形成され下端が上記上方間隙（１１）に開口する筒状の複数の内方隔壁（１７）を同心円状に設け、上記流入側貯留層（８）の下方間隙（１２）と上記流出側貯留層（９）の下方間隙（１２）を上記外方隔壁（７）に設けた連通孔（１０）で連通させた流体脈動緩和装置。
【請求項２】
上記外方隔壁（７）を略円筒状に形成し、該外方隔壁により容体の正面板（４）と外方隔壁（７）の間及び背面板（２０）と外方隔壁（７）の間に略三角筒状の空間を設け、背面板（２０）側の該空間と上記流入側貯留層（８）間の外方隔壁（７）に流通孔（２１）を形成して該空間を上記流入側貯留層（８）に連通し空気層を温存する予備空間（２２）とするとともに上記流出口（５）を正面板（４）側の上記空間に開口し該空間と上記流出側貯留層（９）間の外方隔壁（７）に流通孔（２３）を形成して該空間を流体が滞留する滞留空間（２４）とした請求項１に記載の流体脈動緩和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工場その他各種の流体を使用する工場等において、該流体の給送時の脈動を減衰、緩和できるようにした流体脈動緩和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、各種薬液、純水その他の処理液を使用するが、この処理液の流動に脈動を生じると種々不都合を来たすため、流路の途中に流体が流入する容体を設け、該容体内に空気層と流体層を形成して空気圧により脈動を緩和できるようにした流体脈動緩和装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。このような装置は、空気層の圧力と流体層の圧力をバランスさせることにより脈動を緩和することができるが、空気層に接する流体層の上面が激しく動くため上記空気層中の空気が次第に流体層中に溶け込み、空気量が減少して上記バランスがくずれ初期の脈動緩和効果を期待できなくなることがあった。
【０００３】
そのため空気層と流体層の間にゴム材料等の弾性膜を設けたり、流体層の上面に複数の弾性体を浮上させて流体の上面を覆い空気の溶け込みを防止するようにした脈動吸収装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかし、上記の如き弾性膜や弾性体が流体層の上面にあって脈動に伴って上下動していると、摩耗による微細ダストの発生を避けることができず、特に、そのような微粒子は、半導体製造工程においては、製品に多大な悪影響を与えるので、好ましいことではない。
【特許文献１】特開２００４−１８３７３０号公報（請求項１、図４）
【特許文献２】実公平４−１７８１６号公報（実用新案登録請求の範囲（１）、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の解決課題は、空気層の作用で流体の脈動を緩和するようにした流体脈動緩和装置において、弾性膜や浮遊弾性体等の可動部分をなくしてダストが発生しないようにし、空気の溶け込みを減少させて長期にわたって当初の脈動緩和効果を維持できるようにした流体脈動緩和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、容体内の上方に空気層を形成しその下方に脈動を伴う流体が流入する流体層を形成し、上記空気層により脈動を緩和するようにした流体脈動緩和装置において、上記容体内に流体の流入口に通じる流入側貯留層と流体の流出口に通じる流出側貯留層を区画して形成し、上記各貯留層の上方に筒状の内部隔壁を設け、該内部隔壁により上端が閉塞され下端が貯留層に開口し内方に空気層要素を形成する複数の開放エリアを形成し、上記流入側貯留層と流出側貯留層を連通孔で連通したことを特徴とする流体脈動緩和装置が提供され、上記課題が解決される。
【０００６】
本発明によれば、上記流体脈動緩和装置において、上記内部隔壁は同心円状に複数設けられ、上記各貯留層には上下に間隙を存して流通孔を有する緩衝板が設けられ、また流入側貯留層には流通孔を介して連通する予備空間が形成され、上記流出側貯留層と流出口の間には脈動が緩和された流体が滞留する滞留空間が設けられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は上記のように構成され、容体内に流入側貯留層と流出側貯留層を区画して設け、各貯留層の上方に筒状の内部隔壁を形成し、該内部隔壁により上端が閉塞され下端が貯留層に開口する複数の開放エリアを形成し、該開放エリア内に空気層要素を形成すると共に上記流入側貯留層と流出側貯留層を連通孔で連通したので、空気層は流入側貯留層と流出側貯留層にそれぞれ設けられた複数の開放エリア内に形成された複数の小さな空気層要素に分散され、各開放エリア内の空気層要素が流体に接する面積は、従来のように空気層を１つに形成した場合に比べて著しく小さくでき、空気が流体中に溶け込む溶解率を低減させることができる。また、従来の装置のように脈動に伴って可動する部材がないから、摩耗により生じるダストの発生はみられず、半導体製造工程のように、きわめて微細なダストの存在を問題とする工程においても安心して使用することが可能である。
【０００８】
従来の装置では、空気層が１つであるから、流体層に入り込んだ流体は、脈動による圧力を温存しており、液面が山のように跳ね上り、波頭と波尻の圧力が相違する複雑な脈動となって容体内に拡散するので、液面に生じる波動は激しく動揺し、空気が溶け込みやすい傾向になっている。一方、本発明では、流入口から入った流体は、流入側貯留層に入り内部隔壁の下面に当ってから各開放エリア内に入り、その後連通孔を通って流出側貯留層に進入し該流出側貯留層の開放エリア内に入り込むから、各開放エリア内に入り込んだときの液面の波動は穏やかとなり、空気の溶け込みを少なくすることができ、長期にわたって空気層要素は所定の圧力を維持し、脈動を確実に緩和することができる。
【０００９】
さらに、従来の脈動緩和装置は、１枚の板部材により大きな空気層を形成する容体を構成しているので、耐圧性に乏しいが、本発明では容体内に設けた複数の筒状の内部隔壁によって複数の空気層要素を形成し、空気層を分散して構成したから、圧力が分散され、加圧と減圧の激しい脈動に対しても充分な耐圧性を有し、耐久性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１、図２を参照し、本発明の容体（１）は、耐薬品性を有するプラスチック材料、金属材料等適用する流体に対応する適宜の材料で、全体が略直方体状に形成され、天板（２）上に流入口（３）が設けられ、正面板（４）側に流出口（５）が形成されている。
【００１１】
図３〜図６を参照し、上記容体（１）内は、底板（６）と外方隔壁（７）により上記流入口（３）に通じる流入側貯留層（８）と流出口（５）に通じる流出側貯留層（９）に区画され、各貯留層（８）、（９）は連通孔（１０）で連通している（図６参照）。
【００１２】
上記各貯留層（８）、（９）には上方間隙（１１）と下方間隙（１２）を形成するよう緩衝板（１３）、（１４）が設けられている。該緩衝板（１３）、（１４）は、周縁を容体内面に溶接等して該容体に固定してあり、ほぼ中央部には流通孔（１５）、（１６）がそれぞれ設けられている。なお、流入側貯留層（８）と流出側貯留層（９）の緩衝板（１３）、（１４）の流通孔（１５）、（１６）の内径はほぼ同じ大きさでもよいが、好ましくは流出側貯留層（９）側の流通孔（１６）を上記流通孔（１５）よりも少し小さく形成してある。このようにすると、流体は、流入側貯留層（８）に滞留してから次に下方間隙（１２）を通って流出側貯留層（９）に入るので、流入側及び流出側で下記するように確実に脈動緩和作用を受けることができる。
【００１３】
上記各貯留層（８）、（９）の上方には筒状の内部隔壁（１７）が設けられている。該内部隔壁（１７）は円筒状に形成されているが、４角筒、６角筒その他の適宜の多角筒状に形成することができ、好ましくは同心円状に複数、図４に示す実施例では２個づつ設けられている。該内部隔壁（１７）は、好ましくは上記容体（１）と一体的に形成され、上端が閉塞し下端が貯留層の上方間隙（１１）に開口し内方に空気層要素（１８）を封入する開放エリア（１９）が設けられている。なお、該内部隔壁は、容体と別体に形成した筒状部材を溶接等により容体の天板（２）の内面に固定してもよい（図示略）。
【００１４】
上記流入口（３）は、中心側の内部隔壁（１７）の略中央に対向するよう容体（１）の天板（２）に開口している。また、上記流出側貯留層（９）の緩衝板（１４）の流通孔（１６）は、中心側の内部隔壁の略中央に対向している。この構成により、中心側の内部隔壁の開放エリアを経た流体が周辺側の内部隔壁の開放エリアに流入し、確実に脈動緩和作用を受け得るようにしてある。
【００１５】
図に示す実施例では、上記外方隔壁（７）が略円筒状に形成されているので、平板状の容体の正面板（４）、背面板（２０）との間に略三角筒状の空間が形成される。この空間を生じないよう外方隔壁を形成してもよいが、好ましくは図５に示すように外方隔壁（７）に流通孔（２１）を形成し、該流通孔（２１）を介して上記流入側貯留層（８）に連通する予備空間（２２）を設けてある。このような予備空間（２２）を設けることにより、空気層を温存することができる。
【００１６】
また、上記流出口（５）は、容体（１）の正面側に設けられているので、外方隔壁に設けた流通孔（２３）を介して上記流出側貯留層（９）と該流出口（５）の間に滞留空間（２４）を形成してある。このような滞留空間（２４）を設けることにより、下記するように脈動が緩和された流体が該空間（２４）に滞留し、上記流出口（５）から脈動が一層緩和された流体を流出させることができる。
【００１７】
上記流入口（３）から脈動を伴った流体を流入させると、該流体は流入側貯留層（８）の緩衝板（１３）に当って上方間隙（１１）に入る。そして、内部隔壁（１７）により形成された開放エリア（１９）に分散して入る。各開放エリア内の空気は上方に留って空気層要素（１８）となる。このとき、空気層要素（１８）と流体層（２５）の容積比が、約４：６となる程度まで流体が進入して圧力がバランスするように調整すると、該空気層要素（１８）の圧力作用で脈動が効率よく緩和される。さらに、緩衝板（１３）の流通孔（１５）、下方間隙（１２）、連通孔（１０）を経て流出側貯留層（９）に向った流体は、該流出側貯留層の下方間隙（１２）、流通孔（１６）、上方間隙（１１）を通って流出側貯留層（９）の複数の開放エリア（１９）に進入し、空気層要素（１８）により脈動が一層緩和され、流出口（５）から流出する。
【００１８】
実験の結果によれば、上記流入側貯留層（８）により流体の脈動は、約３分の２程度まで低減し、流出側貯留層（９）において脈動は約９０％以上緩和することが確かめられた。なお、図に示す実施例では、流出側貯留層を１つ設けたが、所望により流出側貯留層を複数段設けて次々と緩和作用をさせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例を示す正面図。
【図２】平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図。
【図６】図３のＤ−Ｄ線断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１    容体
３    流入口
５    流出口
７    外方隔壁
８    流入側貯留層
９    流出側貯留層
１０    連通孔
１１    上方間隙
１２    下方間隙
１３、１４    緩衝板
１５、１６    流通孔
１７    内部隔壁
１８    空気層要素
１９    開放エリア
２１、２３    流通孔
２２    予備空間
２４    滞留空間
【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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