JP5481782B2

JP5481782B2 - オゾン供給装置

Info

Publication number: JP5481782B2
Application number: JP2007318090A
Authority: JP
Inventors: 良樹森川
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2027-12-10
Also published as: JP2009137811A

Description

本発明はオゾンガスを液化することにより得た高濃度のオゾンガスを供給する技術に関する。

近年オゾン（元素記号：Ｏ₂）の利用が、その強い酸化力を利用して上下水処理を始めとして種々の分野で進展している。中でも、半導体素子の製造分野では、Ｓｉウェーハ洗浄やＴＥＯＳ−ＣＶＤ（ＴｅｔｒａＥｔｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔ−ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）への適用が検討されつつある。Ｓｉウェーハ洗浄は、オゾンガスを純水に溶かしたオゾン水を洗浄液として用いるもので、希ふっ酸水溶液等と併用することでＳｉウェーハ上の重金属や有機物を除去できることが発表されている（非特許文献１）。ＴＥＯＳ−ＣＶＤは半導体素子を多層配線化する際の層間絶縁膜の形成に用いられ、電極によるウェーハ表面の凹凸を絶縁膜で平坦化できることが特長である。このＴＥＯＳ−ＣＶＤにオゾンを添加することによって平坦化の性能が向上することが報告されている（非特許文献２）。

これらは１０％程度の比較的低濃度のオゾンガスを利用した例であるが、８０％以上の比較的高濃度のオゾンガスを利用することで従来のオゾンガス利用では考えられなかった新たな応用の可能性が指摘され始めている。一例を挙げれば、特開平８−３３５５７６号公報で開示されているＳｉ半導体の酸化膜形成法がある。この公報によれば、従来の熱酸化法では為し得ない比較的低温での酸化膜形成が可能で、亜酸化層や欠陥構造の少ない良質の酸化膜の形成が可能であることなどが紹介されている。

ところで、オゾンガスの生成には一般に無声放電方式が用いられる。これは放電により酸素ガスからオゾンと酸素の混合ガスを発生させるもので、発生効率の限度と爆発の危険性のため、常温常圧下で約１０体積％以上のオゾンガスを生成することは困難であった。そこで、発生したオゾンガスを一旦液化して、その後に気化させることにより８０％以上の高濃度オゾンガスを生成する方法が特許文献１（特公平５−１７１６４号公報）によって紹介されている。この方法について図８及び図９を参照しながら説明する。

図８に示されたように液体オゾン製造装置はオゾンガス発生及び排気装置１とこの装置で生成されたオゾンを液化する液体オゾン生成装置２とを備える。酸素ボンベ３から圧力調整バルブ４を介して酸素ガスがオゾナイザー５に送られる。オゾナイザー５では酸素ガスが無声放電によりオゾンガスが混合されたオゾン含有酸素ガスとなり、流量を制御するためのマスフローコントローラー６およびオゾン含有ガス中の微粒子を除去するための微粒子除去フィルター７を通ってオゾンガスを液化する液体オゾン生成装置２に供給される。

液体オゾン生成装置では、図８及び図９に示したように、オゾンガス発生及び排気装置１から導入された酸素ガスにオゾンガスが混合されたオゾン含有酸素ガスがオゾン含有酸素ガス導入管２５内を流通し流量調整バルブ８を介してオゾンチャンバー９内に導入される。オゾンチャンバー９は、予めコンプレッサー２１で駆動されている冷凍機２１により冷却されているコールドヘッド１９に熱的に結合されており、温度センサー２４とヒータ２３及び温度制御装置２２によって０.１Ｋ以内の温度精度で精密に温度を制御可能であり、８０Ｋ〜１００Ｋの低温度に保たれている。

オゾンガスの液化の原理は、オゾンと酸素の蒸気圧の差によってオゾンガスだけを液化するものである。例えば、１気圧のもと、オゾンの沸点は１６１Ｋであるが、酸素の沸点は９０Ｋである。したがって、９０Ｋ以上１６１Ｋ未満の温度に冷却すれば、オゾンは大部分が液体、酸素は大部分が気体状態となるのでオゾンだけを液体として分離できる。実際には高濃度オゾンの爆発性に対する安全上から減圧条件で取り扱うので、その際の温度と圧力条件下でのオゾンと酸素の蒸気圧の差で分離条件が決まる。例えば、温度９０Ｋで圧力１０ｍｍＨｇ（＝１３.３ｈＰａ）の場合を考えると、９０Ｋではオゾンの蒸気圧はほぼ０ｍｍＨｇ（＝０Ｐａ）だが、酸素は約６９０ｍｍＨｇ（＝９１８ｈＰａ）となりオゾンだけがこの条件下で液化される。

オゾンチャンバー９ではこのように、冷却された温度でのオゾンと酸素の蒸気圧の差によってオゾンガスだけを液化する。オゾンガスを液化する時は、酸化処理装置１６に繋がる配管に接続されたバルブ１５が閉じた状態、オゾンキラー１１に繋がる配管に接続されたバルブ１０が開いた状態とする。オゾンチャンバー９に接続されたオゾン排出管２６内を流通した液化されない酸素ガスはバルブ１０を介してオゾンキラー１１に導入される。オゾンキラー１１では若干残留するオゾンガスを外部へ排出させないよう加熱して酸素に変える。オゾンキラー１１から供給された加熱された酸素ガスはガス冷却器１２に供されて冷却される。前記冷却された酸素ガスは液体窒素トラップ１３を介して真空ポンプ１４によって系外排出される。尚、液体窒素トラップ１３は真空ポンプ１４からの炭化物などによるオゾンチャンバー９への混入及び汚染を防ぐ。

オゾンチャンバー９内で液化された液体オゾン２７が酸化等の目的で酸化処理装置１６に供される場合、流量調整バルブ８及びバルブ１０が閉に設定される一方でバルブ１５が開に設定される。ヒータ２３と温度センサー２４及び温度制御装置２２によってコールドヘッド１９に熱的に結合されたオゾンチャンバー９の温度を上昇させることで液体オゾンは気化する。この気化によって生じたオゾンガスはオゾン排出管２６を流通してバルブ１５を介して酸化処理装置１６に供される。液体オゾン２７若しくは高濃度のオゾンガスは爆発性を有するので万一の爆発に備えてオゾンガスが流通する配管系には安全弁１８が設置される。また、冷凍機の故障など温度制御が困難になった場合にオゾンガスの爆発を防止するために特許文献２（特開２００３−２０２０８）に示したオゾン生成装置のように真空排気系に予備チャンバーを備えてオゾンチャンバーの温度制御が困難となった場合にオゾンチャンバー内のオゾン含有ガス及び液化オゾンを予備チャンバーに真空排気させている。

また、図８及び図９に示された液体オゾン製造装置は液体オゾンの蓄積と高濃度オゾンガスの供給を交互に行うバッチ式の形態となっている。このため連続して高濃度オゾンガスの供給を行いたい場合にはオゾンチャンバーを複数備える必要がある。すなわち、オゾンガス自身の爆発性から単一のオゾンチャンバーで安全に蓄積できるオゾン量には限度が生じるので、高濃度オゾンガスの供給量を増大させたい場合にはさらに多くのオゾンチャンバーを設置することとなる。複数のオゾンチャンバーを備えたオゾン供給装置としては特許文献３（特開２００３−２０２０９）に示されたオゾン生成装置がある。
電子材料，１９９９年３月，ｐｐ．１３〜１８Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９３），ｐｐ．Ｌ１１０−Ｌ１１２特公平５−１７１６４号公報特開２００３−２０２０８号公報特開２００３−２０２０９号公報

使用するオゾンチャンバーの数が増大した場合、これらのオゾンチャンバーに接続するガス配管も増加し、またガス管の接続形態も複雑となっていく。図１０に示されたオゾン供給装置３０は２台のオゾンチャンバーを並列的に接続した形態となっている。オゾン供給装置３０はオゾンチャンバー９ａ，９ｂと接続される配管系はオゾン供給系３０１とオゾン排出系３０２の２系統となっている。オゾンチャンバー９ａはフィルター２８ａを介してオゾン供給系３０１に連結されていると共にフィルター２９ａを介してオゾン排出系３０２に連結されている。オゾンチャンバー９ｂはフィルター２８ｂを介してオゾン供給系３０１に連結されていると共にフィルター２９ｂを介してオゾン排出系３０２に連結されている。このようにオゾンチャンバーを複数備えるオゾン供給装置３０は、配管の分岐箇所及び結合箇所が複数あり、複雑な配管を有する形態となっており、装置の大型化、内部ガス配管の総延長距離の増加、及び配管の引き回しの複雑化を招いてデットスペースが生じやすくなる。

そこで、請求項１のオゾン供給装置は、オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されたオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管に配置され、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作するバイパスバルブと、このバルブと並列に配置されるフィルターとを備え、前記オゾンチャンバー内のガスが真空排気される場合、当該ガスが前記並列配置されたフィルターを介して排気され、前記圧力の検出値が当該チャンバーから排出されるガスの排気量が増加したことを示す値になると、前記バルブが開状態となる。

請求項２のオゾン供給装置は、オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されたオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管に配置され、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作する逆止めバルブと、このバルブと並列に配置されるフィルターとを備え、前記オゾンチャンバー内のガスが真空排気される場合、当該ガスが前記並列配置されたフィルターを介して排気され、前記圧力の検出値が当該チャンバーから排出されるガスの排気量が増加したことを示す値になると、前記逆止めバルブが開状態となる。

請求項３のオゾン供給装置は、オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されたオゾン供給装置において、前記オゾン排気系の配管に配置され、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作する過圧バイパス機能を有するフィルター装置を備え、前記フィルター装置は、前記オゾンチャンバー内のガスを真空排気させる際には当該ガスを本フィルター装置内のフィルター部を介して排出させ、当該チャンバーから排出されるガスの圧力が大気圧以上になると、当該フィルター部をバイパスして当該ガスを排出させる流通路を開通させる。

請求項４のオゾン供給装置は、請求項３のオゾン供給装置において、前記フィルター装置は、前記オゾンチャンバーから排出されたガスを導入する導入口が形成された上ケーシング部と、この上ケーシング部に連結されると共に前記導入したガスを排出する排出口が形成された下ケーシング部と、この上ケーシング部と前記下ケーシング部とが連結して形成される空洞部に収容されると共に前記導入したガスをろ過処理するフィルター部と、このフィルター部の下端部に設けられると共に前記ろ過処理されたガスを前記空洞部に移行させる第一ガス流通部と、この第一ガス流通部の下端部に固定されると共に大気圧状態でガスを密閉したベローズ部と、このベローズ部の下端部と前記下ケーシング部の底面部とに固定されると共に前記空洞部に滞留するガスを前記排出口に移行させる第二ガス流通部とを備え、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧よりも低い状態で前記ガスが前記導入口に供されると当該ベローズ部が膨張して前記フィルター部が当該導入口を閉塞させて当該フィルター部が当該導入口に供されたガスをろ過処理する一方で、当該チャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧以上で前記ガスが前記導入口に供されると当該ベローズ部が収縮した状態となり前記上ケーシング部と前記フィルター部との間に隙間が確保される。

請求項１〜４の発明によれば、オゾン供給系に設置されるフィルターとオゾン排気系に設置されるフィルターとが統合されているので、オゾン供給装置の配管系が単純化する。

また、請求項１の発明のように、前記オゾン排気系の配管にバイパスバルブとフィルターとが並列に具備され、前記バイパスバルブが前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作することにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。

また、請求項２の発明のように、前記オゾン排気系の配管に逆止めバルブとフィルターとを並列に具備され、前記逆止めバルブが前記オゾン排気系の配管に配管内の圧力に基づき開動作することにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。

また、請求項３の発明のように、前記オゾン排気系の配管に配置されたフィルター装置が、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作するバルブ機能と、このバルブ機能と並列に配置されるフィルター機能とを備えた態様となっており、前記オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。

特に、前記フィルター装置として請求項４のフィルター装置の態様とすることにより、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時に前記バルブの下流側に設置されたオゾンキラーから生じるパーティクルのオゾン排気系の配管への逆流を低減できる。

したがって、以上の発明によればオゾン供給装置におけるオゾンチャンバーの設置数が増加しても、配管の分岐、結合箇所を低減し、配管系が単純化する。これにより、オゾン供給装置を小型化及びコストダウンできる。また、配管系統内のデッドスペースが減少し、ガス溜まりによる配管内腐食が低減する。さらに、オゾンチャンバー内のガスが高真空排気される時にオゾンキラーから生じるパーティクルの配管系統への逆流を低減できる。

（実施形態１）
図１は実施形態１に係るオゾン供給装置の構成概略図である。

オゾン供給装置３１はオゾン供給系３１１とオゾン排気系３１２のフィルターを統合することで配管の分岐、結合箇所を減らして簡略な配管系となっている。すなわち、オゾン供給装置３１はオゾン供給系３１１とオゾン排気系３１２とに連結された配管３１３に複数のオゾンチャンバーを接続させている。オゾンチャンバー２８ａ，２８ｂと配管３１３とを連結する配管にはそれぞれパーティクルフィルター型のフィルター２８ａ，２８ｂが設置されている。オゾン供給系３１１は図示省略された酸化処理装置等に供給する配管にバルブＶｓを備えている。オゾン排気系３１２はオゾンキラー１１及び真空ポンプ１４が接続された配管にバルブＶｅと逆流防止用バルブＶ１を直列に備えている。また、オゾン排気系３１２にはガスの排気量を監視するための手段としてオゾン排気系３１２の配管内の圧力を検出する圧力計Ｐが設置されている。

図１を参照しながらオゾン供給装置３１の動作例について説明する。オゾンを系外の装置（例えば図８に示された酸化処理容器１６）に供給する場合、バルブＶｅが閉に設定される一方でバルブＶｓが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンはそれぞれフィルター２８ａ，２９ｂを介してオゾン供給系３１１に供給される。次に、オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンを真空排気する場合、バルブＶｓが閉に設定される一方でバルブＶｅが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンガスは真空ポンプ１４によって吸引される。吸引されたオゾンガスは逆流防止用バルブＶ１を介してオゾンキラー１１に供される。ここで、ガス排気量が減少した場合、すなわちオゾンチャンバー９ａまたは９ｂが高真空状態となったことを圧力計Ｐが検出した場合、逆流防止用バルブＶ１を閉じて、オゾンキラー１１から配管内へのパーティクルの逆流を低減させる。

（実施形態２）
図２は実施形態２に係るオゾン供給装置の構成概略図である。

オゾン供給装置３２は、オゾンキラー１１からパーティクルが逆流するのを防止するために、オゾン排気系３１２の配管にバイパスバルブＶ２をパーティクルフィルター型のフィルターＦｋと並列に備えている。そして、ガスの排気量が増加した場合に、バイパスバルブＶ２を開に設定して排気能力の確保とフィルターの保護を図る。尚、オゾン排気系３１２にはガスの排気量を監視するための手段としてオゾン排気系３１２の配管内の圧力を検出する圧力計Ｐが設置されている。

図２を参照しながらオゾン供給装置３２の動作例について説明する。オゾンを系外の装置（例えば図８に示された酸化処理容器１６）に供給する場合、バルブＶｅが閉に設定される一方でバルブＶｓが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンはそれぞれフィルター２８ａ，２８ｂを介してオゾン供給系３１１に供給される。次に、オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンを真空排気する場合、バルブＶｓが閉に設定される一方でバルブＶｅが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンガスは真空ポンプ１４によって吸引される。吸引されたオゾンガスはフィルターＦｋを介してオゾンキラー９ａ，９ｂに供される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂから排出されるガスの排気量が増加したことが圧力計Ｐによって検知されると、バイパスバルブＶ２が開く。これによりオゾンの排気能力が確保される共にフィルターが保護される。

（実施形態３）
図３は実施形態３に係るオゾン供給装置の構成概略図である。

オゾン供給装置３３は、オゾンキラー１１からパーティクルが逆流するのを防止するために、オゾン排気系３１２の配管に逆止め弁Ｖ３をフィルターＦｋと並列に備えている。そして、ガス排気量が増加した場合に逆止め弁Ｖ３が自動的に開いて排気能力の確保とフィルターの保護を図る。尚、オゾン排気系３１２にはガスの排気量を監視するための手段としてオゾン排気系３１２の配管内の圧力を検出する圧力計Ｐが設置されている。

図３を参照しながらオゾン供給装置３３の動作例について説明する。オゾンを系外の装置（例えば図８に示された酸化処理容器１６）に供給する場合、バルブＶｅが閉に設定される一方でバルブＶｓが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンはそれぞれフィルター２８ａ，２８ｂを介してオゾン供給系３１１に供給される。次に、オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンを真空排気する場合、バルブＶｓが閉に設定される一方でバルブＶｅが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンガスは真空ポンプ１４によって吸引される。吸引されたオゾンガスはフィルターＦｋを介してオゾンキラー１１に供される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂから排出されるガスの排気量が増加したことが圧力計Ｐによって検知されると、逆止め弁Ｖ３が開く。これによりオゾンの排気能力が確保される共にフィルターが保護される。

（実施形態４）
図４は実施形態４に係るオゾン供給装置の構成概略図である。

オゾン供給装置３３は、オゾンキラー１１からパーティクルが逆流するのを防止するために、オゾン排気系３１２の配管に過圧バイパス機能組み込み型のフィルター装置４１を備えている。ガス排気量が増加した場合には、フィルター装置４１の機能により排気能力の確保とフィルターの保護を行う。

図５はフィルター装置の構成を示した断面図である。図６は前記フィルター装置の構成を示した分解断面図である。図７（ａ）は前記フィルター装置の動作例（大気圧時）を示した概略図であり、図７（ｂ）は前記フィルター装置の動作例（真空排気時）を示した概略図である。

フィルター装置４１は真空排気される流体に含まれる汚染物質を除去するためのフィルター装置である。フィルター装置４１は上ケーシング部４２とフィルター部４３と第一ガス流通部４４とベローズ部４５と第二ガス流通部４６と下ケーシング部４７とを備える。

上ケーシング部４２は図示省略されたオゾンチャンバーから排出されたガスを導入する導入口５１を有する。上ケーシング部４２の導入口４１の径は下ケーシング部４７に形成されたガスの排出口１０１の径と同等に設定されている。上ケーシング部４２及び下ケーシング部４７の両端はＮＷフランジの形式となっており容易に他の管路と接続できるようになっている。すなわち、上ケーシング部４２はフランジ５２，５３を備えている。下ケーシング部４７はフランジ１０２，１０３を備えている。例えばフランジ５２は図４に例示されたオゾン供給装置３３のオゾン排出系３１２の配管に接続される一方でフランジ５３は下ケーシング部４７のフランジ１０２と接続される。フランジ５３とフランジ１０２の接続部分には気密性を維持するためにＮＷフランジ用のセンターリング８を介在させている。また、下ケーシング部７のフランジ１０３はオゾン供給装置３４のオゾン排気系３１２の配管に接続されている。

フィルター部４３はフィルター材６１と凹枠部６２と凸枠部６３とからなる。フィルター材６１は凹枠部６２に収納される。凹枠部６２の開口部６４及び凸枠部６３の開口部６５の径は上ケーシング部４２の導入口５１の径と略同等に設定されている。凸枠部６３はフィルター材６１が収納されている凹枠部６２と嵌合した状態でボルト６６によって凹枠部６２と結合される。また、凹枠部６２の端面には開口部６４の径よりも大径のリング状に形成された弾性体からなるシール６７が開口部６４と同心に設けられる。

第一ガス流通部４４はフィルター材６１を通過した流体を上ケーシング４２内に移行させる筒体からなる。この筒体の内径は凸枠部６３の開口部６４の径以上に設定されている。前記筒体は円筒状に形成されておりその周側面には前記流体を排出させる排出口７１が適宜複数形成されている。第一ガス流通部４４はベローズ部４５の密閉板８１に気密に接続されている。この接続は螺合または溶接等によって行えばよい。

ベローズ部４５は両端の開口部をそれぞれ密閉板８１，８２によって密閉させて空気を大気圧状態で閉じ込めている。密閉板８１，８２は螺合または溶接等によってベローズ部４５の端面と気密に接続される。ベローズ部４５の全長は少なくとも図７（ａ）に示されたようにベローズ部４５が収縮した時に上ケーシング部４２内の底面と凹枠部６２の端面とが離間すると共に図７（ｂ）に示されたようにベローズ部４５が膨張した時に前記端面が前記底面と接触できるように設定される。

第二ガス流通部４６は下ケーシング部４７内の流体を下ケーシング部４７の排出口１０１に移行させる筒体からなる。この筒体は円筒状に形成されておりその周側面には前記流体を導入する導入口９１が適宜複数形成されている。前記筒体の内径は第一ガス流通部４４の内径と略同等に設定されている。第二ガス流通部４６の端面はベローズ部４５の閉塞板８２に気密に接続されている。この接続も螺合または溶接等によって行えばよい。第二ガス流通部４６のもう一方の端面は下ケーシング部４７内の底面に固定されるフランジ９２に接続されている。フランジ９２はボルト９３によって前記底面に固定される。

図７を参照しながらフィルター装置４１の動作例について説明する。

フィルター装置４１はベローズ部４５内に閉じ込められた空気の膨張及び収縮を利用してフィルター部４３を上ケーシング部４２の天井面に接触及びその離脱を行う。

例えば、流体が大気圧状態でフィルター装置４１内に導入される場合、前記導入された流体の圧力がベローズ部４５の内圧以上となっているので、フィルター装置４１のベローズ部４５は収縮した状態となっている。これにより図７（ａ）に示したように上ケーシング部４２の天井面とフィルター部４３との間に隙間が確保される。フィルター装置４１内に導入された流体はフィルター部６１を通らずに前記隙間を経由して上ケーシング部４２内及び下ケーシング部４７内を流通し第二ガス流通部４６を介して排出される。

一方、流体が真空ポンプによってフィルター装置４１内に導入される場合、前記導入された流体の圧力がベローズ部４５の内圧よりも低くなるので、ベローズ部４５が膨張してフィルター部４３が上ケーシング部４２の天井面に密着する。これにより図７（ｂ）に示したように上ケーシング部４２の導入口５１が閉塞された状態となる。これによりフィルター部４３が前記導入したガスをろ過処理できるようになる。フィルター部４３によってろ過処理された流体は第一ガス流通路４４を経由して上ケーシング部２内及び下ケーシング部４７内を流通し第二ガス流通部４６を介して排出される。

次に図４及び図７を参照しながらオゾン供給装置３４の動作例について説明する。

オゾンを供給する場合、バルブＶｅが閉に設定される一方でバルブＶｓが開に設定される。オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンはそれぞれフィルター２８ａ，２８ｂを介してオゾン供給系３１１に供給される。

次に、オゾンを排気する場合、バルブＶｓが閉に設定される一方でバルブＶｅが開に設定される。そして、オゾンチャンバー９ａ，９ｂ内のオゾンガスが真空ポンプ１４によって吸引されてそれぞれフィルター２８ａ，２８ｂを介してオゾン排気系に供給される。オゾン排気系３１２に導入されたオゾンガスはフィルター装置４１に供される。このときフィルター装置４１のベローズ部４５内の圧力はベローズ部４５外の圧力もよりも高い状態となっているので、ベローズ部４５が膨張して上ケーシング部４２の天井面にフィルター部４３が密着する。真空ポンプ１４によって吸引されたオゾンガスは図７（ｂ）に示されたようにフィルター装置４１のフィルター材６４を通過して第一ガス流通部４４内に導入される。第一ガス流通部４４の排出口７１から排出されたガスは下ケーシング部４７内に移行し第二ガス流通路４６内に導入される。第二ガス流通路４６内のガスは直ちにオゾンキラー１１に供給される。

以上のように実施形態４のオゾン供給装置３４によればオゾン排気系の配管にフィルター装置４１を備えることで真空排気時に圧力損失を生じさせることなく排気操作を行える。

実施形態１のオゾン供給装置の構成概略図。実施形態２のオゾン供給装置の構成概略図。実施形態３のオゾン供給装置の構成概略図。実施形態４のオゾン供給装置の構成概略図。実施形態４のオゾン供給装置に具備されたフィルター装置を示した断面図。前記フィルター装置を示した分解断面図。（ａ）前記フィルター装置の動作例（大気圧時）を示した概略図、（ｂ）前記フィルター装置の動作例（真空排気時）を示した概略図。オゾン製造装置の概略構成図。液体オゾン生成装置の詳細構成図。従来のオゾン供給装置の構成概略図。

符号の説明

３１，３２，３３，３４…オゾン供給装置
９ａ，９ｂ…オゾンチャンバー、１１…オゾンキラー、１４…真空ポンプ、２８ａ，２８ｂ…フィルター、３１１…オゾン供給系、３１２…オゾン排出系、Ｐ…圧力計、Ｖ１…逆流防止用バルブ、Ｖ２…バイパスバルブ、Ｆｋ…フィルター、Ｖ３…逆止め弁
４１…フィルター装置
４２…上ケーシング部、５１…導入口、５２，５３…フランジ
４３…フィルター部、６１…フィルター材、６２…凹枠部、６３…凸枠部、６４，６５…開口部、６６…ボルト、６７…シール
４４…第一ガス流通部、７１…排出口
４５…ベローズ部、８１，８２…密閉板
４６…第二ガス流通部、９１…排出口、９２…フランジ、９３…ボルト
４７…下ケーシング部、１０１…排出口、１０２，１０３…フランジ
４８…センターリング

Claims

オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されたオゾン供給装置において、
前記オゾン排気系の配管に配置され、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作するバイパスバルブと、
このバルブと並列に配置されるフィルターとを備え、
前記オゾンチャンバー内のガスが真空排気される場合、当該ガスが前記並列配置されたフィルターを介して排気され、前記圧力の検出値が当該チャンバーから排出されるガスの排気量が増加したことを示す値になると、前記バルブが開状態となること
を特徴とするオゾン供給装置。
オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されたオゾン供給装置において、
前記オゾン排気系の配管に配置され、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作する逆止めバルブと、
このバルブと並列に配置されるフィルターと
を備え、
前記オゾンチャンバー内のガスが真空排気される場合、当該ガスが前記並列配置されたフィルターを介して排気され、前記圧力の検出値が当該チャンバーから排出されるガスの排気量が増加したことを示す値になると、前記逆止めバルブが開状態となること
を特徴とするオゾン供給装置。
オゾン供給系の配管とオゾン排気系の配管が連結された配管に複数のオゾンチャンバーが各々フィルターを介して接続されたオゾン供給装置において、
前記オゾン排気系の配管に配置され、前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力に基づき開閉動作する過圧バイパス機能を有するフィルター装置を備え、
前記フィルター装置は、前記オゾンチャンバー内のガスを真空排気させる際には当該ガスを本フィルター装置内のフィルター部を介して排出させ、当該チャンバーから排出されるガスの圧力が大気圧以上になると、当該フィルター部をバイパスして当該ガスを排出させる流通路を開通させること
を特徴とするオゾン供給装置。
前記フィルター装置は、
前記オゾンチャンバーから排出されたガスを導入する導入口が形成された上ケーシング部と、
この上ケーシング部に連結されると共に前記導入したガスを排出する排出口が形成された下ケーシング部と、
この上ケーシング部と前記下ケーシング部とが連結して形成される空洞部に収容されると共に前記導入したガスをろ過処理するフィルター部と、
このフィルター部の下端部に設けられると共に前記ろ過処理されたガスを前記空洞部に移行させる第一ガス流通部と、
この第一ガス流通部の下端部に固定されると共に大気圧状態でガスを密閉したベローズ部と、
このベローズ部の下端部と前記下ケーシング部の底面部とに固定されると共に前記空洞部に滞留するガスを前記排出口に移行させる第二ガス流通部と
を備え、
前記オゾンチャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧よりも低い状態で前記ガスが前記導入口に供されると当該ベローズ部が膨張して前記フィルター部が当該導入口を閉塞させて当該フィルター部が当該導入口に供されたガスをろ過処理する一方で、当該チャンバーから排出されたガスの圧力が前記ベローズ部の内圧以上で前記ガスが前記導入口に供されると当該ベローズ部が収縮した状態となり前記上ケーシング部と前記フィルター部との間に隙間が確保されること
を特徴とする請求項３に記載のオゾン供給装置。