(57)【要約】  オゾン発生装置は、酸素ガスに水分を付与する加湿部が設けられるとともに、加湿部を通過した酸素ガスを流出させるように構成される第１流路と、水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスを流出させるように構成される第２流路と、第１流路を流出する酸素ガスと、第２流路を流出する酸素ガスとが合流する合流路と、合流路で合流した後の混合酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾン発生器と、第１流路から合流路へ流出する酸素ガスの流量と、第２流路から合流路へ流出する酸素ガスの流量との比率を調節する流量比調節部とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素ガスに水分を付与する加湿部が設けられるとともに、該加湿部を通過した酸素ガスを流出させるように構成される第１流路と、
水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスを流出させるように構成される第２流路と、
前記第１流路を流出する酸素ガスと、前記第２流路を流出する酸素ガスとが合流する合流路と、
前記合流路で合流した混合酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾン発生器と、
前記第１流路から前記合流路へ流出する酸素ガスの流量と、前記第２流路から前記合流路へ流出する酸素ガスの流量との比率を調節する流量比調節部とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
請求項１において、
酸素ガス源から供給される酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下まで除去する除湿部を備え、
前記第２流路は、前記除湿部を通過した酸素ガスを前記合流路へ流出させるように構成されることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記酸素ガス源から送られる酸素ガスが流れるとともに、該酸素ガスを前記第１流路と第２流路とに分流させる供給路を備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記除湿部は、前記供給路に設けられることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
前記合流路を流れる酸素ガスの一部を排気するための排気流路を備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
前記第１流路は、
前記加湿部の上流側に設けられる一次側配管と、
前記加湿部の下流側に設けられる二次側配管とを含み、
前記二次側配管の配管長さが、前記一次側配管の配管長さより長いことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、
前記混合酸素ガスの水分量を示す指標を検出する検出部と、
前記検出部で検出した水分量を示す指標が目標値に近づくように、前記流量比調節部を制御する制御部とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項８】
酸素ガスに水分を付与する加湿工程と、
加湿工程で得た酸素ガスと、水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスとを合流路で混合させる混合工程と、
混合工程で得た混合酸素ガスを原料としてオゾンを発生させるオゾン発生工程とを含み、
前記混合工程では、前記加湿工程で得た酸素ガスの流量と、前記水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスの流量の比率が調節されることを特徴とするオゾン発生方法。
【請求項９】
請求項８において、
酸素ガス源からの酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下にまで除湿する除湿工程を備え、
前記加湿工程では、前記除湿工程で得た酸素ガスに水分が付与され、
前記混合工程では、前記加湿工程で得た酸素ガスと、前記除湿工程で得た酸素ガスとが前記合流路で混合されることを特徴とするオゾン発生方法。
【請求項１０】
酸素ガス源から供給される酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下まで除去する除湿部と、
前記除湿部を通過した酸素ガスに水分を付与する加湿部と、
前記加湿部を通過した酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾン発生器とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン発生装置及びオゾン発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生するオゾン発生装置は、半導体の製造プロセス等に広く用いられている。【０００３】
この種のオゾン発生装置として、特許文献１には、酸素ガス中に水分を付与する加湿器を備えたものが開示されている。具体的に、オゾン発生装置では、酸素ガス源とオゾナイザとの間に加湿器が直列に接続される。酸素ガス源２から供給された酸素ガスは、加湿器４において極微量な水分が付与され、その後、オゾナイザ９へ供給される。これにより、オゾナイザ９に供給される酸素ガス中の水分量が目標範囲（例えば０．０５〜４０ｐｐｍ）に調整される。このように、酸素ガス中に極微量な水分を付与することで、生成されるオゾンガスのオゾン濃度の経時的な低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１６６９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、加湿部（加湿器）によって酸素ガス中に水分を付与するだけの構成では、酸素ガス中の極微量な水分量を目標範囲に調節するのが困難であった。【０００６】
特に、加湿部によって酸素に付加される水分量は、例えば水の温度や、酸素ガスの温度、流量、及び圧力等の影響により大きく変動してしまう。このため、このような加湿部の動作条件が変化すると、酸素ガス中の極微量な水分量を目標範囲に安定的に調節するのが困難となる。【０００７】
加えて、生成したオゾンガスを半導体の製造プロセス等に利用する場合、オゾンガス中の水分量が多くなることに起因して、水分が余計な酸化剤となって処理効果に悪影響を与える可能性がある。このため、オゾンガスの供給対象によっては、酸素ガス中の水分量を更に低い範囲に調節する必要がある。この場合には、更に極微量な水分量の調節が必要となり、この水分量を目標範囲とするのも更に困難となる。【０００８】
本発明は、このような課題に着目したものであり、酸素ガス中の極微量な水分量の調整を安定して行うことができるオゾン発生装置、及びオゾン発生方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明では、加湿部で水分を付与した酸素ガスと、１０ｐｐｂ以下の酸素ガスとの混合酸素ガスをオゾン発生器の原料とするとともに、両者の酸素ガスの流量の比率を調節可能な構成とした。【００１０】
つまり、本発明のオゾン発生装置は、酸素ガスに水分を付与する加湿部が設けられるとともに、該加湿部を通過した酸素ガスを流出させるように構成される第１流路と、水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスを流出させるように構成される第２流路と、前記第１流路を流出する酸素ガスと、前記第２流路を流出する酸素ガスとが合流する合流路と、前記合流路で合流した混合酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾン発生器と、前記第１流路から前記合流路へ流出する酸素ガスの流量と、前記第２流路から前記合流路へ流出する酸素ガスの流量との比率を調節する流量比調節部とを備える。【００１１】
本発明では、第１流路を流出した酸素ガスと、第２流路を流出した酸素ガスとが合流路で合流する。第１流路を流出する酸素ガスは、加湿部によって水分が付与されることで、微量な水分を含んでいる。一方、第２流路を流出する酸素ガスは水分量が１０ｐｐｂ以下であり、実質的には水分量がゼロとなる。これにより、両者の酸素ガスに含まれる水分量には差が生じる。このため、流量比調節部により、両者の酸素ガスの流量の比を調節することで、合流路を流れる混合酸素ガスの水分量を細かく調節できる。また、加湿部によって水分を付与した酸素ガスに、ほぼ乾き状態の酸素ガスを混合させることで、酸素ガスの水分を極めて小さい水分量まで低下できる。従って、オゾン発生器に供給される酸素ガスの水分量を、極微量の所望の範囲に調節できる。【００１２】
酸素ガス源から供給される酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下まで除去する除湿部を備え、第２流路は、除湿部を通過した酸素ガスを合流路へ流出させるのが好ましい。【００１３】
これにより、酸素ガス源の酸素ガスに微量の水分が含まれていたり、この酸素ガス中の水分量が変動したりしても、第２流路から合流路へ１０ｐｐｂ以下の酸素ガスを確実に供給できる。【００１４】
酸素ガス源から送られる酸素ガスが流れるとともに、該酸素ガスを前記第１流路と第２流路とに分流させる供給路を備えているのが好ましい。【００１５】
これにより、１つの酸素ガス源を、第１流路と第２流路との双方で兼用できる。【００１６】
除湿部は、供給路に設けられるのが好ましい。【００１７】
これにより、除湿部によって水分を１０ｐｐｂ以下まで除去した後の酸素ガスを、第１流路と第２流路とへ供給できる。第１流路には、実質的に水分を含まない酸素ガスが加湿部へ送られるため、加湿部へ供給される酸素ガスの水分量はほぼ一定（ゼロ）となる。従って、第１流路から合流路へ供給される酸素ガスの水分量の変化を抑制できる。第２流路にも、実質的に水分を含まない酸素ガスが送られるため、第２流路から合流路へ供給される酸素ガスの水分量の変化も抑制できる。以上より、合流路で混合される酸素ガスの水分量の変化を抑制でき、混合酸素ガスの水分量を高い精度で調節できる。また、１つの除湿部を、第１流路と第２流路との双方で兼用できる。【００１８】
前記合流路を流れる酸素ガスの一部を排気するための排気流路を備えているのが好ましい。【００１９】
これにより、第１流路や第２流路を流れる酸素ガスの流量を増やしたとしても、その増加分を排気流路から系外へ排気できる。この結果、合流路からオゾン発生器へ供給される酸素ガスの流量が過剰に大きくなることを抑制できる。第１流路や第２流路を流れる酸素ガスの流量を増やすことができれば、合流路で合流する両者の酸素ガスの流量比の変化幅を拡大できる。この結果、混合酸素ガスの水分量の調整幅を拡大できる。【００２０】
第１流路は、前記加湿部の上流側に設けられる一次側配管と、前記加湿部の下流側に設けられる二次側配管とを含み、二次側配管の配管長さが一次側配管の配管長さより長いことが好ましい。【００２１】
第１流路の二次側配管には、加湿部で水分が付与された直後の酸素ガスが流れるため、二次側配管では、酸素ガス中の水分量に分布ムラが生じやすくなる。二次側配管の配管長さを一次側配管の配管長さよりも大きくすると、二次側配管において酸素ガス中の水分を拡散でき、酸素ガス中の水分の分布ムラを抑制できる。この結果、水分が均一化された酸素ガスをオゾン発生器へ供給できる。【００２２】
前記混合酸素ガスの水分量を示す指標を検出する検出部と、前記検出部で検出した水分量を示す指標が目標値に近づくように、前記流量比調節部を制御する制御部とを備えているのが好ましい。【００２３】
これにより、第１流路や第２流路を流れる酸素ガス中の水分量が、外的要因によって変化したとしても、オゾン発生器へ供給される酸素ガス中の水分量を確実に目標値に維持できる。【００２４】
本発明に係るオゾン発生方法は、酸素ガスに水分を付与する加湿工程と、加湿工程で得た酸素ガスと、水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスとを合流路で混合させる混合工程と、混合工程で得た混合酸素ガスを原料としてオゾンを発生させるオゾン発生工程とを含み、前記混合工程では、前記加湿工程で得た酸素ガスの流量と、前記水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスの流量の比率が調節される。【００２５】
これにより、オゾン発生器に供給される酸素ガスの水分量を、極微量の所望の範囲に安定的に調節できる。【００２６】
酸素ガス源からの酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下にまで除湿する除湿工程を備え、前記加湿工程では、前記除湿工程で得た酸素ガスに水分が付与され、前記混合工程では、前記加湿工程で得た酸素ガスと、前記除湿工程で得た酸素ガスとが前記合流路で混合されるのが好ましい。【００２７】
これにより、混合工程で用いられる両者の酸素ガス中の水分量の変化を抑制でき、ひいては混合酸素ガスの水分量の変化を抑制できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、酸素ガス中の極微量な水分量の調整を安定して行うことができるオゾン発生装置、及びオゾン発生方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、実施形態に係るオゾン発生装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図２】図２は、加湿部の概略構成図である。
【図３】図３は、実施形態の変形例に係るオゾン発生装置の全体構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００３１】
《発明の実施形態》
本発明の実施形態は、オゾン発生装置１０である。図１に示すように、オゾン発生装置１０は、酸素ガス源５から供給される酸素ガスを原料とし、該原料を用いて生成したオゾンガスを所定の供給対象に供給する。酸素ガス源５は、例えば酸素ガスが充填される酸素ガスボンベで構成される。酸素ガスボンベには、例えば９９．９９９９％の高純度の酸素ガスが充填される。酸素ガス中の水分量は、例えば５０ｐｐｂ〜１０００ｐｐｂの範囲である。オゾンガスの供給対象は、例えば半導体製造設備である。
【００３２】
オゾン発生装置１０は、装置本体２０と、制御部５０とを有している。装置本体２０は、主な構成機器として、加湿部２１、除湿部２７、及びオゾナイザ２８（オゾン発生器）を備えている。装置本体２０は、主なガス流路として、供給路３０、第１流路３１、第２流路３２、及び合流路３３を備えている。第１流路３１と第２流路３２とは、供給路３０及び合流路３３の間に並列に接続される。
【００３３】
供給路３０の流入端は、酸素ガス源５に接続される。供給路３０の流出端には、第１流路３１の流入端と第２流路３２の流入端とがそれぞれ接続される。供給路３０には、除湿部２７が設けられる。除湿部２７は、例えば酸素ガス中の水分を選択的に吸着する吸着式の除湿器で構成される。除湿部２７では、酸素ガス中の水分量が１０ｐｐｂ以下となるように該水分が除去される。つまり、除湿部２７を通過した酸素ガス中の水分量は、実質的にゼロとなる。
【００３４】
第１流路３１には、除湿部２７で水分が除去された後の酸素ガスが送られる。第１流路３１は、酸素ガスに水分を付与する加湿部２１が設けられるとともに、該加湿部２１を通過した酸素ガスを流出させるように構成される。第１流路３１は、加湿部２１の上流側に設けられる一次側配管３１ａと、該加湿部２１の下流側に設けられる二次側配管３１ｂとを備えている。一次側配管３１ａは、その流入端が供給路３０に接続し、その流出端が加湿部２１に接続する。二次側配管３１ｂは、その流入端が加湿部２１に接続し、その流出端が合流路３３に接続する。
【００３５】
図２に模式的に示すように、加湿部２１は、水が浸漬するタンク２２と、該タンク２２内に配設される樹脂チューブ２３（中空状の透湿膜）とを備えた、いわゆるパーミエーション式の加湿器である。つまり、加湿部２１では、酸素ガスが樹脂チューブ２３の内部を流れることで、樹脂チューブ２３の周囲の水分子が樹脂チューブ２３の内部へ透過していく。これにより、加湿部２１では、酸素ガス中に微量の水分が付与される。加湿部２１で水分が付与された酸素ガスは、二次側配管３１ｂを介して合流路３３へ流出する。なお、加湿部２１で加湿された後の酸素ガスは、例えば８００ｐｐｂ〜２０００ｐｐｂの範囲の水分量を含んでいる。なお、加湿部２１は、例えばタンク２２内を酸素ガスが流れ、樹脂チューブ２３内に水が充填されるとともに、充填された水の微量な水分を酸素ガス中に付与する方式であってもよい。
【００３６】
タンク２２には、タンク２２内の水の温度を調節するための水温調整回路２４が接続されている。水温調整回路２４におけるタンク２２の上流側には、水を冷却又は加熱する熱交換器２５が設けられる。熱交換器２５は、例えばヒートポンプ式のチラーユニットに設けられる。また、タンク２２内の水温の変化を抑制するために、タンク２２を室内に設置するのが好ましい。この場合、空調機等により、室内空気の温度を所定温度に調節するのが好ましい。
【００３７】
二次側配管３１ｂの配管長さは、一次側配管３１ａの配管長さよりも大きい。二次側配管３１ｂでは、酸素ガス中の水分量に分布ムラが生じやすくなる。二次側配管３１ｂの配管長さを一次側配管の配管長さよりも大きくすると、二次側配管３１ｂにおいて酸素ガス中の水分を拡散でき、酸素ガス中の水分の分布ムラを抑制できる。この結果、水分が均一化された酸素ガスを、オゾナイザ２８や検出用流路３５へ供給できる。なお、二次側配管３１ｂの流路断面積は、一次側配管３１ａの流路断面積よりも小さくするのが好ましい。
【００３８】
第１流路３１には、例えば一次側配管３１ａに第１流量調節弁４１が設けられる。第１流量調節弁４１は、二次側配管３１ｂに設けられてもよい。第１流量調節弁４１は、第１流路３１を流れる酸素ガスの流量を調節する。
【００３９】
第２流路３２は、除湿部２７で水分が除去された後の酸素ガスが送られる。第２流路３２は、水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスを流出させるように構成される。第２流路３２には、第２流量調節弁４２が設けられる。第２流量調節弁４２は、第２流路３２を流れる酸素ガスの流量を調節する。第１流量調節弁４１及び第２流量調節弁４２は、流量比調節部（詳細は後述する）を構成する。
【００４０】
合流路３３には、第１流路３１を流出する酸素ガスと、第２流路３２を流出する酸素ガスとが混合された混合酸素ガスが流れる。合流路３３の流入端には、第１流路３１の流出端、及び第２流路３２の流出端がそれぞれ接続される。合流路３３の流出端は、オゾナイザ２８に接続する。
【００４１】
合流路３３には、第３流量調節弁４３が設けられる。第３流量調節弁４３は、合流路３３を流れる混合酸素ガス（即ち、オゾナイザ２８に供給される原料ガス）の流量を調節する。
【００４２】
合流路３３には、例えば第３流量調節弁４３の上流側に、排気流路３４及び検出用流路３５が接続される。合流路３３では、例えば排気流路３４の流入端が、検出用流路３５の流入端よりも上流側に位置する。排気流路３４及び検出用流路３５の流出端は、系外（大気）に開放される。なお、排気流路３４や検出用流路３５に流量調節弁や開閉弁を設けることもできる。
【００４３】
検出用流路３５には、水分計４４が設けられる。水分計４４は、合流路３３で合流した混合酸素ガス中の水分量を検出する。つまり、水分計４４は、オゾナイザ２８に供給される原料ガス中の水分量を検出する検出部を構成する。水分計４４は、水分検出の応答速度が速いものが好ましく、例えばレーザ吸収分光式の水分計で構成される。水分計４４の検出信号は、制御部５０に入力される。
【００４４】
オゾナイザ２８は、合流路３３を流出した混合酸素ガスを原料として、オゾンを生成する。オゾナイザ２８は、例えば無声放電によってオゾガスンを生成する無声放電式のオゾン発生器で構成される。オゾナイザ２８で生成したオゾンガスは、所定の供給対象へ供給される。
【００４５】
制御部５０は、第１流量調節弁４１、第２流量調節弁４２、及び第３流量調節弁４３をそれぞれ制御するように構成される。制御部５０は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス（具体的には半導体メモリ）とを用いて構成されている。
【００４６】
例えば制御部５０は、オゾナイザ２８に供給される原料ガスの流量が、目標流量に近づくように、少なくとも第３流量調節弁４３の開度を調節する。
【００４７】
制御部５０は、水分計４４で検出した水分量が、オゾナイザに供給される原料ガス中の目標の水分量に近づくように、流量比Ｒを調節する。ここで、流量比Ｒは、第１流路３１から合流路３３へ流出する酸素ガスの流量Ｑ１と、第２流路３２から合流路３３へ流出する酸素ガスの流量Ｑ２とすると、Ｒ＝Ｑ１／（Ｑ１＋Ｑ２）である。この流量比Ｒが調節されることで、オゾナイザに供給される水分量が目標の水分量に調節される（詳細は後述する）。なお、流量比Ｒは、例えば０．０６２５〜１．０の範囲で調節される。
【００４８】
−運転動作−
オゾン発生装置１０においてオゾンを発生するための運転動作（オゾン発生方法）について詳細に説明する。
【００４９】
オゾン発生装置１０が運転されると、酸素ガス源５の酸素ガスは、供給路３０を流れ、除湿部２７を通過する。除湿部２７では、酸素ガス源５からの酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下にまで除去する除湿工程が行われる。このため、酸素ガス源５の酸素ガス中に水分がある程度の水分が含まれていたり、この酸素ガスの水分量が変化したりしても、除去工程を得た酸素ガス中の水分量は実質的にゼロとなる。
【００５０】
除去工程により、水分量が１０ｐｐｂ以下となった酸素ガスは、第１流路３１と第２流路３２とに分流する。
【００５１】
第１流路３１に分流した酸素ガスは、加湿部２１を通過する。加湿部２１では、酸素ガスに水分を付与する加湿工程が行われる。ここで、加湿部２１には、除湿部２７によって水分が実質的にゼロとなった酸素ガスが供給される。このため、例えば酸素ガス源５から供給される酸素ガスの水分量が僅かに変化したとしても、加湿部２１に供給される酸素ガス中の水分量はほぼ変化しない（ゼロのまま）である。上述したように、加湿部２１のタンク２２内の水温や、タンク２２の周囲の温度は一定に制御される。このため、加湿部２１の加湿能力に影響を与える外的要因が減るため、第１流路３１から合流路３３へ供給される酸素ガス中の水分量の変化を抑制できる。
【００５２】
第２流路３２に分流した酸素ガスは、除湿も加湿もされることなく、合流路３３へ供給される。ここで、第２流路３２には、除湿部２７によって水分が実質的にゼロとなった酸素ガスが供給される。このため、第２流路３２から合流路３３へ供給される酸素ガス中の水分量もほぼ変化しない。
【００５３】
合流路３３では、第１流路３１を流出した酸素ガス（以下、便宜上、第１酸素ガスともいう）と、第２流路３２を流出した酸素ガス（以下、便宜上、第２酸素ガスともいう）とが混合される混合工程が行われる。ここで、第１酸素ガスの水分量は、第２酸素ガスの水分量よりも大きい。このため、混合工程において、第１酸素ガスの流量Ｑ１と、第２酸素ガスの流量Ｑ２との流量比Ｒを調節することで、混合酸素ガスの水分量を細かく調節できる。
【００５４】
具体的には、制御部５０は、水分計４４で検出した水分量が、目標水分量に近づくように、第１流量調節弁４１及び第２流量調節弁４２の開度を制御する。これにより、オゾナイザ２８の原料ガスの水分量を目標の範囲に近づけることができる。
【００５５】
上述したように、第１酸素ガスの水分量と、第２酸素ガスの水分量とは、外的要因によってほぼ変化しないため、原料ガスの水分量は、流量比Ｒが支配的となる。従って、このような流量比Ｒの制御により、原料ガス中の極微量な水分量の調整を安定して行うことができる。
【００５６】
また、僅かに水分を含んだ第１酸素ガスを、ほぼ水分量がゼロとなる第２酸素ガスで希釈することで、極微量の水分（例えば０．０５ｐｐｍ〜２．６ｐｐｍ）を含む原料ガスを容易に得ることができる。
【００５７】
更に、第１酸素ガスの流量Ｑ１及び第２酸素ガスの流量Ｑ２のうちの一方を、他方よりも増大させることで、流量比Ｒの変化幅を拡大でき、ひいては原料ガスの水分量の調整幅も拡大できる。一方、このようにＱ１やＱ２を増大させると、合流路３３の混合酸素ガスの流量（Ｑ１＋Ｑ２）が増大し、この流量が、オゾナイザ２８の目標流量を上回ってしまう可能性がある。このような条件では、過剰の混合酸素ガスは、排気流路３４を介して系外へ排出される。このため、オゾナイザ２８の目標流量を維持しつつ、原料ガスの水分量の調節幅を拡大できる。
【００５８】
水分計４４は、応答速度の速いレーザ吸収分光式である。このため、水分計４４の検出水分量に基づいて、流量比Ｒを速やかにフィードバック制御できる。この結果、何らかの外的要因により、原料ガスの水分量が変化してしまったとしても、この水分量を速やかに目標値に収束させることができる。
【００５９】
《実施形態の変形例》
上述した実施形態（図１）の構成において、第２流路３２を省略した構成としてもよい。つまり、オゾン発生装置１０は、酸素ガス源から供給される酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下まで除去する除湿部２７と、除湿部２７を通過した酸素ガスに水分を付与する加湿部２１と、加湿部２１を通過した酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾンナイザ２８とを備える構成であってもよい。この構成においても、第１流路３１には、実質的に水分を含まない酸素ガスが加湿部２１へ送られるため、加湿部２１へ供給される酸素ガスの水分量はほぼ一定（ゼロ）となる。従って、第１流路３１からオゾナイザ２８へ供給される酸素ガスの水分量の変化を抑制できる。
【００６０】
《その他の実施形態》
上記実施形態では、除湿部２７を供給路３０に設けている。しかしながら、例えば図３に示す様に、除湿部２７を第２流路３２に設けてもよい。この場合にも、第１流路３１で加湿した酸素ガスの流量Ｑ１と、第２流路３２で除湿した酸素ガスの流量Ｑ２との比率を調節することで、混合酸素ガスの水分量を調節できる。
【００６１】
例えば酸素ガス源を２つ設け、一方の酸素ガス源を第１流路３１に接続し、他方の酸素ガス源を第２流路３２に接続してもよい。
【００６２】
上記実施形態の加湿部２１は、必ずしもパーミエーション式でなくてもよく、例えば拡散管法や、霜点発生法を用いた加湿器であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本発明は、オゾン発生装置、及びオゾン発生方法について有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１０      オゾン発生装置
２１      加湿部
２７      除湿部
２８      オゾナイザ（オゾン発生器）
３０      供給路
３１      第１流路
３１ａ    一次側配管
３１ｂ    二次側配管
３２      第２流路
３３      合流路
３４      排気流路
４１      第１流量調節弁（流量比調節部）
４２      第２流量調節弁（流量比調節部）
４４      水分計（検出部）
５０      制御部
【図１】
2019167389.tif 000003
【図２】
2019167389.tif 000004
【図３】
2019167389.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月7日(2020.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素ガスに水分を付与する加湿部が設けられるとともに、該加湿部を通過した酸素ガスを流出させるように構成される第１流路と、
水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスを流出させるように構成される第２流路と、
前記第１流路を流出する酸素ガスと、前記第２流路を流出する酸素ガスとが合流する合流路と、
前記合流路で合流した混合酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾン発生器と、
前記第１流路から前記合流路へ流出する酸素ガスの流量と、前記第２流路から前記合流路へ流出する酸素ガスの流量との比率を調節する流量比調節部とを備え、
酸素ガス源から供給される酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下まで除去する除湿部を備え、
前記第２流路は、前記除湿部を通過した酸素ガスを前記合流路へ流出させるように構成されることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記酸素ガス源から送られる酸素ガスが流れるとともに、該酸素ガスを前記第１流路と第２流路とに分流させる供給路を備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記除湿部は、前記供給路に設けられることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
前記合流路を流れる酸素ガスの一部を排気するための排気流路を備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
前記第１流路は、
前記加湿部の上流側に設けられる一次側配管と、
前記加湿部の下流側に設けられる二次側配管とを含み、
前記二次側配管の配管長さが、前記一次側配管の配管長さより長いことを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
前記混合酸素ガスの水分量を示す指標を検出する検出部と、
前記検出部で検出した水分量を示す指標が目標値に近づくように、前記流量比調節部を制御する制御部とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【請求項７】
酸素ガスに水分を付与する加湿工程と、
加湿工程で得た酸素ガスと、水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスとを合流路で混合させる混合工程と、
混合工程で得た混合酸素ガスを原料としてオゾンを発生させるオゾン発生工程とを含み、
前記混合工程では、前記加湿工程で得た酸素ガスの流量と、前記水分量が１０ｐｐｂ以下の酸素ガスの流量の比率が調節されることを特徴とするオゾン発生方法。
【請求項８】
請求項７において、
酸素ガス源からの酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下にまで除湿する除湿工程を備え、
前記加湿工程では、前記除湿工程で得た酸素ガスに水分が付与され、
前記混合工程では、前記加湿工程で得た酸素ガスと、前記除湿工程で得た酸素ガスとが前記合流路で混合されることを特徴とするオゾン発生方法。
【請求項９】
酸素ガス源から供給される酸素ガス中の水分を１０ｐｐｂ以下まで除去する除湿部と、
前記除湿部を通過した酸素ガスに水分を付与する加湿部と、
前記加湿部を通過した酸素ガスを原料としてオゾンガスを発生させるオゾン発生器とを備えていることを特徴とするオゾン発生装置。
【国際調査報告】
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2019167389.tif 000007
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