JP2016068053A - 気体制御装置、及びロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法 - Google Patents
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を備える。また、気体制御装置1Xでは、ロータ2Xの外周にロータ2Xの外部への気体の漏れを抑制する外周シール部材3Xが設けられ、ロータ2Xの表面に再生ゾーン21Xと処理ゾーン22Xとの間での気体の混合を抑制するゾーン間シール材4Xが設けられている。再生ゾーン21Xを通過する気体(気流)と処理ゾーン22Xを通過する気体(気流)との混合経路には、ロータ2Xの表面とゾーン間シール材4Xとの隙間を通じて気体が混合する表面リーク、ロータ2Xの素子を気体が透過して気体が混合する内部リークがある。なお、図の「+」は、圧力を示す。例えば、再生ゾーン21Xの入口側の圧力は「
++」であり、再生ゾーン21Xの出口側の圧力は「+」であり、再生ゾーン21Xの入口側の圧力の方が再生ゾーン21Xの出口側の圧力よりも高いことを示す。
第1通気路、前記第2通気路、及び前記分岐路に跨って配置された回転自在なロータとを備えるロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法であって、前記ロータは、機能の異なる少なくとも3つの通気ゾーンに分割され、前記第1気体が通過する第1通気ゾーンと、前記第2気体が通過する第2通気ゾーンと、前記第1通気ゾーンと前記第2通気ゾーンとの間に設けられ、前記分岐路を流れる気体が通過するとともに、前記ロータの圧力を制御する圧力制御ゾーンを有し、前記圧力制御ゾーンの入口の圧力と前記圧力制御ゾーンの出口の圧力との差が小さくなるように制御される、ロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法である。本発明に係るロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法によれば、第1通気ゾーンと第2通気ゾーンとの間での気体の混合を抑制することができる。
図5Aは、第1実施形態に係る気体制御装置の概要を示す。図5Bは、第1実施形態に係る気体制御装置のシステム構成図を示す。第1実施形態に係る気体制御装置1は、再生通気路51、処理通気路52、ロータ2、圧力制御用通気路53、入口側ファン61、入口側ダンパ71、入口側差圧計81、入口側コントローラ91、出口側ファン62、出口側ダンパ72、出口側差圧計82、出口側コントローラ92を備える。また、ロータ2は、再生ゾーン21、処理ゾーン22、圧力制御ゾーン23に分割されている。なお、図5B等の図面における「+」は、圧力を示す。例えば、再生ゾーン21の入口側の圧力は「
++」であり、再生ゾーン21の出口側の圧力は「+」であり、再生ゾーン21の入口側の圧力の方が再生ゾーン21の出口側の圧力よりも高いことを示す。
ロータ2は、図示しない駆動源によって回転自在であり、ロータの両端面側に、チャンバ10,11を備える。チャンバ10,11は、再生通気路51、処理通気路52、圧力制御用通気路53の夫々に対応した室を有し、各室は仕切り板で仕切られている。再生通気路51、処理通気路52は、入口側、出口側、夫々がダクトなどで構成される。チャンバ10,11の外壁の端部、換言するとロータ2の外周には、ロータ2内からの気体の漏れを抑制する外周シール材3が設けられている。また、ロータ2の表面に近接するチャンバ10,11の仕切り板の端部には、各ゾーン間の気体の混合を抑制するゾーン間シール材4が設けられている。ロータ2は、例えばシリカゲルを添着したロータ、ゼオライトを添着したロータ、高分子収着剤を添着したロータ、塩化リチウム等の吸湿剤等を含浸させたロータによって構成することができる。
ブの先端をゾーン間シール部材4の近傍に挿入するとよい。これにより、より精度よく制御を行うことができる。入口側差圧計81には、一般的なデジタル微差圧計を用いることができる。
次に、第1実施形態に係る気体制御装置1の動作例について説明する。図6は、気体制御装置の処理フローを示す。以下の処理は、入口側コントローラ91及び出口側コントローラ92が実行する。ステップS01では、差圧及び設定値が取得される。具体的には、入口側の差圧(PV)、及び入口側の設定値(SV=±0)が取得され、出口側の差圧(
PV)、及び出口側の設定値(SV=±0)が取得される。入口側の差圧は、入口側差圧計81によって計測された計測値であり、出口側の差圧は、出口側差圧計82によって計測された計測値である。入口側の設定値、及び出口側の設定値は、既定値であり、予め入口側コントローラ91及び出口側コントローラ92に記憶されている。差圧、及び設定値が取得されると、ステップS02へ進む。
口側の差圧(PV)が出口側の設定値(SV=±0)を上回っている場合、出口側ファン62のインバータ出力周波数が上がるように制御される。その結果、出口側の差圧(PV)が出口側の設定値(SV=±0)に更に近づいてゆく。以上により、気体制御装置の処理が完了する。
以上説明した第1実施形態に係る気体制御装置1によれば、ロータ2の処理ゾーン22により、処理通気路52を流れる気体に含まれるVOCの吸着や、処理通気路52を流れる気体の調湿が可能となる。また、ロータ2の再生ゾーン21により、ロータ2の再生が可能となる。また、ロータ2で処理される気体が流れる方向は、ロータ2を再生するための気体が流れる方向と逆向きであり、第1実施形態に係る気体制御装置1は、所謂対向流方式である。そのため、第1実施形態に係る気体制御装置1は、所謂平行流方式で懸念される、吸着性能の低下や再生のための加熱量の増大の可能性が低く、所謂平行流方式よりも、効果的にロータ2を再生することができる。所謂平行流方式では、ロータ2における処理空気下流側の面(再生空気上流側の面)で再生・脱着が十分でないことが懸念される。第1実施形態に係る気体制御装置1は、所謂対向流方式であるため、ロータ2における処理空気下流側の面での再生・脱着を十分に行うことができる。
処理ゾーン22との間の差圧が大きくなった場合でも、圧力制御ゾーン23から再生ゾーン21への気体の漏れは抑制される。
ここで、図8Aは、第1実施形態の変形例1に係る気体制御装置のシステム構成図を示す。第1実施形態の変形例1に係る気体制御装置1は、第1実施形態と同じく、所謂対向流方式であるが、圧力制御用通気路53を流れる気体の方向は、再生通気路51を流れる気体の方向と異なっている。
る。また、例えば、圧力制御ゾーン23の出口側の圧力が再生ゾーン21の入口側の圧力を上回る場合、圧力制御ゾーン23の出口側の圧力を下げるため、出口側ダンパ72の開度が大きくなるように制御される。また、出口側ダンパ72が全開になっても、圧力制御ゾーン23の出口側の圧力が再生ゾーン21の入口側の圧力を上回る場合、出口側ファン62のインバータ出力周波数が上がるように制御される。
力制御制御ゾーンの入口側の圧力と出口側の圧力差が小さくなるように(図8Cでは、ほぼ等しい)制御される。
口側の圧力差が小さくなるようにする制御が不要となる。
図9は、第2実施形態に係る気体制御装置の構成例を示す。図10は、図9に示す第2実施形態に係る脱着装置の気流方向及び圧力制御ゾーンの圧力目標の一覧を示す。
N2)が通過する。また、気流方向は、処理ゾーン22を基準(正)とすると、再生ゾーン21が同じ(正)であり、第1圧力制御ゾーン231、第2圧力制御ゾーン232が再生ゾーン21と同じ(正)となる。また圧力目標は、第1圧力制御ゾーン231、第2圧力制御ゾーン232の圧力が、再生ゾーン21の圧力と同じとされている。
図11は、第3実施形態に係る気体制御装置の構成例を示す。図12は、図11に示す第3実施形態に係る脱着装置の気流方向及び圧力制御ゾーンの圧力目標の一覧を示す。
(PCZ2)は、パージ用通気路54から分岐した圧力制御用通気路532を流れる気体が通過する。図11(d)、図12に示すように、図11(d)の気体制御装置1では、処理ゾーン22、第1圧力制御ゾーン231には、気体として空気(Air)が通過し、再生ゾーン21、パージゾーン24、第2圧力制御ゾーン232には不活性気体(N2)が通過する。また、気流方向は、処理ゾーン22を基準(正)とすると、再生ゾーン21、パージゾーン24が「逆」であり、第1圧力制御ゾーン231が再生ゾーン21と同じで「逆」であり、第2圧力制御ゾーン232が処理ゾーン22と同じで「逆」である。また、圧力目標は、第1圧力制御ゾーン231の圧力が再生ゾーン21と同じであり、第2圧力制御ゾーン232の圧力が、処理ゾーン22の圧力と同じとされている。
図13は、第4実施形態に係るVOC処理システムの一例を示す。第4実施形態に係るVOC処理システム101は、塗工機102からの排気に含まれるVOCをロータ2で吸着・濃縮した後、冷却凝縮して回収する、循環型のVOC回収設備である。第4実施形態に係るVOC処理システム101では、処理通気路52がVOC発生源としての塗工機102に接続されている。処理通気路52は、塗工機102から排出されたVOCを含む空気が、ロータ2で清浄化された後、塗工機102に供給されるよう、一端に塗工機102の排出口が接続され、他端に塗工機102の供給口が接続され、通気路の途中にロータ2が設けられている。圧力制御用通気路は、第1圧力制御ゾーン231を通る圧力制御用通気路531と、第2圧力制御ゾーン232を通る圧力制御用通路532と、によって構成されている。第1圧力制御ゾーン231を通る圧力制御用通気路531は、処理通気路52の、ロータ2よりも下流側で分岐し、通気路途中にロータ2が位置し、処理通気路52の、ロータよりも上流側で合流している。第1圧力制御ゾーン231を通る圧力制御用通気路531は、処理通気路52の、ロータ2よりも上流側で分岐し、通気路途中にロータ2が位置し、処理通気路52の、ロータよりも下流側で合流している。
図14は、第5実施形態に係る除湿システムの一例を示す。第5実施形態に係る除湿システム111は、半導体製造プロセスなどの生産環境(不活性気体環境)を低露点に保つ、循環型の除湿設備である。第5実施形態に係る除湿システム111では、処理通気路5
2が水分発生源としての高気密低露点不活性気体環境112(半導体プロセスなど)に接続されている。処理通気路52は、高気密低露点不活性気体環境112から排出された低露点不活性気体が、ロータ2で調湿された後、高気密低露点不活性気体環境112に供給されるよう、一端に高気密低露点不活性気体環境112の排出口が接続され、他端に高気密低露点不活性気体環境112の供給口が接続され、通気路の途中にロータ2、不活性気体導入部が設けられている。圧力制御用通気路53は、第1圧力制御ゾーン231を通る圧力制御用通気路531と、第2圧力制御ゾーン232を通る圧力制御用通気路532と、によって構成されている。第1圧力制御ゾーン231を通る圧力制御用通気路531は、処理通気路52の、ロータ2よりも下流側で分岐し、通気路途中にロータ2が位置し、処理通気路52の、ロータよりも上流側で合流している。第2圧力制御ゾーン232を通る圧力制御用通気路532は、処理通気路52の、ロータ2よりも上流側で分岐し、通気路途中にロータ2が位置し、処理通気路52の、ロータよりも下流側で合流している。
2・・・ロータ
21・・・再生ゾーン
22・・・処理ゾーン
23・・・圧力制御ゾーン
10、11・・・チャンバ
51・・・再生通気路
52・・・処理通気路
53・・・圧力制御用通気路
61・・・入口側ファン
62・・・出口側ファン
71・・・入口側ダンパ
72・・・出口側ダンパ
81・・・入口側差圧計
82・・・出口側差圧計
91・・・入口側コントローラ
92・・・出口側コントローラ
Claims (9)
- 第1気体が流れる第1通気路と、
前記第1気体とは異なる第2気体が流れる第2通気路と、
前記第1通気路から分岐した分岐路と、
前記第1通気路、前記第2通気路、及び前記分岐路に跨って配置された回転自在なロータと、を備え、
前記ロータは、機能の異なる少なくとも3つの通気ゾーンに分割され、前記第1気体が通過する第1通気ゾーンと、前記第2気体が通過する第2通気ゾーンと、前記第1通気ゾーンと前記第2通気ゾーンとの間に設けられ、前記分岐路を流れる気体が通過するとともに、前記ロータの圧力を制御する圧力制御ゾーンを有し、
前記圧力制御ゾーンの圧力と前記第2通気ゾーンの圧力との差が、前記第1通気ゾーンの圧力と前記第2通気ゾーンとの圧力との差よりも小さくなるように制御される、気体制御装置。 - 前記第2通気ゾーンと前記圧力制御ゾーンの通気方向が同じであり、前記圧力制御ゾーンの入口の圧力が前記第2通気ゾーンの入口の圧力と等しく、かつ、前記圧力制御ゾーンの出口の圧力が前記第2通気ゾーンの出口の圧力と等しくなるように制御される、請求項1に記載の気体制御装置。
- 前記圧力制御ゾーンの入口の圧力が前記第2通気ゾーンの入口の圧力以下であり、かつ、前記圧力制御ゾーンの出口の圧力が前記第2通気ゾーンの出口の圧力以上になるように制御される、請求項1又は2に記載の気体制御装置。
- 前記分岐路を流れる気体の流量を調整する流量調整部と、
前記圧力制御ゾーンの入口の圧力と前記圧力制御ゾーンの出口の圧力を検知する圧力検知部と、
前記圧力検知部の検知結果に基づいて、前記圧力制御ゾーンの入口の圧力と前記圧力制御ゾーンの出口の圧力との差が小さくなるように、前記流量調整部を制御する制御部と、を更に備える、請求項1から3の何れか1項に記載の気体制御装置。 - 前記第1通気ゾーンは、前記第1通気路を流れる気体に対して所定の処理を行う処理ゾーンであり、前記第2通気ゾーンは、前記処理ゾーンとしての第1通気ゾーンの機能を再生させる再生ゾーンである、請求項1から4の何れか1項に記載の気体制御装置。
- 第1気体が流れる第1通気路と、前記第1気体とは異なる第2気体が流れる第2通気路と、前記第1通気路から分岐した分岐路と、前記第1通気路、前記第2通気路、及び前記分岐路に跨って配置された回転自在なロータとを備えるロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法であって、
前記ロータは、機能の異なる少なくとも3つの通気ゾーンに分割され、前記第1気体が通過する第1通気ゾーンと、前記第2気体が通過する第2通気ゾーンと、前記第1通気ゾーンと前記第2通気ゾーンとの間に設けられ、前記分岐路を流れる気体が通過するとともに、前記ロータの圧力を制御する圧力制御ゾーンを有し、前記圧力制御ゾーンの圧力と前記第2通気ゾーンの圧力との差が、前記第1通気ゾーンの圧力と前記第2通気ゾーンとの圧力との差よりも小さくなるように制御される、ロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法。 - 前記第2通気ゾーンと前記圧力制御ゾーンの通気方向が同じであり、前記圧力制御ゾーンの入口の圧力が前記第2通気ゾーンの入口の圧力と等しく、かつ、前記圧力制御ゾーンの出口圧力が前記第2通気ゾーンの出口圧力と等しくなるように制御する、請求項6に記
載のロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法。 - 前記圧力制御ゾーンの入口の圧力が前記第2通気ゾーンの圧力以下であり、かつ、前記圧力制御ゾーンの出口の圧力が前記第2通気ゾーンの出口の圧力以上になるように制御する、請求項6又は7に記載のロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法。
- 前記第2通気ゾーンの入口と出口のうち少なくとも何れか一方の圧力と前記圧力制御ゾーンの入口と出口のうち少なくとも何れか一方の圧力を検知し、当該検知結果に基づいて、前記圧力制御ゾーンの入口の圧力が前記第2通気ゾーンの入口の圧力以下であり、かつ、前記圧力制御ゾーンの出口圧力が前記第2通気ゾーンの出口圧力以上になるように、前記第2通気ゾーンを流れる気体の流量を調整する、請求項6から8の何れか1項に記載のロータを用いた気体制御装置のゾーン間リークの低減方法。
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