特許 7614621 液体供給装置及び洗浄システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-07

(45)【発行日】2025-01-16

(54)【発明の名称】液体供給装置及び洗浄システム

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20250108BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20250108BHJP

   B05B 12/04 20060101ALI20250108BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20250108BHJP

   B08B 13/00 20060101ALI20250108BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20250108BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05C11/00

B05B12/04

B08B3/02 A

B08B13/00

H01L21/304 648F

H01L21/304 648G

H01L21/304 648K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020196233

(22)【出願日】2020-11-26

(65)【公開番号】P2022084387

(43)【公開日】2022-06-07

【審査請求日】2023-11-21

(73)【特許権者】

【識別番号】594185097

【氏名又は名称】伸和コントロールズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100164688

【弁理士】

【氏名又は名称】金川 良樹

(72)【発明者】

【氏名】小牟禮 稔

【審査官】山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１６４２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０００１０２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２０８４１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ １１／１０

Ｂ０５Ｃ １１／００

Ｂ０５Ｂ １２／０４

Ｂ０８Ｂ ３／０２

Ｂ０８Ｂ １３／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、
前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、
前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、
前記分岐流路における前記調節弁の上流側の部分から分岐して前記タンクに接続される逃がし流路と、
前記逃がし流路に設けられ、その上流側の圧力が所定の圧力を越えたときに開くリリーフ弁と、を備え、
前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御する、液体供給装置。

【請求項2】

タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、
前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、
前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、
前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体を温調する温調器と、を備え、
前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御し、
前記圧力センサは、前記温調器で温調される前の前記液体の圧力を検出する、液体供給装置。

【請求項3】

タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、
前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、
前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、
前記主流路が送り出す前記液体を受け入れて前記液体供給対象に放出する１つ又は複数のノズルと、を備え、
前記主流路が送り出す前記液体を前記液体供給対象に放出する放出式の液体供給装置として構成され、
前記ノズルは、前記液体の放出と遮断との切換、及び／又は放出時の流量調節が可能であり、
前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御する、液体供給装置。

【請求項4】

タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、
前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、
前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、を備え、
前記主流路が流出させる前記液体を前記液体供給対象を経由させて前記タンクに戻す循環式の液体供給装置として構成され、
前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御する、液体供給装置。

【請求項5】

タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、
前記主流路が送り出す前記液体を受け入れて前記液体供給対象に放出する１つ又は複数のノズルと、
前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、
前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、を備え、
前記主流路が送り出す前記液体を前記液体供給対象に放出する放出式の洗浄システムとして構成され、
前記ノズルは、前記液体の放出と遮断との切換、及び／又は放出時の流量調節が可能であり、
前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御し、
前記ノズルから放出させる前記液体により洗浄を行う、洗浄システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体を液体供給対象に供給する液体供給装置及び洗浄システムに関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有する冷凍装置によって温調されたブライン等の液体を温度制御対象側に送り、温度制御対象を通過した液体を冷凍装置によって再度温調する液体供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、液体を循環させずに放出する放出式の液体供給装置も従来から知られている。本件出願人は、この形式の装置を特許文献２において以前提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１４４１７号公報

【文献】特開２０１９－８２２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

放出式の液体供給装置では、１つ又は複数のノズルから液体を液体供給対象に放出する場合がある。この場合、ノズルを絞る又はノズルの開閉を切り換えることにより、放出する液体の流量を変更できる。

【0006】

しかしながら、上記のような流量変更が行われた場合には、液体供給装置内部で通流させている液体の圧力が変動し、ノズルから供給する液体の圧力も変動することがある。このような液体の圧力変動は、所望の圧力範囲で液体供給対象に液体を供給することが求められる場合においては、回避することが望ましい。

【0007】

例えばノズルから放出する一定圧の液体で洗浄を行う液体供給装置では、ノズルから放出する液体の流量を増加させた場合に、放出中の液体の圧力が低下し得る。このような圧力低下は、所望の洗浄力を確保できない状況を引き起こす虞があるため、回避することが望まれしい。なお、圧力低下をポンプの吐出流量を増加させることで補うことも考えられる。しかしながら、この対策は、所望圧力への制御応答性及び制御精度の点で必ずしも良好であるとは言えない。

【0008】

また、温調器で温調した液体を液体供給対象を経由させて循環させる液体供給装置では、例えば液体供給対象と液体との熱交換に応じて液体の圧力が大きく変動することがある。その結果、液体供給対象上流側の液体の圧力が大きく変動し、温度制御対象上流側の液体の流量が変化することがある。この場合、温調器が温調する液体の流量及び温度が変化することにより、液体による液体供給対象の温調精度が低下する虞がある。

【0009】

本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、供給する液体の所望状態からの乱れを効果的に抑制できる液体供給装置及び洗浄システム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】

【0010】

本発明の一実施の形態にかかる液体供給装置は、タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御する。

【0011】

この液体供給装置では、主流路を通流する液体の圧力が、例えば液体供給対象に供給する液体の流量の切換等の何かしらの要因で変動した場合に調節弁の開度を制御して分岐流路から戻る液体の流量を調節することで、ポンプから送り出される液体の圧力が目標圧力に向けて制御される。これにより、主流路内の液体の圧力変動を緩和できる。具体的には、圧力センサの検出値が目標圧力よりも大きくなった場合には、調節弁の開度を増加させ、検出値が目標圧力よりも小さくなった場合には、調節弁の開度を減少させることで、目標圧力に向けた制御を行うことができ、主流路内の液体の圧力の目標圧力からの変動を緩和できる。このような調節弁の開度調節による圧力調節では、液体の圧力が応答性良く調節され且つ大きく乱れることがないため、供給する液体の所望状態からの乱れを効果的に抑制できる。具体的には液体の圧力の所望の圧力（目標圧力）からの大幅な変動を抑制できる。

【0012】

一実施の形態にかかる液体供給装置は、前記分岐流路における前記調節弁の上流側の部分から分岐して前記タンクに接続される逃がし流路と、前記逃がし流路に設けられ、その上流側の圧力が所定の圧力を越えたときに開くリリーフ弁と、をさらに備えてもよい。

【0013】

この構成では、主流路を通流する液体の圧力が急激に上昇した場合における目標圧力への制御応答性を向上させることができる。すなわち、主流路を通流する液体の圧力が急激に上昇した際、リリーフ弁が開いて液体の停滞が迅速に解消されることで、液体の圧力が目標圧力に即座に近づく。これにより、目標圧力への制御応答性を向上させることができる。

【0014】

また、一実施の形態にかかる液体供給装置は、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体を温調する温調器をさらに備え、前記圧力センサは、前記温調器で温調される前の前記液体の圧力を検出してもよい。

【0015】

この構成では、上述したような調節弁の機能により温調器に流入する液体の流量の変動が抑制されるため、温調器によって温調される液体の流量及び温度が所望状態から乱れることが抑制される。これにより、液体によって液体供給対象を温調する場合における温調精度の低下を抑制しつつ、所望の圧力の液体を供給できる。

【0016】

また、一実施の形態にかかる液体供給装置は、前記主流路が送り出す前記液体を液体供給対象に放出する放出式の液体供給装置として構成されてもよい。

【0017】

この構成では、放出する液体の圧力の乱れを抑制できる。

【0018】

一実施の形態にかかる放出式の液体供給装置は、前記主流路が送り出す前記液体を受け入れて前記液体供給対象に放出する１つ又は複数のノズルをさらに備え、前記ノズルは、前記液体の放出と遮断との切換、及び／又は放出時の流量調節が可能でもよい。

【0019】

この構成では、ノズルによる液体の放出と遮断との切換、及び／又はノズルの流量調節によって、主流路を通流する液体の圧力が変動した場合であっても、ノズルから放出する液体の圧力の乱れを抑制できる。

【0020】

また、一実施の形態にかかる液体供給装置は、前記主流路が流出させる前記液体を液体供給対象を経由させて前記タンクに戻す循環式の液体供給装置として構成されてもよい。

【0021】

この構成では、上述したような調節弁の機能により主流路内の液体の圧力変動が緩和されることで、液体供給対象を経由する液体の通流状態の乱れを抑制できる。

【0022】

また、一実施の形態にかかる洗浄システムは、タンク内の液体を吸い込んで送り出すポンプに接続し、前記ポンプから送り出された前記液体を通流させて液体供給対象側に送り出す主流路と、前記主流路が送り出す前記液体を受け入れて前記液体供給対象に放出する１つ又は複数のノズルと、前記主流路の途中で分岐し、前記タンクに接続される分岐流路と、前記分岐流路に設けられ、前記主流路から前記タンクに向けて前記分岐流路を通流する前記液体の流量を調節する調節弁と、前記ポンプ及び前記調節弁を制御するコントローラと、を備え、前記ノズルは、前記液体の放出と遮断との切換、及び／又は放出時の流量調節が可能であり、前記コントローラは、前記ポンプを所定の回転数で回転させつつ、前記主流路における前記分岐流路の接続位置の上流側の部分を通流する前記液体の圧力を検出する圧力センサの検出値が設定された目標圧力になるように前記調節弁の開度を制御し、
前記ノズルから放出させる前記液体により洗浄を行う、洗浄システムである。

【0023】

この洗浄システムでは、洗浄に用いる液体の所望状態からの乱れが抑制されるため、洗浄効果を安定的に維持できる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、供給する液体の所望状態からの乱れを効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１の実施の形態にかかる液体供給装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１の実施の形態にかかる液体供給装置の動作の一例を説明するグラフを示す図である。

【図3】第１の実施の形態にかかる液体供給装置の圧力調節動作の一例を説明するグラフを示す図である。

【図4】第１の実施の形態にかかる液体供給装置の圧力調節動作の一例を説明する他のグラフを示す図である。

【図5】第１の実施の形態にかかる液体供給装置の圧力調節動作の一例及びこの際の液体の流量変化を説明するグラフを示す図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態にかかる液体供給装置の概略構成を示す図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態にかかる液体供給装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の各実施の形態の形態を説明する。

【0027】

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる液体供給装置１の概略構成を示す図である。液体供給装置１は、液体を貯留するタンク２と、タンク２内の液体を吸い込んで吐出口から送り出すポンプ３と、ポンプ３の吐出口に接続し、ポンプ３から送り出された液体を通流させて液体供給対象Ｔ側に送り出す主流路４と、コントローラ２０と、を備えている。

【0028】

本実施の形態では、主流路４の上流端がポンプ３の上記吐出口に接続され、主流路４の下流端が下流側分配流路５に接続される。下流側分配流路５には複数のノズル６が取り付けられ、各ノズル６は、下流側分配流路５から分岐するように下流側分配流路５に接続されている。

【0029】

各ノズル６は、ポンプ３から送り出されて主流路４の下流端から流出する液体を、下流側分配流路５を介して受け入れて液体供給対象Ｔに放出するように構成されている。そして、ノズル６から放出された液体は、液体供給対象Ｔに供給された後、排水される。すなわち、本実施の形態にかかる液体供給装置１は、主流路４が送り出す液体を下流側分配流路５及びノズル６を介して液体供給対象Ｔに放出する放出式の液体供給装置として構成されている。ノズル６はそれぞれ、液体の放出と遮断との切換、及び／又は放出時の流量調節が可能であり、これにより、液体供給対象Ｔに種々のパターンで液体を供給できる。

【0030】

また、液体供給装置１は主流路４を通流する液体を温調する温調器７を備えており、これにより、液体供給対象Ｔに温調された液体を供給できる。本実施の形態における温調器７は、冷却器７Ａと、加熱器７Ｂとを有する。ただし、温調器７は、冷却器７Ａのみを有する構成でもよいし、加熱器７Ｂのみを有する構成でもよい。また、冷却器７Ａは、加熱器７Ｂの上流側に配置されるが、このような配置構成も特に限られるものではない。

【0031】

液体供給装置１が通流させる液体は特に限られるものではなく、液体供給対象Ｔに応じて適宜定めればよい。上記液体は、例えば水、純水等でもよい。本実施の形態では、一例として液体供給装置１を洗浄システムとして利用することを想定している。このような洗浄システムにおいて液体として純水を使用した場合には、洗浄時における液体供給対象Ｔへの不純物の付着を抑えつつ液体供給対象Ｔを洗浄できる。液体供給対象Ｔが半導体ウェハ等の精密加工品であり、これを洗浄システムとしての液体供給装置１で洗浄する場合には、液体として純水を用いることが望ましく、超純水を用いることがより望ましい。

【0032】

上述したように本実施の形態にかかる液体供給装置１は放出式の液体供給装置として構成されるため、液体の放出とともにタンク２内の液体が順次減少する。そのため、液体供給装置１は、タンク２内に適宜液体を補充する補給部２Ａを備えている。補給部２Ａは、例えば他のタンク等の液体源に接続されており、液体源からタンク２内に適宜液体を補給する。

【0033】

また、ポンプ３は非容積式のポンプであり、回転数を調節自在に構成される。ポンプ３の回転数はコントローラ２０によって回転数を制御される。詳しくは、本実施の形態では、一例としてポンプ３のプロペラが交流モータ又はブラシレスモータにより回転されるようになっており、コントローラ２０がインバータを介して交流モータ又はブラシレスモータの回転数を制御する。これにより、ポンプ３の回転数が制御される。なお、本実施の形態では、液体供給装置１の通常運転時において、コントローラ２０がポンプ３を一定の回転数で回転させようになっている。

【0034】

また、本実施の形態にかかる液体供給装置１は、主流路４の途中で分岐し、タンク２に接続される分岐流路１０を備える。分岐流路１０は、詳しくは主流路４における加熱器７Ｂよりも下流側の部分から分岐している。この分岐流路１０は、主流路４を通流する液体の一部又は全部を液体供給対象Ｔ側に送らずにタンク２にバイパスするために設けられており、分岐流路１０の途中には調節弁１１が設けられている。調節弁１１は、主流路４からタンク２に向けて分岐流路１０を通流する液体の流量を調節するものであり、コントローラ２０によって制御される。

【0035】

また、本実施の形態にかかる液体供給装置１は、分岐流路１０における調節弁１１の上流側の部分から分岐してタンク２に接続される逃がし流路１２と、逃がし流路１２に設けられ、その上流側の圧力が所定の圧力を越えたときに開くリリーフ弁１３と、をさらに備える。詳しくは、本実施の形態では逃がし流路１２が二又に分岐しており、この分岐部分のそれぞれにリリーフ弁１３が設けられている。

【0036】

分岐流路１０、調節弁１１、逃がし流路１２及びリリーフ弁１３は、主流路４を通流する液体の圧力が変動した場合に、液体の圧力を変動前の状態に復帰させるために設けられている。詳しくは、主流路４を通流する液体の圧力が変動した場合に調節弁１１の開度の調節及び／又はリリーフ弁１３の開放が行われることにより、液体の圧力を変動前の状態に復帰させる。より詳しくは、調節弁１１は、主流路４を通流する液体の圧力が上昇及び下降した場合の両方で開度を調節することで、液体の圧力変動を緩和し得る。一方で、リリーフ弁１３は、主流路４を通流する液体の圧力が上昇した場合に開放することで圧力上昇を緩和し得る。

【0037】

調節弁１１は比例式の二方弁であり、本実施の形態では一例として弁体を駆動するアクチュエータとしてのステッピングモータ１１Ｍを有する。調節弁１１は、ステッピングモータ１１Ｍによって図示しない弁体の位置を調節し、弁体の位置に応じて開度を変化させ、主流路４からタンク２に向けて分岐流路１０を通流する液体の流量を調節する。

【0038】

調節弁１１によれば、主流路４を通流する液体の圧力が上昇した場合に、調節弁１１の開度を大きくして主流路４からタンク２に向けて分岐流路１０を通流する液体の流量を増加させることで、主流路４を通流する液体の圧力を下げることができる。一方で、主流路４を通流する液体の圧力が下降した場合には、調節弁１１の開度を小さくして主流路４からタンク２に向けて分岐流路１０を通流する液体の流量を減少させることで、主流路４を通流する液体の圧力を上げることができる。

【0039】

リリーフ弁１３は、ばね等の付勢部材により弁体を弁座に押しつけるように構成されており、上流側の圧力が所定の圧力を越えたときに上記弁体が弁座から離れる。リリーフ弁１３は、例えば主流路４を通流する液体の圧力が急激に上昇した場合に開くことで、主流路４を通流する液体の圧力を即座に下げることができる。本実施の形態では、付勢部材の付勢力を調節可能となっており、リリーフ弁１３を開放させる上記所定の圧力の値を調整可能となっている。

【0040】

コントローラ２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ等を有するコンピュータで構成されてもよい。この場合、コントローラ２０は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、各種処理を行う。なお、コントローラ２０は、その他のプロセッサや電気回路（例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｌｌｅｙ）等）で構成されてもよい。

【0041】

コントローラ２０には、ポンプ３及び調節弁１１が電気的に接続されるとともに、圧力センサ１４が電気的に接続されている。圧力センサ１４は、主流路４における分岐流路１０の接続位置の上流側の部分、詳しくは温調器７の冷却器７Ａよりも上流側の部分を通流する液体の圧力を検出する。すなわち、圧力センサ１４は、ポンプ３から送り出され、温調器７で温調される前の液体の圧力を検出するようになっている。

【0042】

本実施の形態におけるコントローラ２０は、液体供給装置１の通常運転を行う場合に、ポンプ３を「所定の回転数」で回転させつつ、圧力センサ１４の検出値が設定された目標圧力になるように調節弁１１の開度を制御する。なお、通常運転とは、液体供給装置１の起動時及び停止時を除く、液体供給対象Ｔに液体を供給する際の運転のことを意味する。また、目標圧力は、コントローラ２０にユーザの操作により入力される値である。

【0043】

調節弁１１の開度制御は、圧力センサ１４の検出値と目標圧力との差分に基づくフィードバック制御により行われる。このフィードバック制御は、常時行われ、より具体的には例えば圧力センサ１４のサンプリング周期毎に行われる。

【0044】

本実施の形態では、調節弁１１を全開と全閉との間の中間開度（例えば５％以上４０％以下の開度）に設定し且つノズル６を全て全閉にして（言い換えると、主流路４からの流出を遮断して）、ポンプ３が吐出する流体の全てが分岐流路１０からタンク２にバイパスされる状態としたときに、ポンプ３が吐出する液体の流量が液体供給対象Ｔに供給される液体の要求最大流量よりも大きくなり（例えば要求最大流量の１．１倍以上となり）、且つこの際にポンプ３が吐出する液体の圧力が液体供給対象Ｔに供給される液体の要求最低圧力よりも大きくなる（例えば要求最低圧力の１．２倍以上となる）という条件を満たすポンプ３の回転数が、上記「所定の回転数」として設定される。

【0045】

そして、上記のように設定される所定の回転数でポンプ３を回転させ、ポンプ３が吐出する流体の全てが分岐流路１０からタンク２にバイパスされる状態における液体の圧力を、上記目標圧力として設定する。さらに、この目標圧力が、リリーフ弁１３が開放する際の所定の圧力としても設定されている。

【0046】

なお、以上に説明したようなポンプ３の回転数や目標圧力の設定は、液体供給対象Ｔに供給される液体の要求仕様（具体的には要求圧力）が一定である場合の一例であり、このような設定は本発明を限定するものではない。

【0047】

図２は、液体供給装置１の動作の一例を説明するグラフを示す図である。図２に示す動作例では、液体供給装置１が以下のように動作する。

【0048】

まず、ノズル６から５Ｌ／ｍｉｎで３００秒にわたり液体を吐出する（図中Ｉｎの区間）。
次に、ノズル６から１０Ｌ／ｍｉｎで６００秒にわたり液体を吐出する（図中Ｉで開始）。
次に、ノズル６から３０Ｌ／ｍｉｎで６００秒にわたり液体を吐出する（図中ＩＩで開始）。
次に、ノズル６から１０Ｌ／ｍｉｎで６００秒にわたり液体を吐出する（図中ＩＩＩで開始）。
その後、ノズル６から３０Ｌ／ｍｉｎで９０秒にわたり液体を吐出した後、ノズル６から１０Ｌ／ｍｉｎで５秒にわたり液体を吐出する動作を、複数回繰り返す（図中ＩＶで開始）。

【0049】

上述の動作では、ノズル６が吐出する液体の流量が変更される際に、主流路４内の液体の圧力が変動する。この際、液体供給装置１は、調節弁１１の開度の調節及び／又はリリーフ弁１３の開放により、液体の圧力を変動前の状態に具体的には目標圧力に復帰させるように動作する。

【0050】

また、図２に示す動作では、調節弁１１を全開と全閉との間の中間開度に設定し且つノズル６を全て全閉にして、ポンプ３が吐出する流体の全てが分岐流路１０からタンク２にバイパスされる状態としたときに、ポンプ３が３５Ｌ／ｍｉｎの流量で液体を吐出する回転数（所定の回転数）に、ポンプ３の回転数が設定されている。そして、この際に主流路４を通流する液体の圧力Ｐｓを、目標圧力として設定している。

【0051】

図３及び図４はそれぞれ、図２に示す動作中に行われる液体供給装置１の圧力調節動作の一例を説明するグラフを示す。図５は、図２に示す動作中に行われる液体供給装置１の圧力調節動作の一例及びこの際の液体の流量変化を説明するグラフを示す。以下、図２に示す動作詳細及びその際の圧力調節の様子について、図２～図５を参照しつつ説明する。

【0052】

図２における区間Ｉｎでは、ノズル６から５Ｌ／ｍｉｎで３００秒にわたり液体を吐出する。この動作では、分岐流路１０からタンク２に３０Ｌ／ｍｉｎで液体がバイパスされる状態となる。そして、この際に主流路４内を通流する液体の圧力は、目標圧力Ｐｓに概ね維持されている。液体の圧力変動が生じた場合には、調節弁１１が動作し得るが、区間Ｉｎにおいては、大きい圧力変動が生じないため、調節弁１１は大きくは動作しない。

【0053】

図３～図５には、区間Ｉｎに対応する状態又は区間が同符号のＩｎにて示されている。
図３の横軸は、ポンプ３が主流路４に送り出す液体の流量（ポンプ吐出流量（Ｌ／ｍｉｎ））を示しており、縦軸は、ポンプ３が主流路４に送り出す液体の圧力（ポンプ吐出圧力（ＭＰａ））を示している。図３に示すＩｎの状態は、ポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎとなっており、ポンプ吐出圧力がＰｓに維持されていることを示している。
図４の横軸は、分岐流路１０からタンク２にバイパスされる液体の流量（タンクリリーフ流量（Ｌ／ｍｉｎ））を示しており、縦軸は、ポンプ３が主流路４に送り出す液体の圧力（ポンプ吐出圧力（ＭＰａ））を示している。図４に示すＩｎの状態は、タンクリリーフ流量が３０Ｌ／ｍｉｎとなっており、ポンプ吐出圧力がＰｓに維持されていることを示している。また、Ｉｎが示すドットを付した丸の下には「供給：５（Ｌ／ｍｉｎ）」が示されるが、これは、ノズル６が吐出している液体の流量を示している。タンクリリーフ流量と、ノズル６が吐出している液体の流量とを足すと、ポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎとなる。
図５の横軸は、時間（秒）を示し、縦軸は、液体の流量（Ｌ／ｍｉｎ）及びポンプ３が主流路４に送り出す液体の圧力（ポンプ吐出圧力（ＭＰａ））を示している。図５のグラフ中の、符号Ｘは、タンクリリーフ流量の変化を示す折れ線であり、符号Ｙは、ノズル６から供給する液体の流量の変化を示す折れ線であり、符号Ｚは、ポンプ吐出圧力の変化を示す折れ線である。

【0054】

以上のような区間Ｉｎの動作後、図２における符号Ｉのタイミングで開始する「ノズル６から１０Ｌ／ｍｉｎで６００秒にわたり液体を吐出する」動作が行われる。この動作では、ノズル６から供給する液体の流量が５Ｌ／ｍｉｎから１０Ｌ／ｍｉｎに急激に切り替わる。これに起因して、切換直後に、ポンプ３から主流路４に送り出されるポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎよりも多くなり、これに伴いポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも小さくなる状態が生じる。この状態は、図３及び図４において符号Ｉで示されている。図３では、符号Ｉで示す状態において、ポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎを越えており、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも小さくなっている。図４では、符号Ｉで示す状態において、ノズル６から供給する液体の流量が１０Ｌ／ｍｉｎである一方、タンクリリーフ流量が２５Ｌ／ｍｉｎを越えており、これらを足したポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎを越えている。また、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも小さくなっている。

【0055】

そして、以上のようにポンプ３から主流路４に送り出されるポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎよりも多くなり且つポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも小さくなる状態が生じた際、液体供給装置１は、調節弁１１の開度が小さくなるように調節弁１１を調整し、圧力センサ１４の検出値を目標圧力に近づける。これにより、主流路４における液体の圧力低下を目標圧力に向けて上昇させる。このような調節弁１１の動作による圧力調節の流れは、図３においては実線の矢印で示され、図４において符号Ｉで示す状態から状態Ａに向かう矢印で示されている。また、図５においては、符号Ｉで示す状態の時点で、ポンプ吐出圧力が下がっているが、その後、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓに収束している様子が示されている。

【0056】

その後、図２における符号ＩＩのタイミングで開始する「ノズル６から３０Ｌ／ｍｉｎで６００秒にわたり液体を吐出する」動作が行われる。この動作では、ノズル６から供給する液体の流量が１０Ｌ／ｍｉｎから３０Ｌ／ｍｉｎに急激に切り替わる。これに起因して、切換直後に、ポンプ３から主流路４に送り出されるポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎよりも多くなり、これに伴いポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも小さくなる状態が生じる。この状態は、図３及び図４において符号ＩＩで示されている。図３では、符号ＩＩで示す状態において、ポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎを大きく越えており、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも著しく小さくなっている。図４では、符号ＩＩで示す状態において、ノズル６から供給する液体の流量が３０Ｌ／ｍｉｎである一方、タンクリリーフ流量が５Ｌ／ｍｉｎを越えており、これらを足したポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎを越えている。また、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも小さくなっている。

【0057】

そして、この場合においても、液体供給装置１では、調節弁１１の開度が小さくなるように調節弁１１を調整し、圧力センサ１４の検出値を目標圧力に近づける。これにより、主流路４における液体の圧力低下を目標圧力に向けて上昇させる。このような調節弁１１の動作による圧力調節の流れは、図３においては一点鎖線の矢印で示され、図４においては符号ＩＩで示す状態から状態Ｂに向かう矢印で示されている。また、図５においては、符号ＩＩで示す状態の時点で、ポンプ吐出圧力が著しく下がっているが、その後、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓに収束している様子が示されている。

【0058】

この後においては、図２における符号ＩＩＩのタイミングで開始する「ノズル６から１０Ｌ／ｍｉｎで６００秒にわたり液体を吐出する」動作が行われる。この動作では、ノズル６から供給する液体の流量が３０Ｌ／ｍｉｎから１０Ｌ／ｍｉｎに急激に切り替わる。これに起因して、切換直後に、ポンプ３から主流路４に送り出されるポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎよりも小さくなり、これに伴いポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも大きくなる状態が生じる。この状態は、図３及び図４において符号ＩＩＩで示されている。図３では、符号ＩＩＩで示す状態において、ポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎよりも著しく小さくなり、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも著しく大きくなっている。図４では、符号ＩＩＩで示す状態において、ノズル６から供給する液体の流量が１０Ｌ／ｍｉｎである一方、タンクリリーフ流量が２５Ｌ／ｍｉｎよりも著しく小さくなっており、これらを足したポンプ吐出流量が３５Ｌ／ｍｉｎよりも著しく小さくなっている。また、ポンプ吐出圧力が目標圧力Ｐｓよりも著しく大きくなっている。

【0059】

このような場合、液体供給装置１は、調節弁１１の開度が大きくなるように調節弁１１を調整するとともにリリーフ弁１３が開放し、圧力センサ１４の検出値を目標圧力に近づける。これにより、主流路４における液体の圧力上昇を目標圧力に向けて下げる。このような調節弁１１の動作による圧力調節の流れは、図３においては二点鎖線の矢印で示され、図４においては符号ＩＩＩで示す状態から状態Ａに向かう矢印で示されている。また、図５においては、符号ＩＩＩで示す状態の時点で、ポンプ吐出圧力が著しく上昇しているが、その後、目標圧力Ｐｓに収束している様子が示されている。

【0060】

そして、図２における符号ＩＶのタイミングで開始する「ノズル６から３０Ｌ／ｍｉｎで９０秒にわたり液体を吐出した後、ノズル６から１０Ｌ／ｍｉｎで５秒にわたり液体を吐出する動作を、複数回繰り返す」動作では、ノズル６からの液体の流量が大きく増加又は減少させる動作が繰り返されるが、この際においても、液体の圧力が低下した場合には、調節弁１１の開度が小さくなり、液体の圧力が上昇した場合には、調節弁１１の開度が大きくなるとともにリリーフ弁１３が適宜開放する。これにより、液体の圧力の目標圧力からの変動が緩和される。

【0061】

以上に説明したように液体供給装置１では、主流路４を通流する液体の圧力が、ノズル６から液体供給対象Ｔに供給する液体の流量の切換により変動した場合に調節弁１１の開度を制御して分岐流路１０から戻る液体の流量を調節することで、ポンプ３から送り出される液体の圧力が目標圧力に向けて制御される。これにより、主流路４内の液体の圧力変動を緩和できる。具体的には、圧力センサ１４の検出値が目標圧力よりも大きくなった場合には、調節弁１１の開度を増加させ、検出値が目標圧力よりも小さくなった場合には、調節弁１１の開度を減少させることで、目標圧力に向けた制御を行うことができ、主流路４内の液体の圧力の目標圧力からの変動を緩和できる。このような調節弁１１の開度調節による圧力調節では、液体の圧力が応答性良く調節され且つ大きく乱れることがない。したがって、供給する液体の所望状態からの乱れを効果的に抑制でき、具体的には液体の圧力の所望の圧力からの大幅な変動を抑制できる。

【0062】

また、本実施の形態にかかる液体供給装置１は、分岐流路１０における調節弁１１の上流側の部分から分岐してタンク２に接続される逃がし流路１２と、逃がし流路１２に設けられ、その上流側の圧力が所定の圧力を越えたときに開くリリーフ弁１３と、をさらに備える。これにより、主流路４を通流する液体の圧力が急激に上昇した場合における目標圧力への制御応答性を向上させることができる。すなわち、主流路４を通流する液体の圧力が急激に上昇した際、リリーフ弁１３が開いて液体の停滞が迅速に解消されることで、液体の圧力が目標圧力に即座に近づく。これにより、目標圧力への制御応答性を向上させることができる。

【0063】

また、本実施の形態にかかる液体供給装置１は、主流路４における分岐流路１０の接続位置の上流側の部分を通流する液体を温調する温調器７をさらに備え、圧力センサ１４は、温調器７で温調される前の液体の圧力を検出する。この構成では、上述したような調節弁１１の機能により、温調器７に流入する液体の流量の変動が抑制されるため、温調器７によって温調される液体の流量及び温度が所望状態から乱れることが抑制される。これにより、液体によって液体供給対象Ｔを温調する場合における温調精度の低下を抑制しつつ、所望の圧力の液体を供給できる。

【0064】

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態にかかる液体供給装置について説明する。図６は、第２の実施の形態にかかる液体供給装置の概略構成を示している。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同じものについては、同一の符号を示し、説明を省略する。

【0065】

図６に示すように、第２の実施の形態では、第１の実施の形成で説明した逃がし流路１２及びリリーフ弁１３が設けられていない。その他の構成部分は、第１の実施の形態と同じである。このような実施の形態では、液体の圧力変動が大きくない場合に、所望の圧力調節機能を確保しつつ装置構成を簡略化し得る。

【0066】

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態にかかる液体供給装置について説明する。図７は、第３の実施の形態にかかる液体供給装置の概略構成を示している。本実施の形態における構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態の構成部分と同じものについては、同一の符号を示し、説明を省略する。

【0067】

図７に示すように、第３の実施の形態に係る液体供給装置は、主流路４が流出させる液体を液体供給対象Ｔを経由させてタンク２に戻す循環式の液体供給装置として構成されている。このような実施の形態では、液体供給対象Ｔを経由する液体の通流状態の乱れを抑制できる。

【0068】

以上、各実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、上述の各実施の形態には種々の変更を加えることができる。このような変更された形態も本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0069】

１…液体供給装置、２…タンク、２Ａ…補給部、３…ポンプ、４…主流路、５…下流側分配流路、６…ノズル、７…温調器、７Ａ…冷却器、７Ｂ…加熱器、１０…分岐流路、１１…調節弁、１１Ｍ…ステッピングモータ、１２…逃がし流路、１３…リリーフ弁、１４…圧力センサ、２０…コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】