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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen von
entfeuchteter/befeuchteter Luft, um in einer Halbleiterproduktionsvorrichtung
etc. einen vorgegebenen Feuchtigkeitswert einzuhalten.
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Technischer
Hintergrund
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Um
das Innere einer Halbleiterproduktionsvorrichtung oder dergleichen
zu trocknen, ging man bisher so vor, dass unmittelbar in einer Halbleiterproduktionsvorrichtung
eine Kühleinrichtung
installiert wurde und die Innenluft gekühlt wurde, bis mit Hilfe der
Kühleinrichtung
ein angestrebter Taupunkt erreicht war, so dass Tröpfchenbildung
einsetzte und die Feuchtigkeit aus der Luft entfernt werden konnte, die
in der Halbleiterproduktionsvorrichtung zirkulierte. Die Kühleinrichtung
umfasst einen Verdichter, einen Kondensator, einen Verdampfer etc.,
und diese führen
zu Vibrationsproblemen. Außerdem
werden für
den Kondensator Einrichtungen für
die Abstrahlung von Wärme
nach außen
benötigt,
und dieser Aufbau ist kompliziert. Es werden ein Wärmetauscher
sowie ein elektrisches Heizgerät
benötigt,
um die Feuchtigkeit innen in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
einstellen zu können.
Außerdem
werden zur Trocknung Einrichtungen für das Ablassen von Wasser benötigt, das
sich gebildet hat und das abgetrennt wurde, und zur Anfeuchtung
werden darüber hinaus
Einrichtungen für
die Zufuhr von Wasser benötigt.
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In
JP-09-126493 wird eine Wärmetauscher- und
Umwälzvorrichtung
offenbart. Während
des Befeuchtungsvorgangs wird durch Heizeinrichtungen die Raumluft
aufgeheizt, die mit Gebläseeinrichtungen
in ein Hauptgehäuse
eingesaugt wird, und bei dem Entfeuchtungsvorgang wird durch sie
die Außenluft
aufgeheizt. Ein Wärmetauscherrotor
wird mit einem Luftpfad versehen, der von Raumluft und Außenluft
durchströmt
werden kann und der auf Grund des dynamischen Drucks der Luft, die
durch die Gebläseeinrichtung
strömt,
rotiert. Die Pfade für
die Raumluft und die Außenluft
werden durch Schalteinrichtungen für den Durchgang umgeschaltet.
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In
JP-08-210668 wird eine Vorrichtung vom Trockentyp für die Entfeuchtung
und Befeuchtung offenbart. Die Vorrichtung umfasst einen drehbaren Adsorptionsrotor,
der aus einem Adsorptionsmaterial besteht, mit einem Motor zum Drehen
des Rotors und einem Ventilator, der Innenluft ansaugt und sie in
eine Luftpassage drückt.
Um die angesaugte Luft aufzuheizen, sind Heizgeräte vorgesehen, die ein- bzw. ausgeschaltet
werden können.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum
Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft zu schaffen, die einfach aufgebaut
ist und die nur geringe Vibrationen erzeugt und bei der weder die
Zufuhr noch das Ablassen von Wasser nötig ist.
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Dieses
Ziel wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Wenn
die Luft der ersten Gruppe von Luftpassagen A durch die Heizeinrichtung 5 oberhalb
der Vorrichtung 10 für
die Entfeuchtung/Befeuchtung aufgeheizt wird, so gelangt Feuchtigkeit
von der Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
in die Luft, was zur Folge hat, dass befeuchtete Luft in der ersten Luftpassage
A zugeführt
wird, während
in der zweiten Luftpassage B die Feuchtigkeitsabsorption durch die
entfeuchtete Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
erfolgt. Auf der anderen Seite, wenn die Luft aus der ersten Gruppe
von Luftpassagen A nicht durch die Heizeinrichtung 5 oberhalb
der Vorrichtung 10 für
die Entfeuchtung/Befeuchtung aufgeheizt wird, absorbiert die Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
die Feuchtigkeit in der Luft, was bedeutet, dass die entfeuchtete
Luft in die erste Luftpassage A gebracht wird und außerdem die Entfeuchtung
der Vorrichtung 10 für
die Entfeuchtung/Befeuchtung in der zweiten Luftpassage B durch
Betreiben der Heizeinrichtung 6 der zweiten Luftpassage
B erfolgt. Die Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
wird durch die Antriebseinrichtung 17 zwischen dem Abschnitt 10a,
der mit der ersten Luftpassage A verbunden ist, und dem Abschnitt 10b,
der mit der zweiten Luftpassage B verbunden ist, bewegt.
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Wenn
die entfeuchtete Luft wie oben beschrieben durch die Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
zugeführt
wird, wird die Feuchtigkeit dadurch entfernt, dass die Luft durch
die Heizeinrichtung 6 in der zweiten Luftpassage B aufgeheizt wird,
so dass kein Wasser in flüssiger
Form mehr vorhanden ist. Wenn die befeuchtete Luft durch die Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
zugeführt
wird, so wird die Feuchtigkeit über
die zweite Luftpassage B zugeführt,
so dass die Zufuhr von Wasser in flüssiger Form notwendig wird.
Außerdem kann
die Erfindung mit einem einfachen Aufbau umgesetzt werden, der nur
die Heizeinrichtungen 5 und 6, wie zum Beispiel
ein elektrisches Heizgerät,
die Vorrichtung 10 für
die Entfeuchtung/Befeuchtung und das Gebläse 2 umfasst, so dass
nur geringe Vibrationen entstehen.
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In
die Vorrichtung zum Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft ist eine Feuchtigkeitserfassungseinrichtung 30 eingebaut.
Die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung zirkuliert durch
die erste Luftpassage A, und die Vorrichtung zum Zuführen von
entfeuchteter/befeuchteter Luft umfasst außerdem eine Steuereinrichtung
für das
Einschalten der Heizeinrichtung 5 bei der ersten Luftpassage
A und das Abschalten der Heizeinrichtung 6 bei der zweiten
Luftpassage B, wenn die Feuchtigkeit in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
niedriger als eine Sollfeuchtigkeit ist, und zum Abschalten der
Heizeinrichtung 5 der ersten Luftpassage A und Einschalten der
Heizeinrichtung 6 der zweiten Luftpassage B, wenn die Feuchtigkeit
in der Halbleiterproduktionsvorrichtung größer als die Sollfeuchtigkeit
ist.
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In
der Halbleiterproduktionsvorrichtung ist eine Einrichtung für die Erfassung
der Feuchtigkeit vorgesehen, wie zum Beispiel ein Taupunktinstrument 30.
Die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung zirkuliert durch
die erste Luftpassage A. Außerdem
ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, so dass für den Fall, dass die Feuchtigkeit
in der Halbleiterproduktionsvorrichtung niedriger als die Sollfeuchtigkeit
ist, das heißt
dass eine Befeuchtung notwendig wird, die Heizeinrichtung 5 der
ersten Luftpassage A eingeschaltet wird und die Heizeinrichtung 6 der zweiten
Luftpassage B abgeschaltet wird. Im umgekehrten Fall, wenn die Feuchtigkeit
in der Halbleiterproduktionsvorrichtung größer als die Sollfeuchtigkeit ist,
das heißt
dass eine Entfeuchtung notwendig wird, wird die Heizeinrichtung 5 der
ersten Luftpassage A abgeschaltet und die Heizeinrichtung 6 der
zweiten Luftpassage B eingeschaltet, so dass die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
so eingestellt wird, dass sie die Sollfeuchtigkeit einhält.
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Die
Steuereinrichtung berechnet die Differenz zwischen der Feuchtigkeit
in der Halbleiterproduktionsvorrichtung und der Sollfeuchtig keit,
und für den
Fall, dass die Differenz gleich oder kleiner als ein vorgegebener
Wert ist, steuert sie die Heizeinrichtung 5 der ersten
Luftpassage A oder die Heizeinrichtung 6 der zweiten Luftpassage
B so an, dass ihre Leistung proportional zu der Differenz ist.
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Die
Steuereinrichtung kann die Heizeinrichtungen 5 und 6 der
ersten Luftpassage A oder der zweiten Luftpassage B so steuern,
dass ihre Leistung proportional zu der Differenz ist, wenn die Differenz gleich
oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, so dass die Feuchtigkeit
in der Halbleiterproduktionsvorrichtung nicht um die Sollfeuchtigkeit
herum heftig zu schwanken beginnt, sondern sich schnell auf die
Sollfeuchtigkeit einstellt. Wenn die Differenz den vorgegebenen
Wert übersteigt,
so arbeitet die Heizeinrichtung mit einhundert Prozent ihrer Leistung.
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Wenn
die Feuchtigkeit in der Halbleiterproduktionsvorrichtung niedriger
als die Sollfeuchtigkeit ist, berechnet die Steuereinrichtung eine
Differenz zwischen der Sollfeuchtigkeit und der Feuchtigkeit in der
Halbleiterproduktionsvorrichtung, und für den Fall, dass die Differenz
gleich oder größer als
ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuereinrichtung die Luftmenge
der zweiten Luftpassage B so einstellen, dass sie größer wird.
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Wenn
das Innere der Halbleiterproduktionsvorrichtung befeuchtet wird,
wird die Differenz zwischen der Feuchtigkeit in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
und der Sollfeuchtigkeit berechnet. Wenn die Differenz gleich oder
größer als
der vorgegebene Wert ist, kann die Luftmenge in der zweiten Luftpassage
B vergrößert werden.
Während
des Winters muss die Halbleiterproduktionsvorrichtung häufiger befeuchtet
werden, da die absolute Feuchte der Außenluft im Winter normalerweise
niedrig ist. Wenn die Differenz daher besonders groß wird,
kann die Feuchtigkeit in der Halbleiterproduktionsvorrichtung schnell
auf die Sollfeuchtigkeit eingestellt werden, indem die Luftmenge
in der zweiten Luftpassage vergrößert wird.
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Die
Vorrichtung für
die Entfeuchtung/Befeuchtung kann umfassen: einen Entfeuchtungsrotor 10,
der ein im Wesentlichen zylindrisches Basisbauteil aufweist, das
auf sich ein Entfeuchtungsmittel trägt, wobei der Entfeuchtungsrotor 10 mehrere
Luftpassagelöcher
aufweist, die in axialer Richtung wabenartig gestaltet sind;
eine
Ansteuerungseinrichtung 17 zum Drehen des Entfeuchtungsrotors 10 um
eine Längsachse
desselben und
eine Trennplatte 9, die den Entfeuchtungsrotor 10 in einen
ersten Bereich 10a und einen zweiten Bereich 10b in
Randrichtung desselben an beiden Seiten des Entfeuchtungsrotors 10 in
axialer Richtung unterteilt, und
wobei die erste Luftpassage
A mit dem ersten Bereich 10a verbunden ist, während die
zweite Luftpassage B mit dem zweiten Bereich 10b verbunden
ist.
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Die
Vorrichtung für
die Entfeuchtung/Befeuchtung kann den Entfeuchtungsrotor 10 aufweisen,
der eine im Wesentlichen zylindrische Gesamtform hat, und durch
die Trennplatte 9 wird der Entfeuchtungsrotor 10 in
den ersten Bereich 10a und den zweiten Bereich 10b unterteilt.
Die erste Luftpassage A ist mit dem ersten Bereich 10a verbunden, während die
zweite Luftpassage B mit dem zweiten Bereich 10b verbunden
ist. Der Entfeuchtungsrotor 10 wird durch die Antriebseinrichtung 17 um
seine Achse gedreht, so dass er sich aus dem ersten Bereich 10a in
den zweiten Bereich 10b oder aus dem zweiten Bereich 10b in
den ersten Bereich 10a bewegt. Wenn dementsprechend die
Entfeuchtung in dem ersten Bereich 10a erfolgt und die
entfeuchtete Luft über
die erste Luftpassage A zugeführt
wird, absorbiert der Entfeuchtungsrotor 10 bei dem ersten Bereich 10a graduell
die Feuchtigkeit und bewegt sich in den zweiten Bereich 10b.
Bei dem zweiten Bereich 10b wird die Feuchtigkeit von dem
Entfeuchtungsrotor 10 graduell durch die aufgeheizte Luft
in der zweiten Luftpassage B desorbiert. Unter der Bedingung, dass
der Entfeuchtungsrotor 10 ausreichend entfeuchtet worden
ist, bewegt er sich wieder in den ersten Bereich 10a. Wenn
die Befeuchtung in dem ersten Bereich 10a erfolgt, so wird
die Feuchtigkeit von dem Entfeuchtungsrotor 10 in dem ersten Bereich 10a graduell
durch die aufgeheizte Luft desorbiert, und er bewegt sich in den
zweiten Abschnitt 10b. Bei dem zweiten Bereich 10b absorbiert der
Entfeuchtungsrotor 10 die Feuchtigkeit der nicht aufgeheizten
Luft in der zweiten Luftpassage B, und er bewegt sich in den ersten
Bereich 10a, wobei wieder angenommen wird, dass er die
Feuchtigkeit in ausreichendem Maße absorbiert. Wie oben beschrieben,
wird entfeuchtete/befeuchtete Luft durch den Entfeuchtungsrotor 10,
der im Wesentlichen zylindrisch ist, gleichmäßig zugeführt.
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Die
erste Luftpassage A und die zweite Luftpassage B können miteinander
verbunden werden, um in dem Entfeuchtungsrotor 10 einen
parallelen Fluss zu ermöglichen.
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Die
erste Luftpassage A und die zweite Luftpassage B können mit
dem Entfeuchtungsrotor 10 verbunden werden, um einen parallelen
Fluss zu ermöglichen.
Dementsprechend kann das Gebläse 2 sowohl
für die
erste Luftpassage A als auch für
die zweite Luftpassage B verwendet werden, und die Heizeinrichtung 5 der
ersten Luftpassage A und die Heizeinrichtung 6 der zweiten
Luftpassage B können nebeneinander
angeordnet werden, so dass sich der Aufbau vereinfacht.
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Die
erste Luftpassage A und die zweite Luftpassage B können miteinander
verbunden werden, um in dem Entfeuchtungsrotor 10 einen
gegenläufigen
Fluss zu erzeugen.
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Die
erste Luftpassage A und die zweite Luftpassage B können mit
dem Entfeuchtungsrotor 10 verbunden werden, um einen gegenläufigen Fluss
zu erzeugen. Dementsprechend wird der Eingang der zweiten Luftpassage
B, wo die Regenerierung des Entfeuchtungsrotors 10 im Wesentlichen
stattfindet, zum Ausgang der ersten Gruppe der Luftpassagen A, und
auf diese Art kann die Effizienz der Entfeuchtung/Befeuchtung gesteigert
werden.
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Eine
Kühleinrichtung 21 kann
unterhalb der Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
mit einer Verbindung zu der ersten Luftpassage A versehen werden.
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Eine
Kühleinrichtung 21 kann
unterhalb der Vorrichtung 10 für die Entfeuchtung/Befeuchtung
mit einer Verbindung zu der ersten Luftpassage A versehen werden.
Wenn die Feuchtigkeit in der Luft durch die Adsorptionseinrichtung
wie zum Beispiel den Entfeuchtungsrotor 10 adsorbiert wird,
wird eine exotherme Reaktion in Gang gesetzt. Wenn die Feuchtigkeit,
die durch den Entfeuchtungsrotor 10 adsorbiert wird, desorbiert
wird, so wird eine endotherme Reaktion in Gang gesetzt. Da die Heizeinrichtung
wie zum Beispiel das elektrische Heizgerät 5 oberhalb der Vorrichtung
für die
Entfeuchtung/Befeuchtung, wie zum Beispiel dem Entfeuchtungsrotor 10,
angeordnet wird, steigt die Temperatur am Ausgang der Vorrichtung
für die
Entfeuchtung/Befeuchtung 1 gegenüber der Temperatur an deren
Eingang. Um die Temperatur am Ausgang der Vorrichtung für die Entfeuchtung/Befeuchtung 1 bei
der ersten Luftpassage A an die Temperatur an deren Eingang anzugleichen, ist
die Kühleinrichtung 21 unterhalb
des Entfeuchtungsrotors 10 in Verbindung mit der ersten
Luftpassage A ausgestattet. Die Kühleinrichtung 21 reduziert lediglich
die Temperatur der zirkulierenden Luft in der ersten Luftpassage
A, und daher wird vorzugsweise ein Peltier-Kühlelement als Kühlereinrichtung
verwendet, das kompakt ist und nur geringe Vibrationen erzeugt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
und zusätzliche
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von Einzelheiten, bei der Bezug genommen wird auf die
beigefügten
Zeichnungen.
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1 ist
die Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Zuführen von
entfeuchteter/befeuchteter Luft gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 ist
die Draufsicht auf eine Vorrichtung 1 zum Zuführen von
entfeuchteter/befeuchteter Luft.
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3 ist
die Darstellung des systematischen Aufbaus einer Vorrichtung zum
Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft.
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4 zeigt
die teilweise vergrößerte Frontansicht
eines Entfeuchtungsrotors 10.
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5 ist
die Draufsicht auf ein Beispiel für eine Antriebsvorrichtung 17 für den Entfeuchtungsrotor 10.
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6 ist
die Darstellung des systematischen Aufbaus der Vorrichtung zum Zuführen von
entfeuchteter/befeuchteter Luft 1a gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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7 ist
die Darstellung des systematischen Aufbaus der Vorrichtung zum Zuführen von
entfeuchteter/befeuchteter Luft 1b gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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8 ist
ein Blockdiagramm des elektrischen Aufbaus der Vorrichtung zum Zuführen von entfeuchteter/befeuchteter
Luft 1 gemäß der Erfindung.
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9 ist
die Darstellung der Beziehung zwischen dem Betriebszustand der elektrischen
Heizgeräte 5, 6 und
dem Taupunkt.
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10 ist
die Darstellung des systematischen Aufbaus der Vorrichtung zum Zuführen von entfeuchteter/befeuchteter
Luft 1c gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Bevorzugte
Art der Umsetzung der Erfindung
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen werden im Folgenden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung erläutert.
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1 ist
eine Seitenansicht des inneren Aufbaus der Vorrichtung 1 zum
Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, und 2 ist eine Draufsicht darauf,
und 3 zeigt eine Darstellung ihres systematischen
Aufbaus. Die Luft in einer Halbleiterproduktionsvorrichtung, die
teilweise Außenluft
enthält, strömt von einem
Gebläse 2 in
eine Röhrenleitung 3, und
wird dann in die Vorrichtung 1 entlassen. Der obere Abschnitt
der Vorrichtung 1 dient als Kopfteil 4 und ist
unterteilt in eine erste Luftpassage A und eine zweite Luftpassage
B. Die zwei Luftpassagen A und B werden durch eine Teilungsplatte 9 voneinander getrennt
und über
elektrische Heizgeräte 5 und 6 mit einem
ersten Bereich 10b bzw. einem zweiten Bereich 10b eines
Entfeuchtungsrotors 10 verbunden. Die entfeuchtete/befeuchtete
Luft wird von dem ersten Bereich 10a des Entfeuchtungsrotors 10 zu
einem Zufuhranschluss 11 geleitet. Der Zufuhranschluss 11 endet
offen in der Halbleiterproduktionsvorrichtung. Die zweite Luftpassage
B wird von dem zweiten Bereich 10b des Entfeuchtungsrotors 10 zu einem
Auslassanschluss 12 geführt
und endet frei in der Außenluft.
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4 zeigt
eine teilweise vergrößerte Ansicht
eines Entfeuchtungsrotors 10. Der Entfeuchtungsrotor 10 hat
eine im Wesentlichen zylindrische Gesamtform und ist zusammengesetzt
aus einem Basisbauteil mit einem Entfeuchtungsmittel darauf und
hat mehrere gasdurchlässige
Löcher
in Form einer Bienenwabenstruktur, die sich in axialer Richtung erstreckt.
Der Entfeuchtungsrotor 10 kann ein angetriebener Rotor
aus Karbon, den man durch Imprägnieren
von laminiertem, aktiviertem Karbon-Papier zum Beispiel mit Lithium-Chlorid erzeugt,
oder ein Silizium-Gel-Rotor sein, den man durch das chemisch-synthetische
Verbinden von Silizium-Gel mit Keramik-Faser-Papier herstellt. Wenn Luft mit
relativ hoher Feuchtigkeit auf den Entfeuchtungsrotor 10 trifft,
so wird die Feuchtigkeit in der Luft durch den Entfeuchtungsrotor 10 adsorbiert.
Wenn Luft mit hoher Temperatur einströmt, so wird die Feuchtigkeit, die
durch den Entfeuchtungsrotor 10 adsorbiert worden ist,
desorbiert. Der Entfeuchtungsrotor 10 ist mit einer Antriebseinrichtung 17 ausgestattet,
und der Entfeuchtungsrotor 10 wird langsam in die durch
den Pfeil 13 angegebene Richtung gedreht. Der Entfeuchtungsrotor 10,
der durch die Luft in der ersten Luftpassage A im ersten Bereich 10a des
Entfeuchtungsrotors 10 befeuchtet oder entfeuchtet wird,
wird in den zweiten Abschnitt bewegt und durch die Luft der zweiten
Luftpassage B entfeuchtet oder befeuchtet.
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5 zeigt
die Draufsicht auf ein Beispiel für die Antriebsvorrichtung 17 des
Entfeuchtungsrotors 10. Die Antriebseinrichtung 17 umfasst
einen Antriebsmotor 14, eine Riemenscheibe 15,
die direkt mit dem Antriebsmotor 17 verbunden ist, einen
Riemen 16, der von der Riemenscheibe 15 und dem
Entfeuchtungsrotor 10 gespannt wird, sowie eine Spannvorrichtung.
Die Spannvorrichtung hat in ihrer Mitte einen Unterstützungspunkt 18,
und sie ist in einem ihrer Bereiche mit einer Spannriemenscheibe 19 sowie in
einem ihrer anderen Bereiche mit einer Feder 20 ausgestattet,
wobei in dem Riemen 16 eine geeignete Spannung aufgebaut
wird und die Antriebskraft der Riemenscheibe 15 auf den
Entfeuchtungsrotor 10 übertragen
wird.
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Wenn
beispielsweise das Innere der Halbleiterproduktionsvorrichtung entfeuchtet
werden soll, so wird Luft mit 26°C
und einer relativen Feuchtigkeit von 50% (absolute Feuchtigkeit
von 10,5 g/kg) in die erste Luftpassage A gelassen, und dann wird
diese als Luft mit einer absoluten Feuchtigkeit von 4,8 g/kg von
dem Versorgungsanschluss 11 in die Halbleiterproduktionsvorrichtung
gelassen. In der zweiten Luftpassage B wird die gleiche Luft auf
75°C aufgeheizt und
dem Entfeuchtungsrotor 10 zugeführt, um den Entfeuchtungsrotor 10 zu
entfeuchten, und dann wird Luft mit 52°C und einer absoluten Feuchtigkeit
von 16,2 g/kg über
den Auslassanschluss 12 abgelassen.
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Wenn
die Halbleiterproduktionsvorrichtung innen befeuchtet werden soll,
so wird in der ersten Luftpassage A Luft mit 20°C und einer relativen Feuchtigkeit
von 40% (absolute Feuchtigkeit von 5,8 g/kg) auf 70°C aufgeheizt
und dem Entfeuchtungsrotor 10 zugeführt, um in angefeuchtete Luft
mit einer absoluten Feuchtigkeit von 8,9 g/kg umgewandelt zu werden,
und dann wird sie über
den Luftversorgungsanschluss 11 in die Halbleiterproduktionsvorrichtung gelassen.
In der zweiten Luftpassage B wird die gleiche Luft dem Entfeuchtungsrotor 10 zugeführt, um die
Feuchtigkeit auf den Entfeuchtungs rotor 10 zu übertragen,
und Luft mit einer absoluten Feuchtigkeit von 2,7 g/kg wird über den
Auslassanschluss 12 abgelassen.
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Unterhalb
des Entfeuchtungsrotors 10 der ersten Luftpassage A ist
ein Peltier-Kühlelement 21 vorgesehen,
um die Luft der ersten Luftpassage A zu kühlen, bei der die Temperatur
angestiegen ist, während
sie durch die Vorrichtung 1 geströmt ist, so dass ihre Temperatur
gleich der Temperatur am Eingang der Vorrichtung 1 ist.
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6 zeigt
eine Darstellung des systematischen Aufbaus der Vorrichtung zum
Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Die Vorrichtung 1a hat einen ähnlichen
Aufbau wie die Vorrichtung 1, und gleiche Elemente werden
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Vorrichtung 1 strömt die Luft
der ersten Luftpassage A und die Luft der zweiten Luftpassage B
parallel zu dem Entfeuchtungsrotor 10. In der Vorrichtung 1a strömen sie
jedoch einander entgegen. Darüber
hinaus sind separate Gebläse 22, 23 für die Luftpassagen
A und B vorgesehen. Das Erzeugen des Gegenstroms in dem Entfeuchtungsrotor 10 zwischen
der ersten Luftpassage A und der zweiten Luftpassage B führt zu einer
höheren
Entfeuchtungs-/Befeuchtungseffizienz, jedoch ist der Aufbau komplizierter,
da die Heizgeräte 5 und 6 für das Aufheizen
weiter voneinander weg angeordnet sind und die beiden Gebläse 22 und 23 vorgesehen
werden müssen.
Darüber
hinaus sind separate Gebläse 22 und 23 für die Luftpassagen
A und B vorgesehen, so dass die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
perfekt zirkulieren kann. Für
den Fall, dass es notwendig wird, einen Teil der Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
umzuwälzen,
wird in der ersten Luftpassage A etwas Außenluft hinzugemischt. In diesem
Fall ist der Druck in der Halbleiterproduktionsvorrichtung positiv,
und es gibt Säuberungsluftlecks
von dem Spalt nach außen.
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7 ist
eine Darstellung des systematischen Aufbaus der Vorrichtung zum
Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft 1b gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. Die Vorrichtung 1b hat einen ähnlichen
Aufbau wie die Vorrichtungen 1, 1a, und gleiche
Elemente werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der
Vorrichtung 1 wird die Luft durch ein Gebläse 2 in
die erste Luftpassage A und die zweite Luftpassage B geblasen. In der
Vorrichtung 1b wird die Luft separat durch zwei Gebläse 22, 23 zugeführt. Die
beiden Gebläse 22, 23 ermöglichen
es, dass die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung unabhängig zirkulieren
kann. Für den
Fall, dass es notwendig wird, die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
umzuwälzen,
wird in der ersten Luftpassage etwas Außenluft hinzugemischt.
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Es
kann sich auch um eine Vorrichtung zum Entfeuchten/Befeuchten und
zum Zuführen
von Luft durch die erste Luftpassage und Luft durch die zweite Luftpassage
zu dem Entfeuchtungsrotor 10 im Gegenstromprinzip handeln,
bei der ein Gebläse
eingesetzt wird. In der Praxis wird dies jedoch nicht eingesetzt,
da jede Luftpassage kompliziert im Aufbau ist.
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8 zeigt
ein Blockdiagramm mit dem elektrischen Aufbau der Vorrichtungen 1, 1a, 1b.
Die Feuchtigkeitserfassungseinrichtung, beispielsweise ein Taupunktinstrument 30,
befindet sich in der Halbleiterproduktionsvorrichtung. Mehrere Taupunktinstrumente 30 sind
vorgesehen, und es kann ein Mittelwert unter ihnen berechnet werden.
Ein Prozessorschaltkreis 31, der ein Mikrocomputer oder
dergleichen ist, vergleicht den Ausgang des Taupunktinstruments 30 mit
einem Solltaupunkt t°C,
der durch den Prozessorschaltkreis 31 vorgegeben wird.
Wenn der Ausgang des Taupunktinstruments 30 (tatsächlicher Taupunkt)
höher liegt
als der Solltaupunkt t°C,
so wird das elektrische Heizgerät 6 der
zweiten Luftpassage B eingeschaltet, während das elektrische Heizgerät 5 nicht
eingeschaltet wird. Dementsprechend wird die Luft der ersten Luftpassage
A durch den Entfeuchtungsrotor 10 entfeuchtet, und der
Taupunkt des Taupunktinstruments 30 wird graduell gesenkt.
Wenn der Taupunkt des Taupunktinstruments 30 niedriger
als der Solltaupunkt t°C
ist, wird das elektrische Heizgerät 6 durch den Prozessorschaltkreis 31 abgeschaltet und
das elektrische Heizgerät 5 eingeschaltet.
Für den
Fall, dass jedes der elektrischen Heizgeräte 5 und 6 durch
den Prozessorschaltkreis ein- bzw. ausgeschaltet wird, kann es zu
einem Schwingungsphänomen
kommen, bei dem jedes der elektrischen Heizgeräte 5 und 6 häufig ein-
und ausgeschaltet wird, wenn sich der Taupunkt in der Halbleiterproduktionsvorrichtung
dem Solltaupunkt t°C
nähert,
und dies ist unerwünscht.
Daher wird die Einstellung derart vorgenommen, dass die beiden elektrischen
Heizgeräte 5 und 6 in
dem Bereich t ± 1°C nicht geschaltet werden.
Bei dieser Steuerung wird der Taupunkt nicht im Bereich zwischen
t – 1°C und t +
1°C eingestellt, und
damit ist eine genaue Steuerung nicht möglich.
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Wenn
auf der anderen Seite die Differenz zwischen dem Solltaupunkt t°C und dem
Taupunkt des Taupunktinstruments 30 innerhalb eines vorgegebenen
Bereiches liegt, beispielsweise 5°C
oder darunter, so wird das elektrische Heizgerät 5 oder 6 in
Abhängigkeit
von der Differenz zwischen dem Solltaupunkt t°C und dem Taupunkt des Taupunktinstruments 30 eingeschaltet.
Beispielsweise wird das elektrische Heizgerät 5 oder 6 zu
100% eingeschaltet, wenn die Differenz zwischen dem Solltaupunkt t°C und dem
Ausgang des Taupunktinstruments gleich 5°C oder größer ist. Es wird zu 80% eingeschaltet,
wenn
die Differenz 4°C
entspricht. Es wird zu 60% eingeschaltet,
wenn die Differenz
3°C entspricht.
Es wird zu 40% eingeschaltet,
wenn die Differenz 2°C entspricht.
Es wird zu 20% eingeschaltet,
wenn die Differenz 1°C entspricht.
Damit kann die Feuchte in der Halbleiterproduktionsvorrichtung präzise eingestellt
werden.
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Die
Linie L1 in 9 zeigt den Betriebszustand
der elektrischen Heizgeräte 5 und 6 beim
Ein- und Ausschalten, und die Linie L2 zeigt den Betriebszustand
der elektrischen Heizgeräte 5 und 6 im
Proportionalitätsbereich.
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10 zeigt
eine Darstellung des systematischen Aufbaus der Vorrichtung zum
Zuführen
von entfeuchteter/befeuchteter Luft 1c gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung. Die Vorrichtung 1c hat einen ähnlichen
Aufbau wie die Vorrichtung 1a der zweiten Ausführungsform,
und gleiche Elemente werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei
der Vorrichtung 1c ist ein Zusatzgebläse 24 bei der zweiten
Luftpassage B parallel zu dem Gebläse 23 vorgesehen.
Für den
Fall, dass die Vorrichtung 1c als Vorrichtung für die Zufuhr
von befeuchteter Luft eingesetzt wird, beispielsweise wenn die Luft
für die zweite
Luftpassage B 5°C
und einer relativen Feuchtigkeit von 40% (absolute Feuchte 2,1 g/kg)
aufweist und die Außentemperatur
niedrig ist und die absolute Feuchte im Winter oder dergleichen
niedrig ist, wäre es
unmöglich,
die absolute Feuchte der Luft der ersten Luftpassage A um 3 g/kg
anzuheben, wenn die erste Luftpassage A und die zweite Luftpassage
B dieselbe Luftmenge aufweisen. In diesem Fall wird das Zusatzgebläse 24 der
zweiten Luftpassage B eingeschaltet, um die Luftmenge der zweiten
Luftpassage B zu steigern. Das Einschalten des Zusatzgebläses 24 erfolgt
ebenfalls durch den Prozessorschaltkreis 31 in 8.
Als Verfahren zum Vergrößern der
Luftmenge bei der zweiten Luftpassage B kann die Drehzahl des Gebläses 23 gesteigert
werden, anstatt das Zusatzgebläse 24 einzusetzen.
Diese Ausführungsform
kann auf die dritte Ausführungsform
in 7 angewendet werden.
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Die
Erfindung kann im einzelnen in anderen Formen realisiert werden,
ohne dass man von der Idee oder ihren wesentlichen Merkmalen abweicht. Die
vorliegenden Ausführungsformen
dürfen
daher in jeder Beziehung nur als Beispiel ohne Einschränkung aufgefasst
werden, wobei der Umfang der Erfindung durch die angefügten Ansprüche definiert
wird anstatt durch die vorangehende Beschreibung, und alle Änderungen,
die unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich
der Ansprüche
fallen, sollen hier mit eingeschlossen sein.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben, wird erfindungsgemäß entfeuchtete/befeuchtete
Luft durch die erste Luftpassage A zugeführt, und der Entfeuchtungsrotor 10 dient
als Vorrichtung für
die Entfeuchtung/Befeuchtung und wird durch die zweite Luftpassage
B regeneriert. Daher lässt
sich entfeuchtete/befeuchtete Luft ohne Zufuhr/Ablassen von Wasser
in flüssiger Form
erzeugen. Darüber
hinaus muss die Luft in der Halbleiterproduktionsvorrichtung nicht
mittels einer Kühlmaschine
bis auf den Taupunkt oder darunter abgekühlt werden. Folglich ist es
unnötig,
die Kühlmaschine
direkt in der Halbleiterproduktionsvorrichtung einzubauen, die mit
entfeuchteter/befeuchteter Luft versorgt werden soll, so dass sich
Vibrationen in der Halbleiterproduktionsvorrichtung vermeiden lassen
und sich der Aufbau mit Entfeuchtungsrotor 10, elektrischen
Heizgeräten 5, 6 und
Gebläse 2 vereinfachen
lässt.