JPH0634785U - 膜脱気装置における結露水除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気管内に発生した結露水を有効に捕集除去
する。 【構成】 密閉容器内に配設された脱気膜の一面がわに
原液を流通させると共に、脱気膜の他面がわに、上記密
閉容器の排気口に排気管を介して接続された真空ポンプ
の吸気作用を及ぼさせるようにした膜脱気装置におい
て、上記排気管の途中にドレン溜め器を接続すると共
に、上記排気管内の結露水が上記ドレン溜め器内に流下
するように、上記排気管を上記ドレン溜め器がわへ下り
傾斜で配設した、膜脱気装置における結露水除去装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体洗浄等に使用される水等の各種使用液について、該使用液中 に溶存する酸素、炭酸ガス、窒素等の気体を除去するための各種脱気膜を備えた 膜脱気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば半導体洗浄用水製造ラインにおいて、用水中の溶存酸素を除去す るための膜脱気装置として、一端に原水供給口を、他端に処理水送出口を有する 密閉容器内に、水を透過せず気体のみを透過する多数本の中空糸状脱気膜を、そ の各開口一端を上記原水供給口に、各開口他端を上記処理水送出口にそれぞれ連 通させた状態で内装してなる脱気膜モジュールを使用し、上記モジュールの密閉 容器側壁に、内部の各中空脱気膜の外周面（非接液側）と通じる排気口を設け、 該排気口を排気管を介して真空ポンプに接続した構造をとり、上記真空ポンプの 駆動により上記排気管を介して上記中空脱気膜の外周面に吸気作用を及ぼし、そ れにより中空脱気膜内を流通する原水中の溶存酸素を該脱気膜を通じて脱気膜外 へ吸引透過させ、透過させた酸素は排気管を通じて外部へ配出するものが一般に 知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、現在、半導体ウエハーの集積度が上昇するのに伴い、半導体洗浄用 水の溶存酸素濃度の要求値は１０μｇ０／ｌ以下となってきている。この要求値 を満足させるためには、実際、全圧を飽和水蒸気圧以下にしなければならない。 このように全圧を低くすると、脱気膜モジュールに送られた原水はさかんに蒸発 し、その水蒸気は脱気膜を透過し、真空側を飽和水蒸気で満たし、このときの飽 和水蒸気量は送水される原水の水温での飽和水蒸気量となる。 通常半導体洗浄用水製造ラインでは水温が約２５°Ｃに設定されているので、 ２５°Ｃでの飽和水蒸気が真空側に取り出され、ついで排気管を通って外部へ排 出されるのである。

【０００４】 しかし、従来の膜脱気装置では、夜間、冬期等に室温が低下したとき、上記排 気管が冷やされて管内に結露水が発生する。この場合、従来膜脱気装置の排気管 が水平に配管されたり、真空ポンプの手前で排気管が立ち上っているため、排気 管内に結露水が溜って排気管の内径を狹さくし、ときには閉塞することもあり、 その結果脱気膜外周面に及ぼすべき真空度が下り、溶存酸素の除去能力を低下さ せる事態を招いていた。

【０００５】 本願第１考案は、排気管内に発生した結露水を有効に捕集することを課題とし 、

【０００６】 本願第２、第３考案は、捕集した結露水を、真空ポンプの気体吸引作用に悪影 響を及ぼすことなく、系外へ排出することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する手段として、本願第１考案は、 密閉容器内に配設された脱気膜の一面がわに原液を流通させると共に、脱気膜 の他面がわに、上記密閉容器の排気口に排気管を介して接続された真空ポンプの 吸気作用を及ぼさせるようにした膜脱気装置において、 上記排気管の途中にドレン溜め器を接続すると共に、上記排気管内の結露水が 上記ドレン溜め器内に流下するように、上記排気管を上記ドレン溜め器がわへ下 り傾斜で配設した、 膜脱気装置における結露水除去装置を提案し、

【０００８】 本願第２考案は、 上記ドレン溜め器の下部に開閉自在の排水口を、上部に開閉自在の通気口をそ れぞれ設け、 上記排気管の途中から結露水ドレン管及び真空復帰管をそれぞれ分岐すると共 に、一方の結露水ドレン管を上記ドレン溜め器に開閉自在に接続し、他方の真空 復帰管を、気体の流通を少量に制限するオリフィスを介して、上記ドレン溜め器 に開閉自在に接続した、上記第１考案に記載の膜脱気装置における結露水除去装 置を提案し、

【０００９】 本願第３考案は、 上記排気管の途中に接続されたドレン溜め器の下部に排水口を設け、該排水口 に排水ポンプを接続した、上記第１考案に記載の膜脱気装置における結露水除去 装置を提案する。 以下図面を参照して本願考案の実施例について説明する。

【００１０】

【実施例】

図１において、脱気膜モジュール（１）は、一端に原水供給口（３）を、他端 に処理水送出口（４）をそれぞれ有するほぼ円筒状の密閉容器（２）内に、多数 本の水を透過しないが、気体を透過する中空糸状脱気膜（５）…を軸方向に向け た状態で各脱気膜両端部を保持材（６）、（６）で保持し、それにより各脱気膜 （５）…の開口一端を上記原水供給口（３）に、開口他端を上記処理水送出口（ ４）にそれぞれ連通させ、また上記両保持材（６）、（６）間に、各脱気膜（５ ）…が縦通する吸気室（７）を形成すると共に該吸気室（７）の周壁に排気口（ ８）を開設してある。

【００１１】 上記のような脱気膜モジュール（１）の排気口（８）に一端を接続された排気 管（９）をゆるい下向き傾斜で延長し、ついで傾斜下端から短く水平に延長し、 延長端に真空ポンプ（１０）を接続し、そして上記排気管（９）の傾斜下端部の 下位にドレン溜め器（１１）を接続してある。

【００１２】 上記ドレン溜め器（１１）は、例えば透明容器、または水面ゲージ管等の水面 検出手段を設けて内部の水面を確認できるようにしたもので、箱形の密閉容器本 体の上面に開設したドレン導入口（１２）にドレン管（１３）を接続し、該ドレ ン管（１３）をドレン弁（１４）を介して上記排気管（９）の傾斜下端部の下面 に接続してドレン捕集口（１５）を開口しており、また容器本体の下面に開設し た排水口（１６）に排水弁（１８）を有する排水管（１７）を接続すると共に、 容器本体上面に大気に通じる通気弁（２０）を有する通気管（１９）を接続して ある。

【００１３】 今、ドレン弁（１４）を開き、排水弁（１８）、通気弁（２０）を閉じ、溶存 酸素を含む原水を脱気膜モジュール（１）の原水供給口（３）からモジュール（ １）内に圧送して各中空糸状脱気膜（５）…内に流通させると共に、真空ポンプ （１０）の始動により排気管（９）を経て吸気室（７）内の各脱気膜（５）…外 周面に吸気作用を及ぼすと、原水中の溶存酸素及び水蒸気が脱気膜を透過して吸 気室（７）内に抽出され、ついで排気口（８）、排気管（９）を経て排出されて いく。

【００１４】 夜間、冬期等に室温が原水の温度よりも低くなると、上記排気管（９）通って 排出されていく水蒸気が排気管（９）内に結露するが、その結露水は排気管（９ ）内を傾斜に沿って流下し、そしてドレン捕集口（１５）からをドレン管（１３ ）を通ってドレン溜め器（１１）内に流入していく。

【００１５】 上記溜め器（１１）内が水で満杯となったら、上記ドレン弁（１４）を閉じ、 排水弁（１８）及び通気弁（２０）を開いて溜め器（１１）内に大気を導入しつ つ排水管（１７）から水を排出する。排水後は排水弁（１８）、通気弁（２０） を閉じ、ドレン弁（１４）を開いて結露水の捕集を再開する。

【００１６】 図２の他の結露水除去装置は、ドレン溜め器（１１ａ）上面に開設した真空復 帰口（２５ａ）に真空復帰管（２６ａ）を接続し、該復帰管（２６ａ）を、気体 の流通を制限すべく孔径を小さくしたオリフィス（２７ａ）及びその上位に真空 復帰電磁弁（２８ａ）を介して、排気管（９ａ）における結露水捕集口（１５ａ ）より傾斜下側に接続し、またドレン弁（１４ａ）、排水弁（１８ａ）及び通気 弁（２０ａ）もそれぞれ電磁弁とし、他の構造は図１と実質的に同一である。本 装置によれば、ドレン溜め器（１１ａ）が水で満杯となったとき、ドレン弁電磁 弁（１４ａ）を閉じ、排水電磁弁（１８ａ）、通気電磁弁（２０ａ）を開いて排 水を行い、その結果溜め器（１１ａ）内が大気圧に高まった後、上記電磁弁（１ ８ａ）、（２０ａ）を閉じ−電磁弁（１４ａ）も引き続き閉じたまま−、ついで 真空復帰電磁弁（２８ａ）を開くと、真空ポンプ（１０ａ）の吸気作用が真空復 帰管（２６ａ）、オリフィス（２７ａ）を介して大気圧のドレン溜め器（１１ａ ）内にも及ぶが、該溜め器（１１ａ）内の空気がオリフィス（２７ａ）を通って 少量づつ徐々に吸引されていき、それにより排気管（９ａ）及び吸気室（７ａ） 内の真空度が急激に低下することがなく、それに伴い有効な脱気作用を継続する ことができるのである。溜め器（１１ａ）内が排気管（９ａ）内と同圧に至った ら真空復帰電磁弁（２８ａ）を閉じてドレン弁電磁弁（１４ａ）を開き結露水受 け入れを再開する。

【００１７】 上記ドレン溜め器（１１ａ）の排水を自動制御する方式として、上記各電磁弁 （１４ａ）、（１８ａ）、（２０ａ）及び（２８ａ）をタイマー（２９ａ）に接 続し、該タイマーにより上記各電磁弁の作動タイミングを制御することもよい。 また、ドレン溜め器内に水位を検出するレベルスイッチを配置し、該レベルスイ ッチの検出信号により上記各電磁弁を励磁する方式もある。

【００１８】 図３のさらに他の結露水除去装置は、ドレン溜め器（１１ｂ）において通気管 を除き、ドレン管（１３ｂ）のドレン弁も除き、排水管（１７ｂ）はチェッキ弁 （１８ｂ）を介して排水ポンプ（３５ｂ）に接続し、このような溜め器（１１ｂ ）に２個のフロート（３７ｂ）、（３８ｂ）を有するフロート式レベルスイッチ （３６ｂ）を設置し、該レベルスイッチによりドレン溜め器（１１ｂ）内の水位 上昇を検出したとき、その検出信号により制御器（３９ｂ）を介して排水ポンプ （３５ｂ）を始動させて強制的に排水を開始し、所定の水位低下を検出したとき 排水ポンプ（３５ｂ）を停止させるようにし、他の構造は図１と実質的に同一で ある。本装置によれば、排水時に溜め器（１１ｂ）内を大気圧状態に戻すことが ないから脱気膜モジュール内の真空度を損うことがなく、結露水の排水時でも有 効な脱気作用を継続できる。

【００１９】

【考案の効果】

本願第１考案の膜脱気装置における結露水除去装置によれば、排気管内に発生 した結露水を該排気管の傾斜に沿って流下させてドレン溜め器内に捕集すること ができ、それにより排気管の結露水による狹さくや閉塞を防止し、真空ポンプの 吸気作用を有効に確保することができるのである。

【００２０】 本願第２考案の膜脱気装置における結露水除去装置によれば、ドレン溜め器内 に通気口から大気を導入しつつ排水口から排水した後は、溜め器内が大気圧に高 まっても、オリフィスを通じて真空ポンプの吸気作用を及ぼすことにより徐々に ドレン溜め器内を所要の真空度に戻すことができ、それにより脱気膜への吸気作 用の真空度をほとんど変化させることなくドレン溜め器への結露水捕集を再開す ることができるのである。

【００２１】 本願第３考案の膜脱気装置における結露水除去装置によれば、ドレン溜め器内 の水を、該溜め器内に大気を導入することなく、直接排水ポンプで排水すること ができ、それにより脱気膜への吸気作用を、その真空度を全く低下させることな く継続できると共に、ドレン溜め器内の排水中であっても結露水の捕集と吸気作 用を継続することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】膜脱気装置の一部切欠側面図である。

【図２】他の膜脱気装置の一部切欠側面図である。

【図３】さらに他の膜脱気装置のドレン溜め器部分の拡
大一部切欠側面図である。

【符号の説明】

１ 脱気膜モジュール ２、２ａ 密閉容器 ５ 中空糸状脱気膜 ８ 排気口 ９、９ａ、９ｂ 排気管 １０、１０ａ、１０ｂ 真空ポンプ １１、１１ａ、１１ｂ ドレン溜め器 １３、１３ａ、１３ｂ 結露水ドレン管 １６、１６ａ、１６ｂ 排水口 １９、１９ａ 通気管 ２６ａ 真空復帰管 ２７ａ オリフィス ３５ｂ 排水ポンプ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に配設された脱気膜の一面が
   わに原液を流通させると共に、脱気膜の他面がわに、上
   記密閉容器の排気口に排気管を介して接続された真空ポ
   ンプの吸気作用を及ぼさせるようにした膜脱気装置にお
   いて、 上記排気管の途中にドレン溜め器を接続すると共に、上
   記排気管内の結露水が上記ドレン溜め器内に流下するよ
   うに、上記排気管を上記ドレン溜め器がわへ下り傾斜で
   配設した、 膜脱気装置における結露水除去装置。
2. 【請求項２】 上記ドレン溜め器の下部に開閉自在の排
   水口を、上部に開閉自在の通気口をそれぞれ設け、 上記排気管の途中から結露水ドレン管及び真空復帰管を
   それぞれ分岐すると共に、一方の結露水ドレン管を上記
   ドレン溜め器に開閉自在に接続し、他方の真空復帰管
   を、気体の流通を少量に制限するオリフィスを介して、
   上記ドレン溜め器に開閉自在に接続した、請求項１に記
   載の膜脱気装置における結露水除去装置。
3. 【請求項３】 上記排気管の途中に接続されたドレン溜
   め器の下部に排水口を設け、該排水口に排水ポンプを接
   続した、請求項１に記載の膜脱気装置における結露水除
   去装置。