(57)【要約】【課題】製造した処理水（純水）の温度を精度良く一定に安定化することができる純水製造方法及び装置を提供する。【解決手段】熱交換器４を通して温度制御した原水をＲＯ装置６に通して純水を製造する純水製造装置において、原水を送給する供給ポンプ３と、熱交換器４と、受入槽５と、ＲＯ装置６とをこの順に接続し、かつ受入槽５から熱交換器４の上流側に原水を戻す戻し経路８及び循環ポンプ９と、受入槽５内の水位を検出する水位センサ１０と、受入槽５内の原水の温度を検出する水温センサ１１と、水位センサ１０の検出水位に応じて供給ポンプ３を作動制御し、水温センサ１１の検出温度に応じて循環ポンプ９を作動制御する制御部１２を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を通して温度制御した原水を逆浸透膜分離装置に通して純水を製造する純水製造方法において、熱交換器にて温度調整した原水を受入槽に水位が一定になるように制御しつつ供給し、受入槽内の原水の温度を検出し、その検出温度に応じて受入槽内の原水の一部を熱交換器を通して受入槽に循環させて受入槽内の原水の温度を一定に制御し、受入槽から逆浸透膜分離装置に原水を送給することを特徴とする純水製造方法。
【請求項２】
受入槽内の原水の検出温度に応じて、原水の循環流量と熱交換器の熱出力を制御することを特徴とする請求項１記載の純水製造方法。
【請求項３】
外気温度を検出し、検出した外気温度を加味して原水の循環流量と熱交換器の熱出力の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項２記載の純水製造方法。
【請求項４】
使用水量を検出し、検出した使用水量を加味して原水の循環流量と熱交換器の熱出力の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項２又は３記載の純水製造方法。
【請求項５】
熱交換器を通して温度制御した原水を逆浸透膜分離装置に通して純水を製造する純水製造装置において、原水を送給する供給ポンプと、原水を加温する熱交換器と、受入槽と、逆浸透膜分離装置とをこの順に接続し、かつ受入槽から熱交換器の上流側に原水を戻す戻し経路及び循環ポンプと、受入槽内の水位を検出する水位センサと、受入槽内の原水の温度を検出する水温センサと、水位センサの検出水位に応じて供給ポンプを作動制御し、水温センサの検出温度に応じて循環ポンプを作動制御する制御部を設けたことを特徴とする純水製造装置。
【請求項６】
制御部は、温度センサの検出温度に応じて循環ポンプとともに熱交換器のヒータを作動制御することを特徴とする請求項４記載の純水製造装置。
【請求項７】
外気の温度を検出する外気温センサを設け、制御部は外気温度を加味して循環ポンプと熱交換器のヒータの少なくとも一方の作動制御を行うことを特徴とする請求項４又は５記載の純水製造装置。
【請求項８】
制御部は使用水量を加味して循環ポンプと熱交換器のヒータの少なくとも一方の作動制御を行うことを特徴とする請求項６又は７記載の純水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水を逆浸透膜分離装置に通して純水を製造する純水製造方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、逆浸透膜分離装置（以下、ＲＯ装置と記す）を用いて純水を製造する純水製造装置は、図２に示すように、原水槽２１から原水を取り出して前処理槽２２にて逆浸透膜へのスライムの付着を防止するため等の所要の前処理を行い、供給ポンプ２３にて熱交換器２４に通して所定の温度に加温した後、ＲＯ装置２５に供給して逆浸透膜にて純水の分離処理を行い、処理水をＲＯ水槽２６に貯留するように構成されている。ＲＯ水槽２６に貯留された処理水（純水）は、例えばリソグラフィー工法でのフォトレジストの現像液を作成するための希釈水等として随時に取り出して使用される。
【０００３】
また、ＲＯ装置に供給する原水の温度を熱交換器で４０℃〜４５℃と高くしてＲＯ装置でのスライム汚染による透過水量の低下を防止するとともに、熱効率の向上とイオン交換樹脂の熱劣化の防止を図ることを目的として、図３に示すように、原水槽３１の２０℃〜２５℃の原水を熱回収用熱交換器３２に通すことで３０℃〜３５℃に予熱してから加熱用熱交換器３３に通して原水を４０℃〜４５℃に加温し、供給ポンプ３４にて逆浸透膜にて純水の分離処理を行うＲＯ装置３５に供給し、ＲＯ装置３５で処理した処理水を脱気装置３６で脱気処理した後、上記熱回収用熱交換器３２に通すことで熱回収して３０℃〜３５℃の処理水とし、イオン交換設備３７にてイオン交換した後の処理水を別の工程に供給するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３０９５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図２に示した純水製造装置においては、ＲＯ水槽２６内の処理水の水位レベルの要求に応じて供給ポンプ２３をオン／オフ制御して処理を行っているので、熱交換器２４の制御動作の起動時の追従遅れ、停止時の追従遅れ、処理時間などによって、ＲＯ装置２５に入る原水の温度及びＲＯ水槽２６に入る処理水の温度が安定せず、例えば１８℃〜２２℃と最大４℃程度の温度ばらつきが生じるのを避けることができなかった。ＲＯ装置２５に入る原水の温度が安定しないと、その処理性能や能力が不安定になり、またＲＯ水槽２６に入る処理水の温度が、例えば１℃変化するだけでも、処理水を用いて希釈した薬液の濃度が２％も変化してしまう場合があるという問題がある。
【０００５】
また、特許文献１に記載の構成では、ＲＯ装置３５に入る原水の温度が、４０℃〜４５℃と高いので、上記のようにスライム汚染を防止できる一方で逆浸透膜の劣化が大きく、ＲＯ装置３５の寿命が短くなるという問題があるとともに、処理水の温度を精度良く一定に安定させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、製造した処理水（純水）の温度を精度良く一定に安定化することができる純水製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の純水製造方法は、熱交換器を通して温度制御した原水を逆浸透膜分離装置に通して純水を製造する純水製造方法において、熱交換器にて温度調整した原水を受入槽に水位が一定になるように制御しつつ供給し、受入槽内の原水の温度を検出し、その検出温度に応じて受入槽内の原水の一部を熱交換器を通して受入槽に循環させて受入槽内の原水の温度を一定に制御し、受入槽から逆浸透膜分離装置に原水を送給するものである。
【０００８】
この構成によると、逆浸透膜分離装置の前段に設けた受入槽内の原水温度に応じて、受入槽内の原水を熱交換器を通して循環させ、受入槽内の水位と温度を一定に制御することで、製造された処理水（純水）の使用量が大きく変化しても、逆浸透膜分離装置にて製造された処理水（純水）の温度を精度良く一定に安定化することができる。
【０００９】
また、受入槽内の原水の検出温度に応じて、原水の循環流量と熱交換器の熱出力を制御すると、循環流量だけでなく、熱交換器による加熱量も制御することで、受入槽内の原水の温度をより精度良く一定に制御することができる。
【００１０】
また、外気温度を検出し、検出した外気温度を加味して原水の循環流量と熱交換器の熱出力の少なくとも一方を制御するようにすると、外気温度の影響をも加味してさらに精度良く原水の温度を一定に制御することができる。
【００１１】
また、使用水量を検出し、検出した使用水量を加味して原水の循環流量と熱交換器の熱出力の少なくとも一方を制御するようにすると、使用水量の影響をも加味してさらに精度良く原水の温度を一定に制御することができる。
【００１２】
また、本発明の純水製造装置は、熱交換器を通して温度制御した原水を逆浸透膜分離装置に通して純水を製造する純水製造装置において、原水を送給する供給ポンプと、原水を加温する熱交換器と、受入槽と、逆浸透膜分離装置とをこの順に接続し、かつ受入槽から熱交換器の上流側に原水を戻す戻し経路及び循環ポンプと、受入槽内の水位を検出する水位センサと、受入槽内の原水の温度を検出する水温センサと、水位センサの検出水位に応じて供給ポンプを作動制御し、水温センサの検出温度に応じて循環ポンプを作動制御する制御部を設けたものである。なお、循環ポンプを供給ポンプで兼用させるようにすることもできる。
【００１３】
この構成によると、制御部にて供給ポンプと循環ポンプを作動制御して上記純水製造方法を実施することで、製造された処理水（純水）の使用量が大きく変化しても、逆浸透膜分離装置にて製造された処理水の温度を精度良く一定に安定化することができる。
【００１４】
また、制御部は、水温センサの検出温度に応じて循環ポンプとともに熱交換器のヒータを作動制御するようにすると、循環流量だけでなく、熱交換器による加熱量も制御することで、受入槽内の原水の温度をより精度良く一定に制御することができる。
【００１５】
また、外気の温度を検出する外気温センサを設け、制御部は外気温度を加味して循環ポンプと熱交換器のヒータの少なくとも一方の作動制御を行うようにすると、外気温度の影響をも加味してさらに精度良く原水の温度を一定に制御することができる。
【００１６】
また、制御部は使用水量を加味して循環ポンプと熱交換器のヒータの少なくとも一方の作動制御を行うようにすると、使用水量の影響をも加味してさらに精度良く原水の温度を一定に制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の純水製造方法及び装置によれば、逆浸透膜分離装置の前段に設けた受入槽内の原水温度に応じて、受入槽内の原水を熱交換器を通して循環させ、受入槽内の水位と温度を一定に制御することで、製造された処理水（純水）の使用量が大きく変化しても、逆浸透膜分離装置にて製造された処理水（純水）の温度を精度良く一定に安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の純水製造方法及び装置の一実施形態について、図１を参照して説明する。
【００１９】
図１において、本実施形態の純水製造装置は、原水槽１から原水を取り出して前処理槽２にて逆浸透膜へのスライムの付着を防止するため等の所要の前処理を行い、前処理後の原水を供給ポンプ３にて熱交換器４に通し、所定の温度に加温された原水をＲＯ装置６の前段に設けた受入槽５を介してＲＯ装置６に供給し、ＲＯ装置６の逆浸透膜にて純水の分離処理を行い、処理後の処理水（純水）をＲＯ水槽７に貯留するように構成されている。また、受入槽５内の原水を熱交換器４の入口側に戻す戻し経路８が設けられ、その途中に循環ポンプ９が配設されている。
【００２０】
受入槽５には、その水位を検出する水位センサ１０と水温を検出する水温センサ１１が配設され、検出した水位検出信号ｈと水温検出信号ｔｗとが制御部１２に入力されている。また、必要に応じて外気温度を検出する外気温センサ１３が設けられ、検出した外気温検出信号ｔａも制御部１２に入力される。さらに、使用水量信号ｖも制御部１２に入力される。この使用水量信号ｖは、ＲＯ水槽７からの流出流量を流量センサ（図示せず）にて検出して得ることができるが、後述の制御部１２による供給ポンプ３の作動制御値から換算して得るようにしても良い。
【００２１】
制御部１２は、供給ポンプ３を駆動するインバータ１４と、循環ポンプ９を駆動するインバータ１５を作動制御するように構成されている。また、熱交換器４のヒータ（図示せず）を作動制御するように構成されている。
【００２２】
なお、循環ポンプ９とインバータ１５を設ける代わりに、戻し経路８を供給ポンプ３の吸込口側に接続し、その接続箇所と前処理槽２の出口との間と、戻し経路８の途中とに、流量調整可能な調整弁１６ａ、１６ｂを設けることで、供給ポンプ３とインバータ１４にその機能を兼用させるようにした構成としても良い。
【００２３】
以上の構成において、原水槽１内の、例えば１０℃〜１５℃の温度の原水が、前処理槽２で所要の前処理が行われた後、供給ポンプ３にて熱交換器４に送給され、熱交換器４にて後述のように所定温度に加温されて受入槽５に送給される。受入槽５では、貯留されている原水の水位が水位センサ１０にて検出され、その水位検出信号ｈが制御部１２に入力される。制御部１２は、水位検出信号ｈに基づいてインバータ１４を作動制御し、供給ポンプ３を駆動することで、上記受入槽５への原水の送給量が制御され、受入槽５の水位が常に一定に維持される。
【００２４】
また、制御部１２は、供給ポンプ３を駆動するインバータ１４に対する作動制御値に応じて熱交換器４のヒータを作動制御し、受入槽５に送給される原水の送給量の変化に応じて加熱量を変化させ、受入槽５に送給される原水の温度が、例えば１８℃〜２２℃となるように制御される。
【００２５】
また、受入槽５内に貯留されている原水の温度が、水温センサ１１にて検出され、その水温検出信号ｔｗが制御部１２に入力されている。制御部１２は、水温検出信号ｔｗに基づいて、受入槽５内の原水の温度が、例えば２０℃±０．５℃の所定温度であるか否かを判断し、所定温度に保持されていない場合には、熱交換器４とインバータ１５を作動制御し、受入槽５内の原水の一部を循環ポンプ９にて戻し経路８を通して熱交換器４の上流側に送給し、熱交換器４を通して受入槽５に戻して、原水の一部を受入槽５と熱交換器４の間で循環させることによって、受入槽５内の原水の温度が上記所定温度に精度良く維持される。
【００２６】
なお、受入槽５内の原水の一部を循環させる際に、熱交換器４のヒータ出力は一定のままで、循環ポンプ９による原水の流量だけを制御しても良いが、上記のように熱交換器４と循環ポンプ９の両方を制御することで、より精度良く原水の温度を一定に制御することができる。さらに、水温センサ１１による水温検出信号ｔｗだけでなく、外気温センサ１３による外気温検出信号ｔａや使用水量信号ｖも制御部１２に入力し、受入槽５内の原水の水温だけでなく、外気温度や使用水量をも加味して、インバータ１５や熱交換器４のヒータ出力を制御すると、受入槽５内の原水の温度をさらに高精度に制御でき、例えば２０℃±０．０５℃という微妙な温度管理の実現も可能となる。
【００２７】
このように受入槽５内の原水は、その水位及び温度が高精度に一定に制御されており、その受入槽５内の原水が、ＲＯ装置６に取り出されて逆浸透膜にて純水が分離処理され、その処理水（純水）がＲＯ水槽７に貯留される。ＲＯ水槽７に貯留された処理水（純水）は、例えばリソグラフィー工法におけるフォトレジストの現像液を作成するための希釈水等として随時に取り出して使用される。その際に、処理水（純水）の温度が高精度に一定に管理されているので、上記現像液などの濃度を精度良く一定に管理することができ、効率的にて精度の良い処理を行うことができる。
【００２８】
こうして、ＲＯ水槽７から処理水を取り出して使用すると、その処理水の使用水量に応じて上記のように受入槽５からＲＯ装置６に原水が取り出され、その結果受入槽５の水位が低下し始めると、制御部１２にて直ちにインバータ１４が作動制御されて供給ポンプ３が駆動され、受入槽５の水位が常に一定に維持される。
【００２９】
なお、循環ポンプ９とインバータ１５を設けずに、仮想線で示すように、調整弁１６ａ、１６ｂを設けた構成では、受入槽５の水位が低下した場合には、調整弁１６ａを開き、調整弁１６ｂを閉じた状態でインバータ１４にて供給ポンプ３を駆動し、原水を送給して受入槽５の水位を一定に維持する。また、受入槽５の原水の温度調整を行うために受入槽５の原水の一部を戻し経路８及び熱交換器４を通して循環させる場合には、調整弁１６ａを閉じ、調整弁１６ｂを開いて、インバータ１４をインバータ１５として機能させ、供給ポンプ３を循環ポンプ９として機能させれば良い。また、原水の受入槽５への送給と循環を同時に行う場合には、調整弁１６ａと調整弁１６ｂの開度を適当に設定して両者を開き、原水の受入槽５への送給量と循環量の合計流量が送給量となるようにインバータ１４を作動制御し、熱交換器４のヒータ出力を制御すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の純水製造方法及び装置は、逆浸透膜分離装置の前段に設けた受入槽内の原水温度に応じて、受入槽内の原水を熱交換器を通して循環させ、受入槽内の水位と温度を一定に制御することで、製造された処理水（純水）の使用量が大きく変化しても、逆浸透膜分離装置にて製造された処理水（純水）の温度を精度良く一定に安定化することができるので、高精度に温度管理された純水を必要とする半導体製造設備等の純水供給装置に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の純水製造装置の概略構成図。
【図２】従来例の純水製造装置の概略構成図。
【図３】他の従来例の純水製造装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００３２】
３  供給ポンプ
４  熱交換器
５  受入槽
６  ＲＯ装置（逆浸透膜分離装置）
８  戻し経路
９  循環ポンプ
１０  水位センサ
１１  水温センサ
１２  制御部
１３  外気温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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