JP7614621B2 - Liquid supply device and cleaning system - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a liquid supply device and a cleaning system that supply liquid to a liquid supply target.
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)。 A liquid supplying device is known that sends liquid such as brine, whose temperature has been adjusted by a refrigeration device having a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, to a temperature-controlled object, and adjusts the temperature of the liquid that has passed through the temperature-controlled object again by the refrigeration device (see, for example, Patent Document 1).
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。 Also, a discharge-type liquid supply device that discharges liquid without circulating it is also known. The applicant of the present application has previously proposed a device of this type in Patent Document 2.
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。 In a discharge-type liquid supply device, liquid may be discharged from one or more nozzles to a liquid supply target. In this case, the flow rate of the discharged liquid can be changed by throttling the nozzle or switching the nozzle between open and closed.
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。 However, when the flow rate is changed as described above, the pressure of the liquid flowing inside the liquid supply device fluctuates, and the pressure of the liquid supplied from the nozzle may also fluctuate. It is desirable to avoid such fluctuations in liquid pressure when it is required to supply liquid to the liquid supply target within a desired pressure range.
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。 For example, in a liquid supply device that uses liquid discharged from a nozzle at a constant pressure for cleaning, increasing the flow rate of the liquid discharged from the nozzle can cause a drop in the pressure of the liquid being discharged. It is desirable to avoid such a drop in pressure, as it may cause a situation in which the desired cleaning power cannot be ensured. It is also possible to compensate for the drop in pressure by increasing the discharge flow rate of the pump. However, this measure is not necessarily satisfactory in terms of control responsiveness to the desired pressure and control precision.
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。 In addition, in a liquid supply device that circulates liquid whose temperature has been controlled by a temperature regulator through a liquid supply target, the pressure of the liquid may fluctuate significantly, for example, depending on heat exchange between the liquid supply target and the liquid. As a result, the pressure of the liquid upstream of the liquid supply target may fluctuate significantly, and the flow rate of the liquid upstream of the temperature control target may change. In this case, there is a risk that the accuracy of temperature control of the liquid supply target by the liquid may decrease due to changes in the flow rate and temperature of the liquid whose temperature is controlled by the temperature regulator.
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。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a liquid supply device and cleaning system that can effectively prevent the supplied liquid from being disturbed from the desired state.
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。 A liquid supply device according to one embodiment of the present invention includes a main flow path connected to a pump that sucks in and pumps out liquid in a tank, and through which the liquid pumped out from the pump flows and is sent to a liquid supply target side; a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank; an adjustment valve that is provided in the branch flow path and adjusts the flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path to the tank; and a controller that controls the pump and the adjustment valve. The controller controls the opening of the adjustment valve so that the detection value of a pressure sensor that detects the pressure of the liquid flowing through the portion of the main flow path upstream of the connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed.
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。 In this liquid supply device, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path fluctuates due to some factor, such as switching the flow rate of the liquid supplied to the liquid supply target, the opening of the adjustment valve is controlled to adjust the flow rate of the liquid returning from the branch flow path, thereby controlling the pressure of the liquid pumped out from the pump toward the target pressure. This makes it possible to mitigate pressure fluctuations of the liquid in the main flow path. Specifically, when the detection value of the pressure sensor becomes larger than the target pressure, the opening of the adjustment valve is increased, and when the detection value becomes smaller than the target pressure, the opening of the adjustment valve is decreased, thereby controlling toward the target pressure and mitigating fluctuations in the pressure of the liquid in the main flow path from the target pressure. In this pressure adjustment by adjusting the opening of the adjustment valve, the pressure of the liquid is adjusted responsively and is not greatly disturbed, so that disturbances from the desired state of the liquid to be supplied can be effectively suppressed. Specifically, significant fluctuations in the pressure of the liquid from the desired pressure (target pressure) can be suppressed.
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。 The liquid supply device according to one embodiment may further include a relief flow path that branches off from a portion of the branch flow path upstream of the adjustment valve and is connected to the tank, and a relief valve that is provided in the relief flow path and opens when the pressure upstream of the relief flow path exceeds a predetermined pressure.
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。 This configuration can improve the control responsiveness to the target pressure when the pressure of the liquid flowing through the main flow path suddenly increases. In other words, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path suddenly increases, the relief valve opens and the stagnation of the liquid is quickly eliminated, causing the pressure of the liquid to instantly approach the target pressure. This can improve the control responsiveness to the target pressure.
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。 In one embodiment, the liquid supply device may further include a temperature regulator that regulates the temperature of the liquid flowing through a portion of the main flow path upstream of the connection position of the branch flow path, and the pressure sensor may detect the pressure of the liquid before the temperature is regulated by the temperature regulator.
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。 In this configuration, the above-mentioned function of the adjustment valve suppresses fluctuations in the flow rate of the liquid flowing into the temperature regulator, preventing the flow rate and temperature of the liquid temperature-controlled by the temperature regulator from deviating from the desired state. This makes it possible to supply liquid at the desired pressure while suppressing a decrease in temperature control accuracy when controlling the temperature of a liquid supply target using liquid.
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。 The liquid supply device according to one embodiment may be configured as a discharge type liquid supply device that discharges the liquid delivered by the main flow path to a liquid supply target.
この構成では、放出する液体の圧力の乱れを抑制できる。 This configuration helps to reduce pressure disturbances in the liquid being released.
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。 The discharge-type liquid supply device according to one embodiment further includes one or more nozzles that receive the liquid delivered by the main flow path and discharge it to the liquid supply target, and the nozzles may be capable of switching between discharging and blocking the liquid and/or adjusting the flow rate when discharging.
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。 In this configuration, by switching between releasing and blocking liquid from the nozzle and/or adjusting the flow rate of the nozzle, it is possible to suppress disturbances in the pressure of the liquid released from the nozzle even if the pressure of the liquid flowing through the main flow path fluctuates.
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。 The liquid supply device according to one embodiment may be configured as a circulation type liquid supply device in which the liquid discharged from the main flow path is returned to the tank via a liquid supply target.
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。 In this configuration, the pressure fluctuations of the liquid in the main flow path are mitigated by the function of the adjustment valve as described above, thereby suppressing disturbances in the flow state of the liquid passing through the liquid supply target.
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。
Moreover, a cleaning system according to one embodiment includes a main flow path connected to a pump that sucks in and sends out liquid in a tank, and through which the liquid sent out from the pump flows and sends it to a liquid supply target side, one or more nozzles that receive the liquid sent out by the main flow path and discharge it to the liquid supply target, a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank, an adjustment valve that is provided in the branch flow path and adjusts the flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path to the tank, and a controller that controls the pump and the adjustment valve, wherein the nozzle is capable of switching between discharging and blocking the liquid and/or adjusting the flow rate during discharging, and the controller controls an opening degree of the adjustment valve so that a detection value of a pressure sensor that detects a pressure of the liquid flowing through a portion of the main flow path upstream of a connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed,
The cleaning system performs cleaning by ejecting the liquid from the nozzle.
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。 This cleaning system prevents the liquid used for cleaning from being disturbed from the desired state, so the cleaning effect can be maintained stably.
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。 The present invention effectively prevents the liquid being supplied from being disturbed from the desired state.
以下、本発明の各実施の形態の形態を説明する。 Each embodiment of the present invention will be described below.
<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。
First Embodiment
1 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid supplying apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The liquid supplying apparatus 1 includes a tank 2 for storing liquid, a pump 3 for sucking the liquid in the tank 2 and discharging it from a discharge port, a main flow path 4 connected to the discharge port of the pump 3 and for passing the liquid discharged from the pump 3 to a liquid supply target T, and a controller 20.
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。 In this embodiment, the upstream end of the main flow path 4 is connected to the discharge port of the pump 3, and the downstream end of the main flow path 4 is connected to the downstream distribution flow path 5. A plurality of nozzles 6 are attached to the downstream distribution flow path 5, and each nozzle 6 is connected to the downstream distribution flow path 5 so as to branch off from the downstream distribution flow path 5.
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。 Each nozzle 6 is configured to receive the liquid discharged from the pump 3 and flowing out from the downstream end of the main flow path 4 via the downstream distribution flow path 5 and discharge it to the liquid supply target T. The liquid discharged from the nozzle 6 is then supplied to the liquid supply target T and then drained. In other words, the liquid supply device 1 according to this embodiment is configured as a discharge-type liquid supply device that discharges the liquid discharged from the main flow path 4 to the liquid supply target T via the downstream distribution flow path 5 and the nozzle 6. Each nozzle 6 can switch between discharging and blocking liquid and/or adjust the flow rate during discharge, thereby allowing liquid to be supplied to the liquid supply target T in various patterns.
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。 The liquid supply device 1 also includes a temperature regulator 7 that regulates the temperature of the liquid flowing through the main flow path 4, thereby allowing temperature-regulated liquid to be supplied to the liquid supply target T. The temperature regulator 7 in this embodiment includes a cooler 7A and a heater 7B. However, the temperature regulator 7 may be configured to include only the cooler 7A, or may be configured to include only the heater 7B. The cooler 7A is also disposed upstream of the heater 7B, but this arrangement is not particularly limited.
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。 The liquid that the liquid supply device 1 passes through is not particularly limited and may be appropriately determined depending on the liquid supply target T. The liquid may be, for example, water, pure water, etc. In this embodiment, as an example, it is assumed that the liquid supply device 1 is used as a cleaning system. When pure water is used as the liquid in such a cleaning system, the liquid supply target T can be cleaned while suppressing adhesion of impurities to the liquid supply target T during cleaning. When the liquid supply target T is a precision machined product such as a semiconductor wafer, and this is cleaned by the liquid supply device 1 as a cleaning system, it is preferable to use pure water as the liquid, and it is more preferable to use ultrapure water.
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。 As described above, the liquid supply device 1 according to this embodiment is configured as a discharge-type liquid supply device, so the liquid in the tank 2 gradually decreases as the liquid is discharged. For this reason, the liquid supply device 1 is equipped with a replenishing unit 2A that appropriately replenishes liquid in the tank 2. The replenishing unit 2A is connected to a liquid source, such as another tank, and appropriately replenishes liquid from the liquid source into the tank 2.
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。 The pump 3 is a non-positive displacement pump, and is configured so that its rotation speed can be freely adjusted. The rotation speed of the pump 3 is controlled by the controller 20. More specifically, in this embodiment, as an example, the propeller of the pump 3 is rotated by an AC motor or a brushless motor, and the controller 20 controls the rotation speed of the AC motor or brushless motor via an inverter. This controls the rotation speed of the pump 3. Note that in this embodiment, during normal operation of the liquid supply device 1, the controller 20 rotates the pump 3 at a constant rotation speed.
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。 The liquid supply device 1 according to this embodiment also includes a branch flow path 10 that branches off midway through the main flow path 4 and is connected to the tank 2. More specifically, the branch flow path 10 branches off from a portion of the main flow path 4 downstream of the heater 7B. This branch flow path 10 is provided to bypass a portion or all of the liquid flowing through the main flow path 4 to the tank 2 without sending it to the liquid supply target T, and an adjustment valve 11 is provided midway through the branch flow path 10. The adjustment valve 11 adjusts the flow rate of the liquid flowing through the branch flow path 10 from the main flow path 4 toward the tank 2, and is controlled by the controller 20.
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。 The liquid supply device 1 according to this embodiment further includes an escape flow path 12 that branches off from the upstream portion of the control valve 11 in the branch flow path 10 and is connected to the tank 2, and a relief valve 13 that is provided in the escape flow path 12 and opens when the pressure on the upstream side exceeds a predetermined pressure. In more detail, in this embodiment, the escape flow path 12 branches off into two branches, and a relief valve 13 is provided at each of these branched portions.
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。 The branch flow path 10, the adjustment valve 11, the escape flow path 12, and the relief valve 13 are provided to restore the pressure of the liquid to the state before the pressure fluctuation when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 fluctuates. In detail, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 fluctuates, the opening of the adjustment valve 11 is adjusted and/or the relief valve 13 is opened, thereby restoring the pressure of the liquid to the state before the pressure fluctuation. More specifically, the adjustment valve 11 can mitigate the pressure fluctuation of the liquid by adjusting the opening when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 increases and decreases. On the other hand, the relief valve 13 can mitigate the pressure increase by opening when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 increases.
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。 The control valve 11 is a proportional two-way valve, and in this embodiment, as an example, has a stepping motor 11M as an actuator that drives the valve body. The control valve 11 adjusts the position of the valve body (not shown) by the stepping motor 11M, changes the opening depending on the position of the valve body, and adjusts the flow rate of liquid flowing through the branch flow path 10 from the main flow path 4 toward the tank 2.
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。 When the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 increases, the adjustment valve 11 can be opened wider to increase the flow rate of the liquid flowing through the branch flow path 10 from the main flow path 4 toward the tank 2, thereby lowering the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4. On the other hand, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 decreases, the adjustment valve 11 can be opened narrower to decrease the flow rate of the liquid flowing through the branch flow path 10 from the main flow path 4 toward the tank 2, thereby raising the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4.
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。 The relief valve 13 is configured to press the valve body against the valve seat by a biasing member such as a spring, and the valve body separates from the valve seat when the upstream pressure exceeds a predetermined pressure. The relief valve 13 opens, for example, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 increases suddenly, thereby instantly reducing the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4. In this embodiment, the biasing force of the biasing member is adjustable, and the value of the predetermined pressure at which the relief valve 13 opens can be adjusted.
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。 The controller 20 may be configured, for example, as a computer having a CPU, ROM, etc. In this case, the controller 20 performs various processes according to a program stored in the ROM. Note that the controller 20 may also be configured as other processors or electrical circuits (for example, an FPGA (Field Programmable Gate Alley), etc.).
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。 The controller 20 is electrically connected to the pump 3 and the control valve 11, and is also electrically connected to a pressure sensor 14. The pressure sensor 14 detects the pressure of the liquid flowing through the portion of the main flow path 4 upstream of the connection position of the branch flow path 10, more specifically, the portion of the temperature regulator 7 upstream of the cooler 7A. In other words, the pressure sensor 14 detects the pressure of the liquid that is sent out from the pump 3 and before its temperature is adjusted by the temperature regulator 7.
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。 When the liquid supply device 1 is in normal operation, the controller 20 in this embodiment rotates the pump 3 at a "predetermined rotation speed" and controls the opening of the adjustment valve 11 so that the detection value of the pressure sensor 14 becomes the set target pressure. Note that normal operation refers to operation when liquid is supplied to the liquid supply target T, excluding when the liquid supply device 1 is started up and stopped. The target pressure is a value input to the controller 20 by a user operation.
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。 The opening of the regulator valve 11 is controlled by feedback control based on the difference between the detection value of the pressure sensor 14 and the target pressure. This feedback control is performed continuously, and more specifically, for example, every sampling period of the pressure sensor 14.
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。 In this embodiment, when the control valve 11 is set to an intermediate opening between fully open and fully closed (e.g., an opening between 5% and 40%) and all nozzles 6 are fully closed (in other words, outflow from the main flow path 4 is blocked) so that all of the fluid discharged by the pump 3 is bypassed from the branch flow path 10 to the tank 2, the rotation speed of the pump 3 that satisfies the following conditions is set as the "predetermined rotation speed": the flow rate of the liquid discharged by the pump 3 is greater than the maximum required flow rate of the liquid to be supplied to the liquid supply target T (e.g., 1.1 times or more the maximum required flow rate), and the pressure of the liquid discharged by the pump 3 at this time is greater than the minimum required pressure of the liquid to be supplied to the liquid supply target T (e.g., 1.2 times or more the minimum required pressure).
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。 Then, the pump 3 is rotated at the predetermined rotation speed set as described above, and the pressure of the liquid in a state in which all of the fluid discharged by the pump 3 is bypassed from the branch flow path 10 to the tank 2 is set as the target pressure. Furthermore, this target pressure is also set as the predetermined pressure when the relief valve 13 opens.
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。 Note that the settings of the rotation speed and target pressure of the pump 3 as described above are one example when the required specifications (specifically, the required pressure) of the liquid to be supplied to the liquid supply target T are constant, and such settings do not limit the present invention.
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。 Figure 2 is a graph illustrating an example of the operation of the liquid supplying device 1. In the operation example shown in Figure 2, the liquid supplying device 1 operates as follows.
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)。
First, liquid is discharged from the nozzle 6 at 5 L/min for 300 seconds (section In in the figure).
Next, liquid is discharged from the nozzle 6 at 10 L/min for 600 seconds (starting at I in the figure).
Next, liquid is discharged from the nozzle 6 at 30 L/min for 600 seconds (starting at II in the figure).
Next, liquid is discharged from nozzle 6 at 10 L/min for 600 seconds (starting at III in the figure).
Thereafter, the liquid is ejected from the nozzle 6 at 30 L/min for 90 seconds, and then the liquid is ejected from the nozzle 6 at 10 L/min for 5 seconds. This operation is repeated multiple times (starting at IV in the figure).
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。 In the above-described operation, when the flow rate of the liquid ejected by the nozzle 6 is changed, the pressure of the liquid in the main flow path 4 fluctuates. At this time, the liquid supply device 1 operates to return the pressure of the liquid to the state before the fluctuation, specifically to the target pressure, by adjusting the opening of the adjustment valve 11 and/or opening the relief valve 13.
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。 In the operation shown in FIG. 2, when the control valve 11 is set to an intermediate opening between fully open and fully closed, and all of the nozzles 6 are fully closed, and all of the fluid discharged by the pump 3 is bypassed from the branch flow path 10 to the tank 2, the rotation speed of the pump 3 is set to a rotation speed (predetermined rotation speed) at which the pump 3 discharges liquid at a flow rate of 35 L/min. The pressure Ps of the liquid flowing through the main flow path 4 at this time is set as the target pressure.
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。 Figures 3 and 4 each show a graph illustrating an example of the pressure adjustment operation of the liquid supply device 1 performed during the operation shown in Figure 2. Figure 5 shows a graph illustrating an example of the pressure adjustment operation of the liquid supply device 1 performed during the operation shown in Figure 2 and the change in the liquid flow rate during this operation. Details of the operation shown in Figure 2 and the state of pressure adjustment during this operation will be described below with reference to Figures 2 to 5.
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。 In section In in FIG. 2, liquid is ejected from nozzle 6 at 5 L/min for 300 seconds. In this operation, liquid is bypassed from branch flow path 10 to tank 2 at 30 L/min. At this time, the pressure of the liquid flowing through main flow path 4 is roughly maintained at target pressure Ps. If pressure fluctuations occur in the liquid, adjustment valve 11 may operate, but since no large pressure fluctuations occur in section In, adjustment valve 11 does not operate significantly.
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。
In FIG. 3 to FIG. 5, a state or section corresponding to the section In is indicated by the same reference symbol In.
The horizontal axis of Fig. 3 indicates the flow rate of liquid (pump discharge flow rate (L/min)) sent by the pump 3 to the main flow path 4, and the vertical axis indicates the pressure of the liquid (pump discharge pressure (MPa)) sent by the pump 3 to the main flow path 4. The state In shown in Fig. 3 indicates that the pump discharge flow rate is 35 L/min and the pump discharge pressure is maintained at Ps.
The horizontal axis of Figure 4 indicates the flow rate of liquid bypassed from the branch flow path 10 to the tank 2 (tank relief flow rate (L/min)), and the vertical axis indicates the pressure of the liquid sent by the pump 3 to the main flow path 4 (pump discharge pressure (MPa)). The state of In shown in Figure 4 indicates that the tank relief flow rate is 30 L/min and the pump discharge pressure is maintained at Ps. In addition, "Supply: 5 (L/min)" is shown under the dotted circle indicating In, which indicates the flow rate of liquid discharged by the nozzle 6. The tank relief flow rate and the flow rate of liquid discharged by the nozzle 6 are added together to obtain a pump discharge flow rate of 35 L/min.
5, the horizontal axis indicates time (seconds), and the vertical axis indicates the flow rate of the liquid (L/min) and the pressure of the liquid sent by the pump 3 to the main flow path 4 (pump discharge pressure (MPa)). In the graph of FIG. 5, the symbol X is a broken line indicating the change in the tank relief flow rate, the symbol Y is a broken line indicating the change in the flow rate of the liquid supplied from the nozzle 6, and the symbol Z is a broken line indicating the change in the pump discharge pressure.
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。 After the above-mentioned operation of section In, the operation of "discharging liquid from nozzle 6 at 10 L/min for 600 seconds" is performed, which starts at the timing of symbol I in FIG. 2. In this operation, the flow rate of the liquid supplied from nozzle 6 is suddenly switched from 5 L/min to 10 L/min. Due to this, immediately after the switch, the pump discharge flow rate sent from pump 3 to main flow path 4 becomes greater than 35 L/min, and the pump discharge pressure becomes smaller than the target pressure Ps. This state is shown by symbol I in FIG. 3 and FIG. 4. In FIG. 3, in the state shown by symbol I, the pump discharge flow rate exceeds 35 L/min, and the pump discharge pressure is smaller than the target pressure Ps. In FIG. 4, in the state shown by symbol I, the flow rate of the liquid supplied from nozzle 6 is 10 L/min, while the tank relief flow rate exceeds 25 L/min, and the pump discharge flow rate obtained by adding these exceeds 35 L/min. In addition, the pump discharge pressure is lower than the target pressure Ps.
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。 When the pump discharge flow rate sent from the pump 3 to the main flow path 4 exceeds 35 L/min and the pump discharge pressure is lower than the target pressure Ps, the liquid supply device 1 adjusts the adjustment valve 11 so that the opening of the adjustment valve 11 is reduced, and the detection value of the pressure sensor 14 approaches the target pressure. This increases the pressure drop of the liquid in the main flow path 4 toward the target pressure. The flow of pressure adjustment by the operation of the adjustment valve 11 is shown by the solid arrow in Figure 3, and by the arrow from the state indicated by symbol I to state A in Figure 4. Also, Figure 5 shows that the pump discharge pressure is decreasing at the point in time indicated by symbol I, but then converges to the target pressure Ps.
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。 After that, the operation of "discharging liquid from nozzle 6 at 30 L/min for 600 seconds" is performed, which starts at the timing of symbol II in FIG. 2. In this operation, the flow rate of the liquid supplied from nozzle 6 is suddenly switched from 10 L/min to 30 L/min. Due to this, immediately after the switch, the pump discharge flow rate sent from pump 3 to main flow path 4 becomes greater than 35 L/min, and the pump discharge pressure becomes smaller than the target pressure Ps. This state is shown by symbol II in FIG. 3 and FIG. 4. In FIG. 3, in the state shown by symbol II, the pump discharge flow rate greatly exceeds 35 L/min, and the pump discharge pressure is significantly smaller than the target pressure Ps. In FIG. 4, in the state shown by symbol II, the flow rate of the liquid supplied from nozzle 6 is 30 L/min, while the tank relief flow rate exceeds 5 L/min, and the pump discharge flow rate obtained by adding these exceeds 35 L/min. In addition, the pump discharge pressure becomes smaller than the target pressure Ps.
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。 Even in this case, the liquid supply device 1 adjusts the adjustment valve 11 so that its opening becomes smaller, and the detection value of the pressure sensor 14 approaches the target pressure. This causes the pressure drop of the liquid in the main flow path 4 to increase toward the target pressure. The flow of pressure adjustment by the operation of the adjustment valve 11 is shown by the dashed arrow in Figure 3, and by the arrow pointing from the state indicated by symbol II to state B in Figure 4. Also, Figure 5 shows that the pump discharge pressure drops significantly at the point in time indicated by symbol II, but then converges to the target pressure Ps.
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。 After this, the operation of "discharging liquid from nozzle 6 at 10 L/min for 600 seconds" is performed, which starts at the timing of symbol III in Figure 2. In this operation, the flow rate of the liquid supplied from nozzle 6 is suddenly switched from 30 L/min to 10 L/min. Due to this, immediately after the switch, the pump discharge flow rate sent from pump 3 to main flow path 4 becomes smaller than 35 L/min, and the pump discharge pressure becomes larger than the target pressure Ps. This state is shown by symbol III in Figures 3 and 4. In Figure 3, in the state shown by symbol III, the pump discharge flow rate becomes significantly smaller than 35 L/min, and the pump discharge pressure becomes significantly larger than the target pressure Ps. In Figure 4, in the state shown by symbol III, the flow rate of the liquid supplied from nozzle 6 is 10 L/min, while the tank relief flow rate becomes significantly smaller than 25 L/min, and the pump discharge flow rate obtained by adding these becomes significantly smaller than 35 L/min. In addition, the pump discharge pressure is significantly higher than the target pressure Ps.
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。 In such a case, the liquid supply device 1 adjusts the adjustment valve 11 so that its opening is increased, and the relief valve 13 opens, bringing the detection value of the pressure sensor 14 closer to the target pressure. This reduces the increase in liquid pressure in the main flow path 4 toward the target pressure. The flow of pressure adjustment by such operation of the adjustment valve 11 is shown by the two-dot chain arrow in Figure 3, and by the arrow pointing from the state indicated by symbol III to state A in Figure 4. Also, Figure 5 shows that the pump discharge pressure rises significantly at the point in time indicated by symbol III, but then converges to the target pressure Ps.
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。 Then, in the operation of "ejecting liquid from nozzle 6 at 30 L/min for 90 seconds, followed by ejecting liquid from nozzle 6 at 10 L/min for 5 seconds, repeated multiple times," which starts at timing IV in FIG. 2, the flow rate of liquid from nozzle 6 is repeatedly increased or decreased significantly, and even in this case, if the liquid pressure decreases, the opening of adjustment valve 11 decreases, and if the liquid pressure increases, the opening of adjustment valve 11 increases and relief valve 13 opens appropriately. This reduces fluctuations in the liquid pressure from the target pressure.
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。 As described above, in the liquid supply device 1, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 fluctuates due to switching of the flow rate of the liquid supplied from the nozzle 6 to the liquid supply target T, the opening of the adjustment valve 11 is controlled to adjust the flow rate of the liquid returning from the branch flow path 10, thereby controlling the pressure of the liquid sent out from the pump 3 toward the target pressure. This makes it possible to mitigate pressure fluctuations of the liquid in the main flow path 4. Specifically, when the detection value of the pressure sensor 14 becomes larger than the target pressure, the opening of the adjustment valve 11 is increased, and when the detection value becomes smaller than the target pressure, the opening of the adjustment valve 11 is decreased, thereby controlling toward the target pressure, and fluctuations in the pressure of the liquid in the main flow path 4 from the target pressure can be mitigated. In such pressure adjustment by adjusting the opening of the adjustment valve 11, the pressure of the liquid is adjusted with good responsiveness and is not greatly disturbed. Therefore, disturbances from the desired state of the liquid to be supplied can be effectively suppressed, and specifically, significant fluctuations in the pressure of the liquid from the desired pressure can be suppressed.
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。 The liquid supply device 1 according to this embodiment further includes an escape flow path 12 that branches off from the upstream portion of the control valve 11 in the branch flow path 10 and is connected to the tank 2, and a relief valve 13 that is provided in the escape flow path 12 and opens when the pressure upstream of the escape flow path exceeds a predetermined pressure. This improves the control responsiveness to the target pressure when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 increases suddenly. In other words, when the pressure of the liquid flowing through the main flow path 4 increases suddenly, the relief valve 13 opens and the stagnation of the liquid is quickly eliminated, so that the pressure of the liquid immediately approaches the target pressure. This improves the control responsiveness to the target pressure.
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。 The liquid supply device 1 according to this embodiment further includes a temperature regulator 7 that regulates the temperature of the liquid flowing through the portion of the main flow path 4 upstream of the connection position of the branch flow path 10, and the pressure sensor 14 detects the pressure of the liquid before its temperature is regulated by the temperature regulator 7. In this configuration, the function of the adjustment valve 11 as described above suppresses fluctuations in the flow rate of the liquid flowing into the temperature regulator 7, thereby preventing the flow rate and temperature of the liquid whose temperature is regulated by the temperature regulator 7 from being disturbed from the desired state. This makes it possible to supply liquid at the desired pressure while suppressing a decrease in the accuracy of temperature regulation when regulating the temperature of the liquid supply target T by liquid.
<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。
Second Embodiment
Next, a liquid supplying apparatus according to a second embodiment will be described. Fig. 6 shows a schematic configuration of the liquid supplying apparatus according to the second embodiment. The same components in this embodiment as those in the first embodiment are indicated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
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。 As shown in FIG. 6, the second embodiment does not include the escape flow path 12 and relief valve 13 described in the first embodiment. The other components are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, when the pressure fluctuation of the liquid is not large, the device configuration can be simplified while ensuring the desired pressure adjustment function.
<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。
Third Embodiment
Next, a liquid supplying device according to a third embodiment will be described. Fig. 7 shows a schematic configuration of the liquid supplying device according to the third embodiment. The same components in this embodiment as those in the first and second embodiments are indicated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
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。 As shown in FIG. 7, the liquid supply device according to the third embodiment is configured as a circulation type liquid supply device in which the liquid discharged from the main flow path 4 is returned to the tank 2 via the liquid supply target T. In this type of embodiment, disturbances in the flow state of the liquid passing through the liquid supply target T can be suppressed.
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。 Although each embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made to each of the above-mentioned embodiments. Such modified forms are also included in the scope of the present invention.
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 1...liquid supply device, 2...tank, 2A...supply section, 3...pump, 4...main flow path, 5...downstream distribution flow path, 6...nozzle, 7...temperature regulator, 7A...cooler, 7B...heater, 10...branch flow path, 11...regulating valve, 11M...stepping motor, 12...relief flow path, 13...relief valve, 14...pressure sensor, 20...controller
Claims (5)
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。 a main flow path connected to a pump that sucks and delivers liquid from a tank, and through which the liquid delivered from the pump flows and is delivered to a liquid delivery target side;
a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank;
an adjustment valve provided in the branch flow path to adjust a flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path toward the tank;
A controller for controlling the pump and the regulator valve;
a relief flow path that branches off from a portion of the branch flow path upstream of the adjustment valve and is connected to the tank;
a relief valve that is provided in the relief flow path and opens when the pressure on the upstream side of the relief flow path exceeds a predetermined pressure,
The controller controls the opening of the adjustment valve so that the detection value of a pressure sensor that detects the pressure of the liquid flowing through the portion of the main flow path upstream of the connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed.
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。 a main flow path connected to a pump that sucks and delivers liquid from a tank, and through which the liquid delivered from the pump flows and is delivered to a liquid delivery target side;
a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank;
an adjustment valve provided in the branch flow path to adjust a flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path toward the tank;
A controller for controlling the pump and the regulator valve;
a temperature regulator that regulates a temperature of the liquid flowing through a portion of the main flow path upstream of a connection position of the branch flow path,
the controller controls an opening of the adjustment valve so that a detection value of a pressure sensor detecting a pressure of the liquid flowing through a portion of the main flow path upstream of a connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed;
The pressure sensor detects the pressure of the liquid before its temperature is adjusted by the temperature adjuster.
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。 a main flow path connected to a pump that sucks and delivers liquid from a tank, and through which the liquid delivered from the pump flows and is delivered to a liquid delivery target side;
a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank;
an adjustment valve provided in the branch flow path to adjust a flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path toward the tank;
A controller for controlling the pump and the regulator valve;
one or more nozzles that receive the liquid delivered by the main flow path and eject it to the liquid supply target;
The liquid supply device is configured as a discharge type liquid supply device that discharges the liquid delivered by the main flow path to the liquid supply target,
The nozzle is capable of switching between discharging and blocking the liquid, and/or adjusting the flow rate during discharging,
The controller controls the opening of the adjustment valve so that the detection value of a pressure sensor that detects the pressure of the liquid flowing through the portion of the main flow path upstream of the connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed .
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。 a main flow path connected to a pump that sucks and delivers liquid from a tank, and through which the liquid delivered from the pump flows and is delivered to a liquid delivery target side;
a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank;
an adjustment valve provided in the branch flow path to adjust a flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path toward the tank;
a controller for controlling the pump and the regulator valve;
a circulation type liquid supply device that returns the liquid discharged from the main flow path to the tank via the liquid supply target ,
The controller controls the opening of the adjustment valve so that the detection value of a pressure sensor that detects the pressure of the liquid flowing through the portion of the main flow path upstream of the connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed .
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。 a main flow path connected to a pump that sucks and delivers liquid from a tank, and through which the liquid delivered from the pump flows and is delivered to a liquid delivery target side;
One or more nozzles that receive the liquid delivered by the main flow path and eject it to the liquid supply target;
a branch flow path that branches off midway through the main flow path and is connected to the tank;
an adjustment valve provided in the branch flow path to adjust a flow rate of the liquid flowing through the branch flow path from the main flow path toward the tank;
a controller for controlling the pump and the regulator valve;
The cleaning system is configured as a discharge type cleaning system that discharges the liquid delivered by the main flow path to the liquid supply target,
The nozzle is capable of switching between discharging and blocking the liquid, and/or adjusting the flow rate during discharging,
the controller controls an opening of the adjustment valve so that a detection value of a pressure sensor detecting a pressure of the liquid flowing through a portion of the main flow path upstream of a connection position of the branch flow path becomes a set target pressure while rotating the pump at a predetermined rotation speed;
A cleaning system that performs cleaning by ejecting the liquid from the nozzle.
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