KR102635710B1 - 가스 용해액 제조 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시킬 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있는 가스 용해액 제조 장치를 제공한다.
가스 용해액 제조 장치(1)는, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시켜 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 기체 용해부(5)와, 기체 용해부(5)에 의하여 생성된 가스 용해액을 공급 액체와 배출 기체로 기액 분리하는 기액 분리부(8)를 구비한다. 기체 용해부(5)는, 제1 원료인 액체를 미스트화하는 제1 노즐(9)과, 제1 노즐(9)에서 미스트화된 제1 원료인 액체와 제2 원료인 기체를 혼합하여 소정 농도보다 고농도의 가스 용해액을 생성하는 미스트 혼합부(11)와, 미스트 혼합부(11)에서 생성된 고농도의 가스 용해액과 제1 원료인 액체를 혼합하여 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 액체 혼합부(12)를 구비한다.

Description

가스 용해액 제조 장치{DEVICE FOR MANUFACTURING GAS-DISSOLVED SOLUTION}
본 발명은, 제1 원료인 액체와 제2 원료인 기체를 혼합하여 공급 액체를 제조하는 가스 용해액 제조 장치에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스 공장이나 액정 등의 전자 부품 제조 공장에 있어서의 제품의 세정은 제조 프로세스의 복잡화, 회로 패턴의 미세화에 수반하여 점점 더 고도화되고 있다. 예를 들어 기능수(초순수 등)에 고순도의 가스, 또는 고순도 가스와 약품을 용해시킨 특수한 액체(세정액이라 칭해짐)를 사용하여, 실리콘 웨이퍼에 부착된 미립자, 금속, 유기물 등을 제거하고 있다.
세정 처리 방식으로서는, 복수의 실리콘 웨이퍼를 동시에 침지 및 세정 조작을 반복하는 "뱃치 처리 방식" 외에, 다품종 소량 생산의 제품에 대응하여 1매의 웨이퍼마다 약품 세정 및 초순수 세정을 행하는 "매엽 처리 방식"이 채용된다. 매엽 처리 방식은, 뱃치 처리 방식에 비하여 웨이퍼 1매당 세정 공정 시간(택트 타임)이 길어 세정액의 사용량이 많아지기 때문에, 택트 타임의 단축 및 세정액 사용량의 저감이 요구되고 있다. 현 상황에서는, 단시간으로의 효과적인 세정 및 세정액 사용량을 저감시키기 위하여, 복수의 기능수 및 약품을 단독 또는 동시에 사용하여 단시간에 세정 공정을 전환하는 고도의 세정 프로세스가 행해지고 있다.
기능수로서는, 초순수에 오존 가스를 용해시킨 오존수가 사용된다. 오존수는 일반적으로 오존수 제조 장치에서 제조된다. 세정 프로세스의 고도화 및 복잡화에 수반하여 단시간으로의 세정 장치로의 오존수의 공급 및 정지가 요구되지만, 종래의 장치는 일단 오존수의 제조를 정지하면 다시 요구 오존 농도 및 요구 유량의 오존수의 공급이 가능해지기까지 일정한 시간(기동 시간)을 요한다. 그래서, 세정 장치로의 오존수의 공급 요구에 응하기 위하여, 유스 포인트에서 필요분만큼 오존수를 제조할 수 있는 오존수 제조 장치가 제안되어 있었다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 종래의 오존수 제조 장치에서는, 물과 오존 가스를 혼합하여 오존수를 생성하는 혼합기로서, 벤투리 효과를 이용하여 물과 가스를 혼합하는 것(예를 들어 아스피레이터나 이젝터 등)이 사용되고 있었다.
일본 특허 공개 제2016-64386호 공보
그러나 종래의 가스 용해액 제조 장치에서는, 물에 오존을 용해시킬 때의 용해 효율에 대해서는 특별히 고려가 되어 있지 않아, 물에 오존을 용해시킬 때의 용해 효율의 추가적인 향상이 요구되고 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시킬 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있는 가스 용해액 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 가스 용해액 제조 장치는, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시켜 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 기체 용해부와, 상기 기체 용해부에 의하여 생성된 상기 가스 용해액을, 유스 포인트에 공급되는 공급 액체와 배기구로부터 배출되는 배출 기체로 기액 분리하는 기액 분리부를 구비하고, 상기 기체 용해부는, 상기 제1 원료인 액체를 미스트화하는 제1 노즐과, 상기 제1 노즐에서 미스트화된 상기 제1 원료인 액체와 상기 제2 원료인 기체를 혼합하여 상기 소정 농도보다 고농도의 가스 용해액을 생성하는 미스트 혼합부와, 상기 미스트 혼합부에서 생성된 고농도의 가스 용해액과 제1 원료인 액체를 혼합하여 상기 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 액체 혼합부를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시켜 가스 용해액을 생성할 때, 제1 원료인 액체를 미스트화(미스트상의 미립자화)하여 제2 원료인 기체와 혼합한다. 이것에 의하여, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시킬 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있어 효율적으로 가스 용해액의 생성을 행할 수 있다.
또한 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 기체 용해부는, 상기 제2 원료인 기체를 정류하여 상기 미스트 혼합부에 공급하는 제2 노즐을 구비하고, 상기 미스트 혼합부에서는, 상기 제1 노즐에서 미스트화된 상기 제1 원료인 액체와 상기 제2 노즐에서 정류된 상기 제2 원료인 기체가 혼합되어 상기 고농도의 가스 용해액이 생성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 미스트화된 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시켜 가스 용해액을 생성할 때, 제2 원료인 기체를 정류하여 제1 원료인 액체(미스트화된 제1 원료인 액체)와 혼합한다. 이것에 의하여, 제2 원료인 기체가 제1 원료인 액체에 용해될 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있어 효율적으로 가스 용해액의 생성을 행할 수 있다.
또한 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 미스트 혼합부에 있어서 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐이 대향하여 배치되어도 된다.
이 구성에 의하면, 대향하여 배치된 제1 노즐과 제2 노즐로부터 제1 원료인 액체(미스트화된 제1 원료인 액체)와 제2 원료인 기체가 공급되므로 제1 원료인 액체(미스트화된 제1 원료인 액체)와 제2 원료인 기체가 효율적으로 혼합된다. 이것에 의하여, 제2 원료인 기체가 제1 원료인 액체에 용해할 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있어 효율적으로 가스 용해액의 생성을 행할 수 있다.
또한 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 미스트 혼합부는, 개구를 갖는 접속부를 구비하고, 상기 미스트 혼합부에서 생성된 가스 용해액은 상기 개구를 통하여 상기 액체 혼합부에 공급되고, 상기 개구의 직경은 10㎜ 이하여도 된다.
이 구성에 의하면, 미스트 혼합부에서 생성된 가스 용해액이 접속부의 개구를 통하여 액체 혼합부에 공급된다. 이 경우, 접속부의 개구 직경이 10㎜ 이하이므로, 액체 혼합부에 공급된 가스 용해액이 접속부의 개구를 통하여 액체 혼합부로부터 미스트 혼합부로 역류하기 어려워진다. 이것에 의하여, 액체 혼합부에 공급된 가스 용해액이 액체 혼합부로부터 미스트 혼합부로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 접속부는, 상기 개구를 향하여 서서히 직경이 작아지는 형상을 가져도 된다.
이 구성에 의하면, 접속부가 개구를 향하여 서서히 직경이 작아지는 형상(깔때기 형상)을 갖고 있으므로, 액체 혼합부에 공급된 가스 용해액이 접속부(개구에서 보면 서서히 직경이 커짐)를 통하여 액체 혼합부로부터 미스트 혼합부로 역류하기 어려워진다. 이것에 의하여, 액체 혼합부에 공급된 가스 용해액이 액체 혼합부로부터 미스트 혼합부로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 미스트 혼합부에 공급되는 상기 제1 원료인 액체와 상기 제2 원료인 기체의 압력은, 상기 액체 혼합부에 공급되는 상기 제1 원료인 액체의 압력보다 높게 설정되어도 된다.
이 구성에 의하면, 미스트 혼합부의 내부의 압력(미스트 혼합부에 공급되는 제1 원료인 액체와 제2 원료인 기체의 압력)이 액체 혼합부의 내부의 압력(액체 혼합부에 공급되는 제1 원료인 액체의 압력)보다 높으므로 액체 혼합부로부터 미스트 혼합부로 역류하기 어려워진다. 이것에 의하여, 액체 혼합부에 공급된 가스 용해액이 액체 혼합부로부터 미스트 혼합부로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 가스 용해액 제조 장치에서는, 상기 제1 원료인 액체는 순수 또는 황산이고, 상기 제2 원료인 기체는 오존, 수소, 질소, 이산화탄소, 산소, 아르곤, 크세논 중 어느 것, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기체이어도 된다.
본 발명에 의하면, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시킬 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 제조 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 기체 용해부의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 장치 기동·정지 시의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 오존 농도 조정 시의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 오존수 유량 조정 시의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 디바이스나 액정 등의 전자 부품의 세정에 사용되는 오존수 제조 장치의 경우를 예시한다.
본 발명의 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 가스 용해액 제조 장치(1)는, 제1 원료인 액체(순수)의 공급원인 미스트수 공급부(2) 및 메인수 공급부(3)와, 제2 원료인 기체(오존 가스)의 공급원인 오존 가스 공급부(4)와, 제1 원료인 액체(순수)에 제2 원료인 기체(오존 가스)를 용해시켜 소정 농도의 가스 용해액(오존수)을 생성하는 기체 용해부(5)를 구비하고 있다. 또한 이 가스 용해액 제조 장치(1)는, 기체 용해부(5)에 의하여 생성된 가스 용해액을, 유스 포인트(6)에 공급되는 공급 액체(오존수)와 배기구(7)로부터 배출되는 배출 기체(배기 가스)로 기액 분리하는 기액 분리부(8)를 구비하고 있다.
도 2는, 본 발명의 특징인 기체 용해부(5)의 구성을 도시하는 설명도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 기체 용해부(5)는, 미스트수 공급부(2)로부터 공급된 순수를 미스트화하는 제1 노즐(9)과, 오존 가스 공급부(4)로부터 공급된 오존 가스를 정류하는 제2 노즐(10)과, 제1 노즐(9)에서 미스트화된 순수와 제2 노즐(10)에서 정류된 오존 가스를 혼합하여 소정 농도보다 고농도의 오존수를 생성하는 미스트 혼합부(11)를 구비하고 있다. 미스트 혼합부(11)에 있어서 제1 노즐(9)과 제2 노즐(10)이 대향하여 배치되어 있다. 또한 기체 용해부(5)는, 미스트 혼합부(11)에서 생성된 고농도의 오존수와 메인수 공급부(3)로부터 공급된 순수를 혼합하여 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 액체 혼합부(12)를 구비하고 있다. 미스트 혼합부(11)는, 예를 들어 챔버로 구성되고, 액체 혼합부(12)는, 예를 들어 배관으로 구성된다.
또한 도 2에 도시한 바와 같이, 미스트 혼합부(11)는 접속부(13)를 통하여 액체 혼합부(12)와 접속되어 있다. 접속부(13)는 원 형상의 개구(14)를 갖고 있으며, 미스트 혼합부(11)에서 생성된 오존수는 개구(14)를 통하여 액체 혼합부(12)에 공급되도록 구성되어 있다. 이 개구(14)의 직경은 10㎜ 이하이다. 또한 접속부(13)는, 개구(14)를 향하여 서서히 직경이 작아지는 형상(깔때기 형상)을 갖고 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 미스트 혼합부(11)에 공급되는 순수의 압력 P1과 오존 가스의 압력 P2는, 액체 혼합부(12)에 공급되는 순수의 압력 P0보다 높게 설정되어 있다(P1≒P2>P0).
본 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치(1)에서는, 미스트 혼합부(11)에 공급되는 순수의 압력 P1과 오존 가스의 압력 P2는, 액체 혼합부(12)에 공급되는 순수의 압력 P0보다 높게 유지하기 위하여 다양한 제어가 행해진다. 이하, 도 3 내지 도 5의 흐름도를 참조하여 그의 동작을 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치(1)를 기동 또는 정지할 때의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 가스 용해액 제조 장치(1)에서는, 장치의 기동 조작이 행해지면(S1), 미스트수 공급부(2)로부터의 순수의 공급을 압력 P1로 개시함과 함께 오존 가스 공급부(4)로부터의 오존 가스의 공급을 압력 P2로 개시하고(S2), 그 후, 메인수 공급부(3)로부터의 순수의 공급을 압력 P0으로 개시한다(S3). 장치의 정지 조작이 행해지면(S4), 메인수 공급부(3)로부터의 순수의 공급을 정지하고(S5), 그 후, 미스트수 공급부(2)로부터의 순수의 공급을 정지함과 함께 오존 가스 공급부(4)로부터의 오존 가스의 공급을 정지한다(S6). 이와 같이 하여, 미스트 혼합부(11)에 공급되는 순수의 압력 P1과 오존 가스의 압력 P2가, 액체 혼합부(12)에 공급되는 순수의 압력 P0보다 높게 유지된다.
도 4는, 본 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치(1)에 있어서, 공급 액체인 오존수의 오존 농도를 조정할 때의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 4에 도시한 바와 같이 가스 용해액 제조 장치(1)에서는, 오존수의 농도를 높이는 조작이 행해지면(S10), 미스트수 공급부(2)로부터 공급하는 순수의 유량을 증가시킴과 함께 오존 가스 공급부(4)로부터 공급하는 오존 가스의 유량을 증가시킨다(S11). 한편, 오존수의 농도를 낮추는 조작이 행해지면(S12), 미스트수 공급부(2)로부터 공급하는 순수의 유량을 감소시킴과 함께 오존 가스 공급부(4)로부터 공급하는 오존 가스의 유량을 감소시킨다(S13). 이와 같이 하여, 미스트 혼합부(11)에 공급되는 순수의 압력 P1과 오존 가스의 압력 P2가, 액체 혼합부(12)에 공급되는 순수의 압력 P0보다 높게 유지된다.
도 5는, 본 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치(1)에 있어서, 공급 액체인 오존수의 유량을 조정할 때의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 5에 도시한 바와 같이 가스 용해액 제조 장치(1)에서는, 오존수의 유량을 높이는 조작이 행해지면(S20), 미스트수 공급부(2)로부터 순수를 공급하는 압력 P1을 증가시켜 유량을 증가시킴과 함께 오존 가스 공급부(4)로부터 오존 가스를 공급하는 압력 P2를 증가시켜 유량을 증가시킨 후(S21), 메인수 공급부(3)로부터 공급하는 순수의 유량을 증가시킨다(S22). 한편, 오존수의 유량을 낮추는 조작이 행해지면(S23), 메인수 공급부(3)로부터 공급하는 순수의 유량을 감소시킨 후(S24), 미스트수 공급부(2)로부터 공급하는 순수의 유량을 감소시킴과 함께 오존 가스 공급부(4)로부터 공급하는 오존 가스의 유량을 감소시킨다(S25). 이와 같이 하여, 미스트 혼합부(11)에 공급되는 순수의 압력 P1과 오존 가스의 압력 P2가, 액체 혼합부(12)에 공급되는 순수의 압력 P0보다 높게 유지된다.
이와 같은 본 실시 형태의 가스 용해액 제조 장치(1)에 의하면, 순수에 오존 가스를 용해시켜 오존수를 생성할 때, 순수를 미스트화(미스트상의 미립자화)하여 오존 가스와 혼합한다. 이것에 의하여, 순수에 오존 가스를 용해시킬 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있어 효율적으로 오존수의 생성을 행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 미스트화된 순수에 오존 가스를 용해시켜 오존수를 생성할 때, 오존 가스를 정류하여 순수(미스트화된 순수)와 혼합한다. 이것에 의하여, 오존 가스가 순수에 용해될 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있어 효율적으로 오존수의 생성을 행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 대향하여 배치된 제1 노즐(9)과 제2 노즐(10)로부터 순수(미스트화된 순수)와 오존 가스가 공급되므로 순수(미스트화된 순수)와 오존 가스가 효율적으로 혼합된다. 이것에 의하여, 오존 가스가 순수에 용해될 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있어 효율적으로 오존수의 생성을 행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 미스트 혼합부(11)에서 생성된 오존수가 접속부(13)의 개구(14)를 통하여 액체 혼합부(12)에 공급된다. 이 경우, 접속부(13)의 개구(14)의 직경이 10㎜ 이하이므로, 액체 혼합부(12)에 공급된 오존수가 접속부(13)의 개구(14)를 통하여 액체 혼합부(12)로부터 미스트 혼합부(11)로 역류하기 어려워진다. 이것에 의하여, 액체 혼합부(12)에 공급된 오존수가 액체 혼합부(12)로부터 미스트 혼합부(11)로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 접속부(13)가, 개구(14)를 향하여 서서히 직경이 작아지는 형상(깔때기 형상)을 갖고 있으므로, 액체 혼합부(12)에 공급된 오존수가 접속부(13){개구(14)에서 보면 서서히 직경이 커짐}를 통하여 액체 혼합부(12)로부터 미스트 혼합부(11)로 역류하기 어려워진다. 이것에 의하여, 액체 혼합부(12)에 공급된 오존수가 액체 혼합부(12)로부터 미스트 혼합부(11)로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 미스트 혼합부(11)의 내부의 압력{미스트 혼합부(11)에 공급되는 순수와 오존 가스의 압력}이 액체 혼합부(12)의 내부의 압력{액체 혼합부(12)에 공급되는 순수의 압력}보다 높으므로 액체 혼합부(12)로부터 미스트 혼합부(11)로 역류하기 어려워진다. 이것에 의하여, 액체 혼합부(12)에 공급된 오존수가 액체 혼합부(12)로부터 미스트 혼합부(11)로 역류하는 것을 억제할 수 있다.
또한 가스 용해액 제조 장치를 오존수 생성 장치로 한 경우, 도시하지 않은 하우징의 내부에, 하우징 내의 오존 농도를 검지하는 도시하지 않은 오존 검지부와 제어부가 설치되어 있어도 된다. 이 오존 검지부는 제어부(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의하여, 만일 오존의 누설이 있더라도 조기에 검지할 수 있어 장치의 안전성을 높일 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시에 의하여 설명했지만 본 발명의 범위는 이들에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재된 범위 내에 있어서 목적에 따라 변경·변형하는 것이 가능하다.
예를 들어 이상의 설명에서는, 제1 원료인 액체가 순수이고 제2 원료인 기체가 오존 가스인 경우에 대하여 설명했지만, 제1 원료인 액체로서 순수 이외의 액체(예를 들어 황산 등)를 사용하거나 제2 원료인 기체로서 오존 가스 이외의 기체(예를 들어 수소, 질소, 이산화탄소, 산소, 아르곤, 크세논 등)를 사용하더라도 마찬가지로 실시 가능하다. 또는, 예를 들어 하나의 유스 포인트에 대하여 복수의 공급 액체를 공급하도록 복수의 가스 용해액 제조 장치를 하나의 사이트에 설치해도 된다. 이것에 의하여, 예를 들어 부유 금속과 유기 미립자를 기판 상으로부터 제거하기 위하여 오존 첨가수와 수소 첨가수를 동일한 유스 포인트에서 사용할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 가스 용해액 제조 장치는, 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시킬 때의 용해 효율을 향상시킬 수 있다는 효과를 가져서, 반도체 디바이스나 액정 등의 전자 부품의 세정에 사용되는 오존수 제조 장치 등으로서 유용하다.
1: 가스 용해액 제조 장치
2: 미스트수 공급부
3: 메인수 공급부
4: 오존 가스 공급부
5: 기체 용해부
6: 유스 포인트
7: 배기구
8: 기액 분리부
9: 제1 노즐
10: 제2 노즐
11: 미스트 혼합부
12: 액체 혼합부
13: 접속부
14: 개구

Claims (7)

  1. 제1 원료인 액체에 제2 원료인 기체를 용해시켜 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 기체 용해부와,
    상기 기체 용해부에 의하여 생성된 상기 가스 용해액을, 유스 포인트에 공급되는 공급 액체와 배기구로부터 배출되는 배출 기체로 기액 분리하는 기액 분리부
    를 구비하고,
    상기 기체 용해부는,
    상기 제1 원료인 액체를 미스트화하는 제1 노즐과,
    상기 제1 노즐에서 미스트화된 상기 제1 원료인 액체와 상기 제2 원료인 기체를 혼합하여 상기 소정 농도보다 고농도의 가스 용해액을 생성하는 미스트 혼합부와,
    상기 미스트 혼합부에서 생성된 고농도의 가스 용해액과 제1 원료인 액체를 혼합하여 상기 소정 농도의 가스 용해액을 생성하는 액체 혼합부
    를 구비하고,
    상기 미스트 혼합부는, 개구를 갖는 접속부를 구비하고,
    상기 미스트 혼합부에서 생성된 가스 용해액은 상기 개구를 통하여 상기 액체 혼합부에 공급되고,
    상기 접속부는, 상기 액체 혼합부에 공급된 상기 가스 용해액이 상기 액체 혼합부로부터 상기 미스트 혼합부로 역류하는 것을 억제하기 위해, 상기 개구를 향하여 서서히 직경이 작아지는 형상을 갖고 있고,
    상기 가스 용해액의 생성을 개시할 때에는,
    상기 미스트 혼합부로의 상기 제1 원료인 액체의 공급이 소정의 압력 P1에서 개시됨과 함께, 상기 미스트 혼합부로의 상기 제2 원료인 기체의 공급이 소정의 압력 P2에서 개시되고,
    그 후, 상기 액체 혼합부로의 상기 제1 원료인 액체의 공급이 소정의 압력 P0에서 개시되고,
    상기 가스 용해액의 생성을 정지할 때에는,
    상기 액체 혼합부로의 상기 제1 원료인 액체의 공급이 정지되고,
    그 후, 상기 미스트 혼합부로의 상기 제1 원료인 액체의 공급이 정지됨과 함께, 상기 미스트 혼합부로의 상기 제2 원료인 기체의 공급이 정지되는 것을 특징으로 하는 가스 용해액 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기체 용해부는, 상기 제2 원료인 기체를 정류하여 상기 미스트 혼합부에 공급하는 제2 노즐을 구비하고,
    상기 미스트 혼합부에서는, 상기 제1 노즐에서 미스트화된 상기 제1 원료인 액체와 상기 제2 노즐에서 정류된 상기 제2 원료인 기체가 혼합되어 상기 고농도의 가스 용해액이 생성되는, 가스 용해액 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 미스트 혼합부에 있어서 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐이 대향하여 배치되어 있는, 가스 용해액 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구의 직경은 10㎜ 이하인, 가스 용해액 제조 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 미스트 혼합부에 공급되는 상기 제1 원료인 액체의 압력 P1과 상기 제2 원료인 기체의 압력 P2는, 상기 액체 혼합부에 공급되는 상기 제1 원료인 액체의 압력 P0보다 높게 설정되어 있는, 가스 용해액 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 원료인 액체는 순수 또는 황산이고, 상기 제2 원료인 기체는 오존, 수소, 질소, 이산화탄소, 산소, 아르곤, 크세논 중 어느 것, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 기체인, 가스 용해액 제조 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6970007B2 (ja) * 2017-12-25 2021-11-24 株式会社荏原製作所 ガス溶解液製造装置
JP7059040B2 (ja) * 2018-02-23 2022-04-25 株式会社荏原製作所 ガス溶解液製造装置
JP7260429B2 (ja) * 2019-07-19 2023-04-18 株式会社荏原製作所 ガス溶解液製造装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314740A (ja) * 2000-05-12 2001-11-13 Kurita Water Ind Ltd ガス溶解洗浄水供給装置
JP2005177266A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭酸泉製造方法と炭酸泉製造装置
US20050279713A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-22 Osborn Gregory S System and method for dissolving gases in liquids
JP2016064386A (ja) * 2014-09-18 2016-04-28 株式会社荏原製作所 ガス溶解水製造装置および製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5924356Y2 (ja) * 1980-07-30 1984-07-19 三菱重工業株式会社 気体と液状体とを接触させる装置
KR19990044352A (ko) * 1996-10-25 1999-06-25 토시유끼 후나끼 가스와 액체를 용해시켜 혼합하기 위한 방법 및 장치
JP3775708B2 (ja) * 1998-04-16 2006-05-17 株式会社前川製作所 気液分散ガス吸収装置
JP5854668B2 (ja) * 2011-07-07 2016-02-09 芝浦メカトロニクス株式会社 気液混合流体生成装置、気液混合流体生成方法、処理装置及び処理方法
CN204034578U (zh) * 2014-09-01 2014-12-24 武汉工程大学 一种气液二相混合器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314740A (ja) * 2000-05-12 2001-11-13 Kurita Water Ind Ltd ガス溶解洗浄水供給装置
JP2005177266A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭酸泉製造方法と炭酸泉製造装置
US20050279713A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-22 Osborn Gregory S System and method for dissolving gases in liquids
JP2016064386A (ja) * 2014-09-18 2016-04-28 株式会社荏原製作所 ガス溶解水製造装置および製造方法

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