液体加热方法、液体加热装置和加热液体供给装置制造方法

液体加热方法、液体加热装置和加热液体供给装置制造方法
【专利摘要】提供当在加热用液体流路内发生了液体通过不良的情况下，能够防止液体沸腾而避免产生过热蒸汽的液体加热方法、液体加热装置和加热液体供给装置。包括：加热器（7），具有流路构件和加热构件，流路构件形成供硫酸溶液通过的筒状流路，加热构件配置在筒状流路的相面对的液体流路面的至少一方的外侧；液体释放用管线（10）、大气开放用管线（12）及阀（11、13），构成液体释放机构，至少将在筒状流路的相面对的液体流路面之间的受热区域内被加热的硫酸溶液取出到筒状流路外；流量计（6），对供给到筒状流路内的硫酸溶液的每单位时间内的流量进行测量；控制部（14），接受由流量计（6）获得的测量结果，根据该测量结果对筒状流路内的液体通过不良进行判定，依据液体通过不良进行利用液体释放机构执行硫酸溶液的取出的控制。
【专利说明】液体加热方法、液体加热装置和加热液体供给装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够快速对液体进行加热的液体加热方法、液体加热装置和具有该液体加热装置的加热液体供给装置。
【背景技术】
[0002]在制造半导体时的抗蚀剂剥离工序中，多将硫酸等溶液作为清洗液进行加热而在高温下使用。特别是，在对含过硫酸的硫酸溶液(将过二硫酸和过一硫酸两者总称为过硫酸。)进行加热而获得较高的氧化特性的工艺中，最好以几秒钟快速地对含过硫酸的硫酸溶液进行加热而向抗蚀剂剥离工序供给该含过硫酸的硫酸溶液，其中，含过硫酸的硫酸溶液是通过对硫酸溶液进行电解而获得的。例如在专利文献I中提出了能在短时间内将含过硫酸的硫酸溶液等加热为高温的液体加热器。
[0003]在对含过硫酸的硫酸溶液进行加热的情况下，最好通过减小加热用液体流路的厚度，来缩短含过硫酸的硫酸溶液在加热器内的滞留时间而快速地对含过硫酸的硫酸溶液进行加热。另外，最好利用辐射热量进行加热，而不是利用导热板进行热传导和对流传热，从而尽可能地避免过硫酸在导热面附近因高温的作用而自行分解。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010 - 060147号公报
【发明内容】

[0007]发明所要解决的技术问题
[0008]另外，在含过硫酸的硫酸溶液通过快速加热器的加热用液体流路的期间内，构成加热用液体流路的构件的液体接触面因为液体的通过而连续性地被冷却。但是，即使利用厚度为Imm左右的较薄的构件来构成加热用液体流路，比液体接触面靠外侧的部分也会因辐射热量而累积热量，很可能达到1000°C以上的高温。此外，在加热器的构造上，比液体接触面靠外侧的达到高温的部分是绝热的，因此这部分也不会被快速冷却。
[0009]在该种快速加热器运行的过程中，当发生停电时，泵、快速加热器等的运行停止，液体停止向快速加热器通过。于是，液体接触面的液体因热传导的作用而被急速加热，而且在运行刚刚停止后，辐射热量仍较大，因此液体的大部分(bulk)也被急速加热，从而滞留在快速加热器内的液体被加热。快速加热器的加热用液体流路较窄，该加热用液体流路的内部的液体保持量少，因此在上述的加热的作用下，液体温度急剧上升，在几秒?十几秒左右的时间内达到沸腾。例如硫酸浓度为90质量％的硫酸溶液的沸点为264°C，该硫酸溶液可能容易地达到沸腾。
[0010]液体若全都蒸发，则成为过热蒸汽，温度进一步上升。一般来说，加热器主体由石英制成，与此相对的是，加热器的出口侧配管多使用由四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯醚共聚物(PFA)等氟树脂制成的配管。公知该种由氟树脂制成的配管在260°C?300°C的温度下发生熔损。因此，在向快速加热器连续供给液体的操作停止了的情况下，液体的过热蒸汽可能流出到出口侧配管中，将配管溶化而向外部喷出。
[0011]以上对停电时的故障进行了说明，在以下这样的情况下，也可能发生同样的问题。
[0012].因泵的故障而使送液量下降或使送液操作停止。
[0013].向泵进行的通电中止，泵内的电磁阀不再工作，送液操作停止。
[0014].因空气压缩机的故障等而使向气泵供给空气的操作中止，泵不再能够进行驱动，送液操作停止。
[0015].因泵的控制逻辑的人为失误等而使泵停止驱动，送液操作停止。
[0016]在上述这些情况下，快速加热器与停电时不同，是在继续运转的过程中的，因此到液体沸腾而产生过热蒸汽的时间可能变得更短。
[0017]另外，在使快速加热器停止运行时，也可能发生同样的问题。但在这种情况下，通过在使快速加热器停止运行后，暂时使液体继续通过，在使快速加热器充分地冷却后使液体停止通过，能够不会使液体沸腾地使快速加热器安全地停止运行。
[0018]如上所述，需要在快速加热器中，避免在发生停电、泵的故障和其它液体通过不良时，发生液体的沸腾以及产生与液体的沸腾相对应产生的过热蒸汽。
[0019]另外，涉及液体的快速加热器的技术本身一直如涉及热水供给设备等的技术那样地广泛存在着。但是，上述本发明的问题并不被公知。以下，以家用燃气瞬时热水器为例对其理由进行说明。
[0020]图6表不一般的家用燃气瞬时热水器的构造。
[0021]在热水器主体100内，内部配管101从下方向上方蜿蜒设置。供水管102与内部配管101的下侧端连接而能够从外部将水供给到内部配管101内。另外，输送烧热的热水的热水供给管103通过阀104与内部配管101的上侧端连接，从而能向外部供给热水。
[0022]在热水器主体100内的底部设置有煤气燃烧器105。热水器主体100内成为供由煤气燃烧器105产生的燃烧煤气流通的煤气流路100a。在热水器主体100的顶板部设置有将由煤气燃烧器105产生的燃烧煤气排出的排气口 100b。
[0023]在使用上述图6所示的燃气瞬时热水器将25°C的水加热为50°C的热水的情况下，煤气燃烧器105内的煤气的燃烧温度约为800°C，在该燃烧煤气在煤气流路IOOa内上升的期间内，利用内部配管101进行热量回收而使该燃烧煤气的温度下降至200°C，使该燃烧煤气通过排气口 IOOb排出到热水器主体100外。
[0024]另外，由供水管102供给的水的供给速度约为IOL (公升)/min (若使水以lm/sec的流速在13mm 口径的管内流动，则水的供给速度为8L/min。)。若将水通过热水器主体100内所需的时间设为10秒，则热水器主体100内的水保有量为1.67L。
[0025]另外，该家用燃气瞬时热水器为如下构造:在停止供给水的瞬间，即，在关闭了阀104时，煤气燃烧器105内的煤气的燃烧停止。此时，被封闭在热水器主体100内的水的量为1.67L，其平均温度为(25+50) /2=37.5°C。利用下述算式算出使该水成为100°C所需的热量和使该水全部沸腾所需的热量。
[0026]成为100°C所需的热量:
[0027]1.67kgX (100 - 37.5) VX lkcal/kg/°C =103kcal
[0028]沸腾所需的热量:[0029](639 - 37.5) kcal/kgX 1.67kg=996kcal
[0030]煤气燃烧过程中的内部配管101由于与水接触，因此该内部配管101的温度不会高出50°C太多。另外，假设煤气燃烧器105、引导燃烧煤气的煤气流路IOOa等的热水器内的燃烧部为800°C与200°C的平均温度即500°C。此外假设燃烧部的重量为0.5kg左右，计算燃烧部的潜伏热量，则为:
[0031]0.5kgX (500 - 100) V X0.13kcal/kg/°C = 26kcal。
[0032]另外，0.13kcal/kg/°C是不锈钢的比热。
[0033]与在停止供给水的瞬间封闭在热水器主体100内的水成为100°C所需的热量的值103kcal,以及该水全部沸腾所需的热量的值996kcal相比，通过上述计算而算得的燃烧部的潜伏热量的值26kcal小很多。因而，不会从燃烧部向封闭在热水器主体100内的水供给达到沸腾程度的热量。因此，在家用燃气瞬时热水器中，即使不将热水器主体100内的水放掉，该水也不会达到沸腾，能够安全地停止水的供给。
[0034]与此相对的是，在专利文献I所述的方式的快速加热器中，当在5秒钟内将以
1.5L/min的供给速度供给的硫酸浓度为90质量％的硫酸溶液从100°C加热为200°C的情况下，停止供给硫酸溶液时滞留在加热器内的硫酸溶液的量为125mL，其平均温度为150°C。由于硫酸浓度为90质量％的硫酸溶液的沸点为265°C,因此该溶液达到沸点所需的热量是乘以150。。与265°C的焓差51.2kcal/kg而得到的:
[0035]0.125LX1.68kg/LX51.2kcal/kg=10.8kcaL.[0036]另外，1.68kg/L是150°C温度下的硫酸浓度为90质量％的硫酸溶液的比重。
[0037]具有加热构件的石英部分的质量约为3kg，加热丝的温度约为2400°C。假设石英的内部结构体中不与液体流路 直接解除的部分的石英质量约为1kg，平均温度为1000°C，计算该部分的潜伏热量，为:
[0038]IkgX (1000 - 265) °C X0.18kcal/kg/°C =132kcal。
[0039]另外，0.18kcal/kg/°C是石英的比热。
[0040]从上述计算可清楚得知，在专利文献I所述的方式那样的快速加热器中，加热器的潜伏热量压倒性地大于硫酸溶液达到沸点所需的热量。因此，当停止供给硫酸溶液时，滞留在加热器内的硫酸溶液容易发生沸腾。
[0041]如上所述，在快速加热器中，在对滞留在加热器内的液体沸腾所需的热量和加热器潜伏的热量进行比较而后者大于前者的情况下，可能产生滞留在加热器内的液体发生沸腾而产生过热蒸汽的问题。因而，在这种情况下，需要在停止了液体的供给时，将加热器内的液体取出而防止液体沸腾。
[0042]在上述家用燃气瞬时热水器等以往的称为快速加热器或瞬间加热器的装置中，一般来说，滞留在加热器内的液体沸腾所需的热量比加热器潜伏的热量大。因此，不会产生本发明那样的问题，不必设置在发生了液体通过不良时用于对液体的沸腾进行防止的安全机构。
[0043]而在作为本发明的对象的快速加热器中，滞留在加热器内的液体的量较少，是使少流量的液体在短时间内升温，且液体的升温幅度较大，而且加热器的出口温度比较接近液体的沸点。在这种快速加热器中，当液体发生液体通过不良时，产生沸腾的问题，因此需要设置用于对液体的沸腾进行防止的安全机构。[0044]本发明是以上述情况为背景而做成的，目的在于提供即使在加热用液体流路内发生了液体通过不良的情况下，也能防止液体沸腾而避免产生过热蒸汽的液体加热方法、液体加热装置和具有该液体加热装置的加热液体供给装置。
[0045]解决技术问题所采用的技术方案
[0046]即，本发明的液体加热方法中第I本发明的液体加热方法使液体通过加热用液体流路，并且利用配置在上述加热用液体流路的外侧的加热构件对在上述加热用液体流路的受热区域内流动的上述液体进行加热，其特征在于，在利用上述加热构件进行加热的过程中，或在上述加热构件停止运转后、随着上述加热而除了上述液体以外还剩余有至少高于上述液体的沸点的余热时，依据上述加热用液体流路内的液体通过不良的情况，至少将在上述受热区域内接受上述加热构件的加热或上述余热的上述液体取出到上述加热用液体流路外。
[0047]第2本发明的液体加热方法在上述第I本发明的基础上，其特征在于，上述液体通过不良是上述液体在上述加热用液体流路内的通过停止的情况，或者是当上述液体在上述加热用液体流路内通过时，每单位时间内的流量下降到规定值以下的情况。
[0048]第3本发明的液体加热方法在上述第I本发明或第2本发明的基础上，其特征在于，上述加热用液体流路的相对于上述加热构件的纵深为IOmm以下，通过使上述液体在上述加热用液体流路内通过，使上述液体以0.5?10秒通过上述受热区域。
[0049]第4本发明的液体加热方法在上述第I本发明至第3本发明的任意一项的基础上，其特征在于，上述液体是硫酸浓度为65质量％?96质量％的硫酸溶液,上述加热构件将上述硫酸溶液加热到140°C?220°C。
[0050]第5本发明的液体加热装置具有加热部，该加热部包括:流路构件，其形成供液体通过的加热用液体流路；加热构件，其配置在上述加热用液体流路的外侧，该液体加热装置的特征在于，
[0051]该液体加热装置具有:
[0052]液体释放机构，其至少将在上述加热用液体流路的受热区域内被加热的上述液体取出到上述加热用液体流路外；
[0053]监视部，其对供给到上述加热用液体流路内的上述液体的供给状况进行监视；
[0054]液体释放控制部，其接受由上述监视部获得的监视结果，根据该监视结果对上述加热用液体流路内的液体通过不良进行判定，依据上述液体通过不良进行利用上述液体释放机构执行上述液体的取出的控制。
[0055]第6本发明的液体加热装置在上述第5本发明的基础上，其特征在于，上述监视部对供给到上述加热用液体流路内的上述液体的供给状况和上述加热部的加热状况进行监视，上述液体释放控制部接受由上述监视部获得的监视结果，根据该监视结果对上述加热用液体流路内的液体通过不良和上述加热部内的加热继续状况进行判定，依据上述加热继续状况和上述液体通过不良，进行利用上述液体释放机构执行上述液体的取出的控制。
[0056]第7本发明的液体加热装置在上述第5本发明或第6本发明的基础上，其特征在于，上述液体释放控制部进行利用上述液体释放机构执行上述液体的取出的控制，并且进行使向上述加热部的通电操作停止的控制。
[0057]第8本发明的液体加热装置在上述第5本发明至第7本发明的任意一项的基础上，其特征在于，该液体加热装置具有至少能向上述液体释放控制部供电的不间断电源。
[0058]第9本发明的液体加热装置在上述第5本发明至第8本发明的任意一项的基础上，其特征在于，上述加热用液体流路大致沿上下方向形成，上述液体释放机构具有:大气开放用管线，其与上述加热用液体流路的上侧连通；液体释放用管线，其与上述加热用液体流路的下侧连通;第I阀，其设置在上述大气开放用管线；以及第2阀，其设置在上述液体释放用管线，在执行上述液体的取出操作时，上述液体释放控制部进行使上述第I阀和上述第2阀从关闭状态变为打开状态的控制。
[0059]第10本发明的液体加热装置在上述第9本发明的基础上，其特征在于，当在上述液体通过不良以外的情况下使上述液体通过上述加热用液体流路时，上述液体释放控制部使上述第I阀和上述第2阀处于关闭状态。
[0060]第11本发明的液体加热装置在上述第5本发明至第10本发明的任意一项的基础上，其特征在于，上述监视部具有流量计，该流量计对供给到上述加热用液体流路内的上述液体的每单位时间内的流量进行测量。
[0061]第12本发明的液体加热装置在上述第5本发明至第10本发明的任意一项的基础上，其特征在于，上述监视部对将上述液体供给到上述加热用液体流路内的泵的动作状态进行检测。
[0062]第13本发明的液体加热装置具有加热部，该加热部包括:流路构件，其形成供液体通过的加热用液体流路；加热构件，其配置在上述加热用液体流路的外侧，该液体加热装置的特征在于，
[0063]该液体加热装置具有液体释放机构，该液体释放机构至少将在上述加热用液体流路的受热区域内被加热的上述液体取出到上述加热用液体流路外，
[0064]上述液体释放机构至少在向泵的通电操作突然停止的停电时，随着通电的停止而进行将上述液体取出到上述加热用液体流路外的动作，其中，上述泵用于将上述液体供给到上述加热用液体流路内。
[0065]第14本发明的液体加热装置在上述第13本发明的基础上，其特征在于，上述加热用液体流路大致沿上下方向形成，上述液体释放机构具有:大气开放用管线，其与上述加热用液体流路的上侧连通；液体释放用管线，其与上述加热用液体流路的下侧连通；第I阀，其设置在上述大气开放用管线；以及第2阀，其设置在上述液体释放用管线，上述第I阀和上述第2阀分别具有带故障安全机构的阀执行机构(valve actuator),至少在向泵的通电操作突然停止的停电时，各上述阀执行机构进行使上述第I阀和上述第2阀从通电时的关闭状态变为打开状态的动作，其中，上述泵用于将上述液体供给到上述加热用液体流路内。
[0066]第15本发明的液体加热装置在上述第14本发明的基础上，其特征在于，上述阀执行机构是:在通电时利用操作空气压力使阀关闭，在停电时使上述操作空气压力消失而使阀打开的无气开放式阀执行机构，或者是在通电时使离合器机构克服施力构件地间断动作而使阀关闭，在停电时利用上述施力构件使离合器机构间断动作而使阀打开的阀执行机构，或者是在通电时使阀关闭，在停电时利用积蓄在电池中的电力使阀处于打开状态的电动式阀执行机构。
[0067]第16本发明的液体加热装置在上述第5本发明至第15本发明的任意一项的基础上，其特征在于，该液体加热装置具有回收部，该回收部对利用上述液体释放机构取出到上述加热用液体流路外的上述液体进行回收。
[0068]第17本发明的液体加热装置在上述第5本发明至第16本发明的任意一项的基础上，其特征在于，上述加热用液体流路的相对于上述加热构件的纵深为IOmm以下。
[0069]第18本发明的加热液体供给装置的特征在于，该加热液体供给装置具有:上述第5本发明至第17本发明的任意一项所述的液体加热装置；泵，其将上述液体供给到上述加热用液体流路内；通电控制部，其对向上述加热装置的通电和向上述泵的通电进行控制；装置停止指示部，其发出该装置的停止指示，在上述液体加热装置和上述泵处于运转状态的情况下，上述通电控制部在接受到由上述装置停止指示部发出的上述停止指示时，使向上述液体加热装置的通电操作停止，而使上述液体加热装置停止运转，并且使上述泵继续运转，在从上述液体加热装置停止后经过了规定时间或者使规定流量的上述液体通过了上述加热用液体流路后，或者在从上述液体加热装置输出的上述液体的温度为规定的温度以下后，执行使向上述泵的通电操作停止的控制。
[0070]即，采用本发明，依据加热用液体流路内的液体通过不良，至少将在加热用液体流路的受热区域内接受加热构件的加热或余热的液体取出到加热用液体流路外。由此，在发生了加热用液体流路内的液体通过不良的情况下，能够对加热用液体流路内的液体的沸腾进行防止而避免产生过热蒸汽。另外，作为上述液体通过不良，除了当下正在发生液体通过不良的情况以外，还可包括发生液体通过不良的可能性大的状态。
[0071]另外，关于在加热构件停止运转后是否剩余有上述余热，利用该加热装置预先对与加热构件停止后的经过时间对应的余热温度进行把握而作为数据予以保存，在作业时，当加热构件停止运转时，可以根据停止后的经过时间参照上述数据来推测余热温度。另外，即使余热温度为液体温度以上，只要加热用液体流路内的液体未达到沸腾，则可以不进行上述液体释放。也可以预先将此时的未达到沸腾的上限的温度设定为阈值，在余热的温度大于该阈值的情况下，进行上述液体释放。
[0072]加热用液体流路例如是快速加热器等加热器内的液体流路，通常，为了能够快速加热，使滞留在加热用液体流路的内部的液体的量较小。例如加热用液体流路的相对于加热构件的纵深(在将加热用液体流路形成在相面对的液体流路面之间的情况下是厚度)优选为10_以下,更优选为5_以下。另一方面,在确保使液体充分地在加热用液体流路内通过的基础上，优选流路的纵深(流路厚度)为Imm以上，更优选为2mm以上。另外，在加热用液体流路内通过的液体优选以0.5秒?10秒通过加热用液体流路的受热区域，更优选以0.5秒?5秒通过。另外，向加热用液体流路的液体保持量优选为0.5L以下，更优选为
0.05L?0.2L。另外，本发明所说的受热区域表示接受由加热构件产生的辐射传热的区域。
[0073]另外,作为在加热用液体流路内通过而被加热的液体,没有特别限定,可以较佳地使用硫酸溶液或将硫酸溶液电解后得到的含过硫酸的硫酸溶液。另外，可以根据需要，将对液体进行加热的温度适当地设定为期望的温度。例如在对硫酸浓度为65质量％?96质量％的硫酸溶液进行加热的情况下，可以将该硫酸溶液加热到140°C?220°C。
[0074]本发明中的液体通过不良包含使液体通过加热用液体流路的操作停止的情况，和在加热用液体流路内的流量下降为规定值以下的情况。
[0075]详细而言，在将液体供给到加热用液体流路内的泵因停电和泵故障等停止了工作时，或者在因泵故障等而使泵的输出下降，使供给到加热用液体流路内的液体的每单位时间内的流量为规定值以下时，发生上述液体通过不良。另外，停电是至少向泵进行通电的操作突然停止的情况，除了针对地域、工作现场进行的停电以外，也包括在装置内发生的局部通电不良。另外，泵故障是如下概念:除了由泵本身的故障、空气压缩机的故障引发的向气泵的空气供给不良以外，也包括由对泵进行控制的控制逻辑的错误引发的不良情况。
[0076]作为对液体进行加热的加热部，可以使用具有流路构件和加热构件的加热部，上述流路构件形成供液体通过的加热用液体流路，上述加热构件配置在加热用液体流路的至少一方的外侧。
[0077]流路构件的构成材料没有特别限定，例如在使用卤素灯加热构件等近红外光加热构件作为加热构件的情况下，可以使用石英制的流路构件。石英具有耐热性，并且能使近红外光穿过，因此通过使用石英制的流路构件，能够不妨碍来自近红外光加热构件的传热地高效地对液体进行加热。
[0078]作为加热构件，除了上述近红外光加热构件以外，还可以使用微波等。
[0079]可以在上述加热部设置以下说明的液体释放机构、监视部和液体释放控制部，从而能够自动地进行在发生了上述液体通过不良的情况下进行的液体的取出操作。
[0080]液体释放机构只要是能够从加热用液体流路取出液体的机构即可，其结构没有特别限定。
[0081]例如在大致沿上下方向设置加热用液体流路的情况下，作为液体释放机构，可以使用具有如下部分的液体释放机构:大气开放用管线，其与加热用液体流路的上侧连接；液体释放用管线，其与加热用液体流路的下侧连接;第I阀，其设置在大气开放用管线；第2阀，其设置在液体释放用管线。在通常的使液体通过加热用液体流路的操作时，使第I阀和第2阀为关闭状态，在释放液体时，使第I阀和第2阀从关闭状态变为打开状态，从而通过大气开放用管线使加热用液体流路内开放于大气，能够通过液体释放用管线将加热用液体流路内的液体快速地取出。另外，最好纵向配置加热用液体流路，以使液体的释放更加快速地进行。另外，也可以设置在释放液体时使加热用液体流路竖立的机构。
[0082]能够将利用上述液体释放机构取出到加热用液体流路外的液体回收到回收部。通过将取出的液体回收到回收部，能够再次对回收到的液体进行加热而用作清洗液等，从而能够防止液体被浪费。另外，当使用回收部时，能够将如高温的含过硫酸的硫酸溶液那样氧化力较强的溶液不遗漏地回收。
[0083]作为回收部，可以将在利用加热部进行加热前对液体进行预热的预热槽兼用为回收部，也可以使用与预热槽相互独立的回收容器。
[0084]监视部只要能够对供给到加热用液体流路内的液体的供给状况进行监视即可，没有特别限定。
[0085]作为监视部，例如可以使用具有对供给到加热用液体流路内的液体的每单位时间内的流量进行测量的流量计的监视部。另外，可以在监视部使用对将液体供给到加热用液体流路内的泵的动作状态进行检测的构件。详细而言，在利用气泵将液体供给到加热用液体流路内的情况下，作为监视部，可以使用具有对气泵的空气压力进行测量的压力计的监视部。
[0086]另外，可以单独使用上述流量计和压力计中的任一个，也可以并用这两者。
[0087]监视部除了对上述液体的供给状况进行监视以外，也可以对加热部的加热状况进行监视。加热状况的监视例如可以参照向加热构件通电的状态、加热部的测量温度、加热构件停止运转后的经过时间等。
[0088]液体释放控制部接受由上述监视部获得的监视结果，根据该监视结果对加热用液体流路内的液体通过不良进行判定，依据液体通过不良，进行利用上述液体释放机构执行液体的取出的控制。例如在利用流量计测得的液体的每单位时间内的流量为零或为规定值以下的情况下、在气泵内由压力计测量的空气压力为零或为规定值以下的情况下，判定为在加热用液体流路内发生了液体通过不良。关于规定值，可以预先设定数值而存储在存储部等中，另外也可以预先对通常时的流量、压力进行测量，将相对于通常时的流量、压力的减少程度确定为规定值。
[0089]在上述监视部对供给到加热用液体流路内的液体的供给状况和上述加热部的加热状况进行监视的情况下，液体释放控制部能够接受由监视部获得的监视结果，根据该监视结果对加热用液体流路内的液体通过不良和加热部内的加热继续状况进行判定，依据继续加热状况和上述液体通过不良，进行利用液体释放机构执行液体的取出的控制。
[0090]液体通过不良与上述相同。关于加热的继续，在加热构件运转的情况下判定为加热继续。另外，即使在加热构件停止了运转后，在存在液体的加热温度以上的余热的情况下，也可判定为加热继续的状态。此时，也可以依据余热的温度来判断加热的继续的有无。即，当存在余热使液体沸腾的可能性时，可以判定为有加热的继续，当不存在余热使液体沸腾的可能性时，可以判定为没有加热的继续。
[0091 ] 液体释放控制部可以主要由CPU和使该CPU进行动作的程序构成，除此之外，液体释放控制部包括成为作业区的RAM、存储上述程序等的ROM和存储动作参数、阈值、判定所用的规定值等的非易失性存储器等。
[0092]另外，优选的是，液体释放控制部进行利用上述液体释放机构执行液体的取出的控制，并且进行使向上述加热部的通电操作停止的控制。在发生液体通过不良而进行执行液体的取出的控制的情况下，还要进行使向加热部的通电操作停止的控制，从而能够避免消耗不必要的能量，并且能够安全且快速地再次开始对液体进行加热。
[0093]另外，在上述液体释放机构具有大气开放用管线、液体释放用管线、第I阀和第2阀的情况下，液体释放控制部在执行液体的取出时，进行使第I阀和第2阀从关闭状态变为打开状态的控制。在这种情况下，在除了液体通过不良以外、在通常情况下进行使液体通过加热用液体流路的操作时，第I阀和第2阀为关闭状态。在通常情况下使液体通过加热用液体流路时的阀的关闭动作可以利用液体释放控制部来进行，另外也可以利用通过将液体释放控制部的控制关闭而进行关闭动作的阀执行机构来进行。
[0094]另外，液体加热装置具有至少能向控制部供电的不间断电源，从而在整个装置都停电时，也能进行利用液体释放机构执行液体的取出的控制。另外，除了液体释放控制部以夕卜，对于构成液体释放机构和监视部的各部分，为了使各部分在上述停电时也能动作，也可以利用不间断电源向各部分供电。
[0095]但需要注意的是，需要利用布线软线将各部分与不间断电源连接，因此设备的结构复杂化，而且成本有些许增加，因此优选采用具有应对停电时的故障安全机构的阀执行机构。
[0096]因此，能够以在停电时利用故障安全机构进行液体释放的方式构成液体释放机构。在这种情况下，不必设置上述那种监视部和控制部，只要随着通电的停止，液体释放机构进行动作而进行液体释放动作即可。
[0097]例如使液体释放机构具有如下部分:大气开放用管线，其与加热用液体流路的上侧连接；液体释放用管线，其与加热用液体流路的下侧连接；第I阀，其设置在大气开放用管线；第2阀，其设置在液体释放用管线。此外，第I阀和第2阀分别具有带故障安全机构的阀执行机构，至少在发生向泵的通电操作突然停止的停电时，各阀执行机构进行使第I阀和第2阀从通电时的关闭状态变为打开状态的动作，其中，上述泵用于将液体供给到加热用液体流路内。采用这种液体释放机构，在停电时，利用阀执行机构使第I阀和第2阀从关闭状态变为打开状态，通过大气开放用管线使加热用液体流路开放于大气，并且通过液体释放用管线将加热用液体流路内的液体取出。
[0098]另外，作为上述阀执行机构，可以使用空气式、离合器式和电动式的阀执行机构等，详细而言，可以举出如下机构等:无气开放式阀执行机构，其在通电时，利用操作空气压力使阀关闭，在停电时使上述操作空气压力消失而使阀打开；离合器式阀执行机构，其在通电时克服发条等施力构件地使离合器机构处于传递状态，从而使阀关闭，在停电时利用上述施力构件将离合器机构的传递解除，从而使阀打开；电动式阀执行机构，其在通电时使阀关闭，在停电时利用积蓄在电池内的电力使阀处于打开状态。
[0099]另外，在具有上述液体加热装置的加热液体供给装置中，在基于操作者的意愿使装置停止时，优选利用上述快速加热器进行不会使液体沸腾的控制。例如当接收到停止指示时，能够使向液体加热装置的通电操作停止而使液体加热装置停止运转，并且使泵继续运转，在从液体加热装置的停止开始经过了规定时间、或者在规定流量的上述液体通过了上述加热用液体流路后，或者在从上述液体加热装置输出的上述液体的温度为规定温度以下后，能够执行使向泵的通电操作停止的控制。由此，能够可靠地防止在加热部发生液体的沸腾。上述控制可以利用通电控制部来进行。通电控制部可以主要由CPU和使该CPU进行动作的程序构成，除此之外，通电控制部还可以包括成为作业区的RAM、存储上述程序等的ROM、和存储动作参数、在接收到停止指示后使泵继续运转的条件等的非易失性存储器等。通电控制部可以构成为与液体释放控制部相互独立，另外也可以具有兼用为通电控制部和液体释放控制部的控制部。
[0100]发明效果
[0101]如上所述，采用本发明，使液体通过加热用液体流路，并且利用配置在上述加热用液体流路的外侧的加热构件，对在上述加热用液体流路的受热区域内流动的上述液体进行加热，在利用上述加热构件进行加热的过程中或在上述加热构件停止运转后，当随着上述加热而除了上述液体以外还至少剩余有高于上述液体的沸点的余热时，依据上述加热用液体流路内的液体通过不良的情况，至少将在上述受热区域内接受上述加热构件的加热或上述余热的上述液体取出到上述加热用液体流路外，因此即使在加热用液体流路内发生了液体通过不良，也能对液体的沸腾进行防止而避免产生过热蒸汽。
【专利附图】

【附图说明】
[0102]图1是表示本发明的一实施方式的液体加热装置的示意图。
[0103]图2同样是表示一实施方式的液体加热装置中的加热器的示意图。[0104]图3同样是表示另一实施方式的液体加热装置的示意图。
[0105]图4同样是表示又一实施方式的液体加热装置的示意图。
[0106]图5同样是表示又一实施方式的液体加热装置的示意图。
[0107]图6是表不一般的家用燃气瞬时热水器的不意图。
【具体实施方式】
[0108]实施方式I
[0109]根据图1和图2，对具有本发明的一实施方式的液体加热装置的加热液体供给装置进行说明。
[0110]如图1所示，加热液体供给装置I具有:预热槽2，其对含有过硫酸的硫酸溶液进行预热；加热器7，其对利用预热槽2预热了的硫酸溶液进行加热。加热器7相当于本发明的加热部，加热器7设置为加热用液体流路沿上下方向贯穿。另外，预热槽2具有作为本发明的回收部的功能。
[0111]在预热槽2内贮存有含有过硫酸的硫酸溶液。该硫酸溶液的硫酸浓度为65质量％?96质量％。将通过对硫酸溶液进行电解而生成的含过硫酸的硫酸溶液适当地供给到预热槽2中。另外,作为含过硫酸的硫酸溶液,也可以使用通过将硫酸溶液和双氧水混合而制造的SPM溶液。
[0112]在预热槽2内设置有未图示的加热构件，能够利用该加热构件对贮存在预热槽2内的硫酸溶液进行预热。另外，大气连通管线3与预热槽2连接，使预热槽2的内部气氛开放于大气压。
[0113]将预热槽2内的硫酸溶液供给到加热器7内的上游侧供给管线4的上游端与预热槽2连接。上游侧供给管线4的下游端与加热器7下部的入液侧连接。在上游侧供给管线4中夹设有从预热槽2侧向加热器7侧输送硫酸溶液的气泵5。气泵5相当于本发明的泵。另外，可以使用各种泵来代替气泵5。
[0114]另外，在上游侧供给管线4内的位于气泵5下游侧的位置，设置有对流过上游侧供给管线4的硫酸溶液的每单位时间内的流量进行测量的流量计6。流量计6构成本发明的监视部。流量计6的输出信号发送给控制部14。
[0115]控制部14对加热液体供给装置I的整体进行控制，主要由CPU和使该CPU进行动作的程序构成，除此之外，控制部14还包括成为作业区的RAM、对上述程序等进行存储的ROM、存储有对液体通过不良进行判定时的流量的规定值等的非易失性存储器等。S卩，控制部14作为本发明的液体释放控制部而发挥功能。
[0116]将利用加热器7加热了的硫酸溶液供给到未图示的清洗机中的下游侧供给管线8的上游端与加热器7上部的出液侧连接。在下游侧供给管线8内设置有对流过下游侧供给管线8的硫酸溶液的液体温度进行测量的温度计9。温度计9的输出信号发送给控制部14。利用对温度计9的输出信号进行接收的控制部14，对气泵5的输出(泵流量)进行调整或者对加热器9中的加热温度进行调整，以使利用加热器7加热了的硫酸溶液成为规定的液体温度。
[0117]以下，根据图2的(a)、(b)、(C)对加热器7的具体构造进行说明。
[0118]图2的(a)是加热器7的沿水平面的剖视图，图2的(b)是加热器7的纵剖视图，图2的(c)是放大表示筒状流路70的水平剖视图。
[0119]如图所示，加热器7具有双重管、加热构件72、73和绝热构造的框体74，上述双重管由内管壁71a和外管壁71b构成，形成供硫酸溶液流动的筒状流路70，上述加热构件72、73对筒状流路70内的受热区域内的硫酸溶液进行加热。在框体74内收纳有内管壁71a、外管壁71b和加热构件72、73。筒状流路70相当于本发明的加热用液体流路。另外，内管壁71a和外管壁71b相当于本发明的流路构件。
[0120]利用直径近似的双重管构造形成筒状流路70，在筒状流路70的内管壁71a与外管壁71b之间确保筒状流路70。内管壁71a和外管壁71b均由石英制成。筒状流路70的厚度(外管壁71b的内径与内管壁71a的外径之差)优选为IOmm以下,更优选为Imm?5mm。硫酸溶液在筒状流路70内的滞留时间优选为0.5秒?10秒，供给到筒状流路70内的硫酸溶液的每单位时间内的流量优选为0.5L/min?1.5L/min。在这种情况下，向筒状流路70内供给硫酸溶液的操作停止时滞留在筒状流路70内的硫酸溶液的量(液体保持量)为IOOmL?150mLo
[0121]筒状流路70配置为轴线方向沿纵向延伸，如上所述，上游侧供给管线4的下游端与筒状流路70的入液侧即下侧连接，下游侧供给管线8的上游端与筒状流路70的出液侧即上侧连接。
[0122]在筒状流路70的外周外侧沿与筒状流路70呈同心圆的圆周方向以等角度的间隔配置有沿筒状流路70的轴线方向延伸的多根棒状的加热构件72。另外，在筒状流路70的内周内侧，在筒状流路70的中心位置配置有沿筒状流路70的轴线方向延伸的I根棒状的加热构件73。例如使用卤素灯加热构件作为加热构件72、73。
[0123]另外，加热器7的结构并不限定于上述图2所示的结构，可以采用各种结构。
[0124]如图1所示，在与上述筒状流路70的入液侧连接的上游侧供给管线4的位于流量计6下游侧的位置，分支连接有液体释放用管线10的一端。液体释放用管线10通过阀11而另一端与预热槽2连接。即，液体释放用管线10通过上游侧供给管线4与加热用液体流路即筒状流路70的下侧连通。
[0125]阀11相当于本发明的第2阀。阀11在通常时处于关闭状态，利用后述的控制部14对阀11的开闭动作进行控制。
[0126]另外，将预热槽2设置在比加热器7靠下方的位置，以在如后述那样地取出硫酸溶液时，使加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下，而使该硫酸溶液通过上游侧供给管线4的一部分和液体释放用管线10而回收到预热槽2内。
[0127]并且，在液体释放用管线10内，液体释放用管线10与上游侧供给管线4连接的连接位置位于最高的位置，液体释放用管线10的向预热槽2连接的连接位置位于最低的位置。在液体释放用管线10内，从液体释放用管线10与上游侧供给管线4连接的连接位置到液体释放用管线10向预热槽2连接的连接位置，高度最好逐渐降低。另外，在液体释放用管线10内，也可以包含保持相同高度的部分。
[0128]在与上述筒状流路70的出液侧连接的下游侧供给管线8的位于温度计9下游侧的位置，分支连接有大气开放用管线12的一端。大气开放用管线12通过阀13而另一端与预热槽2连接。即，大气开放用管线12通过下游侧供给管线8与加热用液体流路即筒状流路70的上侧连通。阀13相当于本发明的第I阀。阀13在通常时处于关闭状态，利用控制部14对阀13的开闭动作进行控制。
[0129]阀11、13以可被控制部14控制的方式与控制部14连接。控制部14接受由流量计6获得的测量结果，依据该测量结果对阀11、13的开闭进行控制。
[0130]另外，气泵5以可被控制部14控制的方式与控制部14连接。控制部14能够将对气泵5的泵流量进行控制的控制信号发送给气泵5，另外，控制部14能够将使向气泵5进行的通电停止而使气泵5停止运转的控制信号发送给气泵5。
[0131]另外，加热器7以可被控制部14控制的方式与控制部14连接。控制部14能够将对加热器7的加热温度进行控制的控制信号发送给加热器7，另外，控制部14能够将使向加热器7进行的通电停止而使加热器7停止运转的控制信号发送给加热器7。
[0132]控制部14能够作为对向加热器7的通电和向气泵5的通电进行控制的本发明的通电控制部而发挥功能。
[0133]另外，能够使发出加热器7和气泵5的停止指示的装置停止指示部(未图示)与控制部14连接。操作者通过装置停止指示部给予控制部14停止指示，从而能够使加热器7和气泵5停止运转。
[0134]在该实施方式I中，利用上述的加热器7、液体释放用管线10、大气开放用管线12、阀11、13、流量计6和控制部14构成本发明的加热装置。
[0135]接下来，对上述图1和图2所示的液体加热装置的动作进行说明。
[0136]在预热槽2内，利用未图示的加热构件将所贮存的硫酸溶液加热到例如90°C?120 °C并进行保持。
[0137]利用气泵5将预热槽2内的硫酸溶液经过上游侧供给管线4输入到加热器7的筒状流路70的入液侧(下侧)。被输入到筒状流路70下侧的硫酸溶液产生向上的液流而在筒状流路70内上升，从筒状流路70的出液侧即上侧输出。硫酸溶液在筒状流路70内上升而通过该筒状流路70的期间内，被加热构件72、73的辐射热量加热。硫酸溶液例如以0.5秒?10秒通过筒状流路70的受热区域，即，接受由加热构件72、73产生的辐射热量的区域。另外，被输入到筒状流路70内的硫酸溶液的温度被预热槽2加热而成为90°C?120°C。利用加热构件72、73的加热使从筒状流路70输出的硫酸溶液成为例如140°C?220°C的液体温度。
[0138]另外，在未发生液体通过不良地以上述方式利用加热器7对硫酸溶液进行加热的期间内，控制部14使阀11、13处于关闭状态。
[0139]从筒状流路70的上侧输出的硫酸溶液经过下游侧供给管线8而被供给到清洗机内。利用温度计9连续地或者以恒定间隔间断地对在下游侧供给管线8中流动的硫酸溶液的温度进行测量，为获得规定的温度而对泵5和加热构件72、73进行控制。
[0140]S卩，利用控制部14依据清洗机的要求等将对气泵5的泵流量进行控制的控制信号发送给气泵5，而对气泵5的泵流量进行控制。另外，控制部14接受由温度计9获得的测量结果，依据该测量结果将对加热器7的加热温度进行控制的控制信号发送给加热器7，而对加热器7的加热温度进行控制。
[0141]在清洗机中，利用从下游侧供给管线8供给的硫酸溶液对半导体晶圆等电子材料基板进行清洗。
[0142]在如上述那样地在加热器7内对硫酸溶液进行加热的期间内，利用流量计6连续地或间断地对在上游侧供给管线4内流动的硫酸溶液的每单位时间内的流量进行测量。这样，利用流量计6对供给到加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液的供给状况进行监视。从流量计6将由流量计6获得的测量结果发送给控制部14。
[0143]控制部14接受由上述流量计6获得的测量结果，根据该测量结果对加热器7的筒状流路70内的液体通过状态进行判定。详细而言，在利用流量计6测得的硫酸溶液的每单位时间内的流量为零或在规定值以下的情况下，控制部14判定在筒状流路70内发生了液体通过不良。另外，预先设定规定值而存储在控制部14的非易失性存储器中。
[0144]在控制部14判定已发生了液体通过不良时，控制部14生成使阀11、13从关闭状态变为打开状态的控制信号，将该控制信号发送给阀11、13，使阀11、13从关闭状态变为打开状态。同时，控制部14生成使气泵5和加热器7停止运转的控制信号，将该控制信号发送给气泵5和加热器7，使气泵5和加热器7停止运转。另外，也可以在使加热器7停止运转后，使气泵5在一定时间内继续运转,然后停止。
[0145]在利用控制部14使阀11、13处于打开状态时，与开放于大气压的预热槽2连接的大气开放用管线12的内部气氛开放于大气。由此，筒状流路70内通过大气开放用管线12而开放于大气压。于是，筒状流路70内的硫酸溶液以利用自重流下的方式被取出，通过上游侧供给管线4的一部分和液体释放用管线10而回收到预热槽2内。由此，即使在由加热构件72、73进行的加热的过程中、或者在加热构件72、73停止运转后剩余余热的情况下，也能对硫酸溶液的沸腾进行防止而避免过热蒸汽的产生。另外，在加热构件72、73停止运转后、因时间的经过等而在未使液体过热的状态下发生了液体通过不良的情况下，也可以执行不进行上述液体释放的控制。作为不进行液体释放的情况，可以举出在加热构件72、73停止运转后经过了规定时间的情况、在加热构件72、73停止运转后使规定流量的液体通过筒状流路70的情况、以及加热部的余热温度为规定温度以下的情况。
[0146]另外，控制部14编入有控制逻辑，以在从停电及其它的引发了液体通过不良的上述故障恢复的情况下，使阀11、13自动处于关闭状态。另外，控制部14最好以如下方式编入有控制逻辑:在气泵5、加热器7因上述故障而停止了运转的情况下，即使从上述故障恢复，也保持气泵5、加热器7的停止状态。由此，能够防止在刚刚从上述故障恢复后，将硫酸溶液供给到加热器7中而使硫酸溶液瞬间沸腾。
[0147]在从上述故障恢复后，当通过使加热器7散热而使加热器7内的温度下降时，能够安全地再次进行硫酸溶液的供给。另外，加热器7内的液体接触部的温度若为硫酸溶液的沸点以下，则硫酸溶液不会沸腾，但一般来说很难直接对液体接触部的温度进行测量。为了解决这一难题，优选对加热器7中的保温材料及其它中间部位的温度进行测量，由作业员等对该中间部位的温度比硫酸溶液的沸点低很多的这一情况进行确认，在推测液体接触部的温度低于沸点的基础上，使气泵5再次运转，并且使加热器7再次运转。
[0148]另外，在使加热器7和气泵5处于运转状态的液体加热装置的运行正常停止的情况下，作业员通过未图示的装置停止指示部给予控制部14停止指示。
[0149]当控制部14从装置停止指示部接受到停止指示时，控制部14执行如下控制:使向加热器7的通电操作停止，而使加热器7停止运转，并且使气泵5继续运转，然后使向气泵5的通电操作停止，而使气泵5停止运转。在从加热器7的停止经过了规定时间或者使规定流量的硫酸溶液通过了加热用液体流路70后，或者在从加热器7输出的硫酸溶液的温度为规定温度以下后，控制部14执行如下控制:使向气泵5的通电操作停止而使气泵5停止运转。
[0150]这样，加热器7和气泵5停止运转，液体加热装置的运行正常停止。
[0151]实施方式2
[0152]接下来，根据图3对本发明的另一实施方式的液体加热装置进行说明。另外，对于与上述实施方式I同样的结构，标注与上述实施方式I相同的附图标记而省略或简化说明。
[0153]在上述实施方式I中，说明了利用流量计6对供给到加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液的供给状况进行监视的情况，但也可以利用对气泵5的空气压力进行测量的压力计来对硫酸溶液的供给状况进行监视。
[0154]本实施方式的液体加热装置在上述图1和图2所示的液体加热装置中，代替流量计6地设置有对气泵5的空气压力进行测量的压力计20，利用该气泵20对硫酸溶液的供给状况进行监视。
[0155]如图3所示，在本实施方式的液体加热装置中具有对气泵5的空气压力进行测量的压力计20，该压力计20与气泵5连接。压力计20构成本发明的监视部的一部分。压力计20与未图示的不间断电源连接，即使在停电时，也能利用从不间断电源供给的电力进行动作。
[0156]上述压力计20与控制部14连接，由压力计20获得的测量结果的输出信号发送给控制部14。
[0157]阀11、13与控制部14连接。控制部14接受由压力计20获得的测量结果，依据该测量结果将使阀11、13从关闭状态变为打开状态的控制信号发送给阀11、13。
[0158]接下来，对上述图3所示的液体加热装置的动作进行说明。
[0159]在图3所示的液体加热装置中，与上述图1和图2所示的液体加热装置相同，利用加热器7对硫酸溶液进行加热，将加热后的硫酸溶液通过下游侧供给管线8供给到清洗机中。在清洗机内，利用从下游侧供给管线8供给的硫酸溶液对半导体晶圆等电子材料基板进行清洗。
[0160]在加热器7对硫酸溶液进行加热的期间内，利用压力计20连续地或者间断地对将硫酸溶液输送到加热器7的筒状流路70内的气泵5的空气压力进行测量。即，利用压力计20对供给到加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液的供给状况进行监视。
[0161]控制部14接受由上述压力计20获得的测量结果，根据该测量结果对加热器7的筒状流路70内的液体通过不良进行判定。详细而言，在利用压力计20测得的气泵5的空气压力为零或者在规定值以下的情况下，控制部14判定在筒状流路70中发生了液体通过不良。与上述实施方式I的情况相同，可能因为由停电、故障、控制逻辑的错误等引发的气泵5的停止或输出的下降等故障，产生该种液体通过不良。另外，预先设定规定值，将该规定值存储在控制部14的非易失性存储器内。
[0162]控制部14在判定已发生了液体通过不良时，生成使阀11、13从关闭状态变为打开状态的控制信号，将该控制信号发送给阀11、13，使阀11、13从关闭状态变为打开状态。同时，控制部14生成使气泵5和加热器7停止运转的控制信号，将该控制信号发送给气泵5和加热器7而使气泵5和加热器7停止运转。
[0163]在利用控制部14使阀11、13处于打开状态时，与上述实施方式I的情况相同，筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下，从而通过上游侧供给管线4的一部分和液体释放用管线10而从筒状流路70中被取出来，回收到预热槽2中。
[0164]另外，能够使上述图3所示的液体加热装置的运行与实施方式I的情况相同地正
常停止。
[0165]另外，以上对设置有压力计20来代替流量计6的情况进行了说明，但也可以设置在实施方式I中设置的流量计6和压力计20两者，利用这两者对硫酸溶液的供给状况进行监视。
[0166]实施方式3
[0167]接下来，根据图4对本发明的又一实施方式的液体加热装置进行说明。另外，对于与上述实施方式1、2相同的结构，标注与上述实施方式1、2相同的附图标记而省略或简化说明。
[0168]在上述实施方式1、2中，阀11、13、流量计6或压力计20与控制部14连接，进行检测以及控制，但是在停电时，上述这些构件的动作停止。因此，为了使上述这些构件在停电时也能动作，可以构成为使不间断电源与上述这些构件连接。但是，由于需要利用布线软线等将上述阀11、13等与不间断电源连接，因此装置的结构复杂化，而且成本有些许增加。使用分别具有阀执行机构的阀来代替阀11、13，这些阀执行机构具有应对停电时的状况的故障安全机构，从而能够避免上述那样的装置结构的复杂化以及成本的些许上升。
[0169]本实施方式的液体加热装置为了避免上述装置结构的复杂化以及成本的些许上升，在上述图1和图2所示的液体加热装置中，代替阀11、13地使用分别具有阀执行机构的阀31、33，这些阀执行机构具有应对停电时的状况的故障安全机构。
[0170]如图4所示，在液体释放用管线10内夹设有具有阀执行机构的阀31来代替阀11。阀31的阀执行机构具有故障安全机构，在通常时即在通电时，该故障安全机构使阀31处于关闭状态，在停电时，该故障安全机构使阀31从关闭状态开放为打开状态。另外，阀31与上述阀11同样，也能依据来自控制部14的控制信号进行动作。
[0171]另外，在大气开放用管线12内设置有具有阀执行机构的阀33来代替阀13。阀33的阀执行机构具有故障安全机构，在通常时即在通电时，该故障安全机构使阀33处于关闭状态，在停电时，该故障安全机构使阀33从关闭状态开放为打开状态。另外，阀33与上述阀13同样，也可以依据来自控制部14的控制信号进行动作。
[0172]流量计6和控制部14与上述图1和图2所示的液体加热装置内的流量计6和控制部14同样地进行动作，但本实施方式中的流量计6和控制部14不与不间断电源连接。
[0173]接下来，对上述图4所示的液体加热装置的动作进行说明。
[0174]在上述图4所示的液体加热装置中，与上述图1和图2所示的液体加热装置相同地利用加热器7对硫酸溶液进行加热，将加热后的硫酸溶液经过下游侧供给管线8供给到清洗机内。在清洗机内，利用从下游侧供给管线8供给的硫酸溶液对半导体晶圆等电子材料基板进行清洗。
[0175]在如上述那样地利用加热器7对硫酸溶液进行加热的期间内，当发生向气泵5等的通电操作突然停止的停电时，阀31的阀执行机构使故障安全机构发挥作用，进行使阀31从关闭状态开放为打开状态的动作。与此同时，阀33的阀执行机构也使故障安全机构发挥作用，进行使阀33从关闭状态开放为打开状态的动作。阀31、33在通电状态下均为关闭，通过将通电解除，使阀31、33打开。
[0176]在利用各阀执行机构使阀31、33处于打开状态时，与上述实施方式I的情况相同，筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下，经过上游侧供给管线4的一部分和液体释放用管线10被回收到预热槽2内。这样，当出现在筒状流路70内发生液体通过不良的停电情况时，筒状流路70内的硫酸溶液被取出到筒状流路70外。
[0177]另外，能够使上述图4所示的液体加热装置的运行与实施方式I的情况相同地正
常停止。
[0178]实施方式4
[0179]接下来，根据图5对本发明的又一实施方式的液体加热装置进行说明。另外，对于与上述实施方式I?3相同的结构,标注与上述实施方式I?3相同的附图标记而省略或简化说明。
[0180]在上述实施方式I?3中，通过在加热器7与预热槽2之间确保落差，而在取出液体时，使筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下，经过上游侧供给管线4的一部分和液体释放用管线10回收到预热槽2内。
[0181]但是，也要考虑因为设备的配置方式的关系等，而不能确保上述加热器7与预热槽2之间的落差的情况。在这种情况下，可以与预热槽2相互独立地设置回收容器，将取出的硫酸溶液回收到该回收容器内。
[0182]本实施方式的液体加热装置与预热槽2相互独立地设置有将取出的硫酸溶液回收的回收容器40。
[0183]如图5所示，在本实施方式的液体加热装置中，也是将预热槽2设置在比加热器7靠下方的位置。但是，并未在加热器7与预热槽2之间确保充分的落差，以使加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下而回收到预热槽2内。
[0184]在如上所述地未充分确保落差的加热器7与预热槽2的配置方式中，在上游侧供给管线4的位于流量计6的下游侧的位置，分支连接有液体释放用管线10的一端。
[0185]优选沿铅垂方向配置从加热器7下部的入液侧到与液体释放用管线10分支连接的分支连接部的上游侧供给管线4的部分和液体释放用管线10，以能够在取出硫酸溶液时，使加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下。
[0186]在液体释放用管线10的下游端设置有回收容器40。回收容器40相当于本发明的回收部。被取出到筒状流路70外的硫酸溶液经过上游侧供给管线4的一部分和液体释放用管线10回收到回收容器40内。
[0187]另外，在上述实施方式I?4中对如下结构进行了说明，即，如上述图2所示，沿纵向配置加热器7的筒状流路70，上游侧供给管线4与筒状流路70的下侧连接，下游侧供给管线8与筒状流路70的上侧连接，在筒状流路70内形成有硫酸溶液的向上的液流。
[0188]但是，也可以代替形成上述向上的液流的结构地，采用在筒状流路70内形成有硫酸溶液的向下的液流的结构。在这种情况下，上游侧供给管线4与筒状流路70的上侧连接，下游侧供给管线8与筒状流路70的下侧连接。另外，液体释放用管线10分支连接于与筒状流路70的下侧连接的下游侧供给管线8。另外，大气开放用管线12分支连接于与筒状流路70的上侧连接的上游侧供给管线4。由此，采用在筒状流路70内形成有硫酸溶液的向下的液流的结构，也能使筒状流路70内的硫酸溶液在自重的作用下流下而被取出到筒状流路70外。但需要注意的是，气泡可能滞留在向下的液流中，因此优选利用形成向上的液流的结构更加安全地实施取出操作。
[0189]以上，基于上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式的内容，只要不脱离本发明的范围，则可以进行适当的变更。
[0190]实施例:
[0191]实施例
[0192]在图1和图2所示的液体加热装置中，使硫酸浓度为86质量％的硫酸溶液以1.5L/min的流量通过加热器7的筒状流路70而对硫酸溶液进行加热。加热器7的入口温度为50°C，出口温度为180°C。在上述对硫酸溶液进行加热的过程中，按下紧急停止按钮而使液体加热装置停止运转。紧急停止按钮在上述各实施方式中未作说明，是使装置紧急停止的指示按钮。通过发出紧急停止的指示而使加热构件72、73和气泵5立即停止，阀11和阀13从关闭状态变为打开状态。关于阀11和阀13的打开动作，在图1的液体加热装置中，可以根据液体通过不良这一判定，利用控制部14对阀11和阀13的打开动作进行控制，在图2的液体加热装置中，可以将通电解除而利用故障安全机构使阀11和阀13打开。
[0193]当阀11和阀13打开时，加热器7的筒状流路70内的硫酸溶液被瞬间取出而回收到预热槽2内。
[0194]当筒状流路70内的硫酸溶液被完全取出后，加热器7的出口温度在极短的时间内上升至200°C。推测这是因为:存在于加热器7内的残留蒸汽和空气被加热而膨胀，它们的一部分上升起来至温度计的设置位置。
[0195]然后，使加热器 7自然冷却，构成筒状流路70的石英制的流路构件的外表面温度达到150°C以下，因此当再次供给硫酸溶液时，能使硫酸溶液不沸腾地通过加热器7的筒状流路70，再次对硫酸溶液进行加热操作。
[0196]比较例
[0197]照常在图5所示的液体加热装置中对硫酸浓度为90质量％的硫酸溶液进行了加热操作。
[0198]设想未设置阀11、13，使设置这些阀11、13的部分保持关闭状态地使加热构件72和气泵5停止运转。从加热构件72和气泵5停止开始过了大约10秒后，残留液体的一部分发生突沸，然后产生过热蒸汽而使加热器7的出口温度达300°C。温度进一步上升而在大于350°C时，设置在加热器7的出口处的PFA软管的管接头附近发生熔损而使硫酸蒸汽喷出。
[0199]附图标记的说明:
[0200]2…预热槽；3…大气开放用管线；4…上游侧供给管线；5…气泵；6…流量计；7…加热器；9…温度计；10…液体释放用管线；11...阀；12…大气开放用管线；13...阀；14...控制部;20…压力计;31…阀；33…阀；40…回收容器；70…筒状流路；71a…内管壁；71b…外管壁；72…加热构件；73…加热构件。
【权利要求】
1.一种液体加热方法，该液体加热方法使液体通过加热用液体流路，并且利用配置在所述加热用液体流路的外侧的加热构件对在所述加热用液体流路的受热区域内流动的所述液体进行加热，其特征在于， 在利用所述加热构件进行加热的过程中，或在所述加热构件停止运转后、随着所述加热而除了所述液体以外还至少剩余有高于所述液体的沸点的余热时，依据所述加热用液体流路内的液体通过不良的情况，至少将在所述受热区域内接受所述加热构件的加热或所述余热的所述液体取出到所述加热用液体流路外。
2.如权利要求1所述的液体加热方法，其特征在于， 所述液体通过不良是所述液体在所述加热用液体流路内的通过停止的情况，或者是当所述液体在所述加热用液体流路内通过时，每单位时间内的流量下降到规定值以下的情况。
3.如权利要求1或2所述的液体加热方法，其特征在于， 所述加热用液体流路的相对于所述加热构件的纵深为10_以下，通过使所述液体在所述加热用液体流路内通过，使所述液体以0.5-10秒通过所述受热区域。
4.如权利要求1至 3中任意一项所述的液体加热方法，其特征在于， 所述液体是硫酸浓度为65质量％-96质量％的硫酸溶液,所述加热构件将所述硫酸溶液加热到140°C-220°C。
5.一种液体加热装置，该液体加热装置具有加热部，该加热部包括:流路构件，其形成供液体通过的加热用液体流路；加热构件，其配置在所述加热用液体流路的外侧，该液体加热装置的特征在于， 该液体加热装置具有: 液体释放机构，其至少将在所述加热用液体流路的受热区域内被加热的所述液体取出到所述加热用液体流路外； 监视部，其对供给到所述加热用液体流路内的所述液体的供给状况进行监视； 液体释放控制部，其接受由所述监视部获得的监视结果，根据该监视结果对所述加热用液体流路内的液体通过不良进行判定，依据所述液体通过不良进行利用所述液体释放机构执行所述液体的取出的控制。
6.如权利要求5所述的液体加热装置，其特征在于， 所述监视部对供给到所述加热用液体流路内的所述液体的供给状况和所述加热部的加热状况进行监视， 所述液体释放控制部接受由所述监视部获得的监视结果，根据该监视结果对所述加热用液体流路内的液体通过不良和所述加热部内的加热继续状况进行判定，依据所述加热继续状况和所述液体通过不良，进行利用所述液体释放机构执行所述液体的取出的控制。
7.如权利要求5或6所述的液体加热装置，其特征在于， 所述液体释放控制部进行利用所述液体释放机构执行所述液体的取出的控制，并且进行使向所述加热部的通电操作停止的控制。
8.如权利要求5至7中任意一项所述的液体加热装置，其特征在于， 所述液体加热装置具有至少能向所述液体释放控制部供电的不间断电源。
9.如权利要求5至8中任意一项所述的液体加热装置，其特征在于，所述加热用液体流路大致沿上下方向形成， 所述液体释放机构具有: 大气开放用管线，其与所述加热用液体流路的上侧连通； 液体释放用管线，其与所述加热用液体流路的下侧连通； 第I阀，其设置在所述大气开放用管线；以及 第2阀，其设置在所述液体释放用管线， 在执行所述液体的取出操作时，所述控制部进行使所述第I阀和所述第2阀从关闭状态变为打开状态的控制。
10.如权利要求9所述的液体加热装置，其特征在于， 当在所述液体通过不良以外的情况下使所述液体通过所述加热用液体流路时，所述液体释放控制部使所述第I阀和所述第2阀处于关闭状态。
11.如权利要求5至10中任意一项所述的液体加热装置，其特征在于， 所述监视部具有流量计，该流量计对供给到所述加热用液体流路内的所述液体的每单位时间内的流量进行测量。
12.如权利要求5至10中任意一项所述的液体加热装置，其特征在于， 所述监视部对将所述液体供给到所述加热用液体流路内的泵的动作状态进行检测。
13.一种液体加热装置，该液体加热装置具有加热部，该加热部包括:流路构件，其形成供液体通过的加热用液体流路；加热构件，其配置在所述加热用液体流路的外侧，该液体加热装置的特征在于， 该液体加热装置具有液体释放机构，该液体释放机构至少将在所述加热用液体流路的受热区域内被加热的所述液体取出到所述加热用液体流路外， 所述液体释放机构至少在向泵的通电操作突然停止的停电时，随着通电的停止而进行将所述液体取出到所述加热用液体流路外的动作，其中，所述泵用于将所述液体供给到所述加热用液体流路内。
14.如权利要求13所述的液体加热装置，其特征在于， 所述加热用液体流路大致沿上下方向形成， 所述液体释放机构具有: 大气开放用管线，其与所述加热用液体流路的上侧连通； 液体释放用管线，其与所述加热用液体流路的下侧连通； 第I阀，其设置在所述大气开放用管线；以及 第2阀，其设置在所述液体释放用管线， 所述第I阀和所述第2阀分别具有带故障安全机构的阀执行机构，至少在向泵的通电操作突然停止的停电时，各所述阀执行机构进行使所述第I阀和所述第2阀从关闭状态变为打开状态的动作，其中，所述泵用于将所述液体供给到所述加热用液体流路内。
15.如权利要求14所述的液体加热装置，其特征在于， 所述阀执行机构是:在通电时利用操作空气压力使阀关闭，在停电时使所述操作空气压力消失而使阀打开的无气开放式阀执行机构，或者是在通电时使离合器机构克服施力构件地间断动作而使阀关闭，在停电时利用所述施力构件使离合器机构间断动作而使阀打开的阀执行机构，或者是在通电时使阀关闭，在停电时利用积蓄在电池中的电力使阀处于打开状态的电动式阀执行机构。
16.如权利要求5至15中任意一项所述的液体加热装置,其特征在于， 所述液体加热装置具有回收部，该回收部对利用所述液体释放机构取出到所述加热用液体流路外的所述液体进行回收。
17.如权利要求5至16中任意一项所述的液体加热装置,其特征在于， 所述加热用液体流路的相对于所述加热构件的纵深为IOmm以下。
18.一种加热液体供给装置，其特征在于， 该加热液体供给装置具有: 权利要求5至17中任意一项所述的液体加热装置； 泵，其将所述液体供给到所述加热用液体流路内； 通电控制部，其对向所述加热装置的通电和向所述泵的通电进行控制；以及 装置停止指示部，其发出该装置的停止指示， 在所述液体加热装置和所述泵处于运转状态的情况下，所述通电控制部在接受到由所述装置停止指示部发出的所述停止指示时，使向所述液体加热装置的通电操作停止，而使所述液体加热装置停止运转，并且使所述泵继续运转，在从所述液体加热装置停止后经过了规定时间或者使规定流量的所述液体通过了所述加热用液体流路后，或者在从所述液体加热装置输出的所述液体的温度为规定的温度以下后，执行使向所述泵的通电操作停止的控制。
【文档编号】F24H1/10GK103459937SQ201280015225
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年2月24日 优先权日:2011年3月25日
【发明者】内田稔 申请人:栗田工业株式会社