专利名称：自动循环式管路系统的制作方法
技术领域：
本发明有关一种流体输送系统，特别是有关一种避免于管路内部形成流体停滞以维持输送管路内高纯净度的自动循环式管路系统。
背景技术：
于半导体制作工序中，经常需要使用到大量的高纯度气体或是纯水，以进行例如干蚀刻(Dry etching)、溅镀(sputtering)或是各项清洗程序。当此高纯度气体或纯水的品质不稳定时，不仅会降低制作工序良率，甚至可能造成机台损坏。因此，如何有效控制输送管路中流体的高纯净度，成为各工程人员致力研究的问题。
图1所示为传统的使用于输送超纯水(Super pure water)的输送管路系统(Supply pipeline system)的一范例示意图。请参照图1所示，在入口100及出口105之间，并联排列着数条用来抽取超纯水的主管路(Main pipe)，其中包括正常使用的主管路A110及主管路B120，以及备用主管路130(Auxiliary main pipe)。每一条主管路中各自还包含一进水阀141、142、143(Inlet value)及一排水阀171、172、173(Exhaust value)，用来开启或关闭各主管路的进水口及出水口，以及控制流进、流出的超纯水流量，一单向阀161、162、163(Check value)用来避免超纯水回流至储水槽中，以及一用来抽取超纯水的泵151、152、153(Pump)。当此输送管路系统于正常运转时，只使用主管路A110及主管路B120，备用主管路130只有当其他主管路发生紧急故障状况或是年度保养时才会使用。当主管路A110的泵151及主管路B120的泵152启动后，水流会经由入口100进入，通过主管路A110及主管路B120，再经由出口105流出。因此，备用主管路130内便会形成无法流动的死水区180，且死水区180内的超纯水若停滞过久，便会发生水质劣化(deteriorated)现象。当想要紧急启动备用主管路130时，若未先将死水区180中清理干净，使得已劣化的超纯水流向出口105，便会严重破坏超纯水水质，进而影响制作工序良率。
由此可知，一旦于输送管路系统中的备用主管路内部形成死水区，容易造成超纯水的污染，清理时不仅费时、费工且不容易完全清除干净，使得备用主管路完全失去紧急启用的功能。因此，就需要提供一种自动循环式管路系统，使存在于备用主管路内部的流体能随时保持在循环流动的高纯净度状态。
发明内容
本发明的一目的是提供一种自动循环式管路系统，来避免在未使用的输送管路内部形成停滞且劣化的流体。以保持输送管路中的高纯净度进而维持制作工序生产良率、使得管线在启用前不需再另外进行排气、排水等清洁步骤而大幅节省操作人力及复机时间以及不需额外消耗能源或人力就能够使未使用的管路内部的流体能够随时保持循环流动状态而当正常管路发生紧急故障时，此未使用的管路即可立即发挥输送作用。
本发明是为一种自动循环式管路系统，其中包含多个主管路、多个循环管路以及多个控制阀。多个主管路是以并联方式排列以用来抽取流体，且一端连接于共同的一入口上，而另一端连接于共同的一出口上。每一主管路上装有一单向阀、一泵及一循环管路，循环管路的两端分别接在相对于单向阀前、后位置的前连接点及后连接点上，使水流不会被单向阀阻挡，而能够经由循环管路回流至管路入口处，以及在每一循环管路上装设一控制阀。此管路系统藉由循环管路的作用，使原本停滞于未使用的主管路内部的流体能生自动循环，避免劣化现象发生，以维持管路内部流体的纯净度。
采用本发明的自动循环式管路系统的技术效果是可以保持输送管路中的高纯净度进而维持制作工序生产良率；使得管线在启用前不需再另外进行排气、排水等清洁步骤而大幅节省操作人力及复机时间；以及不需额外消耗能源或人力就能够使未使用的管路内部的流体能够随时保持循环流动状态而当正常管路发生紧急故障时，此未使用的管路即可立即发挥输送作用。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1所示为传统的用来输送超纯水的输送管路系统配置的一范例示意图。
图2所示为本发明的自动循环式管路系统的示意图。
具体实施例方式
本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出的实施例的限制，而应以本发明提出的申请专利范围为准。再者，在本说明书中，各元件的不同部分并没有依照尺寸绘图。某些尺寸与其他相关尺寸相比已经被夸张或是简化，以提供更清楚的描述和本发明的理解。
图2为本发明的自动循环式管路系统应用于超纯水输送系统的一较佳实施例示意图。请参照图2所示，在一入口200及一出口205之间，以并联方式排列着主管路A210、主管路B220以及备用主管路230。一般来说，入口200的远端通常连接于超纯水储水槽，或是其他超纯水提供源，而出口205的远端则直接指向各个厂内使用末端，也就是说超纯水在进入入口200的前即已经过纯化处理。入口200部分、主管路A210、主管路B220及备用主管路230的材质大多使用不锈钢管，而出口205部分则大多使用平滑且低污染性的聚氟化亚乙烯(Polyvinylidene Fluoride；PVDF)。主管路A210、主管路B220及备用主管路230中各自包括一进水阀241、242、243、一泵251、252、253、一单向阀261、262、263，以及一排水阀271、272、273。其中进水阀241、242、243的作用在开启及关闭各主管路的进水口，或作为控制进水口流量之用，而排水阀271、272、273的作用在开启及关闭各控制管路的出水口，或作为控制出水口流量之用。泵251、252、253用于由储存槽中抽取超纯水至各厂内使用末端。单向阀261、262、263的作用在防止于输送管路内发生短循环，以及防止已通过主管路的超纯水回流至储水槽中。
接着，在主管路A210上加装一循环管路281、主管路B220上加装一循环管路282，以及备用主管路230上加装一循环管路283。以及将控制阀291(Control value)装设于循环管路281上、控制阀292装设于循环管路282上，以及控制阀293装设于循环管路283上。各个循环管路的一端连接于位于单向阀前方的管路的前连接点261a-263a上(即靠近入口200的一侧)，而另一端连接于位在单向阀后方的管路的后连接点261b-263b上(即靠近出口205的一侧)，使原本被单向阀261、262、263阻挡而无法回流的超纯水(表示由排水阀端流向进水阀端)，可经由此加装的循环管路281、282及283流向进水阀方向。其中循环管路281、282及283可为管径1/4英时的不锈钢管，两端分别以接管或是焊接方式连接在前连接点261a-263a及后连接点261b-263b上。而加装控制阀291、292及293的目的在控制循环管路281、282及283的开启或关闭。
接下来说明如何藉由循环管路来形成自动循环的水流。请继续参照图2所示，假设备用主管路230为未使用状态，这表示泵253未启动，而此时控制阀293应保持在开启状态。此时水流经由入口200进入，经由泵251及泵252的作用使水流被抽取至主管路A210及主管路B220中，并各自通过单向阀261及262后，由于控制阀291及292此时为关闭状态，故水流不会流进循环管路281及282中，而是直接通过排水阀271及272，流向出口205。另一方面，由于出口205相对于入口200为高水压，位于出口205的部分水流会流向备用主管路230，但由于单向阀263的阻挡作用，使水流无法通过单向阀263，而只能经由后连接点263b进入循环管路283，再由前连接点263a流出而流向进水阀243，然后再重新被主管路A210及主管路B220所抽取，藉此达到维持备用主管路230内部循环流动的效果。
当输送系统必须更换主管路时，假设由主管路B220切换至备用主管路230，此时需开启泵253及控制阀292，而关闭泵252及控制阀293。此时水流由入口200进入，经由泵251及泵253的作用，使水流被抽取至主管路A210及备用主管路230中，并各自通过单向阀261及263后，由于控制阀291及293此时为关闭状态，故水流不会流进循环管路281及283中，而是直接经过排水阀271及273，流向出口205。另一方面，由于出口205的高水压状态，部分水流会流向已停机的主管路B220，但由于单向阀262的阻挡作用，水流会经由后连接点262b进入循环管路282中，而由前连接点262a流出后再流向排水阀242，接着重新被主管路A210及备用主管路230所抽取，使得已停机的主管路B220内部也能开始进行自动循环，而不需要消耗任何额外的能源或人力。上述所说明的水流流向实施例，均建立在各个主管路的排水阀及进水阀均为开启状态的条件下才能进行，假如一主管路中的排水阀及进水阀有任何一个为关闭状态，表示水流无法流入或是流出该主管路中，则该主管路以及所装设的循环管路将会失去原有作用。
此外，因为此输送管路系统中所使用的循环管路管径较出口、入口的管径而言相对为小，因此循环水量对泵造成的虚耗极小，甚至可视为不影响。另一方面，除了将循环管路的两端各自连接于包含单向阀在内的前、后连接点上之外，还可以将泵也包括于其中，这表示回流的循环水流在进入排水阀后不会通过单向阀与泵，而是直接通过循环管路及进水阀，再流向其他主管线。由此可知，泵的位置不影响循环管路的作用，而泵与单向阀的位置亦可互换。但是不可以将排水阀及进水阀也包括至前、后连接点之内，如此一来会失去设置排水阀及进水阀的意义。当然，在某些场合的实施例中是可以将排水阀及进水阀、或是二者其中的一予以省略。
上述内容仅为一较佳实施例，于实际设计时，主管路的数量及所加装的循环管路数量并不限定，而且并非每个主管路上均需加装循环管路。这表示正常使用的主管路及备用主管路可以均为一组或是一组以上的数量。当然也可以设计为仅在备用主管路上加装循环管路，其他正常使用的控制管路不加装循环管路的方式。一切视实际需要而定。
本发明的自动循环式管路系统，使主管路在停机状态下，该主管路内部的流体仍可保持在循环流动状态。当然，此装置并不限定使用于超纯水，任何须要保持在高度纯净状态的液体或气体均可应用于此系统。再者，只要符合本发明的特征要件，不论任何复杂的输送管路配置，均应涵盖于本发明的架构中。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改，因此，在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种自动循环式管路系统，包含多个主管路，是以并联方式排列，该多个主管路的两端分别连接于共同的一入口及一出口上，且每一该主管路中包含一进水阀、一泵、一单向阀及一排水阀；多个循环管路，每一该循环管路的一端连接于每一该单向阀前方的一前连接点上，而另一端连接于每一该单向阀后方的一后连接点上；及多个控制阀，是以一对一的方式，装设于该多个循环管路上。
2.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于该多个循环管路是用于循环一流体。
3.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于该进水阀装设于每一该主管路上靠近该入口的一端。
4.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于该排水阀装设于每一该主管路上靠近该出口的一端。
5.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于该泵及该单向阀位于该进水阀及该排水阀之间。
6.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于该多个循环管路为直径1/4英时的不锈钢管。
7.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于还包含将该泵设置于该前连接点与该后连接点之间。
8.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于当部分该多个主管路的该泵关闭时，该控制阀开启。
9.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于当部分该多个主管路的该泵启用时，该控制阀关闭。
10.如权利要求1所述的自动循环式管路系统，其特征在于该进水阀及该排水阀保持于开启状态，以维持该多个主管路及该多个循环管路的功能。
全文摘要
一种自动循环式管路系统，其中包含多个主管路、多个循环管路以及多个控制阀。多个主管路是以并联方式排列以用来抽取流体，且一端连接于共同的入口上，而另一端连接于共同的出口上。每一主管路上装有一单向阀、一泵及一循环管路，循环管路的两端分别接在相对于单向阀前、后位置的前连接点及后连接点上，以及在每一循环管路上装设一控制阀。此管路系统藉由循环管路的作用，使原本停滞于未使用的主管路内部的流体能经由循环管路产生自动循环，避免劣化现象发生，以维持管路内部流体的纯净度。
文档编号H01L21/00GK1651813SQ20041000359
公开日2005年8月10日 申请日期2004年2月3日 优先权日2004年2月3日
发明者陈建清 申请人:矽统半导体股份有限公司