JP5453845B2

JP5453845B2 - 液体オゾン蓄積用ベッセル

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Publication number: JP5453845B2
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Inventors: 良樹森川; 剛示野寄
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Description

本発明は、オゾンガスを液化することにより濃縮した高濃度オゾンガスを供給する装置において、オゾンを蓄積するベッセル部分に関するものである。

近年オゾン（元素記号：Ｏ₃）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ウエーハ洗浄やＴＥＯＳ−ＣＶＤ（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ−ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）への適用が検討されつつある。Ｓｉウエーハ洗浄は、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、希フッ酸水溶液等と併用することでＳｉウエ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（電子材料１９９９年３月号ＰＰ．１３〜１８）。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、電極によるウエ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（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９３）ＰＰ．Ｌ１１０−Ｌ１１２）。

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。

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液化貯蔵して、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で紹介されている。この方法について図４に示す液体オゾン製造装置で説明する。

この液体オゾンの製造装置は、オゾンガス発生装置及び排気装置１の部分とオゾンを液化する液体オゾン生成装置２から構成されている。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５に送られる。オゾナイザ５では酸素ガスは無声放電により酸素に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６及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に導入される。

液体オゾン生成装置２では、図５にその詳細を示すように、オゾンガス発生装置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、流量調整バルブ８とオゾン含有酸素ガス導入管２５を介してオゾンチャンバ９に導入される。オゾンチャンバ９は、あらかじめコンプレッサ２１で駆動されている冷凍機２０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２４とヒータ２３及び温度制御装置２２により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。

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気圧のもとではオゾンは１６１Ｋの沸点であるが、酸素は９０Ｋの沸点を有する。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。

オゾンチャンバ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、酸化処理容器１６との間のバルブ１５を閉じ、オゾンキラー１１につながるバルブ１０を開いた状態とする。オゾンチャンバ９に接続されたオゾン排出管２６とバルブ１０を通った液化されない酸素ガスは、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に導入され、オゾンキラー１１で加熱された酸素ガスを冷却するためのガス冷却器１２と、真空ポンプ１４からの炭化物などによるオゾンチャンバ９への汚染や混入を防ぐための液体窒素トラップ１３を経て真空ポンプ１４により外部へ排出される。

液化された液体オゾン２７を酸化処理容器１６内で酸化等の使用目的に利用する時は、流量調整バルブ８及びバルブ１０を閉じ、バルブ１５を開く。温度センサ２４とヒータ２３及び温度制御装置２２によりコールドヘッド１９に熱的に結合されたオゾンチャンバ９の温度を上昇させることにより、液体オゾンを気化しオゾンガスとしてオゾン排出管２６とバルブ１５を介して酸化処理容器１６内に導入される。また、安全弁１８は液体オゾン若しくは高濃度のオゾンガスが爆発性を有するので、万一の場合破壊してガスを排出するためのものである。

そして、特許文献２では、複数のオゾンチャンバを並列接続して、高濃度オゾンガスの連続供給を可能にしている。

また、図５のオゾンチャンバ９内に蓄積させた液体オゾンは、そのままでは危険が少ないが、外部要因により急激なオゾン蒸発が発生するとチャンバ９内で圧力の高いオゾンガスが充満し、オゾン爆発を起こすおそれがある。

このようなオゾン蒸発を誘引する要因として、オゾンチャンバ９外からの微粒子の侵入が挙げられる。

現在は、図６に示すようにオゾンチャンバ９につながる全ての配管（ガスの入口及び排気口）にインラインフィルタ２８を設けてオゾンチャンバ９外からオゾンチャンバ９内へ微粒子が侵入することを防止している。

特公平５−１７１６４号公報特開２００３−２０２０９号公報

このように、発生させるオゾン量の増大とともに複数のオゾンチャンバを並列接続することが必要となり、その場合にオゾンチャンバへのガス配管に取り付けるインラインフィルタの数が増加するため、配管が複雑になり、かつ配管部分が大型化する問題があった。

そして、配管部分が大型化することによりオゾン発生装置全体の小型化が困難になる。また、デッドスペースが発生する、又は配管後の内面処理が困難になることにより、配管内の腐食が起こりやすくなる。腐食が発生すると、オゾンガスへの不純物の混入が増加し、安全性を損なう恐れがある。

さらに、配管長が長くなることにより、並列接続したオゾンチャンバへのガス流量、真空排気等のアンバランスが発生しやすくなる。

したがって、本発明の目的は、オゾン生成装置の小型化及び装置の安全性の向上を図ることができる液体オゾン蓄積用ベッセルを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルは、前記ベッセルのオゾンチャンバへ導入されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタと前記オゾンチャンバから排出されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタが前記ベッセルと一体に備えられている。

すなわち、本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルは、液化したオゾンを蓄積する、上部に開口部が形成された有底筒状のオゾンチャンバと、前記オゾンチャンバの開口部を閉塞する蓋部と、前記オゾンチャンバにオゾン含有ガスを供給するガス導入管と、前記オゾンチャンバからオゾンガスを排出するガス排出管と、を有し、前記オゾンチャンバに蓄積したオゾンを気化して高濃度オゾンガスを発生させる液体オゾン蓄積用ベッセルであって、前記オゾンチャンバ内の底面に設けられ、一方の開口部が当該オゾンチャンバの底面により閉塞される筒状の第１のフィルタと、前記第１のフィルタの他方の開口部を閉塞する分離板と、前記第１のフィルタの他方の開口部に前記分離板を介して設けられ、一方の開口部が当該分離板により閉塞され、他方の開口部が前記蓋部により閉塞される筒状の第２のフィルタと、を有し、前記第１のフィルタの内周側にオゾン含有ガスを供給し、前記第１のフィルタの外周面と前記オゾンチャンバの内周面との間に液体オゾンを蓄積し、前記第２のフィルタの内周側から前記オゾンチャンバ内のガスを排出することを特徴とする。

また、本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルの他の態様は、上記液体オゾン蓄積用ベッセルにおいて、前記オゾンチャンバ内の底面にフッ素樹脂ブロックを介して前記第１のフィルタを設けることを特徴とする。

また、本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルの他の態様は、上記液体オゾン蓄積用ベッセルにおいて、前記オゾンチャンバ内の底面にフィルタ台を介して前記第１のフィルタを設けることを特徴とする。

また、本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルの他の態様は、上記液体オゾン蓄積用ベッセルにおいて、前記ガス導入管を、前記オゾンチャンバの底面に貫設することを特徴とする。

また、本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルの他の態様は、上記液体オゾン蓄積用ベッセルにおいて、前記ガス導入管を、前記蓋部及び前記分離板に貫設することを特徴とする。

以上のように、本発明の液体オゾン蓄積用ベッセルによれば、チャンバ内にオゾン生成時又は配管の腐食等により生じる微粒子の侵入を防止するフィルタを前記ベッセルに一体に備えることができる。この構成により配管内のデッドスペースを減らすことができる。

したがって、以上の発明によれば、オゾン発生装置の安全性が向上するとともに、接続配管が単純化され、オゾン発生装置の小型化ができる。

（ａ）本発明の第１実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルの構成を示す断面図、（ｂ）本発明の第１実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルのオゾン蓄積時の断面図、（ｃ）本発明の第１実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルのオゾン供給時の断面図。（ａ）本発明の第２実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルの構成を示す断面図、（ｂ）本発明の第２実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルのオゾン蓄積時の断面図。（ａ）本発明の第３実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルの構成を示す断面図、（ｂ）本発明の第３実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルのオゾン蓄積時の断面図。従来技術に係る液体オゾン製造装置の概略断面図。従来技術に係る液体オゾン製造装置の詳細な概略断面図。従来技術に係るオゾンチャンバの配管構造を示す概略断面図。

図１は、本発明の第１実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル３０の断面図であり、図１（ａ）は装置の構成を示す断面図、図１（ｂ）は、オゾン蓄積時の装置断面図、図１（ｃ）は、オゾン供給時の装置断面図である。

図１（ａ）に示すように、第１実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル３０は、液体オゾンを蓄積するオゾンチャンバ３１、オゾンガスを含有するガスが供給されるガス導入管３２及びオゾン含有ガスに含まれるその他のガス（例えば酸素）や高濃度のオゾンガスが排出されるガス排出管３３を備えている。

オゾンチャンバ３１の蓋部３８内のガス導入管３２接続部分には、導入されたガスに含まれる微粒子を除去するためのフィルタ３４が内蔵するように備えられる。このフィルタ３４を介して、オゾン含有ガスがオゾンチャンバ３１に導入される。

さらに、オゾンチャンバ３１内には、外部に供されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ３５が備えられる。このフィルタ３５を介して、蓄積されたオゾンが外部装置（図示省略）に供給される。

フィルタ３５は、例えば円筒形であり、フィルタ３５の上端がオゾンチャンバ３１の天井面に、フィルタ３５の下端がオゾンチャンバ３１の底面に接続されることで、オゾンチャンバ３１内において液体オゾン貯留部（フィルタ３５の外周部）４１とオゾン排気部（フィルタ３５の中空部）４２が形成される。オゾン排気部４２は、ガス排出管３３と連通している。

このとき、フィルタ３５の上端及び下端には、フッ素樹脂シール３６が備えられる。フッ素樹脂シール３６は、フィルタ３５を透過せずにオゾン排気部４２と液体オゾン貯留部４１間でのガス移動を防止する。

そして、オゾンチャンバ３１底部の外周部には、冷却ブロック３７が備えられている。液体オゾンを蓄積する場合、冷却ブロック３７が、例えば、ヘリウム冷凍機等でオゾンチャンバ３１を冷却する等の手段により、オゾンチャンバ３１をオゾンガスのみが液化する温度に設定する。そして、オゾンを供給する場合には、冷却ブロック３７により、オゾンチャンバ３１の温度は、液体オゾンが気化する温度に制御される。

先ず、本発明に係るオゾン蓄積用ベッセル３０が液体オゾン３９を蓄積する場合について図１（ｂ）を参照して詳細に説明する。

オゾンガス発生装置（図示省略）より供給されるオゾン含有ガス（オゾン濃度１０数％）は、ガス導入管３２よりオゾンチャンバ３１に導入される。この時、導入されたガスは、フィルタ３４により濾過されるので、オゾンチャンバ３１内に微粒子が混入しないようになっている。

オゾンチャンバ３１の底部は、冷却ブロック３７により冷却されており、オゾンチャンバ３１内の液体オゾン貯留部４１にはオゾンガスのみが液化し、液体オゾン３９が蓄積される。残りのガス（例えば、酸素ガス）は、フィルタ３５を透過してオゾン排気部４２に入り、ガス排出管３３から液体オゾン蓄積用ベッセル３０の外部へ排出される。このようにして、液体オゾン蓄積用ベッセル３０内に液体オゾン３９が蓄積される。

次に、高濃度オゾンガスを供給する場合について、図１（ｃ）を参照して説明する。冷却ブロック３７により、オゾンチャンバ３１内は液体オゾン３９が気化する温度に設定され、蓄積していた液体オゾン３９をオゾンガスとして取り出す。液体オゾン３９が気化し、液体オゾン貯留部４１に高濃度のオゾンガスが蓄積される。

液体オゾン貯留部４１の高濃度オゾンガスは、真空排気により、フィルタ３５を透過してオゾン排気部４２に入り、ガス排出管３３を介して液体オゾン蓄積用ベッセル３０から外部装置（図示省略）へ供給される。

以上のように、第１実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル３０は、導入されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ３４及び外部に供されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ３５をオゾンチャンバ３１内に一体に備える。

このような構造をとることにより、蓄積用ベッセル３０を複数個並列接続する場合の接続配管を単純化し、高濃度オゾン供給装置を小型化することができる。

本発明の第２の実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルについて図２を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の第２実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル４０の断面図であり、図２（ａ）は装置の構成を示す断面図、図２（ｂ）は、オゾン蓄積時の装置断面図である。

図２（ａ）に示すように、第２実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル４０は、液体オゾンを蓄積するオゾンチャンバ３１、オゾンガスを含有するガスが供給されるガス導入管３２及びオゾン含有ガスに含まれるその他のガス（例えば、酸素）や高濃度のオゾンガスが排出されるガス排出管３３を備えている。

オゾンチャンバ３１内には、導入されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４４及び外部に供されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４５が備えられる。

フィルタ４４とフィルタ４５は、フィルタ間でのガス移動を防止するための分離板４３を上下から挟装した状態でオゾンチャンバ３１内に備えられる。

そして、フィルタ４４を介して、オゾン含有ガスがオゾンチャンバ３１に導入され、フィルタ４５を介して、蓄積されたオゾンが外部装置（図示省略）に供給される。

フィルタ４４は、例えば円筒状であり、フィルタ４４の上端が分離板４３の下面に、フィルタ４４の下端がオゾンチャンバ３１の底面に接続されることで、オゾンチャンバ３１内において、オゾン導入部（フィルタ４４の中空部）４６と液体オゾン貯留部４１が形成されている。オゾン導入部４６は、ガス導入管３２と連通している。

このとき、フィルタ４４を透過せずにオゾン導入部４６と液体オゾン貯留部４１間でガスが移動することを防止するために、フィルタ４４の下端には、フッ素樹脂ブロック４８が備えられる。

フッ素樹脂ブロック４８の形状は、例えば円筒状であり、その高さは蓄積させる液体オゾンの最大液面高さより高くなっている。

また、フィルタ４５は、例えば円筒状であり、フィルタ４５の上端がオゾンチャンバ３１の天井面に、フィルタ４５の下端が分離板４３の上面に接続されることで、オゾンチャンバ３１内において、オゾン排気部（フィルタ４５の中空部）４７と液体オゾン貯留部４１が形成されている。オゾン排気部４７は、ガス排出管３３と連通している。

このとき、フィルタ４５を透過せずにオゾン排気部４７と液体オゾン貯留部４１間でのガスが移動することを防止するために、フィルタ４５の上端には、フッ素樹脂シール３６が備えられる。

ガス導入管３２はオゾンチャンバ３１の底部に備えられ、オゾン導入部４６に、ガスを供給する。

ガス排出管３３は、オゾンチャンバ３１の蓋部３８に備えられ、オゾン排気部４７のガスが外部に排出される。

オゾンチャンバ３１底部の外周部には、冷却ブロック３７が備えられている。液体オゾンを蓄積する場合、冷却ブロック３７は、例えば、ヘリウム冷凍機等でオゾンチャンバ３１を冷却し、オゾンチャンバ３１内は、オゾンガスのみが液化する温度に設定される。そして、オゾンを供給する場合には、冷却ブロック３７が、オゾンチャンバ３１内の温度を液体オゾンが気化する温度となるように温度制御する。

先ず、本発明の第２実施形態に係るオゾン蓄積用ベッセル４０が液体オゾン３９を蓄積する場合について図２（ｂ）を参照して詳細に説明する。

オゾンガス発生装置（図示省略）より供給されるオゾン含有ガス（オゾン濃度１０数％）は、ガス導入管３２よりオゾン導入部４６に導入される。

そして、導入されたガスは、フィルタ４４を介して、液体オゾン貯留部４１に移動するので、導入されたガスが直接液体オゾン３９に吹き付けられることがなく、さらにオゾンチャンバ３１内に微粒子が混入しないようになっている。

オゾンチャンバ３１は、冷却ブロック３７により冷却されており、オゾンチャンバ３１内にはオゾンガスのみが液化し、液体オゾン３９が蓄積される。残りの酸素ガスは、フィルタ４５を透過してオゾン排気部４７に入り、ガス排出管３３から液体オゾン蓄積用ベッセル４０の外部へ排出される。このようにして、液体オゾン蓄積用ベッセル４０内に液体オゾン３９が蓄積される。

次に、高濃度オゾンガスを供給する場合について説明する。冷却ブロック３７がオゾンチャンバ３１の温度を液体オゾン３９が気化する温度に制御し、液体オゾン３９をオゾンガスとして取り出す。液体オゾン３９が気化し、液体オゾン貯留部４１に高濃度のオゾンガスが蓄積される。液体オゾン貯留部４１の高濃度オゾンガスは、真空排気により、フィルタ４５を透過してオゾン排気部４７に入り、ガス排出管３３と介して液体オゾン蓄積用ベッセル４０から外部装置（図示省略）へ供給される。

以上のように、第２実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル４０は、オゾンチャンバ３１内に液体オゾン蓄積用ベッセル４０の導入ガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４４、及び外部に供されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４５を高濃度オゾン蓄積用ベッセル４０と一体に備える。

このような構造をとることにより、導入されたガスが直接液体オゾンに吹き付けられず、さらにオゾンチャンバ３１内への微粒子の侵入を防止できるので、安全性が向上するとともに、液体オゾン蓄積用ベッセル４０を複数個並列接続する場合の接続配管を単純化し、高濃度オゾン供給装置を小型化することができる。

本発明の第３の実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル５０について図３を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の第３実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル５０の断面図であり、図３（ａ）は装置の構成を示す断面図、図３（ｂ）は、オゾン蓄積時の装置断面図である。

図３（ａ）に示すように、第３実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル５０は、液体オゾンを蓄積するオゾンチャンバ３１、オゾンガスを含有するガスが供給されるガス導入管３２及び、オゾン含有ガスに含まれるその他のガス（例えば、酸素）や、高濃度のオゾンガスが排出されるガス排出管３３を備えている。

オゾンチャンバ３１内には、導入ガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４４及び外部に供されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４５が備えられる。

フィルタ４４とフィルタ４５は、フィルタ間でのガス移動を防止するための分離板４３を上下から挟装するように、オゾンチャンバ３１内に備えられる。

このとき、フィルタ４４を透過せずにオゾン導入部４６と液体オゾン貯留部４１間でガスが移動することを防止するために、フィルタ４４の下端には、フィルタ台４９が備えられる。

フィルタ台４９の形状は、例えば円柱状であり、その高さは蓄積させる液体オゾンの最大液面高さより高くなっている。また、フィルタ台４９の材質は、フッ素樹脂、石英ガラス、アルミナ等低熱伝導性物質を適宜用いる。

ガス導入管３２はオゾンチャンバ３１の蓋部３８に備えられるとともに、ガス導入管３２が分離板４３に貫設され、オゾン導入部４６にガスを供給する。

ガス排出管３３は、オゾンチャンバの蓋部３８に備えられ、オゾン排気部４７のガスが液体オゾン蓄積ベッセル５０の外部に排出される。

そして、オゾンチャンバ３１底部の外周部には、冷却ブロック３７が備えられている。液体オゾン３９を蓄積する場合、冷却ブロック３７は、例えば、ヘリウム冷凍機等でオゾンチャンバ３１を冷却し、オゾンチャンバ３１内は、オゾンガスのみが液化する温度に設定される。そして、オゾンを供給する場合には、冷却ブロック３７が、オゾンチャンバ３１の温度を液体オゾン３９が気化する温度に制御する。

先ず、本発明の第３実施形態に係るオゾン蓄積用ベッセル５０が液体オゾン３９を蓄積する場合について図３（ｂ）を参照して詳細に説明する。

オゾンガス発生装置（図示省略）より供給されるオゾン含有ガス（オゾン濃度１０数％）が、ガス導入管３２よりオゾン導入部４６に導入される。そして、供給されたガスは、フィルタ４４を介して、液体オゾン貯留部４１に移動するので、導入されたガスが直接液体オゾン３９に吹き付けられることがなく、さらにオゾンチャンバ３１内に微粒子が混入しないようになっている。

オゾンチャンバ３１は、冷却ブロック３７により冷却されており、オゾンチャンバ３１内にはオゾンガスのみが液化し、液体オゾン３９が液体オゾン貯留部４１に蓄積される。残りの酸素ガスは、フィルタ４５を透過してオゾン排気部４７に入り、ガス排出管３３から液体オゾン蓄積用ベッセル５０の外部へ排出される。このようにして、液体オゾン蓄積用ベッセル５０内に液体オゾン３９が蓄積される。

次に、高濃度オゾンガスを供給する場合について説明する。冷却ブロック３７が、オゾンチャンバ３１を液体オゾン３９が気化する温度に設定し、液体オゾン３９をオゾンガスとして取り出す。

液体オゾン３９が気化し、液体オゾン貯留部４１に高濃度のオゾンガスが蓄積される。液体オゾン貯留部４１の高濃度オゾンガスは、真空排気により、フィルタ４５を透過してオゾン排気部４７に入り、ガス排出管３３を介して液体オゾン蓄積用ベッセル５０から外部装置（図示省略）へ供給される。

以上のように、第３実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセル５０は、オゾンチャンバ３１内に導入ガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４４及び外部に供されるガス中の微粒子を除去するためのフィルタ４５を高濃度オゾン蓄積用ベッセル５０と一体に備える。

このような構造をとることにより、導入されたガスが直接液体オゾン３９に吹き付けられることがなく、さらにオゾンチャンバ３１内への微粒子の侵入を防止でき、安全性が向上する。

また、液体オゾン蓄積用ベッセル５０を複数個並列接続する場合の接続配管を単純化し、高濃度オゾン供給装置を小型化することができる。

上記本発明の第１実施形態から第３実施形態に係る液体オゾン蓄積用ベッセルによれば、ベッセルに外付けしていたフィルタを内蔵することにより、接続配管が単純化され、配管全体を小型化することができる。すなわち、オゾン供給装置を小型化することができる。

また、配管内のデッドスペースが減少することで管内面の腐食が発生しにくくなり、オゾンガスへの不純物の混入が減少するとともに、腐食部分でのオゾン反応による爆発現象の発生を抑制することができ、安全性が向上する。

そして、並列接続した液体オゾン蓄積用ベッセル間の接続配管を短くすることにより、オゾン蓄積若しくはオゾン供給時のガスフローを均一化することができる。

３０、４０、５０…液体オゾン蓄積用ベッセル
３１…オゾンチャンバ
３２…ガス導入管
３３…ガス排出管
３４、３５、４４、４５、…フィルタ
３８…蓋部
４３…分離板

Claims

液化したオゾンを蓄積する、上部に開口部が形成された有底筒状のオゾンチャンバと、
前記オゾンチャンバの開口部を閉塞する蓋部と、
前記オゾンチャンバにオゾン含有ガスを供給するガス導入管と、
前記オゾンチャンバからオゾンガスを排出するガス排出管と、を有し、
前記オゾンチャンバに蓄積したオゾンを気化して高濃度オゾンガスを発生させる液体オゾン蓄積用ベッセルであって、
前記オゾンチャンバ内の底面に設けられ、一方の開口部が当該オゾンチャンバの底面により閉塞される筒状の第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの他方の開口部を閉塞する分離板と、
前記第１のフィルタの他方の開口部に前記分離板を介して設けられ、一方の開口部が当該分離板により閉塞され、他方の開口部が前記蓋部により閉塞される筒状の第２のフィルタと、を有し、
前記第１のフィルタの内周側にオゾン含有ガスを供給し、前記第１のフィルタの外周面と前記オゾンチャンバの内周面との間に液体オゾンを蓄積し、前記第２のフィルタの内周側から前記オゾンチャンバ内のガスを排出する
ことを特徴とする液体オゾン蓄積用ベッセル。
前記オゾンチャンバ内の底面にフッ素樹脂ブロックを介して前記第１のフィルタを設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の液体オゾン蓄積用ベッセル。
前記オゾンチャンバ内の底面にフィルタ台を介して前記第１のフィルタを設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の液体オゾン蓄積用ベッセル。
前記ガス導入管を、前記オゾンチャンバの底面に貫設する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液体オゾン蓄積用ベッセル。
前記ガス導入管を、前記蓋部及び前記分離板に貫設する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液体オゾン蓄積用ベッセル。