JP2003222355A

JP2003222355A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2003222355A
Application number: JP2002024289A
Authority: JP
Inventors: Isao Terada; 功寺田; Satoshi Minobe; 智美濃部; Toshihisa Okabe; 稔久岡部
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP3750800B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空気中の化学汚染物質の除去効率が高く、処
理装置がコンパクトで、圧力損失が小さく、低コストな
空気清浄装置の提供にある。【解決手段】第１空気導入口１１、第１水供給手段１
２、加湿手段１３、第１空気排出口１４等を備える加湿
部１０と、第１空気排出口１４に連設される第２空気導
入口２１、第２水供給手段２２、凝縮手段２３等を備え
る凝縮部２０とを有する空気清浄装置４０であり、加湿
手段１３と凝縮手段２３とに、前後両面と上下両面とが
開口する金属製斜行ハニカム１が、その前面を第１空気
導入口１１側と第２空気導入口２１側に向け、且つ、導
入された空気が内部を通過するように配置され、金属製
斜行ハニカム１の上面に第１水供給手段１２と第２水供
給手段２２とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の化学汚染
物質を水で洗浄して清浄にする空気清浄装置に関するも
のである。さらに詳しくは、半導体や液晶デバイスの製
造工場、製薬工場やライフサイエンス関連設備等のクリ
ーンルームに供給する空気の空気清浄装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体や液晶デバイスの製造工場、製薬
工場やライフサイエンス関連設備等では、製品歩留りを
向上し、或いは品質確保するために、従来の微粒子状の
汚染物質に加え、ガス状化学汚染物質をも除去すること
が望まれている。このような化学汚染物質としては、例
えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、ホウ素等の
無機質の金属元素、フッ素イオン、塩化物イオン、硝酸
イオン、亜硝酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン等の
アニオン類や、アンモニウムイオン等のカチオン類等が
挙げられる。従来の微粒子状の汚染物質はＵＬＰＡフィ
ルター等の集塵フィルターで除去できるが、これらの化
学汚染物質はＵＬＰＡフィルター等では除去できない。

【０００３】このため、空気中の化学汚染物質は、従来
より、いわゆる水シャワーと呼ばれる水滴のシャワーを
用いる装置や、化学成分を吸着除去できるケミカルフィ
ルターを用いる装置により除去されている。ここで、前
者の水シャワーを用いる装置は、空気を加湿する加湿手
段と空気中の水分を凝縮除去する凝縮手段とを有し、化
学汚染物質を含む空気を水滴等の噴霧等の加湿手段によ
り加湿すると共に、過剰な水分を除去し、次いで、この
加湿された空気を冷却器等の凝縮手段により加湿手段で
除去しきれずに、空気中に残存する化学汚染物質を凝縮
水と共に除去する装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
水シャワーを用いた装置は、被処理空気と水との接触効
率が悪いために化学汚染物質の除去効率が低い。このた
め、水シャワーを用いた装置全体の奥行きは数ｍ程度も
必要になり、広大な設置スペースを要すると共に、圧力
損失も大きくなるという問題があった。また、水シャワ
ーの処理水としては、通常高価な脱イオン水（ＤＩＷ）
が用いられているが、処理水量も多く必要となるためコ
ストが高くなるという問題があった。さらに、低コスト
化のためにＤＩＷは通常、循環使用されているが、一旦
吸収した化学汚染物質の再気散が生じ易いという問題が
あった。一方、後者のケミカルフィルターを用いた装置
は、ケミカルフィルター自体が高価であり、しかも吸着
能力に寿命があるため、コストが高くなるという問題が
あった。

【０００５】従って、本発明の目的は、空気中の化学汚
染物質の除去効率が高く、処理装置がコンパクトで、圧
力損失が小さく、低コストな空気処理装置を提供するこ
とにある。

【０００６】かかる実情において、本発明者らは鋭意検
討を行った結果、加湿手段又は凝縮手段の一方又は両方
に、金属製斜行ハニカムを用い、該金属製斜行ハニカム
の前面開口部から空気を導入すると共に、上面開口部か
ら水を供給すれば、金属製斜行ハニカムに導入される空
気と供給される水とが効率よく接触して、加湿手段にお
いては効率よく空気中の湿度を上昇させ、且つ、化学汚
染物質を効率よく除去することができる。また、凝縮手
段においては、加湿手段から排出された空気中に残存す
る化学汚染物質が凝縮水中に効率よく取り込まれて除去
されることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、空気導入口と、水供給手段と、前後両面と上下
両面とが開口した金属製斜行ハニカムとを有しており、
前面が空気導入口を向き、且つ、導入された空気が内部
を通過するように前記金属製斜行ハニカムを配置し、前
記水供給手段が該金属製斜行ハニカムの上方に配置され
たことを特徴としている。

【０００８】本発明の請求項２記載の発明は、空気導入
口と、水供給手段と、前後両面と上下両面とが開口した
金属製斜行ハニカムとを有しており、前面が空気導入口
を向き、且つ、導入された空気が内部を通過するように
前記金属製斜行ハニカムを配置し、該金属製斜行ハニカ
ムの上方には水供給手段が配置され、該水供給手段で供
給された水により前記空気を加湿すると共に、得られる
過剰な水分に化学汚染物質の少なくとも一部を取り込む
ことで、空気中から化学汚染物質を除去することを特徴
としている。

【０００９】空気導入口と、水供給手段と、前後両面と
上下両面とが開口した金属製斜行ハニカムとを有してお
り、前面が空気導入口を向き、且つ、導入された空気が
内部を通過するように前記金属製斜行ハニカムを配置
し、該金属製斜行ハニカムの上方には水供給手段が配置
され、該水供給手段で供給された水により前記空気を除
湿すると共に、得られる凝縮水に化学汚染物質の少なく
とも一部を取り込むことで、空気中から化学汚染物質を
除去することを特徴としている。

【００１０】加湿部と凝縮部とを有する空気清浄装置で
あって、加湿部と凝縮部の各々が、空気導入口と、水供
給手段と、前後両面と上下両面とが開口した金属製斜行
ハニカムとを有しており、前面が空気導入口を向き、且
つ、導入された空気が内部を通過するように前記金属製
斜行ハニカムを配置し、該金属製斜行ハニカムの上方に
は水供給手段が配置され、前記加湿部では水供給手段で
供給された水により前記空気を加湿すると共に、得られ
る過剰な水分に化学汚染物質の少なくとも一部を取り込
むことで、空気中から化学汚染物質を除去し、前記凝縮
部では水供給手段で供給された水により空気を除湿する
と共に、得られる凝縮水に化学汚染物質の少なくとも一
部を取り込むことで、空気中から化学汚染物質を除去す
ることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る空気清浄装置は、加
湿部と凝縮部とを有するものであり、加湿部中の加湿手
段又は凝縮部中の凝縮手段の一方又は両方に金属製斜行
ハニカムが用いられるものである。本発明に係る空気清
浄装置の実施形態は、金属製斜行ハニカムの用い方によ
り大きく４つに分類される。具体的には、金属製斜行ハ
ニカムが加湿手段及び凝縮手段の両方に用いられる第１
の実施形態、金属製斜行ハニカムが加湿手段のみに用い
られる第２の実施形態、金属製斜行ハニカムが凝縮手段
のみに用いられる第３の実施形態及び１台の金属製斜行
ハニカムで加湿と凝縮とを共に行う第４の実施形態が挙
げられる。

【００１２】まず、第１の実施形態について図１を参照
して説明する。図１は、第１の実施形態に係る空気清浄
装置の概要を模式的に示す図であり、１は金属製斜行ハ
ニカム、５はブロアー、１０は加湿部、１１は第１空気
導入口、１２は第１水供給手段、１３は加湿手段、１４
は第１空気排出口、１５は第１水排出手段、１６は第１
循環ポンプ、２０は凝縮部、２１は第２空気導入口、２
２は第２水供給手段、２３は凝縮手段、２４は第２空気
排出口、２５は第２水排出手段、２６は第２循環ポン
プ、３０は温度及び湿度の調整手段、３１はＵＬＰＡフ
ィルター、３２は加湿手段循環水溜め部、３３は凝縮手
段循環水溜め部、４０は空気清浄装置を示す。

【００１３】本発明において、加湿部１０は、第１空気
導入口１１、第１水供給手段１２、第１空気導入口１１
から導入された空気を第１水供給手段１２で供給された
水により加湿する加湿手段１３、加湿された空気を排出
する第１空気排出口１４及び加湿手段循環水溜め部３２
に溜まった系内の水を系外に排出する第１水排出手段１
５を備えるものである。

【００１４】加湿部１０では、被処理空気が第１空気導
入口１１から導入されると共に、第１空気排出口１４か
ら排出され、一方、水は第１水供給手段１２で加湿手段
１３に供給されると共に第１水排出手段１５から排出さ
れる。この際、加湿部１０中の加湿手段１３において、
被処理空気と水が接触するようになっており、これによ
り加湿部１０系内の被処理空気の湿度が高くなるように
なっている。加湿部１０は、このように横成されること
により、被処理空気を加湿すると共に、被処理空気中に
含まれる化学汚染物質の一部を該余分な水分中に取り込
んで除去する作用を示す。

【００１５】本発明において、凝縮部２０は、第１空気
排出口１１に連設される第２空気導入口２１、第２水供
給手段２２、第２空気導入口２１より導入された空気中
の水分を第２水供給手段２２で供給された水により凝縮
する凝縮手段２３、該凝縮後の空気を排出する第２空気
排出口２４及び凝縮手段循環水溜め部３３に溜まった系
内の水を系外に排出する第２水排出手段２５を備えるも
のである。

【００１６】凝縮部２０では、被処理空気が第２空気導
入口２１から導入されると共に、第２空気排出口２４か
ら排出され、一方、水は第２水供給手段２２で凝縮手段
２３に供給されると共に、第２水排出手段２５から排出
される。この際、凝縮部２０中の凝縮手段２３におい
て、被処理空気と水が接触するようになっており、これ
により凝縮部２０系内の被処理空気の湿度が低くなるよ
うになっている。凝縮部２０は、このように構成される
ことにより、被処理空気を所定の湿度まで除湿して除湿
の際に生じた凝縮水を排出すると共に、加湿部１０で除
去されずに被処理空気中に残存する化学汚染物質を凝縮
水に可能な限り取り込んで除去する。

【００１７】本発明において、化学汚染物質とは、高性
能（ＵＬＰＡ）フィルターの編み目を通過するような微
細な化学物質を意味し、例えば、ナトリウム、カリウ
ム、カルシウム、ホウ素等の無機質の金属元素、フッ素
イオン、塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、硫
酸イオン、亜硫酸イオン等のアニオン類や、アンモニウ
ムイオン等のカチオン類等である。

【００１８】第１の実施形態は、加湿手段１３及び凝縮
手段２３として金属製斜行ハニカム１が用いられる。当
該金属製斜行ハニカム１を図２を参照して説明する。金
属製斜行ハニカム１は、一方向に向かって伝播する波形
形状を有する波形シート２，３（以下、「コルゲート状
シート」ともいう。）が複数積層されてハニカム形状を
呈するものであって、積層されるコルゲート状シート
２，３は、波の伝播方向が一枚おきに斜めに交差するよ
うに積層され、且つ、二層おきのシートの波の伝播方向
がそれぞれ略同一方向になるように配置されたハニカム
状体である。

【００１９】金属製斜行ハニカム１は、コルゲート状シ
ート２，３に平行な面に対して垂直な４面１０１〜１０
４で切断して直方体を形成し、該切断面がコルゲート状
シート２，３の波の伝播方向と平行でなく、且つ、垂直
でもないようにした場合、該直方体を切断面の１つ１０
４を下面にし、且つ、コルゲート状シート２，３の最外
層１０５，１０６をそれぞれ左右面にして載置すると、
切断面である前後両面１０２，１０３及び上下両面１０
１，１０４の４面は全てハニカムセルが開口し、左右面
１０５，１０６はコルゲート状シート２，３で閉じられ
た構造を有する。すなわち、金属製斜行ハニカム１は、
前後両面１０２，１０３と、上下両面１０１，１０４と
が開口する構造を有するものである。また、該切断面
の、例えば前後両面１０２，１０３は、斜め上方向に延
設されるセルと斜め下方向に延設されるセルとが一層お
きに形成される。斜め方向に延設されるセルの前後両面
からみた場合の空気の流入、流出方向（水平方向）に対
する斜め角度（図中、符号Ｘ）は、通常１５〜４５度、
好ましくは２５〜３５度の範囲内にする。上記斜め角度
が該範囲内にあると、流下速度が適度の範囲となり接触
効率が向上するため好ましい。

【００２０】上記金属製斜行ハニカム１において、積層
されたコルゲート状シート２，３の一層おきや波の伝播
方向が互いに交差する角度（図中、符号Ｙ）は、通常３
０〜９０度、好ましくは５０〜７０度である。このよう
にコルゲート状シート２，３を上記角度範囲内で交差す
るように積層すると、上記のように斜め角度（Ｘ）を上
記の１５〜４５度とした場合に、被処理空気及び水がハ
ニカムセルと実質的に接触する面積が大きくなるため、
被処理空気と水との接触、すなわち、加湿手段において
は被処理空気の加湿の効率、また、凝縮手段においては
被処理空気中の水分の凝縮による除湿の効率が高くなる
ため好ましい。後述するように、本発明において、被処
理空気は金属製斜行ハニカム１の前面開口部１０３から
導入され、また、水面開口部１０１から第１水供給手段
１２、例えば、給水ダクト４により供給され金属製斜行
ハニカム１のコルゲート状シート２，３に浸透し、且
つ、該コルゲート状シート２，３の極く表面をゆっくり
と下方に流下するため、被処理空気の通気方向と浸透壁
面の水の流下方向とが適度の角度を保持し、接触効率が
高くなる。

【００２１】本発明で用いられ金属製斜行ハニカム１の
セルの高さ、すなわち、波形の山と谷間の寸法を示すセ
ルの山高寸法は、通常２〜８ｍｍ、好ましくは３〜５ｍ
ｍである。セルの山高寸法が２ｍｍ未満であると製造が
困難であり、圧力損失が大きくなるため好ましくない。
また、セルの山高寸法が８ｍｍを越えると、化学汚染物
質の除去効率が低下するため好ましくない。

【００２２】金属製斜行ハニカムのコルゲート状シート
の状態におけるセルの幅、すなわち、セルピッチは、通
常２．５〜１２．０ｍｍ、好ましくは５〜１０．０ｍｍ
である。また、金属製斜行ハニカムの前面開口部と後面
開口部との間の寸法、すなわち、金属製斜行ハニカム１
の厚さ（ｔ）は、通常１００〜１０００ｍｍ、好ましく
は２００〜８００ｍｍである。該厚さが１００ｍｍ未満
であると、ＮＯ₂ ^-等の除去効率が低下するため好ましく
なく、該厚さが１０００ｍｍを越えると化学汚染物質の
除去効率がこれ以上向上せず、圧力損失が大きくなるた
め好ましくない。梅雨時のように湿度が高い時期に、１
台のハニカムで化学汚染物質の除去と除湿を行う場合に
は、除湿を十分に行うために８００ｍｍ程度の厚いもの
を使用した方がよい。なお、本発明において、金属製斜
行ハニカムの厚さは、斜行ハニカムを複数枚使用する場
合には、この合計の厚さが上記範囲内のものであればよ
い。例えば、厚さが３００ｍｍの金属製斜行ハニカムを
用いる場合には、厚さが１００ｍｍの金属製斜行ハニカ
ムを３枚厚さ方向に重ねて合計の厚さを３００ｍｍとし
てもよい。また、従来加湿手段として用いられていた水
シャワーは、装置の奥行きが数ｍ必要であるが、加湿手
段として金属製斜行ハニカムを用いると、金属製斜行ハ
ニカム自体の厚さはせいぜい４００ｍｍ程度であるた
め、装置の設置スペースを大幅に小さくすることができ
る。このような大幅な省スペース化は半導体製造工場等
の合理化の要求を満足する。さらに、水を循環するポン
プの能力は、従来の水シャワーのものと比較すると格段
に少なくて済み、大幅な省エネルギー化をも図ることが
できる。

【００２３】本発明で使用される金属製斜行ハニカムの
材質は、強度、化学的安定性等が金属ハニカム担体に要
求される条件を満たすものでものであればよく、特に限
定されないが、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅
等が挙げられる。厚さは１０〜２００μｍで、１０μｍ
より薄いと、強度や加工性が悪く、２００μｍを超える
と重く、しかも圧力損失が大きいという問題がある。好
ましい厚さは３０〜１００μｍである。

【００２４】本発明で用いられるコルゲート状シート
は、平板状金属箔をコルゲート加工してなるものであ
り、金属箔の面内の一方向に波が進行するように凹凸が
形成されたものである。ここでコルゲート加工とは、平
板状物を波形状物に加工することを意味する。

【００２５】上記無機繊維基材をコルゲート状シートに
成形する方法としては、径方向に振幅する波形の凹凸が
表面に形成された複数の歯車間に平板状シートを通すよ
うな公知のコルゲーターを用いる方法が挙げられる。得
られたコルゲート状シートから上記金属製斜行ハニカム
を成形する方法としては、例えば、まず、上記コルゲー
ト状シートを縦１００ｍｍ（成形後の厚み寸法）×横３
０００ｍｍ程度の矩形の裁断型に対し、波の伝播方向が
矩形型の一辺に対して１５〜４５度になるように配置し
て裁断して矩形のコルゲート状シートを作製し、次い
で、得られた矩形のコルゲート状シートを１枚おきの波
の伝播方向が斜交するように配置し、これらを積層する
方法が挙げられる。なお、このようにして製造した場
合、上記裁断型の長さが金属製斜行ハニカム１枚の厚さ
となる。このため、例えば、加湿手段や凝縮手段に必要
な金属製斜行ハニカムの厚さ、すなわち、金属製斜行ハ
ニカムの前面開口部と後面開口部との間の寸法を３００
ｍｍとする場合には、縦１００ｍｍの裁断型で作製した
厚さ１００ｍｍの金属製斜行ハニカムを長さ方向に３枚
重ねて使用すればよい。

【００２６】第１の実施形態では、加湿手段１３及び凝
縮手段２３に、前後両面と上下両面とが開口す金属製斜
行ハニカム１が、該金属製斜行ハニカム１の前面をそれ
ぞれ第１空気導入口１１側及び第２空気導入口２１側に
向けて、且つ、導入された空気が金属製斜行ハニカム１
の内部を通過するように配置され、さらに、該金属製斜
行ハニカム１の上面にそれぞれ第１水供給手段１２及び
第２水供給手段２２が設けられる。第１空気排出口１４
と第２空気導入口２１間はダクト等で連結される。

【００２７】第１水供給手段１２は、加湿部１０に加湿
手段１３として配置された金属製斜行ハニカム１の上面
開口部１０１に上面から水を供給する手段であり、ま
た、第２水供給手段２２は、凝縮部２０に凝縮手段２３
として配置された金属製斜行ハニカム１の上面開口部１
０１に上面から水を供給する手段である。該第１水供給
手段１２又は第２水供給手段２２としては、例えば、図
２に示すような給水ダクト４が挙げられる。加湿部１０
に供給された水は、加湿手段１３として配置された金属
製斜行ハニカム１を通過した後、第１水排出手段１５か
ら加湿部１０系外に排出され、また、凝縮部２０に供給
された水は、凝縮手段２３として配置された金属製斜行
ハニカム１を通過した後、第２水排出手段２５から凝縮
部２０系外に排出される。

【００２８】第１の実施形態では、金属製斜行ハニカム
１をこのように配置することにより、第１空気導入口１
１又は第２空気導入口２１から導入される被処理空気の
通気方向と、第１水供給手段１２又は第２水供給手段２
２により供給される水３０１又は４０１の流下方向と
が、すなわち、被処理空気と水との接触方向が所定の角
度で交わるようになる。このため、加湿手段及び凝縮手
段とし金属製斜行ハニカムを用いると、被処理空気と水
との接触効率が従来の水シャワーを用いた加湿手段や冷
却器を用いた凝縮手段に比べて高くなり、被処理空気中
に含まれる化学汚染物質を効率よく除去することがで
き、装置の加湿手段及び凝縮手段の部分の奥行きを大幅
に小さくすることができる。

【００２９】第１の実施形態においては、第１水排出手
段１５による水の排出は配管１５ｂを通り、第１循環ポ
ンプ１６により加湿手段１３へ循環供給されるものと、
加湿手段循環水溜め部３２の堰部１５ａから放流（ｏｖ
ｅｒｆｌｏｗ）されるものがある。配管１５ｂと第１
水供給手段１２とを第１循環ポンプ１６で接続し、加湿
部１０中で発生した余剰水３０２を第１水供給手段１２
に供給する水３０１として再利用すると、省資源、低コ
スト、化学汚染物質の除去効率の管理等の点から好まし
い。また、加湿手段循環水溜め部３２の容量を適宜に設
定し、連続又は間欠的に水３０２を系外へ放流し、且
つ、清浄な補給水を加えて希釈したりすることにより、
加湿手段１３に供給される循環水中の汚染物質の濃度を
所定値以下に制御することができる。第２水排出手段２
５による水の排出は配管２５ｂを通り、第２循環ポンプ
２６により凝縮手段２３へ循環供給されるものと、凝縮
手段循環水溜め部３３の堰部２５ａから放流（ｏｖｅｒ
ｆｌｏｗ）されるものがある点は、前記加湿部と同様
である。すなわち、凝縮部２０においても、配管２５ｂ
と第２水供給手段２２とを第２循環ポンプ２６で接続
し、凝縮部２０中で発生した凝縮水４０２を第２水供給
手段２２に供給する水４０１として再利用することが好
ましく、凝縮手段循環水溜め部３３の水４０１を放流し
たり、清浄水を補給したりする点は、前記と同様であ
る。なお、加湿部１０や凝縮部２０に供給された水は循
環使用することなく、１パスで放流する使用形態であっ
てもよい。

【００３０】加湿部１０と凝縮部２０とは、これらの間
の被処理空気の導通が可能な範囲内で適宜仕切り５０を
設けること等により、加湿部１０と凝縮部２０のそれぞ
れに循環する水が混合せずに、独立した系のものとする
ことが好ましい。このように水系を独立したものとする
ことにより、例えば、加湿部１０と凝縮部２０のそれぞ
れに同質の水を供給した場合でも排水中の化学汚染物質
の汚染の度合いが異なることがあるから、汚染の度合い
の高い系の水が他の系の水を汚染することがないため好
ましい。また、このように水系を独立したものとするこ
とにより、加湿部１０と凝縮部２０とに供給する水とし
て異質のものを用いても、排水を循環利用することが可
能になるため好ましい。

【００３１】加湿部１０に第１水供給手段１２により供
給される水３０１としては、例えば、脱イオン水、市
水、工業用水等が挙げられる。このうち、化学汚染物質
の除去効率の点からは不純物をなるべく含まない水であ
る脱イオン水が好ましく、また、コストの点からは市水
や工業用水が好ましい。なお、第１の実施形態では加湿
部１０で処理された空気が凝縮部２０でも処理されるた
め、コストの点から第１水供給手段１２に供給される水
３０１を市水又は工業用水とすることが好ましい。凝縮
部２０に第２水供給手段２２により供給される水４０１
としては、化学汚染物質を十分に除去する必要があるた
め、不純物をなるべく含まない水、例えば、脱イオン水
が挙げられる。脱イオン水は特に制限されず、市水又は
工業用水を前処理した後、イオン交換樹脂で処理した処
理水を用いることができる。

【００３２】すなわち、第１水供給手段１２及び第２水
供給手段２２が脱イオン水供給手段であると、化学汚染
物質の除去効率の点から好ましい。また、第１水供給手
段１２が市水供給手段又は工業用水供給手段であり、前
記第２水供給手段２２が脱イオン水供給手段であると、
コストの点から好ましい。第１水供給手段１２又は第２
水供給手段２２に供給される水３０１，４０１の温度や
水の供給量は、被処理空気の通気量等に鑑みつつ、加湿
部１０及び凝縮部２０における温度、湿度が所望のもの
となるよう適宜設定する。ただし、絶対湿度は、加湿部
１０内の方が凝縮部２０よりも常に高いものとなるた
め、第１水供給手段１２に供給される水３０１の水温
は、第２水供給手段２２に供給される水４０１よりも高
くなる。

【００３３】第１の実施形態では、図１に示すように、
必要により上記第２空気排出口２４の後にさらに温度及
び湿度の調整手段３０やＵＬＰＡフィルター５を備える
ことができる。このように温度及び湿度の調整手段３０
を設け、該手段３０で処理された空気の排出部をクリー
ンルーム等に接続することにより、例えば、クリーンル
ームに必要とされる温度、湿度とすることできる。該温
度及び湿度の調整手段３０としては、例えば、ヒータや
温水等が挙げられる。ヒータを用いる場合は、空気の温
度を上げるため処理により相対湿度は低下する。また、
温水を用いる場合は、温水を処理後空気に間接的又は直
接的に接触させればよい。例えば、温水を間接的に接触
させるには、熱交換器６０等に温水を供給すればよい。
温水を間接的に接触させる場合は、処理後の空気の相対
湿度は低下するが、直接的に接触させる場合は条件の設
定いかんで、処理後の空気の相対湿度は低下の、上昇の
いずれにもすることができる。

【００３４】次に、第１の実施形態における作用を説明
する。まず、被処理空気は、ダクトを通してブロアー５
等により加湿部１０に導入される。加湿部１０では、被
処理空気は加湿手段１３である金属製斜行ハニカム１の
上部から水３０１が供給され、金属製斜行ハニカム１を
ゆっくりと流下してセル全体が水膜壁構造になっている
セルの表面と接触して、所定の温度に加温される。この
際、被処理空気は表面から蒸発する水分により加湿され
ると共に、一方では被処理空気中の化学汚染物質の一部
が水膜の水中に吸収される。この際、被処理空気から化
学汚染物質がある程度除去される。浸透水は金属製斜行
ハニカム１から流下したところで余剰水３０２となり、
第１水排出手段１５により加湿部１０の系内から排出さ
れる。

【００３５】加湿部１０を経て加湿された被処理空気は
凝縮部２０に導入される。凝縮部２０では、被処理空気
は第２水供給手段２２により供給され、且つ、熱交換器
６０等により加湿部１０内よりも低温にされた水からな
ると共に、金属製斜行ハニカム１のセルの表面に形成さ
れた水膜により冷却される。この際に空気中の水分が凝
縮し、空気中に加湿部１０内で除去されずに残存する化
学汚染物質が、略凝縮水４０２に取り込まれて供給水と
共に回収され、この結果、被処理空気中から化学汚染物
質が略除去される。上記の加湿部１０内における水の温
度、及び凝縮部２０内における水の温度は、前者が後者
よりも高いものであればよく、所望の湿度又は温度の空
気が得られるように、適宜調整すればよい。凝縮部２０
による凝縮工程終了後は、そのまま又は温度及び湿度の
調整手段３０で適宜湿度や温度を調整してクリーンルー
ム等に用いられる清浄空気として使用される。

【００３６】なお、クリーンルーム内は、通常、温度が
２３℃前後、相対湿度が４０〜５０％軽度に調節される
ため、クリーンルーム用の清浄空気を調製する場合、加
湿工程及び凝縮工程の条件は、上記凝縮工程後に得られ
る清浄空気は２３℃前後に適宜加熱された際に、上記範
囲内の相対湿度になるように設定される。このようにし
て得られた２３℃前後、且つ、相対湿度が４０〜５０％
程度の清浄空気クリーンルーム用空気として用いられ
る。

【００３７】本発明の第１の実施形態によれば、金属製
斜行ハニカムを構成する波形状の金属板表面を流下する
水で加湿又は凝縮するために、循環使用等により化学汚
染物質を含むようになった循環水を用いる場合でも、該
循環水から化学汚染物質が再気散することがほとんどな
い。すなわち、従来の方法では、汚染物質を含む水をシ
ャワー状で噴霧するため、ミストが空気に取り込まれて
化学汚染物質の再飛散を引き起こしていた。これに対し
て、本発明の方法では、表面積の大きなハニカム表面の
水のみが蒸発し、一度水に取り込まれた化学汚染物質
は、水側に残るので、汚染物質の再飛散は起こりにくい
と考えられる。このため、金属製斜行ハニカムを加湿手
段に用いる場合には、上記のように脱イオン水のみなら
ず市水や工業用水を用いることができる。また、化学汚
染物質の除去効率が高いため、従来公知の水シャワー等
では１〜２程度必要であった液ガス比を０．１程度する
ことができる。また、加湿手段や凝縮手段に供給される
水を循環使用する場合に使用する水量が少なくて済み、
この結果、ポンプ容量等が小さくて済む。第１の実施形
態は、第２の実施形態又は第３の実施形態のいずれより
も化学汚染物質の除去効率や省スペース性に優れ、最も
好ましい形態である。

【００３８】第２の実施形態について説明する。第２の
実施形態は、第１の実施形態において金属製斜行ハニカ
ムを加湿手段のみに用いるものであり、凝縮手段として
特に限定しないものである。該金属製斜行ハニカムを用
いると水と被処理空気との接触効率が高く、空気中の化
学汚染物質の除去効率が高いため、凝縮手段として通常
の冷却器等を用いたとしても、従来よりも化学汚染物質
の除去効率が高いと共に、加湿手段の分だけスペース効
率を向上させることができる。従来の水シャワーに比
べ、金属製斜行ハニカムの厚さは１００〜４００ｍｍ程
度で済むため、加湿部の厚さを従来の数分の１〜数十分
の１程度にすることができる。

【００３９】第２の実施形態においては、第１の実施形
態の加湿部１０と同様に、第１水排出手段１５と第１水
供給手段１２とを第１循環ポンプ１６で接続し、第１水
排出手段１５からの排水を第１水供給手段１２に供給す
る水として再利用すると、第１の実施形態の加湿部１０
と同様の点から好ましい。また、第１の実施形態の加湿
部１０と同様の点から、加湿部１０と凝縮部２０とは、
これらの間の被処理空気の導通が可能な範囲内で適宜仕
切りを設けることが好ましい。

【００４０】さらに、第１の実施形態の加湿部１０と同
様の点から、加湿部１０に第１水供給手段１２により供
給される水としては、例えば、脱イオン水、市水、工業
用水等が挙げられる。このうち、第１の実施形態の加湿
部１０と同様の点から、脱イオン水、市水や工業用水が
それぞれ好ましい。なお、第２の実施形態で化学汚染物
質の除去効率をなるべく高くするためには、脱イオン水
を用いることが好ましい。すなわち、第２の実施形態に
おいては、第１水供給手段１２が脱イオン水供給手段で
あると、化学汚染物質の除去効率の点から好ましい。ま
た、第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様
に、必要により第２空気排出口２５の後にさらに温度及
び湿度の調整手段３０を備えることができる。凝縮手段
を設けない場合は、第１空気排出口１４の後に、温度及
び湿度の調整手段３０を設けてもよい。第２の実施形態
は、従来公知の水シャワー等を用いる加湿手段に比べ
て、第１の実施形態において、加湿手段に金属製斜行ハ
ニカムを用いた効果と同様の効果を奏することができ
る。本例は、冬場の乾燥空気を被処理空気とする場合に
好適である。

【００４１】第３の実施形態について説明する。第３の
実施形態は、第１の実施形態において金属製斜行ハニカ
ムを凝縮手段のみに用いるものであり、加湿手段として
特に限定しないものである。該金属製斜行ハニカムを用
いると水と被処理空気との接触効率が高く、空気中の化
学汚染物質の除去効率が高いため、加湿手段として通常
の水シャワー等を用いたとしても、従来よりも化学汚染
物質の除去効率が高いと共に、凝縮手段の分だけスペー
ス効率を向上させることができる。従来の熱交換器等の
冷却機に比べ、金属製斜行ハニカムの厚さは１００〜４
００ｍｍ程度で済むため、凝縮部の厚さを従来の数分の
１〜数十分の１程度にすることができる。

【００４２】第３の実施形態では、第１の実施形態の凝
縮部２０と同様に、第２水排出手段２５と第２水供給手
段２２とを第２循環ポンプ２６で接続し、第２水排出手
段２５からの排水を第２水供給手段２２に供給する水と
して再利用すると、第１の実施形態の凝縮部２０と同様
の点から好ましい。また、第１の実施形態の凝縮部２０
と同様の点から、加湿部１０と凝縮部２０とは、これら
の間の被処理空気の導通が可能な範囲内で適宜仕切りを
設けることが好ましい。

【００４３】また、第１の実施形態の凝縮部２０と同様
の点から、凝縮部２０に第２水供給手段２２により供給
される水としては、化学汚染物質を十分に除去する必要
があるため、不純物をなるべく含まない水、例えば、脱
イオン水が挙げられる。すなわち、第３の実施形態にお
いては、第２水供給手段が脱イオン水供給手段である
と、化学汚染物質の除去効率の点から好ましい。

【００４４】第３の実施形態においては、凝縮手段とし
て金属製斜行ハニカムを用いる凝縮部での化学汚染物質
の除去効率が高いため、被処理空気の絶対湿度が高い場
合や被処理空気中の化学汚染物質の濃度が低い場合、さ
らに、処理後空気の化学汚染物質の許容濃度が高い場合
には、特に加湿手段を設けなくてもよい。特に梅雨時か
ら夏場にかけては空気が高温高湿であり、そのまま被処
理空気として供給できるため、本実施の形態は特に有効
である。この場合は低コスト化や省スペース性の点から
好ましいものとなる。また、第３の実施形態において
は、第１の実施形態と同様に、必要により第２空気排出
口２４の後にさらに温度及び湿度の調整手段３０を備え
ることができる。このため、第３の実施形態は、従来公
知の冷却器等を用いる凝縮手段に比べて、第１の実施形
態において凝縮手段に金属製斜行ハニカムを用いた効果
と同様の効果を奏することができる。

【００４５】第４の実施の形態においては、前記第１空
気排出口１４と前記第２空気導入口２１とは一体的に連
接され、前記加湿及び前記凝縮を共に１台の金属製斜行
ハニカム１で順次行うものである。すなわち、被処理空
気は、給水ダクト４を通してブロアー５等により金属製
斜行ハニカム１の前面の第１空気導入口１１に供給され
る。該金属製斜行ハニカム１の前段側は加湿領域とな
り、被処理空気は所定の湿度まで加湿され、該金属製斜
行ハニカム１内で飽和状態まで除湿されることとなる。
このため、前記加湿ゾーンで該空気中の化学汚染物質の
一部が過剰な水分に取り込まれると共に、前記除湿ゾー
ンにより、前記加湿ゾーンで除去されずに残存する化学
汚染物質が凝縮水に取り込まれて除去される。

【００４６】第４の実施形態では、一つの水排出手段と
一つの水供給手段とを循環ポンプで接続し、水排出手段
からの排水を水供給手段に供給する水として再利用する
と、第１の実施形態の凝縮部２０などと同様の点から好
ましい。また、加湿ゾーンや凝縮ゾーンに供給手段によ
り供給される水としては、化学汚染物質を十分に除去す
る必要があるため、不純物をなるべく含まない水、例え
ば、脱イオン水が挙げられる。すなわち、第４の実施形
態においては、水供給手段が脱イオン水供給手段である
と、化学汚染物質の除去効率の点から好ましい。

【００４７】上記本発明に係る空気清浄装置は、例え
ば、半導体や液晶デバイスの製造工場、製薬工場やライ
フサイエンス関連設備等のクリーンルームに供給する空
気の空気清浄装置として用いることができる。また、特
に、半導体や液晶デバイスの製造工場において、当該装
置に使用される金属製斜行ハニカムの大きさは、例え
ば、縦１０００〜５０００ｍｍ、横１０００〜５０００
ｍｍ、厚さ１００〜４００ｍｍのものが使用できる。

【００４８】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００４９】（実施例１〜１０、比較例１〜３）表１〜
３に示す仕様の加湿手段及び凝縮手段を有する空気清浄
装置を作製し、これらをそれぞれ表４〜６に示す条件で
処理した結果、それぞれ表７〜９に示す結果が得られ
た。また、得られた清浄空気を表１０〜１２に示す条件
で加熱してクリーンルーム用の清浄空気を得た。結果を
表１０〜１２に示す。なお、実施例５〜９は、加湿ゾー
ンを設けずに被処理空気を直接に凝縮ゾーンに供給する
ものである。また、金属製斜行ハニカムは、表１〜３に
記載のＳＵＳ製コルゲート状のシートが、１層おきに交
差し、且つ、セルの斜め角度が空気の流入方向に対して
３０度であるものを用いた。また、加湿手段で用いられ
る水と凝縮手段で用いられる水とはそれぞれ独立した系
とし、実施例４と比較例２については、それぞれの水は
循環使用し、実施例１〜３，５〜１０及び比較例１，３
については１パスとした。また、補給水は、循環水中の
汚染物質が所定濃度以下になるように供給した。例え
ば、循環水中のアンモニアイオン濃度は、実施例３では
１００ｐｐｂ、実施例４では５００ｐｐｂである。水中
のアンモニアイオン濃度が５００ｐｐｂを越えると、従
来の水シャワーではアンモニアの気散が起こり、その吸
収除去率は著しく低下する（比較例２）。「エアオッシ
ャー」は水シャワーのことである。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】

【表５】

【００５５】

【表６】

【００５６】

【表７】

【００５７】

【表８】

【００５８】

【表９】

【００５９】

【表１０】

【００６０】

【表１１】

【００６１】

【表１２】

【００６２】

【発明の効果】本発明に係る空気清浄装置は、以下のよ
うな効果を奏する。（１）ガス状化学汚染物質の除去効率が高い。（２）安価な金属製斜行ハニカムの使用により、空気清
浄装置全体がコンパクトになるため、省資源であると共
に、処理コストを大幅に低減できる。（３）使用する脱イオン水の量が少なくて済むため、脱
イオン水の製造コストやポンプ搬送能力を削減できる。（４）処理する空気が空気清浄装置を通過する際の圧力
損失が小さいため、送風動力を低減できる。（５）金属製斜行ハニカムを構成する波形状の金属板の
上を流下する水と被処理空気とを接触させるため、表面
積の大きなハニカム表面の水だけが蒸発し、一度水に取
り込まれてしまった化学汚染物質は水側に残るので、化
学汚染物質の再飛散は起こり難い。このため、被処理空
気を再汚染する恐れが少ない。（６）金属製斜行ハニカムが金属製であるため壁の強度
を強くできるので、該斜行ハニカムの壁を薄くできる。（７）金属製斜行ハニカムの壁を薄くできるので、圧力
損失を小さくできる。（８）耐水性や流水による耐磨耗性を含めた耐久性に優
れる。（９）空気と水の接触を金属製斜行ハニカムを介して行
うため、使用する金属板からのパーティクルが空気に混
入することがないので、クリーンルームへ送る空気の清
浄化に好適である。（１０）空気と水の接触を金属製斜行ハニカムを介して
行うため、使用する金属板からのアウトガスが空気に混
入することがないので、クリーンルームへ送る空気の清
浄化に好適である。（１１）空気と水の接触を金属製斜行ハニカムを介して
行うため、かび、藻類の発生がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気清浄装置の
概要を模式的に示す図である。

【図２】本発明の空気清浄装置で使用する金属製斜行ハ
ニカムを説明する図である。

【符号の説明】

１金属製斜行ハニカム１０加湿部１１第１空気導入口１２第１水供給手段１３加湿手段１４第１空気排出口２０凝縮部２１第２空気導入口２２第２水供給手段２３凝縮手段４０空気清浄装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 53/77 Ｆ２４Ｆ 7/06 Ｃ４Ｄ０５２Ｆ２４Ｆ 7/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 １１６Ｃ 7/06 Ｆターム(参考） 3L053 BD04 3L058 BF05 4C080 AA05 BB01 CC01 HH09 JJ03 KK08 LL03 MM01 NN01 QQ17 4D002 AA12 AA13 AA18 AA22 AB02 AC10 BA02 BA14 CA07 CA13 DA35 EA02 4D020 AA10 BA23 CB10 CB33 4D052 AA00 AA08 BA05 BB01 FA01 HB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気導入口と、水供給手段と、前後両面
と上下両面とが開口した金属製斜行ハニカムとを有して
おり、前面が空気導入口を向き、且つ、導入された空気が内部
を通過するように前記金属製斜行ハニカムを配置し、前記水供給手段が該金属製斜行ハニカムの上方に配置さ
れたことを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】空気導入口と、水供給手段と、前後両面
と上下両面とが開口した金属製斜行ハニカムとを有して
おり、前面が空気導入口を向き、且つ、導入された空気が内部
を通過するように前記金属製斜行ハニカムを配置し、該金属製斜行ハニカムの上方には前記水供給手段が配置
され、該水供給手段で供給された水により前記空気を加湿する
と共に、得られる過剰な水分に化学汚染物質の少なくとも一部を
取り込むことで、空気中から化学汚染物質を除去するこ
とを特徴とする空気清浄装置。
【請求項３】空気導入口と、水供給手段と、前後両面
と上下両面とが開口した金属製斜行ハニカムとを有して
おり、前面が空気導入口を向き、且つ、導入された空気が内部
を通過するように前記金属製斜行ハニカムを配置し、該金属製斜行ハニカムの上方には水供給手段が配置さ
れ、該水供給手段で供給された水により前記空気を除湿する
と共に、得られる凝縮水に化学汚染物質の少なくとも一部を取り
込むことで、空気中から化学汚染物質を除去することを
特徴とする空気清浄装置。
【請求項４】加湿部と凝縮部とを有する空気清浄装置
であって、加湿部と凝縮部の各々が、空気導入口と、水供給手段
と、前後両面と上下両面とが開口した金属製斜行ハニカ
ムとを有しており、前面が空気導入口を向き、且つ、導入された空気が内部
を通過するように前記金属製斜行ハニカムを配置し、該金属製斜行ハニカムの上方には前記水供給手段が配置
され、前記加湿部では水供給手段で供給された水により前記空
気を加湿すると共に、得られる過剰な水分に化学汚染物
質の少なくとも一部を取り込むことで、空気中から化学
汚染物質を除去し、前記凝縮部では水供給手段で供給された水により空気を
除湿すると共に、得られる凝縮水に化学汚染物質の少なくとも一部を取り
込むことで、空気中から化学汚染物質を除去することを
特徴とする空気清浄装置。