気体発生装置
【課題】作業負担およびコストの低減が可能な気体発生装置を提供する。
【解決手段】フッ素ガス発生装置１００は、電解槽１を備える。電解槽１内には電解浴１ａが形成されている。陰極室３内に陰極５が設けられ、陽極室４内に陽極６が設けられる。陰極５および陽極６の間に電圧が印加されることにより、ＨＦ（フッ化水素）の電気分解が行われる。電解槽１の陰極５から主として水素ガスが発生し、陽極６から主としてフッ素ガスが発生する。ＨＦ吸着塔６０〜６３に充填されたＮａＦペレットを加熱するための加熱炉８０，８１が設けられる。加熱炉８０内にＨＦ吸着塔６０，６２が設けられ、加熱炉８１内にＨＦ吸着塔６１，６３が設けられる。
【解決手段】フッ素ガス発生装置１００は、電解槽１を備える。電解槽１内には電解浴１ａが形成されている。陰極室３内に陰極５が設けられ、陽極室４内に陽極６が設けられる。陰極５および陽極６の間に電圧が印加されることにより、ＨＦ（フッ化水素）の電気分解が行われる。電解槽１の陰極５から主として水素ガスが発生し、陽極６から主としてフッ素ガスが発生する。ＨＦ吸着塔６０〜６３に充填されたＮａＦペレットを加熱するための加熱炉８０，８１が設けられる。加熱炉８０内にＨＦ吸着塔６０，６２が設けられ、加熱炉８１内にＨＦ吸着塔６１，６３が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を発生する気体発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の製造工程等において、材料の洗浄および表面改質等の種々の用途でフッ素ガスが用いられている。その場合、フッ素ガス自体を用いる場合もあるが、フッ素ガスを基に合成されたＮＦ３（三フッ化窒素）ガス、ＮｅＦ（フッ化ネオン）ガス、およびＡｒＦ（フッ化アルゴン）ガス等の種々のフッ素系ガスを用いる場合もある。
【０００３】
このような現場において、フッ素ガスを安定に供給するために、例えばＨＦ（フッ化水素）を電気分解してフッ素ガスを発生するフッ素ガス発生装置が用いられる。
【０００４】
特許文献１に示されるフッ素ガス発生装置は、電解槽を備える。電解槽内は、隔壁により陰極室および陽極室に区画されている。電解槽内にはＫＦ−ＨＦ系混合溶融塩からなる電解浴が形成されている。陰極室内に陰極が設けられ、陽極室内に陽極が設けられている。ＨＦ供給ラインを通して電解槽内の電解浴にＨＦが供給され、ＨＦの電気分解が行われる。それにより、電解槽の陰極から水素ガスが発生し、陽極からフッ素ガスが発生する。
【０００５】
陰極室の上部には、水素ガスの出口が設けられている。陰極室内で発生した水素ガスは、出口から陰極側の水素ガスラインを通して排出される。水素ガスラインには、自動弁およびＨＦ吸着塔が介挿されている。ＨＦ吸着塔には、粒状のＮａＦ（フッ化ナトリウム）ペレットが充填されている。これにより、水素ガスに混入したＨＦがＨＦ吸着塔でＮａＦペレットにより吸着され、水素ガスから除去される。
【０００６】
陽極室の上部には、フッ素ガスの出口が設けられている。陽極室内で発生したフッ素ガスは、出口からフッ素ガスラインを通して排出される。フッ素ガスラインには、ＨＦ吸着塔および自動弁が介挿されている。水素ガスラインと同様に、フッ素ガスに混入したＨＦがＨＦ吸着塔でＮａＦペレットにより吸着され、フッ素ガスから除去される。
【０００７】
フッ素ガスラインにおいては、ＨＦ吸着塔および自動弁の下流側にコンプレッサユニットが設けられている。
【０００８】
陰極室および陽極室には、各室内の圧力を測定する圧力計が設けられている。水素ガスラインおよびフッ素ガスラインに介挿される自動弁は、圧力計により測定される圧力値に連動して開閉する。
【０００９】
また、陽極室内の圧力が大気圧よりも高い場合にフッ素ガスラインの自動弁が開状態となり、陽極室内のフッ素ガスがフッ素ガスラインを通してコンプレッサユニットに吸引される。一方、陽極室内の圧力が大気圧よりも低い場合にフッ素ガスラインの自動弁が閉状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−５２１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着すると、ＮａＦペレットが粉末状に分解し、さらにその粉末が凝集する。この場合、凝集したＮａＦによってＨＦ吸着塔内またはＨＦ吸着塔に接続された配管が閉塞されることがある。そのため、定期的にＨＦ吸着塔内のＮａＦペレットを交換する必要がある。それにより、煩雑な作業およびコストが必要になる。
【００１２】
本発明の目的は、作業負担およびコストの低減が可能な気体発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明に係る気体発生装置は、電気分解により第１の気体および第２の気体を発生させる気体発生装置であって、第１室および第２室に区画され、電気分解される化合物を含む電解浴を収容する電解槽と、第１室において発生された第１の気体を排出する第１の排出経路と、第２室において発生された第２の気体を排出する第２の排出経路と、第１の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第１および第２の吸着手段と、第２の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第３および第４の吸着手段と、第１および第３の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路に接続しかつ第２および第４の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路から切り離す第１の状態と、第２および第４の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路に接続しかつ第１および第３の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路から切り離す第２の状態とに切り替え可能に構成された接続手段と、第１および第３の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第１の加熱手段と、第２および第４の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第２の加熱手段と、接続手段、第１の加熱手段および第２の加熱手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、接続手段を第１の状態および第２の状態に切り替えるとともに、接続手段が第１の状態にある場合に、第１および第３の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ第２および第４の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように第１および第２の加熱手段を制御し、接続手段が第２の状態にある場合に、第２および第４の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ第１および第３の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように第１および第２の加熱手段を制御するものである。
【００１４】
この気体発生装置においては、電解浴に含まれる化合物の電気分解が行われることにより、第１室において第１の気体が発生され、第２室において第２の気体が発生される。第１室において発生された第１の気体が第１の排出経路を通して排出され、第２室において発生された第２の気体が第２の排出経路を通して排出される。
【００１５】
接続手段が第１の状態である場合、第１および第３の吸着手段が第１および第２の排出経路にそれぞれ接続され、第２および第４の吸着手段が第１および第２の排出経路からそれぞれ切り離される。それにより、第１室において発生された第１の気体が第１の吸着手段に導かれ、第２室において発生された第２の気体が第３の吸着手段に導かれる。
【００１６】
この場合、第１および第３の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着し、第２および第４の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように、第１および第２の加熱手段により第１〜第４の吸着手段の吸着剤が加熱される。
【００１７】
接続手段が第２の状態である場合、第２および第４の吸着手段が第１および第２の排出経路にそれぞれ接続され、第１および第３の吸着手段が第１および第２の排出経路からそれぞれ切り離される。それにより、第１室において発生された第１の気体が第２の吸着手段に導かれ、第２室において発生された第２の気体が第４の吸着手段に導かれる。
【００１８】
この場合、第２および第４の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着し、第１および第３の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように、第１および第２の加熱手段により第１〜第４の吸着手段の吸着剤が加熱される。
【００１９】
これにより、接続手段が第２の状態である場合に、第１および第３の吸着手段の吸着剤に吸着された第３の気体が、吸着剤から脱離し、接続手段が第１の状態である場合に、接続手段が第２の状態である場合に第１および第３の吸着手段の吸着剤に吸着された第３の気体が、吸着剤から脱離する。
【００２０】
したがって、接続手段を第１および第２の状態に交互に切り替えることにより、第１〜第４の吸着手段の吸着剤を交換することなく、第１〜第４の吸着手段の吸着剤に第３の気体が過剰に吸着されることを防止することができる。その結果、作業負担およびコストの低減が可能になる。
【００２１】
また、接続手段が第１の状態である場合および接続手段が第２の状態である場合のいずれにおいても、第３の気体が除去された高純度の第１および第２の気体が第１および第２の排出経路を通して排出される。それにより、第１〜第４の吸着手段の吸着剤に第３の気体が過剰に吸着されることを防止しつつ継続的に第１および第２の気体を供給することができる。
【００２２】
（２）気体発生装置は、接続手段が第１の状態である場合に第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第１室に導き、接続手段が第１の状態である場合に第１の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第１室に導く第１の循環経路と、接続手段が第１の状態である場合に第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第２室に導き、接続手段が第１の状態である場合に第３の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第２室に導く第２の循環経路とをさらに備えてもよい。
【００２３】
この場合、第１および第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第１室に導かれ、第３および第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第２室に導かれる。そのため、吸着剤から脱離した第３の気体を電気分解の原料として再利用することができる。その結果、さらにコストを低減することが可能となる。
【００２４】
（３）気体発生装置は、接続手段が第１の状態である場合に第２の吸着手段に第４の気体を供給し、接続手段が第２の状態である場合に第１の吸着手段に第４の気体を供給する第１の気体供給手段と、接続手段が第１の状態である場合に第４の吸着手段に第５の気体を供給し、接続手段が第２の状態である場合に第３の吸着手段に第５の気体を供給する第２の気体供給手段とをさらに備えてもよい。
【００２５】
この場合、接続手段が第１の状態である場合に第１および第２の気体供給手段により第２および第４の吸着手段に第４および第５の気体が供給されることにより、第２および第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第２および第４の吸着手段から押し出される。また、接続手段が第２の状態である場合に第１および第２の気体供給手段により第１および第３の吸着手段に第４および第５の気体が供給されることにより、第１および第３の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第１および第３の吸着手段から押し出される。それにより、吸着剤から脱離した第３の気体が第１および第３の吸着手段に再吸着することが防止される。
【００２６】
（４）第１の気体供給手段は、第１の排出経路を通して排出される第１の気体の一部を貯蔵する貯蔵部と、接続手段が第１の状態である場合に貯蔵部に貯蔵された第１の気体を第４の気体として第２の吸着手段に導き、接続手段が第２の状態である場合に貯蔵部に貯蔵された第１の気体を第４の気体として第１の吸着手段に導く気体供給経路とを含んでもよい。
【００２７】
この場合、第１室において発生された第１の気体の一部が第１および第２の吸着手段に供給されることにより、他の気体を用いることなく、第１および第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第１および第２の吸着手段から押し出される。そのため、コストの増大させることなく、第１および第２の吸着手段の吸着剤への第３の気体の再吸着を防止することができる。
【００２８】
（５）第１の排出経路を通して排出される第１の気体のうち要求される量を超える余剰分が貯蔵部に貯蔵されてもよい。この場合、余剰分の第１の気体が第１および第２の吸着手段から第３の気体を押し出すために用いられる。そのため、要求される量の第１の気体を確保しつつ第１および第２の吸着手段の吸着剤への第３の気体の再吸着を防止することができる。
【００２９】
（６）第１の気体はフッ素ガスであり、第２の気体は水素であり、第３の気体および化合物はフッ化水素であり、吸着剤はフッ化ナトリウムであり、第１室は陽極室であり、第２室は陰極室であってもよい。
【００３０】
この場合、フッ化水素が電気分解されることにより発生されるフッ素ガスおよび水素に混入するフッ化水素を、フッ化ナトリウムにより確実に吸着することができる。また、フッ化ナトリウムに吸着されたフッ化水素をフッ化ナトリウムから容易に脱離させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
第１〜第４の吸着手段の吸着剤を交換することなく、第１〜第４の吸着手段の吸着剤に第３の気体が過剰に吸着されることを防止することができる。その結果、作業負担およびコストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の構成を示す模式図である。
【図２】第１の動作状態について説明するための図である。
【図３】第２の動作状態について説明するための図である。
【図４】図１のフッ素ガス発生装置における制御系の一部を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の制御装置によるフッ素ガス等の供給経路切替処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の制御装置によるフッ素ガス等の供給経路切替処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施の形態に係る気体発生装置および気体発生方法について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態においては、気体発生装置の一例として、フッ素ガスを発生するフッ素ガス発生装置について説明する。
【００３４】
（１）フッ素ガス発生装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、フッ素ガス発生装置１００は、電解槽１を備える。電解槽１は、例えばＮｉ（ニッケル）、モネル、純鉄もしくはステンレス鋼等の金属または合金により形成されている。電解槽１内は、隔壁２により陰極室３および陽極室４に区画されている。隔壁２は、例えばＮｉまたはモネルからなる。
【００３５】
電解槽１内にはＫＦ−ＨＦ系混合溶融塩からなる電解浴１ａが形成されている。陰極室３内に例えばＮｉ（ニッケル）からなる陰極５が設けられ、陽極室４内に例えば低分極性炭素からなる陽極６が設けられる。陰極５および陽極６の間に電圧が印加されることにより、ＨＦ（フッ化水素）の電気分解が行われる。それにより、電解槽１の陰極５から主として水素ガスが発生し、陽極６から主としてフッ素ガスが発生する。
【００３６】
陰極室３の上部には、陰極出口２０ａが設けられる。陰極出口２０ａには配管２０の一端（上流端）が接続される。配管２０の他端には、配管２１，２２の一端が接続される。配管２１には、開閉バルブＶ１，Ｖ２が上流側からこの順で介挿される。配管２２には、開閉バルブＶ３，Ｖ４が上流側からこの順で介挿される。
【００３７】
配管２１の他端は、ＨＦ吸着塔６０の気体入口に接続される。配管２２の他端は、ＨＦ吸着塔６１の気体入口に接続される。ＨＦ吸着塔６０，６１内には、円柱状のＮａＦ（フッ化ナトリウム）ペレットが充填される。
【００３８】
ＨＦ吸着塔６０の気体出口には、配管２３の一端が接続される。配管２３には、開閉バルブＶ５，Ｖ６が上流側からこの順で介挿される。ＨＦ吸着塔６１の気体出口には、配管２４の一端が接続される。配管２４には、開閉バルブＶ７，Ｖ８が上流側からこの順で介挿される。
【００３９】
配管２３の他端および配管２４の他端が配管２５の一端に接続される。配管２５の他端は、例えばガスボンベまたは工場の製造ラインに接続される。
【００４０】
配管２１における開閉バルブＶ１，Ｖ２の間の部分と配管２２における開閉バルブＶ３，Ｖ４の間の部分とが配管２６を介して接続される。配管２６には、開閉バルブＶ９，Ｖ１０が配管２１側からこの順で介挿される。配管２６における開閉バルブＶ９，Ｖ１０の間の部分には、配管２７の一端が接続される。配管２７の他端には、不活性ガスタンク５３が接続される。不活性ガスタンク５３には、例えばＮ２（窒素）、Ａｒ（アルゴン）またはＨｅ（ヘリウム）等の不活性ガスが高圧で貯蔵される。
【００４１】
配管２３における開閉バルブＶ５，Ｖ６の間の部分と配管２４における開閉バルブＶ７，Ｖ８の間の部分とが配管２８を介して接続される。配管２８には、開閉バルブＶ１１，Ｖ１２が配管２３側からこの順で介挿される。配管２８における開閉バルブＶ１１，Ｖ１２の間の部分には、配管２９の一端が接続される。配管２９には、開閉バルブＶ１３が介挿される。配管２９の他端には、配管３０の一端および配管３１の一端が接続される。配管３０の他端は、陰極室３内の電解浴１ａ内に位置するように設けられる。
【００４２】
配管３１には、開閉バルブＶ１４が介挿される。配管３１の他端に、ＨＦ供給源５１が接続される。電解浴１ａの液面の高さが例えば液面検出手段（図示せず）により検出される。検出された液面の高さが所定値よりも低くなると、開閉バルブＶ１３が閉状態とされるとともに開閉バルブＶ１４が開状態とされる。それにより、ＨＦ供給源５１から配管３１，３０を通して電解浴１ａ内にＨＦが供給される。
【００４３】
陽極室４の上部には、陽極出口４０ａが設けられている。陽極出口４０ａには配管４０の一端（上流端）が接続されている。配管４０の他端には、配管４１，４２の一端が接続される。配管４１には、開閉バルブＶ１５，Ｖ１６が上流側からこの順で介挿される。配管４２には、開閉バルブＶ１７，Ｖ１８が上流側からこの順で介挿される。
【００４４】
配管４１の他端は、ＨＦ吸着塔６２の気体入口に接続される。配管４２の他端は、ＨＦ吸着塔６３の気体入口に接続される。ＨＦ吸着塔６２，６３には、円柱状のＮａＦペレットが充填される。
【００４５】
ＨＦ吸着塔６２の気体出口には、配管４３の一端が接続される。配管４３には、開閉バルブＶ１９，Ｖ２０が上流側からこの順で介挿される。ＨＦ吸着塔６３の気体出口には、配管４４の一端が接続される。配管４４には、開閉バルブＶ２１，Ｖ２２が上流側からこの順で介挿される。配管４３の他端および配管４４の他端が配管４５の一端に接続される。配管４５には、コンプレッサ４５ａが介挿される。
【００４６】
配管４１における開閉バルブＶ１５，Ｖ１６の間の部分と配管４２における開閉バルブＶ１７，Ｖ１８の間の部分とが配管４６を介して接続される。配管４６には、開閉バルブＶ２４，Ｖ２５が配管４１側からこの順で介挿される。配管４６における開閉バルブＶ２４，Ｖ２５の間の部分には、配管４７の一端が接続される。配管４７には、開閉バルブＶ２６が介挿される。配管４７の他端には、バッファタンク５２が接続される。後述のように、バッファタンク５２には、陽極室４内で発生したフッ素ガスが高圧で貯蔵される。バッファタンク５２には、配管５０の一端が接続される。配管５０には、開閉バルブＶ２７が介挿される。配管４５の他端および配管５０の他端が配管４６の一端に接続される。配管４６には、開閉バルブＶ２３が介挿される。配管４６の他端は、例えばガスボンベまたは工場の製造ラインに接続される。
【００４７】
配管４３における開閉バルブＶ１９，Ｖ２０の間の部分と配管４４における開閉バルブＶ２１，Ｖ２２の間の部分とが配管４８を介して接続される。配管４８には、開閉バルブＶ２８，Ｖ２９が配管４３側からこの順で介挿される。配管４８における開閉バルブＶ２８，Ｖ２９の間の部分には、配管４９の一端が接続される。配管４９の他端は、陽極室４内の上部空間内に位置するように設けられる。
【００４８】
本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３に充填されたＮａＦペレットを加熱するための加熱炉８０，８１が設けられる。加熱炉８０内にＨＦ吸着塔６０，６２が設けられ、加熱炉８１内にＨＦ吸着塔６１，６３が設けられる。加熱炉８０，８１を構成する部材の材料としては、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）、ニッケル、モネル、銅、インコネル系合金またはインコロイ系合金が用いられる。
【００４９】
（２）動作
次に、フッ素ガス発生装置１００の動作について説明する。フッ素ガス発生装置１００は、以下に示す第１の動作状態および第２の動作状態で交互に動作する。
【００５０】
図２は、第１の動作状態について説明するための図であり、図３は、第２の動作状態について説明するための図である。
【００５１】
図２に示される第１の動作状態では、開閉バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２０，Ｖ２１，Ｖ２３，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９が開状態にされるとともに、開閉バルブＶ３，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１４，Ｖ１７，Ｖ２２，Ｖ２４，Ｖ２７，Ｖ２８が閉状態にされる。その状態で、コンプレッサ４５ａが駆動され、電圧印加部７０により陰極５と陽極６との間に電圧が印加される。
【００５２】
また、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２が第１の温度で加熱され、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３が第２の温度で加熱される。ここで、第２の温度は第１の温度よりも高い。第１の温度は例えば８０〜９０℃であり、第２の温度は例えば３００℃である。
【００５３】
この場合、陰極室３内で発生した水素ガスが、配管２０，２１、ＨＦ吸着塔６０および配管２３，２５を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６０において、水素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることにより水素ガスから除去される。
【００５４】
また、陽極室４内で発生したフッ素ガスが、配管４０，４１、ＨＦ吸着塔６２、配管４３，４５，４６を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６２において、フッ素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることによりフッ素ガスから除去される。
【００５５】
また、不活性ガスタンク５３に高圧で貯蔵された不活性ガスが配管２７，２６，２２を通してＨＦ吸着塔６１に送られ、バッファタンク５２に高圧で貯蔵されたフッ素ガスが配管４７，４６，４２を通してＨＦ吸着塔６３に送られる。
【００５６】
なお、第１の動作状態および後述の第２の動作状態において、一時的に開閉バルブＶ２３が閉状態にされるとともに開閉バルブＶ２７が開状態にされることにより、陽極室４で発生したフッ素ガスがバッファタンク５２に導かれ、バッファタンク５２に貯蔵される。この場合、陽極室４で発生したフッ素ガスのうち、要求された量（例えば工場の製造ラインで使用される量）を超える余剰分がバッファタンク５２に貯蔵される。
【００５７】
ＨＦ吸着塔６１，６３が高温（第２の温度）で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６１，６３において、ＮａＦペレットに吸着されたＨＦがＮａＦペレットから脱離する。
【００５８】
ＨＦ吸着塔６１内で脱離したＨＦは、不活性ガスタンク５３から送られる不活性ガスによりＨＦ吸着塔６１から押し出され、配管２４，２８，２９，３０を通して電解浴１ａ内に戻される。ＨＦ吸着塔６３内で脱離したＨＦは、バッファタンク５２から送られるフッ素ガスによりＨＦ吸着塔６３から押し出され、配管４４，４８，４９を通して陽極室４の上部空間に戻される。
【００５９】
なお、第１の動作状態としての動作開始から一定時間が経過した後、加熱炉８１によるＨＦ吸着塔６１，６３の加熱が停止される。また、開閉バルブＶ４，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３が閉状態にされることにより不活性ガスタンク５３からＨＦ吸着塔６１への不活性ガスの供給が停止され、開閉バルブＶ１８，Ｖ２１，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９が閉状態にされることによりバッファタンク５２からＨＦ吸着塔６３へのフッ素ガスの供給が停止される。以下、開閉バルブＶ４，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１８，Ｖ２１，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９を第１のバルブ群と呼ぶ。
【００６０】
図３に示される第２の動作状態では、開閉バルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１６，Ｖ１７，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８が開状態にされるとともに、開閉バルブＶ１，Ｖ６，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ２０，Ｖ２５，Ｖ２７，Ｖ２９が閉状態にされる。その状態で、コンプレッサ４５ａが駆動され、電圧印加部７０により陰極５と陽極６との間に電圧が印加される。
【００６１】
また、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３が第１の温度で加熱され、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２が第２の温度で加熱される。
【００６２】
この場合、陰極室３内で発生した水素ガスが、配管２０，２２、ＨＦ吸着塔６１および配管２４，２５を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６１において、水素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることにより水素ガスから除去される。
【００６３】
また、陽極室４内で発生したフッ素ガスが、配管４０，４２、ＨＦ吸着塔６３および配管４４，４５，４６を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６３において、フッ素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることによりフッ素ガスから除去される。
【００６４】
また、不活性ガスタンク５３に高圧で貯蔵された不活性ガスが配管２７，２６，２１を通してＨＦ吸着塔６０に送られ、バッファタンク５２に高圧状態で貯蔵されたフッ素ガスが配管４７，４６，４１を通してＨＦ吸着塔６２に送られる。
【００６５】
ＨＦ吸着塔６０，６２が高温（第２の温度）で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６０，６２内において、ＮａＦペレットに吸着されたＨＦがＮａＦペレットから脱離する。
【００６６】
ＨＦ吸着塔６０内で脱離したＨＦは、不活性ガスタンク５３から送られる不活性ガスによりＨＦ吸着塔６０から押し出され、配管２３，２８，２９，３０を通して電解浴１ａ内に戻される。ＨＦ吸着塔６２内で脱離したＨＦは、バッファタンク５２から送られるフッ素ガスによりＨＦ吸着塔６２から押し出され、配管４３，４８，４９を通して陽極室４内の上部空間に戻される。
【００６７】
なお、第２の動作状態としての動作開始から一定時間が経過した後、加熱炉８０によるＨＦ吸着塔６０，６２の加熱が停止される。また、開閉バルブＶ２，Ｖ５，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３が閉状態にされることにより不活性ガスタンク５３からＨＦ吸着塔６０への不活性ガスの供給が停止され、開閉バルブＶ１６，Ｖ１９，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８が閉状態にされることによりバッファタンク５２からＨＦ吸着塔６２へのフッ素ガスの供給が停止される。
【００６８】
以下、開閉バルブＶ２，Ｖ５，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１６，Ｖ１９，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８を第２のバルブ群と呼ぶ。
【００６９】
（３）ＨＦの吸着および脱離
上記のように、第１の動作状態では、水素ガスおよびフッ素ガスに混入するＨＦが、ＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットに吸着され、水素ガスおよびフッ素ガスから除去される。また、第２の動作状態では、水素ガスおよびフッ素ガスに混入するＨＦが、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットに吸着され、水素ガスおよびフッ素ガスから除去される。
【００７０】
この場合、フッ素ガスおよび水素ガスからＨＦが除去されることにより、純度が高い水素ガスおよびフッ素ガスを工場の製造ライン等に供給することができる。また、腐食性が高いＨＦが除去されることにより、水素ガスおよびフッ素ガスの供給経路にある配管等が腐食することを防止することができる。
【００７１】
ただし、ＨＦ吸着塔６０〜６３においてＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着すると、ＮａＦペレットが粉末状に分解し、さらにその粉末が凝集する。この場合、凝集したＮａＦによってＨＦ吸着塔６０〜６３内またはＨＦ吸着塔６０〜６３に接続された配管２１〜２４，４１〜４４が閉塞されることがある。
【００７２】
そこで、本実施の形態では、第１の動作状態において、ＨＦ吸着塔６１，６３が第２の温度で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットからＨＦが脱離する。また、第２の動作状態において、ＨＦ吸着塔６０，６２が第２の温度で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットからＨＦが脱離する。
【００７３】
フッ素ガス発生装置１００が第１の動作状態および第２の動作状態で交互に動作することにより、第１の動作状態においてＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第２の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。また、第２の動作状態においてＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第１の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。それにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを防止することができる。
【００７４】
ここで、ＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを効率良く確実に防止するためには、第１の動作状態が継続される時間および第２の動作状態が継続される時間を適切に制御することが好ましい。以下、第１の動作状態が継続される時間および第２の動作状態が継続される時間をそれぞれ継続時間Ｔ１と呼ぶ。
【００７５】
また、ＮａＦペレットからＨＦを脱離させる際のＮａＦペレットの加熱温度および加熱時間が適正でない場合には、ＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着した場合と同様に、ＮａＦペレットが粉末状に分解し、その粉末が凝集することがある。そのため、第２の温度、第１の動作状態におけるＨＦ吸着塔６１，６３の加熱時間、および第２の動作状態におけるＨＦ吸着塔６０，６２の加熱時間を適切に制御することが好ましい。以下、第１の動作状態におけるＨＦ吸着塔６１，６３の加熱時間および第２の動作状態におけるＨＦ吸着塔６０，６２の加熱時間をそれぞれ加熱時間Ｔ２と呼ぶ。
【００７６】
ＨＦが吸着したＮａＦペレットの組成はＮａＦ・ｎＨＦ（ｎ＞０）で表される。本発明者は、後述の実験および検証により、上記ｎが０．０１以上０．５以下の範囲にある場合、ＮａＦペレットが一定の形状に維持されることを見出した。本実施の形態では、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）となるように、継続時間Ｔ１、第２の温度および加熱時間Ｔ２が実験およびシミュレーション等により予め設定される。
【００７７】
（４）ＨＦの吸着量とＮａＦペレットの形状との関係
ＮａＦペレットへのＨＦの吸着量とＮａＦペレットの形状との関係を調べるために、以下の実験を行った。
【００７８】
複数の円柱状のＮａＦペレットが充填されたＨＦ吸着塔６０〜６３に、ＨＦが混入したフッ素ガスを供給した。なお、フッ素ガスを供給する前のＮａＦペレットの総重量は１５ｋｇであり、フッ素ガスを供給した後のＮａＦペレットの総重量は１５．３１ｋｇであった。すなわち、ＮａＦペレットへのＨＦの吸着量は、０．３１ｋｇであった。
【００７９】
フッ素ガスの供給後に、ＨＦ吸着塔６０〜６３内の複数箇所でＮａＦペレットを採取した。この場合、ＨＦ吸着塔６０〜６３内において、上流側（気体入口に近い側）ほどＮａＦペレットへのＨＦの吸着量が多かった。具体的には、採取したＮａＦペレットの組成は、上流側から順に、ＮａＦ・１．１５ＨＦ、ＮａＦ・０．７８ＨＦ、ＮａＦ・０．２４、ＮａＦ・０．１９ＨＦ、ＮａＦ・０．１５、ＮａＦ・０．１４ＨＦ、ＮａＦ・０．１８ＨＦ、ＮａＦ・０．１８ＨＦおよびＮａＦ・０．２２ＨＦであった。
【００８０】
ＮａＦ・１．１５ＨＦおよびＮａＦ・０．７８ＨＦの組成を有するＮａＦペレットは、粉末状に分解し、凝集して円柱形状を保持することができなかった。一方、ＮａＦ・０．２４、ＮａＦ・０．１９ＨＦ、ＮａＦ・０．１５、ＮａＦ・０．１４ＨＦ、ＮａＦ・０．１８ＨＦおよびＮａＦ・０．２２ＨＦの組成を有するＮａＦペレットは、粉末状に分解または凝集することなく円柱形状に保持された。
【００８１】
以上により、ＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）である場合、ＮａＦペレットが円柱形状に保持されることがわかった。
【００８２】
（５）フッ素ガス発生装置の制御系
図４は、フッ素ガス発生装置１００の制御系を示すブロック図である。図１のフッ素ガス発生装置１００は、図４の制御装置９０を備える。制御装置９０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータを含む。また、制御装置９０は、タイマ９０ａを有する。
【００８３】
制御装置９０は、電圧印加部７０、加熱炉８０，８１、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９およびコンプレッサ４５ａの動作を制御し、陰極５と陽極６との間への電圧の印加タイミング、ＨＦ吸着塔６０〜６３の加熱時間および加熱温度、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９の開閉ならびにコンプレッサ４５ａの駆動および停止を制御する。
【００８４】
（６）供給経路切替処理
本実施の形態では、フッ素ガス発生装置１００の動作時に、制御装置９０により、以下に示す供給経路切替処理が行われる。図５および図６は、制御装置９０による供給経路切替処理の一例を示すフローチャートである。なお、初期状態では、開閉バルブＶ１〜Ｖ１９が全て閉状態である。また、本例においては、フッ素ガス発生装置１００が最初に第１の動作状態で動作する。
【００８５】
まず、図示しない入力装置等によりＨＦの電気分解の開始が指令されると、制御装置９０は、前回のフッ素ガス発生装置１００の運転時に計測した経過時間をリセットし、内蔵されるタイマ９０ａにより経過時間の計測動作を開始する（ステップＳ１）。
【００８６】
そして、制御装置９０は、フッ素ガス発生装置１００が図２の第１の動作状態で動作するように、電圧印加部７０、加熱炉８０，８１、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９およびコンプレッサ４５ａを制御する（ステップＳ２）。
【００８７】
すなわち、制御装置９０は、開閉バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２０，Ｖ２１，Ｖ２３，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９を開状態にするとともに、開閉バルブＶ３，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１４，Ｖ１７，Ｖ２２，Ｖ２４，Ｖ２７，Ｖ２８を閉状態にする。また、制御装置９０は、コンプレッサ４５ａを駆動し、電圧印加部７０により陰極５および陽極６の間に電圧を印加する。さらに、制御装置９０は、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２を第１の温度で加熱し、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３を第２の温度で加熱する。
【００８８】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ３）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された加熱時間Ｔ２に達したか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００８９】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達するまでステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返す。
【００９０】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達した場合、制御装置９０は、加熱炉８１を停止するとともに（ステップＳ５）、上記の第１のバルブ群を閉状態にする（ステップＳ６）。それにより、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットの加熱が停止されるとともに、ＨＦ吸着塔６１，６３への不活性ガスおよびフッ素ガスの供給が停止される。
【００９１】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ７）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された継続時間Ｔ１に達したか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００９２】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達するまでステップＳ７，Ｓ８の処理を繰り返す。
【００９３】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達した場合、制御装置９０は、タイマ９０ａの経過時間を一旦リセットし（ステップＳ９）、経過時間の計測動作を開始する（ステップＳ１０）。
【００９４】
そして、制御装置９０は、フッ素ガス発生装置１００が図３の第２の動作状態で動作するように、電圧印加部７０、加熱炉８０，８１、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９およびコンプレッサ４５ａを制御する（ステップＳ１１）。
【００９５】
すなわち、制御装置９０は、開閉バルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１６，Ｖ１７，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８を開状態にするとともに、開閉バルブＶ１，Ｖ６，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ２０，Ｖ２５，Ｖ２７，Ｖ２９を閉状態にする。また、制御装置９０は、コンプレッサ４５ａを駆動し、電圧印加部７０により陰極５および陽極６の間に電圧を印加する。さらに、制御装置９０は、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３を第１の温度で加熱し、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２を第２の温度で加熱する。
【００９６】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１０で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ１２）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された加熱時間Ｔ２に達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００９７】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達するまでステップＳ１２，Ｓ１３の処理を繰り返す。
【００９８】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達した場合、制御装置９０は、加熱炉８０を停止するとともに（ステップＳ１４）、上記の第２のバルブ群を閉状態にする（ステップＳ１５）。それにより、ＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットの加熱が停止されるとともに、ＨＦ吸着塔６０，６２への不活性ガスおよびフッ素ガスの供給が停止される。
【００９９】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１０で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ１６）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された継続時間Ｔ１に達したか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【０１００】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達するまでステップＳ１６，Ｓ１７の処理を繰り返す。
【０１０１】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達した場合、制御装置９０は、タイマ９０ａの経過時間を一旦リセットし（ステップＳ１８）、経過時間の計測動作を開始する（ステップＳ１９）。その後、制御装置９０は、ステップＳ２〜ステップＳ１９の処理を繰り返す。
【０１０２】
（７）効果
本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、第１の動作状態においてＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第２の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。また、第２の動作状態においてＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第１の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。それにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットを交換することなく、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを防止することができる。その結果、作業員の作業負担の低減およびコストの低減が可能となる。
【０１０３】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、第１の動作状態および第２の動作状態のいずれにおいても、ＨＦが除去された高純度の水素ガスおよびフッ素ガスを供給することができる。それにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットにＨＦが過剰に吸着されることを防止しつつ継続的に水素ガスおよびフッ素ガスを供給することができる。
【０１０４】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットから脱離したＨＦが電解槽１内に戻される。それにより、ＮａＦペレットから脱離したＨＦを電気分解の原料として再利用することができる。その結果、さらなすコストの低減が可能となる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）となるように、継続時間Ｔ１、第２の温度および加熱時間Ｔ２に設定される。これにより、ＮａＦペレットが分解および凝集することが確実に防止され、ＨＦ吸着塔６０〜６３内が閉塞されることおよびＨＦ吸着塔６０〜６３に接続された配管２１〜２４，４１〜４４が閉塞されることが確実に防止される。
【０１０６】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３のサイズが小さくても、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットを交換することなく、継続的にＨＦ吸着塔６０〜６３を使用することができる。そのため、装置コストおよび輸送コストをさらに低減することが可能になる。なお、ＨＦ吸着塔６０〜６３の体積は、例えば０．５Ｌ〜２Ｌに設定される。
【０１０７】
（８）他の実施の形態
上記実施の形態では、タイマ９０ａによる計測時間に基づいて、第１の動作状態と第２の動作状態との切り替えのタイミングが制御されるが、これに限らず、他の方法により第１の動作状態と第２の動作状態との切り替えのタイミングが制御されてもよい。
【０１０８】
例えば、陰極室３および陽極室４における水素ガスおよびフッ素ガス発生量に基づいて、第１の動作状態と第２の動作状態との切り替えのタイミングが制御されてもよい。この場合、例えば電解槽１にフッ素ガスまたは水素ガスの発生量を検出するためのセンサが設けられる。また、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）となるようなフッ素ガスおよび水素ガスの発生量が予め設定される。センサにより検出されたフッ素ガスまたは水素ガスの発生量が、予め設定された値に達した時点で、第１の動作状態と第２の動作状態とが切り替えられる。これにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを効率良く確実に防止することができる。
【０１０９】
また、上記実施の形態では、陽極室４においてフッ素ガスが発生され、陰極室３において水素ガスが発生されるが、陽極室４および陰極室３の各々において酸素等の他の気体が発生されてもよい。
【０１１０】
また、上記実施の形態では、バッファタンク５２に貯蔵されたフッ素ガスがＨＦ吸着塔６２，６３に送られることにより、吸着剤から脱離したＨＦがＨＦ吸着塔６２，６３から押し出されるが、他の方法で吸着剤から脱離したＨＦがＨＦ吸着塔６２，６３から押し出されてもよい。例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム等の不活性ガスが貯蔵されたガスタンクが別途設けられ、そのガスタンクからＨＦ吸着塔６２，６３に不活性ガスが送られることにより、吸着剤から脱離したＨＦがＨＦ吸着塔６２，６３から押し出されてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態では、第１の動作状態と第２の動作状態との切り替え、第１の動作状態での加熱炉８１の停止、および第２の動作状態での加熱炉８０の停止が制御部９０により自動的に行われるが、オペレータにより第１の動作状態と第２の動作状態との切り替え、第１の動作状態での加熱炉８１の停止、および第２の動作状態での加熱炉８０の停止が行われてもよい。
【０１１２】
（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１１３】
上記実施の形態においては、フッ素ガス発生装置１００が気体発生装置の例であり、陽極室４が第１室の例であり、陰極室３が第２室の例であり、フッ素ガスが第１の気体の例であり、水素ガスが第２の気体の例であり、配管４０が第１の排出経路の例であり、フッ化水素が第３の気体の例であり、配管２０が第２の排出経路の例であり、ＨＦ吸着塔６２が第１の吸着手段の例であり、ＨＦ吸着塔６３が第２の吸着手段の例であり、ＨＦ吸着塔６０が第３の吸着手段の例であり、ＨＦ吸着塔６１が第４の吸着手段の例である。
【０１１４】
また、開閉バルブＶ１〜Ｖ４，Ｖ１５〜Ｖ１８が接続手段の例であり、図２に示す第１の動作状態での開閉バルブＶ１〜Ｖ４，Ｖ１５〜Ｖ１８の状態が第１の状態の例であり、図３に示す第２の動作状態での開閉バルブＶ１〜Ｖ４，Ｖ１５〜Ｖ１８の状態が第２の状態の例であり、加熱炉８０が第１の加熱手段の例であり、加熱炉８１が第２の加熱手段の例であり、制御装置９０が制御手段の例であり、配管４９が第１の循環経路の例であり、配管２９，３０が第２の循環経路の例であり、フッ素ガスが第４の気体の例であり、バッファタンク５２および配管４７が第１の気体供給手段の例であり、窒素、アルゴンまたはヘリウム等の不活性ガスが第５の気体の例であり、不活性ガスタンク５３および配管２７が第２の気体供給手段の例であり、バッファタンク５２が貯蔵部の例であり、配管４７が気体供給経路の例である。
【０１１５】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、種々の処理装置への気体の供給に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 電解槽
１ａ 電解浴
２ 隔壁
３ 陰極室
４ 陽極室
５ 陰極
６ 陽極
２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９ 配管
Ｖ１〜Ｖ２９ 開閉バルブ
２０ａ 陰極出口
４０ａ 陽極出口
４５ａ コンプレッサ
５１ ＨＦ供給源
５２ バッファタンク
５３ 不活性ガスタンク
６０，６１，６２，６３ ＨＦ吸着塔
７０ 電圧印加部
８０，８１ 加熱炉
９０ 制御装置
１００ フッ素ガス発生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を発生する気体発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体の製造工程等において、材料の洗浄および表面改質等の種々の用途でフッ素ガスが用いられている。その場合、フッ素ガス自体を用いる場合もあるが、フッ素ガスを基に合成されたＮＦ３（三フッ化窒素）ガス、ＮｅＦ（フッ化ネオン）ガス、およびＡｒＦ（フッ化アルゴン）ガス等の種々のフッ素系ガスを用いる場合もある。
【０００３】
このような現場において、フッ素ガスを安定に供給するために、例えばＨＦ（フッ化水素）を電気分解してフッ素ガスを発生するフッ素ガス発生装置が用いられる。
【０００４】
特許文献１に示されるフッ素ガス発生装置は、電解槽を備える。電解槽内は、隔壁により陰極室および陽極室に区画されている。電解槽内にはＫＦ−ＨＦ系混合溶融塩からなる電解浴が形成されている。陰極室内に陰極が設けられ、陽極室内に陽極が設けられている。ＨＦ供給ラインを通して電解槽内の電解浴にＨＦが供給され、ＨＦの電気分解が行われる。それにより、電解槽の陰極から水素ガスが発生し、陽極からフッ素ガスが発生する。
【０００５】
陰極室の上部には、水素ガスの出口が設けられている。陰極室内で発生した水素ガスは、出口から陰極側の水素ガスラインを通して排出される。水素ガスラインには、自動弁およびＨＦ吸着塔が介挿されている。ＨＦ吸着塔には、粒状のＮａＦ（フッ化ナトリウム）ペレットが充填されている。これにより、水素ガスに混入したＨＦがＨＦ吸着塔でＮａＦペレットにより吸着され、水素ガスから除去される。
【０００６】
陽極室の上部には、フッ素ガスの出口が設けられている。陽極室内で発生したフッ素ガスは、出口からフッ素ガスラインを通して排出される。フッ素ガスラインには、ＨＦ吸着塔および自動弁が介挿されている。水素ガスラインと同様に、フッ素ガスに混入したＨＦがＨＦ吸着塔でＮａＦペレットにより吸着され、フッ素ガスから除去される。
【０００７】
フッ素ガスラインにおいては、ＨＦ吸着塔および自動弁の下流側にコンプレッサユニットが設けられている。
【０００８】
陰極室および陽極室には、各室内の圧力を測定する圧力計が設けられている。水素ガスラインおよびフッ素ガスラインに介挿される自動弁は、圧力計により測定される圧力値に連動して開閉する。
【０００９】
また、陽極室内の圧力が大気圧よりも高い場合にフッ素ガスラインの自動弁が開状態となり、陽極室内のフッ素ガスがフッ素ガスラインを通してコンプレッサユニットに吸引される。一方、陽極室内の圧力が大気圧よりも低い場合にフッ素ガスラインの自動弁が閉状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−５２１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着すると、ＮａＦペレットが粉末状に分解し、さらにその粉末が凝集する。この場合、凝集したＮａＦによってＨＦ吸着塔内またはＨＦ吸着塔に接続された配管が閉塞されることがある。そのため、定期的にＨＦ吸着塔内のＮａＦペレットを交換する必要がある。それにより、煩雑な作業およびコストが必要になる。
【００１２】
本発明の目的は、作業負担およびコストの低減が可能な気体発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明に係る気体発生装置は、電気分解により第１の気体および第２の気体を発生させる気体発生装置であって、第１室および第２室に区画され、電気分解される化合物を含む電解浴を収容する電解槽と、第１室において発生された第１の気体を排出する第１の排出経路と、第２室において発生された第２の気体を排出する第２の排出経路と、第１の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第１および第２の吸着手段と、第２の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第３および第４の吸着手段と、第１および第３の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路に接続しかつ第２および第４の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路から切り離す第１の状態と、第２および第４の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路に接続しかつ第１および第３の吸着手段をそれぞれ第１および第２の排出経路から切り離す第２の状態とに切り替え可能に構成された接続手段と、第１および第３の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第１の加熱手段と、第２および第４の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第２の加熱手段と、接続手段、第１の加熱手段および第２の加熱手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、接続手段を第１の状態および第２の状態に切り替えるとともに、接続手段が第１の状態にある場合に、第１および第３の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ第２および第４の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように第１および第２の加熱手段を制御し、接続手段が第２の状態にある場合に、第２および第４の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ第１および第３の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように第１および第２の加熱手段を制御するものである。
【００１４】
この気体発生装置においては、電解浴に含まれる化合物の電気分解が行われることにより、第１室において第１の気体が発生され、第２室において第２の気体が発生される。第１室において発生された第１の気体が第１の排出経路を通して排出され、第２室において発生された第２の気体が第２の排出経路を通して排出される。
【００１５】
接続手段が第１の状態である場合、第１および第３の吸着手段が第１および第２の排出経路にそれぞれ接続され、第２および第４の吸着手段が第１および第２の排出経路からそれぞれ切り離される。それにより、第１室において発生された第１の気体が第１の吸着手段に導かれ、第２室において発生された第２の気体が第３の吸着手段に導かれる。
【００１６】
この場合、第１および第３の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着し、第２および第４の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように、第１および第２の加熱手段により第１〜第４の吸着手段の吸着剤が加熱される。
【００１７】
接続手段が第２の状態である場合、第２および第４の吸着手段が第１および第２の排出経路にそれぞれ接続され、第１および第３の吸着手段が第１および第２の排出経路からそれぞれ切り離される。それにより、第１室において発生された第１の気体が第２の吸着手段に導かれ、第２室において発生された第２の気体が第４の吸着手段に導かれる。
【００１８】
この場合、第２および第４の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着し、第１および第３の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように、第１および第２の加熱手段により第１〜第４の吸着手段の吸着剤が加熱される。
【００１９】
これにより、接続手段が第２の状態である場合に、第１および第３の吸着手段の吸着剤に吸着された第３の気体が、吸着剤から脱離し、接続手段が第１の状態である場合に、接続手段が第２の状態である場合に第１および第３の吸着手段の吸着剤に吸着された第３の気体が、吸着剤から脱離する。
【００２０】
したがって、接続手段を第１および第２の状態に交互に切り替えることにより、第１〜第４の吸着手段の吸着剤を交換することなく、第１〜第４の吸着手段の吸着剤に第３の気体が過剰に吸着されることを防止することができる。その結果、作業負担およびコストの低減が可能になる。
【００２１】
また、接続手段が第１の状態である場合および接続手段が第２の状態である場合のいずれにおいても、第３の気体が除去された高純度の第１および第２の気体が第１および第２の排出経路を通して排出される。それにより、第１〜第４の吸着手段の吸着剤に第３の気体が過剰に吸着されることを防止しつつ継続的に第１および第２の気体を供給することができる。
【００２２】
（２）気体発生装置は、接続手段が第１の状態である場合に第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第１室に導き、接続手段が第１の状態である場合に第１の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第１室に導く第１の循環経路と、接続手段が第１の状態である場合に第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第２室に導き、接続手段が第１の状態である場合に第３の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を第２室に導く第２の循環経路とをさらに備えてもよい。
【００２３】
この場合、第１および第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第１室に導かれ、第３および第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第２室に導かれる。そのため、吸着剤から脱離した第３の気体を電気分解の原料として再利用することができる。その結果、さらにコストを低減することが可能となる。
【００２４】
（３）気体発生装置は、接続手段が第１の状態である場合に第２の吸着手段に第４の気体を供給し、接続手段が第２の状態である場合に第１の吸着手段に第４の気体を供給する第１の気体供給手段と、接続手段が第１の状態である場合に第４の吸着手段に第５の気体を供給し、接続手段が第２の状態である場合に第３の吸着手段に第５の気体を供給する第２の気体供給手段とをさらに備えてもよい。
【００２５】
この場合、接続手段が第１の状態である場合に第１および第２の気体供給手段により第２および第４の吸着手段に第４および第５の気体が供給されることにより、第２および第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第２および第４の吸着手段から押し出される。また、接続手段が第２の状態である場合に第１および第２の気体供給手段により第１および第３の吸着手段に第４および第５の気体が供給されることにより、第１および第３の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第１および第３の吸着手段から押し出される。それにより、吸着剤から脱離した第３の気体が第１および第３の吸着手段に再吸着することが防止される。
【００２６】
（４）第１の気体供給手段は、第１の排出経路を通して排出される第１の気体の一部を貯蔵する貯蔵部と、接続手段が第１の状態である場合に貯蔵部に貯蔵された第１の気体を第４の気体として第２の吸着手段に導き、接続手段が第２の状態である場合に貯蔵部に貯蔵された第１の気体を第４の気体として第１の吸着手段に導く気体供給経路とを含んでもよい。
【００２７】
この場合、第１室において発生された第１の気体の一部が第１および第２の吸着手段に供給されることにより、他の気体を用いることなく、第１および第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体が第１および第２の吸着手段から押し出される。そのため、コストの増大させることなく、第１および第２の吸着手段の吸着剤への第３の気体の再吸着を防止することができる。
【００２８】
（５）第１の排出経路を通して排出される第１の気体のうち要求される量を超える余剰分が貯蔵部に貯蔵されてもよい。この場合、余剰分の第１の気体が第１および第２の吸着手段から第３の気体を押し出すために用いられる。そのため、要求される量の第１の気体を確保しつつ第１および第２の吸着手段の吸着剤への第３の気体の再吸着を防止することができる。
【００２９】
（６）第１の気体はフッ素ガスであり、第２の気体は水素であり、第３の気体および化合物はフッ化水素であり、吸着剤はフッ化ナトリウムであり、第１室は陽極室であり、第２室は陰極室であってもよい。
【００３０】
この場合、フッ化水素が電気分解されることにより発生されるフッ素ガスおよび水素に混入するフッ化水素を、フッ化ナトリウムにより確実に吸着することができる。また、フッ化ナトリウムに吸着されたフッ化水素をフッ化ナトリウムから容易に脱離させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
第１〜第４の吸着手段の吸着剤を交換することなく、第１〜第４の吸着手段の吸着剤に第３の気体が過剰に吸着されることを防止することができる。その結果、作業負担およびコストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の構成を示す模式図である。
【図２】第１の動作状態について説明するための図である。
【図３】第２の動作状態について説明するための図である。
【図４】図１のフッ素ガス発生装置における制御系の一部を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の制御装置によるフッ素ガス等の供給経路切替処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の制御装置によるフッ素ガス等の供給経路切替処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施の形態に係る気体発生装置および気体発生方法について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態においては、気体発生装置の一例として、フッ素ガスを発生するフッ素ガス発生装置について説明する。
【００３４】
（１）フッ素ガス発生装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、フッ素ガス発生装置１００は、電解槽１を備える。電解槽１は、例えばＮｉ（ニッケル）、モネル、純鉄もしくはステンレス鋼等の金属または合金により形成されている。電解槽１内は、隔壁２により陰極室３および陽極室４に区画されている。隔壁２は、例えばＮｉまたはモネルからなる。
【００３５】
電解槽１内にはＫＦ−ＨＦ系混合溶融塩からなる電解浴１ａが形成されている。陰極室３内に例えばＮｉ（ニッケル）からなる陰極５が設けられ、陽極室４内に例えば低分極性炭素からなる陽極６が設けられる。陰極５および陽極６の間に電圧が印加されることにより、ＨＦ（フッ化水素）の電気分解が行われる。それにより、電解槽１の陰極５から主として水素ガスが発生し、陽極６から主としてフッ素ガスが発生する。
【００３６】
陰極室３の上部には、陰極出口２０ａが設けられる。陰極出口２０ａには配管２０の一端（上流端）が接続される。配管２０の他端には、配管２１，２２の一端が接続される。配管２１には、開閉バルブＶ１，Ｖ２が上流側からこの順で介挿される。配管２２には、開閉バルブＶ３，Ｖ４が上流側からこの順で介挿される。
【００３７】
配管２１の他端は、ＨＦ吸着塔６０の気体入口に接続される。配管２２の他端は、ＨＦ吸着塔６１の気体入口に接続される。ＨＦ吸着塔６０，６１内には、円柱状のＮａＦ（フッ化ナトリウム）ペレットが充填される。
【００３８】
ＨＦ吸着塔６０の気体出口には、配管２３の一端が接続される。配管２３には、開閉バルブＶ５，Ｖ６が上流側からこの順で介挿される。ＨＦ吸着塔６１の気体出口には、配管２４の一端が接続される。配管２４には、開閉バルブＶ７，Ｖ８が上流側からこの順で介挿される。
【００３９】
配管２３の他端および配管２４の他端が配管２５の一端に接続される。配管２５の他端は、例えばガスボンベまたは工場の製造ラインに接続される。
【００４０】
配管２１における開閉バルブＶ１，Ｖ２の間の部分と配管２２における開閉バルブＶ３，Ｖ４の間の部分とが配管２６を介して接続される。配管２６には、開閉バルブＶ９，Ｖ１０が配管２１側からこの順で介挿される。配管２６における開閉バルブＶ９，Ｖ１０の間の部分には、配管２７の一端が接続される。配管２７の他端には、不活性ガスタンク５３が接続される。不活性ガスタンク５３には、例えばＮ２（窒素）、Ａｒ（アルゴン）またはＨｅ（ヘリウム）等の不活性ガスが高圧で貯蔵される。
【００４１】
配管２３における開閉バルブＶ５，Ｖ６の間の部分と配管２４における開閉バルブＶ７，Ｖ８の間の部分とが配管２８を介して接続される。配管２８には、開閉バルブＶ１１，Ｖ１２が配管２３側からこの順で介挿される。配管２８における開閉バルブＶ１１，Ｖ１２の間の部分には、配管２９の一端が接続される。配管２９には、開閉バルブＶ１３が介挿される。配管２９の他端には、配管３０の一端および配管３１の一端が接続される。配管３０の他端は、陰極室３内の電解浴１ａ内に位置するように設けられる。
【００４２】
配管３１には、開閉バルブＶ１４が介挿される。配管３１の他端に、ＨＦ供給源５１が接続される。電解浴１ａの液面の高さが例えば液面検出手段（図示せず）により検出される。検出された液面の高さが所定値よりも低くなると、開閉バルブＶ１３が閉状態とされるとともに開閉バルブＶ１４が開状態とされる。それにより、ＨＦ供給源５１から配管３１，３０を通して電解浴１ａ内にＨＦが供給される。
【００４３】
陽極室４の上部には、陽極出口４０ａが設けられている。陽極出口４０ａには配管４０の一端（上流端）が接続されている。配管４０の他端には、配管４１，４２の一端が接続される。配管４１には、開閉バルブＶ１５，Ｖ１６が上流側からこの順で介挿される。配管４２には、開閉バルブＶ１７，Ｖ１８が上流側からこの順で介挿される。
【００４４】
配管４１の他端は、ＨＦ吸着塔６２の気体入口に接続される。配管４２の他端は、ＨＦ吸着塔６３の気体入口に接続される。ＨＦ吸着塔６２，６３には、円柱状のＮａＦペレットが充填される。
【００４５】
ＨＦ吸着塔６２の気体出口には、配管４３の一端が接続される。配管４３には、開閉バルブＶ１９，Ｖ２０が上流側からこの順で介挿される。ＨＦ吸着塔６３の気体出口には、配管４４の一端が接続される。配管４４には、開閉バルブＶ２１，Ｖ２２が上流側からこの順で介挿される。配管４３の他端および配管４４の他端が配管４５の一端に接続される。配管４５には、コンプレッサ４５ａが介挿される。
【００４６】
配管４１における開閉バルブＶ１５，Ｖ１６の間の部分と配管４２における開閉バルブＶ１７，Ｖ１８の間の部分とが配管４６を介して接続される。配管４６には、開閉バルブＶ２４，Ｖ２５が配管４１側からこの順で介挿される。配管４６における開閉バルブＶ２４，Ｖ２５の間の部分には、配管４７の一端が接続される。配管４７には、開閉バルブＶ２６が介挿される。配管４７の他端には、バッファタンク５２が接続される。後述のように、バッファタンク５２には、陽極室４内で発生したフッ素ガスが高圧で貯蔵される。バッファタンク５２には、配管５０の一端が接続される。配管５０には、開閉バルブＶ２７が介挿される。配管４５の他端および配管５０の他端が配管４６の一端に接続される。配管４６には、開閉バルブＶ２３が介挿される。配管４６の他端は、例えばガスボンベまたは工場の製造ラインに接続される。
【００４７】
配管４３における開閉バルブＶ１９，Ｖ２０の間の部分と配管４４における開閉バルブＶ２１，Ｖ２２の間の部分とが配管４８を介して接続される。配管４８には、開閉バルブＶ２８，Ｖ２９が配管４３側からこの順で介挿される。配管４８における開閉バルブＶ２８，Ｖ２９の間の部分には、配管４９の一端が接続される。配管４９の他端は、陽極室４内の上部空間内に位置するように設けられる。
【００４８】
本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３に充填されたＮａＦペレットを加熱するための加熱炉８０，８１が設けられる。加熱炉８０内にＨＦ吸着塔６０，６２が設けられ、加熱炉８１内にＨＦ吸着塔６１，６３が設けられる。加熱炉８０，８１を構成する部材の材料としては、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）、ニッケル、モネル、銅、インコネル系合金またはインコロイ系合金が用いられる。
【００４９】
（２）動作
次に、フッ素ガス発生装置１００の動作について説明する。フッ素ガス発生装置１００は、以下に示す第１の動作状態および第２の動作状態で交互に動作する。
【００５０】
図２は、第１の動作状態について説明するための図であり、図３は、第２の動作状態について説明するための図である。
【００５１】
図２に示される第１の動作状態では、開閉バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２０，Ｖ２１，Ｖ２３，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９が開状態にされるとともに、開閉バルブＶ３，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１４，Ｖ１７，Ｖ２２，Ｖ２４，Ｖ２７，Ｖ２８が閉状態にされる。その状態で、コンプレッサ４５ａが駆動され、電圧印加部７０により陰極５と陽極６との間に電圧が印加される。
【００５２】
また、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２が第１の温度で加熱され、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３が第２の温度で加熱される。ここで、第２の温度は第１の温度よりも高い。第１の温度は例えば８０〜９０℃であり、第２の温度は例えば３００℃である。
【００５３】
この場合、陰極室３内で発生した水素ガスが、配管２０，２１、ＨＦ吸着塔６０および配管２３，２５を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６０において、水素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることにより水素ガスから除去される。
【００５４】
また、陽極室４内で発生したフッ素ガスが、配管４０，４１、ＨＦ吸着塔６２、配管４３，４５，４６を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６２において、フッ素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることによりフッ素ガスから除去される。
【００５５】
また、不活性ガスタンク５３に高圧で貯蔵された不活性ガスが配管２７，２６，２２を通してＨＦ吸着塔６１に送られ、バッファタンク５２に高圧で貯蔵されたフッ素ガスが配管４７，４６，４２を通してＨＦ吸着塔６３に送られる。
【００５６】
なお、第１の動作状態および後述の第２の動作状態において、一時的に開閉バルブＶ２３が閉状態にされるとともに開閉バルブＶ２７が開状態にされることにより、陽極室４で発生したフッ素ガスがバッファタンク５２に導かれ、バッファタンク５２に貯蔵される。この場合、陽極室４で発生したフッ素ガスのうち、要求された量（例えば工場の製造ラインで使用される量）を超える余剰分がバッファタンク５２に貯蔵される。
【００５７】
ＨＦ吸着塔６１，６３が高温（第２の温度）で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６１，６３において、ＮａＦペレットに吸着されたＨＦがＮａＦペレットから脱離する。
【００５８】
ＨＦ吸着塔６１内で脱離したＨＦは、不活性ガスタンク５３から送られる不活性ガスによりＨＦ吸着塔６１から押し出され、配管２４，２８，２９，３０を通して電解浴１ａ内に戻される。ＨＦ吸着塔６３内で脱離したＨＦは、バッファタンク５２から送られるフッ素ガスによりＨＦ吸着塔６３から押し出され、配管４４，４８，４９を通して陽極室４の上部空間に戻される。
【００５９】
なお、第１の動作状態としての動作開始から一定時間が経過した後、加熱炉８１によるＨＦ吸着塔６１，６３の加熱が停止される。また、開閉バルブＶ４，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３が閉状態にされることにより不活性ガスタンク５３からＨＦ吸着塔６１への不活性ガスの供給が停止され、開閉バルブＶ１８，Ｖ２１，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９が閉状態にされることによりバッファタンク５２からＨＦ吸着塔６３へのフッ素ガスの供給が停止される。以下、開閉バルブＶ４，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１８，Ｖ２１，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９を第１のバルブ群と呼ぶ。
【００６０】
図３に示される第２の動作状態では、開閉バルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１６，Ｖ１７，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８が開状態にされるとともに、開閉バルブＶ１，Ｖ６，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ２０，Ｖ２５，Ｖ２７，Ｖ２９が閉状態にされる。その状態で、コンプレッサ４５ａが駆動され、電圧印加部７０により陰極５と陽極６との間に電圧が印加される。
【００６１】
また、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３が第１の温度で加熱され、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２が第２の温度で加熱される。
【００６２】
この場合、陰極室３内で発生した水素ガスが、配管２０，２２、ＨＦ吸着塔６１および配管２４，２５を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６１において、水素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることにより水素ガスから除去される。
【００６３】
また、陽極室４内で発生したフッ素ガスが、配管４０，４２、ＨＦ吸着塔６３および配管４４，４５，４６を通して、ガスボンベまたは工場の製造ラインに供給される。ＨＦ吸着塔６３において、フッ素ガスに混入するＨＦがＮａＦペレットにより吸着されることによりフッ素ガスから除去される。
【００６４】
また、不活性ガスタンク５３に高圧で貯蔵された不活性ガスが配管２７，２６，２１を通してＨＦ吸着塔６０に送られ、バッファタンク５２に高圧状態で貯蔵されたフッ素ガスが配管４７，４６，４１を通してＨＦ吸着塔６２に送られる。
【００６５】
ＨＦ吸着塔６０，６２が高温（第２の温度）で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６０，６２内において、ＮａＦペレットに吸着されたＨＦがＮａＦペレットから脱離する。
【００６６】
ＨＦ吸着塔６０内で脱離したＨＦは、不活性ガスタンク５３から送られる不活性ガスによりＨＦ吸着塔６０から押し出され、配管２３，２８，２９，３０を通して電解浴１ａ内に戻される。ＨＦ吸着塔６２内で脱離したＨＦは、バッファタンク５２から送られるフッ素ガスによりＨＦ吸着塔６２から押し出され、配管４３，４８，４９を通して陽極室４内の上部空間に戻される。
【００６７】
なお、第２の動作状態としての動作開始から一定時間が経過した後、加熱炉８０によるＨＦ吸着塔６０，６２の加熱が停止される。また、開閉バルブＶ２，Ｖ５，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３が閉状態にされることにより不活性ガスタンク５３からＨＦ吸着塔６０への不活性ガスの供給が停止され、開閉バルブＶ１６，Ｖ１９，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８が閉状態にされることによりバッファタンク５２からＨＦ吸着塔６２へのフッ素ガスの供給が停止される。
【００６８】
以下、開閉バルブＶ２，Ｖ５，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１６，Ｖ１９，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８を第２のバルブ群と呼ぶ。
【００６９】
（３）ＨＦの吸着および脱離
上記のように、第１の動作状態では、水素ガスおよびフッ素ガスに混入するＨＦが、ＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットに吸着され、水素ガスおよびフッ素ガスから除去される。また、第２の動作状態では、水素ガスおよびフッ素ガスに混入するＨＦが、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットに吸着され、水素ガスおよびフッ素ガスから除去される。
【００７０】
この場合、フッ素ガスおよび水素ガスからＨＦが除去されることにより、純度が高い水素ガスおよびフッ素ガスを工場の製造ライン等に供給することができる。また、腐食性が高いＨＦが除去されることにより、水素ガスおよびフッ素ガスの供給経路にある配管等が腐食することを防止することができる。
【００７１】
ただし、ＨＦ吸着塔６０〜６３においてＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着すると、ＮａＦペレットが粉末状に分解し、さらにその粉末が凝集する。この場合、凝集したＮａＦによってＨＦ吸着塔６０〜６３内またはＨＦ吸着塔６０〜６３に接続された配管２１〜２４，４１〜４４が閉塞されることがある。
【００７２】
そこで、本実施の形態では、第１の動作状態において、ＨＦ吸着塔６１，６３が第２の温度で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットからＨＦが脱離する。また、第２の動作状態において、ＨＦ吸着塔６０，６２が第２の温度で加熱されることにより、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットからＨＦが脱離する。
【００７３】
フッ素ガス発生装置１００が第１の動作状態および第２の動作状態で交互に動作することにより、第１の動作状態においてＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第２の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。また、第２の動作状態においてＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第１の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。それにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを防止することができる。
【００７４】
ここで、ＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを効率良く確実に防止するためには、第１の動作状態が継続される時間および第２の動作状態が継続される時間を適切に制御することが好ましい。以下、第１の動作状態が継続される時間および第２の動作状態が継続される時間をそれぞれ継続時間Ｔ１と呼ぶ。
【００７５】
また、ＮａＦペレットからＨＦを脱離させる際のＮａＦペレットの加熱温度および加熱時間が適正でない場合には、ＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着した場合と同様に、ＮａＦペレットが粉末状に分解し、その粉末が凝集することがある。そのため、第２の温度、第１の動作状態におけるＨＦ吸着塔６１，６３の加熱時間、および第２の動作状態におけるＨＦ吸着塔６０，６２の加熱時間を適切に制御することが好ましい。以下、第１の動作状態におけるＨＦ吸着塔６１，６３の加熱時間および第２の動作状態におけるＨＦ吸着塔６０，６２の加熱時間をそれぞれ加熱時間Ｔ２と呼ぶ。
【００７６】
ＨＦが吸着したＮａＦペレットの組成はＮａＦ・ｎＨＦ（ｎ＞０）で表される。本発明者は、後述の実験および検証により、上記ｎが０．０１以上０．５以下の範囲にある場合、ＮａＦペレットが一定の形状に維持されることを見出した。本実施の形態では、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）となるように、継続時間Ｔ１、第２の温度および加熱時間Ｔ２が実験およびシミュレーション等により予め設定される。
【００７７】
（４）ＨＦの吸着量とＮａＦペレットの形状との関係
ＮａＦペレットへのＨＦの吸着量とＮａＦペレットの形状との関係を調べるために、以下の実験を行った。
【００７８】
複数の円柱状のＮａＦペレットが充填されたＨＦ吸着塔６０〜６３に、ＨＦが混入したフッ素ガスを供給した。なお、フッ素ガスを供給する前のＮａＦペレットの総重量は１５ｋｇであり、フッ素ガスを供給した後のＮａＦペレットの総重量は１５．３１ｋｇであった。すなわち、ＮａＦペレットへのＨＦの吸着量は、０．３１ｋｇであった。
【００７９】
フッ素ガスの供給後に、ＨＦ吸着塔６０〜６３内の複数箇所でＮａＦペレットを採取した。この場合、ＨＦ吸着塔６０〜６３内において、上流側（気体入口に近い側）ほどＮａＦペレットへのＨＦの吸着量が多かった。具体的には、採取したＮａＦペレットの組成は、上流側から順に、ＮａＦ・１．１５ＨＦ、ＮａＦ・０．７８ＨＦ、ＮａＦ・０．２４、ＮａＦ・０．１９ＨＦ、ＮａＦ・０．１５、ＮａＦ・０．１４ＨＦ、ＮａＦ・０．１８ＨＦ、ＮａＦ・０．１８ＨＦおよびＮａＦ・０．２２ＨＦであった。
【００８０】
ＮａＦ・１．１５ＨＦおよびＮａＦ・０．７８ＨＦの組成を有するＮａＦペレットは、粉末状に分解し、凝集して円柱形状を保持することができなかった。一方、ＮａＦ・０．２４、ＮａＦ・０．１９ＨＦ、ＮａＦ・０．１５、ＮａＦ・０．１４ＨＦ、ＮａＦ・０．１８ＨＦおよびＮａＦ・０．２２ＨＦの組成を有するＮａＦペレットは、粉末状に分解または凝集することなく円柱形状に保持された。
【００８１】
以上により、ＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）である場合、ＮａＦペレットが円柱形状に保持されることがわかった。
【００８２】
（５）フッ素ガス発生装置の制御系
図４は、フッ素ガス発生装置１００の制御系を示すブロック図である。図１のフッ素ガス発生装置１００は、図４の制御装置９０を備える。制御装置９０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータを含む。また、制御装置９０は、タイマ９０ａを有する。
【００８３】
制御装置９０は、電圧印加部７０、加熱炉８０，８１、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９およびコンプレッサ４５ａの動作を制御し、陰極５と陽極６との間への電圧の印加タイミング、ＨＦ吸着塔６０〜６３の加熱時間および加熱温度、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９の開閉ならびにコンプレッサ４５ａの駆動および停止を制御する。
【００８４】
（６）供給経路切替処理
本実施の形態では、フッ素ガス発生装置１００の動作時に、制御装置９０により、以下に示す供給経路切替処理が行われる。図５および図６は、制御装置９０による供給経路切替処理の一例を示すフローチャートである。なお、初期状態では、開閉バルブＶ１〜Ｖ１９が全て閉状態である。また、本例においては、フッ素ガス発生装置１００が最初に第１の動作状態で動作する。
【００８５】
まず、図示しない入力装置等によりＨＦの電気分解の開始が指令されると、制御装置９０は、前回のフッ素ガス発生装置１００の運転時に計測した経過時間をリセットし、内蔵されるタイマ９０ａにより経過時間の計測動作を開始する（ステップＳ１）。
【００８６】
そして、制御装置９０は、フッ素ガス発生装置１００が図２の第１の動作状態で動作するように、電圧印加部７０、加熱炉８０，８１、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９およびコンプレッサ４５ａを制御する（ステップＳ２）。
【００８７】
すなわち、制御装置９０は、開閉バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２０，Ｖ２１，Ｖ２３，Ｖ２５，Ｖ２６，Ｖ２９を開状態にするとともに、開閉バルブＶ３，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１４，Ｖ１７，Ｖ２２，Ｖ２４，Ｖ２７，Ｖ２８を閉状態にする。また、制御装置９０は、コンプレッサ４５ａを駆動し、電圧印加部７０により陰極５および陽極６の間に電圧を印加する。さらに、制御装置９０は、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２を第１の温度で加熱し、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３を第２の温度で加熱する。
【００８８】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ３）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された加熱時間Ｔ２に達したか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００８９】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達するまでステップＳ３，Ｓ４の処理を繰り返す。
【００９０】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達した場合、制御装置９０は、加熱炉８１を停止するとともに（ステップＳ５）、上記の第１のバルブ群を閉状態にする（ステップＳ６）。それにより、ＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットの加熱が停止されるとともに、ＨＦ吸着塔６１，６３への不活性ガスおよびフッ素ガスの供給が停止される。
【００９１】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ７）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された継続時間Ｔ１に達したか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００９２】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達するまでステップＳ７，Ｓ８の処理を繰り返す。
【００９３】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達した場合、制御装置９０は、タイマ９０ａの経過時間を一旦リセットし（ステップＳ９）、経過時間の計測動作を開始する（ステップＳ１０）。
【００９４】
そして、制御装置９０は、フッ素ガス発生装置１００が図３の第２の動作状態で動作するように、電圧印加部７０、加熱炉８０，８１、開閉バルブＶ１〜Ｖ２９およびコンプレッサ４５ａを制御する（ステップＳ１１）。
【００９５】
すなわち、制御装置９０は、開閉バルブＶ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１６，Ｖ１７，Ｖ１８，Ｖ１９，Ｖ２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ２６，Ｖ２８を開状態にするとともに、開閉バルブＶ１，Ｖ６，Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１４，Ｖ１５，Ｖ２０，Ｖ２５，Ｖ２７，Ｖ２９を閉状態にする。また、制御装置９０は、コンプレッサ４５ａを駆動し、電圧印加部７０により陰極５および陽極６の間に電圧を印加する。さらに、制御装置９０は、加熱炉８１によりＨＦ吸着塔６１，６３を第１の温度で加熱し、加熱炉８０によりＨＦ吸着塔６０，６２を第２の温度で加熱する。
【００９６】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１０で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ１２）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された加熱時間Ｔ２に達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００９７】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達するまでステップＳ１２，Ｓ１３の処理を繰り返す。
【００９８】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が加熱時間Ｔ２に達した場合、制御装置９０は、加熱炉８０を停止するとともに（ステップＳ１４）、上記の第２のバルブ群を閉状態にする（ステップＳ１５）。それにより、ＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットの加熱が停止されるとともに、ＨＦ吸着塔６０，６２への不活性ガスおよびフッ素ガスの供給が停止される。
【００９９】
次に、制御装置９０は、内蔵されたタイマ９０ａにより、ステップＳ１０で計測を開始してからの経過時間を検出する（ステップＳ１６）。次に、制御装置９０は、検出されたタイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が予め設定された継続時間Ｔ１に達したか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【０１００】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達していない場合、制御装置９０は、計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達するまでステップＳ１６，Ｓ１７の処理を繰り返す。
【０１０１】
タイマ９０ａによる計測開始からの経過時間が継続時間Ｔ１に達した場合、制御装置９０は、タイマ９０ａの経過時間を一旦リセットし（ステップＳ１８）、経過時間の計測動作を開始する（ステップＳ１９）。その後、制御装置９０は、ステップＳ２〜ステップＳ１９の処理を繰り返す。
【０１０２】
（７）効果
本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、第１の動作状態においてＨＦ吸着塔６０，６２内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第２の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。また、第２の動作状態においてＨＦ吸着塔６１，６３内のＮａＦペレットに吸着されたＨＦが、第１の動作状態においてＮａＦペレットから脱離する。それにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットを交換することなく、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを防止することができる。その結果、作業員の作業負担の低減およびコストの低減が可能となる。
【０１０３】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、第１の動作状態および第２の動作状態のいずれにおいても、ＨＦが除去された高純度の水素ガスおよびフッ素ガスを供給することができる。それにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットにＨＦが過剰に吸着されることを防止しつつ継続的に水素ガスおよびフッ素ガスを供給することができる。
【０１０４】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットから脱離したＨＦが電解槽１内に戻される。それにより、ＮａＦペレットから脱離したＨＦを電気分解の原料として再利用することができる。その結果、さらなすコストの低減が可能となる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）となるように、継続時間Ｔ１、第２の温度および加熱時間Ｔ２に設定される。これにより、ＮａＦペレットが分解および凝集することが確実に防止され、ＨＦ吸着塔６０〜６３内が閉塞されることおよびＨＦ吸着塔６０〜６３に接続された配管２１〜２４，４１〜４４が閉塞されることが確実に防止される。
【０１０６】
また、本実施の形態に係るフッ素ガス発生装置１００においては、ＨＦ吸着塔６０〜６３のサイズが小さくても、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットを交換することなく、継続的にＨＦ吸着塔６０〜６３を使用することができる。そのため、装置コストおよび輸送コストをさらに低減することが可能になる。なお、ＨＦ吸着塔６０〜６３の体積は、例えば０．５Ｌ〜２Ｌに設定される。
【０１０７】
（８）他の実施の形態
上記実施の形態では、タイマ９０ａによる計測時間に基づいて、第１の動作状態と第２の動作状態との切り替えのタイミングが制御されるが、これに限らず、他の方法により第１の動作状態と第２の動作状態との切り替えのタイミングが制御されてもよい。
【０１０８】
例えば、陰極室３および陽極室４における水素ガスおよびフッ素ガス発生量に基づいて、第１の動作状態と第２の動作状態との切り替えのタイミングが制御されてもよい。この場合、例えば電解槽１にフッ素ガスまたは水素ガスの発生量を検出するためのセンサが設けられる。また、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットの組成がＮａＦ・ｎＨＦ（０．０１≦ｎ≦０．５）となるようなフッ素ガスおよび水素ガスの発生量が予め設定される。センサにより検出されたフッ素ガスまたは水素ガスの発生量が、予め設定された値に達した時点で、第１の動作状態と第２の動作状態とが切り替えられる。これにより、ＨＦ吸着塔６０〜６３内のＮａＦペレットに過剰にＨＦが吸着することを効率良く確実に防止することができる。
【０１０９】
また、上記実施の形態では、陽極室４においてフッ素ガスが発生され、陰極室３において水素ガスが発生されるが、陽極室４および陰極室３の各々において酸素等の他の気体が発生されてもよい。
【０１１０】
また、上記実施の形態では、バッファタンク５２に貯蔵されたフッ素ガスがＨＦ吸着塔６２，６３に送られることにより、吸着剤から脱離したＨＦがＨＦ吸着塔６２，６３から押し出されるが、他の方法で吸着剤から脱離したＨＦがＨＦ吸着塔６２，６３から押し出されてもよい。例えば、窒素、アルゴンまたはヘリウム等の不活性ガスが貯蔵されたガスタンクが別途設けられ、そのガスタンクからＨＦ吸着塔６２，６３に不活性ガスが送られることにより、吸着剤から脱離したＨＦがＨＦ吸着塔６２，６３から押し出されてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態では、第１の動作状態と第２の動作状態との切り替え、第１の動作状態での加熱炉８１の停止、および第２の動作状態での加熱炉８０の停止が制御部９０により自動的に行われるが、オペレータにより第１の動作状態と第２の動作状態との切り替え、第１の動作状態での加熱炉８１の停止、および第２の動作状態での加熱炉８０の停止が行われてもよい。
【０１１２】
（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１１３】
上記実施の形態においては、フッ素ガス発生装置１００が気体発生装置の例であり、陽極室４が第１室の例であり、陰極室３が第２室の例であり、フッ素ガスが第１の気体の例であり、水素ガスが第２の気体の例であり、配管４０が第１の排出経路の例であり、フッ化水素が第３の気体の例であり、配管２０が第２の排出経路の例であり、ＨＦ吸着塔６２が第１の吸着手段の例であり、ＨＦ吸着塔６３が第２の吸着手段の例であり、ＨＦ吸着塔６０が第３の吸着手段の例であり、ＨＦ吸着塔６１が第４の吸着手段の例である。
【０１１４】
また、開閉バルブＶ１〜Ｖ４，Ｖ１５〜Ｖ１８が接続手段の例であり、図２に示す第１の動作状態での開閉バルブＶ１〜Ｖ４，Ｖ１５〜Ｖ１８の状態が第１の状態の例であり、図３に示す第２の動作状態での開閉バルブＶ１〜Ｖ４，Ｖ１５〜Ｖ１８の状態が第２の状態の例であり、加熱炉８０が第１の加熱手段の例であり、加熱炉８１が第２の加熱手段の例であり、制御装置９０が制御手段の例であり、配管４９が第１の循環経路の例であり、配管２９，３０が第２の循環経路の例であり、フッ素ガスが第４の気体の例であり、バッファタンク５２および配管４７が第１の気体供給手段の例であり、窒素、アルゴンまたはヘリウム等の不活性ガスが第５の気体の例であり、不活性ガスタンク５３および配管２７が第２の気体供給手段の例であり、バッファタンク５２が貯蔵部の例であり、配管４７が気体供給経路の例である。
【０１１５】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、種々の処理装置への気体の供給に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 電解槽
１ａ 電解浴
２ 隔壁
３ 陰極室
４ 陽極室
５ 陰極
６ 陽極
２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９ 配管
Ｖ１〜Ｖ２９ 開閉バルブ
２０ａ 陰極出口
４０ａ 陽極出口
４５ａ コンプレッサ
５１ ＨＦ供給源
５２ バッファタンク
５３ 不活性ガスタンク
６０，６１，６２，６３ ＨＦ吸着塔
７０ 電圧印加部
８０，８１ 加熱炉
９０ 制御装置
１００ フッ素ガス発生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気分解により第１の気体および第２の気体を発生させる気体発生装置であって、
第１室および第２室に区画され、電気分解される化合物を含む電解浴を収容する電解槽と、
前記第１室において発生された第１の気体を排出する第１の排出経路と、
前記第２室において発生された第２の気体を排出する第２の排出経路と
第１の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第１および第２の吸着手段と、
第２の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第３および第４の吸着手段と、
前記第１および第３の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路に接続しかつ前記第２および第４の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路から切り離す第１の状態と、前記第２および第４の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路に接続しかつ前記第１および第３の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路から切り離す第２の状態とに切り替え可能に構成された接続手段と、
前記第１および第３の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第１の加熱手段と、
前記第２および第４の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第２の加熱手段と、
前記接続手段、前記第１の加熱手段および前記第２の加熱手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記接続手段を前記第１の状態および前記第２の状態に切り替えるとともに、前記接続手段が第１の状態にある場合に、前記第１および第３の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ前記第２および第４の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように前記第１および第２の加熱手段を制御し、前記接続手段が第２の状態にある場合に、前記第２および第４の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ前記第１および第３の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように前記第１および第２の加熱手段を制御することを特徴とする気体発生装置。
【請求項２】
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第１室に導き、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第１の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第１室に導く第１の循環経路と、
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第２室に導き、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第３の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第２室に導く第２の循環経路とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の気体発生装置。
【請求項３】
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第２の吸着手段に第４の気体を供給し、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第１の吸着手段に前記第４の気体を供給する第１の気体供給手段と、
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第４の吸着手段に第５の気体を供給し、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第３の吸着手段に前記第５の気体を供給する第２の気体供給手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の気体発生装置。
【請求項４】
前記第１の気体供給手段は、
前記第１の排出経路を通して排出される第１の気体の一部を貯蔵する貯蔵部と、
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記貯蔵部に貯蔵された第１の気体を前記第４の気体として前記第２の吸着手段に導き、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記貯蔵部に貯蔵された第１の気体を前記第４の気体として前記第１の吸着手段に導く気体供給経路とを含むことを特徴とする請求項３記載の気体発生装置。
【請求項５】
前記第１の排出経路を通して排出される第１の気体のうち要求される量を超える余剰分が前記貯蔵部に貯蔵されることを特徴とする請求項４記載の気体発生装置。
【請求項６】
前記第１の気体はフッ素ガスであり、前記第２の気体は水素であり、前記第３の気体および前記化合物はフッ化水素であり、前記吸着剤はフッ化ナトリウムであり、前記第１室は陽極室であり、前記第２室は陰極室であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の気体発生装置。
【請求項１】
電気分解により第１の気体および第２の気体を発生させる気体発生装置であって、
第１室および第２室に区画され、電気分解される化合物を含む電解浴を収容する電解槽と、
前記第１室において発生された第１の気体を排出する第１の排出経路と、
前記第２室において発生された第２の気体を排出する第２の排出経路と
第１の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第１および第２の吸着手段と、
第２の気体に混入する第３の気体を吸着するための吸着剤を含む第３および第４の吸着手段と、
前記第１および第３の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路に接続しかつ前記第２および第４の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路から切り離す第１の状態と、前記第２および第４の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路に接続しかつ前記第１および第３の吸着手段をそれぞれ前記第１および第２の排出経路から切り離す第２の状態とに切り替え可能に構成された接続手段と、
前記第１および第３の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第１の加熱手段と、
前記第２および第４の吸着手段の吸着剤をそれぞれ加熱する第２の加熱手段と、
前記接続手段、前記第１の加熱手段および前記第２の加熱手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記接続手段を前記第１の状態および前記第２の状態に切り替えるとともに、前記接続手段が第１の状態にある場合に、前記第１および第３の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ前記第２および第４の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように前記第１および第２の加熱手段を制御し、前記接続手段が第２の状態にある場合に、前記第２および第４の吸着手段の吸着剤が第３の気体を吸着しかつ前記第１および第３の吸着手段の吸着剤から第３の気体が脱離するように前記第１および第２の加熱手段を制御することを特徴とする気体発生装置。
【請求項２】
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第２の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第１室に導き、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第１の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第１室に導く第１の循環経路と、
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第４の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第２室に導き、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第３の吸着手段の吸着剤から脱離した第３の気体を前記第２室に導く第２の循環経路とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の気体発生装置。
【請求項３】
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第２の吸着手段に第４の気体を供給し、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第１の吸着手段に前記第４の気体を供給する第１の気体供給手段と、
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記第４の吸着手段に第５の気体を供給し、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記第３の吸着手段に前記第５の気体を供給する第２の気体供給手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の気体発生装置。
【請求項４】
前記第１の気体供給手段は、
前記第１の排出経路を通して排出される第１の気体の一部を貯蔵する貯蔵部と、
前記接続手段が前記第１の状態である場合に前記貯蔵部に貯蔵された第１の気体を前記第４の気体として前記第２の吸着手段に導き、前記接続手段が前記第２の状態である場合に前記貯蔵部に貯蔵された第１の気体を前記第４の気体として前記第１の吸着手段に導く気体供給経路とを含むことを特徴とする請求項３記載の気体発生装置。
【請求項５】
前記第１の排出経路を通して排出される第１の気体のうち要求される量を超える余剰分が前記貯蔵部に貯蔵されることを特徴とする請求項４記載の気体発生装置。
【請求項６】
前記第１の気体はフッ素ガスであり、前記第２の気体は水素であり、前記第３の気体および前記化合物はフッ化水素であり、前記吸着剤はフッ化ナトリウムであり、前記第１室は陽極室であり、前記第２室は陰極室であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の気体発生装置。
【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２０１１−２０８１９２（Ｐ２０１１−２０８１９２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５０８８（Ｐ２０１０−７５０８８）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、経済産業省、地域イノベーション創出研究開発事業「地球温暖化係数ゼロのフッ素ガスオンサイト小型発生装置の開発に関する研究」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００２２２８４２）東洋炭素株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、経済産業省、地域イノベーション創出研究開発事業「地球温暖化係数ゼロのフッ素ガスオンサイト小型発生装置の開発に関する研究」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００２２２８４２）東洋炭素株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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