説明

チャンバへ計量された液体を注入する方法および装置

蒸発システムに供給する所定量の液体汚染除去剤を計量する方法および装置である。注入器に所定量の液体汚染除去剤を充填しチャンバを真空にするため1つの真空源が使用される。注入器に充填した液体汚染除去剤をチャンバに注入する。液体汚染除去剤はチャンバ内で蒸発して蒸気汚染除去剤が生成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に液体を計量する方法および装置に関し、特に蒸発システムに供給される液体汚染除去剤を計量する方法および装置に関し、典型的には蒸発システムで生成され蒸発した汚染除去剤が汚染除去プロセスで使用される。
【背景技術】
【0002】
一般に気相の汚染除去システム(例えば、高真空滅菌)において、貯蔵槽または他の容器から、蒸発が起こる蒸発器または汚染除去チャンバ内に供給される液体汚染除去剤は計量される。この点については、チャンバ内が高真空にされ、次いで計量された液体汚染除去剤が吸引され、そこの高真空下で蒸発する。汚染除去剤を確実に有効かつ効率的にするため、液体汚染除去剤は正確で再生可能に測定された量で計量する必要がある。
【0003】
液体汚染除去剤を計量する従来技術による解決法は、システム内の異なる位置において電子バランス、真空にする多数のポンプまたは外部の圧力源のような構成要素が必要となるため複雑となりコストがかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
蒸発チャンバへ計量された液体汚染除去剤を供給する簡単でコストのかからない解決法が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によれば、チャンバに供給される所定量の液体汚染除去剤を計量するシステムが提供される。このシステムは真空源と、液体汚染除去剤供給源と、液体汚染除去剤を貯蔵する貯蔵器と、所定量の液体汚染除去剤をチャンバに注入する注入手段とを備え、前記貯蔵器は液体汚染除去剤供給源と注入手段と真空源に流体接続可能であり、前記注入手段はチャンバと真空源に流体接続可能であり、前記チャンバは真空源に流体接続可能である。
【0006】
本発明の別の側面によれば、チャンバに供給される所定量の液体汚染除去剤を計量する方法が提供される。この方法には、貯蔵器を液体汚染除去剤供給源および真空源に流体連絡させることで液体汚染除去剤を液体汚染除去剤供給源から貯蔵器に移動させる工程と、 貯蔵器を注入手段に流体連絡させ、かつ注入手段を真空源に流体連絡させることで液体汚染除去剤を貯蔵器から注入手段に移動させる工程と、注入手段を真空にされたチャンバに流体連絡させることで注入手段からチャンバへの液体汚染除去剤を計量する工程とが含まれる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の利点は、1つの真空ポンプを有効に使用してシステム内の流体を吸引する、液体汚染除去剤を計量する方法および装置を設けることにある。
本発明の別の利点は、従来の解決法よりも安価な、液体汚染除去剤を計量する方法および装置を設けることにある。
【0008】
本発明のさらに別の利点は、従来の解決法よりも複雑でない、液体汚染除去剤を計量する方法および装置を設けることにある。
本発明のさらに別の利点は、計量された液体汚染除去剤を注入器に充填する前にシステムから空気泡を除去することで精度および濃度を改善する、液体汚染除去剤を計量する方法および装置を設けることにある。
【0009】
これらの利点は図面および特許請求の範囲とともに以下に述べる発明を実施するための最良の形態から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
ここで使用する用語「汚染除去剤」には滅菌剤、殺菌剤などとして使用される化学薬剤が含まれるが、これには限定されない。
図面を参照するに際しては、図面は発明の好ましい実施形態を示すだけのものであり、これに限定するものではないことに留意されたい。図1は蒸発システム内に供給される液体汚染除去剤を計量するシステム10を示す。図示する実施形態において、蒸発システムはチャンバ80である。チャンバ80は汚染除去チャンバ、蒸発チャンバなどとすることができる。
【0011】
システム10は一般に複数の流体通路を規定する複数の流体導管(後で述べる)、汚染除去剤供給源40、貯蔵器50、注入器60、真空源100、および複数の弁(後で述べる)で構成される。
【0012】
汚染除去剤供給源40は液体汚染除去剤(例えば過酸化水素の水溶液)を供給する。例えば、しかし限定はしないが、汚染除去剤供給源40は容器、タンク、ボトル、または液体を貯蔵するのに適した他の容器の形状にすることができる。貯蔵器50は第1端部54と第2端部56を有する。貯蔵器50は容器、タンクまたはボトルなどの閉鎖容器の形状にすることができる。好ましい実施形態では、貯蔵器50は完全汚染除去サイクルの少なくとも1サイクルに十分な液体汚染除去剤容積を貯蔵する寸法にされる。流体レベルを検出するのにレベルセンサ58が貯蔵器50に付けられる。レベルセンサ58は貯蔵器50の内側または外側に配置することができる。
【0013】
図示する実施形態では、一般に注入器60はシリンダ62とピストン68で構成される。注入器60は第1端部64の第1ポートと第2端部66の第2ポートを有する。図示する実施形態では、シリンダ62は液体汚染除去剤を集める頭部61とスプリング69を収容するスプリング部63を有する。スプリング69はピストン68を第1端部64の第1ポートの方向に付勢する付勢手段として作用する。注入器60には第1リミットスイッチ72と第2リミットスイッチ74も含まれる。リミットスイッチ72、74はシリンダ62内のピストン68の位置を指示する。この点については、第1リミットスイッチ72はピストン68がシリンダ62内の第1の位置に配置されたときに作用する。第2リミットスイッチ74はピストン68がシリンダ62内の第2の位置に配置されたときに作用する。ピストン68がシリンダ62内の第2の位置に配置されたときは、後で詳述するように頭部61には所定量の液体汚染除去剤が含まれる。勿論、注入器60は、限定はしないが注射器、膀胱状物、チャンバまたは容器を含む別の形状にすることもできる。好ましい実施形態では、注入器60は汚染除去サイクルの1パルス分に相当する液体汚染除去剤量を貯蔵する寸法にされる。
【0014】
本発明の図示する実施形態によると、真空源100はモータ104で駆動されるポンプ102で構成される。ポンプ102は後で詳述するように真空を発生させるのに使用される。好ましい実施形態では、ポンプ102は約0.0001Torr(0.0133Pa)から約760Torr(1.013×10Pa)の範囲の真空を発生させる容量がある。
【0015】
真空源100の操作を制御し、弁を作動させ、レベルセンサ58とスイッチ72,74からのデータ検出信号を受けるのに制御ユニット(図示しない)が設けられる。限定はしないが、例えば制御ユニットにはマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラが含まれる。
【0016】
貯蔵器50の第1端部54は汚染除去剤供給源40と注入器60の第1端部64に流体接続できる。貯蔵器50の第2端部56は真空源100に流体接続できる。注入器60の第1端部64は貯蔵器50の第1端部54とチャンバ80に流体接続できる。注入器60の第2端部66は真空源100に接続できる。チャンバ80は注入器60の第1端部64と真空源100に流体接続できる。
【0017】
図示する実施形態を参照して、汚染除去剤供給源40、貯蔵器50、注入器60、チャンバ80および真空源100を接続する流体導管について以下に述べる。図示する実施形態の流体導管の配置は模範的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は別の配置の流体導管を使用しても実施できることは勿論である。
【0018】
第1導管12は汚染除去剤供給源40と貯蔵器50の第1端部54の間を流体連絡する。第1導管12を流れる流体を調節するため汚染除去剤供給源40と貯蔵器50の間の第1導管12に第1弁30が配置される。図示する実施形態では、流体汚染除去剤を貯蔵器50に入れる前に濾過するため第1導管12にフィルタ24が設けられる。
【0019】
第2導管14は貯蔵器50の第1端部54と後で述べる第4導管16の間を流体連絡する。
第3導管15は貯蔵器50の第2端部56と後で述べる第5導管18の間を流体連絡する。貯蔵器50と第5導管18との間の第3の導管15にそこを流れる流体を調節するため第2弁32が配置される。弁32は第3導管15に接続する第1および第2ポートと大気圧への通気口に接続する第3ポートとを有する三方弁である。図示する実施形態では弁32は2つの位置のみをもつ。弁32の第1の位置では貯蔵器50の第2端部が大気圧への通気口に流体連絡する。弁32の第2の位置では貯蔵器50の第2端部が真空源100に流体連絡する。図示する実施形態では、第2弁32と第5導管18との間の第3導管15に制限弁33が配置される。制限弁33は導管15を流れる流体流量を制御する。
【0020】
第4導管16は注入器60の第1端部64と第2導管14とチャンバ80の間を流体連絡する。第4導管16には第3弁34が配置される。弁34は第4導管16に接続する第1および第2ポートと第4導管に接続する第3ポートとを有する三方弁である。したがって導管14と16を流れる流体は弁34で調節される。図示する実施形態では、弁34は2つの位置のみをもつ。弁34の第1の位置(すなわち、デフォルト位置)では貯蔵器50の第1端部54は注入器60の第1端部64に流体連絡する。弁34の第2の位置ではチャンバ80と注入器60の第1端部64が流体連絡する。
【0021】
第5導管18は注入器60の第2端部66と第3導管15と後で述べる第6導管20の間を流体連絡する。第5導管18には第4弁36が配置される。弁36は第5導管18に接続する第1および第2ポートと大気圧への通気口に接続する第3ポートとを有する三方弁である。図示する実施形態では弁36は2つの位置のみをもつ。弁36の第1の位置(すなわち、デフォルト位置)では注入器60の第2端部66は大気圧への通気口に流体連絡する。弁36の第2の位置では注入器60の第2端部66と真空源100が流体連絡する。第3導管15は弁36と第6導管20との間の第5導管18に流体連絡する。
【0022】
第6導管20はチャンバ80と第5導管18と真空源100の間を流体接続する。第6導管20には、そこを流れる流体を調節するため第5弁38が配置される。弁38と真空源100との間の第6導管20に第5導管18が接続される。
【0023】
次に、計量システム10の操作について説明する。まず図1を参照すると、貯蔵器の充填操作が示される。貯蔵器50が汚染除去剤供給源40に流体連絡する位置になるよう弁30を作動させ、貯蔵器50が真空源100に流体連絡する位置になるよう弁32を作動させ、貯蔵器50が注入器60の第1端部64に流体連絡するデフォルト位置になるよう弁34を作動させ、注入器60の第2端部66が大気圧への通気口に流体連絡するデフォルト位置に弁36を作動させ、チャンバ80と真空源100とが流体連絡しない位置に弁38を作動させる。この状態で真空源100を作動させると、貯蔵器50の第2端部が真空になる。その結果、液体汚染除去剤が汚染除去剤供給源40から導管12を通って貯蔵器50内に流れる。貯蔵器50内の液体汚染除去剤の量がレベルセンサ58で検知される所定の限界に達するまで、真空源100の作動を維持するとともに弁32を貯蔵器50が真空源100に流体連絡する位置に維持する。この点については、センサ58は貯蔵器50内の液体汚染除去剤が所定のレベルに達したことを指示する信号を発し、この信号が制御ユニットに入力される。センサ58で発生した信号に応じて、貯蔵器50と汚染除去剤供給源40の間の流体連絡を終了させる位置に移動するよう弁30が作動する。貯蔵器50、第2導管14および注入器60内の混入空気を除去するため所定の時間、貯蔵器50の第2端部56を真空にするよう真空源100の作動を続ける。混入した空気が除去されると、貯蔵器50と真空源100の間の流体連絡を終了させ、貯蔵器50の第2端部56を大気圧への通気口に流体連絡する位置に移動するよう弁32を作動する。
【0024】
計量パルス分の注入操作(後で述べる)を開始するまで、チャンバ80は真空に維持する。チャンバ80が真空源100に流体連絡する位置に移動するよう弁38を作動する。チャンバ80が真空に達した後に、チャンバ80と真空源100の間の流体連絡が終了する位置に移動するよう弁38を作動する。
【0025】
上述したように貯蔵器の充填操作およびチャンバ80の真空操作の完了後に注入器の充填操作(図2参照)を開始する。注入器の充填操作を開始するために、注入器60の第2端部66が真空源100に流体連絡する位置に移動するよう弁36を作動する。弁34は貯蔵器50の第1端部54が注入器60の第1端部64に流体連絡するデフォルト位置に維持し、弁32は貯蔵器50の第2端部56が大気圧への通気口に流体連絡する位置に維持する。
【0026】
図示する実施形態では、注入器の充填操作を開始するとき、注入器60のピストン68は最初(スイッチ72の作動で確証されるように)注入器60の第1端部64の第1の位置に配置する。図2に示すように、注入器60の第2端部66に真空が達成されると、ピストン68はスプリング69に抗して(スイッチ74の作動で確証されるように)注入器60の第2端部66の第2の位置に移動する。ピストン68は第1と第2の位置の間で移動するので、液体汚染除去剤は貯蔵器50からシリンダ62の頭部61内に引き込まれる。好ましい実施形態では、シリンダ62の頭部61は所定量の液体汚染除去剤を受け取る寸法にされる。ここで所定量は汚染除去サイクルの1パルス分に必要な液体汚染除去剤の量とするのが好ましい。弁36は注入器60の第2端部66が真空源100に流体連絡する位置に保持する。
【0027】
次に図3に計量されたパルス分の注入操作を示す。液体汚染除去剤の計量されたパルス分を注入する適切な時間の間は、注入器60の第1端部64がチャンバ80に流体連絡する位置に移動するよう弁34を作動し、さらに注入器の第2端部66が大気圧への通気口に流体連絡する位置に移動するよう弁36を作動する。チャンバ80は(上述のように)前もって真空にされているので、注入器60の第1端部64で真空が生じる。その結果、スプリング69が伸びてピストン68は注入器60の第2端部66の第2の位置から(スイッチ72の作動で確証されるように)注入器60の第1端部64の第1の位置に移動する。その結果、シリンダ62の頭部61の液体汚染除去剤は注入器60からチャンバ80内に流れる。チャンバ80内に注入された液体汚染除去剤はそこで蒸発する。液体汚染除去剤の計量されたパルス分がチャンバ80内に注入された後、弁34をデフォルト位置に移動するよう作動して、注入器60の第1端部64とチャンバ80の間の流体連絡を終了する。
【0028】
前述の注入器充填および計量パルス分の注入操作を繰り返すことによって、液体汚染除去剤の計量パルス分を続いてチャンバ80内に注入する。
他人が明細書を通読し理解するに際して別の変更・修正が生じ得る。特許請求の範囲またはそれと同等な範囲内にある限りこのような変更・修正も含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【0029】
本発明はある部品とその部品の配置において実際の形態をとり、この好ましい実施形態は明細書で詳細に記載され、明細書の一部をなす付随する図面に示される。
【図1】本発明の好ましい実施形態にしたがって、蒸発システムに供給される液体汚染除去剤を計量するシステムの概略図であり、貯蔵器の充填操作を示す。
【図2】図1のシステムの概略図であり、注入器の充填操作を示す。
【図3】図1のシステムの概略図であり、計量されたパルス分の注入操作を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバに供給する所定量の液体汚染除去剤を計量するシステムであって、このシステムは、
真空源と、
液体汚染除去剤供給源と、
液体汚染除去剤を貯蔵する貯蔵器と、
所定量の液体汚染除去剤をチャンバに注入する注入手段と
を備え、
前記貯蔵器は液体汚染除去剤供給源と注入手段と真空源に流体接続可能であり、
前記注入手段はチャンバと真空源に流体接続可能であり、
前記チャンバは真空源に流体接続可能である
ことを特徴とするシステム。
【請求項2】
前記システムは、
前記液体汚染除去剤供給源と前記貯蔵器の間を流れる流体を制御する第1弁と、
前記貯蔵器と前記真空源の間を流れる流体を制御する第2弁と、
前記貯蔵器と前記注入手段の間を流れる流体を制御し、かつ前記注入手段と前記チャンバの間を流れる流体を制御する第3弁と、
前記注入手段と前記真空源の間を流れる流体を制御する第4弁と、
前記チャンバと前記真空源の間を流れる流体を制御する第5弁と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記第2弁は前記貯蔵器が大気圧に流体連絡する位置に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項4】
前記第4弁は前記注入手段が大気圧に流体連絡する位置に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項5】
前記システムは前記貯蔵器内の液体汚染除去剤のレベルを検出する検出手段をさらに備え、前記検出手段は前記貯蔵器内の液体汚染除去剤が所定のレベルに達したことを指示する信号を発生することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項6】
前記注入手段にはピストンとシリンダが含まれ、ピストンの第1の位置から第2の位置への移動で液体汚染除去剤がシリンダ内に導入され、ピストンの第2の位置から第1の位置への移動で液体汚染除去剤が前記チャンバ内に導入されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項7】
前記注入手段は前記貯蔵器から所定量の液体汚染除去剤を受け取る寸法にされたことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項8】
前記真空源にはポンプが含まれることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項9】
前記液体汚染除去剤には過酸化水素が含まれることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項10】
チャンバに供給する所定量の液体汚染除去剤を計量する方法であって、この方法には、
貯蔵器を液体汚染除去剤供給源および真空源に流体連絡させることで液体汚染除去剤を液体汚染除去剤供給源から貯蔵器に移動させる工程と、
貯蔵器を注入手段に流体連絡させ、かつ注入手段を真空源に流体連絡させることで液体汚染除去剤を貯蔵器から注入手段に移動させる工程と、
注入手段を真空にされたチャンバに流体連絡させることで注入手段からチャンバへの液体汚染除去剤を計量する工程と
が含まれることを特徴とする方法。
【請求項11】
チャンバを前記真空源に流体連絡させることで前記チャンバを真空にすることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
液体汚染除去剤を貯蔵器から注入手段に移動させるとき、前記貯蔵器を大気圧にも流体連絡させることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項13】
注入手段からチャンバへの液体汚染除去剤を計量するとき、前記注入手段を大気圧にも流体連絡させることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項14】
前記方法には、
液体汚染除去剤を前記液体汚染除去剤供給源から前記貯蔵器に移動するとき前記貯蔵器内の液体汚染除去剤のレベルを検出する工程と、
前記貯蔵器内の液体汚染除去剤が所定のレベルに達したことを指示する信号を発生させる工程と
がさらに含まれることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項15】
液体汚染除去剤を前記貯蔵器から前記注入手段に移動させる前記工程には、
ピストンを第1の位置から第2の位置に移動させて液体汚染除去剤を前記注入手段に導入する工程と、
ピストンを第2の位置から第1の位置に移動させて液体汚染除去剤を前記チャンバに導入する工程と
がさらに含まれることを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項16】
前記注入手段は前記貯蔵器から所定量の液体汚染除去剤を受け取る寸法にされたことを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項17】
前記液体汚染除去剤には過酸化水素が含まれることを特徴とする請求項10に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2009−501631(P2009−501631A)
【公表日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−522786(P2008−522786)
【出願日】平成18年6月16日(2006.6.16)
【国際出願番号】PCT/US2006/023370
【国際公開番号】WO2007/018742
【国際公開日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【出願人】(302044247)アメリカン ステリライザー カンパニー (24)
【Fターム(参考)】