JPH0699165A - 超純水製造装置 - Google Patents
超純水製造装置Info
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- JPH0699165A JPH0699165A JP24950192A JP24950192A JPH0699165A JP H0699165 A JPH0699165 A JP H0699165A JP 24950192 A JP24950192 A JP 24950192A JP 24950192 A JP24950192 A JP 24950192A JP H0699165 A JPH0699165 A JP H0699165A
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】脱気部１０４と蒸留器１０５，１１１，１１２
と凝縮器１１３と疎水性多孔質膜１１０，１２０，１２
１とから構成され、蒸留器の構造は管外流下液膜型，第
３蒸留器１１２からの濃縮水を再度、装置原水として供
給し、さらに、接液部はすべてチタン材が使用される。 【効果】脱気＋膜蒸留方式による超純水製造において、
その造水コストを低減でき、構成材料からの溶出低減が
図れ、生成する超純水の水質を向上することができる。
と凝縮器１１３と疎水性多孔質膜１１０，１２０，１２
１とから構成され、蒸留器の構造は管外流下液膜型，第
３蒸留器１１２からの濃縮水を再度、装置原水として供
給し、さらに、接液部はすべてチタン材が使用される。 【効果】脱気＋膜蒸留方式による超純水製造において、
その造水コストを低減でき、構成材料からの溶出低減が
図れ、生成する超純水の水質を向上することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】半導体（ＬＳＩ），ディスクおよ
びその他電子部品の洗浄に用いる超純水の製造装置に係
り、特に、蒸留法による超純水製造装置の最適構造に関
する。
びその他電子部品の洗浄に用いる超純水の製造装置に係
り、特に、蒸留法による超純水製造装置の最適構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体等の洗浄に用いる超純水
は、逆浸透膜，イオン交換樹脂，紫外線酸化・殺菌灯，
限外ろ過膜等の構成機器によって製造されており、それ
ぞれの要素機器によって、水中のイオン，全有機炭素
（ＴＯＣ），微粒子等の不純物を除去し、高純度の水を
得ている。現在における最高級の超純水では、その不純
物イオン濃度，ＴＯＣ濃度とも１μｇ／ｌ以下で測定も
困難な状況にある。しかし、半導体の集積度も年々増大
し、超純水中の不純物特に金属イオン濃度は可能な限り
の低減が要求されている。そこで、新たなシステムとし
て脱気＋膜蒸留による超純水製造装置が提案されてい
る。図２にその原理を示す。装置は脱気部２０１と膜蒸
留部２０２とから構成され、原水２０３は脱気部２０１
へ供給される。脱気ヒータ２０４で加熱・沸騰した原水
中のガスや揮発性成分は、蒸気出口２０５より水蒸気と
ともに放出される。ガスや揮発性成分が除去された原水
２０６は膜蒸留部２０２に送られ、再度、蒸留ヒータ２
０７によって加熱され、蒸発する。この蒸気は疎水性多
孔質膜２０８でミストが分離・除去され凝縮管２０９表
面で凝縮し、生成超純水となる。図２では何の熱回収も
行っていないが、造水コスト低減のために多重効用方式
を採用している。この多重効用缶の構造としては、通
常、伝熱管内側に流下液膜を作成し、外側に蒸気を凝縮
させる管内流下液膜型や伝熱管内部に蒸気を送り、外側
は液浸させる加熱部浸漬型がとられている。なお、この
種の公知例としては特開昭63−305917号公報が挙げられ
る。
は、逆浸透膜，イオン交換樹脂，紫外線酸化・殺菌灯，
限外ろ過膜等の構成機器によって製造されており、それ
ぞれの要素機器によって、水中のイオン，全有機炭素
（ＴＯＣ），微粒子等の不純物を除去し、高純度の水を
得ている。現在における最高級の超純水では、その不純
物イオン濃度，ＴＯＣ濃度とも１μｇ／ｌ以下で測定も
困難な状況にある。しかし、半導体の集積度も年々増大
し、超純水中の不純物特に金属イオン濃度は可能な限り
の低減が要求されている。そこで、新たなシステムとし
て脱気＋膜蒸留による超純水製造装置が提案されてい
る。図２にその原理を示す。装置は脱気部２０１と膜蒸
留部２０２とから構成され、原水２０３は脱気部２０１
へ供給される。脱気ヒータ２０４で加熱・沸騰した原水
中のガスや揮発性成分は、蒸気出口２０５より水蒸気と
ともに放出される。ガスや揮発性成分が除去された原水
２０６は膜蒸留部２０２に送られ、再度、蒸留ヒータ２
０７によって加熱され、蒸発する。この蒸気は疎水性多
孔質膜２０８でミストが分離・除去され凝縮管２０９表
面で凝縮し、生成超純水となる。図２では何の熱回収も
行っていないが、造水コスト低減のために多重効用方式
を採用している。この多重効用缶の構造としては、通
常、伝熱管内側に流下液膜を作成し、外側に蒸気を凝縮
させる管内流下液膜型や伝熱管内部に蒸気を送り、外側
は液浸させる加熱部浸漬型がとられている。なお、この
種の公知例としては特開昭63−305917号公報が挙げられ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の様なシステムで
は以下に示す様な課題が存在する。
は以下に示す様な課題が存在する。
【０００４】（１）加熱部浸漬型は、原液の保有量が多
いためにスタートアップに時間がかかるとともに、装置
構造が複雑で、かつ液面の制御が非常に困難である。
いためにスタートアップに時間がかかるとともに、装置
構造が複雑で、かつ液面の制御が非常に困難である。
【０００５】（２）管内流下液膜型は、上記加熱部浸漬
型における課題は解決できるものの、伝熱管の溶接にお
いて、超純水側に隙間が生じ、そこからの微粒子発生が
問題となるとともに、腐食の原因にもなる。さらに、最
終段においてもある程度の原水量が必要になることか
ら、濃縮倍率を向上させることはできなかった。
型における課題は解決できるものの、伝熱管の溶接にお
いて、超純水側に隙間が生じ、そこからの微粒子発生が
問題となるとともに、腐食の原因にもなる。さらに、最
終段においてもある程度の原水量が必要になることか
ら、濃縮倍率を向上させることはできなかった。
【０００６】（３）蒸留水の製造装置は、通常、研磨し
たステンレス鋼が用いられているが、本用途の様に、超
純水の製造を目的とすると、たとえＳＵＳ３１６Ｌの電
解研磨材でも、その材料から鉄（Ｆｅ）の溶出が有り、
半導体の洗浄に用いられる様な超純水の製造は不可能で
ある。
たステンレス鋼が用いられているが、本用途の様に、超
純水の製造を目的とすると、たとえＳＵＳ３１６Ｌの電
解研磨材でも、その材料から鉄（Ｆｅ）の溶出が有り、
半導体の洗浄に用いられる様な超純水の製造は不可能で
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】超純水製造装置の多重効
用缶の構造を管外流下液膜型とし、かつ、最終効用缶か
らの濃縮水を再度第１段の原水として供給し、さらに、
接液部をすべてチタン（Ｔｉ）材を用いて製作すること
で、上記課題を解決することができる。
用缶の構造を管外流下液膜型とし、かつ、最終効用缶か
らの濃縮水を再度第１段の原水として供給し、さらに、
接液部をすべてチタン（Ｔｉ）材を用いて製作すること
で、上記課題を解決することができる。
【０００８】
【作用】通常、流下液膜方式の蒸留装置では、管内に加
熱される液体が流下液膜で流れ、管外には加熱用の蒸気
が流れる。そして、管外における蒸気の凝縮熱が流下液
膜で流れる液体に伝わって、この液体が蒸発する。管外
での凝縮水が生成水となって系外に取り出されることに
なる。しかし、この様な蒸発缶の構造では、伝熱管とそ
の端板との溶接は管内で行われることから、生成水の得
られる管外では溶接することができない。したがって、
微小な隙間が生じ、ここが微粒子の発生源となるととも
に、腐食の原因にもなる。そこで、蒸気と液体の流れる
所を逆にして、管外に加熱される液体を流下液膜で流
し、管内には加熱用の蒸気を流すと、凝縮水の系は全て
溶接することが可能になり、生成水の流路には隙間が存
在しなくなる。また、熱の移動をスムーズに行うには、
流下液膜の量を十分に増大させ、伝熱面積を有効に活用
することが重要であるが、余り流量を増大すると、濃縮
倍率を増大することができず、原水の使用量が増大する
とともに、熱損失も大きくなる。そこで、最終効用缶か
らの濃縮水の一部を、再度、第１段の原水として供給す
ると、温度の高い濃縮水を循環できるため、熱損失を低
減でき、原水の濃縮倍率を選定することが可能になる。
熱される液体が流下液膜で流れ、管外には加熱用の蒸気
が流れる。そして、管外における蒸気の凝縮熱が流下液
膜で流れる液体に伝わって、この液体が蒸発する。管外
での凝縮水が生成水となって系外に取り出されることに
なる。しかし、この様な蒸発缶の構造では、伝熱管とそ
の端板との溶接は管内で行われることから、生成水の得
られる管外では溶接することができない。したがって、
微小な隙間が生じ、ここが微粒子の発生源となるととも
に、腐食の原因にもなる。そこで、蒸気と液体の流れる
所を逆にして、管外に加熱される液体を流下液膜で流
し、管内には加熱用の蒸気を流すと、凝縮水の系は全て
溶接することが可能になり、生成水の流路には隙間が存
在しなくなる。また、熱の移動をスムーズに行うには、
流下液膜の量を十分に増大させ、伝熱面積を有効に活用
することが重要であるが、余り流量を増大すると、濃縮
倍率を増大することができず、原水の使用量が増大する
とともに、熱損失も大きくなる。そこで、最終効用缶か
らの濃縮水の一部を、再度、第１段の原水として供給す
ると、温度の高い濃縮水を循環できるため、熱損失を低
減でき、原水の濃縮倍率を選定することが可能になる。
【０００９】
【実施例】以下、図１，図３および図４を用いて発明の
実施例を詳細に説明する。
実施例を詳細に説明する。
【００１０】図１に本発明に係る超純水製造装置の系統
図を示す。本装置は脱気部１０４と蒸留部１０５，１１
１，１１２と凝縮器１１３と疎水性多孔質膜１１０，１
２０，１２１とから構成され、蒸留器の構造は管外流下
液膜型，第３蒸留器１１２からの濃縮水を再度、装置原
水として供給し、さらに、接液部はすべてチタンＴｉ材
が使用されている。原水１０１は凝縮部１０２で凝縮熱
を回収した後原水ポンプ１０３によって、脱気部１０４
に送られる。脱気部では、その原水が加熱沸騰もしくは
蒸発し、原水中のガスや揮発性成分を気相に追い出し、
原水中の揮発成分を除去する。ここで、本実施例では加
熱沸騰方式の脱気を示しているが、フラッシュ蒸発法を
用いるとさらに高効率に脱ガス・脱揮発性物質にするこ
とができる。揮発成分の無くなった原水は第１蒸留器１
０５の原水入口１０６より伝熱管１０７の外側に液膜を
作る様に流される。また脱気部で発生した水蒸気（揮発
性不純物を含む）は同じ第１蒸留部１０５の蒸気入口１
０８より、伝熱管１０７の内側に送られ、外側の液を蒸
発させる。この蒸気は第１蒸留器１０５の蒸気出口１０
９より疎水性多孔質膜１１０でろ過され、蒸気中のミス
トを分離した後、第２蒸留器１１１に送られる。伝熱管
１０７の内部で凝縮した水は、ガスや揮発性の不純物を
含むので、系外に排出する。第１蒸留器１０５内の伝熱
管外側を流れる液は、原水出口１１４より第２蒸留器１
１１の原水入口１１５へ送られる。同様の操作を第２蒸
留器１１１および第３蒸留器１１２で行い、第３蒸留器
１１２より発生した蒸気は疎水多孔質膜１１０でろ過さ
れた後、凝縮器１０２で復水する。第２蒸留器１１１，
第３蒸留器１１２および凝縮器１０２で得られる凝縮水
は超純水としてまとめられ、系外に供給される。第３蒸
留器１１２の原水出口１１６より排出される濃縮水１１
７は、再度、原水ポンプの吸い込み側の送られる系１１
８と系外へ排出される系１１９とに分かれる。
図を示す。本装置は脱気部１０４と蒸留部１０５，１１
１，１１２と凝縮器１１３と疎水性多孔質膜１１０，１
２０，１２１とから構成され、蒸留器の構造は管外流下
液膜型，第３蒸留器１１２からの濃縮水を再度、装置原
水として供給し、さらに、接液部はすべてチタンＴｉ材
が使用されている。原水１０１は凝縮部１０２で凝縮熱
を回収した後原水ポンプ１０３によって、脱気部１０４
に送られる。脱気部では、その原水が加熱沸騰もしくは
蒸発し、原水中のガスや揮発性成分を気相に追い出し、
原水中の揮発成分を除去する。ここで、本実施例では加
熱沸騰方式の脱気を示しているが、フラッシュ蒸発法を
用いるとさらに高効率に脱ガス・脱揮発性物質にするこ
とができる。揮発成分の無くなった原水は第１蒸留器１
０５の原水入口１０６より伝熱管１０７の外側に液膜を
作る様に流される。また脱気部で発生した水蒸気（揮発
性不純物を含む）は同じ第１蒸留部１０５の蒸気入口１
０８より、伝熱管１０７の内側に送られ、外側の液を蒸
発させる。この蒸気は第１蒸留器１０５の蒸気出口１０
９より疎水性多孔質膜１１０でろ過され、蒸気中のミス
トを分離した後、第２蒸留器１１１に送られる。伝熱管
１０７の内部で凝縮した水は、ガスや揮発性の不純物を
含むので、系外に排出する。第１蒸留器１０５内の伝熱
管外側を流れる液は、原水出口１１４より第２蒸留器１
１１の原水入口１１５へ送られる。同様の操作を第２蒸
留器１１１および第３蒸留器１１２で行い、第３蒸留器
１１２より発生した蒸気は疎水多孔質膜１１０でろ過さ
れた後、凝縮器１０２で復水する。第２蒸留器１１１，
第３蒸留器１１２および凝縮器１０２で得られる凝縮水
は超純水としてまとめられ、系外に供給される。第３蒸
留器１１２の原水出口１１６より排出される濃縮水１１
７は、再度、原水ポンプの吸い込み側の送られる系１１
８と系外へ排出される系１１９とに分かれる。
【００１１】本実施例によれば、流下液膜方式の場合、
最終段でも原水の流れが必要であるため、濃縮水の量が
多いが、その濃縮水の一部を循環させることで、排水の
量を低減することができ、その濃縮倍率を設定すること
が可能になる。また、伝熱管と端板との溶接部を図３と
図４に示す。管内流下液膜方式では図３に示すように、
伝熱管３０２と端板３０１との間に生じた隙間３０３が
生成水（凝縮水）側になるため、この隙間３０３から微
粒子の発生や腐食の原因となる。逆に管外流下液膜方式
では、図４に示す伝熱管４０２と端板４０１との溶接部
４０３側を生成水が流れ、生成水を汚染することが無く
なる。さらに、超純水が接する部分がすべてＴｉ材で構
成されているので、金属成分の溶出が低減され、高純度
の超純水を得ることが可能になる。ちなみに、伝熱管の
材質がＳＵＳ３０４＋電解研磨の場合とチタンの場合と
で同じ条件下で行った実験結果を表１に示す。
最終段でも原水の流れが必要であるため、濃縮水の量が
多いが、その濃縮水の一部を循環させることで、排水の
量を低減することができ、その濃縮倍率を設定すること
が可能になる。また、伝熱管と端板との溶接部を図３と
図４に示す。管内流下液膜方式では図３に示すように、
伝熱管３０２と端板３０１との間に生じた隙間３０３が
生成水（凝縮水）側になるため、この隙間３０３から微
粒子の発生や腐食の原因となる。逆に管外流下液膜方式
では、図４に示す伝熱管４０２と端板４０１との溶接部
４０３側を生成水が流れ、生成水を汚染することが無く
なる。さらに、超純水が接する部分がすべてＴｉ材で構
成されているので、金属成分の溶出が低減され、高純度
の超純水を得ることが可能になる。ちなみに、伝熱管の
材質がＳＵＳ３０４＋電解研磨の場合とチタンの場合と
で同じ条件下で行った実験結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】この場合、ＳＵＳ３０４＋電解研磨（Ｅ
Ｐ）の場合には鉄イオンが０.２μｇ／ｌ溶出している
のに対しチタンの場合には金属イオンの溶出は確認でき
なかった。
Ｐ）の場合には鉄イオンが０.２μｇ／ｌ溶出している
のに対しチタンの場合には金属イオンの溶出は確認でき
なかった。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、脱気＋膜蒸留方式によ
る超純水製造において、その造水コストを低減でき、構
成材料からの溶出低減が図れ、生成する超純水の水質を
向上することが可能になる。
る超純水製造において、その造水コストを低減でき、構
成材料からの溶出低減が図れ、生成する超純水の水質を
向上することが可能になる。
【図１】本発明に係る超純水製造装置の系統図。
【図２】脱気＋膜蒸留方式の原理の説明図。
【図３】伝熱管と端板溶接部の斜視図。
【図４】伝熱管と端板溶接部の斜視図。
１０２…凝縮器、１０４…脱気部、１０５，１１１，１
１２…蒸留器、１１０…疎水性多孔質膜。
１２…蒸留器、１１０…疎水性多孔質膜。
Claims (4)
- 【請求項１】蒸発によって脱ガス・脱揮発性物質をした
原水を蒸留し、発生した蒸気中のミストを疎水性多孔質
膜で除去後、凝縮させることで超純水を得る方法におい
て、蒸留部の構造が管外流下液膜の多重効用方式である
ことを特徴とする超純水製造装置。 - 【請求項２】請求項１において、その最終段からの濃縮
水の一部を再度原水供給系に戻す超純水製造装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、超純水の接す
る部分がチタン材によって構成されている超純水製造装
置。 - 【請求項４】請求項１において、前記超純水装置の蒸発
によって脱ガス・脱揮発性物質を行う脱気方法が、フラ
ッシュ蒸発法である超純水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24950192A JPH0699165A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 超純水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24950192A JPH0699165A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 超純水製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0699165A true JPH0699165A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17193908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24950192A Pending JPH0699165A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 超純水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699165A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003236528A (ja) * | 2002-02-20 | 2003-08-26 | Japan Organo Co Ltd | 水処理システム |
| JP2007502208A (ja) * | 2003-05-16 | 2007-02-08 | ステリス ヨーロッパ，インコーポレイテッド スオメン シヴリイケ | 水処理方法及び装置 |
| JP2007503308A (ja) * | 2003-05-16 | 2007-02-22 | ステリス ヨーロッパ，インコーポレイテッド スオメン シヴリイケ | 水処理方法及び装置 |
| WO2018142858A1 (ja) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | オルガノ株式会社 | 遠心ろ過器とこれを用いた液中微粒子の捕捉観察方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP24950192A patent/JPH0699165A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003236528A (ja) * | 2002-02-20 | 2003-08-26 | Japan Organo Co Ltd | 水処理システム |
| WO2003070643A1 (fr) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Organo Corporation | Systeme de traitement de l'eau |
| JP2007502208A (ja) * | 2003-05-16 | 2007-02-08 | ステリス ヨーロッパ，インコーポレイテッド スオメン シヴリイケ | 水処理方法及び装置 |
| JP2007503308A (ja) * | 2003-05-16 | 2007-02-22 | ステリス ヨーロッパ，インコーポレイテッド スオメン シヴリイケ | 水処理方法及び装置 |
| WO2018142858A1 (ja) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | オルガノ株式会社 | 遠心ろ過器とこれを用いた液中微粒子の捕捉観察方法 |
| JP2018122253A (ja) * | 2017-02-01 | 2018-08-09 | オルガノ株式会社 | 遠心ろ過器とこれを用いた液中微粒子の捕捉観察方法 |
| CN110248738A (zh) * | 2017-02-01 | 2019-09-17 | 奥加诺株式会社 | 离心过滤装置和使用其在液体中捕获和观察细颗粒的方法 |
| JP2021107078A (ja) * | 2017-02-01 | 2021-07-29 | オルガノ株式会社 | 遠心ろ過器とこれを用いた液中微粒子の捕捉観察方法 |
| TWI735735B (zh) * | 2017-02-01 | 2021-08-11 | 日商奧璐佳瑙股份有限公司 | 離心過濾器及利用該離心過濾器的液體中微粒子之捕捉觀察方法 |
| US11179680B2 (en) | 2017-02-01 | 2021-11-23 | Organo Corporation | Centrifugal filtration device and method of capturing and observing fine particles in liquid using the same |
| CN110248738B (zh) * | 2017-02-01 | 2022-03-22 | 奥加诺株式会社 | 离心过滤装置和使用其在液体中捕获和观察细颗粒的方法 |
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