(57)【要約】【課題】、汚染ガス等の被処理ガスを処理する機能を有するガス処理装置、換気装置及びヒュームフードを提供する。【解決手段】  ガス処理装置１０は、流路１１内に被処理ガスを導入する導入口１２と、流路１１内に設けられ、被処理ガスに紫外線を照射するランプ１３と、流路１１内の前記ランプ１３より下流側に設けられ、ランプ１３による紫外線の照射により生成されたオゾンを含む第１の処理済ガスを導入してガス中のオゾンを分解するオゾン分解部１４と、流路１１からオゾン分解部１４を通過した第２の処理済ガスを排気する排気口１９と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内に被処理ガスを導入する導入口と、
前記流路内に設けられ、被処理ガスに紫外線を照射するランプと、
前記流路内の前記ランプより下流側に設けられ、前記ランプによる紫外線の照射により生成されたオゾンを含む第１の処理済ガスを導入して前記第１の処理済ガス中のオゾンを分解するオゾン分解部と、
前記流路から前記オゾン分解部を通過した第２の処理済ガスを排気する排気口とを有するガス処理装置。
【請求項２】
前記流路内の前記オゾン分解部よりも下流側に設けられ、前記第２の処理済ガスに残るオゾンを除去するオゾン除去フィルタをさらに備える請求項１に記載のガス処理装置。
【請求項３】
前記被処理ガスを前記流路内に導入するためのファンをさらに備える請求項１または２に記載のガス処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のガス処理装置と、
前記ガス処理装置の前記導入口に連結されて前記被処理ガスを収集する収集部とを備える換気装置。
【請求項５】
前記収集部と間隔を空けて配置され、前記収集部に向けて空気流を送り出す送風部をさらに備える請求項４に記載の換気装置。
【請求項６】
前記送風部と前記収集部との間に、被処理ガスを発生させる作業を行うことが可能な作業空間を有する請求項５に記載の換気装置。
【請求項７】
前記ガス処理装置の排気口と前記送風部とを連通させる連通路をさらに備える請求項５または６に記載の換気装置。
【請求項８】
前記送風部は、空気流を送り出すためのファンを備える請求項５から７のいずれかに記載の換気装置。
【請求項９】
ハウジングの内部に、作業者が手を出し入れするための開口部を前面に有する作業空間と、前記作業空間と連通する循環流路を有し、
前記循環流路は、請求項１〜３のいずれかに記載のガス処理装置と、前記ガス処理装置の排気口の下流側であって前記作業空間の上方位置に設けられる送風部と、前記ガス処理装置の導入口の上流側であって前記作業空間の下方位置に設けられる収集部とを有するヒュームフード。
【請求項１０】
前記ハウジングの内部に、
請求項１〜３のいずれかに記載のガス処理装置を含む一方向流路と、
前記作業空間の前面に設けられるエアカーテン機構とをさらに備え、
前記一方向流路は、前記エアカーテン機構の空気取込口と前記一方向流路の前記ガス処理装置の導入口とを連通させる導入路を有する請求項９に記載のヒュームフード。
【請求項１１】
前記ハウジングの内部であって、前記循環流路のガス処理装置の下流に設けられ、請求項１〜３のいずれかに記載のガス処理装置を含む排気流路とをさらに備える請求項９に記載のヒュームフード。
【請求項１２】
前記作業空間の前面に設けられるエアカーテン機構をさらに備え、
前記エアカーテン機構の空気取込口は、前記循環流路のガス処理装置の導入口と連通する請求項１１に記載のヒュームフード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス処理装置、換気装置、及びヒュームフードに関し、詳しくは、汚染ガスを処理する機能を有するガス処理装置、換気装置、及びヒュームフードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体や液晶などの製造工程において、ガラス基板やシリコンウエハなどの表面に付着した有機物を除去するために、エキシマランプ等の紫外線を放射するランプを用いた光洗浄処理が行われている。例えば特許文献１には、被処理物に対して紫外線を照射し、当該紫外線およびその紫外線によって発生したオゾンやヒドロキシルラジカルの洗浄作用によって、被処理物の表面の汚染物を除去する処理を行う装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明においては、ガラス基板やシリコンウエハなどの表面に付着した有機化合物を除去している。一方、紫外線を放射するランプを用いて汚染ガス等の気体中に含まれる有機化合物を除去することはこれまで行われていなかった。
【０００５】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、汚染ガス等の被処理ガスに含まれる有機化合物を処理する機能を有するガス処理装置、換気装置及びヒュームフードを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるガス処理装置は、流路内に被処理ガスを導入する導入口と、前記流路内に設けられ、被処理ガスに紫外線を照射するランプと、前記流路内の前記ランプより下流側に設けられ、前記ランプによる紫外線の照射により生成されたオゾンを含む第１の処理済ガスを導入して前記第１の処理済ガス中のオゾンを分解するオゾン分解部と、前記流路から前記オゾン分解部を通過した第２の処理済ガスを排気する排気口とを有する。
【０００７】
導入口から流路内に導入された被処理ガスは、酸素と処理対象の有機化合物とを含んでいる。ランプから被処理ガスに紫外線が照射されると、被処理ガスに含まれる酸素からオゾンが生成される。このオゾンと紫外線により、有機化合物を炭酸ガス・水等に分解、気化させる処理が行われる。これにより、被処理ガスは、有機化合物が処理されたガスと有機化合物の処理に使用されなかったオゾンとが含まれる第１の処理済ガスとなる。人体に有害であるオゾンはオゾン分解部により取り除かれ、オゾン分解部を通過した第２の処理済ガスは排気口から排気される。
【０００８】
なお、被処理ガスに紫外線を照射するランプは、好ましくは中心波長（主波長ともいう）が１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の真空紫外線（Ｖａｃｕｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）を照射するランプであり、さらに好ましくは、中心波長が１７２ｎｍ程度の紫外線を放射するエキシマランプであってもよい。
【０００９】
上記のガス処理装置によれば、被処理ガスを無害化して排気することができる。また、ガス処理装置から無害化された第２の処理済ガスが排気されるので、ガス処理装置を実験室などの室内で使用した場合に、室外に排気を行う必要がない。
【００１０】
好ましい実施形態においては、前記流路内の前記オゾン分解部よりも下流側に設けられ、前記第２の処理済ガスに残るオゾンを除去するオゾン除去フィルタをさらに備えている。
【００１１】
前記被処理ガスを前記流路内に導入するためのファンをさらに備えていてもよい。
【００１２】
本発明の他の形態は、上記のいずれかに記載のガス処理装置と、前記ガス処理装置の前記導入口に連結されて前記被処理ガスを収集する収集部とを備える換気装置である。
【００１３】
前記収集部と間隔を空けて配置され、前記収集部に向けて空気流を送り出す送風部をさらに備えていてもよい。
【００１４】
前記送風部と前記収集部との間に、被処理ガスを発生させる作業を行うことが可能な作業空間を有していてもよい。
【００１５】
前記ガス処理装置の排気口と前記送風部とを連通させる連通路をさらに備えていてもよい。
【００１６】
前記送風部は、空気流を送り出すためのファンを備えていてもよい。
【００１７】
本発明のさらに他の形態は、ハウジングの内部に、作業者が手を出し入れするための開口部を前面に有する作業空間と、前記作業空間と連通する循環流路を有し、前記循環流路は、上記のいずれかに記載のガス処理装置と、前記ガス処理装置の排気口の下流側であって前記作業空間の上方位置に設けられる送風部と、前記ガス処理装置の導入口の上流側であって前記作業空間の下方位置に設けられる収集部とを有するヒュームフードである。
【００１８】
好ましい実施形態においては、前記ハウジングの内部に、上記のいずれかに記載のガス処理装置を含む一方向流路と、前記作業空間の前面に設けられるエアカーテン機構とをさらに備え、前記一方向流路は、前記エアカーテン機構の空気取込口と前記一方向流路の前記ガス処理装置の導入口とを連通させる導入路を有する。
【００１９】
好ましい実施形態においては、前記ハウジングの内部であって、前記循環流路のガス処理装置の下流に設けられ、上記のいずれかに記載のガス処理装置を含む排気流路とをさらに備える。
【００２０】
上記の実施形態においては、前記作業空間の前面に設けられるエアカーテン機構をさらに備え、前記エアカーテン機構の空気取込口は、前記循環流路のガス処理装置の導入口と連通することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被処理ガスを無害化して排気することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス処理装置の概略構成を示す図であり、筐体を断面で示した説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る換気装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図４】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図５】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図６】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図７】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図８】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図９】換気装置の他の実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るヒュームフードの概略構成を示す断面図である。
【図１１】ヒュームフードの図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１２】ヒュームフードの図１０のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１３】ヒュームフードの回路構成を示すブロック図である。
【図１４】ヒュームフードの他の例の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のガス処理装置１０の概略構成を示し、筐体２０を断面で示した説明図である。ガス処理装置１０は、例えばアルミニウムなどの金属や合成樹脂等からなる筐体２０内に流路１１が形成されたものである。
【００２４】
ガス処理装置１０は、流路１１内に被処理ガスを導入する導入口１２と、流路１１内に設けられ、被処理ガスに紫外線を照射するランプを構成するエキシマランプ１３と、流路１１内のエキシマランプ１３より下流側に設けられ、エキシマランプ１３による紫外線の照射により生成されたオゾンを含む第１の処理済ガスを導入してガス中のオゾンを分解するオゾン分解部１４と、流路１１内のオゾン分解部１４よりも下流側に設けられ、第２の処理済ガスに含まれるオゾンの濃度を検出するオゾン検知センサ１５と、流路１１内のオゾン分解部１４よりも下流側に設けられ被処理ガスを流路１１内に導入するためのファン１６と、流路１１内のオゾン分解部１４よりも下流側に設けられ第２の処理済ガスに残るオゾンを除去するオゾン除去フィルタ１７と、オゾン除去フィルタ１７の下流側に設けられ、オゾン除去フィルタ１７を通過した第２の処理済ガスに含まれる粉塵などを除去する排気フィルタ１８と、流路１１からオゾン分解部１４、オゾン除去フィルタ１７、排気フィルタ１８を通過した第２の処理済ガスを排気する排気口１９とを有している。
【００２５】
以下、被処理ガス、第１の処理済ガス、第２の処理済ガスを区別する必要がないときは、これらを単に「ガス」という。また、図１〜図１２においては、エキシマランプ１３、オゾン分解部１４、ファン１６、オゾン除去フィルタ１７、排気フィルタ１８を簡略化して示している。さらに、導入口１２から排気口１９に向かう矢印Ｘの方向を「ガスの流れ方向」ともいう。
【００２６】
流路１１は第１〜第３の各部分１１Ａ〜１１Ｃを含む。第１部分１１Ａは一端に導入口１２を有し、内部にエキシマランプ１３が設けられている。第２部分１１Ｂは他端に排気口１９を有し、内部にオゾン分解部１４、オゾン除去フィルタ１７、ファン１６、オゾン除去フィルタ１７、排気フィルタ１８が設けられている。第２部分１１Ｂのガスの流れ方向に直交する断面の面積は、第１部分１１Ａの断面の面積よりも大きい。第３部分１１Ｃは、第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂとを連通させており、第２部分１１Ｂに向けて断面積が大きくなっている。流路１１の第１〜第３の各部分１１Ａ〜１１Ｃは、ガスの流れ方向に直交する断面の形状が長方形状であるが、これに限定されるものではなく、円形状や三角形状であってもよい。
【００２７】
エキシマランプ１３は、例えば中心波長が１７２ｎｍ程度の紫外線を放射するものである。本実施形態においては扁平の直方体形状のキセノンエキシマランプが用いられるが、これに限定されず既知のエキシマランプであってもよい。エキシマランプ１３は、その長さ方向がガスの流れ方向に沿うように、流路１１の第１部分１１Ａ内に取付けられている。
【００２８】
エキシマランプ１３は、流路１１の第１部分１１Ａのガスの流れ方向に直交する断面において中央位置にとなるように、両端部が図示しない支持部材により流路１１の内壁１１ａに支持されている。導入口１２から導入された被処理ガスは、エキシマランプ１３と流路１１の内壁１１ａとの間の空間を流れる。
【００２９】
本実施形態では、第１部分１１Ａの長方形状の断面の一辺の長さを３０ｍｍ、他辺の長さを２０ｍｍとし、第１部分１１Ａのガスの流れ方向に沿う長さを１４０ｍ、エキシマランプ１３の扁平状の一方及び他方の各面と流路１１の内壁１１ａとの間の距離を５ｍｍとしているが、これに限定されるものではなく、エキシマランプ１３と流路１１の内壁１１ａとの間を流れる被処理ガスに紫外線を照射できれば、流路１１の断面形状、断面形状の大きさや長さ、エキシマランプ１３の大きさは限定されない。
【００３０】
エキシマランプ１３により、酸素と処理対象の有機化合物とを含んだ被処理ガスは、有機化合物が処理されて発生する炭酸ガスや水等と有機化合物の処理に使用されなかったオゾンとが含まれる第１の処理済ガスとなる。
【００３１】
なお、被処理ガスに紫外線を照射するランプはエキシマランプ１３に限定されず、中心波長が１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の真空紫外線を照射するランプであればよい。
【００３２】
第１部分１１Ａから出た第１の処理済ガスは流路１１の第３部分１１Ｃを通過する。第３部分１１Ｃは、ガスの流れ方向の下流側に向けてガスの流れ方向に直交する断面の面積が徐々に大きくなるため、第１の処理済ガスは速度が徐々に低下しながら、第２部分１１Ｂに設けられたオゾン分解部１４に到達する。オゾン分解部１４に到達したときの第１の処理済ガスの速度が、オゾン分解部１４が第１の処理済ガス中のオゾンを十分に分解できる程度の速度となるように、第３部分１１Ｃの断面積が設定される。
【００３３】
オゾン分解部１４は、オゾン分解触媒を含む。オゾン分解触媒は既知のものを用いることができ、例えば、ハニカム形状の構造体にマンガンを担持したものである。第１の処理済ガスが漏れなくオゾン分解部１４を通過するように、オゾン分解部１４は流路１１の第２部分１１Ｂの断面全体に設けられている。
【００３４】
オゾン検知センサ１５は、第２の処理済ガスに含まれるオゾンの濃度を検出するものであれば既知のセンサを用いることができる。オゾン検知センサ１５は、流路１１の断面の中心部に位置するように、図示しない支持部材により内壁１１ａに支持される。オゾン検知センサ１５は、図示しない制御装置等に接続されている。
【００３５】
ファン１６は、例えばターボファンであり、導入口１２から被処理ガスを流路１１に導入するためのものである。ファン１６は、流路１１の内壁１１ａに図示しない支持部材により固定されている。
【００３６】
オゾン除去フィルタ１７は、例えば活性炭を含み、第２の処理済ガスに残るオゾンを除去するものであり、第２の処理済ガスが漏れなくオゾン除去フィルタ１７を通過するように、オゾン除去フィルタ１７は流路１１の第２部分１１Ｂの断面全体に設けられている。
【００３７】
排気フィルタ１８は、第２の処理済ガスに混入したオゾン除去フィルタ１７の活性炭などの粉塵を取り除くためのものであり、例えばＨＥＰＡフィルタ (High Efficiency Particulate Air Filter)である。排気フィルタ１８は、排気口１９の直前に設けられている。
【００３８】
次に、ガス処理装置１０の動作について説明する。まず、ファン１６を動作させ、導入口１２から被処理ガスを流路１１内に導入する。流路１１の第１部分１１Ａ内で、被処理ガスに対してエキシマランプ１３から紫外線が照射されると、被処理ガスに含まれる酸素からオゾンが生成される。このオゾンと紫外線は、有機化合物を炭酸ガス・水等に分解、気化させることで、有機化合物を処理する。これにより、被処理ガスは、炭酸ガス・水等と有機化合物の処理に使用されなかったオゾンとが含まれる第１の処理済ガスとなる。
【００３９】
流路１１の第１部分１１Ａから流出した第１の処理済ガスは、流路１１の第３部分１１Ｃ内を通過し、減速して所定の速度で流路１１の第２部分１１Ｂのオゾン分解部１４に到達する。そして、第１の処理済ガスはオゾン分解部１４を通過する。これにより、第１の処理済ガスに含まれる人体に有害であるオゾンが取り除かれる。オゾン分解部１４を通過した第２の処理済ガスはオゾン除去フィルタ１７を通過する。オゾン除去フィルタ１７により、第２の処理済ガスに残るオゾンがさらに取り除かれる。オゾン除去フィルタ１７を通過した第２の処理済ガスは排気フィルタ１８を通過することで粉塵が取り除かれて、排気口１９から排気される。
【００４０】
また、オゾン分解部１４を通過した第２の処理済ガスに含まれるオゾンの濃度を、オゾン検知センサ１５により検出する。センサ１５による検出値は図示しない制御装置等により記憶される。制御装置は、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれるか否かを判断し、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれる場合には、図示しないブザー等により作業者に向けて警告を発するなどの警告処理を行う。
【００４１】
本実施形態によれば、被処理ガスを人体に無害化して排気することができる。また、ガス処理装置１０から無害化された第２の処理済ガスが排気されるので、ガス処理装置１０を実験室などの室内で使用した場合に、室外に排気を行う必要がない。
【００４２】
なお、本発明のガス処理装置１０は、ファン１６、オゾン除去フィルタ１７、オゾン検知センサ１５、排気フィルタ１８を必ずしも備えている必要はない。また、ガス処理装置１０内にファン１６を備えていない場合には、被処理ガスは、ガス処理装置１０の外に設けられた送風機等により導入口１２を介して流路１１内に導入される。
【００４３】
図２〜図９は、図１に示すガス処理装置１０を用いた換気装置１００〜１７０の例である。図２に示す換気装置１００は、図１に示すガス処理装置１０と、ガス処理装置１０の導入口１２に連結されて被処理ガスを収集する収集部３０とを備える。図２の実施形態においては、収集部３０は工場の床面等に設置される局所排気用の大型フードである。収集部３０内に被処理ガスが発生する作業空間Ｓを有し、作業者や作業用装置を出し入れする開口３０ａが作業空間Ｓの前面に設けられている。収集部３０の作業空間Ｓとガス処理装置１０の導入口１２とは導入路４０より連通している。なお、収集部３０は卓上に載置される小型フードであってもよい。
【００４４】
ガス処理装置１０のファン１６を駆動させると、収集部３０内の空気が被処理ガスとともに吸引されてガス処理装置１０の導入口１２から流路１１に導入され、図１に示す実施形態と同様の処理がなされ、第２の処理済ガスが排気口１９から排出される。なお、図２においては、収集部３０は斜視図で示し、導入路４０は簡略化して示している。
【００４５】
図３に示す実施形態の換気装置１１０においては、収集部３０は、例えば作業台Ｔの作業面上の作業空間Ｓの側方に設けられ作業空間Ｓに向けて開口するフードであり、作業空間Ｓで発生する被処理ガスを側方から吸引するものである。なお、フードは図３の例に限定されず、作業空間Ｓの上方に設けられて上方から被処理ガスを吸引してもよく、作業空間Ｓの下方に設けられた下方から被処理ガスを吸引してもよい。その他の構成については、図２の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。なお、図３においては、収集部３０は側面図で示し、導入路４０は簡略化して示している。
【００４６】
図４に換気装置１２０の他の実施形態を示す。換気装置１２０は、図１に示すガス処理装置１０と、ガス処理装置１０の導入口１２に連結されて被処理ガスを収集する収集部３０と、収集部３０に向けて空気流を送り出す送風部５０とを有する。送風部５０及び収集部３０は、例えば工場の床面Ｐに間隔を空けて配置されており、送風部５０と収集部３０との間に被処理ガスを発生させる作業を行うことが可能な作業空間Ｓが形成される。
【００４７】
送風部５０は、例えば直方体の筐体５１の内部に、床面Ｐに対して平行に空気を送り出す送風ファン５２が収容され、筐体５１には空気が送り出される空気送風口５３が設けられている。空気送風口５３は、内側に複数の孔が設けられ空気が通過可能な金属板であるパンチングメタル５４と、パンチングメタル５４より外側に設けられ、空気流の方向を一定に整えるハニカム板５５とを備えている。送風部５０の筐体５１の送風ファン５２を挟んで空気送風口５３と反対側の面には、空気を取り込むための取込口（図示せず）が設けられている。
【００４８】
収集部３０は、例えば直方体の筐体３１を有し、送風部５０の空気送風口５３と対向する面に空気取込口３４が設けられている。空気取込口３４は、複数の孔が設けられ空気が通過可能な金属板であるパンチングメタルから構成される。収集部３０の空気取込口３４と反対側の面には、ガス処理装置１０の導入口１２と収集部３０とを連通させる導入路４０が設けられている。
【００４９】
図４の換気装置においては、送風部５０の送風ファン５２により送風部５０から空気が送り出され、作業空間Ｓで発生した被処理ガスとともに収集部３０に送られる。被処理ガスや空気はガス処理装置１０のファン１６により導入路４０を介して吸引されて、ガス処理装置１０の流路１１に導入され、図１に示す実施形態と同様の処理がなされ、第２の処理済ガスが排気口１９から排出される。図４の実施形態は、いわゆるプッシュプル型の換気装置である。
【００５０】
図５に換気装置の他の実施形態を示す。図５に示す換気装置１３０は、収集部３０が作業台Ｔと一体に形成され、収集部３０の空気取込口３４が作業台Ｔの上面に設けられている。送風部５０は、作業台Ｔの上方位置に空気送風口５３が下方を向くように設けられており、送風部５０と作業台Ｔの上面との間に作業空間Ｓが形成される。送風部５０から下方に向けて空気が送り出されると、作業空間Ｓで発生した被処理ガスとともに収集部３０に送られる。その他の構成及び作用については、図４の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００５１】
図６に換気装置の他の実施形態を示す。図６に示す換気装置１４０は、送風部５０が収集部３０に対して水平方向より斜め上位置に配置されており、送風部５０からの空気は下斜め方向に送り出される。その他の構成及び作用については、図４の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００５２】
図７に換気装置の他の実施形態を示す。図７に示す換気装置１５０は、ガス処理装置１０の排気口１９と送風部５０とを連通させる連通路４１を備えている点で図４の換気装置と異なっている。
【００５３】
図７の換気装置１５０においては、ガス処理装置１０の排気口１９から排出された第２の処理済ガスは、連通路４１を通って送風部５０に送られ、送風部５０から収集部３０に向けて送り出される。第２の処理済ガスは、作業空間Ｓで新たに発生した被処理ガスと混ざり、ガス処理装置１０の流路１１に導入され、再びガス処理装置１０の排気口１９から排出されて送風部５０に送られる。このように、第２の処理済ガスは、ガス処理装置１０、送風部５０、収集部３０を循環するので、いったんガス処理装置１０の排気口１９から排出された第２の処理済ガスにオゾンやエキシマランプ１３で処理されるべき有機化合物が残っている場合であっても、循環により繰り返しガス処理装置１０を通過することでオゾンは取り除かれ、有機化合物は処理されて、無害化される。その他の構成および作用については、図４の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００５４】
図８に換気装置の他の実施形態を示す。図８に示す換気装置１６０は、ガス処理装置１０の排気口１９と送風部５０とを連通させる連通路４１を備えている点で図５の換気装置と異なっている。図８の換気装置１６０においては、ガス処理装置１０の排気口１９から排出された第２の処理済ガスは、連通路４１を通って送風部５０に送られ、送風部５０から収集部３０に向けて送り出される。第２の処理済ガスは、作業空間Ｓで新たに発生した被処理ガスと混ざり、ガス処理装置１０の流路１１に導入され、再びガス処理装置１０の排気口１９から排出されて送風部５０に送られる。このように、第２の処理済ガスは、ガス処理装置１０、送風部５０、収集部３０を循環するので、いったんガス処理装置１０の排気口１９から排出された第２の処理済ガスにオゾンやエキシマランプ１３で処理されるべき有機化合物が残っている場合であっても、循環により繰り返しガス処理装置１０を通過することでオゾンは取り除かれ、有機化合物は処理されて、無害化される。その他の構成および作用については、図５の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００５５】
図９に換気装置の他の実施形態を示す。図９に示す換気装置１７０は、ガス処理装置１０の排気口１９と送風部５０とを連通させる連通路４１を備えている点で図６の換気装置と異なっている。図９の換気装置１７０においては、ガス処理装置１０の排気口１９から排出された第２の処理済ガスは、連通路４１を通って送風部５０に送られ、送風部５０から収集部３０に向けて送り出される。第２の処理済ガスは、作業空間Ｓで新たに発生した被処理ガスと混ざり、ガス処理装置１０の流路１１に導入され、再びガス処理装置１０の排気口１９から排出されて送風部５０に送られる。このように、第２の処理済ガスは、ガス処理装置１０、送風部５０、収集部３０を循環するので、いったんガス処理装置１０の排気口１９から排出された第２の処理済ガスにオゾンやエキシマランプ１３で処理されるべき有機化合物が残っている場合であっても、循環により繰り返しガス処理装置１０を通過することでオゾンは取り除かれ、有機化合物は処理されて、無害化される。その他の構成および作用については、図６の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００５６】
図１０〜図１２は、ガス処理装置１０を用いたヒュームフード２００の例である。ヒュームフード２００は、実験室において、有害ガスや悪臭ガス等の汚染ガスの発生を伴う化学実験等の作業を行う場合、作業空間Ｓを外気から囲い込むことで汚染ガスが実験室内に広がるのを防ぐものであり、例えば作業台に載置して用いられる。
【００５７】
ヒュームフード２００は、ガスや空気の流れとして、ハウジング２２０の内部に循環ルートとエアカーテンルートとを有している。循環ルートは、作業者が手を出し入れするための開口部Ｓ１を前面に有する作業空間Ｓと、作業空間Ｓと連通する循環流路２６０とを含み、作業空間Ｓと循環流路２６０とをガスや空気が循環するルートである。エアカーテンルートは、作業空間Ｓの前面の開口部Ｓ１の前側に設けられるエアカーテン機構３７０と一方向流路３６０とを含み、エアカーテン機構３７０の空気が、一方向流路３６０に一方向に流れて排気されるルートである。
【００５８】
循環ルートの作業空間Ｓ及び循環流路２６０はハウジング２２０の内部に設けられている。作業空間Ｓは、上面Ｓ２と背面Ｓ３と底面Ｓ４とにより囲われた空間であり、側面を有していてもよい。循環流路２６０は、第１ガス処理装置２１０と、排気口２１９の下流側であって作業空間Ｓの上方位置に設けられる送風部２５０と、第１ガス処理装置２１０の導入口２１２の上流側であって作業空間Ｓの下方位置に設けられる収集部２３０とを有する。
【００５９】
循環流路２６０の第１ガス処理装置２１０について、図１の実施形態のガス処理装置１０とは異なる点について説明する。ヒュームフード２００の第１ガス処理装置２１０は、図１０に示すように、作業空間Ｓの背面Ｓ３の外側に設けられており、オゾン除去フィルタ１７と排気フィルタ１８とを備えていない。また、図１１に示すように、エキシマランプ２１３を複数備え、流路２１１の第１部分２１１Ａはエキシマランプ２１３に対応する数に分岐しており、各エキシマランプ２１３は分岐した第１部分２１１Ａの各分岐部分に設けられている。本実施形態では４本のエキシマランプ２１３を備えており、エキシマランプ２１３が設けられる流路２１１の第１部分２１１Ａは４つに分岐している。すなわち、第１ガス処理装置２１０の１つの導入口２１２から導入される被処理ガスは、流路２１１の第１部分２１１Ａの各分岐部分を通って、第３部分２１１Ｃで再び合流する。第３部分２１１Ｃは、ガスの流れ方向に直交する断面の面積は第１部分２１１Ａの各分岐部分の各断面の面積よりも大きいため、第１部分２１１Ａの各分岐部分を通過した被処理ガスは、第３部分２１１Ｃを通過することでその速度が減少する。
【００６０】
図１１に示すように、流路２１１の第２部分２１１Ｂにはファン１６が設けられ、第２部分２１１Ｂのガスの流れ方向に直交する断面の面積は、ファン１６の大きさに合わせて、オゾン分解部２１４が設けられた上流部分２１１Ｅの断面の面積よりも小さくなっており、流路２１１の第２部分２１１Ｂの下流部分２１１Ｄと上流部分２１１Ｅの間の部分２１１Ｆは断面の面積が下流に向けて小さくなっている。第１ガス処理装置２１０のその他の構成および作用については、特に明記しない限り図１の実施形態のガス処理装置１０と同様であるため、同一の又は対応する部分には、図１の実施形態のガス処理装置１０の符号の先頭に「２」を付けた符号を付すことで説明を省略する。
【００６１】
送風部２５０は、第１ガス処理装置２１０の排気口２１９と連通しており、作業空間Ｓの上面に位置する空気送風口２５３を有している。空気送風口２５３は、内側に複数の孔が設けられ空気が通過可能な金属板であるパンチングメタル２５４と、パンチングメタル２５４より外側に設けられ、空気流の方向を一定に整えるハニカム板２５５とを備えている。なお、送風部２５０と第１ガス処理装置２１０の排気口２１９とは本実施形態のように直接連結されているのではなく、連通路を介して連通していてもよい。
【００６２】
収集部２３０は、第１ガス処理装置２１０の導入口２１２と連通しており、作業空間Ｓの底面に位置する空気取込口２３４を有している。空気取込口２３４は、複数の孔が設けられ空気が通過可能な金属板であるパンチングメタルから構成される。空気取込口２３４は、中央の平坦部２３４ｃと、斜め上方向に折り曲げられた前側端部２３４ａ及び背側端部２３４ｂとを有しており、作業に用いる道具Ｕで平坦部２３４ｃの孔が塞がれた場合であっても、前側端部２３４ａ及び背側端部２３４ｂから空気や被処理ガスを取り込めるようになっている。なお、収集部２３０と第１ガス処理装置２１０の導入口２１２とは本実施形態のように直接連結されているのではなく、連通路を介して連通していてもよい。
【００６３】
エアカーテンルートのエアカーテン機構３７０と一方向流路３６０とはハウジング２２０の内部に設けられている。エアカーテン機構３７０は、送風部３５０と空気取込口３３４とを備えている。送風部３５０は、作業空間Ｓの開口部Ｓ１の前側の上方位置に設けられている。送風部３５０は、内部に送風ファン３５２を有し、ハウジング２２０の上面２２０ａに空気を取り込むための取込口３５６を有するとともに、下方に向けて送風ファン３５２からの空気を送り出すための空気送風口３５３を下側に備えている。空気取込口３３４は、送風部３５０から送り出された空気を取り込むものであって、作業空間Ｓの開口部Ｓ１の前側の下方位置であって、送風部３５０の空気送風口３５３に対向するように設けられている。
【００６４】
一方向流路３６０は、図１に示す実施形態と同様の構成を備える第２ガス処理装置３１０と、エアカーテン機構３７０の空気取込口３３４と第２ガス処理装置３１０の導入口３１２とを連通させる導入路３４０とを含んでいる。導入路３４０は、循環流路２６０の収集部２３０の下側を通り、循環流路２６０の第１ガス処理装置２１０の背側に設けられた第２ガス処理装置３１０の導入口３１２と連結している。一方向流路３６０に設けられる第２ガス処理装置３１０は、図１の実施形態と同様であるため、同一の又は対応する部分には、図１の実施形態のガス処理装置１０の符号の先頭に「３」を付けた符号を付すことで説明を省略する。第２ガス処理装置３１０の排気口３１９はハウジング２２０の上面２２０ａに設けられている。
【００６５】
ハウジング２２０の前面であって上方位置にはランプ２２１が設けられ、ハウジング２２０の前面であって下方位置にはスピーカー２２２が設けられている。ランプ２２１及びスピーカー２２２は警告部２２３を構成する。ランプ２２１、スピーカー２２２はいずれか一方が設けられていても良く、また、作業員に警告を発することができればモニタなど他のものであってもよく、設置位置も本実施形態に限定されない。
【００６６】
ヒュームフード２００は制御装置４００を備えている。図１３に示すように、制御装置４００は、例えば、ＣＰＵ４１０、メモリ４１１、ハードディスク４１２、Ｉ／Ｏポート４１３などを含むコンピュータである。本実施形態では、制御装置４００は一方向流路３６０の第２ガス処理装置３１０の横位置に制御装置４００が組み込まれているが、ハウジング２２０内またはハウジング２２０外のいずれの位置に設けられていてもよい。制御装置４００は、エアカーテン機構３７０の送風ファン３５２、一方向流路３６０の第２ガス処理装置３１０の吸引ファン３１６、循環流路２６０の第１ガス処理装置２１０の吸引ファン２１６と接続されてこれらのファン２１６、３１６、３５２の動作を制御する。また、制御装置４００は、一方向流路３６０のガス処理装置１０のオゾン検知センサ３１５、循環流路２６０のガス処理装置１０のオゾン検知センサ２１５と接続され、各センサ２１５、３１５による検出値を記憶するとともに、一方向流路３６０の第２ガス処理装置３１０及び循環流路２６０の第１ガス処理装置２１０の第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれるか否かを判断し、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれる場合には、警告部２２３のランプ２２１及びスピーカー２２２により作業者に向けて警告を発するとともに、上記ファン２１６、３１６、３５２の動作を停止するなどの処理を行う。
【００６７】
また、制御装置４００にはタッチパネルやボタン等の入力部４１４が接続されており、ヒュームフード２００の動作のオンオフ指令や、各種パラメータなどの入力を行う。
【００６８】
図１０に示すヒュームフード２００の動作について説明する。作業者は入力部４１４からオン指令を入力し、制御装置４００はオン指令を受けて、エアカーテン機構３７０の送風ファン３５２、第２ガス処理装置３１０の一方向流路３６０の吸引ファン３１６、第１ガス処理装置２１０の循環流路２６０の吸引ファン２１６を動作させる。次いで、作業者は作業空間Ｓの前側の開口部Ｓ１から作業空間Ｓに手を入れて実験等の作業を行う。作業により作業空間Ｓで発生する被処理ガスと作業空間Ｓの空気とは、作業空間Ｓの底面Ｓ４の収集部２３０の空気取込口２３４から第１ガス処理装置２１０の導入口２１２を経て流路２１１内に導入される。流路２１１の第１部分２１１Ａ内で、被処理ガスに対してエキシマランプ２１３から紫外線が照射されると、被処理ガスに含まれる酸素からオゾンが生成される。このオゾンと紫外線は、有機化合物を炭酸ガス・水等に分解、気化させることで、有機化合物を処理する。これにより、被処理ガスは、有機化合物が処理されたガスと有機化合物の処理に使用されなかったオゾンとが含まれる第１の処理済ガスとなる。
【００６９】
流路２１１の第１部分２１１Ａから排気された第１の処理済ガスは、流路２１１の第３部分２１１Ｃ内を通過し、所定の速度で流路２１１の第２部分２１１Ｂのオゾン分解部２１４に到達する。第１の処理済ガスがオゾン分解部２１４を通過することで、第１の処理済ガスに含まれる人体に有害であるオゾンが取り除かれる。オゾン分解部２１４を通過した第２の処理済ガスは排気口２１９から排出され、排気口２１９と連通した送風部２５０に送られ、作業空間Ｓの上面の空気送風口２５３から作業空間Ｓに戻される。作業空間Ｓに戻った第２の処理済ガスは、空気や被処理ガスとともに循環流路２６０に導入され、循環流路２６０と作業空間Ｓとを循環する。
【００７０】
また、エアカーテン機構３７０においては、送風部３５０の取込口３５６から取り込まれた空気が、送風ファン３５２により空気送風口３５３を介して送り出される。これにより、作業空間Ｓの開口部Ｓ１が下向きの空気流に覆われ、エアカーテンとして機能する。送り出された空気は空気取込口３３４に取り込まれる。このとき、作業空間Ｓで発生した被処理ガスが空気送風口３５３から送り出された空気と混ざって空気取込口３３４に取り込まれる場合がある。取り込まれた空気や被処理ガスは、導入路３４０を通って一方向流路３６０の第２ガス処理装置３１０の導入口３１２から第２ガス処理装置３１０の流路３１１内に導入される。被処理ガスが取り込まれた場合には、第２ガス処理装置３１０により図１の実施形態で示す動作と同様に処理され、無害化された第２の処理済ガスや空気はハウジング２２０の上面２２０ａの排気口３１９から実験室内に排気される。
【００７１】
また、循環流路２６０の第１ガス処理装置２１０及び一方向流路３６０の第２ガス処理装置３１０の各オゾン検知センサ２１５、３１５は、それぞれ、オゾン分解部２１４、３１４を通過した第２の処理済ガスに含まれるオゾンの濃度を検出する。制御装置４００は、各オゾン検知センサ２１５、３１５の出力を受け取ってメモリ４１１やハードディスク４１２に記憶するとともに、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれるか否かを判断し、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれる場合には、ランプ２２１やスピーカー２２２などの警告部２２３により作業者に向けて警告を発するなどの処理を行うとともに、各ファン２１６、３１６、３５２の動作を停止させる。
【００７２】
本実施形態によれば、被処理ガスを人体に無害化して排気することができる。また、第２ガス処理装置３１０から無害化された第２の処理済ガスが排気されるので、ヒュームフード２００を実験室などの室内で使用した場合に、室外に排気を行う必要がない。
【００７３】
なお、図１０の実施形態において、一方向流路３６０にはガス処理装置３１０を設けず、一方向流路３６０をエアカーテン機構３７０の空気取込口３３４から取り込まれた空気の排気のための流路として用いてもよい。また、ガス処理装置２１０、３１０が設けられる位置は、作業空間Ｓの背面側に限定されず、ハウジング２２０内のいずれの位置に設けられていてもよい。また、図１０の実施形態において、エアカーテン機構３７０と一方向流路３６０とが設けられていない構成であってもよい。
【００７４】
図１４は、本発明のガス処理装置１０を用いたヒュームフードの他の例である。以下の説明では、図１０の実施形態と異なる部分を説明し、図１０の実施形態と同一の又は対応する部分には、図１０の実施形態と同一または対応する符号を付すことで説明を省略する。
【００７５】
ヒュームフード４００は、ガスや空気の流れとして、ハウジング２２０の内部に、循環ルートと、排気ルートと、エアカーテンルートとを有する。循環ルートは循環流路２６０と作業空間Ｓとを含み、循環流路２６０と作業空間Ｓとをガスや空気が循環するルートであり、排気ルートは、排気流路４６０を含み、循環流路２６０から分かれたガスや空気が排気流路４６０を通ってハウジング２２０の外に排気されるルートであり、エアカーテンルートはエアカーテン機構３７０を含み、エアカーテン機構３７０の空気が循環流路２６０に導入されるルートである。
【００７６】
循環ルートの作業空間Ｓ及び循環流路２６０はハウジング２２０の内部に設けられており、循環流路２６０は、図１０に示す実施形態と同様の第１ガス処理装置２１０を有している。
【００７７】
エアカーテンルートのエアカーテン機構３７０の空気取込口３３４は、循環流路２６０の収集部２３０を介して第１ガス処理装置２１０の導入口２１２と連通している。これにより、空気取込口３３４から取り込まれたエアカーテン機構３７０の空気は、循環流路２６０の収集部２３０内で、作業空間Ｓの底面Ｓ４の空気取込口２３４から取り込まれた被処理ガスと混ざり、第１ガス処理装置２１０の導入口２１２に流れる。なお、エアカーテン機構３７０の空気取込口３３４は、連通路を介して第１ガス処理装置２１０の導入口２１２と連通してもよい。
【００７８】
排気流路４６０は、図１０に示す実施形態と同様の構成を備える第２ガス処理装置３１０と、第１ガス処理装置２１０のファン２１６の下流側に設けられ第２ガス処理装置３１０の導入口３１２と循環流路２６０とを連通させる排気路４１０とを有している。本実施形態では、排気路４１０は第１ガス処理装置２１０のファン２１６と排気口２１９との間に設けられているが、排気口２１９と送風部２５０との間に設けられていてもよい。これにより、第１ガス処理装置２１０のオゾン分解部２１４を通過した第２の処理済ガスは、その一部が排気流路４６０に分かれて流れる。
【００７９】
図１４に示すヒュームフード４００の動作について説明する。作業者は入力部４１４からオン指令を入力し、制御装置４００はオン指令を受けて、エアカーテン機構３７０の送風ファン３５２、第２ガス処理装置３１０の吸引ファン３１６、第１ガス処理装置２１０の吸引ファン２１６を動作させる。次いで、作業者は作業空間Ｓの前側の開口部Ｓ１から作業空間Ｓに手を入れて実験等の作業を行う。作業により作業空間Ｓで発生する被処理ガスと作業空間Ｓの空気とは、作業空間Ｓの底面Ｓ４の収集部２３０の空気取込口２３４から取り込まれる。
【００８０】
エアカーテン機構３７０においては、送風部３５０の取込口３５６から取り込まれた空気が、送風ファン３５２により空気送風口３５３を介して送り出される。これにより、作業空間Ｓの開口部Ｓ１が下向きの空気流に覆われ、エアカーテンとして機能する。送り出された空気は空気取込口３３４から循環流路２６０の収集部２３０に取り込まれ、作業空間Ｓの底面Ｓ４の空気取込口２３４から取り込まれた被処理ガスや空気と混ざる。なお、作業空間Ｓで発生した被処理ガスが作業空間Ｓの開口部Ｓ１を覆う空気流と混ざって空気取込口３３４に取り込まれる場合もある。
【００８１】
収集部２３０に取り込まれた空気と被処理ガスは、第１ガス処理装置２１０の導入口２１２を経て流路２１１内に導入される。流路２１１の第１部分２１１Ａ内で、被処理ガスに対してエキシマランプ２１３から紫外線が照射されると、被処理ガスに含まれる酸素からオゾンが生成される。このオゾンと紫外線は、有機化合物を炭酸ガス・水等に分解、気化させることで、有機化合物を処理する。これにより、被処理ガスは、有機化合物が処理されたガスと有機化合物の処理に使用されなかったオゾンとが含まれる第１の処理済ガスとなる。
【００８２】
流路２１１の第１部分２１１Ａから排気された第１の処理済ガスは、流路２１１の第３部分２１１Ｃ内を通過し、所定の速度で流路２１１の第２部分２１１Ｂのオゾン分解部２１４に到達する。第１の処理済ガスがオゾン分解部２１４を通過することで、第１の処理済ガスに含まれる人体に有害であるオゾンが取り除かれる。
【００８３】
オゾン分解部２１４を通過した第２の処理済ガスは、循環ルートと排気ルートの二つに分かれて流れる。循環ルートにおいては、第２の処理済ガスは、第１ガス処理装置２１０の排気口２１９から排出され、排気口２１９と連通した送風部２５０に送られ、作業空間Ｓの上面の空気送風口２５３から作業空間Ｓに戻される。作業空間Ｓに戻った第２の処理済ガスは、空気や被処理ガスとともに循環流路２６０の収集部２３０に導入され、循環流路２６０と作業空間Ｓとを循環する。排気ルートにおいては、第２の処理済ガスは、排気流路４６０の排気路４１０に流れ、第２ガス処理装置３１０の導入口３１２から第２ガス処理装置３１０の流路３１１内に導入される。第２の処理済ガスは、第２ガス処理装置３１０により図１の実施形態で示す動作と同様に処理され、無害化された第２の処理済ガスや空気はハウジング２２０の上面２２０ａの排気口３１９から実験室内に排気される。
【００８４】
また、循環流路２６０の第１ガス処理装置２１０及び排気流路４６０の第２ガス処理装置３１０の各オゾン検知センサ２１５、３１５は、それぞれ、オゾン分解部２１４、３１４を通過した第２の処理済ガスに含まれるオゾンの濃度を検出する。制御装置４００は、各オゾン検知センサ２１５、３１５の出力を受け取ってメモリ４１１やハードディスク４１２に記憶するとともに、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれるか否かを判断し、第２の処理済ガスに既定値以上のオゾンが含まれる場合には、ランプ２２１やスピーカー２２２などの警告部２２３により作業者に向けて警告を発するなどの処理を行うとともに、各ファン２１６、３１６、３５２の動作を停止させる。
【００８５】
本実施形態においても、被処理ガスを人体に無害化して排気することができる。また、第２ガス処理装置３１０から無害化された第２の処理済ガスが排気されるので、ヒュームフード２００を実験室などの室内で使用した場合に、室外に排気を行う必要がない。
【００８６】
なお、図１４に示す実施形態において、エアーカーテン機構３７０を備えていなくてもよい。
【００８７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、２１０、３１０  ガス処理装置
１１、２１１、３１１  流路
１２、２１２、３１２  導入口
１３、２１３、３１３  エキシマランプ
１４、２１４、３１４  オゾン分解部
１６、２１６、３１６  ファン
１７、２１７、３１７  オゾン除去フィルタ
１９、２１９、３１９  排気口
３０、２３０  収集部
３４、２３４、３３４  空気取込口
４０、３４０  導入路
４１  連通路
５０、２５０  ３５０  送風部
５２、３５２  ファン
２００、４００  ヒュームフード
２２０  ハウジング
２６０  循環流路
３６０  一方向流路
４６０  排気流路
３７０  エアカーテン機構
Ｓ  作業空間
Ｓ１  開口部
【図１】
2020185517.tif 000003
【図２】
2020185517.tif 000004
【図３】
2020185517.tif 000005
【図４】
2020185517.tif 000006
【図５】
2020185517.tif 000007
【図６】
2020185517.tif 000008
【図７】
2020185517.tif 000009
【図８】
2020185517.tif 000010
【図９】
2020185517.tif 000011
【図１０】
2020185517.tif 000012
【図１１】
2020185517.tif 000013
【図１２】
2020185517.tif 000014
【図１３】
2020185517.tif 000015
【図１４】
2020185517.tif 000016