JP2018030128A

JP2018030128A - 比抵抗値調整装置

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Publication number: JP2018030128A
Application number: JP2017157839A
Authority: JP
Inventors: 政人齊藤; Masato Saito; 和美大井; Kazumi Oi
Original assignee: DIC Corp; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2037-08-18
Also published as: JP6900834B2

Abstract

【課題】簡易な構成で、供給される液体が低流量になっても液体の比抵抗値が上昇するのを抑制する。
【解決手段】液体供給管３及びガス供給管５から中空糸膜モジュール２に液体Ｌ及び調整ガスＧが供給され、中空糸膜モジュール２から第一液体排出管４１に調整ガスＧが溶解した液体Ｌが排出され、この排出された液体Ｌと、バイパス管６により中空糸膜モジュール２をバイパスした液体Ｌと、が合流装置８で合流し、第二液体排出管４２に排出される。合流装置８は、バイパス管６と第二液体排出管４２とに接続されて、バイパス管６よりも流路径の小さい絞り部８１ａを有する第一流路８１と、第一液体排出管４１と絞り部８１ａとに接続される第二流路８２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体の比抵抗値を調整する比抵抗値調整装置に関する。

半導体又は液晶の製造工程では、超純水を使用して基板を洗浄する。この場合、超純水の比抵抗値が高いと、静電気が発生する。これにより、絶縁破壊して、又は微粒子が再付着して、製品歩留まりに著しく悪影響を及ぼす。このような問題を解決するために、疎水性の中空糸膜モジュールを用いた方法が提案されている。この方法は、中空糸膜モジュールを用いて超純水中に炭酸ガス又はアンモニアガス等のガスを溶解させる。すると、解離平衡によりイオンが発生し、この発生したイオンにより超純水の比抵抗値が低下する。

また、基板の洗浄、ダイシング等の工程では、超純水の流動変動が激しい。そこで、特許文献１及び２では、流量が変動しても比抵抗値を安定させる技術が提案されている。特許文献１に記載された技術では、小流量のガス付加超純水を生成する中空糸膜モジュールと、大流量の超純水を通過させるバイパス管路と、を設ける。そして、生成されたガス付加超純水とバイパス管路を通過した超純水とを合流する。これにより、容易に超純水の比抵抗値を調整できる。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、超純水が低流量になると、中空糸膜モジュールをバイパスする超純水の流量に対して中空糸膜モジュールに供給される超純水の流量が低下するため、超純水の比抵抗値が上昇する場合がある。そこで、特許文献２に記載された技術では、複数のバイパス管路を設け、１又は複数のバイパス管路にシャット弁を設ける。そして、超純水の流量が低下すると、一部又は全部のシャット弁を開ける。これにより、超純水が低流量になっても、中空糸膜モジュールをバイパスする超純水の流量に対して中空糸膜モジュールに供給される超純水の流量が低下するのを抑制できるため、超純水の比抵抗値が上昇するのを抑制できる。

特許第３９５１３８５号公報特開２０１２−２２３７２５号公報

しかしながら、特許文献２に記載された技術では、シャット弁が取り付けられた複数のバイパス配管を設ける必要があるとともに、供給される超純水が低流量になると、シャット弁を開閉する必要がある。このため、構成が複雑になるという問題がある。

そこで、本発明は、簡易な構成で、供給される液体が低流量になっても液体の比抵抗値が上昇するのを抑制できる比抵抗値調整装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る比抵抗値調整装置は、中空糸膜により、比抵抗値の調整対象である液体が供給される液相側領域と液体の比抵抗値を調整するための調整ガスが供給される気相側領域とに分けられて、中空糸膜を透過した調整ガスを液体に溶解させる中空糸膜モジュールと、中空糸膜モジュールに液体を供給する液体供給管と、中空糸膜モジュールから調整ガスが溶解した液体が排出される第一液体排出管と、中空糸膜モジュールに調整ガスを供給するガス供給管と、液体供給管から分岐して中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、第一液体排出管の液体とバイパス管の液体とを合流する合流装置と、合流装置から合流した液体が排出される第二液体排出管と、を備え、合流装置は、バイパス管と第二液体排出管とに接続されて、バイパス管よりも流路径の小さい絞り部を有する第一流路と、第一液体排出管と絞り部とに接続される第二流路と、を備える。

この比抵抗値調整装置では、比抵抗値の調整対象である液体は、液体供給管から中空糸膜モジュールに供給される液体と、中空糸膜をバイパスしてバイパス管に供給される液体と、に分配される。中空糸膜モジュールでは、ガス供給管から調整ガスが中空糸膜モジュールの気相側領域に供給されているため、液体供給管から液相側領域に供給された液体に、中空糸膜を透過した調整ガスが溶解される。中空糸膜モジュールにより調整ガスが溶解された液体と、バイパス管を通過した液体とは、合流装置により合流されて、第二液体排出管に排出される。これにより、液体の流量に関わらず、液体の比抵抗値を容易に調整できる。

そして、合流装置では、第一液体排出管に接続される第二流路が、バイパス管と第二液体排出管とに接続される第一流路の絞り部に接続される。つまり、合流装置では、エジェクタ効果（ベンチュリ効果ともいう）により、バイパス管から第二液体排出管に液体が流れることで、第一液体排出管に負圧が発生して、第一液体排出管から液体が吸引される。このため、供給される液体が低流量となっても、中空糸膜モジュールをバイパスする液体の流量に対して中空糸膜モジュールに供給される液体の流量が低下するのが抑制される。特に、供給される液体の流量が小さくなると、供給される液体の流量が十分に大きい場合に比べて、中空糸膜モジュールをバイパスする液体の流量に対する中空糸膜モジュールに供給される液体の流量の割合が小さくなる。すると、合流装置において、第二流路を流れる液体の流量に対する第一流路を流れる液体の流量の割合が大きくなる。その結果、合流装置のエジェクタ効果、つまり、第二流路から液体を吸引する効果が、供給される液体の流量が十分に大きい場合に比べて増大される。これにより、簡易な構成で、供給される液体が低流量になっても液体の比抵抗値が上昇するのを抑制することができる。

一実施形態として、バイパス管の流路径をＡ、絞り部の流路径をＢとすると、Ｂ／Ａは０．３以上０．８以下の範囲としてもよい。この比抵抗値調整装置では、バイパス管の流路径に対する絞り部の流路径の割合を０．３以上０．８以下の範囲とすることで、供給される液体が低流量となった場合のエジェクタ効果を効果的に発生させることができる。

本発明によれば、簡易な構成で、供給される液体が低流量になっても液体の比抵抗値が上昇するのを抑制できる。

実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。実施形態の合流装置の模式図である。比較例の比抵抗値調整装置の模式図である。比較例の合流装置の模式図である。実施例１及び比較例１の計測結果を示す図である。実施例２及び比較例２の計測結果を示す図である。

以下、図面を参照して、実施形態の比抵抗値調整装置について詳細に説明する。なお、全図中、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態の比抵抗値調整装置の模式図である。図１に示すように、本実施形態の比抵抗値調整装置１は、中空糸膜モジュール２と、液体供給管３と、液体排出管４と、ガス供給管５と、バイパス管６と、分配装置７と、合流装置８と、を備える。

中空糸膜モジュール２は、比抵抗値の調整対象である液体Ｌに、液体Ｌの比抵抗値を調整するための調整ガスＧを溶解させる。液体Ｌとして用いる液体は、特に限定されないが、例えば、半導体、液晶等を洗浄するための超純水とすることができる。通常、超純水の比抵抗値は、１７．５［ＭΩ・ｃｍ］以上１８．２［ＭΩ・ｃｍ］の範囲である。調整ガスＧとしても用いるガスは、特に限定されないが、例えば、炭酸ガス又はアンモニアガスとすることができる。中空糸膜モジュール２は、複数本の中空糸膜２１と、これらの中空糸膜２１を内部に収容するハウジング２２と、を備える。

中空糸膜２１は、気体は透過するが液体は透過しない中空糸状の膜である。中空糸膜２１の素材、膜形状、膜形態等は、特に制限されない。ハウジング２２は、中空糸膜２１を内部に収容する密閉容器である。

中空糸膜モジュール２のハウジング２２内の領域は、中空糸膜２１により、液相側領域と気相側領域とに分けられる。液相側領域は、中空糸膜モジュール２のハウジング２２内内の領域のうち、比抵抗値を調整する液体Ｌが供給される領域である。気相側領域は、中空糸膜モジュール２のハウジング２２内の領域のうち、比抵抗値を調整する調整ガスＧが供給される領域である。中空糸膜モジュール２の種類としては、内部灌流型及び外部灌流型がある。本実施形態では、内部灌流型及び外部灌流型の何れであってもよい。外部灌流型の中空糸膜モジュール２では、中空糸膜２１の内側（内表面側）が気相側領域となり、中空糸膜２１の外側（外表面側）が液相側領域となる。内部灌流型の中空糸膜モジュール２では、中空糸膜２１の内側（内表面側）が液相側領域となり、中空糸膜２１の外側（外表面側）が気相側領域となる。

ハウジング２２には、液体供給口２３と、液体排出口２４と、ガス供給口２５と、が形成されている。液体供給口２３は、液相側領域に液体Ｌを供給するためにハウジング２２に形成された開口である。液体排出口２４は、液相側領域から液体Ｌを排出するためにハウジング２２に形成された開口である。ガス供給口２５は、気相側領域に調整ガスＧを供給するためにハウジング２２に形成された開口である。このため、液体供給口２３及び液体排出口２４は、液相側領域に連通され、ガス供給口２５は、気相側領域に連通される。液体供給口２３、液体排出口２４、及びガス供給口２５の位置は特に限定されない。

液体供給管３は、内周側に液体Ｌが流れる流路が形成された管状の部材である。液体供給管３は、液体供給口２３に接続されている。液体供給管３は、中空糸膜モジュール２の液相側領域に連通されており、中空糸膜モジュール２の液相側領域に液体Ｌを供給する。液体排出管４の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

液体排出管４は、内周側に液体Ｌが流れる流路が形成された管状の部材である。液体排出管４は、液体排出口２４に接続されている。液体排出管４は、中空糸膜モジュール２の液相側領域に連通されており、中空糸膜モジュール２の液相側領域から液体Ｌが排出される。液体排出管４の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

ガス供給管５は、内周側に調整ガスＧが流れる流路が形成された管状の部材である。ガス供給管５は、ガス供給口２５に接続されている。ガス供給管５は、中空糸膜モジュール２の気相側領域に連通されており、中空糸膜モジュール２の気相側領域に調整ガスＧを供給する。ガス供給管５の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

ガス供給管５には、圧力調整弁９と、圧力計Ｐ１と、が接続されている。圧力調整弁９は、ガス供給管５を流れる調整ガスＧのガス圧を調整する。つまり、気相側領域における調整ガスＧのガス圧は、圧力調整弁９により調整される。圧力調整弁９としては、周知の様々な圧力調整弁を採用することができる。圧力計Ｐ１は、ガス供給管５を流れる調整ガスＧのガス圧を計測する。圧力計Ｐ１は、ガス供給管５における圧力計Ｐ１の下流側、すなわち、ガス供給管５における圧力計Ｐ１の気相側領域側に接続されている。圧力計Ｐ１としては、周知の様々な圧力計を採用することができ、例えば、ダイヤフラム弁を採用することができる。そして、比抵抗値調整装置１を制御する制御部（不図示）は、ガス供給管５を流れる調整ガスＧのガス圧、すなわち、気相側領域における調整ガスＧのガス圧が、所定値（又は所定範囲内）となるように、圧力計Ｐ１で計測した調整ガスＧのガス圧に基づいて圧力調整弁９を制御する。

なお、本実施形態では、中空糸膜モジュール２の気相側領域から調整ガスＧが排出されないものとして説明するが、中空糸膜モジュール２の気相側領域から調整ガスＧが排出されるものとしてもよい。この場合、中空糸膜モジュール２のハウジング２２に、気相側領域から調整ガスＧを排出するための開口であるガス排出口（不図示）を形成する。そして、このガス排出口に、中空糸膜モジュール２の気相側領域から調整ガスＧが排出されるガス排出管（不図示）を接続する。ガス排出管は、内周側に調整ガスＧが流れる流路が形成された管状の部材である。

バイパス管６は、内周側に液体Ｌが流れる流路が形成された管状の部材である。バイパス管６は、中空糸膜モジュール２をバイパスするように液体供給管３と液体排出管４とに接続されている。バイパス管６は、液体供給管３から分岐して中空糸膜モジュール２をバイパスする。バイパス管６の一方端部は、分配装置７により、中空糸膜モジュール２の上流側において液体供給管３に接続されている。バイパス管６の他方端部は、合流装置８により、中空糸膜モジュール２の下流側において液体排出管４に接続されている。

ここで、液体供給管３のうち、分配装置７よりも液体Ｌの上流側を第一液体供給管３１とし、分配装置７よりも液体Ｌの下流側を第二液体供給管３２とする。同様に、液体排出管４のうち、合流装置８よりも液体Ｌの上流側を第一液体排出管４１とし、合流装置８よりも液体Ｌの下流側を第二液体排出管４２とする。

第一液体排出管４１には、流量調整バルブ１０が接続されている。流量調整バルブ１０は、第一液体排出管４１の開度を調節するなどして、第一液体排出管４１を流れる液体Ｌの流量を調整する。流量調整バルブ１０としては、周知の様々な流量調整バルブを採用することができる。

分配装置７は、第一液体供給管３１、第二液体供給管３２及びバイパス管６に接続されている。分配装置７は、第一液体供給管３１を流れる液体Ｌを、第二液体供給管３２とバイパス管６とに分配する。分配装置７により第二液体供給管３２に分配された液体Ｌは、中空糸膜モジュール２を通って第一液体排出管４１に流れていく。分配装置７によりバイパス管６に分配された液体Ｌは、中空糸膜モジュール２を迂回して第一液体排出管４１に流れていく。このとき、中空糸膜モジュール２を迂回して液体排出管４に流れていく液体Ｌの流量が、中空糸膜モジュール２を通って液体排出管４に流れていく液体Ｌの流量よりも大きくなるように、バイパス管６の流路径が設定される。バイパス管６の素材、特性（硬さ、弾性等）、形状、寸法等は、特に限定されない。

合流装置８は、第一液体排出管４１、バイパス管６及び第二液体排出管４２に接続されている。そして、合流装置８は、第一液体排出管４１を流れる液体Ｌとバイパス管６を流れる液体Ｌを合流し、第二液体排出管４２に排出する。

ここで、図２を参照して、合流装置８についてさらに詳しく説明する。

図２は、実施形態の合流装置の模式図である。図２に示すように、合流装置８は、バイパス管６から第二液体排出管４２に至る液体Ｌの流れによるエジェクタ効果（ベンチュリ効果ともいう）により、第一液体排出管４１に負圧ΔＰを発生させて第一液体排出管４１から液体Ｌを吸引するエジェクタである。合流装置８は、第一流路８１と、第二流路８２と、を備える。第一流路８１及び第二流路８２は、液体Ｌが流れる流路である。

第一流路８１は、バイパス管６と第二液体排出管４２とに接続されている。第一流路８１には、バイパス管６よりも流路径（又は流路の断面積）の小さい絞り部８１ａが設けられている。絞り部８１ａのバイパス管６側には、絞り部８１ａに向かうに従い流路径（又は流路の断面積）が小さくなるテーパ部８１ｂが設けられている。絞り部８１ａの第二液体排出管４２側には、絞り部８１ａから離れるに従い流路径（流路の断面積）が大きくなる逆テーパ部８１ｃが設けられている。このため、バイパス管６から第一流路８１に供給された液体Ｌは、絞り部８１ａに向かうに従い、流速が高くなっていく。そして、絞り部８１ａを通過した液体Ｌは、絞り部８１ａから離れていくに従い、流速が低くなっていく。

第二流路８２は、第一液体排出管４１と絞り部８１ａとに接続されている。第一流路８１に対する第二流路８２の接続構造は、特に限定されるものではない。例えば、第二流路８２は、第一流路８１の中心軸線に対して直交する方向に第一流路８１に接続されてもよい。

次に、比抵抗値調整装置１の作用効果について説明する。

第一液体供給管３１に液体Ｌ（超純水）を供給すると、液体Ｌは、分配装置７により、第二液体供給管３２から中空糸膜モジュール２に供給される液体Ｌと、中空糸膜モジュール２をバイパスしてバイパス管６に供給される液体Ｌと、に分配される。中空糸膜モジュール２では、ガス供給管５から調整ガスＧが中空糸膜モジュール２の気相側領域に供給されているため、第二液体供給管３２から液相側領域に供給された液体Ｌに、中空糸膜２１を透過した調整ガスＧが溶解される。中空糸膜モジュール２により調整ガスＧが溶解された液体Ｌ（ガス付加超純水）と、バイパス管６を通過した液体Ｌ（超純水）とは、合流装置８により合流されて、第二液体排出管４２に排出される。これにより、液体Ｌの流量に関わらず、液体Ｌの比抵抗値を容易に調整することができる。

そして、合流装置８では、第一液体排出管４１に接続される第二流路８２が、バイパス管６と第二液体排出管４２とに接続される第一流路８１の絞り部８１ａに接続されている。このため、合流装置８では、エジェクタ効果（ベンチュリ効果ともいう）により、バイパス管６から第二液体排出管４２に液体Ｌが流れることで、第一液体排出管４１に負圧ΔＰが発生して、第一液体排出管４１から液体Ｌが吸引される。このため、第一液体供給管３１に供給される液体Ｌが低流量となっても、中空糸膜モジュール２をバイパスする液体Ｌの流量に対して中空糸膜モジュール２に供給される液体Ｌの流量が低下するのが抑制される。特に、供給される液体Ｌの流量が小さくなると、供給される液体Ｌの流量が十分に大きい場合に比べて、中空糸膜モジュール２をバイパスする液体Ｌの流量に対する中空糸膜モジュール２に供給される液体Ｌの流量の割合が小さくなる。すると、合流装置８において、第二流路８２を流れる液体Ｌの流量に対する第一流路８１を流れる液体Ｌの流量の割合が大きくなる。その結果、合流装置８のエジェクタ効果、つまり、第二流路８２から液体Ｌを吸引する効果が、供給される液体Ｌの流量が十分に大きい場合に比べて増大される。これにより、簡易な構成で、供給される液体Ｌが低流量になっても液体Ｌの比抵抗値が上昇するのを抑制することができる。

ここで、バイパス管６の流路径をＡ、絞り部８１ａの流路径をＢとする。この場合、Ｂ／Ａは、０．３以上０．８以下の範囲であることが好ましく、０．３３以上０．７５以下の範囲であることが更に好ましい。なお、Ａをバイパス管６の流路の断面積とし、Ｂを絞り部８１ａの断面積としてもよい。このように、バイパス管の流路径Ａに対する絞り部８１ａの流路径Ｂの割合を０．３以上０．８以下の範囲とし、更に０．３３以上０．７５以下の範囲とすることで、第一液体供給管３１に供給される液体Ｌが低流量となった場合のエジェクタ効果を効果的に発生させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、図２を参照して合流装置８の具体的な構成について説明したが、合流装置８は、図２と異なる構成であってもよい。また、上記実施形態では、流量調整バルブ１０は、第一液体排出管４１に接続するものとして説明したが、分配装置７から中空糸膜モジュール２を通って合流装置８に至る流路において、液体Ｌの流量を調整することができれば、流量調整バルブ１０を当該流路の何れの位置に接続してもよく、また、流量調整バルブ１０を他の部材に置き換えてもよい。

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、図１及び図２に示す上記の実施形態の比抵抗値調整装置１を用いた。

液体供給管３の第一液体供給管３１に供給する液体Ｌとしては、２５［℃］における比抵抗値が１８．２［ＭΩ・ｃｍ］の超純水を用いた。第一液体供給管３１に供給する超純水の流量は、１〜２０[Ｌ／ｍｉｎ]の間で変動させた。一定流量を維持する流量維持時間は、３０秒とし、段階的に当該流量を変動させた。第一液体供給管３１に供給する超純水の水圧は、０．２［ＭＰａ］とした。

ガス供給管５に供給する調整ガスＧとしては、炭酸ガスを用いた。炭酸ガスの供給源には、７［ｍ^３］の炭酸ガスボンベを用いた。圧力調整弁９として、二段式圧力調整器及びプレッシャーレギュレーティングバルブを用い、中空糸膜モジュール２の気相側領域に供給する炭酸ガスのガス圧を、０．１［ＭＰａ］とした。

中空糸膜モジュール２として、ポリ−４−メチルペンテン−１を素材とする内径２００［μｍ］、外径２５０［μｍ］の中空糸膜２１を束にし、ＰＰ樹脂製のハウジング２２内で、中空糸膜２１の束の両端を樹脂で固め、０．５［ｍ^２］の膜面積を有する外部灌流型の気体給気用中空糸モジュール（ＤＩＣ（株）製ＳＥＰＡＲＥＬＰＦ−００１Ｌ）を得た。中空糸膜２１の炭酸ガス透過速度は、３．５×１０^−５［ｃｍ^３／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ］であった。

そして、第一液体供給管３１に超純水を供給するとともに、ガス供給管５に炭酸ガスを供給した。第一液体供給管３１に供給した超純水は、分配装置７により、第二液体供給管３２から中空糸膜モジュール２の液相側領域に供給される比較的小流量の流れと、中空糸膜モジュール２をバイパスしてバイパス管６に供給される比較的大流量の流れと、に分配された。ガス供給管５に供給した炭酸ガスは、圧力調整弁９により０．１［ＭＰａ］に調整された後、中空糸膜モジュール２の気相側領域に供給された。中空糸膜モジュール２では、炭酸ガスは、中空糸膜２１を透過して液相側領域を流れる超純水に溶解され、超純水は、炭酸ガスが溶解された炭酸ガス付加超純水となった。中空糸膜モジュール２から排出された炭酸ガス付加超純水と、バイパス管６を通過した超純水とは、合流装置８により合流されて目的とする比抵抗値調整超純水となり、第二液体排出管４２に排出された。

このとき、第一液体供給管３１に供給する超純水の流量が２０［Ｌ／ｍｉｎ］のときに、比抵抗値調整超純水の比抵抗値が０．７［ＭΩ・ｃｍ］となるように、流量調整バルブ１０で第一液体排出管４１の流量を調整した。

そして、第一液体供給管３１に供給する超純水の流量を段階的に減少させて、各流量における比抵抗値調整超純水の比抵抗値を計測した。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様に、図１及び図２に示す上記の実施形態の比抵抗値調整装置１を用いた。

この比抵抗値調整装置１において、第一液体供給管３１に供給する超純水の流量が２０［Ｌ／ｍｉｎ］のときに、比抵抗値調整超純水の比抵抗値が０．５［ＭΩ・ｃｍ］となるように、流量調整バルブ１０で第一液体排出管４１の流量を調整した。その他の条件は、実施例１と同一とした。

（比較例１）
比較例１では、図３及び図４に示す比抵抗値調整装置１１を用いた。

比抵抗値調整装置１１は、基本的に比抵抗値調整装置１（図１参照）と同様であり、合流装置８の代わりに合流装置１８を用いた点のみ、比抵抗値調整装置１と相違する。

合流装置１８は、合流装置８のような絞り部８１ａを備えていない。合流装置１８は、単に、第一液体排出管４１を流れる液体Ｌとバイパス管６を流れる液体Ｌを合流し、比抵抗値調整超純水である液体Ｌを第二液体排出管４２に排出する。

この比抵抗値調整装置１１において、実施例１と同様に、第一液体供給管３１に供給する超純水の流量が２０［Ｌ／ｍｉｎ］のときに、比抵抗値調整超純水の比抵抗値が０．７［ＭΩ・ｃｍ］となるように、流量調整バルブ１０で第一液体排出管４１の流量を調整した。その他の条件も、実施例１と同一とした。

（比較例２）
比較例２では、比較例１と同様に、図３及び図４に示す比抵抗値調整装置１１を用いた。

この比抵抗値調整装置１１において、第一液体供給管３１に供給する超純水の流量が２０［Ｌ／ｍｉｎ］のときに、比抵抗値調整超純水の比抵抗値が０．５［ＭΩ・ｃｍ］となるように、流量調整バルブ１０で第一液体排出管４１の流量を調整した。その他の条件は、実施例１と同一とした。

（計測結果）
図５に、実施例１及び比較例１の計測結果を示し、図６に、実施例２及び比較例２の計測結果を示す。図５及び図６において、横軸は、第一液体供給管３１に供給する超純水の流量を示しており、縦軸は、比抵抗値調整超純水の比抵抗値を示している。

図５及び図６に示すように、超純水の流量が５［Ｌ／ｍｉｎ］を超える場合は、実施例１及び実施例２と比較例１及び比較例２とで、比抵抗値調整超純水の比抵抗値に大きな違いは無かった。一方、超純水の流量が５［Ｌ／ｍｉｎ］以下になると、比較例１及び比較例２では、比抵抗値調整超純水の比抵抗値が大きく上昇したのに対し、実施例１及び実施例２では、比較例１及び比較例２ほど比抵抗値調整超純水の比抵抗値が大きく上昇しなかった。この結果から、絞り部８１ａを備えた合流装置８を設けるという簡易な構成で、供給される超純水が低流量になっても比抵抗値調整超純水の比抵抗値が上昇するのを抑制することができることが分かった。

更に、実施例１及び実施例２では、超純水の流量が低下する程、比較例１及び比較例２に比べて比抵抗値調整超純水の比抵抗値の上昇割合が小さくなった。これは、次の理由にものであると推察される。つまり、超純水の流量が十分に大きい場合は、中空糸膜モジュール２に供給される超純水の流量と中空糸膜モジュール２をバイパスする超純水の流量との分配比率が安定する。しかしながら、超純水の流量が小さくなると、この分配比率が崩れてしまい、超純水の流量が十分に大きい場合に比べて、中空糸膜モジュール２をバイパスする超純水の流量に対する中空糸膜モジュール２に供給される超純水の流量の割合が小さくなる。すると、合流装置８において、第二流路８２を流れる炭酸ガス付加超純水の流量に対する第一流路８１を流れる超純水の流量の割合が大きくなる。その結果、合流装置８のエジェクタ効果、つまり、第二流路８２から炭酸ガス付加超純水を吸引する効果が、超純水の流量が十分に大きい場合に比べて増大されたものと推察される。

１…比抵抗値調整装置、２…中空糸膜モジュール、２１…中空糸膜、２２…ハウジング、２３…液体供給口、２４…液体排出口、２５…ガス供給口、３…液体供給管、３１…第一液体供給管、３２…第二液体供給管、４…液体排出管、４１…第一液体排出管、４２…第二液体排出管、５…ガス供給管、６…バイパス管、７…分配装置、８…合流装置、８１…第一流路、８１ａ…絞り部、８１ｂ…テーパ部、８１ｃ…逆テーパ部、８２…第二流路、９…圧力調整弁、１０…流量調整バルブ、１１…比抵抗値調整装置、１８…合流装置、Ｇ…調整ガス、Ｌ…液体、Ｐ１…圧力計。

Claims

中空糸膜により、比抵抗値の調整対象である液体が供給される液相側領域と前記液体の比抵抗値を調整するための調整ガスが供給される気相側領域とに分けられて、前記中空糸膜を透過した前記調整ガスを前記液体に溶解させる中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールに前記液体を供給する液体供給管と、
前記中空糸膜モジュールから前記調整ガスが溶解した前記液体が排出される第一液体排出管と、
前記中空糸膜モジュールに前記調整ガスを供給するガス供給管と、
前記液体供給管から分岐して前記中空糸膜モジュールをバイパスするバイパス管と、
前記第一液体排出管を流れる前記液体と前記バイパス管を流れる前記液体とを合流する合流装置と、
前記合流装置から合流した前記液体が排出される第二液体排出管と、を備え、
前記合流装置は、
バイパス管と前記第二液体排出管とに接続されて、前記バイパス管よりも流路径の小さい絞り部を有する第一流路と、
前記第一液体排出管と前記絞り部とに接続される第二流路と、を備える、
比抵抗値調整装置。
前記バイパス管の流路径をＡ、前記絞り部の流路径をＢとすると、Ｂ／Ａは０．３以上０．８以下の範囲である、
請求項１に記載の比抵抗値調整装置。