DE60202508T2 - Verfahren und Luftfilter zur Reinigung von Luft in einem Reinraum - Google Patents

Verfahren und Luftfilter zur Reinigung von Luft in einem Reinraum Download PDF

Info

Publication number
DE60202508T2
DE60202508T2 DE60202508T DE60202508T DE60202508T2 DE 60202508 T2 DE60202508 T2 DE 60202508T2 DE 60202508 T DE60202508 T DE 60202508T DE 60202508 T DE60202508 T DE 60202508T DE 60202508 T2 DE60202508 T2 DE 60202508T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
regeneration
honeycomb
air
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60202508T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60202508D1 (de
Inventor
Minoru Tanaka
Jun Shimada
Katsuhiro Yamashita
Haruko Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichias Corp
Original Assignee
Nichias Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichias Corp filed Critical Nichias Corp
Publication of DE60202508D1 publication Critical patent/DE60202508D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60202508T2 publication Critical patent/DE60202508T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1423Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38Removing components of undefined structure
    • B01D53/40Acidic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38Removing components of undefined structure
    • B01D53/42Basic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38Removing components of undefined structure
    • B01D53/44Organic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/25Coated, impregnated or composite adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34Specific shapes
    • B01D2253/342Monoliths
    • B01D2253/3425Honeycomb shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/80Water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0216Other waste gases from CVD treatment or semi-conductor manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40011Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40077Direction of flow
    • B01D2259/40081Counter-current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • B01D2259/4009Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454Controlling adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/261Drying gases or vapours by adsorption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10Rotary wheel
    • F24F2203/1004Bearings or driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10Rotary wheel
    • F24F2203/1032Desiccant wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10Rotary wheel
    • F24F2203/1056Rotary wheel comprising a reheater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10Rotary wheel
    • F24F2203/1068Rotary wheel comprising one rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10Rotary wheel
    • F24F2203/1084Rotary wheel comprising two flow rotor segments

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Ventilation (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Anwendungsgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Luftfilter zur Reinhaltung der Luft in einem Reinraum und der Luft zur Reinigung von Bauelementen im Fabrikationsablauf von beispielsweise Halbleitern, Flüssigkristallen (LCs) und optoelektronischen Bauteilen.
  • Beschreibung des bisherigen Technologiestandes
  • Bei den Herstellungsverfahren von Silizium-Kristallscheiben und ähnlichem in Halbleiterfabriken, verursachen Verunreinigungen, wie beispielsweise Partikel und Metallverunreinigungen in einem Reinraum, Fehler in Bauteilen, die zu 64 Mbit DRAM (Dynamische RAM) integriert werden. Diese Verunreinigungen werden deshalb durch den Einsatz von HEPA Filtern oder ULPA Filtern so weit wie möglich beseitigt. Jedoch im Falle von Bauteilen, die zu DRAM mit mehr als 64 Mbit integriert werden, verringern Gasverunreinigungen in der Größenordnung von ppb (milliardstel Teile) den Produktionsausstoß in einem Reinraum. Es ist bekannt, dass diese Gasverunreinigungen sowohl über die Außenluft hereinkommen oder Gase sind, die durch Bausubstanzen des Reinraums erzeugt werden, aber auch von Chemikalien stammen, die im Prozessablauf verwendet werden.
  • Um diese Gasverunreinigungen auf eine Konzentration von ppm (Millionstel Teilen) oder darunter zu reduzieren, wird ein Verfahren zur Beseitigung dieser Verunreinigungen angewendet, bei dem ein chemisches Filter im Reinraum eingesetzt wird. Das chemische Filter entfernt zum Beispiel Gasverunreinigungen dadurch, dass man die Luft in einem Reinraum und für Bauteile durch ein Filter mit einer adsorbierenden Substanz, z.B. Aktivkohle streichen lässt. Die Gasverunreinigungen werden in säurehaltige Stoffe, alkalische Stoffe und organische Substanzen unterteilt. Um diese Gasverunreinigungen wirksam zu entfernen, enthält das chemische Filter in der Regel ein ausgewähltes Einsaugmittel oder reaktives Material, das geeignet ist, diese Gase als Trägermaterie zu absorbieren,
  • Zum Beispiel sind Amine in einer Menge von einigen zig Millionstel Teilen in der Luft enthalten und gelangen in den Reinraum, sobald Außenluft in den Reinraum eingeleitet wird. Es ist auch bekannt, dass basische Gasverunreinigungen, wie Amine, durch Bausubstanzen, die für die Reinräume verwendeten werden und von Chemikalienzusätzen erzeugt werden. Wenn diese basischen Gasverunreinigungen in einer Menge von 10 bis 20 milliardstel Teilen in einem Reinraum vorkommen, verursachen diese Verunreinigungen eine Abnormität bei der Form eines Fotowiderstandes (T Top-Phänomen). Außerdem reagieren basische Gase mit säurehaltigen Gasen und bilden dabei Salze, welche auf der Oberfläche von optischen Teilen der Fertigungsgeräte und auf der Oberfläche der Siliziumkristallscheiben Trübungen hervorrufen. Aus diesem Grund wird ein chemisches Filter mit einer säurehaltigen Substanz als reaktives Material zur Absorption von Gasen verwendet, das zur Beseitigung von basischen Gasverunreinigungen, wie z.B. Aminen dient. Wenn andererseits säurehaltige Gasverunreinigungen in einem Reinraum auftreten, korrodieren diese Verunreinigungen die Glasfaser eines Staubfilters und begünstigen dadurch die Entstehung von Bor und verursachen außerdem Metallkorrosion, z.B. bei ICs (Integrierten Schaltkreisen).
  • Um solche chemischen Substanzen zu entfernen, werden chemische Filter verwendet. Diese chemischen Filter werden aus einem porösen Adsorptionsmittel mit oder ohne Verwendung eines Zerstäubers hergestellt, indem dieses poröse Adsorptionsmittel als Luftfilter ausgeführt wird und chemische Substanzen aus einem zu behandelnden, durchströmenden Gas entfernt werden. Es werden viele chemische Filter verwendet, weil sie unterschiedliche chemische Substanzen entfernen. Diese chemischen Filter sind bezüglich ihrer Aufnahmefähigkeit allerdings begrenzt, weil sie die chemischen Substanzen durch physikalische oder chemische Adsorption aufnehmen. Man muss diese Filter deshalb nach einer gewissen Betriebszeit austauschen. Die Austauschhäufigkeit liegt gewöhnlich zwischen einmal alle paar Monate bis z.B. einmal pro Jahr, wenngleich die Austauschhäufigkeit von den Arbeitsbedingungen abhängt. Der Austausch bedeutet Kosten für neue Filter, sowie Wartungskosten. Darüber hinaus wird durch den Austausch Abfall erzeugt.
  • Um dieses Problem zu vermeiden, wird in der Veröffentlichung JP-A-2000-296309 ein rotierendes, regenerierbares, chemisches Filter vorgestellt. Dieses Verfahren verwendet ein als Rotor ausgebildetes, chemisches Filter, das gedreht wird, um chemische Substanzen aus der verwendeten Prozessluft zu adsorbieren, wenn diese eine Behandlungszone durchläuft. Die aufgenommenen chemischen Substanzen werden in einer Regenerationszone erhitzt, um die chemischen Substanzen wieder freizusetzen und zu entfernen. Dann wird das Filter in einer Reinigungszone abgekühlt. Diese Arbeitsschritte werden wiederholt, um das Filter fortlaufend zu regenerieren. Die Verwendung dieses Verfahrens ermöglicht es, das Filter viele Male zu regenerieren, bis das Adsorptionsmaterial unbrauchbar geworden ist und dabei die Notwendigkeit entfällt, neue Filter zu kaufen und gebrauchte Filter zu entsorgen.
  • Da jedoch der Rotor bei diesem Verfahren ständig umläuft, muss die Regenerationszone immer beheizt werden, was zu einem höheren Energieverbrauch führt. Zusätzlich wird die Luft nach der Behandlung, wegen der Feuchtigkeitsaufnahme durch das Adsorptionsmittel, schließlich getrocknet. Beim Fabrikationsprozess von Halbleitern muss die Feuchtigkeit aus den nachstehend beschriebenen Gründen auf einem gegebenen Niveau konstant gehalten werden.
  • In einem Reinraum müssen nämlich Temperatur und Feuchtigkeit in einem bestimmten Bereich gehalten werden. Dies ist deshalb notwendig, weil bei Überschreiten des oberen Grenzwertes von Temperatur und Feuchtigkeit in einem Reinraum, sich der überschüssige Feuchtigkeitsgehalt als Feuchtigkeitskondensat auf der Oberfläche der Siliziumsubstrate niederschlägt. Dieses Feuchtigkeitskondensat auf den Flächen kann bewirken, dass sich säurehaltige Stoffe, alkalische Stoffe und organische Substanzen darin auflösen, Der überschüssige Feuchtigkeitsgehalt kann auch zur Oxidation des Substrats u. äh. führen. Wenn die Temperatur und Feuchtigkeit in einem Reinraum unterhalb des oben genannten Bereichs liegen, werden Partikel aufgrund des übermäßig geringen Feuchtigkeitsgehalts von der Oberfläche des Siliziumsubstrats u. äh. elektrostatisch angezogen.
  • Deshalb sind zur Einhaltung eines konstanten Feuchtigkeitsgehalts der durch die Behandlungszone strömenden Luft, herkömmlicherweise Temperatur und Feuchtigkeit mit Hilfe eines Sensors oder einer ähnlichen Einrichtung erfasst und die Luft ist mit reinem Wasser oder mit einem Befeuchtungsgerät oder ähnlichem behandelt worden.
  • Dieses Verfahren ist jedoch mit Problemen verbunden, wie zum Beispiel, die für die Behandlung anfallenden Kosten, der Bedarf an großen Anlagen u. äh.
  • Ein Verfahren und Gerät zur Luftentfeuchtung werden in US 6.083.304A beschrieben. Dieses Verfahren umfasst die Schritte der Kontaktierung eines Teils eines Entfeuchtungselements mit der Luft und die Ableitung der entfeuchteten Luft ins Freie, die Regeneration des obigen Entfeuchtungselements nach der Absorption der Feuchtigkeit, durch Zusammenführen mit erwärmter Luft und danach, nach Entfernen der Feuchtigkeit vom Entfeuchtungselement, Abkühlung dieser Luft zur Regeneration, um die Feuchtigkeit zu kondensieren und das aus der Luft erzeugte Wasser zu entfernen.
  • In US 5.659.974A wird ein Verfahren zur Behandlung eines feuchtigkeitshaltigen Adsorptionsmaterials dargelegt. Nach der Regeneration des Adsorptionsmaterials durch Entfernen der Feuchtigkeit aus dem Adsorptionsmaterial und der Einleitung von heißem Regenerationsgas durch das Adsorptionsmaterial, wird dieses Adsorptionsmaterial abgekühlt. Indem das Regenerationsabgas durch das Adsorptionsmaterial geleitet wird, und zwar unmittelbar bevor dieses Adsorptionsmaterial dem Regenerationsprozess unterzogen wird, wird damit eine vorgeschaltete Regeneration bei einer niedrigeren Temperatur als der, des heißen Regenerationsgases durchgeführt. Dieses Verfahren beschreibt jedoch keinen geeigneten Prozess, um Luft in einem Reinraum mit niederen Kosten und weniger Geräteaufwand zu reinigen.
  • Nach US 4.886.769A besteht ein Verfahren zur Herstellung eines Elementes zur Adsorption von aktiven Gasen aus einem Edelgas aus:
    • (a) Laminieren von Papier mit geringer Dichte, um ein Matrixelement zu bekommen, das eine Vielzahl von kleinen Kanälen aufweist, die bis zur gegenüberliegenden Oberfläche durchgängig sind;
    • (b) Tränken des Matrixelements mit einer wässrigen Lösung von Wasserglas, worin synthetisches, pulverisiertes Zeolith fein verteilt ist;
    • (c) Trocknen der getränkten Matrix;
    • (d) Tränken der getrockneten Matrix in einer wässrigen Lösung von wasserlöslichen Metallsalzen, um ein kieselsaures Metallwasserstoffgel durch Reaktion von Wasserglas mit den Metallsalzen herzustellen;
    • (e) Auswaschen des zweimal getränkten Matrixelements mit Wasser und
    • (f) Trocknen des gewaschenen Matrixelements, um das gasadsorbierende Matrixelement zu erhalten.
  • Das Papier mit geringer Dichte besteht aus anorganischem Fasermaterial und dem in Prozessschritt (a) erzeugten Matrixelement, das aus einem ersten und einem zweiten Bestandteil besteht, wovon der genannte erste Bestandteil aus synthetischem Zeolith und einem Aerogel aus kieselsaurem Metall und der genannte zweite Bestandteil aus einem Aerogel aus kieselsaurem Metall besteht.
  • Es ist deshalb Gegenstand der vorliegenden Erfindung, mit Hilfe eines Luftfilters während der Reinigung der Luft eines Reinraums, einen konstanten Feuchtigkeitsgehalt einzuhalten. Die vorliegende Erfindung sollte auch ein kostensparendes, kompaktes Luftfilter mit langer Lebensdauer vorsehen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In Anbetracht dieser Sachlage haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eingehende Untersuchungen durchgeführt und sind zu dem Ergebnis gelangt, dass die Betriebskosten eines Luftfilters abgestellt werden können, wenn der Rotor intermittierend gedreht wird, wobei die Behandlungszeit, Regenerationszeit und Reinigungszeit in geeigneter Form gewählt werden müssen, z.B. 1/8tel Umdrehung alle 6 Stunden, anstatt den Rotor immer umlaufen zu lassen. Diese Ergebnisse haben zu der vorliegenden Erfindung geführt, wie sie in den Patentansprüchen 1, bzw. 4 dargestellt wird. Die bevorzugte Anordnung kann aus den Patentansprüchen 2 und 3 ersehen werden.
  • In Übereinstimmung mit der vorstehenden Erfindung, kann die erforderliche Zeit für den Betrieb des Erhitzers verkürzt werden, da der Erhitzer abgeschaltet wird, sobald die Regeneration in der Regenerationszone abgeschlossen ist. Außerdem kann der zum Antrieb des wabenförmigen Rotors benötigte Stromverbrauch deutlich eingespart werden, da die Regenerationszone als Reinigungszone verwendet wird, nachdem der Erhitzer abgeschaltet worden ist. Ferner kann die Feuchtigkeit vor und nach dem Reinigungsvorgang konstant gehalten werden, da der Reinigungsvorgang mit der Luft des Reinraums durchgeführt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Luftfilters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt. In der 1 bezeichnet 1 den wabenförmigen Rotor, 2 bezeichnet eine Antriebsvorrichtung, 3 bezeichnet einen ersten Gaseinführungsabschnitt, 4 bezeichnet einen ersten Gasausblasabschnitt, 5 bezeichnet einen zweiten Gaseinführungsabschnitt, 6 bezeichnet einen zweiten Gasausblasabschnitt, 7 bezeichnet einen Erhitzer, 10 bezeichnet ein Luftfilter, 13 bezeichnet ein erstes Trennblech, 14 bezeichnet ein zweites Trennblech, 15 bezeichnet ein erstes Trennstück, 16 bezeichnet ein zweites Trennstück, 21 bezeichnet eine Regenerations-/Reinigungszone und 22 bezeichnet eine Behandlungszone.
  • GENAUE BESCHREIBUNG der ERFINDUNG und der BEVORZUGTEN ANORDNUNG
  • Eine erste Anordnung des Luftfilters entsprechend der vorliegenden Erfindung wird anhand der Zeichnung erklärt. Um die Erklärung der ersten Anordnung einfacher zu gestalten, ist die 1 so gezeichnet, dass der Raum zwischen dem wabenförmigen Rotor 1 und dem ersten Trennstück 15 und der Raum zwischen dem wabenförmigen Rotor 1 und dem zweiten Trennstück 16 erweitert ist. Im wirklichen Filter stehen diese Teile jedoch nahezu miteinander in Berührung, solange die Drehbewegung des wabenförmigen Rotors nicht behindert wird und verhindern damit wesentlich, dass Gas aufgrund des Spiels zwischen diesen Teilen entweichen kann. Der wabenförmige Rotor 1 trägt ein poröses Adsorptionselement, hat eine wabenförmige Struktur, eine nahezu zylindrische Form auf der Außenseite und kann sich in Richtung des Umfangs um die im Mittelpunkt angebrachte Welle drehen. Der wabenförmige Rotor 1 besteht aus einem porösen Adsorptionsmaterial und einer wabenförmigen Struktur, die das poröse Adsorptionsmaterial aufnimmt. Der wabenförmige Rotor 1 wird zur Beseitigung von organischen Substanzen und gasförmigen Verunreinigungen, wie säurehaltigen Gasen und basischen Gasen, die in der Luft enthalten sind, verwendet. Beispiele für organische Substanzen sind Isopropylalkohol, Toluol, Butylazetat, Dioctylphthalate, Dibutylphthalate, Dimethylsiloxane, Hexamethyldisiloxane und N-Methyl-2-Pyrrolidinone.
  • Die wabenförmige Struktur, die in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt, wird durch Zusammenkleben von faserhaltigen Papierblättern zu einer Wabenform hergestellt, wobei ein anorganischer Klebstoff verwendet wird. Das faserhaltige Papier in der vorliegenden Erfindung bedeutet gewobenes Material oder nicht gewobenes Material, das aus Fasern hergestellt ist. Beispiele für Fasern sind Glasfaser, wie E-Glasfaser, NCR Faser, AGR Faser, ECG Faser, S-Glasfaser und A-Glasfaser, kurze Stränge solcher Glasfasern und anorganische Fasern, wie Keramikfaser, Aluminiumfaser, Mullitfaser, Quarzfaser, Steinwollfaser und Kohlefaser, sowie organische Fasern. Als organische Fasern können Alamidfaser, Nylonfaser, Polyethylen, Terephthalatfaser u.ä. eingesetzt werden. Die Verwendung von anorganischer Faser für das faserverstärkte Papier ist vorzuziehen, weil dadurch der Wärmewiderstand und die Festigkeit des wabenförmigen Rotors verbessert werden können. Obwohl keine besonderen Einschränkungen für die Form u. äh. dieser anorganischen Fasern und organischen Fasern gelten, ist die Verwendung von Fasern mit 0,1 bis 50 mm Länge und 0,1 bis 25 μm Durchmesser vorzuziehen. Diese anorganischen Fasern und organischen Fasern können entweder allein oder zusammen mit einer oder mehreren anderen verwendet werden.
  • Wenn das faserverstärkte Papier aus den oben genannten Fasern hergestellt wird, kann diese Faser zum Beispiel gewoben werden, um ein gewobenes Material herzustellen oder die oben genannte Faser kann fixiert werden, wobei ein Klebemittel, wie Polyvinylalkohol verwendet wird, um ein nicht gewobenes Material herzustellen. Das faserverstärkte Papier, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat normalerweise ein Verhältnis eines faserfreien Anteils von 80 bis 95% und eine Dicke von 0,1 bis 1 mm. Dabei bedeutet das Verhältnis des faserfreien Anteils das Verhältnis des Anteils (das Volumen des leeren Anteils), den man erhält, wenn man das mit der anorganischen Faser ausgefüllte Volumen vom sichtbaren Volumen des faserverstärkten Papiers abzieht und auf das sichtbare Volumen bezieht.
  • Um die wabenförmige Struktur aus dem faserverstärkten Papier herzustellen, kann das faserverstärkte Papier, zum Beispiel unter Verwendung eines anorganischen oder organischen Klebstoffs zusammengeklebt werden. Die nachstehende Verfahren kann angewendet werden. Speziell kann eine Platte aus faserverstärktem Papier unter Zuhilfenahme einer Riffeleinrichtung oder ähnlichem, wellenförmig geformt werden (nachstehend auch als „gewellte Form" bezeichnet). Die konvexen Stellen des faserverstärkten Papiers werden mit einer Platte des faserverstärkten Papiers mit Hilfe eines anorganischen Bindemittels oder ähnlichem zusammengeklebt, um eine wabenförmige Schicht herzustellen. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die Schichten zu laminieren und aneinander zu kleben. Die Art der Laminierung kann ein Verfahren sein, bei dem die so erzeugten wabenförmigen Einzelschichtstücke laminiert werden oder ein Verfahren, bei dem das wabenförmigen Einzelschichtstück gewickelt wird. Die daraus entstehende wabenförmige Struktur wird dann zu einem Zylinder verarbeitet und darin ein poröses Adsorptionsmittel aufgebracht, um einen wabenförmigen Rotor herzustellen.
  • Beispiele für ein poröses Adsorptionsmittel, das auf der wabenförmigen Struktur aufgebracht wird, sind Silikagel, Aktivkohle oder Zeolith. Diese Adsorptionsmittel können jedes für sich allein oder in Kombination von zwei oder mehreren zusammen verwendet werden. Diese Adsorptionsmittel werden zur Aufnahme von organischen Substanzen, säurehaltigen Gasen und alkalischen Gasen eingesetzt. Was die Adsorption von organischen Substanzen unter den genannten Stoffen betrifft, werden diese physikalisch durch die Poren des porösen Adsorptionsmaterials durch die Vander-Waals-Bindungskräfte und dergleichen aufgenommen. Deshalb werden keine besonderen Auftragmittel, wie Säuren und Laugen benötigt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann zum porösen Adsorptionsmaterial zusätzlich ein Material auf die wabenförmige Struktur aufgebracht werden, das mit Gas reagiert. Beispiele für solche gasreaktiven Materien sind reaktive Materien, die säurehaltige Gase absorbieren und reaktive Materien, die basische Gase absorbieren. Als reaktive Materie, die säurehaltiges Gas absorbiert, kann eine große Anzahl von alkalischen, anorganischen Salzen verwendet werden. Als Beispiele solcher anorganischen Salze sind Alkalisalze, wie Pottasche (kohlensaures Kalium) zu nennen. Ebenso können als reaktive Materie zur Absorption von basischen Gasen, eine Vielzahl von anorganischen Säuren und säurehaltigen, anorganischen Salzen benützt werden. Als Beispiel für die anorganischen Säuren ist Schwefelsäure zu nennen und als Beispiel für säurehaltige, anorganische Salze sind Sulfate, wie Eisensulfat zu nennen.
  • Der wabenförmige Rotor 1 kann mit der Antriebsvorrichtung 2 gedreht werden. Die Antriebsvorrichtung 2 besteht aus einem Motor 2a und einem Riemen 2b. Mit dem Riemen 2b kann der wabenförmige Rotor 1 in Richtung des Umfangs um die Welle (nicht dargestellt) gedreht werden. Ein Antriebssteuergerät (nicht dargestellt) wird mit der Antriebsvorrichtung 2 verbunden. Das Antriebssteuergerät steuert die vorgenannte Antriebsvorrichtung so, dass der wabenförmige Rotor intermittierend durch einen Teil der Regenerations-/Reinigungszone 21 gedreht werden kann, wodurch er vor dem ersten Gaseinführungsabschnitt der Filterfläche des wabenförmigen Rotors steht.
  • Ein erstes Trennstück 15 und ein zweites Trennstück 16 sind so angeordnet, dass sie die beiden Seiten der Filterfläche des wabenförmigen Rotors 1 nahezu berühren. Das erste Trennstück 15 umfasst einen Zylinderkörper, der fast die gleiche Form und Größe wie die Filterfläche des wabenförmigen Rotors 1 hat, ein Trennblech 13, das den Innenraum des Zylinderkörpers unterteilt und gebohrte Löcher, die in dem ersten Gaseinführungsabschnitt 3 und dem zweiten Gasausblasabschnitt 6 angebracht und durch das Trennblech 13 von einander getrennt sind. Dieses erste Trennstück 15 kann Gas nur auf die Filterfläche des wabenförmigen Rotors 1 bringen, die entweder dem ersten Gaseinführungsabschnitt 3 oder dem zweiten Gasausblasabschnitt 6 gegenübersteht und kann Gas nur von der Filterfläche des wabenförmigen Rotors 1 ausblasen, die entweder dem ersten Gaseinführungsabschnitt 3 oder dem zweiten Gasausblasabschnitt 6 gegenübersteht.
  • Das im ersten Gaseinführungsabschnitt 3 angebrachte Loch ist mit einem Einführungseinlass für Reinluft (nicht dargestellt) über einen Erhitzer 7 verbunden, der später erläutert wird. Als Beispiel für die aus dem Reinlufteinführungsstutzen eingeblasene Reinluft, wird die in einem Reinraum zirkulierende Luft vorgegeben. Auch das im ersten Gasausblasabschnitt 4 gebohrte Loch ist mit einem Luftausblasstutzen (nicht dargestellt) über einen Lüfter (nicht dargestellt) verbunden.
  • Das zweite Trennstück 16 hat den gleichen Aufbau wie das erste Trennstück 15 und umfasst den gleichen Zylinderkörper wie der des ersten Trennstücks, ein Trennblech 14, das den Innenraum des Zylinderkörpers unterteilt und gebohrte Löcher, die in dem ersten Gasausblasabschnitt 4 und dem zweiten Gaseinführungsabschnitt 5 angebracht und durch das Trennblech 14 von einander getrennt sind. Das im zweiten Gaseinführungsabschnitt 5 angebrachte Loch ist mit einem Einführungsstutzen für die zu behandelnde Luft (nicht dargestellt) durch einen Ventilator (nicht dargestellt) verbunden. Beispiele für die zu behandelnde Luft, die aus dem Lufteinführungsstutzen der zu behandelnde Luft eingeführt wird, sind atmosphärische Luft, verunreinigte Luft aus dem Prozessablauf, die organische Substanzen aus dem Reinraum enthält u. äh. Das im zweiten Gasausblasabschnitt 6 durch Bohren angebrachte Loch ist zum Beispiel mit einem Reinraum (nicht dargestellt) verbunden.
  • Im Luftfilter gemäß der vorliegenden Erfindung sind das erste Trennstück 15, der wabenförmige Rotor 1 und das zweite Trennstück 16 in dieser beschriebenen Reihenfolge angeordnet, so dass ein Gas 31 in die Regenerations-/Reinigungszone 21 geschickt werden kann, die bei dem Teil gebildet wird, der gegenüber dem ersten Gaseinführungsabschnitt 3 in der Filterfläche des wabenförmigen Rotors 1 liegt, ein Gas 32, das durch die Regenerations-/Reinigungszone 21 geströmt ist, kann aus dem ersten Gasausblasabschnitt 4 ausgeblasen werden, ein Gas 41 kann in eine Behandlungszone 22 geschickt werden, die bei dem Teil gebildet wird, der gegenüber dem zweiten Gaseinführungsabschnitt 5 in der Filterfläche des wabenförmigen Rotors 1 liegt und ein Gas 42, das durch die Behandlungszone 22 geströmt ist, kann aus dem zweiten Gasausblasabschnitt 6 ausgeblasen werden. Die Art der Aufteilung des ersten Trennstücks 15 durch das Trennblech 13 oder des zweiten Trennstücks 16 durch das Trennblech 14 ist entsprechend so konstruiert, dass zum Beispiel das Verhältnis der Fläche der Regenerations-/Reinigungszone 21 zur Fläche der Behandlungszone 22, etc. berücksichtigt wird.
  • Der Erhitzer 7 ist so angeordnet und mit dem ersten Gaseinführungsabschnitt 3 verbunden, dass das von außen eingeführte Gas durch den Erhitzer 7 strömen und den ersten Gaseinführungsabschnitt 3 versorgen kann. Wenn ein Steuergerät (nicht dargestellt) mit dem Erhitzer 7 verbunden wird, das den Erhitzer 7 während einer Regenerationsphase einschaltet, nämlich in der ersten Hälfte einer Regenerations-/Reinigungsphase, vom Zeitpunkt, in dem der wabenförmige Rotor 1 seine Drehung stoppt bis er sie wieder beginnt und das den Erhitzer 7 während der zweiten halben Reinigungsphase abschaltet, wobei die Umschaltung vom Regenerationsschritt zum Reinigungsschritt automatisch erfolgt.
  • Hierbei bedeutet die Regenerations-/Reinigungsphase einen Zeitraum, den man dadurch erhält, dass man den benötigten Zeitraum für den Regenerationsschritt und den erforderlichen Zeitraum für den Reinigungsschritt addiert. Der Regenerationsschritt ist ein Prozessschritt zur Freisetzung von organischen Substanzen, säurehaltigen Gasen, alkalischen Gasen u. äh., die in der Prozessluft enthalten sind, aus dem porösen Adsorptionsmaterial des wabenförmigen Rotors 1, unter Verwendung von erhitztem Reingas. Der Reinigungsschritt ist ein Prozessschritt zur Adsorption von Feuchtigkeit, die in der Reinluft enthalten ist, welche bei Normaltemperatur an das poröse Adsorptionsmaterial abgegeben wird, bis die Feuchtigkeit die Sättigung des porösen Adsorptionsmaterials bei gleichen Bedingungen wie im Regenerationsschritt bewirkt hat, nur dass der Erhitzer 7 nach Beendigung des Regenerationsschritts abgeschaltet wird.
  • Beispiele für das Erhitzersteuergerät sind eine Ausführung, die entsprechend der eingestellten Zeiten ein- und ausschaltet und eine Ausführung, die den Erhitzer entsprechend der gemessenen Feuchtigkeit ein- und ausschaltet, wobei ein Hygrometer zum Einsatz kommt, das im ersten Ausblasabschnitt 4 oder ähnlich eingebaut wird.
  • Es ist auch vorzuziehen, ein Gebläse oder einen Ventilator (nicht dargestellt) auf der Eingangsseite des ersten Gaseinführungsabschnitts 3, auf der Ausgangsseite des ersten Gasausblasabschnitts 4, am Eingang des zweiten Gaseinführungsabschnitts 5 und auf der Ausgangsseite des zweiten Gasausblasabschnitts 6 als Einrichtung zu installieren, um Gas in den ersten Gaseinführungsabschnitt 3 und den zweiten Gaseinführungsabschnitt 5 einzuführen. Es ist auch vorzuziehen, ein Gebläse auf der Ausgangsseite des ersten Ausblasabschnitts 4 und einen Ventilator auf der Eingangsseite des zweiten Gaseinführungsabschnitts 5 zu installieren, weil durch diese Anordnung verhindert wird, dass verunreinigtes Gas in den Reinraum strömt.
  • Es wird nun die Betriebsweise des vorgenannten Luftfilters beschrieben. Als erstes wird der Fall beschrieben, dass sich die Regenerations-/Reinigungszone 21 in der Regenerationsphase befindet, während der Betrieb des wabenförmigen Rotors unterbrochen ist. Zuerst wird die Prozessluft 41, wie die verunreinigte Luft von draußen oder aus dem Reinraum, aus dem zweiten Gaseinführungsabschnitt 5 in die Behandlungszone 22 des wabenförmigen Rotors 1 eingeführt und das behandelte Gas 42 wird nach dem Adsorptionsprozess im wabenförmigen Rotor 1 aus dem zweiten Ausblasabschnitt 6 ausgestoßen. Während dieses Vorgangs wird das regenerierte Gas 31, das durch Erhitzen von reiner Luft im Reinraum mittels Erhitzer oder ähnlichem erzeugt wurde, aus dem ersten Gaseinführungsabschnitt 3 in die Regenerations-/Reinigungszone 21 des wabenförmigen Rotors 1 eingeführt und das gereinigte Gas 32, das nach der Desorptionsbehandlung im wabenförmigen Rotor 1 entstanden ist, wird aus dem ersten Ausblasabschnitt 4 ausgeblasen.
  • Diese Vorgänge stellen sicher, dass die organischen Substanzen, säurehaltigen Gase, alkalischen Gase u. äh., die in der zu behandelnden Luft enthalten sind, adsorbiert und in der Behandlungszone 22 entfernt werden und gleichzeitig organische Substanzen, säurehaltige Gase, alkalische Gase u. äh., die während des Behandlungsschritts in der Regenerations-/Reinigungszone vom porösen Adsorptionsmaterial adsorbiert worden sind, desorbiert und entfernt werden.
  • Als zweites wird der Fall beschrieben, dass die Regenerations-/Reinigungszone 21 sich in der Reinigungsphase befindet, während der Betrieb des wabenförmigen Rotors 1 unterbrochen ist. In der Behandlungszone 22 wird der gleiche Prozessschritt durchgeführt, wie in dem Fall, wo sich die Regenerations-/Reinigungszone 21 in der Regenerationsphase befindet. Andererseits wird in der Regenerations-/Reinigungszone 21, reine Luft bei nicht erhitzter Normaltemperatur (weil der Erhitzer abgeschaltet ist) als Reinigungsgas 31 eingeführt. Die Einführung von Reinigungsgas wird solange fortgesetzt, bis die Feuchtigkeit durch das poröse Adsorptionsmaterial des wabenförmigen Rotors 1 bis zur Sättigung adsorbiert ist. Durch diesen Vorgang werden die organischen Substanzen, säurehaltigen Gase, alkalischen Gase u. äh., die in der Prozessluft enthalten sind, adsorbiert und in der Behandlungszone 22 entfernt und gleichzeitig wird Feuchtigkeit in der Regenerations-/Reinigungszone durch das poröse Adsorptionsmaterial bis zur Sättigung adsorbiert. Wenn nachher durch die Drehung des wabenförmigen Rotors 1 das poröse Adsorptionsmaterial in die Behandlungszone 22 bewegt wird, kann es deshalb vermieden werden, dass unnötigerweise Feuchtigkeit aus der Prozessluft entfernt wird, sondern nur Chemikalien adsorbiert werden.
  • Dementsprechend wird beim Luftfilter der vorliegenden Erfindung, der wabenförmige Rotor in der Regenerationszone des wabenförmigen Rotors angehalten, der Erhitzer wird für die benötigte Zeit der Regeneration des porösen Adsorptionsmaterials eingeschaltet, während dabei veranlasst wird, dass die Luft in die Regenerationszone strömt und der Erhitzer dann abgeschaltet wird, wenn die Regeneration beendet ist, so dass nur noch Luft strömt, wobei die Reinigung durchgeführt werden kann. Das poröse Adsorptionsmaterial adsorbiert durch die Reinigung genügend Wasser bis zur Sättigung. Wenn der wabenförmige Rotor gedreht wird, um das poröse Adsorptionsmaterial in die Behandlungszone zu bewegen, wird unter dieser Bedingung keine Feuchtigkeit adsorbiert, sondern es werden nur chemische Substanzen adsorbiert. Folglich wird die Feuchtigkeit der, durch die Behandlungszone strömenden Luft, konstant gehalten. Außerdem, wenn man einen Reinigungsvorgang über eine ausreichend lange Zeitdauer durchführt, um die Feuchtigkeit nach der Reinigung mit der Feuchtigkeit der Atmosphäre im Raum auf den gleichen Wert zu bringen, wird die Feuchtigkeit der Luft nach Durchlaufen der folgenden Adsorptionszone den gleichen Wert wie die Feuchtigkeit der Atmosphäre in einem Raum annehmen. Das macht einen Befeuchtungsvorgang der Luft unnötig, wodurch Kosten für einen Temperatur-/Feuchtigkeitssensor, sauberes Wasser und Befeuchter gespart werden können. Es ist ferner möglich, das ganze Luftfiltergerät kompakt zu gestalten.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird durch Beispiele noch genauer beschrieben, was nicht so ausgelegt werden sollte, die vorliegende Erfindung einzuschränken.
  • Beispiel 1
  • 90 Gewichtsanteile Fine Flex (Hersteller Nichias Corporation, Zusammensetzung Al2O3: 50 GW-%, SiO2: 50 GW-%), 10 Gewichtsanteile Pulpe und 2 Gewichtsanteile Polyvinylalkohol als Bindemittel, wurden in 10.000 Gewichtsanteilen Wasser fein verteilt, um einen flüssigen Brei herzustellen, der dann zu Papier verarbeitet wurde, wobei eine Zylinderpapiermaschine nach einem konventionellen Verfahren zur Herstellung von Keramikfaserpapier mit einem faserfreien Anteil von 90% und einer Dicke von 0,2 mm verwendet wurde. Das erzeugte Keramikfaserpapier wurde aufgeteilt in einen Teil, der gewellt, und einen der nicht gewellt werden sollte. Der Teil, der gewellt werden sollte, wurde durch ein Paar obere und untere Walzen mit gewelltem Profil geschickt, um gewelltes Material herzustellen. Leim, der aus einer Mischung von 90 Gewichtsanteilen gallertartigem Siliziumdioxyd und 10 Gewichtsanteilen Aerogel bestand, wurde auf den konvexen Teil des gewellten Materials aufgetragen. Das nicht gewellte, glatte Papier wurde auf den konvexen Teil des gewellten Papiers gelegt und beide zusammengepresst, um sie miteinander zu verbinden, wobei ein integriertes Material hergestellt wurde. Die entstandene einseitig gewellte Platte (das integrierte Material) wurde um eine Welle mit einem Durchmesser von 35 mm gewickelt, bis der Außendurchmesser 630 mm erreichte, wobei Leim auf den konvexen Teil der einseitig gewellten Platte aufgetragen wurde. Dann wurde das entstandene Produkt so zugeschnitten, dass man ein Produkt von 400 mm Länge in Richtung der Luftströmung bekommen konnte. Auf diese Weise wurde ein wabenförmiger Rotor mit einem Außendurchmesser von 630 mm, einer Dicke von 400 mm, einem Riffelabstand von 2,8 mm und einer Zellenhöhe von 1,3 mm erzielt.
  • Dieser wabenförmige Rotor wurde mit einem flüssigen Brei getränkt, der so hergestellt wurde, dass 20 Gewichtsanteile Zeolith Typ Faujasit, 50 Gewichtsanteile gallertartigem Siliziumdioxyd und 36 Gewichtsanteile Wasser gründlich vermischt wurden und danach ausgeblasen und 30 Minuten lang bei 180°C getrocknet, sowie 60 Minuten lang bei 500°C gebacken wurde, um ein mit einem Adsorptionsmaterial versehenes Filter zu bekommen.
  • im Mittelpunkt des, mit einem Adsorptionsmaterial versehenen Filters, wurde eine Öffnung von 35 mm Durchmesser angebracht, in die eine Welle von 25 mm Durchmesser mit Hilfe eines Lagers eingesetzt wurde. Ein Riemen zur Zeitsteuerung wurde zwischen dem Außenumfang des Filters und einem Motor angebracht, so dass das Filter gedreht werden kann.
  • Zwei Gaseinführungsstücke, die beide zylinderförmig sind und einen Durchmesser von fast der gleichen Größe wie der Außendurchmesser des wabenförmigen Rotors haben und deren Innenraum durch ein Trennblech in zwei Teilbereiche unterteilt ist, wurden so angeordnet, dass sie fast in engem Kontakt zu zwei Filterflächen auf der Vorder- bzw. Rückseite des wabenförmigen Rotors sind, so dass die Trennbleche der Gaseinführungsstücke auf der Seite des Gaseinführungsstückes und auf der Seite des Gasausblasstücks in der gleichen Position zu liegen kommen. Jeder der Teilbereiche in den Gaseinführungsstücken wurde so dimensioniert, dass zwei Sektoren im Verhältnis 7:1 der sektoralen Fläche entstanden, wenn man jedes Gaseinführungsstück so schneidet, dass die Schnittebene senkrecht zur Gaseinführungsrichtung liegt. Der sektorale Teil, der 7/8 der Filterfläche des wabenförmigen Rotors ausmacht, wurde als Behandlungszone definiert und der verbleibende Rest, nämlich 1/8 der Filterfläche des wabenförmigen Rotors, wurde als Regenerations-/Reinigungszone definiert.
  • Die Einführungsrichtungen des Gases in die Behandlungszone und in die Regenerations-/Reinigungszone wurden so angeordnet, dass das Gas von der einen der beiden Filterflächen des mit Adsorptionsmaterial bestückten Filters in die Behandlungszone eingeführt und von einer anderen Filterfläche in die Regenerations-/Reinigungszone eingeführt wird, wobei das Gas in der Behandlungszone zur Gasströmung in der Regenerations-/Reinigungszone entgegengesetzt strömt, so dass die beiden Gase sich im wabenförmigen Rotor nicht vermischen können. Außerdem wurden Unterteilungen zwischen dem Gaseinführungsabschnitt der Behandlungszone und dem Gasausblasabschnitt der Regenerations-/Reinigungszone angebracht, sowie zwischen dem Gasausblasabschnitt der Behandlungszone und dem Gaseinführungsabschnitt der Regenerations-/Reinigungszone um die Vermischung des Gases, das in die Behandlungszone eingeführt wird, mit dem Gas, das aus der Regenerations-/Reinigungszone ausgeblasen wird und die Vermischung des Gases, das aus der Behandlungszone ausgeblasen wird mit dem Gas, das in die Regenerations-/Reinigungszone eingeführt wird, zu verhindern. Ein Ventilator wurde auf der Gaseinführungsseite der Behandlungszone eingebaut, um die zu behandelnde Luft in die Behandlungszone einzuspeisen und ein Sauglüfter wurde auf der Gasausblasseite der Regenerations-/Reinigungszone eingebaut, um das ausgeblasene Gas aus der Regenerations-/Reinigungszone abzusaugen.
  • Ein Zeitgeber wurde mit dem Motor verbunden, um die unterbrochene Drehbewegung sicherzustellen. Damit war das Luftfilter fertiggestellt. Die EIN - AUS-Betätigung des Erhitzers bei der Umschaltung von der Regenerationsphase zur Reinigungsphase wurde von Hand durchgeführt. Die Drehung des wabenförmigen Rotors bei der Umschaltung von der Behandlungszone zur Regenerations-/Reinigungszone und von der Regenerations-/Reinigungszone zur Behandlungszone wurde etwa in einigen Sekunden erledigt.
  • Die Leistungsfähigkeit des oben beschriebenen Filters, um in der Luft enthaltenes Ammoniakgas und N-Methyl-2-Pyrrolidone (nachstehend auch als „NMP" bezeichnet) zu entfernen, wurde gemessen. Die Behandlungsbedingungen und die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 4 dargestellt. (Tabelle 1)
    Figure 00150001
    • *1 Fläche der Behandlungszone : Fläche der Regenerationszone: Fläche der Reinigungszone = 6:1:1
    • *2 Erforderliche Betriebszeit (pro Stunde) des Erhitzers, wenn der wabenförmige Rotor eine Umdrehung gemacht hat.
    (Tabelle 2)
    Figure 00150002
    • Die Werte in der Tabelle sind in °C angegeben.
    (Tabelle 3)
    Figure 00160001
    • Die Werte in der Tabelle sind in „g/kg" angegeben.
    (Tabelle 4)
    Figure 00160002
  • Beispiele 2, 3
  • Die Leistungsfähigkeit, in Luft enthaltenes Ammoniakgas und NMP zu entfernen, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen, nur mit der Ausnahme, dass die Behandlungsbedingungen etc. geändert wurden, wie in den Tabellen 1 bis 4 dargestellt ist. Die Behandlungsbedingungen und die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 4 aufgezeigt.
  • Vergleichendes Beispiel 1
  • Zwei Gaseinführungsstücke, die beide zylinderförmig sind und einen Durchmesser haben, der fast gleich groß wie der Außendurchmesser des wabenförmigen Rotors ist und deren Innenraum durch ein Trennblech in zwei Teilbereiche unterteilt ist, sind so angeordnet, dass sie nahezu in engem Kontakt zu zwei Filterflächen auf der Vorder- bzw. Rückseite des wabenförmigen Rotors stehen, so dass die Trennbleche der Gaseinführungsstücke auf der Seite des Gaseinführungsstückes und auf der Seite des Gasausblasstücks in die gleiche Position gelangen. Jeder der Teilbereiche in den Gaseinführungsstücken wurde so dimensioniert, dass drei Sektoren im Verhältnis 6:1:1 der sektoralen Fläche entstanden, wenn man jedes Gaseinführungsstück so schneidet, dass die Schnittebene senkrecht zur Gaseinführungsrichtung verläuft. Der sektorale Teil, der 6/8 der Filterfläche des wabenförmigen Rotors ausmacht, wurde als Behandlungszone verwendet und der verbleibenden 1/8 der Filterfläche des wabenförmigen Rotors wurden als Regenerationszone und Reinigungszone verwendet.
  • Die Leistungsfähigkeit, in Luft enthaltenes Ammoniakgas und NMP zu entfernen, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen, nur mit der Ausnahme, dass die Behandlungsbedingungen geändert wurden, wie in den Tabellen 1 bis 4 dargestellt ist und der wabenförmige Rotor wurde kontinuierlich mit zwei Umdrehungen pro Stunde gedreht. Die Behandlungsbedingungen und die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 4 aufgezeigt.
  • Beim Luftfilter der vorliegenden Erfindung wird der wabenförmige Rotor intermittierend gedreht und die Behandlungsphase, die Regenerationsphase und die Reinigungsphase werden in einer Zeit durchgeführt, wo der wabenförmige Rotor angehalten wird.
  • Es ist deshalb nicht erforderlich, wie im Falle von konventionellen Luftfiltern, den wabenförmigen Rotor kontinuierlich zu drehen und es ist daher möglich, den Stromverbrauch des Antriebmotors des wabenförmigen Rotors merklich zu reduzieren. Da die Regenerationsstufe von der Reinigungsstufe während der Ruhestellung des Rotors in dieser Zone durch den EIN - AUS - Betrieb des Erhitzers geschaltet wird, ist es außerdem unnötig, den Erhitzer kontinuierlich zu betreiben, wie dies bei konventionellen Luftfiltern der Fall ist, wodurch der Stromverbrauch in erheblichem Maße reduziert werden kann.
  • INDUSTRIELLE EINSATZMÖGLICHKEIT
  • Das Luftfilter der vorliegenden Erfindung kann als Luftfilter verwendet werden, um die Luft für Bauteile und Luft in einem Reinraum, bei der Herstellung von Halbleitern, Flüssigkristallen, optoelektronischen Bauteilen, und ähnlichem zu reinigen.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Reinigung der Luft in einem Reinraum, unter Verwendung eines Luftfilters (10), bestehend aus einem wabenförmigen Rotor (1), der mit einem porösen Adsorptionsmaterial versehen ist und in Richtung seines Umfangs gedreht wird, wobei ein erstes Gas auf der einen Seite des wabenförmigen Rotors (1) und ein zweites Gas auf der anderen Seite des wabenförmigen Rotors eingeführt wird, indem das erste und das zweite Gas jeweils durch unterschiedliche Rohre in entgegengesetzter Richtung strömen und dann durch den wabenförmigen Rotor (1) ausgestoßen werden, der intermittierend durch alle Abschnitte einer Regenerations-/Reinigungszone gedreht wird, die an der entgegengesetzten Stelle in der Filterfläche des wabenförmigen Rotors liegt, an der das erste Gas eingeblasen wird; wobei ein Erhitzer (7) am Eingang der Einführung (3) des ersten Gases angeordnet ist und ein Steuergerät des Erhitzers diesen während der Regenerationsphase, d.h. der ersten Hälfte einer Regenerations-/Reinigungsphase einschaltet, beginnend zum Zeitpunkt, in dem der genannte, wabenförmige Rotor (1) aufhört zu drehen, bis zum Zeitpunkt, in dem er wieder zu drehen beginnt und den Erhitzer (7) während der letzteren Hälfte der Regenerations-/Reinigungsphase ausschaltet, wobei die oben genannte Reinigungsphase länger ist als die Zeit, die zur Adsorption der Feuchtigkeitsmenge bis zur Sättigung des porösen Adsorptionsmaterials benötigt wird.
  2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, bei dem der genannte wabenförmige Rotor (7) zusätzlich ein gasempfindliches Material enthält.
  3. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2, bei dem das eingeführte Gas aus dem beschriebenen ersten Gaseinführungsabschnitt (3) Reinluft in einem Reinraum ist und das eingeführte Gas des genannten zweiten Gaseinführungsabschnitts (5) die zu behandelnde Luft ist, die organische Substanzen enthält.
  4. Ein Luftfilter zur Reinigung der Luft in einem Reinraum gemäß Patentanspruch 1, 2 oder 3, bestehend aus einem wabenförmigen Rotor (1), der mit einem porösen Adsorptionsmaterial versehen ist und in Richtung seines Umfangs gedreht werden kann, einem Antriebsmechanismus (2), um den wabenförmigen Rotor zu drehen, ein Einführungsabschnitt (3) für das erste Gas, der auf einer Seite des wabenförmigen Rotors (1) angeordnet ist und ein Einführungsabschnitt (5) für das zweite Gas, der auf der anderen Seite des wabenförmigen Rotors (1) angeordnet ist, wobei in den Einführungsabschnitten für das erste und zweite Gas zwei verschiedene Gasarten in entgegengesetzter Strömungsrichtung in verschiedene Rohre eingeführt werden, einem Ausblasabschnitt (4) für das erste Gas, der sich auf der anderen Seite des wabenförmigen Rotors (1) befindet und das Gas einbläst, das von dem Einführungsabschnitt (3) für das erste Gas eingeführt und durch den wabenförmigen Rotor (1) ausgestoßen wird, einem Ausblasabschnitt (6) für das zweite Gas, der sich auf der einen Seite des wabenförmigen Rotors (1) befindet und das Gas einbläst, das von dem Einführungsabschnitt (5) für das zweite Gas eingeführt und durch den wabenförmigen Rotor (1) ausgestoßen wird, einem Erhitzer (7), der am Einlassport des Einführungsabschnitts (3) für das erste Gas angebracht ist und ein Antriebsregler zur Steuerung des Antriebs (2), damit der wabenförmige Rotor (1) intermittierend durch alle Teile einer Regenerations-/Reinigungszone (21) drehen kann, die auf der gegenüberliegenden Seite des Einführungsabschnitts (3) des ersten Gases, in der Filterfläche des wabenförmigen Rotors liegen, wobei die Teilungen (13, 14, 15, 16) zwischen dem Gaseinführungsabschnitt der Regenerations-/Reinigungszone (21) und zwischen dem Gasausstoßabschnitt der Behandlungszone (22) und dem Gaseinführungsabschnitt der Regenerations-/Reinigungszone (21) angeordnet sind, um zu verhindern, dass das Gas, das in die Behandlungszone eingeführt wird, mit dem Gas vermischt wird, das aus der Regenerations-/Reinigungszone herauskommt und das Gas, das aus der Behandlungszone kommt, mit dem Gas, das in die Regenerations-/Reinigungszone einströmt, vermischt wird, wobei ein Ventilator am Eingang der Behandlungszone installiert ist, um die zu behandelnde Luft in die Behandlungszone einzuspeisen und ein Sauglüfter auf der Gasaustrittsseite der Regenerations-/Reinigungszone installiert ist, um das Gas, das aus der Regenerations-/Reinigungszone ausgeblasen wird, abzusaugen.
DE60202508T 2001-07-10 2002-07-06 Verfahren und Luftfilter zur Reinigung von Luft in einem Reinraum Expired - Fee Related DE60202508T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001209384A JP4393018B2 (ja) 2001-07-10 2001-07-10 空気清浄方法及びそれを実施するためのエアフィルター装置
JP2001209384 2001-07-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60202508D1 DE60202508D1 (de) 2005-02-10
DE60202508T2 true DE60202508T2 (de) 2006-05-11

Family

ID=19045045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60202508T Expired - Fee Related DE60202508T2 (de) 2001-07-10 2002-07-06 Verfahren und Luftfilter zur Reinigung von Luft in einem Reinraum

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6767391B2 (de)
EP (1) EP1275431B1 (de)
JP (1) JP4393018B2 (de)
DE (1) DE60202508T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128197A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Krones Ag Prozesslufttemperierung mittels Zeolith für einen Isolator einer Behälterbehandlungsanlage

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6780227B2 (en) * 2000-10-13 2004-08-24 Emprise Technology Associates Corp. Method of species exchange and an apparatus therefore
US7308798B2 (en) * 2005-09-15 2007-12-18 Munters Inc. Dehumidification system
WO2008114334A1 (ja) * 2007-02-21 2008-09-25 Itswa Co., Ltd. ドライルーム内の作業者から発散される水分を当該作業者に再循環させる装置
JP2008246438A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Nichias Corp 除湿機及び除湿方法
GB0816310D0 (en) 2008-09-05 2008-10-15 Mtt Technologies Ltd Filter assembly
US8267081B2 (en) 2009-02-20 2012-09-18 Baxter International Inc. Inhaled anesthetic agent therapy and delivery system
US8551230B2 (en) * 2009-06-08 2013-10-08 7142871 Canada Inc. PH2OCP—portable water and climatic production system
US8545609B2 (en) * 2009-06-08 2013-10-01 7142871 Canada Inc. Microwave reactivation system for standard and explosion-proof dehumidification system
US8163069B2 (en) * 2009-11-24 2012-04-24 Corning Incorporated Carboxylic acid salt articles and methods of making and using them
US20110296858A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 7291345 Canada Inc. Ph2ocp portable water and climatic production system
JP5310698B2 (ja) * 2010-10-22 2013-10-09 ダイキン工業株式会社 空気清浄機
US10933620B2 (en) * 2014-11-21 2021-03-02 Renishaw Plc Additive manufacturing apparatus and methods
KR101602917B1 (ko) * 2015-03-25 2016-03-14 김몽필 집진장치 및 그 방법
KR101840554B1 (ko) 2016-07-15 2018-03-20 재단법인 전라남도 환경산업진흥원 자동 세척가능한 필터장치
JP6408082B1 (ja) * 2017-07-11 2018-10-17 株式会社西部技研 ガス回収濃縮装置
CN107983088A (zh) * 2018-01-30 2018-05-04 深圳市西谷制冷设备有限公司 空气净化器
KR102058044B1 (ko) * 2018-04-12 2019-12-20 엘지전자 주식회사 회전 카트리지 및 이를 포함하는 휘발성 유기화합물 제거시스템
KR102068183B1 (ko) * 2018-04-20 2020-01-20 엘지전자 주식회사 휘발성 유기화합물 제거시스템
KR102127842B1 (ko) * 2018-05-08 2020-07-09 엘지전자 주식회사 휘발성 유기화합물 제거시스템
CN111632468A (zh) * 2020-04-27 2020-09-08 龚建中 一种废气轮回贴附式自循环吸附方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197944A (en) * 1961-08-07 1965-08-03 Hayes Inc C I Rotary adsorber having intermittent movement
JPS593205B2 (ja) * 1976-03-23 1984-01-23 東洋紡績株式会社 吸着装置
US4497361A (en) * 1981-06-15 1985-02-05 Hajicek David J Regenerative heat and humidity exchanging apparatus
US4409006A (en) * 1981-12-07 1983-10-11 Mattia Manlio M Removal and concentration of organic vapors from gas streams
JP2579767B2 (ja) * 1987-06-10 1997-02-12 株式会社 西部技研 超低濃度ガス吸着素子およびガス吸着除去装置
US5242473A (en) * 1988-09-22 1993-09-07 Unico Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for dehumidifying gas
US4926618A (en) * 1989-01-03 1990-05-22 Charles Ratliff Industrial dehumidifier
DE19516311A1 (de) * 1995-05-04 1996-11-07 Graeff Roderich Wilhelm Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten eines ein Mittel, insbesondere Feuchte, enthaltenden Adsorptionsmittels
JP3881067B2 (ja) * 1996-09-12 2007-02-14 高砂熱学工業株式会社 低露点空気供給システム
US6051199A (en) * 1997-05-12 2000-04-18 Regenerative Environmental Equipment Co., Inc. Integrated catalytic/adsorption process for destroying volatile organic compounds
JPH11137944A (ja) * 1997-11-05 1999-05-25 Toho Kako Kensetsu Kk ガス処理装置
SG104251A1 (en) * 1998-01-26 2004-06-21 Kankyo Co Ltd Method and apparatus for dehumidifying air
US5878590A (en) * 1998-02-25 1999-03-09 General Motors Corporation Dehumidifying mechanism for auto air conditioner with improved space utilization and thermal efficiency

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128197A1 (de) * 2018-11-12 2020-05-14 Krones Ag Prozesslufttemperierung mittels Zeolith für einen Isolator einer Behälterbehandlungsanlage

Also Published As

Publication number Publication date
US6767391B2 (en) 2004-07-27
EP1275431A2 (de) 2003-01-15
US20030019357A1 (en) 2003-01-30
DE60202508D1 (de) 2005-02-10
JP2003021371A (ja) 2003-01-24
JP4393018B2 (ja) 2010-01-06
EP1275431A3 (de) 2003-02-26
EP1275431B1 (de) 2005-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60202508T2 (de) Verfahren und Luftfilter zur Reinigung von Luft in einem Reinraum
DE69421799T2 (de) Mit einem trockenmittel überzogenes substrat und methode zur dessen herstellung
DE60023078T2 (de) Entfeuchter
DE69326040T2 (de) Sorbierender Einzelschicht- und Mehrschichtfilm
DE3887050T2 (de) Hochwirksames wärmeaustauschmedium für die selektive übertragung von fühlbarer und latenter wärme für ein rad zur vollständigen energierückgewinnung.
US7364608B2 (en) Chemical filter and method for manufacturing same
DE3819727C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elementes zum Adsorbieren eines Gases, nach diesem Verfahren hergestelltes Element und Verwendung dieses Elementes
EP1975523B1 (de) Entfeuchter und Entfeuchtungsverfahren
DE69306909T2 (de) Verfahren zur Adsorption und Entfernung von Stickoxiden
EP1400761B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reinigung von luft
DE3728859A1 (de) Feuchtigkeitsaustauschelement
DE3902977C2 (de) Sorptionsgerät zum Sorbieren von aktivem Gas
DE3836856A1 (de) Loesungsmittelrueckgewinnungseinrichtung, diese verwendendes loesungsmittelrueckgewinnungs-kreislaufsystem und dichtungskonstruktion
DE3810019A1 (de) Verfahren zur adsorptionsbehandlung von gasen
DE4431595A1 (de) Vorrichtung zum Adsorbieren von organischem Lösungsmitteldampf
US5348922A (en) Gas adsorbing element and method for forming same
US20050212174A1 (en) Method for manufacturing chemical filter
DE69224082T2 (de) Adsorptionsmittel zur Entfernung von Niedrig-Konzentrationsstickstoffoxiden
JPS638413Y2 (de)
CN1997437A (zh) 结合空气输送装置的化学过滤设备
DE4129700C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherelements, sowie danach hergestelltes Wärmetauscherelement
JP4819367B2 (ja) エアフィルタ用シートの製造方法
CN107148309A (zh) 用于空气清洁的打褶过滤器结构和空气过滤方法
JPH0364164B2 (de)
EP0823859B1 (de) Verfahren zur reinigung von gasströmen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee