KR101981966B1

KR101981966B1 - 비저항값 조정 장치 및 비저항값 조정 방법

Info

Publication number: KR101981966B1
Application number: KR1020177029178A
Authority: KR
Inventors: 가즈미 오이; 마사토 사이토; 나오키 하다
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2019-05-24
Also published as: TWI681812B; KR20170129187A; KR102084512B1; KR20190042113A; WO2016167134A1; US20180078909A1; JP6569731B2; EP3284530A4; KR20190042114A; EP3284530A1; KR102084511B1; TW201709972A; US10792623B2; CN107427786A; CN107427786B; JPWO2016167134A1

Abstract

중공사막에 의해, 비저항값을 조정하는 액체가 공급되는 액상측 영역과 비저항값을 조정하는 조정 가스가 공급되는 기상측 영역으로 나눠지고, 상기 액체에 상기 조정 가스를 용해시키는 중공사막 모듈과, 상기 액상측 영역에 연통되어, 상기 액상측 영역에 상기 액체를 공급하는 액체 공급관과, 상기 액상측 영역에 연통되어, 상기 액상측 영역으로부터 상기 액체를 배출하는 액체 배출관과, 상기 기상측 영역에 연통되어, 상기 기상측 영역에 상기 조정 가스를 공급하는 가스 공급관과, 상기 기상측 영역에 연통되어, 상기 기상측 영역으로부터 상기 조정 가스를 배출하는 가스 배출관과, 상기 중공사막 모듈을 바이패스하도록 상기 액체 공급관 및 상기 액체 배출관에 연통되는 바이패스관과, 상기 가스 배출관에 접속되어, 상기 가스 배출관 내의 제1 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브를 구비하고, 상기 제1 개폐 밸브는, 상기 제1 유로를 여는 것에 의해, 상기 기상측 영역에 모인 물을 배출한다.

Description

비저항값 조정 장치 및 비저항값 조정 방법

본 발명은, 액체의 비(比)저항값을 조정하는 비저항값 조정 장치 및 비저항값 조정 방법에 관한 것이다.

반도체 또는 액정의 제조 공정에서는, 초순수를 사용하여 기판을 세정한다. 이 경우, 초순수의 비저항값이 높으면, 정전기가 발생한다. 이에 의해, 절연 파괴되어, 또는 미립자가 재부착해서, 제품 수율에 현저히 악영향을 끼친다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 소수성의 중공사(中空絲)막 모듈을 사용한 방법이 제안되어 있다. 이 방법은, 중공사막 모듈을 사용해서 초순수 중에 탄산 가스 또는 암모니아 가스 등의 가스를 용해시킨다. 그러면, 해리 평형에 의해 이온이 발생하고, 이 발생한 이온에 의해 초순수의 비저항값이 저하된다.

또한, 기판의 세정, 다이싱 등의 공정에서는, 초순수의 유동 변동이 심하다. 그래서, 특허문헌 1 및 2에서는, 유량이 변동해도 비저항값을 안정시키는 기술이 제안되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 소(小)유량의 가스 고농도 부가 액체를 생성하는 중공사막 모듈과, 대(大)유량의 초순수를 통과시키는 바이패스 관로를 설치한다. 그리고, 생성된 가스 고농도 부가 액체와 바이패스 관로를 통과한 초순수를 혼합시킨다. 이에 의해, 용이하게 초순수의 비저항값을 조정할 수 있다.특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 복수의 바이패스 관로를 설치하고, 1 또는 복수의 바이패스 관로에 셧 밸브를 설치한다. 그리고, 초순수의 유량이 저하되면, 일부 또는 전부의 셧 밸브를 연다. 이에 의해, 초순수가 저유량이 됨에 의해, 초순수의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

일본국 특허 제3951385호 공보 일본국 특개2012-223725호 공보

이러한 중공사막 모듈에서는, 중공사막을 통해, 초순수가 흐르는 액상측 영역과 가스가 흐르는 기상측 영역으로 나눠져 있다. 그리고, 기상측 영역의 가스는, 중공사막을 투과해서 액상측의 초순수에 용해된다.

그러나, 본 발명자가, 중공사막 모듈을 사용해서 초순수 중에 탄산 가스 또는 암모니아 가스를 용해시킨 바, 초순수의 유량이 저하하지 않음에도 불구하고, 시간의 경과와 함께 초순수의 비저항값이 상승하는 현상이 나타났다.

그래서, 본 발명은, 장기에 걸쳐 액체의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있는 비저항값 조정 장치 및 비저항값 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 바, 다음 원인에 의해 상기 현상이 나타남을 알아냈다. 즉, 초순수 중에는, 수증기가 용해되어 있다. 이 때문에, 중공사막 모듈을 사용해서 초순수 중에 탄산 가스 또는 암모니아 가스를 용해시키면, 초순수에 용해되어 있던 수증기가 기상측 영역으로 역확산한다. 기상측 영역에서는, 기상측 영역으로 역확산한 수증기가 결로해서, 결로수가 모인다. 그 결과, 중공사막이 결로수로 덮여 버려, 기상측 영역의 가스가 중공사막을 투과할 수 없게 된다. 본 발명자는, 이러한 지견에 의거하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 일 측면에 따른 비저항값 조정 장치는, 중공사막에 의해, 비저항값을 조정하는 액체가 공급되는 액상측 영역과 비저항값을 조정하는 조정 가스가 공급되는 기상측 영역으로 나눠지고, 액체에 조정 가스를 용해시키는 중공사막 모듈과, 액상측 영역에 연통되어, 액상측 영역에 액체를 공급하는 액체 공급관과, 액상측 영역에 연통되어, 액상측 영역으로부터 액체를 배출하는 액체 배출관과, 기상측 영역에 연통되어, 기상측 영역에 조정 가스를 공급하는 가스 공급관과, 기상측 영역에 연통되어, 기상측 영역으로부터 조정 가스를 배출하는 가스 배출관과, 중공사막 모듈을 바이패스하도록 액체 공급관 및 액체 배출관에 연통되는 바이패스관과, 가스 배출관에 접속되어, 가스 배출관 내의 제1 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브를 구비하고, 제1 개폐 밸브는, 제1 유로를 여는 것에 의해, 기상측 영역에 모인 물을 배출한다.

본 발명의 일 측면에 따른 비저항값 조정 장치에서는, 비저항값을 조정하는 액체는, 액체 공급관으로부터 중공사막 모듈의 액상측 영역에 공급되고, 액체 배출관에 배출된다. 비저항값을 조정하는 조정 가스는, 가스 공급관으로부터 중공사막 모듈의 기상측 영역에 공급되고, 가스 배출관에 배출된다. 중공사막 모듈에서는, 기상측 영역에 공급된 조정 가스는, 중공사막을 투과함에 의해, 액상측 영역에 공급된 액체에 용해된다. 그리고, 중공사막 모듈에 의해 조정 가스가 용해된 액체와, 바이패스관을 통과한 액체가 혼합된다. 이에 의해, 액체의 유량에 상관없이, 액체의 비저항값을 용이하게 조정할 수 있다.

한편, 액체에 용해되어 있던 수증기는, 중공사막을 투과함에 의해, 기상측 영역으로 역확산한다. 기상측 영역으로 역확산한 수증기는, 결로해서 물로 된다. 그리고, 이 물이, 기상측 영역에 모인다. 그러나, 이 비저항값 조정 장치에서는, 제1 개폐 밸브에 의해 가스 배출관 내의 제1 유로를 여는 것에 의해, 기상측 영역에 모인 물은, 제1 개폐 밸브로부터 배출된다. 이에 의해, 기상측 영역에 모인 물에 의해 기상측 영역의 조정 가스가 중공사막을 통과할 수 없게 되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 정기적으로, 또는, 기상측 영역에 소정량의 물이 모일 때마다, 제1 개폐 밸브에 의해 제1 유로를 열음으로써, 장기에 걸쳐 액체의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

일 실시형태로서, 정기적으로 제1 개폐 밸브를 개폐하는 타이머부를 더 가져도 된다.

또한, 일 실시형태로서, 제1 개폐 밸브가 열림 상태일 경우, 제1 개폐 밸브를 통과하는 유체의 유량은, 1[L/min] 이상 300[L/min] 이하여도 된다.

또한, 일 실시형태로서, 가스 배출관은, 중공사막 모듈의 하부에 있어서 기상측 영역에 연통되어도 된다.

또한, 일 실시형태로서, 제1 개폐 밸브에 대해 병설(竝設)되도록 가스 배출관에 접속되어, 기상측 영역의 조정 가스를 누출시키는 누출부를 더 구비해도 된다.

또한, 일 실시형태로서, 제1 개폐 밸브가 열림 상태일 경우에 제1 개폐 밸브를 통과하는 유체의 유량은, 누출부를 통과하는 조정 가스의 유량보다 커져도 된다.

또한, 일 실시형태로서, 누출부를 통과하는 조정 가스의 유량은, 0[mL/min] 이상 1000[mL/min] 이하여도 된다.

또한, 일 실시형태로서, 중공사막 모듈을 바이패스하도록 액체 공급관 및 액체 배출관에 연통되는 제2 바이패스관과, 제2 바이패스관 내의 제2 유로를 개폐하는 제2 개폐 밸브를 더 구비해도 된다.

본 발명의 일 측면에 따른 비저항값 조정 방법은, 중공사막에 의해, 비저항값을 조정하는 액체가 공급되는 액상측 영역과 비저항값을 조정하는 조정 가스가 공급되는 기상측 영역으로 나눠지고, 액체에 조정 가스를 용해시키는 중공사막 모듈을 사용해서, 액체의 비저항값을 조정하는 비저항값 조정 방법으로서, 액상측 영역에 액체를 통과시키면서 기상측 영역에 조정 가스를 통과시켜서 액체에 조정 가스를 용해시킴과 함께, 조정 가스가 용해된 액체와 중공사막 모듈을 바이패스시킨 액체를 혼합시켜서 액체의 비저항값을 조정하는 비저항값 조정 공정과, 기상측 영역에 연통된 제1 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브에 의해 기상측 영역에 모인 물을 배출하는 배출 공정을 구비하고, 비저항값 조정 공정에서는, 제1 개폐 밸브에 의해 제1 유로를 닫고, 배출 공정에서는, 제1 개폐 밸브에 의해 제1 유로를 연다.

본 발명의 일 측면에 따른 비저항값 조정 방법에서는, 비저항값 조정 공정에 있어서, 중공사막 모듈에 의해 조정 가스가 용해된 액체와, 중공사막 모듈을 바이패스한 액체를 혼합한다. 이에 의해, 액체의 유량에 상관없이, 액체의 비저항값을 용이하게 조정할 수 있다. 이 때, 제1 개폐 밸브에 의해 제1 유로를 닫아둠으로써, 조정 가스의 사용량을 억제할 수 있다.

그리고, 배출 공정에 있어서, 제1 개폐 밸브에 의해 제1 유로를 열어, 기상측 영역에 모인 물을, 제1 개폐 밸브로부터 배출한다. 이에 의해, 기상측 영역에 모인 물에 의해 기상측 영역의 조정 가스가 중공사막을 통과할 수 없게 되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 정기적으로, 또는, 기상측 영역에 소정량의 물이 모일 때마다, 배출 공정을 행함으로써, 장기에 걸쳐 액체의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

일 실시형태로서, 비저항값 조정 공정에서는, 제1 개폐 밸브에 대해 병설되도록 제1 유로에 연통된 누출부로부터, 기상측 영역의 조정 가스를 누출시켜서도 된다.

본 발명에 따르면, 장기에 걸쳐 비저항값의 상승을 억제할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도.
도 2는 제2 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도.
도 3은 제3 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도.
도 4는 제4 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도.
도 5는 실시예 1의 계측 결과를 나타내는 그래프.
도 6은 실시예 2의 계측 결과를 나타내는 그래프.
도 7은 실시예 3-1의 계측 결과를 나타내는 그래프.
도 8은 실시예 3-2의 계측 결과를 나타내는 그래프.
도 9는 비교예 1의 비저항값 조정 장치의 모식도.
도 10은 비교예 1의 계측 결과를 나타내는 그래프.
도 11은 비교예 2의 비저항값 조정 장치의 모식도.
도 12는 비교예 2의 계측 결과를 나타내는 그래프.

이하, 도면을 참조해서, 실시형태의 비저항값 조정 장치 및 비저항값 조정 방법에 대해 상세히 설명한다. 또한, 전체 도면 중, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.

[제1 실시형태]

도 1은, 제1 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1A)는, 중공사막 모듈(2)과, 액체 공급관(3)과, 액체 배출관(4)과, 가스 공급관(5)과, 가스 배출관(6)과, 바이패스관(7)과, 제1 개폐 밸브(8)를 구비한다.

중공사막 모듈(2)은, 비저항값을 조정하는 액체(L)에 비저항값을 조정하는 조정 가스(G)를 용해시킨다. 액체(L)로서 사용하는 액체는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 반도체, 액정 등을 세정하기 위한 초순수로 할 수 있다. 통상, 초순수의 비저항값은, 17.5[MΩ·㎝] 이상 18.2[MΩ·㎝]의 범위이다. 조정 가스(G)로서도 사용하는 가스는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 탄산 가스 또는 암모니아 가스로 할 수 있다. 중공사막 모듈(2)은, 복수 개의 중공사막(21)과, 이들 중공사막(21)을 내부에 수용하는 하우징(22)을 구비한다.

중공사막(21)은, 기체는 투과하지만 액체는 투과하지 않는 중공사 형태의 막이다. 중공사막(21)의 소재, 막형상, 막형태 등은, 특별히 제한되지 않는다. 하우징(22)은, 중공사막(21)을 내부에 수용하는 밀폐 용기이다.

중공사막 모듈(2)은, 중공사막(21)에 의해, 액상측 영역(LA)과, 기상측 영역(GA)으로 나눠진다. 액상측 영역(LA)은, 중공사막 모듈(2) 내의 영역 중, 비저항값을 조정하는 액체(L)가 공급되는 영역이다. 기상측 영역(GA)은, 중공사막 모듈(2) 내의 영역 중, 비저항값을 조정하는 조정 가스(G)가 공급되는 영역이다. 중공사막 모듈(2)의 종류로서는, 내부 관류(灌流)형 및 외부 관류형이 있다. 본 실시형태에서는, 내부 관류형 및 외부 관류형의 어느 것이어도 된다. 외부 관류형의 중공사막 모듈(2)에서는, 중공사막(21)의 내측(내표면측)이 기상측 영역(GA)으로 되고, 중공사막(21)의 외측(외표면측)이 액상측 영역(LA)으로 된다. 내부 관류형의 중공사막 모듈(2)에서는, 중공사막(21)의 내측(내표면측)이 액상측 영역(LA)으로 되고, 중공사막(21)의 외측(외표면측)이 기상측 영역(GA)으로 된다.

하우징(22)에는, 액체 공급구(22A)와, 액체 배출구(22B)와, 가스 공급구(22C)와, 가스 배출구(22D)가 형성된다. 액체 공급구(22A)는, 액상측 영역(LA)에 액체(L)를 공급하기 위해 하우징(22)에 형성된 개구이다. 액체 배출구(22B)는, 액상측 영역(LA)으로부터 액체(L)를 배출하기 위해 하우징(22)에 형성된 개구이다. 가스 공급구(22C)는, 기상측 영역(GA)에 조정 가스(G)를 공급하기 위해 하우징(22)에 형성된 개구이다. 가스 배출구(22D)는, 기상측 영역(GA)으로부터 조정 가스(G)를 배출하기 위해 하우징(22)에 형성된 개구이다. 이 때문에, 액체 공급구(22A) 및 액체 배출구(22B)는, 액상측 영역(LA)과 연통된다. 또한, 가스 공급구(22C) 및 가스 배출구(22D)는, 기상측 영역(GA)과 연통된다.

액체 공급구(22A), 액체 배출구(22B), 가스 공급구(22C), 및 가스 배출구(22D)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 단, 가스 배출구(22D)는, 중공사막 모듈(2)의 하부에 형성되는 것이 바람직하고, 기상측 영역(GA)의 최하단에 형성되는 것이 더 바람직하다. 중공사막 모듈(2)의 하부란, 비저항값 조정 장치(1A)를 설치했을 때의, 중공사막 모듈(2)의 연직 방향에 있어서의 하측의 부분을 말한다. 기상측 영역(GA)의 최하단이란, 비저항값 조정 장치(1A)를 설치했을 때의, 기상측 영역(GA)의 연직 방향에 있어서의 최하단을 말한다.

액체 공급관(3)은, 액상측 영역(LA)에 연통되어, 액상측 영역(LA)에 액체(L)를 공급한다. 액체 공급관(3)은, 내부에 유로(도시 생략)가 형성된 관상의 부재이다. 액체 공급관(3)은, 액체 공급구(22A)에 접속된다. 액체 배출관(4)의 소재, 특성(경도, 탄성 등), 형상, 치수 등은, 특별히 한정되지 않는다.

액체 공급관(3)에는, 유량계(F)가 접속된다. 유량계(F)는, 액체 공급관(3)을 흐르는 액체(L)의 유량을 계측한다. 그리고, 비저항값 조정 장치(1A)를 제어하는 제어부(도시 생략)는, 유량계(F)로 계측한 액체(L)의 유량에 의거하여, 액체 공급관(3)에 소정 유량의 액체(L)를 공급한다. 유량계(F)로서는, 주지의 다양한 유량계를 채용할 수 있다.

액체 배출관(4)은, 액상측 영역(LA)에 연통되어, 액상측 영역(LA)으로부터 액체(L)를 배출한다. 액체 배출관(4)은, 내부에 유로(도시 생략)가 형성된 관상의 부재이다. 액체 배출관(4)은, 액체 배출구(22B)에 접속된다. 액체 배출관(4)의 소재, 특성(경도, 탄성 등), 형상, 치수 등은, 특별히 한정되지 않는다.

가스 공급관(5)은, 기상측 영역(GA)에 연통되어, 기상측 영역(GA)에 조정 가스(G)를 공급한다. 가스 공급관(5)은, 내부에 유로(도시 생략)가 형성된 관상의 부재이다. 가스 공급관(5)은, 가스 공급구(22C)에 접속된다. 가스 공급관(5)의 소재, 특성(경도, 탄성 등), 형상, 치수 등은, 특별히 한정되지 않는다.

가스 공급관(5)에는, 압력 조정 밸브(9)와, 압력계(P)가 접속된다. 압력 조정 밸브(9)는, 압력 조정 밸브(9)를 통과하는 조정 가스의 가스압을 조정한다. 즉, 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 가스압은, 압력 조정 밸브(9)에 의해 조정된다. 압력 조정 밸브(9)로서는, 주지의 다양한 압력 조정 밸브를 채용할 수 있다. 압력계(P)는, 가스 공급관(5)을 흐르는 조정 가스(G)의 가스압을 계측한다. 압력계(P)는, 가스 공급관(5)에 있어서의 압력계(P)의 하류측, 즉, 압력계(P)에 대한 기상측 영역(GA)측에 접속된다. 압력계(P)로서는, 주지의 다양한 압력계를 채용할 수 있고, 예를 들면, 다이어램프 밸브를 채용할 수 있다. 그리고, 비저항값 조정 장치(1A)를 제어하는 제어부(도시 생략)는, 압력 조정 밸브(9)를 통과하는 조정 가스(G)의 가스압, 즉, 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 가스압이, 소정 값(또는 소정 범위 내)으로 되도록, 압력계(P)로 계측한 조정 가스(G)의 가스압에 의거하여 압력 조정 밸브(9)를 제어한다.

가스 배출관(6)은, 기상측 영역(GA)에 연통되어, 기상측 영역(GA)으로부터 조정 가스(G)를 배출한다. 가스 배출관(6)은, 내부에 유로가 형성된 관상의 부재이다. 또한, 가스 배출관(6) 내의 유로를, 특히 제1 유로(6a)라 한다. 가스 배출관(6)은, 가스 배출구(22D)에 접속된다. 가스 배출관(6)의 소재, 특성(경도, 탄성 등), 형상, 치수 등은, 특별히 한정되지 않는다.

바이패스관(7)은, 중공사막 모듈(2)을 바이패스하도록 액체 공급관(3) 및 액체 배출관(4)에 연통된다. 바이패스관(7)은, 내부에 유로가 형성된 관상의 부재이다. 바이패스관(7)의 한쪽 단부는, 중공사막 모듈(2)의 상류측에 있어서 액체 공급관(3)에 접속된다. 바이패스관(7)의 다른 쪽 단부는, 중공사막 모듈(2)의 하류측에 있어서 액체 배출관(4)에 접속된다. 이 때문에, 액체 공급관(3)에 공급된 액체(L)는, 중공사막 모듈(2)을 통해 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)와, 중공사막 모듈(2)을 우회하여 바이패스관(7)으로부터 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)로 분배된다. 이 때, 중공사막 모듈(2)을 통해 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)의 유량이, 중공사막 모듈(2)을 우회해서 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)의 유량보다 커지도록, 바이패스관(7)의 내경(유로 직경)이 설정된다.

제1 개폐 밸브(8)는, 가스 배출관(6)에 접속되어, 가스 배출관(6) 내의 제1 유로(6a)를 개폐한다. 제1 개폐 밸브(8)는, 유체가 통과하는 유로(도시 생략)와, 당해 유로를 개폐하는 밸브체(도시 생략)를 구비하는 개폐 밸브이다. 또한, 제1 개폐 밸브(8)가 제1 유로(6a)를 열었을 때 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체에는, 조정 가스(G)와, 물(결로수)과, 액체(L)에 용해되어 있던 용해 가스가 포함된다. 당해 유체의 상세에 대해서는, 후술한다.

제1 개폐 밸브(8)가 열림 상태(제1 개폐 밸브(8)의 유로가 완전 열림)일 경우, 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량은, 1[L/min] 이상 300[L/min] 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량은, 10[L/min] 이상 100[L/min] 이하로 하는 것이 더 바람직하고, 50[L/min] 이상80[L/min] 이하로 하는 것이 특히 바람직하다. 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량은, 기상측 영역(GA)의 내압과, 제1 개폐 밸브(8)의 유로 직경과, 유로 길이의 관계에 의해 구해진다. 예를 들면, 기상측 영역(GA)의 내압이 0.1[MPa]이고, 제1 개폐 밸브(8)의 유로 직경(직경)이 4[㎝]이고, 유로 길이가 10[㎝]인 경우, 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량은, 60[L/min]으로 된다.

제1 개폐 밸브(8)에는, 타이머부(TM)가 접속된다. 타이머부(TM)는, 정기적으로(소정 시간마다) 제1 개폐 밸브(8)를 개폐한다. 타이머부(TM)는, 통상 시, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫아 둔다. 또한, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫는다는 것은, 제1 개폐 밸브(8)의 유로를 제1 개폐 밸브(8)의 밸브체에 의해 닫는 것을 말한다. 한편, 타이머부(TM)는, 소정 시간이 경과하면, 제1 개폐 밸브(8)를 작동시켜서, 소정 시간만큼, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 연다. 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 연다는 것은, 제1 개폐 밸브(8)의 유로를 닫고 있는 제1 개폐 밸브(8)의 밸브체를 이동시켜서, 제1 개폐 밸브(8)의 유로를 여는 것을 말한다. 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 여는 시간은, 적절히 설정된다.

다음으로, 비저항값 조정 장치(1A)에 의해 액체(L)의 비저항값을 조정하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 비저항값 조정 공정을 행한다. 비저항값 조정 공정에서는, 액상측 영역(LA)에 액체(L)를 통과시키면서 기상측 영역(GA)에 조정 가스를 통과시켜서, 액체(L)에 조정 가스(G)를 용해시킨다. 그리고, 조정 가스(G)가 용해된 액체(L)와 중공사막 모듈(2)을 바이패스시킨 액체(L)를 혼합시켜서, 액체(L)의 비저항값을 조정한다.

구체적으로 설명하면, 비저항값 조정 공정에서는, 우선, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫고, 액체 공급관(3)에 액체(L)를 공급하고, 가스 공급관(5)에 조정 가스(G)를 공급한다. 그러면, 액체(L)는, 액체 공급관(3)으로부터 중공사막 모듈(2)의 액상측 영역(LA)에 공급되고, 액체 배출관(4)에 배출된다. 또한, 액체(L)는, 액체 공급관(3)으로부터, 중공사막 모듈(2)을 우회하도록 바이패스관(7)을 통해, 액체 배출관(4)에 배출된다. 조정 가스(G)는, 가스 공급관(5)으로부터 중공사막 모듈(2)의 기상측 영역(GA)에 공급되고, 가스 배출관(6)에 배출된다.

중공사막 모듈(2)에서는, 기상측 영역(GA)에 공급된 조정 가스(G)는, 중공사막(21)을 투과함에 의해, 액상측 영역(LA)에 공급된 액체(L)에 용해된다. 그리고, 중공사막 모듈(2)에 의해 조정 가스(G)가 용해된 액체(L)와, 바이패스관(7)을 통과한 액체(L)가 혼합된다. 이에 의해, 액체(L)의 유량에 상관없이, 액체(L)의 비저항값을 용이하게 조정할 수 있다.

그런데, 액체(L)에는, 수증기가 포함되어 있다. 액체(L)에 용해되어 있던 수증기는, 중공사막(21)을 투과함에 의해, 기상측 영역(GA)으로 역확산한다. 기상측 영역(GA)으로 역확산한 수증기는, 결로해서 물(결로수)로 된다. 그리고, 이 물이, 기상측 영역(GA)에 모인다. 또한, 액체(L)에는, 수증기 외에, 산소, 질소 등의 용해 가스가 용해되어 있을 경우가 있다. 또한, 용해 가스에는, 수증기도 포함된다. 이러한 경우, 용해 가스도, 중공사막(21)을 투과함에 의해, 기상측 영역(GA)으로 역확산한다.

그래서, 다음으로, 배출 공정을 행한다. 배출 공정에서는, 기상측 영역(GA)에 연통된 제1 유로(6a)를 개폐하는 제1 개폐 밸브(8)에 의해 기상측 영역(GA)에 모인 물을 배출한다.

상세하게 설명하면, 배출 공정에서는, 제1 개폐 밸브(8)에 의해, 가스 배출관(6) 내의 제1 유로(6a)를 연다. 그러면, 기상측 영역(GA)에 모인 물 및 기상측 영역(GA)으로 역확산한 용해 가스는, 제1 개폐 밸브(8)로부터 배출된다. 이에 의해, 기상측 영역(GA)에 모인 물에 의해 기상측 영역(GA)의 조정 가스(G)가 중공사막(21)을 통과할 수 없게 되는 것을 억제할 수 있다.

이 배출 공정은, 정기적으로 행한다. 즉, 비저항값 조정 장치(1A)를 가동시키고 나서 소정 시간이 경과하면, 또는, 전회(前回)의 배출 공정으로부터 소정 시간이 경과하면, 타이머부(TM)는, 제1 개폐 밸브(8)를 작동시켜서, 소정 시간만큼 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 연다. 또한, 배출 공정을 행하는 간격, 및, 배출 공정을 행하는 시간은, 적절히 설정된다. 예를 들면, 배출 공정을 행하는 간격으로서는, 0.1초 이상 500시간 이하로 할 수 있다. 이 경우, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 여는 시간은, 0.5초 이상 1분 이하로 하는 것이 바람직하고, 1초 이상 10초 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 배출 공정을 행하는 간격은, 전회의 배출 공정이 종료하고 나서 차회(次回)의 배출 공정을 개시할 때까지의 시간이다. 배출 공정을 행하는 시간은, 배출 공정에 있어서 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 열어 두는 시간이다.

이와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1A)에서는, 제1 개폐 밸브(8)를 개폐함으로써, 기상측 영역(GA)으로부터 물이 배출되기 때문에, 장기에 걸쳐 액체(L)의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 기상측 영역(GA)으로 역확산한 용해 가스에 의해 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 농도가 낮아지는(조정 가스(G)의 분압이 낮아지는) 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1A)에서는, 타이머부(TM)가 정기적으로 제1 개폐 밸브(8)를 개폐하기 때문에, 간편하게, 기상측 영역(GA)으로 용해 가스가 역확산하는 것을 억제할 수 있음과 함께, 기상측 영역(GA)에 물이 모이는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1A)에서는, 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량을 상기 범위로 함으로써, 기상측 영역(GA)에 모인 물 및 기상측 영역(GA)으로 역확산한 용해 가스를 단숨에 배출할 수 있다. 이에 의해, 물 및 용해 가스를 배출하기 위해 제1 개폐 밸브(8)를 여는 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 제1 개폐 밸브(8)로부터 배출되는 조정 가스(G)의 배출량을 작게 할 수 있다. 또한, 기상측 영역(GA)에서는, 제1 개폐 밸브(8)측을 향하는 기류가 발생하고, 이 기류는, 중공사막(21)에 부착해 있는 결로수를 제1 개폐 밸브(8)측으로 밀고 진행하도록 작용한다. 이에 의해, 기상측 영역(GA)에 모인 물의 배출 효과를 높일 수 있다.

또한, 기상측 영역에 있어서 결로한 물은, 중력에 의해 중공사막 모듈의 하부로 하강한다. 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1A)에서는, 가스 배출관(6)이, 중공사막 모듈(2)의 하부에 있어서 기상측 영역(GA)에 연통되기 때문에, 기상측 영역(GA)에 있어서 결로한 물을, 중력에 의해 기상측 영역(GA)으로부터 가스 배출관(6)에 배출시킬 수 있다. 이에 의해, 기상측 영역(GA)에 모인 물의 배출 효과를 높일 수 있다.

또한, 본 실시형태의 비저항값 조정 방법에서는, 비저항값 조정 공정에 있어서, 중공사막 모듈(2)에 의해 조정 가스(G)가 용해된 액체(L)와, 중공사막 모듈(2)을 바이패스한 액체(L)를 혼합한다. 이에 의해, 액체(L)의 유량에 상관없이, 액체(L)의 비저항값을 용이하게 조정할 수 있다. 이 때, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫아둠으로써, 조정 가스(G)의 사용량을 억제할 수 있다.

그리고, 배출 공정에 있어서, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 열어, 기상측 영역(GA)에 모인 물을, 제1 개폐 밸브(8)로부터 배출한다. 이에 의해, 기상측 영역(GA)에 모인 물에 의해 기상측 영역(GA)의 조정 가스(G)가 중공사막(21)을 통과할 수 없게 되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 정기적으로, 또는, 기상측 영역(GA)에 소정량의 물이 모일 때마다, 배출 공정을 행함으로써, 장기에 걸쳐 액체(L)의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

[제2 실시형태]

다음으로, 제2 실시형태에 대해 설명한다. 제2 실시형태는, 기본적으로 제1 실시형태와 마찬가지이고, 누출부를 더 구비하는 점만, 제1 실시형태와 상위하다. 이 때문에, 이하에서는, 제1 실시형태와 상위한 사항만을 설명하고, 제1 실시형태와 마찬가지인 사항의 설명을 생략한다.

도 2는, 제2 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1B)는, 중공사막 모듈(2)과, 액체 공급관(3)과, 액체 배출관(4)과, 가스 공급관(5)과, 가스 배출관(6)과, 바이패스관(7)과, 제1 개폐 밸브(8)와, 누출부(12)를 구비한다.

누출부(12)는, 제1 개폐 밸브(8)에 대해 병설되도록 가스 배출관(6)에 접속되어, 기상측 영역(GA)의 조정 가스(G)를 누출시킨다. 누출부(12)는, 내부에 가는 유로(도시 생략)가 형성된 모세관상의 부재이다. 또한, 누출부(12)에는, 제1 개폐 밸브(8)와 같은 유로를 닫는 밸브는 설치되어 있지 않다. 즉, 누출부(12)로부터는, 상시, 조정 가스(G)가 누출된다.

제1 개폐 밸브(8)가 열림 상태일 경우에 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량은, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량보다 크다. 환언하면, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량은, 제1 개폐 밸브(8)가 열림 상태일 경우에 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량보다 작다.

누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량은, 0[mL/min] 이상 1000[mL/min] 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 개폐 밸브(8)를 정기적으로 개폐할 경우, 열림 상태의 간격을 짧게 할 수록, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량을 적게 할 수 있고, 0[mL/min]으로 할 수도 있다. 또한, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량은, 1[mL/min] 이상 500[mL/min] 이하로 하는 것이 더 바람직하고, 5[mL/min] 이상 100[mL/min] 이하로 하는 것이 특히 바람직하다. 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량은, 기상측 영역(GA)의 내압과, 누출부(12)의 유로 직경의 관계에 의해 구해진다. 예를 들면, 기상측 영역(GA)의 내압이 0.1[MPa]이고, 누출부(12)의 유로 직경(직경)이 4[㎝], 유로 길이가 10[㎝]인 경우, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량은, 60[L/min]으로 된다.

다음으로, 비저항값 조정 장치(1B)에 의해 액체(L)의 비저항값을 조정하는 방법에 대해 설명한다.

비저항값 조정 공정에서는, 우선, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫고, 액체 공급관(3)에 액체(L)를 공급하고, 가스 공급관(5)에 조정 가스(G)를 공급한다. 그러면, 액체(L)는, 액체 공급관(3)으로부터 중공사막 모듈(2)의 액상측 영역(LA)에 공급되고, 액체 배출관(4)에 배출된다. 또한, 액체(L)는, 액체 공급관(3)으로부터, 중공사막 모듈(2)을 우회하도록 바이패스관(7)을 통해, 액체 배출관(4)에 배출된다. 조정 가스(G)는, 가스 공급관(5)으로부터 중공사막 모듈(2)의 기상측 영역(GA)에 공급되고, 가스 배출관(6)에 배출된다. 그리고, 가스 배출관(6)에 배출된 조정 가스(G)는, 누출부(12)로부터 누출된다.

이와 같이, 액체 공급관(3)으로부터 중공사막 모듈(2)에 공급되는 액체(L)에는, 수증기 외에, 산소, 질소 등의 용해 가스가 용해되어 있을 경우가 있다. 또한, 용해 가스에는, 수증기도 포함된다. 이러한 경우, 용해 가스는, 중공사막(21)을 투과함에 의해, 기상측 영역(GA)으로 역확산한다. 그러면, 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 농도가 낮아지기(조정 가스(G)의 분압이 낮아지기) 때문에, 액체(L)에 대한 조정 가스(G)의 용해 효율이 저하된다.

그래서, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1B)에서는, 누출부(12)를 제1 개폐 밸브(8)에 대해 병설되도록 가스 배출관(6)에 접속하여, 기상측 영역(GA)의 조정 가스(G)를 누출부(12)로부터 누출시킨다. 이에 의해, 가스 공급관(5)으로부터 기상측 영역(GA)에 조정 가스(G)가 계속 공급되기 때문에, 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 농도가 낮아지는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1B)에서는, 제1 개폐 밸브(8)를 통과하는 유체의 유량은, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량보다 크다. 이에 의해, 기상측 영역(GA)에 모인 물을 효과적으로 배출하면서, 누출부(12)로부터 배출되는 조정 가스(G)의 배출량을 작게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1B)에서는, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량을 상기 범위로 함으로써, 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 농도가 낮아지는 것을 억제하면서, 누출부(12)로부터 배출되는 조정 가스(G)의 배출량을 작게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 비저항값 조정 방법에서는, 비저항값 조정 공정에 있어서, 기상측 영역(GA)의 조정 가스(G)를 누출부(12)로부터 누출시킨다. 이에 의해, 가스 공급관(5)으로부터 기상측 영역(GA)에 조정 가스(G)가 계속 공급되기 때문에, 기상측 영역(GA)에 있어서의 조정 가스(G)의 농도가 낮아지는 것을 억제할 수 있다.

[제3 실시형태]

다음으로, 제3 실시형태에 대해 설명한다. 제3 실시형태는, 기본적으로 제1 실시형태와 마찬가지이고, 복수의 바이패스 관로를 구비하는 점만, 제1 실시형태와 상위하다. 이 때문에, 이하에서는, 제1 실시형태와 상위한 사항만을 설명하고, 제1 실시형태와 마찬가지인 사항의 설명을 생략한다.

도 3은, 제3 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1C)는, 중공사막 모듈(2)과, 액체 공급관(3)과, 액체 배출관(4)과, 가스 공급관(5)과, 가스 배출관(6)과, 바이패스관(7)과, 제1 개폐 밸브(8)와, 제2 바이패스관(13)과, 제2 바이패스관(14)을 구비한다.

제2 바이패스관(13)은, 중공사막 모듈(2)을 바이패스하도록 액체 공급관(3) 및 액체 배출관(4)에 연통된다. 제2 바이패스관(13)은, 내부에 유로가 형성된 관상의 부재이다. 제2 바이패스관(13) 내의 유로를, 특히 제2 유로(13a)라 한다. 제2 바이패스관(13)의 한쪽 단부는, 중공사막 모듈(2)의 상류측, 또한, 액체 공급관(3)과 바이패스관(7)의 접속 위치보다 하류측에 있어서, 액체 공급관(3)에 접속된다. 제2 바이패스관(13)의 다른 쪽 단부는, 중공사막 모듈(2)의 하류측, 또한, 액체 배출관(4)과 바이패스관(7)의 접속 위치보다 상류측에 있어서, 액체 배출관(4)에 접속된다.

제2 바이패스관(14)은, 중공사막 모듈(2)을 바이패스하도록 액체 공급관(3) 및 액체 배출관(4)에 연통된다. 제2 바이패스관(14)은, 내부에 유로가 형성된 관상의 부재이다. 제2 바이패스관(14) 내의 유로를, 특히 제2 유로(14a)라 한다. 제2 바이패스관(14)의 한쪽 단부는, 중공사막 모듈(2)의 상류측, 또한, 액체 공급관(3)과 제2 바이패스관(13)의 접속 위치보다 하류측에 있어서, 액체 공급관(3)에 접속된다. 제2 바이패스관(14)의 다른 쪽 단부는, 중공사막 모듈(2)의 하류측, 또한, 액체 배출관(4)과 제2 바이패스관(13)의 접속 위치보다 상류측에 있어서, 액체 배출관(4)에 접속된다.

이 때문에, 액체 공급관(3)에 공급된 액체(L)는, 중공사막 모듈(2)을 통해 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)와, 중공사막 모듈(2)을 우회하여 바이패스관(7)으로부터 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)와, 중공사막 모듈(2)을 우회하여 제2 바이패스관(13)으로부터 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)와, 중공사막 모듈(2)을 우회하여 제2 바이패스관(14)으로부터 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)로 분배된다. 즉, 액체 공급관(3)에 공급된 액체(L)는, 중공사막 모듈(2)을 통해 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)와, 중공사막 모듈(2)을 우회해서 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)로 분배된다. 이 때, 중공사막 모듈(2)을 통해 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)의 유량이, 중공사막 모듈(2)을 우회해서 액체 배출관(4)에 흘러가는 액체(L)의 합계 유량보다 커지도록, 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)의 내경(유로 직경)이 설정된다.

제2 바이패스관(13)에는, 제2 개폐 밸브(15)가 접속된다. 제2 개폐 밸브(15)는, 제2 바이패스관(13) 내의 제2 유로(13a)를 개폐한다. 제2 개폐 밸브(15)는, 유체가 통과하는 유로(도시 생략)와, 당해 유로를 개폐하는 밸브체(도시 생략)를 구비하는 개폐 밸브이다.

제2 바이패스관(14)에는, 제2 개폐 밸브(16)가 접속된다. 제2 개폐 밸브(16)는, 제2 바이패스관(14) 내의 제2 유로(14a)를 개폐한다. 제2 개폐 밸브(16)는, 유체가 통과하는 유로(도시 생략)와, 당해 유로를 개폐하는 밸브체(도시 생략)를 구비하는 개폐 밸브이다.

다음으로, 비저항값 조정 장치(1C)에 의해 액체(L)의 비저항값을 조정하는 방법에 대해 설명한다.

비저항값 조정 공정에서는, 우선, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫고, 제2 개폐 밸브(15)에 의해 제2 유로(13a)를 닫고, 제2 개폐 밸브(16)에 의해 제2 유로(14a)를 닫고, 액체 공급관(3)에 액체(L)를 공급하고, 가스 공급관(5)에 조정 가스(G)를 공급한다. 그러면, 액체(L)는, 액체 공급관(3)으로부터 중공사막 모듈(2)의 액상측 영역(LA)에 공급되고, 액체 배출관(4)에 배출된다. 또한, 액체(L)는, 액체 공급관(3)으로부터, 중공사막 모듈(2)을 우회하도록 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)을 통해, 액체 배출관(4)에 배출된다. 조정 가스(G)는, 가스 공급관(5)으로부터 중공사막 모듈(2)의 기상측 영역(GA)에 공급되고, 가스 배출관(6)에 배출된다.

중공사막 모듈(2)에서는, 기상측 영역(GA)에 공급된 조정 가스(G)는, 중공사막(21)을 투과함에 의해, 액상측 영역(LA)에 공급된 액체(L)에 용해된다. 그리고, 중공사막 모듈(2)에 의해 조정 가스(G)가 용해된 액체(L)와, 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)을 통과한 액체(L)가 혼합된다. 이에 의해, 액체(L)의 유량에 상관없이, 액체(L)의 비저항값을 용이하게 조정할 수 있다.

여기에서, 액체 공급관(3)에 공급하는 액체(L)의 유량이 저하했을 경우를 고려한다.

중공사막 모듈(2)을 흐르는 액체(L)의 압력 손실은, 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)을 흐르는 액체(L)의 압력 손실보다 높다. 이 때문에, 액체(L)의 유량이 저하되면, 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)에 흘러 들어가는 액체(L)의 유량에 대한 중공사막 모듈(2)에 흘러 들어가는 액체(L)의 유량의 비율이 작아진다. 그 결과, 액체(L)의 용존 가스 농도가 낮게 되어, 액체(L)의 비저항값이 상승한다.

그래서, 통상 시는, 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16)에 의해 제2 유로(13a) 및 제2 유로(14a)를 열어 둔다. 그리고, 액체(L)의 유량이 작아지면, 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16) 중 적어도 한쪽에 의해 제2 유로(13a) 및 제2 유로(14a) 중 적어도 한쪽을 닫는다. 즉, 제2 개폐 밸브(15)에 의해 제2 유로(13a)만을 닫아도 되고, 제2 개폐 밸브(16)에 의해 제2 유로(14a)만을 닫아도 되고, 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16)에 의해 제2 유로(13a) 및 제2 유로(14a)의 쌍방을 닫아도 된다. 그러면, 중공사막 모듈(2)을 바이패스하는 액체(L)의 압력 손실이 커져, 중공사막 모듈(2)에 액체(L)가 흘러 들어가기 쉬워진다. 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16) 중 적어도 한쪽을 닫는 타이밍은, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 사전에 액체(L)의 비저항값이 상승하는 유량을 계측해 둔다. 그리고, 유량계(F)에 의해 계측한 액체(L)의 유량이, 액체(L)의 비저항값이 상승하는 유량으로 된 것을 검출하면, 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16) 중 적어도 한쪽을 닫아도 된다.

배출 공정은, 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

이와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1C)에서는, 통상 시는, 제2 개폐 밸브(15, 16)에 의해 제2 유로(13a, 14a)를 열어 두지만, 액체(L)의 유량이 작아지면, 제2 개폐 밸브(15, 16)에 의해 제2 유로(13a, 14a)를 닫는다. 그러면, 제2 개폐 밸브(15, 16)에 의해 제2 유로(13a, 14a)를 닫음에 의해, 중공사막 모듈(2)을 바이패스하는 액체(L)의 압력 손실이 커진다. 이에 의해, 중공사막 모듈(2)을 바이패스하는 액체(L)의 유량에 대한 중공사막 모듈(2)에 흘러 들어가는 액체(L)의 유량의 비율이 작아지는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 액체(L)의 유량이 저하해도, 액체(L)의 비저항값이 상승하는 것을 억제할 수 있다.

[제4 실시형태]

다음으로, 제4 실시형태에 대해 설명한다. 제4 실시형태는, 제1~3 실시형태를 조합한 형태이다. 즉, 제1 실시형태에 있어서, 누출부를 더 구비함과 함께, 복수의 바이패스 관로를 구비한다. 이 때문에, 이하에서는, 제1~3 실시형태와 상위한 사항만을 설명하고, 제1~3 실시형태와 마찬가지인 사항의 설명을 생략한다.

도 4는, 제4 실시형태의 비저항값 조정 장치의 모식도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1D)는, 중공사막 모듈(2)과, 액체 공급관(3)과, 액체 배출관(4)과, 가스 공급관(5)과, 가스 배출관(6)과, 바이패스관(7)과, 제1 개폐 밸브(8)와, 누출부(12)와, 제2 바이패스관(13)과, 제2 바이패스관(14)을 구비한다.

누출부(12)는, 제2 실시형태의 누출부(12)와 동일하다. 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)은 제3 실시형태의 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)과 마찬가지이다. 또한, 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)에는, 각각 제3 실시형태의 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16)와 동일한 제2 개폐 밸브(15) 및 제2 개폐 밸브(16)가 접속되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태의 비저항값 조정 장치(1D)에서는, 제1 실시형태의 작용 효과에 더해, 제2 및 3 실시형태의 작용 효과가 얻어진다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 타이머부(TM)에 의해 정기적으로 제1 개폐 밸브(8)를 개폐하는 것으로 해서 설명했다. 그러나, 제1 개폐 밸브(8)를 개폐하는 타이밍은, 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 기상측 영역(GA) 또는 가스 배출관(6)에 소정량의 물이 모인 것을 검출했을 경우에, 제1 개폐 밸브(8)를 개폐하는 것으로 해도 된다.

[실시예]

다음으로, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

실시예 1에서는, 도 3에 나타내는 제3 실시형태의 비저항값 조정 장치(1C)를 사용했다.

액체 공급관(3)에 공급하는 액체(L)로서는, 25[℃]에 있어서의 비저항값이 18.2[MΩ·㎝]의 초순수를 사용했다. 액체 공급관(3)에 공급하는 액체(L)의 유량은, 5~30[L/min] 사이에서 변동시켰다. 일정 유량을 유지하는 유량 유지 시간은, 30초로 하고, 단계적으로 당해 유량을 변동시켰다. 액체 공급관(3)에 공급하는 액체(L)의 수압은, 0.3[MPa]으로 했다.

가스 공급관(5)에 공급하는 조정 가스(G)로서는, 탄산 가스를 사용했다. 탄산 가스의 공급원에는, 7[㎥]의 탄산 가스 봄베를 사용했다. 압력 조정 밸브(9)로서, 이단식 압력 조정기 및 프레셔 레규레이팅 밸브를 사용하여, 중공사막 모듈(2)의 기상측 영역(GA)에 공급하는 조정 가스(G)의 가스압을, 0.1[MPa]로 했다.

중공사막 모듈(2)로서, 폴리-4-메틸펜텐-1을 소재로 하는 내경 180[㎛], 외경 250[㎛]의 중공사막(21)을 묶음으로 해서, PP 수지제의 하우징(22) 내에서, 중공사막(21)의 묶음의 양단을 수지로 굳혀, 2.0[㎡]의 막면적을 갖는 외부 관류형의 기체 급기용 중공사 모듈(DIC(주)제 SEPAREL EF-002A)을 얻었다. 중공사막(21)의 탄산 가스 투과 속도는, 3.5×10^-5[㎤/㎠·sec·cmHg]이였다.

그리고, 제1 개폐 밸브(8)에 의해 제1 유로(6a)를 닫은 상태에서, 액체 공급관(3)에 액체(L)를 공급함과 함께, 가스 공급관(5)에 조정 가스(G)를 공급했다. 액체 공급관(3)에 공급한 액체(L)는, 중공사막 모듈(2)의 액상측 영역(LA)에 흘러 들어가는 비교적 소유량의 흐름과, 중공사막 모듈(2)을 우회하여 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)에 흘러 들어가는 비교적 대유량의 흐름으로 분배되고, 그 후, 액체 배출관(4)에서 합류했다. 가스 공급관(5)에 공급한 조정 가스(G)는, 압력 조정 밸브(9)에 의해 0.1[MPa]로 조정된 후, 중공사막 모듈(2)의 기상측 영역(GA)에 공급되었다. 중공사막 모듈(2)에서는, 조정 가스(G)는, 중공사막(21)을 투과하고, 중공사막(21) 내의 액상측 영역(LA)을 흐르는 액체(L)에 용해되고, 액체(L)는, 탄산 가스가 부가된 탄산 가스 부가 초순수로 되었다. 이 때, 탄산 가스 부가 초순수의 비저항값이 0.1[MΩ·㎝]로 되도록, 제2 개폐 밸브(15, 16)를 조절했다. 또한, 타이머부(TM)에 의해, 제1 개폐 밸브(8)를 15분에 1초(1L) 열었다.

그리고, 액체 배출관(4)으로부터 배출된 탄산 가스 부가 초순수(액체(L))의 비저항값을 계측했다. 이 계측 결과를 도 5에 나타낸다.

도 5에서는, 종축에 계측한 비저항값을 나타내고, 횡축에 경과 시간을 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서는, 비저항값의 차이는, 0.1[MΩ·㎝]±0.02[MΩ·㎝] 이내로 되어, 비저항값의 변화는, 거의 보이지 않았다. 이것은, 실시예 1에서는, 기상측 영역(GA)으로부터 물이 배출된 것에 의해, 기상측 영역(GA)으로 역확산한 수증기의 영향에 의한 비저항값의 상승이, 효과적으로 억제된 결과라 생각할 수 있다.

(실시예 2)

실시예 2에서는, 도 4에 나타내는 제4 실시형태의 비저항값 조정 장치(1D)를 사용했다.

누출부(12)로서, 중공사 모세관을 사용하고, 누출부(12)를 통과하는 조정 가스(G)의 유량을, 50[ml/min]로 했다. 또한, 타이머부(TM)에 의해, 제1 개폐 밸브(8)를 1시간에 1초(1L) 열었다. 그 외는, 실시예 1과 동(同)조건으로 했다.

그리고, 액체 배출관(4)으로부터 배출된 탄산 가스 부가 초순수(액체(L))의 비저항값을 계측했다. 이 계측 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6에서는, 종축에 계측한 비저항값을 나타내고, 횡축에 경과 시간을 나타낸다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 2에서는, 비저항값의 차이는, 0.1[MΩ·㎝]±0.005[MΩ·㎝] 이내로 되어, 비저항값의 변화는, 거의 보이지 않았다. 이것은, 실시예 2에서는, 실시예 1에 더해, 기상측 영역(GA)으로부터 조정 가스(G)가 상시 배출된 것에 의해, 기상측 영역(GA)으로 역확산한 용해 가스의 영향에 의한 비저항값의 상승이, 효과적으로 억제된 결과라고 생각할 수 있다.

(실시예 3-1 및 실시예 3-2)

실시예 3-1 및 실시예 3-2에서는, 실시예 2와 마찬가지로, 도 4에 나타내는 제4 실시형태의 비저항값 조정 장치(1D)를 사용했다.

실시예 3-1에서는, 제2 개폐 밸브(15)를 상시 열었다. 실시예 3-2에서는, 유량계(F)에 의해 계측한 액체(L)의 유량이 10[L/min] 이하가 되면 제2 개폐 밸브(15)를 닫았다. 그 외는, 실시예 2와 동조건으로 했다.

그리고, 실시예 3-1 및 실시예 3-2에 있어서, 액체 배출관(4)으로부터 배출된 탄산 가스 부가 초순수(액체(L))의 비저항값을 계측했다. 실시예 3-1의 계측 결과를 도 7에 나타내고, 실시예 3-2의 계측 결과를 도 8에 나타낸다. 도 7 및 도 8에서는, 종축에 계측한 비저항값을 나타내고, 횡축에 유량계(F)에 의해 계측한 액체(L)의 유량(DIＷ)을 나타낸다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-1에서는, 액체(L)의 유량이 10[L/min]를 하회(下回)하면, 비저항값이 상승했다. 이것은, 액체(L)의 유량이 작아짐으로써, 중공사막 모듈(2)에 액체(L)가 흐르기 어려워지기 때문에, 대부분의 액체(L)가 중공사막 모듈(2)을 우회하여 바이패스관(7), 제2 바이패스관(13) 및 제2 바이패스관(14)에 흘러 들어간 결과라고 생각할 수 있다.

한편, 도 8에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-2에서는, 액체(L)의 유량이 10[L/min] 이하로 되어도, 비저항값의 상승(변동)이 억제되었다. 이것은, 비저항값이 상승하기 시작하는 타이밍(액체(L)의 유량이 10[L/min]정도)에 제2 개폐 밸브(15)를 닫음으로써, 중공사막 모듈(2)에도 액체(L)가 흐르기 쉬워진 결과라고 생각할 수 있다.

또한, 실시예 3-2의 계측을 1주간 계속했지만, 기상측 영역(GA)에 모인 물의 영향으로 생각되는 비저항값의 변화는 보이지 않았다.

(비교예 1)

비교예 1에서는, 도 9에 나타내는 비저항값 조정 장치(100A)를 사용했다.

비저항값 조정 장치(100A)는, 기본적으로 실시예 1의 비저항값 조정 장치(1C)(도 3 참조)와 마찬가지이고, 제1 개폐 밸브(8) 및 타이머부(TM)를 구비하지 않고, 또한, 가스 배출관(6)이 봉지(封止)되어 있는 점만, 비저항값 조정 장치(1C)와 상위하다. 즉, 비저항값 조정 장치(100A)에서는, 가스 배출관(6)에 있어서의 유체의 흐름이 차단되어, 가스 배출관(6)으로부터 유체가 배출되지 않는다.

이 비저항값 조정 장치(100A)에 있어서, 유량계(F)에 의해 계측한 액체(L)의 유량이 10[L/min] 이하가 되면 제2 개폐 밸브(15)를 닫았다. 그 외는, 실시예 1과 동조건으로 했다.

그리고, 액체 배출관(4)으로부터 배출된 탄산 가스 부가 초순수(액체(L))의 비저항값을 계측했다. 이 계측 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10에서는, 종축에 계측한 비저항값을 나타내고, 횡축에 경과 시간을 나타낸다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는, 액체(L)의 유량이 10[L/min] 이하가 되면 제2 개폐 밸브(15)를 닫았지만, 0.1[MΩ·㎝]로 설정한 비저항값이 0.145[MΩ·㎝]까지 상승했다. 이것은, 비교예 1에서는, 기상측 영역(GA)에 모인 물 및 기상측 영역(GA)으로 역확산한 용해 가스의 영향에 의해, 비저항값이 상승한 결과라고 생각할 수 있다.

(비교예 2)

비교예 2에서는, 도 11에 나타내는 비저항값 조정 장치(100B)를 사용했다.

비저항값 조정 장치(100A)는, 기본적으로 실시예 2의 비저항값 조정 장치(1D)(도 4 참조)와 마찬가지이고, 제1 개폐 밸브(8) 및 타이머부(TM)를 구비하지 않은 점만, 비저항값 조정 장치(1D)와 상위하다. 즉, 비저항값 조정 장치(100A)에서는, 누출부(12)로부터 조정 가스(G)가 누출되지만, 기상측 영역(GA)에 모인 물은 배출되지 않는다.

제1 개폐 밸브(8)를 개폐하지 않은 것 외에는, 실시예 2와 동조건으로 했다.

그리고, 액체 배출관(4)으로부터 배출된 탄산 가스 부가 초순수(액체(L))의 비저항값을 계측했다. 이 계측 결과를 도 12에 나타낸다. 도 12에서는, 종축에 계측한 비저항값을 나타내고, 횡축에 경과 시간을 나타낸다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 비교예 2에서는, 0.1[MΩ·㎝]로 설정한 비저항값이, 6시간 경과 후에 0.14[MΩ·㎝]까지 상승했다. 이것은, 비교예 2에서는, 기상측 영역(GA)으로 역확산한 용해 가스의 영향은 다소 개선된 것이지만, 여전히, 기상측 영역(GA)에 모인 물의 영향에 의해, 비저항값이 상승한 결과라고 생각할 수 있다.

1A, 1B, 1C, 1D…비저항값 조정 장치, 2…중공사막 모듈, 3…액체 공급관, 4…액체 배출관, 5…가스 공급관, 6…가스 배출관, 6a…제1 유로, 7…바이패스관, 8…제1 개폐 밸브, 9…압력 조정 밸브, 12…누출부, 13, 14…제2 바이패스관, 13a, 14a…제2 유로, 15, 16…제2 개폐 밸브, 21…중공사막, 22…하우징, 22A…액체 공급구, 22B…액체 배출구, 22C…가스 공급구, 22D…가스 배출구, 100A, 100B…비저항값 조정 장치, F…유량계, G…조정 가스, GA…기상측 영역, L…액체, LA…액상측 영역, P…압력계, TM…타이머부

Claims

중공사(中空絲)막에 의해, 비(比)저항값을 조정하는 액체가 공급되는 액상(液相)측 영역과 비저항값을 조정하는 조정 가스가 공급되는 기상(氣相)측 영역으로 나눠지고, 상기 액체에 상기 조정 가스를 용해시키는 중공사막 모듈과,
상기 액상측 영역에 연통되어, 상기 액상측 영역에 상기 액체를 공급하는 액체 공급관과,
상기 액상측 영역에 연통되어, 상기 액상측 영역으로부터 상기 액체를 배출하는 액체 배출관과,
상기 기상측 영역에 연통되어, 상기 기상측 영역에 상기 조정 가스를 공급하는 가스 공급관과,
상기 기상측 영역에 연통되어, 상기 기상측 영역으로부터 상기 조정 가스를 배출하는 가스 배출관과,
상기 중공사막 모듈을 바이패스하도록 상기 액체 공급관 및 상기 액체 배출관에 연통되는 바이패스관과,
상기 가스 배출관에 접속되어, 상기 가스 배출관 내의 제1 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브와,
상기 제1 개폐 밸브에 대해 병설(竝設)되도록 상기 가스 배출관에 접속되어, 상기 기상측 영역의 상기 조정 가스를 누출시키는 누출부를 구비하고,
상기 제1 개폐 밸브는, 상기 제1 유로를 여는 것에 의해, 상기 기상측 영역에 있어서 결로한 물을 배출하는,
비저항값 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 개폐 밸브는, 상기 제1 유로를 여는 것에 의해, 상기 기상측 영역에 있어서 결로한 물 및 상기 액상측 영역으로부터 상기 기상측 영역으로 역확산한 상기 액체의 용해 가스를 배출하는
비저항값 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
정기적으로 상기 제1 개폐 밸브를 개폐하는 타이머부를 더 갖는,
비저항값 조정 장치.
제3항에 있어서,
상기 타이머부가 상기 제1 개폐 밸브를 여는 시간은, 0.5초 이상 1분 이하인,
비저항값 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 개폐 밸브가 열림 상태일 경우, 상기 제1 개폐 밸브를 통과하는 유체의 유량은, 1[L/min] 이상 300[L/min] 이하인,
비저항값 조정 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 개폐 밸브가 열림 상태일 경우, 상기 제1 개폐 밸브를 통과하는 유체의 유량이, 1[L/min] 이상 300[L/min] 이하로 되도록, 상기 제1 개폐 밸브의 유로 직경 및 유로 길이가 설정되어 있는,
비저항값 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가스 배출관은, 상기 중공사막 모듈의 하부에 있어서 상기 기상측 영역에 연통되는,
비저항값 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 누출부는, 모세관상의 부재인,
비저항값 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 개폐 밸브가 열림 상태일 경우에 상기 제1 개폐 밸브를 통과하는 유체의 유량은, 상기 누출부를 통과하는 조정 가스의 유량보다 큰,
비저항값 조정 장치.
제9항에 있어서,
상기 누출부를 통과하는 상기 조정 가스의 유량은, 0[mL/min] 이상 1000[mL/min] 이하인,
비저항값 조정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중공사막 모듈을 바이패스하도록 상기 액체 공급관 및 상기 액체 배출관에 연통되는 제2 바이패스관과,
상기 제2 바이패스관 내의 제2 유로를 개폐하는 제2 개폐 밸브를 더 구비하는,
비저항값 조정 장치.
중공사막에 의해, 비저항값을 조정하는 액체가 공급되는 액상측 영역과 비저항값을 조정하는 조정 가스가 공급되는 기상측 영역으로 나눠지고, 상기 액체에 상기 조정 가스를 용해시키는 중공사막 모듈을 사용해서, 상기 액체의 비저항값을 조정하는 비저항값 조정 방법으로서,
상기 액상측 영역에 상기 액체를 통과시키면서 상기 기상측 영역에 상기 조정 가스를 통과시켜서 상기 액체에 상기 조정 가스를 용해시킴과 함께, 상기 조정 가스가 용해된 상기 액체와 상기 중공사막 모듈을 바이패스시킨 상기 액체를 혼합시켜서 상기 액체의 비저항값을 조정하는 비저항값 조정 공정과,
상기 기상측 영역에 연통된 제1 유로를 개폐하는 제1 개폐 밸브에 의해 상기 기상측 영역에 있어서 결로한 물을 배출하는 배출 공정을 구비하고,
상기 비저항값 조정 공정에서는, 상기 제1 개폐 밸브에 의해 상기 제1 유로를 닫고,
상기 배출 공정에서는, 상기 제1 개폐 밸브에 의해 상기 제1 유로를 열고,
상기 비저항값 조정 공정에서는, 상기 제1 개폐 밸브에 대해 병설되도록 상기 제1 유로에 연통된 누출부로부터, 상기 기상측 영역의 상기 조정 가스를 누출시키는,
비저항값 조정 방법.
제12항에 있어서,
상기 배출 공정에서는, 상기 제1 개폐 밸브에 의해 상기 기상측 영역에 있어서 결로한 물 및 상기 액상측 영역으로부터 상기 기상측 영역으로 역확산한 상기 액체의 용해 가스를 배출하는,
비저항값 조정 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 배출 공정에서는, 상기 제1 개폐 밸브에 의해 상기 제1 유로를 열어, 상기 중공사막에 부착한 결로수를 상기 제1 개폐 밸브로부터 배출하는,
비저항값 조정 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 배출 공정에서는, 정기적으로 상기 제1 개폐 밸브를 개폐하며, 상기 제1 개폐 밸브를 여는 시간을 0.5초 이상 1분 이하으로 하여, 상기 제1 개폐 밸브를 열었을 때에 상기 제1 개폐 밸브에 1[L/min] 이상 300[L/min] 이하의 유체를 통과시키는,
비저항값 조정 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제1 개폐 밸브가 열림 상태일 경우에, 상기 제1 개폐 밸브를 통과하는 유체의 유량은, 상기 누출부를 통과하는 조정 가스의 유랑보다도 큰,
비저항값 조정 방법.
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