TWI444575B - 液體加熱方法、液體加熱裝置以及加熱液體供給裝置 - Google Patents

Description

液體加熱方法、液體加熱裝置以及加熱液體供給裝置

本發明是有關於可急速地對液體進行加熱的液體加熱方法、液體加熱裝置以及具有該液體加熱裝置的加熱液體供給裝置。

於半導體製造中的抗蝕層(resist)剝離步驟中，在多數情形下，對作為清洗液硫酸等的溶液進行加熱，於高溫下使用該溶液。尤其，於對含有過硫酸的硫酸溶液(將過氧二硫酸以及過氧單硫酸該兩者總稱為過硫酸)進行加熱而獲得高氧化特性的製程(process)中，較為理想的是以數秒來急速地對含有過硫酸的硫酸溶液進行加熱，接著將該含有過硫酸的硫酸溶液供給至抗蝕層剝離步驟，其中上述含有過硫酸的硫酸溶液是對硫酸溶液進行電解所得。例如於專利文獻1中已提出一種液體加熱元件，該液體加熱元件可在短時間內，高溫地對含有過硫酸的硫酸溶液等進行加熱。

當對含有過硫酸的硫酸溶液進行加熱時，較為理想的是使加熱用液體流路的厚度減小，藉此，使加熱元件內的含有過硫酸的硫酸溶液的滯留時間縮短，從而急速地進行加熱。又，較為理想的是並非藉由利用導熱板的傳導導熱與對流導熱來進行加熱，而是藉由輻射熱來進行加熱，藉此，極力地避免過硫酸因導熱面附近的高溫而自我分解。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-060147號公報

而且，在含有過硫酸的硫酸溶液通過急速加熱元件的加熱用液體流路的期間，構成加熱用液體流路的構件的液體接觸面因液體通過而連續地冷卻。然而，即便利用厚度為1mm左右的薄構件來構成加熱用液體流路，熱會因輻射熱而積蓄於比液體接觸面更靠外側處，該比液體接觸面更靠外側處有可能會達到1000℃以上的高溫。此外，於加熱元件的構造方面，比液體接觸面更靠外側的達到高溫的部分已隔熱，因此，亦不會急速地被冷卻。

於如上所述的急速加熱元件的運轉過程中，若停電，則泵(pump)或急速加熱元件等的運轉會停止，液體停止流向急速加熱元件。如此，液體接觸面的液體因熱傳導而急速地被加熱，而且在停止之後，輻射熱仍大，因此，液體的主體(bulk)部分亦急速地被加熱，滯留於急速加熱元件內的液體被加熱。由於急速加熱元件的加熱用液體流路狹窄，且該加熱用液體流路的內部的液體滯留量少，因此，液體溫度會因上述加熱而急遽地上升，且在數秒~數十秒左右內達到沸騰。例如，硫酸濃度為90質量%的硫酸溶液的沸點為264℃，該硫酸溶液有可能容易地達到沸騰。

若液體全部蒸發，則該液體會成為過熱蒸氣(superheated steam)，溫度進一步上升。加熱元件本體一般為石英製，相對於此，於多數情形下，使用四氟乙烯/全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)等的氟樹脂製的配管作為 加熱元件的出口側配管。已知此種氟樹脂製的配管會於260℃~300℃時熔損。因此，當停止連續地將液體供給至急速加熱元件時，液體的過熱蒸氣會流出至出口側配管，將配管熔化而朝外部噴出。

於上述內容中，對停電時的故障(trouble)進行了說明，但如下所述的情形亦會引起同樣的問題。

．由於泵的故障，送液量下降或送液停止。

．停止朝泵通電，泵內的電磁閥不工作，送液停止。

．由於空氣壓縮機(air compressor)的故障等而停止朝空氣泵(air pump)供給空氣，泵無法驅動，送液停止。

．由於泵的控制邏輯(control logic)的人為錯誤(human error)等而導致泵停止驅動，送液停止。

於上述情形時，與停電時不同，急速加熱元件仍繼續工作，因此，一般認為直至液體沸騰而產生過熱蒸氣為止的時間變得更短。

再者，即便於急速加熱元件停止運轉時，亦會引起同樣的問題。然而，於該情形時，在急速加熱元件停止運轉之後，液體暫時繼續通過而使急速加熱元件充分地冷卻之後，液體才停止通過，藉此，可不使液體沸騰而安全地停止運轉。

如上所述，對於急速加熱元件而言，當產生停電、泵的故障以及其他通液不良時，必須避免使液體沸騰，以及避免隨著液體沸騰而產生過熱蒸氣。

再者，自先前以來，如與熱水供給設備等相關的技術 般，與液體的急速加熱元件相關的技術本身已大量地存在。然而，上述本發明的問題尚未為人所知。以下，以家庭用即熱燃氣熱水器(instantaneous gas water heater)為例子，對上述本發明的問題尚未為人所知的理由進行說明。

圖6表示一般的家庭用即熱燃氣熱水器的構造。

於熱水器本體100內，自下方朝上方蜿蜒地設置有內部配管101。供水管102連接於內部配管101的下側端，從而能夠自外部供給水。又，輸送熱水的熱水供給管103經由閥(valve)104而連接於內部配管101的上側端，從而能夠朝外部供給熱水。

於熱水器本體100內的底部設置有燃氣燃燒器(gas burner)105。熱水器本體100內為燃氣燃燒器105的燃燒氣體所流經的氣體流路100a。於熱水器本體100的頂板部設置有排氣口100b，該排氣口100b將燃氣燃燒器105的燃燒氣體予以排出。

當使用上述圖6所示的即熱燃氣熱水器，將25℃的水加熱為50℃的熱水時，燃氣燃燒器105中的氣體的燃燒溫度約為800℃，當該燃燒氣體在氣體流路100a中上升的期間，該燃燒氣體的熱被內部配管101回收直至溫度下降至200℃為止，接著該燃燒氣體經由排氣口100b而排出至熱水器本體100外。

又，供水管102對水進行供給時的供給速度約為10L(公升)/min(若水以1m/sec的流速在口徑為13mm的管中流動，則水的供給速度為8L/min)。若水在熱水器本 體100內通過所需的時間為10秒，則熱水器本體100內的水保有量為1.67L。

又，採用如下的構造，即，於水的供給停止的瞬間，即，當將閥104關閉時，燃氣燃燒器105中的氣體停止燃燒。此時封閉於熱水器本體100內的水的量為1.67L，且該水的平均溫度為(25+50)/2=37.5℃。根據下述式子，對上述水達到100℃所需的熱量以及上述水全部沸騰所需的熱量進行計算。

達到100℃所需的熱量

1.67kg×(100-37.5)℃×1kcal/kg/℃=103kcal

沸騰所需的熱量

(639-37.5)kcal/kg×1.67kg=996kcal

由於氣體燃燒過程中的內部配管101與水發生接觸，因此，該內部配管101的溫度不會大幅度地超過50℃。又，假設燃氣燃燒器105或對燃燒氣體進行引導的氣體流路100a等的熱水器中的燃燒部為800℃與200℃的平均溫度即500℃。而且，若假設燃燒部的重量為0.5kg左右，對燃燒部的保有熱量進行計算，則0.5kg×(500-100)℃×0.13kcal/kg/℃=26kcal。再者，0.13kcal/kg/℃為不鏽鋼的比熱。

上述計算所算出的燃燒部的保有熱量的值26kcal充分地小於103kcal以及996kcal，上述103kcal是於水的供給停止的瞬間，封閉於熱水器本體100內的水達到100℃所需的熱量的值，上述996kcal是上述水全部沸騰所需的熱量的值。因此，直至沸騰為止的熱不會自燃燒部供給至封閉於熱水器本體100內的水。因此，對於家庭用即熱燃氣熱水器而言，即便不將熱水器本體100內的水予以排出，亦不會使該水達到沸騰，能夠安全地使水的供給停止。

相對於此，對專利文獻1所揭示的方式的急速加熱元件而言，於在5秒內將如下的硫酸溶液自100℃加熱至200℃的情形下，當硫酸溶液的供給停止時，滯留於加熱元件內的硫酸溶液的量為125mL，且該硫酸溶液的平均溫度為150℃，上述硫酸溶液是以1.5L/min的供給速度被供給且硫酸濃度為90質量%。硫酸濃度為90質量%的硫酸溶液的沸點為265℃，因此，乘以150℃與265℃的焓差(enthalpy difference)51.2kcal/kg，該硫酸溶液達到沸點所需的熱量為0.125L×1.68kg/L×51.2kcal/kg=10.8kcal。再者，1.68kg/L是150℃的硫酸濃度為90質量%的硫酸溶液的比重。

包含加熱加熱器的石英部分的質量約為3kg，加熱絲(heater filament)的溫度約為2400℃。若假設石英的內部構造體中，未直接地與液體流路發生接觸的部分的石英質量約為1kg，且假設平均溫度為1000℃，對該部分的保有熱量進行計算，則 1kg×(1000-265)℃×0.18kcal/kg/℃=132kcal。再者，0.18kcal/kg/℃是石英的比熱。

根據上述計算可知：對於如專利文獻1所揭示的方式的急速加熱元件而言，加熱元件所保有的熱量明顯地大於硫酸溶液達到沸點所需的熱量。因此，若硫酸溶液的供給停止，則滯留於加熱元件內的硫酸溶液容易沸騰。

如上所述，急速加熱元件會產生如下的問題，即，當對滯留於加熱元件內的液體沸騰所需的熱量與加熱元件所保有的熱量進行比較，且後者大於前者時，滯留於加熱元件內的液體會沸騰而產生過熱蒸氣。因此，於該情形下，當液體的供給停止時，必須將加熱元件內的液體予以排出而防止液體沸騰。

於上述家庭用即熱燃氣熱水器等的先前被稱為急速加熱元件或即熱加熱元件的裝置中，一般而言，滯留於加熱元件內的液體沸騰所需的熱量，大於加熱元件所保有的熱量。因此，不會產生如本發明的問題，且無需如下的安全機構，該安全機構用以在產生通液不良時，防止液體沸騰。

另一方面，對於作為本發明的對象的急速加熱元件而言，滯留於加熱元件內的液體的量少，在短時間內使小流量的液體升溫，而且液體的升溫幅度大，另外，加熱元件的出口溫度比較接近於液體的沸點。對於此種急速加熱元件而言，當液體產生通液不良時，會產生沸騰的問題，因此，需要用以防止液體沸騰的安全機構。

本發明是以上述情況為背景而成的發明，本發明的目的在於提供如下的液體加熱方法、液體加熱裝置以及包括該液體加熱裝置的加熱液體供給裝置，即便當於加熱用液體流路中產生通液不良時，亦可防止液體沸騰，從而避免產生過熱蒸氣。

亦即，本發明的液體加熱方法中，第1發明是如下的液體加熱方法，該液體加熱方法一面使液體於加熱用液體流路中通過，一面藉由配置於上述加熱用液體流路的外側的加熱器，對在上述加熱用液體流路的受熱區域中流動的上述液體進行加熱，上述液體加熱方法的特徵在於：於上述加熱器的加熱過程中，或於上述加熱器停止之後，當伴隨上述加熱，除了殘留有上述液體以外，亦殘留有至少超過上述液體的沸點的餘熱時，根據上述加熱用液體流路中的通液不良，將至少在上述受熱區域中接受上述加熱器加熱或接受上述餘熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外。

如上述第1發明，第2發明的液體加熱方法的特徵在於：上述通液不良是指上述通液的停止或上述通液時的每單位時間的流量下降至規定值以下。

如上述第1或第2發明，第3發明的液體加熱方法的特徵在於：上述加熱用液體流路相對於上述加熱器的縱深為10mm以下，上述液體藉由上述通液而在0.5秒~10秒內通過上述受熱區域。

如上述第1發明~第3發明中的任一個發明，第4發明的液體加熱方法的特徵在於：上述液體是硫酸濃度為65質量%~96質量%的硫酸溶液，上述加熱器將上述硫酸溶液加熱至140℃~220℃。

第5發明的液體加熱裝置包括加熱部，該加熱部具有流路構件，形成液體所通過的加熱用液體流路；以及加熱器，配置於上述加熱用液體流路的外側，上述液體加熱裝置的特徵在於包括：除液機構，將至少在上述加熱用液體流路的受熱區域中經加熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外；監視部，對供給至上述加熱用液體流路的上述液體的供給狀況進行監視；以及除液控制部，進行如下的控制：接收上述監視部的監視結果，基於該監視結果，對上述加熱用液體流路中的通液不良進行判定，根據上述通液不良，藉由上述除液機構來將上述液體予以排出。

如上述第5發明，第6發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述監視部對供給至上述加熱用液體流路的上述液體的供給狀況與上述加熱部的加熱狀況進行監視，上述除液控制部進行如下的控制：接收上述監視部的監視結果，基於該監視結果，對上述加熱用液體流路中的通液不良與上述加熱部中的持續加熱進行判定，根據上述持續加熱與上述通液不良，藉由上述除液機構來將上述液體予以排出。

如上述第5發明或第6發明，第7發明的液體加熱裝 置的特徵在於：上述除液控制部進行藉由上述除液機構來將上述液體予以排出的控制，並且進行停止朝上述加熱部通電的控制。

如上述第5發明~第7發明中的任一個發明，第8發明的液體加熱裝置的特徵在於：包括不斷電電源(uninterruptible power source)，該不斷電電源至少能夠朝上述除液控制部供電。

如上述第5發明~第8發明中的任一個發明，第9發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述加熱用液體流路是大致沿著上下方向而形成，上述除液機構包括：大氣開放用管路，連通於上述加熱用液體流路的上側；除液用管路，連通於上述加熱用液體流路的下側；第1閥，設置於上述大氣開放用管路；以及第2閥，設置於上述除液用管路，上述除液控制部進行如下的控制：當將上述液體予以排出時，使上述第1閥及上述第2閥自關閉狀態變為打開狀態。

如上述第9發明，第10發明的液體加熱裝置的特徵在於：當進行上述通液不良以外的上述通液時，上述除液控制部將上述第1閥及上述第2閥設為關閉狀態。

如上述第5發明~第10發明中的任一個發明，第11發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述監視部包括流量計，該流量計對供給至上述加熱用液體流路的上述液體的每單位時間的流量進行測定。

如上述第5發明~第10發明中的任一個發明，第12發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述監視部對泵的動作 狀態進行偵測，該泵將上述液體供給至上述加熱用液體流路。

第13發明的液體加熱裝置包括加熱部，該加熱部具有流路構件，構成液體所通過的加熱用液體流路；以及加熱器，配置於上述加熱用液體流路的外側，上述液體加熱裝置的特徵在於包括：除液機構，該除液機構將至少在上述加熱用液體流路的受熱區域中經加熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外，上述除液機構進行如下的動作：於意外地停止朝至少將上述液體供給至上述加熱用液體流路的泵通電的停電時，伴隨著通電停止，將上述液體排出至上述加熱用液體流路外。

如上述第13發明，第14發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述加熱用液體流路是大致沿著上下方向而形成，上述除液機構包括：大氣開放用管路，連通於上述加熱用液體流路的上側；除液用管路，連通於上述加熱用液體流路的下側；第1閥，設置於上述大氣開放用管路；以及第2閥，設置於上述除液用管路，上述第1閥及上述第2閥分別具有包括保全(fail safe)機構的閥致動器(valve actuator)，上述各閥致動器進行如下的動作，即，於意外地停止朝至少將上述液體供給至上述加熱用液體流路的泵通電的停電時，使上述第1閥及上述第2閥自通電時的關閉狀態變為打開狀態。

如上述第14發明，第15發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述閥致動器包括：於通電時，藉由操作空氣壓來將閥關閉，於停電時，上述操作空氣壓消失，從而將閥打開的無氣開放(airless open)式閥致動器；或者於通電時，對抗著施壓構件來使離合器(clutch)機構進行間歇動作，將閥關閉，於停電時，藉由上述施壓構件來使離合器機構進行間歇動作，將閥打開的閥致動器；或者於通電時，將閥關閉，於停電時，藉由儲存於電池的電力來使閥變為打開狀態的電動式閥致動器。

如上述第5發明~第15發明中的任一個發明，第16發明的液體加熱裝置的特徵在於：包括回收部，該回收部將藉由上述除液機構而排出至上述加熱用液體流路外的上述液體予以回收。

如上述第5發明~第16發明中的任一個發明，第17發明的液體加熱裝置的特徵在於：上述加熱用液體流路相對於上述加熱器的縱深為10mm以下。

第18發明的加熱液體供給裝置的特徵在於包括：如上述第5發明~第17發明中的任一個液體加熱裝置；泵，將液體供給至加熱用液體流路；通電控制部，控制對於上述液體加熱裝置的通電及對於上述泵的通電；以及裝置停止指示部，給予相關裝置的停止指示，上述通電控制部執行如下的控制：當上述液體加熱裝置及上述泵處於運轉狀態時，接收上述裝置停止指示部的上述停止指示之後，停止朝上述液體加熱裝置通電而使上述液體加熱裝置停止，並 且使上述泵繼續運轉，自上述液體加熱裝置停止起經過規定的時間，或規定的流量的上述液體於上述加熱用液體流路中通過之後，或者自上述液體加熱裝置流出的上述液體的溫度為規定的溫度以下之後，停止朝上述泵通電。

亦即，根據本發明，根據加熱用液體流路中的通液不良，將至少在加熱用液體流路的受熱區域中接受加熱器加熱或接受餘熱的液體，排出至加熱用液體流路外。藉此，當產生加熱用液體流路中的通液不良時，可防止加熱用液體流路內的液體沸騰，從而避免產生過熱蒸氣。再者，作為上述通液不良，除了可包含已產生通液不良的情形之外，亦包含產生通液不良的可能性高的狀態。

又，關於在加熱器停止之後是否殘留有上述餘熱，針對相關的加熱裝置，預先掌握與加熱器停止之後的經過時間相對應的餘熱溫度，且將該餘熱溫度保持為資料(data)，當於操作過程中，加熱器停止時，可基於停止之後的經過時間，參照上述資料來推斷出餘熱溫度。再者，即便餘熱溫度為液溫以上，只要不會致使加熱用液體流路內的液體沸騰，則亦可不進行上述除液。亦可將此時不導致沸騰的上限溫度預先設定為臨限值，當餘熱超過該臨限值時，進行上述除液。

加熱用液體流路例如為急速加熱元件等的加熱元件內的液體流路，通常可進行急速加熱，因此，滯留於該加熱用液體流路的內部的液體的量小。例如，加熱用液體流路相對於加熱器的縱深(當加熱用液體流路形成於相對向的 液體流路面之間時，該縱深為厚度)較佳為10mm以下，更佳為5mm以下。另一方面，於確保充分的通液的方面，流路縱深(流路厚度)較為理想的是1mm以上，而且更為理想的是2mm以上。又，於加熱用液體流路中通過的液體較佳為在0.5秒~10秒內，通過加熱用液體流路的受熱區域，更佳為在0.5秒~5秒內，通過加熱用液體流路的受熱區域。又，滯留於加熱用液體流路的液體滯留量較佳為0.5L以下，更佳為0.05L~0.2L。再者，所謂本發明中所述的受熱區域，是表示接受加熱器輻射導熱的區域。

又，於加熱用液體流路中通過且加熱的液體並無特別的限定，可適當地使用硫酸溶液或對硫酸溶液進行電解所得的含有過硫酸的硫酸溶液。又，可根據需要，適當地將對液體進行加熱的溫度設定為所期望的溫度。例如，當對硫酸濃度為65質量%~96質量%的硫酸溶液進行加熱時，可加熱至140℃~220℃。

本發明中的通液不良包含：液體停止通向加熱用液體流路的情形、及相對於加熱用液體流路的流量下降至規定值以下的情形。

具體而言，當將液體供給至加熱用液體流路的泵因停電、泵故障等而停止時，或當泵的輸出因泵故障等而下降，供給至加熱用液體流路的液體的每單位時間的流量為規定值以下時，產生上述通液不良。再者，停電至少為意外地停止朝泵通電的情形，且除了包含相對於地域或作業場所的停電之外，亦包含裝置內的一部分通電不良。又，泵故 障是如下的概念，該概念除了包含由泵本身的故障或空氣壓縮機的故障引起的對於空氣泵的空氣供給不良之外，亦包含由對泵進行控制的控制邏輯的錯誤引起的故障。

作為對液體進行加熱的加熱部，可使用包括流路構件與加熱器的加熱部，上述流路構件形成液體所通過的加熱用液體流路，上述加熱器配置於加熱用液體流路的至少一方的外側。

流路構件並不限定於構成材料特定的流路構件，例如，當使用鹵素燈加熱器(halogen lamp heater)等的近紅外線加熱器作為加熱器時，可使用石英製的流路構件。由於石英具有耐熱性，並且使近紅外線透過，因此，藉由使用石英製的流路構件，不會妨礙自近紅外線加熱器導熱，可有效率地對液體進行加熱。

除了可使用上述近紅外線加熱器之外，亦可使用微波爐(microwave)等作為加熱器。

可將以下所述的除液機構、監視部以及除液控制部設置於上述加熱部，當產生上述通液不良時，自動地將液體予以排出。

除液機構只要是可自加熱用液體流路將液體予以排出的機構，則其構成並無特別的限定。

例如，當加熱用液體流路是大致沿著上下方向設置時，可使用包括大氣開放用管路、除液用管路、第1閥以及第2閥的機構作為除液機構，上述大氣開放用管路連接於加熱用液體流路的上側，上述除液用管路連接於加熱用 液體流路的下側，上述第1閥設置於大氣開放用管路，上述第2閥設置於除液用管路。於通常的通液時，預先將第1閥及第2閥設為關閉狀態，於進行除液時，使第1閥及第2閥自關閉狀態變為打開狀態，藉此，可經由大氣開放用管路來使加熱用液體流路內大氣開放，且可經由除液用管路而迅速地將加熱用液體流路內的液體予以排出。再者，為了更迅速地進行除液，較為理想的是預先縱向地配置加熱用液體流路。又，亦可設置如下的機構，該機構於進行除液時，使加熱用液體流路豎立。

可將藉由上述除液機構而排出至加熱用液體流路外的液體回收至回收部。藉由將排出的液體回收至回收部，可對回收的液體再次進行加熱，將該液體用作清洗液等，從而可防止浪費液體。又，若使用回收部，則可無遺漏地將如高溫的含有過硫酸的硫酸溶液之類的氧化力強的溶液予以回收。

可將預熱槽兼用作回收部，亦可使用另外的獨立的回收容器作為回收部，上述預熱槽於藉由加熱部來進行加熱之前，對液體進行預熱。

監視部只要可對供給至加熱用液體流路的液體的供給狀況進行監視，則並無特別的限定。

例如，可使用包括流量計的監視部作為監視部，上述流量計對供給至加熱用液體流路的液體的每單位時間的流量進行測定。又，可使用對如下的泵的動作狀態進行偵測的監視部作為監視部，上述泵將液體供給至加熱用液體流 路。具體而言，可使用包括壓力計的監視部作為監視部，當藉由空氣泵來將液體供給至加熱用液體流路時，上述壓力計對空氣泵的空氣壓進行測定。

再者，可單獨地使用上述流量計及壓力計中的任一者，亦可併用上述流量計及壓力計該兩者。

監視部除了對上述液體的供給狀況進行監視之外，亦對加熱部的加熱狀況進行監視。於加熱狀況的監視過程中，例如可參照對於加熱器的通電狀態、加熱部的測定溫度以及加熱器停止之後的經過時間等。

除液控制部進行如下的控制：接收上述監視部的監視結果，基於該監視結果，對加熱用液體流路中的通液不良進行判定，根據通液不良，藉由上述除液機構來將液體予以排出。例如，當流量計所測定的液體的每單位時間的流量為零或規定值以下時，或者當空氣泵中的壓力計所測定的空氣壓為零或規定值以下時，判定為於加熱用液體流路中產生了通液不良。關於規定值，可預先對數值進行設定，將該數值記憶於記憶部等，另外，亦可預先對通常情形下的流量或壓力進行測定，將相對於通常情形下的流量或壓力的減少程度定為規定值。

除液控制部可進行如下的控制：當上述監視部對供給至加熱用液體流路的液體的供給狀況與上述加熱部的加熱狀況進行監視時，接收監視部的監視結果，基於該監視結果，對加熱用液體流路中的通液不良與加熱部中的持續加熱進行判定，根據持續加熱與上述通液不良，藉由除液機 構來將液體予以排出。

通液不良與上述相同。關於加熱的持續，於加熱器運轉的情形時被判定為持續加熱。又，當即便於加熱器停止之後，仍存在液體的加熱溫度以上的餘熱時，可判定為持續加熱的狀態。此時，亦可根據餘熱的溫度來判定是否持續加熱。亦即，若存在因餘熱而使液體沸騰的可能性，則判定為持續加熱，若無由餘熱使液體沸騰的可能性，則可視為未持續加熱。

除液控制部可主要包含中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)與使該CPU進行動作的程式(program)，此外，包括：作為作業區域的隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、儲存著上述程式等的唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)以及非揮發性記憶體(memory)等，該非揮發性記憶體儲存著動作參數(parameter)或臨限值以及用於判定的規定值等。

又，除液控制部較佳為進行藉由上述除液機構來將液體予以排出的控制，並且進行停止朝上述加熱部通電的控制。當產生通液不良而進行將液體予以排出的控制時，進而進行停止朝加熱部通電的控制，藉此，可避免消耗多餘的能量(energy)，並且可安全且迅速地再次開始對液體進行加熱。

又，當上述除液機構包括：大氣開放用管路、除液用管路、第1閥以及第2閥時，除液控制部進行如下的控制，即，當將液體予以排出時，使第1閥及第2閥自關閉狀態 變為打開狀態。於該情形時，當通液不良以外的液體於通常情形下通過時，第1閥及第2閥處於關閉狀態。通常情形下的通液時的閥的關閉動作可藉由除液控制部來進行，另外，亦可藉由閥致動器來進行，該閥致動器因除液控制部停止進行控制而進行關閉動作。

再者，液體加熱裝置包括不斷電電源，該不斷電電源至少可對控制部供電，藉此，即便當整個裝置停電時，亦可進行如下的控制，即，藉由除液機構來將液體予以排出。又，亦可採用如下的構成，即，以使各部分於上述停電時仍可進行動作的方式，利用不斷電電源來對除液控制部、除液機構以及構成監視部的各部分供電。

然而，由於必須利用配線束來將各部分與不斷電電源予以連接，因此，設備構成變複雜，而且成本稍微升高，故而較佳為使用具有保全機構的閥致動器，該保全機構與停電時相對應。

因此，可以藉由保全機構在停電時進行除液的方式，構成除液機構。於該情形時，無需設置如上所述的監視部以及控制部，只要除液機構隨著通電停止而進行動作，從而進行除液動作即可。

例如，除液機構包括：大氣開放用管路，連接於加熱用液體流路的上側；除液用管路，連接於加熱用液體流路的下側；第1閥，設置於大氣開放用管路；以及第2閥，設置於除液用管路。而且，第1閥及第2閥分別具有包括保全機構的閥致動器，各閥致動器進行如下的動作，即， 於意外地停止朝泵通電的停電時，使第1閥及第2閥自通電時的關閉狀態變為打開狀態，上述泵至少將液體供給至加熱用液體流路。根據此種除液機構，於停電時，第1閥以及第2閥藉由閥致動器而自關閉狀態變為打開狀態，經由大氣開放用管路來使加熱用液體流路大氣開放，並且經由除液用管路，將加熱用液體流路內的液體予以排出。

再者，可使用空氣式閥致動器、離合器式閥致動器或電動式閥致動器等作為上述閥致動器，具體而言，可列舉如下的無氣開放式閥致動器、離合器式閥致動器以及電動式閥致動器等，上述無氣開放式閥致動器於通電時，藉由操作空氣壓來將閥關閉，於停電時，上述操作空氣壓消失，從而將閥打開；上述離合器式閥致動器於通電時，對抗著彈簧等的推進構件來將離合器機構設為傳遞狀態，將閥關閉，於停電時，藉由上述推進構件來使離合器機構停止進行傳遞，將閥打開；上述電動式閥致動器於通電時，將閥關閉，於停電時，藉由儲存於電池的電力來使閥變為打開狀態。

又，包括上述液體加熱裝置的加熱液體供給裝置較為理想的是進行如下的控制，即，當根據操作者的意願而使裝置停止時，不使上述急速加熱元件中液體沸騰。例如，可執行如下的控制：接收停止指示之後，停止朝液體加熱裝置通電而使液體加熱裝置停止，並且使泵繼續運轉，自液體加熱裝置停止起經過規定的時間，或規定的流量的上述液體於上述加熱用液體流路中通過之後，或者自上述液 體加熱裝置流出的上述液體的溫度為規定的溫度以下之後，停止朝泵通電。藉此，可確實地防止加熱部中的液體的沸騰。可藉由通電控制部來進行上述控制。通電控制部可主要包含CPU與使該CPU進行動作的程式，此外，包括：作為作業區域的RAM、儲存著上述程式等的ROM以及非揮發性記憶體等，該非揮發性記憶體儲存著動作參數或於停止指示之後使泵繼續工作的條件等。可與除液控制部相獨立地設置通電控制部，另外，亦可設置兼用作通電控制部與除液控制部的控制部。

以上，如說明所述，根據本發明，一面使液體於加熱用液體流路中通過，一面藉由配置於上述加熱用液體流路的外側的加熱器，對在上述加熱用液體流路的受熱區域中流動的上述液體進行加熱，於上述加熱器的加熱過程中，或於上述加熱器停止之後，當伴隨上述加熱，除了殘留有上述液體以外，亦殘留有至少超過上述液體的加熱溫度的餘熱時，根據上述加熱用液體流路中的通液不良，將至少在上述受熱區域中接受上述加熱器加熱或接受上述餘熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外，因此，即便當於加熱用液體流路中產生了通液不良時，亦可防止液體沸騰，從而避免產生過熱蒸氣。

(實施形態1)

基於圖1及圖2，對本發明的一個實施形態的包括液 體加熱裝置的加熱液體供給裝置進行說明。

如圖1所示，加熱液體供給裝置1包括：預熱槽2，對含有過硫酸的硫酸溶液進行預熱；以及加熱元件7，對由預熱槽2預熱的硫酸溶液進行加熱。加熱元件7相當於本發明的加熱部，以使加熱用液體流路沿著上下方向貫通的方式，對上述加熱元件7進行設置。又，預熱槽2具有作為本發明的回收部的功能。

含有過硫酸的硫酸溶液積存於預熱槽2。該硫酸溶液的硫酸濃度為65質量%~96質量%。含有過硫酸的硫酸溶液被適當地供給至預熱槽2，該含有過硫酸的硫酸溶液是藉由對硫酸溶液進行電解而產生。再者，亦可使用SPM溶液作為含有過硫酸的硫酸溶液，該SPM溶液是藉由將硫酸溶液與過氧化氫水溶液予以混合而製造的溶液。

於預熱槽2中設置有未圖示的加熱器，可藉由該加熱器來對積存於預熱槽2內的硫酸溶液進行預熱。又，大氣連通管路3連接於預熱槽2，預熱槽2內開放而達到大氣壓。

上游側供給管路4的上游端連接於預熱槽2，該上游側供給管路4的上游端將預熱槽2內的硫酸溶液供給至加熱元件7。上游側供給管路4的下游端連接於加熱元件7下部的液體流入側。空氣泵5介設於上游側供給管路4，該空氣泵5自預熱槽2側朝加熱元件7側輸送硫酸溶液。空氣泵5相當於本發明的泵。再者，可使用各種泵來代替空氣泵5。

又，於上游側供給管路4中，在空氣泵5的下游側設置有流量計6，該流量計6對在上游側供給管路4中流動的硫酸溶液的每單位時間的流量進行測定。流量計6構成本發明的監視部。流量計6的輸出信號發送至控制部14。

控制部14對整個加熱液體供給裝置1進行控制，該控制部14主要包含CPU與使該CPU進行動作的程式，此外，包括：作為作業區域的RAM、儲存著上述程式等的ROM以及非揮發性記憶體等，該非揮發性記憶體儲存著對通液不良進行判定時的流量的規定值等。亦即，控制部14是作為本發明的除液控制部而發揮功能。

下游側供給管路8的上游端連接於加熱元件7上部的液體流出側，該下游側供給管路8將由加熱元件7加熱的硫酸溶液供給至未圖示的清洗機。於下游側供給管路8中設置有溫度計9，該溫度計9對在下游側供給管路8中流動的硫酸溶液的液溫進行測定。溫度計9的輸出信號發送至控制部14。於接收溫度計9的輸出信號的控制部14中，以使由加熱元件7加熱的硫酸溶液達到規定的液溫的方式，對空氣泵5的輸出(泵流量)進行調整，或對加熱元件7的加熱溫度進行調整。

以下，基於圖2中的(a)、(b)以及(c)，對加熱元件7的具體構造進行說明。

圖2中的(a)是沿著加熱元件7的水平面的剖面圖，圖2中的(b)是加熱元件7的縱剖面圖，圖2中的(c)是筒狀流路70的放大的水平剖面圖。

如圖所示，加熱元件7包括：雙重管，包含內管壁71a及外管壁71b，且形成流動有硫酸溶液的筒狀流路70；加熱器72、73，對筒狀流路70內的受熱區域中的硫酸溶液進行加熱；以及隔熱構造的框體74。於框體74中容納有內管壁71a、外管壁71b、加熱器72以及加熱器73。筒狀流路70相當於本發明的加熱用液體流路。又，內管壁71a以及外管壁71b相當於本發明的流路構件。

筒狀流路70是由直徑近似的雙重管構造所形成，於內管壁71a與外管壁71b之間確保有筒狀流路70。內管壁71a以及外管壁71b分別為石英製的管壁。筒狀流路70的厚度(外管壁71b的內徑與內管壁71a的外徑之差)較佳為10mm以下，更佳為1mm~5mm。筒狀流路70中的硫酸溶液的滯留時間較佳為0.5秒~10秒，供給至筒狀流路70的硫酸溶液的每單位時間的流量較佳為0.5L/min~1.5L/min。於該情形下，當停止朝筒狀流路70供給硫酸溶液時，滯留於筒狀流路70內的硫酸溶液的量(液體滯留量)為100mL~150mL。

筒狀流路70是以使軸方向沿著縱方向的方式而配置，如上所述，上游側供給管路4的下游端連接於筒狀流路70的液體流入側即下側，下游側供給管路8的上游端連接於筒狀流路70的液體流出側即上側。

於筒狀流路70的外周外側，在與筒狀流路70成同心圓的圓周方向上，以等角度間隔配置有沿著筒狀流路70的軸方向的多根棒狀的加熱器72。又，於筒狀流路70的 內周內側，沿著筒狀流路70的軸方向的一根棒狀的加熱器73配置於筒狀流路70的中心位置。例如使用鹵素燈加熱器作為加熱器72、73。

再者，加熱元件7的構成並不限定於上述圖2所示的構成，可採用各種構成。

如圖1所示，於連接於上述筒狀流路70的液體流入側的上游側供給管路4中，在流量計6的下游側，分支地連接有除液用管路10的一端。除液用管路10的另一端經由閥11而連接於預熱槽2。亦即，除液用管路10經由上游側供給管路4而連通於加熱用液體流路即筒狀流路70的下側。

閥11相當於本發明的第2閥。閥11於通常情形下處於關閉狀態，藉由後述的控制部14來對開閉動作進行控制。

再者，如下所述，當將硫酸溶液予以排出時，加熱元件7的筒狀流路70內的硫酸溶液利用本身重量而流下，將預熱槽2設置於比加熱元件7更靠下方處，以使上述硫酸溶液經由上游側供給管路4的一部分以及除液用管路10而回收至預熱槽2。

而且，於除液用管路10中，與上游側供給管路4連接的連接位置處於最高的位置，連接於預熱槽2的連接位置處於最低的位置。較為理想的是於除液用管路10中，自與上游側供給管路4連接的連接位置至連接於預熱槽2的連接位置為止，高度逐步變低。再者，於除液用管路10中， 亦可包含維持著相同高度的部分。

於連接於上述筒狀流路70的液體流出側的下游側供給管路8中，在溫度計9的下游側，分支地連接有大氣開放用管路12的一端。大氣開放用管路12的另一端經由閥13而連接於預熱槽2。亦即，大氣開放用管路12經由下游側供給管路8而連通於加熱用液體流路即筒狀流路70的上側。閥13相當於本發明的第1閥。閥13於通常情形下處於關閉狀態，藉由控制部14來對開閉動作進行控制。

閥11、13是以可被控制的方式而連接於控制部14。該控制部14接收流量計6的測定結果，根據該測定結果來對閥11、13的開閉進行控制。

又，空氣泵5是以可被控制的方式而連接於控制部14。該控制部14可將對空氣泵5的泵流量進行控制的控制信號發送至空氣泵5，另外，控制部14可將如下的控制信號發送至空氣泵5，該控制信號是停止朝空氣泵5通電而使空氣泵5停止的信號。

又，加熱元件7是以可被控制的方式而連接於控制部14。該控制部14可將對加熱元件7的加熱溫度進行控制的控制信號發送至加熱元件7，另外，控制部14可將如下的控制信號發送至加熱元件7，該控制信號是停止朝加熱元件7通電而使加熱元件7停止的信號。

控制部14可作為本發明的通電控制部而發揮功能，上述本發明的通電控制部控制對於加熱元件7的通電及對於空氣泵5的通電。

又，可將裝置停止指示部(未圖示)連接於控制部14，該裝置停止指示部將加熱元件7及空氣泵5的停止指示給予上述控制部14。操作者經由裝置停止指示部而將停止指示給予控制部14，藉此，可使加熱元件7以及空氣泵5停止。

於上述實施形態1中，藉由上述加熱元件7、除液用管路10、大氣開放用管路12、閥11、閥13、流量計6以及控制部14來構成本發明的加熱裝置。

接著，對上述圖1及圖2所示的液體加熱裝置的動作進行說明。

於預熱槽2內，藉由未圖示的加熱器，將積存的硫酸溶液加熱、維持於例如90℃~120℃。

預熱槽2內的硫酸溶液藉由空氣泵5，經由上游側供給管路4而流入至加熱元件7的筒狀流路70的液體流入側(下側)。流入至筒狀流路70的下側的硫酸溶液產生上升流而於筒狀流路70內上升，接著自筒狀流路70的液體流出側即上側流出。於硫酸溶液在筒狀流路70中上升且通過該筒狀流路70的期間，因加熱器72、73的輻射熱而被加熱。硫酸溶液例如於0.5秒~10秒內通過如下的區域，該區域是筒狀流路70的受熱區域，即，接受加熱器72、73的輻射熱的區域。再者，流入至筒狀流路70的硫酸溶液於預熱槽2中被加熱，該硫酸溶液的溫度達到90℃~120℃。自筒狀流路70流出的硫酸溶液因加熱器72、73的加熱作用，例如達到140℃~220℃的液溫。

再者，於未產生通液不良，且如上所述，藉由加熱元件7來對硫酸溶液進行加熱的期間，控制部14使閥11、13處於關閉狀態。

自筒狀流路70的上側流出的硫酸溶液經由下游側供給管路8而供給至清洗機。利用溫度計9，連續地或以固定間隔而間歇地對在下游側供給管路8中流動的硫酸溶液的溫度進行測定，以獲得規定的溫度的方式，對泵5、加熱器72、73進行控制。

亦即，控制部14根據清洗機的要求等，將對空氣泵5的泵流量進行控制的控制信號發送至空氣泵5，從而對空氣泵5的泵流量進行控制。又，控制部14接收溫度計9的測定結果，根據該測定結果，將對加熱元件7的加熱溫度進行控制的控制信號發送至加熱元件7，從而對加熱元件7的加熱溫度進行控制。

清洗機藉由下游側供給管路8所供給的硫酸溶液，對半導體晶圓(wafer)等的電子材料基板進行清洗。

如上所述，於加熱元件7對硫酸溶液進行加熱的期間，利用流量計6，連續地或間歇地對在上游側供給管路4中流動的硫酸溶液的每單位時間的流量進行測定。如此，藉由流量計6，對供給至加熱元件7的筒狀流路70的硫酸溶液的供給狀況進行監視。流量計6的測定結果自流量計6發送至控制部14。

控制部14接收上述流量計6的測定結果，基於該測定結果來對加熱元件7的筒狀流路70中的通液狀態進行判 定。具體而言，當流量計6所測定出的硫酸溶液的每單位時間的流量為零或規定值以下時，控制部14判定為於筒狀流路70中產生了通液不良。再者，預先設定規定值，且將該規定值預先儲存於控制部14的非揮發性記憶體。

控制部14若判定為產生了通液不良，則產生使閥11、13自關閉狀態變為打開狀態的控制信號，將該控制信號發送至閥11、13，使閥11、13自關閉狀態變為打開狀態。同時，控制部14產生使空氣泵5以及加熱元件7停止的控制信號，將該控制信號發送至空氣泵5以及加熱元件7，使空氣泵5以及加熱元件7停止。再者，亦可於使加熱元件7停止之後，使空氣泵5繼續運轉固定時間，然後停止。

藉由控制部14來使閥11、13處於打開狀態之後，大氣開放用管路12內朝大氣開放，該大氣開放用管路12連接於已開放而達到大氣壓的預熱槽2。藉此，筒狀流路70內經由大氣開放用管路12而開放且達到大氣壓。如此，以利用本身重量而流下的方式，將筒狀流路70內的硫酸溶液予以排出，該硫酸溶液經由上游側供給管路4的一部分以及除液用管路10而回收至預熱槽2。藉此，即便於加熱器72、73的加熱過程中，或者即便於加熱器72、73停止之後殘留有餘熱時，亦可防止硫酸溶液沸騰，從而避免產生過熱蒸氣。再者，亦可進行如下的控制：當於如下的狀態下產生通液不良時，不進行上述除液，上述狀態是指例如於加熱器72、73停止之後，經過時間，液體不過熱的狀態。作為不進行除液的情形，可列舉：於加熱器72、73停止之 後，經過規定時間的情形；於加熱器72、73停止之後，規定流量的液體於筒狀流路70中通過的情形；以及加熱部的餘熱溫度為規定溫度以下的情形。

再者，控制部14編入有控制邏輯，使得當自停電及其他的引起通液不良的上述故障恢復時，自動地使閥11、13處於關閉狀態。又，較為理想的是控制部14編入有控制邏輯，使得當空氣泵5或加熱元件7因上述故障而停止時，即便自上述故障恢復，仍使空氣泵5或加熱元件7維持停止狀態。藉此，可防止在自上述故障恢復之後，立即將硫酸溶液供給至加熱元件7而導致該硫酸溶液瞬間沸騰。

只要在自上述故障恢復之後，藉由對加熱元件7進行散熱來使加熱元件7內的溫度下降，則可安全地再次開始供給硫酸溶液。再者，只要加熱元件7內的液體接觸部的溫度為硫酸溶液的沸點以下，則硫酸溶液不會沸騰，但一般難以直接地對液體接觸部的溫度進行測定。因此，較佳為對加熱元件7中的保溫材料及其他的中間部位的溫度進行測定，藉由作業員等來確認該中間部位的溫度充分地低於硫酸溶液的沸點，推斷出液體接觸部的溫度低於沸點之後，使空氣泵5再次開始運轉，並且使加熱元件7再次開始運轉。

又，當使加熱元件7及空氣泵5處於運轉狀態的液體加熱裝置的運轉正常地停止時，作業員經由未圖示的裝置停止指示部，將停止指示給予控制部14。

控制部14自裝置停止指示部接收停止指示之後，執行 如下的控制，即，停止朝加熱元件7通電而使加熱元件7停止，並且使空氣泵5繼續運轉，然後，停止朝空氣泵5通電而使空氣泵5停止。控制部14執行如下的控制，即，自加熱元件7停止起經過規定的時間，或規定流量的硫酸溶液於加熱用液體流路70中通過之後，或者自加熱元件7流出的硫酸溶液的溫度為規定的溫度以下之後，停止朝空氣泵5通電而使空氣泵5停止。

如此，加熱元件7以及空氣泵5停止，液體加熱裝置的運轉正常地停止。

(實施形態2)

接著，基於圖3來對本發明的其他實施形態的液體加熱裝置進行說明。再者，對與上述實施形態1相同的構成附上相同的符號，且將說明予以省略或簡化。

於上述實施形態1中，對如下的情形進行了說明，該情形是指藉由流量計6，對供給至加熱元件7的筒狀流路70的硫酸溶液的供給狀況進行監視，但亦可藉由壓力計來對硫酸溶液的供給狀況進行監視，上述壓力計對空氣泵5的空氣壓進行測定。

本實施形態的液體加熱裝置設置有對空氣泵5的空氣壓進行測定的壓力計20，來代替上述圖1及圖2所示的液體加熱裝置中的流量計6，藉由該壓力計20來對硫酸溶液的供給狀況進行監視。

如圖3所示，於本實施形態的液體加熱裝置中，包括對空氣泵5的空氣壓進行測定的壓力計20，該壓力計20 連接於空氣泵5。壓力計20構成本發明的監視部的一部分。壓力計20連接著未圖示的不斷電電源，即便當停電時，亦可藉由不斷電電源所供給的電源而進行動作。

上述壓力計20連接於控制部14，壓力計20的測定結果的輸出信號發送至控制部14。

閥11、13連接於控制部14。控制部14接收壓力計20的測定結果，根據該測定結果，將如下的控制信號發送至閥11、13，上述控制信號是使閥11、13自關閉狀態變為打開狀態的信號。

接著，對上述圖3所示的液體加熱裝置的動作進行說明。

圖3所示的液體加熱裝置與上述圖1及圖2所示的液體加熱裝置同樣地，藉由加熱元件7來對硫酸溶液進行加熱，將經加熱的硫酸溶液經由下游側供給管路8而供給至清洗機。於清洗機中，藉由下游側供給管路8所供給的硫酸溶液，對半導體晶圓等的電子材料基板進行清洗。

於加熱元件7對硫酸溶液進行加熱的期間，利用壓力計20，連續地或間歇地對空氣泵5的空氣壓進行測定，該空氣泵5將硫酸溶液輸送至加熱元件7的筒狀流路70。亦即，藉由壓力計20，對供給至加熱元件7的筒狀流路70的硫酸溶液的供給狀況進行監視。

控制部14接收上述壓力計20的測定結果，基於該測定結果，對加熱元件7的筒狀流路70中的通液不良進行判定。具體而言，當壓力計20所測定出的空氣泵5的空氣壓 為零或規定值以下時，控制部14判定為於筒狀流路70中產生了通液不良。與上述實施形態1的情形同樣地，此種通液不良會因空氣泵5的停止或輸出下降等的故障而產生，該空氣泵5的停止或輸出下降等的故障是由停電、故障(trouble)、及控制邏輯的錯誤等引起。再者，預先設定規定值，且將該規定值預先儲存於控制部14的非揮發性記憶體。

控制部14若判定為產生了通液不良，則產生使閥11、13自關閉狀態變為打開狀態的控制信號，將該控制信號發送至閥11、13，使閥11、13自關閉狀態變為打開狀態。同時，控制部14產生使空氣泵5以及加熱元件7停止的控制信號，將該控制信號發送至空氣泵5以及加熱元件7，使空氣泵5以及加熱元件7停止。

藉由控制部14來使閥11、13處於打開狀態之後，與上述實施形態1的情形同樣地，筒狀流路70內的硫酸溶液利用本身重量而流下，藉此，經由上游側供給管路4的一部分以及除液用管路10而自筒狀流路70排出，接著回收至預熱槽2。

再者，與實施形態1的情形同樣地，可使上述圖3所示的液體加熱裝置的運轉正常地停止。

又，於上述內容中，對如下的情形進行了說明，該情形是指設置壓力計20來代替流量計6，但亦可與實施形態1中所設置的流量計6一併設置壓力計20，藉由該兩者來對硫酸溶液的供給狀況進行監視。

(實施形態3)

接著，基於圖4來對本發明的另一實施形態的液體加熱裝置進行說明。再者，對與上述實施形態1及實施形態2相同的構成附上相同的符號，且將說明予以省略或簡化。

於上述實施形態1及實施形態2中，閥11、閥13、流量計6或壓力計20連接於控制部14，從而進行偵測及控制，但當停電時，動作停止。因此，為了在停電時仍能夠進行動作，可將不斷電電源連接於上述構件。然而，必須藉由配線束等來將上述閥11、13等與不斷電電源予以連接，因此，裝置構成變複雜，而且成本稍微升高。分別使用具有閥致動器的閥來代替閥11、13，藉此，可避免如上所述的裝置構成的複雜化以及成本的稍微上升，上述閥致動器包括與停電時相對應的保全機構。

為了避免上述裝置構成的複雜化以及成本的稍微上升，本實施形態的液體加熱裝置分別使用具有閥致動器的閥31、33來代替上述圖1及圖2所示的液體加熱裝置中的閥11、13，上述閥致動器包括與停電時相對應的保全機構。

如圖4所示，於除液用管路10中，介設有具有閥致動器的閥31來代替閥11。閥31的閥致動器包括保全機構，該保全機構於通常情形下即通電時，將閥31設為關閉狀態，於停電時，將閥31自關閉狀態開放至打開狀態。又，閥31與上述閥11同樣地，亦能夠根據來自控制部14的控制信號而進行動作。

又，於大氣開放用管路12中，設置有具有閥致動器的 閥33來代替閥13。閥33的閥致動器包括保全機構，該保全機構於通常情形下即通電時，將閥33設為關閉狀態，於停電時，將閥33自關閉狀態開放至打開狀態。又，閥33與上述閥13同樣地，亦能夠根據來自控制部14的控制信號而進行動作。

流量計6及控制部14是與上述圖1及圖2所示的液體加熱裝置中的流量計6及控制部14同樣地進行動作，但上述流量計6及控制部14並未連接於不斷電電源。

接著，對上述圖4所示的液體加熱裝置的動作進行說明。

上述圖4所示的液體加熱裝置是與上述圖1及圖2所示的液體加熱裝置同樣地，藉由加熱元件7來對硫酸溶液進行加熱，將經加熱的硫酸溶液經由下游側供給管路8而供給至清洗機。於清洗機中，藉由下游側供給管路8所供給的硫酸溶液，對半導體晶圓等的電子材料基板進行清洗。

如上所述，於藉由加熱元件7來對硫酸溶液進行加熱的期間，若引起停電，則閥31的閥致動器的保全機構工作，進行將閥31自關閉狀態開放至打開狀態的動作，上述停電是指意外地停止朝空氣泵5等通電。與此同時，閥33的閥致動器的保全機構亦工作，進行將閥33自關閉狀態開放至打開狀態的動作。閥31、33於通電狀態下分別關閉，且因通電停止而打開。

藉由各個閥致動器來使閥31、33成為打開狀態之後，與上述實施形態1的情形同樣地，筒狀流路70內的硫酸溶 液利用本身重量而流下，經由上游側供給管路4的一部分以及除液用管路10而回收至預熱槽2。如此，當在筒狀流路70中產生通液不良的停電時，將筒狀流路70內的硫酸溶液排出至筒狀流路70外。

又，與實施形態1的情形同樣地，上述圖4所示的液體加熱裝置的運轉可正常地停止。

(實施形態4)

接著，基於圖5來對本發明的另一實施形態的液體加熱裝置進行說明。再者，對與上述實施形態1~實施形態3相同的構成附上相同的符號，且將說明予以省略或簡化。

於上述實施形態1~實施形態3中，在加熱元件7與預熱槽2之間確保落差，藉此，於將液體予以排出的過程中，筒狀流路70內的硫酸溶液會利用本身重量而流下，經由上游側供給管路4的一部分以及除液用管路10而回收至預熱槽2。

然而，亦可考慮如下的情形，即，由於設備的配置情況等，無法確保上述加熱元件7與預熱槽2之間的落差。於此種情形時，亦可與預熱槽2相獨立地另外設置回收容器，將排出的硫酸溶液回收至該回收容器。

於本實施形態的液體加熱裝置中，與預熱槽2相獨立地另外設置有回收容器40，該回收容器40將排出的硫酸溶液予以回收。

如圖5所示，於本實施形態的液體加熱裝置中，預熱槽2亦設置於比加熱元件7更靠下方處。然而，在加熱元 件7與預熱槽2之間未確保有如下的落差，該落差足以使加熱元件7的筒狀流路70內的硫酸溶液利用本身重量而流下，且回收至預熱槽2。

如上所述，在未充分地確保落差的加熱元件7與預熱槽2的配置中，於上游側供給管路4中，在流量計6的下游側，分支地連接有除液用管路10的一端。

將自加熱元件7下部的液體流入側至除液用管路10的分岐連接部為止的上游側供給管路4的部分以及除液用管路10較佳地配置於鉛垂方向，使得當將硫酸溶液予以排出時，可使加熱元件7的筒狀流路70內的硫酸溶液利用本身重量而流下。

於除液用管路10的下游端設置有回收容器40。該回收容器40相當於本發明的回收部。排出至筒狀流路70外的硫酸溶液是經由上游側供給管路4的一部分以及除液用管路10而回收至回收容器40。

再者，於上述實施形態1~實施形態4中，對如下的構成進行了說明，即，如上述圖2所示，加熱元件7中的筒狀流路70沿著縱方向配置，上游側供給管路4連接於筒狀流路70的下側，下游側供給管路8連接於筒狀流路70的上側，且於筒狀流路70內形成有硫酸溶液的上升流。

然而，代替形成有上述上升流的構成，亦可使用如下的構成，該構成於筒狀流路70內形成有硫酸溶液的下降流。於該情形時，上游側供給管路4連接於筒狀流路70的上側，下游側供給管路8連接於筒狀流路70的下側。又， 除液用管路10分支地連接於下游側供給管路8，該下游側供給管路8連接於筒狀流路70的下側。又，大氣開放用管路12分支地連接於上游側供給管路4，該上游側供給管路4連接於筒狀流路70的上側。藉此，於在筒狀流路70內形成有硫酸溶液的下降流的構成中，亦可使筒狀流路70內的硫酸溶液利用本身重量而流下，接著排出至筒狀流路70外。然而，由於氣泡有可能會滯留在下降流中，因此，較佳為利用形成有上升流的構成來更安全地實施。

以上，已基於上述實施形態來對本發明進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態的內容，只要不脫離本發明的範圍，則可適當地進行變更。

[實例]

(實例)

於圖1及圖2所示的液體加熱裝置中，使硫酸濃度為86質量%的硫酸溶液以1.5L/min的流量，於加熱元件7的筒狀流路70中通過，從而對硫酸溶液進行加熱。加熱元件7的入口溫度為50℃，出口溫度為180℃。於上述硫酸溶液的加熱過程中，將緊急停止按鈕(button)按下而使液體加熱裝置停止。緊急停止按鈕是上述各實施形態中未說明的使裝置緊急停止的指示按鈕。藉由緊急停止來使加熱器72、73以及空氣泵5立即停止，閥11以及閥13自關閉狀態變為打開狀態。於圖1的液體加熱裝置中，可藉由控制部14，根據通液不良的判定來對閥11以及閥13的打開動作進行控制，於圖2的液體加熱裝置中，亦可在通電 停止之後，藉由保全機構來使閥11以及閥13打開。

閥11以及閥13打開之後，加熱元件7的筒狀流路70內的硫酸溶液瞬間被排出且回收至預熱槽2內。

筒狀流路70內的硫酸溶液完全被排出之後，加熱元件7的出口溫度會在極短的時間內上升至200℃為止。可推測原因在於：存在於加熱元件7內的殘留蒸氣以及空氣受熱而膨脹，接著該殘留蒸氣以及空氣的一部分上升至溫度計的設置位置為止。

然後，對加熱元件7進行放置冷卻，構成筒狀流路70的石英製的流路構件的外表面溫度為150℃以下，因此，當再次開始供給硫酸溶液時，該硫酸溶液會不沸騰地通過加熱元件7的筒狀流路70，從而可再次開始對硫酸溶液進行加熱操作。

(比較例)

於圖5所示的液體加熱裝置中，如通常所述，對硫酸濃度為90質量%的硫酸溶液進行加熱操作。

設想未設置有閥11、13，將上述閥11、13設為關閉狀態而使加熱元件7以及空氣泵5停止。自上述加熱器72以及空氣泵5停止起，經過約10秒之後，殘留液的一部分暴沸(bumping)，然後產生過熱蒸氣，加熱元件7的出口溫度達到300℃為止。溫度進一步上升且超過350℃之後，設置於加熱元件7的出口的PFA管的接頭附近熔損，硫酸蒸氣噴出。

1‧‧‧加熱液體供給裝置

2‧‧‧預熱槽

3‧‧‧大氣開放用管路

4‧‧‧上游側供給管路

5‧‧‧空氣泵

6‧‧‧流量計

7‧‧‧加熱元件

8‧‧‧下游側供給管路

9‧‧‧溫度計

10‧‧‧除液用管路

11、13、31、33、104‧‧‧閥

12‧‧‧大氣開放用管路

14‧‧‧控制部

20‧‧‧壓力計

40‧‧‧回收容器

70‧‧‧筒狀流路

71a‧‧‧內管壁

71b‧‧‧外管壁

72、73‧‧‧加熱器

74‧‧‧框體

100‧‧‧熱水器本體

100a‧‧‧氣體流路

100b‧‧‧排氣口

101‧‧‧內部配管

102‧‧‧供水管

103‧‧‧熱水供給管

105‧‧‧燃氣燃燒器

圖1是表示本發明的一個實施形態的液體加熱裝置的概略圖。

圖2同樣是表示一個實施形態的液體加熱裝置中的加熱元件的概略圖。

圖3同樣是表示其他實施形態的液體加熱裝置的概略圖。

圖4同樣是表示另一實施形態的液體加熱裝置的概略圖。

圖5同樣是表示另一實施形態的液體加熱裝置的概略圖。

圖6是表示一般的家庭用即熱燃氣熱水器的概略圖。

1‧‧‧加熱液體供給裝置

2‧‧‧預熱槽

3‧‧‧大氣開放用管路

4‧‧‧上游側供給管路

5‧‧‧空氣泵

6‧‧‧流量計

7‧‧‧加熱元件

8‧‧‧下游側供給管路

9‧‧‧溫度計

10‧‧‧除液用管路

11、13‧‧‧閥

12‧‧‧大氣開放用管路

14‧‧‧控制部

Claims (18)

1. 一種液體加熱方法，一面使液體於加熱用液體流路中通過，一面藉由配置於上述加熱用液體流路的外側的加熱器，對在上述加熱用液體流路的受熱區域中流動的上述液體進行加熱，其特徵在於：於上述加熱器的加熱過程中，或於上述加熱器停止之後，當伴隨上述加熱，除了殘留有上述液體以外，亦殘留有至少超過上述液體的沸點的餘熱時，根據上述加熱用液體流路中的通液不良，將至少在上述受熱區域中接受上述加熱器加熱或接受上述餘熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液體加熱方法，其中上述通液不良是指上述通液的停止或上述通液時的每單位時間的流量下降至規定值以下。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液體加熱方法，其中上述加熱用液體流路相對於上述加熱器的縱深為10mm以下，上述液體藉由上述通液而在0.5秒~10秒內通過上述受熱區域。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之液體加熱方法，其中上述液體是硫酸濃度為65質量%~96質量%的硫酸溶液，上述加熱器將上述硫酸溶液加熱至140℃~220℃。
5. 一種液體加熱裝置，包括：加熱部，具有： 流路構件，形成液體所通過的加熱用液體流路；以及加熱器，配置於上述加熱用液體流路的外側，上述液體加熱裝置的特徵在於包括：除液機構，將至少在上述加熱用液體流路的受熱區域中經加熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外；監視部，對供給至上述加熱用液體流路的上述液體的供給狀況進行監視；以及除液控制部，進行如下的控制：接收上述監視部的監視結果，基於上述監視結果，對上述加熱用液體流路中的通液不良進行判定，並根據上述通液不良，藉由上述除液機構來將上述液體予以排出。
6. 如申請專利範圍第5項所述之液體加熱裝置，其中上述監視部對供給至上述加熱用液體流路的上述液體的供給狀況與上述加熱部的加熱狀況進行監視，上述除液控制部進行如下的控制：接收上述監視部的監視結果，基於該監視結果，對上述加熱用液體流路中的通液不良與上述加熱部中的持續加熱進行判定，並根據上述持續加熱與上述通液不良，藉由上述除液機構來將上述液體予以排出。
7. 如申請專利範圍第5項所述之液體加熱裝置，其中上述除液控制部進行藉由上述除液機構來將上述液體予以排出的控制，並且進行停止朝上述加熱部通電的控制。
8. 如申請專利範圍第5項所述之液體加熱裝置，包括： 不斷電電源，上述不斷電電源至少能夠朝上述除液控制部供電。
9. 如申請專利範圍第5項所述之液體加熱裝置，其中上述加熱用液體流路是大致沿著上下方向而形成，上述除液機構包括：大氣開放用管路，連通於上述加熱用液體流路的上側；除液用管路，連通於上述加熱用液體流路的下側；第1閥，設置於上述大氣開放用管路；以及第2閥，設置於上述除液用管路，上述除液控制部進行如下的控制：當將上述液體予以排出時，使上述第1閥及上述第2閥自關閉狀態變為打開狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所述之液體加熱裝置，其中當進行上述通液不良以外的上述通液時，上述除液控制部將上述第1閥及上述第2閥設為關閉狀態。
11. 如申請專利範圍第5項所述之液體加熱裝置，其中上述監視部包括流量計，上述流量計對供給至上述加熱用液體流路的上述液體的每單位時間的流量進行測定。
12. 如申請專利範圍第5項所述之液體加熱裝置，其中上述監視部對泵的動作狀態進行偵測，上述泵將上述 液體供給至上述加熱用液體流路。
13. 一種液體加熱裝置，包括：加熱部，具有：流路構件，構成液體所通過的加熱用液體流路；以及加熱器，配置於上述加熱用液體流路的外側，上述液體加熱裝置的特徵在於包括：除液機構，將至少在上述加熱用液體流路的受熱區域中經加熱的上述液體，排出至上述加熱用液體流路外，上述除液機構進行如下的動作：於意外地停止朝至少將上述液體供給至上述加熱用液體流路的泵通電的停電時，伴隨著通電停止，將上述液體排出至上述加熱用液體流路外。
14. 如申請專利範圍第13項所述之液體加熱裝置，其中上述加熱用液體流路是大致沿著上下方向而形成，上述除液機構包括：大氣開放用管路，連通於上述加熱用液體流路的上側；除液用管路，連通於上述加熱用液體流路的下側；第1閥，設置於上述大氣開放用管路；以及第2閥，設置於上述除液用管路，上述第1閥及上述第2閥分別具有包括保全機構的閥致動器，上述各閥致動器進行如下的動作：於意外地停止 朝至少將上述液體供給至上述加熱用液體流路的泵通電的停電時，使上述第1閥及上述第2閥自關閉狀態變為打開狀態。
15. 如申請專利範圍第14項所述之液體加熱裝置，其中上述閥致動器包括：於通電時，藉由操作空氣壓來將閥關閉，於停電時，上述操作空氣壓消失，從而將閥打開的無氣開放式閥致動器；於通電時，對抗著推進構件來使離合器機構進行間歇動作，將閥關閉，於停電時，藉由上述推進構件來使離合器機構進行間歇動作，將閥打開的閥致動器；或者於通電時，將閥關閉，於停電時，藉由儲存於電池的電力來使閥變為打開狀態的電動式閥致動器。
16. 如申請專利範圍第5項或第13項所述之液體加熱裝置，包括回收部，將藉由上述除液機構而排出至上述加熱用液體流路外的上述液體予以回收。
17. 如申請專利範圍第5項或第13項所述之液體加熱裝置，其中上述加熱用液體流路相對於上述加熱器的縱深為10mm以下。
18. 一種加熱液體供給裝置，其特徵在於包括：如申請專利範圍第5項至第17項中任一項所述之液體 加熱裝置；泵，將液體供給至加熱用液體流路；通電控制部，控制對於上述液體加熱裝置的通電及對於上述泵的通電；以及裝置停止指示部，給予相關裝置的停止指示，上述通電控制部執行如下的控制：當上述液體加熱裝置及上述泵處於運轉狀態時，接收上述裝置停止指示部的上述停止指示之後，停止朝上述液體加熱裝置通電而使上述液體加熱裝置停止，並且使上述泵繼續運轉，自上述液體加熱裝置停止起經過規定的時間或規定的流量的上述液體於上述加熱用液體流路中通過之後，或者自上述液體加熱裝置流出的上述液體的溫度為規定的溫度以下之後，停止朝上述泵通電。