臭氧气体的浓缩方法及其装置制造方法及图纸

一种臭氧气体浓缩方法，并列配置向内部填充非冷却状态的吸附剂而成的至少两个吸附筒，使容置在各吸附筒内的非冷却状态的吸附剂在臭氧及氧气混合气体中选择性地吸附臭氧气体，且在进行臭氧气体脱离操作时，通过对各吸附筒进行减压处理来使臭氧气体从吸附剂脱离，由此浓缩提纯臭氧气体，另外，控制上述至少两个吸附筒，使两个吸附筒交替反复进行吸附工序和脱离工序，且在一个吸附筒处于吸附工序时使另一个吸附筒处于脱离工序。在从臭氧气体的吸附工序要向脱离工序切换时，使处于吸附工序的吸附筒和处于脱离结束阶段的吸附筒相连通，使得吸附筒内部的压力的均等化，之后，使处于吸附阶段的吸附筒与减压发生单元相连通，来使臭氧气体从吸附剂脱离。

【技术实现步骤摘要】
臭氧气体浓缩方法
本专利技术涉及向半导体制造设备等臭氧消耗设备供给浓缩到规定浓度范围的臭氧气体的方法及其装置，尤其涉及对在臭氧发生器中产生的臭氧气体进行提纯并作为规定浓度范围的浓缩臭氧气体进行供给的方法及其装置。
技术介绍
一般而言，通过将来自氧气瓶的氧气和从大气中分离出的氧气供给至臭氧发生器来产生臭氧气体，但即使利用来自氧气瓶的氧气来产生臭氧气体，臭氧气体在氧气中的浓度也只会达到5～10vol％左右。而且，因为臭氧气体的自分解性强，所以臭氧气体在臭氧气体供给路径中进行自我分解，在向臭氧气体消耗设备供给的阶段中，浓度变得更低，而且臭氧气体的供给浓度不稳定。近年来，在半导体的制造领域中，在基板等上形成氧化膜时利用臭氧的氧化能力的情况逐渐增加，此时希望供给稳定的中浓度的臭氧气体，以便在短时间内稳定地形成恰当厚度的氧化膜。因此，本申请的申请人以前提出了如下的技术(专利文献1)，即，先将来自臭氧发生器的臭氧及氧气混合气体供给至填充有非冷却状态的臭氧吸附剂的吸附筒，来使吸附剂选择性地吸附臭氧气体，并且在进行臭氧气体脱离操作时使吸附筒形成真空来使臭氧气体从吸附剂脱离的技术。另外，提出了在从吸附筒导出臭氧气体的脱离臭氧气体导出路上安装平滑化容器，并在该平滑化容器的下游侧配置有减压单元的技术(专利文献2)。专利文献1：国际公开2008-062534号公报；专利文献2：日本特开昭61-72602号公报。在所述专利文献1所公开的臭氧浓缩技术中，通过反复向非冷却状态的吸附剂吸附臭氧气体及使臭氧气体从吸附剂脱离，能够将臭氧气体浓缩为三倍左右，但根据实施例可知，其吸附压力为3.4kPa·G、7.1kPa·G及12.3kPa·G。一般而言，越以高的压力吸附，臭氧气体的吸附量越多，但在以高压吸附时，在刚刚开始脱离之后，在浓缩臭氧在取出配管中压力急剧上升。伴随与此，在配管内或减压单元(真空泵)内臭氧容易发生自我分解。由此可知，难以通过单纯的提高压力来增加吸附量。另一方面，在从吸附筒导出臭氧气体的脱离臭氧气体导出路上安装有平滑化容器并且在该平滑化容器的下游侧配置有减压单元的专利文献2的技术中，能够抑制在刚刚开始脱离后在脱离臭氧气体导出路中压力急剧上升，但在吸附筒中的臭氧气体脱离操作中不能发挥减压发生单元的性能，从而脱离压力不能充分地变低，所以存在不能充分地进行臭氧气体的高浓度化这样的问题。
技术实现思路
本专利技术着眼于这些问题而作出的，其目的在于，提供一种臭氧浓缩方法及其装置，使得通过追加简易的配管及配管设备，就能够预防在刚刚开始脱离后在装置内压力急剧上升，并实现吸附压力的高压化，由此能够以较高的浓缩率取出浓缩臭氧气体。为了达成上述目的，技术方案1所述的本专利技术是一种臭氧气体浓缩方法，并列配置向内部填充非冷却状态的吸附剂而成的至少两个吸附筒，使容置在各吸附筒内的非冷却状态的吸附剂在臭氧及氧气混合气体中作用而选择性地吸附臭氧气体，并且在进行臭氧气体脱离操作时，通过对各吸附筒进行减压处理来使臭氧气体从吸附剂脱离，由此浓缩提纯臭氧气体，另外，控制上述至少两个吸附筒，使至少两个吸附筒分别交替反复进行吸附工序和脱离工序，并且在一个吸附筒处于吸附工序时使另一个吸附筒处于脱离工序，该臭氧气体浓缩方法的特征在于，在从臭氧气体的吸附工序要向脱离工序切换时经由压力均等化工序，在压力均等化工序中，使结束了吸附工序的吸附筒和结束了脱离工序的吸附筒相连通，使得内部的压力均等化，另外在进行了压力均等化工序之后，使所述结束了吸附工序的吸附筒与减压发生单元相连通，来使臭氧气体从吸附剂脱离。另外，提供一种臭氧气体浓缩方法，并列配置向内部填充非冷却状态的吸附剂而成的至少两个吸附筒，使容置在各吸附筒内的非冷却状态的吸附剂在臭氧及氧气混合气体中作用而选择性地吸附臭氧气体，并且在进行臭氧气体脱离操作时，通过对各吸附筒进行减压处理来使臭氧气体从吸附剂脱离，由此浓缩提纯臭氧气体，另外，控制上述至少两个吸附筒，使至少两个吸附筒分别交替反复进行吸附工序和脱离工序，并且在一个吸附筒处于吸附工序时使另一个吸附筒处于脱离工序，该臭氧气体浓缩方法的特征在于，在从臭氧气体的吸附工序要向脱离工序切换时，使过去处于吸附工序的吸附筒和处于脱离结束阶段的吸附筒相连通，使得内部的压力均等化，之后，使过去处于吸附阶段的吸附筒与减压发生单元相连通，来使臭氧气体从吸附剂脱离。技术方案2所述的本专利技术的臭氧气体浓缩方法的特征在于，控制压力均等化工序的结束时刻，使得压力均等化工序在高压侧吸附筒的内压和低压侧吸附筒的内压之间的压差达到压力均等化工序的开始时的压差的40％以下的压力的阶段结束。技术方案3所述的本专利技术的臭氧气体浓缩方法的特征在于，在压力均等化工序即将开始之前，关闭所述结束了吸附工序的吸附筒的臭氧气体入口侧的阀并开启出口侧的阀，来降低吸附筒内压。技术方案4所述的本专利技术是一种臭氧气体浓缩装置，其特征在于，并列配置有向内部填充吸附剂而成的至少两个吸附筒，在各吸附筒上分别安装有气体导入阀、气体导出阀及气体排出阀，所述气体导入阀与安装有臭氧发生器的气体导入路相连接，气体导出阀与安装有真空泵的浓缩臭氧气体导出路相连接，气体排出阀与安装有臭氧分解器的气体排出路相连接，控制安装在各吸附筒上的气体导入阀和气体排出阀以能够同步进行开闭动作，并且使安装在同一吸附筒上的气体导入阀和气体导出阀以择一的方式进行开启动作，对各阀进行切换控制，以使各吸附筒交替反复进行与气体导入路相连通的吸附工序和与浓缩臭氧气体导出路相连通的脱离工序，并且使至少两个吸附筒中的一个吸附筒处于吸附工序而另外的吸附筒处于脱离工序，在各阀的吸附筒侧配置有使吸附筒内部彼此连通的至少一个系统的连通路，并且在该连通路上安装有流路开闭阀，对该流路开闭阀进行开闭控制，使得该流路开闭阀与所述气体导入阀及气体导出阀的开闭动作同步。在上述内容中，吸附工序是指进行吸附作业的工序，表示吸附作业中；脱离工序是指进行脱离作业的工序，表示脱离作业中；吸附阶段是指吸附剂上吸附着臭氧气体的阶段，包括吸附工序开始后至脱离工序开始之前的各个工序(包括吸附工序、吸附工序后的压力均等化工序、技术方案3记载的工序)；脱离结束阶段是指脱离结束工序结束后至下一次吸附工序开始前的阶段。在本专利技术中，通过压力均等化来将吸附后的高压的吸附筒内压减压到大气压左右，因而能够防止刚刚开始脱离后的配管及减压发生单元中压力急剧上升，从而能够预防臭氧气体的自我分解以及于此伴随的设备的破损。其结果，能够实现吸附筒内的吸附压力的高压化，能够提高臭氧浓缩率，此外能够使减压发生单元的吸引力直接作用于吸附筒内，从而能够进一步降低吸附筒内的压力，因而能够增加臭氧的取出量。进而，在安装在与吸附筒相连通的气体通路上的各阀的吸附筒侧配置使吸附筒内部彼此相连通的连通路，并且仅在该连通路上安装流路开闭阀，所以能够在不需要增加设备、大幅扩充与地面接触的空间的情况下，通过追加简易的配管及配管设备就能够使臭氧气体更加高浓度化。附图说明图1是示出了本专利技术的实施方式的一个例子的系统图。图2是示出了压力均等化时间与臭氧浓度、臭氧量及流量之间的关系的曲线图。图3是示出了吸附筒内部的压力变化和经过时间之间的关系的曲线图。图4是示出了吸附筒内部的压力变化和经过时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种臭氧气体浓缩方法，并列配置向内部填充非冷却状态的吸附剂（1）而成的至少两个吸附筒（2），使容置在各吸附筒（2）内的非冷却状态的吸附剂（1）在臭氧及氧气混合气体中选择性地吸附臭氧气体，并且在进行臭氧气体脱离操作时，通过对各吸附筒（2）进行减压处理来使臭氧气体从吸附剂（1）脱离，由此浓缩提纯臭氧气体，另外，控制上述至少两个吸附筒（2），使至少两个吸附筒（2）分别交替反复进行吸附工序和脱离工序，并且在一个吸附筒（2）处于吸附工序时使另外的吸附筒（2）处于脱离工序，该臭氧气体浓缩方法的特征在于，在从臭氧气体的吸附工序向脱离工序切换时经由压力均等化工序，在压力均等化工序中，使结束了吸附工序的吸附筒（2）和结束了脱离工序的吸附筒（2）相连通，使得吸附筒的内部的压力均等化，另外在进行了压力均等化工序之后，使所述结束了吸附工序的吸附筒（2）与减压发生单元（11）相连通，来使臭氧气体从吸附剂（1）脱离。

【技术特征摘要】
2011.09.09 JP 2011-1969201.一种臭氧气体浓缩方法，并列配置向内部填充非冷却状态的吸附剂(1)而成的至少两个吸附筒(2)，使容置在各吸附筒(2)内的非冷却状态的吸附剂(1)在臭氧及氧气混合气体中选择性地吸附臭氧气体，并且在进行臭氧气体脱离操作时，通过对各吸附筒(2)进行减压处理来使臭氧气体从吸附剂(1)脱离，由此浓缩提纯臭氧气体，另外，控制上述至少两个吸附筒(2)，使至少两个吸附筒(2)分别交替反复进行吸附工序和脱离工序，并且在一个吸附筒(2)处于吸附工序时使另外的吸附筒(2)处于脱离工序，该臭氧气体浓缩方法的特征在于，在从臭氧气体的吸附工序向...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧平尚久，中村贞纪，井上吾一，小池国彦，
申请(专利权)人：岩谷产业株式会社，
类型：发明
国别省市：