JP2010201325A - Method of controlling pure water supply system, and pure water supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、純水供給システムの制御方法、純水供給システムに関する。 The present invention relates to a method for controlling a pure water supply system and a pure water supply system.
半導体装置や電気光学装置などのデバイス製造工程において用いられる純水供給システムとしては、原水供給手段と使用箇所との間を常に陽圧にする陽圧保持手段を備えた超純水の製造装置(特許文献1)が知られている。
また、リターン水配管をコントロール弁を介して超純水槽戻し水管とポリッシャバイパス配管とに分岐させ、リターン水量とリターン水の比抵抗の入力信号に基づいてコントロール弁の開度を制御するコントローラーを備えた超純水の製造装置(特許文献2)が知られている。
As a pure water supply system used in a device manufacturing process such as a semiconductor device or an electro-optical device, an apparatus for producing ultrapure water having a positive pressure holding means that always maintains a positive pressure between the raw water supply means and the use location ( Patent Document 1) is known.
In addition, it has a controller that branches the return water pipe to the ultrapure water return pipe and polisher bypass pipe via the control valve, and controls the opening of the control valve based on the input signal of the return water amount and the specific resistance of the return water. A device for producing ultrapure water (Patent Document 2) is known.
上記特許文献1または2の超純水の製造装置では、膜分離装置やポリッシャーなどを含む最終水処理装置に1次純水を通水することによって超純水を造り、使用箇所(ユースポイント)に供給している。ところが、使用箇所における超純水の使用量は必ずしも一定というわけではない。例えば、超純水の使用量減少に合わせて最終水処理装置の通水量を設計上必要な値以下に減らしてしまうとかえって水質(電気抵抗、TOCなど)が悪化してしまうという課題がある。
In the apparatus for producing ultrapure water described in
上記課題を解決する方法として、例えば特許文献3には、循環ポンプ、紫外線照射装置、イオン交換樹脂塔、膜処理装置等からなる第1の系に、循環ポンプにより1次純水を順次通水すると共に、第1の系の流量を検出して目標流量に循環ポンプの回転数を制御する超純水製造装置の制御方法が開示されている。 As a method for solving the above-described problem, for example, Patent Document 3 discloses that primary pure water is sequentially passed to a first system including a circulation pump, an ultraviolet irradiation device, an ion exchange resin tower, a membrane treatment device, and the like. In addition, a control method for an ultrapure water production apparatus is disclosed in which the flow rate of the first system is detected to control the rotation speed of the circulation pump to a target flow rate.
しかしながら、上記特許文献3のようにユースポイントで未使用な超純水を再利用しつつ、第1の系の流量が目標流量となるように循環ポンプを制御することは、ユースポイントでの超純水の使用量が減少した場合、超純水を再利用する為のリターン配管を流れる流量が増大することとなる。その結果長距離に及ぶリターン配管による圧損が増大するという課題がある。また前述の圧損に抗して目標流量とするには循環ポンプの回転数を上げなければならないため、循環ポンプの仕事量が増えて結果的に超純水の製造装置全体におけるエネルギー消費を増大させてしまうという課題がある。 However, controlling the circulation pump so that the flow rate of the first system becomes the target flow rate while reusing unused ultrapure water at the use point as in the above-mentioned Patent Document 3 is not possible at the point of use. When the amount of pure water used decreases, the flow rate flowing through the return pipe for reusing the ultrapure water increases. As a result, there is a problem that pressure loss due to return piping over a long distance increases. Also, since the rotational speed of the circulation pump must be increased to achieve the target flow rate against the pressure loss described above, the work of the circulation pump increases, resulting in an increase in energy consumption in the entire ultrapure water production apparatus. There is a problem that it ends up.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例の純水供給システムの制御方法は、送水ポンプと、前記送水ポンプにより供給された原水が処理される水処理装置とを含み、前記水処理装置により処理された前記原水が純水としてユースポイントに供給される第1の配管系と、前記第1の配管系に接続され前記ユースポイントで未使用となった前記純水が前記送水ポンプの上流側に戻される第2の配管系とを備えた純水供給システムの制御方法であって、前記水処理装置から供給される前記純水の一部を前記送水ポンプの上流側に戻す第3の配管系を有し、前記水処理装置から供給される前記純水の流量が一定となるように前記送水ポンプを駆動制御すると共に、前記未使用の純水の流量に基づいて前記第3の配管系における純水の流量を制御することを特徴とする。 [Application Example 1] A method for controlling a pure water supply system according to this application example includes a water supply pump and a water treatment device for treating raw water supplied by the water supply pump, and the water treatment device treats the pure water supply system. A first piping system in which raw water is supplied to the use point as pure water, and the pure water that is connected to the first piping system and is unused at the use point is returned to the upstream side of the water pump. And a third piping system for returning a part of the pure water supplied from the water treatment device to the upstream side of the water pump. The water pump is driven and controlled so that the flow rate of the pure water supplied from the water treatment device is constant, and the pure water in the third piping system is controlled based on the flow rate of the unused pure water. It is characterized by controlling the flow rate.
この方法によれば、送水ポンプが原水を水処理装置に送り込む流量が一定に制御され、ユースポイントにおける純水の使用量の変動に対応して、第3の配管系に流れる純水の流量を制御することにより、送水ポンプが消費するエネルギーを削減することが可能な純水供給システムの制御方法を提供することができる。
また、送水ポンプはユースポイントでの純水の使用量が変動した場合でも水処理装置から一定量の純水が供給されるように原水を水処理装置に送り込むので、水処理装置における原水の処理量が安定し、電気抵抗などの特性が安定した純水がユースポイントに供給される。
According to this method, the flow rate at which the water pump feeds raw water into the water treatment device is controlled to be constant, and the flow rate of pure water flowing through the third piping system is controlled in response to fluctuations in the amount of pure water used at the point of use. By controlling, the control method of the pure water supply system which can reduce the energy which a water pump consumes can be provided.
In addition, even if the amount of pure water used at the point of use fluctuates, the water pump feeds the raw water to the water treatment device so that a fixed amount of pure water is supplied from the water treatment device. Pure water with a stable amount and stable characteristics such as electrical resistance is supplied to the point of use.
[適用例2]上記適用例の純水供給システムの制御方法において、前記未使用の純水の流量は、前記第1の配管系における背圧が所定の値となるように制御されることが好ましい。
この方法によれば、第1の配管系における背圧が所定の値に保たれるので、ユースポイントに安定した供給圧力で純水を供給することができる。すなわち、純水の供給系における背圧を確保しつつ、送水ポンプの消費エネルギーを削減することができる。
Application Example 2 In the method for controlling a pure water supply system according to the application example described above, the flow rate of the unused pure water is controlled so that the back pressure in the first piping system becomes a predetermined value. preferable.
According to this method, since the back pressure in the first piping system is maintained at a predetermined value, pure water can be supplied to the use point at a stable supply pressure. That is, the energy consumption of the water pump can be reduced while ensuring the back pressure in the pure water supply system.
[適用例3]上記適用例の純水供給システムの制御方法において、前記送水ポンプは回転式ポンプであって、送水量が一定となるように前記送水ポンプの回転数を制御する。
この方法によれば、例えばユースポイントにおける純水の使用量の減少に対応して第3の配管系に流れる純水の流量を増加させることにより、第1の配管系における配管抵抗が減少し、送水ポンプの回転数を下げても一定の送水量を確保することができるので、回転式の送水ポンプのエネルギー消費量を削減することができる。
Application Example 3 In the method for controlling a pure water supply system according to the application example described above, the water pump is a rotary pump, and the rotation speed of the water pump is controlled so that the amount of water supply is constant.
According to this method, for example, by increasing the flow rate of pure water flowing in the third piping system in response to a decrease in the amount of pure water used at the point of use, the piping resistance in the first piping system is reduced, Even if the number of revolutions of the water pump is lowered, a certain amount of water can be secured, so that the energy consumption of the rotary water pump can be reduced.
[適用例4]上記適用例の純水供給システムの制御方法において、前記第3の配管系における前記純水の流量が常に所定の値以上となるように、前記送水ポンプを駆動制御することが好ましい。
この方法によれば、第3の配管系における純水の滞留による電気抵抗の低下やTOCの増加が避けられ、安定した特性を有する純水が供給および循環される。
Application Example 4 In the method for controlling a pure water supply system according to the application example described above, the water pump is driven and controlled so that the flow rate of the pure water in the third piping system is always equal to or higher than a predetermined value. preferable.
According to this method, a decrease in electrical resistance and an increase in TOC due to retention of pure water in the third piping system can be avoided, and pure water having stable characteristics is supplied and circulated.
[適用例5]本適用例の純水供給システムは、送水ポンプと、前記送水ポンプにより供給された原水が処理される水処理装置とを含み、前記水処理装置により処理された前記原水が純水としてユースポイントに供給される第1の配管系と、前記第1の配管系に接続され前記ユースポイントで未使用となった前記純水が前記送水ポンプの上流側に戻される第2の配管系とを備えた純水供給システムであって、前記水処理装置から供給される前記純水の流量が一定となるように前記送水ポンプを駆動制御する第1制御部と、前記第1の配管系における背圧が所定の値となるように前記未使用の純水の流量を制御する第2制御部と、前記水処理装置から供給される前記純水の一部を前記送水ポンプの上流側に戻す第3の配管系と、前記未使用の純水の流量に基づいて前記第3の配管系における前記純水の流量を制御する第3制御部と、を備えたことを特徴とする。 Application Example 5 A pure water supply system according to this application example includes a water pump and a water treatment device that processes raw water supplied by the water pump, and the raw water treated by the water treatment device is pure. A first piping system that is supplied to the use point as water, and a second piping that is connected to the first piping system and the pure water that has not been used at the use point is returned to the upstream side of the water pump. And a first control unit that drives and controls the water pump so that the flow rate of the pure water supplied from the water treatment device is constant. A second control unit that controls a flow rate of the unused pure water so that a back pressure in the system becomes a predetermined value, and a part of the pure water supplied from the water treatment device is disposed upstream of the water pump. A third piping system to be returned to and the unused pure water A third control unit for controlling the flow rate of the pure water in the third pipeline based on the flow rate, characterized by comprising a.
この構成によれば、第1の配管系はユースポイントへの純水供給ラインであり、第2の配管系はユースポイントにおける未使用の純水を上流へ戻す純水リターンラインである。また、第3の配管系は水処理装置から供給される純水をユースポイントに供給する前にその一部を上流に戻す第2の純水リターンラインである。本構成によりユースポイントにおける純水の使用量の変動に対応して第3の配管系における純水の流量を制御し、送水ポンプが消費するエネルギーを削減することが可能な純水供給システムを提供することができる。
また、第1制御部は、ユースポイントでの純水の使用量が変動した場合でも水処理装置から供給される純水の流量が一定となるように送水ポンプを制御して原水を水処理装置に送り込むので、水処理装置における原水の処理量が安定し、電気抵抗などの特性が安定した純水をユースポイントに供給可能な純水供給システムが提供される。
さらに、第2制御部は、第1の配管系における背圧が所定の値となるように未使用の純水の流量を制御するので、ユースポイントにおける純水の使用量が変動したとしても安定した供給圧力で純水を供給することができる。
According to this configuration, the first piping system is a pure water supply line to the use point, and the second piping system is a pure water return line that returns unused pure water at the use point upstream. The third piping system is a second pure water return line that returns a part of the pure water supplied from the water treatment device upstream before supplying it to the use point. This configuration provides a pure water supply system that can control the flow rate of pure water in the third piping system in response to fluctuations in the amount of pure water used at the point of use and reduce the energy consumed by the water pump. can do.
In addition, the first control unit controls the water supply pump so that the flow rate of pure water supplied from the water treatment device is constant even when the amount of pure water used at the use point fluctuates, and the raw water is treated with the raw water. Therefore, a pure water supply system is provided that can supply pure water with a stable amount of raw water in the water treatment device and stable characteristics such as electric resistance to a use point.
Furthermore, since the second control unit controls the flow rate of unused pure water so that the back pressure in the first piping system becomes a predetermined value, it is stable even if the amount of pure water used at the point of use fluctuates. Pure water can be supplied at the supplied pressure.
[適用例6]上記適用例の純水供給システムにおいて、前記送水ポンプは回転式ポンプであって、前記第1制御部は、送水量が一定となるように前記送水ポンプの回転数を制御することを特徴とする。
この構成によれば、ユースポイントにおける純水の使用量の変化に伴う第1の配管系の配管抵抗に対応して送水ポンプの回転数を制御し、送水ポンプにおける余計なエネルギー消費を削減することができる。
Application Example 6 In the pure water supply system according to the application example, the water pump is a rotary pump, and the first control unit controls the rotation speed of the water pump so that the water supply amount is constant. It is characterized by that.
According to this configuration, the number of revolutions of the water pump is controlled in response to the piping resistance of the first piping system accompanying the change in the amount of pure water used at the point of use, and unnecessary energy consumption in the water pump is reduced. Can do.
[適用例7]上記適用例の純水供給システムにおいて、前記第3の配管系の一方の端は、前記水処理装置と前記ユースポイントの間であって、前記水処理装置側に近い位置に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、第3の配管系を使用して純水を送水ポンプの上流側に戻す際の圧損を少なくできる。
Application Example 7 In the pure water supply system of the application example described above, one end of the third piping system is between the water treatment device and the use point and is close to the water treatment device side. It is preferable that they are connected.
According to this structure, the pressure loss at the time of returning pure water to the upstream side of a water pump using a 3rd piping system can be decreased.
[適用例8]上記適用例の純水供給システムにおいて、前記第3の配管系の他方の端は、前記第2制御部以降の前記第2の配管系に接続されているとしてもよい。
この構成によれば、第3の配管系を使用して純水を送水ポンプの上流側に戻す配管の長さをより短くすることができる。
Application Example 8 In the pure water supply system according to the application example described above, the other end of the third piping system may be connected to the second piping system after the second control unit.
According to this configuration, the length of the pipe that returns the pure water to the upstream side of the water pump using the third pipe system can be further shortened.
[適用例9]上記適用例の純水供給システムにおいて、前記送水ポンプの上流側に接続され、前記原水が貯留される貯留槽を有し、前記第2の配管系および前記第3の配管系の他方の端は、前記貯留槽に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、第2の配管系および第3の配管系の他方の端が貯留槽に接続されているため、これらの配管を送水ポンプに直接接続する場合に比べて、純水リターンラインである第2および第3の配管系における送水の圧損を低減することができる。
Application Example 9 In the pure water supply system of the application example, the pure water supply system includes a storage tank that is connected to the upstream side of the water pump and stores the raw water, and the second piping system and the third piping system. It is preferable that the other end of is connected to the storage tank.
According to this configuration, since the other ends of the second piping system and the third piping system are connected to the storage tank, the pure water return line is compared to the case where these pipes are directly connected to the water pump. It is possible to reduce the pressure loss of water supply in the second and third piping systems.
[適用例10]上記適用例の純水供給システムにおいて、前記送水ポンプの上流側に接続され、前記原水が貯留される貯留槽を有し、前記第2の配管系の他方の端は前記貯留槽に接続され、前記第3の配管系の他方の端は前記貯留槽と前記第2制御部との間の前記第2の配管系に接続されているとしてもよい。
この構成によれば、第3の配管系における配管の長さをより短くすることができる。
Application Example 10 In the pure water supply system according to the application example, the pure water supply system includes a storage tank that is connected to the upstream side of the water pump and stores the raw water, and the other end of the second piping system is the storage. It is connected to the tank, and the other end of the third piping system may be connected to the second piping system between the storage tank and the second control unit.
According to this configuration, the length of the piping in the third piping system can be further shortened.
[適用例11]上記適用例の純水供給システムにおいて、前記原水が1次純水であることを特徴とする。
この構成によれば、水処理装置において1次純水を処理し、超純水としてユースポイントに供給することができる。なお、水処理装置は公知の構成を採用することができ、例えば、イオン交換装置、紫外線照射装置、各種のろ過装置を含む構成を挙げることができる。
Application Example 11 In the pure water supply system of the above application example, the raw water is primary pure water.
According to this configuration, the primary pure water can be processed in the water treatment device and supplied to the use point as ultrapure water. In addition, a well-known structure can be employ | adopted for a water treatment apparatus, for example, the structure containing an ion exchange apparatus, an ultraviolet irradiation device, and various filtration apparatuses can be mentioned.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.
<純水供給システム>
本実施形態の純水供給システムについて、図1を参照して説明する。図1は純水供給システムの構成を示す模式図である。
<Pure water supply system>
The pure water supply system of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a pure water supply system.
図1に示すように、本実施形態の純水供給システム100は、原水を水処理して得られた純水をユースポイントとしての複数の装置1,2,・・・,nへ供給するシステムである。なお、ユースポイントとは、純水が供給される複数の装置1,2,・・・,nを指すものであって、これに純水を供給する枝配管は含まれないものとする。以降、複数の装置1,2,・・・,nを総称して装置nと呼ぶ。
As shown in FIG. 1, the pure
純水供給システム100は、原水が貯留される貯留槽101と、送水ポンプ103と、送水ポンプ103により供給された原水が水処理される水処理装置104とを含み、水処理装置104により水処理された原水を純水として各装置nに供給する複数の枝配管を含む第1の配管系109を備えている。第1の配管系109は純水の供給ラインである。
また、第1の配管系109に接続して各装置nで未使用な純水を貯留槽101へ戻す第2の配管系114を備えている。言い換えれば、第2の配管系114は、純水のリターンラインである。
さらには、水処理装置104から供給される純水の一部を貯留槽101に戻す第3の配管系107を備えている。したがって、第3の配管系107はもう1つの純水のリターンラインあるいは純水のバイパスラインと呼ぶことができる。
The pure
Further, a
Furthermore, a
貯留槽101は、外部から配管102により原水が供給され貯留される。ほぼ一定量の原水が貯留されるように液面管理が行われている。
The
送水ポンプ103は、例えばインバーター制御の回転式ポンプであり、送水量を一定に保ちつつ貯留槽101に貯留された原水を水処理装置104に送り込むことができる。水処理装置104の下流側に第1流量計105が設けられており、第1流量計105で検出された流量に基づいて送水ポンプ103を駆動制御する第1制御部106を備えている。
The
水処理装置104は、公知の装置を用いることができ、例えば原水中の陽イオン(金属イオン)や陰イオンを吸着除去するイオン交換装置、イオン交換後の処理水に紫外線を照射して微生物を殺菌する紫外線照射装置、紫外線照射後の処理水をろ過して微生物や異物などを除去するろ過装置などを組み合わせたものが挙げられる。
このような水処理装置104は、一定量の原水を通水することにより水処理が行われ、所定の特性を有する純水を造水する。電気抵抗やTOC(Total Organic Carbon)などの特性要求に応じて種々の処理装置が組み合わされる。
As the
Such a
第1流量計105の下流側に接続され、第1の配管系109の分岐点Br1,Br2,・・・,Brnのそれぞれから延びた枝配管に装置1,2,・・・,nがそれぞれ接続されている。装置nごとの純水の使用量は、Qd1,Qd2,・・・,Qdnで表される。したがって、ユースポイントにおける純水の総使用量Q4は、ΣQdi(i=1〜n)で表される。
Connected to the downstream side of the
第2の配管系114の一方の端は、バルブ112、圧力計111、第2流量計110を介して第1の配管系109に接続され、他方の端は貯留槽101に接続されその内部に開放されている。すなわち、第1の配管系109は、第1流量計105から第2流量計110との間の配管系である。
第1の配管系109を流れる未使用の純水の流量Q5(以降、未使用純水流量Q5と呼ぶ)は、ユースポイントにおける純水の総使用量Q4に依存することは言うまでもない。
各装置nに安定的に純水を送り込むには、第1の配管系109における送水圧力が所定の圧力に維持される必要がある。そのため、第1の配管系109において最も下流に接続された装置nにおける上記送水圧力(以降、背圧と呼ぶ)が一定に保たれるように、圧力計111の値に基づいてバルブ112の開度を調節可能となっている。すなわち、圧力計111およびバルブ112は、背圧を確保するための第2制御部として機能するものである。
One end of the
It goes without saying that the flow rate Q 5 of unused pure water flowing through the first piping system 109 (hereinafter referred to as the flow rate of unused pure water Q 5 ) depends on the total use amount Q 4 of pure water at the use point. .
In order to send pure water stably to each device n, the water supply pressure in the
第3の配管系107は、第1の配管系109に比べて少なくとも長さが短く設けられたものである。その一方の端は、水処理装置104とユースポイントとの間であって、水処理装置104側に近い位置に接続されている。具体的には第1の配管系109において、第1流量計105と最も上流に位置する装置1に繋がる枝配管が接続した分岐点Br1との間の分岐点Br0に接続されている。第3の配管系107の他方の端は、貯留槽101に接続されその内部に開放されている。
第3の配管系107には、バルブ108が設けられている。バルブ108の開度を制御する第3制御部113が設けられている。第3制御部113は、第2流量計110によって計測された第1の配管系109における未使用純水流量Q5に基づいてバルブ108の開度を制御する。あるいは、第3制御部113は、圧力計111によって計測された第1の配管系109の背圧に基づいてバルブ108の開度を制御してもよい。
The
A
本実施形態の純水供給システム100は、ユースポイント(装置n)に供給された純水が使用後に排水される開放型のシステムである。これに限定されず、装置nごとに排水される純水の特性によっては、その一部を貯留槽101に戻す第4の配管系を設けてもよい。これにより、純水の有効利用が図られる。
The pure
各配管系における実質的有効径は、これを流れる純水の配管抵抗を考慮すると第1の配管系109に対して第2の配管系114や第3の配管系107のほうが大きいことが好ましい。さらに第3の配管系107は第2の配管系114と同等かそれ以上の管径を有していることが望ましい。
The substantial effective diameter in each piping system is preferably larger in the
本実施形態の純水供給システム100において、第1流量計105により得られる純水の流量を第1純水流量Q1とする。分岐点Br0を過ぎて第1の配管系109を流れる純水の流量を第2純水流量Q2とする。同じく分岐点Br0を過ぎて第3の配管系107を流れる純水の流量を第3純水流量Q3とする。
In the pure
このような純水供給システム100において、ユースポイントである装置nの純水の総使用量Q4は、必ずしも一定ではない。例えば、装置nのうちのいくつかが休止すれば当然ながら総使用量Q4は低下する。上記純水供給システム100は、所望の特性を有する純水を安定的にユースポイントに供給可能であると共に、ユースポイントにおける純水の総使用量Q4の変動に対応して、各制御部が機能して送水ポンプ103の消費エネルギーを削減することが可能な構成となっている。詳しくは、純水供給システムの制御方法において説明する。
In such a pure
<純水供給システムの制御方法>
次に、本実施形態の純水供給システムの制御方法について、図2〜図4を参照して説明する。図2は第1の配管系の配管抵抗と送水ポンプの送水圧力との関係を示すグラフ、図3は各配管系における純水流量の相互関係を示すグラフ、図4は背圧の調節の仕方を示すグラフである。
<Control method of pure water supply system>
Next, the control method of the pure water supply system of this embodiment is demonstrated with reference to FIGS. 2 is a graph showing the relationship between the piping resistance of the first piping system and the water supply pressure of the water pump, FIG. 3 is a graph showing the mutual relationship of the pure water flow rate in each piping system, and FIG. 4 is a method of adjusting the back pressure. It is a graph which shows.
図2において、曲線Pa,Pb,Pnは第1の配管系109における送水量と送水圧力との関係を示すものである。曲線Ra,Rb,Rnは、第1の配管系109における送水量と配管抵抗との関係を示すものである。曲線Pa,Pb,Pnは、曲線Ra,Rb,Rnのそれぞれに対応する送水ポンプ103の特性を示している。
In FIG. 2, curves Pa, Pb, and Pn indicate the relationship between the water supply amount and the water supply pressure in the
より具体的には、曲線Rnは、すべての装置nが稼動している通常状態のときの送水量と配管抵抗との関係を示している。送水ポンプ103における送水量が増えるに従って、配管抵抗は上昇する。これに伴って曲線Pnに示すように送水圧力は低下する。
More specifically, the curve Rn shows the relationship between the water supply amount and the pipe resistance in the normal state where all the devices n are operating. As the amount of water supplied by the
第1制御部106は、水処理装置104から一定量の純水が供給されるように送水ポンプ103を駆動制御する。図2によれば、通常状態では送水ポンプ103からの送水量が第1純水流量Q1のときの送水圧力がP1となる。
The
一方で、ユースポイントである装置nの総使用量Q4が減少すると、第1の配管系109を流れる未使用純水流量Q5が増えることになり、このままでは最も長い第1の配管系109の配管抵抗が曲線Rbに示すように曲線Rnに比べて上昇することになる。前述したように第1制御部106は、第1純水流量Q1が一定となるように送水ポンプ103を制御するので、第1の配管系109における配管抵抗の上昇に抗するように回転数が上昇して送水ポンプ103の特性は曲線Pbのようになる。したがって、総使用量Q4が減ったにも係わらず送水ポンプ103の負荷が上昇して消費エネルギーが増大してしまう。そこで、本実施形態では、以下のような純水流量の制御を行う。
On the other hand, when the total usage amount Q 4 of the apparatus n as a use point decreases, the flow rate of unused pure water Q 5 flowing through the
図3は、ユースポイントにおける総使用量Q4と各純水流量との関係を示すものである。水処理装置104からの純水の供給量である第1純水流量Q1は、第1制御部106が送水ポンプ103を駆動制御することにより一定の状態に保たれている。第3制御部113は、第2流量計110によって未使用純水流量Q5の変化を検出することにより間接的に総使用量Q4の変化を検出し、これに対応してバルブ108の開度を調整する。
第1の配管系109における背圧は前述したように所定の値に保たれることが好ましい。また、未使用の純水が第1の配管系109において滞留しバクテリア等が発生することを防止する必要がある。そのためには、必要最低限の未使用純水流量Q5が一定に確保されることが求められる。
例えば、純水の総使用量Q4が減少すると未使用純水流量Q5が増える。第3制御部113は、予め定められた未使用純水流量Q5と、第2流量計110から得られた実際の未使用純水流量Q5の値とを比較し、その差に応じてバルブ108の開度を制御する。したがって、未使用純水流量Q5が増えるとバルブ108の開度はより上がることになる。これにより第3の配管系107の第3純水流量Q3が増えて、第1の配管系109における配管抵抗は図2の曲線Raに示すように減少する。言い換えれば、第1の配管系109における純水供給に対する圧損が減少する。それゆえに、第1制御部106は送水ポンプ103の回転数を落した曲線Paの運転状態とし、第1純水流量Q1を確保することができる。すなわち、ユースポイントにおける総使用量Q4の減少に伴って送水ポンプ103の消費エネルギーを削減することが可能となる。
FIG. 3 shows the relationship between the total amount of use Q 4 at each use point and each pure water flow rate. The first pure water flow rate Q 1 , which is the amount of pure water supplied from the
The back pressure in the
For example, when the total amount Q 4 of pure water decreases, the unused pure water flow rate Q 5 increases. The
図4の曲線Bpは、未使用純水流量Q5と背圧との関係を示すものである。
第1の配管系109における背圧Pcは、圧力計111とバルブ112とに構成される第2制御部によって未使用純水流量Q5を制御することにより予め定められた値に保たれている。
具体的には、未使用純水流量Q5の最低流量は、バクテリア等の発生を防止するために必要な流量から求められ、背圧はユースポイントである装置nの仕様から必要な背圧が求められる。したがって、図4の関係から上記必要な流量と背圧とを満足するように圧力計111とバルブ112とにより制御される。
A curve Bp in FIG. 4 shows the relationship between the unused pure water flow rate Q 5 and the back pressure.
Back pressure Pc in the
Specifically, the minimum flow rate of the unused pure water flow rate Q 5 is obtained from the flow rate necessary to prevent the generation of bacteria and the like, and the back pressure is determined from the specifications of the device n as a use point. Desired. Therefore, the
このような純水流量の制御を数式としてまとめると以下の通りとなる。
Q1(一定)=Q2(変動)+Q3(変動)・・・・(1)
Q2(変動)=Q4(変動)+Q5(一定)・・・・(2)
ゆえに、Q1(一定)=Q3(変動)+Q4(変動)+Q5(一定)・・・(3)となる。すなわち、第1純水流量Q1は、第2純水流量Q2と第3純水流量Q3との和であって一定に保たれる。第2純水流量Q2はユースポイントにおける純水の総使用量Q4と未使用純水流量Q5との和であって変動する。また、ユースポイントにおける純水の総使用量Q4の変動に対応して未使用純水流量Q5を一定に保って背圧を確保しつつ、第3制御部113がバルブ108の開度を調整して第3純水流量Q3を制御する。
Such control of the pure water flow rate is summarized as a mathematical formula as follows.
Q 1 (constant) = Q 2 (variation) + Q 3 (variation) ··· (1)
Q 2 (variation) = Q 4 (variation) + Q 5 (constant) ··· (2)
Therefore, Q 1 (constant) = Q 3 (variation) + Q 4 (variation) + Q 5 (constant) (3). That is, the first pure water flow rate Q 1 is the sum of the second pure water flow rate Q 2 and the third pure water flow rate Q 3 and is kept constant. The second pure water flow rate Q 2 is the sum of the total pure water use amount Q 4 at the use point and the unused pure water flow rate Q 5 and varies. Further, the
なお、図3では、第3の配管系107すなわち純水のバイパスラインにおける第3純水流量Q3が一定の未使用純水流量Q5の水準から始まっているが、これに限定されるものではない。例えば、純水を貯留槽101に戻す第2の配管系114および第3の配管系107において、配管内に純水が滞留して特性が低下することを防ぐ必要がある。したがって、第3純水流量Q3および未使用純水流量Q5がゼロとならないように制御される。また、例えば、ユースポイントである装置nがすべて休止した場合でも、同じように総使用量Q4をゼロにしない状態が維持される。よって、装置nの稼動状態に応じて総使用量Q4、未使用純水流量Q5が決まるので、第3純水流量Q3もそれに応じて設定されるものである。
Incidentally, those in FIG. 3, the third pure water flow rate Q 3 in the bypass line of the
このような純水供給システム100の制御方法によれば、ユースポイントにおける純水の総使用量Q4の変動に応じて第3の配管系107を流れる純水の第3純水流量Q3が制御される。これにより、第1の配管系109における背圧を確保しつつ総使用量Q4が減少しても第1の配管系109の配管抵抗(圧損)が軽減されるので、送水ポンプ103の送水量を一定としつつも、その負荷を低減することができる。すなわち、送水ポンプ103の消費エネルギーを削減可能である。
According to such a control method of the pure
また、ユースポイントにおける総使用量Q4の変動に係わらず、水処理装置104には常に一定量の原水が送水ポンプ103により送り込まれるため、安定した特性を有する純水をユースポイントに供給することが実現される。
In addition, since a constant amount of raw water is always fed into the
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。 Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.
(変形例1)上記実施形態の純水供給システム100における構成は、これに限定されない。例えば、原水を貯留するための貯留槽101は、送水ポンプ103に安定的に原水が供給されるならば、必ずしも必要ではない。
(Modification 1) The structure in the pure
(変形例2)上記実施形態の純水供給システム100において、第3の配管系107の配管方法はこれに限定されない。図5は変形例の第3の配管系を示す模式図である。
例えば、図5に示すように、変形例の第3の配管系107Aは、配管の他方が貯留槽101に接続されず、バルブ112以降の第2の配管系114に接続されている。このようにすれば、第3の配管系107の長さをより短くして配管することができる。すなわち、第3の配管系107における配管抵抗をより減らすことができる。
(Modification 2) In the pure
For example, as shown in FIG. 5, the
(変形例3)上記実施形態の純水供給システム100において、送水ポンプ103と水処理装置104との組み合わせは、これに限定されない。図6(a)および(b)は変形例の送水ポンプと水処理装置の組み合わせを示す模式図である。
図6(a)に示すように、1つの送水ポンプ103に対して複数(3つ)の水処理装置104a,104b,104cを組み合わせてもよい。これによれば、例えば水処理装置104aに不具合が生じても他の水処理装置104b,104cで補うことが可能である。
また、図6(b)に示すように、1つの送水ポンプ103aと1つの水処理装置104aとを1組として、複数の組で構成してもよい。第1制御部106は、各組に対応して設けられた流量計105a,105b,105cにより検出されたそれぞれの流量に基づいて、各組の送水ポンプ103a,103b,103cを駆動制御する。例えば、送水ポンプ103aが故障したとしても他の組により補うことができる。
(Modification 3) In the pure
As shown in FIG. 6A, a plurality of (three)
Moreover, as shown in FIG.6 (b), you may comprise one set with one
(変形例4)上記実施形態の純水供給システム100において、水処理装置104に供給される原水を1次純水としてもよい。これによれば、送水ポンプ103により1次純水を水処理装置104に送水して処理し、超純水としてユースポイントに供給することができる。
(Modification 4) In the pure
100…純水供給システム、101…貯留槽、103…送水ポンプ、104…水処理装置、106…第1制御部、107…第3の配管系、109…第1の配管系、113…第3制御部、114…第2の配管系、Q1…水処理装置から供給される純水の流量としての第1純水流量、Q3…第3の配管系を流れる純水の流量としての第3純水流量、Q4…ユースポイントの純水の総使用量、Q5…未使用の純水の流量。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記水処理装置から供給される前記純水の一部を前記送水ポンプの上流側に戻す第3の配管系を有し、
前記水処理装置から供給される前記純水の流量が一定となるように前記送水ポンプを駆動制御すると共に、前記未使用の純水の流量に基づいて前記第3の配管系における純水の流量を制御することを特徴とする純水供給システムの制御方法。 A first piping system that includes a water pump and a water treatment device that treats raw water supplied by the water pump, and the raw water treated by the water treatment device is supplied to a use point as pure water; A method for controlling a pure water supply system, comprising: a second piping system connected to the first piping system, wherein the pure water that has not been used at the use point is returned to the upstream side of the water pump. ,
A third piping system for returning a part of the pure water supplied from the water treatment device to the upstream side of the water pump;
The water pump is driven and controlled so that the flow rate of the pure water supplied from the water treatment device is constant, and the flow rate of pure water in the third piping system based on the flow rate of the unused pure water A method for controlling a pure water supply system, characterized by controlling the water.
送水量が一定となるように前記送水ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の純水供給システムの制御方法。 The water pump is a rotary pump,
The method for controlling a pure water supply system according to claim 1 or 2, wherein the number of rotations of the water pump is controlled so that the amount of water is constant.
前記水処理装置から供給される前記純水の流量が一定となるように前記送水ポンプを駆動制御する第1制御部と、
前記第1の配管系における背圧が所定の値となるように前記未使用の純水の流量を制御する第2制御部と、
前記水処理装置から供給される前記純水の一部を前記送水ポンプの上流側に戻す第3の配管系と、
前記未使用の純水の流量に基づいて前記第3の配管系における前記純水の流量を制御する第3制御部と、
を備えたことを特徴とする純水供給システム。 A first piping system that includes a water pump and a water treatment device that treats the raw water supplied by the water pump, and the raw water treated by the water treatment device is supplied to a use point as pure water; A pure water supply system comprising: a second piping system connected to the first piping system and the pure water that has not been used at the use point is returned to the upstream side of the water pump;
A first controller that drives and controls the water pump so that the flow rate of the pure water supplied from the water treatment device is constant;
A second control unit that controls a flow rate of the unused pure water so that a back pressure in the first piping system becomes a predetermined value;
A third piping system for returning a part of the pure water supplied from the water treatment device to the upstream side of the water pump;
A third controller that controls the flow rate of the pure water in the third piping system based on the flow rate of the unused pure water;
A pure water supply system characterized by comprising:
前記第1制御部は、送水量が一定となるように前記送水ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項5に記載の純水供給システム。 The water pump is a rotary pump,
The pure water supply system according to claim 5, wherein the first control unit controls the number of rotations of the water pump so that a water supply amount becomes constant.
前記第2の配管系および前記第3の配管系の他方の端は、前記貯留槽に接続されていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の純水供給システム。 Connected to the upstream side of the water pump, and having a storage tank in which the raw water is stored,
The pure water supply system according to any one of claims 5 to 7, wherein the other ends of the second piping system and the third piping system are connected to the storage tank.
前記第2の配管系の他方の端は前記貯留槽に接続され、
前記第3の配管系の他方の端は前記貯留槽と前記第2制御部との間の前記第2の配管系に接続されていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の純水供給システム。 Connected to the upstream side of the water pump, and having a storage tank in which the raw water is stored,
The other end of the second piping system is connected to the storage tank,
8. The other end of the third piping system is connected to the second piping system between the storage tank and the second control unit. Pure water supply system as described in.
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