JPS5836614A - ダストを含む気体の浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダストを含む気体の浄化方法に関する。

ＬＳＩやＩＣ，トランジスタの製造を始めとする電子工
業や精密機械、製薬１食品、醜造工業の、製造工程等に
おける粉じんダストの除失、原子力産業における放射性
ダシトの除去など、最近は製品の品質保持、性能向上の
ため非常に清浄な環境が必要とされるようになって来た
。

従来上記環境の実現には、濾紙により浮遊ダストを除去
する方法が用いられているがダストの除去性能は、ダス
トの粒径への依存性が非常に大きく、ダストの粒径が微
粒化するに伴ない。

除去性能も低下する傾向にあり、除去性能にも必然的に
限界があった。これまで上記環境の実現に頻繁に用いら
れてきたＨＥＰＡフィルター（Ｈ１ｇｈ七 Ｆｉｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　Ａｉｒ
　Ｆｉｌ”ｅｒ　）　　では、ダスト粒径が０３μ程度
のものを対象Ｋ　９９．９８％程度壕で除去できるとさ
れているが、一般的に大気中に浮遊するダス　トは００
０１〜１００７１（但し大気に浮遊し易いダストの粒径
は０００１〜１μで主に除去対象となり、１〜１００μ
程度の粒径のダストは沈降性ダストと称され沈降し易い
）と巾広い粒径に亘って分布しており、従来のＨＷＰＡ
　フィルターではダストの除去性能が不充分であった。

又、最近は製品の高密度化、冒性能化に伴ない清浄度の
より高い作業環境が要求されつつあり、これを満足する
ためのダストの高性能な除去方法の開発が強く要望され
ていた。

本発明は上記背革をふまえ、超清浄度の作業環境を実現
するた−めに、ダストを°含む気体から高性能にダスト
を除去し得るようにした気体の浄化方法を提供しようと
するものである。

すなわち、すでに述べたよう・に、ダストの除去性能は
、ダスト粒径への依存性が非常に大きく、ダストが微粒
化するに伴い除去性能も低下するが、これは逆に何らか
の方法にてダストを積極的に成長させれば、非常に高い
除去性能が。

得られることを示している。本発明はこの点に着目し、
ダストの周囲に凝縮物質を凝縮させてミストとし、非常
に高い除去性能が得られる程度の粒径まで、成長させ、
その後慣性力の利用と濾過によってミストを除去するこ
とによりダストを含む気体からダストを高性能に除去す
るようにしたものである。

以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する
。

第１図は本発明の１実施例を示す工程説明図である。

図において１は凝縮物質２及びその飽和蒸気を封入した
飽和容器、３は凝縮物質２の温度をある任意の温度に保
つための加熱器、４は蒸気状の凝縮物質２を含む気体を
所定の温度まで冷却し。

ダストの周囲に凝縮物質２を凝縮させてその粒径を成長
させるための冷却器、５は冷却器４にて成長したミスト
（ダストを内に含有）で比較的大きいミスト（３〜４μ
以上）を慣性力を利用して捕集・除去する除じん器、６
は除じん器５にて捕集したミスＦを再利用するため飽和
容器１内に返送する配管、７は除じん器５を通過した気
体を９次工程に供給するためのファン、８は除じん器５
を通過した比較的微粒のミストを捕集するための除去性
能の高い濾紙で、場合によっては凝縮物質２の、その温
度における平衡分圧分の蒸気を吸着するため活性炭を含
有した脱臭フィルター若しくは活性炭充填層を濾紙８の
上流側に設置する。

９は超清浄を必要とする環境、１０は環境９から飽和容
器１に気声を再循環するためのファンで、必要に応じて
設置する。

飽和容器１内の凝縮物質２を加熱し、飽和容器１の空間
部に凝縮物質２の蒸気を充満させるための加熱器３０制
御温度は、凝縮時にダストの周囲に付着してその粒径が
充分成長できる蒸気濃度となるように設定するが、加熱
器３の消費電力や冷却器４の冷却コスト等の経済性も考
慮することが望ましい。

また、飽和容器１の形状のは、常に凝縮物質２の蒸気濃
度が一定となるように設計されている。これは浄化する
気体が持ち去る凝縮物質２の量Ｗ戸（ＫＰ／ｈ）と、凝
縮物質２の蒸発速度ｗｔ　　（ｈ／　ｍｈ）の関係から
９次式を満足するような蒸発面積Ａ（−となるよにする
。

ＷＦＩ５くＡＷｖ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１式）凝縮物質２は効果
的にダスト表面で凝縮し。

温度差が小さくても、ミスト粒径を成長させるような物
質例えばアルコールを採用する。すなわち、凝縮現象は
、凝縮物質の拡散と媒質気体（通常＆１ｒ）の熱移動の
両者の速度に関係し、凝縮物質の拡散定数の小さい方が
ダスト表面で凝縮し易く、また粒径の成長度も大きい、
この点でアルコールは遺している。

飽和容器１内で凝縮物質２の蒸気を含んだ気体紘次に冷
却器４に導入される。

冷却器４は流れ方向の位置の温度が異なるために生ずる
過渡的な凝縮現象を避けるために。

可能な限り冷却器４は均一な温度となるようにする。こ
のため冷媒としてガス状の冷媒を用いる。冷却制御温度
は凝縮時に凝縮物質２によりダス）を含んだミスト粒径
が充分成長できるように、加熱器３０制御温度とも相関
させて設定する。この設定基準は次式より決まる。

ｉｎ　＜　−＞　＝　２７Ｍ　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（２式）Ｐ　ω　　　　　ＲＴ
δａ 但しＰ：半径ａのミストの蒸気圧（ｕＨｇ）ｐｏｏ　：
飽和蒸気圧（飽和容器１の出口の蒸気圧）（ｍＨｇ）γ
：ミストの表面張力　　　（ｄｙｎａ７調）Ｍ　：　ミ
　ストの５分子量　　　　　　（すｔｏｌ　）Ｒ：気体
定数　　　　　　　（ｇｇ　／　ｍｏｌ：ｄｅｇ）Ｔ：
絶対温度　　　　　　　（Ｏｋ） ａ：密度　　　　　　　　　（ｇ／ｄ）＆：成飛したミ
スト半径　　（ｃｍ　）次に粗大化したダストを核とす
るミストは除じん器５に導かれる。

除じん器５Ｆｉ慣性力を利用して捕集するため２〜３μ
以下のミストの捕集は不充分であるが。

ダストのほとんどは冷却器４内で粒径の大きいミストに
成長されて除じん器５により除じんされるから高い除し
ん率を得ることができる。

除しん器５としてはケースに応じて折れ仮型エリミネー
タ−やサイクロン型式の比較的ａＨＥ損で所要動力を要
しηいものが用いられる。

除じん器−の捕集限界粒子径を、２式により成長するミ
ス茎の粒径以下にすれば、計算上は１００％に近似する
除じん率が得られることになるが、冷却器４にて十分に
成長しなかったミストや、除じん器５においてミストが
再飛散する可能性がある九め、除じん器５で除じんした
気体はファン−７を介して最終的な除じん装置である濾
紙８にて浄化されることになる。

除じん器５を通過した気体中のミストの粒径は、飽和容
器１に導かれるダストの粒径よりも凝縮物質を凝縮させ
ただけ平均的に粒径が大きく、従って濾紙８も従来一般
に用ψられているＨＥＰＡ７　イＡｔター（Ｈｉｇｈ　
Ｋ？ｆｉａｉ＠ｎｃｙＰＭ七１ａｌｅ　Ａｉｒ　ＩＦｉ
ｌむｅｒ）で十分であり、その除じん率は１００％に近
似する。

ところで凝縮物質２としてアルコール等を用いる場合は
超清浄の気体の供給先で臭気が問題となるため、アルコ
ールの吸着性の高い活性炭を用いて脱臭するのが望まし
い。

脱臭装置は市販の脱臭フィルター若しくは活性炭充填層
により行ない、濾紙８の上流側に設置する。

そして濾紙８を通過した気体が超清浄気体として環境９
に供給される。また場合によっては環境９の気体をファ
ン１０を用いて飽和容器１に再循環する。

次に本発明に係わるダストを含む気体の浄化方法の有効
性を実証するため、第１図に示す処理工程にて実験的に
室内空気を浄化したときのテスト条件を第１表に示す。

実験にあたっては本発明に係わる浄化方法で浄化した場
合と従来のＨＥＰＡ７（ルター（仕様は第１表中に記載
）のみにて浄化した場合の両者についてダストの除じん
率を測定し、比較検討した。

なお１粒子散漫度測定器１０としては、精度向上のため
に静電式と光学（レーザー）式の両方を使用し０図示の
位置に設置して測定した。又。

図中１１Ｆｉ処理条件を確認するために設置した温度・
測定器を示す。

第１表中に記載した条件下では冷却器４の出口における
ミスト粒径は（２）式によると約１０μｍに成長してい
る。

また参考のため凝縮物質２として用いたイソプ費ビルア
ルコール（以下工ＦＡと略す）の温度と気体白濃度の関
係を第２図に示す。第２図に於いて気体中の工ＰＡ濃度
は１１．０ｖｏ１％（飽和容器１の出口）から２２５（
冷却器４の出口）まで冷却器４内で凝縮して低下し、そ
の差分の工ＰＡが粒径の成長に寄与していることがわか
る。

第２表は第１表に示すテスト条件での実験結果を示す。

第２表より本発明に係わる浄化方法の除しん率はは［９
９，９９９９％であり、従来のＨＥＰＡ　　フィルター
による除じん率の９９９８％に比較して、非常に優れて
いることが実証出来た。

第　　　１　　　表 なお本発明に係わる浄化方法による処理後ダスト濃度は
、ｊ工Ｓにて規定してい名クリーンルームの清浄度クラ
ス３に匹敵し従来のＨＥＰＡ　フィルターによる場合は
クラス６である。

以上具体的に説明したように１本発明はダストを含む気
体を充分な量の凝縮物質の飽和蒸気と接触せしめた後、
所定の温度まで冷却することによってダストの周囲に凝
縮物質を凝縮させて比較的粒径の大きいミストを生成せ
しめ、生成したミストを含む気体から慣性力を利用して
ミストを除去し、更に残余のミストを含む気体を濾過す
るようにしたので、微粒のダストでも。

これを慣性力を利用して除じんしやすい大きな粒径のミ
ストにして除しんするため、きわめて除じん率が高く、
さらに残余のミストも濾過によって効率良く除じんされ
るから、気体の浄化を高能率に行なうことができ、特に
超清浄度の要求される作業環境の実現にきわめて有効な
。

ダストを含む気体の浄化方法を提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示′す工程説明図。 第２図は、凝縮物質であるイソプロピルアルコールの気
体中濃度−と温度との関係を示すグラフである。 １・・・飽和容器、２・・・凝縮物質、３・・・加熱器
。 ４・・・冷却器、５・・・除じん器、６・・・配管、７
・・・ファン、８・・・濾紙、９・・・環境９１０・・
・ファン。 １１・・・粒子数濃度測定器、１２・・・温度測定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダストを含む気体を充分な量の凝縮物質の飽和蒸気と接
   触せしめた後、所定の温度まで冷却することによってダ
   ストの周囲に凝縮物質を凝縮させて比較的粒径の大きい
   ミストを生成せしめ、生成したミストを包む気体から慣
   性力を利む気体の浄化方法。