CN1642627A - 用于连续溶解的装置、用于连续溶解的方法以及用于供给包含溶解气体的水的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于连续溶解的装置包括用于将气体溶解到主液流中的溶解部分，该部分包括：流量计，该流量计测量主液流的流量，并输出通过测量获得的数值的信号；以及用于控制流量的机构，该机构根据从流量计输入的信号来控制气体的供给量。一种用于将气体连续溶解到主液流中的方法，其中，气体量根据主液流流量来进行控制。因为即使在主液流的流量变化时也可以稳定地获得具有恒定浓度的溶液，因此可以无损失地供给用于电子材料的清洗水或表面处理水，该电子材料特别需要精确的清洗表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连续溶解的装置以及一种用于连续溶解的方法。尤其是，本发明涉及一种用于连续溶解的装置和一种用于连续溶解的方法，它们能够无损失地供给用于电子材料的清洗水或表面处理水，该电子材料需要精确的清洁表面，本发明还涉及一种用于供给包含溶解气体的清洗水的装置，该装置装备有用于连续溶解的装置。
背景技术
在电子材料的湿清洗方法中，已经认识到用于清洗的所谓功能水很有利，并正在更广泛地使用，该功能水通过将少量特定气体或特定化学药品溶解在超纯水中而制备。广泛使用的装置采用了具有在溶解部分中或在脱气和溶解部分中的内置式气体透过膜的模块。这些装置很有利，因为当主液流通过脱气而进行预处理时，只要浓度不超过饱和浓度，供给的全部气体都可以溶解。
不过，只有当主液流以恒定流量供给时，用于溶解特定气体(例如氢气)或特定气体和特定化学药品的装置才能够提供包含规定浓度的气体或化学药品的功能水。当由于某些外部因素或由于节约水而改变主液流的供给量时，在实际工作中产生这样的问题，即在生成的功能水中的气体或化学药品的浓度就会有波动。
在不使用功能水期间，有时只持续供给少量的主液流，而不供给特定气体。这在实际工作中产生另一问题，即在开始使用功能水时，在开始供给特定气体之后将花费相当长的时间才能使溶解气体的浓度达到规定值并稳定。
为了稳定溶解气体的浓度，广泛采用了反馈机构，其中，从布置在溶解装置下游侧的、用于测量浓度的部分接收到输出信号，并控制要溶解的气体的供给量。不过，即使在该反馈机构用于制备该功能水时也不能获得理想的结果。因为至少在反馈的时间滞后期间将制备具有不合适浓度的功能水，并且，即使在进行所谓的PID控制时，也不能防止浓度的摆动现象。
因此，希望有一种用于连续溶解的装置和一种用于连续溶解的方法，它们即使在主水流的流量变化时也能够保持功能水的质量，即气体和化学药品的浓度可以保持稳定。
本发明的目的是提供一种用于连续溶解的装置以及一种用于连续溶解的方法，它们即使在主液流的流量变化时也可以稳定地提供具有恒定浓度的溶液，并可以无损失供给用于电子材料的清洗水或表面处理水，该电子材料特别需要精确清洗的表面。
本发明的另一目的是提供一种用于供给包含溶解气体的水的装置，该装置使用用于连续溶解的装置，从而稳定地提供具有恒定浓度的溶液。
发明内容
由于本发明人为克服上述问题而进行的深入研究，发现通过布置流量计(该流量计测量主液流的流量，并输出测量获得的数值的信号)和用于控制流量的机构(该机构根据从流量计输入的信号来控制气体的供给量或者气体和另外化学药品的供给量)，即使当主液流的流量变化时，也可以稳定地生产具有恒定的气体和化学药品浓度的功能水。本发明根据上述知识而完成。
本发明提供：
(1)一种用于连续溶解的装置，该装置包括用于将气体溶解到主液流中的溶解部分，该装置还包括：流量计，该流量计测量主液流的流量，并输出通过测量获得的数值的信号；用于控制流量的机构，该机构根据从流量计输入的信号来控制气体的供给量；以及用于使主液流脱气的装置，它布置在用于溶解气体的溶解部分的上游的位置处；
(2)如(1)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，主液流是纯水或超纯水；
(3)如(2)中所述的、用于连续溶解的装置，它包括用于将另一种液体注入主液流中的装置并根据该信号控制该另一种液体的添加量；
(4)一种用于连续溶解的方法，它包括将气体或者气体和另一种液体连续溶解到主液流中，其中，在气体溶解之前对主液流进行脱气，且气体供给量或者气体和该另一种液体的供给量根据在脱气之前或之后的主液流流量来进行控制；
(5)一种用于供给包含溶解气体的水的装置，它包括：
用于产生包含溶解气体的水的部分，该部分包括：
用于溶解气体的装置，该装置包括：流量计，该流量计测量纯水或超纯水的流量，并输出通过测量获得的数值的信号；以及用于控制流量的机构，该机构根据从流量计输入的信号来控制要溶解到纯水或超纯水中的气体的量；以及
用于调节水量的装置，该装置调节供给用于溶解气体的装置的纯水或超纯水的量；以及
用于供给包含溶解气体的水的部分，该部分包括：
水槽，该水槽接收不在使用点使用的、包含溶解气体的过量的水；
管路系统，包含溶解气体的水通过该管路系统而从水槽流向使用点，且包含溶解气体的过量的水返回水槽；以及
用于供给包含溶解气体的水的管路，该管路将在用于产生包含溶解气体的水的部分中获得的、包含溶解气体的水供给水槽；以及
根据水槽中的水位来控制用于调节水量的装置；以及
(6)如(5)中所述的、用于供给包含溶解气体的水的装置，其中，水槽是装备有用于供给密封气体的部分的密封类型水槽，该密封气体是与溶解在包含溶解气体的水中的气体相同的气体。
作为优选实施例，本发明还提供了：
(7)如(1)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，气体的流量根据比例控制或PID控制来进行控制；
(8)如(1)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，溶解部分包括有内置式气体透过隔膜的模块；
(9)如(1)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，用于脱气的装置包括有内置式气体透过隔膜的模块；
(10)如(1)中所述的、用于连续溶解的装置，还包括用于控制流量的机构，该机构包括流量控制器；
(11)如(1)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，气体是氢气、氧气、氮气、氦气、氩气、臭氧、氨、二氧化碳或者这些气体的混合物；
(12)如(3)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，用于输送主液流的管路有用于添加该另一种液体的部分，该部分布置在混合装置之前的一个阶段处；
(13)如(3)中所述的、用于连续溶解的装置，还包括用于控制流量的机构，该机构包括用于注入化学药品的泵，该泵可以改变流量；
(14)如(3)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，该另一种液体是氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲铵、盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸、醋酸、草酸、包含过氧化氢的水溶液、或者这些液体的混合物；以及
(15)如(4)中所述的、用于连续溶解的装置，其中，气体的流量根据比例控制或PID控制来进行控制。
附图说明
图1表示了本发明实施例的装置的处理流程图。图2表示了本发明另一实施例的装置的处理流程图，用于供给包含溶解气体的水。
在图中，参考标号6表示注入部分，参考标号7表示用于脱气的隔膜装置，参考标号8表示流量计，参考标号9表示流量控制器，参考标号10表示氢气发生器，参考标号11表示用于气体溶解的隔膜模块，参考标号13表示氨水储罐，参考标号14表示化学药品注入泵，参考标号15表示直线形混合器(inline mixer)，参考标号16表示溶解氢气的浓度监测器，参考标号17表示pH计，参考标号19表示阀，参考标号21表示水槽，参考标号22和参考标号22′表示管路，参考标号25表示水位计，参考标号26表示用于供给密封气体的管路，参考标号28表示用于供给溶解了气体的水的管路，而参考标号30表示盖。
具体实施方式
用于连续溶解的本发明装置包括用于将气体溶解到主液流内的溶解部分，其中，装置还包括：流量计，该流量计测量主液流的流量，并输出测量获得的数值的信号；以及用于控制流量的机构，该机构根据从流量计输入的信号来控制气体的供给量。本发明的连续溶解方法包括将气体或者气体和其它液体连续溶解到主液流内，其中，气体的量或者气体和其它液体的量将根据主液流的流量来控制。
本发明的装置和方法可以很好地用于功能水的生产，该功能水是将气体或者气体和碱或酸的组合溶解到作为主液流的纯水或超纯水中的水溶液。在本发明中，纯水表示具有很高纯度的水，该水可以认为几乎是已经尽可能除去杂质的纯水。超纯水表示具有极高纯度的水，悬浮或溶解在水中的物质已经从该水中尽可能除去，从而使溶解物质的浓度在1μg/升的水平。通过将气体溶解到纯水或超纯水中而获得的水溶液或者通过将气体和水溶液(该水溶液包括溶解的碱或酸)溶解到纯水或超纯水中而获得的功能水可以很好地用作清洗水和表面处理水，用于电子材料，例如半导体基片、液晶显示器基片、光掩模基片和硬盘基片。
在本发明中，优选是气体的供给量根据比例控制或PID控制来进行控制。通过根据主液流的流量变化来对气体供给量进行比例控制或PID控制，可以一直产生功能水，气体以恒定浓度溶解在该功能水中。
在本发明中，用于测量主液流的流量的流量计并没有特别限制。流量计的实例包括：节流类型的流量计，例如孔板流量计和文氏管流量计；液体阻力类型的流量计，例如流阻流量计、面积类型流量计和层流类型流量计；液体振动类型的流量计，例如Karman涡流流量计、涡流流量计和流体流量计；容积类型的流量计；叶轮类型的流量计；水冲击类型的流量计；电磁类型的流量计；以及超声波类型的流量计。在这些流量计中，没有滑动部分的Karman涡流流量计和超声波类型的流量计为优选，因为可以防止水的污染。在本发明中，主液流的流量通过上述流量计来测量，气体的供给量或者气体和其它液体的供给量根据测量获得的数值的输出信号来进行控制。
在本发明中，当气体溶解到主液流(纯水或超纯水)中时，优选是供给的气体完全溶解到供给的纯水或超纯水中。为了使供给的气体完全溶解到纯水或超纯水中，需要使主液流预先脱气。理想的是，通过使主液流预先脱气，除去溶解在主液流(纯水或超纯水)中的各种气体，并增加合适气体的气体溶解能力。在上述状态的主液流(纯水或超纯水)中，当气体溶解能力大于供给的合适气体的量时，供给的气体可以完全溶解。相反，当在溶解合适气体之前各种气体留在主液流(纯水或超纯水)中时，使气体溶解到主液流(纯水或超纯水)中的能力不充分，不能获得合适浓度。在后一种情况下，溶解到主液流(纯水或超纯水)中的气体浓度不能根据主液流(纯水或超纯水)的流量变化而调节为合适浓度。特别是，当具有较小可溶性的气体例如氢气溶解到主液流(纯水或超纯水)中时，必须使主液流(纯水或超纯水)预先脱气，以便即使当主液流(纯水或超纯水)的流量变化时也可以使浓度保持恒定。当在气体溶解之前使主液流(纯水或超纯水)预先脱气时，输入测量主液流(纯水或超纯水)的流量的仪表的信号，以便快速控制供给气体的量，并使得供给量的气体完全溶解，从而使浓度设定在合适值。即使当主液流(纯水或超纯水)的流量变化时，浓度也可以由于上述机构而快速恢复到合适值。
用于使主液流(纯水或超纯水)脱气的方法并没有特别限制。优选是，在通过用于脱气的隔膜装置来处理纯水或超纯水，从而通过除去溶解的气体而增加使气体溶解到水中的能力之后，供给的气体量小于饱和时的可溶度，该隔膜装置包括有内置式气体透过隔膜的模块。用于溶解气体的溶解部分并不特别限制。优选是，该溶解部分包括具有内置式气体透过隔膜的模块。因为流入溶解部分中的主液流和供给气体分别以液相和气相在溶解部分中停滞预定时间，因此模块有补偿气体供给量变化和少许时间滞后的缓冲功能，因此，可以稳定地生产溶解气体浓度几乎无波动的功能水。要溶解的气体并不特别限制。该气体的实例包括氢气、氧气、氮气、氦气、氩气、臭氧、氨和二氧化碳。通过包含溶解到纯水或超纯水中的氢气、氧气、氦气或氩气的功能水，可以去除粘附在电子材料表面上的细小微粒。采用通过将臭氧溶解到纯水或超纯水中而制备的功能水，可以去除粘附在电子材料表面上的有机物基质和金属基质。采用通过将二氧化碳溶解到纯水或超纯水中而制备的功能水，可以防止静电积累。
在本发明中，主液流的流量的测量位置并不特别限制，只要该位置在溶解气体的溶解部分之前。主液流的流量可以在脱气部分之前或之后进行测量。
在本发明中，当另一种液体向纯水或超纯水中的注入与气体的溶解组合进行时，注入另一种液体的注入部分布置在用于输送主液流的管路中。注入部分通过化学药品注入泵而与该另一种液体的储罐连接。因为在很多情况下，作为另一种液体而供给的液体是水溶液，因此该另一种液体相对容易地与主液流的纯水或超纯水均匀混合。另外液体的流量可以通过化学药品注入泵的脉冲控制来进行控制。主液流的流量以与在气体溶解中使用的方式相同的方式来通过流量计进行测量。测量获得的数值输入内置于化学药品注入泵中并用于控制流量的机构内，并控制液体向主液流中注入的量。
在本发明中，溶解到主液流中的另外液体并不特别限制。该另一种液体的实例包括：碱的水溶液，例如氨、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化四甲铵；酸的水溶液，例如盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸、醋酸和草酸；以及过氧化氢的水溶液。也可以使用这些液体的混合物，例如氨和过氧化氢溶液的混合溶液以及氨和氢氟酸的混合溶液。
在本发明中，气体和另一种液体的组合可以溶解到主液流中。供给主液流中的气体和另一种液体的量可以以与用于单独供给气体相同的方式来进行控制。当气体和另外液体组合溶解时，气体和另外液体的合适组合可以用于上述单独溶解的实例。例如，当氢气和氨组合溶解到超纯水中时，可以提高功能水去除细颗粒的效果。
本发明非常有用，因为功能水根据所需水量的变化而自动生成。例如，当功能水供给四个清洗机，且每个清洗机需要5升/分钟的水时，根据清洗机的状态(使用或不使用功能水)，所需的水量在0升/分钟至20升/分钟之间变化。在普通装置中，功能水持续以20升/分钟的恒定状态进行供给，过量的功能水从清洗机或者产生功能水的装置中排出。相反，在本发明中，具有恒定浓度的功能水可以根据水的需要量来生产，可以避免过量功能水的排出。
在暂时不需要功能水的期间，通常在普通状态下保持功能水的流动，因此，要防止保留在装置中的功能水的质量由于细菌生长而降低，或者进行限制流动，即只使少量的纯水或超纯水继续流动，同时停止气体和另外液体的供给。当在限制流动之后重新进行功能水的普通使用时，水的流量增加，且重新进行气体和化学药品的供给。这时，在普通方法中，在获得规定浓度之前将花费几分钟至几十分钟，在该过渡期间不能进行清洗。根据本发明，通过在限制流动过程中根据水流量而继续供给一定量的气体和化学药品，从而在重新进行清洗时可以立即获得具有规定浓度的功能水。
如上所述，通过用于连续溶解的本发明装置而获得的、包含规定浓度的溶解气体的水(功能水)通过管路供给一个或多个使用点，并在该使用点进行使用，在该使用点，水用作电子材料的清洗水和表面处理水。功能水可以直接从溶解装置传送给使用点，或者可以暂时储存在水槽中，然后通过形成于水槽和使用点之间的循环型供给管路而供给使用点。当功能水不被使用或者使用量很少时，供给使用点的功能水并不作为过剩量的未使用水从管路中排出，而是通过循环类型的管路返回水槽。因为包含溶解气体的回收功能水可以在溶解气体的浓度几乎没有变化的情况下重新使用，因此，只要在水量减少时(表示为水位从规定位置降低)将新鲜功能水供给水槽就足够了。测量水位的仪表布置在水槽中，并形成这样的结构，即新制备的功能水根据水位而以一定量供给水槽中。因为在由用于连续溶解的本发明装置生产的功能水中的溶解气体浓度可以控制为合适值，因此，将新供给水槽的功能水中的气体浓度可以调节成与在水槽(或循环管路)内的未使用功能水中的气体浓度相同。因此，在供给使用点的功能水中的添加组分浓度可以保持恒定，并可以稳定地进行电子材料的清洗。
图1表示了本发明实施例的装置的处理流程图。在本实施例中，用于除去细颗粒的功能水通过将氢气和氨溶解到超纯水中而生成。溶解的气体通过用于脱气的隔膜装置7而从超纯水中除去，因此，用于溶解氢气的气体溶解能力提高。脱气的超纯水的流量通过流量计8来测量，且信号发送给具有流量控制功能的流量控制器9和化学药品注入泵14。从氢气源例如氢气发生器10供给用于气体溶解的隔膜模块11的氢气供给量通过流量控制器9而根据超纯水的流量来控制，然后，预定量的氢气供给超纯水并溶解到超纯水中。根据超纯水的流量，预定量的氨水通过通过化学药品注入泵14而在注入部分6处进行添加。注入的氨水通过直线形混合器15而均匀混合，并制成包含溶解的氢气和氨的功能水。注入部分6可以布置在用于气体溶解的隔膜模块11的上游的位置，或者在用于脱气的隔膜装置7的上游的位置。这时，用于气体溶解的隔膜模块11或者用于脱气的隔膜装置7可以用作混合装置，以代替直线形混合器15。在通过用于溶解氢气16的浓度监测器对溶解于功能水中的氢气浓度进行测量和通过pH计17等对pH值进行测量之后，功能水传送给一些使用点。用于溶解氢气的浓度监测器16以及pH仪表17等用于确认氢气浓度和pH值为合适值。
图2表示了用于利用本发明的连续溶解装置来供给溶解了气体的水(功能水)的装置实施例的处理流程图。用于供给溶解了气体的水的装置包括：功能水产生部分A，用于产生功能水；以及功能水供给部分B，用于供给功能水。功能水产生部分A的结构与图1中所示的溶解装置相同。阀19安装在用于将超纯水18供给用于脱气的隔膜装置7的管路上，作为用于调节水流量的装置。通过调节阀的打开程度，流量可以通过阀19而在零至合适流量之间进行调节。阀可以控制超纯水供给的开始和停止，还可以控制超纯水的流量。作为用于调节水的流量的装置，阀和泵的组合可以代替阀。
在功能水供给部分B中布置了水槽21和循环管路系统，该循环管路系统包括从水槽21至使用点的管路22以及从使用点返回水槽21的管路22′。在管路22中布置有泵23，该泵23作为用于通过循环管路系统供给功能水的驱动源，过滤器24布置在泵下游的位置处。水槽21由盖30紧密密封，这样，水槽与大气屏蔽开。用于供给密封气体26的管与水槽的气相部分连接，从而可以密封水槽的内部，且形成用于排出气体的部分(图中未示出)，从而使水槽内部的压力可以保持恒定。作为用于密封的气体，可以使用与包含在溶解了气体的水中的气体相同的气体或者惰性气体(例如氮气)。在前一种情况下，当多种气体溶解在纯水或超纯水中时，在水槽中的溶解气体的浓度变化可以通过使用混合气体而进行抑制，该混合气体这样构成，即，各组分气体的压力与相应的溶解组分气体的分压力相同。因此，优选是使用混合气体。用于供给溶解了气体的水28的管路与水槽连接，在功能水产生部分A中获得的功能水通过该管路进行供给。水位计25布置在水槽21上。来自水位计的信号传递给功能水产生部分A的阀19，并通过调节打开程度而使阀打开、关闭或使用。优选是，在水槽21内的气相部分的溶积尽可能小，从而抑制溶解了气体的水的浓度变化。因此，优选是水位计25可以在靠近盖30的底面的位置处检测溶解了气体的水的表面。通过使气相部分的溶解较小，溶解到水相内的气体的分压力和在气相中的气体的分压力可以在短时间内形成平衡，并使得浓度变化很小。
在图2所示的、用于供给溶解了气体的水的装置中，在水槽21中的功能水通过泵23而由管路22传送给一些使用点，且过量的、在使用点未使用的功能水通过管路22′返回水槽21，并通过循环管路系统进行循环。因为细颗粒可能在循环过程中由泵23的滑动部分形成并包含于功能水中，因此当功能水通过过滤器24时除去该细颗粒。对于过滤器24，优选为隔膜过滤器例如微过滤器或者超过滤器。当在使用点消耗功能水时，在水槽21中的水位降低。当水位到达下限时，水位计的信号传递给阀19。超纯水开始供给功能水产生部分A，供给水的流量通过调节阀的打开程度来控制。在功能水产生部分A中，如图1所示，供给的超纯水的流量由流量计8来测量，要溶解到超纯水中的气体(例如氢气)在根据测量获得的数值而控制流量的情况下供给用于气体溶解的隔膜模块11。这样，生成气体浓度与溶解在在水槽的功能水中的气体浓度相同的功能水。同样，根据超纯水的流量，将规定量的化学药品(例如氨水)加到功能水中。生产的功能水传送给水槽21，与过量的未使用功能水一起暂时储存在水槽中，并通过循环水系统而传送给使用点来使用。当新制成的功能水供给水槽，且水槽的水位到达上限时，阀19通过水位计的信号而关闭。超纯水的供给停止，在功能水产生部分A中的气体溶解功能暂时停止。也可选择，即使当水位25检测为上限时，少量的溶解了气体的水可以继续通过，从而保持功能水产生部分A的清洁度。这时，用于溢流的机构(图中未示出)布置在水槽21中，且过剩的、溶解了气体的水从水槽21中排出，这样，溶解了气体的水的储存量不会超过水槽21的容量。因为即使当超纯水的流量变化时在制成的功能水中的溶解气体浓度可以调节为合适值，因此，在水槽中的水位快速或缓慢恢复到上限的情况下，溶解气体的浓度值都可以保持与未使用的功能水的浓度值相同，因此，具有恒定浓度的功能水可以供给使用点。因此，当使用本发明的、用于供给溶解了气体的水的装置时，在使用点的过量功能水可以收集在水槽中，并与新供给的功能水一起重新使用。在普通方法中，因为当供给水的流量变化时很难获得浓度恒定的功能水，且很难将新供给的功能水的浓度值调节成与过量功能水的浓度值相同，因此，过剩的功能水向外排出，或者过量的功能水在通过脱气处理之后作为超纯水被收集起来。相反，本发明能够明显更高效地回收。
优选是，即使当水的使用量变化时也使水槽中的水位保持为高位，因为气体在气相和液相中的相对量稳定，并可以抑制水中的气体浓度变化。优选是，在水槽上部的气相通过密封气体而密封，且气体在气相中的相对量可以保持恒定。
优选是，换热器布置在循环管路系统中的合适位置，例如在泵23和过滤器24之间的位置，这样，可以抑制水的温度由于泵的热量而升高，并能够使功能水的温度保持恒定。
实例
下面将参考实例更详细地介绍本发明，不过本发明并不限于这些实例。
实例1
溶解了氢气的水通过使用如图1所示的、用于生产功能清洗水的装置来生产。所使用的超纯水包含10至18ppm的溶解氮气和0.01至2ppm的溶解氧气。超纯水通过用于脱气的隔膜装置并进行脱气，直到溶解氮气的浓度为1.5ppm或更小，溶解氧气的浓度0.5ppm或更小。脱气的超纯水供给溶解部分。超纯水的流量信号由Karman涡流流量计输出，且氢气的供给量通过流量控制器而与超纯水的流量成比例地进行控制。氢气在溶解部分中溶解到超纯水中并制成溶解了氢气的水，该溶解部分包括具有内在气体透过隔膜的模块。
溶解了氢气的水在超纯水流量为20升/分钟和氢气供给量为260ml/分钟的情况下开始生产。在开始生产之后，超纯水的流量在30分钟后变成10升/分钟，在60分钟后变成15升/分钟，在80分钟后变成20升/分钟，在110分钟后变成25升/分钟，在120分钟后变成20升/分钟，在150分钟后变成2升/分钟，且在180分钟后变成20升/分钟。溶解了氢气的水进行生产的总时间为200分钟。
在表1中表示了通过测量而获得的超纯水的流量、氢气的供给量以及在溶解了氢气的水中的氢气浓度。
表1
| 时间(min) | 超纯水流量(liter/min) | 氢气供给量(ml/min) | 氢气的溶解浓度(mg/min) | 注意事项 |
| 1 | 19.45 | 251 | 0.08 | |
| 5 | 19.73 | 256 | 0.80 | |
| 10 | 19.24 | 257 | 1.01 | |
| 14 | 19.64 | 257 | 1.11 | |
| 17 | 19.59 | 257 | 1.12 | |
| 20 | 19.75 | 256 | 1.15 | |
| 25 | 19.53 | 256 | 1.12 | |
| 30 | 10.87 | 135 | 1.11 | 超纯水的流量改变 |
| 35 | 10.64 | 132 | 1.12 | |
| 40 | 10.97 | 136 | 1.11 | |
| 50 | 10.78 | 138 | 1.12 | |
| 60 | 15.18 | 192 | 1.12 | 超纯水的流量改变 |
| 65 | 15.27 | 200 | 1.10 | |
| 70 | 15.35 | 201 | 1.15 | |
| 80 | 19.65 | 258 | 1.15 | 超纯水的流量改变 |
| 90 | 19.88 | 256 | 1.10 | |
| 100 | 19.66 | 256 | 1.15 | |
| 110 | 24.21 | 323 | 1.14 | 超纯水的流量改变 |
| 113 | 24.08 | 325 | 1.15 | |
| 117 | 24.35 | 327 | 1.15 | |
| 120 | 19.98 | 260 | 1.14 | 超纯水的流量改变 |
| 130 | 19.72 | 257 | 1.13 | |
| 140 | 19.83 | 258 | 1.12 | |
| 150 | 2.05 | 26 | 1.14 | 超纯水的流量改变 |
| 160 | 2.04 | 26 | 1.15 | |
| 170 | 2.10 | 26 | 1.13 | |
| 180 | 19.94 | 259 | 1.11 | 超纯水的流量改变 |
| 182 | 20.09 | 258 | 1.11 | |
| 185 | 20.10 | 260 | 1.13 | |
| 190 | 20.00 | 259 | 1.14 | |
| 200 | 19.97 | 257 | 1.13 |
如表1所示，当溶解了氢气的水在超纯水的流量为大约20升/分钟的情况下开始生产时，在10分钟后溶解氢气的浓度超过1.00mg/升，在14分钟后达到1.11mg/升，在该条件下可以用作清洗电子部件的功能水。在开始生产后，氢气的供给量在30、60、80、110、120、150和180分钟后根据超纯水的流量变化而自动进行控制，在生成的、溶解了氢气的水中的氢气浓度总是稳定地保持在1.10至1.15mg/升的范围内。
通过使用本发明的装置和方法，可以防止在开始生产之后形成低浓度的、溶解了氢气的水，并可以生产总是具有规定浓度的溶解氢气的、溶解了氢气的水。即使当超纯水的流量变化时，氢气的供给量也与超纯水的量的变化成比例地进行控制，因此，可以生产总是有规定浓度的溶解氢气的、溶解了氢气的水。
工业实用性
根据本发明的、用于连续溶解的装置和用于连续溶解的方法，即使在主液流的流量变化时也能够稳定地获得具有恒定浓度的溶液。特别是，可以无损失地供给用于电子材料(该电子材料特别需要精确清洗的表面)的清洗水或表面处理水，且在具有良好重复性的情况下进行清洗处理和表面处理。当为了节约水而设置的较小流量增加到普通情况的流量时，溶解到功能水中的气体浓度总是保持恒定，从而消除了稳定的时间滞后，并防止水的损失。
使用供给溶解了气体的水的装置时，未使用的过量功能水可以收集和重新使用。
Claims (6)
1.一种用于连续溶解的装置，该装置包括用于将气体溶解到主液流中的溶解部分，该装置还包括：流量计，该流量计测量主液流的流量，并输出通过测量获得的一数值信号；用于控制流量的机构，该机构根据从流量计输入的信号来控制气体的供给量；以及用于使主液流脱气的装置，它布置在用于溶解气体的溶解部分的上游的位置处。
2.根据权利要求1所述的、用于连续溶解的装置，其中：主液流是纯水或超纯水。
3.根据权利要求2所述的、用于连续溶解的装置，还包括：用于将另一种液体注入主液流中的装置并根据该信号控制该另一种液体的添加量。
4.一种用于连续溶解的方法，它包括将气体或者气体和另一种液体连续溶解到主液流中，其中，在气体溶解之前对主液流进行脱气，且气体供给量或者气体和该另一种液体的供给量根据在脱气之前或之后的主液流流量来进行控制。
5.一种用于供给包含溶解气体的水的装置，它包括：
用于产生包含溶解气体的水的部分，该部分包括：
用于溶解气体的装置，该装置包括：流量计，该流量计测量纯水或超纯水的流量，并输出通过测量获得的数值的信号；以及用于控制流量的机构，该机构根据从流量计输入的信号来控制要溶解到纯水或超纯水中的气体的量；以及
用于调节水量的装置，该装置调节供给用于溶解气体的装置的纯水或超纯水的量；以及
用于供给包含溶解气体的水的部分，该部分包括：
水槽，该水槽接收在使用点未使用的、包含溶解气体的过量水；
管路系统，包含溶解气体的水通过该管路系统而从水槽流向使用点，且包含溶解气体的过量水返回水槽；以及
用于供给包含溶解气体的水的管路，该管路将在用于产生包含溶解气体的水的部分中获得的、包含溶解气体的水供给水槽；以及
根据水槽中的水位来控制用于调节水量的装置；以及
6.根据权利要求5所述的、用于供给包含溶解气体的水的装置，其中，水槽是装备有用于供给密封气体的部分的密封类型水槽，该密封气体是与溶解在包含溶解气体的水中的气体相同的气体。
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