JP6949780B2 - パージ方法、パージのための制御装置、および制御装置を備えるシステム - Google Patents

Description

本開示は、半導体や液晶などの電子部品の洗浄に用いられるオゾンガスをパージする方法、パージのための制御装置、および該制御装置を備えるシステムに関する。

オゾン水の製造装置として、例えば、特許文献１に開示された構成が知られている。このオゾン水製造装置では、オゾン発生器より生成されたオゾンガスを、反応容器内に注入し、反応容器内で、オゾンガスを水に溶解してオゾン水を生成する。水に溶け込まなかったオゾンガスは、空気溜まり等に滞留することになる。オゾンガスは、人が吸い込むと気管や肺などにオゾンが接触し、その表面を酸化することで人の呼吸器系に悪影響を及ぼすことが知られている。したがって、オゾン水製造装置のメンテナンスを行うためには、人がオゾンガスを吸い込むことのないよう、オゾン水製造装置内に滞留していたオゾンガスを人体に無害なガスで事前にパージする必要がある。

特開平６−１４２６６３号公報

オゾン水製造装置をパージする際には、オゾン水製造装置内に滞留するオゾンガスの体積が大きいほど、大量のパージガスを注入する必要がある。本開示は上述の点に鑑みてなされたものであり、パージの前に、オゾン水製造装置内にガスの占める体積を小さくして、注入するパージガスの量を減らし、パージ効率を向上することを目的の一つとする。

また、従来のオゾン水製造装置においてパージする際には、作業員は長時間、例えば２から３時間に亘って、配管系統の操作を行い、複数のバルブの開度を手作業で調整等する必要があった。また、パージ操作を手作業で行う際には、作業者自身にバルブの開度等の調整作業が委ねられていたため、作業者の各種操作にかかる時間にはばらつきがあった。本開示は上述の点に鑑みてなされたものであり、あらかじめ定められたレシピに従って自動でパージを行うことを他の目的の一つとする。

上述した課題を解決するために、本開示の一態様は、タンク内のオゾンガスをパージするよう構成された制御装置において実行される方法であって、第１水位センサ（低水位センサ１３６Ｌ）が、前記タンク内の水位が第１水位（低水位Ｌ）より低いことを検知するまで、前記タンク内のオゾン水を排出するステップと、第２水位センサ（パージ用水位センサ１３６Ｐあるいは高水位センサ１３６Ｈ）が、前記タンク内の水位が前記第１水位よりも高い第２水位（パージ水位Ｐあるいは高水位Ｈ）以上であることを検知するまで、前記タンク内に水を供給するステップと、前記水が供給された前記タンク内にパージガスを供給するステップと、を備える方法である。

また、本発明の他の一態様は、第１水位センサが、タンク内の水位が第１水位より低いことを検知するまで、前記タンク内のオゾン水を排出し、その後、第２水位センサが、前記タンク内の水位が前記第１水位よりも高い第２水位以上であることを検知するまで、前記タンク内に水を供給する流量制御部と、レシピに定められた期間にわたって、前記第２
水位まで水が供給されたタンク内にパージガスを供給する給気制御部と、を備える制御装置である。

本開示の一実施形態に係るオゾン水製造装置の構成を概略的に示す図である。 本開示の一実施形態による制御装置の構成を概略的に示す図である。 本開示の一実施形態による気液分離タンクの外観斜視図である。 本開示の第１実施形態によるオゾン水製造装置のパージ運転時の動作を示すフローチャートである。 本開示の第２実施形態によるオゾン水製造装置のパージ運転時の動作を示すフローチャートである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態は、以下のような構成を備える。

（項目１）タンク内のオゾンガスをパージするよう構成された制御装置において実行される方法であって、第１水位センサが、前記タンク内の水位が第１水位より低いことを検知するまで、前記タンク内のオゾン水を排出するステップと、第２水位センサが、前記タンク内の水位が前記第１水位よりも高い第２水位以上であることを検知するまで、前記タンク内に水を供給するステップと、前記水が供給された前記タンク内にパージガスを供給するステップと、を備える方法。
（項目２）前記排出するステップと、前記水を供給するステップと、前記パージガスを供給するステップとをレシピに定められた回数繰り返す、項目１に記載の方法。
（項目３）前記パージガスを供給するステップは、レシピに定められた期間に亘って行われる、項目１に記載の方法。
（項目４）オゾン水濃度計により測定された前記タンク内のオゾン水の濃度を取得するステップをさらに備え、
取得された前記オゾン水のオゾン濃度が所定の値以下になるまで、前記排出するステップと、前記水を供給するステップと、前記パージガスを供給するステップとを繰り返す、項目１または２に記載の方法。
（項目５）第１水位センサが、タンク内の水位が第１水位より低いことを検知するまで、前記タンク内のオゾン水を排出し、その後、第２水位センサが、前記タンク内の水位が前記第１水位よりも高い第２水位以上であることを検知するまで、前記タンク内に水を供給する流量制御部と、レシピに定められた期間にわたって、前記第２水位まで水が供給されたタンク内にパージガスを供給する給気制御部と、を備える制御装置。
（項目６）前記流量制御部と、前記給気制御部とを、レシピに定められた回数繰り返し機能させることを特徴とする、項目５に記載の制御装置。
（項目７）オゾンガスを生成するオゾンガス生成部と、
生成された前記オゾンガスと、水とを混合して生成されたオゾン水を貯める、タンクと、
前記タンクに供給される水の流量を調整する供給バルブと、
前記タンクから排出されるオゾン水の流量を調整するドレンと、
前記タンク内の第１水位を検出する第１水位センサと、
前記タンク内の前記第１水位より高い第２水位を検出する第２水位センサと、
制御装置であって、
前記第１水位センサが、前記タンク内のオゾン水が前記第１水位より低いことを検知するまで、前記供給バルブを閉止し、前記ドレンを開放して、前記タンクからオゾン水を
排出し、その後、前記第２水位センサが、前記タンク内のオゾン水が前記第２水位以上であることを検知するまで、前記供給バルブを開放し、前記ドレンを閉止して、前記タンク内に水を供給する流量制御部と、
レシピに定められた期間にわたって、前記第２水位まで水が供給された前記タンク内にパージガスを供給する給気制御部と
を備える制御装置と、
を備える、システム。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。しかし、本開示の実施形態は、必ずしもこのような態様に限定されない。本開示の実施形態が、特許請求の範囲において規定される範囲に含まれる様々な態様を取り得ることは、当業者にとって明らかであろう。

以下、本開示の実施形態について具体的に説明する。ここでは、本開示の実施形態を適用することができる具体例として、半導体や液晶などの電子部品の洗浄に用いられるオゾン水の製造装置を想定する。

図１は本開示の一実施形態に係るオゾン水製造システム１００の構成を概略的に示す図である。オゾン水製造システム１００は、オゾンガスを生成し、当該オゾンガスを原料である水に溶解させて生成された混合液体を供給するシステムである。図１のオゾン水製造システムの構成は例示であって、これに限定されるものではなく、気液分離タンクを備える様々な構成のオゾン水製造システムに適用されうる。

図１に示すように、オゾン水製造システム１００は、原料となる第１ガス（Ｏ_２ガス）の供給源１０２と、第２ガス（ＣＯ_２ガス、Ｎ_２ガス、またはＣＯ_２ガスとＮ_２ガスの混合気体）の供給源１０４と、第１ガスの流量を制御する流量コントローラ１０６と、第２ガスの流量を制御する流量コントローラ１０８を備える。なお、第２ガス（ＣＯ_２ガス、Ｎ_２ガス、またはＣＯ_２ガスとＮ_２ガスの混合気体）は必ずしも必須ではなく、第１ガス（Ｏ_２ガス）のみを用いてもよい。第１ガスと第２ガスは、圧力センサ１１０で圧力を測定された後、オゾンガス生成部１１２へ送られる。オゾンガス生成部１１２では、放電によって、第１ガスと第２ガスからオゾンガスが生成される。オゾンガス生成部１１２で生成されたオゾンガスは、オゾン水生成部１３０へ送られる。

また、オゾン水製造システム１００は、原料となる水（例えば、超純水）の供給源１１４と、原料となる水の流量を調整するための供給バルブ１１６と、水の流量を測定するための流量計１１８とを備える。原料となる水は、流量計１１８で流量が測定された後、昇圧ポンプ（あるいは単にポンプともいう。以下、同じ。）１２０へ送られ、昇圧ポンプ１２０で圧力を調整（昇圧）された後、オゾン水生成部１３０へ送られる。昇圧ポンプ１２０は、０．１ＭＰａから１．０ＭＰの圧力範囲内で、オゾン水生成部１３０へ送る水の圧力を制御する。このような昇圧ポンプ１２０として、例えば、遠心ポンプが用いられる。

オゾン水生成部１３０は、オゾンガスと水を混合してオゾン水を生成する混合器１３２と、気液分離タンク１３４とを備える。混合器１３２は、ベンチュリー効果を利用して水とオゾンガスを混合するものが望ましい。そのような混合器１３２として、例えば、アスピレータやエジェクターなどが用いられる。生成されたオゾン水は、混合器１３２から気液分離タンク１３４に送られる。気液分離タンク１３４では、混合器１３２で生成された
オゾン水（混合液体）が、オゾン水（供給液体）と、水に溶けきれなかったオゾンガス（排ガス）に気液分離される。この気液分離タンク１３４には、オゾン水の水位を測定するための水位センサ１３６が設けられている。

気液分離されたオゾン水（供給液体）は、オゾン水の圧力センサ１４０で圧力が測定され、流量計１４２で流量が測定され、オゾン水濃度計１４４で濃度が測定された後に、切換バルブ１４６を介して、排出バルブ１４８とユースポイント１５０（例えば、多チャンバー式の枚葉型洗浄装置など）に、あるいはドレン１５２に送られる。切換バルブ１４６は、流入した液体（例えばオゾン水）の流路の切換を行うバルブである。切換バルブ１４６に流入した液体は、排出バルブ１４８あるいは、ドレン１５２の一方に流れる。

ユースポイント１５０でオゾン水を使用するとき、切換バルブ１４６を排出バルブ１４８側に切り換えて、ユースポイント１５０へオゾン水を供給する。一方、ユースポイント１５０でオゾン水を使用しないとき、例えば、装置の立ち上げ時やメンテナンス時などにおいては、切換バルブ１４６をドレン側に切り換えて、ドレン１５２から不要なオゾン水を排出する。ドレン１５２は開度を調整可能に構成されている。

一方、気液分離された排ガス（排出気体）は、気液分離タンク１３４からバルブ１５４を介して排ガス分解触媒１５６へ送られて分解処理された後、排気バルブ１５８で大気圧に戻されてから、排出口１６０から排出される。

さらに、オゾン水製造システム１００は、オゾン水製造システム１００を構成する各種センサ等からの信号を受信し、該信号に基づいて各種コンポーネントの動作を制御する制御装置１７０を備える。図１は、制御装置１７０と、制御装置１７０に接続される他のコンポーネントとの関係を点線で概略的に例示する。例えば、図１では、制御装置１７０は、水位センサ１３６、流量計１１８、流量計１４２、濃度計１４４からの信号を受信し、流量コントローラ１０６、流量コントローラ１０８、昇圧ポンプ１２０の動作を制御するよう構成される。しかしながら、図１に示される制御装置１７０と各種コンポーネントとの関係は例示であって、これに限定されるものではない。例えば、制御装置１７０はオゾンガス生成部１１２等の他のコンポーネントにも接続され得る。

図２は、本開示の一実施形態による制御装置１７０の構成を概略的に示す図である。制御装置１７０は、主たる構成要素として、プロセッサ２１０と、メモリ２２０と、ストレージ２３０と、表示操作部２４０とを備える。

プロセッサ２１０は、制御装置１７０に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ２２０に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある態様において、プロセッサ２１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）等のデバイスとして実現される。プロセッサ２１０内に含まれるコンポーネントは、プロセッサ２１０が実行する機能を具体的なモジュールとして表現する１つの例にすぎない。複数のコンポーネントの機能が単一のコンポーネントによって実現されてもよい。プロセッサ２１０がすべてのコンポーネントの機能を実行するように構成されてもよい。一例では、図２に示すように、プロセッサ２１０は流量制御部２１２と、給気制御部２１４と、排気制御部２１６とを備える。

メモリ２２０は、プログラム及びデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ２３０からロードされる。データは、制御装置１７０に入力されたデータと、プロセッサ２１０によって生成されたデータとを含む。ある態様において、メモリ２２０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリとして実現
される。

ストレージ２３０は、プログラム及びデータを永続的に保存する。ストレージ２３０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク装置等の不揮発性メモリとして実現される。一例では、図２に示すように、ストレージ２３０は、処理条件及び処理手順が定義されたレシピファイル２３２、及びパージ処理を実行させるための制御プログラムファイル（不図示）等が格納されている。

表示操作部２４０は、各センサからの信号や、各部の状態等を表示し、また、オゾン水製造システム１００をメンテナンス等行う作業者からの操作入力等を受け付けることができる。

上述したように、プロセッサ２１０は、流量制御部２１２と、給気制御部２１４と、排気制御部２１６とを備える。流量制御部２１２は、オゾン水生成部１３０（図１に示す）へ供給する水の量、あるいはオゾン水生成部１３０から排出されるオゾン水の量を調整する。一例として、流量制御部２１２は、流量計１１８（図１に示す）で測定したオゾン水生成部１３０に流入する水の流量に応じて、昇圧ポンプ１２０（図１に示す）を制御して、混合器１３２(図１に示す)に昇圧して、供給する水の圧力を調整する。より具体的には、流量制御部２１２は、流量計１１８で測定したオゾン水の流量値を受信し、受信したオゾン水の流量値に応じて、昇圧ポンプ１２０を制御する制御信号を生成する。流量制御部２１２は、この制御信号を昇圧ポンプ１２０に送信して、昇圧ポンプ１２０に設けられた図示しない駆動部を制御することによりポンプの回転数を制御し、混合器１３２に供給する水の圧力（あるいは流量）を調整することができる。

また、流量制御部２１２は、流量計１１８で測定した水の流量、流量計１４２で測定したオゾン水の流量に応じて、気液分離タンク１３４内の水位を一定に、あるいは上昇／下降させることができる。一例として、流量制御部２１２が流量計１１８で測定される水の流量と流量計１４２で測定されるオゾン水の流量が同じになるように、供給バルブ１１６と、ドレン１５２の開度を制御することにより、気液分離タンク１３４の水位を一定に調整することができる。また、例えば、流量制御部２１２は、供給バルブ１１６の開度を大きくする一方で、ドレン１５２の開度を小さくして、流量計１１８で測定される水の流量が流量計１４２で測定されるオゾン水の流量より多くなるように流量を制御することにより、気液分離タンク１３４の水位を上昇させることができる。

給気制御部２１４は、気液分離タンク１３４内に供給されるガスの流量や、オゾンガス生成部１１２の動作を制御する。より具体的には、給気制御部２１４は、流量コントローラ１０６により、オゾンガス生成部１１２へ送られる第１ガスの流量を制御し、流量コントローラ１０８によりオゾンガス生成部１１２へ送られる第２ガスの流量を制御する。混合器１３２で生成されるオゾン水の濃度は、流量計１１８により測定される水の流量と、第１ガス及び第２ガスの流量により定められる。オゾン水の濃度に対する水の流量と第１ガスと第２ガスの流量の関係は予め定められており、給気制御部２１４は、流量計１１８により測定される水の流量から、所定の濃度のオゾン水を生成するための第１ガスと第２ガスの流量を求める。そして、給気制御部２１４は、求められたガスの流量になるように、第１ガスの流量を流量コントローラ１０６により制御し、第２ガスの流量を流量コントローラ１０８により制御する。

また、給気制御部２１４は、オゾンガス生成部１１２の放電の開始／停止を制御する。給気制御部２１４は、レシピに定められた時間に亘って、オゾンガス生成部１１２の放電を停止させることができる。

排気制御部２１６は、気液分離タンク１３４から排出される排ガスの排出量を調整する。排気制御部２１６は、一例として、流量計１１８で測定した流入する水の流量、流量計１４２で測定した排出されるオゾン水の流量に応じて、排気バルブ１５８を制御して、排ガスの排気量を調整する。また、排気制御部２１６は、他の例として、水位センサ１３６で検知される気液分離タンク１３４内の液体の水位に応じて、排気バルブ１５８の開度を調整する。水位センサ１３６で測定した気液分離タンク１３４内のオゾン水の水位が、所定の水位よりも高い場合には、排気口１６０から排出される排ガスの量を減少させ、気液分離タンク１３４内の圧力を上げることにより、気液分離タンク１３４内のオゾン水量を減少させる。その結果、気液分離タンク１３４内の液体の水位を下降させることができる。気液分離タンク内から排出される排ガスの量を調整して、気液分離タンク１３４内の気体の圧力を調整することで、気液分離タンク１３４内の液体の水位を一定に、あるいは上昇／下降させることができる。なお、排気バルブ１５８は、設定圧で自動的に開く圧力リリーフバルブであってもよいし、開度を調整可能なバルブであってもよい。

図３は本開示の一実施形態による気液分離タンク１３４の外観斜視図である。気液分離タンク１３４の外側に、気液分離タンク１３４内の液体部との気体部とを連通するパイプが設けられている。タンク内の液面の水位は、パイプ内の液面の水位と等しい。このパイプに水位センサ１３６を設け、該水位センサ１３６により、パイプ内の液面位置を検出することで、タンク内の液面水位を検知する。水位センサ１３６は、気液分離タンク１３４の所定の高さに設置され、オゾン水の液面が水位センサ１３６の高さよりも上であるか下であるかを検知する。本開示の実施形態によると、水位センサ１３６は、気液分離タンク１３４内に貯留されたオゾン水が、危険水位ＨＨにあるかを検知する危険水位センサ１３６ＨＨ、高水位Ｈにあるかを検知する高水位センサ１３６Ｈ、定常水位Ｍにあるかを検知する定常水位センサ１３６Ｍ、低水位Ｌにあるかを検知する低水位センサ１３６Ｌに加えて、パージ水位Ｐにあるかを検知するパージ用水位センサ１３６Ｐ（以下まとめて水位センサ１３６とよぶこともある）を含む。危険水位ＨＨが最も高く、高水位Ｈ、パージ水位Ｐ、定常水位Ｍ、低水位Ｌの順に低くなる。一例として、気液分離タンク１３４の最大高さを１０とすると、危険水位ＨＨは高さ９、高水位Ｈは高さ７、パージ水位は高さ６、定常水位Ｍは高さ５、低水位Ｌは高さ３の位置にある。ここで、危険水位ＨＨとは、気液分離タンク内の水位の異常上昇を示す水位であり、当該水位に達すると、気液分離タンク１３４への水の供給が停止される。高水位Ｈとは、気液分離タンク内の水位の定常水位Ｍからの上昇を示す水位であり、当該水位に達すると、一例として、気液分離タンク１３４へ供給される水の流量が減り、排出される水の流量が増加される。パージ水位Ｐは、パージ運転時に当該水位まで水を供給するために用いられる。低水位Ｌとは、定常運転時では、気液分離タンク内の水位の異常低下を示す水位であり、当該水位に達すると、気液分離タンク１３４内への給水が増加される。また、低水位Ｌは、パージ運転時では、該水位まで気液分離タンク内の水が排出するために用いられる。各水位センサ１３６からの検出信号は、流量制御部２１２（図１に示す）に入力される。パージ運転時には、入力された水位センサ１３６からの検出信号に応じて、流量制御部２１２は、供給バルブ１１６（図１に示す）の開度を制御して気液分離タンク１３４に流入する水の量と、ドレン１５２の（図１に示す）の開度を制御して気液分離タンク１３４から流出するオゾン水の量とを調整し、気液分離タンク１３４内の水位を調整する。なお、図３の構成は例示であって、これに限定されるものではなく、水位センサ１３６は、気液分離タンク１３４内のオゾン水の水位を常に測定するものであってもよく、１台でもよい。また、水位センサ１３６は、気液分離タンク１３４内に設置されるタイプのものでもよい。

各水位センサ１３６は、オゾン水を製造する定常運転時と、オゾン水製造システム１００内のオゾンガスをパージするパージ運転時に適宜用いられる。定常運転時において、低水位センサ１３６Ｌは、水位が低水位Ｌ以上にあるかを判定するために用いられる。一例として、定常運転時にオゾン水が低水位Ｌの高さを下回ると、低水位センサ１３６Ｌがこ
れを検出して、制御装置１７０（図１に示す）に信号を送出し、制御装置１７０は該信号に基づいて、供給バルブ１１６の開度を大きくする。これにより、気液分離タンク１３４内のオゾン水の水位は徐々に上昇する。

定常水位センサ１３６Ｍは、定常運転時において、水位が定常水位Ｍ以上にあるか否かを検知する。一例として、気液分離タンク１３４内の水位が定常水位Ｍの高さを下回ると、定常水位センサ１３６Ｍはこれを検出して、制御装置１７０へ信号を送出し、制御装置１７０は該信号に基づいて、供給バルブ１１６の開度を広くして、混合部１３２に供給する水の流量を上げる。高水位センサ１３６Ｈは、定常運転時に、オゾン水が高水位以上にあるか否かを検知する。一例として、気液分離タンク１３４内の水位が高水位Ｈ以上になると、高水位センサ１３６はこれを検出して、制御装置１７０へ信号を送出し、制御装置１７０は当該信号に基づいて供給バルブ１１６の開度を狭め、混合部１３２に供給する水の流量を下げる。制御装置１７０は、定常運転時において、気液分離タンク１３４内の水位を定常水位Ｍと高水位１３６Ｈの間に維持するよう、供給バルブ１１６の開度を調整する。

危険水位センサ１３６ＨＨは、オゾン水が危険水位ＨＨ以上にあるかを判定するために用いられる。何らかの異常により、水位が危険水位ＨＨ以上になると、危険水位センサ１３６ＨＨはこれを検出して、制御装置１７０へ危険信号を送出し、制御装置１７０は供給バルブ１１６を閉止させて、気液分離タンク１３４への水の供給を止める。これにより、オゾン水が気液分離タンク１３４よりオーバーフローすることを防止する。

パージ運転時には、低水位センサ１３６Ｌは、オゾン水が低水位Ｌを下回るまで排出されたか否かを判定し、パージ用水位センサ１３６Ｐは水がパージ水位Ｐまで供給されたか否かを判定するために用いられる。パージ運転時におけるオゾンガス製造装置１００の各部の動作については、図４を用いて後述する。

あるいは他の態様として、パージ用水位センサ１３６Ｐを設けずに、高水位センサ１３６Ｈを、パージ用水位センサ１３６Ｐとして用いてもよい。この場合、制御装置１７０は、まず、定常運転時か、パージ運転時かを判定する。定常運転の場合に、高水位センサ１３６Ｈが高水位Ｈを検出すると、制御装置１７０は、供給バルブ１１６の開度を狭め、混合部１３２へ供給する水の流量を下げる。一方、パージ運転時の場合に、高水位センサ１３６Ｈが高水位Ｈを検出すると、制御装置１７０は、供給バルブ１１６の開度を狭める代わりに、パージガスを気液分離タンク１３４へ供給する。水位が危険水位ＨＨを超えた場合に、危険水位センサ１３６ＨＨは制御装置１７０へ危険信号を送出する。

図４は、第１実施形態による方法４００のパージ運転時の動作を示すフローチャートである。第１実施形態では、パージ運転時において、気液分離タンク１３４（図１に示す）内のオゾン水を低水位Ｌまで排出した後に、水をパージ水位Ｐまで供給し、オゾン水を水に入れ替えする。その後、気液分離タンク１３４内にパージガスをレシピに定められた期間に亘って供給する。オゾン水を水に入れ替えするステップと、パージガスを供給するステップをレシピに定められた回数繰り替えした後、終了する。以下、方法４００のフローチャートにしたがって、第１実施形態に係る処理をより詳細に説明する。処理開始前の気液分離タンク１３４内のオゾン水の水位は、定常水位Ｍ付近にある。

処理はステップ４０２において開始する。ステップ４０２において、プロセッサ２１０は、作業者からパージ運転開始を指示する信号を表示操作部２４０より受信する。指示信号を受信すると、プロセッサ２１０は、パージのためのレシピが規定されたレシピファイル２３２と、レシピファイル２３２を実行させるための制御プログラムをメモリ２２０に読み込み、制御プログラムを実行する。制御プログラムが実行されると、まず、切り換え
バルブ１４６（図１に示す）がドレン１５２（図１に示す）側に切り換えされ、排出バルブ１４８（図１に示す）が閉止されて、ユースポイント１５０（図１に示す）へのオゾン水の供給が停止されると共に、ドレン１５２も閉止される。なお、レシピファイル２３２には、予めパージガスの流量、パージガスを供給する時間、気液分離タンク１３４（図１に示す）内のオゾン水を排出し、水を供給する回数等が規定されている。

処理はステップ４０４に進み、プロセッサ２１０（給気制御部２１４）は、オゾンガス生成部１１２に放電を停止させる。放電が停止されると、オゾンガス生成部１１２（図１に示す）はオゾンガスを生成せず、第１ガスと第２ガスとの混合気体（例えば０_２ガスとＮ_２ガスの混合気体）、すなわちパージガスが混合器１３２（図１に示す）へ送られる。

処理はステップ４０６に進み、プロセッサ２１０（流量制御部２１２）は、気液分離タンク１３４内の水位が低水位Ｌより低くなるよう、供給バルブ１１６と、ドレン１５２の開度を制御する。一例として、プロセッサ２１０は、供給バルブ１１６を閉止し、ドレン１５２を開放し、低水位センサ１３６Ｌが、気液分離タンク１３４内の水位が低水位Ｌより低いことを検知するまで、オゾン水をドレン１５２より排出する。ステップ４０６においても、パージガスは継続して混合器１３２へ供給される。パージガスと、昇圧ポンプ１２０を介して注入された水とが混合器１３２で混合されて、気液分離タンク１３４へ供給される。なお、ドレン１５２からオゾン水が排出されると、気液分離タンク１３４内の上部空間体積が大きくなり、気液分離タンク１３４内の気圧が下がる。したがって、気液分離タンク１３４内のオゾン水をドレン１５２より排出を継続するために、プロセッサ２１０（排気制御部２１６）は、排気口１６０から排出される排ガスの排出量を減少させ、気液分離タンク１３４内の気圧を上げて、気液分離タンク１３４内の圧力を一定以上（例えば、０．３ＭＰａ）に維持する。プロセッサ２１０は、気液分離タンク１３４内のオゾン水の水位が低水位Ｌになると、ドレン１５２を閉止する。

処理はステップ４０８に進み、プロセッサ２１０（流量制御部２１２）は、気液分離タンク１３４内の水位がパージ水位Ｐになるよう、供給バルブ１１６と、ドレン１５２の開度を制御する。一例として、プロセッサ２１０は、供給バルブ１１６を開放し、ドレン１５２を閉止し、パージ用水位センサ１３６Ｐが、気液分離タンク１３４内の水位がパージ水位Ｐ以上であることを検知するまで、気液分離タンク１３４内に水を供給する。プロセッサ２１０は、気液分離タンク１３４内の水とオゾン水の混合液体の水位がパージ水位Ｐになると、供給バルブ１１６を閉止する。ステップ４０８において、パージガスは継続して混合器１３２へ供給される。なお、気液分離タンク１３４内に水が供給されて水位が上がり、気液分離タンク１３４内の上部空間体積が狭くなると、気液分離タンク１３４内の気圧が上がる。したがって、気液分離タンク１３４内の気圧が上がりすぎないようにするために、プロセッサ２１０（排気制御部２１６）は、排気口１６０から排出される排ガスの排出量を増加させ、気液分離タンク１３４内の気圧を下げて、気液分離タンク１３４内の圧力を一定以上（例えば、０．３ＭＰａ）に維持する。

気液分離タンク１３４内にオゾン濃度の高いオゾン水が溜まっていると、このオゾン水からはオゾンガスが抜けていくため、気液分離タンク１３４内のオゾンガスが増加する。本開示によると、低水位Ｌまでオゾン水を排出した後に、水をパージ水位Ｐまで注入する。一定量のオゾン水、すなわち、気液分離タンク１３４内の定常水位Ｍから低水位Ｌまでの量のオゾン水を、低水位Ｌからパージ水位Ｐまでの量の水に置き換えることで、気液分離タンク１３４内のオゾン水のオゾン濃度を低くすることができる。その結果、オゾン水から抜けていくオゾンガスの量を抑えることができる。

処理はステップ４１０に進み、プロセッサ２１０（給気制御部２１４）は、液面レベルをパージ水位Ｐに維持した状態で、レシピに定められた期間、一例として約５分に亘って
、混合器１３２にパージガスを供給する。本開示によると、パージ水位Ｐまで水を供給し、気液分離タンク１３４内の内部空間の容積を小さくした後に、パージガスを供給する。したがって、気液分離タンク１３４内に注入するパージガスの体積を小さくすることができ、より短時間でパージすることができる。

処理はステップ４１２に進み、プロセッサ２１０は、ステップ４０６からステップ４１０の一連の処理、すなわちオゾン水を排出するステップと、水を供給するステップと、パージガスを供給するステップとをレシピに定められた回数（少なくとも２回、例えば３回）繰り返したかを判定する。レシピに定められた回数繰り返していない場合、ステップ４０６に戻る。一方、レシピファイル２３２に定められた回数繰り返した場合、処理を終了する。本開示によると、プロセッサ２１０が作業者からパージ運転開始を指示する信号を受信すると、複数のステップから構成されるパージのためのレシピにしたがって、ステップ４０４からステップ４１２で定められる処理が所定の回数に亘って自動的に行われ、オゾン水製造システム１００内のオゾンガス、すなわちオゾンガス生成部１１２から排気口１６０に至る配管経路内や、気液分離タンク内１３４内のオゾンガスをパージガスに置き換えることができる。

あるいは他の態様として、パージ用水位センサ１３６Ｐを設けずに、高水位センサ１３６Ｈを、パージ用水位センサ１３６Ｐとして用いてもよい。この場合、ステップ４０８で、プロセッサ２１０は、気液分離タンク１３４内の水位が高水位Ｈになるよう、供給バルブ１１６と、ドレン１５２の開度を制御して、気液分離タンク１３４内に水を供給する。そして、ステップ４１０で、プロセッサ２１０は、気液分離タンク１３４内の水位を高水位Ｈに維持した状態で、レシピに定められた期間、混合器１３２にパージガスを供給する。

第１実施形態では、パージのためのレシピが実行されると、気液分離タンク１３４からオゾン水が低水位まで排出され、パージ水位まで水が供給されたのちに、パージガスが気液分離タンク１３４内に供給される。この一連の処理、すなわちステップ４０６からステップ４１０の処理を、ステップＳ４１２にてレシピに定められた回数繰り返したかを判定し、処理を終了する。しかしながら、別の態様として、ステップ４１２において、レシピに定められた回数にわたり、一連の処理を繰り返したかを判定するのではなく、ステップ４１２において、気液分離タンク１３４から排出されるオゾン水の濃度を濃度計１４４により測定し、測定されたオゾン水の濃度が所定の値以下（例えば、０．１ｐｐｍ）、あるいは、濃度計１４４の検出限界値以下かを判定してもよい。本形態では、オゾン水の濃度が一定濃度以下になるまで、ステップ４０６のオゾン水を排出するステップと、ステップ４０８の水を供給するステップと、ステップ４１０のパージガスを供給するステップとを繰り返す。また、方法４００に示すフローチャートを構成する各ステップの順序は、処理内容に矛盾や不整合が生じない範囲で順不同である。たとえば、パージガスを供給するステップ４１０の処理を、ステップ４０６とステップ４０８の間に行ってもよい。

図５は、第２実施形態による方法５００のオゾン水製造システム１００のパージ運転時の動作を示すフローチャートである。第２実施形態では、方法４００のステップ４０２から４１２と同様にして、ステップ５０２から５１２を実行する。さらに、第２実施形態では、ステップ５１２の後に、ステップ５１４の処理を行う点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態では、ステップ５１４において、濃度計１４４により測定された、気液分離タンク１３４から排出されるオゾン水の濃度を取得し、該取得されたオゾン水の濃度が所定の値以下になるまで、ステップ５０４からステップ５１０の処理を繰り返す。

以上、本開示の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、
その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本開示にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

１００…オゾン水製造装置
１０２…第１ガス供給源
１０４…第２ガス供給源
１０６…第１ガスの流量コントローラ
１０８…第２ガスの流量コントローラ
１１０…圧力センサ
１１２…オゾンガス生成部
１１４…水の供給源
１１６…供給バルブ
１１８…流量計
１２０…昇圧ポンプ
１３０…オゾン水生成部
１３２…混合器
１３４…気液分離タンク
１３６…水位センサ
１４０…圧力センサ
１４２…流量計
１４４…濃度計
１４６…切換バルブ
１４８…排出バルブ
１５０…ユースポイント
１５２…ドレン
１５４…バルブ
１５６…排ガス分解触媒
１５８…排気バルブ
１６０…排出口
１７０…制御装置
２１０…プロセッサ
２１２…流量制御部
２１４…給気制御部
２１６…排気制御部
２２０…メモリ
２３０…ハードディスク
２３２…レシピファイル
２４０…表示操作部

Claims (7)

1. タンク内のオゾンガスをパージするよう構成された制御装置において実行される方法であって、
   第１水位センサが、前記タンク内の水位が第１水位より低いことを検知するまで、前記タンク内のオゾン水を排出するステップと、
   第２水位センサが、前記タンク内の水位が前記第１水位よりも高い第２水位以上であることを検知するまで、前記タンク内に水を供給するステップと、
   前記水が供給された前記タンク内にパージガスを供給するステップと、
   を備える方法。
2. 前記排出するステップと、前記水を供給するステップと、前記パージガスを供給するステップとをレシピに定められた回数繰り返す、請求項１に記載の方法。
3. 前記パージガスを供給するステップは、レシピに定められた期間に亘って行われる、請求項１に記載の方法。
4. オゾン水濃度計により測定された前記タンク内のオゾン水の濃度を取得するステップをさらに備え、
   取得された前記オゾン水のオゾン濃度が所定の値以下になるまで、前記排出するステップと、前記水を供給するステップと、前記パージガスを供給するステップとを繰り返す、請求項１または２に記載の方法。
5. 第１水位センサが、タンク内の水位が第１水位より低いことを検知するまで、前記タンク内のオゾン水を排出し、その後、第２水位センサが、前記タンク内の水位が前記第１水位よりも高い第２水位以上であることを検知するまで、前記タンク内に水を供給する流量制御部と、
   レシピに定められた期間にわたって、前記第２水位まで水が供給されたタンク内にパージガスを供給する給気制御部と、
   を備える制御装置。
6. 前記流量制御部と、前記給気制御部とを、レシピに定められた回数繰り返し機能させることを特徴とする、請求項５に記載の制御装置。
7. オゾンガスを生成するオゾンガス生成部と、
   生成された前記オゾンガスと、水とを混合して生成されたオゾン水を貯めるタンクと、
   前記タンクに供給される水の流量を調整する供給バルブと、
   前記タンクから排出されるオゾン水の流量を調整するドレンと、
   前記タンク内の第１水位を検出する第１水位センサと、
   前記タンク内の前記第１水位より高い第２水位を検出する第２水位センサと、
   制御装置であって、
   前記第１水位センサが、前記タンク内のオゾン水が前記第１水位より低いことを検知するまで、前記供給バルブを閉止し、前記ドレンを開放して、前記タンクからオゾン水を排出し、その後、前記第２水位センサが、前記タンク内のオゾン水が前記第２水位以上であることを検知するまで、前記供給バルブを開放し、前記ドレンを閉止して、前記タンク内に水を供給する流量制御部と、
   レシピに定められた期間にわたって、前記第２水位まで水が供給された前記タンク内にパージガスを供給する給気制御部と
   を備える制御装置と、
   を備える、装置。

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