JP2009137811A - Ozone supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はオゾンガスを液化することにより得た高濃度のオゾンガスを供給する技術に関する。 The present invention relates to a technique for supplying high-concentration ozone gas obtained by liquefying ozone gas.
近年オゾン(元素記号:O2)の利用が、その強い酸化力を利用して上下水処理を始めとして種々の分野で進展している。中でも、半導体素子の製造分野では、Siウェーハ洗浄やTEOS−CVD(Tetra Etyl Ortho Silicat−Chemical Vapor Deposition)への適用が検討されつつある。Siウェーハ洗浄は、オゾンガスを純水に溶かしたオゾン水を洗浄液として用いるもので、希ふっ酸水溶液等と併用することでSiウェーハ上の重金属や有機物を除去できることが発表されている(非特許文献1)。TEOS−CVDは半導体素子を多層配線化する際の層間絶縁膜の形成に用いられ、電極によるウェーハ表面の凹凸を絶縁膜で平坦化できることが特長である。このTEOS−CVDにオゾンを添加することによって平坦化の性能が向上することが報告されている(非特許文献2)。 In recent years, the use of ozone (element symbol: O 2 ) has been developed in various fields including water and sewage treatment using its strong oxidizing power. In particular, in the field of manufacturing semiconductor devices, application to Si wafer cleaning and TEOS-CVD (Tetra Ethyl Ortho Silica-Chemical Vapor Deposition) is being studied. Si wafer cleaning uses ozone water in which ozone gas is dissolved in pure water as a cleaning solution, and it has been announced that heavy metals and organic substances on Si wafers can be removed by using it together with dilute hydrofluoric acid aqueous solution (non-patent document) 1). TEOS-CVD is used to form an interlayer insulating film when a semiconductor element is formed into a multilayer wiring, and is characterized in that the unevenness of the wafer surface due to the electrodes can be planarized by the insulating film. It has been reported that the planarization performance is improved by adding ozone to the TEOS-CVD (Non-patent Document 2).
これらは10%程度の比較的低濃度のオゾンガスを利用した例であるが、80%以上の比較的高濃度のオゾンガスを利用することで従来のオゾンガス利用では考えられなかった新たな応用の可能性が指摘され始めている。一例を挙げれば、特開平8−335576号公報で開示されているSi半導体の酸化膜形成法がある。この公報によれば、従来の熱酸化法では為し得ない比較的低温での酸化膜形成が可能で、亜酸化層や欠陥構造の少ない良質の酸化膜の形成が可能であることなどが紹介されている。 These are examples using ozone gas with a relatively low concentration of about 10%, but by using ozone gas with a relatively high concentration of 80% or more, there is a possibility of a new application that could not be considered by conventional ozone gas usage. Has begun to be pointed out. As an example, there is an Si semiconductor oxide film forming method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-335576. According to this publication, it is possible to form an oxide film at a relatively low temperature, which is impossible with the conventional thermal oxidation method, and to form a high-quality oxide film with less suboxide layer and defect structure. Has been.
ところで、オゾンガスの生成には一般に無声放電方式が用いられる。これは放電により酸素ガスからオゾンと酸素の混合ガスを発生させるもので、発生効率の限度と爆発の危険性のため、常温常圧下で約10体積%以上のオゾンガスを生成することは困難であった。そこで、発生したオゾンガスを一旦液化して、その後に気化させることにより80%以上の高濃度オゾンガスを生成する方法が特許文献1(特公平5−17164号公報)によって紹介されている。この方法について図8及び図9を参照しながら説明する。 By the way, a silent discharge system is generally used to generate ozone gas. This generates a mixed gas of ozone and oxygen from oxygen gas by electric discharge. Due to the limit of generation efficiency and danger of explosion, it is difficult to generate ozone gas of about 10% by volume or more under normal temperature and pressure. It was. Therefore, Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 5-17164) introduces a method of generating high-concentration ozone gas of 80% or more by once liquefying the generated ozone gas and then vaporizing it. This method will be described with reference to FIGS.
図8に示されたように液体オゾン製造装置はオゾンガス発生及び排気装置1とこの装置で生成されたオゾンを液化する液体オゾン生成装置2とを備える。酸素ボンベ3から圧力調整バルブ4を介して酸素ガスがオゾナイザー5に送られる。オゾナイザー5では酸素ガスが無声放電によりオゾンガスが混合されたオゾン含有酸素ガスとなり、流量を制御するためのマスフローコントローラー6およびオゾン含有ガス中の微粒子を除去するための微粒子除去フィルター7を通ってオゾンガスを液化する液体オゾン生成装置2に供給される。
As shown in FIG. 8, the liquid ozone production apparatus includes an ozone gas generation and
液体オゾン生成装置では、図8及び図9に示したように、オゾンガス発生及び排気装置1から導入された酸素ガスにオゾンガスが混合されたオゾン含有酸素ガスがオゾン含有酸素ガス導入管25内を流通し流量調整バルブ8を介してオゾンチャンバー9内に導入される。オゾンチャンバー9は、予めコンプレッサー21で駆動されている冷凍機21により冷却されているコールドヘッド19に熱的に結合されており、温度センサー24とヒータ23及び温度制御装置22によって0.1K以内の温度精度で精密に温度を制御可能であり、80K〜100Kの低温度に保たれている。
In the liquid ozone generator, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the ozone-containing oxygen gas in which the ozone gas is mixed with the oxygen gas introduced from the ozone generator and
オゾンガスの液化の原理は、オゾンと酸素の蒸気圧の差によってオゾンガスだけを液化するものである。例えば、1気圧のもと、オゾンの沸点は161Kであるが、酸素の沸点は90Kである。したがって、90K以上161K未満の温度に冷却すれば、オゾンは大部分が液体、酸素は大部分が気体状態となるのでオゾンだけを液体として分離できる。実際には高濃度オゾンの爆発性に対する安全上から減圧条件で取り扱うので、その際の温度と圧力条件下でのオゾンと酸素の蒸気圧の差で分離条件が決まる。例えば、温度90Kで圧力10mmHg(=13.3hPa)の場合を考えると、90Kではオゾンの蒸気圧はほぼ0mmHg(=0Pa)だが、酸素は約690mmHg(=918hPa)となりオゾンだけがこの条件下で液化される。 The principle of liquefaction of ozone gas is to liquefy only ozone gas by the difference in vapor pressure between ozone and oxygen. For example, at 1 atmosphere, the boiling point of ozone is 161K, but the boiling point of oxygen is 90K. Therefore, if it is cooled to a temperature of 90K or more and less than 161K, most of ozone is in a liquid state and most of oxygen is in a gaseous state, so that only ozone can be separated as a liquid. Actually, since it is handled under reduced pressure conditions for safety against explosive properties of high-concentration ozone, the separation conditions are determined by the difference between the vapor pressures of ozone and oxygen under the temperature and pressure conditions. For example, if the temperature is 90 K and the pressure is 10 mmHg (= 13.3 hPa), the ozone vapor pressure is almost 0 mmHg (= 0 Pa) at 90 K, but oxygen is about 690 mmHg (= 918 hPa), and only ozone is under this condition. Liquefied.
オゾンチャンバー9ではこのように、冷却された温度でのオゾンと酸素の蒸気圧の差によってオゾンガスだけを液化する。オゾンガスを液化する時は、酸化処理装置16に繋がる配管に接続されたバルブ15が閉じた状態、オゾンキラー11に繋がる配管に接続されたバルブ10が開いた状態とする。オゾンチャンバー9に接続されたオゾン排出管26内を流通した液化されない酸素ガスはバルブ10を介してオゾンキラー11に導入される。オゾンキラー11では若干残留するオゾンガスを外部へ排出させないよう加熱して酸素に変える。オゾンキラー11から供給された加熱された酸素ガスはガス冷却器12に供されて冷却される。前記冷却された酸素ガスは液体窒素トラップ13を介して真空ポンプ14によって系外排出される。尚、液体窒素トラップ13は真空ポンプ14からの炭化物などによるオゾンチャンバー9への混入及び汚染を防ぐ。
Thus, in the
オゾンチャンバー9内で液化された液体オゾン27が酸化等の目的で酸化処理装置16に供される場合、流量調整バルブ8及びバルブ10が閉に設定される一方でバルブ15が開に設定される。ヒータ23と温度センサー24及び温度制御装置22によってコールドヘッド19に熱的に結合されたオゾンチャンバー9の温度を上昇させることで液体オゾンは気化する。この気化によって生じたオゾンガスはオゾン排出管26を流通してバルブ15を介して酸化処理装置16に供される。液体オゾン27若しくは高濃度のオゾンガスは爆発性を有するので万一の爆発に備えてオゾンガスが流通する配管系には安全弁18が設置される。また、冷凍機の故障など温度制御が困難になった場合にオゾンガスの爆発を防止するために特許文献2(特開2003−20208)に示したオゾン生成装置のように真空排気系に予備チャンバーを備えてオゾンチャンバーの温度制御が困難となった場合にオゾンチャンバー内のオゾン含有ガス及び液化オゾンを予備チャンバーに真空排気させている。
When the
また、図8及び図9に示された液体オゾン製造装置は液体オゾンの蓄積と高濃度オゾンガスの供給を交互に行うバッチ式の形態となっている。このため連続して高濃度オゾンガスの供給を行いたい場合にはオゾンチャンバーを複数備える必要がある。すなわち、オゾンガス自身の爆発性から単一のオゾンチャンバーで安全に蓄積できるオゾン量には限度が生じるので、高濃度オゾンガスの供給量を増大させたい場合にはさらに多くのオゾンチャンバーを設置することとなる。複数のオゾンチャンバーを備えたオゾン供給装置としては特許文献3(特開2003−20209)に示されたオゾン生成装置がある。
使用するオゾンチャンバーの数が増大した場合、これらのオゾンチャンバーに接続するガス配管も増加し、またガス管の接続形態も複雑となっていく。図10に示されたオゾン供給装置30は2台のオゾンチャンバーを並列的に接続した形態となっている。オゾン供給装置30はオゾンチャンバー9a,9bと接続される配管系はオゾン供給系301とオゾン排出系302の2系統となっている。オゾンチャンバー9aはフィルター28aを介してオゾン供給系301に連結されていると共にフィルター29aを介してオゾン排出系302に連結されている。オゾンチャンバー9bはフィルター28bを介してオゾン供給系301に連結されていると共にフィルター29bを介してオゾン排出系302に連結されている。このようにオゾンチャンバーを複数備えるオゾン供給装置30は、配管の分岐箇所及び結合箇所が複数あり、複雑な配管を有する形態となっており、装置の大型化、内部ガス配管の総延長距離の増加、及び配管の引き回しの複雑化を招いてデットスペースが生じやすくなる。
When the number of ozone chambers to be used increases, the number of gas pipes connected to these ozone chambers also increases, and the connection form of the gas pipes becomes complicated. The
そこで、請求項1のオゾン供給装置は、オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されている。 Therefore, in the ozone supply device according to the first aspect, a plurality of ozone chambers are respectively connected to a pipe in which an ozone supply system pipe and an ozone exhaust system pipe are connected via a filter.
請求項2のオゾン供給装置は、請求項1のオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき閉動作するバルブを備えている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the ozone supply apparatus according to the first aspect, wherein the ozone exhaust system pipe is provided with a valve that closes based on the pressure in the pipe.
請求項3のオゾン供給装置は、請求項1のオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管にバイパスバルブとフィルターとを並列に備え、前記バイパスバルブは前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作する。
The ozone supply device according to
請求項4のオゾン供給装置は、請求項1のオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管に逆止めバルブとフィルターとを並列に備え、逆止めバルブは前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作する。
The ozone supply device according to claim 4 is the ozone supply device according to
請求項5のオゾン供給装置は、請求項1のオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管に過圧バイパス機能を有するフィルター装置を備える。
The ozone supply device according to
請求項6のオゾン供給装置は、請求項1から5のいずれかのオゾン供給装置において、前記フィルター装置は、オゾンチャンバーから排出されたガスを導入する導入口が形成された上ケーシング部と、この上ケーシング部に連結されると共に前記導入したガスを排出する排出口が形成された下ケーシング部と、この上ケーシング部と前記下ケーシング部とが連結して形成される空洞部に収容されると共に前記導入したガスをろ過処理するフィルター部と、このフィルター部の下端部に設けられると共に前記ろ過処理されたガスを前記空洞部に移行させる第一ガス流通部と、この第一ガス流通部の下端部に固定されると共に大気圧状態でガスを密閉したベローズ部と、このベローズ部の下端部と前記下ケーシング部の底面部とに固定されると共に前記空洞部に滞留するガスを前記排出口に移行させる第二ガス流通部とを備え、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧よりも低い状態で前記ガスが前記導入口に供されると前記ベローズ部が膨張して前記フィルター部が前記導入口を閉塞させて前記フィルター部が前記導入口に供されたガスをろ過処理する一方で、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧以上で前記ガスが前記導入口に供されると前記ベローズ部が収縮した状態となり前記上ケーシング部と前記フィルター部との間に隙間が確保される。
The ozone supply device according to
請求項1〜6の発明によれば、オゾン供給系に設置されるフィルターとオゾン排気系に設置されるフィルターとが統合されているので、オゾン供給装置の配管系が単純化する。 Since the filter installed in the ozone supply system and the filter installed in the ozone exhaust system are integrated, the piping system of the ozone supply device is simplified.
特に、請求項2の発明のようにオゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき閉動作するバルブが具備されることにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。
In particular, since the ozone exhaust system pipe is provided with a valve that closes based on the pressure in the pipe as in the invention of
また、請求項3の発明のように前記オゾン排気系の配管にバイパスバルブとフィルターとが並列に具備され、前記バイパスバルブが前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作することにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。 According to a third aspect of the present invention, a bypass valve and a filter are provided in parallel in the ozone exhaust system pipe, and the bypass valve opens in the ozone exhaust system pipe based on the pressure in the pipe. When the gas in the ozone chamber is evacuated to a high vacuum, it is possible to reduce the backflow of particles from the ozone killer installed on the downstream side of the valve to the piping of the ozone exhaust system.
さらに、請求項4の発明のように前記オゾン排気系の配管に逆止めバルブとフィルターとを並列に具備され、前記逆止めバルブが前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作することにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。 Furthermore, as in the invention of claim 4, the ozone exhaust system pipe is provided with a check valve and a filter in parallel, and the check valve opens in the ozone exhaust system pipe based on the pressure in the pipe. Thereby, when the gas in the ozone chamber is evacuated to a high vacuum, the backflow of particles from the ozone killer installed on the downstream side of the valve to the piping of the ozone exhaust system can be reduced.
また、請求項5の発明のように前記オゾン排気系の配管に過圧バイパス機能を有するフィルター装置が具備されることにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。
Further, as the invention according to
したがって、以上の発明によればオゾン供給装置におけるオゾンチャンバーの設置数が増加しても、配管の分岐、結合箇所を低減し、配管系が単純化する。これにより、オゾン供給装置を小型化及びコストダウンできる。また、配管系統内のデッドスペースが減少し、ガス溜まりによる配管内腐食が低減する。特に、請求項2〜6の発明によれば、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時にオゾンキラーから生じるパーティクルの配管系統への逆流を低減できる。
Therefore, according to the above invention, even if the number of installed ozone chambers in the ozone supply device is increased, the branching and joining points of the piping are reduced, and the piping system is simplified. Thereby, an ozone supply apparatus can be reduced in size and cost. Moreover, dead space in the piping system is reduced, and corrosion in the piping due to gas accumulation is reduced. In particular, according to the inventions of
(実施形態1)
図1は実施形態1に係るオゾン供給装置の構成概略図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ozone supply apparatus according to the first embodiment.
オゾン供給装置31はオゾン供給系311とオゾン排気系312のフィルターを統合することで配管の分岐、結合箇所を減らして簡略な配管系となっている。すなわち、オゾン供給装置31はオゾン供給系311とオゾン排気系312とに連結された配管313に複数のオゾンチャンバーを接続させている。オゾンチャンバー28a,28bと配管313とを連結する配管にはそれぞれパーティクルフィルター型のフィルター28a,28bが設置されている。オゾン供給系311は図示省略された酸化処理装置等に供給する配管にバルブVsを備えている。オゾン排気系312はオゾンキラー11及び真空ポンプ14が接続された配管にバルブVeと逆流防止用バルブV1を直列に備えている。また、オゾン排気系312にはガスの排気量を監視するための手段としてオゾン排気系312の配管内の圧力を検出する圧力計Pが設置されている。
The
図1を参照しながらオゾン供給装置31の動作例について説明する。オゾンを系外の装置(例えば図8に示された酸化処理容器16)に供給する場合、バルブVeが閉に設定される一方でバルブVsが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンはそれぞれフィルター28a,29bを介してオゾン供給系311に供給される。次に、オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンを真空排気する場合、バルブVsが閉に設定される一方でバルブVeが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンガスは真空ポンプ14によって吸引される。吸引されたオゾンガスは逆流防止用バルブV1を介してオゾンキラー11に供される。ここで、ガス排気量が減少した場合、すなわちオゾンチャンバー9aまたは9bが高真空状態となったことを圧力計Pが検出した場合、逆流防止用バルブV1を閉じて、オゾンキラー11から配管内へのパーティクルの逆流を低減させる。
An operation example of the
(実施形態2)
図2は実施形態2に係るオゾン供給装置の構成概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an ozone supply device according to the second embodiment.
オゾン供給装置32は、オゾンキラー11からパーティクルが逆流するのを防止するために、オゾン排気系312の配管にバイパスバルブV2をパーティクルフィルター型のフィルターFkと並列に備えている。そして、ガスの排気量が増加した場合に、バイパスバルブV2を開に設定して排気能力の確保とフィルターの保護を図る。尚、オゾン排気系312にはガスの排気量を監視するための手段としてオゾン排気系312の配管内の圧力を検出する圧力計Pが設置されている。
The ozone supply device 32 includes a bypass valve V2 in parallel with a particle filter type filter Fk in the piping of the
図2を参照しながらオゾン供給装置32の動作例について説明する。オゾンを系外の装置(例えば図8に示された酸化処理容器16)に供給する場合、バルブVeが閉に設定される一方でバルブVsが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンはそれぞれフィルター28a,28bを介してオゾン供給系311に供給される。次に、オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンを真空排気する場合、バルブVsが閉に設定される一方でバルブVeが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンガスは真空ポンプ14によって吸引される。吸引されたオゾンガスはフィルターFkを介してオゾンキラー9a,9bに供される。オゾンチャンバー9a,9bから排出されるガスの排気量が増加したことが圧力計Pによって検知されると、バイパスバルブV2が開く。これによりオゾンの排気能力が確保される共にフィルターが保護される。
An example of the operation of the ozone supply device 32 will be described with reference to FIG. When ozone is supplied to a device outside the system (for example, the
(実施形態3)
図3は実施形態3に係るオゾン供給装置の構成概略図である。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ozone supply device according to the third embodiment.
オゾン供給装置33は、オゾンキラー11からパーティクルが逆流するのを防止するために、オゾン排気系312の配管に逆止め弁V3をフィルターFkと並列に備えている。そして、ガス排気量が増加した場合に逆止め弁V3が自動的に開いて排気能力の確保とフィルターの保護を図る。尚、オゾン排気系312にはガスの排気量を監視するための手段としてオゾン排気系312の配管内の圧力を検出する圧力計Pが設置されている。
The
図3を参照しながらオゾン供給装置33の動作例について説明する。オゾンを系外の装置(例えば図8に示された酸化処理容器16)に供給する場合、バルブVeが閉に設定される一方でバルブVsが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンはそれぞれフィルター28a,28bを介してオゾン供給系311に供給される。次に、オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンを真空排気する場合、バルブVsが閉に設定される一方でバルブVeが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンガスは真空ポンプ14によって吸引される。吸引されたオゾンガスはフィルターFkを介してオゾンキラー11に供される。オゾンチャンバー9a,9bから排出されるガスの排気量が増加したことが圧力計Pによって検知されると、逆止め弁V3が開く。これによりオゾンの排気能力が確保される共にフィルターが保護される。
An example of the operation of the
(実施形態4)
図4は実施形態4に係るオゾン供給装置の構成概略図である。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an ozone supply device according to the fourth embodiment.
オゾン供給装置33は、オゾンキラー11からパーティクルが逆流するのを防止するために、オゾン排気系312の配管に過圧バイパス機能組み込み型のフィルター装置41を備えている。ガス排気量が増加した場合には、フィルター装置41の機能により排気能力の確保とフィルターの保護を行う。
In order to prevent particles from flowing back from the
図5はフィルター装置の構成を示した断面図である。図6は前記フィルター装置の構成を示した分解断面図である。図7(a)は前記フィルター装置の動作例(大気圧時)を示した概略図であり、図7(b)は前記フィルター装置の動作例(真空排気時)を示した概略図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the filter device. FIG. 6 is an exploded sectional view showing the configuration of the filter device. FIG. 7A is a schematic diagram illustrating an operation example (at atmospheric pressure) of the filter device, and FIG. 7B is a schematic diagram illustrating an operation example of the filter device (at vacuum evacuation).
フィルター装置41は真空排気される流体に含まれる汚染物質を除去するためのフィルター装置である。フィルター装置41は上ケーシング部42とフィルター部43と第一ガス流通部44とベローズ部45と第二ガス流通部46と下ケーシング部47とを備える。
The
上ケーシング部42は図示省略されたオゾンチャンバーから排出されたガスを導入する導入口51を有する。上ケーシング部42の導入口41の径は下ケーシング部47に形成されたガスの排出口101の径と同等に設定されている。上ケーシング部42及び下ケーシング部47の両端はNWフランジの形式となっており容易に他の管路と接続できるようになっている。すなわち、上ケーシング部42はフランジ52,53を備えている。下ケーシング部47はフランジ102,103を備えている。例えばフランジ52は図4に例示されたオゾン供給装置33のオゾン排出系312の配管に接続される一方でフランジ53は下ケーシング部47のフランジ102と接続される。フランジ53とフランジ102の接続部分には気密性を維持するためにNWフランジ用のセンターリング8を介在させている。また、下ケーシング部7のフランジ103はオゾン供給装置34のオゾン排気系312の配管に接続されている。
The
フィルター部43はフィルター材61と凹枠部62と凸枠部63とからなる。フィルター材61は凹枠部62に収納される。凹枠部62の開口部64及び凸枠部63の開口部65の径は上ケーシング部42の導入口51の径と略同等に設定されている。凸枠部63はフィルター材61が収納されている凹枠部62と嵌合した状態でボルト66によって凹枠部62と結合される。また、凹枠部62の端面には開口部64の径よりも大径のリング状に形成された弾性体からなるシール67が開口部64と同心に設けられる。
The
第一ガス流通部44はフィルター材61を通過した流体を上ケーシング42内に移行させる筒体からなる。この筒体の内径は凸枠部63の開口部64の径以上に設定されている。前記筒体は円筒状に形成されておりその周側面には前記流体を排出させる排出口71が適宜複数形成されている。第一ガス流通部44はベローズ部45の密閉板81に気密に接続されている。この接続は螺合または溶接等によって行えばよい。
The first
ベローズ部45は両端の開口部をそれぞれ密閉板81,82によって密閉させて空気を大気圧状態で閉じ込めている。密閉板81,82は螺合または溶接等によってベローズ部45の端面と気密に接続される。ベローズ部45の全長は少なくとも図7(a)に示されたようにベローズ部45が収縮した時に上ケーシング部42内の底面と凹枠部62の端面とが離間すると共に図7(b)に示されたようにベローズ部45が膨張した時に前記端面が前記底面と接触できるように設定される。
The
第二ガス流通部46は下ケーシング部47内の流体を下ケーシング部47の排出口101に移行させる筒体からなる。この筒体は円筒状に形成されておりその周側面には前記流体を導入する導入口91が適宜複数形成されている。前記筒体の内径は第一ガス流通部44の内径と略同等に設定されている。第二ガス流通部46の端面はベローズ部45の閉塞板82に気密に接続されている。この接続も螺合または溶接等によって行えばよい。第二ガス流通部46のもう一方の端面は下ケーシング部47内の底面に固定されるフランジ92に接続されている。フランジ92はボルト93によって前記底面に固定される。
The second
図7を参照しながらフィルター装置41の動作例について説明する。
An example of the operation of the
フィルター装置41はベローズ部45内に閉じ込められた空気の膨張及び収縮を利用してフィルター部43を上ケーシング部42の天井面に接触及びその離脱を行う。
The
例えば、流体が大気圧状態でフィルター装置41内に導入される場合、前記導入された流体の圧力がベローズ部45の内圧以上となっているので、フィルター装置41のベローズ部45は収縮した状態となっている。これにより図7(a)に示したように上ケーシング部42の天井面とフィルター部43との間に隙間が確保される。フィルター装置41内に導入された流体はフィルター部61を通らずに前記隙間を経由して上ケーシング部42内及び下ケーシング部47内を流通し第二ガス流通部46を介して排出される。
For example, when the fluid is introduced into the
一方、流体が真空ポンプによってフィルター装置41内に導入される場合、前記導入された流体の圧力がベローズ部45の内圧よりも低くなるので、ベローズ部45が膨張してフィルター部43が上ケーシング部42の天井面に密着する。これにより図7(b)に示したように上ケーシング部42の導入口51が閉塞された状態となる。これによりフィルター部43が前記導入したガスをろ過処理できるようになる。フィルター部43によってろ過処理された流体は第一ガス流通路44を経由して上ケーシング部2内及び下ケーシング部47内を流通し第二ガス流通部46を介して排出される。
On the other hand, when the fluid is introduced into the
次に図4及び図7を参照しながらオゾン供給装置34の動作例について説明する。
Next, an operation example of the
オゾンを供給する場合、バルブVeが閉に設定される一方でバルブVsが開に設定される。オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンはそれぞれフィルター28a,28bを介してオゾン供給系311に供給される。
When supplying ozone, the valve Ve is set to be closed while the valve Ve is set to be open. The ozone in the
次に、オゾンを排気する場合、バルブVsが閉に設定される一方でバルブVeが開に設定される。そして、オゾンチャンバー9a,9b内のオゾンガスが真空ポンプ14によって吸引されてそれぞれフィルター28a,28bを介してオゾン排気系に供給される。オゾン排気系312に導入されたオゾンガスはフィルター装置41に供される。このときフィルター装置41のベローズ部45内の圧力はベローズ部45外の圧力もよりも高い状態となっているので、ベローズ部45が膨張して上ケーシング部42の天井面にフィルター部43が密着する。真空ポンプ14によって吸引されたオゾンガスは図7(b)に示されたようにフィルター装置41のフィルター材64を通過して第一ガス流通部44内に導入される。第一ガス流通部44の排出口71から排出されたガスは下ケーシング部47内に移行し第二ガス流通路46内に導入される。第二ガス流通路46内のガスは直ちにオゾンキラー11に供給される。
Next, when exhausting ozone, the valve Vs is set to be closed while the valve Ve is set to be open. The ozone gas in the
以上のように実施形態4のオゾン供給装置34によればオゾン排気系の配管にフィルター装置41を備えることで真空排気時に圧力損失を生じさせることなく排気操作を行える。
As described above, according to the
31,32,33,34…オゾン供給装置
9a,9b…オゾンチャンバー、11…オゾンキラー、14…真空ポンプ、28a,28b…フィルター、311…オゾン供給系、312…オゾン排出系、P…圧力計、V1…逆流防止用バルブ、V2…バイパスバルブ、Fk…フィルター、V3…逆止め弁
41…フィルター装置
42…上ケーシング部、51…導入口、52,53…フランジ
43…フィルター部、61…フィルター材、62…凹枠部、63…凸枠部、64,65…開口部、66…ボルト、67…シール
44…第一ガス流通部、71…排出口
45…ベローズ部、81,82…密閉板
46…第二ガス流通部、91…排出口、92…フランジ、93…ボルト
47…下ケーシング部、101…排出口、102,103…フランジ
48…センターリング
31, 32, 33, 34 ...
Claims (6)
を特徴とする請求項1に記載のオゾン供給装置。 The ozone supply device according to claim 1, wherein the ozone exhaust system pipe is provided with a valve that closes based on a pressure in the pipe.
前記バイパスバルブは前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作すること
を特徴とする請求項1に記載のオゾン供給装置。 The ozone exhaust system pipe is provided with a bypass valve and a filter in parallel,
The ozone supply device according to claim 1, wherein the bypass valve opens the piping of the ozone exhaust system based on a pressure in the piping.
逆止めバルブは前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作すること
を特徴とする請求項1に記載のオゾン供給装置。 The ozone exhaust system piping is provided with a check valve and a filter in parallel,
The ozone supply device according to claim 1, wherein the check valve opens the ozone exhaust system pipe based on a pressure in the pipe.
オゾンチャンバーから排出されたガスを導入する導入口が形成された上ケーシング部と、
この上ケーシング部に連結されると共に前記導入したガスを排出する排出口が形成された下ケーシング部と、
この上ケーシング部と前記下ケーシング部とが連結して形成される空洞部に収容されると共に前記導入したガスをろ過処理するフィルター部と、
このフィルター部の下端部に設けられると共に前記ろ過処理されたガスを前記空洞部に移行させる第一ガス流通部と、
この第一ガス流通部の下端部に固定されると共に大気圧状態でガスを密閉したベローズ部と、
このベローズ部の下端部と前記下ケーシング部の底面部とに固定されると共に前記空洞部に滞留するガスを前記排出口に移行させる第二ガス流通部と
を備え、
前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧よりも低い状態で前記ガスが前記導入口に供されると前記ベローズ部が膨張して前記フィルター部が前記導入口を閉塞させて前記フィルター部が前記導入口に供されたガスをろ過処理する一方で、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧以上で前記ガスが前記導入口に供されると前記ベローズ部が収縮した状態となり前記上ケーシング部と前記フィルター部との間に隙間が確保されること
を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のオゾン供給装置。 The filter device is
An upper casing portion formed with an inlet for introducing gas discharged from the ozone chamber;
A lower casing part connected to the upper casing part and formed with a discharge port for discharging the introduced gas;
A filter part that is accommodated in a cavity formed by connecting the upper casing part and the lower casing part and filters the introduced gas, and
A first gas circulation part that is provided at a lower end part of the filter part and moves the filtered gas to the cavity part;
A bellows part that is fixed to the lower end of the first gas circulation part and seals the gas in an atmospheric pressure state;
A second gas circulation part that is fixed to the lower end part of the bellows part and the bottom part of the lower casing part and moves the gas staying in the cavity part to the discharge port;
When the gas exhausted from the ozone chamber is lower than the internal pressure of the bellows part and the gas is supplied to the inlet, the bellows part expands and the filter part closes the inlet. While the filter part filters the gas provided to the inlet, the bellows is provided when the pressure of the gas discharged from the ozone chamber is equal to or higher than the internal pressure of the bellows part and the gas is supplied to the inlet. The ozone supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein a part is contracted and a gap is secured between the upper casing part and the filter part.
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