JP5714825B2 - 液体浄化装置、それを備えた液体制御弁及び液体供給システム - Google Patents

Description

本発明は、光触媒によって高純度液体に対して滅菌等の浄化を行う液体浄化装置、それを備えた流体制御弁及び液体供給システムに関する。

半導体、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）及び太陽電池等の製造プロセスでは、各種薬液や純水等の液体を用いて、ウエハやパネル等に対する処理が行われている。そこでは、微細な粒子（パーティクル）の存在がウエハやパネルに形成される回路に障害をもたらすため、使用される液体には極めて高い純度が要求されている。

ところで、前記パーティクルには、粉塵等の無機物だけでなく、バクテリア等の有機物も含まれる。このようなバクテリア等の有機物は、純水の流通を止めて流路中に滞留させることで繁殖を開始する。そして、こうした有機物が微量でも純水中に存在すれば、要求される純度を維持できなくなるという問題が生じる。このような問題は、純水ではなく薬液であってもその濃度によっては同様に生じ得る。

そこで、従来、純水等の高純度液体中の有機物増加という問題を回避すべく、高純度液体をユースポイントへ供給する液体供給システムでは、その液体通路の途中に設けられる開閉弁として、バイパス流路を備えたものが用いられている（特許文献１〜３参照）。これにより、開閉弁の主流路が閉じられた場合でも、バイパス流路を通じて高純度液体が少量ながらも流し続けられるため、液体通路内に高純度液体が滞留することを防ぎ、バクテリア等の有機物が微量でも増加することを抑制できる。

実公平２−４０３６５号公報 特開平６−２２１４５７号公報 特開２００７−４６７２５号公報

しかしながら、上記従来技術のように、バイパス流路を通じて高純度液体の流通を継続すれば、ウエハやパネルに対する処理として高純度液体が使用されない場合にも、その高純度液体を送り出すポンプ等、液体供給システムを構成する各種装置を駆動させることが必要となる。つまり、それら各種装置の常時駆動が必要となる。また、その間に消費された高純度液体は回収されて再利用されることになるが、その再利用のためのコストが余分に必要となる。このため、従来技術には、ランニングコストを増加させてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、高純度液体に微量に含まれるバクテリア等の有機物を除去するとともに、簡易に設置することができる液体浄化装置を提供することを主たる目的とし、もって、高純度液体が使用されない場合にその流通を完全に止めてランニングコストを低減させるようにするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

すなわち、第１の発明では、液体浄化装置として、高純度液体を流通させる液体流路、該液体流路への流入口及び流出口を有する流路ブロックと、前記液体流路内に設けられて、該液体流路中の前記高純度液体と接する光触媒部と、前記流路ブロックと一体的に組み付けられ、前記光触媒部に照射する光を発生させる光源を有する光照射部と、を備えた。

この第１の発明によれば、流入口から流入した高純度液体は液体流路を流通して流出口に至る際、その液体流路内に設けられた光触媒部に接する。その光触媒部では、光照射部の光が照射されると、光触媒作用（光触媒分解作用）を引き起こす。この作用により、高純度液体の流通中に光触媒部に光を照射すれば、流通する高純度液体に含まれるバクテリア等の微量の有機物は光触媒部に接して分解、除去される。

したがって、この液体浄化装置を、半導体製造プロセス等、高純度液体が使用される状況下に用いれば、滞留により高純度であった液体中に微量な有機物が含まれることになっても、その微量な有機物を分解、除去され、もとの高純度な状態へと浄化できる。その結果、高純度液体が使用されない場合にはその流通を完全に止めることができるようになり、ランニングコスト低減に役立てる。

しかも、液体流路が形成された流路ブロックと、光触媒部に光を照射する光照射部とが一体的に組み付けられて、一個の装置として完結している。このため、流路ブロックや光照射部をそれぞれ個別に設置するのと異なり、液体浄化装置の設置を簡易に行うことができる。

第２の発明では、前記液体流路のうち、少なくとも前記光触媒部の下流側では、その光触媒部の設置部分と流路断面が同一となるように形成されている。

この第２の発明によれば、少なくとも光触媒部の下流側ではその光触媒部の設置部分と流路断面が同一に形成されているため、光触媒部を通過した後の液体流路に液溜まりができにくい状態となっている。これにより、光触媒部で浄化された液体が再び滞留して、バクテリア等の有機物を増加させる要因をなくせる。

第３の発明では、前記流路ブロックは、前記液体流路の延びる方向の一部が薄肉化されてなる管状部を有し、前記光照射部は凹状に形成された前記管状部の外周部に設置されるとともに、少なくとも前記管状部は、前記光照射部の光が前記光触媒部に照射されるようにその光を透過する光透過部とされている。

この第３の発明によれば、光照射部が凹状に形成された管状部の外周部に設置されているため、流路ブロックと光照射部とが一体的に組み付けられてなるこの装置をコンパクト化することができる。しかも、管状部が少なくとも光透過部とされ、その管壁の薄い部分を光が透過して光触媒部に照射されるため、光照射部で発せられた光が光透過部を透過する際の光量低下を抑制できる。これにより、光触媒部での分解作用を促進できる。なお、前記光触媒部は、少なくともこの管状部の範囲内で設けられることが好ましい。

第４の発明では、前記光照射部の光源は、前記液体流路の周方向に複数設けられている。

この第４の発明によれば、光触媒部には液体流路の周方向において、複数方向から光が照射されるため、光触媒を活性化させる上で単方向からの光照射に比べて十分な光量を確保することができる。

第５の発明では、前記光照射部の光源は有機ＥＬ素子を有する発光シートであり、その発光シートが筒状をなすようにして前記管状部の外周面に設けられている。

この第５の発明によれば、液体流路に設けられた光触媒部には管状部の周方向全域からくまなく光が照射されるため、光触媒部に対して均等に光を照射できる。これにより、液体流路に設けられた光触媒部の全域で光触媒分解作用が得られる。

第６の発明では、前記光触媒部として、前記液体流路の内面に、該流路の流路断面の全域にわたって薄膜状の光触媒層が設けられているとした。

この第６の発明によれば、液体流路の内面に設けられた光触媒層が光触媒部とされているため、構成を簡易化できるという点で好適である。しかも、光触媒層は薄膜状に形成されているため、光触媒部を液体流路内に設けたとしても液体の流通を阻害しない点でも好適である。

第７の発明では、前記液体流路内に、該流路の延びる方向を回動軸心とするスクリュ部材が回動自在に設けられ、前記光触媒部として、前記スクリュ部材の外表面に光触媒層が設けられている。

この第７の発明によれば、液体の流通に伴ってスクリュ部材が回動し、その回動によって液体が攪拌されるため、液体に含まれるバクテリア等の有機物がスクリュ表面の光触媒層と接触する機会が増える。これにより、光触媒層での浄化効果を向上させることができる。また、流路内面に光触媒層を設けた前述の構成と併用すると、光触媒層の表面積が増加する。これにより、より広範囲で光触媒分解が行われることになり、液体の浄化効果を向上させることができる。

なお、このスクリュ部材を回動させる回転駆動機構が設置された構成を採用してもよい。これにより、スクリュ部材を積極回転させれば、その回転数次第で液体の攪拌効果を向上させたり、液体の流通を促進させたりすることができる。

第８の発明では、前記液体流路内には、該流路外の光源から光が供給されて側面発光する光ファイバが設けられ、前記光触媒部として、前記光ファイバの外周面に薄膜状の光触媒層が設けられているとした。

この第８の発明によれば、前記光照射部で発せられる光だけでなく、光ファイバの側面（外周面）からも光が発せられるため、光ファイバ表面の光触媒層に照射される光量が増加する。これにより、光触媒層での光触媒分解作用が一層促進され、液体の浄化効果を向上させることができる。この場合も、流路内面に光触媒層を設けた前述の構成と併用すれば、光触媒層の表面積増加による浄化効果向上も得られる。

なお、前記光ファイバの設置構成としては、長尺状をなす前記光ファイバが前記液体流路の延びる方向に沿って配置されるとともに、該方向の両端部で前記液体流路内に設けられた光ファイバ支持部に支持されており、前記光ファイバ支持部には流通孔が形成されていることが好ましい。これにより、流通する液体中で、光ファイバの支持と液体流通の確保が可能となる。

第９の発明では、前記流路ブロックには、前記流入口又は流出口が設けられた端部に、液体の流通を制御する液体制御弁との弁接続構造を有し、その弁接続構造としてＨ形シール部材が用いられている。

この第９の発明によれば、弁接続構造を利用して液体浄化装置を流体制御弁と接続し、それと一体化させることができる。これにより、液体浄化装置を一体化させた液体制御弁が得られるため、両者間に接続用配管を不要として省スペース化に寄与できる。しかも、弁接続構造にはＨ形シール部材が用いられているため、Ｏリング等の他のシール部材が用いられた場合と異なり、接続部分で液溜まりが形成されない。これにより、微量なバクテリア等の有機物の発生をも防止するのに有効な接続構造となっている。

第１０の発明のように、前記高純度液体として主として用いられるのは純水である。半導体製造プロセス等においては、パーティクル含有に関して高純度な液体である純水が用いられるが、その純水はバクテリア等の有機物が発生しやすい。そこで、微量な有機物の除去を行う上記液体浄化装置の浄化対象として、この純水を用いることが好適となる。

第１１の発明では、弁体の開閉によって液体の流通を制御する液体制御弁であって、上記いずれか一の液体浄化装置における前記流入口に接続される弁側流出口と、浄化装置接続構造と、を備えた。

この第１１の発明によれば、浄化装置接続構造を用いて液体浄化装置と一体化された液体制御弁が得られる。このような浄化装置が一体型側の液体制御弁であれば、液体供給システム等に簡易に設置することができる。

第１２の発明では、液体供給源から液体供給先まで高純度液体を流通させる液体通路と、前記液体通路の途中に設けられた上記第１１の発明である液体制御弁と、前記液体供給先へ液体供給を開始するのに合わせて光照射が行われるよう、前記液体浄化装置における前記光照射部を制御する浄化装置制御手段と、を備えた液体供給システムとした。

この第１２の発明によれば、高純度液体を供給先に供給する液体供給システムに第１１の発明である液体制御弁が設置されているため、高純度であった液体中に微量なバクテリア等の有機物が含まれていても、それが分解、除去された状態で液体供給先に供給される。これにより、高純度液体が使用されない場合には液体供給システムでの液体の流通を完全に止めてもよくなり、ランニングコストを低減できる。

浄化装置一体型開閉弁を示す断面図。 液体供給システムの基本構成を示す回路図。 液体浄化装置の別形態を示す断面図。 液体浄化装置の別形態を示す断面図。 液体浄化装置の別形態を示す断面図。 液体浄化装置の別形態を示す断面図。

以下に、本発明を具体化する実施形態について、図面を参照しながら説明する。

この実施形態における液体浄化装置は、光触媒作用を利用して液体を浄化する装置である。光触媒作用とは、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒活性化物質が紫外光の照射を受けることで、それに接する有機物を分解するというものである。この作用を利用し、流通する液体中に含まれるバクテリア等の有機物を分解除去し、その液体を浄化する。

かかる液体浄化装置は、半導体等の製造プロセスにおいて、純水や薬液等の高純度液体をユースポイントに供給する液体供給システムに設置される。液体供給システムの液体通路には、その途中に液体通路を開閉する開閉弁が設けられる。本実施形態における液体浄化装置は、この開閉弁と一体化されて液体通路の途中に設置されるようになっている。図１は、その浄化装置一体型開閉弁を示す断面図である。

図１に示されているように、浄化装置一体型開閉弁１１は、前述したとおり液体浄化装置１２と開閉弁１３とが接続されて一体化されている。このうち、液体浄化装置１２は、流路ブロック２１と、光照射部２２とを備え、それらが一体的に組み付けられた構成となっている。

流路ブロック２１は全体として横長の直方体形状をなし、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を材料として、光（特に、紫外光）の透過性を付与すべく透明に形成されている。この流路ブロック２１には、その長手方向の両側部にそれぞれ流路開口部３１ａ，３１ｂが設けられ、これら両流路開口部３１ａ，３１ｂに通じる液体流路３２が前記長手方向に沿って直線状に形成されている。液体流路３２は、その流路３２が延びる方向に沿って同一の流路断面を有する。流路ブロック２１の長手方向両端部のうち一方の側は、流路ブロック２１に弁接続用端面３３が形成されており、その弁接続用端面３３に前記流路開口部３１ａが設けられている。その流路開口部３１ａの開口断面は液体流路３２の流路断面と同一となっており、開口縁部にはＨ形シール部材１４用の収容溝３４が形成されている。これに対し、他方の側では、流路開口部３１ｂの側方に、パイプ状の配管接続部３５が設けられている。この配管接続部３５には、前記液体流路３２につながる配管が接続されるようになっている。

前記液体流路３２には、その内面に光触媒部としての光触媒層３６が設けられている。その形成領域は、流路内面の周方向においてはその全域、液体流路３２の延びる方向においては前記光照射部２２の設置部分を少なくとも含む領域である。図示では、製造のしやすさといった観点から、液体流路３２から配管接続部３５の流路にわたる全域に光触媒層３６が形成されている。光触媒層３６は薄膜であり、蒸着等の適宜の方法によって流路内面にコーティングされている。なお、図１では比率を無視し、所定の厚みをもって図示されている。この光触媒層３６は、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の光触媒活性化物質を材料として形成され、紫外光を照射することにより、その表面において有機物が二酸化炭素と水に分解される光触媒分解作用を発揮する。

前記流路ブロック２１は、前記液体流路３２の延びる方向の大部分が薄肉化されている。流路ブロック２１が薄肉化されることで、その部分の表面は外周全域にわたり液体流路３２に接近するように凹状となり、これにより管状部３７が形成されている。管状部３７の凹状をなす外周部分は収容凹部３８とされ、その収容凹部３８に前記光照射部２２が設けられている。

光照射部２２は、光源となるＬＥＤ４１と、そのＬＥＤ４１が取り付けられた取付基板４２とを有している。ＬＥＤ４１には、前記光触媒層３６の光触媒活性化物質に光触媒分解作用を引き起こさせるため、紫外光を発するものが用いられている。取付基板４２はＬＥＤ４１が取り付けられたＬＥＤ取付面４２ａを内側として前記収容凹部３８に収容され、その収容状態ではＬＥＤ４１が前記管状部３７の外周面と対峙している。取付基板４２には、液体流路３２の延びる方向に沿って複数（図示では４個）のＬＥＤ４１が取り付けられるとともに、管状部３７の周方向に沿っても複数のＬＥＤ４１が取り付けられている。このため、管状部３７の周方向でも、複数方向（例えば、４方向や８方向）から液体流路３２に向けて紫外光が発せられる。また、取付基板４２の外表面にはケーブル接続部４３が設けられ、そのケーブル接続部４３には、取付基板４２に形成された回路を通じてＬＥＤ４１へ電源供給したり、その点灯制御を行ったりするためのケーブル４４が接続されている。

前記流路ブロック２１は、前述したように、その全体に光透過性を付与されているから、前記管状部３７でも光透過性を有する。このため、管状部３７の外周側に配置されたＬＥＤ４１で紫外光が発せられると、その紫外光が管状部３７を透過して前記液体流路３２の内面に設けられた光触媒層３６に照射される。これにより、光触媒層３６の光触媒活性化物質は活性化され、光触媒分解作用を引き起こす。そして、液体流路３２を流通する液体にバクテリア等の有機物が微量に含まれている場合には、この光触媒分解作用により、その有機物が分解される。ちなみに、有機物の分解によって生成されるのは二酸化炭素及び水であるため、その分解生成物がパーティクルとはならない。これにより、流通する液体を浄化させることができる。

次に、上記構成を有する液体浄化装置１２が接続された開閉弁１３の構成について、同様に図１を参照しながら説明する。

図１に示されているように、開閉弁１３は、流路ブロック５１と、ダイアフラム弁体５２と、該ダイアフラム弁体５２を駆動する弁体駆動部５３とを備え、それらが一体に組み付けられた構成となっている。

流路ブロック５１は略直方体形状をなし、前記液体浄化装置１２の流路ブロック２１と同様に、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を材料として形成されている。なお、光透過性については液体浄化装置１２のものと同じである必要はない。流路ブロック５１には、その一対の側部にそれぞれ外開口部６１ａ，６１ｂが設けられ、それら各外開口部６１ａ，６１ｂに通じる液体流路６２が形成されている。液体流路６２はその途中に前記ダイアフラム弁体５２が設けられ、ダイアフラム弁体５２を境にして第１流路６２ａと第２流路６２ｂとに分けられている。

第１流路６２ａにおいて、その外開口部６１ａの側方にはパイプ状の配管接続部６３が設けられ、第１流路６２ａにつながる配管が接続されるようになっている。これに対し、第２流路６２ｂの外開口部６１ｂは、流路ブロック５１に接続用端面６４が形成され、その接続用端面６４で開口している。その外開口部６１ｂの開口断面は第２流路６２ｂの流路断面と同一となっており、開口縁部にはＨ形シール部材１４用の収容溝６５が形成されている。

第１流路６２ａ及び第２流路６２ｂは、そのダイアフラム弁体５２側の流路端（外開口部６１と逆側の流路端）が弁駆動部取付面５１ａで開口している。当該弁駆動部取付面５１ａにおいて、第１流路６２ａの弁体側開口部６６ａはその面の中央部に設けられ、その開口周囲を囲うように第２流路６２ｂの弁体側開口部６６ｂが形成されている。そして、第１流路６２ａの前記流路端部分は筒状部６７となるように形成され、その先端部が弁座６８となっている。この弁座６８に対し、前記ダイアフラム弁体５２のボス部７１が当接又は離間することにより、流路間が連通又は遮断される。

なお、第１流路６２ａにおける屈曲部を除く部分、及び第２流路６２ｂにおける弁体側開口部６６ｂを除く部分では、その流路断面が前記液体浄化装置１２の液体流路３２と同じとなるように形成されている。

ここで、ダイアフラム弁体５２はＰＴＦＥ等のフッ素樹脂により構成され、ボス部７１と、周縁部７２と、その両者の間に形成されたダイアフラム膜部７３とを有している。ボス部７１は、前述したように、前記弁座６８に対して当接又は離間して流路間を開閉する部分であり、周縁部７２は前記流路ブロック５１と前記弁体駆動部５３とに狭持される部分である。

前記弁体駆動部５３は、このダイアフラム弁体５２を駆動させる構造部であり、シリンダボディ８１とそのカバー８２とを有している。シリンダボディ８１には、ピストンロッド８３が収容されている。ピストンロッド８３は、その中心軸線が前記第１流路６２ａの弁体側流路端を形成する筒状部６７と同軸となるように配設され、その軸線方向に沿って摺動可能となっている。ピストンロッド８３の弁体側端部は、ダイアフラム弁体５２のボス部７１と連結されている。このため、ピストンロッド８３の摺動に伴ってダイアフラム弁体５２が駆動することにより、そのボス部７１は弁座６８に当接又は離間する。ピストンロッド８３とカバー８２との間には、コイルバネ８４が配設されている。このため、ピストンロッド８３は、ボス部７１を弁座６８に当接させて閉弁する方向（図の下方）に常に付勢されている。したがって、本実施形態の開閉弁１３はノーマルクローズ式のものである。

ピストンロッド８３のピストン部８３ａによって区画されたシリンダボディ８１内の空間部のうち、弁体側は圧力制御室８５となっており、その圧力制御室８５にはエア導入ポート８６及びエア流路８７を介して、外部のエア供給源から操作エアが導入される構成となっている。この場合、圧力制御室８５内のエア圧力が上昇することにより、ピストンロッド８３がコイルバネ８４の付勢力に抗して移動（図の上方に移動）する。なお、圧力制御室８５の気密性は、シール部材８８によって保持されている。このため、圧力制御室８５に操作エアが導入されると、ピストンロッド８３が移動してダイアフラム弁体５２のボス部７１が弁座６８から離れる。これにより、ボス部７１と弁座６８との間の隙間を通じて第１流路６２ａと第２流路６２ｂとの間が連通し、両流路間を液体が流通する。

上記構成を有する開閉弁１３と、最初に説明した液体浄化装置１２とは両者が接続されて一体化されている。シール収容溝３４，６５にＨ形シール部材１４を介在させた状態で、液体浄化装置１２の前記弁接続用端面３３と、開閉弁１３の前記接続用端面６４とが当接され、図示しない固定ボルト等の固定手段によってその当接状態が維持されている。

このため、液体浄化装置１２では、弁接続用端面３３、シール収容溝３４及びＨ形シール部材１４を含む流路ブロック２１の構造が弁接続構造とされている。同様に、開閉弁１３では、接続用端面６４、シール収容溝６５及びＨ形シール部材１４を含む流路ブロック５１の構造が浄化装置接続構造となっている。なお、液体浄化装置１２と開閉弁１３との接続構造としては、係合部及び被係合部を設ける等、他の接続構造を採用してもよい。

この場合、前述したように、開閉弁１３の第２流路６２ｂと、液体浄化装置１２の液体流路３２とは同じ流路断面を有する。そして、両流路３２，６２ｂの接続部分でも、Ｈ形シール部材１４の内周面により流路が形成され、流路断面の同一性が維持されている。このため、開閉弁１３の第２流路６２ｂから液体浄化装置１２の液体流路３２にわたる全域が、同一の流路断面となっている。

続いて、上記浄化装置一体型開閉弁１１を利用した、液体供給システムの基本構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、その液体供給システムの基本構成の一例を示す回路図である。なお、ここで説明するシステム構成は、浄化装置一体型開閉弁１１の機能を説明するのに必要な基本部分だけである。実際の液体供給システムは、この基本構成に加えてフィルタ装置や他の液体制御弁等の各種装置が設置されたり、分岐通路が設けられたりして適宜構成される。

図２に示されているように、液体供給システム９１は、高純度液体が流通する液体通路９２と、ポンプ装置９３と、上記浄化装置一体型開閉弁１１とを備えている。また、これら各装置の動作を制御するコントローラ９４も有している。

ポンプ装置９３は、例えば、ダイアフラム等の可撓性膜を用いた圧送ポンプ等、周知の装置が用いられ、液体供給源ＬＫから液体供給先であるユースポイント９５に向けて高純度液体を送り出す。ポンプ装置９３はコントローラ９４からの制御信号により、その駆動又は停止が制御される。浄化装置一体型開閉弁１１は、前記ポンプ装置９３の二次側（下流側）かつ前記ユースポイント９５の近傍において、開閉弁１３が一次側（上流側）となるように設けられている。

したがって、開閉弁１３の第１流路６２ａが一次側流路であり、第２流路６２ｂが二次側流路となっている。そして、この第２流路６２ｂを流通した高純度液体が、液体浄化装置１２の液体流路３２に至る。この場合、開閉弁１３及び液体浄化装置１２において、それぞれ一次側となった外開口部６１ａ及び流路開口部３１ａが流入口であり、外開口部６１ｂ及び流路開口部３１ｂが流出口となっている。また、外開口部６１ｂは開閉弁１３が有する流出口としての弁側流出口に相当する。

また、浄化装置一体型開閉弁１１がユースポイント９５の近傍に設けられていることにより、両者間の液体通路９２は比較的短い経路となっている。このため、液体浄化装置１２を通過して浄化されて高純度液体となった液体は、浄化による新鮮さを保持しながらユースポイント９５に供給される。これにより、バクテリア等の有機物の発生が抑制される。

開閉弁１３のエア導入ポート８６は、電磁切換弁９６及び圧力制御弁９７を介してエア供給源ＡＫと接続されている。この電磁切換弁９６は、エア導入ポート８６が大気開放される状態を通常とし、コントローラ９４からの制御信号を受けて、エア導入ポート８６に操作エアが導入される状態への切換を行う。通常の大気開放状態では、ノーマルクローズ方式の開閉弁１３により液体通路９２が遮断される。一方、操作エアがエア導入ポート８６に導入されると、開閉弁１３が閉状態から開状態に切り換えられ、高純度液体の流通が可能な状態となる。

以上より、この液体供給システム９１では、液体供給源ＬＫの高純度液体は、ポンプ装置９３、開閉弁１３、液体浄化装置１２を経由してユースポイント９５に導かれるようになっている。また、液体浄化装置１２は、そのケーブル４４を通じて光照射部２２がコントローラ９４と接続され、コントローラ９４からの制御信号により、光照射部２２のＬＥＤ４１が点灯制御されるようになっている。このコントローラ９４が、浄化装置制御手段に相当する。

この液体供給システム９１において、コントローラ９４は次のような制御を実施する。

まず、ユースポイント９５への液体供給を停止する場合には、電磁切換弁９６への切換信号の送信を停止するとともに、ポンプ装置９３に停止信号を送信する。これにより、液体通路９２は開閉弁１３によって遮断されるとともに、ポンプ装置９３による高純度液体の送り出しが停止する。この状態では、液体通路９２内の高純度液体は滞留し、バクテリア等の有機物が増殖し得る状態となる。

続いて、ユースポイント９５への液体供給を再開する場合には、電磁切換弁９６に切換信号を送信するとともに、ポンプ装置９３に駆動信号を送信する。これにより、ポンプ装置９３により液体供給源ＬＫから高純度液体が送り出され、ユースポイント９５への液体供給が行われる。

ここで、液体供給を停止していた時間が長時間（例えば、１日程度）に及んだ場合には、滞留していた液体通路９２内の高純度液体中でバクテリア等の有機物が増加し、その純度は低下して、もはや高純度液体とはいえない状態となっている。かかる液体をそのままの状態で、半導体等の製造プロセスに使用することはできない。そこで、この液体をもとの高純度状態に回復させるべく、コントローラ９４は前述した各信号を送信するのに合わせて、液体浄化装置１２の光照射部２２に点灯信号を送信する。すると、液体浄化装置１２ではＬＥＤ４１によって光触媒層３６に紫外光が照射され、その光触媒層３６では光触媒活性化物質が活性化して光触媒分解作用を引き起こす。この光触媒分解作用により、液体中に含まれるバクテリア等の有機物は二酸化炭素及び水に分解される。このため、光触媒層３６が設けられた液体流路３２を流通した液体は浄化され、高純度液体として液体浄化装置１２から流出する。したがって、滞留によって純度が低下した液体は、半導体等の製造プロセスに使用できる程度の高純度液体としてユースポイント９５に供給される。

なお、液体浄化装置１２よりも二次側の液体通路９２内で滞留していた液体は、液体供給の再開後、液体浄化装置１２を通過しないでユースポイント９５に供給されるため、純度を回復させることができない。この液体については、製造プロセスに使用しないまま回収対象となる。もっとも、前述したように、液体浄化装置１２はユースポイント９５の近傍に設置されているため、回収対象となるのは少量で済む。

液体供給再開後に再び高純度液体の供給を停止する場合には、コントローラ９４は前述したポンプ装置９３等の制御の他、光照射部２２に消灯信号を送信してＬＥＤ４１を消灯させる。

以上より、本実施形態によれば、以下に示す有利な効果が得られる。

（１）液体浄化装置１２では、流路ブロック２１に形成された液体流路３２の内面に光触媒層３６が形成されている。この光触媒層３６は、光照射部２２で発せられた光が透明な管状部３７を透過して照射されると、光触媒作用（光触媒分解作用）を引き起こす。流入した液体に含まれるバクテリア等の有機物は、この光触媒作用により分解、除去されるため、液体を浄化できる。

この液体浄化装置１２を用いた液体供給システム９１では、滞留により高純度であった液体中に微量なバクテリア等の有機物が含まれて純度が低下しても、その微量な有機物が液体浄化装置１２で分解、除去され、もとの高純度な液体に浄化できる。そして、この高純度液体がユースポイント９５に供給されることになる。これにより、高純度液体が使用されない場合にその流通を完全に止めることでき、ランニングコスト低減に役立てる。

なお、半導体製造プロセス等においては、パーティクル含有に関して高純度な液体である純水が用いられるが、特に、その純水はバクテリア等の有機物が発生しやすい。そこで、高純度液体として純水を用いられた場合に好適となる。

（２）液体浄化装置１２は、光触媒層３６を有する液体流路３２が形成された流路ブロック２１と、光触媒層３６に光を照射する光照射部２２とが一体的に組み付けられて、一個の装置として完結している。このため、液体供給システム９１に対し、流路ブロック２１や光照射部２２をそれぞれ個別に設置するのと異なり、液体浄化装置１２の設置を簡易に行うことができる。

（３）液体浄化装置１２では、液体流路３２は同流路３２が延びる方向に沿った全域で同一の流路断面を有し、また流路開口部３１ａ，３１ｂもそれと同一となる開口断面を有する。このため、光触媒層３６の通過前後で液体流路３２に液溜まりができにくい状態となっている。これにより、光触媒層３６の形成領域へ液体をスムーズに導入できるのはもとより、光触媒層３６で浄化されて高純度となった液体が再び滞留して、バクテリア等の有機物を増加させる要因もなくすことができる。

（４）液体浄化装置１２では、流路ブロック２１の一部が薄肉化されて管状部３７が形成され、凹状となるその管状部３７の外周部に光照射部２２が設置されている。このように、凹状部分を利用して光照射部２２が一体的に組み付けられているため、装置をコンパクト化することができる。しかも、管壁の薄い管状部３７を光が透過して光触媒層３６に照射されるため、光照射部２２で発せられた光が管壁を透過する際の光量低下を抑制し、光触媒層３６での分解作用を促進できる。

（５）液体浄化装置１２では、液体流路３２の内面に、流路断面の全域にわたって薄膜状の光触媒層３６が設けられている。このため、液体流路３２内に光触媒部を設ける場合にその構成を簡易化できるという点で好適である。しかも、光触媒層３６は薄膜状に形成されているため、液体の流通を阻害しない点でも好適である。

（６）液体浄化装置１２では、流路ブロック２１に弁接続用端面３３やＨ形シール部材１４を含む弁接続構造が設けられ、開閉弁１３との接続が可能となっている。一方、開閉弁１３でも、流路ブロック５１に接続用端面６４やＨ形シール部材１４を含む浄化装置接続構造が設けられ、液体浄化装置１２との接続が可能となっている。これら接続構造を利用することで、両者が一体化されているため、その間の接続用配管を不要として省スペース化を図れる。

また、液体浄化装置１２と開閉弁１３との接続構造にはＨ形シール部材１４が用いられているため、Ｏリング等の他のシール部材が用いられた場合と異なり、接続部分で液溜まりが形成されない。これにより、微量なバクテリア等の有機物の発生をも防止するのに有効な接続構造となっている。

（７）浄化装置一体型開閉弁１１では、開閉弁１３の流出側となる第２流路６２ｂ及び外開口部６１ｂから、液体浄化装置１２の流入側となる流路開口部３１ａ及び液体流路３２に至るまで同一の流路断面となっている。このため、ダイアフラム弁体５２を通過した液体は、開閉弁１３の第２流路６２ｂから液体浄化装置１２の液体流路３２へ、途中で液溜まりが形成されることなくスムーズに流通できる。したがって、この点でも微量なバクテリア等の有機物の発生をも抑制できる構造となっている。

なお、以上説明した実施の形態に限らず、例えば以下に別例として示した形態で実施することもできる。

［液体浄化装置の別形態］
浄化装置一体型開閉弁１１のうち、液体浄化装置１２に関して、他にも実施形態を考え得る。そのいくつかの例を、図３乃至図６に示した液体浄化装置の断面図を参照しながら説明する。なお、基本構成は同じであるから、異なる構成を中心に説明する。

（ａ１）図３に示されているように、第１の別形態としての液体浄化装置１０１は、液体流路内にスクリュ部材１０２が配設されたものである。ここでは、開閉弁１３が一次側であることを前提とする。

流路ブロック２１には、下流側となる配管接続部３５側の端部で液体流路３２を区画する区画壁部１０３が設けられている。区画壁部１０３には、それにより液体流路３２が塞がれないように流通孔１０４が形成され、この流通孔１０４を通じて液体流路３２での液体の流通が確保されている。この区画壁部１０３の上流側端面の中央部にはスクリュ軸支部が設けられ、液体流路３２の延びる方向を回動軸とするスクリュ部材１０２が回動自在に軸支されている。スクリュ部材１０２は光照射部２２による光照射範囲内のほぼ全域にわたる長さを有し、その表面には光触媒部としての光触媒層１０２ａが設けられている。そして、液体流路３２の内面に設けられた光触媒層３６は薄膜であってそれ自身が光透過性を有している。このため、管状部３７を透過したＬＥＤ４１の紫外光は流路内面の光触媒層３６だけでなく、スクリュ部材１０２の表面の光触媒層１０２ａにも照射される。

この形態の液体浄化装置１０１では、液体流路３２内のスクリュ部材１０２にも光触媒層１０２ａが存在することで、液体と接触する光触媒層３６，１０２ａの表面積が大きくなる。これにより、より広範囲で光触媒分解が行われることになり、液体の浄化効果を向上させることができる。また、液体の流通に伴うスクリュ部材１０２の回動により液体が攪拌されるため、液体に含まれるバクテリア等の有機物が光触媒層３６，１０２ａと接触する機会も増え、それによる浄化効果の向上も期待できる。さらに、スクリュ部材１０２が回動不能な状態で設置しても液体を流通させることは可能であるが、それを回動させることによって液体の流通も促進される。

（ａ２）図４に示されているように、第２の別形態としての液体浄化装置１１１は、上記第１別形態の液体浄化装置１０１において、前記スクリュ部材１０２を回動させる回転駆動機構を備えたものである。回転駆動機構は、スクリュ部材１０２の羽根部に設けられた永久磁石１１２と、光照射部２２のＬＥＤ取付面４２ａに設けられ、前記永久磁石１１２の外方に配置されるコイル部１１３とを備えている。このコイル部１１３には、ケーブル接続部４３に接続されたケーブル４４から取付基板４２の回路を通じて駆動電流が供給され、それにより回転磁界を発生させる。この回転磁界を永久磁石１１２が受けることにより、スクリュ部材１０２は積極的に回転する。

この形態の液体浄化装置１１１では、回転駆動機構によりスクリュ部材１０２を積極回転させることにより、第１別形態の液体浄化装置１０１と同様の効果を得るだけでなく、回転数次第で液体の攪拌効果を向上させたり、液体の流通を促進させたりすることができる。

（ａ３）上記実施形態の液体浄化装置１２は、光照射部２２の光源としてＬＥＤ４１を用いているが、光源はそれ以外のものを利用してもよい。例えば、図５に示されているように、第３の別形態としての液体浄化装置１２１では、有機ＥＬ素子を有する発光シート１２２が用いられている。この発光シート１２２についても、紫外光を発するものが用いられる。そして、発光シート１２２は、管状部３７の外周面に沿ってその全域に巻き付けられた状態で設置されている。

この形態の液体浄化装置１２１では、管状部３７の外周面全域で発光シート１２２による紫外光の照射がなされるため、液体流路３２の内面全域に設けられた光触媒層３６の周方向全域にくまなく紫外光を照射できる。これにより、照射される紫外光の光量が少ない部分が存在せず、光触媒層３６の全体を活性化して十分な光触媒分解作用が得られる。

（ａ４）図６に示されているように、第４の別形態としての液体浄化装置１３１は、光触媒層の表面積及び紫外光の光量の両者をより多くすべく、液体流路３２に、光触媒部としての光触媒層１３２ａを有する側面発光型の光ファイバ１３２が設置されたものである。直線状をなす光ファイバ１３２はその外周面から光を発するものである。その長手方向が液体流路３２に沿うように配置され、両端部が光ファイバ支持部１３３によって支持されている。光ファイバ支持部１３３には流通孔（図示略）が形成されており、液体の流通が確保されている。光ファイバ１３２は光照射部２２による光照射範囲内のほぼ全域にわたる長さを有し、その外周面には前述したように光触媒層１３２ａが設けられている。この表面の光触媒層１３２ａは薄膜であってそれ自身が光透過性を有するため、外周面で発せられた光は光触媒層１３２ａを透過して周囲に発生される。

光ファイバ１３２には、液体流路３２の外に設けられた光源部から光供給ケーブル１３４を通じて紫外光が供給される。この光源部は光照射部２２のＬＥＤ４１であってもよいし、液体浄化装置１２の外部に紫外光発生部（図示略）を設けて、そこからケーブル４４を通じて供給されるようにしてもよい。なお、設置される光ファイバ１３２の本数は、図示のように複数（図では４本のうち３本を図示）であっても、一つであってもよい。

この形態の液体浄化装置１３１では、液体流路３２内の光ファイバ１３２にも光触媒層１３２ａが存在することで、液体と接触する光触媒層３６，１３２ａの表面積が大きくなり、液体の浄化効果を向上させることができる。その上、光照射部２２のＬＥＤ４１だけでなく、光ファイバ１３２の外周面からも紫外光が発せられるため、光触媒層３６，１３２ａに照射される光量も増加する。これにより、光触媒層３６，１３２ａでの光触媒分解作用が一層促進され、液体の浄化効果を向上させることができる。

（ａ５）その他、流通する液体が流路内面の光触媒層３６と接触する可能性を高くすべく、内面に光触媒層３６が形成された液体流路３２の流路長を延長したり、流路断面を小さく形成したりしてもよい。また、液体流路３２の流路長を延長する場合には、上記実施形態のように直線状をなすのではなく、蛇行させたり螺旋状に形成したりすることも考えられる。

［他の別形態］
（ｂ）上記実施の形態では、浄化装置一体型開閉弁１１として、液体浄化装置１２と開閉弁１３とが一体化されているが、相互に設けられた接続構造をなくして、それぞれが単体の装置とされてもよい。その場合、液体浄化装置１２及び開閉弁１３は、それぞれの接続用端面３３，６４が設けられている側も、その反対側と同様に配管接続部として構成され、両者は配管等の液体通路を介して接続される。

（ｃ）上記実施の形態では、液体浄化装置１２と接続される液体制御弁として、開閉弁１３を例として説明したが、液体制御弁としては、チェック弁、サックバック弁、流量制御弁、圧力制御弁等といった他の制御弁であってもよい。また、開閉弁１３についても上記実施形態のようにノーマルクローズ式ではなく、ノーマルオープン式であってもよい。

（ｄ）上記実施の形態では、液体供給システム９１における浄化装置一体型開閉弁１１はその開閉弁１３が一次側となるように設置されているが、逆に、液体浄化装置１２が一次側となるように設置されてもよい。また、開閉弁１３の流路ブロック５１は第２流路６２ｂの外開口部６１ｂ側に接続用端面６４が形成され、そこに液体浄化装置１２が接続されるようになっているが、第１流路６２ａの外開口部６１ａ側に接続用端面６４が形成された構成を採用してもよい。

（ｅ）上記実施の形態では、構成材料を特定した部材もあるが、それは最適な材料を説明したものであって、他の材料を用いることも可能である。例えば、液体浄化装置１２や開閉弁１３の流路ブロック２１，５１をフッ素樹脂ではなく、光透過性を有する塩化ビニル等の他の樹脂によって形成してもよい。耐薬品性が要求される製造プロセスに用いられないのであれば、フッ素樹脂を用いる必要がないからである。

（ｆ）上記実施の形態では、液体浄化装置１２の流路ブロック２１はその全体に光透過性が付与されているが、少なくとも管状部３７が光透過性を有する構成であればよい。この場合、流路ブロック２１のうち、光透過性を付与された部分が光透過部となる。

（ｇ）上記実施の形態では、光照射部２２は紫外光を発する構成とされているが、光触媒層３６に用いられた光触媒活性化物質が可視光対応型のものであれば、それに応じて、可視光を発する光照射部２２としてもよい。

１１…浄化装置一体型開閉弁、１２…液体浄化装置、１３…開閉弁（液体制御弁）、１４…Ｈ形シール部材、２１…流路ブロック、２２…光照射部、３１ａ，３１ｂ…流路開口部、３２…液体流路、３３…弁接続用端面（弁接続構造）、３６，１０２ａ，１３２ａ…光触媒層（光触媒部）、３７…管状部、６１ｂ…外開口部（弁側流出口）、６２…液体流路、６４…接続用端面（浄化装置接続構造）、９１…液体供給システム、９４…コントローラ（浄化装置制御手段）、１０２…スクリュ部材、１０４…流通孔、１２２…発光シート、１３２…光ファイバ。

Claims (9)

1. 高純度液体を流通させる液体流路、該液体流路への流入口及び流出口を有する流路ブロックと、
   前記液体流路内に設けられて、該液体流路中の前記高純度液体と接する光触媒部と、
   前記流路ブロックと一体的に組み付けられ、前記光触媒部に照射する光を発生させる光源を有する光照射部と、
   を備え、
   前記液体流路は、直線状に形成され、且つ前記液体流路が延びる方向に沿った全域で同一の流路断面を有し、
   前記流路ブロックは、前記液体流路の延びる方向の一部が薄肉化されてなる管状部を有し、前記光照射部は凹状に形成された前記管状部の外周部に設置されるとともに、少なくとも前記管状部は、前記光照射部の光が前記光触媒部に照射されるようにその光を透過する光透過部とされていることを特徴とする液体浄化装置。
2. 高純度液体を流通させる液体流路、該液体流路への流入口及び流出口を有する流路ブロックと、
   前記液体流路内に設けられて、該液体流路中の前記高純度液体と接する光触媒部と、
   前記流路ブロックと一体的に組み付けられ、前記光触媒部に照射する光を発生させる光源を有する光照射部と、
   を備え、
   前記流路ブロックは、前記液体流路の延びる方向の一部が薄肉化されてなる管状部を有し、前記光照射部は凹状に形成された前記管状部の外周部に設置されるとともに、少なくとも前記管状部は、前記光照射部の光が前記光触媒部に照射されるようにその光を透過する光透過部とされていることを特徴とする液体浄化装置。
3. 前記光照射部の光源は、前記液体流路の周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体浄化装置。
4. 前記光照射部の光源は有機ＥＬ素子を有する発光シートであり、その発光シートが筒状をなすようにして前記管状部の外周面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体浄化装置。
5. 前記光触媒部として、前記液体流路の内面に、該流路の流路断面の全域にわたって薄膜状の光触媒層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
6. 前記流路ブロックには、前記流入口又は流出口が設けられた端部に、液体の流通を制御する液体制御弁との弁接続構造を有し、その弁接続構造としてＨ形シール部材が用いられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
7. 前記高純度液体は純水であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体浄化装置。
8. 弁体の開閉によって液体の流通を制御する液体制御弁であって、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体浄化装置における前記流入口に接続される弁側流出口と、
   浄化装置接続構造と、
   を備えたことを特徴とする液体制御弁。
9. 液体供給源から液体供給先まで高純度液体を流通させる液体通路と、
   前記液体通路の途中に設けられた請求項８に記載の液体制御弁と、
   前記液体供給先へ液体供給を開始するのに合わせて光照射が行われるよう、前記液体浄化装置における前記光照射部を制御する浄化装置制御手段と、
   を備えたことを特徴とする液体供給システム。

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