JP2006142238A

JP2006142238A - 密閉チャンバの湿度調整装置

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Publication number: JP2006142238A
Application number: JP2004337594A
Authority: JP
Inventors: Shiro Wada; 史朗和田
Original assignee: MIWA SEISAKUSHO KK
Current assignee: MIWA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-11-22
Also published as: JP4642440B2

Abstract

【課題】この発明は、低湿度から高湿度まで幅広いレンジでの湿度調整をシステムが複雑化することなく対応できる湿度調整装置を提供することを課題とする。
【解決手段】この発明は、外部と気密状に区画されたグローブボックス１の本体ボックス２と、この本体ボックス２に連通可能に設けられ、内部に吸着材を備えた充填塔２３とこの吸着材を加熱するヒータ２４を有する湿度調整装置２０とを有し、本体ボックス２と充填塔２３との間を置換ガスを循環させ、吸着材への水分の吸着又は放出により本体ボックス２内の湿度を調整する。
【選択図】図２

Description

この発明は、グローブボックスなどの密閉チャンバ内を所定の湿度状態に調整する密閉チャンバの湿度調整装置に関するものである。

気密状態に内外の雰囲気が遮断された密閉チャンバとしてグローブボックスがよく用いられている。このグローブボックスは、大気中では不安定な固体、粉体、放射性物質、極めて毒性の強い物質又は空気中の酸素と反応して爆発する物質等を乾燥雰囲気あるいは不活性雰囲気中で取り扱う作業に用いられ、作業空間をその外部と気密状に区画する本体ボックス内を真空掃引した後、ドライエアーあるいは窒素（Ｎ₂）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス、もしくは二酸化炭素（ＣＯ₂）などの環境試験ガスを充満させて乾燥雰囲気あるいは不活性雰囲気などを本体ボックス内に形成するようにしている。

グローブボックスなどの密閉チャンバにおいては、大気中とは異なる雰囲気制御が要求されており、特に湿度をコントロールすることは、四季がある日本にとっては重要なファクタである。湿度をコントロールして、一定の湿度に保持することで、製品品質を一定にすることができる。

密閉チャンバに、水分吸着装置と水分を供給する水分供給装置とをそれぞれ設け、密閉チャンバ内の湿度をコントロールする装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２３７９４号公報

従来の密閉チャンバにおける湿度調整は、水分吸着装置により、水分を吸着させて湿度を低下させ、湿度を上昇させるためには、水分供給装置により、水分を供給して加湿するように調整している。このため、水分吸着装置と加湿のための水分供給装置を必要とし、システムが複雑になるという問題があった。

この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたものにして、低湿度から高湿度まで幅広いレンジでの湿度調整をシステムが複雑化することなく対応できる湿度調整装置を提供することを課題とする。

この発明は、外部と気密状に区画された密閉チャンバと、このチャンバに連通可能に設けられ、内部に吸着材を備えるとともにこの吸着材を加熱する加熱装置を有する湿度調整装置とを有し、前記吸着材の温度を制御し、吸着材への水分の吸着又は放出により密閉チャンバ内の湿度を調整することを特徴とする。

また、前記密閉チャンバと湿度調整装置との間で密閉チャンバ内の置換ガスを循環させて湿度調整を行うように構成すればよい。

さらに、前記湿度調整装置は、吸着材を充填した充填塔と吸着材を加熱する加熱装置を備えて構成することができる。

また、前記充填塔を２塔備え、低湿度調整用充填塔と高湿度調整用充填塔を区別して構成してもよい。

さらに、前記加湿調整装置と密閉チャンバとの間に熱交換機を設けるとよい。

この発明は、吸着材を加熱することで、吸着材による水分の吸着又は放出を制御することができ、低湿度から高湿度まで吸着材によるラインにより湿度調整を行え、構造を複雑にすることなく密閉チャンバの湿度調整が行える。

以下、この発明の実施形態につき図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用される密閉チャンバとしてのグローブボックスを示す正面図、図２は、この発明の実施形態にかかる湿度調整装置を備えた密閉チャンバシステムを示す構成図である。

図１に示すように、気密状態に内外の雰囲気が遮断されたグローブボックス１は、ガス循環装置により本体ボックス２の内部がガス置換される。このグローブボックス１は、作業空間をその外部と気密状に区画する本体ボックス２と、一端を本体ボックス２内に連通させ、他端を大気中に連通させた筒状の予備ボックス３と、この予備ボックス２の内部空間４を本体ボックス２内に連通させる内側開口部５を開閉する内側ハッチ６と、前記予備ボックス３の内部空間４を大気中に連通させる外側開口部７を開閉する外側ハッチ８とを備える。

本体ボックス２の前面の上部は斜め上向きに傾斜させた窓ガラス９で覆われ、下部には人の手を本体ボックス２内に入れるための１対の開口部１０が形成されてる。この開口部１０は手袋で気密状に覆われ、更に、不使用時等に本体ボックス２内と外部とを隔離するために取外し可能な蓋１１で閉じられている。

また、本体ボックス２の下部には本体ボックス２の内部を図示しない真空ポンプの吸入口に連通させるガスパイプ１２と、本体ボックス２内にドライエアー、不活性ガスなどの雰囲気ガスを供給するためのガス供給パイプ１３とが連通させてあり、本体ボックス２の上部にはエアパージ用のパージパイプ１４を連通させてあり、このパージパイプ１４に分岐管１５を介して酸素計を分岐接続して本体ボックス２内の雰囲気を確認できるようにしている。図示はしないが、このグローブボックス１には、酸素濃度を調整制御する装置が設けられており、この酸素計からの出力に応じて、微量酸素状態に制御することができる。

また、本体ボックス２内を所定の温度に調整できる温度制御装置を設けることにより、恒温チャンバーとして用いるように構成できる。

さらに、このグローブボックス１は、湿度調整装置の配管系と接続するために、本体ボックス２の下部に設けられた排気口２１と、本体ボックス２内に湿度調整用のガスを流入するための湿度調整用ガス供給パイプ２２が設けられている。そして、本体ボックス２内の湿度を測定するために、図示はしないが、露点計が設けられている。

予備ボックス３は、特に限定されるものではないが、これを介して本体ボックス２に処理物を出し入れする作業の作業性を高めるために、横軸に配置され、その一端部が本体ボックス２の例えば右横側壁１６に気密状に固定されている。

また、この予備ボックス３の一端部は本体ボックス２内に突入させてあり、その一端面を全面的に開放して内側開口部５を形成している。

ところで、従来は湿度調整を行うためには加湿側にて水分を加え、吸湿側ではシリカゲルや活性アルミナなどの吸着材を使って水分を吸着するという作業を行っていた。このため、従来は、加湿側ラインと吸湿側ラインとの２系統のラインを必要としていた。これに対して、この発明では、１つのラインで吸湿並びに加湿の湿度調整を行うように構成したものである。本体ボックス２の下部に設けられた排気口２１と湿度調整用ガス供給パイプ２２との間の１つのラインに、吸湿並びに加湿を行うための湿度調節装置２０が設けられている。

この湿度調整装置２０は、シリカゲルや活性アルミナなどの吸着材が充填された充填塔２３を備え、この充填塔２３はヒータ２４により、充填された吸着材が加熱可能に構成されている。吸着材の性質として、処理するエアの湿度が低くなれば吸着量は減少し、吸着材の温度が上昇する吸着率は急減する傾向にある。また、吸着材を再生する温度に加熱すると、吸着材中の水分が放出される。

この発明では、上記した吸着材の性質を用いて、充填塔２３に充填された水分を吸着する吸着材を加熱することにより、吸着材中の水分を放出させ、その時点で発生する水分で加湿する。乾燥状態へ戻すときには、加熱を止めて吸着材で水分を吸着し、除湿を行うものである。

図２のシステム図に示すように、排気口２１と、湿度調整用ガス供給パイプ２２との間に、ガスラインとバルブ２０１〜２０７を用いて湿度調節装置２０が設けられている。この湿度調節装置２０は、バルブ２０１〜２０７、送風機２１０、内部に吸着材が充填された充填塔２３、吸着材を加熱するヒータ２４、真空ポンプ２１１、これらを接続するガスライン用パイプ、各種機器を制御するコントローラ２００とを備える。

排気口２１と送風機２１０とはバルブ２０１を介してガスラインにより接続され、また、送風機２１０は、バルブ２０６を介して大気と解放可能に構成されている。そして、送風機２１０は、ガスラインとバルブ２０２を介して吸着材が充填された充填塔２３のガス流入口に接続され、充填塔２３のガス流出口と湿度調整用ガス供給パイプ２２間は、ガスラインと、バルブ２０３、２０４を介して接続される。また、充填塔２３のガス流入口に連なるガスラインにはバルブ２０５介して真空ポンプ２１１が接続されている。

コントローラ２００は、グローブボックス１の本体ボックス２内の湿度を測定するための露点計３１からの出力が与えられ、この露点計３１の出力に応じて、充填塔２３内に充填された吸着材の温度を制御するためにヒータ２４の出力を制御する。なお、充填塔２３には、内部に充填された吸着材の温度並びに内部圧力を示す表示部が設けられている。

上記したシステムにおいて、グローブボックス１の本体ボックス２内の湿度をガス循環させて調整する際には、図中矢印で示すように、本体ボックス２内のガスが排出口２１から送風機２１０により充填塔２３内に入り、ガスが充填塔２３の吸着材で加湿又は除湿され、ガス供給パイプ２２から本体ボックス２内にガスが与えられる。このように、湿度調整装置２０内をガスが循環することで、本体ボックス２内の湿度が調整される。

次に、図１に示したシステム構成の装置において、湿度調整行う方法につき具体的に説明する。まず、本体ボックス２内をドライエアー、不活性ガスなどの所定の雰囲気ガスに置換する。そして、置換した雰囲気ガスを用いて、本体ボックス２内を所定の湿度に調整するために、湿度調整装置２０により湿度調整を行う。低湿度調整を行う場合につき説明する。

充填塔２３内に充填した吸着材の温度を５０℃〜１００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。この吸着材の温度は、予め期待する湿度との関係を実験等により求めておき、対応する温度に設定する。そして、バルブ２０１、２０２、２０３、２０４を開放し、バルブ２０６、２０５、２０７を遮蔽する。そして、送風機２１０を運転し、雰囲気ガスを本体ボックス２内から充填塔２３を経て本体ボックス２内へと循環させる。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応するために温度を調整し、本体ボックス２内の湿度を所定の湿度に保持する。

また、吸着材の温度制御と並行して露点計３１からの出力により、コントローラ２００がヒータ２４を制御し、吸着材の温度を変化させ、本体ボックス２内の湿度を制御するように構成してもよい。

吸着材の再生については、充填塔２３内の吸着材の温度を２００℃程度にヒータ２４により加熱し、バルブ２０３、２０２、２０７を閉じて、バルブ２０５を開放して真空ポンプ２１１を作動して真空乾燥を行い、吸着材に吸着した水分を乾燥さす。

次に、上記低湿度状態より湿度が高い第１の中湿度調整を行う場合につき説明する。
充填塔２３内に充填した吸着材の温度を５０℃〜１００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、２０４を開放し、その他のバルブ２０１、２０２、２０５、２０６、２０７は閉じておく。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度が中湿度まで上昇する。

吸着材の再生については、充填塔２３内の吸着材の温度を２００℃程度にヒータ２４により加熱し、バルブ２０３、２０２、２０７を閉じて、バルブ２０５を開放して真空ポンプ２１１を作動して真空乾燥を行う。なお、吸着材に水分を導入させる必要がある場合には、バルブ２０２、２０６、２０７を開放し、送風機２１０を運転し、大気よりの吸着材への水分導入を行えばよい。

次に、第１の中湿度より湿度の高い第２の中湿度調整を行う場合につき説明する。
充填塔２３内に充填した吸着材の温度を１００℃〜２００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、バルブ２０４を開放し、その他のバルブ２０１、２０２、２０５、２０６、２０７は閉じておく。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度を上昇させる。

吸着材の再生については、バルブ２０２、バルブ２０６、バルブ２０７を開放し、送風機２１０を運転し、大気よりの吸着材への水分導入を行う。

次に、第２の中湿度より湿度の高い高湿度調整を行う場合につき説明する。
充填塔２３内に充填した吸着材の温度を１５０℃〜３００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、バルブ２０４を開放し、その他のバルブ２０１、２０２、２０５、２０６、２０７は閉じておく。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度を上昇させる。

吸着材の再生については、バルブ２０２、２０６、２０７を開放し、送風機２１０を運転し、大気よりの吸着材への水分導入を行う。

上記した図１に示すシステムを用いて、具体的に湿度調整試験を行った結果を図３及び図４に示す。試験は、低湿度と高湿度の２種類の試験を行った。

材料としては、吸着材として、ユニオン昭和株式会社の商品名ＡＧＰを用い、吸着材の全体の重量は９Ｋｇとした。

グローブボックス１は、株式会社美和製作所の商品名１ＡＤＢ−３を用いた。このグローブボックス１の本体ボックス２の容量は１３０リットル（Ｌ）である。

充填塔２３は、径２７０ｍｍ、高さ３８０ｍｍ、そして、ヒータ２４により４００℃まで加熱することができる装置を用いた。

送風機２１０は、風量１０ｍ³／時間の能力のものを用いた。

また、露点計３１として、日本パナメトリクス株式会社のＭＴＳ−５を用いた、この装置は、露点温度＋２０〜−１１０℃の間で測定が行えるものである。

湿度調整試験は、周囲温度２５℃で、吸着材の温度の温度を６０℃に制御する低湿度調整試験と吸着材の温度を２５０℃に制御する高湿度調整試験を行った。図３は、吸着材の温度の温度を６０℃に制御する低湿度調整試験、図４は、吸着材の温度の温度を２５０℃に制御する高湿度調整試験のそれぞれ経過時間における吸着材を加熱するヒータの温度と露点温度を測定した結果であり、黒丸が露点温度、四角がヒータ温度である。

試験は、グローブボックス１の本体ボックス２内をアルゴン雰囲気に置換した後、上記した低湿度調整と高湿度調整の方法でそれぞれ湿度調整を行った。

低湿度調整の際には、送風機により、流量１０ｍ³／時間でアルゴンガスを本体ボックス２から充填塔２３を経て本体ボックス２にへと循環させた。そして、充填塔２３内の吸着材の温度を６０℃に維持するために、ヒータ２４を５５℃から１１０℃の間で温度制御を行った。

また、高湿度調整の際には、送風機２１０は停止させ、充填塔２３内の吸着材の温度を２５０℃に維持するために、ヒータ２４を２５０℃前後で温度制御を行った。

図３及び図４に示すように、容積１３０Ｌの本体ボックス２を用いて、上記した方法、条件で試験を行い評価をしたところ、露点−７４℃（２５℃での相対湿度（ＲＨ）０．００６３％）および、露点１０℃（２５℃での装置湿度（ＲＨ）３８％）と広範囲での湿度調整ができることが確認できた。

このことから、予め吸着材の温度、送風機による送風の有無などの各種条件を所望する湿度により求めておくことで、各種条件を設定して広範囲に湿度調整を行うことができる。

また、より高湿度側の出力が必要なときには、吸着材の加湿を行えば容易に加湿することができる。

次に、第２の実施形態につき、図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付す。

第１の実施形態は、吸着材を収容した充填塔を１つ用いて湿度調整を行う装置であるのに対し、この第２の実施形態は、２つの充填塔を用い、湿度調整の範囲をより広く構成したものである。すなわち、高湿度調整用の充填塔と、低湿度、中湿度調整用の充填塔とを分けて構成したものである。

この第２の実施形態は、排気口２１と湿度調整用ガス供給パイプ２２との間に、ガスラインとバルブ２０１〜２０７、２０８、２０９、２１２を用いて、２つの充填塔２３、２５を備えた湿度調節装置２０が設けられている。この湿度調節装置２０は、２つの充填塔２３，２５、バルブ２０７、２０８、２０９、２１２、送風機２１０、ヒータ２４、２６、熱交換機２７、真空ポンプ２１１、これらを接続するガスライン用パイプ、各種機器を制御するコントローラ２００とを備える。

排気口２１と送風機２１０とはバルブ２０１を介してガスラインにより接続され、また、送風機２１０は、バルブ２０６を介して大気に対して解放可能に構成されている。

送風機２１０は、ガスラインとバルブ２０２を介して吸着材が充填された第１の充填塔２３のガス流入口に接続され、充填塔２３のガス流出口と湿度調整用ガス供給パイプ２２間は、ガスラインと、バルブ２０３、熱交換機２７、バルブ２０４を介して接続される。また、第１の充填塔２３はバルブ２０７を介して大気に対して開放可能に構成されている。

さらに、この実施形態では、排気口２１に第２の充填塔２５が接続される。第２の充填塔２５のガス流入口にはバルブ２０９が接続され、送風機２１０とバルブ２０２、２０８を介して接続される。また、バルブ２０９にはバルブ２０５を介して真空ポンプ２１１に連なるガスラインが接続されている。

第２の充填塔２５のガス流出口と湿度調整用ガス供給パイプ２２間は、ガスラインと、バルブ２１２、熱交換機２７、バルブ２０４を介して接続される。

コントローラ２００は、グローブボックス１の本体ボックス２内の湿度を測定するための露点計３１からの出力が与えられ、この露点計３１の出力に応じて、充填塔２３及び充填塔２５内に充填された吸着材の温度を制御するためにヒータ２４、２６のそれぞれの出力を制御する。

なお、上記した熱交換機２７は、ガス循環時に加熱ガスが流れ、本体ボックス２内の温度に影響を与えないように設けたものである。

上記したシステムにおいて、グローブボックス１の本体ボックス２内の湿度をガス循環させて調整する際には、図中矢印で示すように、排出口２１から湿度調整用のガスが送風機２１０から充填塔２３内に入り、ガスは充填塔２３又は充填塔２５で加湿又は除湿され熱交換機２７で流れるガスの温度を所定の温度に調節し、ガス供給パイプ２２から本体ボックス２内にガスが与えられる。このように、湿度調整装置２０内をガスが循環することで、本体ボックス２内の湿度が調整される。

次に、図５に示したシステム構成の装置において、湿度調整行う方法につき具体的に説明する。まず、本体ボックス２内をドライエアー、不活性ガスなどの所定の雰囲気ガスに置換する。そして、置換した雰囲気ガスを用いて、本体ボックス２内を所定の湿度に調整するために、湿度調整装置２０により、湿度調整を行う。まず、低湿度調整を行う場合につき説明する。

第２の充填塔２５内に充填した吸着材の温度を５０℃〜１００℃程度まで、ヒータ２６により加熱する。この吸着材の温度は、予め期待する湿度との関係を実験等により求めておき、対応する温度に設定する。そして、バルブ２０１、２０８、２０９、２１２、２０４を開放し、その他のバルブ２０６、２０２、２０３、２０５は遮断した状態で送風機２１０を運転し、雰囲気ガスを本体ボックス２内から充填塔２５、熱交換機２７を経て本体ボックス２内へと循環させる。充填塔２５内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整し、本体ボックス２内の湿度を所定の湿度に保持する。

また、吸着材の温度制御と並行して露点計３１からの出力により、コントローラ２００がヒータ２６を制御し、本体ボックス２内の湿度を制御するように構成してもよい。

吸着材の再生については、充填塔２５内の吸着材の温度を２００℃程度にヒータ２６により加熱し、バルブ２０８、２１２を閉じて、バルブ２０９、２０５を開放して真空ポンプ２１１を作動して真空乾燥を行い、充填塔２５内の吸着材に吸着した水分を乾燥さす。

次に、上記低湿度より湿度の高い第１の中湿度調整を行う場合につき説明する。
第２の充填塔２５内に充填した吸着材の温度を５０℃〜１００℃程度まで、ヒータ２６により加熱する。バルブ２１２、バルブ２０４を開放し、その他のバルブはすべて閉じておく。第２の充填塔２５内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度を中湿度まで上昇させる。

吸着材の再生については、充填塔２５内の吸着材の温度を２００℃程度にヒータ２６により加熱し、バルブ２０８、２１０２閉じて、バルブ２０９、２０５を開放して真空ポンプ２１１を作動して真空乾燥を行い、充填塔２５内の吸着材に吸着した水分を乾燥さす。なお、吸着材に水分を導入させる必要がある場合には、バルブ２０８、２０６、２０９を開放し、送風機２１０を運転し、大気よりの吸着材への水分導入を行えばよい。

次に、第１の中湿度より湿度の高い第２の中湿度調整を行う場合につき説明する。
第２の充填塔２５内に充填した吸着材の温度を１００℃〜２００℃程度まで、ヒータ２６により加熱する。バルブ２１２、バルブ２０４を開放し、その他のバルブは閉じておく。充填塔２５内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度を上昇させる。

吸着材の再生については、バルブ２０６、２０８、２０９を開放し、送風機２１０を運転し、大気より吸着材への水分導入を行う。

次に、第２の中湿度より湿度が高い高湿度調整を行う場合につき説明する。
第１の充填塔２３内に充填した吸着材の温度を１５０℃〜３００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、バルブ２０４を開放し、その他のバルブは閉じておく。第１の充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分が熱交換機２７からバルブ２０４を介して本体ボックス２に入り、本体ボックス２内の湿度を上昇させる。

また、吸着材の温度制御と並行して露点計３１からの出力により、コントローラ２００がヒータ２４を制御し、本体ボックス２内の湿度を制御するように構成してもよい。

吸着材の再生については、バルブ２０２、バルブ２０６、バルブ２０７を開放し、送風機２１０を運転し、大気より吸着材への水分導入を行う。

次に、第３の実施形態につき、図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付す。

この第３の実施形態のシステムも第１の実施形態と同様に、排気口２１と、湿度調整用ガス供給パイプ２２との間にガスラインとバルブ２０１〜２０５を用いて湿度調節装置２０が設けられている。この湿度調節装置２０は、バルブ２０１〜２０５、２２０、送風機２１０、充填塔２３、ヒータ２４、真空ポンプ２１１、これらを接続するガスライン用パイプ、各種機器を制御するコントローラ２００とを備える。

排気口２１と送風機２１０とはバルブ２０１を介してガスラインにより接続されている。送風機２１０は、ガスラインとバルブ２０２を介して吸着材が充填された充填塔２３のガス流入口に接続され、充填塔２３のガス流出口と湿度調整用ガス供給パイプ２２間は、ガスラインと、バルブ２０３、２０４を介して接続される。また、充填塔２３のガス流入口に連なるガスラインにはバルブ２０５介して真空ポンプ２１１が接続されている。

コントローラ２００には、グローブボックス１の本体ボックス２内の湿度を測定するための露点計３１からの出力が与えられ、この露点計３１の出力に応じて、充填塔２３内に充填された吸着材の温度を制御するためにヒータ２４の出力を制御する。

上記したシステムにおいて、グローブボックス１の本体ボックス２内の湿度をガスを循環させて調整する際には、排出口２１から湿度調整用のガスが図中矢印で示すように、送風機２１０から充填塔２３内に入り、ガスは充填塔２３で加湿又は除湿され、ガス供給パイプ２２から本体ボックス２内にガスが与えられる。このように、湿度調整装置２０内をガスが循環することで、本体ボックス２内の湿度を調整する。

次に、図１に示したシステム構成の装置において、湿度調整行う方法につき具体的に説明する。まず、本体ボックス２内をドライエアー、不活性ガスなどの所定の雰囲気ガスに置換する。そして、置換した雰囲気ガスを用いて、本体ボックス２内を所定の湿度に調整するために、湿度調整装置２０により、湿度調整を行う。低湿度調整を行う場合につき説明する。

充填塔２３内に充填した吸着材の温度を５０℃〜１００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。この吸着材の温度は、予め期待する湿度との関係を実験等により求めておき、対応する温度に設定する。そして、バルブ２０１、２０２、２０３、２０４を開放し、バルブ２０５、２２０を閉じる。そして、送風機２１０を運転し、雰囲気ガスを本体ボックス２内から充填塔２３を経て本体ボックス２内へと循環させる。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応するために温度を調整し、本体ボックス２内の湿度を所定の湿度に保持する。

吸着材の再生については、充填塔２３内の吸着材の温度を２００℃程度にヒータ２４により加熱し、バルブ２０３、２０２、２２０を閉じて、バルブ２０５を開放して真空ポンプ２１１を作動して真空乾燥を行い、吸着材に吸着した水分を乾燥さす。

次に、低湿度より湿度の高い第１の中湿度調整を行う場合につき説明する。
充填塔２３内に充填した吸着材の温度を５０℃〜１００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、２０４を開放し、その他のバルブ２０１、２０２、２０５、２２０は閉じておく。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の中湿度まで上昇させる。

吸着材の再生については、充填塔２３内の吸着材の温度を２００℃程度にヒータ２４により加熱し、バルブ２０３、２０２、２２０を閉じて、バルブ２０５を開放して真空ポンプ２１１を作動して真空乾燥を行う。

次に、第１の中湿度より湿度の高い第２の中湿度調整を行う場合につき説明する。
充填塔２３内に充填した吸着材の温度を１００℃〜２００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、バルブ２０４を開放し、その他のバルブ２０１、２０２、２０５、２２０は閉じておく。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度を上昇させる。

吸着材の再生については、バルブ２０２、２０３、２０５を閉じて、バルブ２２０を開放し、給水して吸着材への水分導入を行う。

次に、第２の中湿度より高い高湿度調整を行う場合につき説明する。
充填塔２３内に充填した吸着材の温度を１５０℃〜３００℃程度まで、ヒータ２４により加熱する。バルブ２０３、バルブ２０４を開放し、その他のバルブ２０１、２０２、２０５、２２０は閉じておく。充填塔２３内の吸着材の温度が安定するまで待ち、期待する湿度へ対応する温度に調整する。このとき、送風機２１０は動作させず、雰囲気ガスは循環させない。吸着材を加熱することにより、吸着材から放出された水分により、本体ボックス２内の湿度を上昇させる。

吸着材の再生については、バルブ２０２、バルブ２０３、バルブ２０５を遮蔽し、バルブ２２０を開放して給水して吸着材への水分導入を行う。

なお、上記した実施形態においては、本体ボックス内をアルゴンガスで置換した場合について説明したが、ドライエアーあるいは窒素（Ｎ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス、もしくは二酸化炭素（ＣＯ₂）などの環境試験ガスなどを用いる場合にも同様に湿度調整を行うことができる。

この発明が適用される密閉チャンバとしてのグローブボックスを示す正面図である。この発明の第１の実施形態にかかる湿度調整装置を備えた密閉チャンバシステムを示す構成図である。吸着材の温度の温度を６０℃に制御する低湿度調整試験の経過時間における吸着材を加熱するヒータの温度と露点温度を測定した特性図である。吸着材の温度の温度を２５０℃に制御する高湿度調整試験の経過時間における吸着材を加熱するヒータの温度と露点温度を測定した特性図である。この発明の第２の実施形態にかかる湿度調整装置を備えた密閉チャンバシステムを示す構成図である。この発明の第３の実施形態にかかる湿度調整装置を備えた密閉チャンバシステムを示す構成図である。

符号の説明

１グローブボックス
２本体ボックス
２１排気口２１
２２湿度調整用ガス供給パイプ
２０湿度調節装置
２３充填塔
２４ヒータ
２００コントローラ
２０１〜２０７バルブ
２１０送風機
２１１真空ポンプ

Claims

外部と気密状に区画された密閉チャンバと、このチャンバに連通可能に設けられ、内部に吸着材を備えるとともにこの吸着材を加熱する加熱装置を有する湿度調整装置とを有し、前記吸着材の温度を制御し、吸着材への水分の吸着又は放出により密閉チャンバ内の湿度を調整することを特徴とする密閉チャンバの湿度調整装置。
前記密閉チャンバと湿度調整装置との間で密閉チャンバ内の置換ガスを循環させて湿度調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の密閉チャンバの湿度調整装置。
前記湿度調整装置は、吸着材を充填した充填塔と前記吸着材を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉チャンバの湿度調整装置。
前記充填塔を２塔備え、低湿度調整用充填塔と高湿度調整用充填塔を区別したことを特徴とする請求項３に記載の密閉チャンバの湿度調整装置。
前記加湿調整装置と密閉チャンバとの間に熱交換機を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の密閉チャンバの湿度調整装置。