WO2003001122A1 - Procede et appareil d'epuration de l'air - Google Patents

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WO2003001122A1
WO2003001122A1 PCT/JP2002/006374 JP0206374W WO03001122A1 WO 2003001122 A1 WO2003001122 A1 WO 2003001122A1 JP 0206374 W JP0206374 W JP 0206374W WO 03001122 A1 WO03001122 A1 WO 03001122A1
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air
water
honeycomb
humidifying
sloping
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PCT/JP2002/006374
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Isao Terada
Minoru Tanaka
Yuji Matumura
Sadao Kobayashi
Naoki Mori
Hiromu Itoh
Yoshihide Wakayama
Osamu Suenaga
Original Assignee
Nichias Co., Ltd.
Tokyo Electron Limited
Taisei Corporation
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Publication date
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Priority to JP2003507476A priority patent/JPWO2003001122A1/ja
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Priority to US10/482,332 priority patent/US7160362B2/en
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    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
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    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to an air cleaning method for cleaning chemical contaminants in the air by washing with water and an apparatus used for the method. More specifically, the present invention relates to a method for purifying air supplied to a clean room such as a semiconductor or liquid crystal device manufacturing factory, a pharmaceutical factory, and life science-related facilities, and an air purifying apparatus used for the method.
  • a clean room such as a semiconductor or liquid crystal device manufacturing factory, a pharmaceutical factory, and life science-related facilities
  • Manufacturing facilities for semiconductors and liquid crystal devices, pharmaceutical factories, and life science facilities In order to improve product yield or ensure quality, gaseous chemical pollutants in addition to conventional fine particulate pollutants It is hoped that these will also be eliminated.
  • chemical contaminants include, for example, inorganic metal elements such as sodium, potassium, calcium, and boron, fluoride ions, chloride ions, nitrate ions, nitrite ions, sulfate ions, and sulfite ions. And cations such as ammonium ion.
  • Conventional particulate contaminants can be removed by a dust filter such as the ULPA filter, but these chemical contaminants cannot be removed by the ULPA filter.
  • the former method using a water shield is a method of removing air containing chemical pollutants by spraying water droplets.
  • the efficiency of removing chemical pollutants is low due to poor contact efficiency between the air to be treated and water.
  • the depth of the humidifying means including the water shaping device is required to be about several meters, and there is a problem that a large installation space is required and a pressure loss is increased.
  • DIW deionized water
  • an object of the present invention is to provide an air treatment method that can remove chemical contaminants in the air with high efficiency and reduce costs. Another object of the present invention is to provide a compact processing apparatus. Another object of the present invention is to provide an air treatment device which has a small pressure loss and can be treated at low cost. Disclosure of the invention
  • the present inventors have conducted intensive studies, and have found that a diagonal honeycomb is used for one or both of the humidifying means and the condensing means, and air is introduced from the front opening of the diagonal honeycomb and the top opening is formed. If water is supplied from the section, the air introduced into the skewed honeycomb and the supplied water come into efficient contact, and the humidifying means can efficiently raise the humidity in the air and condense. As a result, they found that gaseous chemical pollutants were efficiently taken in and removed from condensed water, and completed the present invention.
  • the present invention (1) uses, as a humidifying means, a diagonal honeycomb having open front and rear surfaces and upper and lower surfaces, and uses a humidifying means to form a chemical through a front opening of the diagonal honeycomb. By introducing air containing contaminants and supplying water from the upper opening, the air is humidified to a predetermined humidity, and at least a part of the chemical contaminants in the air is taken into excess moisture.
  • An air cleaning method having a humidification step of removing air from the air
  • the present invention (2) uses a skewed honeycomb having open front and rear surfaces and upper and lower surfaces as openings for condensing means.
  • the present invention provides a humidifying means using a front sloping honeycomb having open front and rear sides and upper and lower sides as a humidifier.
  • Row honeycomb By introducing air containing chemical contaminants from the front opening and supplying water from the top opening, the air is humidified to a predetermined humidity and a part of the chemical contaminants in the air is excessively increased.
  • a humidifying step of taking in moisture and removing it from the air and a rear sloping honeycomb which is disposed at the front and rear surfaces and the upper and lower surfaces with openings, and has a lower temperature than the humidification step, as a condensing means.
  • the humidified air is introduced into the humidifying step through the front opening of the sloping honeycomb, and water is supplied from the upper opening to dehumidify the humidified air and remove the humidified air in the humidifying step.
  • the present invention (4) provides an air cleaning method including a dehumidifying step of taking in and removing gaseous chemical contaminants remaining without condensed water into condensed water.
  • Add skewed honeycomb Air containing chemical contaminants is introduced from the front opening of the sloping honeycomb, and water is supplied from the upper opening to humidify the air to a predetermined humidity.
  • the present invention (5) further comprises humidifying the air containing the chemical contaminants to a predetermined humidity by humidifying means, and taking in a part of the chemical contaminants in the air into excess moisture to remove the air from the air.
  • a humidifying step for removing, and front and rear surfaces and upper and lower surfaces are arranged so as to be opened, and the humidified honeycomb having a temperature lower than that of the humidifying step is used as a condensing means, and the humidification is performed through a front opening of the sloping honeycomb.
  • the humidified air is dehumidified to a predetermined humidity, and the gaseous chemical contaminants remaining without being removed in the humidification step
  • the present invention (6) provides a dehumidifying step of taking in and removing condensed water into the condensed water. Also, the present invention (6) provides a method for cleaning a diagonal honeycomb having front and rear surfaces and upper and lower surfaces opened.
  • the front part of the skewed honeycomb is a humidifying section that humidifies the air to a predetermined humidity and obtains excess moisture.
  • the rear part is a condensing part for dehumidifying the air to a predetermined humidity and obtaining condensed water, so that the humidifying part humidifies the air containing the chemical contaminants, and a part of the chemical contaminants in the air.
  • a humidification step of taking in the excess moisture and removing it from the air is performed. Then, the air humidified in the humidification step is dehumidified by the dehumidification unit, and gaseous chemical contamination remaining without being removed in the humidification unit.
  • Each of the present invention provides an air purifying method for performing a dehumidification step of removing substances by taking them into the condensed water.
  • the present invention (7) provides a first air inlet, a first water supply means, a humidifier for humidifying the air introduced from the first air inlet with water supplied by the first water supply means, A humidifying unit having a first air discharge port for discharging the humidified air and first water discharge means for discharging water accumulated in the system to the outside of the system; and a second humidification unit connected to the first air discharge port.
  • An air purifying apparatus having a condensing section provided with a second water discharging means for discharging water condensed in the system to the outside of the system, wherein both the front and rear surfaces and the upper and lower surfaces are open to the humidifying means and the condensing means.
  • the skew honeycomb has the front surface of the skew honeycomb directed toward the first air inlet and the second air inlet, respectively, and the introduced air passes through the skew honeycomb.
  • the air purifier is provided with the first water supply means and the second water supply means above the sloping honeycomb, and the present invention (8) further comprises: An inlet, first water supply means, humidifying means for humidifying the air introduced from the first air inlet with water supplied by the first water supply means, and a first air for discharging the humidified air.
  • the humidifying means includes a skew honeycomb having open front and rear surfaces and upper and lower surfaces, wherein a front surface of the skew honeycomb is directed toward the first air introduction port, Further, the air purifier is arranged so that the introduced air passes through the skewed honeycomb, and the first water supply means is provided above the skewed honeycomb.
  • An air purifying apparatus having a condensing section provided with a second air discharge port for discharging water and a second water discharging means for discharging water condensed in the system to the outside of the system, wherein the condensing means includes front and rear surfaces and upper and lower surfaces.
  • a skewed honeycomb having openings on both sides is in front of the skewed honeycomb. Is disposed so as to face the second air introduction port side, and that the introduced air passes through the skewed honeycomb, and further, the second water supply means is provided above the skewed honeycomb.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a skew honeycomb used in the air cleaning method of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an outline of an air cleaning device according to the first embodiment of the present invention.
  • the humidifying means includes a means for supplying moisture to the air to be treated, and a means for collecting moisture and a means for adjusting the temperature as appropriate to humidify the air to be treated to a predetermined humidity, and Is a means to obtain
  • the humidifying means humidifies the air to be treated and removes at least a part of the gaseous chemical contaminants contained in the air to be treated into the excess water.
  • the condensing means includes a low-temperature portion that can come into contact with the air to be treated and a water collecting means as appropriate, so that the air to be treated is dehumidified to a predetermined humidity, and condensed water generated during the dehumidification is removed. It is a means to obtain.
  • the condensing means removes as much as possible chemical contaminants in the air to be treated or chemical contaminants not removed by the humidifying means into condensed water generated during dehumidification.
  • a skewed honeycomb having open front and rear surfaces and upper and lower surfaces is used for one or both of the humidifier and the condenser.
  • the skewed honeycomb will be described with reference to FIG.
  • the skew honeycomb 1 is a corrugated sheet 2 or 3 having a waveform shape propagating in one direction (hereinafter, also referred to as a “corrugated sheet”).
  • corrugated sheets 2 and 3 to be laminated are laminated so that the wave propagation directions obliquely intersect every other sheet, and every two layers It is a honeycomb-shaped body arranged so that the wave propagation direction of the sheet is substantially the same direction.
  • the skewed honeycomb 1 is cut by four faces 101 to 104 perpendicular to a face parallel to the corrugated sheets 2 and 3 to form a rectangular parallelepiped.
  • the rectangular parallelepiped is formed with one of the cut surfaces 104 as the lower surface, and the outermost layer 1 of the corrugated sheet
  • the honeycomb cells are opened on all four sides, the front and rear sides 102, 103 and the upper and lower sides 101, 104, which are the cut surfaces.
  • the left and right sides 105 and 106 have a structure closed by a corrugated sheet.
  • both front and rear sides 102 and 103 of the cut surface are cells extending obliquely upward.
  • the oblique angle (indicated by X in the figure) with respect to the air inflow and outflow directions (horizontal direction) when viewed from both front and rear sides of the cell extending obliquely is usually 15 to 45 degrees, preferably 25 to 45 degrees. .3 Within 5 degrees. It is preferable that the above-mentioned oblique angle is within the above-mentioned range, because the falling velocity is in an appropriate range and the contact efficiency is improved.
  • the angle at which the wave propagation directions of each layer of the laminated corrugated sheet cross each other is usually 30 to 90 degrees, preferably 50 to 90 degrees. ⁇ 70 degrees.
  • the corrugated sheets are stacked so as to intersect with each other within the above-mentioned angle range, when the oblique angle (X) is 15 to 45 degrees as described above, the air and water to be treated are dispersed.
  • the air to be treated is introduced from the front opening 103 of the oblique honeycomb 1, and the water is supplied from the upper opening 101, for example, by the water supply duct 4. Supplied and penetrates the corrugated sheet of the skewed honeycomb and flows down slowly, so that the air flow direction of the air to be treated and the water flow direction of the permeation wall have an appropriate angle. Hold and increase contact efficiency.
  • the height of the cell of the oblique honeycomb used in the present invention is usually 2.0 to 8.0 mm, preferably 3.0 to 5. 0 mm. If the cell size is less than 2.0, manufacture is difficult and pressure loss increases, which is not preferable. If the cell size exceeds 8.0 mm, the efficiency of removing gaseous chemical contaminants decreases, which is not preferable.
  • the cell width in the state of the corrugated sheet of the oblique honeycomb, that is, the cell pitch is usually 2.5 to 12.0 mm, preferably 5 to L0.0 mm.
  • the dimension between the front opening and the rear opening of the skewed honeycomb that is, the thickness (t) of the skewed honeycomb is not particularly limited, but is usually 100 to 100. 0 mm, preferably 200 to 800 mm.
  • the thickness is less than 100 thighs, it is not preferable because the removal efficiency of N 0 2 — etc. decreases, and if the thickness exceeds 100 mm, the removal efficiency of chemical pollutants is further improved. However, it is not preferable because the pressure loss increases.
  • the thickness of the skew honeycomb may be such that the total thickness is within the above range when a plurality of skew honeycombs are used.
  • a skewed honeycomb with a thickness of 300 mm three skewed honeycombs with a thickness of 100 mm are stacked in the thickness direction to add a total thickness of 300 mm. It may be.
  • the water shower conventionally used as the humidifying means requires a depth of about several meters of the device, but when the oblique honeycomb according to the present invention is used as the humidifying means, the thickness of the oblique honeycomb itself is reduced. Since it is at most about 400 mm, the installation space for the equipment can be significantly reduced.
  • the sheet-like member that constitutes the skewed honeycomb has irregularities on the surface, and the use of a porous material inside allows the large surface area of the element to be taken, and water and air that permeate the element and flow down Is preferable in that the contact area with the metal is increased.
  • Examples of such a sheet-like member include those having a three-dimensional network structure and a predetermined inter-fiber porosity, and are specifically selected from the group consisting of alumina, silica, and titania.
  • an inorganic fiber base material containing two or more fillers or binders can be used.
  • the one containing titania is preferable because the removal efficiency of acidic gaseous chemical pollutants is improved.
  • the sheet-shaped member usually contains 60 to 93% by weight of a filler or a binder and 7 to 40% by weight of a fiber base material, and preferably 70 to 88% by weight of a filler or a binder. % By weight, containing 12 to 30% by weight of the fiber base material. It is preferable that the mixing ratio of the sheet-like member is within the above range because the water permeability and strength of the sheet-like member are high.
  • the sheet-like member can be manufactured by a known method.
  • paper made of glass fiber, ceramic fiber or alumina fiber is prepared by mixing a binder such as alumina sol and a filler such as alumina hydrate with a slurry. After being immersed in water, it is dried, corrugated, and then dried and heat-treated to remove water and organic matter.
  • a binder such as alumina sol
  • a filler such as alumina hydrate
  • the mixing amount of silica and titania is usually 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of alumina.
  • the porosity between fibers of the inorganic fiber base material containing the binder or filler is usually 65 to 85%, preferably 75 to 82%.
  • the binder or filler-containing inorganic fiber base material has a thickness of the inorganic fiber base material, that is, a wall thickness of usually 200 to 100 zm, preferably 300 to 80 zm. 0 ⁇ m.
  • the corrugated sheet-like method As a method of forming the above-mentioned inorganic fiber base material into a corrugated sheet, there is known a corrugated sheet-like method in which a flat sheet is passed between a plurality of gears having corrugated irregularities oscillating in the radial direction on the surface.
  • One method is used.
  • the corrugated sheet As a method of forming the skew honeycomb from the obtained corrugated sheet, for example, first, the corrugated sheet is 100 mm long (thickness dimension after molding).
  • a horizontal corrugated sheet is cut out by arranging it so that the wave propagation direction is 15 to 45 degrees with respect to one side of the rectangular shape, while cutting it into a rectangular cutting type with a width of about 300 A method of producing, and then arranging the obtained rectangular corrugated sheets so that the propagation direction of every other wave is oblique, and bonding or laminating them without bonding.
  • the vertical length of the cutting die is the thickness of one oblique honeycomb.
  • the thickness of the oblique honeycomb required for the humidifying means and the condensing means that is, the dimension between the front opening and the rear opening of the oblique honeycomb is set to 300 thighs
  • three 100 mm-thick oblique honeycombs produced by a cutting die having a length of 100 mm may be used by stacking three in the thickness direction.
  • the skewed honeycombs may or may not be adhered to each other. If they are not bonded, it is only necessary to arrange a plurality of skewed honeycombs on top of each other.
  • the skewed honeycomb when used for one or both of the humidifying unit and the condensing unit, the skewed honeycomb is arranged so that both front and rear surfaces and upper and lower surfaces are open.
  • the skewed honeycomb By arranging the skewed honeycomb in this way, it becomes possible to introduce air to be processed from the front opening of the skewed honeycomb and to supply water from the upper surface opening. As a result, the direction of air flow of the air to be treated is perpendicular to the direction of flow of the water.
  • the contact efficiency between the air to be treated and water can be reduced by a conventional humidifying means using a water shower or a condensing means using a cooler.
  • Substances can be removed efficiently, and the depth of the device can be significantly reduced.
  • the air purifying device 40 includes a humidifying means 13 and a condensing means 23, and a skewed honeycomb 1 having front and rear sides and upper and lower sides opened.
  • the air introduced toward the inlet 1 1 side and the second air inlet 21 side is arranged so as to pass through the skewed honeycomb 1, and furthermore, it is located on the upper surface of the skewed honeycomb 1.
  • First water supply means 12 and second water supply means 22 are provided.
  • the first air outlet 14 and the second air inlet 21 are connected by a duct or the like.
  • the first water supply means 12 is means for supplying water from the upper surface to the upper opening 101 of the front oblique honeycomb 1 arranged as the humidifier 13 in the humidifier 10, and
  • the second water supply means 22 is a means for supplying water from the upper surface to the upper surface opening 101 of the oblique honeycomb 1 arranged as the condensation means 23 in the condenser section 20.
  • the first water supply means 12 or the second water supply means 22 includes, for example, a water supply duct 4 as shown in FIG.
  • the water supplied to the humidifying unit 10 passes through the front sloping honeycomb 1 arranged as the humidifying unit 13, the water is discharged from the first water discharging unit 15 to the outside of the humidifying unit 10, and The water supplied to the condensing section 20 passes through the latter skew honeycomb 1 arranged as the condensing means 23, and is then discharged from the second water discharging means 25 to the outside of the condensing section 20.
  • the direction of air flow of the air to be treated introduced from the first air introduction port 11 or the second air introduction port 21 and the first The flow direction of the water 301 or 401 supplied by the water supply means 12 or the second water supply means 22 must be such that the contact direction between the air to be treated and water crosses at a predetermined angle. become.
  • humidifying means and condensation When a skew honeycomb is used as a step, the contact efficiency between the air to be treated and water is higher than that of conventional humidifying means using a water shower or condensing means using a cooler, and is included in the air to be treated. Chemical contaminants can be efficiently removed, and the depth of the humidifying means and the condensing means of the device can be significantly reduced.
  • the water discharged by the first water discharging means 15 passes through the pipe 15b, is supplied to the humidifying means 13 by the first circulating pump 16 in a circulating manner, and Some are released from the weir section 15a of 32 (overflow).
  • the pipe 15b is connected to the first water supply means 12 by the first circulation pump 16, and the excess water generated in the humidifying section 10 is supplied to the first water supply means 12.
  • Reuse as 301 is preferable from the viewpoints of resource saving, low cost, and control of the efficiency of removing chemical pollutants.
  • the capacity of the circulating water reservoir 32 is appropriately set, the water 302 is continuously or intermittently discharged to the outside of the system, and the humidifying means 1 is diluted by adding clean makeup water.
  • the concentration of contaminants in the supplied circulating water can be controlled to a predetermined value or less.
  • the water discharged by the second water discharge means 25 passes through the pipe 25 b and is supplied to the condensing means 23 by the second circulation pump 26, and the weir of the circulating water reservoir 33 It is the same as the humidifying section in that there is something discharged from a (overflow). That is, also in the condenser section 20, the pipe 25b and the second water supply means 22 are connected by the second circulation pump 26, and the condensed water generated in the condenser section (2) It is preferable to reuse as the water 401 supplied to the water supply means 22. The points of discharging the water 401 of the circulating water reservoir 33 and supplying clean water are as described above. The same is true.
  • the water supplied to the humidifying section 10 and the condensing section 20 may be used in a single pass without being circulated.
  • the humidifying section 10 and the condensing section 20 are connected to each other so that conduction of the air to be treated therebetween is established. It is preferable that the humidifying section 10 and the condensing section 20 are not mixed with water circulating in the humidifying section 10 and an independent system by appropriately providing a partition 50 within a possible range.
  • the degree of contamination of the chemical pollutants in the wastewater may differ. Therefore, water of a system with a high degree of contamination is preferred because it does not contaminate water of other systems.
  • the wastewater can be recycled. preferable.
  • the water 301 supplied to the humidifying section 10 by the first water supply means 12 includes, for example, deionized water, deionized water, and industrial water. Among them, deionized water, which is water containing no impurities, is preferable from the viewpoint of the efficiency of removing chemical pollutants, and water / industrial water is preferable from the viewpoint of cost. In the first embodiment, since the air treated in the humidifying section 10 is also treated in the condensing section 20, the water 301 supplied to the first water supply means 12 is reduced in terms of cost. It is preferably water or industrial water.
  • deionized water As the water 401 supplied to the condensing section 20 by the second water supply means 22, it is necessary to sufficiently remove chemical contaminants, and therefore, water containing no impurities, for example, deionized water Are mentioned.
  • the deionized water is not particularly limited, and treated water treated with an ion-exchange resin after pretreatment of tap water or industrial water can be used.
  • the first water supply means and the second water supply means are deionized water supply means in terms of the efficiency of removing chemical pollutants.
  • the first water supply means is a hot water supply means or an industrial water supply means
  • the second water supply means is a deionized water supply means.
  • temperature and humidity adjusting means 30 and ULPA 5 can be further provided after the second air outlet.
  • the temperature and humidity adjusting means 30 can be further provided after the second air outlet.
  • the means for adjusting the temperature and the humidity include heating and hot water. If heat is used, the relative humidity will decrease due to the treatment to increase the air temperature.
  • the hot water may be brought into indirect or direct contact with the air after treatment. For example, in order to bring hot water into indirect contact, hot water may be supplied to the heat exchanger 60 or the like.
  • hot water When hot water is indirectly contacted, the relative humidity of the air after treatment decreases, but when it is directly contacted, the relative humidity of the air after treatment can be reduced or increased depending on the conditions set. can do.
  • the air to be treated is introduced into the humidifying section 10 through a duct by a blower 15 or the like.
  • the air to be treated is supplied with water 301 from the upper part of the skewed honeycomb 1, which is the humidifying means 13, and slowly flows down the skewed honeycomb 1 to the cell. The whole is in contact with the surface of the cell having a permeation wall structure, and is heated to a predetermined temperature.
  • the air to be treated is humidified by the moisture evaporating from the surface, and on the other hand, a part of the chemical pollutants in the air to be treated is absorbed into the water of the water film.
  • the infiltrated water becomes surplus water 302 when it flows down from the upstream sloping honeycomb 1, and is discharged from the humidifying section 10 by the first water discharging means 15.
  • the air to be treated humidified through the humidifying section 10 is introduced into the condensing section 20.
  • the air to be treated is composed of water supplied by the second water supply means 22 and cooled to a lower temperature than the inside of the humidifying section 10 by the heat exchanger 60 or the like.
  • the cell is cooled by the water film formed on the surface of the cell of the row honeycomb 1.
  • the moisture in the air condenses, and the remaining chemical contaminants remaining in the air without being removed in the humidifier 10 are taken into the substantially condensed water 402 and collected together with the supply water. Chemical contaminants are substantially removed from the air to be treated.
  • the temperature of the water in the humidifying section 10 and the temperature of the water in the condensing section 20 may be higher as long as the former is higher than the latter, and may be appropriately set so that air having a desired humidity or temperature is obtained. Adjust it. After the condensing step by the condensing section 20, the humidity or temperature is adjusted as appropriate by the temperature and humidity adjusting means 30 as it is or used as clean air used in a clean room or the like.
  • the temperature is usually adjusted to about 23 ° C and the relative humidity is adjusted to about 40 to 50% .
  • the conditions of the humidification step and the condensation step are as follows.
  • the clean air obtained after the condensation step is set to have a relative humidity within the above range when appropriately heated to about 23 ° C.
  • the thus obtained clean air having a temperature of about 23 ° C. and a relative humidity of about 40 to 50% is used as clean room air.
  • the air cleaning device of the first embodiment of the present invention it is circulated and used for humidifying or condensing water flowing down and flowing into the corrugated inorganic porous plate constituting the oblique honeycomb. Therefore, even if circulating water containing chemical pollutants is used, the chemical pollutants hardly re-evaporate from the circulating water. That is, in the conventional method, since water containing pollutants is sprayed in the form of a shower, mist is taken into the air and causes re-dispersion of chemical pollutants. In contrast, in the method of the present invention, only the water on the honeycomb surface having a large surface area evaporates, and the chemical contaminants once taken into the water remain on the water side. It is considered that re-dispersion of the substance is unlikely to occur.
  • the oblique honeycomb when used as the humidifying means, not only deionized water but also water for industrial use can be used as described above.
  • the efficiency of removing chemical pollutants is high, the liquid-gas ratio, which was about 1 to 2 required by a conventionally known water shower or the like, can be reduced to about 0.1.
  • the water supplied to the humidifying means and the condensing means when circulated and used, the amount of water used is small, and as a result, the pump capacity and the like are small.
  • the above specific material as a material for forming the oblique honeycomb, it is possible to efficiently remove N 0 2 ⁇ which has been difficult to remove conventionally.
  • the first embodiment is more preferable than the second embodiment or the third embodiment in terms of the removal efficiency of chemical contaminants and space saving, and is the most preferable embodiment.
  • the oblique honeycomb is used only for the humidifying unit in the first embodiment, and is not particularly limited as the condensing unit.
  • the use of skewed honeycombs increases the efficiency of contact between water and the air to be treated and the efficiency of removing chemical pollutants in the air.
  • the efficiency of removing chemical pollutants is high and the space efficiency can be improved by the humidifying means.
  • the thickness of the skewed honeycomb can be about 100 to 400 mm, so the thickness of the humidifying section should be about one-hundredths to several tenths Can be.
  • the first water discharging means 15 and the first water supplying means 12 are connected by a first circulating pump 16, It is preferable to reuse the wastewater from the water discharge means 15 as water to be supplied to the first water supply means 12 from the same point as the humidifying section 10 of the first embodiment.
  • the humidifying section 10 and the condensing section 20 are appropriately partitioned as long as the air to be treated can be conducted therebetween. Preferably.
  • the water supplied to the humidifying unit 10 by the first water supply means 12 includes, for example, deionized water, deionized water, industrial water, and the like. Is mentioned. Of these, deionized water and water / industrial water are preferred from the same point as the humidifying unit 10 of the first embodiment.
  • the first water supply means is deionized water supply means from the viewpoint of the efficiency of removing chemical pollutants.
  • the temperature may be further increased after the second air outlet.
  • a degree and humidity adjusting means 30 may be provided. If no condensing means is provided, a temperature and humidity adjusting means 30 may be provided after the first air outlet 14.
  • the second embodiment can provide the same effect as the humidifying unit using the oblique honeycomb in the first embodiment, as compared with a conventionally known humidifying unit using a water shower or the like. This example is suitable when dry air in winter is used as air to be treated.
  • the oblique honeycomb is used only for the condensing means in the first embodiment, and the humidifying means is not particularly limited.
  • a sloping honeycomb has high contact efficiency between water and the air to be treated, and high removal efficiency of chemical pollutants in the air, so even if a normal water shower or the like is used as a humidifying unit, The efficiency of removing chemical pollutants is high, and the space efficiency can be improved by the amount of the condensing means.
  • the thickness of the skew honeycomb is only about 100 to 400 mm, so the thickness of the condensing part is reduced to a fraction of It can be reduced by a factor of one.
  • the condensing unit 2 of the first embodiment is used.
  • the second water discharge means 25 and the second water supply means 22 are connected by the second circulation pump 26, and the waste water from the second water discharge means 25 is supplied to the second water supply means 2. It is preferable to reuse the water to be supplied to 2 from the same point as the condensing section 20 of the first embodiment.
  • the humidifying unit 10 and the condensing unit 20 should be provided with appropriate partitions as long as the air to be treated can be conducted between them. Is preferred.
  • the water supplied to the condensing section 20 by the second water supply means 22 needs to sufficiently remove chemical pollutants.
  • the removal efficiency of the chemical contaminants in the condensing section using the oblique honeycomb as the condensing means is high, when the absolute humidity of the air to be treated is high, If the concentration of chemical pollutants is low, and if the allowable concentration of chemical pollutants in the treated air is high, no humidifying means may be required.
  • This embodiment is particularly effective because the air is high in temperature and humidity from the rainy season to the summer and can be supplied as it is as the air to be processed. This case is preferable in terms of cost reduction and space saving.
  • the first embodiment is particularly effective because the air is high in temperature and humidity from the rainy season to the summer and can be supplied as it is as the air to be processed. This case is preferable in terms of cost reduction and space saving.
  • temperature and humidity adjusting means 30 can be further provided after the second air outlet.
  • the third embodiment can achieve the same effect as the effect of using the oblique honeycomb as the condensing means in the first embodiment, as compared with the condensing means using a conventionally known cooler or the like.
  • the first air outlet 14 and the second air inlet 21 are integrally connected, and both the humidification and the condensation are performed by one unit. Are performed sequentially with the skewed honeycomb. That is, The processing air is supplied to the first air inlet 11 on the front of the oblique honeycomb by the blower 15 and the like through the duct 4.
  • the front side of the sloping honeycomb is a humidification area, and the air to be treated is humidified to a predetermined humidity and dehumidified to a saturated state in the sloping honeycomb. Therefore, in the humidification zone, a part of the chemical contaminants in the air is taken into excess moisture, and the chemical contaminants remaining without being removed in the humidification zone are taken into the condensed water by the dehumidification zone. Removed.
  • one water discharging means and one water supplying means are connected by a circulation pump, and wastewater from the water discharging means is reused as water to be supplied to the water supplying means. It is preferable from the same point as the condensing section 20 of the first embodiment.
  • the water supplied to the humidification zone or the condensation zone by the supply means may be water containing no impurities, for example, deionized water because chemical contaminants must be sufficiently removed. That is, in the fourth embodiment, it is preferable that the water supply means is deionized water supply means in terms of the efficiency of removing chemical pollutants.
  • the chemical contaminant means a fine chemical substance that passes through a stitch of a high performance (ULPA) filter, for example, inorganic metal elements such as sodium, potassium, calcium, and boron;
  • ULPA high performance
  • inorganic metal elements such as sodium, potassium, calcium, and boron
  • examples include anions such as chloride ions, nitrate ions, nitrite ions, sulfate ions, and sulfite ions, and cations such as ammonium ions.
  • the size of the air purifying apparatus according to the present invention is not particularly limited. However, in a semiconductor or liquid crystal device manufacturing factory, the size of a skewed honeycomb used in the apparatus is, for example, 10 A thickness of 100 to 500 mm, a width of 100 to 500 mm, and a thickness of 100 to 400 mm can be used.
  • Example 4 The water used in Example 4 and the water used in Example 4 and Comparative Example 2 were circulated separately.Examples 1 to 3, 5 to 11 and Comparative Examples 1 and 3 One pass. In addition, make-up water was supplied so that the contaminants in the circulating water would be below the specified concentration.
  • the ammonia ion concentration in the circulating water is 10 O ppb in the third embodiment, and 50 O ppb in the fourth embodiment.
  • concentration of ammonia ions in the water exceeds 500 ppb, air diffusion occurs in a conventional water shower, and the absorption and removal rate is significantly reduced (Comparative Example 2).
  • “Aerial” refers to a water shower.
  • Liquid gas ratio in the humidification zone is 2.0 g-water / g-air
  • liquid gas ratio in the condensation zone is 1.2 g-water / g-air
  • the air cleaning method according to the present invention has the following effects. (1) High removal efficiency of gaseous chemical pollutants. (2) NH 4 + and N 0 2 -etc., which had been difficult to improve absorption efficiency in the past, can be efficiently removed. (3) The water that permeates and flows down into the corrugated inorganic porous plate that composes the skewed honeycomb is brought into contact with the air to be treated, so that only the water on the honeycomb surface with a large surface area evaporates, and once Chemical pollutants that have been trapped in the water will remain on the water side, so re-scattering of chemical pollutants is unlikely. Therefore, there is little risk of recontaminating the air to be treated.
  • the air purifier of the present invention has the following advantages: (1) The use of an inexpensive oblique honeycomb Since the entire air purifier is compact, it saves resources and greatly reduces processing costs. (2) Since the amount of deionized water used is small, the production cost of deionized water and the pumping capacity can be reduced. (3) Since the pressure loss when the air to be processed passes through the air purifier is small, the blowing power can be reduced. Industrial applicability
  • the air purifying apparatus according to the present invention can be used, for example, as an air purifying apparatus for supplying air to a clean room such as a semiconductor or liquid crystal device manufacturing factory, a pharmaceutical factory, or equipment related to life science.
  • the air cleaning method according to the present invention can be easily and reliably implemented by using the air cleaning device.

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Description

明細書 空気清浄方法及びこれに用いる空気清浄装置 技術分野
本発明は、 空気中の化学汚染物質を水で洗浄して清浄にする空気清浄方 法及びこれに用いる装置に関するものである。 さらに詳しくは、 半導体や 液晶デバイスの製造工場、 製薬工場やライフサイエンス関連設備等のクリ ーンルームに供給する空気の空気清浄方法及びこれに使用する空気清浄装 置に関するものである。 背景技術
半導体や液晶デバイスの製造工場、 製薬工場やライフサイエンス閧連設 備等:では、 製品歩留りを向上し、 あるいは品質確保するために、 従来の微 粒子状の汚染物質に加え、 ガス状化学汚染物質をも除去することが望まれ ている。 このような化学汚染物質としては、 例えば、 ナトリウム、 力リウ ム、 カルシウム、 ホウ素等の無機質の金属元素、 フッ素イオン、 塩化物ィ オン、 硝酸イオン、 亜硝酸イオン、 硫酸イオン、 亜硫酸イオン等のァニォ ン類や、 アンモニゥムイオン等のカチオン類等が挙げられる。 従来の微粒 子状の汚染物質は U L P Aフィル夕一等の集麈フィルターで除去できるが、 これらの化学汚染物質は U L P Aフィルター等では除去できない。
このため、 空気中の化学汚染物質は、 従来より、 いわゆる水シャワーと 呼ばれる水滴のシャワーを用いる方法や、 化学成分を吸着除去できるケミ カルフィルターを用いる方法により除去されている。 ここで、 前者の水シ ャヮ一を用いる方法は、 化学汚染物質を含む空気を水滴の噴霧により取り 除く方法である。 しかしながら、 前者の水シャワーを用いた方法は、 被処理空気と水との 接触効率が悪いために化学汚染物質の除去効率が低い。 このため、 水シャ ヮー装置からなる加湿手段の奥行きは数 m 程度も必要になり、 広大な設置 スペースを要すると共に圧力損失も大きくなるという問題があった。また、 水シャワーの処理水としては通常高価な脱イオン水 (D I W) が用いられ ているが、 処理水量も多く必要となるためコス トが高くなるという問題が あった。また、低コス ト化のために D I Wは通常、循環使用されているが、 一旦吸収した化学汚染物質の再気散が生じ易いという問題があった。また、 後者のケミカルフィルターを用いた方法は、 ケミカルフィル夕一自体が高 価であり、 しかも吸着能力に寿命があるため、 コス トが高くなるという問 題があった。
従って、 本発明の目的は、 空気中の化学汚染物質の除去効率が高く、 コ ストを低減できる空気処理方法を提供することにあり、 また、 本発明の他 の目的は、 処理装置がコンパク トで、 圧力損失が小さく、 低コスト処理で きる空気処理装置を提供することにある。 発明の開示
かかる実情において、 本発明者は鋭意検討を行った結果、 加湿手段又は 凝縮手段の一方又は両方に、 斜行ハ二カムを用い、 該斜行ハニカムの前面 開口部から空気を導入すると共に上面開口部から水を供給すれば、 斜行ハ 二カムに導入される空気と供給される水とが効率よく接触して、 加湿手段 においては効率よく空気中の湿度を上昇させることができると共に、 凝縮 手段においてはガス状化学汚染物質が凝縮水中に効率よく取り込まれて除 去されることを見出し、 本発明を完成するに至った。
すなわち、 本発明 ( 1 ) は、 前後両面と上下両面とが開口して配置され た斜行ハ二カムを加湿手段に用い、 該斜行ハニカムの前面開口部から化学 汚染物質を含む空気を導入すると共に上面開口部から水を供給することに より、 該空気を所定の湿度まで加湿すると共に、 該空気中の化学汚染物質 の少なくとも一部を過剰な水分に取り込んで該空気中から除去する加湿ェ 程を有する空気清浄方法、 また、 本発明 ( 2 ) は、 前後両面と上下両面と が開口して配置された斜行ハ二カムを凝縮手段に用い、 該斜行ハニカムの 前面開口部から化学汚染物質を含む空気を導入すると共に上面開口部から 水を供給することにより、 該空気を所定の湿度まで除湿すると共に、 該空 気中の化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除去する除湿工程を有する空気 清浄方法、 また、 本発明 ( 3 ) は、 前後両面と上下両面とが開口して配置 された前段斜行ハ二カムを加湿手段に用い、 該前段斜行ハ二カムの前面開 口部から化学汚染物質を含む空気を導入すると共に、 上面開口部から水を 供給することにより、 空気を所定の湿度まで加湿すると共に、 該空気中の 化学汚染物質の一部を過剰な水分に取り込んで該空気中から除去する加湿 工程と、 前後両面と上下両面とが開口して配置され、 前記加湿工程よりも 低温にされた後段斜行ハ二カムを凝縮手段に用い、 該後段斜行ハ二カムの 前面開口部から前記加湿工程で加湿された空気を導入すると共に、 上面開 口部から水を供給することにより、 該加湿された空気を除湿し、 前記加湿 工程で除去されずに残存するガス状化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除 去する除湿工程とを有する空気清浄方法、 また、 本発明 (4 ) は、 前後両 面と上下両面とが開口して配置された斜行ハ二カムを加湿手段に用い、 該 斜行ハ二カムの前面開口部から化学汚染物質を含む空気を導入すると共に、 上面開口部から水を供給することにより、 該空気を所定の湿度まで加湿す ると共に、 該空気中の化学汚染物質の一部を過剰な水分に取り込んで該空 気中から除去する加湿工程と、 該加湿工程で加湿された空気を凝集手段に より所定の湿度まで除湿し、 前記加湿工程で除去されずに残存するガス状 化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除去する除湿工程とを有する空気清浄 方法、 また、 本発明 ( 5 ) は、 加湿手段により化学汚染物質を含む空気を 所定の湿度まで加湿すると共に、 該空気中の化学汚染物質の一部を過剰な 水分に取り込んで該空気中から除去する加湿工程と、 前後両面と上下両面 とが開口して配置され、 前記加湿工程より低温にされた斜行ハ二カムを凝 縮手段として用い、 該斜行ハニカムの前面開口部から前記加湿工程で加湿 された空気を導入すると共に、 上面開口部から水を供給することにより、 該加湿された空気を所定の湿度まで除湿し、 前記加湿工程で除去されずに 残存するガス状化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除去する除湿工程とを 有する空気清浄方法、 また、 本発明 ( 6 ) は、 前後両面と上下両面とが開 口して配置された斜行ハ二カムの前面開口部から空気を導入すると共に上 面開口部から水を供給し、 前記斜行ハ二カムの前段部を、 空気を所定の湿 度まで加湿すると共に過剰な水分と得る加湿部とし、 且つ前記斜行ハ二力 ムの後段部を、 空気を所定の湿度まで除湿すると共に凝縮水を得る凝縮部 とすることにより、 前記加湿部により化学汚染物質を含む空気を加湿する と共に、 該空気中の化学汚染物質の一部を前記過剰な水分に取り込んで該 空気中から除去する加湿工程を行ない、 次いで、 前記除湿部により該加湿 工程で加湿された空気を除湿し、 前記加湿部で除去されずに残存するガス 状化学汚染物質を前記凝縮水に取り込んで除去する除湿工程を行なう空気 清浄方法をそれそれ提供するものである。
また、 本発明 ( 7 ) は第 1空気導入口、 第 1水供給手段、 前記第 1空気 導入口から導入された空気を前記第 1水供給手段で供給された水により加 湿する加湿手段、 該加湿された空気を排出する第 1空気排出口及び系内に 溜まった水を系外に排出する第 1水排出手段を備える加湿部と、 前記第 1 空気排出口に連設される第 2空気導入口、 第 2水供給手段、 前記第 2空気 導入口より導入された空気中の水分を前記第 2水供給手段で供給された水 により凝縮する凝縮手段、 該凝縮後の空気を排出する第 2空気排出口及び 系内に凝縮した水を系外に排出する第 2水排出手段を備える凝縮部とを有 する空気清浄装置であって、 前記加湿手段及 前記凝縮手段に、 前後両面 と上下両面とが開口する斜行ハ二カムが、 該斜行ハニカムの前面をそれそ れ前記第 1空気導入口側及び前記第 2空気導入口側に向けて、 且つ導入さ れた空気が該斜行ハニカムを通過するように配置され、 さらに、 該斜行ハ 二カムの上方に前記第 1水供給手段及び前記第 2水供給手段が設けられて いる空気清浄装置、 また、 本発明 ( 8 ) は、 第 1空気導入口、 第 1水供給 手段、 前記第 1空気導入口から導入された空気を前記第 1水供給手段で供 給された水により加湿する加湿手段、 該加湿された空気を排出する第 1空 気排出口及び系内に溜まった水を系外に排出する第 1水排出手段を備える 加湿部を有する空気清浄装置であって、 前記加湿手段に、 前後両面と上下 両面とが開口する斜行ハ二カムが、 該斜行ハニカムの前面を前記第 1空気 導入口側に向けて、 且つ導入された空気が該斜行ハニカムを通過するよう に配置され、 さらに、 該斜行ハニカムの上方に前記第 1水供給手段が設け られている空気清浄装置、 また、 本発明 ( 9 ) は、 第 2空気導入口、 第 2 水供給手段、 前記第 2空気導入口から導入された空気中の水分を前記第 2 水供給手段で供給された水により凝縮する凝縮手段、 該凝縮後の空気を排 出する第 2空気排出口及び系内に凝縮した水を系外に排出する第 2水排出 手段を備える凝縮部を有する空気清浄装置であって、 前記凝縮手段に、 前 後両面と上下両面とが開口する斜行ハ二カムが、 該斜行ハニカムの前面を 前記第 2空気導入口側に向けて、 且つ導入された空気が該斜行ハニカムを 通過するように配置され、 さらに、 該斜行ハニカムの上方に前記第 2水供 給手段が設けられている空気清浄装置をそれそれ提供するものである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の空気清浄方法で使用する斜行ハ二カムを説明する図 である。 第 2図は、 本発明の第 1の実施形態に係る空気清浄装置の概要を模式的に 示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の第 1発明である空気清浄方法について説明する。 本発明におい て加湿手段とは、 被処理空気への水分の供給手段及び適宜、 水分の回収手 段や温度調整手段を備えることにより、 被処理空気を所定の湿度まで加湿 すると共に、 過剰な水分を得る手段である。 該加湿手段は、 被処理空気を 加湿すると共に、 被処理空気中に含まれるガス状化学汚染物質の少なく と も一部を該余分な水分中に取り込んで除去するものである。
また、 凝縮手段とは、 被処理空気と接触可能な低温部及び適宜、 水分の 回収手段を備えることにより、 被処理空気を所定の湿度まで除湿すると共 に、 除湿の際に生じた凝縮水を得る手段である。 該凝縮手段は、 被処理空 気中の化学汚染物質又は前記加湿手段で除去されなかった化学汚染物質を 除湿の際に生じる凝縮水に可能な限り取り込んで除去するものである。 本発明では、 上記加湿手段又は上記凝縮手段の一方又は両方に、 前後両 面と上下両面とが開口して配置された斜行ハ二カムを用いる。 当該斜行ハ 二カムを第 1図を参照して説明する。 ここで、 斜行ハ二カム 1 とは、 一方 向に向かって伝播する波形形状を有する波形シート 2、 3 (以下、 「コル ゲート状シート」 ともいう。
) が複数積層されてハニカム形状を呈するものであって、 積層されるコル ゲート状シート 2、 3は波の伝播方向が一枚おきに斜めに交差するように 積層され、 且つ、 二層おきのシートの波の伝播方向がそれそれ略同一方向 になるように配置されたハニカム状体である。
該斜行ハニカム 1は、 コルゲート状シート 2、 3に平行な面に対して垂 直な 4面 1 0 1〜 1 0 4で切断して直方体を形成し、 且つ、 該切断面がコ ルゲート状シートの波の伝播方向と平行でなく、 且つ、 垂直でもないよう にした場合、 該直方体を切断面の 1つ 1 0 4を下面にし、 且つ、 コルゲー ト状シ一トの最外層 1 0 5、 1 0 6をそれそれ左右面にして載置すると、 切断面である前後両面 1 0 2、 1 0 3及び上下両面 1 0 1、 1 0 4の 4面 は全てハニカムセルが開口し、 左右面 1 0 5、 1 0 6はコルゲート状シ一 トで閉じられた構造を有するものである。 また、 該切断面の、 例えば前後 両面 1 0 2、 1 0 3は、 斜め上方向に延設されるセル
と斜め下方向に延設されるセルとがー層おきに形成される。 斜め方向に延 設されるセルの前後両面からみた場合の空気の流入、流出方向(水平方向) に対する斜め角度 (図中、 符号 X ) は、 通常 1 5 ~ 4 5度、 好ましくは 2 5〜.3 5度の範囲内にする。 上記斜め角度が該範囲内にあると、 流下速度 が適度の範囲となり接触効率が向上するため好ましい。
上記斜行ハ二カム 1において、 積層されたコルゲート状シートの一層お きの波の伝播方向が互いに交差する角度 (図中、 符号 Y ) は、 通常 3 0〜 9 0度、 好ましくは 5 0〜 7 0度である。 このようにコルゲート状シート を互いに上記角度範囲内で交差するように積層すると、 上記のように斜め 角度 (X ) を上記の 1 5〜4 5度とした場合に、 被処理空気及び水がハニ カムセルと実質的に接触する面積が大きくなるため、 被処理空気と水との 接触、 すなわち、 加湿手段においては被処理空気の加湿の効率、 また、 凝 縮手段においては被処理空気中の水分の凝縮による除湿の効率が高くなる ため好ましい。 すなわち、 後述するように、 本発明において、 被処理空気 は斜行ハ二カム 1の前面開口部 1 0 3から導入され、 また、 水は上面開口 部 1 0 1から例えば、 給水ダク ト 4により供給され斜行ハ二カムのコルゲ 一ト状シ一トに浸透し、 ゆっく りと下方に流下するため、 被処理空気の通 気方向と浸透壁面の水の流下方向とが適度の角を保持し、 接触効率が高く なる。 本発明で用いられる斜行ハ二カムのセルの高さ、 すなわち、 波形の山と 谷間の寸法を示すセルの山高寸法は、 通常 2. 0〜 8. 0mm、 好ましくは 3. 0〜 5. 0mmである。 セル寸法が 2. 0匪未満であると製造が困難で あり、 圧力損失が大きくなるため好ましくない。 また、 セル寸法が 8. 0m mを越えるとガス状化学汚染物質の除去効率が低下するため好ましくない。 斜行ハ二カムのコルゲ一ト状シ一トの状態におけるセルの幅、すなわち、 セルピッチは、 通常 2. 5〜 1 2. 0 mm、 好ましくは 5〜; L 0. 0 mmであ る。 また、 斜行ハ二カムの前面開口部と後面開口部との間の寸法、 すなわ ち、 斜行ハ二カムの厚さ (t ) は、 特に制限されないが、 通常 1 0 0〜 1 0 0 0mm、 好ましくは 2 0 0〜 8 0 0 mmである。 また、 梅雨時のように湿 度が高い時期に、 1台のハニカムで化学汚染物質の除去と除湿とを行う場 合には、 除湿を十分に行うために 8 0 0mm程度の厚いものを使用した方が よい。 該厚さが 1 0 0腿未満であると、 N 02—等の除去効率が低下するた め好ましくなく、 厚さが 1 0 0 0mmを越えると、 化学汚染物質の除去効率 がこれ以上向上せず、 圧力損失が大きくなるため好ましくない。 なお、 本 発明において、 斜行ハ二カムの厚さは、 斜行ハ二カムを複数枚使用する場 合には、 この合計の厚さが上記範囲内のものであればよい。 例えば、 厚さ が 3 0 0 mmの斜行ハ二カムを用いる場合には、 厚さが 1 0 0mmの斜行ハ二 カムを 3枚厚さ方向に重ねて合計の厚さを 3 0 0mmとしてもよい。 なお、 従来加湿手段として用いられていた水シャワーは、 装置の奥行きが数 m 程 度必要であるが、 本発明に係る斜行ハ二カムを加湿手段として用いると斜 行ハニカム自体の厚さはせいぜい 4 0 0 mm程度であるため、 装置の設置ス ペースを大幅に小さくすることができる。 このような大幅な省スペース化 は半導体製造工場等の合理化の要求を満足する。 さらに、 水を循環するポ ンプの動力は、 従来の水シャワーのものと比較すると格段に少なく、 大幅 な省エネルギー化をも図ることができる。 斜行ハ二カムを構成するシート状部材は表面に凹凸があり、 内部が多孔 質である材料を使用することが、 エレメントの表面積が大きく採れ、 エレ メン卜に浸透して流下する水と空気との接触面積が高まる点.で好ましい。 このようなシート状部材としては、 例えば、 3次元網目構造を有して所定 の繊維間空隙率を有するものが挙げられ、 具体的には、 アルミナ、 シリカ 及びチタニアからなる群より選択される 1又は 2以上の充填材又は結合材 を含有する無機繊維基材が使用できる。 このうち、 チタニアを配合したも のが酸性のガス状化学汚染物質の除去効率が向上するため好ましい。また、 シート状部材は、 通常、 充填材又は結合材を 6 0〜 9 3重量%、 繊維基材 を 7〜 4 0重量%を含み、 好ましくは充填材又は結合材を 7 0〜 8 8重 量%、 繊維基材を 1 2〜 3 0重量%を含む。 シート状部材の配合比率が該 範囲内にあると、 シ一ト状部材の水浸透性及び強度が高いため好ましい。 なお、 シート状部材は、 公知の方法で作製でき、 例えば、 ガラス繊維、 セ ラミック繊維又はアルミナ繊維で作製されたペーパーを、 アルミナゾル等 の結合材とアルミナ水和物等の充填材を混合したスラリーに浸漬した後、 乾燥し、 コルゲート加工し、 その後、 乾燥処理と熱処理を行い、 水分と有 機分を除去する。 アルミナ以外にシリカゃチタニアを含有する場合、 例え ば、 シリカ及びチタニアの配合量は、 アルミナ 1 0 0重量部に対してそれ それ通常 5 ~ 4 0重量部である。
また、 上記結合材又は充填材含有の無機繊維基材の繊維間空隙率は、 通 常 6 5〜 8 5 %、 好ましくは 7 5〜 8 2 %である。 繊維間空隙率を該範囲 内とすることにより、 ほどよい浸透性を実現でき、 空気と水との接触効率 を高めることができる。 また、 上記結合材又は充填材含有の無機繊維基材 は、 該無機繊維基材厚さ、 すなわち、 壁の厚さが通常 2 0 0〜 1 0 0 0 z m 、 好ましくは 3 0 0〜 8 0 0〃m である。無機繊維基材が、 上記空隙率と 上記厚さを有すると、 液ガス比及び水の浸透速度が適度な範囲となり、 水 と空気の接触効率を高めると共に、 強度的にも十分となる。
上記無機繊維基材をコルゲート状シートに成形する方法としては、 径方 向に振幅する波形の凹凸が表面に形成された複数の歯車間に平板状シ一ト を通すような公知のコルゲ一夕一を用いる方法が挙げられる。 得られたコ ルゲ一ト状シ一トから上記斜行ハ二カムを成形する方法としては、例えば、 まず、 上記コルゲ一ト状シ一トを縦 1 0 0 mm (成形後の厚み寸法) X横 3 0 0 0匪程度の矩形の裁断型に対し、 波の伝播方向が矩形型の一辺に対し て 1 5〜4 5度になるように配置して裁断して矩形のコルゲート状シート を作製し、 次いで、 得られた矩形のコルゲート状シ トを 1枚おきの波の 伝播方向が斜交するように配置し、 これらを接着又は接着することなく積 層する方法が挙げられる。 なお、 このようにして製造した場合、 上記裁断 型の縦の長さが斜行ハ二カム 1枚の厚さとなる。 このため、 例えば、 加湿 手段や凝縮手段に必要な斜行ハ二カムの厚さ、 すなわち、 斜行ハ二カムの 前面開口部と後面開口部との間の寸法を 3 0 0腿とする場合には、 縦 1 0 0 mmの裁断型で作製した厚さ 1 0 0 mmの斜行ハ二カムを厚さ方向に 3枚重 ねて使用すればよい。 また、 このように複数枚重ねて使用する場合、 斜行 ハニカム同士は、 接着しても接着しなくてもどちらでもよい。 接着しない 場合には、 複数枚の斜行ハ二カムを重ねて配置するだけでよい。
本発明において、 上記斜行ハ二カムが上記加湿手段又は上記凝縮手段の 一方又は両方に用いられる場合、 斜行ハ二カムは前後両面と上下両面とが 開口するように配置される。 斜行ハ二カムをこのように配置することによ り、 斜行ハ二カムの前面開口部から被処理空気を導入すると共に上面開口 部から水を供給することが可能になり、 被処理空気と水との接触が被処理 空気の通気方向と水の流下方向とが直交するようになる。 このため、 加湿 手段又は凝縮手段として、 斜行ハ二カムを用いると、 被処理空気と水との 接触効率が従来の水シャワーを用いた加湿手段や冷却器を用いた凝縮手段 に比べて高くなり、 被処理空気中に含まれる化学汚染
物質を効率よく除去することができ、 装置の奥行きを大幅に小さくするこ とができる。
次に、 第 2発明の第 1の実施形態における空気清浄装置を第 2図を参照 して説明する。 空気清浄装置 4 0は、 加湿手段 1 3及び凝縮手段 2 3に、 前後両面と上下両面とが開口する斜行ハ二カム 1が、 斜行ハ二カム 1の前 面をそれそれ第 1空気導入口 1 1側及び第 2空気導入口 2 1側に向けて且 つ導入された空気が該斜行ハニカム 1を通過するように配置され、さらに、 斜行ハ二カム 1の上面にそれそれ第 1水供給手段 1 2及び第 2水供給手段 2 2が設けられる。 第 1空気排出口 1 4と第 2空気導入口 2 1間はダク ト 等で連結される。
第 1水供給手段 1 2は、 加湿部 1 0に加湿手段 1 3として配置された前 段斜行ハ二カム 1の上面開口部 1 0 1に上面から水を供給する手段であり、 また、 第 2水供給手段 2 2は、 凝縮部 2 0に凝縮手段 2 3として配置され た斜行ハ二カム 1の上面開口部 1 0 1に上面から水を供給する手段である。 第 1水供給手段 1 2又は第 2水供給手段 2 2としては、 例えば、 第 1図に 示すような給水ダク ト 4が挙げられる。 加湿部 1 0に供給された水は加湿 手段 1 3として配置された前段斜行ハ二カム 1を通過した後、 第 1水排出 手段 1 5から加湿部 1 0系外に排出され、 また、 凝縮部 2 0に供給された 水は凝縮手段 2 3として配置された後段斜行ハ二カム 1を通過した後、 第 2水排出手段 2 5から凝縮部 2 0系外に排出される。
第 1の実施形態では、 斜行ハ二カムをこのように配置することにより、 第 1空気導入口 1 1又は第 2空気導入口 2 1から導入される被処理空気の 通気方向と、 第 1水供給手段 1 2又は第 2水供給手段 2 2により供給され る水 3 0 1又は 4 0 1の流下方向とが、 すなわち、 被処理空気と水との接 触方向が所定の角度で交わるようになる。 このため、 加湿手段及び凝縮手 段として斜行ハ二カムを用いると、 被処理空気と水との接触効率が従来の 水シャワーを用いた加湿手段や冷却器を用いた凝縮手段に比べて高くなり、 被処理空気中に含まれる化学汚染物質を効率よく除去することができ、 装 置の加湿手段及び凝縮手段の部分の奥行きを大幅に小さくすることができ る。
第 1の実施形態においては、 第 1水排出手段 1 5による水の排出は配管 1 5 bを通り、 第 1循環ポンプ 1 6により加湿手段 1 3へ循環供給される ものと、 循環水溜め部 3 2の堰部 1 5 aから放流 (over f low ) されるも のがある。 配管 1 5 bと第 1水供給手段 1 2とを第 1循環ポンプ 1 6で接 続し、 加湿部 1 0中で発生した余剰水 3 0 2を第 1水供給手段 1 2に供給 する氷 3 0 1 として再利用すると、 省資源、 低コス ト、 化学汚染物質の除 去効率の管理等の点から好ましい。 また、 循環水溜め部 3 2の容量を適宜 に設定し、 連続又は間欠的に水 3 0 2を系外へ放流し、 且つ清浄な補給水 を加えて希釈したりすることにより、 加湿手段 1 3に
供給される循環水中の汚染物質の濃度を所定値以下に制御することができ る。 第 2水排出手段 2 5による水の排出は配管 2 5 bを通り、 第 2循環ポ ンプ 2 6により凝縮手段 2 3へ循環供給されるものと、 循環水溜め部 3 3 の堰部 2 5 aから放流 (over flow ) されるものがある点は、 前記加湿部 と同様である。 すなわち、 凝縮部 2 0においても、 配管 2 5 bと第 2水供 給手段 2 2 とを第 2循璟ポンプ 2 6で接続し、 凝縮部 2 0中で発生した凝 縮水 4 0 2を第 2水供給手段 2 2に供給する水 4 0 1 として再利用するこ とが好ましく、 循環水溜め部 3 3の水 4 0 1を放流したり、 清浄水を補給 したりする点は、 前記と同様である。 なお、 加湿部 1 0や凝縮部 2 0に供 給された水は循環使用することなく、 1パスで放流する使用形態であって もよい。
また、 加湿部 1 0と凝縮部 2 0とは、 これらの間の被処理空気の導通が 可能な範囲内で適宜仕切り 5 0を設けること等により、 加湿部 1 0 と凝縮 部 2 0のそれそれに循環する水が混合せずに、 独立した系のものとするこ とが好ましい。このように水系を独立したものとすることにより、例えば、 加湿部 1 0 と凝縮部 2 0のそれそれに同質の水を供給した場合でも排水中 の化学汚染物質の汚染の度合いが異なることがあるから、 汚染の度合いの 高い系の水が他の系の水を汚染することがないため好ましい。 また、 この ように水系を独立したものとすることにより、 加湿部 1 0と凝縮部 2 0と に供給する水として異質のものを用いても、 排水を循環利用することが可 能になるため好ましい。
加湿部 1 0に第 1水供給手段 1 2により供給される水 3 0 1 としては、 例えば、 脱イオン水、 巿水、 工業用水等が挙げられる。 このうち、 化学汚 染物質の除去効率の点からは不純物をなるベく含まない水である脱イオン 水が好ましく、また、コス トの点からは巿水ゃ工業用水が好ましい。なお、 第 1の実施形態では加湿部 1 0で処理された空気が凝縮部 2 0でも処理さ れるため、 コス トの点から第 1水供給手段 1 2に供給される水 3 0 1を巿 水又は工業用水とすることが好ましい。 凝縮部 2 0に第 2水供給手段 2 2 により供給される水 4 0 1としては、 化学汚染物質を十分に除去する必要 があるため、 不純物をなるベく含まない水、 例えば、 脱イオン水が挙げら れる。 脱イオン水は特に制限されず、 巿水又は工業用水を前処理した後、 イオン交換樹脂で処理した処理水を用いることができる。
すなわち、 第 1水供給手段及び第 2水供給手段が脱イオン水供給手段で あると、 化学汚染物質の除去効率の点から好ましい。 また、 第 1水供給手 段が巿水供給手段又は工業用水供給手段であり、 前記第 2水供給手段が脱 イオン水供給手段であると、 コス トの点から好ましい。 第 1水供給手段 1 2又は第 2水供給手段 2 2に供給される水 3 0 1、 4 0 1の温度や水の供 給量は、 被処理空気の通気量等に鑑みつつ、 加湿部 1 0及び凝縮部 2 0に おける温度、 湿度が所望のものとなるよう、 適宜設定する。 ただし、 絶対 湿度は、加湿部 1 0内のほうが凝縮部 2 0よりも常に高いものとなるため、 第 1水供給手段 1 2に供給される水 3 0 1の水温は
、 第 2水供給手段 2 2に供給される水 4 0 1よりも高くなる。
第 1の実施形態では、 第 2図に示すように、 必要により上記第 2空気排 出口の後にさらに温度及び湿度の調整手段 3 0や U L P A 5を備えること ができる。 このように温度及び湿度の調整手段 3 0を設け、 該手段で処理 された空気の排出部をクリーンルーム等に接続することにより、 例えば、 クリーンルームに必要とされる温度、 湿度とすることできる。 温度及び湿 度の調整手段としては、 例えば、 ヒー夕や温水等が挙げられる。 ヒー夕を 用いる場合は、 空気の温度を上げるため処理により相対湿度は低下する。 また、 温水を用いる場合は、 温水を処理後空気に間接的又は直接的に接触 させればよい。 例えば、 温水を間接的に接触させるには熱交換器 6 0等に 温水を供給すればよい。 温水を間接的に接触させる場合は処理後の空気の 相対湿度は低下するが、 直接的に接触させる場合は条件の設定いかんで処 理後の空気の相対湿度は低下の、 上昇のいずれにもすることができる。
次に、 第 1の実施形態の空気清浄装置における空気の浄化作用を説明す る。 まず、 被処理空気は、 ダク トを通してブロア一 5等により加湿部 1 0 に導入される。 加湿部 1 0では、 被処理空気は、 加湿手段 1 3である前段 斜行ハ二カム 1の上部から水 3 0 1が供給されて斜行ハ二カム 1をゆつく りと流下してセル全体が浸透壁構造になっているセルの表面と接触して、 所定の温度に加温される。 この際、 被処理空気は表面から蒸発する水分に より加湿されると共に、 一方では被処理空気中の化学汚染物質の一部が水 膜の水中に吸収される。 この際、 被処理空気から化学汚染物質がある程度 除去される。 浸透水は前段斜行ハ二カム 1から流下したところで余剰水 3 0 2となり、第 1水排出手段 1 5により加湿部 1 0の系内から排出される。 加湿部 1 0を経て加湿された被処理空気は凝縮部 2 0に導入される。 凝 縮部 2 0では、被処理空気は、第 2水供給手段 2 2により供給され、且つ、 熱交換器 6 0等により加湿部 1 0内よりも低温にされた水からなると共に、 後段斜行ハ二カム 1のセルの表面に形成された水膜により冷却される。 こ の際に空気中の水分が凝縮し、 空気中に加湿部 1 0内で除去されずに残存 する化学汚染物質が略凝縮水 4 0 2に取り込まれて供給水と共に回収され、 この結果、 被処理空気中から化学汚染物質が略除去される。 上記の加湿部 1 0内における水の温度、 及び凝縮部 2 0内における水の温度は、 前者が 後者よりも高いものであればよく、 所望の湿度又は温度の空気が得られる ように、 適宜調整すればよい。 凝縮部 2 0による凝縮工程終了後は、 その まま又は温度及び湿度の調整手段 3 0で適宜湿度や温度を調整してクリ一 ンルーム等に用いられる清浄空気として使用される。
なお、 クリーンルーム内は、 通常、 温度が 2 3 °C前後、 相対湿度が 4 0 〜 5 0 %程度に調節されるため、 クリーンルーム用の清浄空気を調製する 場合、 加湿工程及び凝縮工程の条件は、 上記凝縮工程後に得られる清浄空 気は 2 3 °C前後に適宜加熱された際に上記範囲内の相対湿度になるように 設定される。 このようにして得られた 2 3 °C前後、 且つ、 相対湿度が 4 0 〜 5 0 %程度の清浄空気がクリーンルーム用空気として用いられる。
本発明の第 1の実施形態の空気清浄装置によれば、 斜行ハ二カムを構成 する波形状の無機多孔質板に浸透して流下する水で加湿又は.凝縮するため に、 循環使用等により化学汚染物質を含むようになった循環水を用いる場 合でも、 該循環水から化学汚染物質が再気散することがほとんどない。 す なわち、従来の方法では、汚染物質を含む水をシャワー状で噴霧するため、 ミス トが空気に取り込まれて化学汚染物質の再飛散を引き起こしていた。 これに対して、 本発明の方法では、 表面積の大きなハニカム表面の水のみ が蒸発し、 一度水に取り込まれた化学汚染物質は、 水側に残るので、 汚染 物質の再飛散は起こりにくいと考えられる。 このため、 斜行ハ二カムを加 湿手段に用いる場合には、 上記のように脱イオン水のみならず巿水ゃ工業 用水を用いることができる。 また、 化学汚染物質の除去効率が高いため、 従来公知の水シャワー等では 1〜 2程度必要であった液ガス比を 0 . 1程 度することができる。 また、 加湿手段や凝縮手段に供給される水を循環使 用する場合に、 使用する水量が少なくて済み、 この結果、 ポンプ容量等が 小さくて済む。 また、 斜行ハ二カムを形成する材料として、 上記特定のも のを用いることにより、従来除去することが困難であった N 02― も効率よ く除去することができる。 第 1の実施形態は、 第 2の実施形態又は第 3の 実施形態のいずれよりも化学汚染物質の除去効率や省スペース性に優れ、 最も好ましい形態である。
次に第 2の実施形態の空気清浄装置について説明する。 第 2の実施形態 は、 第 1の実施形態において斜行ハ二カムを加湿手段のみに用いるもので あり、 凝縮手段として特に限定しないものである。 斜行ハ二カムを用いる と水と被処理空気との接触効率が高く、 空気中の化学汚染物質の除去効率 が高いため、 凝縮手段として通常の冷却器等を用いたとしても、 従来より も化学汚染物質の除去効率が高いと共に加湿手段の分だけスペース効率を 向上させることができる。 従来の水シャワーに比べ、 斜行ハ二カムの厚さ は 1 0 0〜 4 0 0 mm程度で済むため、 加湿部の厚さを従来の数分の 1〜数 十分の 1程度にすることができる。
第 2の実施形態においては、 第 1の実施形態の加湿部 1 0と同様に、 第 1水排出手段 1 5と第 1水供給手段 1 2とを第 1循環ポンプ 1 6で接続し、 第 1水排出手段 1 5からの排水を第 1水供給手段 1 2に供給する水として 再利用すると、 第 1の実施形態の加湿部 1 0と同様の点から好ましい。 ま た、 第 1の実施形態の加湿部 1 0と同様の点から、 加湿部 1 0と凝縮部 2 0とは、 これらの間の被処理空気の導通が可能な範囲内で適宜仕切りを設 けることが好ましい。
また、 第 1の実施形態の加湿部 1 0 と同様の点から、 加湿部 1 0に第 1 水供給手段 1 2により供給される水としては、例えば、脱イオン水、巿水、 工業用水等が挙げられる。 このうち、 第 1の実施形態の加湿部 1 0と同様 の点から、 脱イオン水、 巿水ゃ工業用水がそれそれ好ましい。 なお、 第 2 の実施形態で化学汚染物質の除去効率をなるベく高くするためには、 脱ィ オン水を用いることが好ましい。 すなわち、 第 2の実施形態においては、 第 1水供給手段が脱イオン水供給手段であると、 化学汚染物質の除去効率 の点から好ましい。 また、 第 2の実施形態においては、 第 1の実施形態と 同様に、 必要により第 2空気排出口の後にさらに温
度及び湿度の調整手段 3 0を備えることができる。 凝縮手段を設けない場 合は、 第 1空気排出口 1 4の後に、 温度及び湿度の調整手段 3 0を設けて もよい。 第 2の実施形態は、 従来公知の水シャワー等を用いる加湿手段に 比べて、 第 1の実施形態において加湿手段に斜行ハ二カムを用いた効果と 同様の効果を奏することができる。 本例は、 冬場の乾燥空気を被処理空気 とする場合に好適である。
次に第 3の実施形態の空気清浄装置について説明する。 第 3の実施形態 は、 第 1の実施形態において斜行ハ二カムを凝縮手段のみに用いるもので あり、 加湿手段として特に限定しないものである。 斜行ハ二カムを用いる と水と被処理空気との接触効率が高く、 空気中の化学汚染物質の除去効率 が高いため、 加湿手段として通常の水シャワー等を用いたとしても、 従来 よりも化学汚染物質の除去効率が高いと共に凝縮手段の分だけスペース効 率を向上させることができる。 従来の熱交換器等の冷却機に比ぺ、 斜行ハ 二カムの厚さは 1 0 0〜 4 0 0 mm程度で済むため、 凝縮部の厚さを従来の 数分の 1〜数十分の 1程度にすることができる。
また、 第 3の実施形態の空気清浄装置では、 第 1の実施形態の凝縮部 2 0と同様に、 第 2水排出手段 2 5と第 2水供給手段 2 2とを第 2循環ボン プ 2 6で接続し、 第 2水排出手段 2 5からの排水を第 2水供給手段 2 2に 供給する水として再利用すると、 第 1の実施形態の凝縮部 2 0と同様の点 から好ましい。 また、 第 1の実施形態の凝縮部 2 0と同様の点から、 加湿 部 1 0と凝縮部 2 0とは、 これらの間の被処理空気の導通が可能な範囲内 で適宜仕切りを設けることが好ましい。
また、 第 1の実施形態の凝縮部 2 0 と同様の点から、 凝縮部 2 0に第 2 水供給手段 2 2により供給される水としては、 化学汚染物質を十分に除去 する必要があるため、 不純物をなるベく含まない水、 例えば、 脱イオン水 が挙げられる。 すなわち、 第 3の実施形態においては、 第 2水供給手段が 脱イオン水供給手段であると、化学汚染物質の除去効率の点から好ましい。
また、 第 3の実施形態においては、 凝縮手段として斜行ハ二カムを用い る凝縮部での化学汚染物質の除去効率が高いため、 被処理空気の絶対湿度 が高い場合や、 被処理空気中の化学汚染物質の濃度が低い場合、 さらに処 理後空気の化学汚染物質の許容濃度が高い場合には、 特に加湿手段を設け なくてもよい。 特に梅雨時から夏場にかけては空気が高温高湿であり、 そ のまま被処理空気として供給できるため、本実施の形態は特に有効である。 この場合は低コスト化ゃ省スペース性の点から好ましいものとなる。また、 第 3の実施形態においては、 第 1の実施形
態と同様に、 必要により第 2空気排出口の後にさらに温度及び湿度の調整 手段 3 0を備えることができる。 第 3の実施形態は、 従来公知の冷却器等 を用いる凝縮手段に比べて、 第 1の実施形態において凝縮手段に斜行ハ二 カムを用いた効果と同様の効果を奏することができる。
また、 第 4の実施の形態の空気清浄装置においては、 前記第 1空気排出 口 1 4と前記第 2空気導入口 2 1とは一体的に連接され、 前記加湿及び前 記凝縮を共に 1台の斜行ハ二カムで順次行うものである。 すなわち、 被処 理空気は、 ダク ト 4を通してブロア一 5等により斜行ハ二カムの前面の第 1空気導入口 1 1に供給される。斜行ハ二カムの前段側は加湿領域となり、 被処理空気は所定の湿度まで加湿され、 該斜行ハニカム内で飽和状態まで 除湿されることとなる。 このため、 前記加湿ゾーンで該空気中の化学汚染 物質の一部が過剰な水分に取り込まれると共に、 前記除湿ゾーンにより、 前記加湿ゾーンで除去されずに残存する化学汚染物質が凝縮水に取り込ま れて除去される。
また、 第 4の実施形態では、 一つの水排出手段と一つの水供給手段とを 循環ポンプで接続し、 水排出手段からの排水を水供給手段に供給する水と して再利用すると、 第 1の実施形態の凝縮部 2 0などと同様の点から好ま しい。 また、 加湿ゾーンや凝縮ゾーンに供給手段により供給される水とし ては、 化学汚染物質を十分に除去する必要があるため、 不純物をなるベく 含まない水、 例えば、 脱イオン水が挙げられる。 すなわち、 第 4の実施形 態においては、 水供給手段が脱イオン水供給手段であると、 化学汚染物質 の除去効率の点から好ましい。
本発明において化学汚染物質としては、 高性能 (U L P A ) フィルター の編み目を通過するような微細な化学物質を意味し、例えば、ナト リゥム、 カリウム、 カルシウム、 ホウ素等の無機質の金属元素、 フッ素イオン、 塩 化物イオン、 硝酸イオン、 亜硝酸イオン、 硫酸イオン、 亜硫酸イオン等の ァニオン類や、 アンモニゥムイオン等のカチオン類等が挙げられる。
上記本発明に係る空気清浄装置のサイズは、 特に制限されないが、 半導 体や液晶デバイスの製造工場において、 当該装置に使用される斜行ハ二力 ムの大きさは、 例えば、 縦 1 0 0 0〜 5 0 0 0 mm、 横 1 0 0 0〜 5 0 0 0 m m、 厚さ 1 0 0〜 4 0 0 mmのものが使用できる。
実施例
次に、 実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、 本発明はこ れに限定されるものではない。
実施例 1〜 1 1、 比較例 1 ~ 3
表 1〜 3に示す仕様の加湿手段及び凝縮手段を有する空気清浄装置を作 製し、 これらをそれそれ表 4 ~ 6に示す条件で処理した結果、 それぞれ表 7〜 9に示す結果が得られた。 また、 得られた浄化空気を表 1 0〜 1 2に 示す条件で加熱してクリーンルーム用の浄化空気を得た。 結果を表 1 0〜 1 2に示す。 なお、 実施例 5〜 9は、 加湿ゾーンを設けずに被処理空気を 直接に凝縮ゾーンに供給するものである。 また、 斜行ハ二カムは、 表 1〜 3に記載の材質の不織布製コルゲ一ト状シートが、 1層おきに略直角に交 差し、 且つ、 セルの斜め角度が空気の流入方向に対して 3 0度であるもの を用いた。 また、 加湿手段で用いられる水と凝縮手段
で用いられる水とはそれぞれ独立した系とし、 実施例 4と比較例 2につい ては、それそれの水は循環使用し、実施例 1〜 3、 5〜 1 1及び比較例 1、 3については 1パスとした。 また、 補給水は、 循璟水中の汚染物質が所定 濃度以下になるように供給した。 例えば、 循環水中のアンモニアイオン濃 度は、 実施例 3では 1 0 O ppb 、 実施例 4では 5 0 O ppb である。 水中の アンモニアイオン濃度が 5 0 0 ppb を越えると、 従来の水シャワーではァ ンモニァの気散が起こり、その吸収除去率は著しく低下する(比較例 2 )。 表中、 「エアォヅシヤー」 は水シャワーのことである。
(表 1 )
Figure imgf000023_0001
* 1 冷却フィンを有する冷却器
* 2 商品名 「エアォッシヤー」 (新晃工業)
(表 2 )
Figure imgf000024_0001
氺 ラッシヒリングを充填材とし、 水と空気の向流接触型冷却器
(表 3)
Figure imgf000025_0001
* 1 厚さ 5 Ommの斜行ハ二カムを 5枚重ねて厚さ 2 5 Ommとして使用し た。
* 2 厚さ 5 Ommの斜行ハ二カムを 4枚重ねて厚さ 2 0 Ommとして使用し た。
* 3 厚さ 1 0 Ommの斜行ハ二カムを 7枚重ねて厚さ 7 0 0丽として使用 した。
* 4 ガラス繊維基材 +アルミナゾル(結合材) +アルミナ、 チタニア(充 填材) 組成; アルミナ 4 0 %、 チタニア 4 0 %、 シリカ 2 0 %、 空 隙率 7 9 % (表 4)
Figure imgf000026_0001
* 1 加湿ゾーンの液ガス比が 2. 0 g-water/g-air 、 凝縮ゾーンの液ガ ス比が 1. 2 g-water/g-air
* 2 C 1"濃度 : 27 0 ppb
(表 5 )
Figure imgf000027_0001
* 1 クリーンルーム内循環空気
* 2 加湿ゾーンの液ガス比が 0. 4 g-water/g-air 、 凝縮ゾーンの液ガ ス i匕力 s 0. 8 g-water/g-air
(表 6 )
Figure imgf000028_0001
* 1 実施例 1 0、 1 1は 「加湿部と凝縮部」
(表 7)
Figure imgf000029_0001
* 1 加湿ゾーンのみの除去率、 * 2 凝縮ゾーンのみの除去率 * 3 加湿ゾーン及び凝縮ゾーンを通したトータルの除去率
(表 8 )
Figure imgf000030_0001
* 1 加湿ゾーンのみの除去率、 * 2 凝縮ゾーンのみの除去率 * 3 加湿ゾーン及び凝縮ゾーンを通したトータルの除去率
(表 9 ) 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 7 8 9 10 11 出口空気温度 C) 12.5 12.5 12.0 10.0 12.0 ソ 一 絶対湿度(g-w/kg-ai 9.5 9.5 9.2 7.8 9.2 ン r ) 1600 2300 2200 1000 2300 * 1 出口冊 4 +濃度 (PPt) 250 340 310 200 310 出口 S04 2_濃度 (ppt) 28 35 32 26 32 出口 CI'濃度 (ppt) 340 420 350 280 610 出口 N02 -濃度 (ppt) 93.8 91.2 91.5 96.1 90.8 全 NH4+除去率 (¾) 50 34 40.5 94.5 27 圧力損失 (Pa) 全体 全 NH4 +除去率 (%) 95.4 91.2 91.5 96.1 92.3 全 SO —除去率 (%) 95.2 93.4 94.0 96.1 94.0 全 cr除去率 (%) 93.0 91.3 92.0 93.5 92.0 全 N02 -除去率 ) 90.3 88.0 90.0 92.0 82.5 圧力損失 (Pa) 50 34 27 94.5 27
* 1 実施例 10、 1 1は 「加湿部と凝縮部」
(表 10) 被処理空気の加熱条件 比較例 1 比較例 2 実施例 1 実施例
2 加熱源 ヒー夕 ヒ一夕 ヒータ ヒ一夕 空気出口温度 C) 22.5 22.5 22.5 22.5 相対湿度 (%) 47.0 47.0 47.0 38.0 (表 1 1 )
Figure imgf000032_0001
* 1 フィ ン付きコイル状のパイプに温水を流す方式の熱交換器で加熱 し/こ
(表 1 2 )
Figure imgf000032_0002
* 1 フィン付きコイル状のパイプに温水を流す方式の熱交換器で加熱 した。 本発明に係る空気清浄方法は、 以下のような効果を奏する。 ( 1 ) ガ ス状化学汚染物質の除去効率が高い。 ( 2 ) 従来は、 吸収効率の向上が 困難であった NH4 + や N 02 -等を効率よく除去することができる。 ( 3 ) 斜行ハ二カムを構成する波形状の無機多孔質板に浸透して流下す る水と被処理空気とを接触させるため、 表面積の大きなハニカム表面の 水だけが蒸発し、 一度水に取り込まれてしまった化学汚染物質は水側に 残るので、 化学汚染物質の再飛散は起こり難い。 このため、 被処理空気 を再汚染する恐れが少ない。
本発明の空気清浄装置は、 ( 1 ) 安価な斜行ハ二カムの使用により、 空気清浄装置全体がコンパク トになるため、 省資源であると共に、 処理コ ス トを大幅に低減できる。 ( 2 )使用する脱イオン水の量が少なくて済む ため、 脱イオン水の製造コス トゃポンプ搬送能力を削減できる。 ( 3 ) 処 理する空気が空気清浄装置を通過する際の圧力損失が小さいため送風動 力を低減できる。 産業上の利用可能性
本発明に係る空気清浄装置は、例えば、 半導体や液晶デバイスの製造ェ 場、製薬工場やライフサイエンス関連設備等のクリーンルームに供給する 空気の空気清浄装置として用いることができる。 また、 本発明に係る空気 清浄方法は、 上記空気清浄装置を用いれば容易かつ確実に実施できる。

Claims

請求の範囲
1 .前後両面と上下両面とが開口して配置された斜行ハ二カムを加湿手段 に用い、該斜行ハニカムの前面開口部から化学汚染物質を含む空気を導入 すると共に上面開口部から水を供給することにより、該空気を所定の湿度 まで加湿すると共に、該空気中の化学汚染物質の少なく とも一部を過剰な 水分に取り込んで該空気中から除去する加湿工程を有することを特徴と する空気清浄方法。
2 .前後両面と上下両面とが開口して配置された斜行ハ二カムを凝縮手段 に用い、該斜行ハニカムの前面開口部から化学汚染物質を含む空気を導入 すると共に上面開口部から水を供給することにより、該空気を所定の湿度 まで除湿すると共に、該空気中の化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除去 する除湿工程を有することを特徴とする空気清浄方法。
3 .前後両面と上下両面とが開口して配置された前段斜行ハ二カムを加湿 手段に用い、該前段斜行ハ二カムの前面開口部から化学汚染物質を含む空 気を導入すると共に、 上面開口部から水を供給することにより、 空気を所 定の湿度まで加湿すると共に、該空気中の化学汚染物質の一部を過剰な水 分に取り込んで該空気中から除去する加湿工程と、前後両面と上下両面と が開口して配置され、前記加湿工程よりも低温にされた後段斜行ハ二カム を凝縮手段に用い、該後段斜行ハ二カムの前面開口部から前記加湿工程で 加湿された空気を導入すると共に、上面開口部から水を供給することによ り、 該加湿された空気を除湿し、 前記加湿工程で除去されずに残存するガ ス状化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除去する除湿工程とを有する空 気清浄方法。
4 .前後両面と上下両面とが開口して配置された斜行ハ二カムを加湿手段 に用い、該斜行ハニカムの前面開口部から化学汚染物質を含む空気を導入 すると共に、 上面開口部から水を供給することにより、 該空気を所定の湿 度まで加湿すると共に、該空気中の化学汚染物質の一部を過剰な水分に取 り込んで該空気中から除去する加湿工程と、該加湿工程で加湿された空気 を凝集手段により所定の湿度まで除湿し、前記加湿工程で除去されずに残 存するガス状化学汚染物質を凝縮水に取り込んで除去する除湿工程とを 有することを特徴とする空気清浄方法。
5 .加湿手段により化学汚染物質を含む空気を所定の湿度まで加湿すると 共に、該空気中の化学汚染物質の一部を過剰な水分に取り込んで該空気中 から除去する加湿工程と、 前後両面と上下両面とが開口して配置され、 前 記加湿工程より低温にされた斜行ハ二カムを凝縮手段として用い、該斜行 ハニカムの前面開口部から前記加湿工程で加湿された空気を導入すると 共に、 上面開口部から水を供給することにより、 該加湿された空気を所定 の湿度まで除湿し、前記加湿工程で除去されずに残存するガス状化学汚染 物質を凝縮水に取り込んで除去する除湿工程とを有する空気清浄方法。
6 .前後両面と上下両面とが開口して配置された斜行ハ二カムの前面開口 部から空気を導入すると共に上面開口部から水を供給し、前記斜行ハ二力 ムの前段部を、空気を所定の湿度まで加湿すると共に過剰な水分と得る加 湿部とし、 且つ前記斜行ハ二カムの後段部を、 空気を所定の湿度まで除湿 すると共に凝縮水を得る凝縮部とすることにより、前記加湿部により化学 汚染物質を含む空気を加湿すると共に、該空気中の化学汚染物質の一部を 前記過剰な水分に取り込んで該空気中から除去する加湿工程を行ない、次 いで、 前記除湿部により該加湿工程で加湿された空気を除湿し、 前記加湿 部で除去されずに残存するガス状化学汚染物質を前記凝縮水に取り込ん で除去する除湿工程を行なうことを特徴とする空気清浄方法。
7 .前記斜行ハ二カムに供給する水が脱イオン水であることを特徴とする 請求項 1〜 6のいずれか 1項記載の空気清浄方法。
8 .前記加湿手段に用いる前段斜行ハ二カムに供給する水が巿水又は工業 用水であり、前記凝縮手段に用いる後段斜行ハ二カムに供給する水が脱ィ オン水であることを特徴とする請求項 3に記載の空気清浄方法。
9 . 前記斜行ハ二カムは、 アルミナ、 シリカ及びチタニアからなる群より 選択される 1又は 2以上の充填材又は結合材を含有するガラス繊維、セラ ミ ック繊維又はアルミナ繊維基材を使用して作製されることを特徴とす る請求項 1〜 6のいずれか 1項記載の空気清浄方法。
1 0 . 前記除湿工程で除湿された浄化空気は、 所定温度に加熱された後、 クリーンルーム用の空気として使用されることを特徴とする請求項 1〜 6のいずれか 1項記載の空気清浄方法。
1 1 . 第 1空気導入口、 第 1水供給手段、 前記第 1空気導入口から導入さ れた空気を前記第 1水供給手段で供給された水により加湿する加湿手段、 該加湿された空気を排出する第 1空気排出口及び系内に溜まった水を系 外に排出する第 1水排出手段を備える加湿部と、前記第 1空気排出口に連 設される第 2空気導入口、 第 2水供給手段、 前記第 2空気導入口より導入 された空気中の水分を前記第 2水供給手段で供給された水により凝縮す る凝縮手段、該凝縮後の空気を排出する第 2空気排出口及び系内に凝縮し た水を系外に排出する第 2水排出手段を備える凝縮部とを有する空気清 浄装置であって、 前記加湿手段及び前記凝縮手段に、 前後両面と上下両 面とが開口する斜行ハ二カムが、該斜行ハニカムの前面をそれそれ前記第 1空気導入口側及び前記第 2空気導入口側に向けて、且つ導入された空気 が該斜行ハニカムを通過するように配置され、 さらに、 該斜行ハニカムの 上方に前記第 1水供給手段及び前記第 2水供給手段が設けられているこ とを特徴とする空気清浄装置。
1 2 . 第 1空気導入口、 第 1水供給手段、 前記第 1空気導入口から導入さ れた空気を前記第 1水供給手段で供給された水により加湿する加湿手段、 該加湿された空気を排出する第 1空気排出口及び系内に溜まった水を系. 外に排出する第 1水排出手段を備える加湿部を有する空気清浄装置であ つて、前記加湿手段に、前後両面と上下両面とが開口する斜行ハ二カムが、 該斜行ハニカムの前面を前記第 1空気導入口側に向けて、且つ導入された 空気が該斜行ハニカムを通過するように配置され、 さらに、 該斜行ハニカ ムの上方に前記第 1水供給手段が設けられていることを特徴とする空気
1 3 . 第 2空気導入口、 第 2水供給手段、 前記第 2空気導入口から導入さ れた空気中の水分を前記第 2水供給手段で供給された水により凝縮する 凝縮手段、該凝縮後の空気を排出する第 2空気排出口及び系内に凝縮した 水を系外に排出する第 2水排出手段を備える凝縮部を有する空気清浄装 置であって、 前記凝縮手段に、 前後両面と上下両面とが開口する斜行ハ 二カムが、 該斜行ハニカムの前面を前記第 2空気導入口側に向けて、 且つ 導入された空気が該斜行ハニカムを通過するように配置され、 さらに、 該 斜行ハ二カムの上方に前記第 2水供給手段が設けられていることを特徴 とする空気清浄装置。
1 4 . 前記第 1空気排出口と前記第 2空気導入口とは一体的に連接され、 前記加湿及び前記凝縮を共に 1台の斜行ハ二カムで行うことを特徴とす る請求項 1 1記載の空気清浄装置。
1 5 . 前記斜行ハ二カムは、 セルの山高が 2 . 0〜 8 . 0 mmであることを 特徴とする請求項 1 1〜 1 3のいずれか 1項記載の空気清浄装置。
1 6,前記第 1水排出手段と前記第 1水供給手段とが第 1循環ポンプで接 続されることを特徴とする請求項 1 1又は 1 2記載の空気清浄装置。
1 7 .前記第 2水排出手段と前記第 2水供給手段とが第 2循環ポンプで接 続されることを特徴とする請求項 1 1又は 1 3記載の空気清浄装置。
1 8 . 前記加湿手段又は前記凝縮手段の一方、 あるいは双方の下方にォ一 バーフローにより汚染物質の濃度を調整する循環水溜め部を設けること を特徴とする請求項 1 1〜 1 3のいずれか 1項記載の空気清浄装置。
1 9 . 前記第 2空気排出口の後に、 さらに温度及び湿度の調整手段を備え ることを特徴とする請求項 1 1記載の空気清浄装置。
2 0 .前記温度及び湿度の調整手段の空気の排出部がクリーンルームに接 続されていることを特徴とする請求項 1 9記載の空気清浄装置。
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