KR102639443B1 - 가스 용해액 공급 장치 및 가스 용해액 공급 방법 - Google Patents

가스 용해액 공급 장치 및 가스 용해액 공급 방법 Download PDF

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Abstract

가스 용해액 공급 장치는, 액체 공급부로부터 공급된 액체에 가스 공급부로부터 공급된 가스를 가스 용해부에서 용해시켜 가스 용해액을 생성하고, 가스 용해부에서 생성된 가스 용해액을 가스 용해액 탱크에 저류하여, 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 공급하고, 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액 중 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 측정하고, 측정 결과에 따라서, 액체 공급부로부터 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량을 조정한다.

Description

가스 용해액 공급 장치 및 가스 용해액 공급 방법{GAS DISSOLUTION LIQUID SUPPLY DEVICE AND GAS DISSOLUTION LIQUID SUPPLY METHOD}
본 출원은, 2019년 6월 4일에 출원된 일본 특허 출원 제2019-104150호의 우선권 이익을 주장하며,　그 전체 내용은 본 명세서에 참조를 위해 포함된다.
본 발명은, 가스 용해액 공급 장치 및 가스 용해액 공급 방법에 관한 것으로, 특히 가스 용해액의 원료가 되는 액체를 절약함과 함께, 생성되는 가스 용해액의 농도를 일정하게 하는 기술에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스 공장이나 액정 등의 전자 부품 제조 공장에 있어서의 제품의 세정은, 제조 프로세스의 복잡화, 회로 패턴의 미세화에 수반하여 점점 고도화되고 있다. 예를 들어, 「기능수」라고 불리는 초순수에 고순도의 가스 또는 고순도 가스와 약품을 용해한 특수한 액체(이후 「세정액」이라고도 함)의 사용에 의해 실리콘 웨이퍼에 부착된 미립자, 금속, 유기물 등을 제거하고 있다.
한편, 세정 처리 방식으로서는, 복수의 실리콘 웨이퍼를 동시에 침지 및 세정 조작을 반복하는 배치 처리 방식으로부터, 다품종 소량 생산의 제품에 대응하여 1매의 웨이퍼마다 약품 세정 및 초순수 세정을 행하는 매엽 처리 방식이 많이 채용되게 되었다. 매엽 처리 방식은, 배치 처리 방식과 비교하여, 웨이퍼 1매당 세정 공정 시간(이후 「택트 타임」이라고도 함)이 길고, 세정액의 사용량이 많아지기 때문에, 택트 타임의 단축 및 세정액 사용량의 저감이 요구되고 있다. 현 상황에서, 단시간의 효과적인 세정 및 세정액 사용량을 저감하기 위해서는, 복수의 기능수, 그리고 약품을 단독 또는 동시에 사용하여, 단시간에 세정 공정을 전환하는 고도의 세정 프로세스가 행해지고 있다.
기능수로서는, 초순수에 오존 가스를 용해시킨 오존수가 사용되고 있다. 오존수는, 일반적으로 오존수 제조 장치에서 제조된다. 세정 프로세스의 고도화 및 복잡화에 수반하여, 단시간의 세정 장치에 대한 오존수의 공급 및 정지가 요구된다. 그러나 오존수 제조 장치는 일단 오존수의 제조를 정지한 경우에는, 다시 요구 오존 농도 및 요구 유량의 오존수의 공급이 가능해질 때까지 일정 시간(이후 「상승 시간」이라고도 함)을 요한다. 따라서, 세정 장치에 대한 오존수의 공급 요구에 응하기 위해, 오존수를 오존 제조 장치에서 상시 제조하여, 세정 장치에 연속적으로 공급하고 있다. 이 때문에, 과잉의 오존수가 공급되게 되어, 실리콘 웨이퍼의 세정에 사용되지 않는 미사용 오존수는 배수로서 세정 장치로부터 배출된다. 오존수 제조를 위해 원료수로서 사용하는 초순수의 사용량이 대량이므로, 종래, 초순수의 사용량을 삭감하고, 오존수 공급 장치 내의 순환 경로 중의 오존수 농도를 설정한 농도로 유지하는 오존수 제조 장치가 제안되어 있다.
종래의 오존수 공급 장치에 있어서는, 유스 포인트에서 사용되지 않은 오존수는, 오존수 복귀 배관을 통해 순환조로 복귀되게 된다. 그러나 오존은 자기 분해하기 때문에, 순환 중에 오존 농도가 저하되어 버린다고 하는 사태가 발생할 수 있다. 그 때문에, 오존수 공급 장치에 있어서, 초순수의 사용량을 삭감할 수 있음과 함께, 오존 농도를 안정화할 수 있는 기술의 개발이 요망된다.
본 발명은, 상기한 과제에 비추어 이루어진 것이며, 가스 용해액의 원료가 되는 액체를 절약함과 함께, 생성되는 가스 용해액의 농도를 안정화할 수 있는 가스 용해액 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치는, 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 액체를 공급하는 액체 공급부와, 상기 액체 공급부로부터 공급된 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시켜 가스 용해액을 생성하는 가스 용해부와, 상기 가스 용해부에서 생성된 가스 용해액이 저류되는 가스 용해액 탱크와, 상기 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 가스 용해액을 공급하기 위한 공급 배관과, 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액을 상기 가스 용해부로 복귀시키기 위한 복귀 배관과, 상기 복귀 배관에 마련되고, 상기 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 유량 측정부와, 상기 복귀 배관에 마련되고, 상기 공급 배관 내의 압력을 일정하게 하는 압력 조정부와, 상기 유량 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부로부터 상기 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량을 조정하는 유량 조정부를 구비하고 있다.
다른 태양의 가스 용해액 공급 방법은, 액체 공급부로부터 공급된 액체에 가스 공급부로부터 공급된 가스를 가스 용해부에서 용해시켜 가스 용해액을 생성하는 것과, 상기 가스 용해부에서 생성된 가스 용해액을 가스 용해액 탱크에 저류하는 것과, 상기 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 공급하는 것과, 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액 중 상기 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 것과, 상기 복귀 배관에 마련되고, 유스 포인트에 가스 용해액을 공급하기 위한 공급 배관 내의 압력을 일정하게 하는 것과, 상기 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부로부터 상기 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량을 조정하는 것을 포함하고 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 공급 장치의 구성을 도시하는 설명도다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 공급 장치의 다른 예의 구성을 도시하는 설명도다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 가스 용해액 공급 장치의 또 다른 예의 구성을 도시하는 설명도다.
이하, 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 본 기술을 실시하는 경우의 일례를 나타내는 것이며, 본 기술을 이하에 설명하는 구체적 구성에 한정하는 것은 아니다. 본 기술의 실시에 있어서는, 실시 형태에 따른 구체적 구성이 적절하게 채용되어도 된다.
일 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치는, 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 액체를 공급하는 액체 공급부와, 상기 액체 공급부로부터 공급된 액체에 상기 가스 공급부로부터 공급된 가스를 용해시켜 가스 용해액을 생성하는 가스 용해부와, 상기 가스 용해부에서 생성된 가스 용해액이 저류되는 가스 용해액 탱크와, 상기 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 가스 용해액을 공급하기 위한 공급 배관과, 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액을 상기 가스 용해부로 복귀시키기 위한 복귀 배관과, 상기 복귀 배관에 마련되고, 상기 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 유량 측정부와, 상기 복귀 배관에 마련되고, 상기 공급 배관 내의 압력을 일정하게 하는 압력 조정부와, 상기 유량 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부로부터 상기 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량을 조정하는 유량 조정부를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 가스 용해부에서 액체(액체 공급부로부터 공급된 액체)에 가스(가스 공급부로부터 공급된 가스)를 용해시킴으로써 가스 용해액이 생성되어 가스 용해액 탱크에 저류된다. 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액 중, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량이 측정되고, 복귀 배관에 설치된 압력 조정부에 의해, 유스 포인트로의 공급 배관 내의 압력을 일정하게 할 수 있다. 또한, 측정 결과에 따라서 액체 공급부로부터 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량이 조정된다. 이에 의해, 가스 용해부에 공급되는 액체의 절약이 가능해진다.
게다가, 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량(액체 공급부로부터 공급되는 액체의 유량과, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 합한 총 유량)을 일정하게 하면, 가스 용해부에 공급하는 가스의 유량을 일정하게 함으로써, 기액의 접촉 시간을 일정하게 할 수 있어, 가스의 용해 효율을 일정하게 할 수 있으므로, 액체 공급부로부터 공급되는 액체의 유량에 의해, 발생 오존 가스 농도를 제어하는 것만으로 용이하게, 생성되는 가스 용해액의 농도를 일정하게 할 수 있다.
또한, 일 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치에서는, 상기 공급 배관에, 상기 가스 용해액 탱크로부터 상기 유스 포인트에 가스 용해액을 송출하기 위한 펌프가 마련되고, 상기 펌프는, 에어 구동식 펌프로 구성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 가스 용해액을 송출하기 위한 펌프로서, 에어 구동식 펌프가 사용되므로, 펌프의 온도 상승이 억제되고, 그 결과 가스 용해액의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 온도 상승이 억제되므로, 가스 용해부에서 가스의 용해도가 저하되는(온도 상승에 기인하여 가스가 용해되기 어려워지는) 것을 억제할 수 있다. 에어 구동식 펌프로서는, 예를 들어 벨로우즈 펌프나 다이어프램 펌프 등을 사용할 수 있다.
또한, 일 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치에서는, 상기 공급 배관에, 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 제2 유량 측정부가 마련되고, 상기 유량 조정부는, 상기 유량 측정부의 측정 결과와 상기 제2 유량 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부로부터 상기 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량을 조정해도 된다.
이 구성에 의하면, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량이 측정될 뿐만 아니라, 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액이 측정되고, 그들 측정 결과에 따라서 액체 공급부로부터 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량이 조정된다. 이에 의해, 가스 용해부에 공급되는 액체의 절약이 가능해진다.
또한, 일 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치에서는, 상기 복귀 배관에, 상기 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 온도를 측정하는 온도 측정부가 마련되어도 된다.
이 구성에 의하면, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 온도를 측정할 수 있으므로, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 온도를 파악하여 컨트롤하기 쉬워진다. 이에 의해, 복귀 배관으로부터 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 온도 상승을 억제할 수 있어, 가스 용해부에서 가스의 용해도가 저하되는(온도 상승에 기인하여 가스가 용해되기 어려워지는) 것을 억제할 수 있다.
또한, 일 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치에서는, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 가스는, 오존 가스이고, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 액체는, 순수이고, 상기 가스 용해액은, 오존수여도 된다.
이 구성에 의하면, 가스 용해부에 공급되는 순수의 절약이 가능해진다. 게다가, 생성되는 오존수의 농도(오존 농도)를 일정하게 할 수 있다.
일 실시 형태의 가스 용해액 공급 방법은, 액체 공급부로부터 공급된 액체에 가스 공급부로부터 공급된 가스를 가스 용해부에서 용해시켜 가스 용해액을 생성하는 것과, 상기 가스 용해부에서 생성된 가스 용해액을 가스 용해액 탱크에 저류하는 것과, 상기 가스 용해액 탱크로부터 유스 포인트에 공급하는 것과, 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액 중 상기 가스 용해부로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 것과, 상기 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부로부터 상기 가스 용해부에 공급되는 액체의 유량을 조정하는 것을 포함하고 있다.
이 방법에 의해서도, 상기한 장치와 마찬가지로, 가스 용해부에 공급되는 액체의 절약이 가능해진다. 게다가, 생성되는 가스 용해액의 농도를 일정하게 할 수 있다.
본 실시 형태의 오존수 공급 장치의 구성을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 오존수 공급 장치를 도시하는 설명도다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 오존수 공급 장치(1)는, 오존 가스의 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급부(2)와, 오존수의 원료가 되는 오존 가스를 원료 가스로부터 생성하는 방전부(3)와, 오존수의 원료가 되는 순수를 공급하는 순수 공급부(4)와, 순수 공급부(4)로부터 공급된 순수에 원료 가스 공급부(2)로부터 공급된 가스를 용해시켜 오존수를 생성하는 가스 용해부(5)와, 가스 용해부(5)에서 생성된 오존수가 저류되는 기액 분리 탱크(6)를 구비하고 있다.
방전부(3)는, 방전에 의해 원료 가스로부터 오존 가스를 발생시키는 기능을 구비하고 있다. 원료 가스로서는, 산소 가스를 주성분으로 한 가스가 사용되고, 예를 들어 산소 가스와 질소 가스의 혼합 가스, 산소 가스와 탄산 가스의 혼합 가스, 산소 가스와 질소 가스와 탄산 가스의 혼합 가스, 산소 가스, 공기 등이 사용된다. 또한, 원료 가스 공급부(2)는, 원료 가스 공급부(2)로부터 방전부(3)에 공급하는 원료 가스의 유량을 조정함으로써, 가스 용해부(5)에 공급하는 오존 가스의 유량을 조정하는 기능을 구비하고 있다.
순수 공급부(4)는, 순수 공급부(4)로부터 가스 용해부(5)에 공급하는 순수의 유량을 측정하는 순수 유량계(7)와, 순수 공급부(4)로부터 가스 용해부(5)에 공급하는 순수의 유량을 조정하는 순수 유량 조정부(8)를 구비하고 있다.
가스 용해부(5)로서는, 예를 들어 이젝터나 아스피레이터를 사용할 수 있다. 이젝터나 아스피레이터는, 벤츄리 효과를 이용하여 오존 가스를 순수에 용해시킬 수 있다. 이젝터나 아스피레이터를 사용한 경우, 중공사막을 사용한 오존 용해 탱크에 비해, 정기 교환이 불필요해지고, 용해율도 향상된다.
기액 분리 탱크(6)는, 가스 용해부(5)에서 용해되지 않은 오존 가스와 오존수를 분리하기 위한 탱크이며, 오존수나 오존 가스에 접하는 부분이, 오존수나 오존 가스에 내성을 갖는 재료(예를 들어, 불소 수지 등)로 구성되어 있다. 그리고 기액 분리 탱크(6)는, 기액 분리 탱크(6)에 저류된 오존수의 수위를 측정하는 수위계(9)와, 기액 분리 탱크(6)에 저류된 오존 가스(미용해 오존 가스)를 산소 가스로 분해하는 오존 가스 분해기(10)를 구비하고 있다. 또한, 오존수 공급 장치(1)에는, 기액 분리 탱크(6) 내의 압력을 일정하게 유지하는 제1 압력 조정부(11)가 마련되어 있다.
또한, 오존수 공급 장치(1)는, 기액 분리 탱크(6)에 저류된 오존수를 유스 포인트(반도체 제조 장치 등)에 송출하기 위한 펌프(12)와, 기액 분리 탱크(6)로부터 유스 포인트에 오존수를 공급하기 위한 공급 배관(13)과, 유스 포인트에 공급하는 오존수를 순환시켜 가스 용해부(5)로 복귀시키기 위한 복귀 배관(14)을 구비하고 있다.
펌프(12)는, 예를 들어 에어 구동식 펌프로 구성되어 있다. 펌프(12)는, 오존수나 오존 가스에 접하는 부분이, 오존수나 오존 가스에 내성을 갖는 재료(예를 들어, 불소 수지 등)로 구성되어 있다. 에어 구동식 펌프로서는, 예를 들어 벨로우즈 펌프나 다이어프램 펌프 등을 사용할 수 있다.
복귀 배관(14)에는, 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 유량을 측정하는 제1 유량계(15)가 마련되어 있다. 또한, 공급 배관(13)에는, 유스 포인트에 공급되는 오존수의 유량을 측정하는 제2 유량계(16)가 마련되어 있다. 또한, 공급 배관(13)에는, 유스 포인트에 공급되는 오존수의 압력을 측정하는 압력 센서(17)가 마련되어 있고, 복귀 배관(14)에는, 공급 배관(13)과 복귀 배관(14) 내의 압력을 일정하게 유지하는 제2 압력 조정부(18)가 마련되어 있다.
제2 압력 조정부(18)는, 압력 센서(17)로 측정한 오존수의 압력이 일정해지도록, 개방도를 조정하여 제어하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 공급 배관(13)에 제3 압력 조정부(26)를 설치하여 압력을 조정해도 된다.
순수 유량 조정부(8)는, 제1 유량계(15)와 제2 유량계(16)의 측정 결과에 따라서, 순수 공급부(4)로부터 가스 용해부(5)에 공급하는 순수의 유량을 조정한다. 또한, 제2 유량계(16)는 반드시 필요한 것은 아니다. 제2 유량계(16)가 마련되어 있지 않은 경우에는, 순수 유량 조정부(8)는, 유스 포인트에서 미사용 시의 제1 유량계(15)의 측정 결과에 따라서, 순수 공급부(4)로부터 가스 용해부(5)에 공급하는 순수의 유량을 조정한다.
원료 가스 공급부(2)는, 가스 용해부(5)에 공급되는 액체의 유량(순수 공급부(4)로부터 가스 용해부(5)에 공급되는 순수의 유량과, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)에 공급되는 오존수의 유량을 합한 총 유량)에 따라서, 오존 가스의 원료 가스의 유량을 조정함으로써, 방전부(3)로부터 가스 용해부(5)에 공급하는 오존 가스의 유량을 조정한다.
복귀 배관(14)에는, 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 온도를 측정하는 온도계(19)가 마련되어 있다. 또한, 이 온도계(19)는, 반드시 필요한 것은 아니다. 또한, 복귀 배관(14)에는, 가스 용해부(5)에 공급되는 오존수의 농도를 계측하기 위한 농도계(20)와, 농도계(20)의 제로점을 계측하기 위한 제로점 계측 배관(21)이 마련되어 있다.
공급 배관(13)에는, 유스 포인트에 공급하는 오존수의 일부를 드레인으로부터 배수하기 위한 배수 배관(22)이, 분기되어 마련되어 있다. 또한, 순수 공급부(4)와 가스 용해부(5)를 접속하는 배관에는, 순수 공급부(4)의 하류측에 제1 밸브(23)가 마련되어 있고, 가스 용해부(5)의 상류측에 제2 밸브(24)가 마련되어 있다. 또한, 복귀 배관(14)에는, 제2 압력 조정부(18)의 하류측에 제3 밸브(25)가 마련되어 있다.
이러한 본 실시 형태의 가스 용해액 공급 장치에 의하면, 가스 용해부(5)에서 순수에 오존 가스를 용해시킴으로써, 오존수가 생성되어 기액 분리 탱크(6)에 저류된다. 기액 분리 탱크(6)로부터 유스 포인트에 공급되는 오존수 중, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 유량이 측정되고, 측정 결과에 따라서 액체 공급부로부터 가스 용해부(5)에 공급되는 순수의 유량이 조정된다. 이에 의해, 가스 용해부(5)에 공급되는 순수의 절약이 가능해진다.
본 실시 형태에서는, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 유량이 측정될 뿐만 아니라, 기액 분리 탱크(6)로부터 유스 포인트에 공급되는 오존수가 측정되고, 그들 측정 결과에 따라서 액체 공급부로부터 가스 용해부(5)에 공급되는 순수의 유량이 조정된다. 이에 의해, 가스 용해부(5)에 공급되는 순수의 절약이 가능해진다.
예를 들어, 유스 포인트에서의 오존수의 사용량이 제로인 경우에는, 제1 유량계(15)에서 측정한 유량이 최댓값이 되고, 제2 유량계(16)에서 측정한 유량이 제로가 된다. 이러한 측정 결과가 얻어진 경우에는, 제2 밸브(24)를 폐쇄함으로써, 가스 용해부(5)에 공급되는 순수를 절약할 수 있다.
또한, 유스 포인트에서의 오존수의 사용량이 변화된 경우에는, 제1 유량계(15)와 제2 유량계(16)의 측정 결과에 따라서, 제2 밸브(24)를 개방하여, 가스 용해부(5)에 공급되는 순수의 유량을 순수 유량 조정부(8)에서 조정한다. 이에 의해, 가스 용해부(5)에 공급되는 순수를 절약할 수 있다.
이때, 가스 용해부(5)에 공급되는 액체의 유량(액체 공급부로부터 공급되는 순수의 유량과, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 유량을 합한 총 유량)을 일정하게 하면, 가스 용해부(5)에 공급하는 오존 가스의 유량을 일정하게 함으로써, 기액의 접촉 시간을 일정하게 할 수 있어, 오존 가스의 용해 효율을 일정하게 할 수 있다. 즉, 생성되는 오존수의 농도를 용이하게 일정하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기액 분리 탱크(6)로부터 유스 포인트에 오존수를 송출하기 위한 펌프(12)로서, 에어 구동식 펌프가 사용되므로, 펌프(12)의 온도 상승이 억제되고, 그 결과, 오존수의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 온도 상승이 억제되므로, 가스 용해부(5)에서 오존 가스의 용해도가 저하되는(온도 상승에 기인하여 오존 가스가 용해되기 어려워지는) 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 온도를 측정할 수 있으므로, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 온도를 파악하여 컨트롤하기 쉬워진다. 이에 의해, 복귀 배관(14)으로부터 가스 용해부(5)로 복귀되는 오존수의 온도 상승을 억제할 수 있어, 가스 용해부(5)에서 오존 가스의 용해도가 저하되는(온도 상승에 기인하여 오존 가스가 용해되기 어려워지는) 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기액 분리 탱크(6)의 압력을 0 내지 100KPa로 조정할 수 있는 제1 압력 조정부(11)가 설치되어 있기 때문에, 기액 분리 탱크(6)에 압력을 높게 함으로써 용해도가 상승하여 공급 오존 가스량을 적게 할 수 있다. 단, 압력을 지나치게 올리면 에어 구동식 펌프(12)의 동작을 저해하여, 유스 포인트로부터 미사용 오존수를 복귀시킬 수 없으므로, 기액 분리 탱크(6)의 압력의 범위는 0 내지 100KPa가 바람직하다
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시에 의해 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이들에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재된 범위 내에서 목적에 따라서 변경·변형하는 것이 가능하다.
예를 들어, 이상의 설명에서는, 순수에 오존 가스를 용해시켜 오존수를 생성하는 순환식 오존수 공급 장치(1)를 예시하여 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 원료가 되는 가스는 오존 가스에 한정되지 않고, 또한 원료가 되는 액체도 순수에 한정되지 않는다. 예를 들어, 순수에 이산화탄소를 용해시켜 탄산수를 제조해도 되고, 순수에 질소를 용해시켜 질소수를 제조해도 된다. 또한, 순수에 수소를 용해시켜 수소수를 제조해도 된다. 그 밖에, 본 발명은, 기능수를 제조하기 위한 가스 용해에 적용할 수 있다.
또한, 이상의 설명에서는, 복귀 배관(14)이 유스 포인트에 공급되기 전(유스 포인트의 상류측)에서 분기되어 마련되는 예에 대해 설명하였지만, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복귀 배관(14)은 유스 포인트를 경유하여(유스 포인트의 하류측에) 마련되어도 된다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 가스 용해액 공급 장치는, 가스 용해액의 원료가 되는 액체를 절약함과 함께, 생성되는 가스 용해액의 농도를 안정화할 수 있다고 하는 효과를 갖고, 예를 들어 순수에 오존 가스를 용해시켜 오존수를 생성하는 오존수 공급 장치 등으로서 유용하다.
1: 오존수 공급 장치
2: 원료 가스 공급부
3: 방전부(가스 공급부)
4: 순수 공급부(액체 공급부)
5: 가스 용해부
6: 기액 분리 탱크(가스 용해액 탱크)
7: 순수 유량계
8: 순수 유량 조정부
9: 수위계
10: 오존 가스 분해기
11: 제1 압력 조정부
12: 펌프
13: 공급 배관
14: 복귀 배관
15: 제1 유량계(유량 측정부)
16: 제2 유량계(제2 유량 측정부)
17: 압력 센서
18: 제2 압력 조정부
19: 온도계(온도 측정부)
20: 농도계
21: 제로점 계측 배관
22: 배수 배관
23: 제1 밸브
24: 제2 밸브
25: 제3 밸브
26: 제3 압력 조정부

Claims (7)

  1. 가스 용해액의 원료가 되는 가스를 공급하는 가스 공급부(3)와,
    상기 가스 용해액의 원료가 되는 액체를 공급하는 액체 공급부(4)와,
    상기 액체 공급부(4)로부터 공급된 액체에 상기 가스 공급부(3)로부터 공급된 가스를 용해시켜 가스 용해액을 생성하는 가스 용해부(5)와,
    상기 가스 용해부(5)에서 생성된 가스 용해액이 저류되는 가스 용해액 탱크(6)와,
    상기 가스 용해액 탱크(6)로부터 유스 포인트에 가스 용해액을 공급하기 위한 공급 배관(13)과,
    상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액을 상기 가스 용해부(5)로 복귀시키기 위한 복귀 배관(14)과,
    상기 복귀 배관(14)에 마련되고, 상기 가스 용해부(5)로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 제1 유량 측정부(15)와,
    상기 공급 배관에 마련되고, 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액의 유량을 측정하는 제2 유량 측정부(16)와,
    상기 복귀 배관(14)에 마련되고, 상기 공급 배관(13) 내의 압력을 일정하게 하는 제2 압력 조정부(18)와,
    상기 제1 유량 측정부(15)의 측정 결과 및 제2 유량 측정부의 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부(4)로부터 상기 가스 용해부(5)에 공급되는 액체의 유량을 조정하는 유량 조정부(8)를 구비하고,
    상기 가스 용해액은, 상기 공급 배관을 통해 상기 가스 용해액 탱크로부터 상기 유스 포인트에 공급되고,
    상기 복귀 배관은, 상기 유스 포인트의 상류측에서 상기 공급 배관으로부터 분기되어, 상기 가스 용해부에 접속되는,
    가스 용해액 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 배관(13)에는, 상기 가스 용해액 탱크(6)로부터 상기 유스 포인트에 가스 용해액을 송출하기 위한 펌프(12)가 마련되고,
    상기 펌프(12)는, 에어 구동식 펌프로 구성되어 있는, 가스 용해액 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복귀 배관(14)에는, 상기 가스 용해부(5)로 복귀되는 가스 용해액의 온도를 측정하는 온도 측정부(19)가 마련되어 있는, 가스 용해액 공급 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    0 내지 100KPa의 범위 내로 유지되는 상기 가스 용해액 탱크(6)의 압력을 조정할 수 있는 제1 압력 조정부(11)가 마련되어 있는, 가스 용해액 공급 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 공급부(3)는, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 오존 가스를 공급하고,
    상기 액체 공급부(4)는, 상기 가스 용해액의 원료가 되는 순수를 공급하며,
    상기 가스 용해액은, 오존수인, 가스 용해액 공급 장치.
  6. 액체 공급부(4)로부터 공급된 액체에 가스 공급부(3)로부터 공급된 가스를 가스 용해부(5)에서 용해시켜 가스 용해액을 생성하는 것과,
    상기 가스 용해부(5)에서 생성된 가스 용해액을 가스 용해액 탱크(6)에 저류하는 것과,
    공급 배관을 통해 상기 가스 용해액을 상기 가스 용해액 탱크(6)로부터 유스 포인트에 공급하는 것과,
    상기 가스 용해액이 상기 가스 용해액 탱크로부터 공급된 후이며 상기 가스 용해액이 상기 유스 포인트에 공급되기 전에, 상기 공급 배관을 통해 상기 유스 포인트에 공급되는 상기 가스 용해액을, 상기 유스 포인트의 상류측에서 상기 공급 배관으로부터 분기되어 상기 가스 용해부에 접속되는 복귀 배관을 통해 상기 가스 용해부로 복귀시키는 것과,
    상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액 중, 상기 복귀 배관을 통해 상기 가스 용해부(5)로 복귀되는 가스 용해액의 유량을 제1 유량 측정부에 의해 측정하는 것과,
    상기 공급 배관을 통해 상기 유스 포인트에 공급되는 가스 용해액의 유량을 제2 유량 측정부에 의해 측정하는 것과,
    유스 포인트에 가스 용해액을 공급하기 위한 공급 배관(13) 내의 압력을 일정하게 하는 것과,
    상기 제1 유량 측정부에 의한 상기 측정 결과 및 상기 제2 유량 측정부에 의한 상기 측정 결과에 따라서, 상기 액체 공급부(4)로부터 상기 가스 용해부(5)에 공급되는 액체의 유량을 유량 조정부에 의해 조정하는 것을
    포함하는, 가스 용해액 공급 방법.
  7. 삭제
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