JP2005273986A - 空気清浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ケミカルフィルタを使用せずに、処理空気から気体状汚染物質を連続的に除去できるとともに、吸着材ユニットの連続的な再生を行うことができ、しかも、大容量のクリーンルームのほか、小容量のクリーンルーム（ミニエンバイロメントや半導体の製造装置等）にも適用することができる空気清浄化装置を提供する。
【解決手段】 ２系統の空気の入出力を切り替えることができるように構成された第１バルブ３及び第２バルブ４と、それらの間に並列して接続された第１系列ダクト７及び第２系列ダクト８と、気体状汚染物質を吸着する吸着材ユニット１１〜１４と、再生空気を送出して、吸着材ユニット１１〜１４の吸着能力を再生させる再生手段とを有していることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気体状汚染物質を除去して清浄化した空気をクリーンルーム等に供給する空気清浄化装置であって、特に、電子機器、電子部品、精密機器、精密部品、食品、或いは、医薬品等を製造する工程において使用されるクリーンルーム、クリーンチャンバ、ミニエンバイロメント、又は、半導体の製造装置に、清浄空気を供給する空気清浄化装置に関する。

従来より、電子部品や精密部品等は、高い清浄度に保たれたクリーンルーム内で加工、製造されている。一般的なクリーンルームは、系外より取り入れた空気を、ダストやミスト等の微粒子を除去して清浄化し、更に、調温、調湿した上で給気としてクリーンルーム内へ連続的に供給するとともに、その供給量と同量の室内空気を系外へと排出するように構成されている。

但し、系外へ排出される空気は、前述のように、エネルギーを用いて調温、調湿したものであり、省エネルギーの観点からは、排気量をできるだけ少なくして、クリーンルームの室内空気を清浄化して、循環使用できるように構成することが好ましい。また、クリーンルーム内において、被加工物に対して様々な加工作業が行われる際には、加工作業に伴って気体状汚染物質が発生することがあるため、近年では、室内空気を循環させる際に、気体状汚染物質を好適に除去できるように構成した空気清浄化装置も開発されている。

尚、そのような空気清浄化装置においては、気体状汚染物質を除去するための手段として、ケミカルフィルタが広く用いられているが、ケミカルフィルタは吸着容量が限られており、定期的に交換する必要がある。そして、使用済みのケミカルフィルタは、吸着能力を再生することが困難であるため、最終的には廃棄せざるを得ないが、将来に向けてより一層の廃棄物の削減が求められる昨今において、ケミカルフィルタのような使い捨てタイプのものを多用すると、時代の要請に反することとなる。

そこで最近では、再生可能な吸着材を用いて吸着と再生を同時に行えて、半永久的に使用可能な空気清浄化装置が開発されるに至っている（特許文献１参照）。

この空気清浄化装置は、ゼオライトを主成分とするハニカム状積層体を略円筒状に形成し、その軸線方向に空気が通過するように構成したハニカム状積層体ロータと該ロータをその軸線まわりに回転する駆動手段を備えたものである。そして、ハニカム状積層体ロータが回転する空間は、軸線周りに吸着部、再生部、冷却部に区分されている。つまり、該ロータが回転することにより、吸着部、再生部、冷却部を順次移動していくことになり、これが連続的に繰り返されるようになっている。

この空気清浄化装置において、処理空気はハニカム状積層体の吸着部に通して浄化してクリーンルームに供給すると同時に加熱した空気を再生空気としてハニカム状積層体の再生部に送り、吸着部で吸着させた気体状汚染物質を加熱空気中に離脱して排出させている。

処理空気は送風機を稼働させて、クリーンルームの室内空気を装置内に導入している。そして、導入した空気（処理空気）は、処理空気ダクト内を流下して、ハニカム状積層体ロータへ送られ浄化されてクリーンルームに供給される。この空気清浄化装置においては、外気供給手段から一部の外気が取り入れられ、処理空気に混入されるようになっている。

つまり、一部の外気を導入させた処理空気がハニカム状積層体ロータの軸線方向の一方側から他方側に通過する間で気体状汚染物質が吸着部で吸着除去される。そして、吸着材によって清浄化された処理空気は、ダストフィルタを通過してクリーンルームへと戻されている。

このように、従来の吸着材を用いる空気清浄化装置は、処理空気を清浄化する際に吸着部において吸着材が吸着した気体状汚染物質を、再生部において吸着材から離脱させ、次いで、その際に昇温した吸着材を冷却部において冷却することにより、ハニカム状積層体ロータを構成する吸着材を連続的に再生し、気体状汚染物質の吸着能力を回復させることができるようになっている。

特開２００１−１４１２７４号公報

上述したように、従来の吸着材を用いる空気清浄化装置は、気体状汚染物質の除去手段における吸着能力を再生しながら、処理空気を連続的に清浄化することができるという利点を有している。しかしながら、その一方で、以下のような未解決の課題を有している。

現在では、人間が出入りできるような規模の従来のクリーンルームに対し、消費エネルギーを縮減することができる「ミニエンバイロメント」（自動化された製造装置等を収容した最小限の空間内、乃至は、製造装置の内部に確保された小さな空間内のみを清浄化対象とするもの）の開発が望まれており、これを実現するために、空気清浄化装置を小型化すること、即ち、フットプリントを小さくすることが求められているが、従来の吸着材を用いる空気清浄化装置は、小型化することが難しく、ミニエンバイロメントに適用することは困難であるという問題がある。

すなわち、従来の吸着材を用いる空気清浄化装置は、４基もの送風機を必要としており、かつ、それらの性能、経路、接続されるダクトの長さなどがそれぞれ相違しているため、結局はフィルタやダンパや吸い込みダンパを配設する必要性が発生する。

また、処理空気をハニカム状積層体ロータの吸着部に流入させるためには、処理空気流入側の吸着部端面を覆うような形状のフードをハニカム状積層体ロータに取り付ける必要があり、更に、吸着部から流出した処理空気を清浄空気ダクトへと流下させるために、処理空気流出側の端面を覆うような形状のフードを取り付ける必要がある。

また、このようなフードは、当然、ハニカム状積層体ロータの再生空気流入側の再生部端面と再生空気ダクトとの間、及び、再生空気流出側の再生部端面と再生空気排出ダクトとの間、更に、冷却空気流入側の冷却部端面と冷却空気ダクトとの間、及び、冷却空気流出側の冷却部と冷却空気排出ダクトとの間にも、それぞれ必要となる。

そして、ハニカム状積層体ロータは回転体として構成されているのに対し、フードは、各領域に対応するように静止した状態で固定しなければならないので、それらのフードをハニカム状積層体ロータに対して密に接合することは困難である。従って、各フードは、あくまでもハニカム状積層体ロータの両端面に近接して取り付けざるを得ない。その結果、吸着部に流入させるべき処理空気が、再生部や再生空気排出ダクトへ漏出したり、再生空気や冷却空気が、吸着部に流入し、或いは、清浄空気ダクトに流出するといった事態が生じる可能性があり、空気の流れを領域毎に明確に区分することができないという問題がある。

現在では、被加工物に対して、従来以上に高度な加工精度と不良率低減を達成しなければならないため、給気中の気体状汚染物質は、極低濃度、例えば、ｐｐｂオーダー以下まで徹底して除去されることが求められており、また、清浄空気が断続されることなく、安定した温度、湿度、圧力、流量の条件下でクリーン空間を保持できることが求められているが、上述のように、従来の吸着材を用いる空気清浄化装置においては、他領域への空気の漏出等、空気流を領域毎に明確に区分することができないため、例えば、再生時に離脱させる気体状汚染物質が処理空気に流入する可能性があり、性能上に限界がある。

また、ハニカム状積層体ロータの両端に、上述したような複雑な形状のダクトとフードが設置されることになると、装置全体として非常に大がかりで複雑なものとなるから、小容量のクリーンルームやミニエンバイロメントに適用することは困難である。

更に、処理空気から、気体状汚染物質を連続的に処理するためには常時、再生用の加熱器により、再生空気を加熱するためのエネルギーコストを必要とし、また、再生により離脱する気体状汚染物質を系外に排出するエネルギーコストを必要とする。

本発明の空気清浄化装置は、上記のような課題を解決すべくなされたものであり、それぞれ２系統の空気の入出力を切り替えることができるように構成された第１バルブ及び第２バルブと、それら第１バルブと第２バルブとの間に並列して接続された第１系列ダクト及び第２系列ダクトと、第１系列ダクト及び第２系列ダクト上にそれぞれ配置され、気体状汚染物質を吸着する材料を使用して形成された吸着材ユニットと、第１系列ダクト又は第２系列ダクトに再生空気を送出して、吸着材ユニットの吸着能力を再生させる再生手段とを有していることを特徴としている。

尚、第１系列ダクト上、及び、第２系列ダクト上において、気体状塩基性汚染物質を吸着する材料を使用して形成された吸着材ユニットと、気体状有機性汚染物質、及び／又は、気体状酸性汚染物質を吸着する材料を使用して形成された吸着材ユニットとが、それぞれ直列に配置されていることが好ましい。

更に、処理空気の静圧を計測する処理空気静圧センサ、再生空気の静圧を計測する再生空気静圧センサ、処理空気の流量調整手段、再生空気の静圧調整手段、及び、再生空気の流量調整手段を有していることが好ましい。

また、第１バルブ及び第２バルブの駆動弁のモードの切替、処理空気の流量調整手段による流量調整、再生空気の静圧調整手段による静圧調整、及び、再生空気の流量調整手段による流量調整を制御する切替制御器を有していることが好ましい。

更に、吸着材ユニットの再生手段は、処理空気の流量の０．０５〜１．０倍の範囲で風量を任意に調整することができる再生用送風機を有していることが好ましい。また、第１バルブ及び第２バルブを構成する筐体部、回転軸、及び、駆動弁は、それぞれ断熱機能を有するように構成することが好ましい。

また、本発明の空気清浄化方法は、通気系列の切替操作の実行に先立って、処理空気の流量と再生空気の流量が等しくなるように流量の調整が行われ、更に、処理空気の静圧と再生空気の静圧が等しくなるように静圧の調整が行われることを特徴としている。

本発明の空気清浄化装置は、ケミカルフィルタを使用せずに、処理空気から気体状汚染物質を除去することができるので、産業廃棄物の削減に寄与することができる。また、従来の空気清浄化装置と比べ、構成要素の数を大巾に少なくすることができ、また、複雑な構造のフードを必要とせず、ダクトの構成も単純化することができるので、シンプルな装置構成とすることができ、装置全体の占有空間を縮小することができる。

従って、人間が出入りできるような大容量のクリーンルームに適用することができるほか、容易に小型化する（フットプリントを小さくする）ことができるため、小容量のクリーンルーム（即ち、ミニエンバイロメントや半導体の製造装置等）にも適用することができる。

また、一方の通気系列において処理空気から気体状汚染物質を吸着して清浄化を行いつつ、他方の通気系列において、吸着材ユニットの吸着能力を再生させることができ、更に、第１バルブ及び第２バルブの駆動弁モードを切り替えることにより、通気系列を簡単に切り替えることができるので、処理空気の連続的な清浄化と、吸着材ユニットの連続的な再生を行うことができる。

気体状汚染物質を吸着、除去するための手段として、塩基性物質を選択的に吸着する材料を用いて形成した吸着材ユニットと、有機物質、及び／又は、酸性物質を選択的に吸着する材料を用いて形成した吸着材ユニットとを直列に配置した場合には、処理空気中に、気体状塩基性汚染物質、気体状有機性汚染物質、気体状酸性汚染物質が混在している場合であっても、それらを好適に吸着し、除去することができ、汚染物質のレベルが極低濃度（ｐｐｂオーダー）の清浄空気を得ることができる。

また、処理空気の静圧を計測する処理空気静圧センサ、再生空気の静圧を計測する再生空気静圧センサ、処理空気の流量調整手段、再生空気の静圧調整手段、及び、再生空気の流量調整手段を、それぞれ適切な位置に配置した場合には、通気系列の切替操作の実行に先立って、処理空気と再生空気の静圧及び流量が等しくなるような調整を行うことができ、これにより、急激な圧力変動と流量変動を生じさせることなく、円滑かつ安全に通気系列の切り替えを行うことができる。

更に、処理空気の流量の０．０５〜１．０倍の範囲で風量を任意に調整することができる再生用送風機を使用した場合には、昇温させた再生空気を送出して気体状汚染物質を吸着した吸着材ユニットを再生する際、目的に応じて、再生空気が適切な流量となるように、加減することができる。例えば、処理空気の０．１倍の流量で再生空気を送出した場合、加熱に要するエネルギーコストを大幅に低減できることになる。また、再生空気の流量条件と温度条件を選択することによって、吸着材ユニットの冷却時間（常温に復帰するまでの所要時間）を含めた、吸着材ユニットの再生時間（通気系列の切替操作を実行するタイミング、或いは、そのインターバルの長さ）を決定することができる。

また、第１バルブ及び第２バルブの筐体部、回転軸、及び、駆動弁が断熱機能を有するように構成した場合には、第１バルブにおける常温の処理空気と、高温の再生空気との間の熱の移動、及び、第２バルブにおける常温の処理空気と、高温の再生空気との間の熱の移動を抑制することができ、熱量損失や空調コストの増加を好適に回避することができる。

以下、添付図面に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明「空気清浄化装置」の第１実施形態の構成図である。この図において１は、処理空気（クリーンルーム内から吸引した室内空気）を装置内へ導入するための処理空気導入口であり、２は、本装置によって清浄化された空気（清浄空気）を装置外へ排出し、次工程として調温、及び、調湿を行う調温調湿装置へと送出するための清浄空気排出口である。

この空気清浄化装置においては、図示されているように、処理空気導入口１と清浄空気排出口２との間に、第１バルブ３、及び、第２バルブ４が配置されている。尚、これらのバルブ３，４は、いずれも電動式の４ポート切替バルブであり、それぞれ、２系統の空気の入出力を切り替えることができるように構成されている。また、第１バルブ３には、処理空気静圧センサ２１が取り付けられ、第２バルブ４には、再生空気静圧センサ１８が取り付けられている。

第１バルブ３と処理空気導入口１とは、処理空気ダクト５によって接続され、第２バルブ４と清浄空気排出口２とは、清浄空気ダクト６によって接続されている。また、第１バルブ３と第２バルブ４とは、二つの並列したダクト（第１系列ダクト７、第２系列ダクト８）によって接続されている。

そして、処理空気ダクト５上には、処理空気送風機２７、処理空気フィルタ９、及び、処理空気流量調整ダンパ２０（処理空気の流量調整手段）が配置され、清浄空気ダクト６上には、清浄空気フィルタ１０が配置されている。尚、処理空気送風機２７、処理空気フィルタ９、及び、清浄空気フィルタ１０は、装置の外側に（例えば、処理空気送風機２７については、クリーンルーム内に、処理空気フィルタ９については、クリーンルームと処理空気導入口１との間に、清浄空気フィルタ１０については、調温調湿装置の内部等に）設置することもできる。

また、第１系列ダクト７上には、第１の吸着材ユニット１１と第２の吸着材ユニット１２が直列に配置され、第２系列ダクト８上には、第３の吸着材ユニット１３と第４の吸着材ユニット１４が直列に配置されている。尚、第２系列ダクト８は、形状、構造、寸法において第１系列ダクト７と同一の仕様となっており、これと同様に、第３の吸着材ユニット１３は第１の吸着材ユニット１１と同一、また、第４の吸着材ユニット１４は第２の吸着材ユニット１２と同一の構成に係るものである。

より具体的に説明すると、第１バルブ３側に位置する第１の吸着材ユニット１１、及び、第３の吸着材ユニット１３においては、吸着材として、塩基性物質を選択的に吸着する材料（固体酸性物質であるチタン及び珪素からなる二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムからなる二元系複合酸化物、又は、チタン、珪素、ジルコニウムからなる三元系複合酸化物等）を、通気時の圧力損失が僅小となるようにハニカム状、コルゲート状、又は、プリーツ状に加工し、焼成してなるものが使用されている。

また、第２バルブ４側に位置する第２の吸着材ユニット１２、及び、第４の吸着材ユニット１４においては、吸着材として、有機性物質及び／又は酸性物質を選択的に吸着する材料（活性炭、活性コークス、グラファイトカーボン、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル等）を、ハニカム状、コルゲート状、又は、プリーツ状に加工してなるものが使用されている。

尚、第１の吸着材ユニット１１、及び、第３の吸着材ユニット１３と、第２の吸着材ユニット１２、及び、第４の吸着材ユニット１４とを入れ替えて、第１バルブ３側に、有機性物質及び／又は酸性物質を選択的に吸着する第２の吸着材ユニット１２、及び、第４の吸着材ユニット１４を配置し、第２バルブ４側に、塩基性物質を選択的に吸着する第１の吸着材ユニット１１、及び、第３の吸着材ユニット１３を配置することもできる。

また、処理空気中に、気体状塩基性汚染物質が混入しないようなクリーンルームに適用する場合には、第１の吸着材ユニット１１、及び、第３の吸着材ユニット１３を省略することができ、また、気体状酸性汚染物質及び気体状有機性汚染物質が混入しないようなクリーンルームに適用する場合には、第２の吸着材ユニット１２、及び、第４の吸着材ユニット１４を省略することができる。

また、この空気清浄化装置は、吸着材ユニットの再生手段を有しており、処理空気を清浄化する際に吸着した気体状汚染物質を、各吸着材ユニット１１〜１４から離脱させ、それらにおける清浄化機能を再生できるようになっている。より具体的に説明すると、再生手段は、再生空気ダクト１９、再生空気取入口２５、再生空気フィルタ２６、再生用送風機ダンパ１５（再生空気の静圧調整手段）、インバータを内蔵する再生用送風機１６（再生空気の流量調整手段）、加熱器１７、再生空気排出ダクト２３、及び、再生空気排出口２４とによって構成されている。

尚、再生空気ダクト１９は、一端が再生空気取入口２５に接続されるとともに、他端が第２バルブ４に接続されており、再生空気フィルタ２６、再生用送風機ダンパ１５、再生用送風機１６、及び、加熱器１７は、いずれも再生空気ダクト１９上に配置されている。また、再生空気排出ダクト２３は、一端が再生空気排出口２４に接続されるとともに、他端が第１バルブ３に接続されている。

更に、本実施形態の空気清浄化装置は、切替制御器２２を有している。この切替制御器２２は、第１バルブ３、及び、第２バルブ４へ駆動弁の制御信号Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ送信して、通気系列の切替を制御するほか、処理空気静圧センサ２１、及び、再生空気静圧センサ１８からそれぞれ送られてくる「処理空気の静圧の計測値Ｐ１」及び「再生空気の静圧の計測値Ｐ２」或いはその他の条件に応じて、処理空気送風機２７、処理空気流量調整ダンパ２０、再生用送風機ダンパ１５、再生用送風機１６へ制御信号Ｇ１〜Ｇ４をそれぞれ出力して、処理空気及び再生空気の流量等を制御するようになっている。

ここで、本実施形態の空気清浄化装置において使用されている第１バルブ３と第２バルブ４の構造と機能について詳細に説明する。第１バルブ３は、図２（第１バルブ３の切欠斜視図）、及び、図３（図２に示したＸＸ線による第１バルブ３の水平断面図）に示されているように、基本的には、円筒状の筐体部３１、四枚の枠型仕切板３２（３２ａ〜３２ｄ）、回転軸３３、板状の駆動弁３４（３４ａ，３４ｂ）、第１ポート３ａ、第２ポート３ｂ、第３ポート３ｃ、第４ポート３ｄ、及び、図示しない駆動モータによって構成されている。

筐体部３１内部の中央には、回転軸３３が枢軸的に保持されており、この回転軸３３には、駆動弁３４ａ，３４ｂが固定されている。また、回転軸３３の周囲には、枠型仕切板３２ａ〜３２ｄが放射状に配置されており、筐体部３１の内部空間は、枠型仕切板３２ａ〜３２ｄによって、回転軸３３周りに四つの小室Ｒ１〜Ｒ４に仕切られるようになっている。

但し、各小室は、それぞれ完全に仕切られている訳ではなく、枠型仕切板３２ａ〜３２ｄの中央には、それぞれ開口部３５ａ〜３５ｄが形成されており、隣接する小室同士は、これら開口部３５ａ〜３５ｄによってそれぞれ連通する構造となっている。尚、一方の駆動弁３４ａは小室Ｒ３内に、他方の駆動弁３４ｂは小室Ｒ２内に配置されている。

筐体部３１の外側には、第１ポート３ａ、第２ポート３ｂ、第３ポート３ｃ、及び、第４ポート３ｄが、それぞれ筐体部３１の内部空間と連通するように、筐体部３１の側面又は底面のいずれかに接続されている。また、各ポート３ａ〜３ｄは、それぞれ、筐体部３１の内部において仕切られた四つの小室Ｒ１〜Ｒ４のうちのいずれか一つに対応するように接続されている。即ち、四つのポート３ａ〜３ｄと、筐体部３１内の四つの小室Ｒ１〜Ｒ４とは、１対１の対応関係を有している。

より具体的に説明すると、第１ポート３ａは、小室Ｒ１を構成する筐体部３１の側面に接続され、第２ポート３ｂは、小室Ｒ２（小室Ｒ１に隣接している）を構成する筐体部３１の底面に接続されている。また、第３ポート３ｃは、小室Ｒ３（回転軸３３を挟んで小室Ｒ２の反対側に位置し、小室Ｒ１と隣接している）を構成する筐体部３１の底面に接続され、第４ポート３ｄは、小室Ｒ４（回転軸３３を挟んで小室Ｒ１の反対側に位置し、小室Ｒ２及び小室Ｒ３と隣接している）を構成する筐体部３１の側面に接続されている。

尚、図１に示されているように、第１ポート３ａには処理空気ダクト５が接続され、第２ポート３ｂには第１系列ダクト７が接続されている。また、第３ポート３ｃには第２系列ダクト８が接続され、第４ポート３ｄには再生空気排出ダクト２３が接続されている。また、図示されているように、第１ポート３ａには、処理空気静圧センサ２１が取り付けられている。

この第１バルブ３は、内蔵されている駆動モータ（図示せず）を稼働させることにより、駆動弁のモードを「第１系列モード」から「第２系列モード」へ、又は、「第２系列モード」から「第１系列モード」へと、切り替えることができるようになっている。

より具体的には、駆動モータは、図１に示した切替制御器２２からの制御信号Ｖ１を受けて、駆動軸がいずれかの方向へ回転するようになっており、この駆動軸の回転駆動力は、図２及び図３に示した回転軸３３に伝達されるようになっている。そして、第１バルブ３が図２及び図３に示したような状態（ニュートラル状態）にある場合において、切替制御器２２から、駆動弁のモードを「第１系列モード」に切り替えるための制御信号Ｖ１が発せられると、駆動モータの回転駆動力が伝達されて、回転軸３３は所定方向（図３においては時計回り方向）へ回転することになる。

尚、駆動弁３４ａ，３４ｂは、回転軸３３に固定されているため、回転軸３３が時計回り方向へ回転すると、これに従って、小室Ｒ３，Ｒ２内の空間を同方向へ回転移動することになる。そして、駆動弁３４ａ，３４ｂが枠型仕切板３２ａ，３２ｃにそれぞれ当接するまで（図３において一点鎖線で示す位置まで）回転すると、回転力が規制されて、回転軸３３及び駆動弁３４ａ，３４ｂの回転が停止するとともに、駆動モータの回転も停止する。

駆動弁３４ａ，３４ｂの当接面（枠型仕切板３２に当接する面）は、枠型仕切板３２ａ〜３２ｄの開口部３５ａ〜３５ｄの開口面積よりも大きく寸法設定され、かつ、駆動弁３４ａ，３４ｂは、枠型仕切板３２への当接時において開口部３５ａ〜３５ｄを閉塞するような位置関係をもって回転軸３３に取り付けられているため、駆動弁３４ａ，３４ｂが回転して枠型仕切板３２ａ，３２ｃに当接すると、枠型仕切板３２ａを挟んで隣接する小室Ｒ１，Ｒ３間における通気が遮断され、また、枠型仕切板３２ｃを挟んで隣接する小室Ｒ２，Ｒ４間における通気が遮断されることになる。

一方、枠型仕切板３２ｂ，３２ｄの開口部３５ｂ，３５ｄは開放されているため、これらを挟んで隣接する小室Ｒ１，Ｒ２間、及び、小室Ｒ３，Ｒ４間は、連通状態が保たれている。従って、この状態（第１系列モード）にあるときには、第１ポート３ａから小室Ｒ１に流入した空気は、小室Ｒ２、第２ポート３ｂを通って、第１系列ダクト７（図１参照）へと流下していくことになり、また、第３ポート３ｃから小室Ｒ３に流入した空気は、小室Ｒ４、第４ポート３ｄを通って、再生空気排出ダクト２３（図１参照）へと流下していくことになる。

これとは反対に、切替制御器２２から、駆動弁のモードを「第２系列モード」に切り替えるための制御信号Ｖ１が発せられた場合、回転軸３３は反対方向（図３においては反時計回り方向）へ回転することになり、駆動弁３４ａ，３４ｂが枠型仕切板３２ｄ，３２ｂにそれぞれ当接するまで（図３において二点鎖線で示す位置まで）回転する。

駆動弁３４ａ，３４ｂが回転して枠型仕切板３２ｄ，３２ｂに当接すると、枠型仕切板３２ｂを挟んで隣接する小室Ｒ１，Ｒ２間における通気が遮断され、また、枠型仕切板３２ｄを挟んで隣接する小室Ｒ３，Ｒ４間における通気が遮断されることになる。

一方、枠型仕切板３２ａ，３２ｃの開口部３５ａ，３５ｃは開放されることになるため、これらを挟んで隣接する小室Ｒ１，Ｒ３間、及び、小室Ｒ２，Ｒ４間は、「閉塞状態」から「連通状態」に移行する。従って、この状態（第２系列モード）にあるときには、第１ポート３ａから小室Ｒ１に流入した空気は、小室Ｒ３、第３ポート３ｃを通って、第２系列ダクト８（図１参照）へと流下していくことになり、また、第２ポート３ｂから小室Ｒ２に流入した空気は、小室Ｒ４、第４ポート３ｄを通って、再生空気排出ダクト２３（図１参照）へと流下していくことになる。

第１バルブ３は、以上のような構造となっており、これにより、駆動弁３４のモードを切り替え、四つのポート３ａ〜３ｄにおける入出力を切り替えることができるようになっている。

また、第２バルブ４も、図２及び図３に示した第１バルブ３と同様に、第１ポート４ａ〜第４ポート４ｄを有しており（図１参照）、内蔵されている駆動モータを稼働させることにより、駆動弁のモードを「第１系列モード」から「第２系列モード」へ、又は、「第２系列モード」から「第１系列モード」へと、切り替えることができるようになっている。

尚、図１に示されているように、第２バルブ４の第１ポート４ａには清浄空気ダクト６が接続され、第２ポート４ｂには第１系列ダクト７が接続され、第３ポート４ｃには第２系列ダクト８が接続され、第４ポート４ｄには再生空気ダクト１９が接続されている。また、再生空気静圧センサ１８は、第４ポート４ｄに取り付けられている。

そして、駆動弁のモードが「第１系列モード」になっているときには、第１ポート４ａと第２ポート４ｂが連通状態になるとともに、第３ポート４ｃと第４ポート４ｄが連通状態となる。また、駆動弁のモードが「第２系列モード」になっているときには、第１ポート４ａと第３ポート４ｃが連通状態になるとともに、第２ポート４ｂと第４ポート４ｄが連通状態となる。

尚、第１バルブ３内には、後述するように、処理空気と加熱された再生空気が流入することになるが、このとき、再生空気の熱が処理空気に伝わって処理空気の温度が上がってしまうと、気体状汚染物質の吸着効率が低下してしまう可能性がある。そこで、本実施形態においては、このような事態を回避できるように、第１バルブ３の筐体部３１は、熱伝導率の小さい金属（例えば、ステンレス材）によって形成されており、筐体部３１における断熱機能の向上が図られている。また、熱抵抗が大きくなるように、筐体部３１の側面部分、天板部分、底板部分等には、可能な限り薄肉材が用いられている。また、放射熱の吸収を防止するために、第１バルブ３の金属表面には、研磨仕上げ（又は、メッキ仕上げ）が施されている。尚、このような表面処理を行った場合、気体状汚染物質の付着防止という効果も期待することができる。

但し、筐体部３１の構成材料は、必ずしも金属には限定されず、熱伝導率の小さいセラミックス、或いは、熱伝導率の小さいエンジニアリング・プラスチックス等によって形成することもできる。この場合、表面処理として、メッキ処理をしたり、或いは、アルミ蒸着フィルムを貼り付けることが好ましい。

また、枠型仕切板３２、回転軸３３、及び、駆動弁３４は、中空構造となっており、その中空内部には、断熱材が挿入されている。尚、断熱材を挿入する代わりに、中空内部を真空にして、断熱機能を一層向上させるようにしても良い。

また、図２及び図３に示されているように、本実施形態においては、第１バルブ３の第２ポート３ｂ、及び、第３ポート３ｃは、円筒形状となっているが、必ずしもこの形状には限定されず、例えば、両端の口径が異なるファンネル形状とすることもできる。また、第２ポート３ｂ、及び、第３ポート３ｃは、筐体部３１の底面に設けられているが、第１ポート３ａ、第４ポート３ｄと同様に、筐体部３１の側面に取り付けられるような構造としても良い。

更に、筐体部３１の形状は、必ずしも円筒形状には限定されず、立方体状、或いは、直方体状に形成することもできる。また、本実施形態においては、回転軸３３及び駆動弁３４に回転駆動力を供給する駆動モータとして、ステッピングモータが使用されているが、その他の電動モータ、エアモータ、ロータリーソレノイドを適用することもできる。又、空気圧シリンダや油圧シリンダも適用できる。

本実施形態の空気清浄化装置は、以上のような構成に係るものであるところ、クリーンルームより吸引し、装置内に導入した処理空気から気体状汚染物質を好適に除去し、処理空気を清浄化したうえでクリーンルームへ循環させることができるほか（清浄化機能）、処理空気を清浄化する際に、気体状汚染物質を吸着することによって低下した吸着材ユニットの吸着機能を、簡単かつ確実に再生させることができ（再生機能）、更に、処理空気及び再生空気の急激な圧力変動と流量変動を生じさせることなく、円滑かつ安全に通気系列の切り替えを行うことができる（通気系列の切替機能）。以下、この空気清浄化装置における「清浄化機能」、「再生機能」、及び、「通気系列の切替機能」について説明する。

尚、この空気清浄化装置は、第１バルブ３、及び、第２バルブ４における駆動弁のモードが「第１系列モード」になっているときには、第１系列ダクト７上に配置されている第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２が処理空気の清浄化機能を発揮するとともに、第２系列ダクト８上に配置されている第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４が再生対象となる。

一方、駆動弁のモードが「第２系列モード」になっているときには、第２系列ダクト８上に配置されている第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４が清浄化機能を発揮するとともに、第１系列ダクト７上に配置されている第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２が再生対象となる。

（１）清浄化機能
（１−１）第１系列モード
切替制御器２２（図１参照）から制御信号Ｇ１を受けて、処理空気送風機２７が稼働すると、クリーンルームの室内から処理空気が吸引されて、処理空気導入口１を介して装置内に導入される。そして、導入された処理空気は、処理空気ダクト５を通って第１バルブ３へと流下する。尚、処理空気ダクト５上には、処理空気フィルタ９が配置されているので、処理空気フィルタ９を通過する際、処理空気中に含まれている固体状の微粒子、及び、液体状の微粒子が除去される。

処理空気ダクト５から第１バルブ３へ達した処理空気は、第１ポート３ａから第１バルブ３内へ流入する。そして、第１バルブ３の駆動弁のモードが「第１系列モード」になっている場合、第１バルブ３の第１ポート３ａは、第２ポート３ｂと連通状態にあるので、流入した処理空気は、第２ポート３ｂから流出して第１系列ダクト７へ流下することになる。

第１系列ダクト７上には、第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２が配置されているため、それらを通過する際に、処理空気からは、気体状塩基性汚染物質、気体状有機性汚染物質、及び／又は、気体状酸性汚染物質が除去されることになる。

気体状の汚染物質が除去された処理空気は、第２バルブ４へと流下し、第２ポート４ｂから第２バルブ４内へ流入する。そして、第２バルブ４の駆動弁のモードが「第１系列モード」になっている場合、第２バルブ４の第２ポート４ｂは、第１ポート４ａと連通状態にあるので、流入した処理空気は、第１ポート４ａから流出して清浄空気ダクト６へと流下する。

清浄空気ダクト６へ流入した処理空気には、吸着材ユニット１１，１２を通過した際に、吸着材ユニット１１，１２から生じたダストが混入している可能性があるが、それらのダストは、清浄空気ダクト６上にある清浄空気フィルタ１０によって除去されることになる。これにより、処理空気は、清浄空気となり、清浄空気排出口２から装置外へと排出される。尚、排出された清浄空気は、図示しない調温調湿装置へと送られ、調温、及び、調湿が行われた上で、クリーンルームへと戻されることになる。

（１−２）第２系列モード
一方、第１バルブ３、及び、第２バルブ４の駆動弁のモードが「第２系列モード」になっている場合、第１バルブ３においては、第１ポート３ａが、第３ポート３ｃと連通状態にあるので、処理空気ダクト５から第１バルブ３内に流入した処理空気は、第３ポート３ｃから流出して第２系列ダクト８へ流下することになる。そして、第２系列ダクト８上に配置されている第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４により、第２系列ダクト８内を流下する処理空気から、気体状塩基性汚染物質、気体状有機性汚染物質、及び／又は、気体状酸性汚染物質が除去されることになる。

その後、処理空気は第２バルブ４へと流下し、第３ポート４ｃから第２バルブ４内へ流入する。このとき、第２バルブ４の第３ポート４ｃは、第１ポート４ａと連通状態にあるので、流入した処理空気は、第１ポート４ａから流出して清浄空気ダクト６へと流下する。そして、処理空気は、清浄空気ダクト６上にある清浄空気フィルタ１０によってダストが除去され、これにより、清浄空気となって清浄空気排出口２から装置外へと排出される。尚、排出された清浄空気は、図示しない調温調湿装置へと送られ、調温、及び、調湿が行われた上で、クリーンルームへと戻されることになる。

（２）再生機能
（２−１）第１系列モード
切替制御器２２から制御信号Ｇ４を受けて、再生用送風機１６が稼働すると、再生空気取入口２５を介して、系外から空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、再生空気として再生空気ダクト１９内を流下し、第２バルブ４へと送られる。このとき再生空気は、再生空気フィルタ２６によって、混入している塵埃が除去されるとともに、加熱器１７によって加熱され、設定温度まで昇温される。

再生空気ダクト１９から第２バルブ４へ達した再生空気は、第４ポート４ｄから第２バルブ４内へ流入する。そして、第２バルブ４の駆動弁のモードが「第１系列モード」になっている場合、第２バルブ４の第４ポート４ｄは、第３ポート４ｃと連通状態にあるので、流入した再生空気は、第３ポート４ｃから流出して第２系列ダクト８へ流下することになる。

第２系列ダクト８上には、第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４が配置されているため、第２系列ダクト８内を流下する際、再生空気は、第４の吸着材ユニット１４、及び、第３の吸着材ユニット１３を通過することになる。このとき、再生空気は加熱器１７によって加熱、昇温された状態にあるため、第４の吸着材ユニット１４、及び、第３の吸着材ユニット１３は、再生空気が通過する際、加熱されることになる。従って、第４の吸着材ユニット１４、及び、第３の吸着材ユニット１３が、前工程において清浄化機能を発揮することによって気体状汚染物質を吸着保持している場合、それらの気体状汚染物質は、第４の吸着材ユニット１４、及び、第３の吸着材ユニット１３から離脱することになり、再生空気とともに再生空気ダクト１９内を流下し、第１バルブ３へと送られることになる。

第１バルブ３に達した再生空気（及び、再生空気中に含まれている気体状汚染物質）は、第３ポート３ｃから第１バルブ３内へ流入する。そして、第１バルブ３の駆動弁のモードが「第１系列モード」になっている場合、第１バルブ３の第３ポート３ｃは、第４ポート３ｄと連通状態にあるので、流入した再生空気、及び、気体状汚染物質は、第４ポート３ｄから流出し、再生空気排出ダクト２３を流下して、再生空気排出口２４へと送られ、ここから装置外へ排出されることになる。尚、排出された再生空気、及び、気体状汚染物質は、図示しない排ガス処理装置へと送られる。

規定の時間が経過し、気体状汚染物質が、第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４から十分に離脱されたら、加熱器１７が自動的に停止される。そうすると、再生空気が常温のまま、再生空気ダクト１９から第２系列ダクト８、第４の吸着材ユニット１４、及び、第３の吸着材ユニット１３へと流下することになり、第４の吸着材ユニット１４、及び、第３の吸着材ユニット１３が冷却され、加熱された状態から常温の状態に復帰し、吸着機能（清浄化機能）が再生される。

（２−２）第２系列モード
一方、第２バルブ４、及び、第１バルブ３の駆動弁のモードが「第２系列モード」になっている場合、第２バルブ４においては、第４ポート４ｄは、第２ポート４ｂと連通状態にあり、また、第１バルブ３においては、第２ポート３ｂと第４ポート３ｄとが連通状態にある。

従って、再生空気ダクト１９を流下して第２バルブ４内に流入した再生空気は、第２ポート４ｂから流出して第１系列ダクト７へ流下し、第１系列ダクト７上に配置されている第２の吸着材ユニット１２、及び、第１の吸着材ユニット１１が加熱され、それらに吸着保持されている気体状汚染物質が離脱される。

離脱された気体状汚染物質は、再生空気とともに第１系列ダクト７内を流下し、第１バルブ３、及び、再生空気排出ダクト２３を通って、再生空気排出口２４から装置外へ排出されることになる。そして、排出された再生空気、及び、気体状汚染物質は、図示しない排ガス処理装置へと送られる。

規定の時間が経過し、気体状汚染物質が、第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２から十分に離脱されたら、加熱器１７が自動的に停止する。そうすると、再生空気が常温のまま、再生空気ダクト１９から第１系列ダクト７、第２の吸着材ユニット１２、及び、第１の吸着材ユニット１１へと流下することになり、第２の吸着材ユニット１２、及び、第１の吸着材ユニット１１が冷却され、加熱された状態から常温の状態に復帰し、吸着機能（清浄化機能）が再生される。

（２−３）再生用送風機の性能、及び、再生時における吐出風量
本実施形態においては、再生用送風機１６として、インバータを内蔵したものが使用されており、このインバータによって内蔵モータの回転数を調整することができ、これにより吐出風量を任意に調節することができるようになっている。また、その送風能力については、処理空気送風機２７と同等以上の性能を有しており、少なくとも、通常時における処理空気送風機２７の１．０倍の吐出風量にて送風を行うことができるほか、インバータ及び再生用送風機ダンパ１５により、通常時における処理空気送風機２７の０．０５倍の吐出風量にて送風を行うこともできる。

つまり、この再生用送風機１６は、通常時における処理空気送風機２７の吐出風量を基準として、その０．０５〜１．０倍の吐出風量（その範囲内で任意に選択された吐出風量）にて送風を行うことができる。そして、本実施形態においては、吸着材ユニット１１〜１４の再生を行う場合、処理空気送風機２７は、切替制御器２２からの制御信号Ｇ１を受けて、通常の吐出風量（例えば、１０ｍ^３／ｍｉｎ）にて稼働されるとともに、再生用送風機１６は、制御信号Ｇ４を受けて、その０．１倍の吐出風量にて稼働される。吐出風量をこのように設定した場合、第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内を流下する再生空気の流量を、処理空気の流量の約１／２０とすることができ、その結果、再生用送風機１６の吐出風量を少なくする程、再生空気の加熱コストを低減することができる。

（３）通気系列の切替機能
前述したように、この空気清浄化装置は、二つの並列した通気系列を有しており、バルブ３，４の駆動弁のモードが「第１系列モード」にある場合には、第１系列ダクト７の第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２が清浄化機能を発揮し、第２系列ダクト８の第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４が再生手段による再生対象となる。そして、駆動弁のモードが「第２系列モード」に切り替えられた場合、今度は、第１系列ダクト７の第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２が再生手段による再生対象となり、反対に、第２系列ダクト８の第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４が清浄化機能を発揮することになる。

本実施形態の空気清浄化装置においては、このような「通気系列の切替」が、自動的に、一定のインターバルを置いて（例えば、１日毎に）繰り返し行われるようになっている。尚、インターバルの長さは、管理者によって任意に設定することができる。又、インターバルを長くすることにより、吸着材量は多く必要となるが、再生頻度が少なくなり、再生空気の加熱コストが低減できる。

より具体的に説明すると、設定されたインターバルの時間が経過するたびに、図１に示した切替制御器２２から、バルブ３，４へ制御信号Ｖ１，Ｖ２が同時に発せられることになり、バルブ３，４の駆動弁のモードが「第１系列モード」にあるときに、バルブ３，４に制御信号Ｖ１，Ｖ２が入力されると、駆動弁が作動して、バルブ３，４は同時に「第２系列モード」に切り替わり、駆動弁のモードが「第２系列モード」にあるときに、制御信号Ｖ１，Ｖ２が入力されると、バルブ３，４は同時に「第１系列モード」に切り替わるようになっている。

ところで、本実施形態の空気清浄化装置においては、処理空気は、第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内を、第１バルブ３から第２バルブ４の方向に向かって流下し、反対に、再生空気は、第２系列ダクト８又は第１系列ダクト７内を、第２バルブ４から第１バルブ３の方向に向かって流下するように構成されている。

従って、何らの予備的な措置も行わずに、突然に通気系列の切替操作を実行した場合、その直前において第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内を流下中の処理空気（又は再生空気）は、切替操作が実行されたことによって、反対方向へ流下しはじめた再生空気（又は処理空気）とダクト内或いはバルブ内で衝突することになり、その後、ダクト内を反対方向へ押し戻されることになる。

このとき、各ダクト内或いはバルブ内では、急激な圧力変動と流量変動が生じる可能性があり、装置の各構成要素に悪影響を及ぼしかねない。そこで、本実施形態の空気清浄化装置においては、「通気系列の切替」が実行される際に、それに先だって「切替の準備」というルーティンが実行され、これにより、そのような急激な圧力変動と流量変動が生じないように工夫されている。尚、この「切替の準備」というルーティンにおいては、まず、「流量の調整」が実行され、次いで「静圧の調整」が実行される。

（３−１）「流量の調整」
前述したように、本実施形態においては、例えば、再生用送風機１６を処理空気送風機の０．１倍の吐出風量にて稼働させた場合、第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内を流下する再生空気の流量は、処理空気の流量の約１／１０となっている。そこで、この「流量の調整」が必要となる。

「流量の調整」は、第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内における処理空気と再生空気の流量が等しくなるように、再生用送風機ダンパ１５を全開にして再生用送風機１６のモータの回転数を調整する、というものであり、具体的には、次のような手順によって実行される。

まず、再生用送風機ダンパ１５を全開とする制御信号Ｇ３が切替制御器２２から出力される。次いで、再生空気ダクト１９、第１系列ダクト７、又は、第２系列ダクト８内における再生空気の圧力損失分を考慮して、「再生空気の流量」を「処理空気の流量」と一致させるために必要な制御信号Ｇ４が、切替制御器２２から再生用送風機１６のモータに内蔵されているインバータへ出力される。

インバータが制御信号Ｇ４を受けると、再生用送風機１６のモータの回転数が変化して、第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内における処理空気の流量と、第２系列ダクト８又は第１系列ダクト７内における再生空気の流量とが等しくなるように調整される。

（３−２）「静圧の調整」
「静圧の調整」は、第１バルブ３内における処理空気の静圧と、第２バルブ４内における再生空気の静圧とが等しくなるように、再生用送風機１６の吐出静圧を制御する、というものであり、具体的には、次のような手順によって実行される。

まず、第１バルブ３の第１ポート３ａに設置されている処理空気静圧センサ２１（図１参照）と、第２バルブ４の第４ポート４ｄに設置されている再生空気静圧センサ１８（図１参照）から、第１バルブ３内における処理空気の静圧の計測値Ｐ１、及び、第２バルブ４内における再生空気の静圧の計測値Ｐ２が、切替制御器２２に入力される。

前述したように、この空気清浄化装置においては、再生用送風機ダンパ１５が再生空気ダクト１９上に配置されており、この再生用送風機ダンパ１５の開度を調整することによって、再生用送風機１６の吐出静圧を制御することができ、これにより、第２バルブ４内における再生空気の静圧を制御することができるようになっている。

そして、入力された処理空気及び再生空気の静圧の計測値Ｐ１，Ｐ２に基づいて、「第２バルブ４における再生空気の静圧」を「第１バルブ３における処理空気の静圧」と一致させるために必要な制御信号Ｇ３が、切替制御器２２から再生用送風機ダンパ１５へ出力される。

再生用送風機ダンパ１５に制御信号Ｇ３が入力されると、内蔵されているアクチュエータが作動して、再生用送風機ダンパ１５の開度が調整され、再生用送風機１６の吐出静圧が制御されることになり、その結果、第１バルブ３内における処理空気の静圧と、第２バルブ４内における再生空気の静圧とが等しくなるように調整される。

尚、前述したように、第１系列の流路（第１系列ダクト７、第１の吸着材ユニット１１、及び、第２の吸着材ユニット１２）と、第２系列の流路（第２系列ダクト８、第３の吸着材ユニット１３、及び、第４の吸着材ユニット１４）とは、同一の構成に係るものである。

従って、「流量の調整」と「静圧の調整」が行われることによって、第１系列、及び、第２系列の流路内における処理空気と再生空気の流量が等しく、かつ、第１バルブ３内の処理空気の静圧と第２バルブ４内の再生空気の静圧とが等しい状態にある場合、各流路において生じる圧力損失も等しくなる。

（３−３）切替操作（第１系列モードから第２系列モードへ切り替える場合）
「切替の準備」が完了すると、通気系列の切替操作が実行されることになる。具体的に説明すると、「切替の準備」が完了した時点では、前述の通り、処理空気の流量と再生空気の流量が等しく、かつ、第１バルブ３内の処理空気の静圧と、第２バルブ４内の再生空気の静圧が等しく、かつ、第１系列の流路と第２系列の流路においてそれぞれ生じる圧力損失も等しい状態にある。

従って、第１バルブ３内においては、処理空気の静圧の方が、再生空気の静圧よりも大きく、第２バルブ４内においては、再生空気の静圧の方が、処理空気の静圧よりも大きい、ということになる。

この状態で通気系列の切替操作が開始され、第１バルブ３の駆動弁３４ａ，３４ｂが、それまで当接していた第１バルブ３の枠型仕切板３２ａ，３２ｃ（図２、図３参照）から離れるとともに、第２バルブ４の駆動弁が枠型仕切板（図示せず）から離れると、その瞬間に第１系列の流路内の静圧と、第２系列の流路内の静圧が等しくなり、それらの流路内における処理空気、及び、再生空気の流れは停止することになる。

そして、第１バルブ３の第１ポート３ａから内部へ流入した処理空気は、流量を保持したまま、図４に示すように第４ポート３ｄから流出することになる。また、第２バルブ４の第４ポート４ｄから内部へ流入した再生空気は、図４に示した処理空気と同様に、第１ポート４ａから流量を保持したまま流出することになる。

そして、第１バルブ３の駆動弁３４ａ，３４ｂが、それまで開放されていた枠型仕切板３２ｄ，３２ｂ（図２、図３参照）にそれぞれ当接するまで、また、第２バルブ４の駆動弁が、それまで開放されていた枠型仕切板（図示せず）に当接するまで回転し、切替操作が完了すると、第１バルブ３においては、第１ポート３ａから内部へ流入した処理空気が、第２系列の流路に接続されている第３ポート３ｃから流出することになり、一方、再生空気は、第１系列の流路と接続されている第２ポート３ｂから内部へ流入して、再生空気排出ダクト２３に接続されている第４ポート３ｄから流出することになる。

また、第２バルブ４においては、処理空気が、第２系列の流路に接続されている第３ポート４ｃから内部へ流入し、第１ポート４ａから流出することになり、一方、再生空気は、第４ポート４ｄから流入して、第１系列の流路に接続されている第２ポート４ｂから流出することになる。

尚、本実施形態においては、切替操作は、開始後約１０秒で完了するように構成されているが、この切替操作の所要時間は、管理者によって変更することができ、０．１〜２０秒の範囲内で任意に設定することができるようになっている。

そして、通気系列の切替操作が終了する瞬間、第１バルブ３から第２バルブ４までの流路には圧力損失が発生して、処理空気は、第１バルブ３から第２バルブ４の方向へ、再生空気は、第２バルブ４から第１バルブ３の方向へ流れ始める。このとき、第１バルブ３における処理空気の静圧は、切替操作の開始前の状態から変動しておらず、また、第２バルブ４における再生空気の静圧も、切替操作開始前の状態から変動せず、いずれも一定に保たれる。また、処理空気と再生空気は、切替操作の開始前と同じ流量で流下することになる。

このように、本実施形態の空気清浄化装置は、急激な圧力変動と流量変動を伴うことなく、処理空気と再生空気の通気系列を切り替えることができる。尚、切替操作が終了すると、処理空気送風機２７、処理空気流量調整ダンパ２０、再生用送風機ダンパ１５、及び、再生用送風機１６に対し、切替制御器２２から制御信号Ｇ１〜Ｇ４が送出され、これにより、処理空気送風機２７等は、「切替の準備」が実行される前の状態に復帰する。

尚、吸着材ユニット１１〜１４を再生する際、再生空気の流量が、処理空気の流量の０．１倍となるように設定されている場合であっても、通気系列切替時において「切替の準備」が実行されると、再生空気の流量は処理空気の流量とほぼ等しくなるため、再生空気をそのまま加熱器１７に通気すると通気抵抗が急増することになる。そこで、これを回避するために、通気系列切替時には、再生空気が加熱器１７ａを迂回するような経路を、再生空気ダクト１９に設けることもできる。

また、再生空気ダクト１９を、第２バルブ４ではなく、図５（本発明の第２実施形態の構成図）に示すように、第１バルブ３の第４ポート３ｄに接続するとともに、再生空気排出ダクト２３を、第２バルブ４の第４ポート４ｄに接続して、空気清浄化装置を構成することもできる。尚、この場合、再生空気静圧センサ１８は、第１バルブ３の第４ポート３ｄに取り付けられる。

このように構成した場合、処理空気と再生空気が同じ方向で吸着材ユニットに通気され、再生空気は、再生空気ダクト１９から、まず、第１バルブ３内に流入し、処理空気と同様に、第１系列ダクト７又は第２系列ダクト８内を第２バルブ４の方向へ向かって流れていくことになる。そして、第２バルブ４内に流入した後、第４ポート４ｄから流出して、再生空気排出ダクト２３を通って、再生空気排出口２４から装置外へと排出されることになる。

空気清浄化装置をこのように構成した場合も、図１に示した空気清浄化装置と全く同様に、処理空気を清浄化しながら、吸着材ユニットを再生させることができ、また、処理空気及び再生空気の急激な圧力変動と流量変動を生じさせることなく、円滑かつ安全に通気系列の切り替えを行うことができる。

本発明「空気清浄化装置」の第１実施形態の構成図。 図１に示した空気清浄化装置に使用される第１バルブ３の切欠斜視図。 図２に示した第１バルブ３のＸＸ線による水平断面図。 第１バルブ３内における処理空気の流下態様（通気系列の切替操作時）の説明図。 本発明「空気清浄化装置」の第２実施形態の構成図。

符号の説明

１：処理空気導入口、
２：清浄空気排出口、
３：第１バルブ、
３ａ：第１ポート、
３ｂ：第２ポート、
３ｃ：第３ポート、
３ｄ：第４ポート、
４：第２バルブ、
４ａ：第１ポート、
４ｂ：第２ポート、
４ｃ：第３ポート、
４ｄ：第４ポート、
５：処理空気ダクト、
６：清浄空気ダクト、
７：第１系列ダクト、
８：第２系列ダクト、
９：処理空気フィルタ、
１０：清浄空気フィルタ、
１１：第１の吸着材ユニット、
１２：第２の吸着材ユニット、
１３：第３の吸着材ユニット、
１４：第４の吸着材ユニット、
１５：再生用送風機ダンパ、
１６：再生用送風機、
１７：加熱器、
１８：再生空気静圧センサ、
１９：再生空気ダクト、
２０：処理空気流量調整ダンパ、
２１：処理空気静圧センサ、
２２：切替制御器、
２３：再生空気排出ダクト、
２４：再生空気排出口、
２５：再生空気取入口、
２６：再生空気フィルタ、
２７：処理空気送風機、
３１：筐体部、
３２，３２ａ〜３２ｄ：枠型仕切板、
３３：回転軸、
３４，３４ａ，３４ｂ：駆動弁、
３５ａ〜３５ｄ：開口部、
Ｐ１，Ｐ２：静圧の計測値、
Ｖ１，Ｖ２，Ｇ１〜Ｇ４：制御信号、
Ｒ１〜Ｒ４：小室、

Claims (7)

1. 処理空気から気体状汚染物質を吸着して除去する吸着式の空気清浄化装置において、
   それぞれ処理空気と再生空気の２系統の空気の入出力を切り替えることができるように構成された第１バルブ及び第２バルブと、
   前記第１バルブと第２バルブとの間に並列して接続された第１系列ダクト及び第２系列ダクトと、
   前記第１系列ダクト及び第２系列ダクト上にそれぞれ配置され、気体状汚染物質を吸着して除去する吸着材ユニットと、
   前記第１系列ダクト又は第２系列ダクトに再生空気を送出して、前記吸着材ユニットの吸着能力を再生させる再生手段と、
   を有していることを特徴とする空気清浄化装置。
2. 前記第１系列ダクト、及び、第２系列ダクト上において、気体状塩基性汚染物質を吸着する材料を使用して形成された吸着材ユニットと、気体状有機性汚染物質、及び／又は、気体状酸性汚染物質を吸着する材料を使用して形成された吸着材ユニットとが、それぞれ直列に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気清浄化装置。
3. 処理空気の静圧を計測する処理空気静圧センサ、再生空気の静圧を計測する再生空気静圧センサ、処理空気の流量調整手段、再生空気の静圧調整手段、及び、再生空気の流量調整手段を有していることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の空気清浄化装置。
4. 前記第１バルブ及び第２バルブの駆動弁のモードの切替、前記処理空気の流量調整手段による流量調整、前記再生空気の静圧調整手段による静圧調整、及び、前記再生空気の流量調整手段による流量調整を制御する切替制御器を有していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の空気清浄化装置。
5. 前記再生手段は、処理空気の流量の０．０５〜１．０倍の範囲で風量を任意に調整することができる再生用送風機を有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の空気清浄化装置。
6. 前記第１バルブ及び前記第２バルブを構成する筐体部、回転軸、及び、駆動弁が、それぞれ断熱機能を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の空気清浄化装置。
7. 請求項１に記載の空気清浄化装置を用いて空気を清浄化する方法であって、
   通気系列の切替操作の実行に先立って、処理空気の流量と再生空気の流量が等しくなるように流量の調整が行われ、更に、処理空気の静圧と再生空気の静圧が等しくなるように静圧の調整が行われることを特徴とする空気清浄化方法。