JP2000150450A - ガス溶解洗浄水の通水配管 - Google Patents
ガス溶解洗浄水の通水配管Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電子材料などのウェット洗浄工程において、自
己分解性ガスを溶解した洗浄水を、主配管から複数のユ
ースポイントを有する枝配管に分岐して長距離移送して
も、すべてのユースポイントにガス濃度のほぼ一定した
洗浄水を供給することができるガス溶解洗浄水の通水配
管を提供する。 【解決手段】純水にガスを溶解した洗浄水をガスの共存
下に移送する通水配管であって、主配管から枝配管が分
岐する分岐部直近の上流側に、インラインミキサーを備
えてなることを特徴とするガス溶解洗浄水の通水配管。
己分解性ガスを溶解した洗浄水を、主配管から複数のユ
ースポイントを有する枝配管に分岐して長距離移送して
も、すべてのユースポイントにガス濃度のほぼ一定した
洗浄水を供給することができるガス溶解洗浄水の通水配
管を提供する。 【解決手段】純水にガスを溶解した洗浄水をガスの共存
下に移送する通水配管であって、主配管から枝配管が分
岐する分岐部直近の上流側に、インラインミキサーを備
えてなることを特徴とするガス溶解洗浄水の通水配管。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス溶解洗浄水の
通水配管に関する。さらに詳しくは、本発明は、電子材
料などのウェット洗浄工程において、自己分解性ガスを
溶解した洗浄水を、主配管から複数のユースポイントを
有する枝配管に分岐して長距離移送しても、すべてのユ
ースポイントにガス濃度のほぼ一定した洗浄水を供給す
ることができるガス溶解洗浄水の通水配管に関する。
通水配管に関する。さらに詳しくは、本発明は、電子材
料などのウェット洗浄工程において、自己分解性ガスを
溶解した洗浄水を、主配管から複数のユースポイントを
有する枝配管に分岐して長距離移送しても、すべてのユ
ースポイントにガス濃度のほぼ一定した洗浄水を供給す
ることができるガス溶解洗浄水の通水配管に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体用シリコン基板、液晶用ガラス基
板、フォトマスク用石英基板などの電子材料の表面から
異物を除去することは、製品の品質、歩留まりを確保す
る上で極めて重要であり、この目的のためにウェット洗
浄が広く行われている。有機物汚染、金属汚染の除去に
は、強い酸化力を有する洗浄液の適用が有効であり、従
来、硫酸と過酸化水素の混合液（ＳＰＭ洗浄液）や、塩
酸と過酸化水素と超純水の混合液（ＳＣ２洗浄液）など
による高温洗浄が採用されていた。これらの洗浄法を採
用した場合の多大な薬液コスト、リンス用の超純水コス
ト、廃液処理コスト、薬品蒸気を排気し新たに清浄空気
を作る空調コストなどを低減し、さらに水の大量使用、
薬物の大量廃棄、排ガスの放出などの環境への負荷を低
減するために、近年ウェット洗浄工程の見直しが進めら
れている。本発明者らは、先に純水にオゾンを溶解した
電子材料洗浄用のガス溶解洗浄水を開発した。純水にオ
ゾンを溶解した洗浄水は、溶存オゾン濃度が数mg／リッ
トル程度の低濃度でありながら、極めて高い酸化力を発
揮し、電子材料表面に付着した有機物や金属などの不純
物による汚染を除去する工程や、シリコン基板の表面を
均一に酸化してケミカル酸化膜層を形成する工程で活用
されている。オゾンを溶解した洗浄水は、残留性がない
ので被洗浄物の表面を清浄に保ち、また、オゾンの分解
又は除去によりふたたび高純度の水となり、再利用する
ことができるという利点も有する。しかし、オゾンを溶
解した洗浄水は、溶存オゾンが経時的に自己分解して酸
素ガスとなるために、オゾン濃度の維持管理が困難であ
り、長距離配管による供給は困難とされていた。これに
対し、本発明者らは、オゾン含有ガスと純水とを通水配
管内で混合しつつ送給することにより、オゾン濃度の低
下が抑制され、長距離配水が可能となることを見いだ
し、図１に示すオゾン溶解洗浄水供給システムを提案し
た。酸素ガス容器１と窒素ガス容器２から、無声放電方
式のオゾン発生器３に、酸素ガスと微量の窒素ガスの混
合ガスを送って、オゾンと酸素ガスの混合ガスを製造
し、オゾン溶解装置４において、イオン交換装置、膜装
置、紫外線酸化装置などを用いて製造された純水中に、
エジェクター、ポンプなどを用いて送り込む。オゾンと
酸素ガスの混合ガスは、純水と混合して気液混合状態と
なり、オゾンが水中に溶解してオゾン溶解洗浄水が生成
し、さらに気液混合状態のまま主配管５の中を流れる。
水中に溶解したオゾンは、自己分解により酸素ガスとな
るが、自己分解によるオゾンの減少分は、気相中のオゾ
ンが水相中に溶解することにより補われるので、水中の
オゾン濃度をほぼ一定に保つことができる。オゾン溶解
洗浄水は、分岐配管６から取り出され、バッファタンク
などの気液分離装置や、気泡が配管上部に集合する性質
を利用して、気液分離されたのちユースポイント７で消
費される。分岐管から取り出されなかった余剰のオゾン
溶解洗浄水は、オゾン分解装置８において水相及び気相
中のオゾンを分解除去したのち気液分離装置９に導き、
気相と水相に分離する。気相は排ガスとして大気開放
し、水相は排水として回収し、必要な処理を行って再利
用する。このオゾン溶解洗浄水供給システムにより、１
００ｍ以上の長距離配水が可能となった。このオゾン溶
解洗浄水供給システムは、主配管からユースポイントへ
直接オゾン溶解洗浄水を分岐して供給するような、単純
な配管経路を前提として開発されたものである。しか
し、近年、電子材料工場などの大型化にともなって、主
配管から複数のユースポイントを有する枝配管に分岐し
てオゾン溶解洗浄水を移送する必要が生じてきた。主配
管から枝配管への分岐の状態は、工場のレイアウトなど
によってさまざまに変化し、他の機材との位置関係から
枝配管に立ち上がりや立ち下がりを設ける必要が生ずる
場合などもあり、枝配管中のオゾン含有ガスと純水の気
液混合比率が変動するために、すべてのユースポイント
において、一定のオゾン濃度を有する洗浄水を供給する
ことが困難となるという問題が生じていた。
板、フォトマスク用石英基板などの電子材料の表面から
異物を除去することは、製品の品質、歩留まりを確保す
る上で極めて重要であり、この目的のためにウェット洗
浄が広く行われている。有機物汚染、金属汚染の除去に
は、強い酸化力を有する洗浄液の適用が有効であり、従
来、硫酸と過酸化水素の混合液（ＳＰＭ洗浄液）や、塩
酸と過酸化水素と超純水の混合液（ＳＣ２洗浄液）など
による高温洗浄が採用されていた。これらの洗浄法を採
用した場合の多大な薬液コスト、リンス用の超純水コス
ト、廃液処理コスト、薬品蒸気を排気し新たに清浄空気
を作る空調コストなどを低減し、さらに水の大量使用、
薬物の大量廃棄、排ガスの放出などの環境への負荷を低
減するために、近年ウェット洗浄工程の見直しが進めら
れている。本発明者らは、先に純水にオゾンを溶解した
電子材料洗浄用のガス溶解洗浄水を開発した。純水にオ
ゾンを溶解した洗浄水は、溶存オゾン濃度が数mg／リッ
トル程度の低濃度でありながら、極めて高い酸化力を発
揮し、電子材料表面に付着した有機物や金属などの不純
物による汚染を除去する工程や、シリコン基板の表面を
均一に酸化してケミカル酸化膜層を形成する工程で活用
されている。オゾンを溶解した洗浄水は、残留性がない
ので被洗浄物の表面を清浄に保ち、また、オゾンの分解
又は除去によりふたたび高純度の水となり、再利用する
ことができるという利点も有する。しかし、オゾンを溶
解した洗浄水は、溶存オゾンが経時的に自己分解して酸
素ガスとなるために、オゾン濃度の維持管理が困難であ
り、長距離配管による供給は困難とされていた。これに
対し、本発明者らは、オゾン含有ガスと純水とを通水配
管内で混合しつつ送給することにより、オゾン濃度の低
下が抑制され、長距離配水が可能となることを見いだ
し、図１に示すオゾン溶解洗浄水供給システムを提案し
た。酸素ガス容器１と窒素ガス容器２から、無声放電方
式のオゾン発生器３に、酸素ガスと微量の窒素ガスの混
合ガスを送って、オゾンと酸素ガスの混合ガスを製造
し、オゾン溶解装置４において、イオン交換装置、膜装
置、紫外線酸化装置などを用いて製造された純水中に、
エジェクター、ポンプなどを用いて送り込む。オゾンと
酸素ガスの混合ガスは、純水と混合して気液混合状態と
なり、オゾンが水中に溶解してオゾン溶解洗浄水が生成
し、さらに気液混合状態のまま主配管５の中を流れる。
水中に溶解したオゾンは、自己分解により酸素ガスとな
るが、自己分解によるオゾンの減少分は、気相中のオゾ
ンが水相中に溶解することにより補われるので、水中の
オゾン濃度をほぼ一定に保つことができる。オゾン溶解
洗浄水は、分岐配管６から取り出され、バッファタンク
などの気液分離装置や、気泡が配管上部に集合する性質
を利用して、気液分離されたのちユースポイント７で消
費される。分岐管から取り出されなかった余剰のオゾン
溶解洗浄水は、オゾン分解装置８において水相及び気相
中のオゾンを分解除去したのち気液分離装置９に導き、
気相と水相に分離する。気相は排ガスとして大気開放
し、水相は排水として回収し、必要な処理を行って再利
用する。このオゾン溶解洗浄水供給システムにより、１
００ｍ以上の長距離配水が可能となった。このオゾン溶
解洗浄水供給システムは、主配管からユースポイントへ
直接オゾン溶解洗浄水を分岐して供給するような、単純
な配管経路を前提として開発されたものである。しか
し、近年、電子材料工場などの大型化にともなって、主
配管から複数のユースポイントを有する枝配管に分岐し
てオゾン溶解洗浄水を移送する必要が生じてきた。主配
管から枝配管への分岐の状態は、工場のレイアウトなど
によってさまざまに変化し、他の機材との位置関係から
枝配管に立ち上がりや立ち下がりを設ける必要が生ずる
場合などもあり、枝配管中のオゾン含有ガスと純水の気
液混合比率が変動するために、すべてのユースポイント
において、一定のオゾン濃度を有する洗浄水を供給する
ことが困難となるという問題が生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電子材料な
どのウェット洗浄工程において、自己分解性ガスを溶解
した洗浄水を、主配管から複数のユースポイントを有す
る枝配管に分岐して長距離移送しても、すべてのユース
ポイントにガス濃度のほぼ一定した洗浄水を供給するこ
とができるガス溶解洗浄水の通水配管を提供することを
目的としてなされたものである。
どのウェット洗浄工程において、自己分解性ガスを溶解
した洗浄水を、主配管から複数のユースポイントを有す
る枝配管に分岐して長距離移送しても、すべてのユース
ポイントにガス濃度のほぼ一定した洗浄水を供給するこ
とができるガス溶解洗浄水の通水配管を提供することを
目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、主配管から枝配管
が分岐する分岐部直近の上流側にインラインミキサーを
備えることにより、枝配管中のガスと純水との気液混合
比率を制御し、すべてのユースポイントにおいて、一定
のガス濃度を有する洗浄水を供給することが可能となる
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、（１）純水にガスを溶
解した洗浄水をガスの共存下に移送する通水配管であっ
て、主配管から枝配管が分岐する分岐部直近の上流側
に、インラインミキサーを備えてなることを特徴とする
ガス溶解洗浄水の通水配管、（２）ガスが、オゾンと酸
素ガスの混合ガスである請求項１記載のガス溶解洗浄水
の通水配管、及び、（３）インラインミキサーの混合機
能と枝配管の分岐方向の調節により、枝配管を流れる流
体の気液混合比率を制御する請求項１記載のガス溶解洗
浄水の通水配管、を提供するものである。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、主配管から枝配管
が分岐する分岐部直近の上流側にインラインミキサーを
備えることにより、枝配管中のガスと純水との気液混合
比率を制御し、すべてのユースポイントにおいて、一定
のガス濃度を有する洗浄水を供給することが可能となる
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、（１）純水にガスを溶
解した洗浄水をガスの共存下に移送する通水配管であっ
て、主配管から枝配管が分岐する分岐部直近の上流側
に、インラインミキサーを備えてなることを特徴とする
ガス溶解洗浄水の通水配管、（２）ガスが、オゾンと酸
素ガスの混合ガスである請求項１記載のガス溶解洗浄水
の通水配管、及び、（３）インラインミキサーの混合機
能と枝配管の分岐方向の調節により、枝配管を流れる流
体の気液混合比率を制御する請求項１記載のガス溶解洗
浄水の通水配管、を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のガス溶解洗浄水の通水配
管は、純水にガスを溶解した洗浄水をガスの共存下に移
送する通水配管であって、主配管から枝配管が分岐する
分岐部直近の上流側に、インラインミキサーを備えてな
るなるものである。本発明の通水配管は、ガスとしてオ
ゾンと酸素ガスの混合ガスを用いて調製するオゾン溶解
洗浄水の通水に特に好適に使用することができる。図２
は、本発明の通水配管の一態様の系統図である。酸素ガ
ス容器１と窒素ガス容器２から、無声放電方式のオゾン
発生器３に、酸素ガスと微量の窒素ガスの混合ガスを送
って、オゾンと酸素ガスの混合ガスを製造し、オゾン溶
解装置４において、イオン交換装置、膜装置、紫外線酸
化装置などを用いて製造された純水中に、エジェクタ
ー、ポンプなどを用いて送り込む。オゾンと酸素ガスの
混合ガスは、純水と混合して気液混合状態となり、オゾ
ンが水中に溶解してオゾン溶解洗浄水が生成し、さらに
気液混合状態のまま主配管５の中を流れる。本発明の通
水配管は、主配管５から枝配管１０が分岐する分岐部１
１直近の上流側にインラインミキサー１２を備える。枝
配管１０には、１個又は複数個のユースポイント７が設
置される。ユースポイントで使用されなかったオゾン溶
解洗浄水は、回収配管１３を経由して回収される。本発
明に用いるガス溶解装置に特に制限はなく、例えば、エ
ジェクター方式のガス溶解装置、ガスを純水中に散気す
る散気方式の溶解装置、気体透過膜の一方の側に供給し
たガスを気体透過膜を介して他方の側の純水に溶解させ
る気体透過膜方式の溶解装置などを挙げることができ
る。
管は、純水にガスを溶解した洗浄水をガスの共存下に移
送する通水配管であって、主配管から枝配管が分岐する
分岐部直近の上流側に、インラインミキサーを備えてな
るなるものである。本発明の通水配管は、ガスとしてオ
ゾンと酸素ガスの混合ガスを用いて調製するオゾン溶解
洗浄水の通水に特に好適に使用することができる。図２
は、本発明の通水配管の一態様の系統図である。酸素ガ
ス容器１と窒素ガス容器２から、無声放電方式のオゾン
発生器３に、酸素ガスと微量の窒素ガスの混合ガスを送
って、オゾンと酸素ガスの混合ガスを製造し、オゾン溶
解装置４において、イオン交換装置、膜装置、紫外線酸
化装置などを用いて製造された純水中に、エジェクタ
ー、ポンプなどを用いて送り込む。オゾンと酸素ガスの
混合ガスは、純水と混合して気液混合状態となり、オゾ
ンが水中に溶解してオゾン溶解洗浄水が生成し、さらに
気液混合状態のまま主配管５の中を流れる。本発明の通
水配管は、主配管５から枝配管１０が分岐する分岐部１
１直近の上流側にインラインミキサー１２を備える。枝
配管１０には、１個又は複数個のユースポイント７が設
置される。ユースポイントで使用されなかったオゾン溶
解洗浄水は、回収配管１３を経由して回収される。本発
明に用いるガス溶解装置に特に制限はなく、例えば、エ
ジェクター方式のガス溶解装置、ガスを純水中に散気す
る散気方式の溶解装置、気体透過膜の一方の側に供給し
たガスを気体透過膜を介して他方の側の純水に溶解させ
る気体透過膜方式の溶解装置などを挙げることができ
る。
【０００６】本発明の通水配管に用いるインラインミキ
サーは、混合能力が高く、主配管上部に集まった状態で
流入する気泡を微細化して、水中へ均等に分配すること
ができ、圧力損失が小さく、洗浄水を遠くまで移送する
上で過大な抵抗を生ずることがなく、清浄で洗浄水を汚
染するおそれがなく、デッドスペースのないミキサーで
あることが好ましい。このようなインラインミキサーと
しては、例えば、駆動部分を有しないスタティックミキ
サー、機械発振式のウルトラソニック、タービンとステ
ーターを組み込んだパイプラインミキサーなどを挙げる
ことができる。これらの中で、駆動部分を有しないスタ
ティックミキサーは、メンテナンスが容易であり、異物
が混入してガス溶解洗浄水を汚染するおそれが全くない
ので特に好適に使用することができる。使用するスタテ
ィックミキサーの型式に特に制限はなく、例えば、流体
の分流を起こすエレメント複数個をパイプに挿入し、流
体の分流とその作用で生ずる乱流で撹拌を行うミキサ
ー、多角形の構造物を内蔵したミキサー、分割孔を有す
るエレメント複数個を備え、多数の分割層を形成するこ
とにより分割混合するミキサーなどを挙げることができ
る。これらの中で、流体の分流を起こす型式のスタティ
ックミキサーを特に好適に用いることができる。本発明
の通水配管を、オゾン溶解洗浄水の通水に用いる場合
は、インラインミキサーが耐オゾン性を有することが好
ましい。すなわち、インラインミキサーがオゾンにより
酸化劣化されることがなく、また、インラインミキサー
がオゾンに対して不活性で、オゾンの分解を引き起こし
て溶存オゾン濃度を減少させないことが好ましい。この
ような耐オゾン性を有するインラインミキサーとして
は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂、表面を不
動態化した金属、高純度石英、ガラスなどで作られたイ
ンラインミキサーを挙げることができる。
サーは、混合能力が高く、主配管上部に集まった状態で
流入する気泡を微細化して、水中へ均等に分配すること
ができ、圧力損失が小さく、洗浄水を遠くまで移送する
上で過大な抵抗を生ずることがなく、清浄で洗浄水を汚
染するおそれがなく、デッドスペースのないミキサーで
あることが好ましい。このようなインラインミキサーと
しては、例えば、駆動部分を有しないスタティックミキ
サー、機械発振式のウルトラソニック、タービンとステ
ーターを組み込んだパイプラインミキサーなどを挙げる
ことができる。これらの中で、駆動部分を有しないスタ
ティックミキサーは、メンテナンスが容易であり、異物
が混入してガス溶解洗浄水を汚染するおそれが全くない
ので特に好適に使用することができる。使用するスタテ
ィックミキサーの型式に特に制限はなく、例えば、流体
の分流を起こすエレメント複数個をパイプに挿入し、流
体の分流とその作用で生ずる乱流で撹拌を行うミキサ
ー、多角形の構造物を内蔵したミキサー、分割孔を有す
るエレメント複数個を備え、多数の分割層を形成するこ
とにより分割混合するミキサーなどを挙げることができ
る。これらの中で、流体の分流を起こす型式のスタティ
ックミキサーを特に好適に用いることができる。本発明
の通水配管を、オゾン溶解洗浄水の通水に用いる場合
は、インラインミキサーが耐オゾン性を有することが好
ましい。すなわち、インラインミキサーがオゾンにより
酸化劣化されることがなく、また、インラインミキサー
がオゾンに対して不活性で、オゾンの分解を引き起こし
て溶存オゾン濃度を減少させないことが好ましい。この
ような耐オゾン性を有するインラインミキサーとして
は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂、表面を不
動態化した金属、高純度石英、ガラスなどで作られたイ
ンラインミキサーを挙げることができる。
【０００７】本発明の通水配管は、主配管から枝配管が
分岐する分岐部直近の上流側にインラインミキサーを備
えるので、気液混合流体中において気泡が微細化して分
散し、枝配管が主配管に対して、真下向き、水平方向、
真上向きなど、いずれの方向に分岐する場合であって
も、枝配管の分岐の方向に関わらず、枝配管中の流体の
気液混合比率を主配管中の流体の気液混合比率とほぼ等
しくすることができる。純水に溶解するガスがオゾンで
ある場合、ガス溶解装置から流出するオゾン溶解洗浄水
を、未溶解のオゾンを含有するガスが共存する気液混合
流体として移送すると、主配管中を流れるオゾン溶解洗
浄水の溶存オゾン濃度をほぼ一定とすることができる。
図３は、オゾン定濃度保持機構の説明図である。図３に
おいて、横軸は主配管長を表し、縦軸は溶存オゾン濃度
を表す。ガス溶解装置Ａにおいてオゾン含有ガスが純水
に供給されると、オゾンが純水に溶解して溶存オゾン濃
度は急速に上昇する。しかし、純水に溶解したオゾンの
濃度が高くなると、水中における自己分解によるオゾン
の消失が多くなる。一方、ガス状態で存在するオゾンは
水に溶解したオゾンよりも安定なので、水流に随伴する
未溶解ガス中に存在するオゾンが水中に溶け込む。その
結果、Ｂ点において、水中で自己分解により消失するオ
ゾンの量と、随伴する未溶解ガスから水中に溶け込むオ
ゾンの量が均衡し、オゾン溶解洗浄水中の溶存オゾン濃
度はほぼ一定の値に保たれる。オゾン溶解洗浄水が、主
配管のさらに下流へ流れると、随伴する未溶解ガス中の
オゾンの量が減少し、Ｃ点において、水中で自己分解に
より消失するオゾンの量と、随伴する未溶解ガスから水
中に溶け込むオゾンの量が均衡を保つことが困難とな
り、溶存オゾン濃度は低下しはじめる。本発明の通水配
管においては、主配管のＢ点とＣ点の間に分岐部を設け
て枝配管を分岐させることが好ましい。分岐した枝配管
中の流体の気液混合状態が、主配管中の流体の気液混合
状態と等しいと、分岐部から枝配管中を流れるオゾン溶
解洗浄水中の溶存オゾン濃度の変化は、主配管中を流れ
るオゾン溶解水中の溶存オゾン濃度の変化と同一とな
り、枝配管に設けた１個又は複数個のユースポイントに
ほぼ一定した濃度のオゾン溶解洗浄水を供給することが
できる。分岐した枝配管中の気液混合流体が、オゾン含
有ガスを少量しか含有しない場合は、気相からオゾン溶
解洗浄水中へ溶け込むオゾンの量が少なく、オゾン含有
洗浄水中で自己分解により消失するオゾンを補うことが
不可能となるので、洗浄水中の溶存オゾン濃度は急速に
低下する。本発明の通水配管は、主配管から枝配管が分
岐する分岐部直近の上流側にインラインミキサーを備
え、分岐した枝配管中の流体の気液混合状態を、主配管
中の流体の気液混合状態と同一とするので、枝配管中を
流れるオゾン溶解洗浄水の溶存オゾン濃度をほぼ一定に
保ち、枝配管が長く、複数個のユースポイントを有する
場合であっても、各ユースポイントに溶存オゾン濃度が
ほぼ一定した洗浄水を供給することができる。
分岐する分岐部直近の上流側にインラインミキサーを備
えるので、気液混合流体中において気泡が微細化して分
散し、枝配管が主配管に対して、真下向き、水平方向、
真上向きなど、いずれの方向に分岐する場合であって
も、枝配管の分岐の方向に関わらず、枝配管中の流体の
気液混合比率を主配管中の流体の気液混合比率とほぼ等
しくすることができる。純水に溶解するガスがオゾンで
ある場合、ガス溶解装置から流出するオゾン溶解洗浄水
を、未溶解のオゾンを含有するガスが共存する気液混合
流体として移送すると、主配管中を流れるオゾン溶解洗
浄水の溶存オゾン濃度をほぼ一定とすることができる。
図３は、オゾン定濃度保持機構の説明図である。図３に
おいて、横軸は主配管長を表し、縦軸は溶存オゾン濃度
を表す。ガス溶解装置Ａにおいてオゾン含有ガスが純水
に供給されると、オゾンが純水に溶解して溶存オゾン濃
度は急速に上昇する。しかし、純水に溶解したオゾンの
濃度が高くなると、水中における自己分解によるオゾン
の消失が多くなる。一方、ガス状態で存在するオゾンは
水に溶解したオゾンよりも安定なので、水流に随伴する
未溶解ガス中に存在するオゾンが水中に溶け込む。その
結果、Ｂ点において、水中で自己分解により消失するオ
ゾンの量と、随伴する未溶解ガスから水中に溶け込むオ
ゾンの量が均衡し、オゾン溶解洗浄水中の溶存オゾン濃
度はほぼ一定の値に保たれる。オゾン溶解洗浄水が、主
配管のさらに下流へ流れると、随伴する未溶解ガス中の
オゾンの量が減少し、Ｃ点において、水中で自己分解に
より消失するオゾンの量と、随伴する未溶解ガスから水
中に溶け込むオゾンの量が均衡を保つことが困難とな
り、溶存オゾン濃度は低下しはじめる。本発明の通水配
管においては、主配管のＢ点とＣ点の間に分岐部を設け
て枝配管を分岐させることが好ましい。分岐した枝配管
中の流体の気液混合状態が、主配管中の流体の気液混合
状態と等しいと、分岐部から枝配管中を流れるオゾン溶
解洗浄水中の溶存オゾン濃度の変化は、主配管中を流れ
るオゾン溶解水中の溶存オゾン濃度の変化と同一とな
り、枝配管に設けた１個又は複数個のユースポイントに
ほぼ一定した濃度のオゾン溶解洗浄水を供給することが
できる。分岐した枝配管中の気液混合流体が、オゾン含
有ガスを少量しか含有しない場合は、気相からオゾン溶
解洗浄水中へ溶け込むオゾンの量が少なく、オゾン含有
洗浄水中で自己分解により消失するオゾンを補うことが
不可能となるので、洗浄水中の溶存オゾン濃度は急速に
低下する。本発明の通水配管は、主配管から枝配管が分
岐する分岐部直近の上流側にインラインミキサーを備
え、分岐した枝配管中の流体の気液混合状態を、主配管
中の流体の気液混合状態と同一とするので、枝配管中を
流れるオゾン溶解洗浄水の溶存オゾン濃度をほぼ一定に
保ち、枝配管が長く、複数個のユースポイントを有する
場合であっても、各ユースポイントに溶存オゾン濃度が
ほぼ一定した洗浄水を供給することができる。
【０００８】ガス溶解洗浄水を集中的に１カ所で製造
し、工場内の各ユースポイントに通水配管を用いて供給
する場合、主配管はほぼ水平位置を保って設置される場
合が多い。しかし、主配管より分岐する枝配管は、主配
管と同一平面に水平位置を保って設置される場合のほか
に、工場内の他の配管、配線などや、既設の機材を避け
るために、立ち上がりや立ち下がりを設ける場合があ
る。また、ユースポイントも主配管と同一平面に設置さ
れるとは限らず、主配管より高い位置や低い位置に設置
される場合もある。さらに、主配管を２階に設置し、１
階又は３階にユースポイントが設置される場合もある。
これらの場合にも、すべてのユースポイントに所定のガ
ス濃度のガス溶解洗浄水を供給することが必要である。
本発明のガス溶解洗浄水の通水配管は、インラインミキ
サーの混合機能と枝配管の分岐方向の調節により、枝配
管を流れる流体の気液混合比率を制御することができ
る。気液混合流体中のガスは、配管上部に集まった状態
で流れる傾向にあるが、インラインミキサーの長さが長
いほど、気液混合流体中の気泡を微細化し、水中へ均等
に分配することができる。したがって、枝配管が主配管
から真上向き又は真下向きに分岐する場合、枝配管中の
流体の気液混合状態を主配管中の流体の気液混合状態と
等しくするためには、長いインラインミキサーを備える
ことが好ましい。主配管からの枝配管の分岐が、斜め上
向き又は斜め下向きである場合は、真上向き又は真下向
きである場合に比べて、主配管中の流体と枝配管中の流
体の気液混合状態の差は小さくなるので、インラインミ
キサーの長さを短くすることができる。また、枝配管が
主配管から水平方向に分岐する場合であっても、主配管
と枝配管のなす角度によって枝配管中の流体の気液混合
状態は影響を受ける。枝配管の主配管に対する分岐方向
は、通常９０度とされる場合が多いが、９０度以外角度
を有する枝配管を設けることもできる。主配管中の流体
の流路方向と枝配管のなす角度が小さい場合は、主配管
中の流体と枝配管中の流体の気液混合状態の差は小さ
く、主配管中の流体の流路方向の枝配管のなす角度が大
きく、枝配管中の流体が主配管中の流体から折り返す方
向に流れる場合は、枝配管への気泡の分配が少なくなり
やすい。本発明の通水配管においては、これらの状況を
考慮してインラインミキサーの型式や長さを選択するこ
とが好ましい。
し、工場内の各ユースポイントに通水配管を用いて供給
する場合、主配管はほぼ水平位置を保って設置される場
合が多い。しかし、主配管より分岐する枝配管は、主配
管と同一平面に水平位置を保って設置される場合のほか
に、工場内の他の配管、配線などや、既設の機材を避け
るために、立ち上がりや立ち下がりを設ける場合があ
る。また、ユースポイントも主配管と同一平面に設置さ
れるとは限らず、主配管より高い位置や低い位置に設置
される場合もある。さらに、主配管を２階に設置し、１
階又は３階にユースポイントが設置される場合もある。
これらの場合にも、すべてのユースポイントに所定のガ
ス濃度のガス溶解洗浄水を供給することが必要である。
本発明のガス溶解洗浄水の通水配管は、インラインミキ
サーの混合機能と枝配管の分岐方向の調節により、枝配
管を流れる流体の気液混合比率を制御することができ
る。気液混合流体中のガスは、配管上部に集まった状態
で流れる傾向にあるが、インラインミキサーの長さが長
いほど、気液混合流体中の気泡を微細化し、水中へ均等
に分配することができる。したがって、枝配管が主配管
から真上向き又は真下向きに分岐する場合、枝配管中の
流体の気液混合状態を主配管中の流体の気液混合状態と
等しくするためには、長いインラインミキサーを備える
ことが好ましい。主配管からの枝配管の分岐が、斜め上
向き又は斜め下向きである場合は、真上向き又は真下向
きである場合に比べて、主配管中の流体と枝配管中の流
体の気液混合状態の差は小さくなるので、インラインミ
キサーの長さを短くすることができる。また、枝配管が
主配管から水平方向に分岐する場合であっても、主配管
と枝配管のなす角度によって枝配管中の流体の気液混合
状態は影響を受ける。枝配管の主配管に対する分岐方向
は、通常９０度とされる場合が多いが、９０度以外角度
を有する枝配管を設けることもできる。主配管中の流体
の流路方向と枝配管のなす角度が小さい場合は、主配管
中の流体と枝配管中の流体の気液混合状態の差は小さ
く、主配管中の流体の流路方向の枝配管のなす角度が大
きく、枝配管中の流体が主配管中の流体から折り返す方
向に流れる場合は、枝配管への気泡の分配が少なくなり
やすい。本発明の通水配管においては、これらの状況を
考慮してインラインミキサーの型式や長さを選択するこ
とが好ましい。
【０００９】本発明のガス溶解洗浄水の通水配管におい
ては、このような特性を利用して、枝配管を流れる流体
の気液混合比率を制御し、溶存オゾン濃度を意図的に調
節することができる。例えば、短いスタティックミキサ
ーを用いて気泡の微細化と分散を意図的に不完全とする
ことにより、枝配管への気泡の分配の分岐方向依存性を
高めることができる。主配管から複数の枝配管を分岐さ
せる場合に、オゾン溶解装置からの距離の短い分岐部で
は気泡の分配を減らし、距離の長い分岐部では気泡の分
配を増やすことにより、配水システム全体における溶存
オゾン濃度の均一化を達成することができる。すなわ
ち、オゾン溶解装置から近い位置において分岐する枝配
管は主配管から真下向きに、オゾン溶解装置から遠い位
置において分岐する枝配管は主配管から真上向きに分岐
させることにより、溶存オゾン濃度の均一化を図ること
ができる。また、同一の主配管から洗浄水が供給される
ユースポイントであっても、高濃度のオゾン溶解洗浄水
を必要とするユースポイントは、主配管から真上向きに
分岐する枝配管に接続し、低濃度のオゾン溶解洗浄水を
必要とするユースポイントは、主配管から真下向きに分
岐する枝配管に接続し、それぞれに溶存オゾン濃度の異
なる洗浄水を供給することができる。本発明のガス溶解
洗浄水の通水配管を用いることにより、主配管から枝配
管への分岐部において、枝配管へ流入する流体の気液混
合比率を制御し、主配管と同じ気液混合比率で枝配管に
気液混合流体を流すことができるので、主配管から分岐
する長い枝配管を設け、枝配管に複数のユースポイント
を設けても、各ユースポイントにほぼ一定した濃度のガ
ス溶解洗浄水を供給することができる。また、さらに積
極的に、主配管の上流側と下流側で枝配管へ流入する流
体の気液混合比率が異なるように調節することにより、
全ユースポイントにおける溶存ガス濃度を均等化するこ
とができ、あるいは、枝配管へ流入する流体の気液混合
比率が異なるように調節することにより、同一の主配管
から、溶存ガス濃度の異なる洗浄水をそれぞれのユース
ポイントに供給することもできる。
ては、このような特性を利用して、枝配管を流れる流体
の気液混合比率を制御し、溶存オゾン濃度を意図的に調
節することができる。例えば、短いスタティックミキサ
ーを用いて気泡の微細化と分散を意図的に不完全とする
ことにより、枝配管への気泡の分配の分岐方向依存性を
高めることができる。主配管から複数の枝配管を分岐さ
せる場合に、オゾン溶解装置からの距離の短い分岐部で
は気泡の分配を減らし、距離の長い分岐部では気泡の分
配を増やすことにより、配水システム全体における溶存
オゾン濃度の均一化を達成することができる。すなわ
ち、オゾン溶解装置から近い位置において分岐する枝配
管は主配管から真下向きに、オゾン溶解装置から遠い位
置において分岐する枝配管は主配管から真上向きに分岐
させることにより、溶存オゾン濃度の均一化を図ること
ができる。また、同一の主配管から洗浄水が供給される
ユースポイントであっても、高濃度のオゾン溶解洗浄水
を必要とするユースポイントは、主配管から真上向きに
分岐する枝配管に接続し、低濃度のオゾン溶解洗浄水を
必要とするユースポイントは、主配管から真下向きに分
岐する枝配管に接続し、それぞれに溶存オゾン濃度の異
なる洗浄水を供給することができる。本発明のガス溶解
洗浄水の通水配管を用いることにより、主配管から枝配
管への分岐部において、枝配管へ流入する流体の気液混
合比率を制御し、主配管と同じ気液混合比率で枝配管に
気液混合流体を流すことができるので、主配管から分岐
する長い枝配管を設け、枝配管に複数のユースポイント
を設けても、各ユースポイントにほぼ一定した濃度のガ
ス溶解洗浄水を供給することができる。また、さらに積
極的に、主配管の上流側と下流側で枝配管へ流入する流
体の気液混合比率が異なるように調節することにより、
全ユースポイントにおける溶存ガス濃度を均等化するこ
とができ、あるいは、枝配管へ流入する流体の気液混合
比率が異なるように調節することにより、同一の主配管
から、溶存ガス濃度の異なる洗浄水をそれぞれのユース
ポイントに供給することもできる。
【００１０】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例においては、図２に示す
構成のオゾン溶解洗浄水の通水配管を用いた。オゾン発
生器［住友精密工業(株)、無声放電式オゾン発生装置Ｓ
Ｇ−０１ＣＨＵ］に高純度酸素ガスと高純度窒素ガスを
供給し、オゾン濃度７１ｇ／Ｎｍ3、圧力０.１MPaのオ
ゾン含有ガスを取り出し、通水圧０.２５MPa、通水速度
２０リットル／分の超純水ラインにオゾン溶解用エジェ
クターを介して注入した。主配管中のオゾン含有ガスと
超純水の気液混合比率は、３０：７０とした。ただし、
気液混合比率はすべて容積比で表したものである。主配
管は、内径１６〜２５mm、配管長９０ｍであり、オゾン
溶解用エジェクターから３０ｍ、６０ｍ及び９０ｍのと
ころで枝配管を分岐させた。分岐部において、主配管と
枝配管のなす角度は、すべて９０度とした。枝配管は、
いずれも内径１２〜１６mm、長さ３０ｍであり、枝配管
の分岐点より１０ｍ、２０ｍ及び３０ｍのところにユー
スポイントを設けた。配管長９０ｍの主配管の先は、返
送配管とした。各枝配管には、オゾン溶解洗浄水６リッ
トル／分を分流させた。配管材質は、すべてＰＦＡ製と
した。リバースリターン方式を適用し、配管内の線流速
が一定に保たれるように調整した。枝配管の分岐部と、
枝配管の末端にサンプリングポートを設け、枝配管の末
端における気液混合比率と、分岐部及び枝配管の末端に
おける溶存オゾン濃度を測定した。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例においては、図２に示す
構成のオゾン溶解洗浄水の通水配管を用いた。オゾン発
生器［住友精密工業(株)、無声放電式オゾン発生装置Ｓ
Ｇ−０１ＣＨＵ］に高純度酸素ガスと高純度窒素ガスを
供給し、オゾン濃度７１ｇ／Ｎｍ3、圧力０.１MPaのオ
ゾン含有ガスを取り出し、通水圧０.２５MPa、通水速度
２０リットル／分の超純水ラインにオゾン溶解用エジェ
クターを介して注入した。主配管中のオゾン含有ガスと
超純水の気液混合比率は、３０：７０とした。ただし、
気液混合比率はすべて容積比で表したものである。主配
管は、内径１６〜２５mm、配管長９０ｍであり、オゾン
溶解用エジェクターから３０ｍ、６０ｍ及び９０ｍのと
ころで枝配管を分岐させた。分岐部において、主配管と
枝配管のなす角度は、すべて９０度とした。枝配管は、
いずれも内径１２〜１６mm、長さ３０ｍであり、枝配管
の分岐点より１０ｍ、２０ｍ及び３０ｍのところにユー
スポイントを設けた。配管長９０ｍの主配管の先は、返
送配管とした。各枝配管には、オゾン溶解洗浄水６リッ
トル／分を分流させた。配管材質は、すべてＰＦＡ製と
した。リバースリターン方式を適用し、配管内の線流速
が一定に保たれるように調整した。枝配管の分岐部と、
枝配管の末端にサンプリングポートを設け、枝配管の末
端における気液混合比率と、分岐部及び枝配管の末端に
おける溶存オゾン濃度を測定した。
【００１１】実施例１ 主配管から枝配管への分岐部３カ所の上流側に、それぞ
れ長さ１００cmのスタティックミキサーを装備した。主
配管を流れるオゾン溶解洗浄水のオゾン濃度は、オゾン
溶解用エジェクターから３０ｍのところで７.５mg／リ
ットル、６０ｍのところで６.０mg／リットル、９０ｍ
のところで５.０mg／リットルであった。枝配管を主配
管から真下向きに分岐し、主配管から０.５ｍのところ
で水平方向に曲げ、次いで０.５ｍのところで真上向き
に曲げ、さらに０.５ｍのところでふたたび水平方向に
曲げて、そのまま枝配管２８.５ｍを水平方向に直線状
に延ばした。オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのと
ころで分岐した枝配管の気液混合比率は３０：７０、オ
ゾン濃度は６.０mg／リットルであり、６０ｍのところ
で分岐した枝配管の気液混合比率は３０：７０、オゾン
濃度は５.０mg／リットルであり、９０ｍのところで分
岐した枝配管の気液混合比率は３０：７０、オゾン濃度
は４.３mg／リットルであった。次に、枝配管を主配管
から水平方向に分岐し、そのまま枝配管３０ｍを水平方
向に直線状に延ばした。オゾン溶解用エジェクターから
３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は３
０：７０であった。最後に、枝配管を主配管から真上向
きに分岐し、主配管から０.５ｍのところで水平方向に
曲げ、次いで０.５ｍのところで真下向きに曲げ、さら
に０.５ｍのところでふたたび水平方向に曲げて、その
まま枝配管２８.５ｍを水平方向に直線状に延ばした。
オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのところで分岐し
た枝配管の気液混合比率は３０：７０であった。
れ長さ１００cmのスタティックミキサーを装備した。主
配管を流れるオゾン溶解洗浄水のオゾン濃度は、オゾン
溶解用エジェクターから３０ｍのところで７.５mg／リ
ットル、６０ｍのところで６.０mg／リットル、９０ｍ
のところで５.０mg／リットルであった。枝配管を主配
管から真下向きに分岐し、主配管から０.５ｍのところ
で水平方向に曲げ、次いで０.５ｍのところで真上向き
に曲げ、さらに０.５ｍのところでふたたび水平方向に
曲げて、そのまま枝配管２８.５ｍを水平方向に直線状
に延ばした。オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのと
ころで分岐した枝配管の気液混合比率は３０：７０、オ
ゾン濃度は６.０mg／リットルであり、６０ｍのところ
で分岐した枝配管の気液混合比率は３０：７０、オゾン
濃度は５.０mg／リットルであり、９０ｍのところで分
岐した枝配管の気液混合比率は３０：７０、オゾン濃度
は４.３mg／リットルであった。次に、枝配管を主配管
から水平方向に分岐し、そのまま枝配管３０ｍを水平方
向に直線状に延ばした。オゾン溶解用エジェクターから
３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は３
０：７０であった。最後に、枝配管を主配管から真上向
きに分岐し、主配管から０.５ｍのところで水平方向に
曲げ、次いで０.５ｍのところで真下向きに曲げ、さら
に０.５ｍのところでふたたび水平方向に曲げて、その
まま枝配管２８.５ｍを水平方向に直線状に延ばした。
オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのところで分岐し
た枝配管の気液混合比率は３０：７０であった。
【００１２】実施例２ スタティックミキサーの長さを５０cmに変更した以外
は、実施例１と同じ操作を行った。枝配管を主配管から
真下向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターか
ら３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は２
５：７５、オゾン濃度は５.５mg／リットルであり、６
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は２５：
７５、オゾン濃度は４.３mg／リットルであり、９０ｍ
のところで分岐した枝配管の気液混合比率は２５：７
５、オゾン濃度は３.５mg／リットルであった。枝配管
を主配管から水平方向に分岐したとき、オゾン溶解用エ
ジェクターから３０ｍのところで分岐した枝配管の気液
混合比率は３０：７０であり、６０ｍのところで分岐し
た枝配管の気液混合比率は３０：７０、オゾン濃度は
５.０mg／リットルであった。枝配管を主配管から真上
向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターから３
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は３５：
６５であり、９０ｍのところで分岐した枝配管の気液混
合比率は３５：６５であり、オゾン濃度は４.７mg／リ
ットルであった。 実施例３ スタティックミキサーの長さを２０cmに変更した以外
は、実施例１と同じ操作を行った。枝配管を主配管から
真下向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターか
ら３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は１
５：８５、オゾン濃度は３.３mg／リットルであり、６
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は１５：
８５、オゾン濃度は２.５mg／リットルであり、９０ｍ
のところで分岐した枝配管の気液混合比率は１５：８
５、オゾン濃度は２.０mg／リットルであった。枝配管
を主配管から水平方向に分岐したとき、オゾン溶解用エ
ジェクターから３０ｍのところで分岐した枝配管の気液
混合比率は２５：７５であった。枝配管を主配管から真
上向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターから
３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は４
０：６０であった。
は、実施例１と同じ操作を行った。枝配管を主配管から
真下向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターか
ら３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は２
５：７５、オゾン濃度は５.５mg／リットルであり、６
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は２５：
７５、オゾン濃度は４.３mg／リットルであり、９０ｍ
のところで分岐した枝配管の気液混合比率は２５：７
５、オゾン濃度は３.５mg／リットルであった。枝配管
を主配管から水平方向に分岐したとき、オゾン溶解用エ
ジェクターから３０ｍのところで分岐した枝配管の気液
混合比率は３０：７０であり、６０ｍのところで分岐し
た枝配管の気液混合比率は３０：７０、オゾン濃度は
５.０mg／リットルであった。枝配管を主配管から真上
向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターから３
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は３５：
６５であり、９０ｍのところで分岐した枝配管の気液混
合比率は３５：６５であり、オゾン濃度は４.７mg／リ
ットルであった。 実施例３ スタティックミキサーの長さを２０cmに変更した以外
は、実施例１と同じ操作を行った。枝配管を主配管から
真下向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターか
ら３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は１
５：８５、オゾン濃度は３.３mg／リットルであり、６
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は１５：
８５、オゾン濃度は２.５mg／リットルであり、９０ｍ
のところで分岐した枝配管の気液混合比率は１５：８
５、オゾン濃度は２.０mg／リットルであった。枝配管
を主配管から水平方向に分岐したとき、オゾン溶解用エ
ジェクターから３０ｍのところで分岐した枝配管の気液
混合比率は２５：７５であった。枝配管を主配管から真
上向きに分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターから
３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は４
０：６０であった。
【００１３】比較例１ スタティックミキサーを装備しない以外は、実施例１と
同じ操作を行った。枝配管を主配管から真下向きに分岐
したとき、オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのとこ
ろで分岐した枝配管の気液混合比率は０：１００、オゾ
ン濃度は１.５mg／リットルであり、６０ｍのところで
分岐した枝配管の気液混合比率は０：１００、オゾン濃
度は１.２mg／リットルであり、９０ｍのところで分岐
した枝配管の気液混合比率は０：１００、オゾン濃度は
１.０mg／リットルであった。枝配管を主配管から水平
方向に分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターから３
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は１０：
９０であった。枝配管を主配管から真上向きに分岐した
とき、オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのところで
分岐した枝配管の気液混合比率は５０：５０であった。 実施例４ 主配管から枝配管への分岐部３カ所の上流側に、それぞ
れ長さ２０cmのスタティックミキサーを装備した。枝配
管を主配管から水平方向に対して３０度斜め下向きに分
岐し、主配管から０.５ｍのところで水平方向に曲げ、
次いで０.５ｍのところで３０度斜め上向きに曲げ、さ
らに０.５ｍのところでふたたび水平方向に曲げて、そ
のまま枝配管２８.５ｍを水平方向に直線状に延ばし
た。オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのところで分
岐した枝配管の気液混合比率は２２：７８、オゾン濃度
は４.６mg／リットルであった。次に、枝配管を主配管
から水平方向に対して３０度斜め上向きに分岐し、主配
管から０.５ｍのところで水平方向に曲げ、次いで０.５
ｍのところで３０度斜め下向きに曲げ、さらに０.５ｍ
のところでふたたび水平方向に曲げて、そのまま枝配管
２８.５ｍを水平方向に直線状に延ばした。オゾン溶解
用エジェクターから３０ｍのところで分岐した枝配管の
気液混合比率は２８：７２であり、６０ｍのところで分
岐した枝配管の気液混合比率は２８：７２、オゾン濃度
は４.８mg／リットルであった。最後に、枝配管を主配
管から４５度斜め上向きに分岐し、主配管から０.５ｍ
のところで水平方向に曲げ、次いで０.５ｍのところで
４５度斜め下向きに曲げ、さらに０.５ｍのところでふ
たたび水平方向に曲げて、そのまま枝配管２８.５ｍを
水平方向に直線状に延ばした。オゾン溶解用エジェクタ
ーから３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率
は３５：６５であり、９０ｍのところで分岐した枝配管
の気液混合比率は３５：６５、オゾン濃度は４.７mg／
リットルであった。実施例１〜４及び比較例１で求めた
気液混合比率を、第１表に示す。
同じ操作を行った。枝配管を主配管から真下向きに分岐
したとき、オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのとこ
ろで分岐した枝配管の気液混合比率は０：１００、オゾ
ン濃度は１.５mg／リットルであり、６０ｍのところで
分岐した枝配管の気液混合比率は０：１００、オゾン濃
度は１.２mg／リットルであり、９０ｍのところで分岐
した枝配管の気液混合比率は０：１００、オゾン濃度は
１.０mg／リットルであった。枝配管を主配管から水平
方向に分岐したとき、オゾン溶解用エジェクターから３
０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率は１０：
９０であった。枝配管を主配管から真上向きに分岐した
とき、オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのところで
分岐した枝配管の気液混合比率は５０：５０であった。 実施例４ 主配管から枝配管への分岐部３カ所の上流側に、それぞ
れ長さ２０cmのスタティックミキサーを装備した。枝配
管を主配管から水平方向に対して３０度斜め下向きに分
岐し、主配管から０.５ｍのところで水平方向に曲げ、
次いで０.５ｍのところで３０度斜め上向きに曲げ、さ
らに０.５ｍのところでふたたび水平方向に曲げて、そ
のまま枝配管２８.５ｍを水平方向に直線状に延ばし
た。オゾン溶解用エジェクターから３０ｍのところで分
岐した枝配管の気液混合比率は２２：７８、オゾン濃度
は４.６mg／リットルであった。次に、枝配管を主配管
から水平方向に対して３０度斜め上向きに分岐し、主配
管から０.５ｍのところで水平方向に曲げ、次いで０.５
ｍのところで３０度斜め下向きに曲げ、さらに０.５ｍ
のところでふたたび水平方向に曲げて、そのまま枝配管
２８.５ｍを水平方向に直線状に延ばした。オゾン溶解
用エジェクターから３０ｍのところで分岐した枝配管の
気液混合比率は２８：７２であり、６０ｍのところで分
岐した枝配管の気液混合比率は２８：７２、オゾン濃度
は４.８mg／リットルであった。最後に、枝配管を主配
管から４５度斜め上向きに分岐し、主配管から０.５ｍ
のところで水平方向に曲げ、次いで０.５ｍのところで
４５度斜め下向きに曲げ、さらに０.５ｍのところでふ
たたび水平方向に曲げて、そのまま枝配管２８.５ｍを
水平方向に直線状に延ばした。オゾン溶解用エジェクタ
ーから３０ｍのところで分岐した枝配管の気液混合比率
は３５：６５であり、９０ｍのところで分岐した枝配管
の気液混合比率は３５：６５、オゾン濃度は４.７mg／
リットルであった。実施例１〜４及び比較例１で求めた
気液混合比率を、第１表に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】第１表に見られるように、長さ１００cmの
スタティックミキサーを装備した実施例１においては、
分岐部において気泡が微細化して分散し、枝配管の分岐
方向に関わらず、枝配管中の気液混合比率は主配管の気
液混合比率と等しくなっている。実施例２と実施例３の
ように、スタティックミキサーの長さを短くすると、分
岐部における気泡の分散は不完全となり、主配管上部の
気泡の比率が高くなり、枝配管の分岐の方向によって、
枝配管中の気液混合比率が変化する。比較例１のよう
に、スタティックミキサーを装備しない場合には、気泡
の主配管上部への集中が顕著となり、真下向きの分岐で
は枝配管に気泡を導くことができない。実施例４は、実
施例３と同じ長さのスタティックミキサーを用いている
が、枝配管の分岐が真上向き又は真下向きでないため
に、気液混合比率が実施例３よりは主配管中の気液混合
比率に近く、スタティックミキサーの長さと枝配管の分
岐方向により、枝配管中の流体の気液混合比率を調整し
得ることが分かる。実施例１〜４及び比較例１で求めた
オゾン濃度を、第２表に示す。
スタティックミキサーを装備した実施例１においては、
分岐部において気泡が微細化して分散し、枝配管の分岐
方向に関わらず、枝配管中の気液混合比率は主配管の気
液混合比率と等しくなっている。実施例２と実施例３の
ように、スタティックミキサーの長さを短くすると、分
岐部における気泡の分散は不完全となり、主配管上部の
気泡の比率が高くなり、枝配管の分岐の方向によって、
枝配管中の気液混合比率が変化する。比較例１のよう
に、スタティックミキサーを装備しない場合には、気泡
の主配管上部への集中が顕著となり、真下向きの分岐で
は枝配管に気泡を導くことができない。実施例４は、実
施例３と同じ長さのスタティックミキサーを用いている
が、枝配管の分岐が真上向き又は真下向きでないため
に、気液混合比率が実施例３よりは主配管中の気液混合
比率に近く、スタティックミキサーの長さと枝配管の分
岐方向により、枝配管中の流体の気液混合比率を調整し
得ることが分かる。実施例１〜４及び比較例１で求めた
オゾン濃度を、第２表に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】第２表に見られるように、長さ１００cmの
スタティックミキサーを装備した実施例１においては、
分岐部において気泡が微細化して分散し、真下向きに分
岐した枝配管の末端において高いオゾン濃度が保たれて
いる。実施例２のように、スタティックミキサーの長さ
を短くすると、分岐部における気泡の分散は不完全とな
り、主配管上部の気泡の比率が高くなり、枝配管の分岐
が水平方向又は真上向きの場合はオゾン濃度は高いが、
枝配管の分岐が真下向きの場合は、オゾン濃度は低くな
る。また、実施例３のように、スタティックミキサーの
長さをさらに短くすると、真下向きに分岐した枝配管の
末端におけるオゾン濃度はさらに低くなる。比較例１の
ように、スタティックミキサーを装備しない場合には、
気泡が主配管上部へ集中するために、真下向きに分岐し
た枝配管の末端におけるオゾン濃度はきわめて低くな
る。実施例４は、実施例３と同じ長さのスタティックミ
キサーを用いているが、枝配管の分岐が真上向き又は真
下向きでないために、オゾン濃度が実施例３よりは高
く、スタティックミキサーの長さと枝配管の分岐方向に
より、枝配管を通るオゾン溶解洗浄水のオゾン濃度を調
整し得ることが分かる。
スタティックミキサーを装備した実施例１においては、
分岐部において気泡が微細化して分散し、真下向きに分
岐した枝配管の末端において高いオゾン濃度が保たれて
いる。実施例２のように、スタティックミキサーの長さ
を短くすると、分岐部における気泡の分散は不完全とな
り、主配管上部の気泡の比率が高くなり、枝配管の分岐
が水平方向又は真上向きの場合はオゾン濃度は高いが、
枝配管の分岐が真下向きの場合は、オゾン濃度は低くな
る。また、実施例３のように、スタティックミキサーの
長さをさらに短くすると、真下向きに分岐した枝配管の
末端におけるオゾン濃度はさらに低くなる。比較例１の
ように、スタティックミキサーを装備しない場合には、
気泡が主配管上部へ集中するために、真下向きに分岐し
た枝配管の末端におけるオゾン濃度はきわめて低くな
る。実施例４は、実施例３と同じ長さのスタティックミ
キサーを用いているが、枝配管の分岐が真上向き又は真
下向きでないために、オゾン濃度が実施例３よりは高
く、スタティックミキサーの長さと枝配管の分岐方向に
より、枝配管を通るオゾン溶解洗浄水のオゾン濃度を調
整し得ることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】本発明のガス溶解洗浄水の通水配管を用
いることにより、主配管から枝配管への分岐部におい
て、枝配管へ流入する流体の気液混合比率を制御し、主
配管と同じ気液混合比率で枝配管に気液混合流体を流す
ことができるので、主配管から分岐する長い枝配管を設
け、枝配管に複数のユースポイントを設けても、各ユー
スポイントにほぼ一定した濃度のガス溶解洗浄水を供給
することができる。また、さらに積極的に、主配管の上
流側と下流側で枝配管へ流入する流体の気液混合比率が
異なるように調節することにより、全ユースポイントに
おける溶存ガス濃度を均等化することができ、あるい
は、枝配管へ流入する流体の気液混合比率が異なるよう
に調節することにより、同一の主配管から、溶存ガス濃
度の異なる洗浄水をそれぞれのユースポイントに供給す
ることもできる。
いることにより、主配管から枝配管への分岐部におい
て、枝配管へ流入する流体の気液混合比率を制御し、主
配管と同じ気液混合比率で枝配管に気液混合流体を流す
ことができるので、主配管から分岐する長い枝配管を設
け、枝配管に複数のユースポイントを設けても、各ユー
スポイントにほぼ一定した濃度のガス溶解洗浄水を供給
することができる。また、さらに積極的に、主配管の上
流側と下流側で枝配管へ流入する流体の気液混合比率が
異なるように調節することにより、全ユースポイントに
おける溶存ガス濃度を均等化することができ、あるい
は、枝配管へ流入する流体の気液混合比率が異なるよう
に調節することにより、同一の主配管から、溶存ガス濃
度の異なる洗浄水をそれぞれのユースポイントに供給す
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来のオゾン溶解洗浄水供給システム
の系統図である。
の系統図である。
【図２】図２は、本発明のガス溶解洗浄水の通水配管の
一態様の系統図である。
一態様の系統図である。
【図３】図３は、オゾン定濃度保持機構の説明図であ
る。
る。
１ 酸素ガス容器 ２ 窒素ガス容器 ３ オゾン発生器 ４ オゾン溶解装置 ５ 主配管 ６ 分岐配管 ７ ユースポイント ８ オゾン分解装置 ９ 気液分離装置 １０ 枝配管 １１ 分岐部 １２ インラインミキサー １３ 回収配管
Claims (3)
- 【請求項１】純水にガスを溶解した洗浄水をガスの共存
下に移送する通水配管であって、主配管から枝配管が分
岐する分岐部直近の上流側に、インラインミキサーを備
えてなることを特徴とするガス溶解洗浄水の通水配管。 - 【請求項２】ガスが、オゾンと酸素ガスの混合ガスであ
る請求項１記載のガス溶解洗浄水の通水配管。 - 【請求項３】インラインミキサーの混合機能と枝配管の
分岐方向の調節により、枝配管を流れる流体の気液混合
比率を制御する請求項１記載のガス溶解洗浄水の通水配
管。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP32562798A JP3381250B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | ガス溶解洗浄水の通水配管 |
| TW088118565A TW418302B (en) | 1998-11-16 | 1999-10-27 | A water piping for gas dissolved cleaning water |
| US09/440,571 US6343779B1 (en) | 1998-11-16 | 1999-11-15 | Water distribution piping of gas-dissolved cleaning water |
| EP99309073A EP1001208A3 (en) | 1998-11-16 | 1999-11-15 | Water-distribution piping of gas-dissolved cleaning water |
| KR1019990050526A KR100647447B1 (ko) | 1998-11-16 | 1999-11-15 | 가스 용해 세정수의 수로 배관 |
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| CNB001008927A CN1209180C (zh) | 1998-11-16 | 2000-02-14 | 溶解有气体的清洗水用配水管路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32562798A JP3381250B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | ガス溶解洗浄水の通水配管 |
| SG200000584A SG86372A1 (en) | 1998-11-16 | 2000-02-02 | Water-distribution piping of gas-dissolved cleaning water |
| CNB001008927A CN1209180C (zh) | 1998-11-16 | 2000-02-14 | 溶解有气体的清洗水用配水管路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150450A true JP2000150450A (ja) | 2000-05-30 |
| JP3381250B2 JP3381250B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=27178724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32562798A Expired - Lifetime JP3381250B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | ガス溶解洗浄水の通水配管 |
Country Status (7)
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|---|---|
| US (1) | US6343779B1 (ja) |
| EP (1) | EP1001208A3 (ja) |
| JP (1) | JP3381250B2 (ja) |
| KR (1) | KR100647447B1 (ja) |
| CN (1) | CN1209180C (ja) |
| SG (1) | SG86372A1 (ja) |
| TW (1) | TW418302B (ja) |
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| JP2002143659A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-21 | Kofurotsuku Kk | 高濃度オゾン水製造装置及びこの装置を用いた高濃度オゾン水の製造方法 |
| JP2003033634A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-04 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | オゾン処理システム |
| JP2012193460A (ja) * | 2006-02-10 | 2012-10-11 | Nippon Steel Corp | 酸洗鋼板のリンス設備及びそのリンス方法 |
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| JP2002316027A (ja) * | 2001-04-19 | 2002-10-29 | Ebara Corp | ガス溶解水製造装置、およびその方法、超音波洗浄装置、およびその方法 |
| US7897642B1 (en) * | 2002-06-19 | 2011-03-01 | Dr. Irvine Dubow | Compositions and methods for dry eye syndrome |
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