JP5567375B2 - 気体発生装置および気体発生方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態に係るフッ素ガス発生装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、フッ素ガス発生装置100は、電解槽1を備える。電解槽1は、例えばNi(ニッケル)、モネル、純鉄もしくはステンレス鋼等の金属または合金により形成されている。電解槽1内は、隔壁2により陰極室3および陽極室4に区画されている。隔壁2は、例えばNiまたはモネルからなる。
制御装置90は、CPU(中央演算処理装置)およびメモリまたはマクロコンピュータを含み、フッ素ガス発生装置100の各構成要素の動作を制御する。
図3は、液面制御および圧力制御の具体例を説明するためのグラフである。図3(a)に液面制御および圧力制御を行った場合のモータ22M,32Mの回転速度を示す。図3(a)において、縦軸は回転速度を表し、横軸は時間を表す。また、太い実線がモータ22Mの回転速度を表し、一点鎖線がモータ32Mの回転速度を表す。
図4および図5は、液面制御および圧力制御を用いた電気分解の一連の処理を示すフローチャートである。なお、以下では、制御装置90によるインバータ回路22Iの制御を説明する。初期状態においては、予めコンプレッサ22,32が所定の回転速度で動作している。
(5−a)このフッ素ガス発生装置100においては、制御装置90により液面制御が行われる。これにより、陽極室4内の電解浴5の液面高さが基準高さよりも高くなった場合でも、その液面高さが基準高さ以下となるように調整される。このようにして電解浴5の液面高さの変動が抑制される。
(6−a)上記の実施の形態では、圧力制御を行うために、陰極室圧力値および陽極室圧力値に対して共通の目標圧力値Uが設定される例を説明した。これに限らず、陰極室圧力値に対して設定される目標圧力値(第1目標圧力値)と陽極室圧力値に対して設定される目標圧力値(第2目標圧力値)とが互いに異なってもよい。この場合、例えば第2目標圧力値は、第1目標圧力値に比べて小さくなるように設定することが好ましい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
2 隔壁
3 陰極室
4 陽極室
5 電解浴
6 陰極
7 陽極
10 HF供給管
11 自動弁
12 オリフィス
13,21,23,31,33 制御バルブ
20 水素ガス排出管
20a 陰極出口
22,32 コンプレッサ
22I,32I インバータ回路
22M,32M モータ
24,34 HF吸着塔
30 フッ素ガス排出管
30a 陽極出口
40 液面センサ
100 フッ素ガス発生装置
PS1,PS2 圧力計
Claims (9)
- 電気分解により第1および第2の気体を発生させる気体発生装置であって、
第1室および第2室に区画され、電気分解される化合物を含む電解浴を収容する電解槽と、
前記第1室において発生された第1の気体を排出する第1の気体排出経路と、
前記第2室において発生された第2の気体を排出する第2の気体排出経路と、
前記第2室内の電解浴の液面を検出する液面検出手段と、
前記第1の気体排出経路に設けられ、モータを有する第1のポンプと、
前記第1のポンプのモータに印加される駆動電圧を発生する第1のインバータ回路と、
前記液面検出手段により検出される液面が予め定められた基準高さよりも高い場合に、前記第1のポンプのモータに印加される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方が増加するように前記第1のインバータ回路を制御する制御手段とを備えることを特徴とする気体発生装置。 - 前記第1室内の圧力を検出する第1の圧力検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記液面検出手段により検出される液面が前記基準高さ以下である場合に、前記第1の圧力検出手段により検出される圧力が第1の目標値に近づくように前記第1のインバータ回路により発生される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1記載の気体発生装置。 - 前記第2の気体排出経路に設けられ、モータを有する第2のポンプと、
前記第2のポンプのモータに印加される駆動電圧を発生する第2のインバータ回路と、
前記第2室内の圧力を検出する第2の圧力検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、
前記第2の圧力検出手段により検出される圧力が第2の目標値に近づくように前記第2のインバータ回路により発生される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1または2記載の気体発生装置。 - 前記第1室内の圧力を検出する第1の圧力検出手段と、
前記第2の気体排出経路に設けられ、モータを有する第2のポンプと、
前記第2のポンプのモータに印加される駆動電圧を発生する第2のインバータ回路と、
前記第2室内の圧力を検出する第2の圧力検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、
前記液面検出手段により検出される液面が前記基準高さ以下である場合に、前記第1の圧力検出手段により検出される圧力が第1の目標値に近づくように前記第1のインバータ回路により発生される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方を制御するとともに、前記第2の圧力検出手段により検出される圧力が前記第1の目標値よりも小さい第2の目標値に近づくように前記第2のインバータ回路により発生される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項1記載の気体発生装置。 - 前記第1の気体排出経路に設けられる第1の開閉弁と、
前記第2の気体排出経路に設けられる第2の開閉弁とをさらに備え、
前記制御手段は、前記電解槽において電気分解が行われる場合に前記第1および第2の開閉弁を開き、前記電解槽において電気分解が行われない場合に前記第1および第2の開閉弁を閉じることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の気体発生装置。 - 前記第1室は陰極室であり、前記第2室は陽極室であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の気体発生装置。
- 前記第2の気体はフッ素であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の気体発生装置。
- 第1室および第2室に区画された電解槽を用いて電気分解により第1および第2の気体を発生させる気体発生方法であって、
前記電解槽内に収容される電解浴に電圧を印加することにより前記第1室および前記第2室においてそれぞれ第1および第2の気体を発生させるとともに、前記第1室および前記第2室において発生された第1および第2の気体をそれぞれ第1および第2の気体排出経路を通して排出するステップと、
前記第1の気体排出経路を通して第1の気体の排出をモータを有する第1のポンプにより制御するステップと、
前記第2室内の電解浴の液面を検出するステップと、
前記第1のポンプのモータに第1のインバータ回路により駆動電圧を印加するステップと、
前記検出される液面が予め定められた基準高さよりも高い場合に、前記第1のポンプのモータに印加される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方が増加するように前記第1のインバータ回路を制御するステップとを含むことを特徴とする気体発生方法。 - 前記第1室内の圧力を検出するステップと、
前記検出される液面が予め定められた基準高さ以下である場合に、前記検出される前記第1室内の圧力が第1の目標値に近づくように前記第1のインバータ回路により発生される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方を制御するステップと、
前記第2の気体排出経路を通して第2の気体の排出をモータを有する第2のポンプにより制御するステップと、
前記第2のポンプのモータに第2のインバータ回路により駆動電圧を印加するステップと、
前記第2室内の圧力を検出するステップと、
前記検出される前記第2室内の圧力が前記第1の目標値よりも小さい第2の目標値に近づくように前記第2のインバータ回路により発生される駆動電圧の実効値および周波数の少なくとも一方を制御するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項8記載の気体発生方法。
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