(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容積可変に形成されたベローズであって、その容積を膨張させることにより吸入口からべローズ内に薬液を吸入し、前記べローズの容積を縮小させることにより吐出口からべローズ外へ薬液を吐出させる構造を備えるべローズと、
前記べローズを収納するべローズタンクと、
前記吸入口に設けられ、その吸入口から前記ベローズ内へ前記薬液が吸入されるときにその薬液中に溶け込んだ気体を発泡させるための発泡手段と、
前記吐出口とは別に設けられ、その吐出口から前記べローズ外へ前記薬液を吐出させる前に、前記脱泡された気泡を前記べローズ外へ除去するための気泡除去口とを有するべローズポンプを備えると共に、
前記べローズタンク内を加圧することにより前記ベローズを収縮させ、前記吐出口から前記ベローズ外へ前記薬液を吐出させる一方、前記べローズタンク内を真空圧とすることにより前記ベローズを膨張させ、前記吸入口から前記ベローズ内へ前記薬液を吸入させるものであって、
前記吸入口を開いた状態で、前記ベローズタンク内を真空圧とすることにより前記ベローズを膨張させ、前記薬液を前記ベローズ内に吸入するときに、前記発泡手段により前記吸入口から前記ベローズタンク内へ吸引される薬液に溶け込んだ気体を発泡させる第１脱泡工程と、
前記吸入口と前記吐出口と前記気泡除去口を閉じた状態で、前記ベローズタンク内の真空圧を前記第１脱泡工程より高くして前記ベローズタンク内の真空圧を前記薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより、前記ベローズを前記第１脱泡工程より膨張させ、前記べローズ内の圧力を前記薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより前記薬液内の気体を発泡させる第２脱泡工程とを行うべローズ制御装置とを有することを特徴とする薬液供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載する薬液供給システムにおいて、
前記薬液べローズポンプ及び前記べローズ制御装置を各々一対有し、
前記べローズ制御装置が、前記一対の薬液べローズポンプを切り換えることにより、常に一定圧の薬液を供給することを特徴とする薬液供給システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する薬液供給システムにおいて、
前記発泡手段がキャビテーションノズルであって、そのキャビテーションノズルが、直角に形成された２以上の直角流路を備え、
前記薬液が、前記直角流路で流路壁と衝突することにより前記薬液内の気体を発泡させることを特徴とする薬液供給システム。
【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薬液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一対のべローズポンプで構成された薬液供給システムに関し、特に詳細には、べローズにおいて薬液内の溶存ガスを発泡させて排除可能な薬液供給システムに関するものである。
【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８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５４，６４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５１，６１とで同時に行われるものではなく、交互に行われる。
【０００５】
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。
【０００６】
それらの問題を解決するためには、不活性ガスと薬液とをダイヤフラムで隔離して加圧する方法が考えられる。しかし、ダイヤフラムを用いたとしても、薬液内に既に溶融している不活性ガスが発泡する問題が残っていた。
本出願人は、既に溶融している不活性ガスを薬液から排除する方法として、特公平７−４５００１号公報において、ダイヤフラムにかける圧力を負圧とし、薬液にかかる圧力を負圧とすることにより、溶存ガスを脱泡する方法について提案し、特許を認められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本出願人が特公平７−４５００１号公報で提案した方法には、次のような問題点があった。
（１）脱泡の効率を高めようとして、圧力を下げていったときに、発泡が急激に増加する現象が発見された。すなわち、例えば、薬液としてエチルアルコールを用いてる場合、室温摂氏２０度においては、１０．４ＫＰａ以下の圧力で急激に発泡が増加することを発見した。これは、室温摂氏２０度、１０．４ＫＰａがエチルアルコールの沸点だからである。
従来の特公平７−４５００１号公報の方法では、このことに気が付いていなかったので、薬液が沸点以下となるまで、負圧を下げすぎて蒸気化した薬液を排出したため、薬液を無駄に排出する問題があった。
【０００８】
（２）ダイヤフラムポンプでは、ダイヤフラムのわずかの動きで、大量の薬液が排出されるため、負圧を微妙に制御することができない問題があった。また、ダイヤフラムと動きと薬液の排出量とがリニアな関係にないため、一定量の薬液を精度良く搬出することが困難であるという問題があった。
（３）また、特公平７−４５００１号公報の方法では、発泡手段として普通のオリフィスを用いているため、発泡を十分発生させることのできない問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる問題点を解消して、薬液内に溶融した不活性ガスを発泡により除去すると共に、その薬液を加圧して一定量精度良く搬出可能な薬液供給システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の薬液供給システムは、次のような構成を有している。
（１）（ａ）容積可変に形成されたベローズであって、その容積を膨張させることにより吸入口からべローズ内に薬液を吸入し、べローズの容積を縮小させることにより吐出口からべローズ外へ薬液を吐出させる構造を備えるべローズと、（ｂ）べローズを収納するべローズタンクと、（ｃ）吸入口に設けられ、その吸入口からべローズ内へ薬液が吸入されるときにその薬液中に溶け込んだ気体を発泡させるための発泡手段と、（ｄ）吐出口とは別に設けられ、その吐出口からべローズ外へ薬液を吐出させる前に、脱泡された気泡をべローズ外へ除去するための気泡除去口とを有するべローズポンプを備えると共に、（ｅ）べローズタンク内を加圧することによりベローズを収縮させ、吐出口からベローズ外へ薬液を吐出させる一方、べローズタンク内を真空圧とすることによりベローズを膨張させ、吸入口からベローズ内へ薬液を吸入させるものであって、吸入口を開いた状態で、ベローズタンク内を真空圧とすることによりベローズを膨張させ、薬液をベローズ内に吸入するときに、発泡手段により吸入口からベローズタンク内へ吸引される薬液に溶け込んだ気体を発泡させる第１脱泡工程と、吸入口と吐出口と気泡除去口を閉じた状態で、ベローズタンク内の真空圧を第１脱泡工程より高くしてベローズタンク内の真空圧を薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより、ベローズを第１脱泡工程より膨張させ、べローズ内の圧力を薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより薬液内の気体を発泡させる第２脱泡工程とを行うべローズ制御装置とを有している。
例えば、薬液としてエチルアルコールを用いている場合、室温摂氏２０度でエチルアルコールの沸点は、１０．４ＫＰａなので、それより少し大気圧に近い１３ＫＰａ〜２０ＫＰａ程度に真空圧を維持している。
【００１１】
（２）また、（１）に記載する薬液供給システムにおいて、前記薬液べローズポンプ及び前記べローズ制御装置を各々一対有し、前記べローズ制御装置が、前記一対の薬液べローズポンプを切り換えることにより、常に一定圧の薬液を供給することを特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する薬液供給システムにおいて、前記発泡手段がキャビテーションノズルであって、そのキャビテーションノズルが、直角に形成された２以上の直角流路を備え、前記薬液が、前記直角流路で流路壁と衝突することにより前記薬液内の気体を発泡させることを特徴とする。
ここで、キャビテーションノズルの構成を、直角流路の出口近傍に邪魔板を設けて、直角流路を出た薬液が邪魔板に衝突させるようにすると良い。
【００１２】
次に、上記構成を有する薬液供給システムの作用について説明する。
べローズ制御装置は、べローズタンク内を加圧することによりべローズを収縮させ、べローズ内の薬液を搬出する。また、べローズタンク内を真空圧とすることによりべローズを膨張させ、べローズが膨張した状態でべローズ内の圧力を薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより薬液内の溶存ガスを発泡させる。ここで、べローズが膨張した状態でべローズ内の圧力を、沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持しているので、薬液が沸騰して発泡することがないため、薬液を無駄に排出することがない。また、沸騰しない状態では、最も発泡しやすい状態なので、薬液中に溶融している不活性ガスを最大限発泡させることができる。
【００１３】
また、本発明の薬液供給システムによれば、２つのべローズポンプから交互に薬液が搬出されるが、その際、薬液を押し出すための動作流体の圧力はべローズタンク内でべローズを介して作用し、べローズ内に充填された薬液に動作流体が直接接することがないため、薬液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い。また、べローズは、ダイヤフラムと比較して、べローズの移動距離と薬液の搬出量とがリニアな関係にあるため、一定時間あたりの薬液供給量を常に一定に維持することができる。
【００１４】
また、オリフィスでは流体の方向が変化しないため、発泡効率が悪いが、直角流路を備えるキャビテーションノズルでは、薬液が直角流路の壁に衝突した後噴出されるので、発泡効率を高め、薬液内の溶融ガスをより多く脱泡させることができる。さらに、直角流路の出口に邪魔板を設けて再度薬液を邪魔板に衝突させることにより、発泡効率をさらに高め、薬液内の溶融ガスをより多く脱泡させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる薬液供給システム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、本実施の形態の薬液供給システムの全体構成を示すシステム図であり、図２及び図３はシステムで使用されるべローズポンプの構成を示す断面図である。
始めに、図２及び図３によりべローズポンプの構成を説明する。
この実施の形態では、半導体製造の薬液処理プロセスにおいて、有機溶剤、ホトレジスト及び現像液等の薬液を供給するための薬液ポンプであるべローズポンプについて説明する。
半導体製品の要求加工寸法が極めて微細化していることから、薬液処理プロセスに供給される薬液中に気体、異物等の不純物が混入していることは、半導体製品に形状不良や特性不良が発生するおそれがあり好ましくない。そこで、気体等の不純物を薬液中から予め除去して、清浄な状態の薬液のみを薬液処理プロセスへ供給することのできる薬液ポンプが使用されている。
【００１６】
べローズポンプ１１は、容積可変に形成されたべローズ１２の容積を膨張させることにより吸入口２４からべローズ１２内に薬液を吸入し、べローズ１２の容積を縮小させることにより吐出口２５からべローズ１２外へ薬液を吐出させるようにした構造を有する。図３はべローズ１２の容積が最も縮小した状態を示し、図２はべローズ１２の容積が最も膨張した状態を示す。
ベローズ１２は、べローズタンクであるケーシング２３に収容されている。ベローズ１２の上端はケーシング２３の上部に固定されて封止され、その下端は底板３２により閉塞されている。ケーシング２３とベローズ１２との間の空間は、べローズポンプ１１の背室３３となっている。この背室３３に負圧を導入することにより、ベローズ１２伸張してべローズ１２内の容積が膨張する。背室３３に正圧を導入することにより、ベローズ１２が収縮してべローズ１２内の容積が縮小する。この実施の形態では、背室３３に正圧及び負圧を導入するための圧力管路が背室３３に接続されている。ケーシング２３の外側には、磁石３２を検出してべローズ１２の状態を確認するための磁気センサ２９，３０がセンサ取付棒３１に移動可能に取り付けられている。
【００１７】
吸入口２４には、キャビテーションノズル２７が設けられている。キャビテーションノズル２７は、吸入口２４からべローズ１２内へ薬液が吸入されるときにその薬液中に溶け込んだ不活性ガス等の気体を脱泡させるためのものである。
キャビテーションノズル２７の構成を図４に示す。キャビテーションノズル２７は、中心孔の底から四方に開けられた４つの出口流路２７ｄを持つ直角流路２７ａ、及び出口流路２７ｄとわずかな隙間２７Ｃを開けて設けられた邪魔板２７ｂとで構成されている。
【００１８】
薬液は、直角流路２７ａで底面に衝突することにより、急激な圧力変化を生じてキャビテーションを発生し、発泡する。さらに、出口流路２７ｄで邪魔板２７ｂに衝突することにより、急激な圧力変化を生じてキャビテーションを発生し、発泡する。
ここで、図５に示すように、邪魔板を設けないキャビテーションノズル２７を用いても良い。図５の場合、発泡効率は悪くなるが、スペースを小さくできる利点がある。
べローズポンプ１１は、吐出口２５とは別に設けられた気泡除去口２６を備える。気泡除去口２６は、吐出口２５からべローズ１２外へ薬液を吐出させる前に、脱泡された気泡（異物等の不純物を含む）をべローズ１２外へ除去するためのものである。気泡除去口２６から気泡を導出するための導出管路が気泡除去口２６に接続されている。
【００１９】
べローズポンプ１１は、吐出口２５に取り付けられた気泡分離管２８を有する。気泡分離管２８は、吐出口２５からべローズ１１内へ突出配置される。気泡分離管２８は、吐出口２５より吐出される薬液から気泡を分離するために薬液のみを導入する複数の液体導入孔２８ｂを有する。液泡分離管２８は、吐出口２５から下方へ垂直に延び、その下端が閉塞されている。そして、その下端部付近において、円形をなす各液体導入孔２８ｂが水平方向へ向かって開口されている。液泡分離管２８は、その下端に各液体導入孔２８ｂの直下において外方へ拡がる傘部２８ａを有する。吐出口２５から薬液を導出するための導出管路が吐出口２５に接続されている。
【００２０】
次に、薬液供給システムの全体構成を図１に基づいて説明する。
べローズポンプ１１Ａ及びべローズポンプ１１Ｂが並列に配置されている。べローズポンプ１１Ａ，１１Ｂの吐出口２５Ａ，２５Ｂには、吐出開閉弁１４Ａ，１４Ｂが接続されている。吐出開閉弁１４Ａ，１４Ｂは、半導体プロセスラインに接続している。べローズポンプ１１Ａ，１１Ｂの吸入口２４Ａ，２４Ｂには、吸入開閉弁１３Ａ，１３Ｂが接続されている。吸入開閉弁１３Ａ，１３Ｂは、同一の薬液タンクに接続している。
べローズポンプ１１Ａ，１１Ｂの気泡除去口２６Ａ，２６Ｂには、気泡除去開閉弁１５Ａ，１５Ｂが接続されている。気泡除去開閉弁１５Ａ，１５Ｂは、排気流路に接続している。
【００２１】
また、べローズポンプ１１Ａ，１１Ｂの背室３３Ａ，３３Ｂには、圧力管路を介して、作動ガス供給開閉弁１６、及び作動ガス排気開閉弁１７が接続している。作動ガス供給開閉弁１６Ａ，１６Ｂは、逆止弁１８、圧力計１９，レギュレータ２０を介して作動ガスである窒素ガス供給源に接続している。また、作動ガス排気開閉弁１７Ａ，１７Ｂは、エジェクタ２２に接続している。エジェクタ２２には、エジェクタ弁２１を介して作動空気源に接続している。また、エジェクタ２２の排気は、排気流路に接続している。
【００２２】
次に、上記のように構成した薬液供給システムの作用を説明する。
先ず、べローズポンプ１１の作用を説明する。図７に２つのべローズポンプ１１Ａ，１１Ｂの作動をタイミングチャートで示す。
べローズ１２内に薬液を吸入するには、図３に示す状態において、吸入口２４に対応する吸入開閉弁１３を開き、吐出口２５及び気泡除去口２６に対応する吐出開閉弁１４及び気泡除去開閉弁１５を閉じる。そして、作動ガス排気開閉弁１７を開いて背室３３にエジェクタ２２を用いて負圧を導入する。これにより、図２に示す状態へ向かってベローズ１２が伸張してべローズ１２内の容積が膨張し、これに伴って吸入口２４を通じてべローズ１２内に薬液が吸入される。このとき、べローズ１２内に吸入される薬液は、吸入口２４に設けられたキャビテーションノズル２７により圧力変化を受けることから、その薬液中に溶け込んだ気体、異物等の不純物が最初の脱泡を受けて気泡化される。
【００２３】
そして、べローズ１２内に所定量の薬液が吸入され、最初の脱泡による気泡が溜まった状態で、第２の脱泡を行う。そのために、吸入口２４、吐出口２５及び気泡除去口２６に対応する各開閉弁１３，１４，１５を閉じ、背室３３に更に負圧を導入することにより、べローズ１２内の容積を更に膨張させてべローズ１２内を負圧にする。これにより、べローズ１２内の薬液が負圧に晒されることになり、キャビテーションノズル２７により脱泡されたべローズ内の薬液が更に脱泡され、薬液中に溶け込んでいた気体等が気泡化される。
【００２４】
すなわち、例えば、薬液としてエチルアルコールを用いている場合、室温摂氏２０度における負圧である真空圧と発泡の度合いとの関係を図６に示す。
エチルアルコールの沸点は、１０．４Ｋｐａであるので、１０．４ＫＰａ以下の圧力とすると図中Ｓ２に示すように、激しい発泡が発生する。この発泡はエチルアルコールが気体化するための発泡である。エチルアルコールが気体化して気泡除去口２６から排出されると薬液であるエチルアルコールが無駄になってしまう。図中Ｓ１で示すように、図示しないべローズ制御装置が、沸点よりわずかに大気圧に近い圧力、１３ＫＰａ〜２０ＫＰａに真空圧を維持することにより、エチルアルコールを気体化しない範囲で溶融している不活性ガスを最も多く発泡させることが可能となる。縦軸の発泡の度合いは、沸点における発泡を１００としたときの割合を示している。
【００２５】
その後、気泡除去口２６に対応する気泡除去開閉弁１５を開き、また、作動ガス排気弁１７を閉じて作動ガス供給弁１６を開いて背室３３に正圧を導入する。これにより、図３に示す状態へ向かってベローズ１２が収縮してべローズ１２内の容積が縮小してべローズ１２内に溜まった気泡が気泡除去口２６から導出管路を通じてべローズ１２外へ除去される。
【００２６】
その後、気泡除去口２６に対応する気泡除去開閉弁１５を閉じ、吐出口２５に対応する吐出開閉弁１４を開いて、背室３３に更に正圧を導入することにより、べローズ１２内の容積を更に縮小させて、吐出口２５から導出管路を通じてべローズ１２外へ薬液が吐出される。ここで、吐出口２５には液泡分離管２８が設けられ、その液体導入孔２８ｂからは薬液のみが液泡分離管２８内に導入され、吐出口２５より吐出される薬液から気泡が分離されることになる。
【００２７】
従って、吐出口２５の周囲に気泡が集まっていたり、脱泡時に多量の気泡が発生していたために除去し切れない気泡がべローズ１２内に溜まっていたりしても、その気泡が吐出口２５から吐出される薬液に混入することがない。このため、薬液中の気体、異物等の不純物を除去することができると共に、吐出口２５から吐出される薬液から気泡を確実に除去することができるようになる。これにより、気体等の不純物を一切含まない清浄な状態の薬液のみを薬液処理プロセスの装置へ供給することができるようになる。
【００２８】
特に、この実施の形態のでは、液泡分離管２８はその下端が閉塞され、その液体導入孔２８ｂが水平方向へ向かって開口されている。又、液中の気泡は、普通、その浮力に従って真上へ向かって浮上する性質がある。従って、べローズ１２内を浮力によって浮上しようとする気泡が各液体導入孔２８ｂに入り込み難くなる。この意味において、吐出口２５から吐出される薬液から気泡を確実に除去することができるようになる。
更に、この実施の形態によれば、液泡分離管２８には、各液体導入孔２８ｂの直下において外方へ拡がる傘部２８ａが設けられている。従って、べローズ１２内を浮力によって浮上しようとする気泡が傘部２８ａにより遮られることになり、各液体導入孔２８ｂに対して気泡が更に入り込み難くなる。この意味で、吐出口２５から吐出される薬液から気泡を、傘部２８ａがない場合に比べて、より確実に除去することができるようになる。
【００２９】
この実施の形態のべローズポンプ１１では、ベローズ１２を伸縮させることにより、べローズ１２内の容積を膨張及び縮小させるようにしていることから、べローズ１２内の容積変化を比較的大きくすることが可能となる。このため、薬液の吸入及び吐出と、薬液の脱泡及びその排出とを、１回の吸入・吐出工程でそれぞれ過不足なく行うことができる。また、ダイヤフラムと異なり、べローズ１２の変化が吐出する薬液量とリニアな関係にあるため、薬液量を一定の割合で正確に制御することが可能である。
【００３０】
次に、上記構成を有する薬液供給システム全体の作用について説明する。
２つのべローズポンプ１１Ａ，１１Ｂと動作タイミングを図７にタイミングチャートで示す。
図７に示すように、２つのべローズポンプ１１Ａ，１１Ｂが交互に作動される。本実施の形態の薬液供給システムによれば、２つのべローズポンプ１１Ａ，１１ｂから交互に薬液が搬出されるが、その際、薬液を押し出すための動作流体の圧力はべローズタンク１１内でべローズ１２を介して作用し、べローズ１２内に充填された薬液に動作流体が直接接することがないため、薬液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い。
【００３１】
本実施の形態の薬液供給システムによれば、 容積可変に形成されたベローズ１２Ａ，１２Ｂであって、その容積を膨張させることにより吸入口２４Ａ，２４Ｂからべローズ１２Ａ，１２Ｂ内に薬液を吸入し、べローズ１２Ａ，１２Ｂの容積を縮小させることにより吐出口２５ａ，２５Ｂからべローズ１２Ａ，１２ｂ外へ薬液を吐出させる構造を備えるべローズ１２Ａ，１２Ｂと、べローズ１２Ａ，１２Ｂを収納するべローズタンク２３Ａ，２３Ｂと、吸入口２４Ａ，２４Ｂに設けられ、吸入口２４Ａ，２４Ｂからべローズ１２Ａ，１２ｂ内へ薬液が吸入されるときにその薬液中に溶け込んだ気体を発泡させるためのキャビテーションノズル２７Ａ，２７Ｂと、吐出口２４Ａ，２４Ｂとは別に設けられ、吐出口２４Ａ，２４Ｂからべローズ１２Ａ，１２Ｂ外へ薬液を吐出させる前に、脱泡された気泡をべローズ１２Ａ，１２Ｂ外へ除去するための気泡除去口２６Ａ，２６Ｂとを有するべローズポンプ１１Ａ，１１Ｂを備えると共に、背室３３Ａ，３３Ｂを加圧することによりべローズ１２Ａ，１２Ｂを収縮させ、背室３３Ａ，３３Ｂを真空圧とすることによりべローズ１２Ａ，１２Ｂを膨張させ、べローズ１２Ａ，１２Ｂが膨張した状態でべローズ１２Ａ，１２Ｂ内の圧力を薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより薬液内の溶存ガスを発泡させるべローズ制御装置とを有しているので、薬液が沸騰して発泡することがないため、薬液を無駄に排出することがない。また、沸騰しない状態では、最も発泡しやすい状態なので、薬液中に溶融している不活性ガスを最大限発泡させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態の薬液供給システムによれば、べローズポンプ１１及びべローズ制御装置を各々一対有し、べローズ制御装置が、一対のべローズポンプ１１Ａ，１１Ｂを切り換えることにより、常に一定圧の薬液を供給するので、薬液を押し出すための動作流体の圧力はべローズ１２Ａ，１２Ｂを介して作用し、べローズ１２Ａ，１２Ｂ内に充填された薬液に動作流体が直接接することがないため、薬液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い。また、べローズ１２Ａ，１２Ｂは、ダイヤフラムと比較して、べローズ１２Ａ，１２Ｂの移動距離と薬液の搬出量とがリニアな関係にあるため、一定時間あたりの薬液供給量を常に一定に維持することができる
【００３３】
また、本実施の形態の薬液供給システムによれば、キャビテーションノズル２７が、直角に形成された２以上の直角流路２７ａを備え、薬液が、直角流路２７ａで流路壁と衝突することにより薬液内の溶存ガスを発泡させるので、オリフィスでは流体の方向が変化しないため、発泡効率が悪いが、直角流路２７ａを備えるキャビテーションノズル２７では、薬液が直角流路２７ａの壁に衝突した後噴出されるので、発泡効率を高め、薬液内の溶融ガスをより多く脱泡させることができる。さらに、直角流路２７ａの出口に邪魔板２７ｂを設けて再度薬液を邪魔板２７ｂに衝突させることにより、発泡効率をさらに高め、薬液内の溶融ガスをより多く脱泡させることができる。
【００３４】
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、上記実施の形態では、べローズポンプを一対用いているが、予備を含めて３つ以上のべローズポンプを備えても良い。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の薬液供給システムによれば、べローズポンプの背室を加圧することによりべローズを収縮させ、背室を真空圧とすることによりべローズを膨張させ、べローズが膨張した状態でべローズ内の圧力を薬液の沸点より少し大気圧に近い真空圧に維持することにより薬液内の溶存ガスを発泡させるように制御しているので、薬液が沸騰して発泡することがないため、薬液を無駄に排出することがない。また、沸騰しない状態では、最も発泡しやすい状態なので、薬液中に溶融している不活性ガスを最大限発泡させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態である薬液供給システムの全体構成を示すシステム図である。
【図２】  ダイヤフラムポンプ１１の膨張状態を示す断面図である。
【図３】  ダイヤフラムポンプ１１の収縮状態を示す断面図である。
【図４】  キャビテーションノズル２７の断面図である。
【図５】  別の実施の形態であるキャビテーションノズル２７の断面図である。
【図６】  真空圧と発泡の度合いを示すデータ図である。
【図７】  タイミングチャートである。
【図８】  従来の薬液供給システムの構成を示すシステム図である。
【符号の説明】
１１Ａ，１１Ｂ  べローズポンプ
１２Ａ，１２Ｂ  べローズ
２４  吸入口
２５  吐出口
２６  気泡除去口
２７  キャビテーションノズル
２８  液泡分離管
３３  背室
【図１】
0003764280.tif 000002
【図２】
0003764280.tif 000003
【図３】
0003764280.tif 000004
【図４】
0003764280.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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