(57)【要約】【課題】吸収液のｐＨ値と導電率を同時に管理することにより、空気中の水溶性成分の除去性能を常に高く維持すると共に、スケールによるエリミネータ等のメンテナンス頻度やケミカルフィルタの交換頻度を削減し、大幅なコストダウンを図る。【解決手段】本発明に係る空気中汚染物質の除去装置３０は、吸収液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段７０と、吸収液の導電率を検出する導電率検出手段８０と、ｐＨ値検出手段７０が検出したｐＨ値と導電率検出手段８０が検出した導電率の少なくともいずれか一方の値が所定の管理値の範囲から外れた時に前記吸収液に清浄な吸収液を補給する吸収液補給手段９０とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2010172834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の空気と循環する吸収液とを気液接触させることにより前記空気中に含まれる汚染物質を前記吸収液中に溶解させて除去するための空気中汚染物質の除去装置であって、
前記吸収液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段と、
前記吸収液の導電率を検出する導電率検出手段と、
前記ｐＨ値検出手段が検出したｐＨ値と前記導電率検出手段が検出した導電率の少なくともいずれか一方の値が所定の管理値の範囲から外れた時に前記吸収液に清浄な吸収液を補給する吸収液補給手段と、
を備えていることを特徴とする空気中汚染物質の除去装置。
【請求項２】
前記ｐＨ値の管理値の範囲はｐＨ４．９〜６．３であり、前記導電率の管理値の範囲は３０μＳ／ｃｍ以下である請求項１に記載の空気中汚染物質の除去装置。
【請求項３】
前記吸収液補給手段が補給する清浄な吸収液は純水である請求項１又は２に記載の空気中汚染物質の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象の空気と循環する吸収液とを気液接触させることにより空気中に含まれる汚染物質を吸収液中に溶解させて除去するための空気中汚染物質の除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体工場や液晶工場のクリーンルーム内の製造環境において、空気中に含まれる粒子状汚染物質だけでなく、分子状汚染物質（ＡＭＣs：Airborne Molecular Contaminants）が製品の歩留まり、性能、信頼性の低下に影響を及ぼすことが報告されている。そのため、非常に清浄なクリーンルーム内環境が要求されており、粒子状汚染物質に加えてＡＭＣｓも管理する必要が生じている。
【０００３】
このＡＭＣｓを空気中から除去する技術の１つとして、気液接触式の空気中汚染物質の除去装置（エアワッシャ）が知られており、この除去装置（エアワッシャ）は処理対象の空気と吸収液とを気液接触させて、空気中に含まれるアンモニアや二酸化硫黄等の水溶性成分を吸収液中に溶解させて除去する装置であり、半導体工場や液晶工場の外調機等に設置されている。
【０００４】
従来のこの種の空気中汚染物質の除去装置としては、例えば、図２に示すように、常時補給水を最下流側のメディア１に直接供給すると共に、循環ポンプ２により水槽３から上流側のメディア４へ順次給水する常時給水方式の除去装置５が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来の別のタイプの除去装置としては、図３に示すように、水槽７内の吸収液の導電率を導電率計９によって検出し、導電率計９が検出した導電率が所定の管理値の範囲から外れた時に電磁弁１０を開放して水槽７に補給水を供給する導電率制御方式の除去装置１２が公知である。
【０００６】
さらに、従来の別のタイプの除去装置としては、図４に示すように、水槽１４内の吸収液のｐＨ値をｐＨ計１６によって検出し、ｐＨ計１６が検出したｐＨ値が所定の管理値の範囲から外れた時に電磁弁１７を開放して水槽１４に補給水を供給したり、或いは、図５に示すように、水槽２０内の吸収液のｐＨ値をｐＨ計２２によって検出し、ｐＨ計２２が検出したｐＨ値が所定の管理値の範囲から外れないようにイオン除去装置２３によって陽イオン又は陰イオンを選択的に除去したりするｐＨ制御方式の除去装置１８，２５が公知である（例えば、特許文献２，３，４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１７２４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２３０３８５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３９３３１号公報
【特許文献４】特開２０００−７９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した従来の常時給水方式の除去装置５の場合には、補給水を常時供給しなければならないため、補給水量が多くなり、ランニングコストが高くなるといった問題があった。
【０００９】
また、上記した従来の導電率制御方式の除去装置１２の場合には、空気中の酸性成分とアルカリ性成分の比率が等しければ問題ないが、例えば、化石燃料の消費量が増大する冬期に二酸化硫黄等の濃度が増加したり、或いは工場の排ガス処理装置から排出されたガスが風向きによって室内に取り入れる外気に混入したりすることにより、吸収液のｐＨが酸性又はアルカリ性のいずれか一方に偏り、除去装置１２の酸性成分又はアルカリ成分の除去性能が低下してしまうといった問題があった。
【００１０】
また、上記した従来のｐＨ制御方式の除去装置のうち、図４に示す除去装置１８の場合には、吸収液のｐＨ値が管理値の範囲を外れない限り補給水が供給されないため、吸収液中に含まれる水溶性成分の濃度が高くなり、導電率が上昇し続け、アンモニアなどの水溶性成分が再飛散し、除去性能が低下するといった問題があった。また、吸収液の飛散によって、エリミネータ１５等にスケールが発生し、メンテナンス頻度が増加するといった問題もあった。さらに、補給水に緩衝液や酸・アルカリ溶液を使用すると、それ自体が空気の汚染源になるといった問題や、一般水（例えば、上水、工業用水等)を使用するとスケールを発生し易くなるといった問題もあった。
【００１１】
さらにまた、上記した従来のｐＨ制御方式の除去装置のうち、図５に示す除去装置２５の場合には、上記した図４の除去装置１８の場合の諸問題に加えて、イオン交換樹脂や電気分解を利用したイオン除去装置を使用しているため、部品交換等のメンテナンスが不可欠となり、メンテナンスコストが高くなるといった問題もあった。
【００１２】
さらに、上記した従来の導電率制御方式の除去装置１２では、ｐＨ値が４．９以下又は６．３以上になると水溶性成分の除去性能が格段に低下し、ｐＨ値によっては除去性能が３０％以下になることがある一方、上記した従来のｐＨ制御方式の除去装置１８，２５では、導電率が３０μＳ／ｃｍ以上になると水溶性成分の除去性能が格段に低下し、導電率の値によっては除去性能が３０％以下になることもあった。そのため、最先端の半導体工場や液晶工場では、クリーンルーム内のＡＭＣｓを極低濃度にするために、外調機内のエアワッシャの下流側に設置されることがあるケミカルフィルタへの負荷が増大し、ケミカルフィルタの交換頻度が多くなり、ランニングコストが高くなるいといった問題もあった。
【００１３】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、吸収液のｐＨ値と導電率を同時に管理することにより、空気中の水溶性成分の除去性能を常に高く維持すると共に、スケールによるエリミネータ等のメンテナンス頻度やケミカルフィルタの交換頻度を削減し、大幅なコストダウンを図ることのできる空気中汚染物質の除去装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した目的を達成するため、本発明は、処理対象の空気と循環する吸収液とを気液接触させることにより前記空気中に含まれる汚染物質を前記吸収液中に溶解させて除去するための空気中汚染物質の除去装置であって、前記吸収液のｐＨ値を検出するｐＨ値検出手段と、前記吸収液の導電率を検出する導電率検出手段と、前記ｐＨ値検出手段が検出したｐＨ値と前記導電率検出手段が検出した導電率の少なくともいずれか一方の値が所定の管理値の範囲から外れた時に前記吸収液に清浄な吸収液を補給する吸収液補給手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る空気中汚染物質の除去装置において、前記ｐＨ値の管理値の範囲はｐＨ４．９〜６．３であり、前記導電率の管理値の範囲は３０μＳ／ｃｍ以下であるのが好ましい。
【００１６】
また、空気中汚染物質の除去装置において、前記吸収液補給手段が補給する清浄な吸収液は純水であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、吸収液のｐＨ値と導電率を同時に管理することにより、季節や地域等の条件を問わず、空気中の水溶性成分の除去性能を常に高く維持することができるため、半導体工場や液晶工場等のクリーンルームに要求される製造環境を容易且つ確実に作り出すことができる。また、外調機内のエアワッシャの下流側にケミカルフィルタが設置される場合、ケミカルフィルタの交換頻度が削減し、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００１８】
また、吸収液の補給量は吸収液のｐＨ値又は導電率が所定の管理値の範囲から外れた時のみ補給されるため、吸収液の補給量を最小限に抑制することができる。
【００１９】
さらに、吸収液の飛散によるスケールの発生を防止することができるため、メンテナンス頻度を削減することができる。
【００２０】
さらにまた、補給する吸収液に純水を使用した場合には、吸収液が汚染源となることがないため、メンテナンスの頻度をさらに削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気中汚染物質の除去装置を示す系統図である。
【図２】従来の常時給水方式の除去装置を示す系統図である。
【図３】従来の導電率制御方式の除去装置を示す系統図である。
【図４】従来のｐＨ制御方式の除去装置を示す系統図である。
【図５】従来のｐＨ制御方式の別の除去装置を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る空気中汚染物質の除去装置について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る空気中汚染物質の除去装置を示す系統図である。
【００２３】
本実施の形態に係る空気中汚染物質の除去装置３０は、処理対象の空気と循環する吸収液とを気液接触させるための気液接触手段４０と、吸収液を貯留するための吸収液貯留手段５０と、気液接触手段４０と吸収液貯留手段５０との間で吸収液を循環させるための吸収液循環手段６０と、吸収液のｐＨ値を検出するためのｐＨ値検出手段７０と、吸収液の導電率を検出するための導電率検出手段８０と、ｐＨ値検出手段７０が検出したｐＨ値と導電率検出手段８０が検出した導電率の少なくともいずれか一方の値が所定の管理値の範囲から外れた時に吸収液に清浄な吸収液を補給するための吸収液補給手段９０とを備えて構成されている。
【００２４】
気液接触手段４０は、処理対象の空気が流通するチャンバー４１内に設けられ、空気の流れ方向（図１中の左から右に向う矢印方向）に対して直交するようにメディア４２が複数段（図１では２段）に渡って並設されることにより構成されている。各メディア４２は、例えばポリエステルやセラミック等の親水性又は吸水性を有する材料から成り、上方から吸収液が滴下されることにより表面に液膜が形成されるようになっている。なお、気液接触手段４０は、空気と吸収液とが効率良く気液接触する構成を有していれば、この構成に限定されるものではなく、例えば、従来のエアワッシャにおいて一般に使用されているように、スプレーノズルから吸収液を噴霧し、飛散した吸収液のミストをエリミネータで回収するように構成する等、各種変更が可能である。
【００２５】
吸収液貯留手段５０は、各メディア４２の下方に配置された水槽５１を備えており、この水槽５１には、ボールタップ５２を備えた加湿用給水配管５３と、オーバーフロー配管５４と、バルブ５５を備えた排水配管５６とが接続されている。この場合、加湿用給水配管５３を介して給水される加湿用給水には純水が使用されるのが好ましい。
【００２６】
吸収液循環手段６０は、水槽５１からメディア４２の上方まで配設される吸収液循環用メイン配管６１と、メイン配管６１の途中に設けられる循環ポンプ６２と、メイン配管６１から分岐されて各メディア４２に向かう分岐配管６３と、各分岐配管６３の途中に設けられる流量計６４とを備えている。
【００２７】
ｐＨ値検出手段７０は、吸収液循環用メイン配管６１の途中に分岐接続されるｐＨ計７１を備えており、ｐＨ計７１はｐＨ指示器７２を介して後述する電磁弁９２に電気的に接続されている。そして、この場合、ｐＨ値の管理値はｐＨ４．９〜６．３の範囲に設定されるのが好ましい。
【００２８】
導電率検出手段８０は、吸収液循環用メイン配管６１の途中に分岐接続される導電率計８１を備えており、導電率計８１は導電率指示器８２を介して電磁弁９２に電気的に接続されている。そして、この場合、導電率の管理値は３０μＳ／ｃｍ以下の範囲に設定されるのが好ましい。
【００２９】
吸収液補給手段９０は、図示を省略する給水源から水槽５１まで配設される補給水配管９１を備えており、補給水配管９１には電磁弁９２及び流量計９３が接続されている。この場合、補給水配管９１を介して補給される吸収液には純水が使用されるのが好ましい。
【００３０】
次に、図面を参照しつつ、上記した構成を備えた空気中汚染物質の除去装置３０の作用について説明する。
【００３１】
循環ポンプ６２の駆動により水槽５１内の吸収液が汲み上げられ、メイン配管６１及び各分岐配管６３を通って上方から各メディア４２に吸収液が滴下され、各メディア４２の表面に液膜が形成される。そして、このように表面に液膜が形成されたメディア４２を、チャンバー４１の内部に導入された処理対象の空気が通過すると、空気と吸収液とが気液接触し、空気が加湿されると共に、空気中に含まれるアンモニアや二酸化硫黄等の水溶性成分が吸収液中に溶解されて除去される。その後、水溶性成分が除去されて清浄化された空気はクリーンルーム内に供給される一方、水溶性成分が溶解された吸収液は水槽５１に滴下されて戻される。
【００３２】
このように吸収液が循環している間、常時、ｐＨ計７１によりメイン配管６１中の吸収液のｐＨ値が検出されていると共に、導電率計８１によりメイン配管６１中の吸収液の導電率が検出されている。そして、前記吸収液のｐＨ値が所定の管理値の範囲（ｐＨ４．９〜６．３）を外れているとｐＨ指示器７２によって判断された場合、或いは、前記吸収液の導電率が所定の管理値の範囲（３０μＳ／ｃｍ以下）を外れていると導電率指示器８２によって判断された場合のいずれかの場合には、電磁弁９２が開放され、清浄な吸収液が前記給水源から補給配管９１を通って水槽５１内に供給される。このとき、供給される吸収液量は流量計９３によって調整される。
【００３３】
また、水槽５１内の液面レベルが加湿によって所定レベルより低下した場合には、ボールタップ５２が作動し、加湿用給水管５３を通って水槽５１内に給水される。一方、この時、水槽５１の液面レベルが所定レベルを超えた場合には、水槽５１内の吸収液はオーバーフロー配管５４を通って外部に排出される。
【００３４】
上記した実施の形態に係る空気中汚染物質の除去装置３０によれば、季節や地域を問わず、空気中の水溶性成分の除去性能を常に高く維持することができ、従来の除去装置と比較して、除去性能を最大で２倍以上向上させることができる。これにより、清浄度の高い空気をクリーンルーム内に供給することができ、半導体工場や液晶工場等のクリーンルームに要求される製造環境を容易且つ確実に作り出すことができる。その結果、製品の歩留まり、信頼性、及び性能を高めることができる。また、吸収液の飛散によって、エリミネータ等にスケールが発生することがなく、メンテナンス頻度を削減することができる。    さらに、最先端の半導体工場や液晶工場のクリーンルーム内ではＡＭＣｓを極低濃度にするために、外調機内のエアワッシャの下流側にケミカルフィルタが設置されることがあるが、除去装置３０によれば、ケミカルフィルタへの負荷を大幅に軽減することができ、ケミカルフィルタの長寿命化を図ることが可能となる。また、ケミカルフィルタ下流側の濃度も低減できる。
【００３５】
なお、上記した実施の形態に係る空気中汚染物質の除去装置３０では、ｐＨ計７１や導電率計８１を吸収液循環用メイン配管６１の途中に分岐して接続しているが、これは単なる例示に過ぎず、ｐＨ計７１や導電率計８１は、水槽５１の外面に取り付ける等、吸収液のｐＨ値や導電率を適切に測定できる位置であればどこに取り付けてもよい。
【００３６】
また、補給水配管９１の末端の設置位置についても、上記した水槽５１に限定されるものではなく、例えば、最下流のメディアの４２の上方に設置してもよく、この場合には、吸収液のｐＨ値又は導電率が所定の管理値の範囲から外れたと判断された場合に直ちに清浄な吸収液をメディア４２に供給することができるため、制御応答性を高めることができる。
【００３７】
さらに、上記した実施の形態において、排水管５６のバルブ５５を電磁弁に変更することにより、吸収液のｐＨ値又は導電率が所定の管理値の範囲から外れたと判断された場合に、補給水用の電磁弁９２に対応させて排水管５６の電磁弁を自動で開放させて水槽５１内の吸収液を強制的に所定量外部に排出させるようにしてもよい。
【００３８】
さらにまた、この場合に、吸収液のｐＨ値又は導電率が所定の管理値の範囲から外れた程度の大小に応じて、排水管５６の前記電磁弁や補給水用の電磁弁９２の開放時間の長さを変更可能なように構成することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
３０          空気中汚染物質の除去装置
７０          ｐＨ値検出手段
８０          導電率検出手段
９０          吸収液補給手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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