KR100568093B1 - 공기 청정 방법 및 이것에 이용하는 공기 청정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 관한 공기 청정 방법은, 가습 수단에 의해 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 가습함과 더불어 이 공기 중의 가스 형상 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 이 가습 공정 후, 응축 수단에 의해 이 가습된 공기를 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 가지며, 상기 가습 수단 또는 상기 응축 수단의 한 쪽 또는 양쪽에, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급하는 것이다.

Description

공기 청정 방법 및 이것에 이용하는 공기 청정 장치{Method and device for cleaning air}

본 발명은 공기 중의 화학 오염 물질을 물로 세정하여 청정하게 하는 공기 청정 방법 및 이것에 이용하는 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 반도체나 액정 디바이스의 제조 공장, 제약 공장이나 생명 과학 관련 설비 등의 청정실에 공급하는 공기의 공기 청정 방법 및 이것에 사용하는 공기 청정 장치에 관한 것이다.

반도체나 액정 디바이스의 제조 공장, 제약 공장이나 생명 과학 관련 설비 등에서는, 제품 수율을 향상시키고, 혹은 품질을 확보하기 위해서, 종래의 미립자 형상 오염 물질에 덧붙여, 가스 형상 화학 오염 물질도 제거하는 것이 기대되고 있다. 이러한 화학 오염 물질로서는, 예를 들면, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 붕소 등의 무기질의 금속 원소, 불소 이온, 염화물 이온, 질산 이온, 아질산 이온, 황산 이온, 아황산 이온 등의 음이온류나, 암모늄 이온 등의 양이온류 등을 들 수 있다. 종래의 미립자 형상 오염 물질은 ULPA 필터 등의 집진 필터로 제거할 수 있지만, 이들 화학 오염 물질은 ULPA 필터 등으로는 제거할 수 없다.

이 때문에, 공기 중의 화학 오염 물질은 종래부터, 소위 물 샤워라고 불리는 물방울의 샤워를 이용하는 방법이나, 화학 성분을 흡착 제거할 수 있는 케미칼 필 터를 이용하는 방법에 의해 제거되고 있다. 여기서, 전자의 물 샤워를 이용하는 방법은, 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 물방울의 분무에 의해 제거하는 방법이다.

그렇지만, 전자의 물 샤워를 이용한 방법은, 피처리(被處理) 공기와 물과의 접촉 효율이 나쁘기 때문에 화학 오염 물질의 제거 효율이 낮다. 이 때문에, 물 샤워 장치로 이루어지는 가습 수단의 길이는 수미터(meter) 정도나 필요해지고, 광대한 설치 공간을 필요로 함과 더불어 압력 손실도 커진다는 문제가 있었다. 또, 물 샤워의 처리수로서는 통상 고가인 탈이온수(DIW)가 이용되고 있지만, 처리 수량도 많이 필요해지기 때문에 비용이 높아진다는 문제가 있었다. 또, 저비용화를 위해 DIW는 통상, 순환 사용되고 있지만, 일단 흡수한 화학 오염 물질의 재이탈이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다. 또, 후자의 케미칼 필터를 이용한 방법은, 케미칼 필터 자체가 고가이고, 게다가 흡착 능력에 수명이 있기 때문에, 비용이 높아진다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 공기 중의 화학 오염 물질의 제거 효율이 높고, 비용을 저감할 수 있는 공기 처리 방법을 제공하는 것에 있고, 또, 본 발명의 다른 목적은, 처리 장치가 콤팩트하고, 압력 손실이 작고, 저비용 처리할 수 있는 공기 처리 장치를 제공하는 것에 있다.

이러한 실정에 있어서, 본 발명자는 예의 검토를 행한 결과, 가습 수단 또는 응축 수단의 한 쪽 또는 양쪽에, 사행 허니콤(oblique honeycomb)을 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급하면, 사행 허니콤에 도입되는 공기와 공급되는 물이 효율적으로 접촉하여, 가습 수단에 있어서는 효율적으로 공기 중의 습도를 상승시킬 수 있음과 더불어, 응축 수단에 있어서는 가스 형상 화학 오염 물질이 응축수 중에 효율적으로 혼입되어서 제거되는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 도달했다.

다시 말해, 본 발명 (1)은 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 가습 수단에 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 적어도 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정을 갖는 공기 청정 방법, 또, 본 발명 (2)는 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 응축 수단에 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 공기를 소정의 습도까지 제습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 공기 청정 방법, 또, 본 발명 (3)은 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 전단 사행 허니콤을 가습 수단에 이용하고, 이 전단 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배 치되고, 상기 가습 공정보다도 저온으로 된 후단 사행 허니콤을 응축 수단에 이용하고, 이 후단 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 상기 가습 공정에서 가습된 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 가습된 공기를 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 공기 청정 방법, 또, 본 발명 (4)는 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 가습 수단에 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 이 가습 공정에서 가습된 공기를 응집 수단에 의해 소정의 습도까지 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 공기 청정 방법, 또, 본 발명 (5)는 가습 수단에 의해 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치되고, 상기 가습 공정보다 저온으로 된 사행 허니콤을 응축 수단으로서 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 상기 가습 공정에서 가습된 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 가습된 공기를 소정의 습도까지 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 공기 청 정 방법, 또, 본 발명 (6)은 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급하고, 상기 사행 허니콤의 전단부(前段部)를, 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어 과잉의 수분을 얻는 가습부로 하고, 또한 상기 사행 허니콤의 후단부(後段部)를, 공기를 소정의 습도까지 제습함과 더불어 응축수를 얻는 응축부로 함으로써, 상기 가습부에 의해 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 상기 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정을 행하고, 이어서, 상기 제습부에 의해 이 가습 공정에서 가습된 공기를 제습하고, 상기 가습부에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 상기 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 행하는 공기 청정 방법을 각각 제공하는 것이다.

또, 본 발명 (7)은 제1 공기 도입구, 제1 물 공급 수단, 상기 제1 공기 도입구로부터 도입된 공기를 상기 제1 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 가습하는 가습 수단, 이 가습된 공기를 배출하는 제1 공기 배출구 및 계 내에 괸 물을 계 외로 배출하는 제1 물 배출 수단을 구비하는 가습부와, 상기 제1 공기 배출구에 연결 설치되는 제2 공기 도입구, 제2 물 공급 수단, 상기 제2 공기 도입구로부터 도입된 공기 중의 수분을 상기 제2 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 응축하는 응축 수단, 이 응축 후의 공기를 배출하는 제2 공기 배출구 및 계 내에 응축한 물을 계 외로 배출하는 제2 물 배출 수단을 구비하는 응축부를 갖는 공기 청정 장치로서, 상기 가습 수단 및 상기 응축 수단에 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤이, 이 사행 허니콤의 전면을 각각 상기 제1 공기 도입구측 및 상기 제2 공기 도입구측을 향하여, 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤을 통과하도록 배치되고, 추가로, 이 사행 허니콤의 상방에 상기 제1 물 공급 수단 및 상기 제2 물 공급 수단이 설치되어 있는 공기 청정 장치, 또, 본 발명 (8)은 제1 공기 도입구, 제1 물 공급 수단, 상기 제1 공기 도입구로부터 도입된 공기를 상기 제1 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 가습하는 가습 수단, 이 가습된 공기를 배출하는 제1 공기 배출구 및 계 내에 괸 물을 계 외로 배출하는 제1 물 배출 수단을 구비하는 가습부를 갖는 공기 청정 장치로서, 상기 가습 수단에 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤이, 이 사행 허니콤의 전면을 상기 제1 공기 도입구측을 향하여, 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤을 통과하도록 배치되고, 추가로, 이 사행 허니콤의 상방에 상기 제1 물 공급 수단이 설치되어 있는 공기 청정 장치, 또, 본 발명 (9)는 제2 공기 도입구, 제2 물 공급 수단, 상기 제2 공기 도입구로부터 도입된 공기 중의 수분을 상기 제2 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 응축하는 응축 수단, 이 응축 후의 공기를 배출하는 제2 공기 배출구 및 계 내에 응축한 물을 계 외로 배출하는 제2 물 배출 수단을 구비하는 응축부를 갖는 공기 청정 장치로서, 상기 응축 수단에 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤이, 이 사행 허니콤의 전면을 상기 제2 공기 도입구측을 향하여, 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤을 통과하도록 배치되고, 추가로, 이 사행 허니콤의 상방에 상기 제2 물 공급 수단이 설치되어 있는 공기 청정 장치를 각각 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 공기 청정 방법에서 사용하는 사행 허니콤을 설명하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 공기 청정 장치의 개요를 모식적으로 도시하는 도면이다.

본 발명의 제1 발명인 공기 청정 방법에 대해서 설명한다. 본 발명에 있어서 가습 수단이란, 피처리 공기로의 수분의 공급 수단 및 적당히, 수분의 회수 수단이나 온도 조정 수단을 구비함으로써, 피처리 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 과잉의 수분을 얻는 수단이다. 이 가습 수단은 피처리 공기를 가습함과 더불어, 피처리 공기 중에 포함되는 가스 형상 화학 오염 물질의 적어도 일부를 이 여분의 수분 중에 혼입하여 제거하는 것이다.

또, 응축 수단이란, 피처리 공기와 접촉 가능한 저온부 및 적당히, 수분의 회수 수단을 구비함으로써, 피처리 공기를 소정의 습도까지 제습함과 더불어, 제습시에 발생한 응축수를 얻는 수단이다. 이 응축 수단은 피처리 공기 중의 화학 오염 물질 또는 상기 가습 수단으로 제거되지 않았던 화학 오염 물질을 제습시에 발생하는 응축수에 가능한 한 혼입하여 제거하는 것이다.

본 발명에서는, 상기 가습 수단 또는 상기 응축 수단의 한 쪽 또는 양쪽에, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 이용한다. 이 사행 허니콤을 도 1을 참조하여 설명한다. 여기서, 사행 허니콤(1)이란, 한 방향을 향하여 전파하는 파형 형상을 갖는 파형 시트(2, 3)(이하, 「물결 형상 시트」라고도 한 다.)가 복수 적층되어서 허니콤 형상을 나타내는 것으로서, 적층되는 물결 형상 시트(2, 3)는 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 적층되고, 또한, 2층 간격의 시트의 물결의 전파 방향이 각각 대략 동일 방향으로 되도록 배치된 허니콤 형상체이다.

이 사행 허니콤(1)은 물결 형상 시트(2, 3)에 평행한 면에 대하여 수직한 4면(101∼104)으로 절단하여 직방체를 형성하고, 또한, 이 절단면이 물결 형상 시트의 물결의 전파 방향과 평행하지 않고, 또한, 수직하지도 않도록 한 경우, 이 직방체를 절단면의 1개(104)를 하면으로 하고, 또한, 물결 형상 시트의 최외층(105, 106)을 각각 좌우면으로 하여 배치하면, 절단면인 전후 양면(102, 103) 및 상하 양면(101, 104)의 4면은 모두 허니콤 셀이 개구하고, 좌우면(105, 106)은 물결 형상 시트로 폐쇄된 구조를 갖는 것이다. 또, 이 절단면의, 예를 들면 전후 양면(102, 103)은 경사지게 상방향으로 연장 설치되는 셀과 경사지게 하방향으로 연장 설치되는 셀이 1층 간격으로 형성된다. 경사 방향으로 연장 설치되는 셀의 전후 양면으로부터 본 경우의 공기의 유입, 유출 방향(수평 방향)에 대한 경사 각도(도면 중, 부호 X)는 통상 15∼45도, 바람직하게는 25∼35도의 범위 내로 한다. 상기 경사 각도가 이 범위 내에 있으면, 흘러내리는 속도가 적당한 범위가 되어 접촉 효율이 향상하기 때문에 바람직하다.

상기 사행 허니콤(1)에 있어서, 적층된 물결 형상 시트의 1층 간격의 물결의 전파 방향이 서로 교차하는 각도(도면 중, 부호 Y)는 통상 30∼90도, 바람직하게는 50∼70도이다. 이렇게 물결 형상 시트를 서로 상기 각도 범위 내에서 교차하도록 적층하면, 상기한 바와 같이 경사 각도(X)를 상기 15∼45도로 한 경우에, 피처리 공기 및 물이 허니콤 셀과 실질적으로 접촉하는 면적이 커지기 때문에, 피처리 공기와 물과의 접촉, 다시 말해, 가습 수단에 있어서는 피처리 공기의 가습 효율, 또, 응축 수단에 있어서는 피처리 공기 중의 수분의 응축에 의한 제습의 효율이 높아지기 때문에 바람직하다. 다시 말해, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 있어서, 피처리 공기는 사행 허니콤(1)의 전면 개구부(103)로부터 도입되고, 또, 물은 상면 개구부(101)로부터 예를 들면, 급수 덕트(4)에 의해 공급되며 사행 허니콤의 물결 형상 시트에 침투하고, 천천히 하방으로 흘러내리기 때문에, 피처리 공기의 통기 방향과 침투 벽면의 물의 흘러내리는 방향이 적당한 각을 유지하여, 접촉 효율이 높아진다.

본 발명에서 이용되는 사행 허니콤의 셀의 높이, 다시 말해, 파형의 산과 골 간의 치수를 나타내는 셀의 산 높이 치수는, 통상 2.0∼8.0㎜, 바람직하게는 3.0∼5.0㎜이다. 셀 치수가 2.0㎜ 미만이면 제조가 곤란하고, 압력 손실이 커지기 때문에 바람직하지 못하다. 또, 셀 치수가 8.0㎜를 초과하면 가스 형상 화학 오염 물질의 제거 효율이 저하하기 때문에 바람직하지 못하다.

사행 허니콤의 물결 형상 시트의 상태에 있어서의 셀의 폭, 다시 말해, 셀 피치는 통상 2.5∼12.0㎜, 바람직하게는 5∼10.0㎜이다. 또, 사행 허니콤의 전면 개구부와 후면 개구부 사이의 치수, 다시 말해, 사행 허니콤의 두께(t)는 특별히 제한되지 않지만, 통상 100∼1000㎜, 바람직하게는 200∼800㎜이다. 또, 장마철과 같이 습도가 높은 시기에, 1대의 허니콤으로 화학 오염 물질의 제거와 제습을 행하는 경우에는, 제습을 충분히 행하기 위해서 800㎜ 정도의 두꺼운 것을 사용하는 편이 낫다. 이 두께가 100㎜ 미만이면, NO₂ ^- 등의 제거 효율이 저하하기 때문에 바람직하지 못하고, 두께가 1000㎜를 초과하면, 화학 오염 물질의 제거 효율이 이 이상 향상하지 않고, 압력 손실이 커지기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 본 발명에 있어서, 사행 허니콤의 두께는 사행 허니콤을 복수매 사용하는 경우에는, 이 합계의 두께가 상기 범위 내의 것이면 된다. 예를 들면, 두께가 300㎜의 사행 허니콤을 이용하는 경우에는, 두께가 100㎜의 사행 허니콤을 3매 두께 방향으로 포개어 합계의 두께를 300㎜으로 해도 된다. 한편, 종래 가습 수단으로서 이용되고 있었던 물 샤워는, 장치 길이가 수미터 정도 필요하지만, 본 발명에 관한 사행 허니콤을 가습 수단으로서 이용하면 사행 허니콤 자체의 두께는 기껏 400㎜ 정도이기 때문에, 장치의 설치 공간을 대폭으로 작게 할 수 있다. 이러한 대폭적인 공간 절약화는 반도체 제조 공장 등의 합리화의 요구를 만족시킨다. 또한, 물을 순환하는 펌프의 동력은 종래의 물 샤워의 것과 비교하면 현격히 적어, 대폭적인 에너지 절약화도 도모할 수 있다.

사행 허니콤을 구성하는 시트 형상 부재는 표면에 요철이 있고, 내부가 다공질인 재료를 사용하는 것이, 요소(element)의 표면적을 크게 취할 수 있고, 요소에 침투하여 흘러내리는 물과 공기와의 접촉 면적이 높아지는 점에서 바람직하다. 이러한 시트 형상 부재로서는, 예를 들면, 3차원 망목 구조를 가져서 소정의 섬유 간 공극률을 갖는 것을 들 수 있고, 구체적으로는, 알루미나, 실리카 및 티타니아로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 1 또는 2 이상의 충전재 또는 결합재를 함유하는 무기 섬유 기재(基材)를 사용할 수 있다. 이 중, 티타니아를 배합한 것이, 산성의 가스 형상 화학 오염 물질의 제거 효율이 향상하기 때문에 바람직하다. 또, 시트 형상 부재는, 통상, 충전재 또는 결합재를 60∼93중량%, 섬유 기재를 7∼40중량%을 포함하고, 바람직하게는 충전재 또는 결합재를 70∼88중량%, 섬유 기재를 12∼30중량%을 포함한다. 시트 형상 부재의 배합 비율이 이 범위 내에 있으면, 시트 형상 부재의 물 침투성 및 강도가 높기 때문에 바람직하다. 한편, 시트 형상 부재는, 공지의 방법으로 제작할 수 있고, 예를 들면, 유리 섬유, 세라믹 섬유 또는 알루미나 섬유로 제작된 종이를, 알루미나 졸 등의 결합재와 알루미나 수화물 등의 충전재를 혼합한 슬러리에 침지한 후, 건조하여, 물결 형상 가공하고, 그 후, 건조 처리와 열 처리를 행하고, 수분과 유기분을 제거한다. 알루미나 이외에 실리카나 티타니아를 함유하는 경우, 예를 들면, 실리카 및 티타니아의 배합량은 알루미나 100중량부에 대하여 각각 통상 5∼40중량부이다.

또, 상기 결합재 또는 충전재 함유의 무기 섬유 기재의 섬유 간 공극률은, 통상 65∼85%, 바람직하게는 75∼82%이다. 섬유 간 공극률을 이 범위 내로 함으로써, 알맞은 침투성을 실현할 수 있어, 공기와 물과의 접촉 효율을 높일 수 있다. 또, 상기 결합재 또는 충전재 함유의 무기 섬유 기재는, 이 무기 섬유 기재 두께, 다시 말해, 벽의 두께가 통상 200∼1000㎛, 바람직하게는 300∼800㎛이다. 무기 섬유 기재가 상기 공극률과 상기 두께를 가지면, 액 가스 비 및 물의 침투 속도가 적당한 범위가 되어, 물과 공기의 접촉 효율을 높임과 더불어, 강도적으로도 충분해진다.

상기 무기 섬유 기재를 물결 형상 시트로 형성하는 방법으로서는, 직경 방향으로 진폭하는 파형의 요철이 표면에 형성된 복수의 톱니바퀴 간에 평판 형상 시트를 통과시키도록 하는 공지의 파형 형성기(corrugator)를 이용하는 방법을 들 수 있다. 얻어진 물결 형상 시트로부터 상기 사행 허니콤을 성형하는 방법으로서는, 예를 들면, 우선, 상기 물결 형상 시트를 세로 100㎜(성형 후의 두께 치수)×가로 3000㎜ 정도의 직사각형의 재단형(裁斷型)에 대하여, 물결의 전파 방향이 직사각형의 1변에 대하여 15∼45도로 되도록 배치하여 재단해서 직사각형의 물결 형상 시트를 제작하고, 이어서, 얻어진 직사각형의 물결 형상 시트를 1매 간격의 파의 전파 방향이 경사지게 교차하도록 배치하고, 이들을 접착 또는 접착하는 일 없이 적층하는 방법을 들 수 있다. 한편, 이렇게 하여 제조한 경우, 상기 재단형의 세로의 길이가 사행 허니콤 1매의 두께가 된다. 이 때문에, 예를 들면, 가습 수단이나 응축 수단에 필요한 사행 허니콤의 두께, 다시 말해, 사행 허니콤의 전면 개구부와 후면 개구부 사이의 치수를 300㎜로 하는 경우에는, 세로 100㎜의 재단형으로 제작한 두께 100㎜의 사행 허니콤을 두께 방향으로 3매 포개서 사용해도 된다. 또, 이렇게 복수매 포개서 사용하는 경우, 사행 허니콤끼리는, 접착해도 접착하지 않아도 어느 쪽이라도 상관없다. 접착하지 않는 경우에는, 복수매의 사행 허니콤을 포개서 배치하는 것만으로 충분하다.

본 발명에 있어서, 상기 사행 허니콤이 상기 가습 수단 또는 상기 응축 수단의 한 쪽 또는 양쪽에 이용되는 경우, 사행 허니콤은 전후 양면과 상하 양면이 개구하도록 배치된다. 사행 허니콤을 이렇게 배치함으로써, 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 피처리 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급하는 것이 가능해지고, 피처리 공기와 물과의 접촉이 피처리 공기의 통기 방향과 물의 흘러내리는 방향이 직교하도록 된다. 이 때문에, 가습 수단 또는 응축 수단으로서, 사행 허니콤을 이용하면, 피처리 공기와 물과의 접촉 효율이 종래의 물 샤워를 이용한 가습 수단이나 냉각기를 이용한 응축 수단에 비해 높아지고, 피처리 공기 중에 포함되는 화학 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있어, 장치의 길이를 대폭으로 작게 할 수 있다.

다음에, 제2 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 공기 청정 장치를 도 2를 참조하여 설명한다. 공기 청정 장치(40)는 가습 수단(13) 및 응축 수단(23)에, 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤(1)이, 사행 허니콤(1)의 전면을 각각 제1 공기 도입구(11)측 및 제2 공기 도입구(21)측을 향하여 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤(1)을 통과하도록 배치되고, 추가로, 사행 허니콤(1)의 상면에 각각 제1 물 공급 수단(12) 및 제2 물 공급 수단(22)이 설치된다. 제1 공기 배출구(14)와 제2 공기 도입구(21) 간은 덕트 등으로 연결된다.

제1 물 공급 수단(12)은 가습부(10)에 가습 수단(13)으로서 배치된 전단 사행 허니콤(1)의 상면 개구부(101)에 상면으로부터 물을 공급하는 수단이며, 또, 제2 물 공급 수단(22)은 응축부(20)에 응축 수단(23)으로서 배치된 사행 허니콤(1)의 상면 개구부(101)에 상면으로부터 물을 공급하는 수단이다. 제1 물 공급 수단(12) 또는 제2 물 공급 수단(22)으로서는, 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와 같은 급수 덕트(4)를 들 수 있다. 가습부(10)에 공급된 물은 가습 수단(13)으로서 배치된 전단 사행 허니콤(1)을 통과한 후, 제1 물 배출 수단(15)으로부터 가습부(10)의 계 외로 배출되고, 또, 응축부(20)에 공급된 물은 응축 수단(23)으로서 배치된 후단 사행 허니콤(1)을 통과한 후, 제2 물 배출 수단(25)으로부터 응축부(20)의 계 외로 배출된다.

제1 실시 형태에서는, 사행 허니콤을 이렇게 배치함으로써, 제1 공기 도입구(11) 또는 제2 공기 도입구(21)로부터 도입되는 피처리 공기의 통기 방향과, 제1 물 공급 수단(12) 또는 제2 물 공급 수단(22)에 의해 공급되는 물(301, 401)의 흘러내리는 방향이, 즉, 피처리 공기와 물과의 접촉 방향이 소정의 각도로 교차하도록 된다. 이 때문에, 가습 수단 및 응축 수단으로서 사행 허니콤을 이용하면, 피처리 공기와 물과의 접촉 효율이 종래의 물 샤워를 이용한 가습 수단이나 냉각기를 이용한 응축 수단에 비해 높아지고, 피처리 공기 중에 포함되는 화학 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있어, 장치의 가습 수단 및 응축 수단 부분의 길이를 대폭으로 작게 할 수 있다.

제1 실시 형태에 있어서는, 제1 물 배출 수단(15)에 의한 물의 배출은 배관(15b)을 통과하고, 제1 순환 펌프(16)에 의해 가습 수단(13)에 순환 공급되는 것과, 순환수 저장부(reservoir)(32)의 제방부(dam)(15a)로부터 방류(overflow)되는 것이 있다. 배관(15b)과 제1 물 공급 수단(12)을 제1 순환 펌프(16)로 접속하고, 가습부(10) 중에서 발생한 잉여수(302)를 제1 물 공급 수단(12)에 공급하는 물(301)로서 재이용하면, 자원 절약, 저비용, 화학 오염 물질의 제거 효율의 관리 등의 점에서 바람직하다. 또, 순환수 저장부(32)의 용량을 적당히 설정하고, 연속 또는 간헐적으로 물(302)을 계 외로 방류하고, 또한 청정한 보급수를 가해서 희석하거나 함으로써, 가습 수단(13)에 공급되는 순환수 중의 오염 물질의 농도를 소정치 이하로 제어할 수 있다. 제2 물 배출 수단(25)에 의한 물의 배출은 배관(25b)을 통과하고, 제2 순환 펌프(26)에 의해 응축 수단(23)에 순환 공급되는 것과, 순환수 저장부(33)의 제방부(25a)로부터 방류되는 것이 있는 점은, 상기 가습부와 마찬가지이다. 다시 말해, 응축부(20)에 있어서도, 배관(25b)과 제2 물 공급 수단(22)을 제2 순환 펌프(26)로 접속하고, 응축부(20) 중에서 발생한 응축수(402)를 제2 물 공급 수단(22)에 공급하는 물(401)로서 재이용하는 것이 바람직하고, 순환수 저장부(33)의 물(401)을 방류하거나, 청정수를 보급하거나 하는 점은, 상기와 마찬가지이다. 한편, 가습부(10)나 응축부(20)에 공급된 물은 순환 사용하는 일 없이, 하나의 흐름으로 방류하는 사용 형태여도 된다.

또, 가습부(10)와 응축부(20)는 이들 간의 피처리 공기의 도통이 가능한 범위 내에서 적당히 칸막이(50)를 설치하는 것 등에 의해, 가습부(10)와 응축부(20)의 각각에 순환하는 물이 혼합되지 않고, 독립한 계의 것으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 수계(水系)를 독립한 것으로 함으로써, 예를 들면, 가습부(10)와 응축부(20)의 각각에 동질의 물을 공급한 경우라도 배수 중의 화학 오염 물질의 오염의 정도가 상이한 것이 있기 때문에, 오염 정도가 높은 계의 물이 다른 계의 물을 오염시키는 일이 없기 때문에 바람직하다. 또, 이렇게 수계를 독립한 것으로 함으로써, 가습부(10)와 응축부(20)에 공급하는 물로서 이질의 것을 이용해도, 배수를 순환 이용하는 것이 가능해지기 때문에 바람직하다.

가습부(10)에 제1 물 공급 수단(12)에 의해 공급되는 물(301)로서는, 예를 들면, 탈이온수, 수돗물, 공업 용수 등을 들 수 있다. 이 중, 화학 오염 물질의 제거 효율의 점에서는 불순물을 될 수 있는 한 포함하지 않는 물인 탈이온수가 바람직하고, 또, 비용의 면에서는 수돗물이나 공업 용수가 바람직하다. 한편, 제1 실시 형태에서는 가습부(10)에서 처리된 공기가 응축부(20)에서도 처리되기 때문에, 비용의 면에서 제1 물 공급 수단(12)에 공급되는 물(301)을 수돗물 또는 공업 용수로 하는 것이 바람직하다. 응축부(20)에 제2 물 공급 수단(22)에 의해 공급되는 물(401)로서는, 화학 오염 물질을 충분히 제거할 필요가 있기 때문에, 불순물을 될 수 있는 한 포함하지 않는 물, 예를 들면, 탈이온수를 들 수 있다. 탈이온수는 특별히 제한되지 않고, 수돗물 또는 공업 용수를 전(前)처리한 후, 이온 교환 수지로 처리한 처리수를 이용할 수 있다.

다시 말해, 제1 물 공급 수단 및 제2 물 공급 수단이 탈이온수 공급 수단이면, 화학 오염 물질의 제거 효율의 점에서 바람직하다. 또, 제1 물 공급 수단이 수돗물 공급 수단 또는 공업 용수 공급 수단이며, 상기 제2 물 공급 수단이 탈이온수 공급 수단이면, 비용의 면에서 바람직하다. 제1 물 공급 수단(12) 또는 제2 물 공급 수단(22)에 공급되는 물(301, 401)의 온도나 물의 공급량은 피처리 공기의 통기량 등에 비추어 보면서, 가습부(10) 및 응축부(20)에 있어서의 온도, 습도가 소망의 것이 되도록 적당히 설정한다. 단, 절대 습도는 가습부(10) 내의 쪽이 응축수(20)보다도 항상 높은 것이 되기 때문에, 제1 물 공급 수단(12)에 공급되는 물(301)의 수온은 제2 물 공급 수단(22)에 공급되는 물(401)보다도 높아진다.

제1 실시 형태에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 필요에 따라 상기 제2 공기 배출구(24)의 뒤에 추가로 온도 및 습도의 조정 수단(30)이나 ULPA5를 구비할 수 있다. 이렇게 온도 및 습도의 조정 수단(30)을 설치하고, 이 수단으로 처리된 공기의 배출부를 청정실 등에 접속함으로써, 예를 들면, 청정실에 필요해지는 온도, 습도로 할 수 있다. 온도 및 습도의 조정 수단으로서는, 예를 들면, 히터나 온수 등을 들 수 있다. 히터를 이용하는 경우는, 공기의 온도를 상승시키기 때문에 처리에 의해 상대 습도는 저하한다. 또, 온수를 이용하는 경우는, 온수를 처리한 후 공기에 간접적 또는 직접적으로 접촉시키면 된다. 예를 들면, 온수를 간접적으로 접촉시키기 위해서는 열 교환기(60) 등에 온수를 공급하면 된다. 온수를 간접적으로 접촉시키는 경우는 처리 후의 공기의 상대 습도는 저하하지만, 직접적으로 접촉시키는 경우는 조건의 설정 여하에 따라 처리 후의 공기의 상대 습도는 저하의, 상승의 어느 것으로도 할 수 있다.

다음에, 제1 실시 형태의 공기 청정 장치에 있어서의 공기의 정화 작용을 설명한다. 우선, 피처리 공기는 덕트를 통하여 송풍기(blower)(5) 등에 의해 가습부(10)에 도입된다. 가습부(10)에서는, 피처리 공기는 가습 수단(13)인 전단 사행 허니콤(1)의 상부로부터 물(301)이 공급되어서 사행 허니콤(1)을 천천히 흘러내려 셀 전체가 침투벽 구조로 되어 있는 셀의 표면과 접촉하여, 소정의 온도로 가온된다. 이때, 피처리 공기는 표면으로부터 증발하는 수분에 의해 가습됨과 더불어, 한편으로는 피처리 공기 중의 화학 오염 물질의 일부가 수막의 수중에 흡수된다. 이때, 피처리 공기로부터 화학 오염 물질이 어느 정도 제거된다. 침투수는 전단 사행 허니콤(1)으로부터 흘러내린 곳에서 잉여수(302)가 되고, 제1 물 배출 수단(15)에 의해 가습부(10)의 계 내로부터 배출된다.

가습부(10)를 경유하여 가습된 피처리 공기는 응축부(20)에 도입된다. 응축부(20)에서는, 피처리 공기는 제2 물 공급 수단(22)에 의해 공급되며, 또한, 열 교환기(60) 등에 의해 가습부(10) 내보다도 저온으로 된 물로 이루어짐과 더불어, 후단 사행 허니콤(1)의 셀의 표면에 형성된 수막에 의해 냉각된다. 이때에 공기 중의 수분이 응축하고, 공기 중에 가습부(10) 내에서 제거되지 않고 잔존하는 화학 오염 물질이 거의 응축수(402)에 혼입되어서 공급수와 함께 회수되고, 이 결과, 피처리 공기 중으로부터 화학 오염 물질이 거의 제거된다. 상기 가습부(10) 내에 있어서의 물의 온도, 및 응축부(20) 내에 있어서의 물의 온도는, 전자가 후자보다도 높은 것이면 되고, 소망의 습도 또는 온도의 공기가 얻어지도록, 적당히 조정하면 된다. 응축부(20)에 의한 응축 공정 종료 후는, 그대로 또는 온도 및 습도의 조정 수단(30)으로 적당히 습도나 온도를 조정하여 청정실 등에 이용되는 청정 공기로서 사용된다.

한편, 청정실 내는, 통상, 온도가 23℃ 전후, 상대 습도가 40∼50% 정도로 조절되기 때문에, 청정실용 청정 공기를 조제하는 경우, 가습 공정 및 응축 공정의 조건은, 상기 응축 공정 후에 얻어지는 청정 공기가 23℃ 전후로 적당히 가열되었을 때에 상기 범위 내의 상대 습도로 되도록 설정된다. 이렇게 하여 얻어진 23℃ 전후, 또한, 상대 습도가 40∼50% 정도의 청정 공기가 청정실용 공기로서 이용된다.

본 발명의 제1 실시 형태의 공기 청정 장치에 따르면, 사행 허니콤을 구성하는 파형 형상의 무기 다공질 판에 침투하여 흘러내리는 물로 가습 또는 응축하기 때문에, 순환 사용 등에 의해 화학 오염 물질을 포함하게 된 순환수를 이용하는 경우라도, 이 순환수로부터 화학 오염 물질이 재이탈하는 일이 거의 없다. 다시 말해, 종래의 방법에서는 오염 물질을 포함하는 물을 샤워 형상으로 분무하기 때문에, 미스트(mist)가 공기에 혼입되어서 화학 오염 물질의 재비산을 일으키고 있었다. 이것에 대하여, 본 발명의 방법에서는 표면적이 큰 허니콤 표면의 물만이 증발하고, 한번 물에 혼입된 화학 오염 물질은 물 쪽에 잔존하므로, 오염 물질의 재비산은 일어나기 어렵다고 추정된다. 이 때문에, 사행 허니콤을 가습 수단에 이용하는 경우에는, 상기한 바와 같이 탈이온수뿐만 아니라 수돗물이나 공업 용수를 이용할 수 있다. 또, 화학 오염 물질의 제거 효율이 높기 때문에, 종래 공지의 물 샤워 등에서는 1∼2 정도 필요했던 액 가스 비를 0.1 정도로 할 수 있다. 또, 가습 수단이나 응축 수단에 공급되는 물을 순환 사용하는 경우에, 사용하는 수량이 적게 들고, 이 결과, 펌프 용량 등이 작게 든다. 또, 사행 허니콤을 형성하는 재료로서, 상기 특정의 것을 이용함으로써, 종래 제거하는 것이 곤란했던 NO₂ ^-도 효율적으로 제거할 수 있다. 제1 실시 형태는, 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태의 어느 것보다도 화학 오염 물질의 제거 효율이나 공간 절약성이 뛰어나, 가장 바람직한 형태이다.

다음에 제2 실시 형태의 공기 청정 장치에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태는, 제1 실시 형태에 있어서 사행 허니콤을 가습 수단만에 이용하는 것이며, 응축 수단으로서 특별히 한정하지 않는 것이다. 사행 허니콤을 이용하면 물과 피처리 공기와의 접촉 효율이 높고, 공기 중의 화학 오염 물질의 제거 효율이 높기 때문에, 응축 수단으로서 통상의 냉각기 등을 이용했다고 해도, 종래보다도 화학 오염 물질의 제거 효율이 높음과 더불어 가습 수단의 부분만큼 공간 효율을 향상시킬 수 있다. 종래의 물 샤워에 비해, 사행 허니콤의 두께는 100∼400㎜ 정도로 충분하기 때문에, 가습부의 두께를 종래의 수분의 1∼수십분의 1 정도로 할 수 있다.

제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태의 가습부(10)와 마찬가지로, 제1 물 배출 수단(15)과 제1 물 공급 수단(12)을 제1 순환 펌프(16)로 접속하고, 제1 물 배출 수단(15)으로부터의 배수를 제1 물 공급 수단(12)에 공급하는 물로서 재이용하면, 제1 실시 형태의 가습부(10)와 마찬가지의 점에서 바람직하다. 또, 제1 실시 형태의 가습부(10)와 마찬가지의 점에서, 가습부(10)와 응축부(20)는 이들 간의 피처리 공기의 도통이 가능한 범위 내에서 적당히 칸막이를 설치하는 것이 바람직하다.

또, 제1 실시 형태의 가습부(10)와 마찬가지의 점에서, 가습부(10)에 제1 물 공급 수단(12)에 의해 공급되는 물로서는, 예를 들면, 탈이온수, 수돗물, 공업 용수 등을 들 수 있다. 이 중, 제1 실시 형태의 가습부(10)와 마찬가지의 점에서, 탈이온수, 수돗물이나 공업 용수가 각각 바람직하다. 한편, 제2 실시 형태에서 화학 오염 물질의 제거 효율을 될 수 있는 한 높게 하기 위해서는, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 물 공급 수단이 탈이온수 공급 수단이면, 화학 오염 물질의 제거 효율의 점에서 바람직하다. 또, 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 필요에 따라 제2 공기 배출구의 뒤에 추가로 온도 및 습도의 조정 수단(30)을 구비할 수 있다. 응축 수단을 설치하지 않는 경우는, 제1 공기 배출구(14)의 뒤에, 온도 및 습도의 조정 수단(30)을 설치해도 된다. 제2 실시 형태는, 종래 공지의 물 샤워 등을 이용하는 가습 수단에 비해, 제1 실시 형태에 있어서 가습 수단에 사행 허니콤을 이용한 효과와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다. 본 예는 겨울철의 건조 공기를 피처리 공기로 하는 경우에 바람직하다.

다음에 제3 실시 형태의 공기 청정 장치에 대해서 설명한다. 제3 실시 형태는, 제1 실시 형태에 있어서 사행 허니콤을 응축 수단만에 이용하는 것이며, 가습 수단으로서 특별히 한정하지 않는 것이다. 사행 허니콤을 이용하면 물과 피처리 공기와의 접촉 효율이 높고, 공기 중의 화학 오염 물질의 제거 효율이 높기 때문에, 가습 수단으로서 통상의 물 샤워 등을 이용했다고 해도, 종래보다도 화학 오염 물질의 제거 효율이 높음과 더불어 응축 수단의 부분만큼 공간 효율을 향상시킬 수 있다. 종래의 열 교환기 등의 냉각기에 비해, 사행 허니콤의 두께는 100∼400㎜ 정도로 충분하기 때문에, 응축부의 두께를 종래의 수분의 1∼수십분의 1 정도로 할 수 있다.

또, 제3 실시 형태의 공기 청정 장치에서는, 제1 실시 형태의 응축부(20)와 마찬가지로, 제2 물 배출 수단(25)과 제2 물 공급 수단(22)을 제2 순환 펌프(26)로 접속하고, 제2 물 배출 수단(25)으로부터의 배수를 제2 물 공급 수단(22)에 공급하는 물로서 재이용하면, 제1 실시 형태의 응축부(20)와 마찬가지의 점에서 바람직하 다. 또, 제1 실시 형태의 응축부(20)와 마찬가지의 점에서, 가습부(10)와 응축부(20)는 이들 간의 피처리 공기의 도통이 가능한 범위 내에서 적당히 칸막이를 설치하는 것이 바람직하다.

또, 제1 실시 형태의 응축부(20)와 마찬가지의 점에서, 응축부(20)에 제2 물 공급 수단(22)에 의해 공급되는 물로서는, 화학 오염 물질을 충분히 제거할 필요가 있기 때문에, 불순물을 될 수 있는 한 포함하지 않는 물, 예를 들면, 탈이온수를 들 수 있다. 다시 말해, 제3 실시 형태에 있어서는, 제2 물 공급 수단이 탈이온수 공급 수단이면, 화학 오염 물질의 제거 효율의 점에서 바람직하다.

또, 제3 실시 형태에 있어서는, 응축 수단으로서 사행 허니콤을 이용하는 응축부에서의 화학 오염 물질의 제거 효율이 높기 때문에, 피처리 공기의 절대 습도가 높은 경우나, 피처리 공기 중의 화학 오염 물질의 농도가 낮은 경우, 또한 처리 후 공기의 화학 오염 물질의 허용 농도가 높은 경우에는, 특히 가습 수단을 설치하지 않아도 된다. 특히 장마철로부터 여름철에 걸쳐서는 공기가 고온 다습이고, 그대로 피처리 공기로서 공급할 수 있기 때문에, 본 실시 형태는 특히 유효하다. 이 경우는 저비용화나 공간 절약성의 점에서 바람직한 것이 된다. 또, 제3 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 필요에 따라 제2 공기 배출구의 뒤에 추가로 온도 및 습도의 조정 수단(30)을 구비할 수 있다. 제3 실시 형태는, 종래 공지의 냉각기 등을 이용하는 응축 수단에 비해, 제1 실시 형태에 있어서 응축 수단에 사행 허니콤을 이용한 효과와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.

또, 제4 실시 형태의 공기 청정 장치에 있어서는, 상기 제1 공기 배출구(14)와 상기 제2 공기 도입구(21)는 일체적으로 연속하여 접하고, 상기 가습 및 상기 응축을 모두 1대의 사행 허니콤에서 순차로 행하는 것이다. 다시 말해, 피처리 공기는 덕트(4)를 통하여 송풍기(5) 등에 의해 사행 허니콤의 전면의 제1 공기 도입구(11)에 공급된다. 사행 허니콤의 전단측은 가습 영역이 되어, 피처리 공기는 소정의 습도까지 가습되고, 이 사행 허니콤 내에서 포화 상태까지 제습되게 된다. 이 때문에, 상기 가습 영역에서 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부가 과잉의 수분에 혼입됨과 더불어, 상기 제습 영역에 의해, 상기 가습 영역에서 제거되지 않고 잔존하는 화학 오염 물질이 응축수에 혼입되어서 제거된다.

또, 제4 실시 형태에서는, 1개의 물 배출 수단과 1개의 물 공급 수단을 순환 펌프로 접속하고, 물 배출 수단으로부터의 배수를 물 공급 수단에 공급하는 물로서 재이용하면, 제1 실시 형태의 응축부(20) 등과 마찬가지의 점에서 바람직하다. 또, 가습 영역이나 응축 영역에 공급 수단에 의해 공급되는 물로서는, 화학 오염 물질을 충분히 제거할 필요가 있기 때문에, 불순물을 될 수 있는 한 포함하지 않는 물, 예를 들면, 탈이온수를 들 수 있다. 다시 말해, 제4 실시 형태에 있어서는, 물 공급 수단이 탈이온수 공급 수단이면, 화학 오염 물질의 제거 효율의 점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서 화학 오염 물질로서는, 고성능(ULPA) 필터의 뜨기코를 통과할 수 있는 미세한 화학 물질을 의미하고, 예를 들면, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 붕소 등의 무기질의 금속 원소, 불소 이온, 염화물 이온, 질산 이온, 아질산 이온, 황산 이온, 아황산 이온 등의 음이온류나, 암모늄 이온 등의 양이온류 등을 들 수 있다.

상기 본 발명에 관한 공기 청정 장치의 크기는 특별히 제한되지 않지만, 반도체나 액정 디바이스의 제조 공장에 있어서, 이 장치에 사용되는 사행 허니콤의 크기는, 예를 들면, 세로 1000∼5000㎜, 가로 1000∼5000㎜, 두께 100∼400㎜의 것을 사용할 수 있다.

실시예

다음에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼11, 비교예 1∼3

표 1∼3에 나타내는 사양의 가습 수단 및 응축 수단을 갖는 공기 청정 장치를 제작하고, 이들을 각각 표 4∼6에 나타내는 조건으로 처리한 결과, 각각 표 7∼9에 나타내는 결과가 얻어졌다. 또, 얻어진 정화 공기를 표 10∼12에 나타내는 조건으로 가열하여 청정실용 정화 공기를 얻었다. 결과를 표 10∼12에 나타낸다. 한편, 실시예 5∼9는 가습 영역을 설치하지 않고 피처리 공기를 직접 응축 영역에 공급하는 것이다. 또, 사행 허니콤은 표 1∼3 기재의 재질의 부직포제 물결 형상 시트가 1층 간격으로 대략 직각으로 교차하고, 또한, 셀의 경사 각도가 공기의 유입 방향에 대하여 30도인 것을 이용했다. 또, 가습 수단에서 이용되는 물과 응축 수단에서 이용되는 물은 각각 독립한 계로 하고, 실시예 4와 비교예 2에 대해서는, 각각의 물은 순환 사용되고, 실시예 1∼3, 5∼11 및 비교예 1, 3에 대해서는 1패스로 했다. 또, 보급수는 순환수 중의 오염 물질이 소정 농도 이하로 되도록 공급했다. 예를 들면, 순환수 중의 암모니아 이온 농도는, 실시예 3에서는 100ppb, 실시 예 4에서는 500ppb이다. 수중의 암모니아 이온 농도가 500ppb를 초과하면, 종래의 물 샤워에서는 암모니아의 이탈이 일어나고, 그 흡수 제거율은 현저하게 저하한다(비교예 2). 표 중, 「에어 와셔」는 물 샤워이다.

(표 1)

(표 2)

(표 3)

(표 4)

(표 5)

(표 6)

(표 7)

(표 8)

(표 9)

(표 10)

(표 11)

(표 12)

본 발명에 관한 공기 청정 방법은 이하와 같은 효과를 발휘한다. (1) 가스 형상 화학 오염 물질의 제거 효율이 높다. (2) 종래는, 흡수 효율의 향상이 곤란했던 NH₄ ⁺나 NO₂ ^- 등을 효율적으로 제거할 수 있다. (3) 사행 허니콤을 구성하는 파형 형상의 무기 다공질 판에 침투하여 흘러내리는 물과 피처리 공기를 접촉시키기 때문에, 표면적이 큰 허니콤 표면의 물만이 증발하고, 한번 물에 혼입되어 버린 화학 오염 물질은 물 쪽에 잔존하므로, 화학 오염 물질의 재비산은 일어나기 어렵다. 이 때문에, 피처리 공기를 재오염시킬 염려가 적다.

본 발명의 공기 청정 장치는, (1) 저렴한 사행 허니콤의 사용에 의해, 공기 청정 장치 전체가 콤팩트해지기 때문에, 자원 절약인 동시에, 처리 비용을 대폭으로 저감할 수 있다. (2) 사용하는 탈이온수의 양이 적게 들기 때문에, 탈이온수의 제조 비용이나 펌프 반송 능력을 삭감할 수 있다. (3) 처리하는 공기가 공기 청정 장치를 통과할 때의 압력 손실이 작기 때문에, 송풍 동력을 저감할 수 있다.

본 발명에 관한 공기 청정 장치는, 예를 들면, 반도체나 액정 디바이스의 제조 공장, 제약 공장이나 생명 과학 관련 설비 등의 청정실에 공급하는 공기의 공기 청정 장치로서 이용할 수 있다. 또, 본 발명에 관한 공기 청정 방법은, 상기 공기 청정 장치를 이용하면 용이하고 또한 확실하게 실시할 수 있다.

Claims (22)

1. 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤(oblique honeycomb)을 가습 수단에 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 적어도 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
2. 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 응축 수단에 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 공기를 소정의 습도까지 제습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
3. 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 전단 사행 허니콤을 가습 수단에 이용하고, 이 전단 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치되고, 상기 가습 공정보다도 저온으로 된 후단 사행 허니콤을 응축 수단에 이용하고, 이 후단 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 상기 가습 공정에서 가습된 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 가습된 공기를 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
4. 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤을 가습 수단에 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 이 가습 공정에서 가습된 공기를 응집 수단에 의해 소정의 습도까지 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
5. 가습 수단에 의해 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정과, 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치되고, 상기 가습 공정보다 저온으로 된 사행 허니콤을 응축 수단으로서 이용하고, 이 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 상기 가습 공정에서 가습된 공기를 도입함과 더불어, 상면 개구부로부터 물을 공급함으로써, 이 가습된 공기를 소정의 습도까지 제습하고, 상기 가습 공정에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
6. 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하여 배치된 사행 허니콤의 전면 개구부로부터 공기를 도입함과 더불어 상면 개구부로부터 물을 공급하고, 상기 사행 허니콤의 전단부를, 공기를 소정의 습도까지 가습함과 더불어 과잉의 수분을 얻는 가습부로 하고, 또한 상기 사행 허니콤의 후단부를, 공기를 소정의 습도까지 제습함과 더불어 응축수를 얻는 응축부로 함으로써, 상기 가습부에 의해 화학 오염 물질을 포함하는 공기를 가습함과 더불어, 이 공기 중의 화학 오염 물질의 일부를 상기 과잉의 수분에 혼입하여 이 공기 중으로부터 제거하는 가습 공정을 행하고, 이어서, 상기 응축부에 의해 이 가습 공정에서 가습된 공기를 제습하고, 상기 가습부에서 제거되지 않고 잔존하는 가스 형상 화학 오염 물질을 상기 응축수에 혼입하여 제거하는 제습 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사행 허니콤에 공급하는 물이 탈이온수인 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
8. 제3항에 있어서, 상기 가습 수단에 이용하는 전단 사행 허니콤에 공급하는 물이 수돗물 또는 공업 용수이며, 상기 응축 수단에 이용하는 후단 사행 허니콤에 공급하는 물이 탈이온수인 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사행 허니콤은 알루미나, 실리카 및 티타니아로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 1 또는 2 이상의 충전재 또는 결합재를 함유하는 유리 섬유, 세라믹 섬유 또는 알루미나 섬유 기재를 사용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
10. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제습 공정에서 제습된 정화 공기는 소정 온도로 가열된 후, 청정실용 공기로서 사용되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 방법.
11. 제1 공기 도입구, 제1 물 공급 수단, 상기 제1 공기 도입구로부터 도입된 공기를 상기 제1 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 가습하는 가습 수단, 이 가습된 공기를 배출하는 제1 공기 배출구 및 계(系) 내에 괸 물을 계 외로 배출하는 제1 물 배출 수단을 구비하는 가습부와, 상기 제1 공기 배출구에 연결 설치되는 제2 공기 도입구, 제2 물 공급 수단, 상기 제2 공기 도입구로부터 도입된 공기 중의 수분을 상기 제2 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 응축하는 응축 수단, 이 응축 후의 공기를 배출하는 제2 공기 배출구 및 계 내에 응축한 물을 계 외로 배출하는 제2 물 배출 수단을 구비하는 응축부를 갖는 공기 청정 장치로서, 상기 가습 수단 및 상기 응축 수단에, 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤이, 이 사행 허니콤의 전면이 각각 상기 제1 공기 도입구측 및 상기 제2 공기 도입구측을 향하고, 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤을 통과하도록 배치되고, 추가로, 이 사행 허니콤의 상방에 상기 제1 물 공급 수단 및 상기 제2 물 공급 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
12. 제1 공기 도입구, 제1 물 공급 수단, 상기 제1 공기 도입구로부터 도입된 공기를 상기 제1 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 가습하는 가습 수단, 이 가습된 공기를 배출하는 제1 공기 배출구 및 계 내에 괸 물을 계 외로 배출하는 제1 물 배출 수단을 구비하는 가습부를 갖는 공기 청정 장치로서, 상기 가습 수단에, 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤이, 이 사행 허니콤의 전면이 상기 제1 공기 도입구측을 향하고, 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤을 통과하도록 배치되고, 추가로, 이 사행 허니콤의 상방에 상기 제1 물 공급 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
13. 제2 공기 도입구, 제2 물 공급 수단, 상기 제2 공기 도입구로부터 도입된 공기 중의 수분을 상기 제2 물 공급 수단에 의해 공급된 물로 응축하는 응축 수단, 이 응축 후의 공기를 배출하는 제2 공기 배출구 및 계 내에 응축한 물을 계 외로 배출하는 제2 물 배출 수단을 구비하는 응축부를 갖는 공기 청정 장치로서, 상기 응축 수단에, 물결 형상 시트가 물결의 전파 방향이 1매 간격으로 경사지게 교차하도록 복수 적층되어 형성되며, 전후 양면과 상하 양면이 개구하는 사행 허니콤이, 이 사행 허니콤의 전면이 상기 제2 공기 도입구측을 향하고, 또한 도입된 공기가 이 사행 허니콤을 통과하도록 배치되고, 추가로, 이 사행 허니콤의 상방에 상기 제2 물 공급 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 제1 공기 배출구와 상기 제2 공기 도입구는 일체적으로 연속하여 접하고, 상기 가습 및 상기 응축을 모두 1대의 사행 허니콤에서 행하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사행 허니콤은 셀의 산 높이가 2.0∼8.0㎜인 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
16. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 물 배출 수단과 상기 제1 물 공급 수단 사이에 제1 순환 펌프가 접속되어, 상기 제1 물 배출 수단에 의해 배출된 물이 상기 제1 순환 펌프에 의해 상기 제1 물 공급 수단에 순환 공급되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
17. 제11항 또는 제13항에 있어서, 상기 제2 물 배출 수단과 상기 제2 물 공급 수단 사이에 제2 순환 펌프가 접속되어, 상기 제2 물 배출 수단에 의해 배출된 물이 상기 제2 순환 펌프에 의해 상기 제2 물 공급 수단에 순환 공급되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
18. 제11항에 있어서, 상기 가습 수단 또는 상기 응축 수단의 한 쪽, 혹은 양쪽의 하방에 방류에 의해 오염 물질의 농도를 조정하는 순환수 저장부를 설치하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
19. 제11항에 있어서, 상기 제2 공기 배출구의 뒤에, 추가로 온도 및 습도 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 온도 및 습도 조정 수단의 공기 배출부가 그 하류측에 위치한 청정실에 접속되어, 상기 온도 및 습도 조정 수단으로 처리된 공기가 상기 청정실에 공급되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
21. 제12항에 있어서, 상기 가습 수단의 하방에 방류에 의해 오염 물질의 농도를 조정하는 순환수 저장부를 설치하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
22. 제13항에 있어서, 상기 응축 수단의 하방에 방류에 의해 오염 물질의 농도를 조정하는 순환수 저장부를 설치하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.

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