CN109499274B - 气体置换用干燥房 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种收纳有制造装置的低活性气体浓度的干燥容器中，在低露点的环境下，能够在比较短时间内进行制造装置的维护或换产调整等的非活性气体精制装置。一种需要以低露点、低活性气体浓度清洁地保持内部的容器的气体置换用除湿精制装置，通过将容器收纳于低露点的干燥室从而进行维护或维修等期间，向容器内单向输入干燥空气从而使湿气排出到装置外，设为氮气循环管全部用阀等进行封闭而使配管内充满氮气的状态，在循环路中循环通过除湿机产生的干燥空气，由此能够将容器外部的湿气负荷抑制为最小，能够大幅缩短由大气置换产生的停止时间。并且，通过分割除湿装置和除氧装置，从而改变各自的循环次数，由此能够调节最适当的运转环境。

Description

气体置换用干燥房

技术领域

本发明涉及一种气体置换系统，其包括设置有有机EL显示器制造装置的室等低活性气体浓度(以下，使活性气体浓度尽可能接近0ppm的浓度称为“低活性气体浓度”。)的干燥室、在腔室内低露点(以下，将露点温度为0度以下的情况称为“低露点”。)的环境下能够在比较短时间内进行制造装置的维护或调整等的除湿装置及气体精制机。

背景技术

以往，用于作为代替液晶显示装置的下一代平板显示器而所期待的有机EL显示装置等中的有机EL元件作为固体发光型的廉价的大面积全彩显示元件或写入光源阵列的用途是很有前景的，从而进行了积极的研发。但是，用于有机EL元件的有机发光材料等的有机物质或电极等对水分的抵抗力较弱，并且因空气中的水分而性能或特性急剧劣化。因此，在进行伴随该种开发的实验时，也需要在利用露点极低的空气或使液体氮气气化而成的氮气等非活性气体来净化了空气的室中进行制造或实验。

并且，目前有机EL显示器(OLED)的制造中，正在进行利用喷墨技术等印刷技术，将液状的有机EL用材料在基板上制成均匀的薄膜，制作提高了生产效率或性能的元件的技术开发。为了进行该种制造技术的开发，需要将制造装置的环境设为湿度1ppm以下，氧气1ppm以下等低湿度且低活性气体浓度。但是，在室内进行制造装置的维护或调整等时，需要使低湿度的氮气环境返回到大气环境(以下，称为“大气置换”)。

此时，若用通常的大气置换氮气环境，则处在内部的装置的各个组件吸附水分，当返回到氮气环境时，解吸组件所吸附的水分时需要花很长时间。

作为如下技术有在专利文献1中所述的技术，即，为了使用于从该进行了大气置换的大气环境再次返回到氮气环境的非活性气体量最小化，并且使停止时间最小化，使气体外壳组件的内部容积最小化的技术。

专利文献1：日本特表2015-510254号公报

专利文献1中所公开的技术为如下技术：通过将气体外壳进行框架化，并尽可能缩小内部容积，从而使气体外壳内的非活性气体量最小化而使由维修等产生的停止时间最小化，并且能够使作业空间最适当化，以适应于各种OLED制造装置的设置面积，但该技术存在如下问题：由于用于同时进行停止中付随的非活性气体精制及除湿的气体精制系统也停止，因此再次将室内设为低湿度且低脱气浓度环境时花太多时间。并且，还存在如下课题：气体精制装置及除湿装置处在同一个机构内，在氧气及水分中的精制速度不同，与去除氧气相比去除水分时花费的时间更长，难以同时进行去除。

发明内容

本发明为了解决如上所述的课题，在干燥室内部设置气密容器，向该气密容器供给低活性气体及低露点气体，能够分别独立地控制非活性气体精制装置及低露点气体供给装置，因此当由于调整等而人进入气密容器内部时，若维持低露点空气的供给并且停止低活性气体的供给，则能够大幅缩短由大气置换产生的停止时间。即水分子为极性物质，若向需要维持在低露点的气密容器中导入大气，则水分子附着于气密容器的壁面或过滤器内部。为了排出该所附着的水分子，需要长时间供给低露点空气，但本发明中，在停止了低活性气体的供给的状态下，能够维持低露点气体的供给，在大气置换之后还能够使气密容器内的露点快速达到低状态。并且，无论是作为低活性气体而进入储气瓶的氮气，还是去除了氧气的空气，气体的价格较高，若不缩短大气断的时间，则费用增大。另一方面若利用除湿转子制作低露点气体，则不花费用，因此维持低露点气体的供给并且停止低活性气体的供给而进行维护等，由此能够降低总费用。

并且，通常去除水分及氧气的机构在同一个装置内，因此在除水装置及除氧装置中流动的气体的流量相同，但通过将它们设为单独的机器而能够自由地改变各自的流量，因此变得能够在如同时实现低湿度和低活性气体浓度这两者的最适当的运转条件下制作低活性气体浓度的干燥房。

本发明的气体置换用干燥房是如前述那样构成的干燥房，在大气置换中也从设置在容器内上部的HEPA过滤器或ULPA过滤器等空气净化过滤器在一方向(以下称为“单向”)上供给低露点空气而不会使其循环，由此使得最容易保持水分的过滤器不会保持水分，从而实施维护或维修，换产调整等。并且，在容器的循环路上串联设置非活性气体精制装置及干燥剂除湿机，另外设置与其循环路分离的循环路，大气置换中使另外设置的循环路循环，由此使得循环空气不会靠近大气环境。通过这样做，能够大幅缩短从容器的大气置换后的大气环境返回到低湿度且低活性气体浓度的环境的恢复时间。而且，通过分别个别地控制该除湿装置和非活性气体精制装置中流动的气体的流量，从而能够设为能够容易地且短时间内针对低湿度、低活性气体浓度的环境进行最优化的干燥房。

附图说明

图1是本发明的干燥房的实施例1中的流程图。

其中，附图标记说明如下：

1-容器，2-制造装置，3-空气净化过滤器，4-气体循环路，5-催化剂容器，6-加热器，7-泵，8-冷却器，9-送风机，10-预冷器，11-蜂窝转子，12-处理区域，13-净化区域，14-再生区域，15-冷却器，16-后加热器，17-转子驱动电动机，18、19、21、22、23、24、25、27、28、29、30、31、32、33、35-阀，20、26-流量计，34-干燥室，36-再生加热器，37-干燥空气供给装置，38-除湿机，39-干燥剂除湿机，40-氮气精制机。

具体实施方式

以下利用附图对用于实施本发明的方式进行说明。本实施方式中，作为需要以低露点、低活性气体浓度清洁地保持内部的容器的气体置换除湿装置及气体置换方法，以利用了喷墨技术等印刷技术的有机EL显示器(OLED)的制造或研发装置的容器为例进行说明。另外，本发明并不限于有机EL显示器(OLED)的制造或研发装置，还能够使用于需要以低露点、低活性气体浓度清洁地保持保管空间内且用于开发锂离子电池材料或半导体领域的手套箱等收纳容器或者封闭空间。

[实施例1]

以下，沿图1对本发明的气体置换用干燥房的实施例1进行详细说明。1是需要以低露点、低活性气体浓度清洁地保持内部的气密性容器，收纳用于有机EL显示器(OLED)的制造或研发的制造装置2，在内部具有气体循环路4及HEPA过滤器或ULPA过滤器等空气净化过滤器3。另外，关于空气净化过滤器3，也可以设为多个风机过滤器单元。通过配管A向容器1供给氮气及来自除湿机38的干燥空气。

容器1内的被处理空气通过配管B被送到作为非活性气体精制装置的氮气精制机40，去除作为被处理空气中的活性气体的氧气。5是氮气精制用催化剂容器，收纳有铜催化剂或铂催化剂等，当催化剂失效时，流过氮气及氢气的同时通过加热器6升高温度而再生催化剂。7是用于向氮气精制机40输送被处理空气的泵，经精制的被处理空气通过冷却器8通过送风机9被送到作为低露点气体供给装置的干燥剂除湿机39。另外，本实施例中，使用了铜催化剂或铂催化剂等催化剂，但并不限定于这些，也可以使用以铜和/或铂为主成分的其他催化剂。

11是干燥剂除湿机39用的蜂窝转子，分割为处理区域12、净化区域13及再生区域14。17是用于旋转驱动蜂窝转子的齿轮传动电动机等转子驱动电动机。通过预冷器10从送风机9向处理区域12供给被处理空气。被处理空气的一部分在处理区域12的前方被分歧，通过净化区域13之后，通过再生加热器36被送到再生区域14。从再生区域14出来的空气通过冷却器15被冷却，由从蜂窝转子解吸的再生空气中的湿气凝缩而成的水作为排水而被去除，并返回到送风机9的前方。从干燥剂除湿机39出来的被处理空气根据需要通过后加热器16被加温，从而通过配管D返回到容器1。另外，也可以构成为当氮气供给设备中还有余力时，将干燥剂除湿机39设置于具有气密性的屋子内，并向该屋子供给氮气，从而抑制来自干燥剂除湿机39的活性气体侵入。

34是收纳容器1的气密性的干燥室，其大小是进行调整等时人可进去的大小，从配管G供给有来自干燥空气供给装置37的干燥空气，干燥室34的空气从配管H返回到干燥空气供给装置37。另外，配管E是用于将容器1内的空气向干燥室34外排出的排气路。另外，本实施例中，使用了具有净化区域13的蜂窝转子11，但并不限定于此，也可以设为使用了分割成处理区域及再生区域这2个的蜂窝转子的结构。

以上结构的本发明的气体置换用干燥房的动作中首先对容器1的氮气置换及循环运转进行说明。打开阀18、19、21、22、23、24、25、27、28、29、30、31、33、35，通过配管A向容器1输送氮气及干燥空气。若容器1内的氧浓度下降至100ppm以下，则关闭阀30、33、35，为了从氮气精制机40和干燥剂除湿机39及配管G向干燥室34供给低露点的干燥空气，开始使干燥空气循环的干燥空气供给装置37的运转。另外，根据需要调整阀24、25，由此调节从容器1通过配管B循环的空气走向氮气精制机40的风量及直接走向干燥剂除湿机39的风量。例如，继续循环直至成为氧浓度1ppm以下，水分浓度1ppm以下等规定的浓度为止，然后，开始制造装置2的运转并开始用于OLED的制造或研发的试验。

本实施例1中，从配管A进行向容器1的氮气的供给，但并不限定于此，可以设成从氮气精制机40的入口进行供给，也可以设成从氮气精制机40与干燥剂除湿机39之间进行供给。

接着对用于进行容器1的维护，换产调整，调整等的大气置换进行说明。关闭阀18、19、21、23、31，打开阀30、32、33，由此隔离容器1与从配管B到配管D的氮气循环管。开放容器1的密闭，经由配管A从容器1的上部输入干燥空气，由此将氮气置换成空气。并且，通过还打开配管F的阀32，并且设成经由配管G从容器1的上部单向供给由干燥空气供给装置37供给的低露点的干燥空气，能够安全地一次性供给大量的空气，由此能够大幅缩短氮气与空气的置换速度。从容器1中最容易保持湿气的空气净化过滤器3的上部单向供给干燥空气而并不使其在容器1内部循环，由此即使人在内部进行工作，湿气也不会残留在容器1内而向外排出。另外，也可以连接配管F与配管G，直接从容器1的上部全量供给通过阀操作等向干燥室34供给的低露点的干燥空气。

氮气循环管中通过打开阀30，空气通过作为循环路的配管C，因此氮气浓度高且低湿度的干燥空气进行循环。另外，当再生存在于氮气精制机40的催化剂容器5内的催化剂时，打开阀35，绕开氮气精制机40而向干燥剂除湿机39输送空气并使其循环。如此通过分割除湿装置和除氧装置并操作阀，从而改变各个装置中流动的气体的流量或循环次数，由此能够调节最适当的运转环境。另外，关于阀，并不限定于此，也可以使用阻尼器或可变风量装置(VAV：Variable Air Volume)等风量调整装置。

本实施例1中，使用了一台氮气精制机40，但也可以构成为并联地设置两台以上多台的氮气精制机，在再生一台氮气精制机的催化剂的期间，其他氮气精制机中进行氮气精制处理。

并且，也可以是如下结构：在干燥剂除湿机39的内部搭载具有氮气精制功能的机构，而作为一体型的装置消除氮气精制机40。此时，通过设置循环路或旁通路等，使得能够分别调整容器1内的湿度及非活性气体浓度，使得能够创造低活性气体浓度且低露点的环境。由此能够设为比实施例1更节省空间的气体置换系统，能够抑制配管或设置工事等中花费的最初成本。

如此用供给低露点的干燥空气的干燥室34覆盖需要以低露点、低活性气体浓度清洁地保持内部的气密性容器1，由此能够将来自外部的湿气侵入抑制在最小限。并且，与如专利文献1的利用一台气体精制系统进行除氧及除湿的以往技术不同，分别利用氮气精制机40进行除氧，利用干燥剂除湿机39进行除湿，由此能够任意地调整除氧性能及除湿性能，因此变得容易进行装置最优化或装置的管理。

如此能够将使内部从容器1的大气置换后的大气环境返回到低露点、低活性气体浓度且清洁的环境为止的恢复时间缩短成以往技术的1/5～1/10。并且，能够实现容易将容器1内最优化为低湿度且低活性气体浓度的气体置换系统。

产业上的可利用性

本发明还能够使用于需要以低露点、低活性气体浓度清洁地保持保管空间内且用于开发锂离子电池材料等的手套箱等收纳容器。

Claims (5)

1.一种干燥房，其特征在于，

设置收纳于干燥室的内部的气密容器，

具备：

干燥空气供给装置，向所述干燥室供给低露点的干燥空气并使所述干燥空气循环，

将来自所述干燥空气供给装置的所述干燥空气供给至所述干燥室的配管，

将所述干燥室的所述干燥空气返回至所述干燥空气供给装置的配管，

非活性气体精制装置，去除所述气密容器内的被处理空气中的氧气，

低露点气体供给装置，对所述被处理空气进行除湿，

作为连接至所述气密容器的配管的路径，连接至所述气密容器的配管具有两个分支路径，所述分支路径中的一个是用于向所述非活性气体精制装置输送所述气密容器内的所述被处理空气的路径，所述分支路径中的另一个是用于向所述低露点气体供给装置输送所述气密容器内的所述被处理空气的路径，进而，由所述非活性气体精制装置精制后的所述被处理空气被输送至所述低露点气体供给装置，

将离开所述低露点气体供给装置的所述被处理空气经由空气净化过滤器返回至所述气密容器的配管，以及

将所述气密容器内的空气向所述干燥室的外部排气的排气路径；

分别在两个所述分支路径设置阀，根据需要调整所述阀，来调节从所述气密容器向所述非活性气体精制装置输送的被处理空气的风量及直接向所述低露点气体供给装置输送的被处理空气的风量，由此，独立地进行在所述非活性气体精制装置中的所述被处理空气的除氧以及在所述低露点气体供给装置中的所述被处理空气的除湿，由此能够任意调整除湿性能及除氧性能，并能够连续地进行除氧和除湿。

2.根据权利要求1所述的干燥房，其中，

设置有用于改变气体的流量、循环次数的风量调整装置，

还具有：氮气循环管，通过开闭所述风量调整装置，在大气置换时，关闭与所述气密容器连接且具有两个分支路径的所述配管，并关闭将离开所述低露点气体供给装置的所述被处理空气经由所述空气净化过滤器返回至所述气密容器的所述配管，并打开设置在将离开所述低露点气体供给装置的所述被处理空气经由所述空气净化过滤器返回至所述气密容器的所述配管的中途、且连接至所述两个分支路径中的所述另一个即向所述低露点气体供给装置输送所述气密容器内的所述被处理空气的路径的配管，使离开所述低露点气体供给装置的所述被处理空气通过，从而与所述气密容器隔离，

开放所述气密容器的密闭从而将氮气置换为空气，并在所述氮气循环管中使氮气浓度高且湿度低的干燥空气循环。

3.根据权利要求1或2所述的干燥房，其中，

所述空气净化过滤器为内置有HEPA过滤器和/或ULPA过滤器的风机过滤器。

4.根据权利要求1或2所述的干燥房，其中，

所述非活性气体精制装置为内置有以铜和/或铂为主成分的催化剂的氮气精制机。

5.根据权利要求1或2所述的干燥房，其中，

所述低露点气体供给装置为干燥剂除湿机。

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