JPH0380982A - 超純水製造用多重効用蒸留器における不純物除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、半導体工業等の電子工業で使用される超純
水を製造するための多重効用蒸留器に関し、さらに詳し
くは同装置における不純物除去装置の改良に関する。

［従来技術およびその問題点］ 近年、半導体工業等の電子工業では、極めて高度に精製
された水が必要とされている。この精製水の原水として
は、通、常、工業用水、上水道水、井戸水等が用いられ
ているが、これら原水中には懸濁物質０、電解質、微粒
子、微生物、有機物、溶存ガス等が、要求される水質基
準値に対して多量に含まれているため、これら不純物を
除去しなければならない。

従来、上記の如き不純物を除去して超純水を得るには、
添付の第２図に示すように、多重効用蒸留器において、
各効用段で発生した水蒸気がそれぞれ次段へ移行する各
水蒸気流路（５１）（５１’）に、ワイヤーメツシュ型
のセパレータ（５２）（５２°〉を配設していた。そし
て、たとえばワイヤー径０．２８−曽、空隙率９９％、
表面積１５１ｍ２／ｍ３、および厚み１００ＩＩｌ！＋
のセパレータを使用した場合、発生水蒸気に同伴するミ
ス２トの９９％以上がこのセパレータで捕集され、第２
図（ハ）に示すように、捕集ミストはワイヤーメツシュ
間の空隙を閉塞することなくワイヤー（５４））の表面
に拡がり、重力によりワイヤー（５４〉）に沿って流下
し、最終的には発生水蒸気の上昇力に抗して重力により
セパレータ（５２）（５２）から濃縮液溜室（５１）（
５３°）へ流下する。

この構成のワイヤーメツシュ型のセパレータでは、捕集
ミストが集合してできた水滴がワイヤーメツシュ間の空
隙を閉塞するのを防止するため、同間隙を大きくとっで
ある。その結果、半導体の生産歩留りに大きな影響を与
える微粒子は、発生水蒸気と共にこのセパレータを極端
な場合素通りするという欠点がある。

また、上記ワイヤーメツシュ型のセパレータの代わりに
フックアンドベイン型のセパレータを使用しても、やは
りミストは捕捉されるが、微粒子は捕捉されない。

そこで、このような欠点を解決するために、第３図に示
すように、多重効用蒸留器の各効用段で発生した水蒸気
がそれぞれ次段へ移行する各水蒸気流路（８１）（６１
°）に、疎水性多孔質膜で構成された、たとえば、膜厚
８０μｍ１孔径０゜５μｍ以下、空隙率８５％の四フッ
化エチレン製の模型セパレータ（８２）　（８２°）を
配設している。

この構造では、ミストの膜付着をできるだけ防止する目
的で上記のように疎水性膜が使用されている。そして、
第３図（ロ）に示すように、ミストは膜面上に集合して
水滴を形成し、この水滴が水蒸気の流れに抗して重力に
より膜面上を流下する。しかし、この場合、上記水滴形
成までに多孔の一部が水で塞がれてしまい、セパレータ
としての機能が低下するという欠点がある。

また、この模型セパレータを長期間使用していると、膜
の疎水性が劣化を来たし膜面への水滴付着が増進され、
ミスト分離性能の低下がさらに加速される。そのため、
多重効用蒸留器の運転を停止し膜交換を頻繁に行なわな
ければならないという繁雑さがある。

この発明は、上記の如き従来技術の問題点をすべて解決
することができる多重効用蒸留器の不純物除去装置を提
供することを目的とする。

［問題点の解決手段］ この発明による多重効用蒸留器の不純物除去装置は、上
記目的達成のために、超純水を製造するための多重効用
蒸留器において、各効用段で発生した水蒸気がそれぞれ
次段へ移行する各水蒸気流路に、前流側にワイヤーメツ
シュ型のセパレータまたはフックアンドベイン型のセパ
レータが配設されると共に、後流側に疎水性多孔質膜か
ら本質的に構成された模型セパレータが配設されている
ことを特徴とする。

［作　用」 各効用段で発生した水蒸気はそれぞれ各水蒸気流路を経
て次段へ移行する際に、まず前流側のワイヤーメツシュ
型のセパレータまたはフックアンドベイン型のセパレー
タを通過し、ついで後流側の疎水性多孔質膜から本質的
に構成された模型セパレータを通過する。その結果、水
蒸気に同伴するミストの大半は前者のセパレータによっ
て除去され、残余のミストおよび水蒸気に同伴する微粒
子の大半は後者のセパレータによって除去される。こう
して、各効用段で発生した水蒸気からこれに同伴するミ
ス゛トおよび不純物が除去されて、半導体工業等の電子
工業で使用される超純水が製造せられる。

［実　施　例］ この発明を、以下図面に示す実施例に基づいて説明する
。

なお、この明細書において前流側および後流側とはいず
れも発生水蒸気の流れ方向を基準とする。

第１図において、この発明による超純水製造用多重効用
蒸留器は、直列に連結された２つのユニット（Ａ）（Ａ
′）より成り、各ユニット（Ａ）（ＡＮは上部垂直仕切
板板（１）（１’）と下部直仕切板（２）　（２°）よ
ってそれぞれ第１〜ｎ段および第１〜ｎ′段の多数の効
用段に区分せられている。各効用段内には上部垂直仕切
板〈１）（１°）と、垂直伝熱管固定用の上板（３）（
３’）および下板（４）　（４°）と、ケーシング（９
）　（９’）とによって形成された凝縮室（５）（５°
）が設けられるとともに、凝縮室（５）（５°）の上に
上板（３）（３’）を介して原水あるいは１次純水導入
用の氷室（６）（６°）が設けられている。各凝縮室（
５）（５’）内には複数本の垂直伝熱管（７）（７’）
と水平の原水予熱管（８）　（８°）が配置されている
。また各効用段内には、各凝縮室（５）（５°）の下に
、垂直伝熱管固定用の下板（４）（４’）と、下部垂直
仕切板（２〉（２°〉と、ケーシング（９）（９°）と
によって形成された原水濃縮液溜室（１１〉および１次
純水濃縮液溜室（１１’）が設けられている。各濃縮液
溜室（１１）（１１′）の上部と次段の凝縮室（５）（
５°〉とは、上部垂直仕切板（１）（１’）の下端部と
、下部垂直仕切板（２）（２’）の上端部とで形成され
た垂直の水蒸気流路（１０）（１０’）によって連通さ
れている。

そして、各水蒸気流路（１０）（１０°）において、そ
の前流側すなわち下側に積層状のワイヤーメ・ソシュ型
のセパレータ（１２）（１２’）が配設されると共に、
後流側すなわち上側に疎水性多孔質膜から本質的に構成
された模型セパレータ（１３）（１３゜）が配設されて
いる。ワイヤーメツシュ型のセパレータ（１２）として
は、たとえばワイヤー径０゜２８ａ＋ｍ、空隙率９９％
、表面積１５１ｍ２／ｍ３および厚み１００Ｉ１１のセ
パレータのものが使用される。ワイヤーメツシュ型のセ
パレータ（１２〉（１２°）の代わりにフックアンドベ
イン型のセパレータが配設されてもよい。また、模型セ
パレータ（ｔａ）　（ｉｓｏ）を構成する疎水性多孔質
膜としては、たとえば、膜厚８０μｍ１孔径０．５μｍ
以下、空隙率８５％の四フッ化エチレン製のものが使用
される。

上記構成の多重効用蒸留器において、各効用段で発生し
た水蒸気はそれぞれ各水蒸気流路（１０）（１０°〉を
経て次段へ移行する。そして、発生水蒸気はそれぞれ各
水蒸気流路（１０）（１０’）において、まず前流側の
ワイヤーメツシュ型のセパレータ（１２）（１２°）を
通過し、ついで後流側の疎水性多孔質膜から本質的に構
成された模型セパレータ（１３）（１３’）を通過する
。その結果、第１図（ロ）に示すように、水蒸気に同伴
するミストの大半は前者のセパレータ（１２）　（１２
“）によって捕集され、捕集ミストはワイヤーメツシュ
間の空隙を閉塞することなくワイヤー表面に拡がり、重
力によりワイヤーに沿って流下し、最終的には発生水蒸
気の上昇力に抗して重力によりセパレータ（１２）（１
２°）から濃縮液溜室（１１）（１１’〉へ流下する。

そして、残余のミストおよび水蒸気に同伴する微粒子の
大半は後者のセパレータ（１３）（１３°）によって除
去される。こうして、各効用段で発生した水蒸気からこ
れに同伴するミストおよび不純物が除去されて、水蒸気
だけがこれら前後セパレータを通過し、半導体工業等の
電子工業で使用される超純水が製造せられる。

［発明の効果］ この発明の不純物除去装置によれば、各効用段で発生し
た水蒸気がそれぞれ次段へ移行する各水蒸気流路に、前
流側にワイヤーメツシュ型のセパレータまたはフックア
ンドベイン型のセパレータが配設されると共に、後流側
に疎水性多孔質膜から本質的に構成された模型セパレー
タが配設されているので、各効用段で発生した水蒸気は
それぞれ各水蒸気流路を経て次段へ移行する際に、まず
前流側のワイヤーメツシュ型のセパレータまたはフック
アンドベイン型のセパレータによって、水蒸気に同伴す
るミストの大半が捕集除去され、ついで後流側の疎水性
多孔質膜から本質的に構成された模型セパレータによっ
て、残余のミストおよび水蒸気に同伴する不純物が捕集
除去される。こうして、各効用段で発生した水蒸気から
これに同伴するミストおよび不純物を除去して、水蒸気
だけをこれら前後セパレータを通過させ、半導体工業等
の電子工業で使用できる純度の超純水を製造することが
できる。

また、水蒸気に同伴するミストは前流側のワイヤーメツ
シュ型のセパレータまたはフックアンドベイン型のセパ
レータによって大半捕集除去されるので、後流側の模型
セパレータに到達するミスト量は極めて少なくなる。そ
のため、冒頭で述べたような水滴よる多孔の閉塞や膜の
疎・水性の劣化による分離性能の低下といった問題が生
じる余地がない。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）はこの発明の実施例を示多重効用蒸留器の
垂直縦断面図、第１図（ロ）は同図（イ）中のＷ部の拡
大図、第２図（イ）は従来例を示す第１図相当の断面図
、第２図（ロ）は同図（イ）中のＸ部の拡大図、第２図
（ハ）は同図（ロ）中のＹ部の拡大図、第３図（イ）は
従来例を示す第１図相当の断面図、第３図（ロ）は同図
（イ）中の２部の拡大図である。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超純水を製造するための多重効用蒸留器において、各効
   用段で発生した水蒸気がそれぞれ次段へ移行する各水蒸
   気流路に、前流側にワイヤーメッシュ型のセパレータま
   たはフックアンドベイン型のセパレータが配設されると
   共に、後流側に疎水性多孔質膜から本質的に構成された
   膜型セパレータが配設されていることを特徴とする、超
   純水製造用多重効用蒸留器における不純物除去装置。