JP2543686Y2 - 純水封入循環装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば半導体工場の冷
却装置に冷却した純水を供給するための純水封入循環装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば半導体工場では、コイルを
内蔵した冷却装置が用いられ、その冷却装置のコイルに
は水質の確保等の理由により純水が流れるようになって
いる。一般に、この冷却装置には、純水を収容したタン
クから送り管を介して純水が送られ、この純水が使用
後、再び戻し管を介してタンクに環流する。そして、冷
却装置における冷却水出口の圧力は、該冷却装置内のコ
イルに無理な力をかけないように設定する必要があるた
め、図２に示すように、冷却装置１０１の出口１０１Ａ
に接続された排出管１０２の端部１０２Ａは、開口し、
大気開放となっている。これにより、冷却装置１０１内
のコイル１０１Ｂに負圧を与えず、コイル１０１Ｂの損
傷を防止している。そして、排出管１０２の端部１０２
Ａに対向する端部１０３Ａが大気に開口してなる立管１
０３が、純水Ｗを収容したタンク１０４に接続してい
る。

【０００３】ところが、かかる構造では、排出管１０２
内から立管１０３内に純水Ｗが移る際、純水Ｗが空気に
触れ、空気中の炭酸ガス等のガスが純水Ｗ中に吸収され
て溶解し、純水Ｗの純度が落ちることになる。これを防
止するためには、純水Ｗを空気中を通過させずに、純水
Ｗの循環系を密閉系にして循環させれば良いが、このた
めには、冷却装置１０２とタンク１０４とを接続する戻
し管を密閉系に構成することになる。この場合、この戻
し管内に真空が発生して負圧になり、冷却装置１０１内
のコイル１０１Ｂを損傷する虞があり、好ましくない。

【０００４】そこで、純水の循環系を密閉系にすると同
時に戻し管内を負圧にしないで冷却装置内のコイルの損
傷を防止する構造の純水封入循環装置が図３に示すよう
に案出されている。図において、符号２０１は純水用タ
ンクで、純水Ｗが頂面２０１Ａに満たない状態で収容さ
れており、純水用タンク２０１には、純水Ｗの上方に気
圧室２０２が形成されている。

【０００５】２０３は半導体工場における冷却装置で、
この冷却装置２０３は純水用タンク２０１より上方に配
置されている。そして、冷却装置２０３の純水用入口２
０３Ａと純水用タンク２０１の純水用出口２０１Ｂは送
り管２０４により連結されている。送り管２０４の途中
にポンプ２０５が介装されている。冷却装置２０３の純
水用出口２０３Ｂと純水用タンク２０１は、戻し管２０
６により連結され、戻し管２０６の先端部は純水用タン
ク２０１内に開口している。戻し管２０６は、水平管２
０６Ａと立管２０６Ｂとから構成されている。

【０００６】また、戻し管２０６の立管２０６Ｂの途中
には、負圧センサ２０７が介装され、戻し管２０６の水
平管２０６Ａの途中には、背圧調整弁２０８が介装され
ている。立管２０６内の負圧に応じて、その負圧が負圧
センサ２０７により検出されて背圧調整弁２０８に伝達
し、背圧調整弁２０８を作動させ、戻し管２０６の水平
管２０６Ａ内に負圧が発生しないように所定の値に制御
し、冷却装置２０３のコイル２０３Ｃの損傷を図るよう
にしている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】ところが、従来の上述
した純水封入循環装置にあっては、冷却装置２０３は純
水用タンク２０１より上方に配置されており、特に、冷
却装置２０３が階上に設置され、冷却装置２０３から純
水用タンク２０１までの落差により、戻し管２０６の立
管２０６Ｂ内が負圧になり、背圧調整弁２０８を介して
外部の空気が立管２０６Ｂ内へ混入し、純水Ｗがこの混
入された空気に触れ、空気中の炭酸ガス等のガスが純水
Ｗ中に吸収されて溶解し、純水Ｗの純度が落ちることに
なる。また、背圧調整弁２０８の作動時に背圧変動が冷
却装置２０３内のコイル２０３Ｃに伝達し、コイル２０
３Ｃを損傷する虞がある。

【０００８】本考案は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、冷却装置からタンクに至
る戻し管内に負圧が発生することを防止して冷却装置内
のコイルが損傷する虞を解消するとともに、戻し管内に
空気が混入することを防止して純水の純度を高く保つこ
とができる純水封入循環装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の考案は、
純水を収容したタンクと、タンクより上方に配置された
冷却装置と、タンクの純水用出口と冷却装置の純水用入
口を連結して冷却装置に純水を供給する送り管と、送り
管の途中に介装されたポンプと、冷却装置の純水用出口
とタンク内を連結する戻し管とを備えた純水封入循環装
置において、前記タンクを、純水を収容し、純水の上方
に気圧室を形成してなる気水分離タンクで構成し、気水
分離タンクの気圧室と戻し管の最も位置が高い最高所部
とを、内部に窒素を満たした窒素供給管で連結したこと
を特徴とする。請求項２記載の考案は、請求項１記載の
純水封入循環装置において、気水分離タンクは仕切板に
より純水受け室と純水回収室とに分割されていることを
特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の考案においては、ポンプにより
気水分離タンクから純水が送り管を介して冷却装置に供
給される。冷却装置において純水が使用された後、冷却
装置から戻し管を介してタンクに戻る。戻し管内におい
ては純水は外気と遮断され、密閉状態となっている。そ
して、純水は重力で戻し管内を落下するので、戻し管の
内部全空間を純水で満たすことができず、戻し管内に真
空が発生しようとする。

【００１１】この時、窒素供給管内の窒素が戻し管の最
高所部を介して、戻し管内に取り込まれ、戻し管内は純
水と窒素で満たされる。純水が窒素とともに戻し管を介
して気水分離タンク内に戻され、さらに、気水分離タン
クにおいては、窒素と純水が分離され、窒素は窒素供給
管に戻る一方、純水は気水分離タンクの純水用出口に導
かれる。このようにして、純水は、送り管，戻し管を介
して冷却装置と気水分離タンクの間を循環する。請求項
２記載の考案においては、純水受け室内に純水がたまっ
てその水位が上昇すると、仕切板を越え、純水回収室に
流れる。

【００１２】

【実施例】以下、図面により本考案の実施例について説
明する。図１は本考案の実施例に係わる純水封入循環装
置を示す。

【００１３】図において、符号１は 気水分離タンク
で、仕切板１Ａを有し、純水Ｗが頂面１Ｂに満たない状
態で収容されており、気水分離タンク１には、純水Ｗの
上方に気圧室２が形成されている。気水分離タンク１
は、仕切板１Ａにより、純水受け室１Ｂと、純水回収室
１Ｃに分割されている。

【００１４】３は半導体工場における冷却装置で、この
冷却装置３は、コイル３Ｃを有し、気水分離タンク１よ
り上方に配置されている。そして、冷却装置３の純水用
入口３Ａと気水分離タンク１の純水用出口１Ｄは送り管
４により連結されている。送り管４の途中にポンプ５が
介装されている。冷却装置３の純水用出口３Ｂと気水分
離タンク１の気圧室２内は、戻し管６により連結されて
いる。戻し管６は、水平管６Ａと立管６Ｂとから構成さ
れている。

【００１５】７は窒素供給管で、垂直部７Ａと、水平部
７Ｂと、立下げ部７Ｃとから構成されている。この窒素
供給管７により、気水分離タンク１の気圧室２内と、戻
し管６の最も位置が高い最高所部６Ｃとが連結されてい
る。窒素供給管７の立下げ部７Ｃと戻し管６の立管６Ｂ
は直線状態となって連結している。

【００１６】また、気水分離タンク１には冷却循環回路
８が接続され、この冷却循環回路８の途中に、気水分離
タンク１内の純水を冷却する冷却器９及びポンプ１０が
介装されている。

【００１７】なお、図中、１１は補助窒素供給管であ
る。しかして、本実施例においては、ポンプ５により気
水分離タンク１から純水Ｗが送り管４を介して冷却装置
３に供給される。冷却装置３において純水Ｗが使用され
た後、冷却装置３から戻し管６を介して気水分離タンク
１に戻る。戻し管６内においては純水Ｗは外気と遮断さ
れ、密閉状態となっている。そして、純水Ｗは重力で戻
し管６内を落下するので、戻し管の内部全空間を純水６
で満たすことができず、戻し管６内に真空が発生しよう
とする。

【００１８】この時、窒素供給管７内の窒素が、戻し管
６の最高所部６Ｃを介して、戻し管６内に取り込まれ、
戻し管６は純水Ｗと窒素で満たされる。純水Ｗが窒素と
ともに戻し管６を介して気水分離タンク１の気圧室２内
に戻される。窒素の一部は、気圧室２から窒素供給管７
に流れ、窒素の一部は、純水Ｗとともに気水分離タンク
１の純水受け室１Ｂに混ざった状態で落下する。窒素は
純水Ｗに溶解し難い性質をもっているので、純水Ｗから
ちぎれて気圧室２内に上昇し、窒素供給管７へと流れ
る。また、純水受け室１Ｂ内に純水Ｗがたまってその水
位が上昇すると、仕切板１Ａを越え、純水回収室１Ｃに
流れる。

【００１９】このようにして、純水Ｗは、送り管４，戻
し管６を介して冷却装置３と気水分離タンク１の間を循
環するが、気水分離タンク１においては、窒素と純水Ｗ
が分離され、窒素は窒素供給管７に戻り、また、純水Ｗ
は気水分離タンク１の純水用出口１Ｄに導かれる。

【００２０】以上の如き構成によれば、気水分離タンク
１と、戻し管６の最も位置が高い最高所部６Ｃとが、内
部に窒素を満たした窒素供給管７で連結されているの
で、窒素供給管７内の窒素が、戻し管の最高所部６Ｃを
介して、戻し管６内に取り込まれ、戻し管６は純水Ｗと
窒素で満たされる。従って、戻し管６中の落水による生
じる真空化現象を、窒素雰囲気により防ぎ、戻し管６に
連結する冷却装置３における冷却水出口３Ｂの圧力を、
該冷却装置３内のコイル３Ｃに無理な力をかけないよう
に設定することができる。また、冷却装置３，気水分離
タンク１，送り管４，戻し管６からなる純水Ｗの循環系
は、密閉系に構成されているので、純水Ｗ中に大気中の
炭酸ガス等のガスが溶解することを防止し、純水Ｗの純
度を高く保つことができる。

【００２１】さらに、階高の異なる循環系が複数設置さ
れている場合、従来は、各戻し管内の負圧が相違するこ
とから、各循環系で戻し管を共通して使用することがで
きなかったが、本実施例においては、戻し管６内は窒素
雰囲気化されているので、各循環系における戻し管６内
の圧力が同一になり、従って、戻し管６の断面積を大き
くすることにより、各循環系に対して共通の戻し管６を
使用することができ、全体の設備を簡単にすることがで
きる。

【００２２】そして、もし、窒素供給管７がなければ、
戻し管６内に負圧が発生し、ポンプ５で気水分離タンク
１から送られる純水Ｗにより、キャビテーションが発生
し、ポンプ５のインペラ等の金属部品に衝撃を与え、純
水中に金属部品が溶解し、純水Ｗの純度を落とすことに
なるが、窒素供給管７により窒素が戻し管７に供給され
るので、戻し管６内の負圧の発生を防止し、ポンプ５で
のキャビテーションが防止され、ポンプ５の金属部品の
純水Ｗ中への混入を防止し、純水Ｗの純度を高く保こと
ができる。

【００２３】そして、また、戻し管６内は窒素雰囲気化
され、循環系内は密閉系となっているので、エアー抜き
等のバルブが不要で、空気混入の可能性を少なくするこ
とができる。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
気水分離タンクと戻し管の最も位置が高い最高所部と
が、内部に窒素を満たした窒素供給管で連結されている
ので、窒素供給管内の窒素が戻し管の最高所部を介し
て、窒素が戻し管内に取り込まれ、戻し管内は純水と窒
素で満たされる。従って、戻し管中の落水により生じる
真空化現象を、窒素雰囲気により防ぎ、戻し管に連結す
る冷却装置における冷却水出口の圧力を、該冷却装置内
のコイルに無理な力をかけないように設定することがで
きる。また、冷却装置，気水分離タンク，送り管，戻し
管からなる純水の循環系は、密閉系に構成されているの
で、純水中に大気中の炭酸ガス等のガスが溶解すること
を防止し、純水の純度を高く保つことができる効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わる純水封入循環装置の構
成図である。

【図２】従来における純水封入循環装置の構成図であ
る。

【図３】従来における他の純水封入循環装置の構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 気水分離タンク １Ｄ 純水用出口 ２ 気圧室 ３ 冷却装置 ３Ａ 純水用入口 ３Ｂ 純水用出口 ４ 送り管 ５ ポンプ ６ 戻し管 ６Ｃ 最高所部 ７ 窒素供給管

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水を収容したタンクと、 タンクより上方に配置された冷却装置と、 タンクの純水用出口と冷却装置の純水用入口を連結して
   冷却装置に純水を供給する送り管と、 送り管の途中に介装されたポンプと、 冷却装置の純水用出口とタンク内を連結する戻し管とを
   備えた純水封入循環装置において、 前記タンクを、純水を収容し、純水の上方に気圧室を形
   成してなる気水分離タンクで構成し、 気水分離タンクの気圧室と戻し管の最も位置が高い最高
   所部とを、内部に窒素を満たした窒素供給管で連結した
   ことを特徴とする純水封入循環装置。
2. 【請求項２】 気水分離タンクは仕切板により純水受け
   室と純水回収室とに分割されていることを特徴とする請
   求項１記載の純水封入循環装置。