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公開番号2025000256
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023100016
出願日2023-06-19
発明の名称純水製造装置
出願人オルガノ株式会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/469 20230101AFI20241224BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる純水製造装置を提供する。
【解決手段】純水製造装置は、脱イオン水製造装置1,2同士の間に配置されている昇圧ポンプ3と、昇圧ポンプ3と当該昇圧ポンプ3の上流側に位置する脱イオン水製造装置1との間に配置されている圧力計4bと、を有する。昇圧ポンプ3および圧力計4bの上流側に位置する少なくとも1つの脱イオン水製造装置1は、電気再生式の脱イオン水製造装置である。昇圧ポンプ3は、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が圧力計4bの測定値に基づいて行われる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
脱イオン水製造装置同士の間に配置されている昇圧ポンプと、
前記昇圧ポンプと、当該昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置との間に配置されている圧力計と、を有し、
前記昇圧ポンプおよび前記圧力計の上流側に位置する少なくとも１つの前記脱イオン水製造装置は、電気再生式の脱イオン水製造装置であり、
前記昇圧ポンプは、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が前記圧力計の測定値に基づいて行われることを特徴とする、純水製造装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項３】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止する、請求項１に記載の純水製造装置。
【請求項４】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値である、請求項３に記載の純水製造装置。
【請求項５】
前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値である、請求項３または４に記載の純水製造装置。
【請求項６】
前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値である、請求項２または４に記載の純水製造装置。
【請求項７】
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始する、請求項３に記載の純水製造装置。
【請求項８】
最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止する、請求項３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
【請求項９】
複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行う、請求項１，２，３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。
【請求項１０】
前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、
前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、
前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁である、請求項１，２，３，４，７のいずれか１項に記載の純水製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は純水製造装置に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置や液晶装置を製造する際に、有機物、イオン成分、微粒子、細菌等の不純物が高度に除去された純水（超純水を含む）が洗浄水として使用されている。特に、半導体装置を含む電子部品の洗浄工程で使用される純水については、水質に対する要求が年々高まっている。とりわけ近年ではホウ素の低減が強く求められている。弱酸性成分であるホウ素は、逆浸透膜装置（以下「ＲＯ装置」という）や電気再生式の脱イオン水製造装置（以下「ＥＤＩ装置」という）を用いて除去可能であることが知られている。近年では、特許文献１に開示されているように直列に接続された複数のＥＤＩ装置を用いた多段階処理、ならびにＥＤＩ装置と他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）とを組み合わせた多段階処理によって、処理水中のホウ素濃度を低減する方法が実用化されている。
【０００３】
ＥＤＩ装置は、イオン交換樹脂装置に比較して構造が複雑であり構成部材が多い高価な装置である。従って、純水製造の処理コストをできるだけ低く抑えるために、高流速で通水処理を行って単位時間あたりの処理水量を大きくすることが試みられている。多段階処理を行う場合にＥＤＩ装置の数が増加すると、流速の高速化の要求がより高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開2018-34103号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＤＩ装置を通過する液体の流速を速くすると、ＥＤＩ装置の上流側と下流側の液体の圧力の差（通水差圧）が大きくなる。多段階処理によって純水製造を行う場合に、複数のＥＤＩ装置の各々を通過する液体の流速を速くすると、各ＥＤＩ装置のそれぞれの通水差圧が大きくなる。複数のＥＤＩ装置の全てにおいて速い流速を実現する際には、通水差圧が大きくなることを考慮して、前段のＥＤＩ装置に供給する液体に、後段のＥＤＩ装置に供給する液体よりも高い圧力を加える必要がある。すなわち、前段のＥＤＩ装置には、それ自体の所望の通水差圧に後段のＥＤＩ装置の所望の通水差圧を加算して、より高圧の液体を供給する必要がある。その結果、前段のＥＤＩ装置に過剰に高い圧力の液体を供給することになり、ＥＤＩ装置の損傷を招くおそれがある。特に、ＥＤＩ装置は、一般的に、プラスチック製の枠体が積層された構造を有し、耐圧性能が比較的低いという構造上の特性を有しているため、高圧の液体が供給されると損傷し易いという傾向がある。そこで、前段のＥＤＩ装置の損傷を防ぐために過剰にならない程度の圧力の液体を供給すると、後段のＥＤＩ装置では十分に速い流速を実現できる供給水圧力が得られず、処理コストの抑制効果が小さくなる。なお、後段のＥＤＩ装置の代わりに他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）が設置された構成においても、前述した問題と同じ問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる純水製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の純水製造装置は、脱イオン水製造装置同士の間に配置されている昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプと当該昇圧ポンプの上流側に位置する前記脱イオン水製造装置との間に配置されている圧力計と、を有し、前記昇圧ポンプおよび前記圧力計の上流側に位置する少なくとも１つの前記脱イオン水製造装置は、電気再生式の脱イオン水製造装置であり、前記昇圧ポンプは、動作の開始と動作の停止の少なくとも一方が前記圧力計の測定値に基づいて行われることを特徴とする。なお、この構成は、脱イオン水製造装置同士の間に、昇圧ポンプに加えてその他の装置（例えば紫外線酸化装置、タンク、ポンプ）も配置されている場合も含むものである。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始してよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作中に、前記圧力計の測定値が、第２の設定圧力値を超える値から前記第２の設定圧力値以下に低下したときに動作を停止してよい。そして、前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、前記圧力計の測定値が、第１の設定圧力値を下回る値から前記第１の設定圧力値以上に増加したときに動作を開始し、前記第１の設定圧力値は前記第２の設定圧力値よりも大きい値であってよい。
前記第２の設定圧力値は０．００ＭＰａ～０．０５ＭＰａの範囲内の値であってよい。
前記第１の設定圧力値は０．０２ＭＰａ～０．１ＭＰａの範囲内の値であってよい。
前記昇圧ポンプは、当該昇圧ポンプの動作停止中に、当該昇圧ポンプの入口への送液を開始してからの経過時間が設定時間に到達したときに動作を開始してよい。
最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプは、前記昇圧ポンプの動作の停止と同時に動作を停止してよい。
複数の前記脱イオン水製造装置のうちの少なくとも１つの脱イオン水製造装置の通水差圧が０．２０ＭＰａより大きく、かつ前記昇圧ポンプの上流側に位置する前記電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力と前記昇圧ポンプの出口の圧力との合計が当該電気再生式の脱イオン水製造装置の脱塩室の入口の圧力値の１．５倍よりも大きい状態で、純水製造を行ってよい。
前記昇圧ポンプの上流側の前記脱イオン水製造装置の上流側に、当該脱イオン水製造装置へ被処理水を供給する通水ラインと最前段に位置する前記脱イオン水製造装置の上流側に配置されている供給ポンプの上流側に被処理水を戻す循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記昇圧ポンプの下流側の前記脱イオン水製造装置の下流側に、当該脱イオン水製造装置の外部へ処理水を送る通水ラインと、前記供給ポンプの上流側に処理水を戻すもう１つの循環ラインとを切り替える切り替えバルブが設けられ、前記切り替えバルブのうちの少なくとも１つは三方弁であってよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、各脱イオン水製造装置において十分に速い流速を実現するとともに、過剰に高い圧力が加わって脱イオン水製造装置が損傷することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施形態の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
脱塩室１室型のＥＤＩ装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
脱塩室２室型のＥＤＩ装置の内部構成の一例を模式的に示す断面図である。
第１の比較例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
本発明の第２の実施形態の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
図５に示す純水製造装置を用いた純水製造時の各圧力計の測定値と経過時間との関係を示すグラフである。
ＥＤＩ装置の実際の流速の標準流速に対する比と脱塩室の通水差圧との関係を示すグラフである。
図５に示す純水製造装置の脱塩室２室型のＥＤＩ装置の脱塩室を模式的に示す断面図である。
脱塩室１室型のＥＤＩ装置の脱塩室を模式的に示す断面図である。
第２の比較例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
図１０に示す純水製造装置を用いた純水製造時の各圧力計の測定値と経過時間との関係を示すグラフである。
本発明の第２の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
本発明の第３の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
本発明の第４の実施例の純水製造装置を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の純水製造装置の基本構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態の純水製造装置は、２つの脱イオン水製造装置１，２が直列に接続されており、これらの脱イオン水製造装置１，２の間に昇圧ポンプ３と圧力計４とが設けられている。前段の脱イオン水製造装置１は、ＥＤＩ装置（電気再生式の脱イオン水製造装置）である。後段の脱イオン水製造装置２は、ＥＤＩ装置であってもよく、他の脱イオン水製造装置（例えばイオン交換樹脂装置やホウ素選択性樹脂装置など）であってもよい。ただし、以下の説明では、一例として、前段の脱イオン水製造装置１と後段の脱イオン水製造装置２のいずれもＥＤＩ装置である例について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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