WO2020202271A1 - オゾン供給装置およびオゾン供給方法 - Google Patents

Abstract

前の供給工程時に残留した高濃度オゾンが、次の吸着工程時に漏出し廃棄されていた。このため、第１吸脱着塔（３ａ）および第２吸脱着塔（３ｂ）と、第１吸脱着塔（３ａ）から排出されるガスを装置外へ排出する排気用ガス回路（Ｒ０）と、前記第１吸脱着塔（３ａ）から排出したガスを第２吸脱着塔（３ｂ）に通してから装置外部へ排出する吸着回収用ガス回路（Ｒ１）と、排気用ガス回路（Ｒ０）と吸着回収用ガス回路（Ｒ１）の流路を切り替える回路切替器（５）と、第１吸脱着塔（３ａ）の状態と第２吸脱着塔（３ｂ）の状態とに応じて回路切替器（５）の開閉を制御する制御部（６）とを備えた。

Description

オゾン供給装置およびオゾン供給方法

　本願は、オゾン供給装置およびオゾン供給方法に関するものである。

　オゾンは強力な酸化剤として水環境浄化、半導体洗浄等、多岐に渡る分野で利用されている。オゾンを発生させるオゾン発生装置のオゾン濃度の上限値は体積分率２０％程度である。このため、吸着剤が充填された吸脱着塔を使用して、オゾン発生装置で生成された混合ガス（酸素とオゾン）を、吸着、濃縮、脱着を行うことによって高濃度のオゾンを得ることが行われている。

　オゾン供給装置においては、オゾン供給対象にオゾンを供給する量を変更可能な制御が望まれる。
　一方、オゾンを利用する側（需要側）、例えば廃水処置においては、一般的に、流入する廃水の流入量および水質が時々刻々と変化する。そのため、廃水処理に必要なオゾンの最適な供給量も時々刻々と変化する。したがって、一定量のオゾンが供給される場合には、廃水処理量に対してオゾン供給量が過剰又は過小となる状態が生じ得る。オゾンの供給量が過剰であれば不経済であり、オゾンの供給量が過小であれば、処理が不十分になる恐れが生じる。そのため、オゾン供給装置においては、オゾンの需要の変動に応じた供給量とする制御が求められる。

　しかし、オゾンを供給する側としては、オゾンを効率良く製造することおよび安定して供給することが必要である。そのため、従来技術として、複数の吸脱着塔を備え、吸脱着搭によりオゾンが吸着された後のガスをオゾン発生器に戻す循環配管と、吸脱着搭からオゾンを取り出すオゾン放出手段とを備え、オゾンを吸着貯蔵する際に吸脱着塔から漏れ出たオゾンを別の吸脱着塔で吸着回収することにより、吸着時に廃棄されるオゾンを利用可能とする技術（特許文献１）が提案されている。

特開平０９‐２３５１０４号公報

　しかし、従来技術においては、オゾンを供給した後の吸脱着塔を次サイクルの吸着回収用として使用するため、前のオゾンを供給する工程時に残留した高濃度オゾンが、吸着の工程の開始の際に吸脱着塔に導入される酸素および低濃度のオゾンによって吸脱着塔出口に押し出され、吸脱着塔から漏出させられる。このため高濃度のオゾンが廃棄され、製造したオゾンを有効に利用できる割合（オゾン利用率）が低下し、装置のランニングコストが増加するという問題が生じていた。

　本願は、前述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、オゾン利用率の向上を実現するオゾン供給装置およびオゾン供給方法を提供することを目的とする。

　本願に開示されるオゾン供給装置は、吸着剤が収容された第１吸脱着塔および第２吸脱着塔によりオゾンガスを濃縮して供給するオゾン供給装置において、前記第１吸脱着塔から排出されるガスを装置外へ排出する排気用ガス回路と、前記排気用ガス回路とは異なり前記第１吸脱着塔から排出したガスを前記第２吸脱着塔に通してから装置外部へ排出する吸着回収用ガス回路と、前記排気用ガス回路と前記吸着回収用ガス回路の流路を切り替える回路切替器と、前記第１吸脱着塔の状態と前記第２吸脱着塔の状態とに応じて前記回路切替器の開閉を制御する制御部を備えたものである。

　本願は、第１吸脱着塔の状態と、第２吸脱着塔の状態とを比較した結果に応じて、第１吸脱着塔のオゾンガスを排気するか、第２吸脱着塔に通すようにするかを選択して制御するようにしたので、第１吸脱着塔の吸着工程において生成され、供給工程時に残留した高濃度のオゾンガスが漏出することを抑制することが可能となり、オゾン利用率の向上を実現することができる。

実施の形態１によるオゾン供給装置を示す構成図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の第１吸着工程において第１吸脱着塔からガスを装置外へ排出する経路を示すガス回路図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の第１吸着工程において第１吸脱着塔から排出したガスを第２吸脱着塔に通してから装置外部へ排出する経路を示すガス回路図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の第１供給工程において第１吸脱着塔から供給対象へガスを供給する経路を示すガス回路図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の第２吸着工程において第１吸脱着塔から排出されるガスを装置外へ排出する経路を示すガス回路図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の第２吸着工程において第１吸脱着塔から排出したガスを第２吸脱着塔に通してから装置外部へ排出する経路を示すガス回路図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の第２供給工程において第１吸脱着塔から供給対象へガスを供給する経路を示すガス回路図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の吸着工程における外部に排出されるオゾン化ガスのオゾン濃度の経時変化を、比較例１と比較して示す特性図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の吸着工程における外部に排出されるオゾン化ガスのオゾン濃度の経時変化を、比較例２と比較して示す特性図である。 実施の形態１のオゾン供給装置の改良例の吸着工程における外部に排出されるオゾン化ガスのオゾン濃度の経時変化を、実施の形態１のオゾン供給装置と比較して示す特性図である。 実施の形態２によるオゾン供給装置を示す構成図である。 実施の形態３によるオゾン供給装置を示す構成図である。 実施の形態４によるオゾン供給装置を示す構成図である。 実施の形態の制御部の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
　図１は本願の実施の形態１のオゾン供給装置を示す構成図である。
　この実施の形態１のオゾン供給装置１００は、原料ガス源１、オゾン発生部２、第１吸脱着塔３ａ、第２吸脱着塔３ｂを備えている。第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂの内部には、吸着剤４ａ、４ｂが充填されている。オゾン発生部２と第１吸脱着塔３ａとの間、オゾン発生部２と第２吸脱着塔３ｂとの間、第１吸脱着塔３ａと第２吸脱着塔３ｂとの間には、それぞれガスを流通させるガス回路が設けられている。それぞれのガス回路には回路切替器５が設けられている。この回路切替器５は、制御部６によって開閉が制御されている。制御部６は、第１濃度計測部７ａによって計測された測定値と第２濃度計測部７ｂによって計測された測定値に基づいて制御操作を行う。なお、図において、制御部６から回路切替器５への信号線の表示は、省略されている。

　回路切替器５は、各構成要素間を接続するために設置されたガス回路を開閉することにより、排気用ガス回路Ｒ０ａ、Ｒ０ｂ、吸着回収用ガス回路Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、供給用ガス回路Ｒ２ａ、Ｒ２ｂをそれぞれ選択的に形成することができる。
　ここでは、オゾン発生部２と第１吸脱着塔３ａの第１入出口３ａ１とを接続するガス回路の途中に設置されたものを第１回路切替器５ａ１、オゾン発生部２と第２吸脱着塔３ｂの第１入出口３ｂ１とを接続するガス回路の途中に設置されたものを第５回路切替器５ｂ１、第１濃度計測部７ａから外部に開口されたガス回路の途中に設置されたものを第２回路切替器５ａ２、第２濃度計測部７ｂから外部に開口されたガス回路の途中に設置されたものを第６回路切替器５ｂ２、第１濃度計測部７ａから第２吸脱着塔３ｂとを接続するガス回路の途中に設置されたものを第３回路切替器５ａ３、第２濃度計測部７ｂから第１吸脱着塔３ａとを接続するガス回路の途中に設置されたものを第７回路切替器５ｂ３、第１吸脱着塔３ａの第１入出口３ａ１から外部に開口されたガス回路の途中に設置されたものを第４回路切替器５ａ４、第２吸脱着塔３ｂの第１入出口３ｂ１から外部に開口されたガス回路の途中に設置されたものを第８回路切替器５ｂ４、とそれぞれ称するものとする。
　なお、ここで、第１～第４回路切替器５ａ１～５ａ４、第５～第８回路切替器５ｂ１～５ｂ４を総称するときには単に回路切替器と称して符号５を用いている。
　また、以下において、酸素、窒素、窒素酸化物等のオゾン以外のガスを原料ガスと称するものとし、また、原料ガスとオゾンガスとの混合体をオゾン化ガスと称するものとする。

　原料ガス源１は、例えばボンベ、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｗｉｎｇ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）装置などが使用され、原料ガス源１はオゾン発生部２に原料ガスを供給する。また、オゾン発生部２は、原料ガス源１から供給される原料ガスを利用してオゾンを含むオゾン化ガスを生成する。

　第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂは、ガスを導入および排出する入出口を備えており、第１吸脱着塔３ａの下部に設置された入出口を第１入出口３ａ１、第１吸脱着塔３ａの上部に設置された入出口を第２入出口３ａ２、第２吸脱着塔３ｂの下部に設置された入出口を第１入出口３ｂ１、第２吸脱着塔３ｂの上部に設置された入出口を第２入出口３ｂ２、とそれぞれ称するものとする。なお、ここで、「上部」、「下部」として表現しているが、これは、図面上の説明であって、上下左右の配置は、適宜任意に変更できる。

　第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂの吸着剤４ａ、４ｂは、オゾン発生部２から第１吸脱着塔３ａまたは第２吸脱着塔３ｂに導入したオゾン化ガスに含まれるオゾンを優先的に吸着する材料が好適に使用される。この場合の吸着剤４ａ、４ｂとしては、共に同じ種類のものであっても、あるいは互いに異なる種類のものであってもよい。吸着剤４ａ、４ｂの具体例としては、例えばシリカゲルが使用される。吸着剤４ａ、４ｂの吸着特性によって、吸着剤４ａ、４ｂの表面でのオゾン濃度はオゾン化ガス中のオゾン濃度よりも高くなる。

　制御部６は、例えばマイクロコンピュータ等で構成され、回路切替器５に制御指令を与えることによりその開閉動作を制御する。なお、回路切替器５の開閉動作は、制御部６からの制御指令だけでなく、手動によって動作させることも可能である。
　第１吸脱着塔３ａの第２入出口３ａ２から外部に開口されたガス回路の途中には、第１濃度計測部７ａと第２回路切替器５ａ２が配置され、第２吸脱着塔３ｂの第２入出口３ｂ２から外部に開口されたガス回路の途中には、第２濃度計測部７ｂと第６回路切替器５ｂ２が配置されている。すなわち、第１濃度計測部７ａは、吸着回収用ガス回路Ｒ１と排気用ガス回路Ｒ０との分岐点と第１吸脱着塔３ａとの間に設置され、第２濃度計測部７ｂは、吸着回収用ガス回路Ｒ１と排気用ガス回路Ｒ０との分岐点と第２吸脱着塔３ｂとの間に設置されている。第１濃度計測部７ａおよび第２濃度計測部７ｂは、第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂから排出されるオゾンもしくは酸素の濃度を計測するもので、計測の方式および構成は問わない。

　次に、上記構成を備えたオゾン供給装置１００の動作について説明する。
　この実施の形態１のオゾン供給装置１００は、制御部６からの制御指令により、回路切替器５を開閉動作させることにより、排気用ガス回路Ｒ０、吸着回収用ガス回路Ｒ１、および供給用ガス回路Ｒ２を選択的に形成する。
　以下、排気用ガス回路Ｒ０、吸着回収用ガス回路Ｒ１、および供給用ガス回路Ｒ２の構成およびその作用について、図２から図７を用いてさらに詳述する。なお、ここでは排気用ガス回路Ｒ０および吸着回収用ガス回路Ｒ１におけるガス処理工程を吸着工程と称し、供給用ガス回路Ｒ２におけるガス処理工程を供給工程と称する。

　まずは、オゾン発生部２で生成された混合ガスを第１吸脱着塔３ａに導入する。混合ガスは、第１吸脱着塔３ａの吸着剤４ａに所定の圧力で吸着される。オゾンの方が酸素より優先的に吸着剤４ａに吸着され易い性質のため、吸着されなかった酸素が優先的に第１吸脱着塔３ａから漏れ出される。その後、オゾンの方が吸着剤４ａから脱着されにくい性質を利用して、第１吸脱着塔３ａの圧力を徐々に低下させることによって酸素を優先的に選択的に引き抜く。そして大半の酸素が引き抜かれることによって第１吸脱着塔３ａの内のオゾン濃度が高められ、所定濃度になった段階で、第１吸脱着塔３ａの出口を、供給用ガス回路Ｒ２として、オゾンを供給する先の供給対象に切り替え、高濃度のオゾンを送出する。

　また、排気用ガス回路Ｒ０は、第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂをオゾン吸着用として使用している回路である。吸着回収用ガス回路Ｒ１は、第１吸脱着塔３ａをオゾン吸着用として使用し、第２吸脱着塔３ｂを第１吸脱着塔３ａから漏出したオゾンの吸着回収用とした場合、および第２吸脱着塔３ｂをオゾン吸着用として使用し、第１吸脱着塔３ａを第２吸脱着塔３ｂから漏出したオゾンの吸着回収用とした場合の回路である。さらに、供給用ガス回路Ｒ２は、第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂから高濃度のオゾンを供給先に送出する回路である。

　第１吸着工程においては、図２に示す第１排気用ガス回路Ｒ０ａと、図３に示す第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａとが、吸脱着塔３から排出されるガス濃度を参照し、装置外に排出されるオゾン量が少なくなるように回路が選択される。
　第１排気用ガス回路Ｒ０ａは、図２に示すように、制御部６からの制御指令により、第１回路切替器５ａ１および第２回路切替器５ａ２を共に開状態、第３回路切替器５ａ３、第４回路切替器５ａ４、第５回路切替器５ｂ１、第６回路切替器５ｂ２、第７回路切替器５ｂ３、および第８回路切替器５ｂ４がいずれも閉状態にすることにより形成される。

　この第１排気用ガス回路Ｒ０ａでは、原料ガス源１から酸素を含む原料ガスがオゾン発生部２へ導入され、オゾン発生部２は原料ガスをオゾン化する。オゾン発生部２で発生されたオゾン化ガスは、第１回路切替器５ａ１を通じて第１吸脱着塔３ａの第１入出口３ａ１から第２入出口３ａ２の方向で通過し、内に収容された吸着剤４ａにオゾンが吸着される。
　第１吸脱着塔３ａ内で吸着されなかったオゾン化ガスは、第１濃度計測部７ａ、第２回路切替器５ａ２を通じて外部に排出される。

　第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａは、図３に示すように、制御部６からの制御指令により、第１回路切替器５ａ１、第３回路切替器５ａ３、および第６回路切替器５ｂ２が開状態にされ、第２回路切替器５ａ２、第４回路切替器５ａ４、第５回路切替器５ｂ１、第７回路切替器５ｂ３、および第８回路切替器５ｂ４が閉状態にされることにより形成される。

　この第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａでは、原料ガス源１から酸素を含む原料ガスがオゾン発生部２へ導入され、オゾン発生部２は原料ガスをオゾン化する。オゾン発生部２で発生されたオゾン化ガスは、第１回路切替器５ａ１を通じて第１吸脱着塔３ａの第１入出口３ａ１から第２入出口３ａ２の方向で通過し、吸着剤４ａにオゾンが吸着される。

　第１吸脱着塔３ａ内で吸着されなかったオゾン化ガスは、第１濃度計測部７ａ、第３回路切替器５ａ３を通じて第２吸脱着塔３ｂの第１入出口３ｂ１から第２入出口３ｂ２の方向で通過し、吸着剤４ｂにオゾンが吸着される。第２吸脱着塔３ｂの第２入出口３ｂ２から排出されたガスは、第２濃度計測部７ｂ、第６回路切替器５ｂ２を通じて外部に排出される。

　吸着工程中のガス回路は、制御部６が、制御部６に入力された第１濃度計測部７ａおよび第２濃度計測部７ｂの測定値を参照し、計測ガスがオゾンの場合には、第１濃度計測部７ａの測定値が、第２濃度計測部７ｂの測定値以下の場合は、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを選択する。また、第１濃度計測部７ａの測定値が、第２濃度計測部７ｂの測定値よりも大きい場合は、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを選択する。

　ここで、第１濃度計測部７ａおよび第２濃度計測部７ｂの計測ガスがオゾンの場合を示したが、この計測ガスが酸素の場合には、結果が異なり、次のようになる。すなわち、計測ガスが酸素の場合には、第１濃度計測部７ａの測定値が、第２濃度計測部７ｂの測定値よりも低い場合は、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを選択し、第１濃度計測部７ａの測定値が、第２濃度計測部７ｂの測定値以上の場合は、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを選択することになる。

　制御部６が、第１濃度計測部７ａの測定値と第２濃度計測部７ｂの測定値の相違に応じてガスの流路を切り換えることにより、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択できる。なお、第１濃度計測部７ａおよび第２濃度計測部７ｂにおいて測定する対象のガスをオゾンとするのか酸素とするのかについて説明したが、これは、原料ガスの主成分が酸素であることから、第１濃度計測部７ａおよび第２濃度計測部７ｂに導入される主要なガス成分はオゾンと酸素である。そのため、酸素の濃度を計測することで、間接的にオゾンの濃度を検知することができ、計測ガスを変えることによって、測定条件の大小関係が反対となる。

　制御部６は、第１吸脱着塔３ａのうちに収容されている吸着剤４ａへのオゾンの吸着量が一定量に達した場合、または吸着に係る時間が所定時間を経過した場合、あるいは動作移行信号が外部より入力される場合など、予め設定した条件を満たしたと判断すると、回路切替器５を制御することにより、第１供給工程に移行する。

　第１供給工程においては、図４に示す第１供給用ガス回路Ｒ２ａの形成を行う。
　第１供給用ガス回路Ｒ２ａは、図４に示すように、制御部６からの制御指令により、第４回路切替器５ａ４が開状態にされ、第１回路切替器５ａ１、第２回路切替器５ａ２、第３回路切替器５ａ３、第５回路切替器５ｂ１、第６回路切替器５ｂ２、第７回路切替器５ｂ３、および第８回路切替器５ｂ４がいずれも閉状態にされることにより形成される。

　この第１供給用ガス回路Ｒ２ａでは、第１吸脱着塔３ａの中のガスが、第１入出口３ａ１から第４回路切替器５ａ４を通じて外部の供給対象すなわちオゾンガスを必要とする需要先に向けて排出される。
　制御部６は、オゾンガスの需要先から、オゾンガスの必要量の要求が寄せられた場合、定常的な要求との差を変化量として把握して、定常的に脱着しているオゾン量を変化量に応じて、回路切替器５の切り替えの時間を変更することによって、最適なオゾン量を供給することができる。制御部６は、算出された切り替えの時間に到達した際に、回路切替器５を制御することにより、第２吸着工程に移行する。需要先から要求されたオゾンガスの必要量が最大値以外である場合、第１吸脱着塔３ａの内に収容されている吸着剤４ａには一部のオゾンガスが残留した状態で、第２吸着工程に移行することになる。

　第２吸着工程においては、制御部６において、第１吸脱着塔３ａから排出されるガス濃度と第２吸脱着塔３ｂから排出されるガス濃度とを参照し、図５に示す第２排気用ガス回路Ｒ０ｂと図６に示す第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂのうち、装置外に排出されるオゾン量が少なくなるように回路が選択される。

　第２排気用ガス回路Ｒ０ｂは、図５に示すように、制御部６からの制御指令により、第５回路切替器５ｂ１および第６回路切替器５ｂ２が共に開状態とされ、第１回路切替器５ａ１、第２回路切替器５ａ２、第３回路切替器５ａ３、第４回路切替器５ａ４、第７回路切替器５ｂ３、および第８回路切替器５ｂ４がいずれも閉状態にされることにより形成される。

　この第２排気用ガス回路Ｒ０ｂでは、原料ガス源１から酸素を含む原料ガスがオゾン発生部２へ導入され、オゾン発生部２は原料ガスをオゾン化する。オゾン発生部２で発生されたオゾン化ガスは、第５回路切替器５ｂ１を通じて第２吸脱着塔３ｂの第１入出口３ｂ１から第２入出口３ｂ２の方向で通過し、オゾン化ガスのうちのオゾンが、吸着剤４ｂによって吸着される。
　第２吸脱着塔３ｂ内で吸着されなかったオゾン化ガスは、第２濃度計測部７ｂ、第６回路切替器５ｂ２を通じて外部に排出される。

　第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂは、図６に示すように、制御部６からの制御指令により、第５回路切替器５ｂ１、第７回路切替器５ｂ３、および第２回路切替器５ａ２がいずれも開状態とされ、第１回路切替器５ａ１、第３回路切替器５ａ３、第４回路切替器５ａ４、第６回路切替器５ｂ２、および第８回路切替器５ｂ４がいずれも閉状態にされることにより形成される。

　この第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂでは、原料ガス源１から酸素を含む原料ガスがオゾン発生部２へ導入され、オゾン発生部２は原料ガスをオゾン化する。オゾン発生部２で発生されたオゾン化ガスは、第５回路切替器５ｂ１を通じて第２吸脱着塔３ｂの第１入出口３ｂ１から第２入出口３ｂ２の方向で通過し、オゾン化ガスのうちのオゾンが、吸着剤４ｂによって吸着される。

　第２吸脱着塔３ｂ内で吸着されなかったオゾン化ガスは、第２濃度計測部７ｂ、第７回路切替器５ｂ３を通じて第１吸脱着塔３ａの第１入出口３ａ１から第２入出口３ａ２の方向で通過し、内の吸着剤４ａにオゾンが吸着される。第１吸脱着塔３ａの第２入出口３ａ２から排出されたガスは、第１濃度計測部７ａ、第２回路切替器５ａ２を通じて外部に排出される。

　第１供給工程において第１吸脱着塔３ａに残留した高濃度オゾンは、第２吸脱着塔３ｂ内で吸着されなかったオゾン化ガスを第１吸脱着塔３ａの第１入出口３ａ１に導入することにより、ガス置換によって第１吸脱着塔３ａの第２入出口３ａ２に向けて押し出され、所定時間後に第２入出口３ａ２から装置外部に排出される。
　吸着工程中のガス回路は、制御部６が、制御部６に入力された第１濃度計測部７ａの測定値および第２濃度計測部７ｂの測定値を参照し、以下の条件で決定する。

　すなわち、計測ガスがオゾンである場合では、第１濃度計測部７ａの測定値が、第２濃度計測部７ｂの測定値よりも低い場合には、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを選択し、第１濃度計測部７ａの測定値が、第２濃度計測部７ｂの測定値以上の場合は、第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを選択する。

　また、計測ガスが酸素である場合では、第１濃度計測部７ａの測定値が第２濃度計測部７ｂの測定値以下である場合には、第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを選択し、第１濃度計測部７ａの測定値が第２濃度計測部７ｂの測定値のよりも高い場合には、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを選択する。

　この制御を制御部６が行うことによって、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択でき、第１供給工程において第１吸脱着塔３ａに残留した高濃度オゾンの漏出量、および第２吸着工程において第２吸脱着塔３ｂから吸着されずに排気されるオゾンの漏出量を最小限に抑えることが可能となる。

　制御部６は、第２吸脱着塔３ｂの内に収容されている吸着剤４ｂへのオゾンの吸着量が一定量に達した場合、または吸着に係る時間が所定時間を経過した場合、あるいは動作移行信号が外部より入力される場合など、予め設定した条件を満たしたと判断すると、回路切替器５を制御することにより、第２供給工程に移行する。そのため、制御部６には、第１吸脱着塔３ａおよび第２吸脱着塔３ｂの吸着剤４ａ、４ｂの吸着時間と吸着量との関係の情報を保有している。

　第２供給工程においては、図７に示す第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの形成を行う。
　第２供給用ガス回路Ｒ２ｂは、図７に示すように、制御部６からの制御指令により、第８回路切替器５ｂ４が開状態にされ、第１回路切替器５ａ１、第２回路切替器５ａ２、第３回路切替器５ａ３、第４回路切替器５ａ４、第５回路切替器５ｂ１、第６回路切替器５ｂ２、および第７回路切替器５ｂ３がいずれも閉状態にされることにより形成される。
　この第２供給用ガス回路Ｒ２ｂでは、第２吸脱着塔３ｂの第１入出口３ｂ１から第８回路切替器５ｂ４を通じて外部の供給対象すなわちオゾンを必要とする需要先に向けて送出される。

　この第２供給工程においても、第１供給用ガス回路Ｒ２ａと同様に、制御部６は、オゾンガスの需要先から、オゾンガスの必要量の要求が寄せられた場合、定常的な要求との差を変化量として把握して、定常的に脱着しているオゾン量を変化量に応じて、回路切替器５の切り替えの時間を変更することによって、供給対象の必要注入量に応じた最適なオゾン量を供給することができる。
　制御部６は、第２吸脱着塔３ｂの内に収容されている吸着剤４ｂから脱着したオゾンの割合が吸着したオゾン量の９５％以下の領域において、必要注入量の変動に応じて発令される動作移行信号が外部より入力されたと判断すると、回路切替器５を制御することにより、再度、第１吸着工程に移行する。

　次に、この実施の形態１のオゾン供給装置１００の有利性を理解するために、比較例１を説明する。
　比較例１は、吸着用の吸脱着塔３から直接外部に排出されるガス回路である第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂが設けられていない場合を取り上げている。すなわち、吸着工程におけるガス回路を第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂのみとした場合の事例である。

　比較例１は、吸着工程におけるガス回路が吸着回収用ガス回路Ｒ１のみであるため、工程中は常に吸着用の吸脱着塔から漏出するガスが吸着回収用吸脱着塔に導入される。そのため、前サイクルの供給工程終了時において残留した高濃度オゾンが、ガス置換によって第１吸脱着塔の第２入出口に向けて押し出される時間が長くなり、装置外部に排出されるリスクが高まる。
　次に、実施の形態１のオゾン供給装置１００と比較例１のオゾン供給装置とのオゾンの吸着工程におけるガス回路切替に伴う作用効果の相違点について、さら詳しく説明する。

　図８は、実施の形態１のオゾン供給装置１００で形成される排気用ガス回路Ｒ０と吸着回収用ガス回路Ｒ１において吸脱着塔３から外部に排出されるオゾン化ガスに含まれるオゾンの濃度の経過時間Ｔに伴う変化を、比較例１で形成される吸着回収用ガス回路Ｒ１の場合と対比して示す特性図である。
　図８において、縦軸は、排出オゾン濃度を表し、横軸は経過時間を表している。この図中、実線Ａは、実施の形態１による排出オゾン濃度の時間経過による変化を表している。そして、点線の曲線Ｂは、比較例１による排出オゾン濃度の時間経過による変化を表している。また、図中の矢印のうち、上段の矢印は比較例１による、ガス回路Ｒ１のみの状態を表し、下段の矢印は、実施の形態１による、ガス回路Ｒ０とガス回路Ｒ１の切替の状態を表している。

　比較例１の場合には、吸着工程中においては吸着回収用ガス回路Ｒ１のみが形成されるため、吸着用の吸脱着塔から漏出するガスが吸着回収用の吸脱着塔に導入される。そのため、吸着工程の序盤においては、吸着回収用の吸脱着塔の第２入出口から排出されるガスのほとんどは酸素ガスであり、破線で示すように、外部に排出されるオゾンガス濃度は低い状態となる。しかし、吸着工程の終盤においては、前サイクルの供給工程終了時において残留した高濃度オゾンが、吸着回収用の吸脱着塔の第２入出口から排出され、破線で示すように、外部に排出されるオゾンガス濃度は非常に高い状態となる。そのため、製造したオゾンの多くを外部に排出することとなり、オゾン利用率が大幅に低下する。

　これに対して、実施の形態１のオゾン供給装置１００では、吸着工程中においては吸着用の吸脱着塔および吸着回収用の吸脱着塔から排出されるガスの濃度により、排気用ガス回路Ｒ０もしくは吸着回収用ガス回路Ｒ１が選択される。そのため、吸着工程の序盤においては、吸着用吸脱着塔の第２入出口から排出されるガスのほとんどは酸素ガスであり、実線で示すように、外部に排出されるオゾンガス濃度は低い状態となる。吸着工程の中盤において、吸着用の吸脱着塔から排出されるガス濃度と吸着回収用の吸脱着塔から排出されるガス濃度の関係が変化した際に、制御部６によって、排気用ガス回路Ｒ０から吸着回収用ガス回路Ｒ１にガス回路を切り替えるため、実線で示すように、吸着工程の終盤においても外部に排出されるオゾンガス濃度が低い状態を維持できる。そのため、製造したオゾンの多くを吸脱着塔に貯蔵することができるため、オゾン利用率を高く維持することができる。
　以上説明したように、この実施の形態１のオゾン供給装置１００は、比較例１に比べて、装置外部に排出されるオゾンガス濃度を低く維持できるため、高いオゾン利用率を実現することができる。

　更に、この実施の形態１のオゾン供給装置１００の有利性を説明するために、比較例２を採りあげる。
　比較例２のオゾン供給装置は、吸着工程におけるガス回路の切替において、吸着回収用ガス回路Ｒ１から排気用ガス回路Ｒ０に切り替える制御が設けられていない場合を想定する。すなわち、吸着工程におけるガス回路切替は、排気用ガス回路Ｒ０から吸着回収用ガス回路Ｒ１のみである場合である。
　この比較例２においても、実施の形態１の場合と同様に、制御部６からの制御指令により、回路切替器５を開閉制御することにより、第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂが形成される。

　比較例２においては、吸着工程におけるガス回路切替は、排気用ガス回路Ｒ０から吸着回収用ガス回路Ｒ１のみであるため、吸着回収用ガス回路Ｒ１にガス回路を切り替えた後は、吸着工程終了まで吸着用吸脱着塔から漏出するガスが吸着回収用吸脱着塔に導入される。そのため、実施の形態１と比較して、前サイクルの供給工程終了時において残留した高濃度オゾンが、ガス置換によって吸脱着塔の第２入出口に向けて押し出される時間が長くなり、装置外部に排出されるリスクが高まる。
　次に、実施の形態１のオゾン供給装置１００と比較例２とのオゾンの吸着工程におけるガス回路切替に伴う作用効果の相違点について、さら詳しく説明する。

　図９は、実施の形態１のオゾン供給装置１００で形成される排気用ガス回路Ｒ０と吸着回収用ガス回路Ｒ１を双方向に切り替えた運転を実施した場合の、吸脱着塔から外部に排出されるオゾン化ガスに含まれるオゾンの濃度の経過時間に伴う変化を、比較例２のオゾン供給装置で形成される排気用ガス回路Ｒ０から吸着回収用ガス回路Ｒ１に一方向に切り替えた運転を実施した場合と対比して示す特性図である。
　図９において、縦軸は、排出オゾン濃度を表し、横軸は経過時間を表している。この図中、実線Ａは、実施の形態１による排出オゾン濃度の時間経過による変化を表している。そして、点線の曲線Ｃは、比較例２による排出オゾン濃度の時間経過による変化を表している。また、図中の矢印のうち、上段の矢印は比較例２による、ガス回路Ｒ０とガス回路Ｒ１の切替の状態を表し、下段の矢印は、実施の形態１による、ガス回路Ｒ０からガス回路Ｒ１への切替と、更にガス回路Ｒ１からガス回路Ｒ０への切替の状態を表している。
　吸着工程の序盤から中盤における排気用ガス回路Ｒ０から吸着回収用ガス回路Ｒ１に切り替えるまでの運転においては、実施の形態１と比較例２とは、外部に排出されるオゾン濃度の時間依存性については同様の傾向を示すため、ここでの詳しい説明は省略する。

　比較例２は、吸着工程の終盤において、吸着回収用吸脱着塔から排出されるオゾン濃度に関わらず、吸着回収用ガス回路Ｒ１を形成し続けるため、吸着回収用吸脱着塔に常に吸着用吸脱着塔から漏出するガスが吸着回収用吸脱着塔に導入される。そのため、前サイクルの供給工程終了時において残留した高濃度オゾンが、ガス置換によって吸脱着塔の第２入出口に向けて押し出されることにより装置外部に排出され、破線で示すように、外部に排出されるオゾンガス濃度は高い状態となる。そのため、製造したオゾンの多くを外部に排出することとなり、オゾン利用率が低下する。
　これに対して、実施の形態１のオゾン供給装置１００では、吸着工程中においては吸着用吸脱着塔および吸着回収用吸脱着塔から排出されるガスの濃度により、排気用ガス回路Ｒ０もしくは吸着回収用ガス回路Ｒ１が選択される。吸着工程の終盤においても、前サイクルの供給工程終了時において残留した高濃度オゾンが、ガス置換によって吸脱着塔の第２入出口に向けて押し出されることにより装置外部に排出されそうな場合、ガス回路を吸着回収用ガス回路Ｒ１から排気用ガス回路Ｒ０に切り替えるため、実線で示すように、吸着工程の終盤においても外部に排出されるオゾンガス濃度が低い状態を維持できる。そのため、製造したオゾンの多くを吸脱着塔に貯蔵することができるため、オゾン利用率を高く維持することができる。

　以上説明したように、この実施の形態１のオゾン供給装置１００は、比較例２に比べて、装置外部に排出されるオゾンガス濃度を低く維持できるため、高いオゾン利用率を実現することができる。

　実施の形態１のオゾン供給装置１００の改良例について説明する。
　この改良例は、実施の形態１のオゾン供給装置１００の吸着工程において、あらかじめ設定した時間、もしくは吸着用吸脱着塔から排出されるガス濃度があらかじめ設定した濃度に達するまでの時間は排気用ガス回路Ｒ０を選択し、その後に吸着用吸脱着塔および吸着回収用吸脱着塔から排出されるガス濃度に応じたガス回路切替に移行させるというものである。したがってオゾン供給装置の構成は実施の形態１の構成と同じである。

　次に改良例のオゾン供給装置の動作について説明する。
　この改良例のオゾン供給装置においても、実施の形態１の場合と同様に、制御部６からの制御指令により、回路切替器５を開閉制御することにより、第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂが形成される。
　以下、この改良例のオゾン供給装置の第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの切替動作について説明する。

　第１吸着工程の序盤においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図２で示す第１排気用ガス回路Ｒ０ａを形成する。この場合に形成される第１排気用ガス回路Ｒ０ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図２）と同じである。
　オゾン供給装置においては、制御部６にあらかじめ設定した時間、もしくは吸着用吸脱着塔から排出されるガス濃度が制御部６にあらかじめ設定した濃度に達するまでの時間が経過するまでは、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを形成し続ける。時間または濃度についての条件のいずれかを満たした際に、吸着用吸脱着塔から排出されるガス濃度と吸着回収用吸脱着塔から排出されるガス濃度の関係により、第１排気用ガス回路Ｒ０ａと吸着回収用ガス回路Ｒ１ａのガス回路を切り替える制御を制御部６が開始する。

　第１吸着工程の中盤においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図３で示す第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを形成する。この場合に形成される第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図３）と同じである。
　第１供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図４で示す第１供給用ガス回路Ｒ２ａを形成する。この場合に形成される第１供給用ガス回路Ｒ２ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図４）と同じである。

　第２吸着工程の序盤においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図５で示す第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを形成する。この場合に形成される第２排気用ガス回路Ｒ０ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図５）と同じである。
　この改良例においては、制御部６にあらかじめ設定した時間、もしくは吸着用吸脱着塔から排出されるガス濃度が制御部６にあらかじめ設定した濃度に達するまでの時間が経過するまでは、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを形成し続ける。時間または濃度についての条件のいずれかを満たした際に、吸着用吸脱着塔から排出されるガス濃度と吸着回収用吸脱着塔から排出されるガス濃度の関係により、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂと第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂのガス回路を切り替える制御を制御部６が開始する。
　第２吸着工程の中盤においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図６で示す第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを形成する。この場合に形成される第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図６）と同じである。
　第２供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図７で示す第２供給用ガス回路Ｒ２ｂを形成する。この場合に形成される第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。

　次に、実施の形態１のオゾン供給装置１００と改良例とのオゾンの吸着工程におけるガス回路切替に伴う作用効果の相違点について説明する。
　図１０は、実施の形態１のオゾン供給装置１００および改良例において形成される排気用ガス回路Ｒ０と吸着回収用ガス回路Ｒ１を双方向に切り替えた運転を実施した場合の吸脱着塔３から外部に排出されるオゾン化ガスに含まれるオゾンの濃度の、経過時間に伴う変化を示す特性図である。
　図１０において、縦軸は、排出オゾン濃度を表し、横軸は経過時間を表している。この図中、実線Ａは、実施の形態１による排出オゾン濃度の時間経過による変化を表している。そして、点線の曲線Ｄは、改良例による排出オゾン濃度の時間経過による変化を表している。また、図中の矢印のうち、上段の矢印は改良例による、ガス回路Ｒ０とガス回路Ｒ１の切替の状態を表し、下段の矢印は、実施の形態１による、ガス回路Ｒ０からガス回路Ｒ１への切替と、更にガス回路Ｒ１からガス回路Ｒ０への切替の状態を表している。
　吸着工程の序盤から中盤における排気用ガス回路Ｒ０から吸着回収用ガス回路Ｒ１に切り替えるまでの運転においては、実施の形態１のオゾン供給装置１００と改良例とは、外部に排出されるオゾン濃度の時間依存性は同様の傾向を示す。

　実施の形態１のオゾン供給装置１００においては、吸着工程中は常に、吸着用の吸脱着塔および吸着回収用の吸脱着塔から排出されるガスの濃度により、排気用ガス回路Ｒ０もしくは吸着回収用ガス回路Ｒ１が選択される。吸着工程の中盤において、吸着用の吸脱着塔および吸着回収用の吸脱着塔から排出されるオゾンガス濃度がともに小さい場合においても、ガス回路切替が実施される。そのため、吸着工程の終盤において、吸着回収用ガス回路Ｒ１の形成により、前サイクルの供給工程終了時に残留した高濃度オゾンが、ガス置換によって吸脱着塔の第２入出口に向けて押し出されることにより装置外部に排出され得る。その場合、ガス回路を吸着回収用ガス回路Ｒ１から排気用ガス回路Ｒ０に切り替えるため、図１０中の破線で示すように、吸着工程の終盤においても外部に排出されるオゾンガス濃度が低い状態を維持できる。そのため、製造したオゾンの多くを吸脱着塔に貯蔵することができるため、オゾン利用率を高く維持することができる。すなわち、オゾン脱着が終了した時に、吸着したオゾンを吸脱着塔内に残留させることで供給する量を制限することができることになる。言い換えれば、供給先の必要量に応じて供給量をコントロールできるようになるということである。

　改良例の場合のオゾン供給装置においては、制御部６にあらかじめ設定した時間、もしくは吸着用吸脱着塔から排出されるガス濃度が制御部６にあらかじめ設定した濃度に達するまでの時間が経過するまでは、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを形成し続け、その後、すなわち所定時間が経過した後に吸着用吸脱着塔と吸着回収用吸着塔から排出されるガス濃度を参照したガス回路切替に移行する。そのため、吸着工程の中盤において、吸着用吸脱着塔および吸着回収用吸脱着塔から排出されるオゾンガス濃度がともに小さい場合には、排気用ガス回路Ｒ０を選択することになる。ガス回路切替のタイミングを終盤側にシフトすることにより、吸着工程の終盤における前サイクルの供給工程終了時において残留した高濃度オゾンの外部への漏出を遅らせることができるため、実施の形態１のオゾン供給装置１００に比べて排出されるオゾン濃度の最大値が低下し、オゾン利用効率を更に向上することができる。
　以上説明したように、この実施の形態１のオゾン供給装置１００においては、装置外部に排出されるオゾンガス濃度を低く維持できるため、高いオゾン利用率を実現することができる。

実施の形態２．
　実施の形態２のオゾン供給装置２００を図１１に基づいて説明する。
　実施の形態２のオゾン供給装置２００と実施の形態１のオゾン供給装置１００との差異は、吸着工程におけるガス回路切替の参照値として、実施の形態１では第１濃度計測部７ａおよび第２濃度計測部７ｂで計測されるオゾン濃度および酸素濃度であったのに対して、実施の形態２では、第１吸脱着塔３ａ内の第１吸着剤４ａ上部に設置された第１温度計測部８ａおよび第２吸脱着塔３ｂ内の第２吸着剤４ｂ上部に設置された第２温度計測部８ｂで計測された温度を参照する点である。
　その他の構成は実施の形態１の場合と同じであるので、図１に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には、同一の符号を付してここでは詳しい説明は省略する。
　次にオゾン供給装置２００の動作に関して説明する。
　この実施の形態２のオゾン供給装置２００においては、実施の形態１の場合と同様に、制御部６からの制御指令により、回路切替器５を開閉制御することにより、第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂが形成される。

　以下、このオゾン供給装置２００の第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの構成およびその作用について、さらに詳述する。
　第１吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図２で示す第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび図３で示す第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを形成する。この場合に形成される第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図２および図３）と同じである。
　オゾン供給装置２００においては、吸着工程中のガス回路は、制御部６が、制御部６に入力された第１温度計測部８ａおよび第２温度計測部８ｂの測定値を参照し、第１温度計測部８ａの測定値が、第２温度計測部８ｂの測定値以下である場合は、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを選択する。また、第１温度計測部８ａの測定値が第２温度計測部８ｂの測定値よりも高い場合は、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを選択するように制御する。

　制御部６がガス回路を切り替えるように回路切替器を制御することにより、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択できる。
　制御部６は、第１吸脱着塔３ａに収容されている吸着剤４ａへのオゾンの吸着量が一定量に達した場合、または吸着に係る時間が所定時間を経過した場合、あるいは動作移行信号が外部より入力される場合など、予め設定した条件を満たしたと判断すると、回路切替器５を制御することにより、第１供給工程に移行する。

　第１供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図４で示す第１供給用ガス回路Ｒ２ａを形成する。この場合に形成される第１供給用ガス回路Ｒ２ａの動作および作用効果は、実施の形態１と同じである。
　第２吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図５で示す第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを形成する。この場合に形成される第２排気用ガス回路Ｒ０ｂの動作および作用効果は、実施の形態１と同じである。
　第２吸着工程の中盤においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図６で示す第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを形成する。この場合に形成される第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂの動作および作用効果は、実施の形態１と同じである。

　吸着工程中のガス回路は、制御部６が、制御部６に入力された第１温度計測部８ａおよび第２温度計測部８ｂの測定値を参照し、第１温度計測部８ａの測定値が、第２温度計測部８ｂの測定値よりも低い場合は、第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを選択するように設定し、第１温度計測部８ａの測定値が、第２温度計測部８ｂの測定値以上の場合は、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを選択するように設定する。

　制御部６が回路切替器５を制御することにより、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択でき、第１供給工程において吸脱着塔３ａに残留した高濃度オゾンの漏出量、および第２吸着工程において吸脱着塔３ｂから吸着されずに排気されるオゾンの漏出量を最小限に抑えることが可能となる。
　第２供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図７で示す第２供給用ガス回路Ｒ２ｂを形成する。この場合に形成される第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。
　以上説明したように、この実施の形態２のオゾン供給装置２００は、温度計測部８を備え、計測される温度を参照したガス回路切替を行うことにより、濃度計測部７が無い構成においても、実施の形態１のオゾン供給装置１００と同様に高いオゾン利用率を実現することができる。

実施の形態３．
　実施の形態３のオゾン供給装置３００について図１２に基づいて説明する。
　この実施の形態３のオゾン供給装置３００と実施の形態１のオゾン供給装置１００との差異は、吸脱着塔３から排出されたオゾンガスを分解するオゾン分解設備９およびオゾン分解設備９から排出されるガス温度を計測する第３温度計測部８ｃを備え、吸着工程におけるガス回路切替の参照値として、第３温度計測部８ｃで計測される温度を参照するところにある。

　オゾン分解設備９は、導入されるオゾンガスを分解し、酸素ガスに変換するもので、加熱によりオゾンガスを分解する熱分解方式あるいはマンガンなどを始めとした分解触媒を用いてオゾンガスを分解する触媒方式を用いた設備が挙げられる。
　第３温度計測部８ｃは、オゾン分解設備９にてオゾンが分解された後のガス温度を計測する。オゾン分解設備９に導入されたオゾン量に応じて、オゾンの分解熱が発生し、ガス温度が上昇するため、オゾン分解設備９の出口ガス温度を計測することで、導入されるオゾンガス量を推定することができる。したがって、ガスの温度が所定値になったことを検出して、制御を行うことができる。

　その他の構成は実施の形態１の場合と同じであるので、図１に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には、同一の符号を付してここでは詳しい説明は省略する。
　次にオゾン供給装置３００の動作に関して説明する。
　この実施の形態３のオゾン供給装置３００においても、実施の形態１の場合と同様に、制御部６からの制御指令により、回路切替器５を開閉制御することにより、第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂが形成される。

　以下、このオゾン供給装置３００の第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの構成およびその作用について説明する。
　第１吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図２に示した第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび図３に示した第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを形成する。この場合に形成される第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図２および図３）と同じである。

　オゾン供給装置３００においては、吸着工程中のガス回路は、制御部６にあらかじめ設定された第１温度設定値Ａおよび第２温度設定値Ｂ（ただし、第１温度設定値Ａは第２温度設定値Ｂよりも低いものとする）に対して、制御部６に入力された第３温度計測部８ｃの測定値が次に示す条件となった際に、制御部６が回路切替を行う。
　すなわち、第３温度計測部８ｃの測定値が、第１温度設定値Ａ以下の場合には、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを選択し、第３温度計測部８ｃの測定値が、第１温度設定値Ａと第２温度設定値Ｂの間の値である場合には、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを選択し、第３温度計測部８ｃの測定値が第２温度設定値Ｂ以上の場合には、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを選択するというものである。

　制御部６が第３温度計測部８ｃの測定値に応じた制御を行うことにより、第３温度計測部８ｃの測定値から推定されるオゾン濃度から、外部に排出されるオゾン量を少なくすることのできるガス回路を選択できる。
　制御部６は、第１吸脱着塔３ａの内に収容されている吸着剤４ａへのオゾンの吸着量が所定量に達した場合、または吸着に係る時間が所定時間を経過した場合、あるいは動作移行信号が外部より入力される場合など、予め設定した条件を満たしたと判断すると、回路切替器５を制御することにより、第１供給工程に移行する。

　第１供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図４で示す第１供給用ガス回路Ｒ２ａを形成する。この場合に形成される第１供給用ガス回路Ｒ２ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。
　第２吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図５で示す第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを形成する。この場合に形成される第２排気用ガス回路Ｒ０ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。
　第２吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図６で示す第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを形成する。この場合に形成される第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。

　オゾン供給装置３００においては、吸着工程中のガス回路は、制御部６にあらかじめ設定された第１温度設定値Ａおよび第２温度設定値Ｂ（ただし、第１温度設定値Ａは第２温度設定値Ｂよりも低いものとする））に対して、制御部６に入力された第３温度計測部８ｃの測定値が次に示す条件となった際に、制御部６が回路切替を行う。
　すなわち、第３温度計測部８ｃの測定値が、第１温度設定値Ａ以下の場合には、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを選択し、第３温度計測部８ｃの測定値が、第１温度設定値Ａと第２温度設定値Ｂの間の値である場合には、第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを選択し、第３温度計測部８ｃの測定値が第２温度設定値Ｂ以上の場合には、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを選択するものである。

　制御部６が第３温度計測部８ｃの測定値に応じた制御を行うことにより、第３温度計測部８ｃの測定値から推定されるオゾン濃度から、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択でき、第１供給工程において吸脱着塔３ａに残留した高濃度オゾンの漏出量、および第２吸着工程において吸脱着塔３ｂから吸着されずに排気されるオゾンの漏出量を最小限に抑えることが可能となる。
　第２供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図７で示す第２供給用ガス回路Ｒ２ｂを形成する。この場合に形成される第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。
　以上説明したように、この実施の形態３のオゾン供給装置３００は、オゾン分解設備９および第３温度計測部８ｃを備え、計測される温度を参照したガス回路切替を行うことにより、濃度計測部７が無い構成においても、実施の形態１のオゾン供給装置１００と同様に高いオゾン利用率を実現することができる。

実施の形態４．
　実施の形態４のオゾン供給装置４００について図１３に基づいて説明する。
　実施の形態４のオゾン供給装置４００と実施の形態１のオゾン供給装置１００との差異は、吸脱着塔３から供給対象にオゾンガスを供給する流路上のガス回路に供給されるオゾンガスの濃度を計測する第３濃度計測部７ｃおよび流量を計測する流量計測部１０を備え、吸着工程におけるガス回路切替の参照値として、第３濃度計測部７ｃで計測されるオゾン濃度および流量計測部１０で計測されるオゾン流量から制御部６にて算出されるオゾン供給量を参照する点である。

　オゾン供給量Ｑ１は、第３濃度計測部７ｃで計測されるオゾン濃度Ｃ１、流量計測部１０で計測されるオゾン流量Ｆ１、および供給時間Ｔ１を用いて、制御部６にて以下の計算式で算出される。
　オゾン供給量Ｑｉ＝Σ（オゾン濃度Ｃｉ×オゾン流量Ｆｉ）　（ｉ＝０～Ｔ１）
上式で算出されるオゾン供給量Ｑ１をあらかじめ設定されたオゾン吸着量Ｑ２から差し引くことにより、供給工程終了後の吸脱着塔内のオゾンの残留量Ｑ３を推定することができる。
　その他の構成は実施の形態１の場合と同じであるので、図１に示した実施の形態１と対応もしくは相当する構成部分には、同一の符号を付してここでは詳しい説明は省略する。

　次にオゾン供給装置４００の動作に関して説明する。
　この実施の形態４のオゾン供給装置４００においても、実施の形態１の場合と同様に、制御部６からの制御指令により、回路切替器５を開閉制御することにより、第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂが形成される。

　以下、このオゾン供給装置４００の第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第２排気用ガス回路Ｒ０ｂ、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａおよび第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂ、第１供給用ガス回路Ｒ２ａおよび第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの構成およびその作用について説明する。
　第１吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図２で示す第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび図３で示す第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを形成する。この場合に形成される第１排気用ガス回路Ｒ０ａおよび第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図２および図３）と同じである。

　オゾン供給装置４００においては、第１吸着工程中のガス回路は、制御部６にあらかじめ設定した第１オゾン残留設定値Ａおよび第２オゾン残留設定値Ｂ（ただし、第１オゾン残留設定値Ａは第２オゾン残留設定値Ｂよりも低いものとする）に対して、制御部６にて算出されたオゾン残留量Ｑ３が以下の条件の際に、制御部６が回路切替を行う。
　先ずは、オゾン残留量Ｑ３が、第１オゾン残留設定値Ａ以下の場合は、第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａを選択し、ガス回路切替を行わない。
　次に、オゾン残留量Ｑ３が、第１オゾン残留設定値Ａと第２オゾン残留設定値Ｂとの間の状態の場合には、あらかじめ制御部６に設定される切替時間が経過した後、第１排気用ガス回路Ｒ０ａから第１吸着回収用ガス回路Ｒ１ａにガス回路を切り替える。
　さらに、オゾン残留量Ｑ３が、第２オゾン残留設定値Ｂ以上の場合は、第１排気用ガス回路Ｒ０ａを選択し、ガス回路切替を行わない。

　制御部６が、ガス回路切替の制御を行うことにより、算出されたオゾン残留量Ｑ３から、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択できる。
　制御部６は、第１吸脱着塔３ａの内に収容されている吸着剤４ａへのオゾンの吸着量が一定量に達した場合、または吸着に係る時間が所定時間を経過した場合、あるいは動作移行信号が外部より入力される場合など、予め設定した条件を満たしたと判断すると、回路切替器５を制御することにより、第１供給工程に移行する。

　第１供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図４で示す第１供給用ガス回路Ｒ２ａを形成する。この場合に形成される第１供給用ガス回路Ｒ２ａの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図４）と同じであるから、ここでは詳しい説明は省略する。
　第２吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図５で示す第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを形成する。この場合に形成される第２排気用ガス回路Ｒ０ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図５）と同じであるから、ここでは詳しい説明は省略する。
　第２吸着工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図６で示す第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを形成する。この場合に形成される第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合（図６）と同じであるから、ここでは詳しい説明は省略する。

　オゾン供給装置４００においては、第２吸着工程中のガス回路は、制御部６にあらかじめ設定した第１オゾン残留設定値Ａおよび第２オゾン残留設定値Ｂ（ただし、第１オゾン残留設定値Ａは第２オゾン残留設定値Ｂよりも低いものとする）に対して、制御部６にて算出されたオゾン残留量Ｑ３が以下の条件に当てはまる場合には、その内容に応じて制御部６が回路切替の制御を行う。
　先ずは、オゾン残留量Ｑ３が、第１オゾン残留設定値Ａ以下の場合は、第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂを選択し、ガス回路切替を行わない。
　次に、オゾン残留量Ｑ３が、第１オゾン残留設定値Ａと第２オゾン残留設定値Ｂとの間の状態の場合には、あらかじめ制御部６に設定される切替時間が経過した後、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂから第２吸着回収用ガス回路Ｒ１ｂにガス回路を切り替える。
　さらに、オゾン残留量Ｑ３が、第２オゾン残留設定値Ｂ以上の場合は、第２排気用ガス回路Ｒ０ｂを選択し、ガス回路切替を行わない。

　制御部６が、ガス回路切替の制御を行うことにより、算出されたオゾン残留量Ｑ３に基づいて、外部に排出されるオゾン量が少ないガス回路を選択でき、第１供給工程において吸脱着塔３ａに残留した高濃度オゾンの漏出量、および第２吸着工程において吸脱着塔３ｂから吸着されずに排気されるオゾンの漏出量を最小限に抑えることが可能となる。
　第２供給工程においては、制御部６からの制御指令により回路切替器５を開閉制御することで、図７で示す第２供給用ガス回路Ｒ２ｂを形成する。この場合に形成される第２供給用ガス回路Ｒ２ｂの動作および作用効果は、実施の形態１の場合と同じである。

　以上説明したように、この実施の形態４のオゾン供給装置４００は、第３濃度計測部７ｃおよび流量計測部１０を備え、第３濃度計測部７ｃで計測されるオゾン濃度および流量計測部１０で計測されるオゾン流量から制御部６にて算出されるオゾン供給量を参照したガス回路の切替を行うことにより、濃度計測部７が無い構成においても、実施の形態１のオゾン供給装置１００と同様に高いオゾン利用率を実現することができる。

　なお、制御部６は、ハードウエアの一例を図１４に示すように、プロセッサ６００と記憶装置６０１から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ６００は、記憶装置６０１から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ６００にプログラムが入力される。また、プロセッサ６００は、演算結果等のデータを記憶装置６０１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

　本開示は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
　従って、例示されていない無数の改良例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１　原料ガス源、２　オゾン発生部、３ａ　第１吸脱着塔、３ａ１、３ｂ１　第１入出口、３ａ２、３ｂ２　第２入出口、３ｂ　第２吸脱着塔、４ａ、４ｂ　吸着剤、５　回路切替器、５ａ１　第１回路切替器、５ａ２　第２回路切替器、５ａ３　第３回路切替器、５ａ４　第４回路切替器、５ｂ１　第５回路切替器、５ｂ２　第６回路切替器、５ｂ３　第７回路切替器、５ｂ４　第８回路切替器、６　制御部、７ａ　第１濃度計測部、７ｂ　第２濃度計測部、７ｃ　第３濃度計測部、８ａ　第１温度計測部、８ｂ　第２温度計測部、８ｃ　第３温度計測部、９　オゾン分解設備、１０　流量計測部、１００、２００、３００、４００　オゾン供給装置、Ｒ０　排気用ガス回路、Ｒ０ａ　第１排気用ガス回路、Ｒ０ｂ　第２排気用ガス回路、Ｒ１　吸着回収用ガス回路、Ｒ１ａ　第１吸着回収用ガス回路、Ｒ１ｂ　第２吸着回収用ガス回路、Ｒ２　供給用ガス回路、Ｒ２ａ　第１供給用ガス回路、Ｒ２ｂ　第２供給用ガス回路

Claims (15)

1. 　吸着剤が収容された第１吸脱着塔および第２吸脱着塔によりオゾンガスを濃縮して供給するオゾン供給装置において、前記第１吸脱着塔から排出されるガスを装置外へ排出する排気用ガス回路と、前記排気用ガス回路とは異なり前記第１吸脱着塔から排出したガスを前記第２吸脱着塔に通してから装置外部へ排出する吸着回収用ガス回路と、前記排気用ガス回路と前記吸着回収用ガス回路の流路を切り替える回路切替器と、前記第１吸脱着塔の状態と前記第２吸脱着塔の状態とに応じて前記回路切替器の開閉を制御する制御部を備えたオゾン供給装置。
2. 　前記第１吸脱着塔内の状態を計測する第１濃度計測部と、前記第２吸脱着塔内の状態を計測する第２濃度計測部とを備えオゾン濃度または酸素濃度に応じて前記回路切替器が制御される請求項１に記載のオゾン供給装置。
3. 　前記第１吸脱着塔内の吸着剤上部の温度の状態を計測する第１温度計測部と、前記第２吸脱着塔内の吸着剤上部の温度の状態を計測する第２温度計測部とを備え、温度状態に応じて前記回路切替器が制御される請求項１に記載のオゾン供給装置。
4. 　前記制御部は、前記第１吸脱着塔から排出されるオゾンのオゾン濃度が、前記第２吸脱着塔のオゾン濃度よりも高い場合に、前記第１吸脱着塔の前記排気用ガス回路が前記吸着回収用ガス回路に流路を切り替え、
   　前記第１吸脱着塔から排出されるオゾンのオゾン濃度が、前記第２吸脱着塔のオゾン濃度よりも低い場合に、前記第１吸脱着塔の前記吸着回収用ガス回路から前記排気用ガス回路に流路を切り替えるように制御する請求項１または２に記載のオゾン供給装置。
5. 　前記制御部は、前記第１吸脱着塔から排出されるオゾンの酸素濃度が、前記第２吸脱着塔のオゾンの酸素濃度よりも低い場合に、前記第１吸脱着塔の前記排気用ガス回路から前記吸着回収用ガス回路に流路を切り替え、
   　前記第１吸脱着塔から排出されるオゾンの酸素濃度が、前記第２吸脱着塔のオゾンの酸素濃度よりも高い場合に、前記第１吸脱着塔の前記吸着回収用ガス回路から前記排気用ガス回路に流路を切り替えるように制御する請求項１または２に記載のオゾン供給装置。
6. 　前記第１吸脱着塔から漏出するオゾン濃度もしくは酸素濃度があらかじめ設定した所定値に達する、もしくは吸着に係る時間が所定時間を経過した後に前記回路切替器の開閉の制御を開始する請求項１または２に記載のオゾン供給装置。
7. 　前記第１濃度計測部は、前記吸着回収用ガス回路と前記排気用ガス回路との分岐点と前記第１吸脱着塔との間に設置され、前記第２濃度計測部は、前記吸着回収用ガス回路と前記排気用ガス回路との分岐点と前記第２吸脱着塔との間に設置される請求項２に記載のオゾン供給装置。
8. 　オゾン脱着終了時に、吸着したオゾンを吸脱着塔の内に残留させることによって供給するオゾン量を変動させ得る請求項１に記載のオゾン供給装置。
9. 　前記第１吸脱着塔の状態および前記第２吸脱着塔の状態が、前記第１吸脱着塔の内の温度状態と前記第２吸脱着塔の内の温度状態であって、前記第１吸脱着塔の内の温度が、前記第２吸脱着塔の内の温度よりも低い場合に、前記排気用ガス回路から前記吸着回収用ガス回路に流路を切り替え、前記第１吸脱着塔の内の温度が、前記第２吸脱着塔の内の温度よりも高い場合に、前記吸着回収用ガス回路から前記排気用ガス回路に流路を切り替える請求項３に記載のオゾン供給装置。
10. 　前記第１吸脱着塔の内の温度があらかじめ設定した所定値に達した後に前記回路切替器の開閉の制御を開始する請求項３または８に記載のオゾン供給装置。
11. 　前記第１吸脱着塔および前記第２吸脱着塔から排出されるオゾンガスを分解処理するオゾン分解設備と、前記オゾン分解設備から排出されるガスの温度を計測する温度計測部を備え、前記温度計測部でのガス温度が第１所定値に達した際に、前記排気用ガス回路から前記吸着回収用ガス回路に流路を切り替え、前記温度計測部でのガス温度が第２所定値に達した際に、前記吸着回収用ガス回路から前記排気用ガス回路に流路を切り替える請求項１に記載のオゾン供給装置。
12. 　オゾン脱着時において、脱着オゾンの流量を計測する流量計測部と、脱着オゾンのオゾン濃度を計測する濃度計測部を備え、前記流量計測部と前記濃度計測部により計測された脱着オゾンの流量および濃度から算出されたオゾン脱着量に応じて、前記排気用ガス回路から前記吸着回収用ガス回路に流路を切替えるタイミングおよび前記吸着回収用ガス回路から前記排気用ガス回路に流路を切り替えるタイミングを決定する制御部を備える請求項１に記載のオゾン供給装置。
13. 　吸着剤を内部に収容した第１吸脱着塔および吸着剤を内部に収容した第２吸脱着塔によってオゾンガスを濃縮して供給するオゾン供給装置を使用して、オゾン吸着時に、前記第１吸脱着塔から排出するオゾン濃度が前記第２吸脱着塔から排出するオゾン濃度よりも高い場合には前記第１吸脱着塔から排出されるガスを装置外へ排出し、前記第１吸脱着塔から排出するオゾン濃度が前記第２吸脱着塔から排出するオゾン濃度よりも低い場合に、前記第１吸脱着塔から排出したガスを前記第２吸脱着塔に通してから装置外部へ排出する制御を行うオゾン供給方法。
14. 　吸着剤を内部に収容した第１吸脱着塔および吸着剤を内部に収容した第２吸脱着塔によってオゾンガスを濃縮して供給するオゾン供給装置を使用して、オゾン吸着時に、前記第１吸脱着塔から排出する酸素濃度が前記第２吸脱着塔から排出する酸素濃度よりも高い場合に、前記第１吸脱着塔から排出されるガスを装置外へ排出し、前記第１吸脱着塔から排出する酸素濃度が前記第２吸脱着塔から排出する酸素濃度よりも低い場合に、前記第１吸脱着塔から排出したガスを前記第２吸脱着塔に通してから装置外部へ排出する制御を行うオゾン供給方法。
15. 　オゾン脱着終了時に、吸着したオゾンを前記第２吸脱着塔の内に残留させ、供給するオゾンの量を制御するようにした請求項１３または１４に記載のオゾン供給方法。

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