JP6361802B1 - ガス溶解水製造装置及びこれを用いたガス溶解水製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のガス溶解膜モジュールを用いたガス溶解水製造装置において、液体供給側の圧力損失を抑制しつつ、複数の気体溶解膜モジュールを使用する上での最大限のガス溶解効率でガス溶解水を製造することができるガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、ガス溶解膜により気相室と液相室とが区画形成されたガス溶解膜モジュールを複数有するガス溶解水製造装置であって、複数のガス溶解膜モジュールの気相室同士を直列に連結する気体供給流路と、複数のガス溶解膜モジュールの液相室同士を並列に連結する液体供給流路とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法に関し、特に、高い溶解効率でオゾンガス等の気体を超純水等の液体に溶解させたガス溶解水を製造することができるガス溶解水製造装置及びこれを用いたガス溶解水製造方法に関する。

半導体、液晶、有機ＥＬ等の電子部品のウェット洗浄用のオゾン水は、通常、超純水に高純度のオゾンガスを溶解することにより製造する。オゾンガスの溶解方法としては、バブリングにより超純水に直接オゾンガスを吹き込むことで溶解させる方法や、疎水性のガス溶解膜を備えるガス溶解膜モジュールを用いて、液相室に超純水を通水するとともに気相室から液相室へオゾンガスを移動させることで溶解させる方法等が実用化されている。特に、ガス溶解膜モジュールを用いた溶解方法は、溶存オゾン濃度が比較的安定した、気泡を含まないオゾン水が得られるという利点があるため、ウェット洗浄用以外にも、被処理中の有機物分解や殺菌のために広く用いられている。

ガス溶解膜モジュールを用いた溶解方法によりオゾン水を製造するに当たっては、高い溶解率でオゾンガスを気相室から液相室へ移動させることが最大の課題である。また、特にウェット洗浄用のオゾン水としては、高濃度のオゾン水を製造することが重要であり、このためには、オゾンガスの溶解効率を向上させる必要がある。なお、溶解効率とは、供給したオゾンガス中に含まれるオゾン量に対する液体に溶解したオゾン量の割合を示す値である。

特開２００１−０３１４０５号公報 特開平１１−２５６１９３号公報

そこで、特許文献１には、並列に設置された複数のオゾン溶解モジュールのオゾンガス排出系のそれぞれに、抵抗としてオリフィス又は弁を設けることで、これら複数のオゾン溶解モジュールに対して液体（純水）及び気体（高濃度オゾンガスを含む混合ガス）を分流して供給した際に、オゾンガスの流量を均一化することにより、全体としてオゾンガスの溶解効率を向上させる方法が開示されている。特許文献１に開示の方法によれば、並設された複数のオゾン溶解モジュールに対するオゾンガス流量の偏りを是正し、オゾン溶解装置全体としてオゾン溶解効率を一定に保つことが可能である。しかしながら、特許文献１に開示の方法は、オゾン溶解装置を構成するオゾン溶解モジュールが１台の場合に得られる最大限の溶解効率が、複数の溶解モジュールで均等に得られるのみであって、複数の溶解モジュールそれぞれについて溶解効率を向上させる工夫がなされているわけではない。したがって、特許文献１に開示の方法では、複数のオゾン溶解モジュールを使用する上での最大限のオゾン溶解効率を得ることはできない。

一方、特許文献２には、直列に連結した複数の気体溶解膜モジュールに対して、液体（原水）及び気体（オゾン含有気体）をともに直列で供給し、オゾンガスの溶解効率を向上させる方法が開示されている。特許文献２に開示の方法によれば、複数の気体溶解膜モジュールにオゾン含有気体を直列供給することにより、オゾン含有気体中に含まれるオゾンを無駄なく使用することができ、オゾン溶解効率を最大限まで高めることが可能となる。しかしながら、特許文献２に開示の方法は、複数の気体溶解膜モジュールを直列に連結しているため、原水の供給元からこれら複数の気体溶解膜モジュールに向けて原水を供給すると、直近の気体溶解膜モジュールでは充分な供給圧力が確保されても、隣り合う気体溶解膜モジュール間で圧力損失が増加するため、遠方に行くに従って供給圧力が低減し原水の供給量も低下してしまうという問題がある。

本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、複数のガス溶解膜モジュールを用いたガス溶解水製造装置において、液体供給側の圧力損失を抑制しつつ、複数のガス溶解膜モジュールを使用する上での最大限のガス溶解効率でガス溶解水を製造することができるガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、第一に本発明は、ガス溶解膜により気相室と液相室とが区画形成されたガス溶解膜モジュールを複数有するガス溶解水製造装置であって、複数のガス溶解膜モジュールの気相室同士を直列に連結する気体供給流路と、複数のガス溶解膜モジュールの液相室同士を並列に連結する液体供給流路とを備えるガス溶解水製造装置を提供する（発明１）。

かかる発明（発明１）によれば、液体供給流路に供給された超純水等の液体は、単一か又は複数であっても少数のガス溶解膜モジュールを通過するのみであるため、直列に連結した複数のガス溶解膜モジュールを通過する際に生じるような大きな圧力損失を伴うことがなく、安定的にガス溶解水を回収することができる。また、単段のガス溶解膜モジュールを用いて、例えばオゾンガスと超純水とで溶解処理を行った場合、溶解処理後のガス溶解膜モジュールから排出される排気（ガス）には、かなりの量のオゾンガスが残存してしまう。かかる発明（発明１）によれば、気体供給流路に供給されたオゾンガス等の気体は、複数のガス溶解膜モジュールを直列に通過するため、最終段のガス溶解膜モジュールから排出される排気において、ガスの有効成分のほぼ全量が液体に溶解して残存しないような状況を作り出すことが可能となり、最大限のガス溶解効率を得ることができる。

上記発明（発明１）においては、前記ガス溶解膜モジュールのガス溶解膜が束状に保持される複数本の多孔質中空糸膜であることが好ましい（発明２）。

かかる発明（発明２）によれば、複数本の中空糸膜によって複数の気相室と液相室とが区画形成されるため、少ないスペースで気液の接触面積を大きくすることができる。これによって、より容易かつ確実にオゾンガス等の気体を超純水等の液体に溶解することができるので、効率的にガス溶解水を製造することができる。

上記発明（発明１，２）においては、前記気体供給流路が一端側の気体供給口と他端側の気体排出口とを有し、前記気体排出口に前記気体供給流路を開閉可能なバルブが設けられていることが好ましい（発明３）。

かかる発明（発明３）によれば、気体供給流路内を流通するオゾン等の気体の圧力を調整することができるので、好適な圧力でガス溶解処理を行うことができる。例えば、バルブによって気体供給流路内を流通するオゾンガス等の気体の圧力を高めると、オゾンガス濃度は上昇することになるので、ガス溶解水の濃度を高めることができ、ガス溶解効率の向上にもつながる。

第二に本発明は、上記発明１から３のいずれか一つに記載のガス溶解水製造装置を用いたガス溶解水製造方法を提供する（発明４）。

本発明のガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法によれば、液体供給流路に供給された超純水等の液体は、単一か又は複数であっても少数のガス溶解膜モジュールを通過するのみであるため、直列に連結した複数のガス溶解膜モジュールを通過する際に生じるような大きな圧力損失を伴うことがなく、安定的にガス溶解水を回収することができる。また、単段のガス溶解膜モジュールを用いて、例えばオゾンガスと超純水とで溶解処理を行った場合、溶解処理後のガス溶解膜モジュールから排出される排気（ガス）には、かなりの量のオゾンガスが残存してしまう。よって、本発明のガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法によれば、気体供給流路に供給されたオゾンガス等の気体は、複数のガス溶解膜モジュールを直列に通過するため、最終段のガス溶解膜モジュールから排出される排気において、ガスの有効成分のほぼ全量が液体に溶解して残存しないような状況を作り出すことが可能となり、最大限のガス溶解効率を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るガス溶解水製造装置を示す模式的説明図である。 図１のガス溶解水製造装置に用いられるガス溶解膜モジュールの一形態を示す模式的説明図である。 比較例１のガス溶解水製造装置を示す模式的説明図である。

以下、本発明のガス溶解水製造装置及びこれを用いたガス溶解水製造方法の実施の形態について、適宜図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではない。

〔ガス溶解水製造装置〕
図１は、本発明の一実施形態に係るガス溶解水製造装置１を示す模式的説明図である。図１に示すガス溶解水製造装置１は、４段のガス溶解膜モジュール２１−２４を備え、ガス溶解膜モジュール２１−２４はそれぞれが、対応する気相室２１ａ−２４ａ及び液相室２１ｂ−２４ｂを有する。気相室２１ａ−２４ａは気体供給流路３により直列に連結され、液相室２１ｂ−２４ｂは液体供給流路４により並列に連結されている。

（気体）
本実施形態においては、ガス溶解水製造装置１に供給する気体（ガス）としてオゾン含有気体Ｇを使用しているがこれに限られない。なお、オゾン含有気体としては、例えば水の電気分解や、空気又は酸素ガス中での無声放電等を利用したオゾン発生器によって発生させた混合ガスを用いることができる。このようなオゾン含有気体は、多くの場合、１０−２０重量％のオゾンと、８０−９０重量％の酸素ガスを含有する。本発明に係るガス溶解水製造装置は、このような混合ガスからある種のガス成分を溶解させることによるガス溶解水の製造において、好適に用いることができる。

（液体）
本実施形態においては、ガス溶解水製造装置１に供給する液体（原水）として超純水Ｗを使用しているがこれに限られず、例えば超純水に炭酸ガスを溶解した炭酸水等を使用してもよい。

［ガス溶解膜モジュール］
ガス溶解膜モジュール２１−２４はいずれも同様の構成を有しているので、図１の１段目のガス溶解膜モジュール２１を例に説明する。ガス溶解膜モジュール２１は、ガス溶解膜により気相室２１ａと液相室２１ｂとが区画形成されている。気相室２１ａに供給されたオゾン含有気体Ｇと、液相室２１ｂに供給された超純水Ｗとが気液接触することによってガス溶解水Ｗ１が製造される。なお、ガス溶解処理後の低濃度のオゾン含有気体Ｇ１は、気体供給流路３を経て２段目のガス溶解膜モジュール２２へ供給される。

ガス溶解膜モジュール２１を構成するガス溶解膜の材質としては、耐オゾン性が要求されることから、疎水性で耐オゾン性に優れたポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂膜を好適に使用することができる。ガス溶解膜モジュール２１を構成するガス溶解膜の形状には特に制限はなく、図１に示すような平膜状の他に、例えば中空糸膜状やスパイラル巻状等を使用することができるが、図２に示すような多孔質中空糸膜状のガス溶解膜を有するガス溶解膜モジュールが好ましい。なお、図２のガス溶解膜モジュール２１’は、説明を容易にするために、複数のガス溶解膜モジュールのうち１段目のガス溶解膜モジュールを例として符号を付してある。

図２のガス溶解膜モジュール２１’は、ガス溶解膜が束状に保持される複数本の多孔質中空糸膜であり、これら複数本の多孔質中空糸膜によって複数の気相室２１’ａと液相室２１’ｂとが区画形成されている。気相室２１’ａには、オゾン含有気体Ｇが気体供給流路３を通して供給され、液相室２１’ｂには、超純水Ｗが液体供給流路４を通して供給される。このようなガス溶解膜モジュール２１’は、複数本の中空糸膜によって複数の気相室と液相室とが区画形成されていることから、少ないスペースで気液の接触面積を大きくすることができる。これにより、より容易かつ確実にオゾン含有気体を超純水に溶解することができるので、効率的にガス溶解水Ｗ１を製造することができる。

なお、上記ガス溶解膜モジュールの材質としては、供給する気体としてオゾンガスやオゾンと酸素の混合ガス等を用いる場合には、耐オゾン性を有するポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂素材を使用することが好ましい。

［気体供給流路］
気体供給流路３は、ガス溶解膜モジュール２１−２４の気相室２１ａ−２４ａを直列に連結するものである。気体供給流路３の一端側であって１段目のガス溶解膜モジュール２１の上流側には、オゾンガス等の気体を供給するための気体供給口が設けられており、気体供給流路３の他端側であって４段（最終段）目のガス溶解膜モジュール２４の下流側には、ガス溶解膜モジュール２４の気相室２４ａから排出される排気Ｇ４を排出するための気体排出口が設けられている。

単段のガス溶解膜モジュールを用いて、例えばオゾンガスと超純水とで溶解処理を行った場合、溶解処理後のガス溶解膜モジュールから排出される排気には、かなりの量のオゾンガスが残存してしまう。気体供給流路３が、このように複数のガス溶解膜モジュールの気相室同士を直列に連結する構成であることにより、気体供給口から気体供給流路３に供給されたオゾンガスは、気相室２１ａ−２４ａを直列に通過するため、徐々にオゾンガス濃度が低下し、最終的には気体排出口において、オゾンガスの有効成分のほぼ全量が液体に溶解して残存しないような状況を作り出すことが可能となり、最大限のガス溶解効率を得ることができる。

なお、気体供給流路３の材質としては、接触する酸やオゾンガス等の気体に対して耐性を有する材質であれば特に制限はなく、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂系の配管材料が好適であるが、低濃度域であれば塩化ビニル（ＰＶＣ）等も使用することができる。

［液体供給流路］
液体供給流路４は、ガス溶解膜モジュール２１−２４の液相室２１ｂ−２４ｂを直列に連結するものである。液体供給流路４の一端側であって１段目のガス溶解膜モジュール２１の上流側には、超純水等の液体を供給するための液体供給口が設けられており、液体供給流路４の他端側であって４段（最終段）目のガス溶解膜モジュール２４の下流側には、ガス溶解膜モジュール２４の液相室２４ｂから排出されるガス溶解水を排出するための液体排出口が設けられている。

液体供給流路４が、このように複数のガス溶解膜モジュールの液相室同士を並列に連結する構成であることにより、液体供給口から液体供給流路４に供給された超純水は、複数の液相室２１ｂ−２４ｂのうち、単一か又は複数であっても少数の液相室を通過するのみであるため、直列に連結した複数のガス溶解膜モジュールを通過する際に生じるような大きな圧力損失を伴うことがなく、安定的にガス溶解水を回収することができる。

なお、液体供給流路４の材質としては、接触する液体によって腐食されない材質であれば特に制限はなく、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂系の配管材料が好適であるが、低濃度域であれば塩化ビニル（ＰＶＣ）等も使用することができる。

［バルブ］
バルブ５は、気体供給流路３の気体排出口に設けられており、気体供給流路３を開閉することにより、気体供給流路３内を流通する気体の圧力を調整するものである。バルブ５を適宣絞り又は閉じて調整することにより、気体供給流路３内を流通する気体の圧力を高めることで、オゾンガス等の気体の超純水等の液体への溶解を促進することができる。バルブ５の開度の調整は、図示しない制御機構により行ってもよいし、手動により行ってもよい。バルブ５を有することにより、気体供給流路３内を流通するオゾンガス等の気体の圧力を調整することができるので、好適な圧力によるガス溶解処理を行うことができる。

なお、液体供給流路４の液体排出口には、ガス溶解水製造装置１により製造されたガス溶解水Ｗ５の系外への排出及び装置内圧を制御するためのバルブ６が設けられている。

〔ガス溶解水製造方法〕
次に、上述したような本実施形態のガス溶解水製造装置１を用いたガス溶解水製造方法について図１を参照しつつ詳説する。

ガス溶解水製造装置１を用いたガス溶解水製造方法は、複数のガス溶解膜モジュールの気相室に気体を直列で供給する気体供給工程、複数のガス溶解膜モジュールの液相室に液体を並列で供給する液体供給工程、複数のガス溶解膜モジュールのそれぞれにおいてガス溶解膜を介して気体を液体に溶解させるガス溶解工程を主に備える。

［気体供給工程］
気体供給工程においては、気体としてのオゾン含有気体Ｇが、ガス溶解膜モジュール２１−２４の気相室２１ａ−２４ａに直列で供給される。具体的には、まず、気体供給口より供給されたオゾン含有気体Ｇは、気体供給流路３を経て１段目のガス溶解膜モジュール２１の気相室２１ａに供給される。ガス溶解膜モジュール２１において後述するガス溶解工程が行われ、ガス溶解工程後の低濃度になったオゾン含有気体Ｇ１が、気相室２１ａから排出される。低濃度のオゾン含有気体Ｇ１は、気体供給流路３を経て２段目のガス溶解膜モジュール２２の気相室２２ａに供給される。次に、ガス溶解膜モジュール２２においてガス溶解工程が行われ、ガス溶解工程後のより低濃度のオゾン含有気体Ｇ２が、気相室２２ａから排出される。同様に、３段目以降のガス溶解膜モジュール２３、２４についても順にガスの供給及び排出が行われ、最終的にはガスの有効成分がほぼ残存しない排気Ｇ４が、気体排出口から排出される。

このように、気体供給工程においては、オゾン含有気体Ｇがガス溶解膜モジュール２１−２４の気相室２１ａ−２４ａに直列で供給されるので、気体排出口において、ガスの有効成分のほぼ全量が液体に溶解して残存しないような状況を作り出すことが可能となり、最大限のガス溶解効率を得ることができる。

［液体供給工程］
液体供給工程においては、液体としての超純水Ｗが、ガス溶解膜モジュール２１−２４の液相室２１ｂ−２４ｂに並列で供給される。具体的には、まず、液体供給口から供給された超純水Ｗは、液体供給流路４を経て１段目から４段目のガス溶解膜モジュール２１−２４の液相室２１ｂ−２４ｂに供給される。そして、超純水Ｗが供給されたガス溶解膜モジュール２１−２４のそれぞれにおいて後述するガス溶解工程が行われ、ガス溶解工程後のガス溶解水Ｗ１−Ｗ４が、液相室２１ｂ−２４ｂからそれぞれ排出される。ガス溶解水Ｗ１−Ｗ４は、４段目のガス溶解膜モジュール２４の下流側の液体供給流路４において集約され、最大限のガス溶解効率を有するガス溶解水Ｗ５として、液体排出口から排出される。

このように、液体供給工程においては、超純水Ｗがガス溶解膜モジュール２１−２４の液相室２１ｂ−２４ｂに並列で供給されるので、直列に連結した複数のガス溶解膜モジュールを通過する際に生じるような大きな圧力損失を伴うことがなく、液体排出口において、最大限のガス溶解効率を有するガス溶解水を安定的に回収することができる。

［ガス溶解工程］
ガス溶解工程は、ガス溶解膜モジュール２１−２４のそれぞれにおいて同様に行われる工程であるので、図１の１段目のガス溶解膜モジュール２１を例に説明する。ガス溶解工程とは、ガス溶解膜モジュールを用いることにより、超純水等の液体中にオゾンガス等の不活性ガスを溶解させる工程であって、本実施形態においては、ガス溶解膜を介して超純水Ｗにオゾン含有気体Ｇを溶解させる工程である。具体的には、ガス溶解膜モジュール２１の気相室２１ａに供給されたオゾン含有気体Ｇと、液相室２１ｂに供給された超純水Ｗとが気液接触することによってガス溶解水Ｗ１が製造される。

なお、気体供給口から気体供給流路３に供給されたオゾン含有気体Ｇは、ガス溶解膜モジュール２１−２４の気相室２１ａ−２４ａを直列に通過するため、図１におけるＧ１、Ｇ２、Ｇ３の順に徐々にオゾンガス濃度が低下し、最終的にはガスの有効成分がほぼ残存しない排気Ｇ４が、気体排出口から排出される。

当該ガス溶解水製造方法はさらに、気体供給流路３内を流通するオゾン等の気体の圧力を調整するガス圧調整工程を備えていてもよい。ガス圧調整工程においては、気体供給流路３の気体排出口に設けられているバルブ５によって、気体供給流路３を開閉することにより、気体供給流路３内を流通する気体の圧力が調整される。ガス圧調整工程を備えることにより、気体供給流路３内を流通するオゾンガス等の気体の圧力を調整することができるので、好適な圧力でもって上記ガス溶解工程を行うことが可能となる。

以上のように、本発明のガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法によれば、液体供給流路に供給された超純水等の液体は、単一か又は複数であっても少数のガス溶解膜モジュールを通過するのみであるため、直列に連結した複数のガス溶解膜モジュールを通過する際に生じるような大きな圧力損失を伴うことがなく、安定的にガス溶解水を回収することができる。また、単段のガス溶解膜モジュールを用いて、例えばオゾンガスと超純水とで溶解処理を行った場合、溶解処理後のガス溶解膜モジュールから排出される排気（ガス）には、かなりの量のオゾンガスが残存してしまう。よって、本発明のガス溶解水製造装置及びガス溶解水製造方法によれば、気体供給流路に供給されたオゾンガス等の気体は、複数のガス溶解膜モジュールを直列に通過するため、最終段のガス溶解膜モジュールから排出される排気において、ガスの有効成分のほぼ全量が液体に溶解して残存しないような状況を作り出すことが可能となり、最大限のガス溶解効率を得ることができる。

以上、本発明について図面を参照にして説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更実施が可能である。本実施形態においては、ガス溶解膜モジュール２１−２４の気相室２１ａ−２４ａを直列に連結する気体供給流路３内の気体の流通方向と、ガス溶解膜モジュール２１−２４の液相室２１ｂ−２４ｂを並列に連結する液体供給流路４内の液体の流通方向とが同一方向であるが、複数のガス溶解膜モジュールに対して、気体を直列で、液体を並列で供給してさえすれば、気体の流通方向と液体の流通方向とが逆方向であってもよい。また、必要に応じて、複数個のガス溶解膜モジュール２１−２４の間の気体供給流路３にポンプ等の通気圧を高める機構を設けてもよい。

以下、実施例に基づき本発明をさらに詳説するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
図１に示すガス溶解水製造装置１を用いて、オゾン溶解水の製造を行った。複数のガス溶解膜モジュールとして、ガス溶解膜モジュール（ＧＮＨ−０１Ｋ，ＰＴＦＥ，日本ゴア社製）を４本構成で用いた。

供給する原水としては、超純水に炭酸ガスを１０ｍｇ／Ｌ（ａｓ ＣＯ_２）相当吹き込み溶解した炭酸水を用いた。炭酸水はポンプで昇圧し、ポンプから微量発生（発塵）する微粒子を除去することを目的としてＵＦ膜に通した後、ガス溶解水製造装置に供給した。原水（炭酸水）の供給流量が８０Ｌ／ｍｉｎ（ガス溶解膜モジュール１本あたり２０Ｌ／ｍｉｎ）となるよう、また、液体体排出口のバルブによって液体の出口圧力が０．２ＭＰａとなるよう、それぞれ調整した。

供給する気体としては、原料ガスとして酸素ガスを用い、無声放電式のオゾン発生器（ＧＲＤシリーズ，住友精密工業社製）にてオゾンと酸素との混合ガスを生成し、このオゾン含有ガスをガス溶解水製造装置に供給した。気体（オゾン含有ガス）の供給ガス流量は、４ＮＬ／ｍｉｎとし、４本のガス溶解膜モジュールに直列供給する形式にて供給した。気体排出口のバルブによって気体の出口圧力が０．１５ＭＰａとなるよう調整した。

本実施例に用いたオゾン含有ガス中のオゾンガス濃度及びオゾン溶解水中のオゾンガス濃度は、それぞれ紫外線吸光方式のオゾンガス濃度計（ＰＧ６２０，荏原実業社製）、溶存オゾン濃度計（ＰＬ６２０，荏原実業社製）を用いて測定した。測定結果は以下の通りである。

オゾンガス濃度は、気体供給口において２４０ｇ／Ｎｍ^３、気体排出口において９０ｇ／Ｎｍ^３であった。また、製造されたオゾン溶解水のオゾンガス濃度は７ｍｇ／Ｌであった。この結果より、オゾンガスの溶解効率（オゾン溶解水中に含まれるオゾン量）／（オゾンガスとして供給したオゾン量）として、約０．５８（７ｍｇ／Ｌ×８０Ｌ／ｍｉｎ）／（２４０ｇ／Ｎｍ^３×４ＮＬ／ｍｉｎ）が得られた。

〔比較例１〕
図３に示すガス溶解水製造装置１０は、気体供給流路３０が複数のガス溶解膜モジュールの気相室同士を並列に連結している以外は、図１のガス溶解水製造装置１と同一の構成を有するガス溶解水製造装置であって、気体、液体ともに並列で供給する構成である。図２において、図１と同一の要素については同一の符号を付して、重複説明を省略する。このガス溶解水製造装置１０を用いて、オゾン溶解水の製造を行った。

オゾン含有気体を、４段のガス溶解膜モジュール２１−２４に対して並列で供給し、ガス供給流量８ＮＬ／ｍｉｎとしたこと以外は、実施例１と同様にオゾン溶解水を製造し、測定を行った。測定結果は以下の通りである。

オゾンガス濃度は、気体供給口で２１０ｇ／Ｎｍ^３、気体排出口で１４０ｇ／Ｎｍ^３であった。また、製造されたオゾン溶解水のオゾン濃度は７ｍｇ／Ｌであった。本実施例により、本発明のガス溶解水製造装置１を用いることで、オゾン溶解効率を１．５倍に高められることが確認できた。

以上説明したように、本発明のガス溶解水製造装置及びこれを用いたガス溶解水製造方法によれば、液体供給側の圧力損失を抑制しつつ、複数のガス溶解膜モジュールを使用する上での最大限のガス溶解効率でガス溶解水を製造することができる。

本発明は、半導体等の電子部品の製造工程において、電子部品のウェット洗浄用のオゾン溶解水の製造装置及び製造方法として有用である。

１ ガス溶解水製造装置
２１−２４，２１’ ガス溶解膜モジュール
２１ａ−２４ａ，２１’ａ 気相室
２１ｂ−２４ｂ，２１’ｂ 液相室
３ 気体供給流路
４ 液体供給流路
５，６ バルブ
Ｇ オゾン含有気体
Ｇ４ 排気
Ｗ 超純水
Ｗ５ ガス溶解水

Claims (4)

1. ガス溶解膜により気相室と液相室とが区画形成されたガス溶解膜モジュールを複数有するガス溶解水製造装置であって、
   複数のガス溶解膜モジュールの気相室同士を直列に連結する気体供給流路と、
   複数のガス溶解膜モジュールの液相室同士を並列に連結する液体供給流路とを備える
   ガス溶解水製造装置。
2. 前記ガス溶解膜モジュールのガス溶解膜が束状に保持される複数本の多孔質中空糸膜である請求項１に記載のガス溶解水製造装置。
3. 前記気体供給流路が一端側の気体供給口と他端側の気体排出口とを有し、
   前記気体排出口に前記気体供給流路を開閉可能なバルブが設けられている請求項１又は請求項２に記載のガス溶解水製造装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガス溶解水製造装置を用いたガス溶解水製造方法。

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