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Diese
Erfindung betrifft – im
Zusammenhang mit der Verwendung von ozonisiertem Wasser für Zwecke
wie Reinigung und Oberflächenbehandlung – ein Verfahren
zum Zuleiten von ozonisiertem Wasser, wobei die Ozonkonzentration
selbst dann konstant gehalten wird, wenn die Menge des ozonisierten
Wassers, das am Verwendungsort verwendet wird, verändert wird.
Genauer gesagt, findet die vorliegende Erfindung Verwendung bei
der Herstellung und Zuleitung von ozonisiertem Wasser unter Berücksichtigung
der Schwankungen der Menge des ozonisierten Wassers, das am Verwendungsort
verwendet wird, wie beispielsweise, wenn das ozonisierte Wasser
für Arbeitsabläufe im Prozess
der Produktion von Halbleitern verwendet wird, wie die Behandlung
von Substraten durch Ablösen
eines Resists von einem Substrat oder die Reinigung des Substrats
nach dem Entfernen des Resists, und Arbeitsabläufe wie Oberflächenbehandlung,
Reinigung und Sterilisierung gewöhnlicher
Harze und Metalle. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren für das
Zuleiten von ozonisiertem Wasser, das Anwendung findet bei: der
Behandlung von Halbleitersubstraten und Flüssigkristallsubstraten zum
Entfernen von Resistabfällen
und organischen Flecken, zum Entfernen von verunreinigenden Metallen
und von außen
eingetragenen Substanzen sowie zum Entfernen von organischem und
anorganischem Schmutz und von außen eingetragenen Substanzen
von den Maskierungsmaterialien, die aus Quarzplättchen bestehen und in der
Produktion von Halbleitern und Flüssigkristallen verwendet werden. Bei
der Ozonbehandlung von Harzen und Metallen kann das Verfahren dieser
Erfindung beispielsweise für
die Behandlung durch Oberflächenoxidation,
Reinigung und Sterilisierung von Harzen und zum Entfernen organischer
Substanzen von den Oberflächen
von Metallen und zur Behandlung der Metalle durch Oxidation verwendet
werden.
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Aufgrund
der geringen Belastung der Umwelt durch die starke Oxidationskraft
des ozonisierten Wassers und die Selbstzersetzungseigenschaft des
Ozons hat die Verwendung von ozonisiertem Wasser auf verschiedenen
Gebieten Verbreitung gefunden. Die Behandlung mit ozonisiertem Wasser
wird mittels verschiedener Verfahren bewerkstelligt, wie beispielsweise
das direkte Einleiten von ozonisiertem Wasser aus der Ozonwasserproduktionsanlage
in die Behandlungskolonne, die einen zu behandelnden Gegenstand
enthält, oder
das direkte Übergießen eines
zu behandelnden Gegenstandes mit ozonisiertem Wasser. Insbesondere bei
einer Behandlung, welche die starke Oxidationskraft von ozonisiertem
Wasser ausnutzt, sind die Temperatur, die Behandlungsdauer, die
Konzentration des ozonisierten Wassers, die Strömungsrate des ozonisierten Wassers
und das Behandlungsverfahren wichtige Faktoren bei der Realisierung
einer gleichbleibenden Behandlungsqualität. Während die Temperatur und die
Behandlungsdauer durch die Steuerung in der Behandlungsanlage vorgeschriebene
Bedingungen erreichen können,
hängen
die Konzentration des ozonisierten Wassers und die Strömungsrate
des ozonisierten Wassers von der Kapazität der Ozonwasserproduktionsanlage
ab.
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Das
Ozon im Wasser hat die Eigenschaft einer massiven Selbstzersetzung.
Insbesondere bei einer hohen Konzentration von über 10 ppm wird diese Konzentration
spürbar
durch die Anlage verringert. Wenn Halbleiter und Harze unter Verwendung
von ozonisiertem Wasser behandelt werden, so muss die Konzentration
des ozonisierten Wassers konstant gehalten werden, um auf gleichbleibende
Weise Produkte zu erhalten, die ein bestimmtes Qualitätsniveau übertreffen.
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Darum
ist es – selbst
wenn das ozonisierte Wasser am Verwendungsort intermittierend verwendet
wird – zum
Zweck der Aufrechterhaltung einer konstanten Konzentration des ozonisierten
Wassers üblich,
das ozonisierte Wasser auch während
des Zeitraums, in dem das ozonisierte Wasser nicht benötigt wird,
nicht zwischenzu speichern, sondern das ozonisierte Wasser am Verwendungsort
vorbei in den Abfallbehälter
fließen zu
lassen. Aufgrund des verstärkten
Einsatzes von ozonisiertem Wasser hat man in der jüngeren Vergangenheit
geprüft,
ob es möglich
ist, anstelle der herkömmlichen
Praxis, Ozonwasserproduktionsanlagen voneinander getrennt an verschiedenen
Verwendungsorten aufzustellen, ein System mit einer großen Ozonwasserproduktionsanlage
zu verwenden, die in der Mitte aufgestellt wird und die das produzierte
ozonisierte Wasser an verschiedene Verwendungsorte transportiert,
die von der Produktionsanlage entfernt aufgestellt sind.
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Unter
diesen Umständen
führt der
Versuch, das ozonisierte Wasser einfach weiterzuleiten oder unkontrolliert
zu zirkulieren, zu einem übermäßigen Verbrauch
von Ozon und Frischwasser und zu einem überhöhten Aufwand beim Bau der Ozonwasserproduktionsanlagen.
Diese nachteiligen Auswirkungen werden in dem Maße verschärft, wie die Konzentration
des verwendeten ozonisierten Wassers zunimmt.
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Patentdokument
1 offenbart ein Verfahren, das darauf abzielt, die Konzentration über eine
lange Entfernung ohne Verwendung eines Ozonkonzentrationsmessgerätes aufrecht
zu halten, indem ein Kreislaufsystem gebildet wird und das Ausmaß der Zersetzung
des Ozons während
des Transports über
die Entfernung anhand der Ozonzersetzungsrate geschätzt wird.
Patentdokument 2 offenbart eine Ozonwasserzuleitungsvorrichtung,
die in ähnlicher
Form den Konzentrationsabbau in dem Zirkulationssystem über die
Entfernung berücksichtigt,
und es wird davon gesprochen, gelegentlich ozonisiertes Wasser mit
hoher Konzentration am Verwendungsort in verdünnter Form zu verwenden.
Patentdokument
1: Patentblatt von JP A-0 7-277705 (Seite 2 und
1)
Patentdokument
2: Patentblatt von Patent Nr.
JP3321557 (Seiten
1–3)
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Da
diese früheren
Techniken sich auf Konzentrationen des ozonisierten Wassers in einem
Bereich von maximal etwa 20 ppm erstrecken und weil die Reinheitsgrade
des dabei verwendeten Wassers offensichtlich nicht an den Reinheitsgrad
des ultrareinen Wassers, das derzeit bei Halbleitern verwendet wird,
heranreichen, wird geschlussfolgert, dass der Ozonabbau nicht so
groß ist
und dass die Emulation eines bestimmten Grades erreichbar ist, ohne
dass eine besonders exakte Steuerung notwendig ist, selbst wenn
das ozonisierte Wasser intermittierend verwendet wird. Das heißt, die
Zirkulation des ozonisierten Wassers zum Zweck der Rückgewinnung
des ozonisierten Wassers ist eine effektive Maßnahme, wenn der Konzentrationsabbau
des ozonisierten Wassers im zeitlichen Verlauf gering ist. Wenn
die Abbaurate hoch ist, wie im Fall des Ozons in ultrareinem Wasser,
so wird der Ozonabbau im Rückfluss
der Zirkulation stark durch die Schwankung der Menge des am Verwendungsort
verwendeten ozonisierten Wassers beeinflusst. Durch bloße Zirkulation
ist es daher schwierig, die Menge des verwendeten ozonisierten Wassers
und die Konzentration des Ozons im Rücklauf zu ermitteln, und es
ist schwierig, einen konstanten Zufluss an ozonisiertem Wasser mit
konstanter Konzentration zu bewerkstelligen.
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Wenn
die Menge des am Verwendungsort verwendeten ozonisierten Wassers
konstant ist, so kann die Ozonkonzentration so gesteuert werden,
dass sie an einem entfernten Ort konstant bleiben kann, indem man das
Verfahren verwendet, das in Patentdokument 1 oder 2 gelehrt wird.
Des Weiteren kann es selbst bei intermittierender Verwendung möglich sein,
dem Absinken der Ozonkonzentration im Rücklauf auf eine kleine Menge
entgegenzuwirken, indem man die Strömungsrate der Zirkulation des ozonisierten
Wassers auf eine hinreichende Größenordnung
im Vergleich zur maximalen Größenordnung
der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers einstellt.
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Bei
der Herstellung einer Anlage empfiehlt es sich aufgrund der Notwendigkeit,
Kosten zu sparen, die Strömungsrate
der Zirkulation des ozonisierten Wassers auf eine richtige Größenordnung
einzustellen, die auf die maximale Verbrauchsmenge abgestimmt ist.
Wenn die Verwendung am Verwendungsort intermittierend erfolgt, so
neigt die Ozonkonzentration im Rücklauf
zu einer starken Schwankung im Verhältnis zur Verbrauchsmenge.
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Bei
der Herstellung einer Zirkulationsleitung in einer gewöhnlichen
Anlage folgt man oft der Praxis, einen Speichertank für den Rücklauf,
der das zugeführte
Wasser aufnimmt, zu installieren und das Wasser zu der Zielanlage
zu leiten, um auf diese Weise den Betriebsablauf besser zu stabilisieren.
Zur Steuerung des zugeleiteten Wassers wird hier sehr gern das Verfahren
des Fixierens des Flüssigkeitsstandes
im Speichertank verwendet. Wenn dieses Verfahren für das vorliegende
System verwendet werden soll, so erfordert das Ozongas, das der
Ozonwasserproduktionsanlage zugeleitet wird, die gleichzeitige Produktion
und Zuleitung der gleichen Menge des Ozongases wie die Menge des
am Verwendungsort verwendeten ozonisierten Wassers, nämlich die
Menge des verbrauchten Ozons. Die Kosten der Ozongaserzeugungsanlage
machen einen großen
Teil der Kosten der Herstellung der Ozonwasserproduktionsanlage
aus. Um das System insgesamt wirtschaftlich zu bauen, empfiehlt
es sich, die Kosten der Ozongaserzeugungsanlage so weit wie möglich zu senken
und die Anlage kompakt auszuführen.
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Die
Zuleitung des konstant-konzentrierten ozonisierten Wassers zieht,
wie oben beschrieben, zahlreiche Faktoren nach sich. Diese Faktoren
können
der Tatsache zugeschrieben werden, dass sich das ozonisierte Wasser
mit einer sehr hohen Geschwindigkeit zersetzt, sowie der Tatsache,
dass die Kosten der Ozongaserzeugungsanlage einen großen Teil
der Kosten des gesamten Systems ausmachen. Aus diesem Grund ist
es inzwischen weithin anerkannt, dass Bedarf an der Entwicklung
eines Verfahrens zur effektiven Zuleitung von ozonisiertem Wasser
besteht, das alle diese Gesichtspunkte berücksichtigt.
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Die
Erfinder entwickelten eine Vorrichtung für die Produktion von hoch-konzentriert
ozonisiertem Wasser mit Hilfe eines Systems aus einer geschlossenen
Kolonne, die – wie
im Patentblatt von JP-A-2000-167366 offenbart – im oberen Teil der geschlossenen
Kolonne mit einem Wassereinlassanschluss und einem Abgasauslassanschluss
versehen ist; im unteren Teil der geschlossenen Kolonne mit einem
Ozongaseinlassanschluss und einem Ozonwasserauslassanschluss versehen
ist; und dazwischen mit zwei oder mehr Festbetten versehen ist,
die durch eine Gasrückstromverhinderungsplatte
unterteilt sind, um einen Gegenstromkontakt des Wassers und des
Ozongases herzustellen. Sie produzierten mit Hilfe dieser Vorrichtung
ozonisiertes Wasser von hoher Konzentration und führten eine
sorgfältige
Untersuchung des Verhaltens des Ozons im Wasser und der Brauchbarkeit
des ozonisierten Wassers durch. Sie stellten fest, dass sich das
Ozon in dem ozonisierten Wasser mit hoher Geschwindigkeit zersetzte
und dass die Ozonkonzentration rasch abnahm, wenn man das ozonisierte
Wasser stehen ließ;
und um konstant-konzentriertes ozonisiertes Wasser zuleiten zu können, musste
man vermeiden, die Vorrichtung anzuhalten, und musste vielmehr den
Betrieb der Vorrichtung aufrecht halten, selbst wenn das ozonisierte
Wasser intermittierend verwendet wurde. Sie stellten fest, dass
das ozonisierte Wasser, das während
des Zeitintervalls produziert wurde und keine Verwendung als ozonisiertes
Wasser fand – wenn
es einfach gespeichert wurde –,
einen Konzentrationsabbau erfuhr und nicht mehr ohne Weiteres für eine erforderliche
Ozonkonzentration im Wasser verwendet werden konnte.
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Um
einen stabilen Effekt in der Behandlung des ozonisierten Wassers
zu gewährleisten,
muss die Vorrichtung eine hohe Ozonkonzentration im Wasser aufrecht
erhalten und darf nicht durch die Schwankung der Menge des verwendeten
ozonisierten Wassers beeinflusst werden. Diese Vorrichtung muss
zu den geringstmöglichen
Kosten hergestellt werden können.
Angesichts dieser Situation stellt sich diese Erfindung die Aufgabe,
die oben angeführten
Probleme zu lösen.
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Wie
in Anspruch 1 dargelegt, betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren für
das Zuleiten von konstant-konzentriertem
ozonisiertem Wasser, gekennzeichnet durch: Verwenden einer Anlage
zur Herstellung von ozonisiertem Wasser durch Kontakt zwischen einem
ozonhaltigen Gas und Wasser sowie eines Systems zur Verwendung des
mittels der Anlage hergestellten ozonisierten Wassers an einem von
ihr entfernt liegenden Ort, wobei zwischen der Ozonwasserproduktionsanlage
und der näheren
Umgebung des Ortes, wo das ozonisierte Wasser verwendet wird, eine
Ozonwasserzirkulationsleitung angeordnet ist; Bewirken, dass im
Inneren der Zirkulationsleitung das ozonisierte Wasser dergestalt
zirkuliert, dass die Strömungsrate
am Auslass der Ozonwasserproduktionsanlage dauerhaft fixiert werden
kann; Überwachen
der Ozonkonzentration des ozonisierten Wassers in der Nähe des Auslasses;
Justieren der Menge an Ozongas, das der Ozonwasserproduktionsanlage
zugeleitet wird, und/oder der Konzentration des Ozongases anhand
der Ergebnisse der Überwachung;
weiteres Überwachen
der Menge des ozonisierten Wassers, das am Verwendungsort des ozonisierten Wassers
verwendet wird; und Steuern der Menge des produzierten ozonisierten
Wassers anhand der Ergebnisse dieser Überwachung.
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Des
Weiteren betrifft diese Erfindung, wie in Anspruch 2 dargelegt,
ein Verfahren für
das Zuleiten von konstant-konzentriertem ozonisiertem Wasser, dadurch gekennzeichnet,
dass es dafür
beschaffen ist, ein Verfahren zu umfassen, bei dem: eine Anlage
zur Herstellung von ozonisiertem Wasser durch Kontakt zwischen einem
ozonhaltigen Gas und Wasser und ein System zum Verwenden des mittels
der Anlage produzierten ozonisierten Wassers an einem von ihr entfernt
liegenden Ort verwendet werden; ein Speichertank in der Ozonwasserproduktionsanlage
oder zwischen der Ozonwasserproduktionsanlage und dem Verwendungsort
des ozonisierten Wassers angeordnet wird; eine Ozonwasserzirkulationsleitung
zwischen der Ozonwasserproduktionsanlage, dem Speichertank und der
näheren
Umgebung des Verwendungsortes des ozonisierten Wassers angeordnet
wird; bewirkt wird, dass im Inneren der Zirkulationsleitung das
ozonisierte Wasser dergestalt zirkuliert, dass die Strömungsrate
am Auslass der Ozonwasserproduktionsanlage dauerhaft fixiert werden
kann; die Ozonkonzentration des ozonisierten Wassers in der Nähe des Auslasses überwacht
wird; die Menge an Ozongas, das der Ozonwasserproduktionsanlage
zugeleitet wird, und/oder die Konzentration des Ozongases anhand
der Ergebnisse der Überwachung
justiert werden; und die Veränderung
der Belastung verringert wird, die durch die Veränderung der Menge des verwendeten
ozonisierten Wassers auf die Ozonwasserproduktionsanlage ausgeübt wird.
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Ein
Verfahren für
das Zuleiten von konstant-konzentriertem ozonisiertem Wasser, wie
in Anspruch 2 dargelegt, kann die Menge des produzierten ozonisierten
Wassers steuern, indem in einer Ozonwasserrücklaufleitung die Menge des
ozonisierten Wassers, das am Verwendungsort des ozonisierten Wassers
verwendet wird, überwacht
wird.
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Eine
Vorrichtung für
die Produktion von ozonisiertem Wassers zur Verwendung in dieser
Erfindung produziert vorzugsweise das ozonisierte Wasser durch Auflösen von
Ozongas in Wasser und führt
zu einem Konzentrationsgradienten des ozonisierten Wassers im Verlauf
der Produk tion und leitet das ozonisierte Wasser, das durch die
Ozonwasserrücklaufleitung
zurückfließt, zu dem
Ort und ermöglicht
das Vorhandensein des Konzentrationsgradienten des ozonisierten
Wassers am oder nach dem Wasserzuleitungspunkt der Ozonwasserproduktionsanlage.
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Des
Weiteren verwendet die Ozonwasserproduktionsanlage vorzugsweise
eine Absorptionskolonne.
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In
einem Verfahren für
das Zuleiten von konstant-konzentriertem ozonisiertem Wasser ist
die Verwendung des ozonisierten Wassers vorzugsweise mit Halbleitern
verbunden.
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In
einem Verfahren dieser Erfindung hat das ozonisierte Wasser, das
durch die Ozonwasserproduktionsanlage produziert und zugeleitet
wird, vorzugsweise eine Konzentration von mindestens 10 ppm.
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Die
Erfinder verschafften sich ein Bild von den Eigenschaften des ozonisierten
Wassers und studierten sie genau. In der Folge stellten sie fest,
dass es, um ozonisiertes Wasser von hoher Konzentration auf stabile Weise
zu erhalten, wichtig ist, dass das ozonisierte Wasser kontinuierlich
durch die Ozonwasserzulaufleitung zugeleitet wird und dass das ozonisierte
Wasser, das der Verwendung entgangen ist, so weit wie möglich zur Ozonwasserproduktionsanlage
zurückgeführt und
wiederverwendet wird. Das ozonisierte Wasser zersetzt sich mit hoher
Geschwindigkeit. Um das ozonisierte Wasser mit konstanter Konzentration
zuleiten zu können, ist
es notwendig, die Konzentration des produzierten und zugeleiteten
ozonisierten Wassers kontinuierlich zu überwachen und die Ozonwasserproduktionsanlage
in einen Regelkreis einzubinden. Um eine Überschussproduktion an ozonisiertem
Wasser zu vermeiden, ist es schließlich wichtig, die Menge des
am Verwendungsort verwendeten ozonisierten Wassers zu überwachen
und die erforderliche Rückkopplungssteuerung
vorzunehmen.
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Allgemein
stehen – als
Mittel zum Transport einer Flüssigkeit – ein Verfahren,
das die Flüssigkeit
mit einer festen Strömungsrate
zuleitet, und ein Verfahren, das die Flüssigkeit zuleitet, wobei der
Druck auf der Zuleitungsseite auf eine feste Größenordnung gesteuert wird,
zur Verfügung.
Im ersteren Fall ist die Dauer bis zum Eintreffen am Verwendungsort
festgelegt, und der Anteil der Flüssigkeit, die nicht verwendet
wird, wird entweder zurückgeleitet
oder entsorgt. Im letzteren Fall kann die Flüssigkeit am Verwendungsort
immer mit einem festen Druck verwendet werden, und die Schwankung
der Verbrauchsmenge führt
nicht dazu, dass ein Überschuss
entweder entsorgt oder recycelt wird. Die Zeit, die die Flüssigkeit
vom Verlassen der Zuleitungsseite bis zum Erreichen des Verwendungsortes
benötigt,
schwankt jedoch in Abhängigkeit
von der Verbrauchsmenge.
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Damit
beim Transportieren einer Flüssigkeit
wie ozonisiertem Wasser, das eine rasche Zersetzung des Ozons erfährt und
bei dem die Ozonkonzentration im Verlauf der für den Transport benötigt Zeit
schwankt, das ozonisierte Wasser mit einer konstanten Konzentration
am Verwendungsort eintrifft, ist es notwendig, das ozonisierte Wasser
mit einer festen Strömungsrate
zu transportieren und die Zeit, die bis zum Eintreffen am Verwendungsort
benötigt
wird, unabhängig
von der Verbrauchsmenge konstant zu halten.
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Wenn
die Menge des am Verwendungsort verwendeten ozonisierten Wassers
intermittierend ist oder die Verbrauchsmenge schwankt, so schwankt
die Zeit für
den Rücklauf
zum Verwendungsort, und die Konzentration des ozonisierten Wassers
im Rücklauf
schwankt mit der Verbrauchsmenge. Infolge dessen müssen auch
die Menge der Flüssigkeit
und ihre Konzentration im Rücklauf
schwanken.
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Wenn
in den Pfad des Zirkulationsflusses eine Pumpe eingebaut ist, die
eine Zirkulation einer Flüssigkeit
bewirkt, wie es bei der Vorrichtung dieser Erfindung der Fall ist,
so wird der Einfluss einer Schwankung der Strömungsrate des Rücklaufs
nicht so einfach zum Auslassanschluss der Ozonwasserproduktionsanlage
weitergegeben. Durch das beliebte Verfahren, welches ein Überwachen
der Strömungsrate
und der Konzentration am Ozonwasserauslass und die Vornahme einer
notwendigen Rückmeldung über die
Ozongaserzeugungsanlage oder das zugeleitete Frischwasser umfasst,
lässt sich
die gleiche Steuerung, wie sie bei dem ozonisierten Wasser vorgenommen
wird, dessen Strömungsrate
und Konzentration kontinuierlich stabilisiert werden, nicht ohne
Weiteres bewerkstelligen.
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Um
die Ozonkonzentration am Verwendungsort des ozonisierten Wassers
trotz einer intermittierenden Verwendung konstant zu halten, ist
die Steuerung der Konzentration und der Strömungsrate am Auslassanschluss
der Ozonwasserproduktionsanlage allein nicht ausreichend, und es
ist eine Rückmeldung
der Verwendungsbedingungen am Verwendungsort des ozonisierten Wassers
zur Ozonwasserproduktionsanlage notwendig.
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Diese
Erfindung hat darum ein Verfahren entwickelt, welches das Überwachen
der Ozonkonzentration in der Nähe
des Auslassanschlusses der Ozonwasserproduktionsanlage und das Rückmelden
des Ergebnisses dieser Überwachung
an die Ozongaserzeugungsanlage umfasst, wodurch die Menge des zur
Ozonwasserproduktionsanlage geleiteten Ozongases und/oder die Ozongaskonzentration
justiert werden und überdies die
Schwankung der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers gegenüber der
Menge des ozonisierten Wassers im Rücklauf erfasst wird und das
Ergebnis dieser Erfassung an das zugeleitete Frischwasser zurückgemeldet
wird, wodurch die Menge des produzierten ozonisierten Wassers gesteuert
wird und das ozonisierte Wasser mit einer konstanten Konzentration
an einen Ort transportiert werden kann, der sich von der Ozonwasserproduktionsanlage
entfernt befindet, und das ozonisierte Wasser zyklisch verwendet
werden kann.
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Wenn
das ozonisierte Wasser am Verwendungsort intermittierend verwendet
wird, so kann die Spitzenbelastung, die auf die Ozonwasserproduktionsanlage
wirkt, verringert werden, indem man die Produktion des ozonisierten
Wassers auch in der Zeit fortsetzt, in der kein ozonisiertes Wasser
verwendet wird; das produzierte ozonisierte Wasser speichert; und
das gespeicherte ozonisierte Wasser im Bedarfsfall abgibt. Weil
die Zersetzung des Ozons sich im Speichertank aufgrund der Selbstzersetzung
des ozonisierten Wassers ständig fortsetzt,
ist es bei dem Verfahren, wo das produzierte ozonisierte Wasser
einfach nur gespeichert wird, problematisch, die Konzentration des
ozonisierten Wassers immer konstant zu halten.
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Am
häufigsten
wird das Verfahren verwendet, bei dem ein Speichertank zwischen
der Produktionsanlage und dem Verwendungsort angeordnet ist und
die Menge der transportierten Flüssigkeit
und die Konzentration der Flüssigkeit
konstant gehalten werden, indem man die Menge der Flüssigkeit
und ihre Konzentration im Speichertank fixiert. Wenn dieses Verfahren
verwendet wird, muss die Produktionsanlage jedoch so produzieren
können,
dass die Belastung des Produktionsortes an die maximale Verbrauchsmenge
am Verwendungsort angepasst wird. Selbst wenn die Vorrichtung so
konfiguriert ist, dass die Verwendung am Verwendungsort intermittierend
ist und die maximale Verbrauchsmenge nur kurz andauert, muss die
installierte Produktionsanlage ausreichend Kapazität besitzen,
um die Belastung der maximalen Verbrauchsmenge verarbeiten zu können.
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Im
Fall der Ozonwasserproduktionsanlage macht die wirtschaftliche Belastung
der Ozongaserzeugungsanlage einen großen Anteil an den Kosten des
gesamten Systems aus. Wenn man eine Vorrichtung, die das ozonisierte
Wasser intermittierend verwendet, mit einer Anlage von einer Kapazität versieht,
die an die Belastung durch die maximale Verbrauchsmenge angepasst
ist, wird eine ungewöhnlich
große
Ozongaserzeugungsanlage erforderlich. Daraus ergibt sich, dass die
Verwendung einer Ozongaserzeugungsanlage, die an die Häufigkeit
der Verwendung oder an die Verbrauchsmenge angepasst ist, zu einem
Verfahren führt,
bei dem das ozonisierte Wasser wirtschaftlich verwendet wird.
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Indem
man den Speichertank dieser Art mit einem Mechanismus versieht,
der in der Lage ist, den Speichertank auf das richtige Minimum einzustellen,
das an die Häufigkeit
und die Verbrauchsmenge des ozonisierten Wassers abgestimmt ist,
sowie durch kontinuierliches Überwachen
der Ozonkonzentration und Justieren der Konzentration des produzierten
ozonisierten Wassers und Kompensieren des Anteils des Ozons, der durch
Zersetzung verloren geht, wird es möglicht, das Frischwasser für die Produktion
des ozonisierten Wassers innerhalb einer Zeit zuzuleiten, die dem
Durchschnitt der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers entspricht,
und die Vorrichtung zu betreiben, ohne dass ein Überschuss an ozonisiertem Wasser
entsteht, und ohne dass es speziell nötig wäre, die Verbrauchsmenge – mit Ausnahme
der maximalen und der minimalen Speichermenge im Speichertank – zu erfassen.
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Für die Erfassung
der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers kommt ein Verfahren
in Frage, das die Strömungsraten
an den einzelnen Verwendungsorten feststellt. Im Fall dieser Erfindung
genügt
es, diese Daten allein im Hinblick auf den Rücklauf der Zirkulation zu erfassen,
da die Menge des zirkulierten ozonisierten Wassers größer ist
als die Gesamtmenge des verwendeten ozonisierten Wassers und die
Zirkulation des ozonisier ten Wassers kontinuierlich fortgesetzt
wird. Durch richtiges Überwachen
dieser Menge und Rückmelden
der Ergebnisse dieser Erfassung wird es möglich, das ozonisierte Wasser
in einer Menge herzustellen, die an die Verbrauchsmenge angepasst
ist.
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Als
Mittel zur Produktion von ozonisiertem Wasser, nämlich als Vorrichtungen zur
Herstellung von ozonisiertem Wasser durch Absorption von Ozongas
in Wasser, sind die Ozonwasserproduktionsanlage, die im Patentblatt
von JP-A-2000-167366 offenbart ist, und die oben angesprochene Ozonwasserproduktionsanlage Beispiele
einer Absorptionskolonne; und die Vorrichtungen, die mit gewöhnlichen
Absorptionskolonnen arbeiten, die Vorrichtungen, die mit Ejektoren
arbeiten, und die Vorrichtungen, die mit hohlfaserartigen Membranen arbeiten,
sowie die Vorrichtungen zur Herstellung von ozonisiertem Wasser
unter Ausnutzung des Elektrolyseprinzips sind bekannt. Jede dieser
Vorrichtungen kann für
dieses Erfindung verwendet werden.
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Unter
anderen Vorrichtungen, die oben angeführt wurden, erzeugen die Ozonwasserproduktionsanlage,
die im Patentblatt von JP-A-2000-167366 offenbart ist, und die Vorrichtungen,
die mit gewöhnlichen
Absorptionskolonnen arbeiten, einen Konzentrationsgradienten in
den Abschnitten, in denen Ozongas absorbiert wird. Die Ozonwasserherstellungsanlagen,
die mit Ejektoren oder Hohlfasermembranen arbeiten, können mit abgestuften
Platten versehen werden, so dass ein Ozonkonzentrationsgradient
in den Abschnitten entsteht, in denen ozonisiertes Wasser produziert
wird.
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Bei
der Produktion von ozonisiertem Wasser hat das Verfahren, das darauf
abzielt, einen Gas-Flüssigkeits-Kontakt beispielsweise
durch Mischen oder Einblasen in einen einzelnen Tank herzustellen,
aufgrund des Gas-Flüssigkeits-Gleichgewichts
eine schlechte Effizienz bei der Ozonabsorption und produziert ozonisiertes Wasser
mit geringer Konzentration. Somit stellt die Praxis, bei der man
zylindrische Module in einer Vielzahl von Stufen verwendet, wie
man es in einer Kolonnenanlage, einer mehrstufigen Kolonne oder
einer Membran aus Hohlfasern vorfindet, und bei der man das Ozongas
und das absorbierende Wasser in einen Gegenstromkontakt kommen lässt, ein
Verfahren für
die hocheffiziente Herstellung von ozonisiertem Wasser mit hoher
Konzentration dar. In diesem Fall kann das ozonisierte Wasser in
der Absorptionsvorrichtung einen Konzentrationsgradienten vom Einlassanschluss
bis zum Auslassanschluss für
das absorbierende Wasser erzeugen.
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Wenn
das ozonisierte Wasser in einem Kreislauf verwendet wird, so ist
die Konzentration des ozonisierten Wassers im Rücklauf verringert, weil Zeit
für die
Zirkulation benötigt
wurde. Wenn dieses ozonisierte Wasser mit verringerter Konzentration
in diesem Zustand in die Nähe
des Auslassanschlusses des Absorptionsortes zurückgeleitet wird, so wird das
produzierte ozonisierte Wassers verdünnt. Wenn es in die Nähe des Einlassanschlusses
für das
absorbierende Wasser (Frischwasser) zurückgeleitet wird, so bewirkt
das ozonisierte Wasser des Rücklaufs
eine Verteilung des Ozons. Somit wird durch das Einleiten des ozonisierten
Wassers des Rücklaufs
in den Abschnitt, wo der Konzentrationsgradient entsteht, das ozonisierte
Wasser des Rücklaufs
auf effiziente Weise zurückgewonnen.
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Indem
man die Rücklaufleitung
des ozonisierten Wassers an jenem Abschnitt der Ozonwasserproduktionsanlage
ankommen lässt,
in dem der Konzentrationsgradient erzeugt wird, wird es möglich, die
Effizienz der Ozonausnutzung zu erhöhen und den Verlust von Ozon,
das der Absorption oder Verteilung entgeht, zu verringern. Vorzugsweise
erhält
man den besten Effekt, indem man den Rücklaufanteil des ozonisierten
Wassers im Kreislauf ungefähr
jene Ozonkonzentration erreichen lässt, die das ozonisierte Wasser
aufweist, das in der Ozon wasserproduktionsanlage zirkuliert. Indem
man die Vorrichtung in der oben beschriebenen Weise baut, kann ein
Zufluss von ozonisiertem Wasser mit einer stabilisierten Konzentration
gewährleistet
werden, selbst wenn das ozonisierte Wassers am Verwendungsort intermittierend
verwendet wird.
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Die
Ozonkonzentration des Wassers im Rücklauf kann nicht immer auf
ungefähr
die Konzentration gebracht werden, die ein und demselben Teil des
Konzentrationsgradienten an dem Ort entspricht, wo das Ozon absorbiert
wird, weil die Menge des am Verwendungsort verwendeten ozonisierten
Wassers schwankt oder die Anlage ungleichmäßig arbeitet. Es ist darum
zulässig,
die Produktion unter den bestmöglichen
Bedingungen durchzuführen,
indem man die Position für
den Rücklauf
des ozonisierten Wassers manuell oder automatisch verändert.
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Die
Vorrichtung zur Durchführung
der Erfindung wird im Weiteren unter Bezug auf die angehängten Zeichnungen
detailliert beschrieben.
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3 veranschaulicht
ein Beispiel der herkömmlichen
Vorrichtung zum Zuleiten des ozonisierten Wassers.
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In 3 wird
an einem Ort 4, wo das ozonisierte Wasser verwendet wird,
das ozonisierte Wasser, selbst wenn es intermittierend verwendet,
jederzeit in einer unveränderten
Menge produziert und entsorgt, damit die Konzentration nicht während der
Verwendung des ozonisierten Wassers schwankt. Der Gedanke des Überwachens
der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers und des Justierens
der Menge des produzierten ozonisierten Wassers entsprechend der
Verbrauchsmenge erscheint praktikabel. Dieser Gedanke lässt sich
aber nicht ohne Weiteres auf die Vorrichtung, in der die Konzentration
konstant gehalten werden muss, übertragen,
denn die Ozonkonzentration am Verwendungsort des ozonisierten Wassers
schwankt infolge der schwankenden Verweildauer in der Leitung wegen
der Änderung
der Strömungsrate,
was der Selbstzersetzung des Ozons zugeschrieben werden kann.
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1 veranschaulicht
in Form einer Skizze ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung dieser
Erfindung auf der Grundlage von Anspruch 1. In 1 ist
eine Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 gezeigt, die das
ozonisierte Wasser herstellt, indem sie Ozongas durch Frischwasser 11 absorbieren
lässt;
und das produzierte ozonisierte Wasser wird durch eine Zirkulationsleitung
zirkuliert, die zwischen der Vorrichtung 1 und einem Ort 4,
wo das ozonisierte Wasser verwendet wird, angeordnet ist. Genauer
gesagt, strömt
das ozonisierte Wasser durch ein Rohr 12 für ozonisiertes
Zuleitungswasser und kommt an dem Ort 4, wo das ozonisierte Wasser
verwendet wird, an. Ein Teil des ozonisierten Wassers wird an dem
Ort verwendet, und der Rest wird durch ein Rohr 13 für das rücklaufende
ozonisierte Wasser 13 geleitet und in die Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 zurückgeführt. Somit
transportiert die Zirkulation das ozonisierte Wasser in einer Menge,
die über der
maximalen Verbrauchsmenge liegt, damit die Rücklaufmenge nicht auf Null
sinkt, selbst wenn die maximale Verbrauchsmenge am Verwendungsort
erreicht wird. Im Fall der Vorrichtung von 1 wird die
Rücklaufmenge
des ozonisierten Wassers überwacht
(FIC), und die Menge des Frischwassers 11 zur Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 wird
anhand des Ergebnisses der Überwachung
justiert. Da die Ozonkonzentration in dem produzierten ozonisierten
Wasser durch die Schwankung der Rücklaufmenge des ozonisierten
Wassers und die Menge des Frischwassers verändert wird, wird die Ozonkonzentration
in der Nähe
des Auslassanschlusses der Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 gemessen
(QIC), und das Ergebnis der Messung wird an die Menge des zugeführten Ozongases
zurückgemeldet.
Die in diesem Fall verwendete Rückmeldung
kann die Rückmeldung
an die Ozongaserzeugungsanlage sein. Sie kann zur Justierung des
elektrischen Stromes der Ozongaserzeugungsanlage und folglich der Änderung
der Ozongaskonzentration dienen.
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Die
Position zum Messen der Ozonkonzentration kann beispielsweise der
Auslassanschluss der Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 oder
der Auslassanschluss der Zirkulationspumpe 6 sein. Sie
muss sich lediglich in der Nähe
der Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 befinden und muss
eine Änderung
in der Konzentration des ozonisierten Wassers herbeiführen können.
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Die
Rückmeldungen
der Konzentration des ozonisierten Wassers und der Menge des verwendeten ozonisierten
Wassers werden auf die Mengen des zugeleiteten Frischwassers und
des zugeleiteten Ozongases angewendet und an die Ozongaserzeugungsanlage übermittelt,
mit dem Ergebnis, dass das ozonisierte Wassers mit einer festen
Konzentration über
eine feste Verweildauer hinweg an den Verwendungsort geleitet wird.
Die Menge des verwendeten ozonisierten Wassers wird in der Rücklaufleitung
erfasst, und das Ergebnis dieser Erfassung wird an die Menge des
zugeleiteten Frischwasser zurückgemeldet.
Selbst wenn das ozonisierte Wasser an mehreren Orten verwendet wird,
brauchen diese Orte somit nicht spezifiziert zu werden, und der
Betrieb kann an die Verbrauchsmenge angepasst werden.
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2 veranschaulicht
in Form einer Skizze ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung dieser
Erfindung auf der Grundlage von Anspruch 2.
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In 2 ist
die Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 gezeigt, die ozonisiertes
Wasser produziert, indem Ozongas im Zuleitungswasser 11 absorbiert
wird. Das produzierte ozonisierte Wasser wird durch einen Ozonwasserspeichertank 2 und
eine Konzentrationsmessvorrichtung QIC über Ozonwasserzuleitungen an den
Ort 4, wo das ozonisierte Wasser verwendet wird, geleitet
und dann durch die Zirkulationsleitung 13 zu der Ozonwasserproduktionsvorrichtung 1 zurückgeleitet.
Im Speichertank 2 wird das ozonisierte Wasser aufbewahrt,
wenn die Menge des verwendeten ozonisierten Wassers gering ist,
und wird daraus abgelassen, wenn die Verbrauchsmenge groß ist. Des
Weiteren wird in der in 2 veranschaulichten Vorrichtung
die Menge des zirkulierten ozonisierten Wassers auf einen solchen
Wert eingestellt, dass die Zirkulation auch dann nicht aufhört, wenn
die Menge des verwendeten ozonisierten Wassers das Maximum erreicht.
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Der
Ozonwasserspeichertank dient dazu, die Schwankung der Belastung
zu verringern, die auf die Ozonwasserproduktionsvorrichtung durch
die Veränderung
der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers ausgeübt wird.
Zwar ist es zulässig,
die Menge des verwendeten ozonisierten Wassers zu überwachen
und das Ergebnis dieser Überwachung
an die Menge des zugeleiteten Frischwassers zurückzumelden, um eine plötzliche
Veränderung
der Menge des Zuleitungswassers auszuschließen, aber es ist trotzdem bevorzugt,
die durchschnittliche Strömungsrate
der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers als eine feste Zuleitungsmenge
unter Berücksichtigung
einer Speichertankmenge einzustellen.
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Der
Speichertank kann eine von der Ozonwasserproduktionsvorrichtung
unabhängige
Einheit sein. Wenn man jedoch die Zersetzung des Ozons im Speichertank
in Betracht zieht, so ist es bevorzugt, den Speichertank in die
Ozonwasserproduktionsvorrichtung zu integrieren und durch ihn die
Konzentration aufrecht zu erhalten.
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Das
Speichervolumen des Speichertanks wird unter Berücksichtigung der Häufigkeit
der Verwendung und der Verbrauchsmenge am Verwendungsort des ozonisierten
Wassers festgelegt.
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Die
Rücklaufleitung
für die
zirkulierte Flüssigkeit
kann die gleiche Position haben wie das Frischwasser. Wenn der Typ
der Ozonwasserproduktionsvorrichtung dem Verfahren entspricht, das
im Patentblatt von JP-A-2000-167366
offenbart ist, oder dem Produktionsverfahren entspricht, das mit
mehrstufiger Absorption arbeitet, und es folglich möglich ist,
dass das ozonisierte Wasser eine Konzentration erreicht, die zwischen
der des Frischwassers und der Flüssigkeit
während
des Produktionsprozesses liegt, so erweist sich die Annäherung des
Zirkulationsrücklaufs
an die Ozonkonzentration als ein sinnvolles Verfahren im Hinblick
auf die Ozonkonzentration des entsorgten ozonisierten Wassers und
die Effizienz der Absorption und Produktion.
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Nebenbei
bemerkt, darf bei dieser Erfindung die Ozonkonzentration des ozonisierten
Wassers, das an den Verwendungsort geleitet wird, geringfügig über der
angestrebten Konzentration liegen oder kann ihr im Wesentlichen
entsprechen. Wenn die Konzentration strenger gesteuert werden muss,
so kann die Konzentration nach Bedarf am Verwendungsort feineingestellt
werden.
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Gemäß dieser
Erfindung kann das produzierte ozonisierte Wasser verwendet werden,
ohne abgelassen zu werden, selbst wenn die Verwendung des ozonisierten
Wassers am Verwendungsort vorübergehend ausgesetzt
wird. Diese Erfindung ermöglicht
es, jederzeit ozonisiertes Wasser mit einer festen Konzentration herzustellen
und zuzuleiten, und gewährleistet
eine effektive Verwendung des Ozons.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Mit
einer herkömmlichen
Vorrichtung für
ozonisiertes Wasser, wie in 3 veranschaulicht,
wurde ozonisiertes Wasser kontinuierlich produziert, und das ozonisierte
Wasser wurde intermittierend am Verwendungsort des ozonisierten
Wassers in einem Abstand von etwa 100 m zu der Vorrichtung verwendet.
Diese Ozonwasserproduktionsvorrichtung entsprach der Bauart, die
im Patentblatt von JP-A-2000-167366 offenbart ist, und hatte fünf Verwendungsorte
für das
ozonisierte Wasser. An jedem dieser Orte wurde das ozonisierte Wasser
einmal alle zwei Stunden für
eine Dauer von jeweils 5 Minuten in einer Menge von 2 l/min verwendet. Tabelle
1 zeigt die Mengen des verwendeten ozonisierten Wassers und die
Ozonkonzentrationen, die an diesen Orten festgestellt wurden. Am
100 m entfernten Verwendungsort hatte die Konzentration infolge
der Selbstzersetzung des Ozons abgenommen. Das Wasser, das für die Produktion
verwendet wurde, war ultrareines Wasser, das in der Halbleiterindustrie
sehr häufig
verwendet wird.
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Am
Verwendungsort des ozonisierten Wassers wurde das ozonisierte Wasser
durch Überwachen
der Ozonkonzentration zum Zweck der Stabilisierung der Ozonkonzentration
automatisch auf 50 ppm verdünnt. Bei
diesem Vergleichsexperiment wurde das ozonisierte Wasser kontinuierlich
mit einer Rate von 10 l/min produziert. An den fünf Orten wurde das ozonisierte
Wasser jeweils alle zwei Stunden für einen begrenzten Zeitraum
von fünf
Minuten in einer Menge von 2 l/min verwendet. Während der übrigen Zeit wurde das produzierte ozonisierte
Wasser entsorgt. Die Menge des entsorgten ozonisierten Wassers belief
sich also auf insgesamt 1150 l im Vergleich zur Gesamtmenge, d.
h. 1200 l, des ozonisierten Wassers, das während der zwei Stunden produziert
wurde.
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BEISPIEL 1
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Mit
einer Vorrichtung, wie in 1 veranschaulicht,
wurde ozonisiertes Wasser produziert, und das ozonisierte Wasser
wurde intermittierend am Verwendungsort des ozonisierten Wassers
in einem Abstand von etwa 100 m zu der Vorrichtung verwendet. Diese
Ozonwasserproduktionsvorrichtung entsprach der Bauart, die im Patentblatt
von JP-A-2000-167366 offenbart ist, und hatte fünf Verwendungsorte für das ozonisierte
Wasser. An jedem dieser Orte wurde das ozonisierte Wasser einmal
alle zwei Stunden für
eine Dauer von jeweils 5 Minuten in einer Menge von 2 l/min verwendet.
Von der Ozonwasserproduktionsvorrichtung wurde das ozonisierte Wasser
mittels einer Dosierpumpe mit einer festen Strömungsrate zu einer Zirkulationsleitung
geleitet. Die Ozonkonzentration in dem ozonisierten Wasser wurde
am Auslassanschluss der Dosierpumpe überwacht, und die Menge des
Ozongases, das der Ozonwasserproduktionsvorrichtung zugeführt wurde,
wurde anhand des Ergebnisses der Überwachung justiert. Überdies
wurde die Gesamtmenge des an den Verwendungsorten verwendeten ozonisierten
Wassers in der Rücklaufleitung
des ozonisierten Wassers überwacht,
und die Menge des Frischwassers, das der Ozonwasserproduktionsvorrichtung
zugeleitet wurde, wurde anhand des Ergebnisses der Überwachung
justiert. Beim vorliegenden Beispiel wurde die Rückmeldung auf die Menge des zugeführten Ozongases
angewendet, um die Konzentration des von der Ozonwasserproduktionsvorrichtung zugeführten ozonisierten
Wassers zu justieren. Um diese Justierung durchzuführen, kann
statt dessen ein Verfahren, das die Ozongaskonzentration justiert,
oder ein Verfahren, das die Ozongaskonzentration und die Menge des
Gases justiert, verwendet werden. Das Wasser, das in diesem Beispiel
verwendet wurde, war ultrareines Wasser.
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Tabelle
2 zeigt die Mengen des verwendeten ozonisierten Wassers und die
an den Verwendungspositionen festgestellten Ozonkonzentrationen.
An der 100 m entfernten Position nahmen die Konzentrationen infolge
der Selbstzersetzung des Ozons ab.
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Am
Verwendungsort des ozonisierten Wassers wurde das ozonisierte Wasser
durch Überwachen
der Ozonkonzentration zum Zweck der Stabilisierung der Ozonkonzentration
automatisch auf 50 ppm verdünnt. Die
Menge des verwendeten ozonisierten Wassers wurde durch Messen der
Rücklaufmenge überwacht,
und das ozonisierte Wasser wurde anhand des Ergebnisses dieser Überwachung
produziert. Da das zirkulierte Ozon teilweise zersetzt wurde, war
es notwendig, weiter Ozongas zuzuleiten, während das ozonisierte Wasser nicht
verwendet wurde. Während
eines Zeitraums von zwei Stunden wurden 50 l ozonisiertes Wasser
produziert, und die Menge an Ozongas, das für die Produktion des ozonisierten
Wassers verwendet wurde, betrug etwa 40 nl/2 Stunden.
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BEISPIEL 2
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Mittels
der in 2 veranschaulichten Vorrichtung wurde ozonisiertes
Wasser produziert, und das ozonisierte Wasser wurde intermittierend
am Verwendungsort des ozonisierten Wassers in einem Abstand von etwa
100 m zur Vorrichtung verwendet. Diese Ozonwasserproduktionsvorrichtung
entsprach der Bauart, wie sie im Patentblatt von JP-A-2000-167366
offenbart ist, und hatte fünf
Verwendungsorte für
das ozonisierte Wasser. An jedem dieser Orte wurde das ozonisierte
Wasser einmal alle zwei Stunden für eine Dauer von jeweils 5
Minuten in einer Menge von 2 l/min verwendet. In diesem Beispiel
wurde – zum
Zweck der Verkleinerung der Ozonerzeugungsanlage – diese
Anlage mit einem Ozonwasserspeichertank versehen, um letztendlich
ein System zu erhalten, mit dem die Produktion des ozonisierten
Wassers fortgesetzt und das produzierte ozonisierte Wasser gespeichert
werden konnte, während
das ozonisierte Wasser nicht verwendet wurde. Vom Ozonwasserspeichertank
aus wurde das ozonisierte Wasser mit einer festen Strömungsrate
mittels einer Dosierpumpe zu der Zirkulationsleitung geleitet. Die
Ozonkonzentration in dem ozonisierten Wasser wurde am Auslassanschluss
der Dosierpumpe überwacht,
und die Menge des Ozongases, das der Ozonwasserproduktionsvorrichtung
zugeleitet wurde, wurde anhand des Ergebnisses des Überwachung
justiert. Es ist zulässig, die
Rückmeldung – ähnlich wie
im Beispiel 1 – auf
die Konzentration des zugeleiteten Ozongases oder auf die Ozongaskonzentration
und die Strömungsrate
des Gases anzuwenden und die Konzentration des ozonisierten Wassers
zu justieren. Die Menge des ozonisierten Wassers, das im Speichertank
gespei chert wird, wird unter Berücksichtigung
der Menge des verwendeten ozonisierten Wassers, der Verwendungsdauer
und der Intervalle zwischen den Verwendungszeiträumen bestimmt. In diesem Beispiel
wurde die Ozonwasserproduktionsvorrichtung mit einer festen Menge
an Frischwasser, das der Vorrichtung zugeleitet wurde, betrieben.
Es ist zulässig – ähnlich wie
im Beispiel 1 -, die Strömungsrate
des ozonisierten Wassers zur Rücklaufleitung
zu überwachen
und die Menge des zugeleiteten Frischwassers zu justieren. Das in
diesem Beispiel verwendete Wasser war ultrareines Wasser.
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Tabelle
3 zeigt die Mengen des verwendeten ozonisierten Wassers und die
Ozonkonzentrationen, die an den Verwendungsorten festgestellt wurden.
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An
jedem Verwendungsort des ozonisierten Wassers wurde die Ozonkonzentration überwacht,
und das ozonisierte Wasser wurde zum Zweck der Stabilisierung der
Ozonkonzentration automatisch auf 50 ppm verdünnt. Wegen der Installation
des Speichertanks für
das ozonisierte Wasser nahm die Zersetzung des Ozons in einem solchen Ausmaß zu, dass
das Ozongas in einer größeren Menge
zugeleitet werden musste als im Beispiel 1. Da die Menge des produzierten
ozonisierten Wassers und die Menge des zugeleiteten Ozongases aber
fixiert waren, wurde die Schwankung der Konzentration, wie sie mehr
oder weniger stark beim Beginn der Verwendung in Beispiel 1 beobachtet
wurde, unterdrückt,
und die Konzentration wurde stabilisiert. In dem Zeitraum von zwei
Stunden wurde das ozonisierte Wasser in einer Menge von 50 l produziert.
Die Menge des Ozongases, das für
die Produktion des ozonisierten Wassers verwendet wurde, betrug
etwa 86 nl/2 Stunden.
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In
den Beispielen 1 und 2 wurde festgestellt, dass die benötigten Mengen
des Zuleitungswassers und des Ozongases weit von denen des Vergleichsbeispiels
1 abwichen. Obgleich im Beispiel 2 die benötigte Menge des Ozongases im
Vergleich zu Beispiel 1 groß war,
wurde die Stabilität
der Vorrichtung verbessert, und die Schwankung der Konzentration
zum Startzeitpunkt der Verwendung wurde verringert. Die Wahl zwischen Beispiel
1 und Beispiel 2 wird vorzugsweise entschieden, indem man die Bandbreite
der zulässigen
Schwankung der Konzentration und die Kosten für die Produktion des Ozongases
berücksichtigt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1
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1 veranschaulicht
in Form einer Skizze ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung dieser
Erfindung auf der Grundlage von Anspruch 1.
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2
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2 veranschaulicht
in Form einer Skizze ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung dieser
Erfindung auf der Grundlage von Anspruch 2.
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3
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3 veranschaulicht
ein Beispiel einer herkömmlichen
Vorrichtung für
die Zuleitung von ozonisiertem Wasser.
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- 1
- Ozonwasserproduktionsvorrichtung
- 2
- Ozonwasserspeichertank
- 3
- Ozonwassererzeugungsanlage
- 4
- Verwendungsort
des ozonisierten Wassers
- 5
- Ozonzersetzungsvorrichtung
- 6
- Pumpe
- 11
- Zuleitungs-
oder Frischwasser
- 12
- Ozonisiertes
Zuleitungswasser
- 13
- Rücklaufendes
ozonisiertes Wasser
- FIC
- Flow
Detecting Unit
-
- (Strömungsmessvorrichtung)
- QIC
- Concentration
Detecting Unit
-
- (Konzentrationsmessvorrichtung)
