JP4843339B2 - オゾン水供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、高濃度のオゾン水をユースポイントへ供給するオゾン水供給装置に関する。

オゾン水は、電子部品のウェット洗浄やフォト工程でのレジスト剥離などに従来から使用されている。このオゾン水を製造して、ユースポイントへ供給するオゾン水供給装置としては、例えば、特許文献１に開示されているオゾン水供給装置が知られている。

このオゾン水供給装置１００は、図３に示すように、水を供給する水供給管１１８およびオゾンガスを供給するオゾンガス供給管１２８に接続され、水にオゾンガスを溶解させることによりオゾン水を製造するオゾン水製造装置１１３と、オゾン水製造装置１１３により製造されたオゾン水とオゾンガスとを分離する気液分離装置１１７と、オゾン水をユースポイントへ供給するオゾン水供給管１２７とを備えるオゾン水供給装置であって、オゾン水供給管１２７を開閉する開閉弁１１６を備え、開閉弁１１６の開度調整によりユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整可能に構成されている。
特開２００３−２１０９５６号公報

しかし、このようなオゾン水供給装置１００では、特に加圧して高濃度オゾン水を造る場合、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を所望の量に調整するために、開閉弁１１６の開度を絞ると、開閉弁１１６での圧力差が大きくなり、開閉弁１１６を通過したオゾン水の圧力が急激に低下する。これにより、オゾン水に溶解していたオゾンガスが気化し、オゾン水のオゾン濃度が大きく低下するので、高濃度のオゾン水をユースポイントへ供給できないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、高濃度のオゾン水を所望の流量で供給することができるオゾン水供給装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、水にオゾンガスを溶解させることによりオゾン水を製造するオゾン水製造装置と、前記オゾン水製造装置により製造されたオゾン水をユースポイントへ供給するオゾン水供給管とを備えるオゾン水供給装置であって、前記オゾン水供給管から分岐してオゾン水を排出するオゾン水排出管と、前記オゾン水排出管を開閉する開閉弁とを備え、前記開閉弁の開度調整によりユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整可能に構成されているオゾン水供給装置により達成される。

また、上記のオゾン水供給装置は、前記オゾン水排出管を通過するオゾン水の流量を検出する流量検出器と、前記流量検出器での検出値に基づいて前記開閉弁の開度調整を行うことによりユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整する開閉制御手段とを備えることが好ましい。

また、前記オゾン水供給管は、径の異なる２以上のフッ素樹脂チューブからなることが好ましい。

また、前記オゾン水排出管は、前記オゾン水製造装置に接続されており、排出されるオゾン水を前記オゾン水製造装置に供給可能に構成されていることが好ましい。

本発明のオゾン水供給装置によれば、高濃度のオゾン水を所望の流量で供給することができる。

以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るオゾン水供給装置１の概略構成図である。このオゾン水供給装置１は、オゾン水を製造するオゾン水製造装置７と、オゾン水をユースポイントへ供給するオゾン水供給管３と、オゾン水を排出するオゾン水排出管４とを備えている。

オゾン水製造装置７としては、純水にオゾンガスを溶解させることによりオゾン水を製造する公知のものを使用することができ、本実施形態では、エゼクタ２６と、加圧ポンプ２７と、気液分離装置２８とを備えている。

エゼクタ２６は、純水を貯留している純水タンク２１から純水を供給する純水供給管８、および、オゾンガスを製造するオゾンガス発生装置２３からオゾンガスを供給するオゾンガス供給管９に接続されており、導入される純水の水流によりオゾンガスを吸引して、純水とオゾンガスとを混合するように構成されている。導入される純水は、公知の純水製造装置により製造することができ、純水製造装置としては、例えば、逆浸透純水製造装置を使用することができ、純度の高い超純水を製造できるように、イオン交換樹脂等のカートリッジを備えることが好ましい。また、オゾンガス発生装置２３としては、例えば、純水を電気分解して高濃度のオゾンガスを発生させる電解法オゾンガス発生装置を使用することができる。純水供給管８およびオゾンガス供給管９は、管路の途中にそれぞれ純水供給弁３１およびオゾンガス供給弁３３を備えており、それぞれの弁の開度調整により供給する純水およびオゾンガスの流量を調整可能に構成されている。

加圧ポンプ２７は、エゼクタ２６で生成された純水とオゾンガスとの混合流体を移送する混合管１７に接続されており、移送されてきた混合流体を加圧することによりオゾン水を製造するように構成されている。この加圧ポンプ２７としては、オゾンガスに対する耐性に優れていることから、フッ素樹脂製のベローズポンプを用いることが好ましい。

気液分離装置２８は、加圧ポンプ２７で加圧されたオゾン水を移送する移送管１８に接続されており、内部に配設された液体サイクロンにより、圧送されてきたオゾン水と純水に溶解していない余剰のオゾンガスとを分離可能に構成されている。また、気液分離装置２８は、オゾン水供給管３およびオゾンガス排出管１９に接続されており、分離されたオゾン水をオゾン水供給管３へ送り、余剰のオゾンガスを、オゾンガス排出管１９を介して図示しないオゾンガス分解装置へ移送するように構成されている。オゾンガス分解装置へ移送されたオゾンガスは、酸素に分解される。オゾンガス排出管１９の途中にはオゾンガス排出弁３４が設けられており、オゾンガス排出弁３４の開度調整によりオゾンガス排出管１９から排出されるオゾンガスの流量を調整可能に構成されている。

オゾン水供給管３は、図２に示すように、径の異なる２以上のフッ素樹脂チューブ４１、４２からなり、気液分離装置２８からオゾン水供給管３へ送出されたオゾン水が、オゾン水供給管３の圧力損失が気液分離装置２８とユースポイントとの圧力差にほぼ等しくなるような構成を考案することにより、ユースポイントの圧力まで徐々に圧力を下げられ、オゾン水供給管３の先端から吐出されるように構成されている。本実施形態では、オゾン水供給管３は、上流側に大径管４１を備え、下流側に大径管４１より径が小さい小径管４２を備えている。このオゾン水供給管３は、管の途中に弁を設けることなく、大径管４１および小径管４２の長さをそれぞれ変更することにより、管内におけるオゾン水の圧力損失を調整し、ユースポイントへ供給されるオゾン水の圧力を調整できるように構成されている。この場合、径が規格化されている市販品のフッ素樹脂チューブを大径管４１および小径管４２として用い、長さをそれぞれ変更して組み合わせることによりオゾン水供給管３を製造することができる。これにより、製造コストを抑えることができる。

オゾン水排出管４は、オゾン水供給管３のユースポイントに近い途中の分岐部４５から分岐しており、オゾン水供給管３を通過するオゾン水の一部が分岐してオゾン水排出管４側へ流れるように構成されている。

また、オゾン水排出管４は、オゾン水排出管４を開閉する開閉弁１０を備えており、開閉弁１０の開度調整は、開閉制御装置１２により行われる。開閉弁１０としては、開度を連続的に変化させることができるニードル弁などを使用することができ、オゾンガスに対する耐性に優れることから、フッ素樹脂製の弁を使用することが好ましい。開閉制御装置１２は、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を入力可能な入力装置１４と、オゾン水排出管４を通過するオゾン水の流量を検出する流量検出器１３とに接続されており、入力装置１４での入力値および流量検出器１３での検出値に基づいて開閉弁１０の開度を調整することにより、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整可能に構成されている。

また、オゾン水排出管４は、純水タンク２１に接続されており、排出されたオゾン水を、純水供給管８を介してエゼクタ２６へ再度供給できるように構成されている。また、オゾン水排出管４は、純水タンク２１を介さずに純水供給管８に接続されており、排出されたオゾン水を、純水タンク２１を経由せずにエゼクタ２６に直接供給する構成であってもよい。オゾン水排出管４には、冷却装置４８が設けられており、この冷却装置４８は、図示しない冷却塔との間で冷却水を循環させることにより、オゾン水排出管４を通過するオゾン水を冷却するように構成されている。冷却装置４８は、純水供給管８の途中に設けられていてもよい。

次に、以上のように構成されたオゾン水供給装置１を用いてオゾン水をユースポイントへ供給する方法を説明する。

まず、入力装置１４に所望の流量を入力することにより、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を所望の値に設定する。

次に、純水供給弁３１、オゾンガス供給弁３３およびオゾンガス排出弁３４をいずれも開状態にすることにより、純水タンク２１内の純水およびオゾンガス発生装置２３で生成されたオゾンガスを、それぞれ、純水供給管８およびオゾンガス供給管９を介してエゼクタ２６へ供給する。エゼクタ２６に導入される純水は、高度に精製された超純水であることが好ましい。

エゼクタ２６に導入された純水およびオゾンガスは、エゼクタ２６および混合管１７を通過する過程で十分に混合されて混合流体となる。その後、この混合流体が加圧ポンプ２７で加圧されることにより、オゾンガスが純水に溶解し、オゾン水が製造される。加圧ポンプ２７では、高濃度のオゾン水を得るために、オゾンガスを０.５〜０.６ＭｐａＧまで加圧することが好ましい。

加圧されたオゾン水は、移送管１８を介して気液分離装置２８へ圧送され、オゾン水と余剰のオゾンガスとに分離される。その後、気液分離装置２８内のオゾン水は、オゾン水供給管３を通じてユースポイント付近まで送られ、一部は、ユースポイントの手前の分岐部４５でオゾン水供給管３から分岐して、オゾン水排出管４側へ流れる。また、残りのオゾン水は、分岐部４５より下流側のオゾン水供給管３からユースポイントへ供給される。

この時、ユースポイントへ供給されるオゾン水の流量は、開閉制御装置１２が入力装置１４での入力値および流量検出器１３での検出値に基づいて開閉弁１０の開度を調整することにより、調整される。すなわち、例えば、ユースポイントへ供給されるオゾン水の流量が入力装置１４での入力値より少ない時には、オゾン水供給管３の分岐部４５より下流側におけるオゾン水の流量が少なく、一方、オゾン水排出管４から排出されるオゾン水の流量が多量であり、流量検出器１３での検出値が大きいので、開閉制御装置１２は、流量検出器１３での検出値が小さくなるように、開閉弁１０の開度を絞り、オゾン水排出管４から排出されるオゾン水の流量を減らす。こうして、オゾン水供給管３の分岐部４５より下流側におけるオゾン水の流量を増やし、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を、所望の流量に調整する。また、ユースポイントへ供給されるオゾン水の流量が多い時には、流量検出器１３での検出値が小さいので、開閉制御装置１２は、開閉弁１０の開度を大きくし、オゾン水排出管４から排出されるオゾン水の流量を増やす。こうして、オゾン水供給管３からユースポイントへ供給されるオゾン水の流量を調整する。

オゾン水排出管４側へ流れて排出されたオゾン水は、冷却装置４８により冷却された後、純水タンク２１に収容され、純水と混合されて新たなオゾン水の製造に用いられる。

本実施形態に係るオゾン水供給装置１によれば、オゾン水排出管４がオゾン水供給管３から分岐しており、オゾン水排出管４に開閉弁１０が設けられているので、オゾン水供給管３からユースポイントへ供給されるオゾン水が弁を通過することがなく、弁の通過によるオゾン水の急激な圧力損失によってオゾン水からオゾンガスが気化することを防止できるので、高濃度のオゾン水をユースポイントへ供給することができる。また、オゾン水排出管４に備えられた開閉弁１０の開度調整によりユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整できるので、オゾン水をオゾン水供給管３から所望の流量でユースポイントへ供給することができる。

また、開閉制御装置１２が入力装置１４での入力値と流量検出器１３での検出値に基づいて開閉弁１０の開閉を行うので、自動でオゾン水の流量を調整することができ、所望の流量のオゾン水を正確かつ容易にユースポイントへ供給することができる。

また、オゾン水排出管４から排出されるオゾン水を再度オゾン水製造装置７に供給するので、ユースポイントへ供給されなかったオゾン水を有効利用することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態では、開閉制御装置１２が開閉弁１０の開度調整をすることにより、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整していたが、ユーザーが手動で開閉弁１０の開度調整をすることにより、ユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整してもよい。

また、本実施形態では、オゾン水製造装置７の構成は、エゼクタ式であったが、この構成に限定されず、例えばフッ素樹脂からなる多孔質管に純水を導入し、この多孔質管の外表面に沿って流れるオゾンガスをエゼクタ式と同様に加圧する構成など、種々の構成を用いることができる。

また、本実施形態では、流量検出器１３は、オゾン水排出管４におけるオゾン水の流量を検出していたが、オゾン水供給管３の分岐部４５より下流側におけるオゾン水の流量を検出する構成であってもよい。この場合、流量検出器１３としては、オゾン水供給管３を通過するオゾン水の圧力損失が小さくなるような構成であることが好ましく、例えば、オゾン水の流れ方向に直角な方向に磁界を作用させることにより起電力を生じさせ、この起電力を測定することによりオゾン水の流量を検出する電磁流量計を使用することができる。また、オゾン水供給管３の上流側と下流側にそれぞれ設置された図示しないセンサから交互に超音波を発射し、各々の伝播時間の差から流速を求める超音波流量計であってもよい。このような構成によれば、オゾン水供給管３からユースポイントへ供給するオゾン水の流量を直接検出できるので、所望の流量のオゾン水をより正確に供給することができる。

また、オゾン水供給管３には、オゾン水を浄化するフィルターを必要に応じて設置してもよい。このフィルターは、流動抵抗の小さいものが好ましく、また、分岐部４５より上流側に設置されると、オゾン水の流量が多い段階でオゾン水を浄化することができる。

また、分岐部４５は、オゾン水供給管３の下流側における先端付近に設けられることが好ましい。これにより、オゾン水供給管３におけるオゾン水の流量が下流側の先端付近まで減少しないので、オゾン水がオゾン水製造装置７からユースポイントまで到達する時間を短くすることができる。

また、本実施形態では、オゾン水供給管３は、１つであったが、ユースポイントの数に応じて、複数にすることもできる。この場合、複数のオゾン水供給管３のそれぞれから、オゾン水排出管４が分岐している。このような構成によれば、複数のオゾン水供給管３のうち、使用しないオゾン水供給管３へのオゾン水の送出を遮断することにより、ユースポイントを選択してオゾン水を供給することができる。

本発明の一実施形態に係るオゾン水供給装置の概略構成図である。 図１に示すオゾン水供給管の横断面図である。 従来のオゾン水供給装置の概略構成図である。

符号の説明

１ オゾン水供給装置
３ オゾン水供給管
４ オゾン水排出管
７ オゾン水製造装置
８ 純水供給管
９ オゾンガス供給管
１０ 開閉弁
１２ 開閉制御装置
１３ 流量検出器
１４ 入力装置
２１ 純水タンク
２３ オゾンガス発生装置
２６ エゼクタ
２７ 加圧ポンプ
２８ 気液分離装置

Claims (4)

1. 水にオゾンガスを溶解させることによりオゾン水を製造するオゾン水製造装置と、
   前記オゾン水製造装置により製造されたオゾン水をユースポイントへ供給するオゾン水供給管とを備えるオゾン水供給装置であって、
   前記オゾン水製造装置は、水とオゾンガスとの混合流体を加圧することによりオゾン水を製造する加圧ポンプを備えており、
   前記オゾン水供給管は、径の異なる２以上のフッ素樹脂チューブからなり、
   前記オゾン水供給管から分岐してオゾン水を排出するオゾン水排出管と、
   前記オゾン水排出管を開閉する開閉弁と、を更に備え、
   前記開閉弁の開度調整によりユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整可能に構成されているオゾン水供給装置。
2. 前記オゾン水排出管を通過するオゾン水の流量を検出する流量検出器と、
   前記流量検出器での検出値に基づいて前記開閉弁の開度調整を行うことによりユースポイントへ供給するオゾン水の流量を調整する開閉制御手段と、を備える請求項１に記載のオゾン水供給装置。
3. 前記オゾン水供給管は、上流側に大径管を備え、下流側に前記大径管より径が小さい小径管を備えている請求項１または２に記載のオゾン水供給装置。
4. 前記オゾン水排出管は、前記オゾン水製造装置に接続されており、排出されるオゾン水を前記オゾン水製造装置に供給可能に構成されている請求項１から３のいずれかに記載のオゾン水供給装置。

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