JP2020203231A - 膜透過水製造装置及び注射用水製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】より清浄である注射用水をより確実に供給する。【解決手段】膜透過水製造装置は、１次処理した精製水を濾過して膜透過水とする膜フィルタと、膜透過水を用いて純蒸気を生成する純蒸気製造部と、精製水及び／又は膜透過水を流通する流路へ純蒸気を供給する純蒸気供給管とを備える。【選択図】図１

Description

本明細書は、膜透過水製造装置及び注射用水製造システムを開示する。

従来、純水を製造する装置としては、例えば、水を蒸発させることなく１００℃よりも高い温度として殺菌し、得られた殺菌水を濾過するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、注射用水の品質を満たす純水を得ることができるとしている。また、無菌水の製造装置としては、原水から固形物などを除去する処理を行い得られた精製水を蒸留したあと限外濾過膜を透過させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特表２００１−５２２７１９号公報 実用新案出願公開平３−３４９７号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された装置では、高圧に耐えられる流路とする必要があり、簡単には注射用水を得ることが難しかった。また、特許文献１、２では、注射用水を製造する間、加熱することを要するため、エネルギーを多く消費する問題もあった。引用文献１、２において、加熱を行わないものとした場合、清浄な注射用水をどのように得るかについては検討されていなかった。このように、より清浄である注射用水をより確実に供給することが求められていた。

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、より清浄である注射用水をより確実に供給することができる膜透過水製造装置及び注射用水製造システムを提供することを主目的とする。

上述した主目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、注射用水を製造するに際して、より清浄である膜透過水を用いて生成した純蒸気によって、流路などの殺菌を行うものとすれば、より清浄である注射用水をより確実に供給することができることを見いだし、本開示を完成するに至った。

即ち、本開示の膜透過水製造装置は、
注射用水を製造する注射用水製造システムに用いられる膜透過水製造装置であって、
１次処理した精製水を濾過して膜透過水とする膜フィルタと、
前記膜透過水を用いて純蒸気を生成する純蒸気製造部と、
前記精製水及び／又は前記膜透過水を流通する流路へ前記純蒸気を供給する純蒸気供給管と、
を備えたものである。

この膜透過水製造装置は、膜フィルタを用いることによって、１次処理した精製水を濾過して膜透過水とする。また、膜透過水製造装置は、純蒸気製造部と純蒸気供給管とを備え、膜透過水を用いて生成した純蒸気を、精製水や膜透過水を流通する流路へ供給することが可能である。即ち、膜透過水製造装置は、熱水よりも温度が高く、純度も高い蒸気を用いて流路を殺菌可能である。したがって、この膜透過水製造装置では、より清浄である注射用水をより確実に供給することができる。ここで、膜透過水は、注射用水に準じた品質を有するものとしてもよい。

あるいは、膜透過水製造装置は、
注射用水を製造する注射用水製造システムに用いられる膜透過水製造装置であって、
１次処理した精製水を濾過して膜透過水とする膜フィルタと、
前記膜フィルタの上流に配設され供給された水を濾過して前記精製水とする前段フィルタと、
前記膜フィルタで濾過された前記膜透過水を前記前段フィルタへ供給する前段流路と、
前記前段フィルタと前記膜フィルタとの間の流路に配設され前記精製水及び／又は前記膜透過水を収容する貯留タンクと、
前記膜フィルタ、前記前段流路及び前記貯留タンクのうちいずれかの水を加熱する加熱部と、
前記前段流路に接続され前記前段フィルタを介さずに前記膜透過水を前記貯留タンクへ流通するバイパス流路と、
を備えたものとしてもよい。

この膜透過水製造装置では、前段フィルタによって、膜フィルタの前で異物などを除去することができる。また、加熱部と前段流路とを用いて、加熱した熱水で前段フィルタを殺菌処理することができる。したがって、この膜透過水製造装置では、上質な精製水を供給することによって、より清浄である注射用水をより確実に供給することができる。

本開示の注射用水製造システムは、
原水を１次処理し精製水を生成する精製水製造装置と、
上述した膜透過水製造装置と、を備え、
前記膜透過水を収容する膜透過水供給タンクと、前記膜透過水供給タンクに接続され水を環流する供給環流路とを備えた膜透過水供給装置と、
前記膜透過水製造装置で製造された膜透過水を更に濾過して注射用水とする第２膜フィルタと、前記膜透過水及び／又は前記注射用水を収容する第２貯留タンクと、前記第２膜フィルタと前記第２貯留タンクとの間で水を環流する第２環流路とを備えた注射用水製造装置と、
前記注射用水製造装置で製造された前記注射用水を収容する注射用水供給タンクと、前記注射用水供給タンクに接続され水を環流する注射用水環流路とを備えた注射用水供給装置と、のうちいずれか１以上を更に備えたものである。

この注射用水製造システムは、上述した膜透過水製造装置を備えているため、上述した膜透過水製造装置と同様の効果を得ることができる。

注射用水製造システム１０の構成の概略を示す説明図。 前段フィルタ４１の構成の概略を示す説明図。 膜フィルタ５０の構成の概略を示す説明図。

次に、本開示を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、一実施形態である注射用水製造システム１０の構成の概略を示す説明図である。図２は、一実施形態である前段フィルタ４１の構成の概略を示す説明図である。図３は、一実施形態である膜フィルタ５０の構成の概略を示す説明図である。注射用水製造システム１０は、蒸留装置を用いずに、即ち水を沸騰させることなく注射用水を製造する製造ラインとして構成されている。この注射用水製造システム１０は、精製水製造装置２０と、膜透過水製造装置４０と、膜透過水供給装置６０と、純蒸気製造部６９と、注射用水製造装置７０と、注射用水供給装置８０とを備えている。精製水製造装置２０は、原水を１次処理した精製水を供給する装置である。膜透過水製造装置４０は、精製水を濾過して膜透過水とする装置である。なお、膜透過水は、注射用水と同等の品質を有するものとしてもよい。膜透過水供給装置６０は、膜透過水を貯留し、これを下流の装置や膜透過水を使用する各部署へ供給する装置である。純蒸気製造部６９は、純度の高い膜透過水を用いた蒸気（純蒸気とも称する）を生成し、各流路へ供給することにより、装置内の殺菌処理を可能とする装置である。注射用水製造装置７０は、膜透過水を更に濾過して注射用水とする装置である。注射用水製造システム１０では、この注射用水製造装置７０を導入することにより、膜透過水を蒸留して注射用水を得る蒸留装置を省略することができる。注射用水供給装置８０は、注射用水を貯留し、これを使用する各部署へ供給する装置である。

また、この注射用水製造システム１０は、工業用蒸気ライン１１と、冷却水戻りライン１２と、冷却水ライン１３と、純蒸気ライン１４とを備えている。工業用蒸気ライン１１は、水道水などの原水を用いた工業用蒸気を流通する配管である。工業用蒸気は、例えば、１２１℃以上の温度を有するものとしてもよい。冷却水戻りライン１２は、使用済みの冷却水を回収する配管である。冷却水ライン１３は、冷却水を流通する配管である。冷却水は、例えば、室温（２５℃）以下としてもよいし、１０℃以下としてもよい。純蒸気ライン１４は、純蒸気製造部６９によって生成された純蒸気を流通する配管である。純蒸気は、注射用水製造システム１０の流路のうち、純度の高い水（例えば膜透過水や注射用水など）が流通する流路に供給され、その流路を殺菌するために用いられる。

精製水製造装置２０は、原水の１次処理を行い精製水を生成し、この精製水を注射用水製造装置７０側へ供給する装置である。精製水製造装置２０は、原水流路１５と、オゾン発生器１６とを備えている。原水流路１５は、原水を流通する流路であり、オゾン発生器１６が接続され、オゾンを添加した原水を複数の滞留タンクに供給する配管である。このオゾン発生器１６は、酸素からオゾンを発生する装置であり、発生したオゾンを原水流路１５を流通する原水へ供給する。オゾン発生器１６は、原水の殺菌を十分に行うことができ、且つ精製部２８で除去可能な濃度の範囲でオゾンを原水に供給すればよく、例えば、オゾン濃度は０．１ｐｐｍ以上１ｐｐｍ以下の範囲としてもよい。

精製水製造装置２０は、更に第１滞留タンク２１と、第２滞留タンク２２と、精製部２８と、イオン除去部３５とを備えている。原水流路１５は、切替弁１５ａ及び第１流路２３を介して第１滞留タンク２１に接続されている。また、原水流路１５は、切替弁１５ａ及び第２流路２４を介して第２滞留タンク２２に接続されている。第１滞留タンク２１及び第２滞留タンク２２は、オゾンを含む水を滞留する収容部材である。この第１滞留タンク２１には攪拌機２１ａが配設され、第２滞留タンク２２には攪拌機２２ａが配設され、収容された水を攪拌可能になっている。精製水製造装置２０では、複数の滞留タンクとして第１滞留タンク２１及び第２滞留タンク２２を備えており、一方がオゾンを含む水の滞留に使用される場合、他方が下流への水の供給に使用される。このように滞留タンクを切り替えて使用可能であるため、水の殺菌及び下流への水の供給を連続的に行うことができる。また、十分に滞留時間を稼ぐことができるため、原水の殺菌を十分に行うことができる。滞留タンクでのオゾンを含む水の滞留時間は、原水の殺菌を十分行うことができる範囲とすればよく、例えば、５分以上３０分以下の範囲などとしてもよい。

第１滞留タンク２１は、底面側に精製部２８へ水を流通する流路が接続されている。この流路には、送液ポンプ２５及び切替弁１５ｂが配設されている。また、第２滞留タンク２２は、底面側に精製部２８側へ水を流通する流路が接続されている。この流路には、送液ポンプ２６及び切替弁１５ｂが配設されている。切替弁１５ａ及び切替弁１５ｂは、第１滞留タンク２１及び第２滞留タンク２２のうち、１の滞留タンクにオゾンを含む水を滞留させると共に、他の滞留タンクから滞留後の水を下流へ供給するよう流路を切り替えるものである。切替弁１５ｂと精製部２８との間の流路には、流通する水を冷却する熱交換器２７が配設されている。熱交換器２７には、冷却水ライン１３からの配管が接続されており、この冷却水と滞留タンクからの水との熱交換を行う。

精製部２８は、滞留タンクから供給されたオゾンを含む水を処理してオゾンを除去した精製水とするものである。この精製部２８は、オゾンを除去することができれば特に限定されないが、活性炭を処理材として含む活性炭塔であるものとしてもよい。活性炭塔では、原水に含まれるカルキなども除去することができる。この精製部２８には、蒸気を供給する蒸気供給管１８が接続されている。蒸気供給管１８は、工業用蒸気ライン１１に接続されており、工業用蒸気を精製部２８に供給する。精製部２８は、例えば、詳しくは後述する加熱した熱水での殺菌処理を定期的に行っていても菌の増加などが検出された場合において、熱水よりも高温である工業用蒸気によって殺菌処理が行われる。精製部２８の下流側には、イオン除去部３５へ水を流通させる流路３４が接続されている。熱交換器２７と精製部２８との間の流路には、精製部２８の下流の流路３４に接続された副流路２９が接続されている。この副流路２９には、図示しない切替弁が配設されており、精製部２８へ水を流通させずに副流路２９側へ水の流通を切替可能に構成されている。

精製部２８の下流側に接続された流路３４には、複数の滞留タンクのいずれかへ精製水を環流する環流路３０が接続されている。この流路３４には、環流路３０とイオン除去部３５側とのいずれかに精製水や熱水を流通するよう流路を切り替える図示しない切替弁が配設されている。環流路３０には、第１滞留タンク２１へ水を環流する第１接続流路３２と、第２滞留タンク２２へ水を環流する第２接続流路３３とが接続されている。この環流路３０には、第１接続流路３２と第２接続流路３３とのいずれかに精製水や熱水を流通するよう流路を切り替える図示しない切替弁が配設されている。この環流路３０には、流通する精製水を加熱する加熱部としての加熱部３６が配設されている。加熱部３６には、工業用蒸気ライン１１からの配管が接続されており、工業用蒸気との熱交換により環流路３０を流通する水を加熱する。なお、加熱部３６は、流通する水を加熱可能であれば特に熱交換器に限定されず、ヒータとしてもよい。精製水製造装置２０では、注射用水の製造中断中などに、加熱部３６により加熱した熱水（例えば８０℃など）を循環させ、第１滞留タンク２１、第２滞留タンク２２、精製部２８及び各流路などを洗浄、殺菌する処理が行われる。

イオン除去部３５は、精製部２８によりオゾンやカルキなどを除去した水から更にイオンを除去した精製水を生成する装置である。このイオン除去部３５は、例えば、ＲＯ膜を備えたＲＯフィルタや電気泳動によりイオンを除去する電気再生式イオン交換装置などを備えるものとしてもよい。イオン除去部３５の下流側には、イオンを除去した水を膜透過水製造装置４０へ供給する流路３７が接続されている。また、イオン除去部３５の下流には、環流路３０ｂが接続されている。この環流路３０ｂには、環流路３０ｂ流通する精製水を加熱する加熱部３６ｂと、第１滞留タンク２１へ水を環流する第１接続流路３２ｂと、第２滞留タンク２２へ水を環流する第２接続流路３３ｂとが接続されている。この加熱部３６ｂ、第１接続流路３２ｂ及び第２接続流路３３ｂによって、イオン除去部３５での循環水を必要に応じて加熱して第１滞留タンク２１や第２滞留タンク２２へ供給する。

膜透過水製造装置４０は、精製水を濾過して膜透過水とし、下流の膜透過水供給装置６０や純蒸気製造部６９などへ供給する装置である。膜透過水製造装置４０は、前段フィルタ４１と、貯留タンク４２と、ＵＶランプ４４と、膜フィルタ５０と、純蒸気製造部６９とを備えている。前段フィルタ４１は、膜フィルタ５０の上流に配設され濾過することによって、より清浄な精製水とするものである。この前段フィルタ４１は、出口側が封止されたデッドエンド濾過方式で用いられるフィルタである。前段フィルタ４１は、精製水を浄化する限外ろ過膜で中空糸膜モジュールとしてもよく、供給された精製水が膜の外側から内側へ透過することにより精製水を浄化するものとしてもよい。この前段フィルタ４１は、図２に示すように、中空のチューブ形状を有する分離膜４１ａと、複数の分離膜４１ａを束ねて収納するカートリッジ４１ｂとを備えている。分離膜４１ａは、後述する有機膜５２と同様の分離性能を有するものとしてもよい。前段フィルタ４１の上流側には流路３７が接続され、下流側には貯留タンク４２に接続された流路３８が接続されている。貯留タンク４２は、前段フィルタ４１で濾過された精製水を貯留し、下流へ供給する収容部材である。この貯留タンク４２は、前段フィルタ４１と膜フィルタ５０との間の流路に配設されている。この貯留タンク４２には、底面側にＵＶランプ４４へ水を流通するＵＶ流路４５が接続されている。

ＵＶランプ４４は、流通する精製水や膜透過水などへ紫外光を照射し、菌の増加を抑えるものである。ＵＶ流路４５は、ＵＶランプ４４へ水を供給する流路である。このＵＶ流路４５には、送液ポンプ４３及び図示しない切替弁が配設されている。また、ＵＶ流路４５には、ＵＶランプ４４を介さずに水を膜フィルタ５０側へ流通する副流路４９が接続されている。副流路４９は、膜透過水製造装置４０の流路の純蒸気による殺菌処理において、ＵＶランプ４４に純蒸気を供給せずにＵＶランプ４４の劣化や破損などを抑制するための流路である。図示しない切替弁は、ＵＶ流路４５と副流路４９とのいずれかに水や熱水、蒸気のいずれか１以上（流体とも総称する）を流通するよう切り替えるものである。ＵＶランプ４４及び副流路４９の下流には加熱部４６へ水を流通させる流路が接続されている。加熱部４６は、加熱部３６と同様の構成を有する熱交換器であり、工業用蒸気ライン１１に接続された配管から供給された工業用蒸気によって流通する水を加熱する。この加熱部４６は、貯留タンク４２、膜フィルタ５０及び後述する前段流路５５のうちいずれかに存在する水を加熱可能である。なお、加熱部４６は、流通する水を加熱可能であれば特に熱交換器に限定されず、ヒータとしてもよい。膜透過水製造装置４０では、注射用水の製造中断中などに、加熱部４６により加熱した熱水（例えば８０℃など）を循環させ、貯留タンク４２や膜フィルタ５０などを洗浄、殺菌する処理が行われる。加熱部４６の下流には、膜フィルタ５０が流路を介して接続されている。なお、加熱部４６は、貯留タンク４２に配設されてもよいし、貯留タンク４２と膜フィルタ５０との間に配設されてもよいし、前段流路５５に配設されてもよい。

膜フィルタ５０は、１次処理した精製水を濾過して膜透過水とするものであり、例えば、有機膜により構成されていてもよい。この膜フィルタ５０は、供給された水の流れ方向と濾過方向とが直交するクロスフロー濾過方式で用いられるフィルタである。膜フィルタ５０は、図３に示すように、中空のセル５３を構成するチューブ状の有機膜５２を複数束ねてカートリッジ５１に収納した構造を有している。この膜フィルタ５０では、入口側からセル５３へ入った水のうち、有機膜５２を透過可能な水が有機膜５２を透過し、膜フィルタ５０の側面から送出される。一方、有機膜５２を透過できない異物（例えば、菌や毒素など）は、セル５３の流路に沿って流通し、水と共にセル５３の出口側から送出される。有機膜５２の材質は、例えば、ポリスルホン膜としてもよい。この有機膜５２は、例えば、分画分子量が６０００以下のものとしてもよい。

膜フィルタ５０のセル５３に沿った出口側には、膜フィルタ５０から貯留タンク４２へ水を環流する第１環流路４７が接続されている。この第１環流路４７には、純蒸気供給管４８が接続されている。純蒸気供給管４８は、純蒸気ライン１４に接続されており、第１環流路４７を介して膜透過水製造装置４０の精製水及び／又は膜透過水を流通する流路に純蒸気を供給することができる。膜透過水製造装置４０では、加熱した熱水で流路の殺菌処理を定期的に行っていても菌の増加などが検出された場合において、熱水よりも高温である純蒸気によって殺菌処理が行われる。また、膜フィルタ５０には、有機膜５２を透過した膜透過水を流通する流路５４が接続されている。この流路５４は、膜透過水供給装置６０が有する膜透過水供給タンク６１に接続されており、膜透過水を膜透過水供給タンク６１に供給する。また、この流路５４には、膜フィルタ５０で濾過された膜透過水を前段フィルタ４１へ供給する前段流路５５が接続されている。前段流路５５には、切替弁５５ａ及びバイパス流路５６が配設されている。また、前段流路５５には、流路３７が切替弁３９を介して接続されている。切替弁３９は、流路３７からの流体を流通するか閉鎖するかを切り替える。バイパス流路５６は、前段フィルタ４１及び貯留タンク４２の間に配設された流路３８と、前段流路５５とに接続されており、前段流路５５を流通する流体を前段フィルタ４１を介さずに貯留タンク４２へ流通するものである。切替弁５５ａは、前段流路５５を流通する流体を前段フィルタ４１側へ流通するかバイパス流路５６側へ流通するかを切り替えるものである。このように、膜透過水製造装置４０では、必要な場合に前段フィルタ４１へ流体を供給可能に構成されている。また、流路５４には、純蒸気製造部６９へ膜透過水を流通する第１供給流路５７及び供給流路５９が接続されている。この供給流路５９には、膜透過水供給タンク６１からの膜透過水が流通可能である第２供給流路６４が切替弁５８を介して接続されている。切替弁５８は、第１供給流路５７からの流体及び第２供給流路６４からの流体のいずれかを供給流路５９へ流通させるように切り替える。このように、純蒸気製造部６９は、膜フィルタ５０及び膜透過水供給タンク６１のいずれかから膜透過水が供給される。

純蒸気製造部６９は、膜透過水を用いて純蒸気を生成するものである。この純蒸気製造部６９は、膜フィルタ５０側に接続された第１供給流路５７と、膜透過水供給タンク６１側に接続された第２供給流路６４とのいずれかを介して膜透過水が供給される。そして、純蒸気製造部６９は、注射用水と同等の品質を有する膜透過水を用いて、例えば、１２１℃以上の純蒸気を生成する。生成した純蒸気は、配管を介して純蒸気ライン１４へ導入され、純蒸気ライン１４を介して注射用水製造システム１０の各装置に接続された、例えば、純蒸気供給管４８、６８、７８、８８、９８などに供給される。純蒸気製造部６９は、図示しない配管を介して導入された工業用蒸気と熱交換するなどして膜透過水を蒸気化する。

膜透過水供給装置６０は、膜透過水製造装置４０で生成された膜透過水を貯留し、使用者や下流の装置へ供給するものである。膜透過水供給装置６０は、膜透過水供給タンク６１と、流路６２と、送液ポンプ６３と、加熱部６６とを備えている。膜透過水供給タンク６１は、膜フィルタ５０で濾過された膜透過水を貯留し、下流へ供給する収容部材である。この膜透過水供給タンク６１は、膜フィルタ５０に接続された流路５４と、注射用水製造装置７０に接続された流路６２との間に配設されている。この膜透過水供給タンク６１には、底面側に注射用水製造装置７０へ膜透過水を流通する流路６２が接続されている。流路６２には、送液ポンプ６３が配設されており、その下流には、供給流路５９に接続する第２供給流路６４が接続されている。流路６２は、供給環流路として構成されており、注射用水製造装置７０の近傍まで伸延され、加熱部６６を介して膜透過水供給タンク６１の上部に接続されている。この流路６２は、例えば、工場内に張り巡らされた配管であり、図示しない使用流路が接続されており、工場の使用スポットにて、この膜透過水を利用可能であるものとしてもよい。加熱部６６は、流路６２を流通する水を加熱する熱交換器であるが、ヒータとしてもよい。また、流路６２には、注射用水製造装置７０へ膜透過水を供給する流路６５が接続されている。

膜透過水供給装置６０では、加熱部６６により加熱された熱水により、膜透過水供給タンク６１や流路６２などの殺菌処理を実行する。この流路６２には、純蒸気供給管６８が接続されている。純蒸気供給管６８は、純蒸気ライン１４に接続されており、流路６２を介して膜透過水供給装置６０の膜透過水を流通する流路に純蒸気を供給することができる。膜透過水供給装置６０では、加熱した熱水で流路の殺菌処理を定期的に行っていても菌の増加などが検出された場合において、熱水よりも高温である純蒸気によって殺菌処理が行われる。純蒸気製造部６９は、純蒸気供給管４８を介して純蒸気を第１環流路４７や膜フィルタ５０などに導入するときには、膜フィルタ５０から膜透過水を得られないため、膜透過水供給タンク６１から供給された膜透過水により純蒸気を生成し、生成した純蒸気を膜透過水製造装置４０へ供給する。また、純蒸気製造部６９は、純蒸気供給管６８を介して純蒸気を流路６２や膜透過水供給タンク６１などに導入するときには、膜透過水供給タンク６１から膜透過水を得られないため、膜フィルタ５０から供給された膜透過水により純蒸気を生成し、生成した純蒸気を膜透過水供給装置６０へ供給する。

注射用水製造装置７０は、膜透過水製造装置４０と同様の構成を有し、膜透過水供給装置６０から供給された膜透過水を更に浄化し注射用水とする装置である。注射用水製造システム１０では、膜透過水製造装置４０と膜透過水供給装置６０との２段の膜フィルタによって、より確実に注射用水を生成することができる。この注射用水製造装置７０は、膜透過水を濾過して注射用水とし、下流の注射用水供給装置８０などへ供給する。注射用水製造装置７０は、第２貯留タンク７１と、加熱部７６と、第２膜フィルタ５０Ｂとを備えている。第２貯留タンク７１は、膜透過水供給タンク６１から供給された膜透過水を貯留し、下流へ供給する収容部材である。この第２貯留タンク７１は、流路６２に接続されている。この第２貯留タンク７１には、上面側と底面側とに第２環流路７２が接続されている。第２環流路７２は、第２膜フィルタ５０Ｂ側へ流体を流通したのち第２貯留タンク７１へこの流体を環流させる配管である。

この第２環流路７２には、送液ポンプ７３や加熱部７６、第２膜フィルタ５０Ｂなどが配設されている。加熱部７６は、加熱部６６と同様の構成を有する熱交換器であり、工業用蒸気ライン１１に接続された配管から供給された工業用蒸気によって膜透過水を加熱する。なお、加熱部７６は、流通する水を加熱可能であれば特に熱交換器に限定されず、ヒータとしてもよい。また、加熱部７６は、第２貯留タンク７１に配設されてもよいし、第２貯留タンク７１と第２膜フィルタ５０Ｂとの間に配設されてもよいし、第２膜フィルタ５０Ｂと第２貯留タンク７１との間に配設されてもよい。注射用水製造装置７０では、注射用水の製造中断中などに、加熱部７６により加熱した熱水（例えば８０℃など）を循環させ、第２貯留タンク７１や第２膜フィルタ５０Ｂ、第２環流路７２などを洗浄、殺菌する処理が行われる。この第２環流路７２には、純蒸気供給管７８が接続されている。純蒸気供給管７８は、純蒸気ライン１４に接続されており、第２環流路７２を介して注射用水製造装置７０の流路に純蒸気を供給することができる。注射用水製造装置７０では、加熱した熱水で流路の殺菌処理を定期的に行っていても菌の増加などが検出された場合において、熱水よりも高温である純蒸気によって殺菌処理が行われる。加熱部７６の下流には、膜透過水製造装置４０で製造された膜透過水を更に濾過して注射用水とする第２膜フィルタ５０Ｂが配設されている。第２膜フィルタ５０Ｂは、供給された水の流れ方向と濾過方向とが直交するクロスフロー濾過方式で用いられるフィルタである（図３参照）。第２膜フィルタ５０Ｂの構造は、膜フィルタ５０と同様の構造を有するため、ここではその詳細な説明は省略する。また、第２膜フィルタ５０Ｂには、有機膜を透過した注射用水を流通する流路７７が接続されている。この流路７７は、注射用水供給装置８０が有する注射用水供給タンク８１に加熱部７９を介して接続されており、注射用水を注射用水供給タンク８１に供給する。また、流路７７は、切替弁７４を介して第２貯留タンク７１にも接続されている。切替弁７４は、流路７７からの流体を注射用水供給タンク８１側へ流通するか第２貯留タンク７１側へ流通するかを切り替える。

注射用水供給装置８０は、注射用水製造装置７０で生成された注射用水を貯留し、使用スポットへ供給するものである。注射用水供給装置８０は、注射用水供給タンク８１と、注射用水環流路８２と、使用流路８４と、流路８９と、加熱部９６とを備えている。注射用水供給タンク８１は、第２膜フィルタ５０Ｂで濾過された注射用水を貯留し、使用スポットへ供給する収容部材である。この注射用水供給タンク８１は、第２膜フィルタ５０Ｂに接続された流路７７に配設された加熱部７９の下流に配設されている。注射用水供給タンク８１は、加熱部７９により加熱された注射用水（例えば８０℃）を貯留する。この注射用水供給タンク８１には、上面側と底面側とに注射用水環流路８２が接続されている。注射用水環流路８２は、各使用流路８４へ流体を供給したのち注射用水供給タンク８１へこの流体を環流させる配管である。注射用水環流路８２は、例えば、工場内に張り巡らされた配管であり、１以上の使用流路８４が接続されており、工場の各使用スポットにてこの注射用水を利用可能になっている。加熱部９６は、注射用水環流路８２に配設され、注射用水環流路８２を流通する流体を加熱する熱交換器であるが、ヒータとしてもよい。注射用水環流路８２には、送液ポンプ８３が配設されており、加熱部９６により加熱された注射用水（例えば８０℃）がこの送液ポンプ８３によって循環している。注射用水供給装置８０では、菌の増加を防ぐため、加熱部９６により常時加熱された注射用水（例えば８０℃）が注射用水供給タンク８１に貯留され、注射用水環流路８２を循環する。送液ポンプ８３の下流には、使用流路９１へ注射用水を供給する注射用水供給流路としての流路８９が接続されている。流路８９には、熱交換器９０が配設されており、冷却水ライン１３から供給された冷却水により冷却された注射用水が使用流路９１から供給される。この流路８９は、純蒸気ライン１４に接続された純蒸気供給管９８が接続されており、純蒸気により殺菌可能である。また、注射用水環流路８２には、純蒸気供給管８８が接続されている。純蒸気供給管８８は、純蒸気ライン１４に接続されており、注射用水環流路８２を介して注射用水供給装置８０の注射用水を流通する流路に純蒸気を供給することができる。注射用水供給装置８０では、菌の増加などが検出された場合において、熱水よりも高温である純蒸気によって殺菌処理が行われる。

注射用水製造システム１０では、精製水製造装置２０において、原水流路１５から供給された原水にオゾン発生器１６からオゾンが供給され、第１滞留タンク２１や第２滞留タンク２２で滞留させて原水の殺菌を行う。次に、滞留タンクの１つからオゾンを含む原水を精製部２８へ流通させ、オゾンやカルキなどの不要物を除去し、イオン除去部３５へ流通させ不要なイオンを除去し、精製水とし、膜透過水製造装置４０へ供給する。精製水製造装置２０では、環流路３０や加熱部３６などを用い、所定のタイミングで熱水による殺菌処理を行う。一方、菌の増加などが検出されると、精製部２８に対して蒸気による殺菌処理を行う。また、膜透過水製造装置４０では、精製水を前段フィルタ４１で更に浄化した上で貯留タンク４２に貯留し、ＵＶランプ４４、膜フィルタ５０を介して第１環流路４７で精製水を循環させ、膜フィルタ５０により浄化した膜透過水を膜透過水供給装置６０へ供給する。膜透過水供給装置６０では、膜透過水供給タンク６１に膜透過水を貯留し、流路６２を介して使用スポットへ膜透過水を供給し、流路６２を介して注射用水製造装置７０へ膜透過水を供給する。注射用水製造装置７０では、膜透過水を第２貯留タンク７１に貯留し、第２膜フィルタ５０Ｂを介して第２環流路７２で膜透過水を循環させ、第２膜フィルタ５０Ｂにより浄化した注射用水を注射用水供給装置８０へ供給する。注射用水供給装置８０では、注射用水供給タンク８１に注射用水を貯留し、注射用水環流路８２や流路８９を介して使用スポットへ注射用水を供給する。膜透過水製造装置４０、膜透過水供給装置６０及び注射用水製造装置７０では、加熱部４６、６６、７６などを用い、所定のタイミングで熱水による殺菌処理を行う。なお、注射用水供給装置８０では、加熱部９６などを用い、加熱された注射用水が循環している。一方、菌の増加などが検出されると、透過水製造装置４０、膜透過水供給装置６０、注射用水製造装置７０及び注射用水供給装置８０では、純蒸気供給管４８、６８、７８、８８、９８を介して純蒸気製造部６９で生成した膜透過水を用いた純蒸気を各流路へ導入し、更なる殺菌処理を行うのである。

以上説明した本実施形態の精製水製造装置２０は、複数の滞留タンクを用い、オゾンを含む水を滞留することにより原水を浄化する。また、精製水製造装置２０は、複数の滞留タンクを滞留用と供給用に切り替えて使用可能であるため、注射用水を製造するに際して、原水を浄化した精製水をより確実に供給することができる。また、精製水製造装置２０は、蒸気を精製部２８に供給する蒸気供給管１８を備えるため、菌などが増加する可能性のある精製部を蒸気を用いて殺菌可能であり、原水を浄化した精製水をより確実に供給することができる。更に、精製水製造装置２０は、工業用蒸気を精製部２８に供給するため、汎用的である工業用蒸気を用いて、精製部２８の浄化をより確実に行うことができる。更にまた、複数の滞留タンクとして、第１滞留タンク２１と第２滞留タンク２２とを有するため、構成の煩雑化を抑制して効率よくオゾンによる殺菌と水の供給とを行うことができる。そして、精製水製造装置２０は、精製部２８が活性炭を処理材として含む活性炭塔であるため、オゾンの除去と原水の浄化とに併用して用いることができる。そしてまた、精製水製造装置２０は、複数の滞留タンクのいずれかに精製水を環流する環流路３０と、環流路３０の精製水を加熱する加熱部３６とを備えるため、加熱した精製水を用いて滞留タンクや精製部２８などの浄化を行うことができる。また、熱水は蒸気よりも熱量が少ないためエネルギー消費量を低減することができる。そして更に、注射用水製造システム１０は、蒸留装置を備えておらず、精製水を濾過して注射用水とする膜フィルタ５０や第２膜フィルタ５０Ｂを備えている。一般的に、注射用水製造システムが注射用水を製造するための蒸留装置を備えている場合は、その蒸留装置において菌や異物を除去することができる。一方、注射用水製造システムが蒸留装置を備えていない場合は、最終的には菌や異物を何らかの方法で除去することを要する。この精製水製造装置２０では、オゾンを用いて精製水を製造するため、清浄な精製水を供給することができ、膜透過水製造装置４０及び注射用水製造装置７０を備えるため、蒸留装置がない場合においても、より清浄な注射用水をより確実に供給することができる。

また、膜透過水製造装置４０は、膜フィルタ５０を用いることによって、１次処理した精製水を濾過して膜透過水とする。また、膜透過水製造装置４０は、純蒸気製造部６９と純蒸気供給管４８とを備え、膜透過水を用いて生成した純蒸気を、精製水や膜透過水を流通する流路へ供給することが可能である。即ち、膜透過水製造装置４０は、熱水よりも温度が高く、純度も高い蒸気を用いて流路を殺菌可能である。したがって、この膜透過水製造装置４０では、より清浄である膜透過水を供給することができ、ひいてはより清浄である注射用水をより確実に供給することができる。また、純蒸気製造部６９は、膜フィルタ５０側に接続された第１供給流路５８と、膜透過水供給タンク６１側に接続された第２供給流路６４とのいずれかを介して膜透過水が供給されるため、いずれかを用いることができない場合においても、純蒸気を生成することができる。更に、注射用水製造システム１０では、純蒸気製造部６９で生成した膜透過水を用いた純蒸気を、純蒸気ライン１４や純蒸気供給管４８、６８、７８、８８、９８を介して第１環流路４７や流路６２、第２環流路７２、注射用水環流路８２、流路８９へ供給可能であるため、これらの流路を殺菌することができる。

また、膜透過水製造装置４０では、１次処理した精製水を濾過して膜透過水とする膜フィルタ５０と、膜フィルタ５０の上流に配設され供給された水を濾過して精製水とする前段フィルタ４１と、膜フィルタ５０で濾過された膜透過水を前段フィルタ４１へ供給する前段流路５５と、前段フィルタ４１と膜フィルタ５０との間の流路に配設され精製水や膜透過水を収容可能な貯留タンク４２と、膜フィルタ５０、前段流路５５及び貯留タンク４２のうちいずれかの水を加熱する加熱部４６と、前段流路５５に接続され前段フィルタ４１を介さずに膜透過水を貯留タンク４２へ流通するバイパス流路５６とを備える。この膜透過水製造装置４０では、前段フィルタ４１によって、膜フィルタ５０の前で異物などを除去することができる。また、加熱部４６と前段流路５５とを用いて、加熱した熱水で前段フィルタ４１を殺菌処理することができる。したがって、この膜透過水製造装置４０では、上質な精製水を供給することによって、膜透過水、ひいては注射用水をより確実に供給することができる。

更にまた、膜透過水製造装置４０は、貯留タンク４２と膜フィルタ５０との間で水を環流する第１環流路４７と、膜透過水を用いて純蒸気を生成する純蒸気製造部６９と、第１環流路４７へ純蒸気を供給する純蒸気供給管４８とを備える。この膜透過水製造装置４０では、第１環流路４７に純蒸気を供給し、これを殺菌することができる。そして、膜透過水製造装置４０は、ＵＶ流路４５を流通する水へ紫外光を照射するＵＶランプと、ＵＶ流路４５に接続されＵＶランプ４４を介さずに水を流通する副流路４９とを備える。このため、膜透過水製造装置４０では、ＵＶランプ４４によって、ＵＶ流路４５から供給された精製水や膜透過水の菌の増加をより抑制することができる。また、副流路４９を用いることにより、例えば蒸気などがＵＶランプ４４を流通することを防止することができるため、ＵＶランプ４４の劣化や破損などをより抑制することができる。そして、注射用水製造システム１０では、膜透過水製造装置４０が備える流路と、膜透過水供給装置６０が備える流路と、注射用水製造装置７０が備える流路と、注射用水供給装置８０が備える流路と、のうちいずれか１以上には流路を流通する水を加熱する加熱部４６、６６、７６、８６、９６を備える。この注射用水製造システム１０では、加熱した熱水によって流路を殺菌処理することができるため、注射用水をより確実に供給することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、注射用水製造システム１０として説明したが、膜透過水製造装置４０としてもよい。

上述した実施形態では、膜フィルタ５０側の第１供給流路５８と膜透過水供給タンク６１側の第２供給流路６４とから膜透過水を純蒸気製造部６９へ供給するものとしたが、特にこれに限定されず、いずれか一方から供給されるものとしてもよい。なお、膜透過水製造装置４０と膜透過水供給装置６０とを純蒸気製造部６９の純蒸気で殺菌するには、第１供給流路５７と第２供給流路６４とを備える方が好ましい。

上述した実施形態では、純蒸気製造部６９で生成した純蒸気を、純蒸気供給管４８、６８、７８、８８、９８を介して第１環流路４７や流路６２、第２環流路７２、注射用水環流路８２、流路８９へ供給するものとしたが、この１以上を省略してもよいし、これら以外の流路に純蒸気供給管を接続して純蒸気を供給するものとしてもよい。

上述した実施形態では、前段フィルタ４１を備えるものとして説明したが、これを省略してもよい。このとき、前段流路５５やバイパス流路５６なども適宜省略してもよい。また、注射用水製造システム１０において、膜透過水製造装置４０の前後いずれか１以上に更に膜透過水製造装置４０を配設し、膜フィルタを３段以上にしてもよい。膜フィルタが多くなれば、より清浄である注射用水をより確実に供給することができる。

上述した実施形態では、前段フィルタ４１は、出口側が封止されたデッドエンド濾過方式で用いられるものとしたが、クロスフロー濾過方式で用いられるものとしてもよい。

上述した実施形態では、膜透過水製造装置４０は、ＵＶランプ４４と副流路４９とを備えるものとしたが、これらを省略してもよい。また、注射用水製造装置７０は、ＵＶランプや副流路を備えないものとしたが、これらを備えるものとしてもよい。

上述した実施形態では、精製水製造装置２０は、オゾン発生器１６を備えオゾンで原水を殺菌するものとしたが、特にこれに限定されず、オゾン発生器１６を省略してもよい。このとき、前段フィルタ４１など、膜フィルタを増加させて膜透過水の浄化をより図るものとしてもよい。あるいは、精製水製造装置２０は、ＵＶランプを用いて原水を殺菌し、精製水を生成するものとしてもよい。この場合、第１滞留タンク２１や第２滞留タンク２２などのうち１以上を適宜省略してもよい。

本開示の膜透過水製造装置及び注射用水製造システムは、水を浄化して注射用水を製造する分野に利用可能である。

１０ 注射用水製造システム、１１ 工業用蒸気ライン、１２ 冷却水戻りライン、１３ 冷却水ライン、１４ 純蒸気ライン、１５ 原水流路、１５ａ，１５ｂ 切替弁、１６ オゾン発生器、１８ 蒸気供給管、２０ 精製水製造装置、２１ 第１滞留タンク、２１ａ 攪拌機、２２ 第２滞留タンク、２２ａ 攪拌機、２３ 第１流路、２４ 第２流路、２５ 送液ポンプ、２６ 送液ポンプ、２７ 熱交換器、２８ 精製部、２９ 副流路、３０，３０ｂ 環流路、３２，３２ｂ 第１接続流路、３３，３３ｂ 第２接続流路、３４ 流路、３５ イオン除去部、３６，３６ｂ 加熱部、３７ 流路、３８ 流路、３９ 切替弁、４０ 膜透過水製造装置、４１ 前段フィルタ、４２ 貯留タンク、４３ 送液ポンプ、４４ ＵＶランプ、４５ ＵＶ流路、４６ 加熱部、４７ 第１環流路、４８ 純蒸気供給管、４９ 副流路、５０ 膜フィルタ、５０Ｂ 第２膜フィルタ、５１ カートリッジ、５２ 有機膜、５３ セル、５４ 流路、５５ 前段流路、５５ａ 切替弁、５６ バイパス流路、５７ 第１供給流路、５８ 切替弁、５９ 供給流路、６０ 膜透過水供給装置、６１ 膜透過水供給タンク、６２ 流路、６３ 送液ポンプ、６４ 第２供給流路６４、６５ 流路、６６ 加熱部、６８ 純蒸気供給管、６９ 純蒸気製造部、７０ 注射用水製造装置、７１ 第２貯留タンク、７２ 第２環流路、７３ 送液ポンプ、７４ 切替弁、７６ 加熱部、７７ 流路、７８ 純蒸気供給管、７９ 加熱部、８０ 注射用水供給装置、８１ 注射用水供給タンク、８２ 注射用水環流路、８３ 送液ポンプ、８４ 使用流路、８８ 純蒸気供給管、８９ 流路（注射用水供給流路）、９０ 熱交換器、９１ 使用流路、９６ 加熱部、９８ 純蒸気供給管。

Claims (10)

1. 注射用水を製造する注射用水製造システムに用いられる膜透過水製造装置であって、
   １次処理した精製水を濾過して膜透過水とする膜フィルタと、
   前記膜透過水を用いて純蒸気を生成する純蒸気製造部と、
   前記精製水及び／又は前記膜透過水を流通する流路へ前記純蒸気を供給する純蒸気供給管と、
   を備えた膜透過水製造装置。
2. 前記注射用水製造システムは、前記膜透過水を収容する供給タンクを備え、
   前記純蒸気製造部は、前記膜フィルタ側に接続された第１供給流路と、前記供給タンク側に接続された第２供給流路とのいずれかを介して前記膜透過水が供給される、請求項１に記載の膜透過水製造装置。
3. 前記膜透過水製造装置は、前記精製水及び／又は前記膜透過水を収容する貯留タンクと、前記貯留タンクと前記膜フィルタとの間で水を環流する第１環流路とを備え、前記純蒸気製造部は、前記流路としての前記第１環流路へ前記純蒸気を供給するか、
   前記注射用水製造システムは、前記膜透過水を収容する膜透過水供給タンクと、前記膜透過水供給タンクに接続され水を環流する供給環流路とを備えた膜透過水供給装置を有し、前記純蒸気製造部は、前記流路としての前記供給環流路へ純蒸気を供給するか、
   前記注射用水製造システムは、前記膜透過水製造装置で製造された膜透過水を更に濾過して注射用水とする第２膜フィルタと、前記膜透過水及び／又は前記注射用水を収容する第２貯留タンクと、前記第２膜フィルタと前記第２貯留タンクとの間で水を環流する第２環流路とを備えた注射用水製造装置を前記膜透過水供給装置の下流側に有し、前記純蒸気製造部は、前記流路としての前記第２環流路へ前記純蒸気を供給するか、
   前記注射用水製造システムは、前記注射用水製造装置で製造された前記注射用水を収容する注射用水供給タンクと、前記注射用水供給タンクに接続され水を環流する注射用水環流路とを備えた注射用水供給装置を前記注射用水製造装置の下流側に有し、前記純蒸気製造部は、前記流路としての前記注射用水環流路へ前記純蒸気を供給するか、
   前記注射用水製造システムは、前記注射用水製造装置で製造された前記注射用水を供給する前記流路としての注射用水供給流路を有し、前記純蒸気製造部は、前記流路としての前記注射用水供給流路へ前記純蒸気を供給するか、
   のうちいずれか１以上である、請求項１又は２に記載の膜透過水製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の膜透過水製造装置であって、
   前記膜フィルタの上流に配設され濾過することにより前記精製水とする前段フィルタと、
   前記膜フィルタで濾過された前記膜透過水を前記前段フィルタへ供給する前段流路と、
   前記前段フィルタと前記膜フィルタとの間の流路に配設され前記精製水及び／又は前記膜透過水を収容する貯留タンクと、
   前記膜フィルタ、前記前段流路及び前記貯留タンクのうちいずれかの水を加熱する加熱部と、
   前記前段流路に接続され前記前段フィルタを介さずに前記膜透過水を前記貯留タンクへ流通するバイパス流路と、を備えた膜透過水製造装置。
5. 注射用水を製造する注射用水製造システムに用いられる膜透過水製造装置であって、
   １次処理した精製水を濾過して膜透過水とする膜フィルタと、
   前記膜フィルタの上流に配設され供給された水を濾過して前記精製水とする前段フィルタと、
   前記膜フィルタで濾過された前記膜透過水を前記前段フィルタへ供給する前段流路と、
   前記前段フィルタと前記膜フィルタとの間の流路に配設され前記精製水及び／又は前記膜透過水を収容する貯留タンクと、
   前記膜フィルタ、前記前段流路及び前記貯留タンクのうちいずれかの水を加熱する加熱部と、
   前記前段流路に接続され前記前段フィルタを介さずに前記膜透過水を前記貯留タンクへ流通するバイパス流路と、
   を備えた膜透過水製造装置。
6. 請求項４又は５に記載の膜透過水製造装置であって、
   前記貯留タンクと前記膜フィルタとの間で水を環流する第１環流路と、
   前記膜透過水を用いて純蒸気を生成する純蒸気製造部と、
   前記第１環流路へ前記純蒸気を供給する純蒸気供給管と、
   を備えた膜透過水製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の膜透過水製造装置であって、
   前記精製水及び／又は前記膜透過水へ紫外光を照射するＵＶランプと、
   前記ＵＶランプへ前記精製水及び／又は前記膜透過水を供給するＵＶ流路と、
   前記ＵＶ流路に接続され前記ＵＶランプを介さずに前記精製水及び／又は前記膜透過水を流通する副流路と、
   を備えた膜透過水製造装置。
8. 前記注射用水製造システムは、蒸留装置を備えていない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の膜透過水製造装置。
9. 原水を１次処理し精製水を生成する精製水製造装置と、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の膜透過水製造装置と、を備え、
   前記膜透過水を収容する膜透過水供給タンクと、前記膜透過水供給タンクに接続され水を環流する供給環流路とを備えた膜透過水供給装置と、
   前記膜透過水製造装置で製造された膜透過水を更に濾過して注射用水とする第２膜フィルタと、前記膜透過水及び／又は前記注射用水を収容する第２貯留タンクと、前記第２膜フィルタと前記第２貯留タンクとの間で水を環流する第２環流路とを備えた注射用水製造装置と、
   前記注射用水製造装置で製造された前記注射用水を収容する注射用水供給タンクと、前記注射用水供給タンクに接続され水を環流する注射用水環流路とを備えた注射用水供給装置と、のうちいずれか１以上を更に備えた、
   注射用水製造システム。
10. 前記膜透過水製造装置が備える流路と、前記膜透過水供給装置が備える流路と、前記注射用水製造装置が備える流路と、前記注射用水供給装置が備える流路と、のうちいずれか１以上には前記流路を流通する水を加熱する加熱部を備える、請求項９に記載の注射用水製造システム。

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