臭氧氣體的濃縮方法及其裝置制造方法及圖紙

一種臭氧氣體濃縮方法，并列配置向內(nèi)部填充非冷卻狀態(tài)的吸附劑而成的至少兩個(gè)吸附筒，使容置在各吸附筒內(nèi)的非冷卻狀態(tài)的吸附劑在臭氧及氧氣混合氣體中選擇性地吸附臭氧氣體，且在進(jìn)行臭氧氣體脫離操作時(shí)，通過對(duì)各吸附筒進(jìn)行減壓處理來使臭氧氣體從吸附劑脫離，由此濃縮提純臭氧氣體，另外，控制上述至少兩個(gè)吸附筒，使兩個(gè)吸附筒交替反復(fù)進(jìn)行吸附工序和脫離工序，且在一個(gè)吸附筒處于吸附工序時(shí)使另一個(gè)吸附筒處于脫離工序。在從臭氧氣體的吸附工序要向脫離工序切換時(shí)，使處于吸附工序的吸附筒和處于脫離結(jié)束階段的吸附筒相連通，使得吸附筒內(nèi)部的壓力的均等化，之后，使處于吸附階段的吸附筒與減壓發(fā)生單元相連通，來使臭氧氣體從吸附劑脫離。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
臭氧氣體濃縮方法
本專利技術(shù)涉及向半導(dǎo)體制造設(shè)備等臭氧消耗設(shè)備供給濃縮到規(guī)定濃度范圍的臭氧氣體的方法及其裝置，尤其涉及對(duì)在臭氧發(fā)生器中產(chǎn)生的臭氧氣體進(jìn)行提純并作為規(guī)定濃度范圍的濃縮臭氧氣體進(jìn)行供給的方法及其裝置。
技術(shù)介紹
一般而言，通過將來自氧氣瓶的氧氣和從大氣中分離出的氧氣供給至臭氧發(fā)生器來產(chǎn)生臭氧氣體，但即使利用來自氧氣瓶的氧氣來產(chǎn)生臭氧氣體，臭氧氣體在氧氣中的濃度也只會(huì)達(dá)到5～10vol％左右。而且，因?yàn)槌粞鯕怏w的自分解性強(qiáng)，所以臭氧氣體在臭氧氣體供給路徑中進(jìn)行自我分解，在向臭氧氣體消耗設(shè)備供給的階段中，濃度變得更低，而且臭氧氣體的供給濃度不穩(wěn)定。近年來，在半導(dǎo)體的制造領(lǐng)域中，在基板等上形成氧化膜時(shí)利用臭氧的氧化能力的情況逐漸增加，此時(shí)希望供給穩(wěn)定的中濃度的臭氧氣體，以便在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地形成恰當(dāng)厚度的氧化膜。因此，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人以前提出了如下的技術(shù)(專利文獻(xiàn)1)，即，先將來自臭氧發(fā)生器的臭氧及氧氣混合氣體供給至填充有非冷卻狀態(tài)的臭氧吸附劑的吸附筒，來使吸附劑選擇性地吸附臭氧氣體，并且在進(jìn)行臭氧氣體脫離操作時(shí)使吸附筒形成真空來使臭氧氣體從吸附劑脫離的技術(shù)。另外，提出了在從吸附筒導(dǎo)出臭氧氣體的脫離臭氧氣體導(dǎo)出路上安裝平滑化容器，并在該平滑化容器的下游側(cè)配置有減壓?jiǎn)卧募夹g(shù)(專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開2008-062534號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2：日本特開昭61-72602號(hào)公報(bào)。在所述專利文獻(xiàn)1所公開的臭氧濃縮技術(shù)中，通過反復(fù)向非冷卻狀態(tài)的吸附劑吸附臭氧氣體及使臭氧氣體從吸附劑脫離，能夠?qū)⒊粞鯕怏w濃縮為三倍左右，但根據(jù)實(shí)施例可知，其吸附壓力為3.4kPa·G、7.1kPa·G及12.3kPa·G。一般而言，越以高的壓力吸附，臭氧氣體的吸附量越多，但在以高壓吸附時(shí)，在剛剛開始脫離之后，在濃縮臭氧在取出配管中壓力急劇上升。伴隨與此，在配管內(nèi)或減壓?jiǎn)卧?真空泵)內(nèi)臭氧容易發(fā)生自我分解。由此可知，難以通過單純的提高壓力來增加吸附量。另一方面，在從吸附筒導(dǎo)出臭氧氣體的脫離臭氧氣體導(dǎo)出路上安裝有平滑化容器并且在該平滑化容器的下游側(cè)配置有減壓?jiǎn)卧膶＠墨I(xiàn)2的技術(shù)中，能夠抑制在剛剛開始脫離后在脫離臭氧氣體導(dǎo)出路中壓力急劇上升，但在吸附筒中的臭氧氣體脫離操作中不能發(fā)揮減壓發(fā)生單元的性能，從而脫離壓力不能充分地變低，所以存在不能充分地進(jìn)行臭氧氣體的高濃度化這樣的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)著眼于這些問題而作出的，其目的在于，提供一種臭氧濃縮方法及其裝置，使得通過追加簡(jiǎn)易的配管及配管設(shè)備，就能夠預(yù)防在剛剛開始脫離后在裝置內(nèi)壓力急劇上升，并實(shí)現(xiàn)吸附壓力的高壓化，由此能夠以較高的濃縮率取出濃縮臭氧氣體。為了達(dá)成上述目的，技術(shù)方案1所述的本專利技術(shù)是一種臭氧氣體濃縮方法，并列配置向內(nèi)部填充非冷卻狀態(tài)的吸附劑而成的至少兩個(gè)吸附筒，使容置在各吸附筒內(nèi)的非冷卻狀態(tài)的吸附劑在臭氧及氧氣混合氣體中作用而選擇性地吸附臭氧氣體，并且在進(jìn)行臭氧氣體脫離操作時(shí)，通過對(duì)各吸附筒進(jìn)行減壓處理來使臭氧氣體從吸附劑脫離，由此濃縮提純臭氧氣體，另外，控制上述至少兩個(gè)吸附筒，使至少兩個(gè)吸附筒分別交替反復(fù)進(jìn)行吸附工序和脫離工序，并且在一個(gè)吸附筒處于吸附工序時(shí)使另一個(gè)吸附筒處于脫離工序，該臭氧氣體濃縮方法的特征在于，在從臭氧氣體的吸附工序要向脫離工序切換時(shí)經(jīng)由壓力均等化工序，在壓力均等化工序中，使結(jié)束了吸附工序的吸附筒和結(jié)束了脫離工序的吸附筒相連通，使得內(nèi)部的壓力均等化，另外在進(jìn)行了壓力均等化工序之后，使所述結(jié)束了吸附工序的吸附筒與減壓發(fā)生單元相連通，來使臭氧氣體從吸附劑脫離。另外，提供一種臭氧氣體濃縮方法，并列配置向內(nèi)部填充非冷卻狀態(tài)的吸附劑而成的至少兩個(gè)吸附筒，使容置在各吸附筒內(nèi)的非冷卻狀態(tài)的吸附劑在臭氧及氧氣混合氣體中作用而選擇性地吸附臭氧氣體，并且在進(jìn)行臭氧氣體脫離操作時(shí)，通過對(duì)各吸附筒進(jìn)行減壓處理來使臭氧氣體從吸附劑脫離，由此濃縮提純臭氧氣體，另外，控制上述至少兩個(gè)吸附筒，使至少兩個(gè)吸附筒分別交替反復(fù)進(jìn)行吸附工序和脫離工序，并且在一個(gè)吸附筒處于吸附工序時(shí)使另一個(gè)吸附筒處于脫離工序，該臭氧氣體濃縮方法的特征在于，在從臭氧氣體的吸附工序要向脫離工序切換時(shí)，使過去處于吸附工序的吸附筒和處于脫離結(jié)束階段的吸附筒相連通，使得內(nèi)部的壓力均等化，之后，使過去處于吸附階段的吸附筒與減壓發(fā)生單元相連通，來使臭氧氣體從吸附劑脫離。技術(shù)方案2所述的本專利技術(shù)的臭氧氣體濃縮方法的特征在于，控制壓力均等化工序的結(jié)束時(shí)刻，使得壓力均等化工序在高壓側(cè)吸附筒的內(nèi)壓和低壓側(cè)吸附筒的內(nèi)壓之間的壓差達(dá)到壓力均等化工序的開始時(shí)的壓差的40％以下的壓力的階段結(jié)束。技術(shù)方案3所述的本專利技術(shù)的臭氧氣體濃縮方法的特征在于，在壓力均等化工序即將開始之前，關(guān)閉所述結(jié)束了吸附工序的吸附筒的臭氧氣體入口側(cè)的閥并開啟出口側(cè)的閥，來降低吸附筒內(nèi)壓。技術(shù)方案4所述的本專利技術(shù)是一種臭氧氣體濃縮裝置，其特征在于，并列配置有向內(nèi)部填充吸附劑而成的至少兩個(gè)吸附筒，在各吸附筒上分別安裝有氣體導(dǎo)入閥、氣體導(dǎo)出閥及氣體排出閥，所述氣體導(dǎo)入閥與安裝有臭氧發(fā)生器的氣體導(dǎo)入路相連接，氣體導(dǎo)出閥與安裝有真空泵的濃縮臭氧氣體導(dǎo)出路相連接，氣體排出閥與安裝有臭氧分解器的氣體排出路相連接，控制安裝在各吸附筒上的氣體導(dǎo)入閥和氣體排出閥以能夠同步進(jìn)行開閉動(dòng)作，并且使安裝在同一吸附筒上的氣體導(dǎo)入閥和氣體導(dǎo)出閥以擇一的方式進(jìn)行開啟動(dòng)作，對(duì)各閥進(jìn)行切換控制，以使各吸附筒交替反復(fù)進(jìn)行與氣體導(dǎo)入路相連通的吸附工序和與濃縮臭氧氣體導(dǎo)出路相連通的脫離工序，并且使至少兩個(gè)吸附筒中的一個(gè)吸附筒處于吸附工序而另外的吸附筒處于脫離工序，在各閥的吸附筒側(cè)配置有使吸附筒內(nèi)部彼此連通的至少一個(gè)系統(tǒng)的連通路，并且在該連通路上安裝有流路開閉閥，對(duì)該流路開閉閥進(jìn)行開閉控制，使得該流路開閉閥與所述氣體導(dǎo)入閥及氣體導(dǎo)出閥的開閉動(dòng)作同步。在上述內(nèi)容中，吸附工序是指進(jìn)行吸附作業(yè)的工序，表示吸附作業(yè)中；脫離工序是指進(jìn)行脫離作業(yè)的工序，表示脫離作業(yè)中；吸附階段是指吸附劑上吸附著臭氧氣體的階段，包括吸附工序開始后至脫離工序開始之前的各個(gè)工序(包括吸附工序、吸附工序后的壓力均等化工序、技術(shù)方案3記載的工序)；脫離結(jié)束階段是指脫離結(jié)束工序結(jié)束后至下一次吸附工序開始前的階段。在本專利技術(shù)中，通過壓力均等化來將吸附后的高壓的吸附筒內(nèi)壓減壓到大氣壓左右，因而能夠防止剛剛開始脫離后的配管及減壓發(fā)生單元中壓力急劇上升，從而能夠預(yù)防臭氧氣體的自我分解以及于此伴隨的設(shè)備的破損。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)吸附筒內(nèi)的吸附壓力的高壓化，能夠提高臭氧濃縮率，此外能夠使減壓發(fā)生單元的吸引力直接作用于吸附筒內(nèi)，從而能夠進(jìn)一步降低吸附筒內(nèi)的壓力，因而能夠增加臭氧的取出量。進(jìn)而，在安裝在與吸附筒相連通的氣體通路上的各閥的吸附筒側(cè)配置使吸附筒內(nèi)部彼此相連通的連通路，并且僅在該連通路上安裝流路開閉閥，所以能夠在不需要增加設(shè)備、大幅擴(kuò)充與地面接觸的空間的情況下，通過追加簡(jiǎn)易的配管及配管設(shè)備就能夠使臭氧氣體更加高濃度化。附圖說明圖1是示出了本專利技術(shù)的實(shí)施方式的一個(gè)例子的系統(tǒng)圖。圖2是示出了壓力均等化時(shí)間與臭氧濃度、臭氧量及流量之間的關(guān)系的曲線圖。圖3是示出了吸附筒內(nèi)部的壓力變化和經(jīng)過時(shí)間之間的關(guān)系的曲線圖。圖4是示出了吸附筒內(nèi)部的壓力變化和經(jīng)過時(shí)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種臭氧氣體濃縮方法，并列配置向內(nèi)部填充非冷卻狀態(tài)的吸附劑（1）而成的至少兩個(gè)吸附筒（2），使容置在各吸附筒（2）內(nèi)的非冷卻狀態(tài)的吸附劑（1）在臭氧及氧氣混合氣體中選擇性地吸附臭氧氣體，并且在進(jìn)行臭氧氣體脫離操作時(shí)，通過對(duì)各吸附筒（2）進(jìn)行減壓處理來使臭氧氣體從吸附劑（1）脫離，由此濃縮提純臭氧氣體，另外，控制上述至少兩個(gè)吸附筒（2），使至少兩個(gè)吸附筒（2）分別交替反復(fù)進(jìn)行吸附工序和脫離工序，并且在一個(gè)吸附筒（2）處于吸附工序時(shí)使另外的吸附筒（2）處于脫離工序，該臭氧氣體濃縮方法的特征在于，在從臭氧氣體的吸附工序向脫離工序切換時(shí)經(jīng)由壓力均等化工序，在壓力均等化工序中，使結(jié)束了吸附工序的吸附筒（2）和結(jié)束了脫離工序的吸附筒（2）相連通，使得吸附筒的內(nèi)部的壓力均等化，另外在進(jìn)行了壓力均等化工序之后，使所述結(jié)束了吸附工序的吸附筒（2）與減壓發(fā)生單元（11）相連通，來使臭氧氣體從吸附劑（1）脫離。

【技術(shù)特征摘要】
2011.09.09 JP 2011-1969201.一種臭氧氣體濃縮方法，并列配置向內(nèi)部填充非冷卻狀態(tài)的吸附劑(1)而成的至少兩個(gè)吸附筒(2)，使容置在各吸附筒(2)內(nèi)的非冷卻狀態(tài)的吸附劑(1)在臭氧及氧氣混合氣體中選擇性地吸附臭氧氣體，并且在進(jìn)行臭氧氣體脫離操作時(shí)，通過對(duì)各吸附筒(2)進(jìn)行減壓處理來使臭氧氣體從吸附劑(1)脫離，由此濃縮提純臭氧氣體，另外，控制上述至少兩個(gè)吸附筒(2)，使至少兩個(gè)吸附筒(2)分別交替反復(fù)進(jìn)行吸附工序和脫離工序，并且在一個(gè)吸附筒(2)處于吸附工序時(shí)使另外的吸附筒(2)處于脫離工序，該臭氧氣體濃縮方法的特征在于，在從臭氧氣體的吸附工序向...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牧平尚久，中村貞紀(jì)，井上吾一，小池國(guó)彥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：巖谷產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：