JP2661946B2

JP2661946B2 - 超純水供配管装置

Info

Publication number: JP2661946B2
Application number: JP63058878A
Authority: JP
Inventors: 忠弘大見; 哲夫水庭
Original assignee: KURITA KOGYO KK
Current assignee: KURITA KOGYO KK
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: US5106503A; JPH01231984A; WO1993013020A1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、半導体等を中心とする電子工業、バイオテ
クノロジーや薬品、医薬品工業等できわめて大量に使用
される超純水配管装置に関する。

［従来技術］本発明が関連する産業分野はきわめて広いが、ここで
は半導体集積回路製造を中心とする電子工業用超純水配
管装置について説明する。

最近の電子工業用超純水は、第３図に示すような超純
水製造装置で製造され、配管装置を経て超純水使用装置
（以下で超純水を使用する場所という意味でユースポイ
ントと呼ぶことがある）に供給されることが多い。第３
図では、例とて３箇所のユースポイントを有する超純水
供給配管装置を示している。通常のシステムでは、ユー
スポイントの数はこれよりはるかに多い。なお、第３図
では一次純水製造装置は省略している。

以下、第３図に従い超純水製造とユースポイントへの
超純水供給について説明する。超純水の水質維持の要点
は、固形物としてのゴミの除去とバクテリアの除去、及
び水に溶け込んでいる各種イオン、シリカ、有機物等を
完全に除去することである。第３図において、一次純水
が一次純水供給管101を通して循環水槽102に供給され
る。循環水槽に蓄えられた一次純水は圧送ポンプ103に
よって加圧され、紫外線殺菌ユニット（以降UV殺菌ユニ
ットと略称）104、カートリッジポリシャー105,106,107
及び限外濾過ユニット108,109を通ることにより精製さ
れる。122は限外濾過ユニットの排水管である。精製さ
れた超純水は、往路管110及び接続路管113,114,115、分
岐バルブ116,117,118を経て、それぞれユースポイント1
19,120,121に供給される。接続路管113,114,115を経由
した超純水は復路管112を経て循環水槽102に戻り循環を
繰り返す。

第４図は、第３図のうち超純水供給配管装置を強調し
て示したものである。201は、超純水製造装置を一括し
て示している。131,132,133は接続路管113,114,115のユ
ースポイントへの分岐点である。分岐バルブ116,117,11
8はそれぞれ分岐点131,132,133と一体で構成される。

また、配管材料は円表面が平滑でかつ超純水中への汚
染物質の少ない、クリーン塩化ビニル,PVDF,PEEK等の高
分子材料が使われる。現状では、汚染物質の解け出しの
もっとも少ない配管材料として、内面を電界研磨し十分
に洗浄及び乾燥を行った後に500℃〜600℃で５〜10時間
の超高純度酸素中の酸化により不働膜、特にCr₂O₃が主
体となる不働態膜を付けたステンレス配管が挙げられ
る。特に、550℃で９時間以上の酸化処理をした表面は
すぐれている。

ユースポイントへの供給配管装置を、第３図、第４図
に示すように、往路管と復路管を設けその間にユースポ
イントへの接続管を設けるのは次の理由による。第３
図、第４図では、３箇所のユースポイントしか示されて
いないが、通常はユースポイントの数は、はるかに多
い。したがって、往路管を流れる超純水の量は次第に減
少し、復路管の水量は次第に増加する。ただし、各ユー
スポイントの使用状態によらず、それぞれの接続路管か
らユースポイントへは所定の超純水量が供給できるよう
になされている。すなわち、往路管の上流にある接続路
管も下流にある接続路管も同じ水量が流れるように工夫
されており、接続路管が設置される位置によらず、各接
続路管の往路管及び復路管との間の圧力差が同一になる
ようになされている。これにより、往路管円圧力、復路
管円圧力とも下流側に行くに従って次第に減少するが、
その間の圧力差は一定に保たれることになる。したがっ
て、ユースポイントに供給される超純水は往路管を経由
したものだけのはずである。いわゆるリバースリターン
方式と呼ばれる超純水供給配管装置である。ユースポイ
ントへ超純水を供給する時は、分岐バルブ116,117,118
をそれぞれ開とすればよい。

［発明が解決しようとする問題点］以上で述べたような従来の超純水供給配管装置では、
半導体製造用クリーンルーム工場においては、超純水供
給配管装置の往路管及び復路管は、いずれも床下ピット
室あるいはサービスエリア等の同一の高さの場所に略々
並行して設けられていた。そのため、往路管と復路管の
間に積極的に圧力差を設ける手段か構じられていなかっ
た。

このことは以下に述べるような問題点の原因となって
いた。すなわち、第４図において、従来は復路管110と
復路管112はほぼ同じ高さの位置にあり、接続路管113,1
14,115は、分岐より上流側も分岐より下流側も同じ内径
の配管で作成されてた。さらに、分岐バルブ116,117,11
8は開としたときに分岐点131,132,133の圧力が略々大気
圧になる様なバルブが使われていた。このため、例えば
超純水使用装置120において超純水を使用するときに分
岐バルブ117を開とすると、分岐点132の圧力は略々大気
圧となる。一方、往路管及び復路管を流れる超純水の圧
力は、通常大気圧により１乃至2kg/cm²程度高くなる様
に調節されている。このたけ接続路管内には、往路管11
0から分岐点132に向う流れと、復路管112から分岐点132
に向う流れが生じ、これらが混合されて超純水使用装置
に供給されていた。復路管から分岐点132に向う超純水
は、他の継続路管113及び115と復路管を経由してきた超
純水であるため、配管材料からの不純物溶出などによ
り、往路管から接続路管114−１だけを経由してきた超
純水よりも多くの不純物を含んでいる。

例えば超純水に含まれるイオン性不純物の濃度の指標
となる電気抵抗率で水質を現わすとき、往路管110より
接続路管114−１だけを経由して超純水使用装置120に供
給される超純水の抵抗率は18.2MΩ・cmであるのに対し
て、復路管112から接続路管114−２を経由して超純水装
置120に供給される水の抵抗率は18.0MΩ・cm程度となる
ことがある。この抵抗率の差0.2MΩ・cmは不純物がナト
リウムイオンであるならば約0.2ppbの濃度差に相当す
る。すなわち、従来の超純水供給配管装置では、超純度
の超純水を供給できない欠点を有していたのである。

［発明の目的］上述のように、復路管からの逆流によって、超純水使
用装置により多くの不純物を含む超純水が供給されるこ
とは望ましくないことである。本発明は、復路管から超
純水使用装置への逆流を防止し、超高純度の超純水を安
定に供給する配管装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、超純水の最終精製装置から、一連の超純水
使用装置の近辺を通り、末端に向う往路管と、前記往路
管にほぼ並行して前記往路管と同じ向きの流れに形成る
復路管と、前記往路管から前記復路に向う複数の接続路
管と、前記接続路管から超純水使用装置に向う分岐管
と、分岐管に流れる水量を調節する分岐弁とを有する超
純水配管装置において、前記往路管を、前記復路管より
位置的に高い場所に設置し、高度差のある前記往路管と
前記復路管の間を前記複数の接続路管をもって接続する
こを特徴とする超純水供給配管装置であることに要旨が
存在する。

［作用］往路管と復路管に積極的な圧力差を与え、接続路管を
流れる超純水が常に往路管から復路管に向って流れるよ
うにするためには、往路管を空間的に高い位置に設置
し、復路管を低い位置に設けることが有効である。往路
管を、例えばクリーンルームの天井に設置し、復路管を
例えばクリーンルームの床下クリーンピットに設置し
て、それらを接続する接続路管から超純水使用装置に向
う分岐を設ければ、クリーンルームの高さは通常3m程度
であるから、往路管と復路管に３〜4m程度の高低差を設
けることは容易である。

すなわち、往路管の圧力と、分岐と往路管との間の水
頭差との和が、分岐部の圧力となり、分岐と往路管との
間の水頭差はユースポイントの位置によらず略々一定に
設計できるため、分岐部圧力を平均化する効果があると
ともに、超純水使用装置で必要とする圧力を分岐部で確
保すればよいことになる。

（流量、圧力損失の計算方法）以下に、管内に流れる水量と、管径及び管長、水の
物性値が与えられたときに、管の入口と出口の間の圧力
損失を求める計算方法、及び、管の入口と出口の圧力
損失と管径、管長、水の物性値が与えられたときに管内
に流れる水量を求める計算方法を示す。（１）式、
（２）式及び（３）式は圧力損失を求めるための式であ
り、（４）式、（５）式及び（６）式は流量を求めるた
めの式である。

配管内を流体が流れるときの圧力損失を求める方法 ΔＰ＝4f（ρu²/2g_c）（l/D） …（１）ｆ＝0.0785/｛0.7−1.65logR_e＋（logR_e）^２｝…（２） R_e＝Duρ／μ …（３）圧力損失から流量を求める方法 R_ef^1/2＝2.22｛ρD³ΔP/（ｌμ^２）｝^1/2 …（４） R_ef^1/2とｆとの関係線図→R_eを求める …（５） QR_eμＤπ/4ρ …（６）ここに、 ΔP:圧力損失［kg/cm²］ Q:流量［m³/s］ f:抵抗係数 R_e:レイノルズ数 ρ：密度［kg/m³］ D:管径［ｍ］ u:流速［m/s］ l:管長［ｍ］ g_c:重力換算係数［kg・m/kg・s²］ μ：粘度［kg/m・ｓ］である。

（計算例）第２図は、計算例を示すための、簡単な配管装置の一
部を示す図面であり、301は往路管、302は復路管、303
は接続路管の分岐点より上流側、304は接続路管の分岐
点より下流側を示している。305は往路管から接続路管
への分岐点を、306は接続路管と復路管の合流部を、307
は接続路管から分岐バルブ308への分岐点を示してい
る。

ここで一例として接続路管303と304の長さをそれぞれ
2mとす。接続路管303の内径を例えば20mmとし、接続路
管304の管内径を変えたときの流量と管内の圧力損失を
計算する。計算には簡単のため直管の圧力損失だけを考
える。曲り部が存在すれば、その曲り部の圧力損失を２
乗する。

計算手順は次の様に行う。まず、与えられた管径にお
いて、分岐バルブ308を閉としているときに接続路管を
流れている水量を想定する。これをq₁とする。このとき
第２図の分岐点305と合流点306との間の圧力損失（１）
式、（２）式、（３）式を用いて計算できる。その値を
ΔP₁とする。

つぎに分岐バルブ308を開として、ユースポイントに
超純水を供給する動作を与える。ただし、この場合でも
分岐点305と合流点306との間の圧力損失は先に求めた圧
力損失ΔP₁の値に保たれるものとする。分岐バルブ308
を徐々に開として、バルブ308を経由して合流する流量
を増加していくと、接続路管303を流れる水量は増加
し、304を流れる水量は減少する。これにより接続路管3
03で発生する圧力損失は増加し、304で発生する圧力損
失は減少する。しかしその合計は先に求めたΔP₁と一致
することから、分流流量が増加していくとついに、接続
路管303で発生する圧力損失がΔP₁に等しくなり、接続
路管304では圧力損失が発生しない条件がある。このこ
とは接続路管304が水を流れないことを示している。す
なわち、往路管301から接続路管303に流れ込んだ超純水
は、全量がユースポイントに流れ、復路管に流れる超純
水は無くなってしまうことを意味する。この条件を与え
る分流の流量を最大分流流量と名付ける。この流量は接
続路管303における圧力損失がΔP₁に等しいことから、
（４）式、（５）式、（６）式を用いて計算できる。分
流する流量を最大分流流量より大きくすると接続路管30
4で発生する圧力損失は負となり、合流点306から分岐点
307に向う流れが発生する。これが逆流の条件である。

超純水配管装置においては微生物の繁殖防止のために
通常最低0.3m/sの流速を維持する必要がある。接続路管
304の管内流速が0.3m/sとなる分流流量を最適分流流量
と名付けると、その流量は次のように求めることができ
る。すなわち、0.3m/sの流速から接続路管304で生じる
圧力損失が計算できる。これとΔP₁の差は接続路管303
で生じる圧力損失であるから、接続路管303を流れる流
量が算出できる。接続路管303を流れる水量と接続路管3
04を流れる水量の差が最適分流流量である。

以上のような方法で、配管径のいくつかの組み合わせ
について最大分流流量と最適分流流量を求めた結果の例
を第１表に示す。第１表には各々の条件における接続路
管分岐より上流側及び下流側における流速も併記してあ
る。

第１表に示した計算例から、接続路管の分岐より上流
側と下流側の管径が同じ場合には、分流しないときに接
続路管を流れる水量に対して最適分流流量があまり大き
くなく、分流しないときの流量が少ないと最適分流流量
がとれない事態も生じることがわかる。これに対し、接
続路管の分岐よりも上流側の管径よりも下流側の管径を
小さくしたときには、分流しないときの接続路管流量が
少ないときでも最適分流流量をとることができ、復路管
側からの逆流が起きにくいことがわかる。しかし、管径
の比が大きくなると分流をするときにも分流しないとき
にも接続路管内の流速が大きくなるため、動力的に負荷
が大きくなる。ところが、往路管が復路管より約4m程度
高い位置にあり、それらの間を接続路管で接続している
ため、往路管と復路管の間の水頭差に相当する圧力差が
接続流路管の入口と出口の間にかけられていることと同
等になる。

往路管と復路管との間の水頭差4mの水柱は0.4kg/cm²
の圧力差に相当し、この圧力は、第１表に示した計算例
からも分かる通り、接続路管内に多量の超純水を流すた
めに十分な圧力差である。このことは、接続路管の分岐
より上流側と下流側とで管径を変えるとき、上流側の管
径と下流側の管径の比を第１表で例示した管径の比の程
度に大きくしても、そのことによって接続路管内で発生
する圧力損失の増加は、往路管と復路管の間の水頭差で
十分に補われることを示している。

したがって、接続路管303と304の管径を変えるとき、
接続路管304の管径を303の管径より小にするほど、接続
路管304において0.3m/sの流速を確保し、かつ、超純水
使用装置への供給水量は大きくとることができる。よっ
て、接続路管の分岐点よりを上流側と下流側では管径を
変え、下流側の管径を上流側の管径より小さくすること
が望ましい。

上記と同じ様な効果は接続路管のうち復路管との合流
部近辺に流量調節弁を設けることによっても期待でき
る。しかし、このときは複数の接続路管を流れる水量の
均一化が困難である。また、接続路管の分岐点より下流
側の一部に管径の小さい部分を設けることによっても同
様の効果が期待できるが、全ての部分で常に最低流速を
維持することはできなくなる。すなわち、分流したとき
に接続路管の分岐点より下流側の小管径以外の部分の流
速が確保できないことになる。

さらに、上記の様な効果を発揮するためには、分岐バ
ルブより分流する流量は制御される必要がある。すなわ
ち、第２図において、分岐バルブ308を開としたとき
に、分岐点307の圧力が大気圧に近い圧力となるような
方式のバルブでは、過大な流量が分流され接続路管304
の最低流速が維持できなくなることになる。このため、
分岐バルブは最大流量が制限できる型の弁でなければな
らない。その例としては、分流側の開度が自由に調節で
きるダイヤフラムバルブや、分流側の管径が小である三
方バルブ等が挙げられる。

（配管装置の設計方法）分岐バルブ308を通して超純水使用装置へ分流する流
量をq_u（m³/s）とする。q_uは超純水使用装置の仕様で決
定される。接続路管303の管径をd_u1（ｍ）、304の管径
をd_u2（ｍ）とし、分岐バルブ308を通して水が分流され
ないときの303における平均流速をv_u1（m/s）、304にお
ける平均流速をv_u2（m/s）とすると、接続路管内での流
量は一定であるから、 π（d_u1/2）^２×v_u1＝π（d_u2/2）^２×v_u2 …（７）接続路管304に流れる平均流速を0.3m/sに保ちなが
ら、分岐より水量q_u（m³/s）が分流されるとき、接続路
管303を流れる平均流路速をｖ′_u1とすると次の関係が
得られる。

π（d_u1/2）^２×ｖ′_u1＝q_u＋π（d_u2/2）^２×0.3 …（８）（８）式左辺はユースポイントで超純水を使用したと
きに、往路管から接続路管に流入する水量を示してい
る。すなわち（７）式左辺が往路管から接続路管に流入
する水量の最小値を、（８）式左辺が最大値を示してい
る。

いま、超純水を使用するときに、接続路管に流入する
水量は、使用する水量q_uより多くなければならないか
ら、その倍率をＰとすると、 π（d_u1/2）^２×ｖ′_u1 ＝q_u＋π（d_u2/2）^２×0.3 ＝Ｐ×q_u …（９）である。ゆえに、d_u2は次のように求められる。

d_u2＝２｛（Ｐ−１）q_u/0.3π｝^1/2 …（10）これを（７）式に代入すると、 π（d_u1/2）^２×v_u1 ＝π｛（Ｐ−１）q_u/0.3π｝×v_u2 …（11）９）式と（11）式から、ｖ′_u1/v_u1 ＝（Ｐ・q_u）／｛（Ｐ−１）q_u×v_u2/0.3） …（12）（12）式は、超純水を分岐して使用するときと使用し
ないときの接続路管の分岐上流側における流速変化の比
率である。この値が大きいと接続路管を流れる水量の変
化が大きいことを示し、その変化が急激であればウォー
ターハンマーと呼ばれる現象が生じて配管の振動が起き
て配管の破損に到ることがある。また、半導体集積回路
のような超微細なパターン描画を行う工程は徹底的に振
動をきらうため、配管の破損に到らなくとも製造工程の
障害になる。このため（12）式の値は望ましくは２以
下、最大でも３以下とする必要がある。

ｖ′_u1/v_u1 ＝｛（Ｐ′／（Ｐ−１）｝・（0.3/v_u2）＜３ …（13）同じことが、接続路管の分岐より下流側においても言
えるから、 v_u2/0.3＜３ …（14）（14）式より、 v_u2＜0.9［m/s］ …（15）これを（13）式に代入すると、 P/（Ｐ−１）＜９したがってＰ＞1.125となるいまＰの値として1.2をとることにすると、（９）式
より π（d_u1/2）^２×ｖ′_u1＝1.2q_u …（16） π（d_u2/2）^２×0.3＝1.2q_u …（17）また、（13）式は、ｖ′_u1/v_u1 ＝（1.2/0.2）・（0.3/v_u2）＜３したがって、 v_u2＞0.6m/s となる。（15）式と合わせて、 0.6＜v_u2＜0.9［m/s］ …（18）したがって、２＜ｖ′_u1/v_u1＜３［m/s］ …（19）すなわち、v_u1,v′_u1,v_u2がこの範囲にあれば、超純
水を使用したときと使用しないときの急激な流量変化が
あっても、接続路管における流量の変化が比較的緩やか
で、ウォーターハンマーの程度も低く抑えられることに
なる。

したがって配管装置の設計にあたっては、接続路管を
流れる流速は例えば（18）式、（19）式の関係を満足す
るように設計すべきである。d_u1,d_u2,v_u1,v′_u1の値
は、使用流量q_uとの関係で、（16），（17），（19）式
を用いて決定する。

一方、往路管より接続路管に流れこむ水量の最小値、
最大値は（７）式、（８）式でそれぞれ与えられる。接
続流路の数が総計ｎ本あるとし、そのうちｍ本が使用状
態、（ｎ−ｍ）本が非使用状態であるとすると、往路管
の入口に供給されるべき超純水量Ｑ（m³/s）は、Ｑ＝ｍ×π（d_u1/2）²v′_u1 ＋（ｎ−ｍ）×π（d_u1/2）²v_u1 …（20）となる。Ｓを接続路管の同時稼動率として、Ｓ＝m/n と定義し、（19）式の関係を（20）式に代入すると供給
水量Ｑの範囲として、ｎ（2S＋１）・π（d_u1/2）²v_u1＞Ｑ＞ｎ（Ｓ＋１）・π（d_u1/2）²v_u1 が得られる。このことは、往路管に流入されるべき水
量、すならち、１組の往路管と復路管の組み合わせに必
要な超純水製造装置の生産水量は、接続路管の数と、同
時稼動率と、超純水を使用しないときに接続路管に流入
する水量によって決定されることを示している。

いま、一例として超純水使用量0.5m³/hの装置10台に
超純水を供給するための配管装置を考える。接続路管の
長さは、超純水を分流するための分岐より上流側（l₁）
を2m、下流側（l₂）を2mとする。また、同時稼動率の値
を0.5とする。以下、計算手順を追って具体的に示す。

接続路管の管径を決定する。

往路管の分岐より上流側に流れる水量が0.5m³/hの場
合、使用時に往路管の分岐より下流側で流速を0.3m/sに
維持しながら、0.5m³/h×0.2の水量を流すときには、下
流側管径をd_u2（ｍ）とすると、（17）式から、 0.3×π（d_u2/2）^２＝0.1/3600［m³/m］の関係が成り立つ。ゆえに、 d_u2＝0.0109［ｍ］＝1.09［cm］となる。この数値の配管を使用してもよいが、配管には
規格寸法が通常存在する。したがって、管の規格からこ
の数値にもっとも近い内径13mmを選ぶと、使用時に流え
る水量は0.14m³/hとなる。よって、往路管から接続管に
流入する水量は、 0.5＋0.14＝0.64［m³/h］となる。このときの、接続路管の分岐より上流側の流速
を1m/sとすると、管径をd_u1として、１×π（d_u1/2）^２＝0.64/3600［m³/h］である。したがって、 d_u1＝0.015［ｍ］＝1.5［cm］が得られる。

往路管−復路管間の圧力差を求める。

上の流量が流れているとき、接続路管で発生する圧力
損失は、（１）式、（２）式、（３）式を用いて、分岐より上流側 ΔP₁＝0.0189kg/cm² 分岐より下流側 ΔP₂＝0.0029kg/cm² 合計 ΔP₁＝0.0218kg/cm² 超純水非使用時の流速の確認 ΔＰ＝0.0218kg/cm² d₁＝0.015m d₂＝0.013m l₁＝2m l₂＝2m において、接続路管の分岐より上流側の流速（v₁）が0.
3m/s以上か否かを確認する。

v₁＝0.3［m/s］であれば、分岐より下流側の流速（v₂）は v₂＝0.3×（0.015/0.013）^２＝0.399［m/s］となるから、この条件で、圧力損失の合計が先に求めた
圧力差ΔＰの値0.0218kg/cm²より小であれば最低流速は
維持されていることになる。（１）式、（２）式、
（３）式を用いて、 ΔＰ′＝ΔP₁＋ΔP₂ ＝0.00239＋0.00469 ＝0.00709［kg/cm²］と算出できる。この値は上の圧力損失より十分低く、し
たがって接続路管の分岐より上流側の流速は0.3m/s以上
であると判断できる。

一方、（１）式、（２）式、（３）式を用いた数値計
算によって、上記圧力差0.0218kg/cm²で超純水非使用時
に接続路管に流れる水量は、 0.368m³/h と計算される。

したがって、往路管に供給すべき水量Ｑは、 10（２×0.5＋１）×0.368＞Ｑ＞10（0.5＋１）×0.368［m³/h］すなわち、 7.36＞Ｑ＞5.52［m³/h］となり、超純水供給装置の容量範囲が決定される。

以上の手順により、ユースポイントの数及びユースポ
イントでの超純水使用量を決めれば、超純水使用装置に
復路管からの汚染を受けた超純水を逆流及び混入させる
ことなく超純水を供給することのできる配管装置が設計
でき、必要とする超純水製造装置の容量が決定できる。
これにより、超純水供給配管装置の設計理論が始めて確
立されたのである。

なお、第２図乃至第４図では１つの接続路管に接続さ
れるユースポイントが１箇所の例を示したが、もちろん
２箇所以上の複数であってもよい。その場合には、接続
路管の管径を、往路管側からのみ、分岐点を通るごとに
次第に細くすればよい。

また、往路管と接続管の分岐部及び接続路管と復路管
の合流部は、例えば第２図で単にＴ型ジョイントで示し
ているが、デッドスペースのない分岐バルブを設けるこ
とも有効である。この場合、分岐バルブは通常は開にし
ておいて使用する。往路管、復路管には殆ど全くデッド
スペースのない状態で超純水は流れている。ユースポイ
ントの変更や工事・修正を要する時のみ、その接続路管
と往路管及び復路管部との分岐バルブを閉にして変更修
理工事等を行えば他のユースポイントにまったく影響を
与えることはない。このことからも明らかなように、従
来超純水使用装置の増設が予想される位置の往路管、復
路管部にはあらかじめ分岐バルブを設けておくと有効で
ある。他のユースポイントに一切影響を与えることな
く、新たな超純水使用装置を接続することしかできる。
もちろん、こうした変更、修理、新増設部の配管内面は
十分なクリーニングと乾燥が行われた後接続しなければ
ならない。

これまでは、超純水最終精製装置から１対の往路管と
復路管に超純水を供給するシステムについて記述した
が、２対以上の復数対の往路管及び復路管の組合わせに
対しても発明が適用できることは言うまでもない。

［実施例］本発明の実施例を第１図に示す。第１図はクリーンル
ームの簡略化された断面を示しており、空気導入部401
から導入された空気は402のペーパーフィルターを通る
ことによってダストを除去され、クリーンルームを下降
して403のグレーチング床より床下クリーンピットに押
し出され、404の排気部よりリターンエアスペースを通
って401に導かれる。これが通常のクリーンルーム構造
である。

超純水は最終精製装置より、405,406の往路管に供給
され、接続路管407,408を経由して復路管409に合流し、
410から最終精製装置に返送、精製循環される。超純水
使用装置412には流量が制御できる分岐バルブ411を経由
して供給される。第１図ではユースポイトが２箇所の例
を示している。

接続路管のうち分岐より下流側408の管径は上流側407
の管径より小さく、407が内径20mmに対して408の内径は
15mmである。各々の接続路管には0.5m²/hの流量が流れ
る十分な水量が最終精製装置より往路管405,406の入口
に供給される超純水の圧力は、超純水使用装置412が必
要とする圧力よりも、分岐バルブ411と往路管の水頭差
だけ低い圧力で十分である。このような配管装置におい
て、分岐バルブ411を開としたとき、超純水使用装置412
に供給される超純水の抵抗率は405に供給される超純水
の抵抗率と一致した。すなわち、抵抗率:18.25±0.005MΩ・cm シリカ:1〜2ppb TOC:4〜5ppb 全蒸発残滓:1〜2ppb パーティクル:0.2個以下/cc（＞0.1μｍ）バクテリア:0個／である。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の超純水供給配管装置に
よって、従来の装置で見られた配管装置内での超純水の
合流・混合による純度の低下を防止し、超純度を保った
まま超純水使用装置に供給することが可能となった。す
なわち、本発明の超純水供給配管装置によって、64Mビ
ットメモリ時代にも十分対応できる超純水をユースポイ
ントに供給することが可能となったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す簡略された断面図、第
２図は配管装置の一部を示す概略図、第３図は超純水製
造装置を示す概略図、第４図は第３図の装置の純水供給
配管装置を示す概略図である。 101……一次純粋供給管、102……循環水槽、103……圧
送ポンプ、104……UV殺菌ユニット、105,106,107……カ
ートリッジポリッシャー、108,109……限外濾過ユニッ
ト、110,301,405,406……往路管、112,302,409,410……
復路管、113,113−1,113−2,114,114−1,114−2,115,11
5−1,115−2,303,304,407,408……接続路管、116,117,1
18,308,411……分岐バルブ、119,120,121,412……ユー
スポイント、122……排水管、131,132,133,305,307……
分岐点、201……超純水製造装置、307……合流点、401
……空気導入部、402……ペーパーフィルター、403……
グレーチング床、404……排気部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超純水の最終精製装置から、一連の超純水
使用装置の近辺を通り、末端に向う往路管と、前記往路
管にほぼ並行して前記往路管と同じ向きの流れを形成す
る復路管と、前記往路管から前記復路管に向う複数の接
続路管と、前記接続路管から超純水使用装置に向う分岐
管と、分岐管に流れる水量を調節する分岐弁とを有する
超純水配管装置において、前記往路管を、前記復路管よ
り位置的に高い場所に設置し、高度差のある前記往路管
と前記復路管の間を前記複数の接続路管をもって接続す
ることを特徴とする超純水供給配管装置。
【請求項２】前記接続路管の管径を、超純水使用装置に
向う分岐より往路管側と復路管側とで異なる管径とし、
前記下流側の管径を前記上流側の管径より小とすること
を特徴とする請求項１記載の超純水供給配管装置。
【請求項３】前記分岐管に設けた分岐弁は、開としたと
きに、前記分岐部の圧力を前記復路管内の圧力より高く
維持する様に流量を制限できる分岐弁であることを特徴
とする請求項１記載の超純水供給配管装置。
【請求項４】前記超純水の最終精製装置から超純水使用
装置へ超純水を分配する前記往復管と復路管の組み合わ
せが複数組よりなることを特徴とする請求項１記載の超
純水供給配管装置。
【請求項５】前記往路管と前記復路管の間の前記接続路
管は、その一部または全部が前記超純水使用装置内部に
含まれていることを特徴とする請求項１記載の超純水供
給装置。
【請求項６】前記超純水用使用装置は塵埃が十分除去さ
れかつ温度調節されたクリーンな空気を吹き出す天井
部、クリーンルーム及び床下クリーンピットの３層構造
よりなるクリーン建屋内に設けられており、前記往路管
が前記天井部に設置され、前記復路管が前記床下クリー
ンピットに設置されていることを特徴とする請求項１記
載の超純水供給配管装置。
【請求項７】前記接続路管に前記分岐管が複数個設けら
れたことを特徴とする請求項１記載の超純水供給配管装
置。
【請求項８】前記接続路管の管径が、前記往路管側か
ら、１個の分岐部を経るごとに小さくなることを特徴と
する請求項７記載の超純水供給配管装置。
【請求項９】前記接続路管と前記往路管の分岐部、及び
前記接続路管と前記復路管の合流部に分岐弁が設けられ
たことを特徴とする請求項１記載の超純水供給配管装
置。
【請求項１０】前記往路管、前記復路管及び前記接続路
管はクリーン塩化ビニル,PVDF,PEEKであることを特徴と
する請求項１記載の超純水供給配管装置。
【請求項１１】前記往路管、前記復路管及び前記接続路
管は内面にCr₂O₃を主体とする不動態膜が形成されたス
テンレス管であることを特徴とする請求項１記載の超純
水供給配管装置。