(57)【要約】【課題】半導体基板の洗浄廃液などの被処理液に薬液を注入する排水処理過程で、薬液の注入状況を確実かつ容易に確認でき、安定した注入が可能であり、かつ装置構成が簡便な薬液注入装置を提供することである。【解決手段】薬液タンク１と、薬液圧送ポンプ２と、薬液圧送管３と、この薬液圧送管３に取り付けた薬液注入ノズル４とを備え、薬液タンク１に貯留された薬液Ｄを、薬液圧送ポンプ２により薬液圧送管３内を圧送して薬液注入ノズル４に供給し、供給した薬液Ｄを被処理液の移送管６内を移送される排水５に注入する薬液注入装置で、移送管６に連通し、薬液注入ノズル４を取り付けた、透明合成樹脂からなる薬液注入部７を設けたのである。そして、目視確認を確実かつ容易にするために、必要に応じて、この薬液注入部７に加圧空気を導入し、薬液注入部７内に上昇した排水液面高さＬを抑制できるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液タンクと、薬液圧送管と、この薬液圧送管に取り付けた薬液注入ノズルとを備え、前記薬液タンクに貯留された薬液を、薬液圧送管内を圧送して薬液注入ノズルに供給し、この供給された薬液を、被処理液移送管の液体に注入する薬液注入装置であって、前記被処理液移送管の上部に該移送管に連通する薬液注入部を立設し、該薬液注入部に前記薬液注入ノズルを挿入して接続し、かつ、前記薬液注入部をその内部が目視確認できるように形成したことを特徴とする薬液のライン注入装置。
【請求項２】
前記薬液圧送管に薬液圧送ポンプを設けたことを特徴とする請求項１に記載の薬液のライン注入装置。
【請求項３】
前記薬液注入部に加圧ガスの導入口を設け、この導入口に加圧ガスの供給配管を接続して加圧ガスを導入し、このガス圧により、薬液注入部内に前記被処理液移送管内の静圧により上昇した被処理液の液面高さを抑制し、薬液の注入状況を目視確認できる空間部を確保するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の薬液のライン注入装置。
【請求項４】
前記薬液注入部が透明の合成樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の薬液のライン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排水などの液体中に薬液を注入する装置に係り、詳しくは、薬液の注入状況を確実かつ容易に確認することができ、安定した注入と排水処理ラインの異常の早期発見を可能とする薬液のライン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体基板の製造工程では基板表面に汚染物が付着するために、これらを除去することを目的として洗浄処理が行なわれている。この洗浄処理には、微粒子、金属不純物、有機物や酸化膜などの汚染物に対応して、アンモニア過水、硫酸過水、塩酸過水や希フッ酸などの洗浄液が使用される。通常、これらの洗浄排液の排水管内へ、ｐＨ調整のために硫酸またはカセイソーダなどの薬液が、また浮遊物の凝集のために硫酸バンドー（硫酸アルミニウム溶液）などの薬液が、さらに滅菌のために次亜塩素酸ソーダなどの薬液が注入される。
【０００３】
前記薬液を排水管内へ直接注入して排水処理を行なう従来の薬液のライン注入装置では、薬液が排水管に注入されているかどうかを確実かつ容易に確認できる簡便な方法がないため、専ら、排出口での定期的な水質検査により、前記薬液が適切に注入されているかどうかを確認していた。しかし、この排出口での水質検査によって薬液注入を確認する方法では、迅速性に欠けるため、薬液注入にトラブルが発生した場合には即座に対応できず、水質基準を満たさない排水が排出され、重大な事故につながりかねないおそれがあった。
【０００４】
このような状況に対し、薬液注入を迅速かつ確実に確認する方法として、薬液供給管中に、例えば、フローチェッカー（流量監視計）を取り付け、電気的に確認することは可能である。しかし、設置費用が高価なものとなり、また、薬液の種類によっては誤作動が生じやいため、実用に供しがたい問題点がある。
【０００５】
一方、水質管理のために被処理液に薬液を注入する方法として、図３に示すように、ボイラ給水と蒸気復水の熱的エネルギの循環系Ｓで、薬液注入装置として医療用点滴器２１を用いて、復水タンク２２に薬液を注入する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３９１０４号公報（［０００９］〜［００１９］）
【０００７】
この循環系Ｓでは、復水タンク２２から流出するボイラ給水は、注入した薬液が均一に混合されるように、螺旋溝を有する攪拌器２３で攪拌されて、ポンプ２４により脱気器２５へ送られて脱気され、ポンプ２６により、エコノマイザ２７を経て過熱器３２を有するボイラ２８へ送られて気化し、生成した蒸気が高圧蒸気溜２９から負荷のタービン発電機３０に供給され、復水器３１により気化した蒸気の復水が復水タンク２２に還流する。
【０００８】
前記復水タンク２２にｐＨ調整用などの薬液を注入する薬液注入装置として医療用点滴器２１が用いられ、輸液スタンド３２に保持された薬液容器３３、３４、３５にｐＨ調整用や脱酸用などの薬液が入れられている。薬液容器３３〜３５の下側には透明な点滴筒３６ａ、３６ｂ、３６ｃが接続され、これらの点滴筒３６ａ〜３６ｃにそれぞれ注入量の調整輪を設けたＶクランプ３７ａ、３７ｂ、３７ｃが連結されている。そして、これらのＶクランプ３７ａ〜３７ｃは、２連式の三方活栓３８を介して注入チューブ３９に接続されて、薬液容器３３〜３５内の薬液が注入チューブ３９から復水タンク２２に注入されようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献１に開示された医療用点滴器２１を前述の半導体基板などの洗浄廃液の排水管への薬液注入に用いた場合、透明な点滴筒３６ａ〜３６ｃによって、薬液容器３３〜３５の薬液の注入状況を目視で確認できるものの、注入に伴う薬液容器３３〜３５内の薬液量の変化によって、注入流量が変わるため、注入初期から末期まで、前記Ｖクランプの調整輪を回して、流量調整を頻繁に行なう必要がある。
【００１０】
また、前記Ｖクランプ３７ａ〜３７ｃが点滴筒３６ａ〜３６ｃの下流側にあるため、薬液容器３３〜３５からの滴下量自体を制御せず、Ｖクランプ３７ａ〜３７ｃの調整輪の開度調整のみで注入量を制御することになり、長時間にわたる精度よい注入量の制御は行なえない。さらに、比較的小容量の薬液容器内の薬液を使い切ると、新たな薬液容器と取り替えるか、薬液容器内に薬液を補給しなければならなく、その作業が煩雑となる。
【００１１】
そして、前記排水管内には静圧が作用しているため、排水が薬液注入量を調整するＶクランプ３７ａ〜３７ｃの方へ逆流し、現実には、薬液を正常に排水管内に注入することが困難となる。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、半導体基板の洗浄排液などの被処理液に薬液を注入する排水処理過程で、薬液の注入状況を確実かつ容易に確認でき、安定した注入が可能であり、かつ装置構成が簡便な薬液注入装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。即ち、薬液タンクと、薬液圧送管と、この薬液圧送管に取り付けた薬液注入ノズルとを備え、前記薬液タンクに貯留された薬液を、薬液圧送管内を圧送して薬液注入ノズルに供給し、この供給された薬液を、被処理液移送管の液体に注入する薬液注入装置で、前記被処理液移送管の上部に該移送管に連通する薬液注入部を立設し、該薬液注入部に前記薬液注入ノズルを挿入して接続し、かつ、前記薬液注入部をその内部が目視確認できるように形成したのである。
【００１４】
このように、この薬液注入装置では薬液タンクから薬液を圧送して薬液注入ノズルに供給するため、薬液注入部内に被処理液移送管内の排水などの液体の静圧が作用しても、薬液注入部内に挿入した薬液注入ノズルから薬液を滴下させて、前記液体に注入することができる。なお、前記薬液タンク内の薬液Ｄの液面を、通常、排水などの液体が満管状態で移送される被処理液移送管内の静圧に打ち勝つ程度に、薬液圧送管よりも高く維持することにより、薬液を圧送して薬液注入ノズルに供給することができる。また、上述のように、被処理液移送管内には静圧が作用するため、薬液注入部を気密状態に保持することにより、薬液注入部内の前記液体表面の上部に、薬液ノズルからの薬液を滴下させる空間部を確保することができる。
【００１５】
そして、少なくとも薬液注入部の上記空間部を可視化しておけば、薬液が薬液注入ノズルから薬液注入部内に供給されているかどうかを確実かつ容易に、しかも即座に目視確認することができる。それにより、排水処理ラインの異常を早期発見することが可能で、重大事故への進展を未然に防止することができる。
【００１６】
通常、排水のｐＨ調整用の薬液として、硫酸またはカセイソーダが用いられ、また、微粒子等の浮遊物の凝集剤として硫酸アルミニウム溶液が用いられる。これらの薬液の比重は、一般に排水の比重よりも大きいため、薬液注入部から排水管路内へ重力沈降する。そして、被処理液移送管、即ち排水管路内での排水流れの乱れによる渦巻いた複雑な運動により、混合タンクや攪拌機を設けなくても、注入された薬液が混合攪拌され、中和反応や浮遊物の凝集処理が促進され、装置構成が簡便化され、設備コスト面で利点がある。
【００１７】
前記薬液圧送管に薬液圧送ポンプを設けることが望ましい。
【００１８】
このようにすれば、薬液タンク内の薬液の液面と薬液圧送管との相対高さに関係なく、薬液を圧送して薬液注入ノズルに供給することができるため、この薬液のライン注入装置を設置する上で融通がきくなどの利点がある。
【００１９】
前記薬液注入部に加圧ガスの導入口を設け、この導入口に加圧ガスの供給配管を接続して加圧ガスを導入し、このガス圧により、薬液注入部内に前記被処理液移送管内の静圧により上昇した被処理液の液面高さを抑制し、薬液の注入状況を目視確認できる空間部を確保することができる。
【００２０】
前記薬液注入部は被処理液移送管と連通しており、この被処理液移送管内の静圧により、排水などの被処理液の液面が薬液注入部内を、その内圧とバランスするまで上昇する。このとき、前記移送管路内の静圧に逆比例して前記液面と薬液注入部の内面との空間部の高さが減少するために、管内流量が多くなってこの静圧が大きくなり過ぎると、薬液の注入状況の確認に必要な空間部高さを確保できない場合が生じる。このため、上記のように、薬液注入部内に加圧ガスを導入し、液面の上側から前記静圧とバランスするガス圧を作用させ、液面高さを抑制することにより、薬液注入状況を確実かつ容易に確認できる空間部高さを安定して確保することができる。なお、前記加圧ガスとして、加圧空気や加圧窒素などを用いることができ、その圧力は前記移送管内の静圧に対応させて、通常、１００〜５００ｋＰａ程度の範囲で設定される。そして、前述のように、薬液は薬液タンクから圧送されて薬液注入ノズルに供給されるため、このガス圧の作用下でも薬液を薬液注入部内に注入することができる。
【００２１】
前記薬液注入部を透明の合成樹脂により形成することが望ましい。
【００２２】
例えば、耐薬品性に優れた透明の塩化ビニル樹脂などの透明の合成樹脂で前記目視確認部を形成すれば、透明ガラスを用いる場合に比べて薬液注入部を軽量化でき、また、破損しにくく、実用に足る耐久性を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付の図１および図２に基づいて説明する。
【００２４】
図１は実施形態の薬液のライン注入装置の構成を示したもので、この薬液注入装置は、薬液タンク１と、薬液圧送ポンプ２と、薬液圧送管３と、薬液注入ノズル４とを備え、被処理液移送管、例えば、半導体基板の洗浄排液などの排水５の移送管６に連通した薬液注入部７が立設され、この薬液注入部７の上部に薬液注入ノズル４が挿入されている。
【００２５】
また、前記薬液圧送管３の薬液圧送ポンプ２と薬液注入ノズル４との間にはニードル弁などの操作が簡単で微量調整が可能な流量調節弁８が設けられ、その前方に逆流防止用のチェッキ弁９が設けられて、薬液圧送管３は、その前端の位置Ａでフランジにより閉鎖されている。さらに、前記薬液注入部７には、その内部に加圧ガス、即ち加圧空気を導入できるように、圧力調節弁１０を取り付けた加圧空気用配管１１が加圧空気供給源１２に接続されている。
【００２６】
前記薬液注入部７は、その詳細を図２に示すように、円筒状の薬液注入管７ａと、移送管６に設けた円筒状の受け用円管部７ｂと、円形蓋１４とからなり、薬液注入管７ａの上端および下端にはフランジ１３ａおよび１３ｂが設けられ、受け用円管部７ｂの上端にはフランジ１３ｃが設けられている。そして、この薬液注入管７ａは、その下端側のフランジ１３ｂで受け用円管部７ｂの上端のフランジ１３ｃと接続され、上端側のフランジ１３ａが薬液注入ノズル４を取り付けた円形蓋１４と接続されている。なお、薬液注入管７ａと受け用円管部７ｂとの接続は必ずしもフランジ接続でなくてもよく、溶接等の手段により接続することもできる。また、薬液注入管７ａと円形蓋１４についても、溶接等により接続することができる。
【００２７】
前記薬液注入ノズル４にはその上端にフランジ４ａが取り付けられ、薬液圧送管３から分岐した、先端にフランジ１５ａが取り付けられた注入用支管１５に、位置Ｂでフランジ接続されている。このようにして、薬液注入ノズル４の先端が薬液注入管７ａ内に挿入され、この薬液注入管７ａは、前記受け用円管部７ｂを介して移送管６に連通している。そして、薬液注入管７ａの円周壁には、前記加圧空気用配管１１を接続するための加圧空気の導入口１６が設けられている。なお、薬液注入ノズル４と注入用支管１５との接続は必ずしもフランジ接続でなくてもよく、一挙動で接続が行なえるカプラまたは溶接等の接続手段を用いることもできる。
【００２８】
前記円形蓋１４と薬液注入管７ａの上側のフランジ１３ａと円形蓋１４間、薬液注入管７ａの下側のフランジ１３ｂと受け用円形管７ｂのフランジ１３ｃ間、および薬液注入ノズル４のフランジ４ａと注入用支管１５のフランジ１５ａ間には、図示を省略したガスケットが、また、薬液注入ノズル４の円形蓋１４への挿入部には図示を省略したＯリングが、それぞれ装着され、そして、図１に示した、加圧ガスの導入口１６と加圧ガス供給用の配管１１との位置Ｃでの接続部にもガスケットが装着されている。このようにして、薬液注入部７の気密性が維持されている。また、前記圧力調節弁１０の前方、即ちその出側にチェッキ弁を設けるようにしてもよい。
【００２９】
前記薬液注入管７ａは、耐薬品性に優れた、透明の塩化ビニル樹脂などの透明合成樹脂で形成されている。そして、この薬液注入管７ａは、移送管６内の静圧により上昇した排水液面Ｌと円形蓋１４との間に、薬液注入ノズル４から排水液面Ｌに滴下される薬液滴ＤＰを目視確認できる空間部Ｒが保てる高さを有する。また、この薬液注入管７ａの内径は、受け用円管部７ｂの内径と等しくし、薬液注入ノズル４の挿入に支障がなく、注入された薬液が移送管６内に混入しやすい等の観点から、例えば、２００Ａの移送管６に対しては５０Ａの配管の内径程度、即ち、移送管６の１／４程度の内径を確保しておくことが望ましい。
【００３０】
前記薬液注入ノズル４も塩化ビニル樹脂などの耐薬品性に優れた合成樹脂で形成され、そのノズル内径は、ノズル先端内周縁と薬液との界面張力の作用により、薬液の滴下が可能な程度の大きさに形成され、薬液の種類や注入流量に応じて、異なる内径の薬液注入ノズル４を、例えば、図２に示したように、フランジ接続などにより、注入用支管１５に容易に着脱できるようになっている。
【００３１】
なお、前記受け用円管部７ｂと薬液注入管７ａとを一体化して、透明の合成樹脂からなる薬液注入管を移送管６に直接設けてもよい。また、前記薬液注入管７ａは必ずしも円筒状である必要はなく、例えば、ボックス状に形成してもよい。さらに、必ずしも全体を透明の合成樹脂で形成する必要はなく、部分的に、即ち薬液注入ノズル４からの薬液の滴下状況を確認できる大きさを透明の合成樹脂で形成することにより可視化してもよい。さらに、透明の合成樹脂の代わりに透明の硬質ガラス等の無機ガラスを用いることもできる。
【００３２】
そして、移送管６に複数種類の薬剤を注入する場合には、薬液の種類に応じて薬液タンク１も複数設け、これらの薬液タンク１に対応して、前記薬液注入ラインを複数設け、移送管６に所要の薬液をそれぞれ注入することができる。
【００３３】
この発明の実施形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。
【００３４】
前記薬液タンク１に貯留された中和用などの薬液Ｄは、薬液圧送ポンプ２により薬液圧送管３内を圧送され、注入用支管１５を経て薬液注入ノズル４に供給される。その際、流量調整弁８で注入流量が制御される。前述のように、薬液注入部７が気密に形成され、また、薬液注入管７ａ内には排水５が満管状態で流れているため、移送管６の静圧とバランスした圧力が作用し、円形蓋１４と排水液面Ｌとの間に空間部Ｒが形成されている。薬液Ｄは、圧送により薬液注入ノズル４に供給されるため、この圧力の作用下で、薬液注入ノズル４から薬液滴ＤＰとなって薬液注入管７ａの空間部Ｒを落下し、前記静圧により受け用円管部７ｂ内を上昇した排水液面Ｌに注入される。
【００３５】
この注入された薬液は、一般に排水の比重よりも大きいため、薬液注入管７ａから移送管６の管路内へ重力沈降する。そして、移送管６内での排水流れの乱れによる渦巻いた複雑な運動により、混合タンクや攪拌機を設けない簡便な装置構成で、注入された薬液が混合攪拌され、中和反応や浮遊物の凝集処理などが促進されて排水処理が効果的に行なわれる。
【００３６】
前記薬液注入管７ａは透明の合成樹脂によって形成されているため、中和用などの薬液Ｄが薬液注入ノズル４から薬液注入管７ａ内に供給されているかどうかを確実かつ容易に、しかも即座に目視確認することができる。それにより、移送管６の途中に高価なフローチェッカー等の電気的検出手段を設けずに済むため経済的であり、また、移送管６の出側で水質検査を行う方法に比べて迅速な確認が可能となるため、排水処理ラインの異常を早期発見し、重大事故への進展を未然に防止することができる。
【００３７】
前記移送管６の排水流量が多くなるなどして静圧が大きくなり、排水液面Ｌが上昇し過ぎる場合には、薬液注入管７ａに設けた加圧ガスの導入口１６から加圧空気を導入して排水液面Ｌの上昇を抑制することにより、薬液注入ノズル４から滴下する薬液滴ＤＰを目視確認できる空間部Ｒを確保することができる。
【００３８】
また、薬液圧送管３には流量調節弁８を設けているので、薬液の注入量を必要に応じて増減することができ、水質基準内に収まるように排水を確実に処理することができる。さらに、薬液圧送管３の流量調節弁８の前方にチェック弁９を設けたので、薬液注入管７内で排水液面が上昇し過ぎた場合に、排水の薬液圧送管３内への逆流を防止することができ、薬液タンク１や、薬液圧送ポンプ２、流量調節弁８などの薬液の供給系統が汚染から保護される。そして、このチェッキ弁９は、薬液の注入開始時または注入終了時に、圧送用ポンプ２の急激な始動または停止を行なった場合に発生しがちな水撃作用を防止する機能をも有し、配管機器類の損傷回避など、薬液圧送管３の管路の安全が確保される。
【００３９】
なお、排水５などの被処理液の濃度や流量によっては、流量調節弁８の開度を大きくして、薬液Ｄを薬液注入ノズル４から、滴下させずに連続的に注入することも可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、薬液タンクから薬液を圧送して半導体基板などの洗浄排液の排水管へ直接注入する薬液のライン注入装置において、薬液注入ノズルと排水移送管との間に透明合成樹脂からなる薬液注入管を設けて薬液の滴下状態を可視化したので、薬液注入管内に排水移送管の静圧が作用していても、薬液が薬液注入ノズルから滴下して排水液面に注入され、この薬液が正常に注入されているかどうかを確実かつ容易に目視確認することができる。それにより、安価な方法で、排水処理ラインの異常を早期発見し、重大事故への進展を未然に防止することが可能であり、装置構成が簡便な薬液の注入装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の薬液のライン注入装置の構成を示す説明図。
【図２】図１の薬液注入部を示す断面図
【図３】従来技術の薬液注入装置を組込んだボイラ給水の循環系を示す説明図
【図４】図３の薬液注入装置を示す説明図
【符号の説明】
１：薬液タンク          ２：薬液圧送ポンプ        ３：薬液圧送管
３ａ、４ａ：フランジ    ４：薬液注入ノズル        ５：排水
６：移送管              ７：薬液注入部          ７ａ：薬液注入管
７ｂ：受け用円管部        ８：流量調節弁            ９：チェッキ弁
１０：圧力調節弁        １１：加圧空気用配管      １２：加圧空気供給源
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：フランジ  １４：円形蓋    １５：注入用支管
１５ａ：フランジ          １６：導入口              Ｄ：薬液
ＤＰ：薬液滴                Ｌ：排水液面            Ｒ：空間
Ａ、Ｂ、Ｃ：位置
【図１】
2004167313.tif 000003
【図２】
2004167313.tif 000004
【図３】
2004167313.tif 000005
【図４】
2004167313.tif 000006