WO1994007795A1 - Procede de production d'eau - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B5/00—Water

Definitions

  • the present invention relates to a method for generating moisture.
  • Water is introduced into a resin tube through which water molecules permeate, and diffuses at a given temperature by utilizing the fact that the rate at which water molecules permeate the resin film to the outside is constant.
  • water is mixed with the inert gas flowing outside the diffusion tube to generate water.
  • the control of the water concentration is determined by the temperature of the diffusion tube and the flow rate of the inert gas.
  • Figure 13 shows a schematic diagram of the device.
  • the sealed container (water and the outside air) containing water is kept at a constant temperature, and the inert gas is passed through the gas phase or water of the container, which corresponds to the vapor pressure of water at the desired temperature.
  • This is a method for obtaining an inert gas containing water.
  • the control of moisture concentration is determined by the temperature (vapor pressure) in the closed vessel.
  • Figure 14 shows a schematic diagram of the device.
  • FIG. 15 shows a schematic diagram of the device.
  • Figure 16 shows a schematic diagram of the device.
  • the conventional technology has the following problems.
  • the moisture released from the diffusion tube is ppb level. It cannot be controlled at a low water concentration of PP b, ppt level because it is always generated in the water.
  • a large amount of gas with a precise concentration and ultra-high cleanliness can be obtained in a wide range from a low concentration of ppt, ppb to a high concentration of the order of%, and the responsiveness is further improved. It aims to provide a fast and easy to maintain water generation method. Disclosure of the invention
  • the water generation method of the present invention is a method for generating water by reacting hydrogen and oxygen, wherein a mixed gas producing step of mixing hydrogen, oxygen and an inert gas to produce a mixed gas, and a material having a catalytic action. And a water generating step of reacting hydrogen and oxygen contained in the mixed gas in a heated reaction tube to generate water. Action
  • the reaction temperature is lowered, and as a result, water can be generated at a low temperature. Therefore, when a mixed gas of hydrogen, oxygen, and inert gas is supplied to a heated reaction tube, hydrogen and oxygen completely react at a temperature of 500 ° C or less in the reaction tube. Therefore, a gas containing moisture is obtained at a lower temperature than in the past.
  • the reaction temperature need only be higher than the temperature at which hydrogen and oxygen completely react, and precise temperature control is not required.
  • the generated water concentration is determined by the hydrogen or oxygen concentration, so it is only necessary to check the flow rates of hydrogen and oxygen gas, and it can be done easily in a short time. Furthermore, since the gas stagnation area is extremely small, the response speed is extremely fast, and it is possible to supply water of any concentration.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the results of measuring the moisture concentration in the gas flowing out of the standard moisture generator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 shows the results of measuring the oxygen concentration in the gas flowing out of the standard moisture generator according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 shows the results of measuring the moisture concentration in the gas flowing out of the standard moisture generator according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the results of measuring the moisture concentration in the gas flowing out of the standard moisture generator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 shows the results of measuring the oxygen concentration in
  • FIG. 9 shows the results of measuring the hydrogen concentration in the gas flowing out from the standard moisture generator according to the fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of the standard water generator according to the sixth embodiment.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the seventh embodiment.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of the standard moisture generator according to the eighth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the conventional technique.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram showing a conventional example.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram showing a conventional example.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram showing a conventional example.
  • Example 1 In the present embodiment, an arbitrary moisture concentration is generated by using a mixed gas of three types of oxygen, hydrogen, and argon.
  • a schematic diagram of the apparatus is shown in FIG.
  • the oxygen gas flow rate is controlled by the mass flow controller (MFC) 101
  • the hydrogen gas flow rate is controlled by the mass flow controller 102
  • the argon gas flow rate is controlled by the mass flow controller 10 Controlled by 3 respectively
  • the mixture was introduced into a reaction furnace 105 through a mixing pipe 104 for mixing three kinds of gases.
  • hydrogen and oxygen were reacted to generate a mixed gas of hydrogen and argon containing arbitrary water.
  • the flow rates of hydrogen gas and argon gas were fixed at 50 cc min and 450 cc / min, respectively, using mass flow controllers 102 and 103, and the mass flow controller 101 was used only for the flow rate of oxygen gas.
  • the gas mixture was changed in the range of 0.1 to 10 min by introducing the mixed gas into the reactor, and the hydrogen concentration and oxygen contained in the hydrogen and argon mixed gas flowing out of the reactor were mixed.
  • the concentration was measured with an optical dew point meter (moisture concentration meter) 106 and a galvanic cell type oxygen meter 107.
  • the hydrogen, oxygen, and inert gases used were high-purity gases with an impurity concentration of 1 ppb or less.
  • the temperature of the reactor 105 was maintained at 300 ° C.
  • FIG. 2 shows the measurement results.
  • the horizontal axis in FIG. 2 shows the oxygen concentration in the mixed gas of hydrogen, oxygen, and argon
  • the vertical axis shows the moisture concentration of the gas flowing out of the reactor 105.
  • the horizontal axis in FIG. 3 represents the oxygen concentration in the gas supplied to the reactor 105
  • the vertical axis represents the oxygen concentration flowing out of the reactor 105. From the results shown in FIG. 2, it can be seen that in the gas flowing out of the reaction furnace, water having a concentration twice as high as the oxygen concentration supplied to the reaction furnace 105 was detected. Moisture generation concentrations range from 100 ppb to 2%.
  • Figure 3 shows that no matter what the concentration of oxygen supplied to the reactor 105, no oxygen was detected in the gas flowing out of the reactor 105. Is shown. In other words, it can be seen that hydrogen and oxygen completely react in the reactor, and water is generated depending on the concentration of oxygen supplied to the reactor 105.
  • the temperature of the reaction furnace 105 was set at 300 ° C., but the same result as described above was obtained at 100 ° C., and a stainless steel material was used for the reaction furnace 105. If so, the temperature of the reactor 105 is 100. It was found that the range of C to 500 ° C was suitable.
  • the hydrogen, oxygen, and argon (inert gas) gases used were ultrahigh-purity gases of 100% facility piping.
  • 100% concentration cylinders or mixed gas cylinders may be used.
  • the temperature of the reactor 105 was set at 300 ° C.
  • the supply gas flow rate, the volume of the reaction tube (reaction time), and the reaction temperature are closely related to each other.
  • SUS316L material was used as the material for the reaction furnace, but any metal having a catalytic action to lower the temperature of the reaction between hydrogen and oxygen may be used.
  • Hastelloy, nickel, platinum and the like may be used.
  • a metal exhibiting a catalytic action may not be used in all of the reaction tubes, and may be used in a part of the reaction tubes such as only on a surface of a gas contact portion.
  • This example is an example in which a catalyst metal was filled in the reaction furnace in order to lower the reaction start temperature of hydrogen and oxygen gas.
  • Furnace 200 was used.
  • Figure 4 shows a schematic diagram of the device. Other points were the same as in Example 1. It was confirmed that even when the temperature of the reactor 200 was 200 ° C., hydrogen and oxygen completely reacted.
  • the present embodiment is an example of a case where a dilution device is provided in front of the mass flow controller for supplying hydrogen gas in the first embodiment to enable the supply of low-concentration hydrogen gas and to reduce the concentration of generated moisture.
  • Example 1 Other points were the same as in Example 1. As a result of performing the same evaluation as in Example 1, the supply concentration of hydrogen gas could be lowered, and the water generation concentration range of 100 ppb to 2% in Example 1 was reduced from 10 ppt to 2%. Confirm that the generation of moisture in the concentration range is possible.
  • This embodiment is an example in which a gas containing any generated moisture can be supplied at an arbitrary flow rate, and a schematic diagram is shown in FIG.
  • the mass flow controller 401 and the reactor in order to keep the pressure between the mass flow controller 401 and the reactor 400 constant downstream of the reactor 400 were used.
  • a discharge tube 402 for releasing a part of the gas flowing out was provided.
  • Example 2 By using the device shown in Fig. 6, the flow rate of the gas containing water was controlled, and it became possible to supply a gas having an arbitrary flow rate and an arbitrary moisture concentration.
  • the full scale of the mass flow controller 401 was 100 cc Zmin, it was confirmed that the flow rate control was possible in the range of 0.1 to 100 cc Zmin. It was confirmed that when the full scale of the mass flow controller 401 was 2 LZmin, the flow rate control was possible in the range of 2 cc min 2 to 2 LZmin.
  • This embodiment is an example in which the generated water concentration is adjusted by adjusting the hydrogen concentration.
  • the hydrogen concentration was excessively present and the water concentration was determined based on the oxygen concentration.
  • the oxygen concentration was 10 ° / o
  • the concentration of water flowing out of the reactor 500 was controlled by the concentration of the supplied hydrogen.
  • the temperature of the reactor was set at 400 ° C.
  • Figure 7 shows a schematic diagram of the device.
  • Figures 8 and 9 show the evaluation results. From the results in FIG. 8, it can be seen that the gas flowing out of the reactor 500 It can be seen that one-fold concentration of water was detected. Moisture generation concentrations range from 100 ppb to 1%. From the results shown in FIG.
  • This embodiment is an example in which hydrogen gas or oxygen gas remaining in a gas containing generated moisture is removed. Either of the hydrogen gas or oxygen gas in Examples 1 to 5 is excessive. When reacted, excess hydrogen or oxygen components may remain in the generated water-containing gas. Therefore, a purification device 600 capable of selectively removing hydrogen and oxygen is installed downstream of the reactor 600, and a device for supplying a gas containing an arbitrary moisture concentration that does not contain hydrogen or oxygen is provided. It is shown in FIG. The generation of gas containing only water without hydrogen and oxygen was confirmed.
  • the present embodiment is an example of a standard moisture generator having a function of stopping gas.
  • a metal stop valve is provided for the devices of Embodiments 1 to 6.
  • Fig. 11 shows a schematic diagram of the standard moisture generator. It was confirmed that gas containing arbitrary water was generated.
  • This embodiment is an example in which the standard moisture generator is purged with an inert gas and at least a part of the standard moisture generator is baked in order to make the standard moisture generator start up quickly. Is similar to Figure 6 and is reproduced in Figure 12. Within 30 minutes of starting the standard moisture generator, the gas containing 1 ppm of moisture is stable. Confirmed that it occurred. Industrial applicability
  • a gas containing a wide range of water concentrations from a low concentration of PP t to a high concentration of% can be obtained with ultra-high purity, without fluctuations in water concentration, and with extremely high reliability. Can occur.
  • the flow rate can be set arbitrarily. Calibration only requires checking the flow rate, and can be performed easily in a short time.
  • this device is characterized by a very fast response time and a very fast start-up of the device, since the gas reservoir is extremely small.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

明細書
水分発生方法 技術分野
本発明は、 水分の発生方法に関する。 背景技術
( 1 ) ディフュージョンチューブ （拡散） 式水分発生方法
水分子が透過する樹脂管の内部に水を導入しておき、 任意の温度において水分 子がその樹脂膜を外部に向かって透過してくる速度が一定であることを利用し、 拡散してくる水分をディフユ一ジョンチューブの外側に流れているイナ一トガス に混入させ、 水分を発生させる方法である。 水分濃度のコントロールは、 ディフ ユージョンチューブの温度とイナートガスの流量によって決定される。 図 1 3に 装置の概略図を示す。
( 2 ) 水の蒸気圧を利用した水分発生方法
水の入った密閉容器 （外気と遮断） を任意の温度に恒温しておき、 その容器の 気相部あるいは水中にイナ一トガスを通ガスさせ、 任意の温度での水の蒸気圧に 相当する水分の含んだイナ一トガスを得る方法である。 水分濃度のコントロール は密閉容器内の温度 （蒸気圧） によって決定される。 図 1 4に装置の概略図を示 す。
( 3 ) ボンベに充填された標準ガスを希釈する水分発生方法
ボンベに充填された水分の標準ガスをイナ一トガスで任意の希釈率で希釈し、 任意の濃度の水分を発生する方法。 図 1 5に装置の概略図を示す。
. ( 4 ) 石英炉の中で 7 0 0 °C以上の温度で水素と酸素ガスを燃焼させ水分を発 生させる方法。 図 1 6に装置の概略図を示す。
し力、し、 上記従来技術には、 次のような問題点がある。
(a) ( 1 ) の技術は、 ディフュージョンチューブから炭化水素系の不純物の混 入が起こるため、 超高純度な水分の混合ガスが得られない。
(b) ( 1 ) の技術は、 ディフュージョンチューブからの放出水分が p p bレべ ルで常に発生するため、 P P b、 p p tレベルの低濃度の水分濃度がコントロ一 ルできない。
(c) (1) の技術は水分濃度の応答性が悪い。
(d) (1) の技術は、 ディフュージョンチューブの経時変化が生じるため、 水 分濃度の信頼性が低い。
(e) (1) (2) の技術は、 正確な温度コントロールが必要なため、 保守、 取 扱いが難しい。
(f) (2) の技術は装置のたち上げに長時間を要する。
(g) (2) の技術は水分濃度の信頼性が低い。
(h) (2) の技術は校正に長時間を有する。
(i) (3) の技術は水分濃度の信頼性が低い。 （正確な水分濃度の標準ガスが ない）
(j) (3) の技術は高濃度および多量の水分の発生が困難。
本発明は、 pp t、 ppbの低濃度から％オーダーの高濃度まで広い範囲でか つ多量の正確な濃度でかつの超高清浄度の水分の混合ガスが得られ、 さらに、 応 答性が速く、 保守も簡単な水分発生方法を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明の水分発生方法は、 水素と酸素を反応させ水分を発生させる方法におい て、 水素、 酸素およびイナ一トガスを混合し混合ガスを作製する混合ガス作製ェ 程と、 触媒作用を有する材料で構成され、 かつ加熱された反応管内において混合 ガスに含まれる水素と酸素を反応させ水を発生させる水分発生工程とからなるこ とを特徴とする。 作用
本発明では、 水素と酸素を反応させる反応管に、 反応を低温化する触媒材料を 使用したため、 反応温度が低温化し、 その結果、 低温で水分発生が可能となる。 したがって、 水素、 酸素、 イナートガスの混合ガスを加熱された反応管に供給し た場合、 反応管内において 500°C以下の温度で完全に水素と酸素が反応するた め、 従来と比較し低温で水分を含んだガスが得られる。 反応温度も水素と酸素が 完全に反応する温度以上であればよく、 正確な温度調節は不要である。
さらに、 水素濃度と酸素濃度を正確に調整した混合ガスを反応管に供給した場 合、 反応管内においては水素と酸素は完全反応を起こすため、 正確な水分を含ん だ標準水分ガスを得ることも可能である。
またこの時、 接ガス部からプラスチック材料を全て排除し、 金属材料のみを使 用し、 さらに金属表面に対して不動態化処理を施した場合、 表面からの放出ガス (水分、 ハイ ドロカーボンなど） が極めて少ないため、 より高清浄度な水分をよ り高い精度でかつ広範囲 （p p b〜％) の濃度で発生させることが可能となる。 かかる不動態化処理としては、 例えば、 電解研磨あるいは電解複合研磨を施し た S U S 3 1 6 Lを、 不純物濃度が数 p p b以下の酸化性あるいは弱酸化性雰囲 気中で熱処理することにより行えばよい （例えば、 特願昭 6 3 - 5 3 8 9号、 P C TZ J P 9 2 Z 6 9 9号、 特願平 4— 1 6 4 3 7 7号） 。
特に注目すべき点は、 かかる不動態膜は、 その表面からの水分放出量が極めて 少ないということのほかに、 その表面自体が水素および酸素をラジカルィヒし得る 作用を有しているということである。 従って、 かかる不動態膜を内表面に有する 反応管を用いることが高精度で水分を発生させる上で極めて有効である。 このよ うに、 母材自体ではなく、 その表面に形成された母材元素との酸化物が水素ある いは酸素をラジカノレイヒし得る触媒作用を有しているということは容易には理解し がたい驚くべきことであり、 本発明では、 表面からの水分の放出量が少ないとい う特性と、 触媒作用を有するという特性を巧みに利用したものでもある。
水分濃度のキャリブレーシヨンを行う場合、 水素あるいは酸素濃度により発生 する水分濃度が決定されるため、 水素と酸素ガスの流量確認のみでよく、 短時間 で簡単に行える。 さらに、 ガス滞留部が極めて小さいので、 応答速度が極めて速 く、 任意の濃度の水分を供給することが可能である。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例 1に係る標準水分発生装置の概念図である。 図 2は、 実施例 1 に係る標準水分発生装置から流出してきたガス中の水分濃度計測結果である。 図 3は、 実施例 1に係る標準水分発生装置から流出してきたガス中の酸素濃度計 測結果である。 図 4は、 実施例 2に係る標準水分発生装置の概念図である。 図 5 は、 実施例 3に係る標準水分発生装置の概念図である。 図 6は、 実施例 4に係る 標準水分発生装置の概念図である。 図 7は、 実施例 5に係る標準水分発生装置の 概念図である。 図 8は、 実施例 5に係る標準水分発生装置から流出してきたガス 中の水分濃度計測結果である。 図 9は、 実施例 5に係る標準水分発生装置から流 出してきたガス中の水素濃度計測結果である。 図 1 0は、 実施例 6に係る標準水 分発生装置の概念図である。 図 1 1は、 実施例 7に係る標準水分発生装置の概念 図である。 図 1 2は、 実施例 8に係る標準水分発生装置の概念図である。 図 1 3 は、 従来を示す概念図である。 図 1 4は、 従来例を示す概念図である。 図 1 5 は、 従来例を示す概念図である。 図 1 6は、 従来例を示す概念図である。
(符号の説明）
1 0 1 マスフローコントローラー （M F C ) 、
1 0 2 マスフ口一コントローラ一、
1 0 3 マスフローコントローラー、
1 0 4 混合配管、
1 0 5 反応炉、
1 0 6 光学露点計 （水分濃度計） 、
1 0 7 ガルバ二電池式酸素計、
2 0 0 反応炉、
4 0 0 反応炉、
4 0 1 マスフローコントローラー、
5 0 0 反応炉、
5 0 1 マスフローコントローラ一、
6 0 0 反応炉。 発明を実施するための最良の形態
以下に実施例を示して本発明をさらに詳しく説明する。
(実施例 1 ) 本実施例は、 酸素、 水素、 アルゴン 3種類の混合ガスを用いて、 任意の水分濃 度を発生させる場合であり、 装置概略図を図 1に示す。 図 1に示すように、 酸素 ガスの流量をマスフ口一コント口一ラー （MF C) 1 0 1、 水素ガスの流量をマ スフローコントローラー 1 0 2、 アルゴンガスの流量をマスフローコントロー ラー 1 0 3でそれぞれ制御し、 3種類のガスを混合する混合配管 1 0 4を通し、 反応炉 1 0 5に導入した。 反応炉 1 0 5において水素、 酸素を反応させ任意の水 分を含んだ水素、 アルゴンの混合ガスを発生させた。 反応炉 1 0 5として径 1 4 " 、 長さ 2 mの S U S 3 1 6 Lステンレス配管 （内表面は電解研磨） を使用 し、 ステンレス配管表面の触媒作用を利用し、 反応の低温化を実現した。
水素ガスとアルゴンガスの流量をマスフローコントローラ一 1 0 2と 1 0 3を 用いて、 それぞれ 5 0 c c m i nと 4 5 0 c c /m i nに固定しておき、 酸素 ガスの流量のみマスフローコントローラー 1 0 1を用いて 0. 1〜1 0 じ 0ノ m i nの範囲で変化させ、 3種類の混合ガスを反応炉に導入し、 反応炉から流出 してくる水素、 アルゴン混合ガス中に含まれる水分濃度および酸素濃度を光学露 点計 （水分濃度計） 1 0 6およびガルバ二電池式酸素計 1 0 7で計測した。 使用 した水素、 酸素およびイナ一トガスは、 いずれも不純物濃度が 1 p p b以下の高 純度ガスを使用した。 反応炉 1 0 5の温度は全長にわたり 3 0 0 °Cに保持した。 計測結果を図 2、 3に示す。 図 2の横軸は水素、 酸素、 アルゴンの混合ガス中 の酸素濃度を示し、 縦軸は反応炉 1 0 5から流出してくるガスの水分濃度を示 す。 図 3の横軸は反応炉 1 0 5に供給されるガス中の酸素濃度、 縦軸は反応炉 1 0 5から流出してくる酸素濃度を示す。 図 2の結果より反応炉から流出してく るガス中には、 反応炉 1 0 5に供給される酸素濃度に対し 2倍の濃度の水分が検 出されていることがわかる。 水分発生濃度は 1 0 0 p p b〜2 %の範囲である。 図 3は、 反応炉 1 0 5に供給される酸素濃度がどのような濃度であっても、 反 応炉 1 0 5から流出してくるガス中には、 酸素は全く検出されていないことを示 している。 つまり、 反応炉内で水素と酸素が完全反応を起こし、 反応炉 1 0 5に 供給される酸素濃度に依存し、 水分が発生することがわかる。
このことから、 本実施例において、 反応炉 1 0 5に供給する酸素濃度をマスフ 口一コントローラー 1 0 1を用いて調整することにより、 超高清浄の任意の水分 濃度を含む混合ガスの発生が可能であることがわかった。
ただし、 本実施例において反応炉 1 0 5の温度を 3 0 0 °Cとしたが 1 0 0 °Cに おいても前記と同様の結果が得られ、 反応炉 1 0 5にステンレス材料を用いた場 合、 反応炉 1 0 5の温度は 1 0 0。C〜5 0 0 °Cの範囲内が適していることがわか つた。
上記実施例では水素、 酸素、 アルゴン （イナ一トガス） ガスは 1 0 0 %の施設 配管の超高純度ガスを用いたが、 1 0 0 %濃度のボンべあるいは混合ガスボンベ を用いてもよい。
また、 反応炉 1 0 5の温度を 3 0 0 °Cとしたが、 供給ガス流量、 反応管体積 (反応時間） 、 反応温度が密接に関与しており、 3 0 0 °C以下でもよい場合があ さらに、 反応炉の材料を本実施例では、 S U S 3 1 6 L材を使用したが、 水素 と酸素の反応を低温化する触媒作用を持つ金属であれば何を用いてもよい。 例え ば、 ハステロィ、 ニッケル、 白金等があげられる。 また、 反応管全て触媒作用を 示す金属を使用しなくてもよく接ガス部表面のみ等反応管の一部に使用していて もよい。
(実施例 2 )
本実施例は、 水素と酸素ガスの反応開始温度を低温化するために反応炉内に触 媒金属を充填した例であり、 実施例 1の反応炉内に白金繊維の触媒材料を設けた 反応炉 2 0 0を使用した。 装置概略図を図 4に示す。 他の点は実施例 1と同様と した。 反応炉 2 0 0の温度が 2 0 0 °Cにおいても水素と酸素が完全反応を起こす ことが確認された。
(実施例 3 )
本実施例は実施例 1の水素ガス供給のマスフローコントローラー前段に希釈装 置を設け低濃度の水素ガスの供給を可能とし、 発生させる水分濃度を低濃度化す る場合の例である。
低濃度化した場合、 配管あるいは反応炉の内壁からの水分の放出が無視できな くなる。 特に、 配管あるいは反応炉の温度が変化するとその内壁からの水分放出 量が変化していまうため安定した濃度の水分発生を行うことができない。 そこ で、 本例では水分発生装置全体を恒温槽内に設置し、 配管あるいは反応炉の内壁 からの水分放出量を一定に保つようにした。 装置概略図を図 5に示す。
他の点は実施例 1と同様とした。 実施例 1と同様の評価を行った結果、 水素ガ スの供給濃度を低濃度化できたため、 実施例 1の水分発生濃度範囲 1 0 0 p p b 〜 2 %に対して 1 0 p p tから 2 %の濃度範囲の水分発生が可能であることが確
&忍 れた o
また、 水分発生装置を任意の温度に恒温する事により 2 %以上の濃度の水分発 生、 低濃度の安定した水分発生も可能であることが確認された。
(実施例 4 )
本実施例は発生した任意の水分を含んだガスを任意の流量で供給可能とする例 であり、 概略図を図 6に示す。 実施例 1に用いたものと同様に反応炉 4 0 0の下 流側にマスフローコントローラー 4 0 1そしてマスフローコントローラー 4 0 1 と反応炉 4 0 0の間の圧力を一定に保持するために反応炉より流出してくるガス の一部を放出するための放出管 4 0 2を設けた。
他の点は実施例 1と同様とした。 この図 6の装置を用いることにより水分を含 んだガスの流量をコントロールし任意の流量、 任意の水分濃度のガスが供給可能 となった。 たとえば、 マスフローコントローラー 4 0 1のフルスケールが 1 0 0 c c Zm i nの場合、 0. 1から 1 0 0 c c Zm i nの範囲で流量コント ロールが可能であること力確認された。 マスフ口一コントローラー 4 0 1のフル スケールが 2 LZm i nの場合、 2 c cノ m i n〜2 LZm i nの範囲で流量コ ントロールが可能であることが確認された。
(実施例 5 )
本実施例は水素濃度を調整することにより、 発生する水分濃度を調整する例で ある。 実施例 1〜4においては、 水素濃度を過剰に存在せしめておき、 酸素濃度 により水分濃度を決定したが、 逆に酸素濃度が過剰 （本実施例では酸素濃度 1 0 °/o) の状態の中、 供給する水素濃度により、 反応炉 5 0 0から流出してくる水分 濃度を制御した。 それに対し、 本例では、 反応炉の温度を 4 0 0 °Cとした。 図 7 に装置概略図を す。 その評価結果を図 8、 9に示す。 図 8の結果より、 反応炉 5 0 0から流出してくるガス中には、 反応炉 5 0 0に供給される水素濃度に対し 1倍の濃度の水分が検出されていることがわかる。 水分発生濃度は 1 0 0 p p b 〜1 %の範囲である。 図 9の結果より反応炉 5 0 0から流出してくるガス中に は、 反応炉 5 0 0に供給される水素濃度に依存せず、 水素ガスは全く検出されて いないことがわかる。 つまり、 反応炉 5 0 0内で水素と酸素が完全反応を起こ し、 反応炉 5 0 0に供給される水素濃度に依存し、 水分が発生することがわか る。
このことから、 本実施例の装置で反応炉 5 0 0に供給する水素濃度をマスフ ローコントロ一ラー 5 0 1を用いてコントロールすることにより、 超高清浄の任 意の水分濃度を含む混合ガスの発生装置に適用することがわかった。
また、 水素と酸素ガス流量が 2対 1の比率の場合でも、 超高清浄の任意の水分 濃度を含む混合ガスの発生装置に適用することが可能であることが確認された。
(実施例 6 )
本実施例は、 発生した水分を含むガス中に残存する水素ガス、 あるいは酸素ガ スを除去をする例であり、 実施例 1〜5の場合の水素ガスまたは酸素ガスのどち らかが過剰で反応させた場合、 生成した水分を含んだガス中に過剰の水素、 ある いは酸素成分が残留する場合がある。 したがって、 水素および酸素を選択的に除 去可能な精製装置 6 0 1を反応炉 6 0 0下流側に設置し、 水素あるいは酸素を含 まない任意の水分濃度を含んだガスを供給する装置を図 1 0に示す。 水素、 酸素 ' を含まず、 水分のみを含んだガスの発生を確認した。
(実施例 7 )
本実施例は、 ガスをストップする機能を有した標準水分発生装置の例であり、 実施例 1 ~ 6の装置に対し、 ガスを止めたい場合が生ずることを考え、 メタル製 のストップバルブを設けた標準水分発生装置の概略図を図 1 1に示す。 任意の水 分の含んだガスが発生したことを確認した。
(実施例 8 )
本実施例は、 標準水分発生装置の立ち上がりを速くするために標準水分発生装 置内をイナ一トガスでパージしや標準水分発生装置の少なくとも一部をべ一キン グした例であり、 装置構成は図 6と同様であり、 図 1 2に再掲する。 標準水分発 生装置を起動させてから 3 0分以内に 1 p p mの水分が含まれたガスが安定して 発生したことを確認した。 産業上の利用可能性
以上説明したように本発明によれば、 P P tという低濃度から％という高濃度 までの広範囲の水分濃度を含んだガスを超高純度でかつ水分濃度に揺らぎがなく 信頼性が極めて高い状態で発生することができる。 また、 流量も任意に設定可能 である。 キャリブレーションも流量確認のみでよく、 短時間で簡単に行える。 さ らに、 本装置はガス滞留部が極めて小さいので、 応答速度が極めて速く、 装置の 立ち上がりも非常に速いことも特徴としている。

Claims

請求の範囲
(1) 水素と酸素を反応させ水分を発生させる方法において、 水素、 酸素およ びイナ一トガスを混合し第一の混合ガスを作製する混合ガス作製工程と、 水素お よび酸素をラジカル化し得る触媒作用を有する材料で構成された反応管内に該第 一の混合ガスを導入するとともに該反応炉管内を加熱することにより該第一の混 合ガスに含まれる水素と酸素を反応させ水を発生させる水分発生工程とからなる ことを特徴とする水分発生方法。
(2) 水分発生工程は、 50°C〜500°Cで行うことを特徴とする請求項 1記 載の水分発生方法。
(3) 水分発生工程は、 300〜500°Cで行うことを特徴とする請求項 2記 載の水分発生方法。
(4) 反応管内に、 触媒作用を有する材料を充填したことを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の 、ずれか 1項に記載の水分発生方法。
(5) 混合ガス作製工程において、 水素と酸素濃度の比率を任意に制御した混 合ガスを作製し、 さらに、 水分発生工程において、 完全に水素と酸素の反応を起 こさせることにより、 任意の水分濃度を含んだ混合ガスを発生させることを特徴 とする請求項 1乃至請求項 4のいずれか 1項に記載の水分発生方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2122906A1 (es) * 1996-08-01 1998-12-16 Portillo Cuerva Juan Sistema para la produccion de agua potable con recuperacion de energia.
US6524934B1 (en) 1999-10-28 2003-02-25 Lorimer D'arcy H. Method of manufacture for generation of high purity water vapor
CN113941295A (zh) * 2021-11-12 2022-01-18 西北核技术研究所 一种氢气高效转化为水的方法及装置

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878443A4 (en) * 1996-01-29 2006-09-27 Fujikin Kk METHOD FOR PRODUCING WATER VAPOR, REACTOR FOR PRODUCING WATER VAPOR, TECHNIQUE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF THIS REACTOR AND METHOD FOR FORMING A CATALYTIC LAYER COATED WITH PLATINUM
WO1997048640A1 (fr) * 1996-06-20 1997-12-24 Ultraclean Technology Research Institute Procede de generation d'humidite et generateur d'humidite
TW577128B (en) 1997-03-05 2004-02-21 Hitachi Ltd Method for fabricating semiconductor integrated circuit device
JP2007096335A (ja) * 1997-03-05 2007-04-12 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置の製造方法
JPH10335652A (ja) 1997-05-30 1998-12-18 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JP3808975B2 (ja) * 1997-06-17 2006-08-16 忠弘 大見 半導体製造用水分の発生方法
JP3644810B2 (ja) * 1997-12-10 2005-05-11 株式会社フジキン 少流量の水分供給方法
JPH11330468A (ja) 1998-05-20 1999-11-30 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置
US6335295B1 (en) * 1999-01-15 2002-01-01 Lsi Logic Corporation Flame-free wet oxidation
US6667244B1 (en) 2000-03-24 2003-12-23 Gerald M. Cox Method for etching sidewall polymer and other residues from the surface of semiconductor devices
US6746789B1 (en) 2000-06-13 2004-06-08 Hydrogenics Corporation Catalytic humidifier and heater for the fuel stream of a fuel cell
US6706429B1 (en) * 2000-06-13 2004-03-16 Hydrogenics Corporation Catalytic humidifier and heater, primarily for humidification of the oxidant stream for a fuel cell
WO2002073696A1 (en) 2001-03-12 2002-09-19 Hitachi, Ltd. Process for producing semiconductor integrated circuit device
KR100650467B1 (ko) 2001-03-12 2006-11-28 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 반도체 집적 회로 장치 및 그 제조 방법
KR100684554B1 (ko) * 2001-04-03 2007-02-20 서울대학교병원 질량수가 15인 ｎ을 재사용하는 것을 특징으로 하는, 질량수가 15인 ｏ로 표지된 물의 생산 장치 및 생산 방법
EP1451099A1 (en) * 2001-08-13 2004-09-01 Ultra Clean Technology Systems and Services Inc. Catalytic reactor apparatus and method for generating high purity water vapor
GB2420851B (en) * 2004-12-04 2009-05-06 Siemens Ind Turbomachinery Ltd A probe for use in determining the amount of a first gas component in a combustion gas
JP4620654B2 (ja) * 2006-12-25 2011-01-26 株式会社日立製作所 半導体集積回路装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6087857A (ja) * 1983-10-20 1985-05-17 Kansai Coke & Chem Co Ltd 酸化触媒
JPS61197404A (ja) * 1985-02-26 1986-09-01 Nippon Sanso Kk 所定水分含有ガス発生装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2736343A1 (de) * 1977-08-12 1979-03-01 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zur herstellung eines gases mit definiertem feuchtigkeitsgehalt
DE2831287C2 (de) * 1978-07-17 1982-06-16 Josef 6072 Dreieich Hammer Verfahren zur Erzeugung einer definierten Wasserdampfmenge geringer Konzentration und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US4302419A (en) * 1980-02-13 1981-11-24 Helix Technology Corporation Catalytic recombiner system
DE3816012A1 (de) * 1987-08-14 1989-11-16 Siemens Ag Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff und sauerstoff
EP0878443A4 (en) 1996-01-29 2006-09-27 Fujikin Kk METHOD FOR PRODUCING WATER VAPOR, REACTOR FOR PRODUCING WATER VAPOR, TECHNIQUE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF THIS REACTOR AND METHOD FOR FORMING A CATALYTIC LAYER COATED WITH PLATINUM

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6087857A (ja) * 1983-10-20 1985-05-17 Kansai Coke & Chem Co Ltd 酸化触媒
JPS61197404A (ja) * 1985-02-26 1986-09-01 Nippon Sanso Kk 所定水分含有ガス発生装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0666237A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2122906A1 (es) * 1996-08-01 1998-12-16 Portillo Cuerva Juan Sistema para la produccion de agua potable con recuperacion de energia.
US6524934B1 (en) 1999-10-28 2003-02-25 Lorimer D'arcy H. Method of manufacture for generation of high purity water vapor
CN113941295A (zh) * 2021-11-12 2022-01-18 西北核技术研究所 一种氢气高效转化为水的方法及装置
CN113941295B (zh) * 2021-11-12 2023-10-20 西北核技术研究所 一种氢气高效转化为水的方法及装置

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EP0666237A4 (en) 1995-10-18

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