JP2006035038A

JP2006035038A - 空気清浄器

Info

Publication number: JP2006035038A
Application number: JP2004216004A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Nakano; 俊典中野
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】空気中に含まれるケミカル成分の濃度を装置の動作中に測定することができる空気清浄器を得る。
【解決手段】空気を拡散スクラバーに通過させ、空気中のケミカル成分を拡散スクラバーの外側に拡散させて除去するケミカル除去フィルターと、ケミカル除去フィルターの入口側又は出口側の空気の一部を導入する測定用拡散スクラバーと、測定用拡散スクラバーの外側に吸収液を流し、測定用拡散スクラバーから拡散したケミカル成分を吸収液に吸収させる導入管と、導入管内の吸収液に含まれるケミカル成分の量を測定する測定器とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケミカル成分を除去して空気を清浄化する空気清浄器に関するものである。

クリーンルーム等において、ケミカル成分を除去した高清浄な空気を必要とする場合、外気を取り込む外気調和機や循環空調機などにケミカル除去フィルターを設置する。従来は、ケミカル除去フィルターとして、濾材である無機質や活性炭などを用いていた。そして、ケミカル成分を除去するために、濾材の活性表面に物理吸着させるか、濾材に添着させた薬品に化学吸着させていた。

しかし、活性炭等の吸着性能が劣化すると、ケミカル除去フィルターを１〜数年で新品に交換する必要があった。このため、交換費用が多額であり、かつ交換時に空気清浄器を休止させなければならなかった。

そこで、ケミカル除去フィルターとして、品質維持のための交換を必要としない拡散スクラバーを用いた空気清浄器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３２１５１１号公報

ケミカル除去フィルターによるケミカル成分の除去率は、通常９０％以上で設定されている。しかし、外気の変動などにより空気清浄器の入口側のケミカル成分の濃度が増加すると、空気清浄器の出口でのケミカル成分の濃度も増加する。そして、この空気清浄器の出口側のケミカル成分の濃度を測定する場合、従来は、純水バブリング法で無機イオンを捕集してイオンクロマトで分析するか、又は、吸着剤に捕集してＧＣ−ＭＳ分析し、手間と時間がかかっていた。

また、従来の空気清浄器では、ケミカル除去フィルターに吸収液を導入及び除去する設備を設ける必要があり、空気清浄器の構成が複雑になるという問題があった。

また、空気中のケミカル成分の濃度が高い場合、十分に除去することができず、またケミカル除去フィルターに多くの空気を流すことができないという問題があった。

また、冬期には空気中の水分量が少ないため、水蒸気で加湿する必要がある。この水蒸気を製造するため、通常は、ボイラーシステムなどの大掛かりな設備が必要になるという問題があった。

また、特定の装置に清浄な空気を供給する場合、その装置内などに拡散スクラバーの設置スペースを確保する必要があるという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、処理前後の空気中に含まれるケミカル成分の濃度を装置の動作中に測定することができる空気清浄器を得るものである。

第２の目的は、吸収液を導入及び除去する設備を設ける必要がなく、構成が簡単な空気清浄器を得るものである。

第３の目的は、ケミカル成分の除去効率を向上させることができる空気清浄器を得るものである。

第４の目的は、ボイラーシステムなどの大掛かりな設備を設けなくても、空気の湿度を調整することができる空気清浄器を得るものである。

第５の目的は、拡散スクラバーの設置スペースを確保する必要がない空気清浄器を得るものである。

本発明に係る空気清浄器は、空気を拡散スクラバーに通過させ、空気中のケミカル成分を拡散スクラバーの外側に拡散させて除去するケミカル除去フィルターと、ケミカル除去フィルターの入口側又は出口側の空気の一部を導入する測定用拡散スクラバーと、測定用拡散スクラバーの外側に吸収液を流し、測定用拡散スクラバーから拡散したケミカル成分を吸収液に吸収させる導入管と、導入管内の吸収液に含まれるケミカル成分の量を測定する測定器とを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明により、処理前後の空気中に含まれるケミカル成分の濃度を装置の動作中に測定することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気清浄器を示す断面図である。図示のように、外部から空気を取り込む空気取込口１１が設けられている。そして、粗い粒子状物質を除去するためにプレフィルター１２が設けられ、１０μｍ〜１００μｍの粒子状物質を除去するために中性能フィルター１３が設けられている。また、空気の流れる方向を決める送気ファン１４が設けられている。

そして、無機イオンや有機物質などのケミカル成分を除去するために、拡散スクラバーを用いたケミカル除去フィルター１５が設けられている。さらに、粒子状物質を除去するためにＨＥＰＡフィルター１６が設けられている。また、クリーンルームのシステム天井の上部やユーティリティなどに、清浄化した空気を送気するために送気ダクト１７が設けられている。

図２は、実施の形態１に係る空気清浄器に用いられるケミカル除去フィルターの詳細断面図（ａ）及びＡ−Ａ'での断面図（ｂ）である。ケミカル除去フィルター１５は、チューブ状の拡散スクラバー１８と、ケミカル除去フィルター１５内であって拡散スクラバー１８の外側の領域に導入された純水等からなる吸収液１９と、吸収液１９を注入する注入口２０と、吸収液１９を排出する排出口２１が設けられている。

拡散スクラバー１８として、多孔質の高分子材料を用いる。具体的には、ポリオレフィン系や、フッ素系の高分子材料を用いる。また、拡散スクラバー１８は、通常はチューブ状に構成されているが、平膜状に構成してもよい。

そして、ケミカル除去フィルター１５は、空気を拡散スクラバー１８に通過させ、空気中のケミカル成分を拡散スクラバー１８の外側に拡散させて除去する。具体的には、拡散スクラバー１８の外側に拡散させたケミカル成分を吸収液１９に吸収させ、吸収液１９を排出する。

この吸収液１９は、除去するケミカル成分に応じて選択する。例えば、水溶性物質を除去する場合は、吸収液１９として純水を用いる。また、純水に吸収されにくいＳＯｘ、ＮＯｘ系物質を除去する場合は、過酸化水素水などの酸化剤を微量（数％以下）含んだ純水を用いる。そして、非水溶性の有機物質を除去する場合は、アセトンやメタノールなどの有機剤を微量（数％以下）含んだ純水を用いる。

なお、吸収液１９は、注入口２０から必要量補充され、排出口２１から排出されるため、拡散スクラバー１８から拡散したケミカル成分がケミカル除去フィルター１５内に高濃度で滞留することはない。

また、吸収液の代わりに窒素をケミカル除去フィルターの拡散スクラバーを覆うように導入してもよい。即ち、図２において、注入口２０から窒素をケミカル除去フィルター１５に導入し、排出口２１から排出する。また、窒素の代わりに乾燥空気を用いることもできるが、ケミカル成分が１ｐｐｂ以下の低濃度のものを用いる必要がある。

さらに、実施の形態１に係る空気清浄器では、ケミカル除去フィルター１５の入口側から空気の一部を導入する入口側測定用拡散スクラバー２２が設けられている。そして、送気ファン１４を通過した空気は、ケミカル除去フィルター１５だけでなく、入口側測定用拡散スクラバー２２にも導入される。この入口側測定用拡散スクラバー２２の外側に吸収液２３を流し、入口側測定用拡散スクラバー２２から拡散したケミカル成分を吸収液２３に吸収させる入口側導入管２４が設けられている。そして、吸収液２３は、入口側導入管２４、分岐バルブ２５及び分岐導入管２６を通って、イオンクロマト２７に導入される。

また、ケミカル除去フィルター１５の出口側から空気の一部を導入する出口側測定用拡散スクラバー２８が設けられている。そして、ケミカル除去フィルター１５を通過した空気は、ＨＥＰＡフィルター１６だけでなく、出口側測定用拡散スクラバー２８にも導入される。この出口側測定用拡散スクラバー２８の外側に吸収液２９を流し、出口側測定用拡散スクラバー２８から拡散したケミカル成分を吸収液２９に吸収させる出口側導入管３０が設けられている。そして、吸収液２９は、出口側導入管３０、分岐バルブ２５及び分岐導入管２６を通って、イオンクロマト２７に導入される。

ここで、分岐バルブ２５は、入口側と出口側の何れにおける空気中のケミカル成分の濃度を測定するかに応じて、入口側導入管２４と出口側導入管３０の何れか一方を選択し、分岐導入管２６に導通するように自動制御されている。ただし、手動で切り替えるように構成してもよい。

そして、測定器であるイオンクロマト２７は、分岐バルブ２５が選択した入口側導入管２４又は出口側導入管３０内の吸収液２３又は２９に含まれるケミカル成分の量を測定する。

以上説明した実施の形態１に係る空気清浄器は、処理前後の空気中に含まれるケミカル成分の濃度を装置の動作中に測定することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る空気清浄器を示す断面図である。図１と同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。

実施の形態１とは異なり、導入管３６を用いて、ケミカル除去フィルター１５を通過した空気の一部をケミカル除去フィルター１５内であって拡散スクラバーの外側の領域に導入する。そして、排気管３７を用いて、ケミカル除去フィルター１５内であって拡散スクラバーの外側の領域に導入された空気を排気する。

これにより、拡散スクラバー１８を通過する空気と、拡散スクラバー１８の外側に導入した空気との間に、ケミカル成分の濃度差が生じ、ケミカル成分の拡散が起こる。

このように、圧力差で自動的に導入管３６からケミカル除去フィルター１５に空気が導入され、排気も設置箇所に排気するだけでよい。従って、吸収液を導入及び除去する設備を設ける必要がないため、空気清浄器の構成を簡単にすることができる。

なお、ケミカル除去フィルター１５の入口側と出口側の空気をＧＣ−ＭＳ分析などの測定器に導入することにより、処理前後の空気中に含まれるケミカル成分の濃度を装置の動作中に測定することができる。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る空気清浄器に用いられるケミカル除去フィルターの詳細断面図である。図２（ｂ）と同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。

図示のように、ケミカル除去フィルター１５を挟むように２つの電極４１、４２を設ける。そして、電極４１を接地点４３に接続し、電極４２を電圧供給部４４に接続する。

電圧供給部４４は、２つの電極４１、４２に電圧を印加して、２つの電極４１、４２の間に電界を生じさせる。これにより、電界中のケミカル除去フィルター１５を通過する空気中のイオン性の不純物が拡散しやくなり、吸収液により吸収除去されやすくなる。

ただし、ケミカル除去フィルター１５に電界を長くかけ過ぎるとケミカル成分が吸収液に滞留し過ぎるため、電圧供給部４４は、２つの電極４１，４２への電圧の印加を周期的に止めるようにする。例えば、数時間電圧を印加するごとに数分間電圧の印加を止める。

以上の構成により、ケミカル成分の除去効率を向上させることができる。これに伴い、空気中のケミカル成分の濃度が高い場合でも十分に除去することができ、またケミカル除去フィルターに多くの空気を流すことができる。

実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る空気清浄器を示す断面図である。図１と同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。

実施の形態４に係る空気清浄器は、清浄化した空気の温度を調整する温度調整器５１と、湿度を調整する湿度調整器５２を更に有する。

また、ケミカル除去フィルター１５は、吸収液として純水を用いている。即ち、ケミカル除去フィルター１５は、空気を拡散スクラバーに通過させ、拡散スクラバーの外側に純水を流し、空気中のケミカル成分を拡散スクラバーの外側に拡散させて純水に吸収させ、純水を排出する。

そして、ケミカル除去フィルター１５から排出された純水のうち、流水計５３で制御された流量の純水を純水用拡散スクラバー５４に通過させる。この純水用拡散スクラバー５４は、純水中のケミカル成分を純水用拡散スクラバー５４の外側に拡散させて除去する。また、拡散したケミカル成分は、真空排気装置５５により排出する。

そして、湿度調整器５２において、純水用拡散スクラバー５４を通過した純水を噴霧ノズル５５で噴霧して、ケミカル除去フィルター１５を通過した空気の湿度を調整する。

以上の構成により、ボイラーシステムなどの大掛かりな設備を設けなくても、空気の湿度を調整することができる。

実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係る空気清浄器を示す概略図である。図示のように、メンテナンスゾーンに、取り込んだ空気中の粒子等を除去するファンフィルターユニット６１が接地されている。そして、ファンフィルターユニット６１から導入された空気は、送気ダクト６２により送気されて、クリーンルーム中に設置された装置６３に供給される。

図７は、送気ダクトを示す詳細断面図である。送気ダクト６２の途中には、拡散スクラバー７１が設けられている。この拡散スクラバー７１に導入された空気中のケミカル成分は拡散スクラバー７１の外側に拡散され、真空排気部７２により除去される。

ここで、拡散スクラバー７１の長さは、ケミカル成分の除去率や送気ダクト６２の送気風量などから適正な長さに設定される。また、拡散スクラバー７１を複数の管状に構成することで、ケミカル成分の除去率を向上させることができる。

このように、送気ダクトに拡散スクラバーを設けたことにより、拡散スクラバーの設置スペースを確保する必要がない。

また、送気ダクト６２の途中であって、拡散スクラバー７１の後段に、測定用拡散スクラバー７４を設けてもよい。そして、導入管７５により、測定用拡散スクラバー７４の外側に吸収液を流し、測定用拡散スクラバー７４から拡散したケミカル成分を吸収液に吸収させる。さらに、イオンクロマトなどの測定器７６により、導入管７５内の吸収液に含まれるケミカル成分の量を測定する。ただし、測定用拡散スクラバー７４は、拡散スクラバー７１の前段に設けてもよい。

これにより、処理前後の空気中に含まれるケミカル成分の濃度を装置の動作中に測定することができる。そして、手間がかかることなく、ケミカル除去フィルターの入口側及び出口側における空気中のケミカル成分の量を測定することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気清浄器を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る空気清浄器に用いられるケミカル除去フィルターの詳細断面図（ａ）及びＡ−Ａ'での断面図（ｂ）である。本発明の実施の形態２に係る空気清浄器を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係る空気清浄器に用いられるケミカル除去フィルターの詳細断面図である。本発明の実施の形態４に係る空気清浄器を示す断面図である。本発明の実施の形態５に係る空気清浄器を示す概略図である。本発明の実施の形態５に係る空気清浄器の送気ダクトを示す詳細断面図である。

符号の説明

１５ケミカル除去フィルター
１８拡散スクラバー
２２入口側測定用拡散スクラバー（測定用拡散スクラバー）
２４入口側導入管（導入管）
２７イオンクロマト（測定器）
２８出口側測定用拡散スクラバー（測定用拡散スクラバー）
３０出口側導入管（導入管）
３６導入管
３７排気管
４１，４２電極
４４電圧供給部
５２湿度調整器
５４純水用拡散スクラバー
６１ファンフィルターユニット
６２送気ダクト
７１拡散スクラバー

Claims

空気を拡散スクラバーに通過させ、前記空気中のケミカル成分を前記拡散スクラバーの外側に拡散させて除去するケミカル除去フィルターと、
前記ケミカル除去フィルターの入口側又は出口側の空気の一部を導入する測定用拡散スクラバーと、
前記測定用拡散スクラバーの外側に吸収液を流し、前記測定用拡散スクラバーから拡散したケミカル成分を前記吸収液に吸収させる導入管と、
前記導入管内の吸収液に含まれるケミカル成分の量を測定する測定器とを有することを特徴とする空気清浄器。
空気を拡散スクラバーに通過させ、前記空気中のケミカル成分を前記拡散スクラバーの外側に拡散させて除去するケミカル除去フィルターと、
前記ケミカル除去フィルターを通過した空気の一部を前記ケミカル除去フィルター内であって前記拡散スクラバーの外側の領域に導入する導入管と、
前記ケミカル除去フィルター内であって前記拡散スクラバーの外側の領域に導入された空気を排気する排気管とを有することを特徴とする空気清浄器。
空気を拡散スクラバーに通過させ、前記空気中のケミカル成分を前記拡散スクラバーの外側に拡散させて除去するケミカル除去フィルターと、
前記ケミカル除去フィルターを挟むように設けられた２つの電極と、
前記２つの電極に電圧を印加して前記２つの電極の間に電界を生じさせる電圧供給部とを有することを特徴とする空気清浄器。
前記電圧供給部は、前記２つの電極への電圧の印加を周期的に止めることを特徴とする請求項３記載の空気清浄器。
空気を拡散スクラバーに通過させ、前記拡散スクラバーの外側に純水を流し、前記空気中のケミカル成分を前記拡散スクラバーの外側に拡散させて前記純水に吸収させ、前記純水を排出するケミカル除去フィルターと、
前記ケミカル除去フィルターから排出された純水を通過させて、前記純水中のケミカル成分を除去する純水用拡散スクラバーと、
前記純水用拡散スクラバーを通過した純水を噴霧して、前記ケミカル除去フィルターを通過した空気の湿度を調整する湿度調整器とを有することを特徴とする空気清浄器。
ファンフィルターユニットと、
前記ファンフィルターユニットから導入された前記空気を送気する送気ダクトと、
前記送気ダクトの途中に設けられ、前記空気中のケミカル成分を外側に拡散させて除去する拡散スクラバーとを有することを特徴とする空気清浄器。