JP2016215124A - 純水精製装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イオン交換樹脂の交換時期を容易に把握することができる純水精製装置を提供すること。
【解決手段】純水精製装置は加工装置としての切削装置からの廃液を純水に精製する。純水精製装置は、送水される清水を純水に精製するイオン交換手段５３，５４と、イオン交換手段５３，５４によって精製された純水をイオン交換手段５３，５４から送出する吸引ポンプと、を備える。イオン交換手段５３，５４は、イオン交換樹脂７４と、イオン交換樹脂７４を収容し、上方の流入口７１から供給された清水を下方の排出口７２から排出し、透光性を備える容器７３と、容器７３内で沈殿するイオン交換樹脂７４の体積が所定量以下に減少したことを検知する検知部８０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、純水精製装置に関する。

半導体デバイスや樹脂パッケージ基板、セラミックス基板等の切削や研削に切削装置や研削装置が用いられている。これらの装置は、加工水を供給しながら被加工物を加工するという特徴がある。半導体デバイスの製造工程では、デバイスへ不純物が付着するのを防ぐため、加工水として純水が用いられる。半導体製造工場では、大規模な純水製造設備を設け、コストを掛けて純水を製造している。切削装置や研削装置で使用される加工水は毎分４〜３０リットルにも及ぶため、純水のリサイクルの要望があった。そこで、加工装置の排水を純水に精製するコンパクトで安価な純水精製装置を開発した（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に示された純水精製装置のイオン交換手段は、イオン交換樹脂を耐圧容器に収容し、所定以上の圧力で清水を注入し、純水を排出していた。そのため、容器コストが係り、安価にイオン交換樹脂の交換ができないという課題があった。そこで、本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、イオン交換手段の供給排出配管内の水圧を調整することで、イオン交換樹脂を収容する容器の簡易化、例えば単層樹脂で形成する事を提案している。

特開２０１１−４１８７８号公報

また、イオン交換樹脂の交換タイミングは、イオン濃度の上昇により検知していたが、清水中のイオン量の変動や、使用する加工水量に変動があるため、イオン濃度の上昇を予め予知する事は難しく、設備担当者は交換用のイオン交換樹脂を多めに在庫しておく必要があった。

本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、イオン交換樹脂の交換時期を容易に把握することができる純水精製装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の純水精製装置は、送水される清水を純水に精製するイオン交換手段と、該イオン交換手段によって精製された純水を該イオン交換手段から送出する送出手段と、を備える純水精製装置であって、該イオン交換手段は、イオン交換樹脂と、該イオン交換樹脂を収容し、上方の流入口から供給された清水を下方の排出口から排出し、透光性を備える容器と、該容器内で沈殿する該イオン交換樹脂の体積が所定量以下に減少したことを検知する検知部と、を備えることを特徴とする。

また、前記純水精製装置では、該検知部は、該容器に形成された目盛りであるものとすることができる。

また、前記純水精製装置では、該検知部は、光学センサであり、該イオン交換樹脂の体積が所定量以下に減少したことを検知した場合、報知手段でその旨を報知させるものとすることができる。

本願発明の純水精製装置は、イオン交換樹脂を収容する容器が透光性を備える容器であり、イオン交換樹脂が容器内で沈殿する構成であることから、検知部を用いて、イオン交換により体積が減少したイオン交換樹脂の体積減少を検知できるため、イオン交換樹脂の交換時期を容易に把握することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る純水精製装置と隣接される加工装置としての切削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る純水精製装置の構成例を分解して示す分解斜視図である。 図３は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段を示す側断面図である。 図４は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段の接続部材を示す図である。 図５は、実施形態に係る純水精製装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段内のイオン交換樹脂の一例を示す断面図である。 図７は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段内のイオン交換樹脂の他の例を示す断面図である。 図８は、実施形態の変形例に係る純水精製装置のイオン交換手段の要部を示す側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る純水精製装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係る純水精製装置と隣接される加工装置としての切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る純水精製装置の構成例を分解して示す分解斜視図である。図３は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段を示す側断面図である。図４（ａ）は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段の接続部材を示す側面図である。図４（ｂ）は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段の接続部材を示す上面図である。図５は、実施形態に係る純水精製装置の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段内のイオン交換樹脂の一例を示す断面図である。図７は、実施形態に係る純水精製装置のイオン交換手段内のイオン交換樹脂の他の例を示す断面図である。

実施形態に係る純水精製装置１は、図１に示す加工装置としての切削装置１００に隣接されて配置される。切削装置１００は、図１に示すように、被加工物Ｗを保持するチャックテーブル１１０と、チャックテーブル１１０に保持された被加工物Ｗを切削するための切削ブレード１２１と切削ブレード１２１に切削水（加工水に相当）を供給する切削供給ノズル１２２とを備えた切削手段１２０と、チャックテーブル１１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段（図示せず）と、切削手段１２０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段（図示せず）と、切削手段１２０をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１１０をＺ軸と平行な軸心回りに回転させる回転駆動源（図示せず）等を備えている。切削装置１００は、Ｘ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段と、Ｚ軸移動手段及び回転駆動源により、チャックテーブル１１０と切削手段１２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸と平行な軸心回りに相対的に移動させて、被加工物Ｗを切削してチップに分割するものである。

なお、被加工物Ｗは、本実施形態では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。また、本発明では、被加工物Ｗは、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板などであってもよい。被加工物Ｗは、図１に示すように、粘着シートＳに貼着され、粘着シートＳに環状フレームＦが貼着されて、粘着シートＳを介して環状フレームＦに装着される。

また、切削装置１００は、切削前後の被加工物Ｗを複数収容するカセットエレベータ１３０と、カセットエレベータ１３０に被加工物Ｗを出し入れする搬出入手段１４０と、切削後の被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段１５０と、搬出入手段１４０とチャックテーブル１１０と洗浄手段１５０とに亘って被加工物Ｗを搬送する搬送手段１６０と、を備えている。

切削装置１００は、搬出入手段１４０によりカセットエレベータ１３０内から切削前の被加工物Ｗを取り出し、取り出された被加工物Ｗを搬送手段１６０によりチャックテーブル１１０に搬送する。そして、切削装置１００は、チャックテーブル１１０により被加工物Ｗを保持し、Ｘ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段と、Ｚ軸移動手段及び回転駆動源により、チャックテーブル１１０と切削手段１２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸回りに相対的に移動させて、切削水を供給しながら被加工物Ｗを切削してチップに分割する。切削装置１００は、切削後の被加工物Ｗを搬送手段１６０によりチャックテーブル１１０から洗浄手段１５０に搬送した後、洗浄手段１５０により洗浄する。そして、切削装置１００は、洗浄後の被加工物Ｗを搬送手段１６０により搬出入手段１４０に搬送し、搬出入手段１４０によりカセットエレベータ１３０内に収容する。

純水精製装置１は、切削装置１００からの切削屑と切削水などからなる廃液を純水に精製して再利用するためのものである。純水精製装置１は、図２に示すように、廃液収容手段２０と、廃液ろ過手段３０と、清水収容手段４０と、純水精製手段５０と、純水温度調整手段９０と、検知部８０と、制御手段２００と、報知手段３００とを備える。

廃液収容手段２０は、切削装置１００により排出された廃液を収容するものである。廃液収容手段２０は、配管２３を通して切削装置１００から供給された廃液を収容する廃液タンク２１と、廃液タンク２１内の廃液を送給する廃液送給ポンプ２２を備えている。

廃液ろ過手段３０は、廃液収容手段２０から送給された廃液から切削屑を除去して清水に精製するものである。廃液ろ過手段３０は、廃液収容手段２０から送給された廃液が配管３１を介して導入される第１のフィルタ３２と、廃液が配管３１を介して導入される第２のフィルタ３３と、第１のフィルタ３２及び第２のフィルタ３３を着脱自在に設けた清水受けパン３６などを備えている。廃液送給ポンプ２２と第１のフィルタ３２及び第２のフィルタ３３とを接続する配管３１には、電磁開閉弁３４ａ，３４ｂが設けられている。電磁開閉弁３４ａ，３４ｂが開くと、第１のフィルタ３２及び第２のフィルタ３３に廃液が導入される。また、配管３１には、廃液の圧力を検知する圧力検知手段３５が取り付けられている。

第１のフィルタ３２及び第２のフィルタ３３は、導入された廃液をろ過し、廃液中の切削屑を捕捉して、清水に精製する。第１のフィルタ３２及び第２のフィルタ３３は、精製した清水を清水受けパン３６上に流出する。清水受けパン３６は、フレキシブルホースなどからなる配管３７を通して清水を清水収容手段４０に送る。

清水収容手段４０は、廃液ろ過手段３０からの清水を貯留するものである。清水収容手段４０は、配管３７を通して廃液ろ過手段３０から供給された清水を収容する清水貯留タンク４１を備えている。

純水精製手段５０は、清水を純水に精製するものである。純水精製手段５０は、加圧ポンプ５１と、紫外線照射手段５２と、第１のイオン交換手段５３と、第２のイオン交換手段５４と、吸引ポンプ５５（送出手段に相当）と、精密フィルタ５６などを備える。加圧ポンプ５１は、清水貯留タンク４１内の清水を配管５７を通して紫外線照射手段５２に送給する。紫外線照射手段５２は、導入された清水に紫外線を照射して有機物を分解し殺菌する。紫外線照射手段５２は、配管５８を通して第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の流入口７１（図３に示す）に接続している。紫外線照射手段５２と第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４とを接続する配管５８には、電磁開閉弁５９ａ，５９ｂが設けられている。電磁開閉弁５９ａ，５９ｂが開くと、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４に清水が導入される。

第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４は、清水収容手段４０から送水される清水をイオン交換して純水に精製するものである。また、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の排出口７２（図３に示す）と吸引ポンプ５５と精密フィルタ５６とを接続する配管６０には、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の排出口７２からの純水の圧力を検知する圧力検知手段６１ａ，６１ｂが取り付けられている。

吸引ポンプ５５は、圧力検知手段６１ａ，６１ｂよりも下流側に配置され、配管６０内の第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４によって精製された純水を第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４から所定の水圧で精密フィルタ５６及び純水温度調整手段９０に向けて送出する。なお、本実施形態では、吸引ポンプ５５は、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４によって精製された純水を所定の圧力としての０．３ＭＰａ（ゲージ圧）で配管６０を通して精密フィルタ５６に送出する。精密フィルタ５６は、イオン交換樹脂７４（図３に示す）などの樹脂屑などの微細な物質を捕捉するものである。純水温度調整手段９０は、純水を所定温度に調整して切削装置１００の切削水供給手段に循環するものである。

第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４は、図３に示すように、流入口７１と排出口７２を備え、排出口７２に配管６０を介して吸引ポンプ５５が連結される容器７３と、容器７３に収容されるイオン交換樹脂７４とから構成される。

容器７３は、イオン交換樹脂７４を収容し、上方の流入口７１から供給された清水を下方の排出口７２から排出するものである。容器７３は、図３に示すように、流入口７１を備える天井部７３ａと、排出口７２を備えかつ天井部７３ａに対面しかつ天井部７３ａよりも下方に配置される底部７３ｂと、天井部７３ａと底部７３ｂとを連結する円筒状の側部７３ｃとを有して、流入口７１と排出口７２とを除いて内部が密閉されている。流入口７１と排出口７２とは、円筒状に形成され、天井部７３ａ、底部７３ｂ及び側部７３ｃと同軸に配置されている。天井部７３ａと底部７３ｂとは、外観が円錐台形状に形成されている。

容器７３は、ＰＯ（polyolefin）、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＥ（polyethylene）、ＰＶＣ（polyvinyl chloride）などで構成され、透光性を備える単層樹脂で形成されている。容器７３は、０．１５ＭＰａ（ゲージ圧）〜−０．０１ＭＰａ（ゲージ圧）程度の内部の水圧に耐えることができる程度の強度を有している。このために、容器７３は、内部の水圧が大きく変化すると、内部の水圧に応じて変形することとなる。容器７３は、射出成型、ブロー成型、押し出し成型などの安価に大量に生産可能な方法により製造される。

また、容器７３は、清水を供給する配管５８を流入口７１に接続する接続手段７５と、純水を送出する配管６０を排出口７２に接続する流出側接続手段７６とを備えて、常に上方の流入口７１から清水が容器７３内に供給される。なお、接続手段７５と流出側接続手段７６とは、構成が等しいので、以下、接続手段７５を代表して説明する。

接続手段７５は、配管５８を流入口７１に接続する接続部材７７と、配管５８と接続部材７７に固定可能で、接続部材７７を流入口７１に固定可能な着脱キャップ７８とを備えている。接続部材７７は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、配管５８と連結し、配管５８を流入口７１に固定する連結固定部７７ａと、容器７３内に挿入され、清水を容器７３に供給する導入管部７７ｂを一体に備える。連結固定部７７ａは、円筒状に形成され、かつ、流入口７１内に通されて容器７３外に突出するとともに、配管５８内に挿入されて配管５８と連結する。

導入管部７７ｂは、連結固定部７７ａの容器７３の内側の端部に連なっている。導入管部７７ｂは、外観が円錐台形状に形成されている。導入管部７７ｂの排出口７２と対面する底部７７ｃは、連結固定部７７ａの外径よりも広く形成されている。導入管部７７ｂの連結固定部７７ａと底部７７ｃとを連結する側面７７ｄは、連結固定部７７ａから底部７７ｃに向かうにしたがって徐々に外径が広くなる様に傾斜している。この傾斜した側面７７ｄには、清水を容器７３内に導く噴出口７７ｅが周方向沿って間隔をあけて形成されている。本実施形態では、噴出口７７ｅは、連結固定部７７ａから底部７７ｃに向かう方向に直線状に延びている。なお、底部７７ｃには、開口や孔などが一切設けられていない。

導入管部７７ｂは、配管５８を通して清水が供給される。導入管部７７ｂに供給された清水は、底部７７ｃが邪魔板となり、噴出口７７ｅを通して容器７３内に供給される。そして、導入管部７７ｂの噴出口７７ｅから容器７３内に供給される清水は、底部７７ｃによって跳ね返されて、噴出口７７ｅから斜め上方に向かって放射状に噴出する。

また、流出側接続手段７６の接続部材７７は、図３に示すように、連結固定部７７ａが排出口７２内に通されて容器７３外に突出するとともに、配管６０内に挿入されて配管６０と連結し、導入管部７７ｂが、底部７７ｃが流入口７１と対面した状態で容器７３内に挿入され、側面７７ｄが連結固定部７７ａから底部７７ｃに向かうにしたがって徐々に外径が広くなる様に傾斜している。流出側接続手段７６の接続部材７７は、イオン交換樹脂７４により精製された純水を噴出口７７ｅから取り込んで、取り込んだ純水を導入管部７７ｂを通して配管６０に供給する。

着脱キャップ７８は、接続部材７７の連結固定部７７ａを流入口７１及び排出口７２に着脱自在とするものである。着脱キャップ７８は、二層構造であったり、複数の材料を組み合わせて構成されてもよい。イオン交換樹脂７４としては、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂のうちの少なくとも一方などが用いられる。なお、本実施形態では、イオン交換樹脂７４として、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂の両方が所定の割合で容器７３内に充填されている。カチオン交換樹脂は、アニオン交換樹脂よりも比重が大きい。イオン交換樹脂７４は、清水が供給されると、イオン分が吸着して、体積収縮を起こし、イオン交換樹脂７４間に隙間を生じさせる。

具体的には、カチオン交換樹脂は、清水中の陽イオンを取ってＨ^＋を放出し、アニオン交換樹脂は、陰イオンを取ってＯＨ⁻を放出する。カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂などのイオン交換樹脂７４中のＨ^＋やＯＨ⁻は、Ｈ_２Ｏとくっついて存在しており、交換されるイオンと比較して体積が大きい。このために、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂などのイオン交換樹脂７４は、イオン交換を実施していくと体積が徐々に減少する。また、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂などのイオン交換樹脂７４は、光を通さない（透光性を備えない）。

第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４は、流入口７１から導入された清水を容器７３内のイオン交換樹脂７４間に導き、イオン交換樹脂７４によりイオン交換して純水に精製し、排出口７２から吸引ポンプ５５に送り出す。

検知部８０は、容器７３内で沈殿するイオン交換樹脂７４の体積が所定量以下に減少したことを検知するものである。検知部８０は、発光部８１と、第１の受光部８２と、第２の受光部８３とを備える光学センサである。発光部８１は、容器７３の上端部に取り付けられ、容器７３の内側に向けて光を照射する。

第１の受光部８２と第２の受光部８３は、容器７３の上端部でかつ容器７３の中心を挟んで発光部８１と反対側に配置される。第１の受光部８２と第２の受光部８３は、発光部８１が照射した光を噴出口７７ｅを通して受光可能である。第１の受光部８２と第２の受光部８３は、発光部８１が照射した光を受光したことを示す情報を制御手段２００に出力する。

第１の受光部８２は、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いている旨を示す位置に配置されている。イオン交換樹脂７４は、イオン交換を実施していくと、体積が減少するが、第１の受光部８２が発光部８１からの光を受光すると、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いたことを示す。即ち、発光部８１が照射した光を第１の受光部８２が受光すると、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いていることを示す。

第２の受光部８３は、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期である旨を示す位置に配置されている。第２の受光部８３は、第１の受光部８２の下方に配置される。第２の受光部８３が発光部８１からの光を受光すると、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期であることを示す。即ち、発光部８１が照射した光を第２の受光部８３が受光すると、容器７３内のイオン交換樹脂７４の体積が交換時期である所定量以下に減少したことを示す。

制御手段２００は、純水精製装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、純水精製装置１により廃液を純水に精製させるものである。制御手段２００は、圧力検知手段３５，６１ａ，６１ｂの検知結果に基いて、電磁開閉弁３４ａ，３４ｂ，５９ａ，５９ｂ、加圧ポンプ５１及び吸引ポンプ５５を制御して、廃液を廃液収容手段２０に収容した後、廃液ろ過手段３０でろ過して清水に精製し、清水を清水収容手段４０に収容した後、純水精製手段５０で純水に精製し、精密フィルタ５６及び純水温度調整手段９０に向けて送出して、純水精製装置１により廃液を純水に精製させる。なお、制御手段２００は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。また、制御手段２００には、純水精製開始情報などの処理情報を入力する操作盤（図示せず）が接続されている。

制御手段２００は、純水精製装置１に廃液を純水に精製させる際には、吸引ポンプ５５から精密フィルタ５６に送出される純水の圧力を０．３ＭＰａ（ゲージ圧）に調整する。そして、制御手段２００は、圧力検知手段６１ａ，６１ｂの検知結果に基いて、配管６０内即ち排出口７２から流出される純水の圧力が０ＭＰａ（ゲージ圧）から−０．０１ＭＰａ（ゲージ圧）となるように、加圧ポンプ５１を制御する。即ち、制御手段２００は、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の容器７３内の純水の圧力を０ＭＰａ（ゲージ圧）から−０．０１ＭＰａ（ゲージ圧）に維持する。

なお、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の容器７３内の純水の圧力が−０．０１ＭＰａ（ゲージ圧）よりも低くなると、容器７３内にイオン交換樹脂７４に付着していた気泡が大量に発生して、イオン交換樹脂７４の性能を充分に発揮できなくなる。また、第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の容器７３内の純水の圧力が０ＭＰａ（ゲージ圧）よりも高くなると、容器７３内に正圧がかかり、容器７３を頑丈な圧力容器とする必要があるからである。こうすることで、純水精製装置１は、吸引ポンプ５５によって第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４にかかる吸引力を、加圧ポンプ５１の清水の加圧によって緩和する。

報知手段３００は、容器７３内のイオン交換樹脂７４の体積が交換時期である所定量以下に減少したことを報知するものである。本実施形態では、報知手段３００は、第１の受光部８２が発光部８１からの光を受光した際、即ち、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いた際に、ランプを点灯したり、音を発したりして第１の報知の態様で報知する。報知手段３００は、第２の受光部８３が発光部８１からの光を受光した際、即ち、検知部８０が容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期である体積が所定量以下に減少したことを検知した場合、その旨を、ランプを点灯したり、音を発したりして第２の報知の態様で報知する。報知手段３００は、第１の報知よりも強い態様で第２の報知を行う。

次に、純水精製装置１が廃液を純水に精製する際の制御手段２００のフローチャートの一例を図５に基づいて説明する。制御手段２００は、純水精製装置１が廃液を純水に精製している際に、まず、第１の受光部８２が発光部８１からの光を受光したか否かを判定する（ステップＳＴ１）。制御手段２００は、第１の受光部８２が発光部８１からの光を受光していないと判定する（ステップＳＴ１：Ｎｏ）と、ステップＳＴ１を繰り返し、第１の受光部８２が発光部８１からの光を受光したと判定する（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）と、第１の報知の態様で報知手段３００を作動させる（ステップＳＴ２）。なお、第１の受光部８２が発光部８１からの光を受光すると、図６に示すように、容器７３内のイオン交換樹脂７４が発光部８１と第１の受光部８２とを結ぶ直線よりも下方に位置することとなる。

次に、制御手段２００は、第２の受光部８３が発光部８１からの光を受光したか否かを判定する（ステップＳＴ３）。制御手段２００は、第２の受光部８３が発光部８１からの光を受光していないと判定する（ステップＳＴ３：Ｎｏ）と、ステップＳＴ３を繰り返し、第２の受光部８３が発光部８１からの光を受光したと判定する（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）と、第２の報知の態様で報知手段３００を作動させて（ステップＳＴ４）、純水精製装置１を停止させる。このように、純水精製装置１は、検知部８０がイオン交換樹脂７４の体積が所定量以下に減少したことを検知した場合、報知手段３００でその旨を報知させる。なお、第２の受光部８３が発光部８１からの光を受光すると、図７に示すように、容器７３内のイオン交換樹脂７４が発光部８１と第２の受光部８３とを結ぶ直線よりも下方に位置することとなる。

以上のように、実施形態に係る純水精製装置１によれば、イオン交換樹脂７４を収容する容器７３が透光性を備える容器７３であり、イオン交換樹脂７４が容器７３内で沈殿する構成であることから、光学センサである検知部８０を用いて、イオン交換により体積が減少したイオン交換樹脂７４の体積減少を検知することができる。したがって、純水精製装置１は、イオン交換樹脂７４の交換時期を容易に把握することができる。

また、純水精製装置１は、検知部８０が光学センサであり、イオン交換樹脂７４の体積が所定量以下に減少したことを検知した場合、報知手段３００でその旨を第２の報知の態様で報知させる。このために、純水精製装置１は、検知部８０がイオン交換樹脂７４の体積が所定量以下に減少したことを検知することで、イオン交換樹脂７４の交換時期を容易に把握することができる。さらに、純水精製装置１は、検知部８０がイオン交換樹脂７４の体積が所定量以下に減少したことを検知すると、純水精製装置１を停止させるので、純水のイオン濃度が上昇することを抑制することができる。また、純水精製装置１は、検知部８０の発光部８１が照射した光を第１の受光部８２が受光すると、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いていることを報知手段３００が第１の報知の態様で報知する。したがって、純水精製装置１は、イオン交換樹脂７４の交換時期が近いことを、イオン濃度の上昇発生前に検知できるという効果を奏する。

また、純水精製装置１は、流入口７１を容器７３の上方に設け、排出口７２を容器７３の下方に設けて、イオン交換手段５３，５４の容器７３内において常に上方から下方に向けて清水を流す、所謂ダウンフローで清水を通水する構成としている。このために、純水精製装置１は、イオン交換手段５３，５４への清水の供給が停止されても、イオン吸着などにより体積が変化したイオン交換樹脂７４同士が容器７３内で移動することを抑制することができる。したがって、純水精製装置１は、イオン交換手段５３，５４への清水の供給が停止されても、容器７３内でイオン交換樹脂７４であるアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂が分離する事を抑制することができる。よって、純水精製装置１は、清水の供給、停止が繰り返されても、イオン交換樹脂７４の分離を抑制でき、イオン交換の効果を充分に発揮することができる、という効果を奏する。

また、純水精製装置１は、イオン交換手段５３，５４の接続部材７７が底部７７ｃと、噴出口７７ｅが設けられた側面７７ｄとを有して外観が円錐台形状に形成されている。このために、純水精製装置１は、イオン交換手段５３，５４の接続部材７７内に導かれた清水が底部７７ｃに衝突して、導入管部７７ｂの傾斜した側面７７ｄに設けられた噴出口７７ｅから清水が斜め上方に放射状に噴出して容器７３内に供給される。したがって、純水精製装置１は、使用開始時の初期の通水水張り時でも、イオン交換手段５３，５４の容器７３内から効率的に空気を排出でき、且つ、ダウンフローの最短経路で清水が排出されることが無く、容器７３内の隅々のイオン交換樹脂７４に清水を行き渡らせることができる。よって、純水精製装置１は、できる限りイオン交換樹脂７４に長く清水を接触させることができ、清水のイオン交換、即ち純水への精製を確実に実施できるという効果も奏する。

加圧ポンプ５１と吸引ポンプ５５の制御により第１のイオン交換手段５３及び第２のイオン交換手段５４の容器７３にかかる水圧が低くてすむため、例えばＰＯ（polyolefin）やＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などの樹脂により単層で構成されて透光性を備えた容器７３をイオン交換手段５３，５４の容器に用いることができる。このために、使用済みのイオン交換樹脂７４を容器７３ごと廃棄する際に、イオン交換手段５３，５４が軽量のため処理作業も容易になり、処理費用も安くすむという効果もある。また、イオン交換手段５３，５４が軽量で単純な構成であるため、輸送に係るコストも安く、イオン交換樹脂７４の交換も容易となる。したがって、純水精製装置１は、ランニングコストの低コスト化を図ることができる。

さらに、純水精製装置１は、イオン交換手段５３，５４の容器７３を水圧に応じて変形しやすい安価な構成にするためにも、イオン交換手段５３，５４の容器７３内において常に上方から下方に向けて清水を流すので、イオン交換樹脂７４の分離を抑制でき、イオン交換の効果を充分に発揮することができる、という効果を奏する。

〔変形例〕
本発明の実施形態の変形例に係る純水精製装置を図面に基いて説明する。図８は、実施形態の変形例に係る純水精製装置のイオン交換手段の要部を示す側面図である。なお、図８において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態の変形例に係る純水精製装置１のイオン交換手段５３，５４の検知部８０−１は、透光性を有する容器７３に形成された第１の目盛り８２−１（目盛りに相当）と、容器７３に形成された第２の目盛り８３−１（目盛りに相当）とを備える。第１の目盛り８２−１及び第２の目盛り８３−１は、イオン交換手段５３，５４の長手方向に対して直交する水平方向に沿って直線状である。第１の目盛り８２−１及び第２の目盛り８３−１は、容器７３の外表面の一部などが容器７３と異なる色に着色されたり、容器７３の外表面に容器７３と異なる色の貼着部材（テープなど）が貼着されるなどして構成される。

第１の目盛り８２−１は、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いている旨を示す位置、即ち、透過性を有する容器７３越しに視認される水平方向にイオン交換樹脂７４の上面が並ぶとイオン交換樹脂７４の交換時期が近付いている旨を示す位置に配置されている。第２の目盛り８３−１は、容器７３内のイオン交換樹脂７４の交換時期である旨を示す位置、即ち、水平方向にイオン交換樹脂７４の上面が並ぶとイオン交換樹脂７４の交換時期である旨を示す位置に配置されている。

実施形態の変形例に係る純水精製装置１によれば、実施形態と同様に、検知部８０−１を用いて、イオン交換により体積が減少したイオン交換樹脂７４の体積減少を検知することができ、イオン交換樹脂７４の交換時期を容易に把握することができる。また、実施形態の変形例に係る純水精製装置１は、検知部８０−１が容器７３に形成された目盛り８２−１，８３−１であるので、オペレータの目視によりイオン交換樹脂７４の交換時期を容易に把握することができる。

本発明では、純水精製装置１は、切削装置１００に限ることなく、加工装置としての研磨装置や研削装置からの廃液を純水に精製してもよい。また、本発明では、純水精製装置１は、検知部８０が光学センサである場合、実施形態に記載した透過型の光学センサに限らず、検知部８０として反射型の光学センサを用いても良い。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 純水精製装置
５３ 第１のイオン交換手段
５４ 第２のイオン交換手段
５５ 吸引ポンプ（送出手段）
７１ 流入口
７２ 排出口
７３ 容器
７４ イオン交換樹脂
８０，８０−１ 検知部
８２−１，８３−１ 目盛り
３００ 報知手段

Claims (3)

1. 送水される清水を純水に精製するイオン交換手段と、該イオン交換手段によって精製された純水を該イオン交換手段から送出する送出手段と、を備える純水精製装置であって、
   該イオン交換手段は、
   イオン交換樹脂と、
   該イオン交換樹脂を収容し、上方の流入口から供給された清水を下方の排出口から排出し、透光性を備える容器と、
   該容器内で沈殿する該イオン交換樹脂の体積が所定量以下に減少したことを検知する検知部と、を備えることを特徴とする純水精製装置。
2. 該検知部は、該容器に形成された目盛りであることを特徴とする請求項１記載の純水精製装置。
3. 該検知部は、光学センサであり、
   該イオン交換樹脂の体積が所定量以下に減少したことを検知した場合、報知手段でその旨を報知させることを特徴とする請求項１記載の純水精製装置。

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