JP2006162131A

JP2006162131A - 乾式除湿装置

Info

Publication number: JP2006162131A
Application number: JP2004352599A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kurosu; 昇黒須; Kenzo Kojima; 健蔵小島; Mitsuo Ishigawara; 光男石川原
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】エネルギ消費量が少なく、コストを低減するとともに、供給する低露点空気の露点温度を一定に維持することのできる乾式除湿装置を提供する。
【解決手段】
端面がロータ除湿部とロータ再生部に仕切られたロータを回転させながら、前記ロータ除湿部に処理空気を通過させて除湿し低露点空気とし、前記低露点空気を低湿度空調室に供給するとともに、前記ロータ再生部に加熱空気を通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記低露点空気の露点温度を検出する測定手段を設け、前記露点温度に応じて制御手段により前記ロータ再生部の加熱空気の動力源となる再生用電気ヒータの運転を調節し、前記低湿度空調室に供給する低露点空気の露点温度を制御する乾式除湿装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾式除湿装置に関するものである。

半導体の製造プロセスは、水分の影響を受けやすいため、乾燥しかつ低露点の雰囲気を有する環境で製造される。このため、低露点空気を供給する除湿装置を備えている。ところで、空気を除湿する方法として、従来から冷却除湿方法が周知であるが、この冷却除湿方法では露点温度が約−５℃以上の空気しか生成できず、低露点を要求する製造プロセスの環境には対応できない。

そこで、低露点空気を供給する除湿機として、回転式のロータを用いた乾式除湿装置が使用されている。この乾式除湿装置には、塩化リチウムや塩化カルシウムなどの吸収液を含浸させたハニカム状のロータやシリカゲル、ゼオライトなどの吸着剤で構成したロータが設けられ、そのロータ端面側が除湿部と再生部に仕切られており、ロータを低速で回転させながら除湿部に処理空気を通過させることによって空気を除湿するとともに、再生部に加熱空気を通過させることによってロータを再生する。これによって、前記吸収液や吸着剤中に含まれた水分を加熱空気で蒸発させて、連続的に除湿処理を行うように構成されている。

このような乾式除湿装置を用いて低露点空気を供給する場合、乾式除湿装置を１段のロータで処理する方式と、複数段のロータを直列に設ける方式がある。１段のシステムは、初期コストは安価であるが、消費エネルギが多い。また、過剰な除湿や再生を防止する目的で、バイパスを介して除湿部通過前の高露点の空気を除湿部通過後の低露点のドライ空気に混合し、ドライルームなどの目的室の内部負荷による露点温度変化に応じて、供給するドライ空気の露点温度を制御したものもある（例えば特許文献１参照）。

このような乾式除湿装置を用いて空気を除湿する場合、冷却除湿よりもエネルギ消費が多く、省エネルギが求められている。さらに、前記の製造プロセスはほとんどが２４時間連続運転であり、エネルギの低減がランニングコストを含めた設備コストに与える影響が非常に高いため、エネルギの低減がさらに強く求められているのが実状である。

この場合、従来の乾式除湿装置の再生部加熱空気は、ロータに吸着した水分を乾燥させるため一定動力で行っていた。したがって、処理前空気の露点温度が低い場合には、供給する低露点空気の露点温度も要求する露点温度より低くなり、供給する低露点空気の露点温度は処理前空気の露点温度に大きく左右されるという問題があった。また、処理前空気の露点温度が低い場合には、供給する低露点空気の露点温度も要求する露点温度より低くなるため、一定動力の運転では過剰にエネルギを消費する。

特開２００４−８９１４号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、部分的に低露点空気を必要とする低湿度空調室に低露点空気を供給するにあたり、従来よりもエネルギ消費が少なく、コストを低減するとともに、供給する低露点空気の露点温度を一定に維持することのできる乾式除湿装置を提供すること目的とする。

本発明は、次のものに関する。
（１）端面がロータ除湿部とロータ再生部に仕切られたロータを回転させながら、前記ロータ除湿部に処理空気を通過させて除湿し低露点空気とし、前記低露点空気を低湿度空調室に供給するとともに、前記ロータ再生部に加熱空気を通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記低露点空気の露点温度を検出する測定手段を設け、前記露点温度に応じて制御手段により前記ロータ再生部の加熱空気の動力源となる再生用電気ヒータの運転を調節し、前記低湿度空調室に供給する低露点空気の露点温度を制御することを特徴とする乾式除湿装置。
（２）前記低露点空気の露点温度が、０℃以下である項（１）記載の乾式除湿装置。

本発明の乾式除湿装置では、ロータ除湿部通過後の低露点空気の露点温度に応じて、ロータ再生部を通過する加熱空気の動力源を制御できるようにしたので、過剰な除湿や再生を防止することができ、これにより、乾式除湿機のランニングコストを低減することができるとともに、供給する低露点空気の露点温度を一定に維持することができる。

本発明の乾式除湿装置は、端面がロータ除湿部とロータ再生部に仕切られたロータを回転させながら前記ロータ除湿部に処理空気を通過させて該処理空気を除湿し低露点空気とし、前記低露点空気を低湿度空調室若しくは空調部分に供給するとともに、前記ロータ再生部に加熱空気を通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記低露点空気の露点温度を検出する測定手段を設け、前記露点温度に応じて制御手段により前記ロータ再生部を通過する加熱空気の動力源となる再生用電気ヒータの運転を調節し、前記除湿部を通過する低露点空気の露点温度を制御することを特徴とするもので、供給する低露点空気の露点温度を一定に維持することができる作用を有する。また前記低露点空気の露点温度が、０℃以下であることが好ましく、−１０〜−２０℃であることがより好ましい。０℃を超すと低露点を要求する製造プロセスの環境には対応できない。−２０℃未満では、ランニングコストのわりには、効果が小さい。

本発明の乾式除湿装置のロータは、例えば塩化リチウムや塩化カルシウムなどの吸収液を含浸させたハニカム状やシリカゲル、ゼオライトなどの吸着剤で構成され、そのロー夕端面側がロータ除湿部とロータ再生部に仕切られており、回転駆動手段によって回転駆動される。なおロータを低速で回転させることが可能であれば、回転駆動手段としては特に限定しない。

例えば、処理空気（導入外気ＯＡ）は外気導入ダクトから導入され、フィルタを通過後、外気処理ファンによってロータ除湿部入口に導入される。そして、その後ロータ除湿部を通過することによって、例えば、露点温度−６℃以下まで除湿され、低露点空気となる。なお、空気流量を調節するため外気導入ダクト中にダンパが設けられていてもよく、これにより各系統の空気流量調節が容易に行えるようになっている。

そして、ロータ除湿部を通過して除湿され、低露点となった低露点空気は出口から出た後、供給空気ＳＡとして低湿度空調室若しくは装置のチャンバー等の部分的な空調あるいは吹付けに供給されてもよい。

一方、導入外気ＯＡは、再生用電気ヒータを通過することによって加熱され加熱空気となる。そして加熱空気は、ロータ再生部に導入され、ロータを再生する。これによって、ロータの吸収液や吸着剤中に含まれた水分を加熱空気で蒸発させて、連続的に除湿処理を行うように構成されている。そしてロータ再生部の出口から出た加熱空気は、排気ＥＡとして排気ダクトから、乾式除湿装置の外部に排出される。以上のように、ロータは回転することによって除湿と再生を繰り返しながら使用され、低湿度の低露点空気が安定して供給される。

ところで、導入外気ＯＡは季節（例えば、夏期：６〜８月、冬期：１２、１、２月、中間期：夏期と冬期以外の月）により露点温度が大きく変化する。このため、ロータ除湿部通過後の低露点空気の露点温度も導入外気により大きく変動する。この露点温度変動をなくすためには、低湿度空調室に供給される低露点空気の露点温度を調節する必要がある。そこで、ロータ除湿部通過後のダクト内に設置された測定手段によって低湿度低露点空気の露点温度を検出し、その検出値を制御装置に伝達する。なお測定手段としては、露点計や露点温度センサが挙げられる。

制御装置は検出された露点温度に応じて、再生部加熱空気の動力源となる再生用電気ヒータの出力を制御し、低湿度空調室に供給される低露点空気の露点温度を調節する。すなわち再生用電気ヒータの出力を制御し、加熱空気の温度等を制御することにより、ロータの吸収液や吸着剤中に含まれる水分量を適正に制御する。ロータを適正な状態に再生することにより、乾式除湿機は、導入外気ＯＡを過剰に除湿することも、また過剰に再生加熱をすることなく、低湿度空調室に所定の露点温度の低露点空気を供給することができ、消費エネルギが少なく、ランニングコストを低減できる。つまり、導入外気ＯＡの露点温度が低ければ、再生用電気ヒータの出力を自動的に抑え、また導入外気ＯＡの露点温度が高ければ、再生用電気ヒータの出力を自動的に増加させればよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は本実施に係わる乾式除湿装置概略の構成を示している。

（実施例１）
乾式除湿装置１のロータ９を回転させ、処理ファン２、再生ファン３が駆動し、処理空気（導入外気ＯＡ）を、外気導入ダクトを介してロータ除湿部４に導入した。ロータ除湿部４に導入された処理空気は、ロータ除湿部４を通過することによって、例えば、露点温度−１５℃まで除湿され、低露点空気となった。

ロータ除湿部の出口から出た低露点空気を、処理ファン２によって供給ダクトを通って、供給空気ＳＡとして低湿度空調室に供給した。一方、露点温度センサ７により測定された露点温度（−１５℃）が、制御装置８に伝達され、低露点空気の露点温度が常に０〜−１５℃になるように、再生用電気ヒータ６の出力を制御した。ロータ再生部には、再生ダクトを通って、再生ファン３によって導入外気ＯＡが送られ、前記の出力が制御された再生用電気ヒータ６を通過することによって加熱され、加熱空気となった。再生ファン３によって加熱空気は、ロータ再生部５に導入され、ロータを、適正な状態に再生した。そして、加熱空気を排気ＥＡとして排気ダクトから、乾式除湿装置の外部に排出した。乾式除湿装置１を運転した結果を、下記表１に示した。

（比較例１）
再生用電気ヒータ６の出力を一定にした以外は、実施例１と同様にして、乾式除湿装置を運転した。その結果、露点温度は、−２５〜０℃であり、再生用電気ヒータ６の消費電力は、２２ｋＷ一定であった。

実施例１は、比較例１と比べ、低露点空気（処理空気）の露点温度の変動が小さく、または、トータルでの出力（消費電力）も少ないことがわかった。

本発明の実施の形態に係る乾式除湿装置の全体構成図である。

符号の説明

１…乾式除湿装置
２…処理ファン
３…再生ファン
４…ロータ除湿部
５…ロータ再生部
６…再生用電気ヒータ
７…露点温度センサ
８…制御装置
９…ロータ
１０処理フィルタ
１１…再生フィルタ
ＯＡ…導入外気
ＳＡ…供給空気
ＥＡ…排気

Claims

端面がロータ除湿部とロータ再生部に仕切られたロータを回転させながら、前記ロータ除湿部に処理空気を通過させて除湿し低露点空気とし、前記低露点空気を低湿度空調室に供給するとともに、前記ロータ再生部に加熱空気を通過させて、前記ロータを再生する乾式除湿装置において、前記低露点空気の露点温度を検出する測定手段を設け、前記露点温度に応じて制御手段により前記ロータ再生部の加熱空気の動力源となる再生用電気ヒータの運転を調節し、前記低湿度空調室に供給する低露点空気の露点温度を制御することを特徴とする乾式除湿装置。
前記低露点空気の露点温度が、０℃以下である請求項１記載の乾式除湿装置。