(57)【要約】【課題】配管内で、万一オゾン分解が生じても、装置の破損の虞が無いオゾンガス移送装置を提供することを課題とする。【解決手段】配管４内に、オゾンを体積比率で１０％以上含むオゾンガスとしての高濃度オゾンガスを通過可能とする例えば多数の球体や網状物等の充填材５を充填する構成を採用することで、高濃度オゾンガスが、配管４内で、万一オゾン分解した場合でも、発生する熱を、充填材５の熱容量により素早く吸収して、連鎖的なオゾン分解を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンを体積比率で１０％以上含むオゾンガスを移送するための配管を備えたオゾンガス移送装置であって、
前記配管内に、前記オゾンガスの通過を可能とする充填材を充填したことを特徴とするオゾンガス移送装置。
【請求項２】
前記充填材は、その表面積（ｍ２）／前記配管内体積（ｍ３）≧２０００であることを特徴とする請求項１記載のオゾンガス移送装置。
【請求項３】
前記充填材は、オゾンにより酸化されない表面を有することを特徴とする請求項１又は２記載のオゾンガス移送装置。
【請求項４】
前記充填材は、多数の球体であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のオゾンガス移送装置。
【請求項５】
前記充填材により形成される前記オゾンガスの通過流路は、ジグザク状の流路であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のオゾンガス移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度オゾンガスを移送するための配管を備えたオゾンガス移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オゾンを含有するオゾンガスをオゾン濃縮装置で濃縮し、この濃縮により高濃度とされた高濃度オゾンガスを、配管を経由して酸化処理槽に移送し、酸化膜の製造に供する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平５−１７１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、高濃度オゾンガス（一般的にはオゾンの体積比率が１０％以上）は、例えば、金属微粒子の触媒作用、高温、衝撃力、オゾンで分解する有機性ガス等のトリガーがあると、自己分解して発熱し（Ｏ３→１．５Ｏ２＋１４３ｋJ／mol）、その分解時の発熱で他のオゾンが加熱されて自己分解するという連鎖反応を起こす虞がある。
【０００４】
従って、上記装置にあっては、上記トリガー等が要因となって配管内で万一オゾン分解が生じると、このオゾン分解が連鎖し、温度が急上昇すると共に体積が急膨張して圧力が急上昇し、装置の破損を招く虞がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、配管内で万一オゾン分解が生じても、装置の破損の虞が無いオゾンガス移送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるオゾンガス移送装置は、オゾンを体積比率で１０％以上含むオゾンガスを移送するための配管を備えたオゾンガス移送装置であって、配管内に、オゾンガスの通過を可能とする充填材を充填したことを特徴としている。
【０００７】
このようなオゾンガス移送装置によれば、オゾンを体積比率で１０％以上含むオゾンガスとしての高濃度オゾンガスが配管内で万一オゾン分解しても、発生する熱は、配管内に充填された充填材の熱容量により素早く吸収されるため、連鎖的なオゾン分解が抑制され、装置の破損の虞が無くされる。
【０００８】
ここで、充填材は、その表面積（ｍ２）／配管内体積（ｍ３）≧２０００であると、連鎖的なオゾン分解が確実に防止される。
【０００９】
また、充填材は、オゾンにより酸化されない表面を有しているのが好ましい。このような構成を採用した場合、高濃度オゾンガスが充填材を酸化して分解し濃度低下を起こすということが防止され、所望の高濃度オゾンガスが移送される。このような充填材としては、例えば、セラミック製充填材や、ステンレス製やチタン製等の金属製充填材等が挙げられる。このステンレス製やチタン製等の金属製充填材は、オゾンガスにより直後は酸化されるが、オゾンガスを継続して流すことにより表面に酸化膜が形成され、オゾンガスにより酸化されなくなる。
【００１０】
また、充填材は、多数の球体であるのが好ましい。このような構成を採用した場合、充填材である多数の球体によりジグザク状の流路が形成され、熱伝達表面積が非常に大きくされると共に流路間隔が非常に小さくされ、充填材の熱伝達速度が非常に大きくされる。このため、オゾン分解によって生じる熱は、充填材の熱容量により一層素早く吸収され、連鎖的なオゾン分解が一層抑制される。
【００１１】
このように、充填材により形成されるオゾンガスの通過流路は、ジグザク状の流路であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によるオゾンガス移送装置によれば、配管内で万一オゾン分解が生じても、装置の破損の虞を無くすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明によるオゾンガス移送装置の好適な実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るオゾンガス移送装置を備えた高濃度オゾンガス生成・使用装置を示す概略構成図、図２は、図１中のオゾンガス移送装置を示す概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、高濃度オゾンガス生成・使用装置１００は、高濃度オゾンガス生成装置１と、高濃度オゾンガス使用装置２と、高濃度オゾンガス生成装置１と高濃度オゾンガス使用装置２とを接続するオゾンガス移送装置３と、を備えている。
【００１５】
高濃度オゾンガス生成装置１は、酸素や空気を基にオゾナイザで生成されたオゾンガスを濃縮するオゾン濃縮装置や、酸素や空気を基にオゾンガスを生成するオゾナイザ等であり、高濃度オゾンガス（オゾンを体積比率で１０％以上含むオゾンガス）を生成するものである。
【００１６】
高濃度オゾンガス使用装置２は、高濃度オゾンガスを用いて例えば半導体製造装置等の酸化膜の形成等を行うものである。
【００１７】
オゾンガス移送装置３は、高濃度オゾンガス生成装置１と高濃度オゾンガス使用装置２とを接続し高濃度オゾンガス生成装置１から高濃度オゾンガス使用装置２に高濃度オゾンガスを移送する移送配管４と、図２に示すように、移送配管４内に充填された多数の充填材５と、を備えている。
【００１８】
移送配管４は、高濃度オゾンガスにより酸化されない表面を有する構成とされ、ここでは、ステンレス製とされている。このステンレス製の移送配管４は、予め内部に高濃度オゾンガスを所定時間流すことで、ステンレス表面に緻密な酸化膜が形成され、これ以上表面が酸化されないものが用いられている。このような処理が施されたステンレス製の移送配管４を用いることで、高濃度オゾンガスの移送時に、当該高濃度オゾンガスが移送配管４を酸化して分解し濃度低下を起こすということが防止され、所望の高濃度オゾンガスの移送が可能とされる。
【００１９】
充填材５は、高濃度オゾンガスの通過を可能とする充填材であり、ここでは、多数の球体とされている。この充填材５は、高濃度オゾンガスが当該充填材５を酸化して分解し濃度低下を起こすということを防止すべく、オゾンにより酸化されない表面を有する構成とされ、例えば、セラミック製充填材や、ステンレス製やチタン製等の金属製充填材等とされている。このステンレス製やチタン製等の金属製充填材は、オゾンガスにより直後は酸化されるが、オゾンガスを継続して流すことにより表面に酸化膜が形成され、オゾンガスにより酸化されなくなる。
【００２０】
このような高濃度オゾンガス生成・使用装置１００によれば、高濃度オゾンガス生成装置１で、オゾンを体積比率で１０％以上含むオゾンガスとしての高濃度オゾンガスが生成され、この高濃度オゾンガスは、移送配管４を通して高濃度オゾンガス使用装置２に移送され、当該高濃度オゾンガス使用装置２で使用に供される。
【００２１】
ここで、高濃度オゾンガスが移送配管４内で万一オゾン分解しても、発生する熱は、移送配管４内に充填された充填材５の熱容量により素早く吸収される。このため、連鎖的なオゾン分解が抑制され、装置の破損の虞が無くされている。
【００２２】
また、移送配管４内にあっては、充填材である多数の球体５によりジグザク状の流路が形成され、熱伝達表面積が非常に大きくされると共に流路間隔が非常に小さくされ、充填材５の熱伝達速度が非常に大きくされている。このため、オゾン分解によって生じる熱は、充填材５の熱容量により一層素早く吸収され、連鎖的なオゾン分解が一層抑制されている。
【００２３】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、特に好ましいとして、充填材５を多数の球体としているが、高濃度オゾンガスの通過を可能とする充填材であれば良く、例えば、多数の楕円体、円柱体、円筒体や、網状物等としても良く、これらの充填材を用いることで、ジグザク状のオゾンガスの通過流路が形成されることがより好ましい。そして、この場合も、充填材は、高濃度オゾンガスにより酸化されない表面を有する構成とすべきであるというのはいうまでもない。なお、充填材は、移送配管４内に粗に充填されていると、粗に充填されている部分で、オゾン分解によって生じた熱が充填材の熱容量により吸収されず、連鎖的なオゾン分解が十分に抑制できない場合があるため、移送配管４内にできるだけ密に充填することが望ましい。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明者らが実施した実施例１について述べる。
【００２５】
（実施例１）
試験に用いたオゾンガス移送装置を図３に示す。移送配管４は、予め表面に酸化膜が形成されたステンレス製配管とし、内径２５ｍｍ、内径１０ｍｍの二種類を用意した。移送配管４の両端側にはバルブ６ａ，６ｂを設け移送配管４を開閉可能としバルブ６ａ，６ｂ間長を１ｍとした。移送配管４内に充填される球体は、予め表面に酸化膜が形成されたステンレス製球体とし、内径２５ｍｍの移送配管４内に対しては、平均半径０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの五種類を用意し、内径１０ｍｍの移送配管４内に対しては、平均半径０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２．５ｍｍの四種類を用意した。
【００２６】
移送配管４のバルブ６ａ，６ｂ間の中央に一対のニクロム線８，８を入れてオゾン分解部を設定し、当該ニクロム線８，８間に高電圧を印加可能とした。この移送配管４内に進入する一対のニクロム線８，８の両側（移送配管４に沿う両側）に、一対の網板７ａ，７ｂを離間して設置し、バルブ６ａと網板７ａとの間、及び、バルブ６ｂと網板７ｂとの間に、上記球体を密に充填した。また、移送配管４の網板７ｂとバルブ６ｂとの間に温度計Ｔ１を設置した。
【００２７】
そして、バルブ６ａ，６ｂを開にした状態で、１００％高濃度オゾンガス（大気圧；２５°Ｃ）を流速５ｍ／ｓでバルブ６ａ側から流し、移送配管４内に高濃度オゾンガスが充満した状態でバルブ６ａを閉とし、この状態で、ニクロム線８，８間に高電圧を印加してスパークさせ、意図的にオゾン分解部で高濃度オゾンガスを爆発させることでオゾン分解を生じさせた。このような試験を、内径２５ｍｍの移送配管４内に対しては、平均半径０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの球体５を順次充填・入れ替えて行い、内径１０ｍｍの移送配管４内に対しても、平均半径０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２．５ｍｍの球体５を順次充填・入れ替えて行った。
【００２８】
試験後には、移送配管４内から取り出した球体５の重量を測定し計算により表面積を求めた。充填された球体５の表面積（ｍ２）／移送配管４内体積（ｍ３）と温度との関係を図４に示す。
【００２９】
図４に示すように、充填材５の表面積（ｍ２）／配管内体積（ｍ３）≧２０００であると、連鎖的なオゾン分解が確実に防止されることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係るオゾンガス移送装置を備えた高濃度オゾンガス生成・使用装置を示す概略構成図である。
【図２】図１中のオゾンガス移送装置を示す概略構成図である。
【図３】実施例１に用いられるオゾンガス移送装置を示す概略構成図である。
【図４】実施例１における充填材の表面積／配管内体積−温度の関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００３１】
３…オゾンガス移送装置、４…移送配管（配管）、５…充填材。
【図１】
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【図２】
2007176729.tif 000004
【図３】
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【図４】
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