特許 7124175 液体回収システム、液体供給システム、及び圧力調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-15

(45)【発行日】2022-08-23

(54)【発明の名称】液体回収システム、液体供給システム、及び圧力調整方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 4/00 20060101AFI20220816BHJP

   C02F 1/00 20060101ALI20220816BHJP

【ＦＩ】

B01J4/00 103

C02F1/00 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021100415

(22)【出願日】2021-06-16

【審査請求日】2021-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000245531

【氏名又は名称】野村マイクロ・サイエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 克美

【審査官】松井 一泰

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１６２５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５０９７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ４／００ー ７／０２

Ｃ０２Ｆ １／００

Ｂ０１Ｄ ５３／２２

Ｂ０１Ｄ ６１／００－ ７１／８２

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ ９／００－ ９／１４

Ｅ０３Ｂ １／００－ １１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を使用するユースポイントよりも鉛直方向下方側に設けられ、前記液体を貯留するタンクと、
前記ユースポイントと前記タンクとを接続し、前記ユースポイントから前記液体を前記タンクへ戻す配管と、
前記配管の第１位置に設けられ、前記第１位置よりも上流側の第１圧力を調整する第１圧力調整部と、
前記配管の前記第１位置よりも下流側且つ鉛直方向下側の第２位置に設けられ、前記第１位置よりも下流側且つ前記第２位置よりも上流側の第２圧力を調整する第２圧力調整部と、
を備えた、液体回収システム。

【請求項2】

前記第１位置は、前記配管の鉛直方向における中央部よりも上側に設定され、
前記第２位置は、前記中央部よりも下側に設定されている、
請求項１に記載の液体回収システム。

【請求項3】

前記第２位置は、鉛直方向において、前記タンクの水位と同じ高さ、または、前記タンクの水位よりも低い高さに設定されている、
請求項１または請求項２に記載の液体回収システム。

【請求項4】

前記第２位置は、下流側の圧力が常時正圧となる高さに設定されている、
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の液体回収システム。

【請求項5】

前記第１圧力調整部は、前記第１圧力が所定の上流圧となるように前記第１圧力を調整する、
請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の液体回収システム。

【請求項6】

前記第２圧力調整部は、前記第２圧力が所定の中間圧となるように前記第２圧力を調整する、
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の液体回収システム。

【請求項7】

前記第２圧力調整部は、前記第２圧力と大気圧との差が所定値となるように前記第２圧力を調整する、
請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の液体回収システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の液体回収システムと、
前記タンクに貯留された前記液体を処理する処理部と、
前記処理部で処理された前記液体を前記ユースポイントへ供給するユース供給路と、
を備えた、液体供給システム。

【請求項9】

原水を一次処理する一次処理部と、
前記一次処理部で一次処理された一次処理液を前記タンクへ供給する一次供給路と、
を備えた、請求項８に記載の液体供給システム。

【請求項10】

液体を使用するユースポイントと前記ユースポイントよりも鉛直方向下方側に設けられて前記液体を貯留するタンクとを接続し、前記液体を前記ユースポイントから前記タンクへ戻す配管の圧力を調整する圧力調整方法であって、
前記配管の第１位置における第１圧力を所定の上流圧に調整すると共に、前記配管の前記第１位置よりも下流側且つ鉛直方向下側の第２位置における第２圧力を所定の中間圧に調整する、
圧力調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体回収システム、液体供給システム、及び圧力調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超純水製造システムにおいて、製造された超純水をユースポイントに供給すると共に、使用場所(以下ユースポイントという)で使用されなかった超純水を純水タンクに還流させる技術が提案されている。特許文献１では、超純水を純水タンクに還流させると共に、ユースポイントから純水をタンクへ返送させる戻り配管に圧力調整手段を設けている。そして、戻り配管における流量と戻り圧力に基づいて、圧力調節弁等の圧力調整手段を制御し、ユースポイントにおける圧力が所望の圧力から外れることを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１６２５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、各種製造工場のユーティリティーである純水もしくは、超純水製造装置等は、工場の下層階に設置される場合が多い。一方、超純水等を使用する製造設備等は工場の上層階に設置されることが多い。したがって、製造された純水、もしくは超純水等は、ポンプで圧力をかけて、上層部にあるユースポイントへ供給される。特に、近年、半導体製造や液晶製造工場の場合は、工場自体の規模が大型化されてきているため、工場自体が高層化されることも多く、その場合には、純水製造装置等とユースポイントとの高低差はさらに大きくなる。 また、ユースポイントには種々の生産設備が設置されており、その設備に最適な圧力で超純水を供給する必要がある。同様に、使用場所（ユースポイント）で使用されなかった、純水、もしくは超純水等は、超純水製造装置等へ還流されるが、その際の高低差も大きくなる。

【0005】

上記のように、ユースポイントが超純水製造装置内の純水タンクよりも高い位置にあって、ユースポイントとタンク位置との高低差が大きい場合には、配管の上流側と下流側の圧力差が大きくなり、圧力調整が難しい場合がある。また、ユースポイントの直後に設置される圧力調整弁等とタンクを接続する配管に負圧が生じ、配管が変形したり、フランジ部分等の配管の継ぎ目から配管内に大気が入り込んだりすることが分かってきた。また、機能水の場合には、負圧によって、気泡が発生し、機能水としての性能が低下したり、気泡によるポンプの不具合や動作不良を引き起こしたりする恐れがある。超純水製造装置のように、長期間通水を継続する必要のある装置の場合、通水の継続によって、上記問題を引き起こす可能性が大きくなる。

【0006】

本発明は、上記事実を考慮し、簡易にユースポイントの圧力を調整すると共に、タンクへ流入する液体への大気の混入を抑制することが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様の液体回収システムは、液体を使用するユースポイントよりも鉛直方向下方側に設けられ、前記液体を貯留するタンクと、前記ユースポイントと前記タンクとを接続し、前記ユースポイントから前記液体を前記タンクへ戻す配管と、前記配管の第１位置に設けられ、前記第１位置よりも上流側の第１圧力を調整する第１圧力調整部と、前記配管の前記第１位置よりも下流側且つ鉛直方向下側の第２位置に設けられ、前記第１位置よりも下流側且つ前記第２位置よりも上流側の第２圧力を調整する第２圧力調整部と、を備えている。

【0008】

第１の態様の液体回収システムでは、タンクがユースポイントよりも鉛直方向下方側に設けられており、ユースポイントから液体をタンクへ戻す配管に第１圧力調整部と第２圧力調整部が設けられている。第１圧力調整部は、配管の第１位置に設けられ、第１位置よりも上流側の第１圧力を調整する。第２圧力調整部は、配管の第１位置よりも下流側且つ鉛直方向下側の第２位置に設けられ、第１位置よりも下流側且つ第２位置よりも上流側の第２圧力を調整する。

【0009】

このように、第１圧力調整部と第２圧力調整部を設けることにより、圧力調整部が１つの場合と比較して、配管の高低差による圧力差を段階的に制御することができる。すなわち、第１位置をユースポイントの圧力調整を行いやすい位置に設定して、所定の圧力が要求される第１位置よりも上流側のユースポイントの圧力を、簡易に調整することができる。

【0010】

また、第１位置よりも低い位置に第２位置を設定することにより、第２圧力調整部から下流側の配管のタンクまでの高低差を小さくでき、高低差に起因する圧力差で配管内に負圧が作用することに起因する配管の変形や、配管内への大気の流入を抑制することができる。

【0011】

第２の態様の液体回収システムは、前記第１位置は、前記配管の鉛直方向における中央部よりも上側に設定され、前記第２位置は、前記中央部よりも下側に設定されている。

【0012】

第２の態様の液体回収システムによれば、第１圧力調整部をユースポイントに近い位置に設けることにより、ユースポイントの圧力を適切な圧力に調整しやすくなると共に、第２圧力調整部をタンクに近い位置に設けることにより、第２位置からタンクまでの配管内の高低差を小さくでき、高低差に起因する配管内の圧力差が低減され、配管に負圧が作用することに起因する配管の変形や、配管内への異物の流入を抑制することができる。

【0013】

なお、前記第２位置と前記タンクの水位との高低差は、４ｍ以内であることが好ましい。

【0014】

第３の態様の液体回収システムは、前記第２位置は、鉛直方向において、前記タンクの水位と同じ高さ、または、前記タンクの水位よりも低い高さに設定されている。

【0015】

第３の態様の液体回収システムによれば、第２位置よりも下流側の配管の圧力が、タンクの水面における圧力以上となるので、配管に負圧が作用することに起因する配管の変形や、配管内への異物の流入を抑制することができる。

【0016】

第４の態様の液体回収システムは、前記第２位置は、下流側の圧力が常時正圧となる高さに設定されている。

【0017】

第４の態様の液体回収システムによれば、第２位置よりも下流側の配管が内の圧力が負圧となることが抑制され、配管に負圧が作用することに起因する配管の変形や、配管内への異物の流入を抑制することができる。

【0018】

第５の態様の液体回収システムは、前記第１圧力調整部は、前記第１圧力が所定の上流圧となるように前記第１圧力を調整する。

【0019】

第５の態様の液体回収システムによれば、第１圧力を所定の上流圧に維持することができる。

【0020】

第６の態様の液体回収システムは、前記第２圧力調整部は、前記第２圧力が所定の中間圧となるように前記第２圧力を調整する。

【0021】

第６の態様の液体回収システムによれば、第２圧力を所定の中間圧に維持することができる。

【0022】

第７の態様の液体回収システムは、前記第２圧力調整部は、前記第２圧力と大気圧との差が所定値となるように前記第２圧力を調整する。

【0023】

第７の態様の液体回収システムによれば、第２圧力と大気圧との差を所定値に維持することができる。

【0024】

第８の態様の液体供給システムは、請求項１～７のいずれか１項に記載の液体回収システムと、前記タンクに貯留された前記液体を処理する処理部と、前記処理部で処理された前記液体を前記ユースポイントへ供給するユース供給路と、を備えている。

【0025】

第８の態様の液体供給システムによれば、ユースポイントから回収した液体を、処理部を経てユースポイントへ再供給し、循環させることができる。

【0026】

第９の態様の液体供給システムは、原水を一次処理する一次処理部と、前記一次処理部で一次処理された一次処理液を前記タンクへ供給する一次供給路と、を備えている。

【0027】

第９の態様の液体供給システムによれば、一次処理部で一次処理された原水と、ユースポイントから戻された液体とを、タンクから処理部を経てユースポイントへ供給することができる。

【0028】

第１０の態様の圧力調整方法は、液体を使用するユースポイントと前記ユースポイントよりも鉛直方向下方側に設けられて前記液体を貯留するタンクとを接続し、前記液体を前記ユースポイントから前記タンクへ戻す配管の圧力を調整する圧力調整方法であって、前記配管の第１位置における第１圧力を所定の上流圧に調整すると共に、前記配管の前記第１位置よりも下流側且つ鉛直方向下側の第２位置における第２圧力を所定の中間圧に調整する。

【0029】

第１０の態様の圧力調整方法では、このように、第１位置と第２位置で圧力を調整することにより、圧力調整を１箇所で行う場合と比較して、配管の高低差による圧力差を段階的に制御することができる。すなわち、第１位置をユースポイントの圧力調整を行いやすい位置に設定して、所定の圧力が要求される第１位置よりも上流側のユースポイントの圧力を、簡易に調整することができる。また、第１位置よりも低い位置に第２位置を設定することにより、第２位置から下流側の配管のタンクまでの高低差を小さくでき、高低差に起因する圧力差で配管内に負圧が作用することに起因する配管の変形や、配管内への異物の流入を抑制することができる。

【発明の効果】

【0030】

本願では、簡易にユースポイントの圧力を調整すると共に、タンクへ流入する液体への大気の混入を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１実施形態の超純水供給システムを示す構成図である。

【図2】第１実施形態の純水タンク付近の構成図である。

【図3】第１実施形態の圧力調整部関連の制御系に係るブロック図である。

【図4】第１実施形態の超純水供給システムの変形例（Ａ)及び（Ｂ）を示す構成図である。

【図5】第２実施形態の超純水供給システムを示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明に係る液体回収システム、液体供給システム、および圧力調整方法の第１実施形態について説明する。本実施形態では、液体として超純水を供給、回収する例として説明する。

【0033】

本実施形態の超純水供給システム１０は、前処理装置１２、一次純水装置１４、純水タンク１６、二次純水装置２０、ユースポイント３０を有している。さらに、二次純水装置２０は、熱交換器２１、紫外線照射装置２３、膜脱気装置２５、非再生型イオン交換装置（ポリッシャー）２７、限外濾過膜（ＵＦ）２８を有している。

【0034】

前処理装置１２には、原水が供給される。前処理装置１２は、供給された原水に対し、凝集沈澱手段や、砂濾過手段、膜濾過手段などを用いて原水を除濁し、懸濁物質及び有機物の一部が除去された前処理水を得る。原水としては、工業用水、水道水、地下水、河川水等を挙げることができる。

【0035】

一次純水装置１４では、前処理装置１２で処理して得られた前処理水に対し、さらに清浄化処理を行って、前処理水から不純物を除去し、一次純水を得る。具体的には、不純物イオンの除去を行う脱塩装置、無機イオン、有機物、微粒子等の除去を行う逆浸透膜装置、溶存酸素等の溶存ガスの除去を行う真空脱気装置又は膜脱気装置、残存するイオン等を除去する再生型混床式脱塩装置や電気再生式脱塩装置、等の各種装置を有する。

【0036】

一次純水装置１４で得られた一次純水は、純水タンク１６へ送水される。純水タンク１６は、一次純水装置１４で得られた一次純水を一時的に貯留する容器である。純水タンク１６としては、容器からの成分溶出や錆の発生等がなく、一次純水を安定して貯留できるものであれば、その材質や形状等は特に限定されない。例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ポリエチレン、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、及びそれらをテフロン（登録商標）ライニングしたもの等の材質が好ましく使われる。また、純水タンク１６の上部は、炭酸ガス、酸素等の不純物ガスの吸収を防ぐため、純窒素でパージされていることが好ましい。

【0037】

純水タンク１６は、後述するように、製造された超純水のうちユースポイント３０で未使用の超純水を循環回収する際、上記の一次純水と混合して貯留する。純水タンク１６に貯留された一次純水とユースポイントから戻された超純水との混合水についても、以下「一次純水」と称する。純水タンク１６に貯留された一次純水の地上Ｇからの水位をＨ０とする。純水タンク１６は、第１送出配管１８を介して二次純水装置２０と接続されている。第１送出配管１８には、第１ポンプＰ１が設けられており、第１ポンプＰ１により純水タンク１６から二次純水装置２０へ一次純水が送出される。

【0038】

前処理装置１２、一次純水装置１４、及び純水タンク１６は、超純水供給システム１０の設置場所における比較的低い位置に配置されており、例えば、工場建物の１階や地下階等に配置されている。

【0039】

二次純水装置２０は、純水タンク１６よりも鉛直方向の高い位置に配置されている。二次純水装置２０は、純水タンク１６と同じ位置に設置される場合もある。二次純水装置２０の熱交換器２１では、一次純水に対する熱交換（加熱又は冷却）により、一次純水の熱交換による温度調整を行う。熱交換器２１としては、例えば、プレート型の熱交換器を挙げることができるが、具体的構造は特に限定されない。

【0040】

熱交換器２１で温度調整された一次純水は、紫外線照射装置２３へ送水される。紫外線照射装置２３では、一次純水に対して紫外線を照射することにより、一次純水中の有機物の分解や生菌の死滅処理（殺菌）等を行う。紫外線照射装置２３としては、例えば、１８５ｎｍ付近の波長や２５４ｎｍ付近の波長を照射可能な紫外線ランプを備えたものであれば、一次純水中の有機物の分解や殺菌を確実に行うことが可能である。用いる紫外線ランプとしては特に限定されないが、低圧水銀ランプが、取り扱いの容易さの点で好ましい。また、紫外線照射装置としては流通型または浸漬型が挙げられるが、流通型が処理効率の点から好ましい。

【0041】

膜脱気装置２５は、水分を透過させず気体は透過させる気体分離膜を用いて、一次純水中の気体、特に溶存酸素を除去する装置である。膜脱気装置２５で処理された一次純水は、溶存酸素の濃度が低い状態となる。

【0042】

膜脱気装置２５によって溶存酸素濃度を低下された一次純水は、非再生型イオン交換装置２７へ送水される。

【0043】

非再生型イオン交換装置２７は、紫外線照射装置２３で生じた有機酸などの不純物イオンを除去する装置である。たとえば、円筒形の密閉容器に、非再生型イオン交換樹脂が充填された構造である。

【0044】

非再生型イオン交換装置２７によって不純物イオンを除去された一次純水は、限外濾過膜（ＵＦ）２８へ送水される。

【0045】

限外濾過膜（ＵＦ）２８は、微粒子を除去して超純水を製造する装置であり、二次純水装置２０の末端に配置されている。

【0046】

なお、上記二次純水装置２０においては、例えば、ＰｔやＰｄ金属を担持した触媒樹脂や亜硫酸基、亜硫酸水素基、亜硝酸基等を担持した還元性樹脂の供えられた酸化剤除去装置、を設置することもできる。

【0047】

二次純水装置２０は、第２送出配管２９を介して、使用場所（ユースポイント）３０と接続されている。二次純水装置２０によって得られた超純水は、第２送出配管２９を経てユースポイント３０へ送出される。

【0048】

ユースポイント３０では、供給された超純水が使用される。ユースポイント３０は、二次純水装置２０と略同一高さ、または、二次純水装置２０よりも鉛直方向の高い位置に設置されている。供給された超純水のうち、使用されなかった超純水は、後述する戻し配管３２を経て、純水タンク１６へ循環回収され、一次純水と一緒に純水タンク１６内に貯留される。

【0049】

純水タンク１６とユースポイント３０とは戻し配管３２で接続されている。戻し配管３２の第１位置Ｈ１には、第１圧力調整弁４０が設けられている。第１位置Ｈ１は、戻し配管３２の高低差の中間位置よりも鉛直方向の高い位置に設けられており、二次純水装置２０の設置高さ以上、ユースポイント３０の設置高さ以下の位置に設定されることが好ましい。

【0050】

なお、戻し配管３２は、比較的長い流路を形成するために、複数の配管をフランジ等の接続部材で接続、もしくは、溶接、溶着、接着することで構成されている。

【0051】

配管の素材としては、特に限定はないが、ＰＶＤＦ(ポリフッ化ビニリデン)、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス等を用いることが可能であるが、液体が超純水の場合には、ＰＶＤＦを用いることが好ましい。

【0052】

なお、ユースポイント３０の最高位置と純水タンク１６の水面Ｈ０との高低差が５ｍ以上あると、圧力調整弁が１個の場合、戻し配管３２への大気の混入や、戻し配管３２の変形の可能性があるが、高低差が１０ｍ以上、さらに、３０ｍ以上となると、この可能性が大きくなる。

【0053】

戻し配管３２のユースポイント３０よりも下流側且つ第１圧力調整弁４０よりも上流側には、第１圧力検出器４１が設けられている。第１圧力検出器４１は、ユースポイント３０の出口の圧力を測定する。第１圧力検出器４１で測定される戻し配管３２内圧力を第１圧力ＰＲ１とし、その測定値信号を第１圧力信号ＰＲＳ１とする。第１圧力信号ＰＲＳ１は、後述する圧力制御部５０へ送出される。

【0054】

戻し配管３２の第２位置Ｈ２には、第２圧力調整弁４２が設けられている。第２位置Ｈ２は、鉛直方向において、純水タンク１６の水位Ｈ０以下の高さに配置されている。図２に示すように、純水タンク１６の水位は地上Ｇからの高さがＨmin～Ｈmaxの間で変動する。本実施形態では、第２位置Ｈ２を水位Ｈminよりも低い位置に配置する。

【0055】

戻し配管３２の第１位置Ｈ１よりも下流側且つ第２圧力調整弁４２よりも上流側には、第２圧力検出器４３が設けられている。第２圧力検出器４３は、戻し配管３２内の圧力を測定する。第２圧力検出器４３で測定される戻し配管３２内圧力を第２圧力ＰＲ２とし、その測定値信号を第２圧力信号ＰＲＳ２とする。第２圧力信号ＰＲＳ２は、後述する圧力制御部５０へ送出される。また、第２圧力調整弁４２よりも下流側の戻し配管３２内の圧力を第３圧力ＰＲ３とする。

【0056】

超純水供給システム１０は、図３に示される圧力制御部５０を備えている。圧力制御部５０は、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡＭ５０Ｃ、ストレージ５０Ｄ、Ｉ／Ｏ５０Ｅ、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス５０Ｆを備えている。ストレージ５０Ｄには、上流圧ＰＲＡ、及び中間圧ＰＲＢが記憶されている。上流圧ＰＲＡは、ユースポイント３０の圧力を所望の圧力に維持するために求められる第１圧力ＰＲ１の値が設定される。中間圧ＰＲＢは、戻り配管３２の第１圧力調整弁４０よりも下流側が負圧にならない程度に、上流圧ＰＲＡ以下で設定される。

【0057】

Ｉ／Ｏ５０Ｅには、第１圧力検出器４１、第１圧力調整弁４０、第２圧力検出器４３、第２圧力調整弁４２が接続されている。圧力制御部５０には、第１圧力検出器４１、第２圧力検出器４３から、第１圧力信号ＰＲＳ１、第２圧力信号ＰＲＳ２が入力される。圧力制御部５０は、入力された、第１圧力信号ＰＲＳ１、第２圧力信号ＰＲＳ２に基づいて、第１圧力調整弁４０、第２圧力調整弁４２を制御する。

【0058】

次に、本実施形態の超純水供給システム１０における、戻り配管３２の圧力調整について説明する。

【0059】

圧力制御部５０は、入力された第１圧力信号ＰＲＳ１に基づいて、第１圧力ＰＲ１が上流圧ＰＲＡになるように、第１圧力調整弁４０の開度を調整するための信号を第１圧力調整弁４０へ出力する。すなわち、第１圧力ＰＲ１が上流圧ＰＲＡになるように、第１圧力調整弁４０の開度をフィードバック制御する。

【0060】

また、圧力制御部５０は、入力された第２圧力信号ＰＲＳ２に基づいて、第２圧力ＰＲ２が中間圧ＰＲＢになるように、第２圧力調整弁４２の開度を調整するための信号を第２圧力調整弁４２へ出力する。すなわち、第２圧力ＰＲ２が中間圧ＰＲＢになるように、第２圧力調整弁４２の開度をフィードバック制御する。

【0061】

このように、第１圧力調整弁４０で第１圧力ＰＲ１が上流圧ＰＲＡになるように、第２圧力調整弁４２で第２圧力ＰＲ２が中間圧ＰＲＢになるように、戻り配管３２の圧力を調整することにより、配管の高低差による圧力差を段階的に制御することができる。すなわち、圧力調整弁が１個の場合と比較して、第１圧力ＰＲ１と第２圧力ＰＲ２の圧力差、第２圧力ＰＲ２と第３圧力ＰＲ３の圧力差を小さくすることができる。したがって、第２位置Ｈ２よりも下流側の戻り配管３２内に負圧が作用することに起因する戻り配管３２の変形や、接続部分からの戻り配管３２内への異物の流入を抑制することができる。

【0062】

また、第２位置Ｈ２が純水タンク１６の水位以下の低い高さに設定されているので、第３圧力ＰＲ３は水位Ｈ０の圧力と同等となる。したがって、第２位置Ｈ２よりも下流側の戻り配管３２内に負圧が作用することに起因する戻り配管３２の変形や、接続部分からの戻り配管３２内への大気の流入を抑制することができる。

【0063】

なお、本実施形態では、第２位置Ｈ２を純水タンク１６の水位Ｈ０以下の低い高さに設定したが、第２位置Ｈ２は、必ずしも水位Ｈ０以下である必要はなく、第２位置Ｈ２を、第３圧力ＰＲ３が常時正圧となる位置に設けてもよい。また、図４（Ａ）に示すように、第２位置Ｈ２を、戻し配管３２の高低差の中間位置Ｍよりも鉛直方向の下側（低い位置）に設けてもよいし、図４（Ｂ）に示すように、純水タンク１６の水位Ｈ０との高低差ＤＨが、４ｍ以内とされた位置に設けてもよい。これらの場合でも、第２位置Ｈ２よりも下流側の戻り配管３２の高低差に起因する配管内の圧力差が低減され、戻り配管３２に負圧が作用することに起因する配管の変形や、戻り配管３２内への大気の流入を抑制することができる。なお、第２位置Ｈ２を純水タンク１６の水位Ｈ０以下の低い高さに設定すると、第３圧力ＰＲ３は、純水タンク１６内の圧力と同等となる為、より好ましい。

【0064】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する、本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0065】

図５に示すように、本実施形態では、第２圧力調整弁４２に代えて、機械式圧力調整弁４６を用いている。その他の構成は、第１実施形態と同一である。

【0066】

機械式圧力調整弁４６は、第２圧力ＰＲ２と大気圧との差圧が所定の差圧値ＰＲＣとなるように調整する。機械式圧力調整弁４６としては、ばね式等の自力式圧力調整弁や、電気式、空気式等の他力式圧力調整弁を用いることができる。

【0067】

このように、機械式圧力調整弁４６を用いて第２圧力ＰＲ２と大気圧との差圧が所定の差圧値ＰＲＣとなるように調整することにより、第１実施形態と同様に、戻り配管３２の高低差による圧力差を段階的に制御することができる。すなわち、圧力調整弁が１個の場合と比較して、第１圧力ＰＲ１と第２圧力ＰＲ２の圧力差、第２圧力ＰＲ２と第３圧力ＰＲ３の圧力差を小さくすることができる。したがって、所定の圧力が要求されるユースポイント３０の圧力を、簡易に調整することができる。

【0068】

なお、本実施形態でも、第２位置Ｈ２を純水タンク１６の水位以下の低い高さに設定してもよいし、第３圧力ＰＲ３が常時正圧となる位置に設けてもよい。また、第２位置Ｈ２を、戻し配管３２の高低差の中間位置Ｍよりも鉛直方向の下側（低い位置）に設けてもよいし、純水タンク１６の水位Ｈ０との高低差ＤＨが、９ｍ以内とされた位置に設けてもよい。これらの場合でも、第２位置Ｈ２よりも下流側の戻り配管３２の高低差に起因する配管内の圧力差が低減され、戻り配管３２に負圧が作用することに起因する配管の変形や、戻り配管３２内への異物の流入を抑制することができる。

【0069】

また、前述した第１、第２実施形態では、超純水を回収、供給する例について説明したが、本発明は、他の液体を回収、供給するシステムに用いても良い。例えば、水素やオゾン、炭酸のような特定の物質を溶解させた機能水や、原水等に脱気処理を施した脱気水、純水や超純水を加熱して製造する加熱純水や加熱超純水、通常の純水、製薬・医薬品製造における精製水や注射用水に用いることもできる。

【0070】

なお、液体が例えば、４０℃以上の高温になると、例えばフランジ等接続部のパッキンが柔らかくなるので、問題が発生しやすくなるため、本発明を用いることが、有効な対策となる。

【0071】

また、半導体や液晶工場における純水・超純水の製造の場合、流量が大きい(例えば、５０ｍ^３／ｈ以上、１００ｍ^３／ｈ以上)ので、フランジ等接続部の面積が大きく、本願で問題とした課題が起きやすいため、本発明を用いることが、有効な対策となる。

【0072】

［実施例］
本実施形態の超純水供給システム１０の効果を確認するために、以下の条件で実施例１～３と比較例で戻り配管３２内の超純水における溶存酸素濃度（ＤＯ）を測定した。比較例では、第２圧力調整弁４２を設けていない。

【0073】

・戻り配管３２高低差４０ｍ（ユースポイント３０～純水タンク１６の水位Ｈ０）
・第１圧力調整弁４０とユースポイント３０との高低差なし
・第２圧力調整弁４２と水位Ｈ０との高低差なし（実施例１）、高低差３ｍ（実施例２）、高低差５ｍ（実施例３）
・第１圧力調整弁４０において、上流圧ＰＲＡを０．２９４２ＭＰａに設定して第１圧力ＰＲ１を調整
・第２圧力調整弁４２において、上流圧ＰＲＡを０．２９４２ＭＰａに設定して第１圧力ＰＲ１を調整
・流量１００ｍ^３／ｈ
・水温２５℃
・測定器：ＭＯＣＡ－３６００、オービスフェア社製

【0074】

【表1】

比較例は、実施例１～３と比較して、純水タンク１６の手前における溶存酸素濃度が高く、１００００倍近くの数値が確認された。これは、第１圧力調整弁４０から下流側において圧力差が大きくなり、戻し配管３２がひずみ、フランジ部分等の接続部分に微小の隙間が生じ、当該隙間から外気が混入して、超純水内に空気が混入するためと考えられる。

【0075】

また、比較例は、実施例１～３と比較して、第１圧力調整弁４０の上流側においても溶存酸素濃度が高い。これは、純水タンク１６内の一次純水の溶存酸素濃度が高いので、二次純水装置２０の膜脱気装置２５での酸素除去にもかかわらず、僅かに酸素が残るためであると考えられる。

【0076】

以上より、実施例１～３において、比較例よりも溶存酸素量を低く維持できることを確認することができた。

【符号の説明】

【0077】

１０ 超純水供給システム（液体供給システム、液体回収システム）
１４ 一次純水装置（一次処理部）
１６ 純水タンク（タンク）
２０ 二次純水装置（処理部）
３０ ユースポイント
２９ 第２送出配管（ユース供給路）
３２ 戻し配管（配管）
４０ 第１圧力調整弁（第１圧力調整部）
４２ 第２圧力調整弁（第２圧力調整部）
４６ 機械式圧力調整弁（第２圧力調整部）
Ｈ１ 第１位置
Ｈ２ 第２位置
ＰＲＡ 上流圧
ＰＲＢ 中間圧

【要約】

【課題】簡易にユースポイントの圧力を調整すると共に、タンクへ流入する液体への大気の混入を抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】超純水供給システム１０は、ユースポイント３０よりも鉛直方向下方側に設けられた純水タンク１６と、ユースポイント３０から超純水を純水タンク１６へ戻す戻し配管３２と、戻し配管３２の第１位置Ｈ１に設けられ、第１位置Ｈ１よりも上流側の第１圧力を調整する第１圧力調整弁４０と、戻し配管３２の第１位置Ｈ１よりも下流側且つ鉛直方向下側の第２位置Ｈ２に設けられ、第１位置Ｈ１よりも下流側且つ第２位置Ｈ２よりも上流側の第２圧力を調整する第２圧力調整弁４２と、を備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】