JP4860915B2

JP4860915B2 - 送液手段および送液方法

Info

Publication number: JP4860915B2
Application number: JP2004366503A
Authority: JP
Inventors: 智彦岩崎; 政良笹川; 征弘古川
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd; Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd; Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: JP2006167661A

Description

本発明は、純水使用装置へ純水を送液する送液手段および送液方法に関し、特に、超純水製造装置に設けられ、送液ポンプの故障時でも高水質の超純水を安定して製造することを可能とする純水の送液手段および送液方法に関する。

従来、半導体製品の洗浄などに用いられる超純水の製造装置として、前処理システム、一次純水システム、および二次純水システム（または「サブシステム」）を備えた超純水製造装置が用いられている。超純水製造装置では、工業用水などの原水を、凝集沈殿装置や濾過装置などを備えた前処理システムで処理した後、脱塩装置などを備えた一次純水システムで処理して一次純水を得、さらに、二次純水システムでこの一次純水から微量の不純物を除去して、比抵抗が１７．５〜１８．２ＭΩ・ｃｍ程度の超純水を製造する。

こうした超純水を製造する超純水製造装置では、一般に、前処理システムおよび一次純水システムで処理された一次純水を貯留タンクに一時的に貯留した後、二次純水システムに送液する。具体的には、二次純水システムは貯留タンク（二次純水槽）を備え、ここから送液ポンプによって、この二次純水槽内の液体を二次純水システムに供給し、超純水を製造する。ここでは、二次純水システムから送液した超純水の内、使用されなかった超純水は二次純水槽へ循環され、使用された超純水の量に応じた一次純水も同時に二次純水槽へ供給される。

このため、二次純水システムの送液ポンプが故障すると、超純水を使用するユースポイントへ超純水が供給できなくなる。超純水の供給が停止した場合、半導体製品などが製造できなくなることから、超純水製造装置には、通常使用する送液ポンプ（以下、「運転ポンプ」という）の故障時に動かす非常用送液ポンプとして、予備の送液ポンプ（以下、「待機ポンプ」という）が設けられることが常である。

これらの送液ポンプとしては、被処理液を高圧（例えば３〜５ｋｇ／ｃｍ^２）で吐出するために高い強度を備えたものが求められ、強度に優れた金属製のものが多く用いられる。しかし、金属製の送液ポンプの接液部分からは微量の金属イオンが溶出し、送液される純水が金属汚染される恐れがある。特に、運転ポンプの故障時に待機ポンプを稼動させた場合、待機ポンプに封入されていた純水（「シール水」）に溶出していた金属成分が二次純水システムなどに送り込まれ、金属汚染を引き起こす。また、待機ポンプの前後に接続された配管などに滞留していた滞留水中で繁殖した細菌などを含む有機物や滞留水に溶解した溶存酸素などの非金属系の汚染物質が二次純水システムに送り込まれるおそれもある。

金属成分は、有機物と並んで超純水水質悪化の主原因であり、近年の半導体製品の高集積化に伴って、超純水の金属濃度に関する要求は特に厳しくなっている。例えば、ＤＲＡＭ集積度が１６ＭＢの半導体製品製造用の超純水では、重金属イオン濃度は１０〜５０ｎｇ／Ｌ未満、６４ＭＢの半導体製品製造用では５ｎｇ／Ｌ未満、さらに２５６ＭＢの半導体製品製造用では１ｎｇ／Ｌ未満であることが求められている。

従来から、超純水製造装置の接液部分からの金属イオンの溶出を防止するために、超純水製造装置の構成部材、特に配管を合成樹脂などの非金属材料のものとすることが行われているが、近年、金属濃度に関する要求がより厳しくなっていることから、送液ポンプについても金属イオンの溶出を防止した超純水製造装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に開示された超純水製造装置では、接液部分を合成樹脂などの非金属材料で構成した送液ポンプを用いる。特許文献１に開示された超純水製造装置によれば、送液ポンプから溶出する金属成分による二次純水システムの金属汚染を防止し、二次純水システムの負荷を低減し、また、二次純水システムで製造される超純水の金属濃度を低くすることができる。

しかし、接液部分が非金属材料で構成された送液ポンプは、構成が複雑であるため価格が高くなる。一方、接液部分も金属材料で構成されている送液ポンプ（以下、単に「金属製の送液ポンプ」という）は、構成が単純で安価に製造でき、強度も高く、高圧での液体供給ができるが、上述した通り、送液ポンプからの金属汚染の問題がある。このため、金属製の送液ポンプを用いた場合でも、純水が金属汚染されることを防止し、二次純水システムで製造される超純水の水質低下を低減することができる送液手段が求められている。
特開２００３−１３６０５８号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、純水を送液するための金属製の送液ポンプを備えた送液手段において、送液ポンプからの金属イオンの溶出による純水の金属汚染を防止できる送液手段および送液方法を提供することを目的とする。また本発明は、純水の金属汚染のみならず、非金属的な汚染（送液ポンプや送液ポンプの前後に接続された配管などに滞留した滞留水による汚染）も防止できる送液手段および送液方法を提供することを目的とする。本発明は、特に、超純水製造装置に設けられ、送液ポンプの故障時、および故障からの復旧直後でも超純水の水質低下を防ぐことができる送液手段および送液方法を提供することを目的とする。

本発明は、純水を貯留タンクから二次純水システムなどの純水使用装置に供給する送液手段に、流量調整可能な第１送液管と、流量調整可能な第２送液管とを設け、第１送液管と第２送液管とを並列に接続し、さらに、これら送液管の流量を調整する流量調整手段を設けることを特徴とする。具体的には、本発明は以下のような送液手段および送液方法を提供する。

（１）純水を純水使用装置に送液する純水の送液手段であって、第１送液ポンプを備えた流量調整可能な第１送液管と、第２送液ポンプを備えた流量調整可能な第２送液管と、前記第１送液管の流量、および前記第２送液管の流量を調整する流量調整手段と、を備え、前記第１送液管と、前記第２送液管と、は並列に接続されていることを特徴とする送液手段。

（２）前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態の少なくとも一方の稼動状態に応じて、前記第１送液管の流量、および前記第２送液管の流量の少なくとも一方を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする（１）記載の送液手段。

（３）前記流量調整手段は、前記第１送液ポンプの送液量、および前記第２送液ポンプの送液量を調整することにより、前記第１送液管の流量、および前記第２送液管の流量を調整するものであることを特徴とする（１）または（２）記載の送液手段。

（４）前記第１送液管、および前記第２送液管に接続されるブロー管をさらに備えることを特徴とする（１）から（３）いずれか記載の送液手段。

（５）前記ブロー管は、前記第１送液管の前記第１送液ポンプの出口側に接続される第１分岐ブロー管と、前記第２送液管の前記第２送液ポンプの出口側に接続される第２分岐ブロー管と、前記第１送液管の前記第１送液ポンプの入り口側に接続される第３分岐ブロー管と、前記第２送液管の前記第２送液ポンプの入り口側に接続される第４分岐ブロー管と、を含むことを特徴とする（４）記載の送液手段。

（６）前記制御手段は、前記第１送液ポンプおよび前記第２送液ポンプの両方を同時に稼動させながら前記第１送液管の流量、および前記第２送液管の流量の少なくとも一方を制御するものであることを特徴とする（１）から（５）いずれか記載の送液手段。

（７）前記制御手段は、インバータ制御を行なうものであることを特徴とする（２）から（６）いずれか記載の送液手段。

（８）純水を純水使用装置に送液する純水の送液方法であって、第１送液ポンプを備えた第１送液管と、第２送液ポンプを備え、前記第１送液管と並列に接続されている第２送液管と、を備えた送液手段を用い、前記第１送液ポンプ、および前記第２送液ポンプを最大出力の４０〜８０％の出力で同時に稼動させ、前記第１送液管、および前記第２送液管の両方に純水を通液して、前記貯留タンクから前記純水使用装置に純水を供給する送液方法。

第１送液管および第２送液管を流量調整可能とする具体的手段としては、例えば、それぞれに設けられた第１送液ポンプおよび第２送液ポンプを、送液量の調整が可能なものとすることが挙げられる。また、第１送液管および第２送液管のそれぞれに、開閉状態を調整できる流量調整弁を設けることによって、これら送液管を流量調整可能なものとすることもできる。

（１）記載の発明に係る送液手段は、２系統の流量調整可能な送液管を並列に設けるとともに、流量調整手段を設けるため、両送液管の流量を調整しながら、両送液管から純水を二次純水システムなどの純水使用装置に供給できる。本発明では、並列接続された２系統の送液管にそれぞれ設けられた送液ポンプを常時、稼動させ、送液ポンプ内に純水が滞留することを防止する。

このため本発明によれば、送液される純水が、送液ポンプの接液部分において送液ポンプを構成する金属材料と長時間、接触して金属汚染されることを防止できる。したがって、片方の送液ポンプに異常が発生した場合でも、金属汚染された純水が二次純水システムなどの純水使用装置に供給されることを防ぐことができ、また、他方の送液ポンプを備えた送液管の流量を調整することで、純水を安定して供給することができる。

本発明の送液手段は、第１送液管と第２送液管とに、第１送液ポンプと第２送液ポンプとをそれぞれ備えており、これら送液ポンプの稼動状態を検出する検出手段、および、送液ポンプの稼動状態に応じて送液管の流量を調整する制御手段を、さらに設けることが好ましい（前記（２）記載の発明）。

送液ポンプの稼動状態を検出する検出手段を設けることにより、送液ポンプの稼動状態から、送液管内の流量を容易に把握できる。また、送液ポンプの稼動状態に応じた流量調整を行う制御手段によって、異常発生時の水質変化を抑制しながら一定量の純水を二次純水システムなどの純水使用装置に供給できる。

流量調整手段は、送液管の流量調整弁の開閉度や送液ポンプの送液量を調整する手段である。特に、送液ポンプの送液量を調整するようにすると、送液量の調整が迅速にできるため、好ましい（前記（３）記載の発明）。送液ポンプの送液量は、例えば、送液ポンプの回転数を調整することにより調整できる。

なお、流量調整手段は、第１送液管の流量（または第１送液ポンプの送液量）、および第２送液管の流量（または第２送液ポンプの送液量）の両方を、それぞれ独立して調整できるように構成するが、両送液管の流量（または両送液ポンプの送液量）は、必ずしも同時に調整される必要はない。

すなわち、第１送液管の流量（または第１送液ポンプの送液量）は変更されず、第２送液管の流量（または第２送液ポンプの送液量）のみが変更されてもよく、逆の場合があってもよい。また、両送液管の流量（または両送液ポンプの送液量）が同時に変更されることがあってもよい。

同様に、制御手段は第１送液ポンプの送液量と第２送液ポンプの送液量の各々を制御できるように構成するが、少なくとも一方の送液ポンプの稼動状態に応じて、どちらかの送液ポンプの送液量を制御できればよい。

また、本発明の送液手段は、第１送液管と第２送液管とのそれぞれに接続されたブロー管をさらに備えることが好ましい（前記（４）記載の発明）。第１送液管と第２送液管とにブロー管が接続されていると、２つの送液ポンプのどちらかが故障し、故障した送液ポンプを備えた送液管の使用を停止した後、この送液管への送液再開に先立ち、送液管内に滞留した滞留液をブロー管から排出することができる。

このため、送液管の使用停止中に送液ポンプ内などに滞留し、金属汚染されたシール水が二次純水システムなどの純水使用装置に送られることを防止し、二次純水システムなどへの負荷の増加や、超純水の水質低下を防止できる。

ブロー管は、第１送液ポンプの入り口側および出口側において第１送液管にそれぞれ接続された第１分岐ブロー管および第３分岐ブロー管、並びに第２送液ポンプの入り口側および出口側において第２送液管にそれぞれ接続された第２分岐ブロー管および第４分岐ブロー管を含むことが好ましい（前記（５）記載の発明）。このように第１送液管および第２送液管の入り口側と出口側とに分岐ブロー管を接続することにより、第１送液管や第２送液管に滞留した液体を速やかに排出することができる。

さらに、本発明の超純水製造装置に設けられる制御手段は、第１送液管と第２送液管とに同時に液体を供給しながら、これらの送液管の流量の少なくとも一方を調整できるように構成することが好ましい（前記（６）記載の発明）。具体的には、第１送液ポンプおよび第２送液ポンプのそれぞれに制御機構を設け、これらの制御機構を独立して制御できるように構成することが挙げられる。

また、制御手段はインバータを用いた制御を行なうものであることが好ましい（前記（７）記載の発明）。インバータ制御は、送液ポンプの回転数を無段階で制御できるため、送液ポンプの出力調整などを容易に行なうことができる。また、インバータ制御によれば、送液ポンプの消費電力を低減することができる。

本発明に係る送液手段は、異常時でない限り、第１送液ポンプと第２送液ポンプの両方を稼動させ、純水を純水使用装置に供給するが、この場合において、両送液ポンプは低出力で運転していることが好ましい（前記（８）記載の発明）。具体的には、両送液ポンプは、送液量が最大吐出量の４０〜８０％程度、好ましくは６０〜７０％となるように運転する。

このように、両送液ポンプの送液量を低くした状態で通常の運転を行なうことで、２系統の送液ポンプを設けることに伴う動力費の上昇を抑制することができる。また、どちらかの送液ポンプが故障した場合に、他方の送液ポンプの送液量を増やすことにより、二次純水システムなどの純水使用装置に供給する純水の供給量を安定化することができる。

第１送液ポンプと第２送液ポンプとは同一種類のポンプで構成することが好ましく、具体的には、キャンドモータポンプやグルドフォスポンプなどのシールレスポンプなどを使用できる。送液ポンプは、接液部分も含めた全体が金属製のものを使用することができるが、接液部が非金属材料で構成されるなどの金属溶出対策が施された送液ポンプも当然に使用できる。

なお、本発明に係る送液手段により、純水を送液する「純水使用装置」とは、純水を使用して超純水を製造する装置、および半導体製品、または医薬品などを製造する装置を意味する。純水使用装置の具体例としては、純水を被処理液として処理して超純水を製造する超純水製造装置の二次純水システムや、純水を洗浄用水として使用して半導体を製造する半導体洗浄装置などが挙げられる。

本発明に係る送液手段は、純水が貯留されたタンクから純水使用装置に純水を送出するものとしてもよく、送液中の純水を加圧するためのものとしてもよい。すなわち、本明細書において「送液ポンプ」は、タンク内の液体を送出する目的で設置されるポンプに限られず、配管途上に設置し、配管内を流れる液体を加圧する目的などで設置されるポンプ（いわゆる「ブースタポンプ」）を含むものとする。

また、本明細書において本発明の送液手段で送液される「純水」とは、有機物、イオン成分、および溶存酸素などの不純物を含む原水から、これらの不純物が除去されて得られる高純度の水を意味する。具体的には、純水は、比抵抗１０ＭΩ・ｃｍ以上、金属濃度５μｇ／Ｌ以下程度の液体を指す。

本明細書においては、「純水」には、前処理システムおよび一次純水システムにより、不純物が除去された、比抵抗１０〜１７ＭΩ・ｃｍ程度、金属濃度５μｇ／Ｌ以下程度の純水（以下、特に「一次純水」という）、および、この一次純水がさらに二次純水システムにより処理され、比抵抗が１８〜１８．２ＭΩ・ｃｍ、金属濃度１０ｎｇ／Ｌ以下程度となるまで不純物が除去された純水（以下、特に「超純水」という）が含まれるものとする。また、原水の不純物を除去して製造した一次純水または超純水に、水素ガス、窒素ガス、オゾンガスまたは炭酸ガスなどを添加して、半導体の洗浄機能を高めた、いわゆる「機能性純水」も純水に含まれるものとする。

本発明によれば、純水を二次純水システムに送出する送液ポンプとして、構造が単純で安価な金属製の送液ポンプを用いた場合でも、送液ポンプから溶出する金属による純水の金属汚染を防止できる。特に、本発明によれば、１台の送液ポンプが故障した場合でも、純水使用装置の金属汚染を防いで、しかも圧力変動を起こすことなく純水を安定的に二次純水システムなどの純水使用装置に供給できる。

次に、図面を用いて本発明について詳細に説明する。以下、同一部材には同一符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る送液手段３を備えた超純水製造装置１の二次純水システム１０の模式図である。二次純水システム１０は、貯留タンク２、貯留タンク２内の純水を送出する送液手段３、および純水を被処理液として処理し、超純水を製造する純水使用装置である超純水製造ユニット４を備える。貯留タンク２内には、図示しない前処理システム、および一次純水システムにより処理された一次純水およびユースポイント９で使用されずに返送された超純水が貯留されている。

前処理システムは、凝集沈殿装置や濾過装置などを備え、工業用水などの原水に含まれる懸濁物質や有機物の一部を除去する。一次純水システムは、前処理システムから供給される液体中の不純物を除去して、比抵抗１０〜１７ＭΩ・ｃｍ、金属濃度が５μｇ／Ｌ以下程度の一次純水を製造するシステムであり、例えば、イオン交換脱塩装置、逆浸透膜装置、および脱気装置などで構成される。

超純水製造ユニット４は、これら前処理システムと一次純水システムを用いて製造される一次純水と、ユースポイント９で使用されずに返送された超純水との混合液を被処理液とし、一次純水に僅かに残存する有機物や金属、および超純水が返送される過程で配管などから溶出した有機物や金属などを除去するシステムを備えた装置である。超純水製造ユニット４は、脱塩装置、膜濾過装置、および酸化装置などを適宜、組み合わせて構成される。本実施形態の超純水製造装置１では、超純水製造ユニット４は、熱交換器５、紫外線酸化装置６、脱塩装置７、および限外膜濾過装置８で構成されている。なお、脱塩装置７は、非再生型のイオン交換樹脂を充填した塔で構成されている。

送液手段３は、第１送液ポンプ１３を備えた第１送液管１１と、第２送液ポンプ１４を備えた第２送液管１２とを備える。第１送液管１１と第２送液管１２の一端は、それぞれに備えられた送液ポンプ１３、１４の入り口側で第１接続管３ａと接続され、他端は送液ポンプ１３、１４の出口側で第２接続管３ｂと接続され、第１送液管１１と第２送液管１２とは、並列に接続されている。また、本実施形態では、送液ポンプ１３、１４はキャンドモータポンプで構成され、回転数を調整することにより送液量を調整でき、これにより送液管１１、１２は流量調整可能に構成されている。

第１接続管３ａの一端は、貯留タンク２と接続され、第２接続管３ｂの一端は超純水製造ユニット４の熱交換器５に接続されている。第１接続管３ａ、第１送液管１１、第２送液管１２、および第２接続管３ｂは送液手段３を構成している。

第１送液管１１には、第１送液ポンプ１３の入り口側に第１弁Ｖ_１、並びに、送液ポンプ１３の出口側に第１圧力センサ３１、第１圧力計３３、第１逆止弁Ｖ_１３、および第１出口弁Ｖ_３がさらに設けられている。同様に、第２送液管１２には、第２送液ポンプ１４の入り口側に第２弁Ｖ_２、並びに、送液ポンプ１４の出口側に第２圧力センサ３２、第２圧力計３４、第２逆止弁Ｖ_１４、および第２出口弁Ｖ_４がさらに設けられている。

また、第１送液管１１および第２送液管１２には、第１分岐ブロー管５０ａおよび第２分岐ブロー管５０ｂがそれぞれ接続され、第１分岐ブロー管５０ａと第２分岐ブロー管５０ｂはいずれも一端がブロー本管５０と接続されている。第１分岐ブロー管５０ａの他端は第１送液ポンプ１３の出口側、具体的には第１出口弁Ｖ_３と第１逆止弁Ｖ_１３との間に接続されている。同様に第２分岐ブロー管５０ｂの他端は第２送液ポンプ１４の出口側、具体的には第２出口弁Ｖ_４と第２逆止弁Ｖ_１４との間に接続されている。

さらに、第１送液管１１および第２送液管１２には第１送液ポンプ１３および第２送液ポンプ１４の入り口側に第３分岐ブロー管５０ｄおよび第４分岐ブロー管５０ｅがそれぞれ接続されている。具体的には、第１送液ポンプ１３と第１弁Ｖ_１との間に第３分岐ブロー管５０ｄの一端が接続され、第２送液管１２には第２送液ポンプ１４と第２弁Ｖ_２との間に第４分岐ブロー管５０ｅの一端が接続されている。第３分岐ブロー管５０ｄおよび第４分岐ブロー管５０ｅの他端は、いずれもブロー本管５０ｃに接続されている。第１分岐ブロー管５０ａ、第２分岐ブロー管５０ｂ、第３分岐ブロー管５０ｄ、第４分岐ブロー管５０ｅおよびブロー本管５０ｃはブロー管５０を構成する。

第１分岐ブロー管５０ａ、第２分岐ブロー管５０ｂ、第３分岐ブロー管５０ｄ、および第４分岐ブロー管５０ｅには、開閉可能な第１ブロー弁Ｖ_５、第２ブロー弁Ｖ_６、第３ブロー弁Ｖ_７、および第４ブロー弁Ｖ_８がそれぞれ設けられている。弁Ｖ_１〜Ｖ_８の開閉は手動で行なってもよいが、自動で開閉できるよう、制御装置４０から、弁Ｖ_１〜Ｖ_８に開閉信号を送るように制御装置４０を構成してもよい。

第１圧力センサ３１および第２圧力センサ３２は、それぞれ、第１送液ポンプ１３および第２送液ポンプ１４の稼動状態を検出する検出手段であり、送液ポンプ１３、１４の出口側に接続された配管内の圧力に応じて、ＯＮ／ＯＦＦ、または異常発生等の信号を制御装置４０に送る。検出手段としては、この他、流量センサ付きの流量計や過電流検出器などがある。また、本実施形態の超純水製造装置１のように、送液管１１、１２に圧力計３３、３４を設ければ、送液管１１、１２内の圧力を目視することもできる。

制御装置４０は、圧力センサ３１、３２などの検出手段から送られるデジタルおよび／またはアナログの入力信号に応じて、デジタルおよび／またはアナログの出力信号を出力するコントローラ（図示せず）を備えている。コントローラとしては、プログラマブルロジックコントローラやシーケンサなどの公知の演算処理装置を用いることができる。

また、制御装置４０は、コントローラからの出力信号に応じて、送液ポンプ１３、１４各々の送液量を変更する制御機構としてインバータを含む。インバータは、本実施形態では第１送液ポンプ１３用と第２送液ポンプ１４用に別個に設けられたもので、送液ポンプ１３、１４をそれぞれ独立して制御できるように構成されている。具体的には、インバータは送液ポンプ１３、１４のそれぞれに取り付けられ、これら送液ポンプ１３、１４の回転数を調整することにより、第１送液ポンプ１３と第２送液ポンプ１４の送液量をそれぞれ調整し、送液管１１、１２の流量を調整する。このようにインバータを送液ポンプ１３、１４のそれぞれに取り付け、独立に制御するように構成することにより、制御装置４０を用いて送液ポンプ１３、１４を同時に稼動させて第１送液管１１および第２送液管１２の両方に送液しながらこれらの送液管１１、１２の一方または両方の流量を制御できる。

なお、第１送液ポンプ１３にインバータを備える代わりに第１出口弁Ｖ_３を開度調整可能な弁で構成し、また、第２送液ポンプ１４にインバータを備える代わりに第２出口弁Ｖ_４を外部信号で開度調整できる弁で構成し、送液ポンプ１３、１４の稼動状態に応じて、これらの出口弁Ｖ_３、Ｖ_４の開度を調整することにより、送液管１１、１２の流量調整をするようにしてもよい。しかし、出口弁Ｖ_３、Ｖ_４の開度調整により、流量調整を行なう方法は目的流量を得るまで時間がかかる場合があるため、送液ポンプ１３、１４の回転数を制御する方が好ましい。

本実施形態の制御装置４０は、インバータを用いて、検出手段で検知された送液ポンプ１３、１４の送液量を調整して制御するものであり、制御手段と流量調整手段とを兼ね備える。

次に、上記の超純水製造装置１の運転例について説明する。本発明では、二次純水システム１０のメイン操作用のスイッチを入れ、二次純水システム１０を稼動させる。このスイッチを入れることにより、そのＯＮ信号が制御装置４０に入力され、各インバータから第１送液ポンプ１３と第２送液ポンプ１４の両方に起動信号が出力される。これにより、第１送液ポンプ１３と第２送液ポンプ１４の両方が稼動し、貯留タンク２内の純水は、第１接続管３ａを介して第１送液管１１と第２送液管１２との両方に供給され、第２接続管３ｂで合流して超純水製造ユニット４に供給される。

送液ポンプ１３、１４はいずれも、通常運転時は最大吐出量の４０〜８０％、好ましくは６０〜７０％程度の低出力で運転する。これにより、送液ポンプ１３、１４を２台稼動させるために必要な電力量を低減する。また、第１送液ポンプ１３または第２送液ポンプ１４のどちらかに、出力低下または停止などの故障が生じた場合、他方の送液ポンプである第２送液ポンプ１４、または第１送液ポンプ１３の出力を上げる。これにより、超純水製造ユニット４への一次純水の供給量と水質とを安定化し、超純水製造ユニット４で製造された超純水が使用されるユースポイント９へ供給される超純水の供給量と水質とを安定化できる。

超純水製造装置１の運転中は、圧力センサ３１、３２を用いて、送液管１１、１２内の圧力を検知することから送液ポンプ１３、１４の稼動状態を検知する。送液ポンプ１３、１４の送液量が増減した場合や、異常が発生した場合、圧力センサ３１、３２から出力される信号が制御装置４０に入力される。制御装置４０では、入力信号に応じてコントローラから出力信号が出力され、通常運転時は低周波設定とされている送液ポンプ１３、１４の周波設定を高周波設定とするなどして後工程に実質的に圧力変動の影響を与えることなく、送液量の調整を行なって送液管１１、１２の流量を制御する。

第１送液管１１および第２送液管１２には、第１送液ポンプ１３および第２送液ポンプ１４の入り口側において、第１弁Ｖ_１および第２弁Ｖ_２がそれぞれ設けられていることから、第１送液ポンプ１３または第２送液ポンプ１４のどちらかを修理、または点検する場合は、第１弁Ｖ_１および第１出口弁Ｖ_３、または第２弁Ｖ_２および第２出口弁Ｖ_４を閉じることにより、第１送液管１１または第２送液管１２への通液を停止する。

第１送液管１１または第２送液管１２への通液を停止した後、再び通液を開始する場合は、通液開始に先立ち、第１送液管１１または第２送液管１２内に滞留した液体を排出する。すなわち、第１送液管１１への通液を停止後、通液を再開する前は、第１送液ポンプ１３のインバータを、ポンプの運転が可能な最小出力に設定し、第１弁Ｖ_１を開くとともに、第１分岐ブロー管５０ａの第１ブロー弁Ｖ_５を開き、ブロー管５０から第１送液管１１内に滞留した液体を排出する。

同様に、第２送液管１２への通液の停止および再開に際しては、第２送液ポンプの出力を最小に設定し、第２弁Ｖ_２を開くとともに、第２分岐ブロー管５０ｂの第２ブロー弁Ｖ_６を開き、ブロー管５０から第２送液管１２内に滞留した液体を排出する。送液ポンプ１３、１４の出口側に接続された分岐ブロー管５０ａ、５０ｂを用いる代わりに、入り口側に接続された分岐ブロー管５０ｄ、５０ｅを用いてブロー水の排出を行なってもよい。また送液ポンプ１３、１４の入り口側に接続された分岐ブロー管５０ｄ、５０ｅは、送液管１１、１２への通液開始時にこれら送液管１１、１２の上流（送液ポンプ１３、１４の入り口側）の配管内の空気を排出するエア抜き管として使用することもでき、あるいは洗浄用薬品その他の液体を供給する給液管として使用することもできる。なお、ブロー弁Ｖ_５〜Ｖ_８は、通常の運転時は閉じた状態としている。

滞留液には、送液管１１、１２への通液停止中に、送液ポンプ１３、１４などから溶出した金属などが含まれているが、ブロー管５０から滞留液を排出することにより、超純水製造ユニット４への負荷の増大を低減するために、超純水製造ユニット４系内に持ち込まれた金属成分などがリークして超純水の水質を悪化させることを防止できるだけでなく、超純水を洗浄に使用する製品の金属汚染を防止できる。

このように、本発明の超純水製造装置１では、送液手段３に２系統の送液管１１、１２を設けるとともに、流量調整手段（制御装置４０）を設け、２系統の送液管１１、１２のそれぞれに設けた送液ポンプ１３、１４の両方を低出力で常時運転することにより、純水が送液ポンプ１３、１４内に滞留して金属などで汚染された滞留液（またはシール水）が発生することを防止し、これにより、超純水中の金属成分、特に鉄（Ｆｅ）の濃度上昇を防止する。

さらに、第１送液ポンプ１３または第２送液ポンプ１４に異常が発生した場合でも、処置後の通液再開に先立ち、ブロー管５０から滞留した液体を排出することができるため、超純水製造ユニット４および超純水での洗浄対象品のクリーン化を図ることができる。

上記第１実施形態では、送液手段３は、純水を超純水製造ユニット４へ送液する送液手段として構成されているが、本発明の送液手段は、二次純水システムで製造された超純水を半導体洗浄装置へ送液する送液手段としてもよく、この例には、二次純水システム内に別途設置され、二次純水システム内を流れる液体を加圧送液するブースタポンプとしての送液ポンプを備えるものも含まれる。また、送液手段は、二次純水システムを介さずに一次純水を直接、半導体洗浄装置などに送液する送液手段としてもよい。

図２は、本発明の第２実施形態を示し、前処理システム（図示せず）、一次純水システム（図示せず）、および二次純水システム１０で製造された超純水を、超純水貯留タンク２２に一時的に貯留し、複数の半導体洗浄装置２４へ送液する、いわゆるセントラル方式の超純水製造装置２１の模式図である。

第２実施形態では、送液手段により送液される純水は超純水であり、送液手段の前方には、純水使用装置として３つの半導体洗浄装置２４ａ、２４ｂ、および２４ｃが設けられている。超純水貯留タンク２２と各半導体洗浄装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃとの間には、送液手段３ａ、３ｂ、３ｃがそれぞれ１つずつ、合計３つ、設けられている。送液手段３ａ、３ｂ、３ｃの構成はいずれも、上記第１実施形態の超純水製造装置１の送液手段３と同一である。

上記第２実施形態の超純水製造装置２１では、前処理システム、一次純水システム、および二次純水システム１０で不純物を除去して得た超純水を、超純水貯留タンク２２に貯留し、本発明に係る送液手段３ａ、３ｂ、３ｃにより、半導体洗浄装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃのそれぞれに送液する。

この超純水製造装置２１によれば、１ヶ所で製造された超純水を、複数の超純水製造装置である半導体洗浄装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃに安定して送液できる。なお、送液手段３ａ、３ｂ、３ｃと半導体洗浄装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃとの間には、必要に応じて限外濾過膜などを備えた膜分離装置（図示せず）などを設けてもよい。また、半導体洗浄装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃには、未使用の超純水を超純水貯留タンク２２や貯留タンク２などに返送する返送配管（図示せず）を設けてもよい。

本発明は、ＬＳＩやウェハなどの半導体製品の製造や、医薬品製造などに用いられる超純水製造装置に適用できる。

本発明第１実施形態に係る送液手段を備えた超純水製造装置模式図である。本発明第２実施形態に係る送液手段を備えた超純水製造装置模式図である。

符号の説明

１超純水製造装置
２貯留タンク
３送液手段
４超純水製造ユニット（純水使用装置）
１０二次純水システム
１１第１送液管
１２第２送液管
１３第１送液ポンプ
１４第２送液ポンプ
３１第１圧力センサ（検出手段）
３２第２圧力センサ（検出手段）
４０制御装置（流量調整手段を兼ねた制御手段）
５０ブロー管

Claims

純水を純水使用装置に送液する純水の送液手段であって、
第１送液ポンプを備えた流量調整可能な第１送液管と、
第２送液ポンプを備えた流量調整可能な第２送液管と、
前記第１送液ポンプ及び前記第２送液ポンプの出口側に設けられた、前記第１送液管および前記第２送液管と前記純水使用装置とを接続する接続管と、
前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態を検出する検出手段と、
前記第１送液管の流量、および前記第２送液管の流量の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備え、
前記第１送液管と、前記第２送液管と、は並列に接続され、
前記制御手段は、
前記検出手段により検出された前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態の両方が通常運転時である場合、前記第１送液ポンプおよび前記第２送液ポンプの両方を稼動させ、前記第１送液ポンプの送液量、および前記第２送液ポンプの送液量の両方を最大吐出量の４０％〜８０％に調整し、
前記検出手段により検出された前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態の一方が異常状態である場合、前記第１送液ポンプおよび前記第２送液ポンプのうち、異常の発生した送液ポンプの稼動を停止し、他方の送液ポンプの送液量を増量することを特徴とする送液手段。
前記制御手段は、前記第１送液ポンプの送液量、および前記第２送液ポンプの送液量を調整することにより、前記第１送液管の流量、および前記第２送液管の流量を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の送液手段。
前記第１送液管に接続されるブロー管、および前記第２送液管に接続されるブロー管をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の送液手段。
前記ブロー管は、
前記第１送液管の前記第１送液ポンプの出口側に接続される第１分岐ブロー管と、
前記第２送液管の前記第２送液ポンプの出口側に接続される第２分岐ブロー管と、
前記第１送液管の前記第１送液ポンプの入り口側に接続される第３分岐ブロー管と、
前記第２送液管の前記第２送液ポンプの入り口側に接続される第４分岐ブロー管と、を含み、
前記第１分岐ブロー管、前記第２分岐ブロー管、前記第３分岐ブロー管、前記第４分岐ブロー管のそれぞれに、開閉可能なブロー弁が設けられていることを特徴とする請求項３記載の送液手段。
前記制御手段は、インバータ制御を行なうものであることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の送液手段。
純水を純水使用装置に送液する純水の送液方法であって、
第１送液ポンプを備えた第１送液管と、第２送液ポンプを備え、前記第１送液管と並列に接続されている第２送液管と、前記第１送液ポンプ及び前記第２送液ポンプの出口側に設けられた、前記第１送液管および前記第２送液管と前記純水使用装置とを接続する接続管と、前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態を検出する検出手段とを備えた送液手段を用い、
前記検出手段により検出された前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態の両方の稼動状態が通常運転時である場合、前記第１送液ポンプ、および前記第２送液ポンプの両方を最大出力の４０〜８０％の出力で稼動させ、前記第１送液管、および前記第２送液管の両方に純水を通液して、貯留タンクから前記純水使用装置に純水を供給し、
前記検出手段により検出された前記第１送液ポンプの稼動状態、および前記第２送液ポンプの稼動状態の少なくとも一方が異常状態である場合、前記第１送液ポンプおよび前記第２送液ポンプのうち、異常の発生した送液ポンプの稼動を停止し、他方の送液ポンプを前記通常運転時の出力よりも高い出力で稼動させて、当該他方の送液ポンプを備える送液管に純水を通液して、前記貯留タンクから前記純水使用装置に純水を供給する送液方法。