オゾンガス濃縮装置
【課題】液体オゾンを気化するオゾン気化部における液体オゾンの気化量を調整可能とするオゾンガス濃縮装置を提供することを目的とする。
【解決手段】オゾンガス濃縮装置３０は、 オゾンガスを含む混合ガスを冷却し液化される液体オゾンを得るガス冷却部３３及び分離タンク３４と、分離タンク３４から送られる液体オゾンを気化させて濃縮オゾンガスを得る気化器３５と、分離タンク３４から気化器３５に送られる液体オゾンを流通させると共に、分離タンク３４から気化器３５までを液封可能とするＵ字管４１と、気化器３５における液体オゾンの液面高さを検知する液面計４３と、液面計４３で検知される液面高さに基づいて、Ｕ字管４１による液体オゾンの送液量を調整するポンプ４１ｂ及びポンプ制御部４２と、を備える。
【解決手段】オゾンガス濃縮装置３０は、 オゾンガスを含む混合ガスを冷却し液化される液体オゾンを得るガス冷却部３３及び分離タンク３４と、分離タンク３４から送られる液体オゾンを気化させて濃縮オゾンガスを得る気化器３５と、分離タンク３４から気化器３５に送られる液体オゾンを流通させると共に、分離タンク３４から気化器３５までを液封可能とするＵ字管４１と、気化器３５における液体オゾンの液面高さを検知する液面計４３と、液面計４３で検知される液面高さに基づいて、Ｕ字管４１による液体オゾンの送液量を調整するポンプ４１ｂ及びポンプ制御部４２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾンガス濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のオゾン発生装置が知られている。この装置では、原料酸素導入口から供給された酸素がオゾン発生器に送られる。オゾン発生器で発生したオゾンと酸素との混合ガスが、冷却塔に送り込まれて液体オゾンが生成されることで、液体オゾンと気体の酸素とが分離される。その後、液体オゾンがオゾン管を流通し、オゾン発生器の金属製外筒に接触し気化されて、気体オゾンとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５２−４０６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この装置では、金属製外筒における気体オゾンの発生量を調整する仕組みは示されておらず、外部からのオゾン要求量の変動に対応して、安定した量のオゾンを、オゾンガスとして外部に供給することができるとは言えない。また、発生させたオゾンの無駄を低減するためにも、外部に対して必要量のオゾンを出来る限り過不足なく供給可能とすることが求められており、液体オゾンを再び気化する気化部においては、液体オゾンの気化量を調整可能とすることが望まれていた。
【０００５】
本発明は、液体オゾンを気化するオゾン気化部における液体オゾンの気化量を調整可能とするオゾンガス濃縮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】
【０００６】
本発明のオゾンガス濃縮装置は、オゾンガスを含む混合ガスを冷却し液化された液体オゾンを得るオゾン液化部と、オゾン液化部から送られる液体オゾンを気化させて濃縮オゾンガスを得るオゾン気化部と、オゾン液化部からオゾン気化部に送られる液体オゾンを流通させると共に、オゾン液化部からオゾン気化部までを液封可能とする液封配管と、オゾン気化部における液体オゾンの気化量の変動に応じて変化する指標値を検知する指標値検知手段と、指標値検知手段で検知される指標値に基づいて、液封配管による液体オゾンの送液量を調整する送液量調整手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このオゾンガス濃縮装置では、オゾン液化部で得られる液体オゾンが、液封配管を通じてオゾン気化部に送られ、オゾン気化部で気化されて、濃縮オゾンガスが発生する。オゾン気化部における液体オゾンの気化量に変動があった場合、指標値に変化が現れ、その指標値に基づいて液封配管による液体オゾンの送液量が調整されるので、気化量の変動に追従するように送液量の調整を行うことができ、オゾン気化部内の液体オゾンの量を安定させることで、気化量を安定させることができる。従って、オゾン気化部における液体オゾンの気化量の調整が可能になる。
【０００８】
具体的には、指標値検知手段は、オゾン気化部における液体オゾンの液面高さを指標値として検知する液面計を有することとしてもよい。オゾン気化部における液体オゾンの気化量が多くなった場合には、オゾン気化部の液体オゾンが消費され液面が低くなり、オゾン気化部における液体オゾンの気化量が少なくなった場合には、オゾン気化部の液体オゾンが余って液面が高くなるので、オゾン気化部における液体オゾンの液面高さを、指標値として用いることができる。
【０００９】
また、指標値検知手段は、オゾン気化部から送出される濃縮オゾンガスの流量を検知する流量計と、オゾン気化部から送出される濃縮オゾンガスのオゾン濃度を検知するオゾン濃度計と、を有することとしてもよい。このような流量計の流量測定値と、オゾン濃度計の濃度測定値と、に基づいて、オゾン気化部から送出されるオゾン量を検知することができる。オゾン気化部における液体オゾンの気化量が多くなった場合には、オゾン気化部から送出されるオゾン量が多くなり、オゾン気化部における液体オゾンの気化量が少なくなった場合には、オゾン気化部から送出されるオゾン量が少なくなるので、オゾン気化部から送出される濃縮オゾンガスの流量及び濃度を、指標値として用いることができる。
【００１０】
また、具体的には、送液量調整手段は、オゾン液化部からオゾン気化部に液体オゾンを送り込むポンプを有することとしてもよい。この構成によれば、ポンプの出力を調整することにより、比較的容易に、送液量を調整することができる。
【００１１】
また、送液量調整手段は、液封配管上に設けられたバルブを有することとしてもよい。この構成によれば、バルブの開度を調整することにより、比較的容易に、送液量を調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のオゾンガス濃縮装置によれば、液体オゾンを気化するオゾン気化部における液体オゾンの気化量を調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第１実施形態が適用される電子部品洗浄装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２のオゾンガス濃縮装置の要部を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第２実施形態の要部を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第３実施形態の要部を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第４実施形態の要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るオゾンガス濃縮装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示すように、オゾンガス濃縮装置３０及びオゾンガス生成装置７３は、電子部品洗浄装置１に適用される。電子部品洗浄装置１は、オゾンガス生成装置７３を用いて高濃度オゾンガスを生成し、この高濃度のオゾンガスから生成した高濃度のオゾン水を半導体ウエハ、液晶、太陽電池、有機EL、プリント基板などの電子部品の表面に向けて噴射して洗浄する装置である。電子部品洗浄装置１のオゾン水生成装置７１は、濃縮オゾンガスを生成するオゾンガス生成装置７３と、このオゾンガスを超純水に溶解させて高濃度オゾン水を生成する溶解部５０と、を備えている。そして、電子部品洗浄装置１は、このオゾン水生成装置７１と、オゾン水生成装置７１で得られた高濃度オゾン水で電子部品の表面を洗浄する洗浄部７０と、を備えている。
【００１６】
オゾンガス生成装置７３は、オゾンガスを発生させるオゾナイザ１０と、オゾナイザ１０で発生したオゾンガスを濃縮するオゾンガス濃縮装置３０とを備えている。更に、オゾンガス生成装置７３は、酸素タンク３と、窒素タンク５とを備えている。オゾナイザ１０には、酸素タンク３からラインＬ１を通じて酸素が供給される。また、ラインＬ１には、窒素タンク５からの窒素ガス供給ラインが合流しており、酸素ガスに微量の窒素ガスが混入されてオゾナイザ１０に導入される。オゾナイザ１０は、酸素ガスを原料として放電方式によりオゾンガスを生成する。このオゾナイザ１０では、１０vol％程度の比較的低濃度のオゾンガス（約９０vol％の酸素ガスと約１０vol％のオゾンガスとの混合気体）が生成する。また、原料の酸素ガスに微量混入された窒素ガスに起因して、オゾナイザ１０で生成されたオゾンガス（以下、「非濃縮オゾンガス」という）には微量の窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスが含まれる。オゾナイザ１０から送出される非濃縮オゾンガスは、ラインＬ２を通じてオゾンガス濃縮装置３０に導入される。
【００１７】
オゾンガス濃縮装置３０は、オゾナイザ１０で生成される非濃縮オゾンガスを濃縮し、ほぼ１００vol％の高濃度のオゾンガスを生成するものである。図２にも示すように、オゾンガス濃縮装置３０は、真空断熱チャンバ３１内に設けられたＮＯｘ除去部３２と、ガス冷却部３３と、分離タンク３４と、気化器３５と、熱交換部３６と、を備えている。チャンバ３１は、排気ポンプ３７によって真空引きされる。
【００１８】
ラインＬ２からの非濃縮オゾンガスは、オゾンガス濃縮装置３０のＮＯｘ除去部３２に導入される。ＮＯｘ除去部３２は、導入された非濃縮オゾンガスを、ＮＯｘの凝固点以下にまで冷却して、ＮＯｘを固化させて捕捉し、非濃縮オゾンガスから分離除去する。ＮＯｘよりも凝固点が低い酸素及びオゾンは、気体の状態でＮＯｘ除去部３２を通過し、ラインＬ３１を通じてガス冷却部３３に導入される。一方、ＮＯｘ除去部３２で捕捉されたＮＯｘは、ＮＯｘ除去部３２の清掃運転時に昇温されて再び気化し、パージガス（例えば、酸素、窒素または非濃縮オゾンガスなど）に随伴してラインＬ２１を通じ、排ガスラインＬ２０に排出される。なお、ラインＬ３１とラインＬ２１の流路の切り替えは、運転状態に合わせて適宜に実行される。
【００１９】
ガス冷却部３３では、ＮＯｘ除去後の非濃縮オゾンガスを、オゾンの沸点以下にまで冷却して、オゾンを液化させる。この液体オゾンは、ラインＬ３２を通じて分離タンク３４に導入され、当該分離タンク３４の下部に溜まる。一方、オゾンよりも沸点が低い酸素等は、気体の状態でガス冷却部３３及びラインＬ３２を通過し、分離タンク３４の上部に溜まる。分離タンク３４上部に溜まる気体は、主に酸素であり、ラインＬ３３を通じて分離タンク３４外に送出される。
【００２０】
前述のとおり、ＮＯｘ除去部３２とガス冷却部３３においては、非濃縮オゾンガスの冷却のための低熱源が必要である。このオゾンガス濃縮装置３０では、極低温の低熱源としてクライオポンプ３８を備えている。クライオポンプ３８のクライオヘッド３８ａは、チャンバ３１内部に挿入されており、クライオヘッド３８ａとＮＯｘ除去部３２とが伝熱銅板３９ａで接続されている。また、クライオヘッド３８ａとガス冷却部３３とが伝熱銅板３９ｂで接続されている。この構成により、ＮＯｘ除去部３２とガス冷却部３３とを、極低温に冷却することが可能となり、前述のＮＯｘ除去及びオゾン液化が実現される。
【００２１】
分離タンク３４の底部には、Ｕ字管４１の一端が接続されている。このＵ字管４１の他端は、気化器３５の底部に接続されている。そして、分離タンク３４内に溜まった液体オゾンは、Ｕ字管４１内にも充填される。Ｕ字管４１は、分離タンク３４内の液体オゾンを気化器３５に導くためのものであると共に、当該液体オゾンによって、分離タンク３４上部に溜まる酸素ガスと気化器３５側とを液封するものである。このＵ字管４１には、分離タンク３４側から気化器３５側に向けて液体オゾンを送り込むポンプ４１ｂが設けられている。
【００２２】
気化器３５は、Ｕ字管４１を通じて分離タンク３４から供給される液体オゾンを気化するためのもので、円筒状の胴部を有し、下部が下細りの擂り鉢状に閉じられて下端に入口３５ａが設けられていると共に、上端にオゾンガス出口３５ｂが設けられている。
【００２３】
気化器３５内部に導入される液体オゾン液面の上方には、加熱用のヒータ３５ｃが設けられている。ヒータ３５ｃは、気化器３５の底部に供される液体オゾンを加熱して気化させる。前述のとおり、気化器３５内には、酸素が分離除去された液体オゾンが導入されるので、気化器３５内で気化されるオゾンは、ほぼ１００vol％の濃度である。また、気化器３５には、ラインＬ１２を介して、酸素タンク３からの酸素が希釈用酸素ガスとして導入される。液体オゾンの気化で得られたほぼ濃度１００vol％のオゾンは、ラインＬ１２からの希釈用酸素ガスによって気化器３５上部で適宜希釈され、オゾンガス出口３５ｂ及びラインＬ３を通じて、濃縮オゾンガスとして送出される。このラインＬ３の濃縮オゾンガスは、溶解部５０に導入される。また、この濃縮オゾンガスの一部の余剰分は、ラインＬ３から分岐したラインＬ２５を通じて排ガスラインＬ２０に排出される。また、ラインＬ３には、酸素タンク３からのラインＬ１３も合流しており、ラインＬ３の濃縮オゾンガスは、ラインＬ１３からの酸素ガスによっても必要に応じて希釈されて、溶解部５０に導入される。なお、本実施形態では、気化器３５で得られたオゾンをラインＬ１２からの希釈用酸素ガスで主体的に希釈するため、ラインＬ１３を省略することも可能である。
【００２４】
なお、ラインＬ１２は、気化器３５よりも上流側で熱交換部３６を通過している。熱交換部３６では、分離タンク３４からラインＬ３３を通じて排出される排酸素ガスとラインＬ１２の希釈用酸素ガスとの熱交換が行われる。これにより、希釈用酸素ガスは、熱交換部３６で冷却され温度調整された後に気化器３５内に導入される。また排酸素ガスは、熱交換部３６から、ラインＬ２３を通じて排ガスラインＬ２０に排出される。
【００２５】
図１に示すように、溶解部５０は、ラインＬ３から導入される濃縮オゾンガスとラインＬ１１から導入される超純水とを接触させる溶解モジュールを備えている。溶解モジュールとは、高分子膜、エジェクタ、マイクロリアクタなどオゾンガスを水に溶解させる装置をいう。溶解モジュールにおいては、超純水に濃縮オゾンガスが溶解し、高濃度のオゾン水が生成される。なお、超純水に溶解されなかった余剰の濃縮オゾンガスは、ガスラインＬ２７を通じて排ガスラインＬ２０に排出される。一方、オゾン水は、ラインＬ４を通じて洗浄部７０に導入される。
【００２６】
洗浄部７０は、ラインＬ４から導入したオゾン水を、ノズルから半導体ウエハ、液晶、太陽電池、有機EL、プリント基板などの電子部品の表面に向けて噴射する。このようなオゾン水の噴射によって、電子部品の表面に形成されたレジストが洗浄除去される。すなわち、洗浄部７０は、電子部品のレジスト除去の用途で用いられる。
【００２７】
なお、前述のように、電子部品洗浄装置１の各部で発生する不要なガス（ラインＬ２１の排ＮＯｘガス、ラインＬ２３の排酸素ガス、ラインＬ２５の排オゾンガス、及びＬ２７の排オゾンガス）は、すべて合流して排ガスラインＬ２０を通過する。そして、このラインＬ２０の不要ガスは、触媒分解装置７と排ガス冷却器８とを通過し、排気ポンプ９によって系外に排出される。触媒分解装置７は、不要ガスを例えば活性炭などの触媒と接触させることにより、不要ガス中のオゾンガスを比較的無害な酸素ガスに分解する。排ガス冷却器８は、不要ガスを大気に排出する前に当該不要ガスを常温まで冷却する。
【００２８】
続いて、オゾン濃縮装置３０において、分離タンク３４の液体オゾンを気化器３５に供給するための構成について、図３を参照しながら更に詳細に説明する。図３には、オゾン濃縮装置３０の分離タンク３４、気化器３５、及びＵ字管４１を示している。
【００２９】
この電子部品洗浄装置１では、洗浄部７０の洗浄条件の変動により、オゾン濃縮装置３０が溶解部５０に供給すべきオゾンガスの量が変動する場合がある。このような場合、オゾン濃縮装置３０にあっては、溶解部５０で要求されるオゾンガス量の変動に追従して、気化器３５における液体オゾンの気化量を調整し安定してオゾンガスを発生させる必要がある。
【００３０】
そこで、図３に示すように、オゾンガス濃縮装置３０のＵ字管４１には、当該Ｕ字管４１内の液体オゾンを、分離タンク３４側から気化器３５側に向けて送り出すポンプ（送液量調整手段）４１ｂが設けられている。更に、オゾンガス濃縮装置３０は、当該ポンプ４１ｂの駆動を制御するポンプ制御部（送液量調整手段）４２を備えている。また、気化器３５には、当該気化器３５に溜まった液体オゾンの液面高さを検知する液面計４３が設けられている。液面計４３は、検知した液面高さを電気信号としてポンプ制御部４２に送信する。
【００３１】
気化器３５における液体オゾンの気化量が増加した場合には、気化器３５内の液体オゾンガスが多く消費されることで、液体オゾンの液面は低くなる。一方、気化器３５における液体オゾンの気化量が減少した場合には、気化器３５内の液体オゾンの消費が少なることで、液体オゾンの液面は高くなる。このように、気化器３５内の液体オゾンの液面高さは、気化器３５における気化量の変動に応じて変化する指標値となり得る。そして、前述の液面計４３は、この指標値たる液面高さを検知する指標値検知手段としての機能を持っている。なおここで、気化器３５における液体オゾンの気化量とは、単位時間当たりに気化してオゾンガスに変わる液体オゾンの量を意味し、例えば、「ｇ／秒」といったような単位で表される。
【００３２】
ポンプ制御部４２は、液面計４３から受信した液面高さに基づいて、ポンプ４１ｂの出力を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。すなわち、例えば、液面計４３による液面高さが所定量以上低下した場合には、ポンプ４１ｂの出力を上げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を増加させる。また、液面計４３による液面高さが所定量以上上昇した場合には、ポンプ４１ｂの出力を下げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を減少させる。なおここで、Ｕ字管４１における液体オゾンの送液量とは、単位時間当たりに気化器３５に送り込まれる液体オゾンの量を意味し、例えば、「ｇ／秒」といったような単位で表される。
【００３３】
このようなポンプ４１ｂの制御により、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に伴って、気化器３５における液体オゾンの気化量に変動があった場合にも、当該気化器３５における液体オゾンの量を安定させることができ、変動に追従させた気化量で、気化器３５におけるオゾンの気化量を安定させることができる。このように、このオゾン濃縮装置３０によれば、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。その結果、この電子部品洗浄装置１では、溶解部５０におけるオゾン要求量の変動に柔軟に対応可能であり、ひいては洗浄部７０の洗浄条件の変動に柔軟に対応可能となる。
【００３４】
なお、Ｕ字管４１の液体オゾンは、非常に低温（９０〜１６０Ｋ程度）であり、酸化力も強いので、ポンプ４１ｂのうち少なくとも電気的な動力部や制御部を含む部分は液体オゾンに接触しないことが好ましい。従って、ポンプ４１ｂとしては、液体オゾンに接触しながら駆動し液体オゾンを流通させる駆動部分と、当該駆動部分と温度的に絶縁され非接触で駆動部分に駆動力を付与する駆動源とを備えた構成が好ましい。この場合、ポンプ４１ｂの駆動源は、液体オゾンに接触しないようにＵ字管４１の外側に配置する。またこの場合、駆動部分の材料としては、液体オゾンに酸化され難い材料を選択する必要がある。液体オゾンに酸化され難い材料としては、例えば、SUS316、SUS316Lなどが挙げられる。
【００３５】
（第２実施形態）
図４には、本発明の第２実施形態に係るオゾン濃縮装置２３０の分離タンク３４及び気化器３５を示している。このオゾン濃縮装置２３０の図示部分以外の構成は、前述のオゾン濃縮装置３０（図２）と同一であり、このオゾン濃縮装置２３０は、前述のオゾン濃縮装置３０に代えて電子部品洗浄装置１に適用することができる。
【００３６】
オゾン濃縮装置２３０は、オゾン濃縮装置３０のポンプ４１ｂ及びポンプ制御部４２に代えて、Ｕ字管４１上に設けられたバルブ４１ｃ及び当該バルブ４１ｃの開度を制御するバルブ制御部４４を、送液量調整手段として備えている。
【００３７】
バルブ制御部４４は、液面計４３から受信した液面高さに基づいて、バルブ４１ｃの開度を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。すなわち、例えば、液面計４３による液面高さが所定量以上低下した場合には、バルブ４１ｃの開度を上げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を増加させる。また、液面計４３による液面高さが所定量以上上昇した場合には、バルブ４１ｃの開度を下げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を減少させる。なお、このような送液を行うためには、分離タンク３４の液面を、気化器３５の液面よりも高く維持するように分離タンク３４の貯液量を制御してもよく、分離タンク３４内の圧力を気化器３５内の圧力よりも高くするようにしてもよい。
【００３８】
このようなオゾン濃縮装置２３０によっても、オゾン濃縮装置３０と同様に、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。
【００３９】
（第３実施形態）
図５には、本発明の第３実施形態に係るオゾン濃縮装置３３０の分離タンク３４及び気化器３５を示している。このオゾン濃縮装置３３０の図示部分以外の構成は、前述のオゾン濃縮装置３０（図２）と同一であり、このオゾン濃縮装置３３０は、前述のオゾン濃縮装置３０に代えて電子部品洗浄装置１に適用することができる。
【００４０】
オゾン濃縮装置３３０は、オゾン濃縮装置３０の液面計４３に代えて、気化器３５内に設けられたオゾン濃度計４５と、気化器３５のオゾンガス出口３５ｂの直ぐ下流においてラインＬ３上に設けられた流量計４６と、を備えている。オゾン濃度計４５は、気化器３５内の気体のオゾン濃度を測定し、電気信号としてポンプ制御部４２に送信する。流量計４６は、オゾンガス出口３５ｂを通じて気化器３５から送出されるオゾンガスの流量を測定し、電気信号としてポンプ制御部４２に送信する。オゾン濃度計４５による濃度測定値と、流量計４６による流量測定値と、に基づけば、気化器３５から排出されるオゾン量を求めることができる。そして、このオゾン量は、気化器３５における液体オゾンの気化量にほぼ等しい。このように、気化器３５から排出されるオゾン量（以下「排出オゾン量」）は、気化器３５における気化量の変動に応じて変化する指標値となり得る。そして、前述のオゾン濃度計４５及び流量計４６は、この指標値たる排出オゾン量を検知する指標値検知手段としての機能を持っている。
【００４１】
ポンプ制御部４２は、上記濃度測定値及び流量測定値から算出される排出オゾン量に基づいて、ポンプ４１ｂの出力を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。すなわち、例えば、算出された排出オゾン量が所定量以上上昇した場合には、ポンプ４１ｂの出力を上げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を増加させる。また、算出された排出オゾン量が所定量以上低下した場合には、ポンプ４１ｂの出力を下げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を減少させる。このような送液量の調整によれば、気化器３５内の液体オゾンの量を安定させることができ、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に追従して気化器３５におけるオゾンの気化量を安定させることができる。
【００４２】
従って、このようなオゾン濃縮装置３３０によっても、オゾン濃縮装置３０と同様に、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。
【００４３】
なお、ここでは、希釈酸素ラインＬ１２（図２参照）による希釈がない場合には、気化器３５内のオゾン濃度は液化オゾン中に含まれる液体酸素の量によって決定される。液体オゾンに溶解される液体酸素の量は、オゾンを液化する際の温度での各飽和蒸気圧によって決まるため、液化させる温度によって気化した際のオゾン濃度を推定することができる。従って、これらのような場合には、オゾン濃度計４５を省略してもよい。
【００４４】
（第４実施形態）
図６には、本発明の第４実施形態に係るオゾン濃縮装置４３０の分離タンク３４及び気化器３５を示している。このオゾン濃縮装置４３０の図示部分以外の構成は、前述のオゾン濃縮装置３０（図２）と同一であり、このオゾン濃縮装置４３０は、前述のオゾン濃縮装置３０に代えて電子部品洗浄装置１に適用することができる。
【００４５】
オゾン濃縮装置４３０は、オゾン濃縮装置３３０のポンプ４１ｂ及びポンプ制御部４２に代えて、Ｕ字管４１上に設けられたバルブ４１ｃ及び当該バルブ４１ｃの開度を制御するバルブ制御部４４を、送液量調整手段として備えている。バルブ制御部４４は、上記濃度測定値及び流量測定値から算出される排出オゾン量に基づいて、バルブ４１ｃの開度を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。このようなオゾン濃縮装置４３０によっても、オゾン濃縮装置３０と同様に、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。
【００４６】
なお、以上の第２〜第４実施形態において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については図面に同一の符号を付すものとして重複する説明を省略している。
【００４７】
第１〜第４実施形態において、液封配管としてＵ字管を採用したが、液封配管はＵ字管に限定されるものではなく、水平配管や傾斜配管でも液封できるものであれば、何れのものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３０，２３０，３３０，４３０…オゾンガス濃縮装置、３３…ガス冷却部（オゾン液化部）、３４…分離タンク（オゾン液化部）、３５…気化器（オゾン気化部）、４１…Ｕ字管（液封配管）、４１ｂ…ポンプ（送液量調整手段）、４１ｃ…バルブ（送液量調整手段）、４２…ポンプ制御部（送液量調整手段）、４３…液面計（指標値検知手段）、４４…バルブ制御部（送液量調整手段）、４５…オゾン濃度計（指標値検知手段）、４６…流量計（指標値検知手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾンガス濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のオゾン発生装置が知られている。この装置では、原料酸素導入口から供給された酸素がオゾン発生器に送られる。オゾン発生器で発生したオゾンと酸素との混合ガスが、冷却塔に送り込まれて液体オゾンが生成されることで、液体オゾンと気体の酸素とが分離される。その後、液体オゾンがオゾン管を流通し、オゾン発生器の金属製外筒に接触し気化されて、気体オゾンとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５２−４０６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この装置では、金属製外筒における気体オゾンの発生量を調整する仕組みは示されておらず、外部からのオゾン要求量の変動に対応して、安定した量のオゾンを、オゾンガスとして外部に供給することができるとは言えない。また、発生させたオゾンの無駄を低減するためにも、外部に対して必要量のオゾンを出来る限り過不足なく供給可能とすることが求められており、液体オゾンを再び気化する気化部においては、液体オゾンの気化量を調整可能とすることが望まれていた。
【０００５】
本発明は、液体オゾンを気化するオゾン気化部における液体オゾンの気化量を調整可能とするオゾンガス濃縮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】
【０００６】
本発明のオゾンガス濃縮装置は、オゾンガスを含む混合ガスを冷却し液化された液体オゾンを得るオゾン液化部と、オゾン液化部から送られる液体オゾンを気化させて濃縮オゾンガスを得るオゾン気化部と、オゾン液化部からオゾン気化部に送られる液体オゾンを流通させると共に、オゾン液化部からオゾン気化部までを液封可能とする液封配管と、オゾン気化部における液体オゾンの気化量の変動に応じて変化する指標値を検知する指標値検知手段と、指標値検知手段で検知される指標値に基づいて、液封配管による液体オゾンの送液量を調整する送液量調整手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このオゾンガス濃縮装置では、オゾン液化部で得られる液体オゾンが、液封配管を通じてオゾン気化部に送られ、オゾン気化部で気化されて、濃縮オゾンガスが発生する。オゾン気化部における液体オゾンの気化量に変動があった場合、指標値に変化が現れ、その指標値に基づいて液封配管による液体オゾンの送液量が調整されるので、気化量の変動に追従するように送液量の調整を行うことができ、オゾン気化部内の液体オゾンの量を安定させることで、気化量を安定させることができる。従って、オゾン気化部における液体オゾンの気化量の調整が可能になる。
【０００８】
具体的には、指標値検知手段は、オゾン気化部における液体オゾンの液面高さを指標値として検知する液面計を有することとしてもよい。オゾン気化部における液体オゾンの気化量が多くなった場合には、オゾン気化部の液体オゾンが消費され液面が低くなり、オゾン気化部における液体オゾンの気化量が少なくなった場合には、オゾン気化部の液体オゾンが余って液面が高くなるので、オゾン気化部における液体オゾンの液面高さを、指標値として用いることができる。
【０００９】
また、指標値検知手段は、オゾン気化部から送出される濃縮オゾンガスの流量を検知する流量計と、オゾン気化部から送出される濃縮オゾンガスのオゾン濃度を検知するオゾン濃度計と、を有することとしてもよい。このような流量計の流量測定値と、オゾン濃度計の濃度測定値と、に基づいて、オゾン気化部から送出されるオゾン量を検知することができる。オゾン気化部における液体オゾンの気化量が多くなった場合には、オゾン気化部から送出されるオゾン量が多くなり、オゾン気化部における液体オゾンの気化量が少なくなった場合には、オゾン気化部から送出されるオゾン量が少なくなるので、オゾン気化部から送出される濃縮オゾンガスの流量及び濃度を、指標値として用いることができる。
【００１０】
また、具体的には、送液量調整手段は、オゾン液化部からオゾン気化部に液体オゾンを送り込むポンプを有することとしてもよい。この構成によれば、ポンプの出力を調整することにより、比較的容易に、送液量を調整することができる。
【００１１】
また、送液量調整手段は、液封配管上に設けられたバルブを有することとしてもよい。この構成によれば、バルブの開度を調整することにより、比較的容易に、送液量を調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のオゾンガス濃縮装置によれば、液体オゾンを気化するオゾン気化部における液体オゾンの気化量を調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第１実施形態が適用される電子部品洗浄装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２のオゾンガス濃縮装置の要部を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第２実施形態の要部を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第３実施形態の要部を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るオゾンガス濃縮装置の第４実施形態の要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るオゾンガス濃縮装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示すように、オゾンガス濃縮装置３０及びオゾンガス生成装置７３は、電子部品洗浄装置１に適用される。電子部品洗浄装置１は、オゾンガス生成装置７３を用いて高濃度オゾンガスを生成し、この高濃度のオゾンガスから生成した高濃度のオゾン水を半導体ウエハ、液晶、太陽電池、有機EL、プリント基板などの電子部品の表面に向けて噴射して洗浄する装置である。電子部品洗浄装置１のオゾン水生成装置７１は、濃縮オゾンガスを生成するオゾンガス生成装置７３と、このオゾンガスを超純水に溶解させて高濃度オゾン水を生成する溶解部５０と、を備えている。そして、電子部品洗浄装置１は、このオゾン水生成装置７１と、オゾン水生成装置７１で得られた高濃度オゾン水で電子部品の表面を洗浄する洗浄部７０と、を備えている。
【００１６】
オゾンガス生成装置７３は、オゾンガスを発生させるオゾナイザ１０と、オゾナイザ１０で発生したオゾンガスを濃縮するオゾンガス濃縮装置３０とを備えている。更に、オゾンガス生成装置７３は、酸素タンク３と、窒素タンク５とを備えている。オゾナイザ１０には、酸素タンク３からラインＬ１を通じて酸素が供給される。また、ラインＬ１には、窒素タンク５からの窒素ガス供給ラインが合流しており、酸素ガスに微量の窒素ガスが混入されてオゾナイザ１０に導入される。オゾナイザ１０は、酸素ガスを原料として放電方式によりオゾンガスを生成する。このオゾナイザ１０では、１０vol％程度の比較的低濃度のオゾンガス（約９０vol％の酸素ガスと約１０vol％のオゾンガスとの混合気体）が生成する。また、原料の酸素ガスに微量混入された窒素ガスに起因して、オゾナイザ１０で生成されたオゾンガス（以下、「非濃縮オゾンガス」という）には微量の窒素酸化物（ＮＯｘ）ガスが含まれる。オゾナイザ１０から送出される非濃縮オゾンガスは、ラインＬ２を通じてオゾンガス濃縮装置３０に導入される。
【００１７】
オゾンガス濃縮装置３０は、オゾナイザ１０で生成される非濃縮オゾンガスを濃縮し、ほぼ１００vol％の高濃度のオゾンガスを生成するものである。図２にも示すように、オゾンガス濃縮装置３０は、真空断熱チャンバ３１内に設けられたＮＯｘ除去部３２と、ガス冷却部３３と、分離タンク３４と、気化器３５と、熱交換部３６と、を備えている。チャンバ３１は、排気ポンプ３７によって真空引きされる。
【００１８】
ラインＬ２からの非濃縮オゾンガスは、オゾンガス濃縮装置３０のＮＯｘ除去部３２に導入される。ＮＯｘ除去部３２は、導入された非濃縮オゾンガスを、ＮＯｘの凝固点以下にまで冷却して、ＮＯｘを固化させて捕捉し、非濃縮オゾンガスから分離除去する。ＮＯｘよりも凝固点が低い酸素及びオゾンは、気体の状態でＮＯｘ除去部３２を通過し、ラインＬ３１を通じてガス冷却部３３に導入される。一方、ＮＯｘ除去部３２で捕捉されたＮＯｘは、ＮＯｘ除去部３２の清掃運転時に昇温されて再び気化し、パージガス（例えば、酸素、窒素または非濃縮オゾンガスなど）に随伴してラインＬ２１を通じ、排ガスラインＬ２０に排出される。なお、ラインＬ３１とラインＬ２１の流路の切り替えは、運転状態に合わせて適宜に実行される。
【００１９】
ガス冷却部３３では、ＮＯｘ除去後の非濃縮オゾンガスを、オゾンの沸点以下にまで冷却して、オゾンを液化させる。この液体オゾンは、ラインＬ３２を通じて分離タンク３４に導入され、当該分離タンク３４の下部に溜まる。一方、オゾンよりも沸点が低い酸素等は、気体の状態でガス冷却部３３及びラインＬ３２を通過し、分離タンク３４の上部に溜まる。分離タンク３４上部に溜まる気体は、主に酸素であり、ラインＬ３３を通じて分離タンク３４外に送出される。
【００２０】
前述のとおり、ＮＯｘ除去部３２とガス冷却部３３においては、非濃縮オゾンガスの冷却のための低熱源が必要である。このオゾンガス濃縮装置３０では、極低温の低熱源としてクライオポンプ３８を備えている。クライオポンプ３８のクライオヘッド３８ａは、チャンバ３１内部に挿入されており、クライオヘッド３８ａとＮＯｘ除去部３２とが伝熱銅板３９ａで接続されている。また、クライオヘッド３８ａとガス冷却部３３とが伝熱銅板３９ｂで接続されている。この構成により、ＮＯｘ除去部３２とガス冷却部３３とを、極低温に冷却することが可能となり、前述のＮＯｘ除去及びオゾン液化が実現される。
【００２１】
分離タンク３４の底部には、Ｕ字管４１の一端が接続されている。このＵ字管４１の他端は、気化器３５の底部に接続されている。そして、分離タンク３４内に溜まった液体オゾンは、Ｕ字管４１内にも充填される。Ｕ字管４１は、分離タンク３４内の液体オゾンを気化器３５に導くためのものであると共に、当該液体オゾンによって、分離タンク３４上部に溜まる酸素ガスと気化器３５側とを液封するものである。このＵ字管４１には、分離タンク３４側から気化器３５側に向けて液体オゾンを送り込むポンプ４１ｂが設けられている。
【００２２】
気化器３５は、Ｕ字管４１を通じて分離タンク３４から供給される液体オゾンを気化するためのもので、円筒状の胴部を有し、下部が下細りの擂り鉢状に閉じられて下端に入口３５ａが設けられていると共に、上端にオゾンガス出口３５ｂが設けられている。
【００２３】
気化器３５内部に導入される液体オゾン液面の上方には、加熱用のヒータ３５ｃが設けられている。ヒータ３５ｃは、気化器３５の底部に供される液体オゾンを加熱して気化させる。前述のとおり、気化器３５内には、酸素が分離除去された液体オゾンが導入されるので、気化器３５内で気化されるオゾンは、ほぼ１００vol％の濃度である。また、気化器３５には、ラインＬ１２を介して、酸素タンク３からの酸素が希釈用酸素ガスとして導入される。液体オゾンの気化で得られたほぼ濃度１００vol％のオゾンは、ラインＬ１２からの希釈用酸素ガスによって気化器３５上部で適宜希釈され、オゾンガス出口３５ｂ及びラインＬ３を通じて、濃縮オゾンガスとして送出される。このラインＬ３の濃縮オゾンガスは、溶解部５０に導入される。また、この濃縮オゾンガスの一部の余剰分は、ラインＬ３から分岐したラインＬ２５を通じて排ガスラインＬ２０に排出される。また、ラインＬ３には、酸素タンク３からのラインＬ１３も合流しており、ラインＬ３の濃縮オゾンガスは、ラインＬ１３からの酸素ガスによっても必要に応じて希釈されて、溶解部５０に導入される。なお、本実施形態では、気化器３５で得られたオゾンをラインＬ１２からの希釈用酸素ガスで主体的に希釈するため、ラインＬ１３を省略することも可能である。
【００２４】
なお、ラインＬ１２は、気化器３５よりも上流側で熱交換部３６を通過している。熱交換部３６では、分離タンク３４からラインＬ３３を通じて排出される排酸素ガスとラインＬ１２の希釈用酸素ガスとの熱交換が行われる。これにより、希釈用酸素ガスは、熱交換部３６で冷却され温度調整された後に気化器３５内に導入される。また排酸素ガスは、熱交換部３６から、ラインＬ２３を通じて排ガスラインＬ２０に排出される。
【００２５】
図１に示すように、溶解部５０は、ラインＬ３から導入される濃縮オゾンガスとラインＬ１１から導入される超純水とを接触させる溶解モジュールを備えている。溶解モジュールとは、高分子膜、エジェクタ、マイクロリアクタなどオゾンガスを水に溶解させる装置をいう。溶解モジュールにおいては、超純水に濃縮オゾンガスが溶解し、高濃度のオゾン水が生成される。なお、超純水に溶解されなかった余剰の濃縮オゾンガスは、ガスラインＬ２７を通じて排ガスラインＬ２０に排出される。一方、オゾン水は、ラインＬ４を通じて洗浄部７０に導入される。
【００２６】
洗浄部７０は、ラインＬ４から導入したオゾン水を、ノズルから半導体ウエハ、液晶、太陽電池、有機EL、プリント基板などの電子部品の表面に向けて噴射する。このようなオゾン水の噴射によって、電子部品の表面に形成されたレジストが洗浄除去される。すなわち、洗浄部７０は、電子部品のレジスト除去の用途で用いられる。
【００２７】
なお、前述のように、電子部品洗浄装置１の各部で発生する不要なガス（ラインＬ２１の排ＮＯｘガス、ラインＬ２３の排酸素ガス、ラインＬ２５の排オゾンガス、及びＬ２７の排オゾンガス）は、すべて合流して排ガスラインＬ２０を通過する。そして、このラインＬ２０の不要ガスは、触媒分解装置７と排ガス冷却器８とを通過し、排気ポンプ９によって系外に排出される。触媒分解装置７は、不要ガスを例えば活性炭などの触媒と接触させることにより、不要ガス中のオゾンガスを比較的無害な酸素ガスに分解する。排ガス冷却器８は、不要ガスを大気に排出する前に当該不要ガスを常温まで冷却する。
【００２８】
続いて、オゾン濃縮装置３０において、分離タンク３４の液体オゾンを気化器３５に供給するための構成について、図３を参照しながら更に詳細に説明する。図３には、オゾン濃縮装置３０の分離タンク３４、気化器３５、及びＵ字管４１を示している。
【００２９】
この電子部品洗浄装置１では、洗浄部７０の洗浄条件の変動により、オゾン濃縮装置３０が溶解部５０に供給すべきオゾンガスの量が変動する場合がある。このような場合、オゾン濃縮装置３０にあっては、溶解部５０で要求されるオゾンガス量の変動に追従して、気化器３５における液体オゾンの気化量を調整し安定してオゾンガスを発生させる必要がある。
【００３０】
そこで、図３に示すように、オゾンガス濃縮装置３０のＵ字管４１には、当該Ｕ字管４１内の液体オゾンを、分離タンク３４側から気化器３５側に向けて送り出すポンプ（送液量調整手段）４１ｂが設けられている。更に、オゾンガス濃縮装置３０は、当該ポンプ４１ｂの駆動を制御するポンプ制御部（送液量調整手段）４２を備えている。また、気化器３５には、当該気化器３５に溜まった液体オゾンの液面高さを検知する液面計４３が設けられている。液面計４３は、検知した液面高さを電気信号としてポンプ制御部４２に送信する。
【００３１】
気化器３５における液体オゾンの気化量が増加した場合には、気化器３５内の液体オゾンガスが多く消費されることで、液体オゾンの液面は低くなる。一方、気化器３５における液体オゾンの気化量が減少した場合には、気化器３５内の液体オゾンの消費が少なることで、液体オゾンの液面は高くなる。このように、気化器３５内の液体オゾンの液面高さは、気化器３５における気化量の変動に応じて変化する指標値となり得る。そして、前述の液面計４３は、この指標値たる液面高さを検知する指標値検知手段としての機能を持っている。なおここで、気化器３５における液体オゾンの気化量とは、単位時間当たりに気化してオゾンガスに変わる液体オゾンの量を意味し、例えば、「ｇ／秒」といったような単位で表される。
【００３２】
ポンプ制御部４２は、液面計４３から受信した液面高さに基づいて、ポンプ４１ｂの出力を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。すなわち、例えば、液面計４３による液面高さが所定量以上低下した場合には、ポンプ４１ｂの出力を上げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を増加させる。また、液面計４３による液面高さが所定量以上上昇した場合には、ポンプ４１ｂの出力を下げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を減少させる。なおここで、Ｕ字管４１における液体オゾンの送液量とは、単位時間当たりに気化器３５に送り込まれる液体オゾンの量を意味し、例えば、「ｇ／秒」といったような単位で表される。
【００３３】
このようなポンプ４１ｂの制御により、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に伴って、気化器３５における液体オゾンの気化量に変動があった場合にも、当該気化器３５における液体オゾンの量を安定させることができ、変動に追従させた気化量で、気化器３５におけるオゾンの気化量を安定させることができる。このように、このオゾン濃縮装置３０によれば、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。その結果、この電子部品洗浄装置１では、溶解部５０におけるオゾン要求量の変動に柔軟に対応可能であり、ひいては洗浄部７０の洗浄条件の変動に柔軟に対応可能となる。
【００３４】
なお、Ｕ字管４１の液体オゾンは、非常に低温（９０〜１６０Ｋ程度）であり、酸化力も強いので、ポンプ４１ｂのうち少なくとも電気的な動力部や制御部を含む部分は液体オゾンに接触しないことが好ましい。従って、ポンプ４１ｂとしては、液体オゾンに接触しながら駆動し液体オゾンを流通させる駆動部分と、当該駆動部分と温度的に絶縁され非接触で駆動部分に駆動力を付与する駆動源とを備えた構成が好ましい。この場合、ポンプ４１ｂの駆動源は、液体オゾンに接触しないようにＵ字管４１の外側に配置する。またこの場合、駆動部分の材料としては、液体オゾンに酸化され難い材料を選択する必要がある。液体オゾンに酸化され難い材料としては、例えば、SUS316、SUS316Lなどが挙げられる。
【００３５】
（第２実施形態）
図４には、本発明の第２実施形態に係るオゾン濃縮装置２３０の分離タンク３４及び気化器３５を示している。このオゾン濃縮装置２３０の図示部分以外の構成は、前述のオゾン濃縮装置３０（図２）と同一であり、このオゾン濃縮装置２３０は、前述のオゾン濃縮装置３０に代えて電子部品洗浄装置１に適用することができる。
【００３６】
オゾン濃縮装置２３０は、オゾン濃縮装置３０のポンプ４１ｂ及びポンプ制御部４２に代えて、Ｕ字管４１上に設けられたバルブ４１ｃ及び当該バルブ４１ｃの開度を制御するバルブ制御部４４を、送液量調整手段として備えている。
【００３７】
バルブ制御部４４は、液面計４３から受信した液面高さに基づいて、バルブ４１ｃの開度を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。すなわち、例えば、液面計４３による液面高さが所定量以上低下した場合には、バルブ４１ｃの開度を上げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を増加させる。また、液面計４３による液面高さが所定量以上上昇した場合には、バルブ４１ｃの開度を下げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を減少させる。なお、このような送液を行うためには、分離タンク３４の液面を、気化器３５の液面よりも高く維持するように分離タンク３４の貯液量を制御してもよく、分離タンク３４内の圧力を気化器３５内の圧力よりも高くするようにしてもよい。
【００３８】
このようなオゾン濃縮装置２３０によっても、オゾン濃縮装置３０と同様に、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。
【００３９】
（第３実施形態）
図５には、本発明の第３実施形態に係るオゾン濃縮装置３３０の分離タンク３４及び気化器３５を示している。このオゾン濃縮装置３３０の図示部分以外の構成は、前述のオゾン濃縮装置３０（図２）と同一であり、このオゾン濃縮装置３３０は、前述のオゾン濃縮装置３０に代えて電子部品洗浄装置１に適用することができる。
【００４０】
オゾン濃縮装置３３０は、オゾン濃縮装置３０の液面計４３に代えて、気化器３５内に設けられたオゾン濃度計４５と、気化器３５のオゾンガス出口３５ｂの直ぐ下流においてラインＬ３上に設けられた流量計４６と、を備えている。オゾン濃度計４５は、気化器３５内の気体のオゾン濃度を測定し、電気信号としてポンプ制御部４２に送信する。流量計４６は、オゾンガス出口３５ｂを通じて気化器３５から送出されるオゾンガスの流量を測定し、電気信号としてポンプ制御部４２に送信する。オゾン濃度計４５による濃度測定値と、流量計４６による流量測定値と、に基づけば、気化器３５から排出されるオゾン量を求めることができる。そして、このオゾン量は、気化器３５における液体オゾンの気化量にほぼ等しい。このように、気化器３５から排出されるオゾン量（以下「排出オゾン量」）は、気化器３５における気化量の変動に応じて変化する指標値となり得る。そして、前述のオゾン濃度計４５及び流量計４６は、この指標値たる排出オゾン量を検知する指標値検知手段としての機能を持っている。
【００４１】
ポンプ制御部４２は、上記濃度測定値及び流量測定値から算出される排出オゾン量に基づいて、ポンプ４１ｂの出力を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。すなわち、例えば、算出された排出オゾン量が所定量以上上昇した場合には、ポンプ４１ｂの出力を上げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を増加させる。また、算出された排出オゾン量が所定量以上低下した場合には、ポンプ４１ｂの出力を下げてＵ字管４１を通じた気化器３５への液体オゾンの送液量を減少させる。このような送液量の調整によれば、気化器３５内の液体オゾンの量を安定させることができ、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に追従して気化器３５におけるオゾンの気化量を安定させることができる。
【００４２】
従って、このようなオゾン濃縮装置３３０によっても、オゾン濃縮装置３０と同様に、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。
【００４３】
なお、ここでは、希釈酸素ラインＬ１２（図２参照）による希釈がない場合には、気化器３５内のオゾン濃度は液化オゾン中に含まれる液体酸素の量によって決定される。液体オゾンに溶解される液体酸素の量は、オゾンを液化する際の温度での各飽和蒸気圧によって決まるため、液化させる温度によって気化した際のオゾン濃度を推定することができる。従って、これらのような場合には、オゾン濃度計４５を省略してもよい。
【００４４】
（第４実施形態）
図６には、本発明の第４実施形態に係るオゾン濃縮装置４３０の分離タンク３４及び気化器３５を示している。このオゾン濃縮装置４３０の図示部分以外の構成は、前述のオゾン濃縮装置３０（図２）と同一であり、このオゾン濃縮装置４３０は、前述のオゾン濃縮装置３０に代えて電子部品洗浄装置１に適用することができる。
【００４５】
オゾン濃縮装置４３０は、オゾン濃縮装置３３０のポンプ４１ｂ及びポンプ制御部４２に代えて、Ｕ字管４１上に設けられたバルブ４１ｃ及び当該バルブ４１ｃの開度を制御するバルブ制御部４４を、送液量調整手段として備えている。バルブ制御部４４は、上記濃度測定値及び流量測定値から算出される排出オゾン量に基づいて、バルブ４１ｃの開度を調整し、気化器３５内の液体オゾンの量を安定化する制御を行う。このようなオゾン濃縮装置４３０によっても、オゾン濃縮装置３０と同様に、溶解部５０からのオゾン要求量の変動に応じて、気化器３５におけるオゾンの気化量を調整することができる。
【００４６】
なお、以上の第２〜第４実施形態において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については図面に同一の符号を付すものとして重複する説明を省略している。
【００４７】
第１〜第４実施形態において、液封配管としてＵ字管を採用したが、液封配管はＵ字管に限定されるものではなく、水平配管や傾斜配管でも液封できるものであれば、何れのものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３０，２３０，３３０，４３０…オゾンガス濃縮装置、３３…ガス冷却部（オゾン液化部）、３４…分離タンク（オゾン液化部）、３５…気化器（オゾン気化部）、４１…Ｕ字管（液封配管）、４１ｂ…ポンプ（送液量調整手段）、４１ｃ…バルブ（送液量調整手段）、４２…ポンプ制御部（送液量調整手段）、４３…液面計（指標値検知手段）、４４…バルブ制御部（送液量調整手段）、４５…オゾン濃度計（指標値検知手段）、４６…流量計（指標値検知手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンガスを含む混合ガスを冷却し液化された液体オゾンを得るオゾン液化部と、
前記オゾン液化部から送られる前記液体オゾンを気化させて濃縮オゾンガスを得るオゾン気化部と、
前記オゾン液化部から前記オゾン気化部に送られる前記液体オゾンを流通させると共に、前記オゾン液化部から前記オゾン気化部までを液封可能とする液封配管と、
前記オゾン気化部における前記液体オゾンの気化量の変動に応じて変化する指標値を検知する指標値検知手段と、
前記指標値検知手段で検知される前記指標値に基づいて、前記液封配管による前記液体オゾンの送液量を調整する送液量調整手段と、を備えることを特徴とするオゾンガス濃縮装置。
【請求項２】
前記指標値検知手段は、
前記オゾン気化部における前記液体オゾンの液面高さを前記指標値として検知する液面計を有することを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項３】
前記指標値検知手段は、
前記オゾン気化部から送出される前記濃縮オゾンガスの流量を検知する流量計と、
前記オゾン気化部から送出される前記濃縮オゾンガスのオゾン濃度を検知するオゾン濃度計と、を有することを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項４】
前記送液量調整手段は、
前記前記オゾン液化部から前記オゾン気化部に前記液体オゾンを送り込むポンプを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項５】
前記送液量調整手段は、
前記液封配管上に設けられたバルブを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項１】
オゾンガスを含む混合ガスを冷却し液化された液体オゾンを得るオゾン液化部と、
前記オゾン液化部から送られる前記液体オゾンを気化させて濃縮オゾンガスを得るオゾン気化部と、
前記オゾン液化部から前記オゾン気化部に送られる前記液体オゾンを流通させると共に、前記オゾン液化部から前記オゾン気化部までを液封可能とする液封配管と、
前記オゾン気化部における前記液体オゾンの気化量の変動に応じて変化する指標値を検知する指標値検知手段と、
前記指標値検知手段で検知される前記指標値に基づいて、前記液封配管による前記液体オゾンの送液量を調整する送液量調整手段と、を備えることを特徴とするオゾンガス濃縮装置。
【請求項２】
前記指標値検知手段は、
前記オゾン気化部における前記液体オゾンの液面高さを前記指標値として検知する液面計を有することを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項３】
前記指標値検知手段は、
前記オゾン気化部から送出される前記濃縮オゾンガスの流量を検知する流量計と、
前記オゾン気化部から送出される前記濃縮オゾンガスのオゾン濃度を検知するオゾン濃度計と、を有することを特徴とする請求項１に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項４】
前記送液量調整手段は、
前記前記オゾン液化部から前記オゾン気化部に前記液体オゾンを送り込むポンプを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオゾンガス濃縮装置。
【請求項５】
前記送液量調整手段は、
前記液封配管上に設けられたバルブを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のオゾンガス濃縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３２０６３（Ｐ２０１１−１３２０６３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９２７１５（Ｐ２００９−２９２７１５）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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