KR101311698B1 - 4 포트 자동 전환 밸브 - Google Patents

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마사카츠 야마와키
도루 무로타
신야 기타구치
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가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이
다이세이 겐세쓰 가부시키가이샤
신와 콘트롤즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 의하면, 유로 전환시에 야기하는 정압 변동 및 유량 변동을 허용 정밀도 내로 억제할 수 있고, 또한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치나 드라이 공기 공급 장치 등에서 현저해지는 차압 변동도 허용 정밀도 내로 억제할 수 있게 하며, 게다가 또한, 기밀 성능과 단열 성능도 동시에 개량한 4 포트 자동 전환 밸브가 제공된다. 이 자동 전환 밸브는, 내부에 공간부를 갖는 케이싱부와, 당해 공간부를 4 개의 소실로 구획하는 개구부를 갖는 틀형 칸막이판과, 당해 틀형 칸막이판의 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 판상 회전 운동 밸브체와, 당해 구획된 4 개의 소실에 형성된 기체를 항상 유입시키는 유입 포트, 기체의 유입과 유출을 교대로 실시하는 유입/출 포트 (1), 기체를 항상 유출시키는 유출 포트, 및 기체의 유입과 유출을 상기와 교대로 실시하는 유입/출 포트 (2) 와, 및 상기 판상 회전 운동 밸브체를 회전축 둘레에서 회전 운동시키는 구동 수단을 구비하고 있는 것이다.
4 포트 자동 전환 밸브

Description

4 포트 자동 전환 밸브{AUTOMATIC FOUR-PORT SELECTOR VALVE}
본 발명은 2 계열로 이루어지는 배기 가스 처리 장치 등에서 재생 조작과 흡착 조작의 통기 모드를 전환할 때에 사용하는 4 포트 자동 전환 밸브에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예를 들어, 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 (batch type) 온도 스윙 흡착 (TSA) 을 적용한 배기 가스 처리 장치, 용제 회수 장치, 공기 청정화 장치 및 드라이 공기 공급 장치 등에서, 이들 장치에 부착되어 공기나 질소 가스 등의 처리 기체가 통과하는 흡착재 유닛을, 흡착 조작에서 재생 조작으로, 재생 기체가 통과하고 있는 흡착재 유닛을 재생 조작에서 흡착 조작으로, 그 통기 모드를 전환할 때에 사용하는 4 포트 자동 전환 밸브에 관한 것이다.
최근, 반도체 제조 공장, 액정 디스플레이 제조 공장, 태양 전지 제조 공장 등의 최첨단 일렉트로닉스 산업에서 사용하는 깨끗한 작업 공간, 예를 들어, 클린ㆍ룸, 클린ㆍ챔버, 미니 인바이러먼트 등의 매우 깨끗한 작업 공간에 적합한 공기의 공급 장치로는, 흡착재를 사용하여, 공기 중의 오염 물질, 예를 들어, 암모늄 성분, 아민 화합물 성분, 황 산화물 성분, 유기 화합물 성분, 나트륨 성분, 칼륨 성분, 금속 성분, 물, 과산화물 성분 등의 오염 물질의 흡착과 재생을 동시에 실시하여, 반영구적으로 사용할 수 있고, 공기 중의 당해 분자상 오염 물질을 연속적으 로 제거하여 깨끗한 작업 공간으로 클린 에어를 연속적으로 공급하는 로터식 공기 청정화 장치나 공기 중의 수분을 연속적으로 제거하는 로터식 감습 공기 공급 장치 (데시컨트) 가 이미 실용화되어 있다.
그러나, 로터식 공기 청정화 장치는, 본질적으로 후기하는 바와 같은 해결하기 곤란한 문제가 있어, 더욱 고도의 클린 에어 환경을 실현시키기 곤란하다. 따라서, 기본적으로는, 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 에 의한 공기 청정화 장치나 감습 공기 공급 장치가 가장 바람직하지만, 당해 방식도, 이하에 설명하는 바와 같은 곤란한 기술적 과제가 해결되어 있지 않기 때문에, 실용화되어 있지 않다.
(종래의 배치 타입 온도 스윙 장치)
깨끗한 작업 공간에 적합한 공기를 연속적으로 공급하는 장치인 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 공기 청정화 장치는, 통상적으로, 제 1 계열과 제 2 계열의 흡착재 유닛으로 이루어지고, 제 1 계열에서 흡착에 의한 청정화, 제습 조작을 실시하고, 그 동안에, 제 2 계열에서 흡착 물질의 탈리ㆍ재생을 실시하는 것으로서, 당해 청정화 기능이나 제습 기능과 흡착 물질의 탈리ㆍ재생 기능의 효과가 있는 장치 부분은 가능한 한 콤팩트한 장치일 필요가 있다. 그리고, 추가로, 매우 중요한 것은, 당해 배치 타입 조작의 필수 조작인, 제 1 계열과 제 2 계열에 있어서의 흡착 조작과 재생 조작의 「통기 모드 전환」시에, 공급 기체의 유량, 정압, 차압이 실질적으로 변동되지 않는 성능을 보유하고 있을 필요가 있다.
그러나, 종래의 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에서는 콤팩트한 장치로 하는 것, 그리고, 흡착과 재생의 통기 모드 전환시에, 공급 기체의 유량 변동, 정압 변동, 차압 변동을 허용 정밀도 내로 억제한다고 하는 과제가 모두 해결되어 있지 않다. 전환시의 이러한 변동을 피할 수 없는 것은, 배치 타입 장치를 사용하는 한 피할 수 없다고 간주되고 있었다.
(통기 모드 전환)
흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 장치에서 「통기 모드 전환」이란, 보다 구체적으로는, 우선, 처리 기체 (처리되어야 하는 기체, 즉 흡착에 의해 제거되어야 하는 오염 물질이나 수분 등을 함유하는 공기 등의 기체를 말한다.) 를 제 1 계열 흡착재 유닛으로 통기하여 흡착 조작을 실시하고 있는 동안에, 재생 기체 (흡착재를 가열하여, 흡착된 물질, 수분 등의 탈리ㆍ재생에 사용하는 기체를 말한다.) 를 제 2 계열 흡착재 유닛으로 통기하여 흡착재의 재생 조작을 실시하여, 제 1 계열 흡착재 유닛의 흡착 능력이 한계에 이를 때까지, 제 2 계열 흡착재 유닛의 흡착재를 가열하여 탈리 재생시키고, 이어서 냉각시켜 재생 조작 종료 시점에서, 제 1 계열 흡착재 유닛으로 통기하고 있던 처리 기체를 재생 기체로 전환하고, 동시에 제 2 계열 흡착재 유닛으로 통기하고 있던 재생 기체를 처리 기체로 전환한다고 하는 조작이다.
그리고, 당연하겠지만, 다음의 전환 조작에서는, 제 1 계열 흡착재 유닛에는 재생 기체에서 처리 기체로, 제 2 계열 흡착재 유닛에는 처리 기체에서 재생 기체로 전환시키는 통기 모드 전환이 된다.
도 6 은 종래의 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치를 나타낸다. 이러한 종래의 장치에서는, 왜 콤팩트화가 곤란한지, 그리고, 왜 통기 모드 전환시에 있어서의 유량 변동, 정압 변동 및 차압 변동을 피할 수 없는지를 상세하게 설명한다.
도 6 은 공기 중의 분자상 유기성 오염 물질을 제거하기 위해 흡착재로서 활성탄의 허니컴 형상 성형체를 용기에 적층하여 흡착재 유닛으로 한 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 종래의 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 공기 청정화 장치 (200) 이다.
(정상 운전시의 조작)
처리 공기는, 처리 공기구 (101) 로부터 유입되어 처리 공기 덕트 (106) 를 통과하여 처리 공기 블로어 (103), 처리 공기 필터 (102), 처리 공기 댐퍼 (105) 를 거쳐 제 1 계열 덕트 (110) 와 제 2 계열 덕트 (117) 의 분기/합류점 (T1) 으로 유입된다.
제 1 계열 흡착재 유닛 (109) 으로 통기하여 흡착 조작이 행해지고, 제 2 계열 흡착재 유닛 (118) 으로 재생 공기를 통기하여 재생 조작이 행해지는 경우에는, 제 1 계열측 개폐 밸브 (V1) 는 개 밸브 상태이고, 제 2 계열측 개폐 밸브 (V4) 는 폐 밸브 상태이다.
처리 공기는, 처리 공기 덕트 (106) 내를 흘러, 분기/합류점 (T1), 개폐 밸브 (V1), 분기/합류점 (T2) 을 거쳐 제 1 계열 덕트에 접속되어 있는 제 1 계열 흡착재 유닛 (109) (109a, 109b) 으로 유입된다. 제 1 계열 흡착재 유닛 (109a, 109b) 을 통과하는 동안에 분자상 유기성 오염 물질이 제거되어, 개 밸브 상태에 있는 개폐 밸브 (V2) 에서 분기/합류점 (T4) 을 거쳐 공급 공기 덕트 (115) 로 유입되고, 공급 공기 필터 (128) 를 통과하여 청정화된 공급 공기가 되어 공급 공기구 (116) 로부터 유출된다. 이 때, 밸브 (V2) 가 개 밸브 상태이기 때문에, 개폐 밸브 (V3 및 V6) 는 폐 밸브 상태이다.
한편, 재생 공기는 재생 공기구 (119) 로부터 재생 공기 필터 (121) 를 거쳐 재생 공기 블로어 (122) 로 흡인되어 공기 청정화 장치 (200) 내에 들어와, 재생 공기 덕트 (120) 내를 흘러 재생 공기 댐퍼 (124), 냉각기 (125), 가열기 (127) 를 통과하여 제 1 계열 덕트 (110) 및 제 2 계열 덕트 (117) 로 이어지는 분기/합류점 (T8) 으로 유입된다.
제 2 계열 흡착재 유닛 (118) (118a, 118b) 을 재생 조작할 때, 재생 공기는 개 밸브 상태에 있는 개폐 밸브 (V7) 를 거쳐 분기/합류점 (T5) 에서 제 2 계열 덕트 (117) 내를 흘러 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a, 118b) 으로 유입된다.
제 2 계열 흡착재 유닛 (118a, 118b) 이 흡착한 흡착물을 탈리하는 조작 시간에는 가열기 (127) 로 재생 공기를 가열한다. 이 동안에, 냉각기 (125) 는 정지되어 있다. 흡착물을 탈리하여 승온 상태에 있는 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a, 118b) 을 냉각시키는 조작 시간에는 냉각기 (125) 를 작동시킨다. 이 동안, 가열기 (127) 는 정지되어 있다.
제 2 계열 흡착재 유닛 (118a, 118b) 을 통과한 재생 공기는, 분기/합류점 (T6) 에서 개 밸브 상태의 개폐 밸브 (V8), 게다가 분기/합류점 (T7) 을 거쳐 배출 공기 덕트 (113) 내를 흐르고, 배출 공기가 되어 배출 공기구 (114) 에서 계(系) 밖으로 배출된다. 이 때, 개폐 밸브 (V8) 가 개 밸브 상태이기 때문에, 개폐 밸브 (V4 및 V5) 는 폐 밸브 상태이다.
또한, 개폐 밸브 (V4) 는 폐 밸브 상태이기 때문에, 재생 공기는 처리 공기 덕트 (106) 의 분기/합류점 (T1) 으로는 유입되지 않는다.
(통기 모드 전환의 곤란성)
그런데, 이상의 상태에 있는 제 1 계열 흡착재 유닛 (109a, 109b) 을, 흡착에서 재생하는 조작으로, 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a, 118b) 을 재생 조작에서 흡착 조작으로의 통기 모드의 전환은, 매우 단시간 (예를 들어, 0.8 초) 에 실시해야 하지만, 이 조작은 매우 곤란하다.
즉, 개 밸브 상태에 있는 4 개의 밸브 (V1, V2, V7 및 V8) 를 순간적으로 폐 밸브 상태로, 또한, 동시에, 폐 밸브 상태에 있는 4 개의 밸브 (V3, V4, V5 및 V6) 를 순간적으로 개 밸브 상태로 할 필요가 있기 때문이다.
상기한 바와 같이, 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 종래의 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 공기 청정화 장치 (200) 에서는, 흡착과 재생의 조작을 동시에 실시하여 연속적으로 청정 공기를 공급하려고 하면, 처리 공기, 공급 공기, 재생 공기, 배출 공기 상호의 혼입을 방지하여 제 1 계열 흡착재 유닛 (109a, 109b), 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a, 118b) 의 각각과, 이들 공기가 흐르는 덕트를 접속시킬 필요가 있다. 이 때문에, 흡착재 유닛의 상류측에는 처리 공기, 그리고, 배출 공기가 흐르는 2 계통의 덕트 및 처리 공기를 받아들여 제 1 계열과 제 2 계열 각각의 흡착재 유닛으로 분기하는 분기/합류점 (T1) 과 배출 공기를 제 1 계열 덕트 (110) 와 제 2 계열 덕트 (117) 에서 배출 공기구 (114) 로 유도하는 배출 공기 덕트 (113) 에 접속하는 덕트의 분기/합류점 (T7) 과 각각의 양측에 덕트 회로를 개폐하기 위한 밸브 (V1, V4, V5, V8) 를 배치할 필요가 있다.
또한, 흡착재 유닛의 하류측에는 공급 공기, 그리고 재생 공기가 흐르는 2 계통의 덕트 및 공급 공기를 빼내는 제 1 계열 덕트 (110) 와 제 2 계열 덕트 (117) 에서 공급 공기구 (116) 로 유도하는 공급 공기 덕트 (115) 에 접속하는 덕트의 분기/합류점 (T4) 과 재생 공기를 제 1 계열과 제 2 계열의 각각의 흡착 유닛으로 분기하는 분기/합류점 (T8) 과 각각의 양측에 덕트를 개폐하기 위한 개폐 밸브 (V2, V3, V6, V7) 를 배치할 필요가 있다.
또한, 제 1 계열 덕트 (110) 에서 배출 공기 덕트 (113) 로, 또한, 제 2 계열 덕트 (117) 에서 배출 공기 덕트 (113) 로 재생 공기가 흐르도록 분기/합류점 (T2, T6) 이, 재생 공기 덕트 (120) 에서 제 1 계열 덕트 (110) 로, 또한, 재생 공기 덕트 (120) 에서 2 계열 덕트 (117) 로 재생 공기가 흐르도록 분기/합류점 (T3, T5) 이 필요하다.
이와 같이 하여 결국, 흡착재 유닛 (109, 118) 의 상류측과 하류측 각각에 2 계통, 합계 4 계통의 덕트와 합계 8 기의 개폐 밸브와 합계 8 기의 분기/합류점이 필요하여, 합계 4 계통의 덕트가 필요해진다.
이 때문에, 매우 복잡하고 긴 덕트의 「권회」를 필요로 하게 된다. 여기에서 본 발명이 대상으로 하고 있는 반도체 공장 등에서 사용되는 덕트란, 직경이 50㎜ 정도의 소배관이 아니다. 예를 들어, 500㎜ 의 정사각형 단면의 덕트 이다 (예를 들어, 처리 공기량이 100㎥/min 인 경우, 약 8m/s 의 유속으로 흐르게하기 위해서는, 정사각형 단면의 덕트의 치수는 약 500㎜ 가 된다.).
따라서, 만일 이러한 「권회」가 30m 였다면, 덕트만으로 무려 6.2㎥ 의 점유 공간이 필요해진다. 처리 공기량이 20㎥/min 인 경우에는 동일하게 약 8m/s 의 유속으로, 동일하게 30m 의 권회에서는 덕트만으로 1.3㎥ 의 점유 공간이 필요해진다.
즉, 상압 하에 있는 공기가 흐르는 덕트의 점유 공간은 실제로는 막대한 것으로서, 여기에 덕트의 분기/합류점이나, 덕트의 중첩, 교차, 구부러짐, 확대 (축소), 개폐 밸브, 단열재의 장착 등을 하기 위해 필요 점유 공간이 더해지기 때문에, 장치 전체적인 점유 공간은 매우 커지게 된다.
이것이 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치를 콤팩트하게 하는 것을 곤란하게 하는 제 1 의 이유이다. 당연히 이 상태에서는, 도저히 콤팩트한 장치로는 되지 않는다는 것은 명백하지만, 이러한 과제는, 그렇게 용이하게 해결할 수 있는 것이 아니다.
게다가 또한, 통기 모드 전환에서는, 흡착 조작과 재생 조작을 동시에 전환해야 하기 때문에, 처리 공기 및 공급 공기의 흐름을 정지시키지 않고, 압력 손실이 작고, 구경이 큰 개폐 밸브 합계 8 기를 동시에 동작을 개시시키고, 또한, 동시에 동작을 정지시키고, 게다가, 동작 시간을 가능한 한 단시간 (예를 들어, 1 초 이하) 으로 할 필요가 있다.
그러나, 8 기 모든 개폐 밸브를 동시에, 또한, 단시간에 동작시키는 것은 매 우 곤란하다. 그리고, 어느 하나의 개폐 밸브에 아주 조금의 지연이 있으면, 공급 공기의 유량과 압력이 변동된다는 더 큰 문제가 발생한다.
예를 들어, 도 6 에서, 개폐 밸브 (V1) 가 개에서 폐가 되는 동작 개시 시각과 개폐 밸브 (V4) 가 폐쇄에서 개방이 되는 동작 개시 시각에 0.1 초의 지연이 있고, 다른 개폐 밸브 (V5, V8, V2, V3, V6, V7) 에는 전혀 지연이 없다고 했을 경우, 일순간 (0.1 초간) 처리 공기의 흐름이 정지하여 바로 복원하는 유량이 변동되어 공급 공기 덕트 (115) 내를 유속에 알맞은 속도로 전파한다.
한편, 압력의 변동에 대해서는, 정상적인 공급 공기 정압에서 정압 0 으로, 0.1 초 후에 정상적인 공급 공기 정압으로 복원하는 급격한 압력 변동이 발생한다.
그리고, 당해 급격한 압력 변동은, 실은 당업자가 예상도 할 수 없는 고속도로 덕트 내를 전파하는 것이다. 즉, 이 압력 변동은, 공급 공기 덕트 (115) 내를 음속, 즉, 대략 초속 320m 라고 하는 고속으로 전파한다. 실제로는 8 기의 개폐 밸브의 개폐 동작 시간은 여러 가지이기 때문에, 이러한 유량과 압력은 여러 가지 변동 상태가 발생한다.
반도체 등의 제조 공정에서는, 깨끗한 작업 공간에 적합한 공기를 대량으로 안정적으로, 또한, 연속적으로 공급해야 하는데, 만일 상기한 바와 같이 전환시에, 공급 공기의 유량과 압력이 이와 같이 변동하게 된 경우에는, 반도체 제품의 수율을 현저히 저하시키는 큰 요인이 된다. 따라서, 전환에 수반되는 여러 변동 상태를 나타내는 유량 및 압력의 변동, 특히 음속이라고 하는 예상 밖의 고속도로 전파되는 압력 변동을 어떻게 하여 허용 정밀도 내로 억제하는가와 같은 큰 문제가 있다.
또 다른 문제는, 도 6 의 종래 장치에서는, 통기 모드 전환시에는, 8 기의 개폐 밸브와 8 기의 분기/합류점 사이에 있는 덕트 내의 공기는, 그 개폐 밸브를 폐 밸브 상태로 한 경우에는 흐름이 정지하기 때문에, 다음의 개 밸브가 될 때까지는 그대로 체류하는 정체 지점이 된다는 것이다.
예를 들어, 분기/합류점 (T6) 과 분기/합류점 (T1) 사이의 덕트, 분기/합류점 (T2) 과 분기/합류점 (T1) 사이의 덕트는, 재생 개시 직후의 고농도의 탈리된 오염 물질을 함유하는 배출 공기가 체류하는 정체 지점이 되기 때문에, 흡착 개시 직후의 공급 공기 중의 청정도에 영향을 준다는 큰 문제가 된다.
이와 같이, 상기한 배치 타입 흡착 장치는, 용이하게는 해결할 수 없는 복수의 큰 문제가 있기 때문에, 현재는, 전혀 다른 조작 원리에 의해, 연속적으로 운전하여, 배치 타입 장치에 고유의 통기 모드 전환 조작을 없애려고 하는 어프로치가 이루어지고 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-141274호에서는 로터식 공기 청정화 장치가 제안되어 있으며, 또 일본 공개특허공보 평11-188224호에서는 로터식 감습 공기 공급 장치가 제안되어 있다. 그러나, 이들에 대해서도, 이하와 같은 큰 문제가 존재한다. 즉,
이들 로터식 공기 정화 장치 등에서는, 사용하는 흡착 로터의 기(機)의 수에 따라서도 상이하지만, 2∼3 기의 로터를 직렬로 접속하여 사용하기 때문에, 통상적으로 4 기 내지 6 기의 송풍기를 필요로 하고 있으며, 로터의 상류측과 하류측의 쌍방에 로터의 흡착부, 재생부, 냉각부의 3 영역에 각각 전용의 후드 내지 커버가 필요해진다. 이 밖에 필터, 댐퍼, 밸브, 가열기, 냉각기가 필요하기 때문에, 결국은 로터식 공기 청정화 장치나 로터식 감습 공기 공급 장치에는 매우 다수의 구성 기기와 부품이 필요해진다.
또한, 로터의 단면적은 그 로터에 접속하는 덕트의 단면적보다 크다. 여기에 덕트 자체와 분기/합류점, 덕트의 중첩, 교차, 구부러짐, 권회, 확대 (축소), 로터용 후드가 더해지기 때문에, 로터식 공기 청정화 장치나 로터식 감습 공기 공급 장치는 필연적으로 큰 점유 공간을 차지하는 것이 되지 않을 수 없으며, 기본적으로 점유 공간을 작게 하는 것은 곤란하여, 미니 인바이러먼트에 적용하는 것은 곤란하다.
이에 추가하여, 로터식 장치에 있어서의 흡착재 로터는 회전하고 있기 때문에, 그것의 상류측 및 하류측에 부착시키는 각 영역의 후드는, 로터 단면에 근접하여 부착시키지 않을 수 없다. 따라서, 처리 공기, 공급 공기, 재생 공기, 냉각 공기 또는, 처리 도중의 공기 등, 각 로터에 출입하는 공기의 누출이나 누입이나 혼입을 방지하기 곤란하다. 특히, 반도체 산업에서 필요한 분자상 오염 물질을 극저의 농도까지 철저히 제거하는 것은 더욱 더 곤란해진다. 게다가, 로터 부근으로부터는 공기가 누출되기 쉽고, 오염을 확산시키기 쉽다는 문제도 있다. 게다가 또한, 기체가 공기가 아니라 질소 가스의 로터식 청정화 장치나 로터식 감습 질소 가스 공급 장치는 실현시키기 매우 곤란하다.
발명의 개시
본 발명은 상기한, 종래 기술의 매우 곤란한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 기체 유로 전환시에 야기되는 정압 변동 및 유량 변동을 허용 정밀도 내로 억제할 수 있고, 또한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치나 드라이 공기 공급 장치 등에서 현저해지는 차압 변동도 허용 정밀도 내로 억제할 수 있게 하며, 게다가 또한, 기밀 성능과 단열 성능도 동시에 개량한 4 포트 자동 전환 밸브를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 당해 4 포트 자동 전환 밸브를, 흡착재 유닛 2 계열을 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 장치에, 제 1 밸브, 제 2 밸브로서 사용하여, 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 장치에 있어서의 덕트 권회를 대폭으로 삭감시킴과 함께, 통기 모드 전환을 위해 부착되어 있는 개폐 밸브 8 기를 삭감한 공기 청정화 장치, 드라이 공기 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 또한, 종래 실현되어 있지 않았던 청정화 질소 가스 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치, 드라이 질소 가스 공급 장치를 제공하는 것이다.
A. 본 발명에 따르면, 이하의 4 포트 자동 전환 밸브가 제공된다.
〔1〕내부에 공간부를 갖는 케이싱부와, 당해 공간부를 4 개의 소실(小室 ; R1, R2, R3 및 R4) 로 구획하는 개구부를 갖는 틀형 칸막이판과, 당해 틀형 칸막이판의 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 판상 회전 운동 밸브체와, 당해 구획된 4 개의 소실에 형성된 기체를 항상 유입시키는 유입 포트 (L1), 기체의 유입과 유출을 교대로 실시하는 유입/출 포트 (1) (L2), 기체를 항상 유출시키는 유출 포트 (L3), 및 기체의 유입과 유출을 상기 L2 와 교대로 실시하는 유입/출 포트 (2) (L4) 와, 상기 판상 회전 운동 밸브체를 회전축 둘레에서 회전 운동시키는 구동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 4 포트 자동 전환 밸브.
〔2〕상기 소실 (R1, R2, R3 및 R4) 을, 상기 유입 포트 (L1) 를 부착시킨 소실 (R1), 당해 R1 을 기점으로 하여 상기 회전축의 시계 방향 회전 방향으로 상기 유입/출 포트 (1) (L2) 를 부착시킨 소실 (R2), 상기 유출 포트 (L3) 를 부착시킨 소실 (R3), 및 상기 유입/출 포트 (2) (L4) 를 부착시킨 소실 (R4) 의 순으로 배치하고, 또한, 상기 R1 과 상기 R3 은, 기체 유로 전환시에 상기 L1 로부터 유입된 기체를 L3 으로 유출시키도록 구성한 대향 위치에 배치하고, 게다가, 상기 판상 회전 운동 밸브체는, 상기 R2 및 상기 R4 에, 또는 상기 R1 및 상기 R3 에 배치하도록 상기 회전축에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는〔1〕에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔3〕상기 개구부의 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형으로서, 당해 개구부의 내가장자리 주변부에는 틀형 밸브 시트가 형성되고, 또 당해 개구부 면적은, 상기 유입 포트 (L1) 의 단면적의 20-120% 의 범위에서 선택된 면적을 가지고 있는 것을 특징으로 하는〔1〕또는〔2〕에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔4〕상기 판상 회전 운동 밸브체의 형상은, 상기 개구부의 형상과 상사형으로서, 당해 판상 회전 운동 밸브체의 판면의 면적은 당해 개구부를 폐쇄하는 면적보다 크고, 그 면적의 1.3 배보다 작은 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는〔1〕내지〔3〕중 어느 하나에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔5〕상기 케이싱부는 측판, 천판 및 바닥판으로 구성되고, 당해 측판, 천판, 및 바닥판, 및 상기 틀형 칸막이판, 상기 회전축, 및 상기 판상 회전 운동 밸브체는 단열 기능을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는〔1〕내지〔4〕중 어느 하나에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔6〕상기 판상 회전 운동 밸브체의 회전 운동 동작은, 기동에서 정지까지의 동작 시간이 0.1∼20 초의 범위에서 선택되며, 또한, 회전 운동 각도가 60°-122°의 범위에서 선택된 왕복 회전 운동인 것을 특징으로 하는〔1〕내지〔5〕중 어느 하나에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔7〕상기 개구부는, 그 개구율 (%) 의 변경 수단을 가지고 있으며, 상기 판상 회전 운동 밸브체가 상기 R2 및 상기 R4 에 배치되어 있는 경우에는, 상기 R1 및/또는 상기 R3 의 내벽면을 따라 ; 또한, 상기 판상 회전 운동 밸브체가 상기 R1 및 상기 R3 에 배치되어 있는 경우에는, 상기 R2 및/또는 상기 R4 의 내벽면을 따라 ; 각각 상하 방향 또는 수평 방향으로 이동할 수 있는 상기 개구부의 개구율 (%) 을 각각 독립적으로 변경할 수 있게 하는 개구율 변경 수단을 가지고 있는 것을 특징으로 하는〔1〕내지〔6〕중 어느 하나에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔8〕상기 개구율 변경 수단은, 가동판과 그 구동체로 구성되고, 상기 가동판의 동작은 상기 판상 회전 운동 밸브체의 회전 운동 동작에 동기되어 있는 것을 특징으로 하는〔1〕내지〔7〕중 어느 하나에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
〔9〕상기 유입 포트 (L1) 및/또는 상기 유출 포트 (L3) 에 압력 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는〔1〕내지〔8〕중 어느 하나에 기재된 4 포트 자동 전환 밸브.
B. 또한, 본 발명에 의하면, 이하의 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치가 제공된다.
〔10〕흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 당해 흡착 장치의 2 계열의 흡착 유닛에는,〔1〕내지〔9〕중 어느 하나에 기재된 상기 4 포트 자동 전환 밸브 2 기가 제 1 밸브와 제 2 밸브로서 조합하여 부착되어 있으며, 당해 2 계열의 흡착재 유닛의 각각은, 상기 흡착재 유닛의 흡착 능력을 재생시키는 재생 수단, 처리 기체의 정압, 공급 기체의 정압, 재생 기체의 정압, 및 배출 기체의 정압 각각의 계측ㆍ조정 수단, 재생 기체의 유량 및/또는 처리 기체의 유량의 계측ㆍ조정 수단, 및 상기 제 1 밸브 및 제 2 밸브에 의한 흡착 조작과 재생 조작의 전환 (통기 모드 전환) 을 제어하는 전환 제어기로 적어도 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
〔11〕상기 흡착재 유닛은, 분자상 오염 물질을 흡착하는 흡착 재료를 사용하여 형성한 유닛 내지 수분을 흡착하는 흡착 재료를 사용하여 형성한 유닛이 각각 직렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는〔10〕에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
〔12〕상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브가 구비하는 압력 센서로부터의 측정 신호를 상기 전환 제어기에 입력하는 것을 특징으로 하는〔10〕또는〔11〕에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
〔13〕상기 재생 수단은, 처리 기체의 유량의 0.05-1.2 배의 범위에서 유량을 임의로 조정할 수 있는 재생용 블로어를 가지고 있는 것을 특징으로 하는〔10〕내지〔12〕중 어느 하나에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
〔14〕상기 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 상기 통기 모드 전환에 앞서, 처리 기체의 유량과 재생 기체의 유량이 동일해지도록 유량의 조정이 행해지고, 또한 처리 기체의 정압과 재생 기체의 정압이 동일해지도록 정압의 조정이 행해져, 당해 통기 모드 전환을 실시하는 것을 특징으로 하는〔10〕내지〔13〕중 어느 하나에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
〔15〕상기 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 상기 통기 모드 전환에 앞서, 처리 기체가 제 1 밸브 유입 포트 (L1) 에서 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 까지의 유로를 흐르는 유동 차압 (압력 손실), 재생 기체가 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 에서 동 밸브의 유출 포트 (L3) 까지의 유로를 흐르는 유동 차압 (압력 손실), 그리고 재생 기체가 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 에서 제 1 밸브 유출 포트 (L3) 까지의 유로를 흐르는 유동 차압 (압력 손실) 이 동일해지도록 차압 조정을 실시하는 것을 특징으로 하는〔10〕내지〔14〕중 어느 하나에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
〔16〕상기 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치가, 공기 청정화 장치, 드라이 공기 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 청정화 질소 가스 공급 장치, 드라이 질소 가스 공급 장치, 또는 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치인 것을 특징으로 하는〔10〕내지〔15〕중 어느 하나에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
C. 또한, 본 발명에 의하면, 이하의 청정화 공기나 드라이 공기 등을 공급하는 방법이 제공된다.
〔17〕클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ벤치, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 유기 EL 디스플레이 제조 장치를 포함하는 전자 부품의 제조에 관련된 장치, 클린ㆍ터널, 클린ㆍ오븐, 프로세스 기판 보호용 보관고, 스토커, 제조 장치에 부수되는 이재 장치, 로더/언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 장치 보기(補機) 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 클린 전자 부품 제조ㆍ시설 또는 클린 반도체 제조 시설ㆍ설비에〔16〕에 기재된 어느 하나의 장치를 사용하여, 청정화 공기, 드라이 공기, 클린 조온ㆍ조습 에어, 청정화 질소 가스, 드라이 질소 가스, 또는 클린 조온ㆍ조습 질소 가스를 공급하는 방법.
D. 또한, 본 발명에 의하면, 이하의 클린 전자 부품 제조ㆍ시설 또는 클린 반도체 제조 시설ㆍ설비가 제공된다.
〔18〕〔16〕에 기재된 공기 청정화 장치, 드라이 공기 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 청정화 질소 가스 공급 장치, 드라이 질소 가스 공급 장치, 및 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는, 클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ벤치, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 유기 EL 디스플레이 제조 장치를 포함하는 전자 부품의 제조에 관련된 장치, 클린ㆍ터널, 클린ㆍ오븐, 프로세스 기판 보호용 보관고, 스토커, 제조 장치에 부수되는 이재 장치, 로더/언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 장치 보기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 클린 전자 부품 제조ㆍ시설 또는 클린 반도체 제조 시설ㆍ설비.
(발명의 효과)
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브에 의하면, 그 2 기만으로, 종래 기술에서는 8 기의 개폐 밸브와 8 지점의 분기/합류점과 복잡하고 긴 덕트의 권회를 필요로했던 것과 동등한 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 시스템을 구축할 수 있다. 또한, 점유 공간이 큰 덕트의 권회를 대폭으로 삭감할 수 있게 된다.
게다가 또한, 종래 기술에 있어서의 덕트의 분기/합류점 8 지점을 모두 없앨 수 있다.
이로써, 처리 기체나 재생 기체가 흐르지 말고 체류한 상태가 되는 「고임」, 「정체」지점을 없앨 수 있다.
따라서, 매우 심플한 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 시스템을 실현시킬 수 있으며, 이 시스템을 장치화한 경우에는 콤팩트하고 저렴한 장치가 된다.
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 그 케이싱부를 구성하는 천판, 바닥판, 측판, 틀형 칸막이판, 회전축, 판상 회전 운동 밸브체는 단열 기능을 구비할 수 있기 때문에, 당해 밸브 내 고온의 재생 기체와 저온의 처리 기체나 공급 기체가 동시에 인접하여 흘러도 천판, 측판, 바닥판, 틀형 칸막이판, 회전축, 판상 회전 운동 밸브체가 전열면이 되어, 고온 기체에서 저온 기체로의 열의 이동은 억제되어, 흡착 제거, 탈리ㆍ재생은 영향받지 않고, 동시에 실시할 수 있다.
이에 추가하여, 통기 모드 전환에 앞서서는 전환 제어기의 출력 신호에 따라, 처리 기체와 재생 기체의 유량, 압력 (정압), 차압은 모두 동 유량, 동 정압, 동 차압으로 제어되어 있으며, 또한 2 기의 전환 밸브의 구동 모터는 동시에 기동하고, 동시에 정지하도록, 게다가 0.1∼20 초의 단시간에 동작하기 때문에, 전환시의 유량과 정압과 차압의 변동은 허용 정밀도 내이다.
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 사용하면, 클린ㆍ룸, 클린ㆍ챔버, 미니 인바이러먼트에 공급하는 분자상 오염 물질을 ppb 레벨까지 제거한 공기나 질소 가스의 청정화 장치에 있어서 뿐만 아니라, 게다가, 분자상 오염 물질을 제거하여 더욱 조온ㆍ조습한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치나, 노점 -80℃ 이하까지 수분을 제거한 드라이 공기나 드라이 질소 가스를 공급하는 장치 등에서도, 전환시의 유량, 정압, 차압의 변동을 허용 정밀도 내로 억제하여 공급하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 에 의한 콤팩트한 장치를 제공할 수 있게 된다.
그리고, 이들 콤팩트하고 저렴한 장치를 사용하면, 단지 클린ㆍ룸이나 반도체 등의 제조 장치 내에 형성한 미니 인바이러먼트로의 청정화 공기나 질소 가스, 드라이 공기나 질소 가스, 및 클린 조온ㆍ조습 에어나 질소 가스의 공급뿐만 아니라, 이들 클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ챔버, 반도체나 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 제조 장치, 클린 터널, 로더/언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 스토커 등 다수의 기기로 구성되어, 항상 깨끗한 분위기 공간을 필요로 하는 전자 부품 제조 시설ㆍ설비에도, 상기한 공기 또는 질소 가스를 적절한 지점으로부터 용이하게 공급할 수 있기 때문에, 이들 제품의 수율 향상에 크게 기여할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 4 포드 자동 전환 밸브의 일 실시형태를 나타내는 측면 일부를 종단면도로 한 설명도이고, 도 2 는 도 1 에 나타낸 밸브의 X-X 횡단면도이고, 도 3 은 도 1 및 도 2 에 나타낸 틀형 칸막이판 (A), 판상 회전 운동 밸브체 (B), 틀형 밸브 시트 (C) 를 더욱 구체적으로 사시도 및 부분 확대도에 의해 나타내는 설명도이다. 도 4 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브로서, 단면이 원형인 구성의 것을 나타내는 측면도이고, 도 5 는 도 4 에 나타낸 밸브의 X-X 횡단면도이고, 도 6 은 종래의 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 공기 청정화 장치 (200) 의 설명도이고, 도 7 은 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브의 2 개의 타입 (α 형 및 β 형) 의 횡단면도이고, 도 8 은 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 내에 있어서의 계열 전환 (흡착ㆍ재생 계열의 전환) 시의 처리 기체의 흐름의 상황을 나타내는 설명도이고, (A) 는 일부 절개 사시도, (B) 는 횡단면도이다. 도 9 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 구비하는 제 1 계열 및 제 2 계열로 이루어지는 공기 청정화 장치 (130) 의 설명도이고, 도 10 은 통기 모드 전환시에 있어서의 공기 (처리 공기 및 재생 공기) 의 흐름 방향을 나타내는 설명도이고, 도 11 은 통기 모드 전환시에 있어서의 공기 (처리 공기 및 재생 공기) 의 흐름 방향을 나타내는 설명도이고, 도 12 는 통기 모드 전환시에 있어서의 공기 (처리 공기 및 재생 공기) 의 흐름 방향을 나타내는 설명도이고, 도 13 은 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 드라이 공기 공급 장치 (180) 를 나타내는 설명도이고, 도 14 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 2 기 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 를 나타내는 설명도이고, 도 15 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 구비한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치에 있어서의 흡착ㆍ재생 전환시의 공급 공기의 압력 변동 상황을 나타내는 그래프이다.
도 1-도 14 에 있어서, 101 은 처리 공기로, 102 는 처리 공기 필터, 103 은 처리 공기 블로어, 104 는 처리 공기 유량 센서, 105 는 처리 공기 댐퍼, 106 은 처리 공기 덕트, 107 은 제 1 밸브 압력 센서, 108 은 제 1 밸브 (제 1 계열 밸브), 109 는 제 1 계열 흡착재 유닛, 110 은 제 1 계열 덕트, 111 은 제 2 밸브 (제 2 계열 밸브), 112 는 제 2 밸브 압력 센서, 113 은 배출 공기 덕트, 114 는 배출 공기구, 115 는 공급 공기 덕트, 116 은 공급 공기로, 117 은 제 2 계열 덕트, 118 은 제 2 계열 흡착재 유닛, 119 는 재생 공기로, 120 은 재생 공기 덕트, 121 은 재생 공기 필터, 122 는 재생 공기 블로어, 123 은 재생 공기 유량 센서, 124 는 재생 공기 댐퍼, 125 는 재생 공기 냉각기, 126 은 재생 공기 예열기, 127 은 재생 공기 가열기, 128 은 공급 공기 필터, 129 는 전환 제어기, 130 은 공기 청정화 장치 (도 9), 131 은 구동부 (구동 수단), 132a∼132d 는 틀형 칸막이판, 133a-133d 는 틀형 밸브 시트, 134a, 134b 는 판상 회전 운동 밸브체, 135 는 케이싱부, 136 은 천판, 137 은 바닥판, 138 은 회전축, 139a∼139d 는 개구부, 140 은 전동 모터, 141 은 측판, 150a∼150d 는 제 1 밸브 (제 1 계열의 밸브) (압력 조정용 또는 개구율 변경용) 가동판, 150a'∼150d' 는 제 2 밸브 (제 2 계열의 밸브) (압력 조정용 또는 개구율 변경용) 가동판, 151a∼151d 는 제 1 밸브 구동체, 151a'∼151d' 는 제 2 밸브 구동체, 154 는 개스킷 홈, 155 는 처리 공기 덕트 유출 공기, 156 은 제 1 계열 덕트 유입 공기, 157 은 제 2 계열 덕트 유출 공기, 158 은 배출 덕트 유입 공기, 159 는 제 1 계열 덕트 유출 공기, 160 은 공급 공기 덕트 유입 공기, 161 은 재생 공기 덕트 유출 공기, 162 는 제 2 계열 덕트 유입 공기, 163a 는 제 1 계열 No.1 제습 유닛, 163b 는 제 2 계열 No.1 제습 유닛, 164a 는 제 1 계열 No.2 제습 유닛, 164b 는 제 2 계열 No.2 제습 유닛, 165a 는 제 1 계열 가열기, 165b 는 제 2 계열 가열기, 166a 는 제 1 계열 냉각기, 166b 는 제 2 계열 냉각기, 167a 는 제 1 계열 분배기, 167b 는 제 2 계열 분배기, 168 은 제 1 개폐 밸브, 169 는 제 2 개폐 밸브, 170a 는 제 1 계열 청정화 유닛, 170b 는 제 2 계열 청정화 유닛, 171 은 처리 공기 냉각기, 173 은 공급 공기 냉각기, 174 는 공급 공기 가습기, 175 는 공급 공기 블로어, 180 은 도 13 의 드라이 에어 공급 장치, 190 은 도 14 의 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 200 은 도 6 에 나타내는 종래 기술에 의한 공기 청정화 장치, F1, F2 는 유량의 계측값, G1∼G13 은 제어 신호, L1 은 유입 포트 (유입 전용 포트), L2 는 유입/출 포트 (1) (유입/유출 양용 포트), L3 은 유출 포트 (유출 전용 포트), L4 는 유입/출 포트 (2) (유입/유출 양용 포트), P1, P2 는 정압의 계측값, Pw 는 유입 포트에 있어서의 압력, Px 는 유입/출 포트 (1) 에 있어서의 압력, Py 는 유출 포트에 있어서의 압력, Pz 는 유입/출 포트 (2) 에 있어서의 압력, R1∼R4 는 소실, T1∼T8 은 분기/합류점, V1∼V8 은 개폐 밸브를 나타낸다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 기본적으로 그 내부에 공간부를 갖는 케이싱부와, 당해 공간부를 4 개의 소실 (R1, R2, R3 및 R4) 로 구획하는 개구부를 갖는 틀형 칸막이판과, 당해 틀형 칸막이판의 개구부를 개방 또는 폐쇄 (또는, 폐색) 하는 판상 회전 운동 밸브체와, 당해 구획된 4 개의 소실에 형성된 기체를 항상 유입시키는 유입 포트 (L1), 기체의 유입과 유출을 교대로 실시하는 유입/출 포트 (1) (L2), 기체를 항상 유출시키는 유출 포트 (L3), 및 기체의 유입과 유출을 상기 L2 와 교대로 실시하는 유입/출 포트 (2) (L4) 와, 및 상기 판상 회전 운동 밸브체를 회전축 둘레에서 회전 운동시키는 구동 수단을 구비하고 있다.
보다 구체적으로는, 도면에 나타내는 바와 같이, 유입 포트 (L1), 유입/출 포트 (1) (L2), 유출 포트 (L3), 유입/출 포트 (2) (L4) 를 부착시킨 케이싱부 (135) 와, 추가로 천판 (136) 과 바닥판 (137) 과 측판 (141) 으로 둘러싸인 내부 공간 내에 4 개의 소실을 구획하는 틀형 칸막이판 (132) (132a, 132b, 132c, 132d) 과 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 와, 그 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 부착시킨 회전축 (138) 과, 천판 (136) 상에 설치한 전동 모터 (140) 를 구비하는 구동부 (구동 수단 ; 131) 로 구성되어 있다. 도면에 나타낸 케이싱부 (135) 의 형상은, 상단에는 천판 (136) 을, 하단에는 바닥판 (137) 을 가지고 있는 단면이 정사각형이고, 4 개의 측판 (141) 각각에 유입 포트 (L1), 유입/출 포트 (1) (L2), 유출 포트 (L3), 유입/출 포트 (2) (L4) 가 부착되어 있다.
(유입 포트 등의 정의ㆍ기능)
여기에서 이하의 정의를 둔다.
「유입 포트」란, 기체가 「항상 유입되는」포트로서, 「유입 전용 포트」라고도 한다.
「유출 포트」란, 기체가 「항상 유출되는」포트로서, 「유출 전용 포트」라고도 한다.
「유입/출 포트」란, 기체의 유입 및 유출을 모두 행하는 포트로서, 어느 때 (어느 정상 상태의 운전시) 에는 기체의 유입을, 어느 때 (다른 정상 상태에 있어서의 운전시) 에는 기체의 유출을 교대로 행하는 것으로서, 「유입/유출 양용 포트」라고도 한다.
(정상 상태에서) 상기 「유입 전용 포트」로부터 유입된 기체는, 이 「유입/출 포트」로부터 유출되고, 또 이 「유입/출 포트」로부터 유입된 기체는, 상기 「유출 전용 포트」로부터 유출되도록 구성되어 있다.
그리고, 본 발명의 밸브에서 가장 특징으로 하는 점은, 상기 「유입 포트」에서 「유출 포트」로 기체가 흐르는 것은, 유로를 전환하는 매우 일순간의 사이뿐이라는 것이다. 도 8 은 이 상태를 나타내는 것인데, 상세한 것은 후술한다. 「기체」란 통상은 공기인데, 그 이외의 질소나, 추가로 리튬, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 등의 불활성 가스이어도 된다. 이하의 기재는, 공기를 처리하는 경우에 대하여 서술하고 있는데, 이것은 기체를 공기에 한정하는 취지가 아니라, 그 밖의 질소 등의 기체도 포함하는 의미로 해석되어야 한다.
이와 같이, 케이싱부 (135) 의 내부 공간을 회전축 (138) 주위에 4 개의 틀 형 칸막이판 (132a∼132d) 으로 나누어, 4 개의 소실을 형성하고 있다 (소실은 도 2 와 같이 위에서 볼 때, 시계 방향으로 R1, R2, R3 및 R4 이다.)
도 1∼도 3 에 나타내는 바와 같이, 4 개의 틀형 칸막이판 (132a∼132d) 의 예를 들어, 중앙부에는, 각각 개구부 (139a∼139d) 를 형성하고, 그 내가장자리 주변부에 틀형 밸브 시트 (133a∼133d) 가 형성되어 있다. 또한, 회전축 (138) 에는, 당해 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 판상 회전 밸브체 (134a 및 134b) 가 부착되어 있으며, 천판 (136) 의 중심에 뚫은 축공으로부터 회전축 (138) 의 상단부를 돌출시켜 천판 (136) 상에 설치한 구동부 (131) 가 출력하는 전동력을 회전축 (138) 으로 전도시키는 기구를 구비하고 있다.
또한, 도 2 에는, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 의 회전 운동 범위도 나타내고 있으며, 회전 운동 각도는 90°이다.
게다가 또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 압력 센서 (107) 는 유입 포트 (L1) 와 유출 포트 (L3) 에 부착되어 있다. 단, 유출 포트 (L3) 에 접속하는 유로에 이러한 압력 센서가 부착되어 있는 경우에는, 당해 유출 포트 (L3) 에 압력 센서 (107a) 를 부착시킬 필요는 없다. 또한, 압력 센서를 포트에 부착시킨다는 것은, 그 부근에 부착해도 된다는 것이다.
또한, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 소실 (R4) 의 내벽면을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있는, 가동판 (150) (150c 및 150d) 과 당해 구동체 (151) (151c 및 151d) 가 부착되어 있다.
(단열 기구)
다음으로, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브의 단열 기능에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 회전축 (138) 은 단열 기능을 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 스테인리스제 중공 구조인 것을 사용함으로써, 게다가, 그 밖의 표면은 연마 또는 도금 마무리하여 단열 기능을 구비하게 된다.
또한, 이들 도면에 나타내는 케이싱부 (135) 를 구성하는 측판 (141), 천판 (136), 바닥판 (137), 틀형 칸막이판 (132) (132a, 132b, 132c, 132d), 판상 회전 운동 밸브체 (134) (134a, 134b), 틀형 밸브 시트 (133) (133a, 133b, 133c, 133d) 는 프레임재와 박판재를 주요 부재에 사용하여 중공 구조를 형성하도록 제작하는 것이 바람직하다. 이들 재질은 비교적 열전도율이 작은 스테인리스재를 사용하는 것이 바람직하다. 구성 부재의 표면은 회전축 (138) 과 동일하게 연마 또는 도금 마무리하여 단열 기능을 구비하게 하는 것이 바람직하다. 중공 부분에는 내열성 단열재를 장전하여, 단열 기능이 발휘되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 기밀성과 내압성을 유지시키도록 설계ㆍ제작하면 진공 단열 처리할 수도 있다. 한편, 케이싱부의 외면에는 단열재를 장착하는 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2 에 나타낸 틀형 칸막이판 (132), 판상 회전 운동 밸브체 (134), 틀형 밸브 시트 (133) 를, 더욱 구체적으로, 도 3(a), (b), (c) 에 나타냈다.
즉, 도 3 의 (a) 는, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브의 틀형 칸막이판 (132a∼132d) 의 사시도이고, 동 도 (b) 는 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 사시 도이고, 동 도 (c) 는 틀형 밸브 시트 (133) 를 나타낸 부분 확대도이다.
도 3(c) 에 나타내는 개스킷 홈 (154) 에는, 저열전도성이고, 또한, 내열성의 끈상 개스킷 2 줄 (2 개) 를 틀형 밸브 시트 (133a∼133d) 의 전체 둘레에 끼워 넣는다. 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 가 기동하여 도 2 에 나타내는 틀형 칸막이판 (132b 및 132d) 에 끼워맞춰져 정지하는 경우, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 와 틀형 밸브 시트 (133b 및 133d) 는, 당해 2 줄의 개스킷을 통하여 접촉하도록 되어 있으며, 틀형 밸브 시트 (133) 와 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 접촉 면적은 한계까지 감축되어 있다. 이 때문에, 틀형 칸막이판 (132b 및 132d) 과 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 사이의 열의 이동량은 매우 적다.
또한, 틀형 칸막이판 (132a∼132d) 및 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 의 형상과 구조는, 도 3 에 나타낸 형상과 구조로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형상과 구조를 채용할 수 있다.
(압력 조정용 가동판)
도 4 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브로, 단면이 원형으로서, 상기한 것과는 상이한 다른 실시형태의 구성도이고, 도 5 는 그 X-X 횡단면도이다.
도면에서, 유입 포트 (L1) 와 유출 포트 (L3) 는 측판 (141) 에, 유입/출 포트 (1) (L2) 와 유입/출 포트 (2) (L4) 는 바닥판 (137) 에 부착되어 있는 예이다. 가동판 (150b 및 150c) 은 소실 (R3) 의 내벽을 따라 수평 방향으로 이동할 수 있도록 부착되어 있으며, 판상 회전 운동 밸브체 (134) (134a, 134b) 는 소실 (R2) 과 소실 (R4) 에 배치하도록 회전축 (138) 에 부착되어 있다.
도 4 및 도 5 에 나타내는 4 포트 자동 전환 밸브에 의해 기체 유로를 전환할 때에는, 판상 회전 운동 밸브체가 개구부 (139a 와 139c) 를 폐쇄하는 위치부터 기동시켜, 개구부 (39b 와 139d) 를 폐쇄하고 있는 위치로까지 회전 운동시킨다. 이 경우에는, 개구부 (139c) 는 이미 폐쇄되어 있기 때문에, L2 에서 L3 으로의 흐름 및 L1 에서 L4 로의 흐름을 흩뜨리지 않고, 차압 조정을 행할 필요가 있는 경우에는, 개구부 (139c) 의 면적의 예를 들어, 50% 의 위치로 가동판 (150c) 을 이동시켜 두는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여, 판상 회전 운동 밸브체의 동작 시간이, 예를 들어, 1 초라면, 가동판 (150c) 도 1 초간 이동시켜, 당해 개구부 (139c) 의 면적을 100% 로 복귀된다.
(기체 유로의 전환시의 기체의 흐름의 상황 등, α 형)
다음으로, 도 7 과 도 8 을 이용하여 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 를 소실 (R2) 과 소실 (R4) 에 배치한 α 형 밸브 (이하, 간단히「α 형」이라고 하는 경우가 있다.), 및, 판상 회전 운동 밸브체를 소실 (R1) 과 소실 (R3) 에 배치한 β 형 밸브 (이하, 간단히「β 형」이라고 하는 경우가 있다.) 에 있어서의 기체 유로 전환시의 기체의 흐름의 상황과 상하 방향으로 이동하는 가동판의 이동 위치와 유량 조정과 정압 조정에 대하여 더욱 설명을 덧붙인다.
여기에서는, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 2 기 조합하여, 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치의 밸브에 적용한 예에 대하여 설명한다. 또한, 이하 주로 제 1 밸브에 대한 설명하지만, 제 2 밸브에 대한 설명도 실질적으로 동일하기 때문에, 제 2 밸브에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7 에 나타내는 α 형 (단, α 형,β 형 모두 각 부분을 나타내는 부호는 공통이다.) 에서는, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 는, 각각 소실 (R2) 및 소실 (R4) 내에 배치되어 있으며, 회전 운동 각도는 90°이다. 그리고, 판상 회전 운동 밸브체 (134a) 가 틀형 칸막이판 (132b) 의 개구부 (139b) 를 폐쇄하고, 또한, 판상 회전 운동 밸브체 (134b) 가 틀형 칸막이판 (132d) 의 개구부 (139d) 를 폐쇄하고 있는 위치에 있는 경우를, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 「n 포지션」으로 하고, 판상 회전 운동 밸브체 (134a) 가 틀형 칸막이판 (132a) 의 개구부 (139a) 를 폐쇄하고, 또한, 판상 회전 운동 밸브체 (134b) 가 틀형 칸막이판 (132c) 의 개구부 (139c) 를 폐쇄하고 있는 위치에 있는 경우를 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 「s 포지션」으로 한다.
본 발명에 있어서의 「기체 유로 전환」이란, 판상 회전 운동 밸브체의 포지션을 체인지하는 것, 즉, 이 n 포지션과 s 포지션을 교대로 포지션 체인지하는 것 이다. 또한, 이 유로 전환이란, 통기 모드 체인지와 동일한 의미이다.
기체 유로 전환시, 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 n 포지션에 있을 때, 기체 유로 전환 조작에 들어가기 직전까지는, 처리 기체는 유입 전용 포트 (L1) 로부터 유입되어 유입/출 포트 (L2) 로부터 유출되고 있다. 동시에 재생 기체는, 유입/출 포트 (L4) 로부터 유입되어 유출 전용 포트 (L3) 로부터 유출되고 있다.
그리고, 유입 포트 (L1) 로부터 유입되는 유량과 유입/출 포트 (L4) 로부터 유입되는 유량은 유량의 계측ㆍ조정 수단에 의해 동일 유량으로 조정되고 있다. 또한, 개구부 (139a) 는 100% 개구되어 있기 때문에, 압력 조정용 가동판 (150a) 은 0% 의 이동 위치에 있으며, 동일하게 개구부 (139c) 도 100% 개구되어 있기 때문에, 압력 조정용 가동판 (150c) 도 0% 의 위치 관계에 있다.
기체 유로 전환 조작이란, 상기한 바와 같이, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를, n 포지션에서 s 포지션으로 90°회전 운동시키고, 처리 기체는, 유입 전용 포트 (L1) 로부터 유입되어 유입/출 포트 (L4) 로부터 유출되도록 하고, 동시에, 재생 기체를 유입/출 포트 (L2) 로부터 유입시켜 유출 포트 (L3) 로부터 유출시키도록 하는 조작이다.
L1 로부터 유입되는 유량과 L2 로부터 유입되는 유량은 유량의 계측ㆍ조정 수단에 의해 동일 유량으로 조정한다.
본 발명에서는, n 포지션 또는 s 포지션에 있었던 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 가, 포지션 체인지를 하기 위해 기동하여, 틀형 밸브 시트 (133b 및 133d) 로부터 이간된 순간부터, 지금까지 흐르고 있던 L1 에서 L2 로의 흐름과, L4 에서 L3 으로는 흐름이 당장 정지하도록 하기 위해, 정압을 그 계측ㆍ조정 수단에 의해 조정하고 있다. 이와 같은 정압의 조정으로 인하여, 당해 포지션 체인지의 짧은 동안만, L1 에서 R1 및 R2 를 거쳐 R3 으로, 또한 R3 에서 L3 으로의 흐름과 L1 에서 R1 및 R4 를 거쳐 R3 으로, 게다가 R3 에서 L3 으로의 흐름, 즉, L1 에서 L3 으로의 흐름이 발생한다.
도 8(a), (b) 는, 이 전환시에게만 발생하는 유입 전용 포트 (L1) 에서 유출 전용 포트 (L2) 로의 흐름의 발생 상황을 나타내는 것이다. 단, 도 8 은 90°회전 운동해야 하는 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가, 정확히 중간의 45°회전 운동한 시각에 있어서의 L1 로부터 유입되는 처리 기체의 흐름의 상황을 나타내는 것이다.
그런데, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 기동하여, 유입 전용 포트 (L1) 에서 유출 전용 포트 (L3) 로의 흐름이 발생했을 때, 개구부는 139a, 139b, 139c, 139d 의 4 지점으로 되기 때문에, 이 상태에서는 유출 포트 (L3) 에 있어서의 정압은 상승하여, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 정지하여 기체 유로 전환 (포지션 체인지) 종료시에는 정압이 저하되는 정압 변동이 발생한다. 따라서, L3 에 있어서의 정압은, 기체 유로 전환 전의 L2 에서 L3 으로의 흐름에 있어서의 정압으로 유지시킬 필요가 있다.
정압을 유지시키려면, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 기동시키기 전에, 개구부 (139b 및 139d) 가 필요한 개구율이 되는 위치로, 압력 조정용 가동판 (150b 및 150d) 을 이동시켜 미리 조정해 두면 된다. 예를 들어, 개구율을 70% 로 할 필요가 있다면, 가동판 (150b 및 150d) 을 개구율이 30% 축소되는 위치까지 이동 시켜 두는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 기체 유로 전환시 (통기 모드 체인지시) 에, 압력 조정용 가동판 (150b 및 150d) 을 이동시켜도, L1 에서 L2 로의 흐름의 상황 및 L4 에서 L3 으로의 흐름의 상황을 전혀 흩뜨리지 않고 수행할 수 있다는 큰 특성을 가지고 있다. 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 이러한 특성을 가지고 있기 때문에, 단지 공기 청정화 장치뿐만 아니라, 게다가, 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치나 드라이 공기 공급 장치 등의, 후기하는 바와 같은 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 각종 장치의 구축을 가능하게 한 것이다.
본 발명에서는, 이렇게 하여, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 90°회전 운동하여 s 포지션에 도달한 시각에는, 개구부 (139b 및 139d) 는 100% 의 개구율이 될 필요가 있기 때문에, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 동작 시간 내에서 압력 조정용 가동판 (150b 및 150d) 은 30% 의 위치에서 0% 의 위치까지 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 동작과 동기시켜 이동시킨다.
만일, 포지션 체인지를 위해, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 기동하여 L1 에서 L3 으로의 흐름이 발생해도 L3 에 있어서의 정압 변동이 작은 경우에는 2 장의 가동판 (150b 또는 150d) 중 어느 1 장의 가동판만으로 개구부의 조정을 실시하는 것으로 충분하다.
가동판의 구동 수단인 구동체는 개개로 부착되어 있으며, 또 개별적으로 구동되기 때문에, 2 장의 가동판을 동시에 구동시킬 수도 있고, 어느 1 장의 가동판을 구동시킬 수도 있다.
반대로, 판상 회전 운동 밸브체가 s 포지션에 있어 기체 유로 전환을 행하는 경우에는, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 기동시키기 전에, 유입 포트 (L1) 로부터 유입되는 처리 기체의 유량과, 유입/출 포트 (1) (L2) 로부터 유입되는 재생 기체의 유량을, 유량의 계측ㆍ조정 수단에 의해 조정하고, 또한, 유입 포트 (L1) 에 서 유입/출 포트 (2) (L4) 로의 흐름과, 유입/출 포트 (1) (L2) 에서 유출 포트 (L3) 로의 흐름이 정지하도록 정압의 계측ㆍ조정 수단으로 조정한다.
또한, 개구부 (139a 및 139c) 가, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 기동시와 정지시에, L3 에 있어서의 정압을 유지할 수 있는 데에 필요한 개구율이 되는 위치로 가동판 (150a 및 150c) 을 이동시키는 조정을 행한다.
(기체 유로의 전환시의 기체의 흐름의 상황 등, β형)
도 7 에 나타내는 β 형에서도, 기본적으로는 α 형과 동일하지만, 만일을 위해, 번거로움을 개의치 않고 설명을 덧붙인다. 당해 β 형에서는, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 는 소실 (R3) 과 소실 (R1) 내에 배치되어 있으며, 회전 운동 각도는 90°이다. 그리고, 판상 회전 운동 밸브체 (134a) 가 틀형 칸막이판 (132b) 의 개구부 (139b) 를 폐쇄하고, 또한, 판상 회전 운동 밸브체 (134b) 가 틀형 칸막이판 (132d) 의 개구부 (139d) 를 폐쇄하고 있는 위치에 있는 경우를 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 n 포지션으로 하고, 판상 회전 운동 밸브체 (134a) 가 틀형 칸막이판 (132a) 의 개구부 (139a) 를 폐색하고, 또한, 판상 회전 운동 밸브체 (134b) 가 틀형 칸막이판 (132c) 의 개구부 (139c) 를 폐색하고 있는 경우를 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 s 포지션으로 한다.
상기 서술한 α 형의 경우와 완전히 동일하게 β 형의 경우에도 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 n 포지션에 있어, 기체 유로 전환 조작에 들어가기 직전까지는, 처리 기체는 L1 에서 유입되어 L2 로부터 유출되고 있다. 동시에 재생 기체는 L4 로부터 유입되어 L3 으로부터 유출되고 있다. 그리고, L1 로부터 유입 되는 유량과 L4 로부터 유입되는 유량은 유량의 계측ㆍ조정 수단에 의해 동일 유량으로 조정되어 있다.
또한, 개구부 (139a) 는 100% 개구되어 있기 때문에, 가동판 (150a) 은 0% 의 이동 위치에 있으며, 개구부 (139c) 도 100% 개구되어 있기 때문에, 가동판 (150c) 도 0% 의 이동 위치에 있다.
기체 유로 전환 조작은, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 n 포지션에서 s 포지션으로 90°회전 운동시켜, 처리 기체는 L1 에서 유입되어 L4 로 유출되도록, 동시에 재생 기체는 L2 에서 유입되어 L3 으로 유출되도록 하는 조작이다.
그리고, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 가 기동하여, 틀형 밸브 시트 (133b 및 133d) 로부터 이간된 순간부터 L1 에서 L2 로의 흐름과 L4 에서 L3 으로의 흐름이 정지되도록 정압의 계측ㆍ조정 수단에 의해 정압 조정한다. 이와 같은 조정에 의해 L1 에서 L3 으로의 흐름이 발생한다.
그런데, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 기동하여 L1 에서 L3 으로의 흐름이 발생했을 때, 개구부는 139a, 139b, 139c, 139d 의 4 지점이 되기 때문에, 이 상태에서는 L3 에 있어서의 정압은 상승하여 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 정지하는 기체 유로 전환 종료시에는 정압이 저하되는 정압 변동이 발생한다. L3 에 있어서의 정압은 유로 전환 전의 L2 에서 L3 으로의 흐름에 있어서의 정압으로 유지시킬 필요가 있다. β 형의 밸브는 판상 회전 운동 밸브체 (134a) 는 소실 (R3) 내에서, 판상 회전 운동 밸브체 (134b) 는 소실 (R1) 내에서 회전 운동하기 때문에, α 형의 그것과 비교하여 정압 변동이 커진다. 특히 판상 회전 운동 밸브체가 45°회전 운동했을 때에 가장 크다.
정압을 유지시키려면 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 기동시키기 전에, 개구부 (139b 및 139d) 가 필요한 개구율이 되는 위치로 가동판 (150b 및 150d) 을 이동시켜 미리 조정해 둔다.
예를 들어, 개구율을 60% 로 할 필요가 있다면, 가동판 (150b 및 150d) 을, 개구율이 40% 축소되는 위치까지 이동시켜 둔다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 가동판 (150b 및 150d) 을 이동시킬 때, L1 에서 L2 로의 흐름의 상황 및 L4 에서 L3 으로의 흐름의 상황을 전혀 흩뜨리지 않고 수행할 수 있다는 특성을 가지고 있다. β 형의 밸브에서도 동일하게, 이 특성이 각종의 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 장치 구축을 가능하게 하였다.
그리고, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 90°회전 운동하여 s 포지션에 도달한 시각에는, 개구부 (139b 및 139d) 는 100% 의 개구율이 될 필요가 있기 때문에, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 동작 시간 내에서 가동판 (150b 및 150d) 은40% 의 위치에서 0% 의 위치까지 판상 회전 운동 밸브체 (134) 로 동기시켜 이동시킨다.
만일, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 기동하여 L1 에서 L3 으로의 흐름이 발생해도 L3 에 있어서의 정압 변동이 작은 경우에는, 압력 조정용 가동판 (150b 또는 150d) 중 어느 1 장의 가동판에 의해 개구부의 조정을 행하는 것으로 충분하다.
가동판의 구동체 (구동 수단) 는 개개로 부착되어 있으며, 또 개별적으로 구동되기 때문에, 2 장의 가동판을 동시에 구동시킬 수도 있으며, 어느 1 장의 가동판을 구동시킬 수도 있다.
반대로, 판상 회전 운동 밸브체가 s 포지션에 있어 유로 전환을 실시하는 경우에는, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 기동시키기 전에, L1 로부터 유입되는 처리 기체의 유량과 L2 로부터 유입되는 재생 기체의 유량을 유량의 계측ㆍ조정 수단에 의해 조정하고, 또한, L1 에서 L4 로의 흐름과 L2 에서 L3 으로의 흐름이 정지되도록 정압의 계측ㆍ조정 수단으로 조정한다.
또한, 개구부 (139a 및 139c) 가 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 기동시와 정지시에, L3 에 있어서의 정압을 유지할 수 있는 데에 필요한 개구율이 되는 위치로 가동판 (150a) 및 가동판 (150c) 을 이동시키는 조정을 실시한다. 이 조정을 실시할 때, L1 에서 L4 로의 흐름과 L2 에서 L3 으로의 흐름의 상황을 전혀 흩뜨리지 않고 수행할 수 있다.
(제 1 밸브 및 제 2 밸브의 조합 사용)
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, α 형이어도 β 형이어도 상기한 바와 같은 유로 전환 기능 (통기 모드 체인지 기능) 을 가지고 있는데, 실제로 사용하는 경우에는, 2 개의 밸브를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 10-도 12 는 본 발명의 제 1 의 적용예인 도 9 에 나타내는 제 1 계열, 제 2 계열로 이루어지는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 공기 청정화 장치에 있어서의 제 1 의 4 포트 자동 전환 밸브 (이하, 「제 1 밸브」라고 한다.), 및 제 2 의 4 포트 자동 전환 밸브 (이하, 「제 2 밸브」라고도 한다.) 내의 통기 모드 전환시의 처리 공기 덕트, 재생 공기 덕트, 제 1 계열 덕트, 제 2 계열 덕트, 공급 공기 덕트, 배출 공기 덕트 및 각각의 내부에 존재하는 공기의 흐름 방향을 나타내는 설명도이다.
또한, 여기에서는, 제 1 밸브, 제 2 밸브 모두 α 형으로 하였다. 또한, 개구부의 형상은 정사각형, 당해 면적은 유입 포트 (L1) 의 단면적의 85%, 판상 회전 운동 밸브체의 면적은 당해 개구부 면적의 1.2 배이다. 단, 도 10∼도 12 는 처리 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로, 재생 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하는 경우이다.
이하, 도면 중에서, 처리 공기의 흐름을 「I」로, 재생 공기의 흐름을 「I'」, 제 1 밸브 (108) 및 제 2 밸브 (111) 에서 공기의 흐름이 정지되어 있는 상태를 각각 「Ⅱ」와「Ⅱ'」로 나타냈다.
또한, 처리 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로, 재생 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로 전환하는 경우, 도 10-도 12 와 동일해지기 때문에, 상세한 설명은 생략하였다. 이미 서술한 바와 같이, 처리 공기나 재생 공기의 통기를 제 1 계열에서 제 2 계열로 또는 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하는 것을 통기 모드 전환이라고 칭한다.
도 10(a) 에 나타내는 제 1 밸브 (제 1 계열의 밸브 ; 108) 에서는, 처리 공기 덕트 유출 공기 (155) 는, 제 1 밸브 유입 전용 포트 (L1) 로부터 유입되어, 제 1 계열 덕트와 접속하고 있는 제 1 밸브 유입/출 포트 (1) (L2) 로부터 유출되고 있다. 한편, 제 2 계열 덕트 유출 공기 (157) 는, 제 1 밸브 유입/출 포트 (2) (L4) 로부터 유입되어, 제 1 밸브 유출 포트 (L3) 로부터 유출되고 있다. 이 때, 제 1 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 도 10(a) 에서 나타내는 바와 같이 0°의 n 포지션의 위치에 있으며, 정지되어 있다.
그리고, 도 10(a) 에 나타내는 제 2 밸브 (제 2 계열의 밸브 ; 111) 에서는, 재생 공기 덕트 유출 공기 (161) 는 제 2 밸브 유입 전용 포트 (L1) 로부터 유입되어, 제 2 계열 덕트와 접속하고 있는 제 2 밸브 유입/출 포트 (2) (L4) 로부터 유출되고 있다. 한편, 제 1 계열 덕트 유출 공기 (159) 는, 제 2 밸브 유입/출 포트 (1) (L2) 로부터 유입되어, 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 로부터 유출되고 있다. 이 때, 제 2 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 도 10(a) 에서 나타내는 바와 같이 0°의 s 포지션의 위치에 있으며, 정지되어 있다.
도 10-도 12 에 나타내는 제 1 밸브 (108), 제 2 밸브 (111) 중 어느 하나의 밸브에서, 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력을 Pw, 유입/출 포트 (L2) 에 있어서의 압력을 Px, 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력을 Py, 유입/출 포트 (L4) 에 있어서의 압력을 Pz 로 나타냈다.
다음으로, 유로 전환을 하기 위한 포지션 체인지를 실시하기 위해, 제 1 밸브 (108) 및 제 2 밸브 (111) 의 구동 수단인 전동 모터 (140) 를 동시에 작동시켜 제 1 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 반시계 방향으로 회전 (플러스 회전) 시키고, 제 2 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 시계 방향으로 회전 (마이너스 회전) 시킨다. 양 밸브의 전동 모터를 작동시기 시작하여, 제 1 밸브 판상 회 전 운동 밸브체 (134) 가 +22.5°, 제 2 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 -22.5°회전한 상태를 도 10(b) 에 나타낸다.
통기 모드 전환에 앞서, 상기 서술한 바와 같이, 제 1 밸브 (108), 제 2 밸브 (111) 에 있어서의 처리 공기의 정압을 각각의 압력 센서 (107, 112) 에 의해 계측하고, 이것이 동일해지도록 정압 조정하고, 또한, 처리 공기와 재생 공기의 유량이 동일해지도록 유량 조정한다. 따라서, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 공기가 제 1 밸브 (108) 의 유입/출 포트 (1) (L2) 에서 제 1 계열 덕트 (110) 를 거쳐 제 2 밸브 (111) 의 유입/출 포트 (1) (L2) 에 이르기까지 발생하는 압력 손실과 재생 공기가 제 2 밸브 (111) 의 유입/출 포트 (2) (L4) 에서 제 2 계열 덕트 (117) 를 거쳐, 제 1 밸브 (108) 의 유입/출 포트 (2) (L4) 에 이르기까지 발생하는 압력 손실은 동일해진다.
이 때문에, 통기 모드 전환 조작을 개시하여 제 1 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 및 제 2 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 각각 틀형 칸막이판으로부터 이간된 순간부터, 제 1 밸브와 제 2 밸브간의 제 1 계열측 및 제 2 계열측의 정압은 동일해져, 제 1 계열 덕트 (110) 및 제 2 계열 덕트 (117) 를 흐르고 있던 공기의 흐름은 정지된다.
그리고, 처리 공기는 바로 제 1 밸브 유입 포트 (L1) 로부터 유입되어, 제 1 밸브 유출 포트 (L3) 로부터 유출된다. 한편, 재생 공기도 바로 제 2 밸브 유입 포트 (L1) 로부터 유입되어, 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 로부터 유출된다. 이 메커니즘은 이미 도 7∼도 8 을 이용하여 설명한 바와 같다.
이것이, 예를 들어, 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 공기 청정화 장치에서, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 조합하여 사용한 경우, 상기 서술한 통기 모드 전환 조작을 수행했을 때에 발생하는 현상 (효과) 으로서, 양 밸브 (제 1 밸브 및 제 2 밸브) 의 유출 포트 (L3) 로부터 중단되지 않고 통기 모드 전환 조작전과 동 유량의 공기가 유출된다. 이러한 현상은, 이미 서술한 도 6 에 나타내는 바와 같은 종래의 전환 밸브 (및 그것을 사용한 전환 방법) 에서는 도저히 달성할 수 없는 현저한 효과라고 할 만하다.
즉, 도 10(b) 의 상태에서는, 제 1 밸브 유입/출 포트 (1) (L2), 동 유입/출 포트 (2) (L4), 제 2 밸브 유입/출 포트 (1) (L2), 동 유입/출 포트 (2) (L4) 의 흐름은 정지된다.
(회전 운동 각도 45°-67.5°)
다음으로, 제 1 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 및 제 2 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 위치가 각각 +45°, -45°에 도달한 상태를 도 11(c) 에 나타냈다. 이 상태에서도 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 간의 제 1 계열 덕트 (110) 및 제 2 계열 덕트 (117) 를 흐르고 있던 공기의 흐름은 정지된 그대로이다. 그리고, 처리 공기 및 재생 공기의 흐름은 유지되어 있다.
또한, 제 1 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 및 제 2 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 위치가, 각각 +67.5°, -67.5°에 도달한 상태를 도 11(d) 에 나타냈다. 이 상태에서도 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 간의 제 1 계열 덕트 (110) 및 제 2 계열 덕트 (117) 를 흐르고 있던 공기의 흐름은 도 11(c) 상태 와 동일하다. 그리고, 처리 공기 및 재생 공기의 흐름은 유지되어 있다.
(통기 모드 체인지 완료)
통기 모드 전환 조작이 종료되는 상태, 즉, 제 1 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 +90°, 제 2 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 -90°회전한 상태를 도 12(e) 에 나타냈다 (제 1 밸브는 n→s 로, 제 2 밸브는 s→n 으로의 체인지가 완료되었다.). 동 도면의 제 1 밸브 (108) 에서, 처리 공기 덕트 유출 공기 (155) 는, 제 1 밸브 유입 포트 (L1) 로부터 유입되어, 제 2 계열 덕트와 접속하고 있는 제 1 밸브 유입/출 포트 (2) (L4) 로부터 유출되고 있다. 한편, 제 1 계열 덕트 유출 공기 (159) 는, 제 1 밸브 유입/출 포트 (1) (L2) 로부터 유입되어, 제 1 밸브 유출 포트 (L3) 로부터 유출되고 있다.
그리고, 도 12(e) 에서 나타내는 제 2 밸브 (111) 에서, 재생 공기 덕트 유출 공기 (161) 는 제 2 밸브 유입 포트 (L1) 로부터 유입되어, 제 1 계열 덕트와 접속하고 있는 제 2 밸브 유입/출 포트 (1) (L2) 로부터 유출되고 있다. 한편, 제 2 계열 덕트 유출 공기 (157) 는 제 2 밸브 유입/출 포트 (2) (L4) 로부터 유입되어, 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 로부터 유출되고 있다.
도 12(e) 의 상태에서도, 처리 공기, 재생 공기의 정압 및 유량은 도 10(a) 의 상태와 동등하게 유지되어 있다.
한편, 제 1 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 +90°회전하고, 또 제 2 밸브 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 -90°회전하여 정지한다.
또한, 통기 모드 전환 조작 개시부터 종료까지의 시간은, 압력 변동, 유량 변동의 허용 정밀도에 따라 상이하기 때문에 일률적으로 한정할 수 없지만, 통기 모드 전환 중에, 제 1 밸브의 유출 포트 (L3) 에서 배출 공기 덕트로 흐르는 공기는 처리 공기이고, 제 2 밸브의 유출 포트 (L3) 에서 공급 공기 덕트로 흐르는 공기는 재생 공기이기 때문에 단시간일수록 바람직하고, 통상적으로 0.1-20 초, 바람직하게는 0.1-10 초, 더욱 바람직하게는 0.1-5 초, 가장 바람직하게는 0.1-1 초의 범위가 바람직하다.
한편, 설계ㆍ제작상,α 형 밸브에서는 틀형 칸막이판 (132b 와 132c, 또는 132d 와 132a) 이 교차하는 각도는 60°내지 120°의 범위가 타당하다. 60°미만이 되면, 포트의 부착이 곤란해진다. 따라서, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 회전 운동 각도는 120°내지 60°가 되고, 여기에 판상 회전 운동 밸브체 (134) 를 틀형 밸브 시트 (133) 에 밀접하게 하기 위한 가압 각도 2°를 예상하면, 62°∼122°가 실제 회전 운동 각도가 된다.
또한, 도 10(b), 도 11(c), (d) 에 나타내는 바와 같이, α 형 밸브에서, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 가 틀형 칸막이판 (132a∼132d) 으로부터 이간된 상태에 있어서의 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 와 개구부 (139a∼139d) 의 위치 관계는, 제 1 밸브 (108) 에서는 처리 공기 덕트 유출 공기 (155) 에 대해, 또한, 제 2 밸브 (111) 에서는 재생 공기 덕트 유출 공기 (161) 에 대해, 항상 개도가 100% 가 되는 경우는 없다. 즉, 판상 회전 운동 밸브체 (134a 및 134b) 가 처리 공기 덕트 유출 공기 (155), 재생 공기 덕트 유출 공기 (161) 의 흐름에 대해 압력 손실을 증가시키는 방해판이 되는 바람직한 방해판 효과를 발생시 켜, 제 1 밸브 (108) 를 통과하는 처리 공기 덕트 유출 공기 (155) 의 압력 손실을 증대시키고 있다. 또한, 제 2 밸브 (111) 를 통과하는 재생 공기 덕트 유출 공기 (161) 의 압력 손실을 증대시키고 있다.
(정상 운전 기간과 통기 모드 전환시의 압력 변동)
제 1 밸브 (108) 의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 n 포지션, 제 2 밸브 (111) 의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 s 포지션에 있어, 제 1 계열에서 흡착 조작, 제 2 계열에서 재생 조작이 행해지고 있는 기간에, 도 9 에 나타내는 처리 공기는, 제 1 밸브 (108) 의 유입 포트 (L1) 에서 동 밸브의 유입/출 포트 (1) (L2) 를 거쳐, 제 1 계열 덕트 (110) 로 유입되어 제 1 계열 흡착재 유닛 (109) 을 통과하여, 제 2 밸브 (111) 의 유입/출 포트 (1) (L2) 에서 동 밸브의 유출 포트 (L3) 로 흐른다. 이 동안의 압력 손실 (△P1) 은 제 1 밸브 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력 (Pw1) 과 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력 (Py2) 의 차 : △P1=Pw1-Py2 이다.
한편, 이미 설명한 바와 같이, 통기 모드 전환시에는, 당해 통기 모드 전환에 앞서, 상기 서술한 정압의 계측ㆍ조정 수단에 의해 제 1 밸브의 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력, 즉, 처리 공기의 압력 (Pw1) 과 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력, 즉, 재생 공기의 압력 (Pw2) 이 동일해지도록 조정하고 있다. 이 때문에, 통기 모드 전환시의 제 2 밸브 (111) 의 유입 포트 (L1) 와 동 밸브의 유출 포트 (L3) 간의 압력 손실 (△P2) 은 제 2 밸브 (111) 의 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력 (Pw2) 과 통기 모드 전환시의 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력 (Py2) 의 차 : △P2=Pw2-Py2=Pw1-Py2 이다. 또한, 처리 공기와 재생 공기의 유량도 유량의 계측ㆍ조정 수단에 의해 동일하게 하고 있다.
당연히, △P1＞△P2 이기 때문에, Py1＜Py2 가 된다. 즉, 통상은, 통기 모드 전환에 의해, 차압 변동, 즉, 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력이 상승된다는 매우 바람직하지 않은 변동이 발생한다.
그러나, 본 발명의 2 개의 4 포트 자동 전환 밸브를 조합하여 사용하고 있는 도 9 의 장치에서는, 제 1 계열 흡착재 유닛 (109a 및 109b) 을 통과하는 동안의 압력 손실은, 후기 도 13 에서 나타내는 〔적용예 2〕, 도 14 에서 나타내는 〔적용예 3〕에 비해 작다. 이에 덧붙여, 상기 서술한 바와 같이, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 회전 운동시에 발생하는 제 2 밸브 (111) 의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 방해판 효과에 의해 Py2≒Py1 이 되기 때문에 Py2 가 커짐에도 불구하고, 차압 변동폭은 허용 정밀도 내로 억제할 수 있다.
또한, 제 2 밸브 (111) 를 β 형으로 한 경우, 상기 서술한 α 형인 경우보다 Py2 가 약간 커진다. 게다가 또한, 통기 모드 전환시, 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 차압 변동과 동시에, 제 1 밸브 (108) 의 유출 포트 (L3) 에서도 배출 공기의 흐름에 차압 변동이 발생하지만, 동 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 회전 운동시에 일어나는 방해판 효과에 의해 차압 변동폭은 충분히 허용 정밀도 내로 억제할 수 있다.
(드라이 공기 공급 장치에 있어서의 가동판의 작용)
도 13 에는, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 드라이 공기 공급 장치 (180) 를 나타내는데, 당해 장치에 적용한 경우에 있어서의 압력 조정용 가동판의 작용을 나타낸다.
제 1 계열 덕트 (110) 에는, 제 1 계열 No.1 제습 유닛 (163a), 제 1 계열 가열기 (165a), 제 1 계열 냉각기 (166a), 제 1 계열 No.2 제습 유닛 (164a), 제 1 계열 분배기 (167a) 가 접속되어 있으며, 또 제 2 계열 덕트 (117) 에는, 제 2 계열 No.1 제습 유닛 (163b), 제 2 계열 가열기 (165b), 제 2 계열 냉각기 (166b), 제 2 계열 No.2.제습 유닛 (164b), 제 2 계열 분배기 (167b) 가 접속되어 있다.
도 13 에 나타내는 처리 공기는, 제 1 밸브 (108) 의 유입 포트 (L1) 에서 동 밸브의 유입/출 포트 (1) (L2) 를 거쳐, 제 1 계열 덕트 (110) 로 유입되어 제 1 계열 No.1 제습 유닛 (163a), 제 1 계열 가열기 (165a), 제 1 계열 냉각기 (166a), 제 1 계열 No.2 제습 유닛 (164a), 제 1 계열 분배기 (167a) 를 통과하여, 제 2 밸브 (111) 의 유입/출 포트 (1) (L2) 에서 동 밸브의 유출 포트 (L3) 로 흐른다. 이 동안의 압력 손실 (△P1) 은, 제 1 밸브 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력 (Pw1) 과 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력 (Py2) 의 차 : △P1=Pw1-Py2 이다.
한편, 통기 모드 전환에 앞서, 상기 서술한 정압의 계측ㆍ조정 수단에 의해 제 1 밸브의 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력, 즉, 처리 공기의 압력 (Pw1) 과 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 에 있어서의 압력, 즉, 재생 공기의 압력 (Pw2) 을 동일해지도록 하고 있다. 또한, 통기 모드 전환 전의 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력 (Py1) 과, 통기 모드 전환시의 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력 (Py2) 이 동일해지도록 가동판 (150a 와 150c) 을 이동시켜 통기 모드 전환 전에 차압 조정하고 있다. 따라서, 제 2 밸브 (111) 의 유입 포트 (L1) 와 동 밸브의 유출 포트 (L3) 간의 압력 손실 (△P2) 은, 통기 모드 전환 전과 통기 모드 전환시는 동등해져, △P2=Pw2-Py2=Pw1-Py2 이다. 이렇게 하여, 통기 모드 전환시의 차압 변동은, 허용 정밀도 내로 억제할 수 있다. 또한, 통기 모드 전환 종료까지, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 동작과 동기시켜 가동판 (150a 와 150c) 은 개구부 (139a 와 139c) 의 개구 면적이 100% 가 되도록 각각 0% 의 위치까지 이동시킨다.
만일, 통기 모드 전환 전에 가동판 (150a 와 150c) 을 이동시키지 않고 개구부 (139a 와 139c) 의 개구 면적을 100% 인 상태에서 통기 모드 전환을 실행하면, 무 △P1＞△P2 이기 때문에, Py1＜Py2 가 되고, 차압 변동, 즉, 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 압력은 상승하는 변동이 발생하게 되어, 매우 바람직하지 않다.
또한, 통기 모드 전환시에는, 제 2 밸브 (111) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서의 차압 변동과 동시에, 제 1 밸브 (108) 의 유출 포트 (L3) 에 있어서도 배출 공기의 흐름에 차압 변동이 발생한다. 이것을 억제하기 위해, 통기 모드 전환에 앞서 가동판 (150b 와 150d) 을 이동시켜 차압 조정하는 것이 행해진다. 또한, 통기 모드 전환 종료까지, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 의 동작과 동기시켜 가동판 (150b 와 150d) 은 개구부 (139b 와 139d) 의 개구 면적이 100% 가 되도록, 각각 0% 의 위치까지 이동시키도록 한다.
(클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치)
도 14 는 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치를 나타내는데, 당해 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 에 있어서의 통기 모드 전환시의 차압 변동도, 상기 도 13 의 드라이 공기 공급 장치의 경우와 마찬가지로 사용 정밀도 내로 억제할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 바람직하게는, 도 1-도 2 및 도 4-도 5 에 나타낸 압력 조정용 가동판 (150) 과, 그 구동체 (구동 수단 ; 151) 를 구비하고, 이렇게 하여, 개구부의 개구율을 변경할 수 있는 수단을 구비하고 있는 것이기 때문에, 전환 조작 개시에 앞서, 그 시점의 흐름 상태를 전혀 흩뜨리지 않고 소정 개구율로 설정할 수 있으며, 정압 변동, 차압 변동, 유량 변동을 허용 정밀도 내로 억제할 수 있다는 종래의 전환 밸브에서는 가질 수 없는 신규 특성을 구비한 획기적인 전환 밸브라고 하지 않을 수 없다.
〔적용예 1〕(공기 정화 장치에 대한 적용례)
도 9 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를, 제 1 계열 및 제 2 계열로 이루어지는 공기 청정화 장치 (130) 에 적용한 예를 나타내는 것으로서, 당해 제 1 계열의 밸브 (「제 1 밸브」; 108 이라고 한다.) 와 제 2 계열의 밸브 (「제 2 밸브」; 111 이라고 한다.) 로 하여 적용한 것이다.
당해 제 1 밸브 (108) 의 유입 포트 (L1) 는 처리 공기 덕트 (106) 와, 동 유입/출 포트 (1) (L2) 는 제 1 계열 덕트 (110) 와 접속하고, 동 유입/출 포트 (2) (L4) 는 제 2 계열 덕트 (117) 와, 동 유출 포트 (L3) 는 배출 공기 덕트 (113) 와 각각 접속되어 있다.
또한, 제 2 밸브 (111) 의 유입 포트 (L1) 는 재생 공기 덕트 (120) 와, 동 유입/출 포트 (1) (L2) 는 제 1 계열 덕트 (110) 와, 동 유입/출 포트 (2) (L4) 는 제 2 계열 덕트 (117) 와, 동 유출 포트 (L3) 는 공급 공기 덕트 (115) 와 각각 접속되어 있다.
또한, 처리 공기 덕트 (106) 에는 처리 공기구 (101), 처리 공기 필터 (102), 처리 공기 블로어 (103), 처리 공기 유량 센서 (104), 처리 공기 댐퍼 (105) 가 배치되어 있다.
게다가 또한, 제 1 계열 덕트 (110) 에는 제 1 계열 흡착재 유닛 (109a 및 109b) 이 배치되어 있다. 또한, 제 1 계열 흡착재 유닛 (109a) 은 염기성 분자상 오염 물질을, 제 1 계열 흡착재 유닛 (109b) 은 산성 및/또는 유기성 분자상 오염 물질을 선택적으로 흡착 제거하는 성능을 갖는 허니컴 형상, 플리츠 형상, 코러게이트 형상의 흡착재를 수납한 용기이다. 염기성 물질을 선택적으로 흡착하는 재료로는, 티탄 및 규소로 이루어지는 2 원계 복합 산화물, 티탄 및 지르코늄으로 이루어지는 2 원계 복합 산화물, 티탄, 규소, 지르코늄으로 이루어지는 3 원계 복합 산화물 등을 사용할 수 있다. 또한, 유기성 물질 및/또는 산성 물질을 선택적으로 흡착하는 재료로는 활성탄, 활성 코크스, 그라파이트 카본, 활성 탄소 섬유, 제올라이트, 실리카겔 등을 사용할 수 있다.
제 2 계열 덕트 (117) 에는 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a 및 118b) 이 배치 되어 있다. 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a 및 118b) 도 제 1 계열과 동일한 구성이다.
또한, 도 9 의 공기 청정화 장치 (130) 에는, 이미 서술한 이유로 인하여, 반드시 압력 조정용 가동판과 그 구동체는 필요하지 않기 때문에, 이들을 구비하고 있지 않은 4 포트 자동 전환 밸브를 2 기 사용하였다. 이들은 모두 α 형이다.
(재생 공기, 공급 공기, 배출 공기, 처리 공기)
재생 공기에 관한 재생 공기 덕트 (120) 에는, 재생 공기구 (119), 재생 공기 필터 (121), 재생 공기 블로어 (122), 재생 공기 유량 센서 (123), 재생 공기 댐퍼 (124), 재생 공기 냉각기 (125), 재생 공기 가열기 (127) 가 배치되어 재생 수단을 구성하고 있다.
공급 공기에 관한 공급 공기 덕트 (115) 에는 공급 필터 (128) 와 공급 공기구 (116) 가, 또한, 배출 공기에 관한 배출 공기 덕트 (113) 에는 배출 공기구 (114) 가 배치되어 있다. 통기 모드 전환을 자동적으로 실시하여, 압력, 유량의 변동을 허용 정밀도 내로 억제하기 위해, 전환 제어기 (129) 를 구비하고 있다.
처리 공기는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 처리 공기구 (101) 에서 공기 청정화 장치 (130) 로 유입되어 제 1 밸브 (108) 에서 제 1 계열 덕트 (110) 를 흐르고, 제 2 밸브 (111) 를 거쳐, 공급 공기구 (116) 로부터 공급된다.
재생 공기는, 재생 공기구 (119) 에서 공기 청정화 장치 (130) 로 유입되어, 소정의 유량, 온도로 조정하여 제 2 밸브 (111) 에서 제 2 계열 덕트 (117) 를 흘러, 제 1 밸브 (108) 를 거쳐, 배출 공기구 (114) 로부터 배출된다.
이상 도 9 로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 2 기 사용한 본 발명에 있어서의 공기 청정화 장치의 구성에 의하면, 도 6 에 나타내는 종래의 공기 청정화 장치에서 필수였던 8 개의 개폐 밸브과 분기/합류점 8 지점 모두를 없앨 수 있다. 또한, 도 6 의 종래의 장치에서 흡착 유닛의 상류측과 하류측에 필요했던 각 2 계통의 덕트도 모두 쓸모없게 된 것이다.
(정상 조작)
도 9 에서는, 현재, 정상 조작으로서 제 1 계열에서 흡착 조작, 제 2 계열에서 재생 조작이 행해지고 있는 통기 모드이기 때문에, 제 1 밸브 (108) 에서 제 1 계열 덕트 (110) 로 유입된 처리 공기는, 제 1 계열 흡착재 유닛 (109b 및 109a) 을 통과하는 동안에, 분자상 오염 물질이 소정 농도까지 흡착 제거되어 청정화된다.
한편, 제 2 밸브 (111) 에서 제 2 계열 덕트 (117) 로 유입된 재생 공기는, 탈리 조작에서 재생 공기 가열기 (127) 에서 소정 온도에 가열되어 제 2 계열 흡착재 유닛 (118a 및 118b) 을 통과하는 동안에 흡착되어 있는 분자상 오염 물질을 탈리하여 제 1 밸브 (108) 에서 배출 공기 덕트 (113) 로 유입되어 배출 공기구 (114) 로부터 배출된다.
이 동안에, 재생 공기 냉각기 (125) 는 휴지되어 있다. 다음의 냉각 조작에서 재생 공기는 재생 공기 냉각기 (125) 에서 소정 온도에 냉각되어 흡착재 유닛 (118a 및 118b) 을 통과하는 동안에, 탈리 조작에서 가열되어 승온된 흡착재를 처리 공기의 온도 부근까지 냉각시킨다.
제 1 밸브 (108) 및 제 2 밸브 (111) 의 케이싱부를 구성하는 측판, 천판, 바닥판, 틀형 칸막이판, 회전축, 판상 회전 운동 밸브체는, 바람직하게는 단열 기능을 구비하고 있기 때문에, 처리 공기 (공급 공기) 와 재생 공기 사이의 열의 이동은 억제된다.
(통기 모드의 전환)
그런데, 도 9 에서, 통기 모드의 전환 조작은, 처리 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로, 재생 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하는 통기 조작으로서, 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 를 전환 제어기로부터의 출력 신호에 따라, 설정 시각에서, 동시에, 또한, 단시간 작동시켜 자동적으로 실시하는 조작이다.
한편, 전환 조작에 앞서, 처리 공기 유량 센서 (104), 제 1 밸브 압력 센서 (107), 재생 공기 유량 센서 (123), 제 2 밸브 압력 센서 (112), 처리 공기 블로어 (103), 처리 공기 댐퍼 (105), 재생 공기 블로어 (122), 재생 공기 댐퍼 (124) 의 계측ㆍ조정 수단과 전환 제어기 (129) 에 의해, 처리 공기의 유량과 압력 및 재생 공기의 유량과 압력은 이하와 같이 자동적으로 조정된다.
처리 공기의 유량과 압력 및 재생 공기의 유량과 압력의 조정시에는, 전환 제어기 (129) 에 처리 공기 유량 센서 (104) 에 의한 유량의 계측값 (F1) 과 재생 공기 유량 센서 (123) 에 의한 유량의 계측값 (F2) 이, 또한, 제 1 밸브 압력 센서 (107) 에 의한 압력의 계측값 (P1) 과 제 2 밸브 압력 센서 (112) 에 의한 압력의 계측값 (P2) 이 입력된다.
이들의 계측값을 기초로 하여 연산 처리가 행해져, 처리 공기 블로어 (103) 에는 제어 신호 (G4) 가, 처리 공기 댐퍼 (105) 에는 제어 신호 (G3) 가 전환 제어기 (129) 로부터 출력된다. 또한, 재생 공기 블로어 (122) 에는 제어 신호 (G7) 가, 재생 공기 댐퍼 (124) 에는 제어 신호 (G6) 가 전환 제어기 (129) 로부터 출력된다.
처리 공기의 유량과 압력 및 재생 공기의 유량과 압력의 조정 종료 후, 전환 제어기 (129) 로부터, 제 1 밸브 (108) 의 전동 모터와 제 2 밸브 (111) 의 전동 모터에 동시에 구동용 제어 신호 (G1 과 G2) 가 출력되어, 제 1 밸브 (108) 의 판상 회전 운동 밸브체는 반시계 방향으로, 또한, 제 2 밸브 (111) 의 판상 회전 운동 밸브체는 시계 방향으로 동시에 기동하여, 0.75 초 동안에 90°회전 운동하여 동시에 정지되고, 통기 모드 전환 조작은 종료된다.
이 0.75 초 동안의 전환 시간 내에서 공급 공기의 유량 변동, 압력 변동은 모두 5% 이내로 억제되어 있다.
이 전환에 의해 제 1 계열에는 재생 공기가, 제 2 계열에는 처리 공기가 흐르게 된다. 그리고, 처리 공기나 재생 공기가 흐르지 않고 체류한 상태에 있는, 이른바 「고임」이나 「정체」지점은 전혀 발생하지 않는다.
또한, 처리 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로, 재생 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로 전환하는 통기 모드 전환 조작도 상기와 동일하게 행해진다는 것은 명백하기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
〔적용예 2〕(배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 드라이 공기 공급 장치에 대한 적용례)
도 13 은 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를, 제 1 계열 및 제 2 계열로 이루어지는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 드라이 공기 공급 장치 (180) 에 적용한 예로서, 당해 4 포트 자동 전환 밸브를 제 1 계열의 밸브 (제 1 밸브 (108)) 및 제 2 계열의 밸브 (제 2 밸브 (111)) 로서 2 기를 구비하는 드라이 공기 공급 장치 (180) 의 설명도이다.
(처리 공기, 배출 공기, 재생 공기, 공급 공기)
제 1 밸브 (108) 의 유입 포트 (L1) 는, 처리 공기 덕트 (106) 와, 동 유입/출 포트 (1) (L2) 는 제 1 계열 덕트 (110) 와, 동 유입/출 포트 (2) (L4) 는, 제 2 계열 덕트 (117) 와, 동 유출 포트 (L3) 는 배출 공기 덕트 (113) 와 각각 접속되어 있다.
또한, 제 2 밸브 (111) 의 유입 포트 (L1) 는 재생 공기 덕트 (120) 와, 동 유입/출 포트 (1) 는 제 1 계열 덕트 (110) 와 동 유입/출 포트 (2) (L4) 는 제 2 계열 덕트 (117) 와, 동 유출 포트 (L3) 는 공급 공기 덕트 (115) 와 각각 접속되어 있다.
또한, 도 13 의 드라이 에어 공급 장치 (180) 에는 가동판과 그 구동체를 구비한 4 포트 자동 전환 밸브를 2 기 사용하였다. 모두 α 형이다.
추가로, 처리 공기 덕트 (106) 에는, 처리 공기구 (101), 처리 공기 필터 (102), 처리 공기 블로어 (103), 처리 공기 유량 센서 (104), 처리 공기 댐퍼 (105) 가 배치되어 있다.
또한, 제 1 계열 덕트 (110) 에는, 제 1 계열 No.1 제습 유닛 (163a), 동 No.2 제습 유닛 (164a), 제 1 계열 가열기 (165a), 동 냉각기 (166a), 제 1 계열 분배기 (167a) 가 배치되어 있으며, 제 2 계열 덕트 (117) 에는 제 1 계열과 동일한 기기가 배치되어 있다.
각 제습 유닛은 공기 중의 수분을 흡착 제거하는 성능을 갖는 허니컴 형상, 플리츠 형상, 코러게이트 형상의 흡착재를 수납한 용기이다. 이러한 흡착재로는 제올라이트, 실리카겔, 알루미나 등을 사용할 수 있다.
재생 공기는 제 1 계열 덕트 (110) 와 제 2 계열 덕트 (117) 의 양 덕트로부터 분기되어 받아들여지도록 덕트를 배치한다. 즉, 제 1 계열 No.2 제습 유닛 (164a) 의 하류에 설치되어 있는 제 1 계열 분배기 (분기점 ; 167a) 로 제 1 계열 덕트 (110) 와 제 1 계열 재생 공기 덕트 (120a) 를 분기한다. 제 1 계열 재생 공기 덕트 (120a) 에는 제 1 개폐 밸브 (168) 를 설치한다.
마찬가지로, 제 2 계열 No.2 제습 유닛 (164b) 의 하류에 설치되어 있는 제 2 계열 분배기 (분기점 ; 167b) 로 제 2 계열 덕트 (117) 와 제 2 계열 재생 공기 덕트 (120b) 를 분기한다. 제 2 계열 재생 공기 덕트 (120b) 에는 제 2 개폐 밸브 (169) 를 설치한다.
이어서, 제 1 계열 재생 공기 덕트 (120a) 와 제 2 계열 재생 공기 덕트 (120b) 를 집합하여 재생 공기 덕트 (120) 로 한다. 재생 공기 덕트 (120) 에는, 재생 공기 냉각기 (125), 재생 공기 블로어 (122), 재생 공기 예열기 (126), 재생 공기 가열기 (127) 를 배치한다.
공급 공기 덕트 (115) 에는, 공급 공기 필터 (128) 와 공급 공기 블로어 (175), 공급 공기구 (116) 가 배치되고, 배출 공기 덕트 (113) 에는 배출 공기구 (114) 가 배치되어 있다.
또한, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 구비하는 드라이 에어 공급 장치 (180) 에서는, 통기 모드 전환을 자동적으로 실시하여, 압력과 유량에 추가하여 차압의 변동을 허용 정밀도 내로 억제하기 위해, 전환 제어기 (129) 를 구비하고 있다.
(처리 공기)
도 13 에 나타내는 바와 같이, 처리 공기는, 이것을 처리 공기구 (101) 에서 드라이 에어 공급 장치 (180) 로 유입시켜, 제 1 밸브 (108) 로부터, 제 1 계열 덕트 (110) 로 흐르게 하고, 제 1 계열 No.1 제습 유닛 (163a), 제 1 계열 냉각기 (166a), 제 1 계열 No.2 제습 유닛 (164a) 을 거쳐, 제 1 계열 분배기 (167a) 로 이분하여 제 1 계열 덕트 (110) 와 제 1 계열 재생 공기 덕트 (120a) 로 동일 유량씩 흐르게 한다. 처리 공기는 양 제습 유닛 (163a, 164a) 을 통과하는 동안에 소정 노점, 예를 들어, -100℃ 의 습도까지 수분이 제거되고, 게다가 제 1 계열 덕트 (110) 를 흘러 제 2 밸브 (111) 를 거쳐 공급 공기가 된다. 당해 공급 공기는 공급 공기구 (116) 에서 다음 장치로 공급된다. 또한, 공급 공기 블로어 (175) 는, 필요에 따라 부착하는 것이다. 이것을 부착하는 경우에는, 기(機) 밖으로부터 외기를 흡인하지 않는 고기밀성의 기종을 선정하는 것이 바람직하다.
(재생 공기)
도 13 에서는, 제 1 계열에서 흡착 조작이 행해지고, 제 2 계열에서 재생 조작이 행해지고 있는 상태를 나타낸다.
도 13 에 나타내는 바와 같이, 재생 공기는, 제 1 계열 분배기 (167a) 에서 제 1 계열 재생 공기 덕트 (120a) 로 유입되어 개방 상태에 있는 제 1 개폐 밸브 (168) 를 유하(流下)하여 제 2 계열 재생 공기 덕트 (120b) 와의 합류점에서 재생 공기 덕트 (120) 로 유입되고, 재생 공기 냉각기 (125), 재생 공기 블로어 (122), 재생 공기 예열기 (126), 재생 공기 가열기 (127) 를 거쳐, 제 2 밸브 (111) 에서 제 2 계열 덕트 (117) 로 유입된다.
도 13 에서, 재생 공기는 제 2 계열 분배기 (167b) 를 거쳐, 제 2 계열 No.2 제습 유닛 (164b), 제 2 계열 냉각기 (166b), 제 2 계열 가열기 (165b), 제 2 계열 No.1 제습 유닛 (163b) 의 순으로 유하하여, 제 1 밸브 (108) 로 유입된다. 제 1 밸브 (108) 에서 배출 공기 덕트 (113) 로 유입되고, 재생 공기 예열기 (126) 를 거쳐 배출 공기구 (114) 로부터 계외로 배출된다. 이 때, 제 2 개폐 밸브 (169) 는 폐쇄 상태에 있기 때문에, 제 2 계열 재생 공기 덕트 (120b) 내에 재생 공기는 흐르지 않는다. 이 상황을 도 13 에서는 파선으로 나타냈다.
도 13 에서는, 제 1 계열에서 흡착 조작이 행해지고, 제 2 계열에서 재생 조작이 행해지고 있는 통기 모드 상태이기 때문에, 제 1 계열 가열기 (165a) 에 있어서의 가열은 휴지되어 있으며, 제 1 계열 냉각기 (166a) 에 있어서의 냉각은 작동하고 있다. 또한, 제 2 계열에서 행해지고 있는 재생 조작이 탈리 조작인 경우에는, 재생 공기 가열기 (127) 는 작동하고 있으며, 제 2 계열 냉각기 (166b) 에 있어서의 냉각은 휴지되어 있으며, 제 2 계열 가열기 (165b) 에 있어서의 가열은 작동하고 있다.
또한, 제 2 계열에서 행해지고 있는 재생 조작이 냉각 조작인 경우에는, 재생 공기 냉각기 (125) 와 제 2 계열 냉각기 (166b) 는 작동하고 있지만, 재생 공기 가열기 (127), 제 2 계열 가열기 (165b) 는 휴지되어 있다.
또한, 도 13 에서도, 제 1 밸브 (108) 및 제 2 밸브 (111) 로 유입되는 처리 공기 (공급 공기) 와 재생 공기의 온도는 상당히 상이하기 때문에, 통상은 열의 이동이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브에서는, 그 밸브의 측판, 천판, 바닥판, 틀형 칸막이판, 회전축, 판상 회전 운동 밸브체는, 바람직하게는 단열 기능을 구비하는 구성으로 되어 있기 때문에, 실질적으로 처리 공기 (공급 공기) 와 재생 공기 사이의 열의 이동은 억제된다.
(통기 모드의 전환)
통기 모드의 전환 조작은, 도 13 의 장치에서, 처리 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로, 재생 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하여 통기시키는 조작으로서, 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 를 전환 제어기로부터의 출력 신호에 따라, 설정 시각에서, 동시에, 또한, 단기 시간 작동시켜 자동적으로 실시하는 조작이다.
한편, 제 1 계열에서 흡착 조작을 실시하고, 제 2 계열에서 재생 조작을 실시하는 통기 모드를, 제 1 계열에서 재생 조작을 실시하고, 제 2 계열에서 흡착 조작을 실시하는 통기 모드로 전환하는 경우에는, 전환 조작에 앞서, 처리 공기 유량 센서 (104), 제 1 밸브 압력 센서 (107), 제 2 밸브 압력 센서 (112), 처리 공기 블로어 (103), 처리 공기 댐퍼 (105) 의 계측ㆍ조정 수단과 전환 제어기 (129) 에 의해, 처리 공기의 유량과 압력, 및 재생 공기의 유량과 압력은 이하와 같이 자동적으로 조정된다.
즉, 처리 공기의 유량과 압력 및 재생 공기의 유량과 압력의 조정시에는, 전환 제어기 (129) 에 처리 공기 유량 센서 (104) 에 의한 유량의 계측값 (F1) 과 재생 공기 유량 센서 (123) (도시 생략) 에 의한 유량의 계측값 (F2) (도시 생략) 이, 또한, 제 1 밸브 압력 센서 (107) 에 의한 압력의 계측값 (P1) 과 제 2 밸브 압력 센서 (112) 에 의한 압력의 계측값 (P2) 이 입력된다.
이들의 계측값을 기초로 하여 연산 처리가 행해져, 처리 공기 블로어 (103) 에는 제어 신호 (G3) 가, 처리 공기 댐퍼 (105) 에는 제어 신호 (G8) 가, 각각 전환 제어기 (129) 로부터 출력된다.
다음으로, 제 1 밸브의 유입 포트 (L1) 와 동 밸브의 유출 포트 (L3) 간의 차압은, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 n 포지션에 있는 제 1 밸브의 압력 조정용 가동판 (150b 와 150d) 을 전환 제어기 (129) 로부터의 출력 신호 (G7) 에 의해 소정 위치까지 이동시켜 조정된다. 또한, 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 와 동 밸브의 유출 포트 (L3) 간의 차압은, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 가 s 포지션에 있는 제 2 밸브의 가동판 (150a' 와 150c') 을 전환 제어기 (129) 로부터의 출력 신호 (G10) 에 의해 소정 위치까지 이동시켜 조정된다. 그 후, 전환 제어기 (129) 에 의해 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 를 동시에, 또한, 단시간 작동 시켜 처리 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로, 재생 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하기 때문에, 공급 공기의 유량 변동 및 압력 변동 및 차압 변동을 5% 이내로 억제할 수 있다. 5% 이내의 변동이란, 통상의 조업에 있어서의 변동 정밀도로서, 공급 공기의 이들의 변동이 다음 공정의 조업에 지장을 일으키지 않는 것으로 상정되는 값이다.
또한, 처리 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로, 재생 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로 전환하는 통기 모드 전환 조작도 상기와 동일하게 행해진다.
(작용 및 효과)
제 2 계열 No.2 제습 유닛 (164b) 및 제 2 계열 No.1 제습 유닛 (163b) 의 흡착재를 탈리 재생에 사용하여 제 1 밸브 (108) 로 유입된 재생 공기의 온도는 통상적으로 50℃ 이상이기 때문에, 배출 공기 덕트 (113) 로 유입된 후, 재생 공기 예열기 (126) 에 통과시키고, 재생 공기 덕트 (120) 에서 공기 예열기 (126) 로 유입시킨 상온의 재생 공기와 열 교환시켜, 재생 공기를 승온시키는 예열이 가능해진다. 한편, 배출 공기가 되는 재생 공기를 강온시키는 열 회수가 행해진다. 따라서, 이것을 설치함으로써, 재생 공기 가열기 (127) 에 있어서의 가열량을 절감할 수 있어, 에너지 절약이 된다.
한편, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 2 기 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 드라이 에어 공급 장치 (180) 에서는, 제 1 계열 No.2 제습 유닛 (164a) 을 통과한 공기를 이분하고 있기 때문에, 제 1 계열 덕트 (110) 에서 제 2 밸브 (111) 로 유입되어 공급 공기가 되는 공기 중의 수분 농도 (절대 습도) 와 전 환시에 제 2 밸브 유닛 (111) 으로 유입되는 재생 공기 중의 수분 농도 (절대 습도) 는 동일하기 때문에, 통기 모드 전환 조작에 의해 수분 농도의 변동은 전혀 발생하지 않는다. 또한, 도 13 의 제 2 계열 재생 공기 덕트 (120b) 내에 체류하고 있는 공기도 공급 공기의 수분 농도 (절대 습도) 와 동일하기 때문에, 통기 모드 전환 조작에 의해 수분 농도의 변동은 발생하지 않는다.
또한, 제 1 계열 No.2 제습 유닛 (164a) 을 통과한 공기를, 재생 공기로서 가열하고 나서 제 2 계열 No.2 제습 유닛 (164b) 및 No.1 제습 유닛 (163b) 에 통기하여 탈리에 사용하고 있기 때문에, 철저한 탈리ㆍ재생을 실시할 수 있으며, 공급 공기인 드라이 공기 중의 수분 농도는 안정되어 있어, 항상 -80℃ 이하의 노점의 공기를 공급할 수 있다.
〔적용예 3〕(배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 클린 조습ㆍ조온 에어 공급 장치에 대한 적용)
도 14 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를, 제 1 계열 및 제 2 계열로 이루어지는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 에 적용한 예로서, 당해 제 1 계열의 밸브 (「제 1 밸브」; 108 이라고 한다.) 와 제 2 계열의 밸브 (「제 2 밸브」; 111 이라고 한다.) 로 하여 적용한 것이다.
제 1 밸브 유입 포트 (L1) 는, 처리 공기 덕트 (106) 와, 동 유입/출 포트 (1) (L2) 는 제 1 계열 덕트 (110) 와 접속하고, 동 유입/출 포트 (2) (L4) 는, 제 2 계열 덕트 (117) 와 동 유출 포트 (L3) 는 배출 공기 덕트 (113) 와 각각 접속되 어 있다.
또한, 제 2 밸브 유입 포트 (L1) 는 재생 공기 덕트 (120) 와, 동 유입/출 포트 (1) (L2) 는 제 1 계열 덕트 (110) 와, 동 유입/출 포트 (2) (L4) 는 제 2 계열 덕트 (117) 와, 동 유출 포트 (L3) 는 공급 공기 덕트 (115) 와 각각 접속되어 있다.
또한, 도 14 의 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 의 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 에는 가동판과 그 구동체를 구비한 4 포트 자동 전환 밸브를 사용하였다. 이들은 모두 α 형으로 하였다.
(재생 공기, 공급 공기, 처리 공기, 재생 공기)
또한, 제 1 계열 덕트 (110) 에는, 제 1 계열 청정화 유닛 (170a), 동 제 1 계열 No.1 제습 유닛 (163a), 제 1 계열 가열기 (165a) 가 배치되어 있다.
재생 공기 덕트 (120) 에는, 재생 공기구 (119), 재생 공기 필터 (121), 재생 공기 블로어 (122), 재생 공기 유량 센서 (123), 재생 공기 댐퍼 (124), 재생 공기 냉각기 (125), 재생 공기 가열기 (127), 재생 공기 예열기 (126) 가 배치되어 재생 수단이 구성되어 있다.
공급 공기 덕트 (115) 에는 공급 공기 냉각기 (173), 공급 공기 가습기 (174), 공급 공기 블로어 (175), 공급 공기구 (116) 가 배치되고, 배출 공기 덕트 (113) 에는 재생 공기 예열기 (126) 와 배출 공기구 (114) 가 배치되어 있다.
또한, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 구비하는 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 에서는, 통기 모드 전환을 자동적으로 실시하여, 압력과 유 량에 추가하여, 차압의 변동을 허용 정밀도 내로 억제하기 위해, 전환 제어기 (129) 를 구비하고 있다.
도 14 에서, 처리 공기를 처리 공기구 (101) 에서 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 로 유입시켜, 제 1 밸브 (108) 에서 제 1 계열 덕트 (110) 로 유하시키고, 제 1 계열 청정화 유닛 (170a), 제 1 계열 가열기 (165a) 를 거쳐, 제 1 계열 No.1 제습 유닛 (163a) 으로 흐르게 한다. 처리 공기는, 당해 청정화 유닛 (170a) 을 통과하는 동안에 소정 농도까지 분자상 오염 물질은 제거되고, 또한 당해 제습 유닛 (163a) 을 통과하는 동안 수분도 소정 노점의 습도를 밑도는 정도까지 제거되고, 제 2 밸브 (111) 를 거쳐 공급 공기 냉각기 (173) 에서 조온되고, 공급 공기 가습기 (174) 에서 습도 조정되어 공급 공기 블로어 (175) 로 승압된 후, 공급 공기가 되어 공급 공기구 (116) 로부터 공급된다.
도 14 의 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 에서 사용하는 청정화 유닛 (170a, 170b) 은, 도 6 및 도 9 에서 사용한 청정화 유닛 (109, 118) 과 동일한 허니컴 형상 흡착재를 수납한 용기이다. 또한, 제습 유닛 (163) 은, 도 13 의 드라이 공기 공급 장치 (180) 에서 사용한 No.1 제습 유닛 (163a, 163b) 과 동일하게 허니컴 형상의 제습용 흡착재를 수납한 용기이다.
재생 공기는 재생 공기구 (119) 에서 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 로 유입되어 소정의 유량, 온도로 조정하여 제 2 밸브 (111) 에서 제 2 계열 덕트 (117) 를 흐르고, 제 1 밸브 (108) 를 거쳐 배출 공기구 (114) 로부터 배출된다.
도 14 에서는, 제 1 계열에서 흡착 조작이 행해지고, 제 2 계열에서 재생 조 작이 행해지고 있기 때문에, 제 1 계열 가열기 (165a) 에 있어서의 가열은 휴지되어 있으며, 제 2 계열의 재생 조작이 탈리 조작의 경우에는, 재생 공기 가열기 (127) 와 제 2 계열 가열기 (165b) 에 있어서의 가열은 작동하고 있다. 또한, 제 2 계열에서 행해지고 있는 재생 조작이 냉각 조작인 경우에는, 재생 공기 냉각기 (125) 는 작동하고 있지만, 재생 공기 가열기 (127) 와 제 2 계열 가열기 (165b) 는 휴지되어 있다.
게다가 또한, 이미 서술한 장치에 적용하는 경우와 동일하게 하여, 도 14 의 장치에서도, 제 1 밸브 (108), 제 2 밸브 (111) 로 유입, 유출되는 처리 공기 (공급 공기) 와 재생 공기 (배출 공기) 의 온도는 상당히 상이하기 때문에, 열 이동이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브에서는, 그 밸브의 케이싱부를 구성하는 측판, 천판, 바닥판, 틀형 칸막이판, 회전축, 판상 회전 운동 밸브체는, 바람직하게는, 단열 기능을 구비하도록 동일하게 구성되어 있기 때문에, 처리 공기 (공급 공기) 와 재생 공기 (배출 공기) 사이의 열 이동은 실질적으로 억제된다.
또한, 제 1 밸브 (108) 및 제 2 밸브 (111) 의 판상 회전 운동 밸브체 (134) (도 3 참조) 와 틀형 밸브 시트 (133) (도 3 참조) 는 틀형 밸브 시트 (133) 에 설치한 2 줄의 개스킷 홈 (154) 에 장착된 개스킷을 통하여 밀접하게 되어 있기 때문에, 처리 공기 (공급 공기) 와 재생 공기 (배출 공기) 는 압력이 상이해도 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 새어 들어가지 않는다. 게다가 또한, 판상 회전 운동 밸브체 (134) 와 틀형 칸막이판 (132) 사이의 열 이동은 미미하다.
(통기 모드 전환)
통기 모드의 전환 조작은, 도 14 에서, 처리 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로, 재생 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하여 통기시키는 조작으로서, 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 를 전환하여 제어기 (129) 부터의 출력 신호에 의해, 설정 시각과 동시에, 또한, 단시간 작동시켜 자동적으로 실시하는 조작이다.
한편, 전환 조작에 앞서, 처리 공기 유량 센서 (104), 재생 공기 유량 센서 (123), 제 1 밸브 압력 센서 (107), 제 2 밸브 압력 센서 (112), 처리 공기 블로어 (103), 처리 공기 댐퍼 (105), 처리 공기 냉각기 (171), 재생 공기 블로어 (122), 재생 공기 댐퍼 (124), 재생 공기 냉각기 (125), 유량과 압력의 계측ㆍ조정 수단과 전환 제어기 (129) 에 의해, 처리 공기의 유량과 압력, 및 재생 공기의 유량과 압력은 자동적으로 조정된다.
전환 제어기 (129) 로의 계측 신호의 입력, 제어 신호의 출력은 적용예 1 및 적용예 2 에 대하여 상세히 서술한 바와 동일하다.
또한, 제 1 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는, n 포지션 (도 7 참조) 에 있기 때문에, 제 1 밸브의 가동판 (150b) 에 의해, 한편, 제 2 밸브의 판상 회전 운동 밸브체 (134) 는 s 포지션 (도 7 참조) 에 있기 때문에, 제 2 밸브의 가동판 (150c') 에 의해, 제 1 밸브의 유입 포트 (L1) 와 유출 포트 (L3) 간의 차압 및 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 와 유출 포트 (L3) 간의 차압도 자동적으로 조정된다.도 14 에는 기재하고 있지 않지만, 대기압, 상대 습도, 온도 등의 계측 신호도 전 환 제어기 (129) 에 입력된다.
(작용 및 효과)
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 구비한 장치에서는, 이와 같이, 처리 공기의 유량과 압력, 및 재생 공기의 유량과 압력을 조정하고, 게다가 제 1 밸브의 유입 포트 (L1) 와 유출 포트 (L3) 간의 차압 및 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 와 유출 포트 (L3) 간의 차압을 조정하여, 전환 제어기 (129) 에 의해 제 1 밸브 (108) 와 제 2 밸브 (111) 를 동시에, 또한, 단시간 작동시켜 처리 공기를 제 1 계열에서 제 2 계열로, 재생 공기를 제 2 계열에서 제 1 계열로 전환하기 때문에, 공급 공기의 압력 변동은, 적용예 1 및 적용예 2 와 마찬가지로 수 % 이내로 억제할 수 있다. 또한, 공급 공기의 온도 변동도 ±1℃ 이내로 억제할 수 있다. 또한, 도 14 에 나타내는 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 (190) 에는, 정체 지점이 없기 때문에, 분자상 오염물의 농도 변동도 허용 정밀도 내이다.
(실측 데이터)
도 15 는 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 구비한 도 14 에 나타내는 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치에 있어서의 실제의 데이터로서, 제 2 밸브 (111) 의 유입 포트 (L1) 및 유출 포트 (L3) 에 고속 샘플링 기능을 갖는 압력 센서를 부착시켜 통기 모드 전환 조작을 개시하여 종료할 때까지의 동안에 계측ㆍ기록한 압력 변동 상황을 나타내는 그래프이다.
동 도면에서, Pw 는 제 2 밸브 (L1) 에 있어서의 정압, Py 는 제 2 밸브 (L3) 에 있어서의 정압이다. 이 그래프에서 명료하게 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 밸브에서는, 전환 시간 0.775 초, 회전 운동 각도 92°의 전환 조작을 실행해도, 재생 공기의 정압 (=공급 공기의 정압) 의 변동을 불과 5% 이내로, 또한, 차압 : Pw-Py 의 변동도 5% 이내로 억제할 수 있다는 것을 나타내고 있다.
게다가 또한, 전환 조작에 앞서 유량의 계측ㆍ조정을 실시했기 때문에, 유동 변동은 사용 정밀도 내이다. 이와 같이, 차압 : Pw-Py 가 전환 시간 내에서 거의 일정한 것은, 유량이 일정하게 유지되어 있는 것을 나타내고 있다.
도 15 의 데이터를 정밀 조사하면, 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브 2 기를 조합하여 사용하는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치 등의 시스템에, 상기 서술한 통기 모드 전환 방법을 적용함으로써, 종래 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 각종 시스템의 실용상 최대의 난제로 여겨져 온 전환시의 유량 변동, 압력 변동, 및 차압 변동을 모두 허용 정밀도 이내로 할 수 있는 획기적인 기술이라고 결론짓지 않을 수 없다.
또한, 본 발명에서는, 클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ벤치, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 유기 EL 디스플레이 제조 장치를 포함하는 전자 부품의 제조와 관련된 장치, 클린ㆍ터널, 클린ㆍ오븐, 프로세스 기판 보호용 보관고, 스토커, 제조 장치에 부수되는 이재 장치, 로더/언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 장치 보기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 클린 전자 부품 제조ㆍ시설 또는 클린 반도체 제조 시설 설비에 청정화 공기, 드라이 공기, 클린 조온ㆍ조습 에어, 청정화 질소 가스, 드라이 질소 가스, 또는 클린 조온ㆍ조습 질소 가스를 공급 하는 방법이 바람직하게 적용된다.
또한, 본 발명에서는, 공기 청정화 장치, 드라이 공기 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 청정화 질소 가스 공급 장치, 드라이 질소 가스 공급 장치, 및 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치 중 적어도 하나를 구비하는, 클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ벤치, 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치, 유기 EL 제조 장치를 포함하는 전자 부품의 제조에 관련된 장치, 클린ㆍ터널, 클린ㆍ오븐, 프로세스 기판 보호용 보관고, 스토커, 제조 장치에 부수되는 이재 장치, 로더/언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 장치 보기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 클린 전자 부품 제조ㆍ시설 또는 클린 반도체 제조 시설ㆍ설비가 바람직한 대상이 된다.
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브에 의하면, 당해 밸브는 2 기만으로, 동등의 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 (TSA) 시스템을 구축할 수 있다.
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브는, 그 케이싱부를 구성하는 천판, 바닥판, 측판, 틀형 칸막이판, 회전축, 판상 회전 운동 밸브체는 단열 기능을 구비할 수 있기 때문에, 당해 밸브 내 고온의 재생 기체와 저온의 처리 기체나 공급 기체가 동시에 인접하여 흘러도 고온 기체에서 저온 기체로의 열의 이동은 억제되어 있어, 흡착 제거, 탈리ㆍ재생은 영향받지 않고, 동시에 실시할 수 있다.
이에 추가하여, 통기 모드 전환에 앞서 전환 제어기의 출력 신호에 의해, 처리 기체와 재생 기체의 유량, 압력 (정압), 차압은 모두 동 유량, 동 정압, 동 차 압으로 제어되어 있으며, 게다가 2 기의 전환 밸브의 구동 모터는 동시에 기동하고, 동시에 정지하도록, 게다가 0.1-20 초의 단시간에 동작하기 때문에, 전환시의 유량과 정압과 차압의 변동은 허용 정밀도 내이다.
본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브를 사용하면, 클린ㆍ룸, 클린ㆍ챔버, 미니 인바이러먼트에 공급하는 분자상 오염 물질을 ppb 레벨까지 제거한 공기나 질소 가스의 청정화 장치, 분자상 오염 물질을 제거하여 더욱 조온ㆍ조습한 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치나, 노점 -80℃ 이하까지 수분을 제거한 드라이 공기나 드라이 질소 가스를 공급하는 장치 등에 있어서, 전환시의 유량, 정압, 차압의 변동을 허용 정밀도 내로 억제하여 공급하는 배치 타입 온도 스윙 흡착에 의한 장치를 제공할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명의 4 포트 자동 전환 밸브의 산업상의 이용 가능성은 매우 크다.

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  10. 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 당해 흡착 장치의 2 계열의 흡착 유닛에는, 4 포트 자동 전환 밸브 2 기가 제 1 밸브와 제 2 밸브로서 조합하여 부착되어 있으며,
    (i) 당해 4 포트 자동 전환 밸브는, 내부에 공간부를 갖는 케이싱부와, 당해 공간부를 4 개의 소실 (R1, R2, R3 및 R4) 로 구획하는 개구부를 갖는 틀형 칸막이판과, 당해 틀형 칸막이판의 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 판상 회전 운동 밸브체와, 당해 구획된 4 개의 소실에 형성된 기체를 항상 유입시키는 유입 포트 (L1), 기체의 유입과 유출을 교대로 실시하는 유입 또는 유출 포트 (1) (L2), 기체를 항상 유출시키는 유출 포트 (L3), 및 기체의 유입과 유출을 상기 L2 와 교대로 실시하는 유입 또는 유출 포트 (2) (L4) 와, 및 상기 판상 회전 운동 밸브체를 회전축 둘레에서 회전 운동시키는 구동 수단을 구비하고 있고,
    (ii) 당해 2 계열의 흡착재 유닛의 각각은, 상기 흡착재 유닛의 흡착 능력을 재생시키는 재생 수단, 처리 기체의 정압, 공급 기체의 정압, 재생 기체의 정압, 및 배출 기체의 정압 각각의 계측ㆍ조정 수단, 재생 기체의 유량 및 처리 기체의 유량 중 하나 이상의 계측ㆍ조정 수단, 및 상기 제 1 밸브 및 제 2 밸브에 의한 흡착 조작과 재생 조작의 전환인 통기 모드 전환을 제어하는 전환 제어기로 구성되어 있고,
    (iii) 상기 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 상기 통기 모드 전환에 앞서, 처리 기체의 유량과 재생 기체의 유량이 동일해지도록 유량의 조정이 행해지고, 또한 처리 기체의 정압과 재생 기체의 정압이 동일해지도록 정압의 조정이 행해져, 당해 통기 모드 전환을 실시하는 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
  11. 흡착재 유닛을 2 계열 구비하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 당해 흡착 장치의 2 계열의 흡착 유닛에는, 4 포트 자동 전환 밸브 2 기가 제 1 밸브와 제 2 밸브로서 조합하여 부착되어 있으며,
    (i) 당해 4 포트 자동 전환 밸브는, 내부에 공간부를 갖는 케이싱부와, 당해 공간부를 4 개의 소실 (R1, R2, R3 및 R4) 로 구획하는 개구부를 갖는 틀형 칸막이판과, 당해 틀형 칸막이판의 개구부를 개방 또는 폐쇄하는 판상 회전 운동 밸브체와, 당해 구획된 4 개의 소실에 형성된 기체를 항상 유입시키는 유입 포트 (L1), 기체의 유입과 유출을 교대로 실시하는 유입 또는 유출 포트 (1) (L2), 기체를 항상 유출시키는 유출 포트 (L3), 및 기체의 유입과 유출을 상기 L2 와 교대로 실시하는 유입 또는 유출 포트 (2) (L4) 와, 및 상기 판상 회전 운동 밸브체를 회전축 둘레에서 회전 운동시키는 구동 수단을 구비하고 있고,
    (ii) 당해 2 계열의 흡착재 유닛의 각각은, 상기 흡착재 유닛의 흡착 능력을 재생시키는 재생 수단, 처리 기체의 정압, 공급 기체의 정압, 재생 기체의 정압, 및 배출 기체의 정압 각각의 계측ㆍ조정 수단, 재생 기체의 유량 및 처리 기체의 유량 중 하나 이상의 계측ㆍ조정 수단, 및 상기 제 1 밸브 및 제 2 밸브에 의한 흡착 조작과 재생 조작의 전환인 통기 모드 전환을 제어하는 전환 제어기로 구성되어 있고,
    (iii) 상기 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치에 있어서, 상기 통기 모드 전환에 앞서, 처리 기체가 제 1 밸브 유입 포트 (L1) 에서 제 2 밸브 유출 포트 (L3) 까지의 유로를 흐르는 유동 차압인 압력 손실, 재생 기체가 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 에서 동 밸브의 유출 포트 (L3) 까지의 유로를 흐르는 유동 차압인 압력 손실, 그리고 재생 기체가 제 2 밸브의 유입 포트 (L1) 에서 제 1 밸브 유출 포트 (L3) 까지의 유로를 흐르는 유동 차압인 압력 손실이 동일해지도록 차압 조정을 실시하는 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 흡착재 유닛은, 분자상 오염 물질을 흡착하는 흡착 재료를 사용하여 형성한 유닛 내지 수분을 흡착하는 흡착 재료를 사용하여 형성한 유닛이 각각 직렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브가 구비하는 압력 센서로부터의 측정 신호를 상기 전환 제어기에 입력하는 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 재생 수단은, 처리 기체의 유량의 0.05-1.2 배의 범위에서 유량을 임의로 조정할 수 있는 재생용 블로어를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
  15. 삭제
  16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치가, 공기 청정화 장치, 드라이 공기 공급 장치, 클린 조온ㆍ조습 에어 공급 장치, 청정화 질소 가스 공급 장치, 드라이 질소 가스 공급 장치, 또는 클린 조온ㆍ조습 질소 가스 공급 장치인 것을 특징으로 하는 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치.
  17. 클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ벤치, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 유기 EL 디스플레이 제조 장치를 포함하는 전자 부품의 제조장치, 클린ㆍ터널, 클린ㆍ오븐, 프로세스 기판 보호용 보관고, 스토커, 제조 장치의 이재 장치,로더, 언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 장치 보기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 클린 전자 부품 제조ㆍ시설 또는 클린 반도체 제조 시설ㆍ설비에 제 16 항에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치의 어느 하나의 장치를 사용하여, 청정화 공기, 드라이 공기, 클린 조온ㆍ조습 에어, 청정화 질소 가스, 드라이 질소 가스, 또는 클린 조온ㆍ조습 질소 가스를 공급하는 방법.
  18. 클린ㆍ룸, 클린ㆍ부스, 클린ㆍ벤치, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 유기 EL 디스플레이 제조 장치를 포함하는 전자 부품의 제조장치, 클린ㆍ터널, 클린ㆍ오븐, 프로세스 기판 보호용 보관고, 스토커, 제조 장치의 이재 장치, 로더, 언로더, 인클로저, 검사 장치, 및 장치 보기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 클린 전자 부품 제조 시설에 있어서, 제 16 항에 기재된 배치 타입 온도 스윙 흡착 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 클린 전자 부품 제조 시설.
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