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公開番号2024131047
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041069
出願日2023-03-15
発明の名称超純水製造装置及び超純水製造方法
出願人栗田工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/44 20230101AFI20240920BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】リターン水のエネルギーを回収してブースターポンプの消費電力を低減することができる超純水製造装置及び超純水製造方法を提供する。
【解決手段】一次純水システムからの一次純水およびユースポイントで使用されなかった水を貯留するサブタンク1と、該サブタンク1からの水を処理して超純水とする水処理装置と、該サブタンク1の水を該水処理装置に送水するためのサブポンプ2と、該水処理装置で処理された超純水をユースポイント12に送水する送水配管11と、ユースポイント12で使用されなかった未使用超純水をリターン水として前記サブタンク1に送水するリターン配管13,14と、該水処理装置に設けられたブースターポンプ8とを有する超純水製造システムにおいて、前記リターン水の圧力を回収し前記ブースターポンプ8に送水される水を昇圧させるエネルギー回収装置7を設置したことを特徴とする超純水製造装置。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
一次純水システムからの一次純水およびユースポイントで使用されなかった水を貯留するサブタンクと、
該サブタンクからの水を処理して超純水とする水処理装置と、
該サブタンクの水を該水処理装置に送水するためのサブポンプと、
該水処理装置で処理された超純水をユースポイントに送水する送水配管と、
ユースポイントで使用されなかった未使用超純水をリターン水として前記サブタンクに送水するリターン配管と、
該水処理装置に設けられたブースターポンプと
を有する超純水製造システムにおいて、
前記リターン水の圧力を回収し前記ブースターポンプに送水される水を昇圧させるエネルギー回収装置を設置したことを特徴とする超純水製造装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記エネルギー回収装置は、１次側流路及び２次側流路を有し、１次側流路を流れる水の圧力で２次側流路を流れる水を昇圧させる圧力回収装置であり、
該１次側流路に前記リターン水が通水され、前記ブースターポンプに送水される水が該２次側流路に通水される請求項１の超純水製造装置。
【請求項３】
前記圧力回収装置は、インペラ式の圧力回収装置である請求項２の超純水製造装置。
【請求項４】
前記ユースポイントからのリターン水を前記１次側流路に送水する配管（１３）と、
該配管（１３）に設けられた圧力センサ（１３ａ）と、該１次側流路からの水を前記サブタンクに送水する配管（１４）と、
該配管（１４）に設けられた流量調節バルブ（１５）と、
前記ＵＦ装置からユースポイントに送水される超純水の流量を検出する流量センサ（１１ａ）と、
該流量センサ（１１ａ）の検出流量が所定値となるように前記ブースターポンプを制御するブースターポンプ制御器と、
前記圧力センサ（１３ａ）の検出圧力が所定値となるように前記流量調節バルブ（１５）を制御する流量調節バルブ制御器と
を有する請求項２の超純水製造装置。
【請求項５】
前記水処理装置は、低圧紫外線酸化装置と、該低圧紫外線酸化装置からの流出水が通水される電気脱イオン装置又は混床式イオン交換装置よりなる脱イオン装置と、該脱イオン装置からの水が通水されるＵＦ装置とを有しており、
前記ブースターポンプは、該低圧紫外線酸化装置と脱イオン装置との間、又は該脱イオン装置とＵＦ装置との間に配置されている請求項１の超純水製造装置。
【請求項６】
請求項１～５のいずれかの超純水製造装置によって超純水を製造する超純水製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超純水製造装置及び超純水製造方法に関し、特に、ユースポイントからのリターン水の保有エネルギーを回収するようにした超純水製造装置及び超純水製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセス等で用いられている超純水は、前処理システム、一次純水システム及びサブシステムから構成される超純水製造装置で原水（工業用水、市水、井水等）を処理することにより製造されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
凝集、加圧浮上（沈殿）、濾過装置等よりなる前処理システムでは、原水中の懸濁物質やコロイド物質の除去を行う。逆浸透（ＲＯ）膜分離装置、脱気装置及びイオン交換装置（混床式、２床３塔式又は４床５塔式）を備える一次純水システムでは原水中のイオンや有機成分の除去を行う。
【０００４】
一次純水はサブタンクを経てサブシステムに供給される。
【０００５】
サブシステムは、熱交換器、低圧紫外線（ＵＶ）酸化装置、混床式イオン交換装置又は電気脱イオン装置、限外濾過（ＵＦ）膜分離装置等を備える。低圧ＵＶ酸化装置では、低圧ＵＶランプより出される波長１８５ｎｍの紫外線によりＴＯＣを有機酸さらにはＣＯ
２
まで分解する。分解された有機酸及びＣＯ
２
は後段のデミナ―非再生型イオン交換樹脂塔又は電気脱イオン装置で除去される。ＵＦ膜分離装置では、微小粒子が除去されイオン交換樹脂の流出粒子も除去される。
【０００６】
サブシステムからの超純水はユースポイントに送水され、ユースポイントで使用されなかった超純水は、リターン配管を介してサブタンクに返送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１０－１９６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
超純水製造装置のサブシステムでは、サブシステム系内の水質維持のためにユースポイントからのリターン配管に下限リターン水量（ミニマムリターン水量）を設定しており、リターン水量が常にミニマムリターン水量以上となるように制御される。そのため、ユースポイントへの送水量は、ユースポイントでの使用水量にミニマムリターン水量を上乗せした水量とされている。
【０００９】
電子産業のユースポイントに於ける超純水の使用圧力は０．３～０．６ＭＰａが一般的である。そのため、リターン配管には圧力調整弁を設置し、その１次側圧力が常にこの超純水使用圧範囲内となるように設計されている。圧力調整弁の２次側は、リターン水がそのままサブタンクに戻るため、圧力解放となる。リターン水のエネルギーは、その水量と圧力との積に比例するが、ほとんどが圧力調整弁により失われ、これまで利活用されることなくサブタンクに戻されていた。
【００１０】
ユースポイントでの超純水使用量が少なく、これに伴いリターン水量が多い程、リターン水のエネルギーは多くなる。従来は、超純水の水質維持の観点からユースポイントでの超純水使用量の多少に関わらず、ユースポイントへの送水量は常時一定に管理されているため、サブシステム系内のエネルギー（電力）消費量の無駄が多い。
（【００１１】以降は省略されています）

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