CN107427786A - 电阻率值调整装置及电阻率值调整方法 - Google Patents
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Abstract
一种电阻率值调整装置，其包括：中空纤维膜组件，其被中空纤维膜分隔成被供给要调整电阻率值的液体的液相侧区域、以及被供给能调整电阻率值的调整气体的气相侧区域，该中空纤维膜组件能够使所述调整气体溶解于所述液体；液体供给管，其连通于所述液相侧区域，用于向所述液相侧区域供给所述液体；液体排出管，其连通于所述液相侧区域，用于将所述液体自所述液相侧区域排出；气体供给管，其连通于所述气相侧区域，用于向所述气相侧区域供给所述调整气体；气体排出管，其连通于所述气相侧区域，用于将所述调整气体自所述气相侧区域排出；旁通管，其以旁通绕过所述中空纤维膜组件的方式连通于所述液体供给管及所述液体排出管；以及第一开闭阀，其连接于所述气体排出管，用于开闭所述气体排出管内的第一流路，所述第一开闭阀能够通过开启所述第一流路来将蓄积于所述气相侧区域的水排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种调整液体的电阻率值的电阻率值调整装置及电阻率值调整方法。
背景技术
在半导体或液晶的制造工序中，使用超纯水对基板进行清洗。在该情况下，若超纯水的电阻率值高，则会产生静电。由此可能出现绝缘击穿或者再次附着微粒的情况，从而明显地对产品成品率带来不良影响。
为了解决这样的问题，提出了一种使用疏水性的中空纤维膜组件的方法。该方法使用中空纤维膜组件来使二氧化碳气体或氨气等气体溶解于超纯水中。于是，通过解离平衡产生离子，并利用该产生的离子使超纯水的电阻率值降低。
另外，在基板的清洗、切割等工序中，超纯水的流动变动激烈。因此，在专利文献1及专利文献2中，提出了一种即使流量变动也可以使电阻率值稳定的技术。在专利文献1记载的技术中，设置了生成小流量的附加有高浓度气体的液体的中空纤维膜组件、和供大流量的超纯水经过的旁通管道。并且，使生成的附加有高浓度气体的液体和经过旁通管道的超纯水混合。由此，能够容易地调整超纯水的电阻率值。在专利文献2记载的技术中，设置了多个旁通管道，并在1个或多个旁通管道上设置了截止阀。并且，若超纯水的流量下降，则将一部分或全部的截止阀开启。由此，超纯水变为低流量从而能够抑制超纯水的电阻率值上升。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3951385号公报
专利文献2：日本特开2012-223725号公报
发明内容
发明要解决的问题
在这样的中空纤维膜组件中，隔着中空纤维膜被分隔成供超纯水流动的液相侧区域及供气体流动的气相侧区域。并且，气相侧区域的气体透过中空纤维膜从而溶解于液相侧的超纯水。
然而，本发明人在使用中空纤维膜组件使二氧化碳气体或氨气溶解于超纯水中时，出现了尽管超纯水的流量不降低，但超纯水的电阻率值仍随着时间的经过而上升的现象。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够长期地抑制液体的电阻率值上升的电阻率值调整装置及电阻率值调整方法。
用于解决问题的方案
本发明人为了达成上述目的，经专心研究的结果是，发现了会因为以下原因而导致上述现象。即，在超纯水中溶解有水蒸气。因此，若使用中空纤维膜组件使二氧化碳气体或氨气溶解于超纯水中，则溶解于超纯水中的水蒸气会向气相侧区域逆向扩散。在气相侧区域中，逆向扩散于气相侧区域的水蒸气凝结，且凝结水蓄积。其结果是，中空纤维膜被凝结水覆盖，导致气相侧区域的气体变得不能透过中空纤维膜。本发明人基于这样的发现完成了本发明。
即，本发明的一种方式的电阻率值调整装置包括：中空纤维膜组件，其被中空纤维膜分隔成被供给要调整电阻率值的液体的液相侧区域、以及被供给能调整电阻率值的调整气体的气相侧区域，该中空纤维膜组件能使调整气体溶解于液体；液体供给管，其连通于液相侧区域，用于向液相侧区域供给液体；液体排出管，其连通于液相侧区域，用于将液体自液相侧区域排出；气体供给管，其连通于气相侧区域，用于向气相侧区域供给调整气体；气体排出管，其连通于气相侧区域，用于将调整气体自气相侧区域排出；旁通管，其以旁通绕过中空纤维膜组件的方式连通于液体供给管及液体排出管；以及第一开闭阀，其连接于气体排出管，用于开闭气体排出管内的第一流路，第一开闭阀能够通过开启第一流路来将蓄积于气相侧区域的水排出。
在本发明的一种方式的电阻率值调整装置中，要调整电阻率值的液体自液体供给管供给至中空纤维膜组件的液相侧区域，并向液体排出管排出。能调整电阻率值的调整气体自气体供给管供给至中空纤维膜组件的气相侧区域，并向气体排出管排出。在中空纤维膜组件中，供给至气相侧区域的调整气体透过中空纤维膜从而溶解于供给至液相侧区域的液体。并且，利用中空纤维膜组件溶解有调整气体的液体与经过旁通管的液体混合。由此，能够与液体的流量无关地容易地调整液体的电阻率值。
另一方面，溶解于液体的水蒸气通过透过中空纤维膜，来向气相侧区域逆向扩散。逆向扩散到气相侧区域的水蒸气凝结成水。并且，该水蓄积于气相侧区域。然而，在该电阻率值调整装置中，利用第一开闭阀开启气体排出管内的第一流路，从而蓄积于气相侧区域的水自第一开闭阀排出。由此，能够抑制因蓄积于气相侧区域的水所导致的气相侧区域的调整气体变得不能透过中空纤维膜。因此，通过定期地、或者每当有规定量的水蓄积于气相侧区域时利用第一开闭阀开启第一流路，从而能够长期地抑制液体的电阻率值上升。
作为一个实施方式，也可以还具有定时器部，该定时器部用于定期地开闭第一开闭阀。
另外，作为一个实施方式，也可以是，在第一开闭阀为开启状态的情况下，经过第一开闭阀的流体的流量为1[L/min]以上300[L/min]以下。
另外，作为一个实施方式，也可以是，气体排出管在中空纤维膜组件的下部连通于气相侧区域。
另外，作为一个实施方式，也可以是，还具有漏出部，该漏出部以相对于第一开闭阀并列设置的方式连接于气体排出管，用于使气相侧区域的调整气体漏出。
另外，作为一个实施方式，也可以是，在第一开闭阀为开启状态的情况下经过第一开闭阀的流体的流量大于经过漏出部的调整气体的流量。
另外，作为一个实施方式，也可以是，经过漏出部的调整气体的流量为0[mL/min]以上1000[mL/min]以下。
另外，作为一个实施方式，也可以是，还包括：第二旁通管，其以旁通绕过中空纤维膜组件的方式连通于液体供给管及液体排出管；以及第二开闭阀，其用于开闭第二旁通管内的第二流路。
本发明的一种方式的电阻率值调整方法是使用中空纤维膜组件对液体的电阻率值进行调整的方法，该中空纤维膜组件被中空纤维膜分隔成被供给要调整电阻率值的液体的液相侧区域、以及被供给能调整电阻率值的调整气体的气相侧区域，该中空纤维膜组件能使调整气体溶解于液体，该电阻率值调整方法包括：电阻率值调整工序，在该工序中，一边使液体经过液相侧区域一边使调整气体经过气相侧区域，从而使调整气体溶解于液体，并且，使溶解有调整气体的液体与旁通绕过中空纤维膜组件的液体混合，从而对液体的电阻率值进行调整；以及排出工序，在该工序中，利用能开闭连通于气相侧区域的第一流路的第一开闭阀，将蓄积于气相侧区域的水排出，在电阻率值调整工序中，利用第一开闭阀关闭第一流路，在排出工序中，利用第一开闭阀开启第一流路。
在本发明的一种方式的电阻率值调整方法中，在电阻率值调整工序中，将利用中空纤维膜组件溶解有调整气体的液体与旁通绕过中空纤维膜组件的液体混合。由此能够与液体的流量无关地容易地调整液体的电阻率值。这时，利用第一开闭阀事先关闭第一流路，从而能够抑制调整气体的使用量。
并且，在排出工序中，利用第一开闭阀开启第一流路，将蓄积于气相侧区域的水自第一开闭阀排出。由此，能够抑制因蓄积于气相侧区域的水所导致的气相侧区域的调整气体变得不能经过中空纤维膜。因此，通过定期地、或者每当有规定量的水蓄积于气相侧区域时进行排出工序，从而能够长期地抑制液体的电阻率值上升。
作为一个实施方式，也可以是，在电阻率值调整工序中，使气相侧区域的调整气体自漏出部漏出，该漏出部以相对于第一开闭阀并列设置的方式连通于第一流路。
发明的效果
采用本发明，能够长期地抑制电阻率值的上升。
附图说明
图1是第1实施方式的电阻率值调整装置的示意图。
图2是第2实施方式的电阻率值调整装置的示意图。
图3是第3实施方式的电阻率值调整装置的示意图。
图4是第4实施方式的电阻率值调整装置的示意图。
图5是表示实施例1的测量结果的曲线图。
图6是表示实施例2的测量结果的曲线图。
图7是表示实施例3-1的测量结果的曲线图。
图8是表示实施例3-2的测量结果的曲线图。
图9是比较例1的电阻率值调整装置的示意图。
图10是表示比较例1的测量结果的曲线图。
图11是比较例2的电阻率值调整装置的示意图。
图12是表示比较例2的测量结果的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明实施方式的电阻率值调整装置及电阻率值调整方法。另外，对所有图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[第1实施方式]
图1是第1实施方式的电阻率值调整装置的示意图。如图1所示，本实施方式的电阻率值调整装置1A包括：中空纤维膜组件2、液体供给管3、液体排出管4、气体供给管5、气体排出管6、旁通管7以及第一开闭阀8。
中空纤维膜组件2使能调整电阻率值的调整气体G溶解于要调整电阻率值的液体L。作为液体L所使用的液体没有特别限定，例如，能够是用于清洗半导体、液晶等的超纯水。通常，超纯水的电阻率值在17.5[MΩ·cm]以上18.2[MΩ·cm]的范围内。作为调整气体G所使用的气体没有特别限定，例如，能够是二氧化碳气体或氨气。中空纤维膜组件2包括多个中空纤维膜21以及将这些中空纤维膜21收纳于内部的外壳22。
中空纤维膜21是气体能透过而液体无法透过的中空纤维状的膜。没有特别限定中空纤维膜21的材料、膜形状、膜形态等。外壳22是将中空纤维膜21收纳于内部的密封容器。
中空纤维膜组件2被中空纤维膜21分隔成液相侧区域LA及气相侧区域GA。液相侧区域LA是中空纤维膜组件2内的区域中的被供给要调整电阻率值的液体L的区域。气相侧区域GA是中空纤维膜组件2内的区域中的被供给能调整电阻率值的调整气体G的区域。作为中空纤维膜组件2的种类，有内部灌流型及外部灌流型。在本实施方式中，可以是内部灌流型及外部灌流型中的任一者。在外部灌流型的中空纤维膜组件2中，中空纤维膜21的内侧(内表面侧)成为气相侧区域GA，中空纤维膜21的外侧(外表面侧)成为液相侧区域LA。在内部灌流型的中空纤维膜组件2中，中空纤维膜21的内侧(内表面侧)成为液相侧区域LA，中空纤维膜21的外侧(外表面侧)成为气相侧区域GA。
在外壳22上形成有液体供给口22A、液体排出口22B、气体供给口22C以及气体排出口22D。液体供给口22A是用于将液体L供给至液相侧区域LA而形成于外壳22的开口。液体排出口22B是用于自液相侧区域LA排出液体L而形成于外壳22的开口。气体供给口22C是用于将调整气体G供给至气相侧区域GA而形成于外壳22的开口。气体排出口22D是用于自气相侧区域GA排出调整气体G而形成于外壳22的开口。因此，液体供给口22A及液体排出口22B与液相侧区域LA连通。另外，气体供给口22C及气体排出口22D与气相侧区域GA连通。
没有特别限定液体供给口22A、液体排出口22B、气体供给口22C以及气体排出口22D的位置。但是，气体排出口22D优选形成于中空纤维膜组件2的下部，更优选形成于气相侧区域GA的最下端。中空纤维膜组件2的下部是指设置电阻率值调整装置1A时中空纤维膜组件2的铅垂方向的下侧的部分。气相侧区域GA的最下端是指设置电阻率值调整装置1A时气相侧区域GA的铅垂方向的最下端。
液体供给管3连通于液相侧区域LA，其向液相侧区域LA供给液体L。液体供给管3是内部形成有流路(未图示)的管状构件。液体供给管3连接于液体供给口22A。没有特别限定液体排出管4的材料、特性(硬度、弹性等)、形状、尺寸等。
在液体供给管3上连接有流量计F。流量计F用于测量流经液体供给管3的液体L的流量。并且，控制电阻率值调整装置1A的控制部(未图示)基于由流量计F测得的液体L的流量，将规定流量的液体L供给至液体供给管3。作为流量计F，能够采用公知的各种流量计。
液体排出管4连通于液相侧区域LA，其将液体L自液相侧区域LA排出。液体排出管4是内部形成有流路(未图示)的管状构件。液体排出管4连接于液体排出口22B。没有特别限定液体排出管4的材料、特性(硬度、弹性等)、形状、尺寸等。
气体供给管5连通于气相侧区域GA，其向气相侧区域GA供给调整气体G。气体供给管5是内部形成有流路(未图示)的管状构件。气体供给管5连接于气体供给口22C。没有特别限定气体供给管5的材料、特性(硬度、弹性等)、形状、尺寸等。
在气体供给管5上连接有压力调整阀9及压力计P。压力调整阀9调整经过压力调整阀9的调整气体的气压。即，利用压力调整阀9调整气相侧区域GA中的调整气体G的气压。作为压力调整阀9，能够采用公知的各种压力调整阀。压力计P测量流经气体供给管5的调整气体G的气压。压力计P连接于气体供给管5的压力计P的下游侧，即相对于压力计P而言的气相侧区域GA侧。作为压力计P，能够采用公知的各种压力计，例如能够采用隔膜阀。并且，控制电阻率值调整装置1A的控制部(未图示)基于压力计P测得的调整气体G的气压来控制压力调整阀9，以使经过压力调整阀9的调整气体G的气压、即气相侧区域GA中的调整气体G的气压成为规定值(或规定范围内)。
气体排出管6连通于气相侧区域GA，其将调整气体G自气相侧区域GA排出。气体排出管6是内部形成有流路的管状构件。另外，特别地将气体排出管6内的流路称为第一流路6a。气体排出管6连接于气体排出口22D。没有特别限定气体排出管6的材料、特性(硬度、弹性等)、形状、尺寸等。
旁通管7以旁通绕过中空纤维膜组件2的方式与液体供给管3及液体排出管4连通。旁通管7是内部形成有流路的管状构件。旁通管7的一端部在中空纤维膜组件2的上游侧连接于液体供给管3。旁通管7的另一端部在中空纤维膜组件2的下游侧连接于液体排出管4。因此，供给至液体供给管3的液体L被分配成经过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L、和迂回绕过中空纤维膜组件2从而自旁通管7流向液体排出管4的液体L。这时，以使经过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L的流量大于迂回绕过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L的流量方式，设定旁通管7的内径(流路直径)。
第一开闭阀8连接于气体排出管6，其开闭气体排出管6内的第一流路6a。第一开闭阀8是包括供流体通过的流路(未图示)以及开闭该流路的阀体(未图示)的开闭阀。另外，在第一开闭阀8开启第一流路6a时，经过第一开闭阀8的流体包括调整气体G、水(凝结水)以及溶解于液体L的溶解气体。关于该流体的详细情况会在后面进行说明。
在第一开闭阀8为开启状态(第一开闭阀8的流路全开)的情况下，经过第一开闭阀8的流体的流量优选为1[L/min]以上300[L/min]以下。在该情况下，经过第一开闭阀8的流体的流量更优选为10[L/min]以上100[L/min]以下，还要更优选为50[L/min]以上80[L/min]以下。对于经过第一开闭阀8的流体的流量，利用气相侧区域GA的内压、第一开闭阀8的流路直径以及流路长度的关系求得。例如，在气相侧区域GA的内压为0.1[MPa]、第一开闭阀8的流路直径(直径)为4[cm]、流路长度为10[cm]的情况下，经过第一开闭阀8的流体的流量为60[L/min]。
在第一开闭阀8上连接有定时器部TM。定时器部TM定期地(每经过规定时间)开闭第一开闭阀8。通常，定时器部TM利用第一开闭阀8预先将第一流路6a关闭。另外，利用第一开闭阀8将第一流路6a关闭是指利用第一开闭阀8的阀体将第一开闭阀8的流路关闭。另一方面，定时器部TM在经过规定时间时，使第一开闭阀8工作，利用第一开闭阀8将第一流路6a开启规定时间。利用第一开闭阀8将第一流路6a开启是指使关闭第一开闭阀8的流路的第一开闭阀8的阀体移动，将第一开闭阀8的流路开启。利用第一开闭阀8开启第一流路6a的时间被适当地设定。
接下来，说明利用电阻率值调整装置1A调整液体L的电阻率值的方法。
首先，进行电阻率值调整工序。在电阻率值调整工序中，一边使液体L经过液相侧区域LA一边使调整气体经过气相侧区域GA，从而使调整气体G溶解于液体L。然后，使溶解有调整气体G的液体L与旁通绕过中空纤维膜组件2的液体L混合，从而调整液体L的电阻率值。
具体而言，在电阻率值调整工序中，首先利用第一开闭阀8将第一流路6a关闭，向液体供给管3供给液体L，并将调整气体G供给至气体供给管5。于是，液体L自液体供给管3被供给至中空纤维膜组件2的液相侧区域LA，并向液体排出管4排出。另外，液体L自液体供给管3以迂回绕过中空纤维膜组件2的方式经过旁通管7，并向液体排出管4排出。调整气体G自气体供给管5被供给至中空纤维膜组件2的气相侧区域GA，并向气体排出管6排出。
在中空纤维膜组件2中，供给至气相侧区域GA中的调整气体G通过透过中空纤维膜21从而溶解于供给至液相侧区域LA的液体L。并且，利用中空纤维膜组件2从而溶解有调整气体G的液体L与经过旁通管7的液体L混合。由此能够与液体L的流量无关地容易地调整液体L的电阻率值。
另外，在液体L中含有水蒸气。已溶解于液体L的水蒸气通过透过中空纤维膜21，从而向气相侧区域GA逆向扩散。逆向扩散至气相侧区域GA的水蒸气凝结成水(凝结水)。并且，该水蓄积于气相侧区域GA。另外，在液体L内除了水蒸气外，有时还溶解有氧、氮等溶解气体。另外，溶解气体中也含有水蒸气。在这样的情况下，溶解气体也通过透过中空纤维膜21，从而向气相侧区域GA逆向扩散。
因此，接着进行排出工序。在排出工序中，利用使连通于气相侧区域GA的第一流路6a开闭的第一开闭阀8，将蓄积于气相侧区域GA的水排出。
更详细而言，在排出工序中，利用第一开闭阀8开启气体排出管6内的第一流路6a。于是，蓄积于气相侧区域GA的水及逆向扩散至气相侧区域GA的溶解气体自第一开闭阀8被排出。由此，能够抑制因蓄积于气相侧区域GA的水所导致的气相侧区域GA中的调整气体G不能经过中空纤维膜21的情况。
该排出工序定期地进行。即，自使电阻率值调整装置1A启动起经过规定时间，或自上次的排出工序经过规定时间时，定时器部TM使第一开闭阀8工作，利用第一开闭阀8将第一流路6a开启规定时间。另外，进行排出工序的间隔及进行排出工序的时间被适当地设定。例如，作为进行排出工序的间隔，能够设为0.1秒以上500小时以下。在该情况下，利用第一开闭阀8开启第一流路6a的时间优选为0.5秒以上1分钟以下，更优选为1秒以上10秒以下。进行排出工序的间隔是自上次的排出工序结束到下次的排出工序开始的时间。进行排出工序的时间是在排出工序中利用第一开闭阀8将第一流路6a开启了的时间。
如此一来，在本实施方式的电阻率值调整装置1A中，通过开闭第一开闭阀8，将水自气相侧区域GA排出，因此能够长期地抑制液体L的电阻率值上升。同样地，能够抑制因逆向扩散至气相侧区域GA的溶解气体而导致的气相侧区域GA中的调整气体G的浓度降低(调整气体G的分压降低)的情况。
另外，在本实施方式的电阻率值调整装置1A中，由于定时器部TM定期地开闭第一开闭阀8，因此能够方便地抑制溶解气体向气相侧区域GA逆向扩散，同时能够抑制水蓄积于气相侧区域GA。
另外，在本实施方式的电阻率值调整装置1A中，通过将经过第一开闭阀8的流体的流量设为上述范围，从而能够一次地将蓄积于气相侧区域GA的水及逆向扩散至气相侧区域GA的溶解气体排出。由此，能够缩短用于排出水及溶解气体而开启第一开闭阀8的时间，因此能够减小自第一开闭阀8排出的调整气体G的排出量。而且，在气相侧区域GA中，产生朝向第一开闭阀8侧的气流，该气流以将附着于中空纤维膜21的凝结水推向第一开闭阀8侧的方式发挥作用。由此，能够提高排出蓄积于气相侧区域GA的水的排出效果。
另外，在气相侧区域中凝结的水，由于重力下降至中空纤维膜组件的下部。在本实施方式的电阻率值调整装置1A中，由于气体排出管6在中空纤维膜组件2的下部与气相侧区域GA连通，因此能够利用重力将在气相侧区域GA中凝结的水自气相侧区域GA向气体排出管6排出。由此，能够提高将蓄积于气相侧区域GA的水排出的排出效果。
另外，在本实施方式的电阻率值调整方法中，在电阻率值调整工序中，将利用中空纤维膜组件2从而溶解有调整气体G的液体L与旁通绕过中空纤维膜组件2的液体L混合。由此，能够与液体L的流量无关地容易地调整液体L的电阻率值。这时，利用第一开闭阀8关闭第一流路6a，从而能够抑制调整气体G的使用量。
并且，在排出工序中，利用第一开闭阀8开启第一流路6a，将蓄积于气相侧区域GA的水自第一开闭阀8排出。由此，能够抑制因蓄积于气相侧区域GA的水所导致的气相侧区域GA中的调整气体G不能经过中空纤维膜21的情况。因此，通过定期地或者每当有规定量的水蓄积于气相侧区域GA时进行排出工序，从而能够长期地抑制液体L的电阻率值上升。
[第2实施方式]
接下来，说明第2实施方式。第2实施方式基本上与第1实施方式相同，仅在还具有漏出部这一点上与第1实施方式不同。因此，在以下的说明中，仅说明与第1实施方式不同的事项，并省略与第1实施方式相同的事项的说明。
图2是第2实施方式的电阻率值调整装置的示意图。如图2所示，本实施方式的电阻率值调整装置1B包括中空纤维膜组件2、液体供给管3、液体排出管4、气体供给管5、气体排出管6、旁通管7、第一开闭阀8以及漏出部12。
漏出部12以相对于第一开闭阀8并列设置的方式连接于气体排出管6，其使气相侧区域GA中的调整气体G漏出。漏出部12是内部形成有细流路(未图示)的毛细管状的构件。另外，在漏出部12上不设置像第一开闭阀8那样的关闭流路的阀。即，调整气体G始终自漏出部12漏出。
在第一开闭阀8是开启状态的情况下经过第一开闭阀8的流体的流量大于经过漏出部12的调整气体G的流量。换言之，经过漏出部12的调整气体G的流量小于在第一开闭阀8是开启状态的情况下经过第一开闭阀8的流体的流量。
经过漏出部12的调整气体G的流量优选为0[mL/min]以上1000[mL/min]以下。在该情况下，在定期地开闭第一开闭阀8的情况下，越缩短开启状态的间隔，越能够减少经过漏出部12的调整气体G的流量，甚至能够设为0[mL/min]。另外，经过漏出部12的调整气体G的流量更优选为1[mL/min]以上500[mL/min]以下，特别优选为5[mL/min]以上100[mL/min]以下。对于经过漏出部12的调整气体G的流量，利用气相侧区域GA的内压以及漏出部12的流路直径的关系求得。例如，在气相侧区域GA的内压是0.1[MPa]、漏出部12的流路直径(直径)是4[cm]、流路长度是10[cm]的情况下，经过漏出部12的调整气体G的流量是60[L/min]。
接下来，说明利用电阻率值调整装置1B调整液体L的电阻率值的方法。
在电阻率值调整工序中，首先，利用第一开闭阀8将第一流路6a关闭，向液体供给管3供给液体L，并将调整气体G向气体供给管5供给。于是，液体L自液体供给管3被供给至中空纤维膜组件2的液相侧区域LA，并向液体排出管4排出。另外，液体L自液体供给管3以迂回绕过中空纤维膜组件2的方式经过旁通管7，并向液体排出管4排出。调整气体G自气体供给管5被供给至中空纤维膜组件2的气相侧区域GA，并向气体排出管6排出。然后，向气体排出管6排出的调整气体G自漏出部12漏出。
如此一来，在自液体供给管3向中空纤维膜组件2供给的液体L内，除了水蒸气外，有时还溶解有氧、氮等溶解气体。另外，溶解气体还含有水蒸气。在这样的情况下，溶解气体通过经过中空纤维膜21从而向气相侧区域GA逆向扩散。于是，气相侧区域GA中的调整气体G的浓度变低(调整气体G的分压降低)，因此调整气体G相对于液体L的溶解效率降低。
因此，在本实施方式的电阻率值调整装置1B中，以相对于第一开闭阀8并列设置的方式将漏出部12连接于气体排出管6，并使气相侧区域GA中的调整气体G自漏出部12漏出。由此，由于调整气体G自气体供给管5被持续地向气相侧区域GA供给，因此能够抑制气相侧区域GA中的调整气体G的浓度降低。
另外，在本实施方式的电阻率值调整装置1B中，经过第一开闭阀8的流体的流量大于经过漏出部12的调整气体G的流量。由此，能够一边有效地排出蓄积于气相侧区域GA的水，一边减小自漏出部12排出的调整气体G的排出量。
另外，在本实施方式的电阻率值调整装置1B中，通过将经过漏出部12的调整气体G的流量设为所述范围，从而能够一边抑制气相侧区域GA中的调整气体G的浓度降低，一边减小自漏出部12排出的调整气体G的排出量。
另外，在本实施方式的电阻率值调整方法中，在电阻率值调整工序中，使气相侧区域GA中的调整气体G自漏出部12漏出。由此，由于调整气体G自气体供给管5被持续地向气相侧区域GA供给，所以能够抑制气相侧区域GA中的调整气体G的浓度降低。
[第3实施方式]
接下来，说明第3实施方式。第3实施方式基本上与第1实施方式相同，仅在具有多个旁通管这点与第1实施方式不同。因此，在以下的说明中，仅说明与第1实施方式不同的事项，并省略与第1实施方式相同的事项的说明。
图3是第3实施方式的电阻率值调整装置的示意图。如图3所示，本实施方式的电阻率值调整装置1C包括中空纤维膜组件2、液体供给管3、液体排出管4、气体供给管5、气体排出管6、旁通管7、第一开闭阀8、第二旁通管13、以及第二旁通管14。
第二旁通管13以旁通绕过中空纤维膜组件2的方式与液体供给管3及液体排出管4连通。第二旁通管13是内部形成有流路的管状构件。特别地将第二旁通管13内的流路称为第二流路13a。在中空纤维膜组件2的上游侧且比液体供给管3与旁通管7的连接位置靠下游侧的位置上，第二旁通管13的一端部连接于液体供给管3。在中空纤维膜组件2的下游侧且比液体排出管4与旁通管7的连接位置靠上游侧的位置上，第二旁通管13的另一端部连接于液体排出管4。
第二旁通管14以旁通绕过中空纤维膜组件2的方式与液体供给管3及液体排出管4连通。第二旁通管14是内部形成有流路的管状构件。特别地将第二旁通管14内的流路称为第二流路14a。在中空纤维膜组件2的上游侧且比液体供给管3与第二旁通管13的连接位置靠下游侧的位置上，第二旁通管14的一端部连接于液体供给管3。在中空纤维膜组件2的下游侧且比液体排出管4与第二旁通管13的连接位置靠上游侧的位置上，第二旁通管14的另一端部连接于液体排出管4。
因此，供给至液体供给管3的液体L被分配成：经过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L；迂回绕过中空纤维膜组件2从而自旁通管7流向液体排出管4的液体L；迂回绕过中空纤维膜组件2从而自第二旁通管13流向液体排出管4的液体L；以及迂回绕过中空纤维膜组件2从而自第二旁通管14流向液体排出管4的液体L。即，供给至液体供给管3的液体L被分配成经过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L、以及迂回绕过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L。这时，以经过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L的流量大于迂回绕过中空纤维膜组件2从而流向液体排出管4的液体L的合计流量的方式，设定旁通管7、第二旁通管13以及第二旁通管14的内径(流路直径)。
在第二旁通管13上连接有第二开闭阀15。第二开闭阀15开闭第二旁通管13内的第二流路13a。第二开闭阀15是包括供流体通过的流路(未图示)以及开闭该流路的阀体(未图示)的开闭阀。
在第二旁通管14上连接有第二开闭阀16。第二开闭阀16开闭第二旁通管14内的第二流路14a。第二开闭阀16是包括供流体通过的流路(未图示)以及开闭该流路的阀体(未图示)的开闭阀。
接下来，说明利用电阻率值调整装置1C调整液体L的电阻率值的方法。
在电阻率值调整工序中，首先，利用第一开闭阀8将第一流路6a关闭，利用第二开闭阀15将第二流路13a关闭，利用第二开闭阀16将第二流路14a关闭，向液体供给管3供给液体L，并向气体供给管5供给调整气体G。于是，液体L自液体供给管3被供给至中空纤维膜组件2的液相侧区域LA，并向液体排出管4排出。另外，液体L自液体供给管3以迂回绕过中空纤维膜组件2的方式经过旁通管7、第二旁通管13以及第二旁通管14，并向液体排出管4排出。调整气体G自气体供给管5被供给至中空纤维膜组件2的气相侧区域GA，并向气体排出管6排出。
在中空纤维膜组件2中，供给至气相侧区域GA中的调整气体G通过透过中空纤维膜21而溶解于被供给至液相侧区域LA的液体L。并且，利用中空纤维膜组件2溶解有调整气体G的液体L与经过旁通管7、第二旁通管13以及第二旁通管14的液体L混合。由此，能够与液体L的流量无关地容易地调整液体L的电阻率值。
在此，考虑供给至液体供给管3的液体L的流量下降的情况。
流经中空纤维膜组件2的液体L的压力损失比流经旁通管7、第二旁通管13、以及第二旁通管14的液体L的压力损失高。因此，若液体L的流量下降，则流入中空纤维膜组件2的液体L的流量相对于流入旁通管7、第二旁通管13以及第二旁通管14的液体L的流量的比例变小。其结果是，液体L的溶解气体浓度降低，液体L的电阻率值上升。
因此，通常，利用第二开闭阀15及第二开闭阀16预先将第二流路13a及第二流路14a开启。然后，若液体L的流量变小，则利用第二开闭阀15及第二开闭阀16中的至少一者将第二流路13a及第二流路14a中的至少一者关闭。即，可以利用第二开闭阀15仅关闭第二流路13a，也可以利用第二开闭阀16仅关闭第二流路14a，也可以利用第二开闭阀15及第二开闭阀16将第二流路13a及第二流路14a两者都关闭。于是，旁通绕过中空纤维膜组件2的液体L的压力损失变大，使液体L易于流入中空纤维膜组件2。将第二开闭阀15及第二开闭阀16中至少一者关闭的时机能够适当地设定。例如，也可以事先测量液体L的电阻率值上升的流量。然后，若检测出利用流量计F测得的液体L的流量已成为液体L的电阻率值上升的流量，则将第二开闭阀15及第二开闭阀16中至少一者关闭。
排出工序与第1实施方式相同，因此省略说明。
如此一来，在本实施方式的电阻率值调整装置1C中，通常，利用第二开闭阀15、16预先将第二流路13a、14a开启，但是若液体L的流量变小，则利用第二开闭阀15、16将第二流路13a、14a关闭。于是，利用第二开闭阀15、16将第二流路13a、14a关闭，由此旁通绕过中空纤维膜组件2的液体L的压力损失变大。由此，能够抑制流入中空纤维膜组件2的液体L的流量相对于旁通绕过中空纤维膜组件2的液体L的流量的比例变小。其结果是，即使液体L的流量下降，也能够抑制液体L的电阻率值上升。
[第4实施方式]
接下来，说明第4实施方式。第4实施方式是将第1～3实施方式组合的方式。即，在第1实施方式中，还具有漏出部，并具有多个旁通管道。因此，以下的说明中，仅说明与第1～3实施方式不同的事项，省略与第1～3实施方式相同的事项的说明。
图4是第4实施方式的电阻率值调整装置的示意图。如图4所示，本实施方式的电阻率值调整装置1D包括中空纤维膜组件2、液体供给管3、液体排出管4、气体供给管5、气体排出管6、旁通管7、第一开闭阀8、漏出部12、第二旁通管13以及第二旁通管14。
漏出部12与第2实施方式的漏出部12相同。第二旁通管13及第二旁通管14与第3实施方式的第二旁通管13及第二旁通管14相同。另外，在第二旁通管13及第二旁通管14上，分别连接有与第3实施方式的第二开闭阀15及第二开闭阀16相同的第二开闭阀15及第二开闭阀16。
如此一来，在本实施方式的电阻率值调整装置1D中，除了第1实施方式的作用功效外，还能够得到第2及第3实施方式的作用功效。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，说明了利用定时器部TM定期地开闭第一开闭阀8的结构。然而，开闭第一开闭阀8的时机能够适当地设定。例如，也可以在检测出有规定量的水蓄积于气相侧区域GA或气体排出管6的情况下，开闭第一开闭阀8。
[实施例]
接下来，说明本发明的实施例，但是本发明不限定于以下的实施例。
(实施例1)
在实施例1中，使用了图3所示的第3实施方式的电阻率值调整装置1C。
作为供给至液体供给管3的液体L，使用了25[℃]的电阻率值为18.2[MΩ·cm]的超纯水。向液体供给管3供给的液体L的流量在5～30[L/min]之间变动。将维持一定流量的流量维持时间设为30秒，并分阶段地使该流量变动。将向液体供给管3供给的液体L的水压设为0.3[MPa]。
作为向气体供给管5供给的调整气体G，使用了二氧化碳气体。二氧化碳气体的供给源使用了7[m3]的二氧化碳气体液化气瓶。作为压力调整阀9，使用了二段式压力调整器及压力调节阀，并将向中空纤维膜组件2的气相侧区域GA供给的调整气体G的气压设为0.1[MPa]。
作为中空纤维膜组件2，使将聚-4-甲基戊烯-1作为材料的内径为180[μm]、外径为250[μm]的中空纤维膜21成束，在PP树脂制的外壳22内，利用树脂将中空纤维膜21的束的两端固定，得到具有2.0[m2]的膜面积的外部灌流型的气体供气用中空纤维模块(DIC(股)制SEPAREL EF-002A)。中空纤维膜21的二氧化碳气体透过速度为3.5×10-5[cm3/cm2·sec·cmHg]。
然后，在利用第一开闭阀8将第一流路6a关闭的状态下，向液体供给管3供给液体L，并将调整气体G供给至气体供给管5。供给至液体供给管3的液体L被分配成流入中空纤维膜组件2的液相侧区域LA的较小流量的液流、以及迂回绕过中空纤维膜组件2从而流入旁通管7、第二旁通管13及第二旁通管14的较大流量的液流，然后，在液体排出管4处合流。供给至气体供给管5的调整气体G在被压力调整阀9调整为0.1[MPa]后，被供给至中空纤维膜组件2的气相侧区域GA。在中空纤维膜组件2中，调整气体G透过中空纤维膜21从而溶解于流入中空纤维膜21内的液相侧区域LA的液体L，液体L成为附加有二氧化碳气体的带有二氧化碳气体的超纯水。这时，调节第二开闭阀15、16以使带有二氧化碳气体的超纯水的电阻率值成为0.1[MΩ·cm]。另外，利用定时器部TM，每隔15分钟将第一开闭阀8开启1秒(1L)。
然后，测量自液体排出管4排出的带有二氧化碳气体的超纯水(液体L)的电阻率值。将该测量结果表示于图5。
在图5中，纵轴表示所测量的电阻率值，横轴表示经过的时间。如图5所示，在实施例1中，电阻率值的偏差在0.1[MΩ·cm]±0.02[MΩ·cm]内，基本上没有发现电阻率值的变化。这可以认为是在实施例1中采用了以下方式而得到的结果，即：通过自气相侧区域GA排出水，从而有效地抑制了因逆向扩散至气相侧区域GA的水蒸气的影响而导致的电阻率值的上升。
(实施例2)
在实施例2中，使用了图4所示的第4实施方式的电阻率值调整装置1D。
作为漏出部12，使用了中空纤维毛细管，将通过漏出部12的调整气体G的流量设为50[ml/min]。另外，利用定时器部TM，每隔1小时将第一开闭阀8开启1秒(1L)。除此之外，设为与实施例1相同的条件。
然后，测量自液体排出管4排出的带有二氧化碳气体的超纯水(液体L)的电阻率值。将该测量结果表示于图6。在图6中，纵轴表示测量的电阻率值，横轴表示经过的时间。
如图6所示，在实施例2中，电阻率值的偏差在0.1[MΩ·cm]±0.005[MΩ·cm]内，基本上没有发现电阻率值的变化。这可以认为是在实施例2中除实施例1外还采用了以下的手段而得到的结果，即：通过始终将调整气体G自气相侧区域GA排出，从而有效地抑制了因逆向扩散至气相侧区域GA的溶解气体的影响而造成的电阻率值的上升。
(实施例3-1及实施例3-2)
在实施例3-1及实施例3-2中，与实施例2相同地使用了图4所示的第4实施方式的电阻率值调整装置1D。
在实施例3-1中，始终将第二开闭阀15开启。在实施例3-2中，若利用流量计F测得的液体L的流量成为10[L/min]以下时，则将第二开闭阀15关闭。除此之外，设为与实施例2相同的条件。
然后，在实施例3-1及实施例3-2中，测量自液体排出管4排出的带有二氧化碳气体的超纯水(液体L)的电阻率值。图7表示实施例3-1的测量结果，图8表示实施例3-2的测量结果。在图7及图8中，纵轴表示测量的电阻率值，横轴表示利用流量计F测得的液体L的流量(DIW)。
如图7所示，在实施例3-1中，当液体L的流量低于10[L/min]时，电阻率值上升。这可以认为是由以下因素造成的结果，即：液体L的流量变小，从而液体L变得难以流向中空纤维膜组件2，因此大部分的液体L会迂回绕过中空纤维膜组件2从而流入旁通管7、第二旁通管13及第二旁通管14。
另一方面，如图8所示，在实施例3-2中，即使液体L的流量为10[L/min]以下，仍能够抑制电阻率值的上升(变动)。这可以认为是采用了以下方式所得到的结果，即：通过在电阻率值开始上升时(液体L的流量为10[L/min]左右)将第二开闭阀15关闭，从而液体L仍变得易于流向中空纤维膜组件2。
另外，持续1周进行实施例3-2的测量，未发现被认为是蓄积于气相侧区域GA的水的影响所导致的电阻率值的变化。
(比较例1)
在比较例1中，使用了图9所示的电阻率值调整装置100A。
电阻率值调整装置100A基本上与实施例1的电阻率值调整装置1C(参照图3)相同，仅在不具有第一开闭阀8及定时器部TM、另外将气体排出管6密封这点与电阻率值调整装置1C不同。即，在电阻率值调整装置100A中，气体排出管6中的流体的流动被截断，流体不会自气体排出管6排出。
在该电阻率值调整装置100A中，若利用流量计F测得的液体L的流量成为10[L/min]以下时，则将第二开闭阀15关闭。除此之外，设为与实施例1相同的条件。
然后，测量自液体排出管4排出的带有二氧化碳气体的超纯水(液体L)的电阻率值。图10表示该测量结果。在图10中，纵轴表示测量的电阻率值，横轴表示经过的时间。
如图10所示，在比较例1中，在液体L的流量成为10[L/min]以下时，将第二开闭阀15关闭，但设定为0.1[MΩ·cm]的电阻率值仍上升至0.145[MΩ·cm]。这可以认为是在比较例1中由以下因素而造成的结果，即：因蓄积于气相侧区域GA的水及逆向扩散至气相侧区域GA的溶解气体的影响，导致了电阻率值上升。
(比较例2)
在比较例2中，使用了图11所示的电阻率值调整装置100B。
电阻率值调整装置100A基本上与实施例2的电阻率值调整装置1D(参照图4)相同，仅在不包括第一开闭阀8及定时器部TM这点与电阻率值调整装置1D不同。即，在电阻率值调整装置100A中，调整气体G自漏出部12漏出，但是不能将蓄积于气相侧区域GA的水排出。
除不开闭第一开闭阀8之外，与实施例2设为相同条件。
然后，测量自液体排出管4排出的带有二氧化碳气体的超纯水(液体L)的电阻率值。图12表示该测量结果。在图12中，纵轴表示测量的电阻率值，横轴表示经过的时间。
如图12所示，在比较例2中，设定为0.1[MΩ·cm]的电阻率值在经过6小时后上升至0.14[MΩ·cm]。这可以认为是在比较例2中由以下因素而造成的结果，即：虽然多少有改善逆向扩散至气相侧区域GA的溶解气体的影响，但是依然会因蓄积于气相侧区域GA的水的影响而导致电阻率值上升。
附图标记说明
1A、1B、1C、1D电阻率值调整装置；2中空纤维膜组件；3液体供给管；4液体排出管；5气体供给管；6气体排出管；6a第一流路；7旁通管；8第一开闭阀；9压力调整阀；12漏出部；13、14第二旁通管；13a、14a第二流路；15、16第二开闭阀；21中空纤维膜；22外壳；22A液体供给口；22B液体排出口；22C气体供给口；22D气体排出口；100A、100B电阻率值调整装置；F流量计；G调整气体；GA气相侧区域；L液体；LA液相侧区域；P压力计；TM定时器部。
Claims (10)
1.一种电阻率值调整装置，其中，该电阻率值调整装置包括：
中空纤维膜组件，其被中空纤维膜分隔成被供给要调整电阻率值的液体的液相侧区域、以及被供给能调整电阻率值的调整气体的气相侧区域，该中空纤维膜组件能够使所述调整气体溶解于所述液体；
液体供给管，其连通于所述液相侧区域，用于向所述液相侧区域供给所述液体；
液体排出管，其连通于所述液相侧区域，用于将所述液体自所述液相侧区域排出；
气体供给管，其连通于所述气相侧区域，用于向所述气相侧区域供给所述调整气体；
气体排出管，其连通于所述气相侧区域，用于将所述调整气体自所述气相侧区域排出；
旁通管，其以旁通绕过所述中空纤维膜组件的方式连通于所述液体供给管及所述液体排出管；以及
第一开闭阀，其连接于所述气体排出管，用于开闭所述气体排出管内的第一流路，
所述第一开闭阀能够通过开启所述第一流路来将蓄积于所述气相侧区域的水排出。
2.根据权利要求1所述的电阻率值调整装置，其中，
该电阻率值调整装置还具有定时器部，该定时器部用于定期地开闭所述第一开闭阀。
3.根据权利要求1或2所述的电阻率值调整装置，其中，
在所述第一开闭阀为开启状态的情况下，经过所述第一开闭阀的流体的流量为1[L/min]以上300[L/min]以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电阻率值调整装置，其中，
所述气体排出管在所述中空纤维膜组件的下部连通于所述气相侧区域。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电阻率值调整装置，其中，
该电阻率值调整装置还具有漏出部，该漏出部以相对于所述第一开闭阀并列设置的方式连接于所述气体排出管，该漏出部用于使所述气相侧区域的所述调整气体漏出。
6.根据权利要求5所述的电阻率值调整装置，其中，
在所述第一开闭阀为开启状态的情况下经过所述第一开闭阀的流体的流量大于经过所述漏出部的调整气体的流量。
7.根据权利要求6所述的电阻率值调整装置，其中，
经过所述漏出部的所述调整气体的流量为0[mL/min]以上1000[mL/min]以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电阻率值调整装置，其中，
该电阻率值调整装置还包括：
第二旁通管，其以旁通绕过所述中空纤维膜组件的方式连通于所述液体供给管及所述液体排出管；以及
第二开闭阀，其用于开闭所述第二旁通管内的第二流路。
9.一种电阻率值调整方法，其是使用中空纤维膜组件对液体的电阻率值进行调整的方法，该中空纤维膜组件被中空纤维膜分隔成被供给要调整电阻率值的液体的液相侧区域、以及被供给能调整电阻率值的调整气体的气相侧区域，该中空纤维膜组件能使所述调整气体溶解于所述液体，其中，
该电阻率值调整方法包括：
电阻率值调整工序，在该工序中，一边使所述液体经过所述液相侧区域一边使所述调整气体经过所述气相侧区域，从而使所述调整气体溶解于所述液体，并且，使溶解有所述调整气体的所述液体与旁通绕过所述中空纤维膜组件的所述液体混合，从而对所述液体的电阻率值进行调整；以及
排出工序，在该工序中，利用能开闭连通于所述气相侧区域的第一流路的第一开闭阀，将蓄积于所述气相侧区域的水排出，
在所述电阻率值调整工序中，利用所述第一开闭阀关闭所述第一流路，
在所述排出工序中，利用所述第一开闭阀开启所述第一流路。
10.根据权利要求9所述的电阻率值调整方法，其中，
在所述电阻率值调整工序中，使所述气相侧区域的所述调整气体自漏出部漏出，该漏出部以相对于所述第一开闭阀并列设置的方式连通于所述第一流路。
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