JPS63189796A - 高温超純水製造用中空糸型熱交換器 - 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） 本発明は、電子工業等で必要とされる溶解物や微粒子等
の不純物の極めて少ない、８０℃程度の温度を有する高
温超純水を製造するための中空糸型熱交換器に関するも
のである。

（従来技術） 今日超ＬＳＩは２５６にビットが主流であるが、すでに
１Ｍビットが出荷されはじめている。これらの超ＬＳＩ
製造工程では、超純水を用いて、超ＬＳＩの半製品を洗
浄するため、超純水の水質と製品の歩留りに密接な関係
があり、そのため、最近、超純水の水質が飛躍的に向上
してきた。

最近の超純水製造装置の一例を第１図に示す。

原水は凝集？濾過ｉ！Ｓ２により蜀質分の大半を除去し
た後、逆浸透膜３で濁質分、溶解有機物（ＴＯＣ）、溶
解無機物、イオン物質の大半を除去する。さらに、イオ
ン交換器４で残ったイオン物質を除去した後、紫外線殺
菌灯５で生存している細菌を殺菌し、高性能イオン交換
器６により、イオン物質を完全に除去し、限外ｆ過膜７
で上流からの菌の死骸や微粒子を除去する。限外ｆ過膜
を通った水は、使用される他はもう１度紫外線殺菌灯５
へ循環して、汚れの蓄積を防ぐ方策かとられている。

この超純水の水質は温度２０〜３０℃、比抵抗１８ＭΩ
”　ｃｍ以上、Ｔ　ＯＣ５０ｐｐｂ以下、生菌数０．０
１個／ｍ／以下、０．１μｍ以上の微粒子２０個／ｍ１
以下程度である。

ところが最近、ＬＳＩが１Ｍビット、４Ｍビットと進む
につれて、水質のレベルは下げないで、温度８０℃程度
の高温超純水が必要となってきた。

高温超純水は物体の汚れを除去する洗浄力が非常に強く
、また狭い隙間への浸透力が高いからである。

（発明が解決しようとする問題点） この高４に超純水をつくるためには、いくつかの手段が
考えられる。第１図において高性能イオン交換器６の前
に熱交換器を設けることがまず考えられる。ところが現
在のイオン交換器は８０℃の高温には耐えられないので
、これは無理である。次に、限外濾過膜７の前に熱交換
器を設けることが考えられるが、これも現在の限外？過
膜装置は８０℃で使用すると、微粒子数の増加、ＴＯＣ
の上昇、あるいは比抵抗の低下といった問題が生じる。

従って、熱交換器を設ける場所は第２図に示したように
、ユースポイントの前が良いことになる。この場所で、
熱交換器に要求される性能は、超純水の水質を低下させ
ないことが重要である。金属製の熱交換器は比抵抗を低
下させるために使えない。

従ってプラスチック製の熱交換器が必要となるが、従来
のものはコンパクトさに欠け、また水質の保持が十分で
はなかった。そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、
本発明を完成させた。

（問題点を解決するための手段） 即ち本発明は、「耐熱性の高い円筒状プラスチックケー
スの中に、透水性のない耐熱性の高い中空糸束を充填し
、該中空糸束とケースの間を耐熱性の高い接着剤でソー
ルした、中空糸型熱交換器の中空糸外側に水蒸気あるい
は高温水、中空糸内側に常温超純水を流し、熱交換する
ことによって高温超純水を製造することを特徴とする高
温超純水製造用中空糸型熱交換器。」である。

以下、この発明を第３図によって説明する。

常温超純水は超純水人口１１から入り、蒸気と熱交換し
た後、超純水出口１２から高温超純水となり出ていく。

この構成で重要なことは「中空糸」で、中空糸の外径が
細いほど、伝熱面積が大きくなってコンパクト性が高ま
ることと、中空糸の肉が薄くなるほど総括伝熱係数が大
きくなることである。しかし、中空糸径があまり小さく
なると、中空糸内の流れの抵抗が大きくなり、肉が薄く
なると耐圧性が悪くなるので、内径０．４〜２ｍｍ、（
外径／内径）の比が１．０５〜１．４が好ましい。

ケース及び中空糸の材質はポリスルホン、又はポリエー
テルスルホン、又はフッ素樹脂が、また、ケースと中空
糸の間をシールする接着剤の材質はエポキシ系、又はフ
ッ素系が耐熱性にすぐれていて好ましい。

（発明の効果） 本発明によれば、非常にコンパクトで、伝熱面積が大き
く、かつ総括伝熱係数の大きい熱交換器が安価に得られ
、これを使用することで簡単に高温超純水が製造できる
。

（実施例） 次に実施例によってこの発明をさらに具体的に説明する
。

比較例！。

内径８２ｍｍ、外径９２ｍｍ、長さ３２０ｍｍのポリス
ルホン製ケースの中に、内径３　ｍｍ、外径４ｍｍのテ
フロン■バイブ２５０本を挿入し、エポキシ系の接着剤
を使い遠心シールした後、端面開口のため切断し、両端
にキャップを取り付けて熱交換器を作成した。

この熱交換器のパイプ外側に１．ｏｋｇ／ｃｍ’の蒸気
を通し、パイプ内に超純水を流した。

その結果、熱交換の性能は、流量２．０１／分の１４°
Ｃの超純水が出口で８０°Ｃの高温超純水となった。

この高温超純水の水質は比抵抗１８ＭΩ・ｃｍＳＴＯＣ
５０ｐｐｂ、　０．１／μｍ以上の微粒子は２０個／ｍ
／であった。

この熱交換器の伝熱面積は０．７４ｍ’、総括伝熱係数
は１９０ｋｃａ／　／ｍ’　・ｈｒ　・’Ｃであった。

実施例１゜ ポリスルホンを円環部から加熱送り出し、さらに延伸す
ることで作った内径０　、８ｍｍ、外径Ｉ　ｎ＋＋ｎ。

４０００本の糸束を使った他は比較例１と同様に作成し
た熱交換器の性能は、流量１２／／分の１４℃の超純水
を８０　’Ｃの高温超純水にする能力があり、また水質
は比較例１と同様であった。この熱交換器は比較例と同
じ大きさにもかかわらず、伝熱面積３．０４ｍ”、総括
伝熱係数２８０ｋｃａ／　／ｍ’　・ｈｒ　・’Ｃであ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ最近の超純水製造装置フロ
ーの一例、第３図は本発明の高温超純水製造用中空糸型
熱交換器の一例を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐熱性の高い円筒状プラスチックケースの中に、
   透水性のない耐熱性の高い中空糸束を充填し、該中空糸
   束とケースの間を耐熱性の高い接着剤でシールした中空
   糸型熱交換器の中空糸外側に水蒸気あるいは高温水、中
   空糸内側に常温超純水を流し、熱交換することによって
   高温超純水を製造することを特徴とする高温超純水製造
   用中空糸型熱交換器。
2. （２）耐熱性の高い円筒状プラスチックケースがポリス
   ルホン、又はポリエーテルスルホン、又はフッ素樹脂か
   らなる特許請求の範囲第１項記載の高温超純水製造用中
   空糸型熱交換器。
3. （３）透水性のない耐熱性の高い中空糸が、ポリスルホ
   ン又はポリエーテルスルホン又はフッ素樹脂からなり、
   その内径が０．４〜２ｍｍであり、かつ（外径／内径）
   の比が１．０５〜１．４である特許請求の範囲第１項、
   又は第２項記載の高温超純水製造用中空糸型熱交換器。
4. （４）耐熱性の高い接着剤が、エポキシ系又はフッ素系
   接着剤からなる特許請求の範囲第１項、又は第２項、又
   は第３項記載の高温超純水製造用中空糸型熱交換器。