(57)【要約】【課題】        流路切換え時に誘起する静圧変動及び流量変動を許容精度内に抑制可能し、かつ、クリーン調温・調湿エア供給装置やドライ空気供給装置等で顕著となる差圧変動も許容精度内に抑制可能にして、さらにまた、気密性能と断熱性能も同時に改良を加えた４ポート自動切換えバルブを提供する。【解決手段】      内部に空間部を有する筐体部と、当該空間部を４つの小室に区画する開口部を有する枠形仕切板と、当該枠形仕切板の開口部を開放又は閉鎖する板状回動弁体と、当該区画された４つの小室に設けられた気体を常に流入させる流入ポート、気体の流入と流出を交互に行う流入／出ポート（１）、気体を常に流出させる流出ポート、及び気体の流入と流出を前記と交互に行う流入／出ポート（２）と、及び前記板状回動弁体を回転軸周りに回動させる駆動手段を備えしめて４ポート自動切換えバルブを構成する。【選択図】    図１
2006300394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間部を有する筐体部と、当該空間部を４つの小室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４に区画する開口部を有する枠形仕切板と、当該枠形仕切板の開口部を開放又は閉鎖する板状回動弁体と、当該区画された４つの小室に設けられた気体を常に流入させる流入ポートＬ１、気体の流入と流出を交互に行う流入／出ポート（１）Ｌ２、気体を常に流出させる流出ポートＬ３、及び気体の流入と流出を前記Ｌ２と交互に行う流入／出ポート（２）Ｌ４と、及び前記板状回動弁体を回転軸周りに回動させる駆動手段を備えていることを特徴とする４ポート自動切換えバルブ。
【請求項２】
前記小室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４を、前記流入ポートＬ１を取付けた小室Ｒ１、当該Ｒ１を起点にして前記回転軸の時計まわり回転方向に前記流入／出ポート（１）Ｌ２を取付けた小室Ｒ２、前記流出ポートＬ３を取付けた小室Ｒ３、及び前記流入／出ポート（２）Ｌ４を取付けた小室Ｒ４の順に配置し、かつ、前記Ｒ１と前記Ｒ３は、気体流路切換え時に前記Ｌ１から流入した気体をＬ３へ流出させるように構成した対向位置に配置して、さらに、前記板状回動弁体は、前記Ｒ２及び前記Ｒ４に、又は前記Ｒ１及び前記Ｒ３に配置するように前記回転軸に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項３】
前記開口部の形状は正方形、長方形、円形、又は楕円形であって、当該開口部の内縁周辺部には枠形弁座が形成され、又当該開口部面積は、前記流入ポートＬ１の断面積の２０〜１２０％の範囲から選ばれた面積を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項４】
前記板状回動弁体の形状は、前記開口部の形状と相似形であって、当該板状回動弁体の板面の面積は当該開口部を閉鎖する面積より大きく、その面積の１.３倍より小さい範囲から選ばれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項５】
前記筐体部は、側板、天板、及び底板から構成され、当該側板、天板、及び底板、及び前記枠形仕切板、前記回転軸、及び前記板状回動弁体は、断熱機能を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項６】
前記板状回動弁体の回動動作は、起動から停止までの動作時間が０.１〜２０秒の範囲から選ばれており、かつ、回動角度が６２°〜１２２°の範囲から選ばれた往復回動であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項７】
前記開口部は、その開口率（％）の変更手段を有しており、前記板状回動弁体が前記Ｒ２及び前記Ｒ４に配置されている場合は、前記Ｒ１及び／又は前記Ｒ３の内壁面に沿って；また、記板状回動弁体が前記Ｒ１及び前記Ｒ３に配置されている場合は、前記Ｒ２及び／又は前記Ｒ４の内壁面に沿って；それぞれ上下方向又は水平方向に移動可能な前記開口部の開口率（％）をそれぞれ独立に変更可能とする開口率変更手段を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項８】
前記開口率変更手段は、可動板とその駆動体から構成され、前記可動板の動作は前記板状回動弁体の回動動作に同期していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項９】
前記流入ポートＬ１及び／又は前記流出ポートＬ３に圧力センサを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【請求項１０】
吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着装置において、当該吸着装置の２系列の吸着ユニットには、請求項１乃至９のいずれかに記載の前記４ポート自動切換えバルブ２基が第１バルブと第２バルブとして組み合わせて取付けられており、当該２系列の吸着材ユニットのそれぞれは、前記吸着材ユニットの吸着能力を再生させる再生手段、処理気体の静圧、供給気体の静圧、再生気体の静圧、及び排出気体の静圧のそれぞれ計測・調整手段、再生気体の流量及び／又は処理気体の流量の計測・調整手段、及び前記第１バルブ及び第２バルブによる吸着操作と再生操作の切換え（通気モード切換え）を制御する切換え制御器から少なくとも構成されていることを特徴とする回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１１】
前記吸着材ユニットは、分子状汚染物質を吸着する吸着材料を使用して形成したユニット乃至水分を吸着する吸着材料を使用して形成したユニットがそれぞれ直列に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１２】
前記第１バルブ及び前記第２バルブが備える圧力センサからの測定信号を前記切換え制御器に入力することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１３】
前記再生手段は、処理気体の流量の０.０５〜１.２倍の範囲で流量を任意に調整することができる再生用ブロワを有していることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１４】
前記回分式温度スイング吸着装置において、前記通気モード切換えに先立って、処理気体の流量と再生気体の流量が等しくなるように流量の調整が行われ、更に処理気体の静圧と再生気体の静圧が等しくなるように静圧の調整が行われて、当該通気モード切換えを行うことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１５】
前記回分式温度スイング吸着装置において、前記通気モード切換えに先立って、処理気体が第１バルブ流入ポートＬ１から第２バルブ流出ポートＬ３までの流路を流れる流動差圧（圧力損失）、再生気体が第２バルブの流入ポートＬ１から同バルブの流出ポートＬ３までの流路を流れる流動差圧（圧力損失）、並びに再生気体が第２バルブの流入ポートＬ１から第１バルブ流出ポートＬ３までの流路を流れる流動差圧（圧力損失）が等しくなるように差圧調整を行うことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１６】
前記回分式温度スイング吸着装置が、空気清浄化装置、ドライ空気供給装置、クリーン調温・調湿エア供給装置、清浄化窒素ガス供給装置、ドライ窒素ガス供給装置、又はクリーン調温・調湿窒素ガス供給装置であることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【請求項１７】
クリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・ベンチ、半導体製造装置、液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置を含む電子部品の製造に係わる装置、クリーン・トンネル、クリーン・オーブン、プロセス基板保護用保管庫、ストッカ、製造装置に付随する移載装置、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及び装置補機の少なくとも一つを含んで構成されるクリーン電子部品製造・施設又はクリーン半導体製造施設・設備に請求項１６に記載のいずれかの装置を用いて、清浄化空気、ドライ空気、クリーン調温・調湿エア、清浄化窒素ガス、ドライ窒素ガス、又はクリーン調温・調湿窒素ガスを供給する方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の空気清浄化装置、ドライ空気供給装置、クリーン調温・調湿エア供給装置、清浄化窒素ガス供給装置、ドライ窒素ガス供給装置、及びクリーン調温・調湿窒素ガス供給装置の少なくとも一つを備えることを特徴とする、クリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・ベンチ、半導体製造装置、液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置を含む電子部品の製造に係わる装置、クリーン・トンネル、クリーン・オーブン、プロセス基板保護用保管庫、ストッカ、製造装置に付随する移載装置、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及び装置補機の少なくとも一つを含んで構成されるクリーン電子部品製造・施設又はクリーン半導体製造施設・設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２系列からなる排ガス処理装置等において再生操作と吸着操作との通気モードを切換える際に用いる４ポート自動切換えバルブに関する。より詳しくは、例えば吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着（ＴＳＡ）による排ガス処理装置や溶剤回収装置や空気清浄化装置やドライ空気供給装置に取付けて空気や窒素ガス等の処理気体が通過している吸着材ユニットを吸着操作から再生操作へ、再生気体が通過している吸着材ユニットを再生操作から吸着操作へと、その通気モードを切換える際に用いる４ポート自動切換えバルブに関する。
【０００２】
近年、半導体製造工場、液晶製造工場、太陽電池製造工場等の最先端のエレクトロニクス産業において使用するクリーンな作業空間、例えば、スクリーン・ルーム、クリーン・チャンバ、ミニエンバイロメント等の超クリーンな作業空間に適合する空気の供給装置としては、吸着材を用い、空気中の汚染物質、例えばアンモニウム成分、アミン化合物成分、硫黄酸化物成分、有機化合物成分、ナトリウム成分、カリウム成分、金属成分、水、過酸化物成分等の汚染物質の吸着と再生を同時に行い、半永久的に使用可能で、空気中の当該分子状汚染物質を連続的に除去してクリーンな作業空間にクリーンエアを連続的に供給するロータ式の空気清浄化装置や空気中の水分を連続的に除去するロータ式の減湿空気供給装置（デシカント）がすでに実用化されている。
【０００３】
しかしながら、ロータ式の空気清浄化装置は、本質的に後記するような解決困難な問題があり、さらに高度のクリーンエア環境を実現することは困難である。従って、基本的には、吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スィング吸着（ＴＳＡ）による空気清浄化装置や減湿空気供給装置が、最も好ましいが、当該方式も、以下に説明するような困難な技術的課題が未解決であるため、実用化されていない。
【０００４】
（従来の回分式温度スィング装置）
クリーンな作業空間に適合する空気を連続的に供給する装置である回分式温度スイング吸着による空気清浄化装置は、通常、第１系列と第２系列の吸着材ユニットからなり、第１系列で吸着による清浄化、除湿操作を行い、その間に、第２系列で吸着物質の脱離・再生を行うものであって、当該清浄化機能や除湿機能と吸着物質の脱離・再生機能を奏する装置部分はできるだけコンパクトな装置であることが必要である。そして、さらに、極めて重要なことは、当該回分式操作の必須の操作である、第１系列と第２系列における吸着操作と再生操作の「通気モード切換え」の際、供給気体の流量、静圧、差圧が実質的に変動しない性能を保有している必要があることである。
【０００５】
しかしながら、従来の吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着装置においては、コンパクトな装置にすること、及び、吸着と再生の通気モード切換えの際、供給気体の流量変動、静圧変動、差圧変動を許容精度内に抑制するという課題がいずれも解決されていない。切換え時のかかる変動が避けられないことは、回分式装置を使用するかぎり避けられないと見なされていた。
【０００６】
（通気モード切換え）
吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング（ＴＳＡ）吸着装置において「通気モード切換え」とは、より具体的には、まず、処理気体を第１系列吸着材ユニットに通気して吸着操作を行っている間に、再生気体を第２系列吸着材ユニットに通気して再生操作を行い、第１系列吸着材ユニットの吸着能力が限界に達するまでに、第２系列吸着材ユニットの吸着能力を加熱して脱離再生させて、次いで冷却して再生操作終了時点で第１系列吸着材ユニットに通気していた処理気体を再生気体に切換え、同時に第２系列吸着材ユニットに通気していた再生気体を処理気体に切換えるという操作である。
【０００７】
そして当然のことながら、次の切換え操作においては、第１系列吸着材ユニットには再生気体から処理気体に、第２系列吸着材ユニットには処理気体から再生気体に切換えるという通気モード切換えとなる。
【０００８】
図６は、従来の吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着装置を示す。かかる従来の装置においては、何故コンパクト化が困難であるか、及び、何故通気モード切換え時における流量変動、静圧変動及び差圧変動が避けられないかを、詳しく説明する。
【０００９】
図６は、空気中の分子状有機性汚染物質を除去するため吸着材として活性炭のハニカム状成形体を容器に積層して吸着材ユニットとした吸着材ユニットを２系列備える従来の回分式温度スイング吸着による空気清浄化装置２００である。
【００１０】
（定常運転時の操作）
処理空気は、処理空気口１０１から流入して処理空気ダクト１０６を通って処理空気ブロワ１０３、処理空気フィルタ１０２、処理空気ダンパ１０５を経て第１系列ダクト１１０と第２系列ダクト１１７の分岐／合流点Ｔ１に流入する。
【００１１】
第１系列吸着材ユニット１０９に通気して吸着操作が行われ、第２系列吸着材ユニット１１８に再生空気を通気して再生操作が行われる場合は、第１系列側の開閉バルブＶ１は開弁状態で第２系列側開閉バルブＶ４は閉弁状態である。
【００１２】
処理空気は、処理空気ダクト１０６内を流れて、分岐／合流点Ｔ１、開閉バルブＶ１、分岐／合流点Ｔ２を経て第１系列ダクトに接続している第１系列吸着材ユニット１０９（１０９ａ、１０９ｂ）に流入する。第１系列吸着材ユニット１０９a、１０９bを通過する間に分子状有機性汚染物質が除去され、開弁状態にある開閉バルブＶ２から分岐／合流点Ｔ４を経て供給空気ダクト１１５に流入し、供給空気フィルタ１２８を通過して清浄化された供給空気となって供給空気口１１６から流出する。このときバルブＶ２が開弁状態であるから開閉バルブＶ３及びＶ６は閉弁状態である。
【００１３】
一方、再生空気は、再生空気口１１９から再生空気フィルタ１２１を経て再生空気ブロワ１２２に吸引されて空気清浄化装置２００内に取込まれ、再生空気ダクト１２０内を流れて再生空気ダンパ１２４、冷却器１２５、加熱器１２７を通過して第１系列ダクト１１０及び第２系列ダクト１１７に継がる分岐／合流点Ｔ８に流入する。
【００１４】
第２系列吸着材ユニット１１８a、１１８bを再生操作する際、再生空気は開弁状態にある開閉バルブＶ７を経て分岐／合流点Ｔ５から第２系列ダクト１１７内を流れて第２系列吸着材ユニット１１８a、１１８bに流入する。
【００１５】
第２系列吸着材ユニット１１８a、１１８bが吸着した吸着物を脱離する操作時間においては加熱器１２７で再生空気を加熱する。この間、冷却器１２５は停止している。吸着物を脱離して昇温状態にある第２吸着材ユニット１１８a、１１８bを冷却する操作時間においては冷却器１２５を作動させる。この間、加熱器１２７は停止している。
【００１６】
第２系列吸着材ユニット１１８a、１１８bを通過した再生空気は、分岐／合流点Ｔ６から開弁状態の開閉バルブＶ８、さらに分岐／合流点Ｔ７を経て排出空気ダクト１１３内を流れて、排出空気となって排出空気口１１４から系外へ排出される。このとき、開閉バルブＶ８が開弁状態であるから、開閉バルブＶ４、及びＶ５は閉弁状態である。
また、開閉バルブＶ４は、閉弁状態であるから、再生空気は処理空気ダクト１０６の分岐／合流点Ｔ１へは流入することはない。
【００１７】
（通気モード切換えの困難性）
さて、以上の状態にある第１系列吸着材ユニット１０９a、１０９bを、吸着から再生する操作へ、第２系列吸着材ユニット１１８a、１１８bを再生操作から吸着操作へ通気モードの切換えは、ごく短時間（例えば０．８秒）で行わなければならないが、この操作はきわめて困難である。
【００１８】
すなわち、開弁状態にある四つのバルブ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ７及びＶ８）を瞬時に閉弁状態に、かつ、同時に、閉弁状態にある四つのバルブ（Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５及びＶ６）を瞬時に開弁状態にする必要があるからである。
【００１９】
上記したように、吸着材ユニットを２系列備える従来の回分式温度スイング吸着による空気清浄化装置２００においては、吸着と再生の操作を同時に行って連続的に清浄空気を供給しようとすると、処理空気、供給空気、再生空気、排出空気相互の混入を防止して第１系列吸着材ユニット１０９a、１０９b、第２系列吸着材ユニット１１８a、１１８ｂのそれぞれと、それら空気の流れるダクトを接続する必要がある。そのため、吸着材ユニットの上流側には処理空気、並びに、排出空気が流れる２系統のダクト及び処理空気を取入れて第１系列と第２系列のそれぞれの吸着材ユニットへ分岐する分岐／合流点Ｔ１と排出空気を第１系列ダクト１１０と第２系列ダクト１１７から排出空気口１１４へ導く排出空気ダクト１１３に接続するダクトの分岐／合流点Ｔ７とそれぞれの両側にダクト回路を開閉するためのバルブＶ１、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ８を配置する必要がある。
【００２０】
また、吸着材ユニットの下流側には供給空気、並びに再生空気が流れる２系統のダクト及び供給空気を取出す第１系列ダクト１１０と第２系列ダクト１１７から供給空気口１１６へ導く供給空気ダクト１１５に接続するダクトの分岐／合流点Ｔ４と再生空気を第１系列と第２系列のそれぞれの吸着ユニットへ分岐する分岐／合流点Ｔ８とそれぞれの両側にダクトを開閉するための開閉バルブＶ２、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ７を配置する必要がある。
【００２１】
さらに、第１系列ダクト１１０から排出空気ダクト１１３へ、又、第２系列ダクト１１７から排出空気ダクト１１３へ再生空気が流れるように分岐／合流点Ｔ２、Ｔ６が、再生空気ダクト１２０から第１系列ダクト１１０へ、また、再生空気ダクト１２０から第２系列ダクト１１７へ再生空気が流れるように分岐／合流点Ｔ３、Ｔ５が必要である。
【００２２】
このようにして結局、吸着材ユニット１０９、１１８の上流側と下流側それぞれに２系統、計４系統のダクトと計８基の開閉バルブと計８基の分岐／合流点が必要であって、計４系統ものダクトが必要となる。
【００２３】
このため、きわめて複雑で長いダクトの「引きまわし」を必要とすることになる。ここで本発明が対象としている半導体工場等で使用されるダクトとは、径が５０ｍｍ程度の小配管ではない。例えば５００ｍｍの正方形断面のダクトである（例えば、処理空気量が１００ｍ3／ｍｉｎの場合、約８ｍ／ｓの流速で流すためには正方形断面のダクトの寸法は約５００ｍｍとなる。）
【００２４】
したがって、仮にかかる「引きまわし」が３０ｍであったならば、ダクトのみでなんと６.２ｍ3の占有空間が必要となる。処理空気量が２０ｍ3／ｍｉｎの場合は同じく約８ ｍ／ｓの流速で、同じく３０ｍの引きまわしでは、ダクトのみで１．３ｍ3の占有空間が必要となる。
【００２５】
つまり、常圧下にある空気が流れるダクトの占有空間は実際は、莫大なものであって、これにダクトの分岐／合流点や、ダクトの重なり、交叉、曲がり、拡大（縮小）、開閉バルブ、断熱材の装着等のために必要占有空間が加わるから、装置全体としての占有空間は、極めて大きなものとなる。
【００２６】
これが吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着装置をコンパクトにするのを困難にしている第１の理由である。当然このままでは、到底コンパクトな装置とはならないことは明らかであるが、かかる課題は、そう容易に解決できるようなものではない。
【００２７】
さらにまた、通気モード切換えにおいては、吸着操作と再生操作を同時に切換えなければならないから、処理空気及び供給空気の流れを停止させることなく、圧力損失が小さく、口径の大きい開閉バルブ計８基を、同時に動作を開始させ、かつ、同時に動作を停止させ、しかも、動作時間を可能な限り短時間（例えば１秒以下）とする必要がある。
【００２８】
しかしながら、８基全ての開閉バルブを同時に、かつ、短時間で動作させることはきわめて困難である。そして、いずれかの開閉バルブに僅かな遅れがあると、供給空気の流量と圧力が変動するというさらに大きな問題が生ずる。
【００２９】
例えば、図６において、開閉バルブＶ１が開から閉となる動作開始時刻と開閉バルブＶ４が閉から開となる動作開始時刻に０.１秒の遅れがあり、他の開閉バルブＶ５、Ｖ８、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ６、Ｖ７には全く遅れがないとした場合、一瞬（０.１秒間）処理空気の流れが停止して直ちに復元する流量の変動となって供給空気ダクト１１５内を流速に見合う速度で伝播する。
【００３０】
一方、圧力の変動については、正常な供給空気静圧から静圧ゼロに、０.１秒後に正常な供給空気静圧に復元する急激な圧力変動が発生する。
【００３１】
そして、当該急激な圧力変動は、実は当業者が予想もしない高速度でダクト内を伝播するのである。すなわち、この圧力変動は、供給空気ダクト１１５内を音速、即ち、概略、秒速３２０ｍという高速で伝播する。実際には８基の開閉バルブの開閉動作時間は様々であるから、このような流量と圧力は様々な変動状態が発生する。
【００３２】
半導体等の製造工程においては、クリーンな作業空間に適合する空気を大量に、安定的に、かつ、連続的に供給しなければならないが、もし上記したように切換え時において、供給空気の流量と圧力がこのように変動することになった場合は、半導体製品の歩留りを著しく低下させる大きな要因となる。したがって、切換えに伴う様々な変動状態を呈する流量及び圧力の変動、とりわけ音速という予想外の高速度で伝播する圧力変動をいかにして許容精度内に抑制するかという大きな問題があるのである。
【００３３】
さらに他の問題は、図６の従来装置においては、通気モード切換えの際には、８基の開閉バルブと８基の分岐／合流点との間にあるダクト内の空気は、その開閉バルブを閉弁状態とした場合は流れが停止するから、次の開弁となるまでの間はそのまま滞留する淀み箇所となることである。
【００３４】
例えば、分岐／合流点Ｔ６と分岐／合流点Ｔ１との間のダクト、分岐／合流点Ｔ２と分岐／合流点Ｔ１との間のダクトは、再生開始直後の高濃度の脱離した汚染物質を含む排出空気が滞留する淀み箇所となるから、吸着開始直後の供給空気中の清浄度に影響するという問題である。
【００３５】
このように、上記した回分式吸着装置は、容易には解決できない大きな問題があるので、現在では、全く異なった操作原理により、連続的に運転し、回分式装置に固有の通気モード切換え操作をなくそうとするアプローチが取られ、例えばロータ式の空気清浄化装置（特許文献１参照）や減湿空気供給装置（特許文献２参照。）が開発されている。しかしながら、これらについても、以下のような大きな問題が存在する。すなわち、
【００３６】
ロータ式装置においては、使用する吸着ロータの基数によっても異なるが、２〜３基のロータを直列に接続して使用するので、通常４基から６基の送風機を必要としており、ロータの上流側と下流側の双方にロータの吸着部、再生部、冷却部の三領域にそれぞれ専用のフードないしカバーが必要となる。その他にフィルタ、ダンパ、バルブ、加熱器、冷却器が必要であるから、結局はロータ式空気清浄化装置やロータ式減湿空気供給装置には、極めて多数の構成機器と部品が必要となる。
【００３７】
さらに、ロータの断面積はそのロータに接続するダクトのそれよりも大きい。これにダクト自体と分岐／合流点、ダクトの重なり、交叉、曲がり、引きまわし、拡大（縮小）、ロータ用フードが加わるから、ロータ式の空気清浄化装置や減湿空気供給装置は、必然的に大きな占有空間を占めるものとならざるを得ず、基本的に占有空間を小さくすることは困難であって、ミニエンバイロメントに適用するのは困難である。
【００３８】
加えて、ロータ式装置における吸着材ロータは、回転しているから、それの上流側及び下流側に取付ける各領域のフードは、ロータ端面に近接して取付けざるを得ない。したがって、処理空気、供給空気、再生空気、冷却空気あるいは、処理途中の空気等、各ロータに出入りする空気の漏出や漏入や混入を防止するのは困難である。とくに、半導体産業において必要な分子状汚染物質を極低濃度まで徹底して除去することは一層困難となる。ロータ付近からは空気が漏出しやすく、汚染を拡散させやすいという問題もある。さらにまた、気体が空気ではなく窒素ガスのロータ式清浄化装置や減湿窒素ガス供給装置は実現が極めて困難である。
【００３９】
【特許文献１】特開２００１−１４１２７４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平１１−１８８２２４号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
本発明の目的は、体流路切換え時に誘起する静圧変動及び流量変動を許容精度内に抑制可能し、かつ、クリーン調温・調湿エア供給装置やドライ空気供給装置等で顕著となる差圧変動も許容精度内に抑制可能にして、さらにまた、気密性能と断熱性能も同時に改良を加えた４ポート自動切換えバルブを提供することである。
【００４１】
また本発明は、当該４ポート自動切換えバルブを、吸着材ユニット２系列を備える回分式温度スイング（ＴＳＡ）装置に、第１バルブ、第２バルブとして用いて、回分式温度スイング（ＴＳＡ）装置におけるダクト引きまわしを大巾に削減するとともに、通気モード切換えのために取付けられている開閉バルブ８基を削減した空気清浄化装置、ドライ空気供給装置、クリーン調温・調湿エア供給装置、さらには、従来実現されていなかった清浄化窒素ガス供給装置、クリーン調温・調湿窒素ガス供給装置、ドライ窒素ガス供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
〔１〕
内部に空間部を有する筐体部と、当該空間部を４つの小室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４に区画する開口部を有する枠形仕切板と、当該枠形仕切板の開口部を開放又は閉鎖する板状回動弁体と、当該区画された４つの小室に設けられた気体を常に流入させる流入ポートＬ１、気体の流入と流出を交互に行う流入／出ポート（１）Ｌ２、気体を常に流出させる流出ポートＬ３、及び気体の流入と流出を前記Ｌ２と交互に行う流入／出ポート（２）Ｌ４と、及び前記板状回動弁体を回転軸周りに回動させる駆動手段を備えていることを特徴とする４ポート自動切換えバルブ。
【００４３】
〔２〕
前記小室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４を、前記流入ポートＬ１を取付けた小室Ｒ１、当該Ｒ１を起点にして前記回転軸の時計まわり回転方向に前記流入／出ポート（１）Ｌ２を取付けた小室Ｒ２、前記流出ポートＬ３を取付けた小室Ｒ３、及び前記流入／出ポート（２）Ｌ４を取付けた小室Ｒ４の順に配置し、かつ、前記Ｒ１と前記Ｒ３は、気体流路切換え時に前記Ｌ１から流入した気体をＬ３へ流出させるように構成した対向位置に配置して、さらに、前記板状回動弁体は、前記Ｒ２及び前記Ｒ４に、又は前記Ｒ１及び前記Ｒ３に配置するように前記回転軸に取付けられていることを特徴とする〔１〕項に記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００４４】
〔３〕
前記開口部の形状は正方形、長方形、円形、又は楕円形であって、当該開口部の内縁周辺部には枠形弁座が形成され、又当該開口部面積は、前記流入ポートＬ１の断面積の２０〜１２０％の範囲から選ばれた面積を有していることを特徴とする〔１〕項又は〔２〕項に記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００４５】
〔４〕
前記板状回動弁体の形状は、前記開口部の形状と相似形であって、当該板状回動弁体の板面の面積は当該開口部を閉鎖する面積より大きく、その面積の１.３倍より小さい範囲から選ばれることを特徴とする〔１〕項乃至〔３〕項のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００４６】
〔５〕
前記筐体部は、側板、天板、及び底板から構成され、当該側板、天板、及び底板、及び前記枠形仕切板、前記回転軸、及び前記板状回動弁体は、断熱機能を備えていることを特徴とする〔１〕項乃至〔４〕項のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００４７】
〔６〕
前記板状回動弁体の回動動作は、起動から停止までの動作時間が０.１〜２０秒の範囲から選ばれており、かつ、回動角度が６２°〜１２２°の範囲から選ばれた往復回動であることを特徴とする〔１〕項乃至〔５〕項のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００４８】
〔７〕
前記開口部は、その開口率（％）の変更手段を有しており、前記板状回動弁体が前記Ｒ２及び前記Ｒ４に配置されている場合は、前記Ｒ１及び／又は前記Ｒ３の内壁面に沿って；また前記板状回動弁体が前記Ｒ１及び前記Ｒ３に配置されている場合は、前記Ｒ２及び／又は前記Ｒ４の内壁面に沿って；上下方向又は水平方向に移動可能な前記開口部の開口率（％）をそれぞれ独立に変更可能とする開口率変更手段を有していることを特徴とする〔１〕項乃至〔６〕項のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００４９】
〔８〕
前記開口率変更手段は、可動板とその駆動体から構成され、前記可動板の動作は前記板状回動弁体の回動動作に同期していることを特徴とする〔１〕項乃至〔７〕項のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００５０】
〔９〕
前記流入ポートＬ１及び／又は前記流出ポートＬ３に圧力センサを備えていることを特徴とする〔１〕項乃至〔８〕項のいずれかに記載の４ポート自動切換えバルブ。
【００５１】
また、本発明にしたがえば以下の回分式温度スイング吸着装置が提供される。
〔１０〕
吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着装置において、当該吸着装置の２系列の吸着ユニットには、〔１〕項乃至〔９〕項のいずれかに記載の前記４ポート自動切換えバルブ２基が第１バルブと第２バルブとして組み合わせて取付けられており、当該２系列の吸着材ユニットのそれぞれは、前記吸着材ユニットの吸着能力を再生させる再生手段、処理気体の静圧、供給気体の静圧、再生気体の静圧、及び排出気体の静圧のそれぞれ計測・調整手段、再生気体の流量及び／又は処理気体の流量の計測・調整手段、及び前記第１バルブ及び第２バルブによる吸着操作と再生操作の切換え（通気モード切換え）を制御する切換え制御器から少なくとも構成されていることを特徴とする回分式温度スイング吸着装置。
【００５２】
〔１１〕
前記吸着材ユニットは、分子状汚染物質を吸着する吸着材料を使用して形成したユニット乃至水分を吸着する吸着材料を使用して形成したユニットがそれぞれ直列に配置されていることを特徴とする〔１０〕項に記載の回分式温度スイング吸着装置。
【００５３】
〔１２〕
前記第１バルブ及び前記第２バルブが備える圧力センサからの測定信号を前記切換え制御器に入力することを特徴とする〔１０〕項又は〔１１〕項に記載の回分式温度スイング吸着装置。
【００５４】
〔１３〕
前記再生手段は、処理気体の流量の０.０５〜１.２倍の範囲で流量を任意に調整することができる再生用ブロワを有していることを特徴とする〔１０〕項乃至〔１２〕項のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【００５５】
〔１４〕
前記回分式温度スイング吸着装置において、前記通気モード切換えに先立って、処理気体の流量と再生気体の流量が等しくなるように流量の調整が行われ、更に処理気体の静圧と再生気体の静圧が等しくなるように静圧の調整が行われて、当該通気モード切換えを行うことを特徴とする〔１０〕項乃至〔１３〕項のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【００５６】
〔１５〕
前記回分式温度スイング吸着装置において、前記通気モード切換えに先立って、処理気体が第１バルブ流入ポートＬ１から第２バルブ流出ポートＬ３までの流路を流れる流動差圧（圧力損失）、再生気体が第２バルブの流入ポートＬ１から同バルブの流出ポートＬ３までの流路を流れる流動差圧（圧力損失）、並びに再生気体が第２バルブの流入ポートＬ１から第１バルブ流出ポートＬ３までの流路を流れる流動差圧（圧力損失）が等しくなるように差圧調整を行うことを特徴とする〔１０〕項乃至〔１４〕項のいずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【００５７】
〔１６〕
前記回分式温度スイング吸着装置が、空気清浄化装置、ドライ空気供給装置、クリーン調温・調湿エア供給装置、清浄化窒素ガス供給装置、ドライ窒素ガス供給装置、又はクリーン調温・調湿窒素ガス供給装置であることを特徴とする〔１０〕項乃至〔１５〕項いずれかに記載の回分式温度スイング吸着装置。
【００５８】
〔１７〕
クリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・ベンチ、半導体製造装置、液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置を含む電子部品の製造に係わる装置、クリーン・トンネル、クリーン・オーブン、プロセス基板保護用保管庫、ストッカ、製造装置に付随する移載装置、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及び装置補機の少なくとも一つを含んで構成されるクリーン電子部品製造・施設又はクリーン半導体製造施設・設備に〔１６〕項に記載のいずれかの装置を用いて、清浄化空気、ドライ空気、クリーン調温・調湿エア、清浄化窒素ガス、ドライ窒素ガス、又はクリーン調温・調湿窒素ガスを供給する方法。
【００５９】
〔１８〕
〔１６〕項に記載の空気清浄化装置、ドライ空気供給装置、クリーン調温・調湿エア供給装置、清浄化窒素ガス供給装置、ドライ窒素ガス供給装置、及びクリーン調温・調湿窒素ガス供給装置の少なくとも一つを備えることを特徴とする、クリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・ベンチ、半導体製造装置、液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置を含む電子部品の製造に係わる装置、クリーン・トンネル、クリーン・オーブン、プロセス基板保護用保管庫、ストッカ、製造装置に付随する移載装置、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及び装置補機の少なくとも一つを含んで構成されるクリーン電子部品製造・施設又はクリーン半導体製造施設・設備。
【発明の効果】
【００６０】
本発明の４ポート自動切換えバルブによれば、従来技術においては８基の開閉バルブと８カ所の分岐／合流点と複雑で長いダクトの引きまわしを必要としていたが、本発明の４ポート自動切換えバルブは２基のみによって、同等の吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着（ＴＳＡ）システムを構築することができる。また、占有空間が大きいダクトの引きまわしを大巾に削減することが可能となる。
【００６１】
さらに、従来技術におけるダクトの分岐／合流点８カ所を全て無くすることができる。
これにより、処理気体や再生気体が流れないで滞留したままとなる「たまり」、「淀み」箇所を無くすることができる。
【００６２】
したがって、きわめてシンプルな回分式温度スイング吸着（ＴＳＡ）システムを実現させることができ、このシステムを装置化した場合はコンパクトで安価な装置となる。
【００６３】
本発明の４ポート自動切換えバルブは、その筐体部を構成する天板、底板、側板、枠形仕切板、回転軸、板状回動弁体は断熱機能を備えることができるから、当該バルブ内高温の再生気体と低温の処理気体や供給気体が同時に隣接して流れても天板、側板、底板、枠形仕切板、回転軸、板状回動弁体が伝熱面となって高温気体から低温気体への熱の移動は抑制されており、吸着除去、脱離・再生は影響されることはなく、同時に実施できる。
【００６４】
加えて、通気モード切換えに先立っては切換え制御器の出力信号によって、処理気体と再生気体の流量、圧力（静圧）、差圧はいずれも同流量、同静圧、同差圧に制御されており、さらに、２基の切換えバルブの駆動モータは同時に起動し、同時に停止するよう、しかも０.１〜２０秒の短時間で動作するから、切換え時の流量と静圧と差圧の変動は許容精度内である。
【００６５】
本発明の４ポート自動切換えバルブを用いれば、クリーン・ルーム、クリーン・チャンバ、ミニエンバイロメントに供給する分子状汚染物質をppbレベルまで除去した空気や窒素ガスの清浄化装置にとどまらず、分子状汚染物質を除去してさらに調温・調湿したクリーン調温・調湿エア供給装置、クリーン調温・調湿窒素ガス供給装置や、露点−８０℃以下まで水分を除去したドライ空気やドライ窒素ガスを供給する装置などにおいて切換え時の流量、静圧、差圧の変動を許容精度内に抑制して供給する回分式温度スイング吸着による装置を提供することが可能となる。
【００６６】
そしてこれらコンパクトで安価な装置を用いれば、単にクリーン・ルームや半導体などの製造装置内に設けたミニエンバイロメントへの清浄化空気や窒素ガス、ドライ空気や窒素ガス、及びクリーン調温・調湿エアや窒素ガスの供給にとどまらず、これらクリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・チャンバ、半導体や液晶や有機ＥＬなどの製造装置、クリーントンネル、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及びストッカ等多数の機器から構成され、常にクリーンな雰囲気空間を必要とする電子部品製造施設・設備にも上記した空気又は窒素ガスを適切な箇所から容易に供給できるから、それら製品の収率向上に大きく寄与できるのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は  本発明の４ポート自動切換えバルブの一実施形態を示す図である。
【００６８】
本発明の４ポート自動切換えバルブは、基本的にその内部に空間部を有する筐体部と、当該空間部を４つの小室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４に区画する開口部を有する枠形仕切板と、当該枠形仕切板の開口部を開放又は閉鎖（又は閉塞）する板状回動弁体と、当該区画された４つの小室に設けられた気体を常に流入させる流入ポートＬ１、気体の流入と流出を交互に行う流入／出ポート（１）Ｌ２、気体を常に流出させる流出ポートＬ３、及び気体の流入と流出を前記Ｌ２と交互に行う流入／出ポート（２）Ｌ４と、及び前記板状回動弁体を回転軸周りに回動させる駆動手段を備えている。
【００６９】
より具体的には、図に示すように、流入ポートＬ１、流入／出ポート（１）Ｌ２、流出ポートＬ３、流入／出ポート（２）Ｌ４、を取付けた筐体部１３５と、さらに天板１３６と底板１３７と側板１４１とで囲まれた内部空間内に４つの小室を区画する枠形仕切板１３２、と板状回動弁体１３４a及び１３４bと、その板状回動弁体１３４を取付けた回転軸１３８と、天板１３６上に設置した電動モータ１４０を備える駆動部（駆動手段）１３１から構成されていることを示している。図に示した筐体部１３５の形状は上端には天板１３６を、下端には底板１３７を有している断面が正４角形で、４つの側板１４１それぞれに流入ポートＬ１、流入／出ポート（１）Ｌ２、流出ポートＬ３、流入／出ポート（２）Ｌ４が取付けられている。
【００７０】
（流入ポート等の定義・機能）
ここで以下の定義をおく。
「流入ポート」とは、気体が「常に流入する」ポートで「流入専用ポート」ともいう。
「流出ポート」とは、気体が「常に流出する」ポートで「流出専用ポート」ともいう。
「流入／出ポート」とは、気体の流入及び流出をいずれも行うポートであって、あるとき（ある定常状態の運転時）には気体の流入を、あるとき（別の定常状態における運転時）には気体の流出を、交互に行うものであり、「流入／流出両用ポート」ともいう。
（定常状態においては）上記「流入専用ポート」より流入した気体は、この「流入／出ポート」より流出し、また、この「流入／出ポート」より流入した気体は、前記「流出専用ポート」より流出するように構成されている。
【００７１】
そして、本発明のバルブにおいては、上記「流入ポート」から「流出ポート」へ気体が流れるのは、流路を切換えるごく一瞬の間のみである。図８はこの状態を示すものであるが、詳しくは後述する。
【００７２】
「気体」とは、通常は空気のことであるが、それ以外の窒素や、さらにヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の不活性ガスであってもよい。以下の記載は、空気を処理する場合について述べているが、これはその他の窒素等も含む意味に解釈されるべきである。
【００７３】
このように、筐体部１３５の内部空間を回転軸１３８のまわりに四つの枠形仕切板１３２a〜１３２dで仕切り、４つの小室を設けている。（小室は図２のように上からみて、時計回りにＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４である。）  
【００７４】
四つの枠形仕切板１３２a〜１３２dの例えば中央部には、それぞれ開口部１３９a〜１３９dを設け、その内縁周辺部に枠形弁座１３３a〜１３３dが形成されている。さらに、回転軸１３８には、当該開口部を開放又は閉鎖する板状回転弁体１３４ａ及び１３４ｂが取付けられており、天板１３６の中心に穿った軸孔から回転軸１３８の上端部を突き出させて天板１３６上に設置した駆動部１３１が出力する電動力を回転軸１３８に伝導させる機構を備えている。
【００７５】
また、図２には、板状回動弁体１３４a及び１３４bの回動範囲も示してあり、回動角度は９０°である。
さらにまた、図２に示すように、圧力センサ１０７は流入ポートＬ１と流出ポートＬ３に取付けられている。ただし、流出ポートＬ３に接続する流路にこのような圧力センサが取付けられている場合は、当該流出ポートＬ３に圧力センサ１０７aを取付ける必要はない。
【００７６】
また、図１及び図２に示すように、小室Ｒ４の内壁面に沿って上下方向に移動可能な、可動板１５０c及び１５０dと当該駆動体１５１c及び１５１d  が取付けられている。
【００７７】
（断熱機構）
次に本発明の４ポート自動切換えバルブの断熱機能について説明する。
図１及び図２に示す回転軸１３８は断熱機能を備えることが好ましい。たとえば、ステンレス製の中空構造のものを使用することにより、さらに、その外表面は研磨又は鍍金（メッキ）仕上げして断熱機能を備えさせる。
【００７８】
またこれらの図に示す筐体部１３５を構成する側板１４１、天板１３６、底板１３７、枠形仕切板１３２、板状回動弁体１３４、枠形弁座１３３はフレーム材と薄板材を主要部材に用いて中空構造を形成するように製作することが好ましい。これらの材質は比較的熱伝導率が小さいステンレス材を用いることが望ましい。構成部材の表面は回転軸１３８と同様に研磨又は鍍金仕上げして断熱機能を備えさせることが好ましい。中空部分には耐熱性断熱材を装填して、断熱機能が発揮させられるようにすることが望ましい。さらに、機密性と耐圧性を保持させるように設計・製作すれば真空断熱処理することもできる。一方、筐体部の外面には断熱材を装着することが好ましい。
【００７９】
図１及び２に示した枠形仕切板１３２、板状回動弁体１３４、枠形弁座１３３を、さらに具体的に、図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した。
すなわち、図３の（Ａ）は、本発明の４ポート自動切換えバルブの枠形仕切板１３２a〜１３２dの斜視図であり、同図（Ｂ）は、板状回動弁体１３４の斜視図であり、同図（Ｃ）は、形弁座１３３を示した部分拡大図である。
【００８０】
図３の（Ｃ）に示すガスケット溝１５４には、低熱伝導性で、かつ、耐熱性の紐状ガスケット２條（２本）を枠形弁座１３３a〜１３３dの全周に嵌め込む。板状回動弁体１３４a及び１３４bが起動して図２に示す枠形仕切板１３２b及び１３２dに嵌合して停止する場合、板状回動弁体１３４a及び１３４bと枠形弁座１３３b及び１３３dとは、当該２條のガスケットを介して接触するようになっており、枠形弁座１３３と板状回動弁体１３４との接触面積は限界まで縮減されている。それゆえ、枠形仕切板１３２b及び１３２dと板状回動弁体１３４a及び１３４bとの間の熱の移動量は極めて少ない。
なお、枠形仕切板１３２a〜１３２d及び板状回動弁体１３４a及び１３４bの形状と構造は図３に示した形状と構造に限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において様々な形状と構造を採用し得る。
【００８１】
（圧力調整用可動板）
図４は本発明の４ポート自動切換えバルブで、断面が円形である上記したものとは異なる他の実施形態の構成図、図５はその横断面図である。
【００８２】
図において、流入ポートＬ１と流出ポートＬ３は、側板１４１に、流入／出ポート（１）Ｌ２と流入／出ポート（２）Ｌ４は、底板１３７に取付けられている例である。可動板１５０b及び１５０cは小室Ｒ３の内壁に沿って水平方向に移動可能な様に取付けられており、板状回動弁体１３４a、１３４bは小室Ｒ２と小室Ｒ４に配置するように回転軸１３８に取付けられている。
【００８３】
図４及び図５に示す４ポート自動切換えバルブによって気体流路を切換える際には、板状回動弁体が開口部１３９aと１３９cを閉鎖する位置から起動させ、開口部１３９bと１３９dを閉鎖する位置にまで回動させる。その場合は、開口部１３９cはすでに閉鎖されているから、Ｌ２からＬ３への流れ及びＬ１からＬ４へ流れを乱すことなく、差圧調整を行う必要がある場合には、開口部１３９cの面積の例えば５０％の位置に可動板１５０cを移動させておくことが好ましい。このようにして、板状回動弁体の動作時間が、例えば１秒ならば、可動板１５０cも１秒間で移動して、当該開口部１３９cの面積を１００％に復帰させられる。
【００８４】
（気体流路の切換え時の気体の流れの状況等、α型）
次に図７と図８を用いて本発明の４ポート自動切換えバルブの板状回動弁体１３４a及び１３４bを小室Ｒ２と小室Ｒ４に配置したα型バルブ（以下単に「α型」ということがある。）、及び、板状回動弁体を小室Ｒ１と小室Ｒ３に配置したβ型バルブ（以下単に「β型」ということがある。）における気体流路切換え時の気体の流れの状況と上下方向に移動する可動板の移動位置と流量調整と静圧調整についてさらに説明を加える。
【００８５】
ここでは、本発明の４ポート自動切換えバルブを２基組み合わせて適用した回分式温度スイング吸着装置のバルブについて説明する。なお、主として第１バルブに対する説明となるが、第２バルブに対する説明も同様となるので詳しい説明は省略する。
【００８６】
図７に示すα型では、板状回動弁体１３４a及び１３４bは、それぞれ小室Ｒ２及び小室Ｒ４内に配置されており、回動角度は９０°である。そして、板状回動弁体１３４aが枠形仕切板１３２bの開口部１３９bを閉鎖して、かつ、板状回動弁体１３４bが枠形仕切板１３２dの開口部１３９dを閉鎖している位置にある場合を、板状回動弁体１３４の「ｎポジション」とし、板状回動弁体１３４aが枠形仕切板１３２aの開口部１３９aを閉鎖して、かつ、板状回動弁体１３４bが枠形仕切板１３２ｃの開口部１３９cを閉鎖している位置にある場合を板状回動弁体１３４の「ｓポジション」とする。
本発明における気体流路切換えとは、板状回動弁体のポジションをチェンジすること、すなわち、このｎポジションとｓポジションを交互にポジションチェンジすることなのである。また、この流路切換えとは、通気モードチェンジと同義である。
【００８７】
気体流路切換え時、バルブの板状回動弁体１３４がｎポジションにある時、気体流路切換え操作に入る直前までは、処理気体は流入専用ポートＬ１から流入して流入／出ポートＬ２から流出している。同時に再生気体は、流入／出ポートＬ４から流入して流出専用ポートＬ３から流出している。
【００８８】
そして、流入ポートＬ１から流入する流量と流入／出ポートＬ４から流入する流量は流量の計測・調整手段により同流量に調整されている。また、開口部１３９aは１００％開口しているから、圧力調整用可動板１５０aは０％の移動位置にあり、同じく開口部１３９cも１００％開口しているから、圧力調整用可動板１５０cも０％の位置関係にある。
【００８９】
気体流路切換え操作とは、上記したように、板状回動弁体１３４を、ｎポジションからｓポジションに９０°回動させ、処理気体は、流入専用ポートＬ１から流入して流入／出ポートＬ４から流出するようにし、同時に、再生気体を、流入／出ポートＬ２から流入させて流出ポートＬ３から流出させるようにする操作である。
Ｌ１から流入する流量とＬ２から流入する流量は流量の計測・調整手段により同流量に調整する。
【００９０】
本発明においては、ｎポジションまたはｓポジションにあった板状回動弁体１３４a及び１３４bが、ポジションチェンジを行うべく起動して、枠形弁座１３３b及び１３３dから離間した瞬間から、今まで流れていたＬ１からＬ２への流れと、Ｌ４からＬ３へは流れが即座に停止するようにするため、静圧を、その計測・調整手段により調整している。この様な静圧の調整によって、当該ポジションチェンジの短い間だけ、Ｌ１からＲ１及びＲ２を経てＲ３へ、さらにＲ３からＬ３への流れとＬ１からＲ１及びＲ４を経てＲ３へ、さらにＲ３からＬ３への流れ、すなわち、Ｌ１からＬ３への流れが発生する。
【００９１】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、この切換え時にのみ発生する流入専用ポートＬ１から流出専用ポートＬ２への流れの発生状況を示すものである。ただし、図８は、９０°回動すべき板状回動弁体１３４が、丁度中間の４５°回動した時刻におけるＬ１から流入する処理気体の流れの状況を示すものである。
【００９２】
ところで、板状回動弁体１３４が起動して、流入専用ポートＬ１から流出専用ポートＬ３への流れが発生した際、開口部は１３２a、１３２b、１３２c、１３２d、の４カ所となるからこのままでは流出ポートＬ３における静圧は上昇して、板状回動弁体１３４が停止して気体流路切換え（ポジションチェンジ）終了時には静圧が低下するという静圧変動が発生する。したがって、Ｌ３における静圧は、気体流路切換え前のＬ２からＬ３への流れにおける静圧に保持させる必要がある。
【００９３】
静圧を保持させるには、板状回動弁体１３４を起動させる前に、開口部１３９b及び１３９dが必要な開口率となる位置に、圧力調整用可動板１５０b及び１５０dを移動させて予め調整しておけばよい。例えば開口率を７０％とする必要があるならば、可動板１５０ｂ及び１５０dを開口率が３０％縮小する位置まで移動させておくのである。
【００９４】
このように、本発明の４ポート自動切換えバルブは、流路切換え時（通気モードチェンジ時）に、圧力調整用可動板１５０b及び１５０dを移動させても、Ｌ１からＬ２への流れの状況及びＬ４からＬ３への流れの状況を何ら乱すことなく遂行できるという大きな特性を有している。本発明の４ポート自動切換えバルブは、このような特性を有しているため、単に空気清浄化装置にとどまらず、さらには、クリーン調温・調湿エア供給装置やドライ空気供給装置等の、後記するような回分式温度スイング吸着による各種の装置の構築を可能にしたものである。
【００９５】
本発明においては、かくして、板状回動弁体１３４が９０°回動してｓポジションに到達した時刻には、開口部１３９b及び１３９dは１００％の開口率となる必要があるから、板状回動弁体１３４の動作時間内で圧力調整用可動板１５０b及び１５０dは、３０％の位置から０％の位置まで板状回動弁体１３４の動作に同期させて移動させる。
【００９６】
もしも、ポジションチェンジのため、板状回動弁体１３４が起動してＬ１からＬ３への流れが発生してもＬ３における静圧変動が小さい場合は２枚の可動板１５０b又は１５０dのどちらか１枚の可動板のみによって開口部の調整を行うことで充分である。
可動板の駆動手段である駆動体は個々に取付けられており、又個別に駆動させられるから、２枚の可動板を同時に駆動させることも、どちらか１枚の可動板を駆動させることも可能である。
【００９７】
逆に、板状回動弁体がｓポジションにあって気体流路切換えを行う場合は、板状回動弁体１３４を起動させる前に、流入ポートＬ１から流入する処理気体の流量と、流入／出ポート（１）Ｌ２から流入する再生気体の流量とを、流量の計測・調整手段により調整し、また、流入ポートＬ１から流入／出ポート（２）Ｌ４への流れと、流入／出ポート（１）Ｌ２から流出ポートＬ３への流れが停止するように静圧の計測・調整手段で調整する。
【００９８】
さらに、開口部１３９a及び１３９cが、板状回動弁体１３４の起動時と停止時に、Ｌ３における静圧が保持できるに必要な開口率となる位置に可動板１５０a及び１５０cを移動させる調整を行う。
【００９９】
（気体流路の切換え時の気体の流れの状況等、β型）
図７に示すβ型においても、基本的にはα型と同様であるが、念のため、煩を顧みずに説明を加える。当該β型では、板状回動弁体１３４a及び１３４bは小室Ｒ３と小室Ｒ１内に配置されており、回動角度は９０°である。そして、板状回動弁体１３４aが枠形仕切板１３２bの開口部１３９bを閉鎖して、且つ、板状回動弁体１３４bが枠形仕切板１３２dの開口部１３９dを閉鎖している位置にある場合を板状回動弁体１３４のｎポジションとし、板状回動弁体１３４aが枠形仕切板１３２aの開口部１３９aを閉塞して、且つ、板状回動弁体１３４bが枠形仕切板１３２cの開口部１３９cを閉塞している場合を板状回動弁体１３４のｓポジションとする。
【０１００】
前述したα型の場合と全く同様にβ型の場合も板状回動弁体１３４がｎポジションにあって、気体流路切換え操作に入る直前までは、処理気体はＬ１から流入してＬ２から流出している。同時に再生気体はＬ４から流入してＬ３から流出している。そして、Ｌ１から流入する流量とＬ４から流入する流量は流量の計測・調整手段により同流量に調整されている。
又、開口部１３９aは１００％開口しているから、可動板１５０aは０％の移動位置にあり、開口部１３９cも１００％開口しているから、可動板１５０cも０％の移動位置にある。
【０１０１】
気体流路切換え操作は、板状回動弁体１３４をｎポジションからｓポジションに９０°回動させて、処理気体はＬ１から流入してＬ４に流出するように、同時に再生気体はＬ２から流入してＬ３から流出するようにする操作である。
【０１０２】
そして、板状回動弁体１３４a及び１３４bが起動して、枠形弁座１３３b及び１３３dから離間した瞬間からＬ１からＬ２への流れとＬ４からＬ３への流れが停止するように静圧の計測・調整手段により静圧調整する。この様な調整によってＬ１からＬ３への流れが発生する。
【０１０３】
ところで、板状回動弁体１３４が起動してＬ１からＬ３への流れが発生した際、開口部は１３２a、１３２b、１３２c、１３２dの４カ所となるから、このままではＬ３における静圧は上昇して板状回動弁体１３４が停止する気体流路切換え終了時には静圧が低下するという静圧変動が発生する。Ｌ３における静圧は流路切換え前のＬ２からＬ３への流れにおける静圧に保持させる必要がある。β型のバルブは板状回動弁体１３４aは小室Ｒ３内で、板状回動弁体１３４bは小室Ｒ１内で回動するためα型のそれに比べて静圧変動が大きくなる。とくに板状回動弁体が４５°回動したとき、もっとも大きい。
【０１０４】
静圧を保持させるには板状回動弁体１３４を起動させる前に、開口部１３９b及び１３９dが必要な開口率となる位置に、可動板１５０b及び１５０dを移動させて予め調整しておく。
例えば、開口率を６０％とする必要があるならば、可動板１５０b及び１５０dを、開口率が４０％縮小する位置まで移動させておく。
【０１０５】
前述したように、本発明の４ポート自動切換えバルブは、可動板１５０b及び１５０dを移動させる際、Ｌ１からＬ２への流れの状況及びＬ４からＬ３への流れの状況を何ら乱すことなく遂行できるという特性を有している。β型のバルブにおいても同様で、この特性が各種の回分式温度スイング吸着による装置構築を可能にした。
【０１０６】
そして、板状回動弁体１３４が９０°回動してｓポジションに到達した時刻には、開口部１３９b及び１３９dは１００％の開口率となる必要があるから、板状回動弁体１３４の動作時間内で可動板１５０b及び１５０dは３０％の位置から、０％の位置まで板状回動弁体１３４に同期させて移動させる。
【０１０７】
もしも、板状回動弁体１３４が起動してＬ１からＬ３への流れが発生してもＬ３における静圧変動が小さい場合は、圧力調整用可動板１５０b又は１５０dのどちらか１枚の可動板によって開口部の調整を行うことで充分である。
【０１０８】
可動板の駆動体（駆動手段）は個々に取付けられており、又個別に駆動させられるから、２枚の可動板を同時に、駆動させることも、どちらか１枚の可動板を、駆動させることも可能である。
【０１０９】
逆に、板状回動弁体がｓポジションにあって流路切換えを行う場合は、板状回動弁体１３４を起動させる前に、Ｌ１から流入する処理気体の流量とＬ２から流入する再生気体の流量とを流量の計測・調整手段により調整して、又、Ｌ１からＬ４への流れとＬ２からＬ３への流れが停止するように静圧の計測・調整手段で調整する。
【０１１０】
さらに、開口部１３９a及び１３９cが板状回動弁体１３４の起動時と停止時に、Ｌ３における静圧が保持できるに必要な開口率となる位置に可動板１５０a及び可動板１５０cを移動させる調整を行う。この調整を行う際、Ｌ１からＬ４への流れとＬ２からＬ３への流れの状況を何ら乱すことなく遂行できる。
【０１１１】
（第１バルブ及び第２バルブの組み合わせ使用）
本発明の４ポート自動切換えバルブは、α型であってもβ型であっても上記したような流路切換機能（通気モードチェンジ機能）を有しているが、実際に使用する場合は、二つのバルブを組み合わせて使用することが好ましい。
【０１１２】
図１０〜１２は、本発明の第１の適用例である図９に示す第１系列、第２系列からなる回分式温度スィング吸着による空気清浄化装置における第１の４ポート自動切換えバルブ（以下「第１バルブ」という。）、及び第２の４ポート自動切換えバルブ（以下「第２バルブ」ともいう。）内の通気モード切換え時の処理空気ダクト、再生空気ダクト、第１系列ダクト、第２系列ダクト、供給空気ダクト、排出空気ダクト及びそれぞれの内部に存在する空気の流れ方向を示す説明図である。
【０１１３】
なお、ここでは、第１バルブ、第２バルブともにα型とした。また、開口部の形状は正方形、当該面積は流入ポートＬ１の断面積の８５％、板状回動弁体の面積は、当該開口部面積の１.２倍である。ただし、図１０〜１２は処理空気を第１系列から第２系列へ、再生空気を第２系列から第１系列へ切換える場合である。
【０１１４】
以下、図中において、処理空気の流れを「Ｉ」で、再生空気の流れを「Ｉ’」、第１バルブ１０８及び第２バルブ１１１で空気の流れが停止している状態をそれぞれ「ＩＩ」と「ＩＩ’」で表した。
【０１１５】
また、処理空気を第２系列から第１系列へ、再生空気を第１系列から第２系列へ切換える場合、図１０〜１２と同様となるゆえ、詳細な説明は省略した。すでに述べたように、処理空気や再生空気の通気を第１系列から第２系列へあるいは第２系列から第１系列への切換えを通気モード切換えと称する。
【０１１６】
図１０（Ａ）に示す第１バルブ１０８においては、処理空気ダクト流出空気１５５は、第１バルブ流入専用ポートＬ１から流入して、第１系列ダクトと接続している第１バルブ流入／出ポート（１）Ｌ２から流出している。一方、第２系列ダクト流出空気１５７は、第１バルブ流入／出ポート（２）Ｌ４から流入して、第１バルブ流出ポートＬ３から流出している。このとき、第１バルブの板状回動弁体１３４は図１０（Ａ）で示す様に０°のｎポジションの位置にあって静止している。
【０１１７】
そして、図１０（Ａ）に示す第２バルブ１１１においては、再生空気ダクト流出空気１６１は第２バルブ流入専用ポートＬ１から流入して、第２系列ダクトと接続している第２バルブ流入／出ポート（２）Ｌ４から流出している。一方、第１系列ダクト流出空気１５９は、第２バルブ流入／出ポート（１）Ｌ２から流入して、第２バルブ流出ポートＬ３から流出している。このとき、第２バルブ板状回動弁体１３４は図１０（Ａ）で示す様に０°のｓポジションの位置にあって静止している。
【０１１８】
図１０〜１２に示す第１バルブ１０８、第２バルブ１１１のいずれのバルブにおいて、流入ポートＬ１における圧力をPw、流入／出ポートＬ２における圧力をPx、流出ポートＬ３における圧力をPy、流入／出ポートＬ４における圧力をPzで表した。
【０１１９】
次に、流路切換えのためのポジションチェンジを行うべく、第１バルブ１０８及び第２バルブ１１１の駆動手段である電動モータ１４０を同時に作動させて第１バルブ板状回動弁体１３４は反時計まわりに回転（プラス回転）させ、第２バルブ板状回動弁体１３４は時計まわりに回転（マイナス回転）させる。両バルブの電動モータを作動させ始めて、第１バルブ板状回動弁体１３４が＋２２.５°、第２バルブ板状回動弁体１３４が−２２.５°回転した状態を図１０（Ｂ）に示す。
【０１２０】
通気モード切換えに先立って、前述した様に、第１バルブ１０８、第２バルブ１１１における処理空気の静圧をそれぞれの圧力センサ１０７、１１２によって計測し、これが等しくなるように静圧調整して、かつ、処理空気と再生空気の流量が等しくなるように流量調整する。したがって、図９に示すように、処理空気が第１バルブ１０８の流入／出ポート（１）Ｌ２から第１系列ダクト１１０を経て第２バルブ１１１の流入／出ポート（１）Ｌ２に至るまでに生ずる圧力損失と再生空気が第２バルブ１１１の流入／出ポート（２）Ｌ４から第２系列ダクト１１７を経て、第１バルブ１０８の流入／出ポート（２）Ｌ４に至るまでに生ずる圧力損失は等しくなる。
【０１２１】
それゆえ、通気モード切換えの操作を開始して第１バルブの板状回動弁体１３４及び第２バルブの板状回動弁体１３４がそれぞれ枠形仕切板から離間した瞬間から、第１バルブと第２バルブ間の第１系列側及び第２系列側の静圧は等しくなり、第１系列ダクト１１０及び第２系列ダクト１１７を流れていた空気の流れは停止する。
【０１２２】
そして直ちに処理空気は、第１バルブ流入ポートＬ１から流入して、第１バルブ流出ポートＬ３から流出する。一方、再生空気も直ちに第２バルブ流入ポートＬ１から流入して、第２バルブ流出ポートＬ３から流出する。このメカニズムはすでに図７〜８を用いて説明したとおりである。
【０１２３】
これが、例えば回分式温度スイング吸着による空気清浄化装置において、本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を組み合わせて用いた場合、前述の通気モード切換え操作を遂行した際に発生する現象（効果）で、両バルブ（第１バルブ及び第２バルブ）の流出ポートＬ３から途切れることなく通気モード切換え操作前と同流量の空気が流出させられる。かかる現象は、すでに述べた図６に示すような従来の切換バルブ（及びそれを用いた切換方法）では到底達成することの出来ない顕著な効果というべきである。
【０１２４】
すなわち、図１０（Ｂ）の状態においては、第１バルブ流入／出ポート（１）Ｌ２、同流入／出ポート（２）Ｌ４、第２バルブ流入／出ポート（１）Ｌ２、同流入／出ポート（２）Ｌ４の流れは停止する。
【０１２５】
（回動角度４５°〜６７．５°）
次に、第１バルブ板状回動弁体１３４及び第２バルブ板状回動弁体１３４の位置がそれぞれ＋４５°、−４５°に達した状態を図１１（Ｃ）に示した。この状態においても第１バルブ１０８と第２バルブ１１１間の第１系列ダクト１１０及び第２系列ダクト１１７を流れていた空気の流れは停止したままである。そして、処理空気及び再生空気の流れは保持されている。
【０１２６】
さらに、第１バルブ板状回動弁体１３４及び第２バルブ板状回動弁体１３４の位置が、それぞれ＋６７.５°、−６７.５°に達した状態を図１１（Ｄ）に示した。この状態においても第１バルブ１０８と第２バルブ１１１間の第１系列ダクト１１０及び第２系列ダクト１１７を流れていた空気の流れは（Ｃ）の状態と同じである。そして、処理空気及び再生空気の流れは保持されている。
【０１２７】
（通気モードチェンジ完了）
通気モード切換え操作が終了する状態、すなわち、第１バルブの板状回動弁体１３４が＋９０°、第２バルブの板状回動弁体１３４が−９０°回転した状態を図１２（Ｅ）に示した（第１バルブはｎ→ｓへ、第２バルブはｓ→ｎへのチェンジが完了した。）。同図第１バルブ１０８において、処理空気ダクト流出空気１５５は、第１バルブ流入ポートＬ１から流入して、第２系列ダクトと接続している第１バルブ流入／出ポート（２）Ｌ３から流出している。一方、第１系列ダクト流出空気１５９は、第１バルブ流入／出ポート（１）Ｌ２から流入して、第１バルブ流出ポートＬ３から流出している。
【０１２８】
そして、図１２（Ｅ）で示す第２バルブ１１１において、再生空気ダクト流出空気１６１は第２バルブ流入ポートＬ１から流入して、第１系列ダクトと接続している第２バルブ流入／出ポート（１）Ｌ２から流出している。一方、第２系列ダクト流出空気１５７は第２バルブ流入／出ポート（２）Ｌ４から流入して、第２バルブ流出ポートＬ３から流出している。
【０１２９】
図１２（Ｅ）の状態においても、処理空気、再生空気の静圧及び流量は図１０（Ａ）の状態と同等に保持されている。
一方、第１バルブ板状回動弁体１３４は＋９０°回転して、又第２バルブ板状回動弁体１３４は−９０°回転して停止する。
【０１３０】
なお、通気モード切換え操作開始から終了までの時間は、圧力変動、流量変動の許容精度によって異なるため一概に限定できないが、通気モード切換え中に、第１バルブの流出ポートＬ３から排出空気ダクトに流れる空気は処理空気であり、第２バルブの流出ポートＬ３から供給空気ダクトに流れる空気は再生空気であるから短時間である程好ましく、通常０.１〜２０秒、好ましくは０．１〜１０秒、さらに好ましくは０．１〜５秒、最も好ましくは０．１〜１秒の範囲が好適である。
【０１３１】
一方、設計・製作上からα型バルブでは枠形仕切板１３２bと１３２c、又は１３２dと１３２aとが交叉する角度は、６０°から１２０°の範囲が妥当である。６０°未満になると、ポートの取付けが困難となる。従って、板状回動弁体１３４の回動角度は１２０°から６０°となり、これに板状回動弁体１３４を枠形弁座１３３に密接するための押し付け角度２°を見込むと６２°〜１２２°が実際の回動角度となる。
【０１３２】
又、図１０（Ｂ）、図１１（Ｃ）、（Ｄ）に示す様に、α型バルブにおいて、板状回動弁体１３４a及び１３４bが枠形仕切板１３２a〜１３２dから離間した状態における板状回動弁体１３４a及び１３４bと開口部１３９a〜１３９dの位置関係は、第１バルブ１０８においては処理空気ダクト流出空気１５５に対して、また、第２バルブ１１１においては再生空気ダクト流出空気１６１に対して、常に開度が１００％となることはない。すなわち、板状回動弁体１３４a及び１３４bが処理空気ダクト流出空気１５５、再生空気ダクト流出空気１６１の流れに対して圧力損失を増加させる邪魔板となるという好ましい邪魔板効果を発生して、第１バルブ１０８を通過する処理空気ダクト流出空気１５５の圧力損失を増大させている。また、第２バルブ１１１を通過する再生空気ダクト流出空気１６１の圧力損失を増大させている。
【０１３３】
（定常運転期間と通気モード切換え時の圧力変動）
第１バルブ１０８の板状回動弁体１３４がｎポジション、第２バルブ１１１の板状回動弁体１３４がｓポジションにあって、第１系列で吸着操作、第２系列で再生操作が行われている期間において、図９に示す処理空気は、第１バルブ１０８の流入ポートＬ１から同バルブの流入／出ポート（１）Ｌ２を経て、第１系列ダクト１１０に流入して第１系列吸着材ユニット１０９を通過して、第２バルブ１１１の流入／出ポート（１）Ｌ２から同バルブの流出ポートＬ３に流れる。この間の圧力損失ΔＰ１は第１バルブ流入ポートＬ１における圧力Pw１と第２バルブ流出ポートＬ３における圧力Py1との差：ΔＰ１＝Pw1−Py1である。
【０１３４】
一方、すでに説明したように、通気モード切換えに際しては、当該通気モード切換えに先立って、前述した静圧の計測・調整手段によって第１バルブの流入ポートＬ１における圧力、すなわち、処理空気の圧力Pw1と第２バルブの流入ポートＬ１における圧力、すなわち、再生空気の圧力Pw2とを等しくなるように調整している。それゆえ、通気モード切換え時の第２バルブ１１１の流入ポートＬ１と同バルブの流出ポートＬ３間の圧力損失ΔＰ２は第２バルブ１１１の流入ポートＬ１における圧力Pw2と通気モード切換え時の第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における圧力Py2との差：ΔＰ２＝Pw2−Py2＝Pw1-Py2である。また、処理空気と再生空気の流量も、流量の計測・調整手段によって等しくしている。
【０１３５】
当然のことながら、ΔＰ１＞ΔＰ２であるから、Py1＜Py2となる。すなわち、通常は、通気モード切換えにより、差圧変動、すなわち、第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における圧力が上昇するという非常に好ましくない変動が発生する。
【０１３６】
しかしながら、本発明の二つの４ポート自動切換えバルブを組み合わせて使用している図９の装置においては、第１系列吸着材ユニット１０９a及び１０９bを通過する間の圧力損失は、後記図１３で示す〔適用例２〕、図１４で示す〔適用例３〕に比べて小さい。それに加えて、前述したごとく、板状回動弁体１３４の回動時に発生する第２バルブ１１１の板状回動弁体１３４の邪魔板効果によってPy2≒Py1となるからPy2が大きくなるにもかかわらず、差圧変動巾は許容精度内に抑制できる。
【０１３７】
なお、第２バルブ１１１をβ型とした場合、前述のα型の場合よりもPy2が若干大きくなる。さらにまた、通気モード切換え時、第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における差圧変動と同時に、第１バルブ１０８の流出ポートＬ３においても排出空気の流れに差圧変動が発生するが、同バルブの板状回動弁体134が回動時に生起する邪魔技効果によって差圧変動巾は、充分許容精度内に抑制できる。
【０１３８】
（ドライ空気供給装置における可動板の作用）
図１３には、本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を備える回分式温度スイング吸着によるドライ空気供給装置１８０を示すが、当該装置に適用した場合における圧力調整用可動板の作用を示す。
【０１３９】
第１系列ダクト１１０には、第１系列No.１除湿ユニット１６３a、第１系列加熱器１６５a、第１系列冷却器１６６a、第１系列No.２除湿ユニット１６４a、第１系列分配器１６７aが接続されており、また、第２系列ダクト１１７には、第２系列No.１除湿ユニット１６３b、第２系列加熱器１６５b、第２系列冷却器１６６b、第２系列No.２除湿ユニット１６４b、第２系列分配器１６７bが接続されている。
【０１４０】
図１３に示す処理空気は、第１バルブ１０８の流入ポートＬ１から同バルブの流入／出ポート（１）Ｌ２を経て、第１系列ダクト１１０に流入して第１系列No.１除湿ユニット１６３a、第１系列加熱器１６５a、第１系列冷却器１６６a、第１系列No.２除湿ユニット１６４a、第１系列分配器１６７aを通過して、第２バルブ１１１の流入／出ポート（１）Ｌ２から同バルブの流出ポートＬ３に流れる。この間の圧力損失ΔＰ１は、第１バルブ流入ポートＬ１における圧力Pw１と第２バルブ流出ポートＬ３における圧力Py１との差：ΔＰ１＝Pw１―Py１である。
【０１４１】
一方、通気モード切換えに先立って、前述の静圧の計測・調整手段によって第１バルブの流入ポートＬ１における圧力、すなわち、処理空気の圧力Pw１と第２バルブの流入ポートＬ１における圧力、すなわち、再生空気の圧力Pw２とを等しくなるようにしている。また通気モード切換え前の第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における圧力Py１と、通気モード切換え時の第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における圧力Py２が等しくなるように可動板１５０aと１５０cを移動させて通気モード切換え前に差圧調整している。従って、第２バルブ１１１の流入ポートＬ１と同バルブの流出ポートＬ３間の圧力損失ΔＰ２は、通気モード切換え前と通気モード切換え時は等しくなり、ΔＰ２＝Pw２-Py２＝Pw１―Py１である。かくして、通気モード切換え時の差圧変動は、許容精度内に抑制できる。また、通気モード切換え終了までに、板状回動弁体１３４の動作と同期させて可動板１５０aと１５０cは開口部１３９aと１３９cの開口面積が１００％となるようにそれぞれ０％の位置まで移動させる。
【０１４２】
もしも、通気モード切換え前に可動板１５０aと１５０cを移動させないで開口部１３９aと１３９cの開口面積を１００％のままで、通気モード切換えを実行すると、ΔＰ１＞ΔＰ２であるから、Py１＜Py２となり、差圧変動、すなわち、第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における圧力は上昇する変動が発生することになり、非常に好ましくない。
【０１４３】
また、通気モード切換え時には、第２バルブ１１１の流出ポートＬ３における差圧変動と同時に、第１バルブ１０８の流出ポートＬ３においても排出空気の流れに差圧変動が発生する。それを抑制するために、通気モード切換えに先立って可動板１５０bと１５０dを移動させて差圧調整することが行われる。さらに通気モード切換え終了までに、板状回動弁体１３４の動作と同期させて可動板１５０bと１５０dは開口部１３９bと１３９dの開口面積が１００％となるように、それぞれ０％の位置まで移動させるようにする。
【０１４４】
（クリーン調温・調湿エア供給装置）
図１４は、クリーン調温・調湿エア供給装置を示すが、当該クリーン調温・調湿エア供給装置１９０における通気モード切換え時の差圧変動も、上記図１３のドライ空気供給装置の場合と同様に許容精度内に抑制できる。
【０１４５】
以上詳述したとおり、本発明の４ポート自動切換えバルブは、好ましくは、図１〜２及び図４〜５に示した圧力調整用可動板１５０と、その駆動体（駆動手段）１５１を備え、かくして、開口部の開口率を変更できる手段を備えているものであるから、切換え操作開始に先立って、その時点の流れの状態を何ら乱すことなく所定開口率に設定でき、静圧変動、差圧変動、流量変動を許容精度内に抑制することができるという従来の切換バルブにおいては持ち得ない新規な特性を備えた画期的な切換えバルブであると云わざるを得ない。
【０１４６】
〔適用例１〕（空気浄化装置への適用例）
図９は本発明の４ポート自動切換えバルブを、第１系列及び第２系列からなる空気清浄化装置１３０に適用した例を示すものであって、当該第１系列のバルブ（「第１バルブ」１０８という。）と第２系列のバルブ（「第２バルブ」１１１という。）として適用したものである。
【０１４７】
当該第１バルブ１０８の流入ポートＬ１は、処理空気ダクト１０６と、同流入／出ポート（１）Ｌ２は、第１系列ダクト１１０と接続し、同流入／出ポート（２）Ｌ４は第２系列ダクト１１７と、同流出ポートＬ３は、排出空気ダクト１１３と、それぞれ接続している。
【０１４８】
また、第２バルブ１１１の流入ポートＬ１は、再生空気ダクト１２０と、同流入／出ポート（１）Ｌ２は、第１系列ダクト１１０と、同流入／出ポート（２）Ｌ４は第２系列ダクト１１７と、同流出ポートＬ３は供給空気ダクト１１５と、それぞれ接続している。
【０１４９】
さらに、処理空気ダクト１０６には処理空気口１０１、処理空気フィルタ１０２、処理空気ブロワ１０３、処理空気流量センサ１０４、処理空気ダンパ１０５が配設されている。
【０１５０】
さらにまた、第１系列ダクト１１０には、第１系列吸着材ユニット１０９a及び１０９bが配設されている。なお、第１系列吸着材ユニット１０９aは塩基性分子状汚染物質を、第１系列吸着材ユニット１０９bは、酸性及び／又は有機性分子状汚染物質を、選択的に吸着除去する性能を持つハニカム状、プリーツ状、コルゲート状の吸着材を収納した容器である。塩基性物質を選択的に吸着する材料としては、チタン及びケイ素からなる二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムからなる二元系複合酸化物、チタン、ケイ素、ジルコニウムからなる三元系複合酸化物等が使用できる。また、有機性物質及び／又は酸性物質を選択的に吸着する材料としては活性炭、活性コークス、グラファイトカーボン、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカゲル等が使用できる。
【０１５１】
第２系列ダクト１１７には、第２系列吸着材ユニット１１８a及び１１８bが配設されている。第２系列吸着材ユニット１１８a及び１１８bも第１系列と同様の構成である。
【０１５２】
なお、図９の空気清浄化装置１３０には、すでに述べた理由により、必ずしも圧力調整用可動板とその駆動体は必要でないため、これらを備えていない４ポート自動切換えバルブを２基用いた。これらはいずれもα型である。
【０１５３】
（再生空気、供給空気、排出空気、処理空気）
再生空気に関する再生空気ダクト１２０には、再生空気口１１９、再生空気フィルタ１２１、再生空気ブロワ１２２、再生空気流量センサ１２３、再生空気ダンパ１２４、再生空気冷却器１２５、再生空気加熱器１２７が配設され再生手段を構成している。
【０１５４】
供給空気に関する供給空気ダクト１１５には、供給フィルタ１２８と供給空気口１１６が、また、排出空気に関する排出空気ダクト１１３には排出空気口１１４が配設されている。通気モード切換えを自動的に行い、圧力、流量の変動を許容精度内に抑制するために、切換え制御器１２９を備えている。
【０１５５】
処理空気は、図９に示すように、処理空気口１０１から空気清浄化装置１３０に流入して第１バルブ１０８から第１系列ダクト１１０を流れ、第２バルブ１１１を経て、供給空気口１１６から冷凍サイクルに用いる温調・調湿装置（図示しない）に供給される。
【０１５６】
再生空気は、再生空気口１１９から空気清浄化装置１３０に流入して、所定の流量、温度に調整して第２バルブ１１１から第２系列ダクト１１７を流れ、第１バルブ１０８を経て、排出空気口１１４から排出する。
【０１５７】
以上図９から明らかなごとく、本発明の４ポート自動切換えバルブを２基用いた本発明における空気清浄化装置の構成によれば、図６に示す従来の空気清浄化装置で必須であった８個の開閉弁と分岐／合流点８カ所の全てを無くすことができる。また、図６の従来の装置において吸着ユニットの上流側と下流側に必要であった各２系統のダクトもすべて無用となったのである。
【０１５８】
（定常操作）
図９においては、現在、定常操作として第１系列で吸着操作、第２系列で再生操作が行われている通気モードであるから、第１バルブ１０８から第１系列ダクト１１０に流入した処理空気は、第１系列吸着材ユニット１０９b及び１０９aを通過する間で、分子状汚染物質が所定濃度まで吸着除去されて、清浄化される。
【０１５９】
一方、第２バルブ１１１から第２系列ダクト１１７に流入した再生空気は、脱離操作において再生空気加熱器１２７で所定温度に加熱されて第２系列吸着材ユニット１１８a及び１１８bを通過する間で吸着されている分子状汚染物質を脱離して第１バルブ１０８から排出空気ダクト１１３に流入して排出空気口１１４から排出される。
【０１６０】
この間、再生空気冷却器１２５は、休止している。次の冷却操作において再生空気は再生空気冷却器１２５で所定温度に冷却されて吸着材ユニット１１８a及び１１８bを通過する間で、脱離操作において加熱され昇温した吸着材を処理空気の温度付近まで冷却する。
第１バルブ１０８及び第２バルブ１１１の筐体部を構成する側板、天板、底板、枠形仕切板、回転軸、板状回動弁体は、好ましくは断熱機能を備えているゆえ、処理空気（供給空気）と再生空気との間の熱の移動は抑制される。
【０１６１】
（通気モードの切換え）
さて、図９において、通気モードの切換え操作は、処理空気を第１系列から第２系列へ、再生空気を第２系列から第１系列へ切換えて通気させる操作であって、第１バルブ１０８と第２バルブ１１１とを切換え制御器からの出力信号によって、設定時刻において、同時に、かつ、短時間作動させて自動的に行う操作である。
【０１６２】
他方、切換え操作に先立って、処理空気流量センサ１０４、第１バルブ圧力センサ１０７、再生空気流量センサ１２３、第２バルブ圧力センサ１１２、処理空気ブロワ１０３、処理空気ダンパ１０５、再生空気ブロワ１２２、再生空気ダンパ１２４、の計測・調整手段と切換え制御器１２９とによって、処理空気の流量と圧力及び再生空気の流量と圧力は以下の様に自動的に調整される。
【０１６３】
処理空気の流量と圧力及び再生空気の流量と圧力の調整に際しては、切換え制御器１２９に処理空気流量センサ１０４による流量の計測値Ｆ１と再生空気流量センサ１２３による流量の計測値Ｆ２が、又、第１バルブ圧力センサ１０７による圧力の計測値Ｐ１と第２バルブ圧力センサ１１２による圧力の計測値Ｐ２が入力される。
【０１６４】
それらの計測値をもとにして演算処理が行われて、処理空気ブロワ１０３には制御信号Ｇ４が、処理空気ダンパ１０５には制御信号Ｇ３が切換え制御器１２９から出力される。又、再生空気ブロワ１２２には制御信号Ｇ７が、再生空気ダンパ１２４には制御信号Ｇ６が切換え制御器１２９から出力される。
【０１６５】
処理空気の流量と圧力及び再生空気の流量と圧力の調整終了後、切換え制御器１２９から、第１バルブ１０８の電動モータと第２バルブ１１１の電動モータに同時に駆動用の制御信号Ｇ１とＧ２とが出力され、第１バルブ１０８の板状回動弁体は反時計まわりに、また、第２バルブ１１１の板状回動弁体は時計まわりに同時に起動して、０.７５秒間で９０°回動して同時に停止して、通気モード切換え操作は終了する。
この０.７５秒間の切換え時間内で供給空気の流量変動、圧力変動はいずれも５％以内に抑制されている。
【０１６６】
この切換えによって第１系列には再生空気が、第２系列には処理空気が流れるようになる。そして処理空気や再生空気が流れないで滞留したままになる、いわゆる「たまり」や「淀み」箇所は全く生じない。
【０１６７】
なお、処理空気を第２系列から第１系列へ、再生空気を第１系列から第２系列へ切換える通気モード切換え操作も上記と同様に行われることは明らかであるので、詳しい説明は省略する。
【０１６８】
〔適用例２〕（回分式温度スィング吸着によるドライ空気供給装置への適用例）
図１３は、本発明の４ポート自動切換えバルブを、第１系列及び第２系列からなる回分式温度スイング吸着によるドライ空気供給装置１８０に適用した例であって、当該４ポート自動切換えバルブを第１系列のバルブ（第１バルブ１０８）及び第２系列のバルブ（第２バルブ１１１）として２基を備えるドライ空気供給装置１８０の説明図である。
【０１６９】
（処理空気、排出空気、再生空気、供給空気、）
第１バルブ１０８の流入ポートＬ１は、処理空気ダクト１０６と、同流入／出ポート（１）Ｌ２は第１系列ダクト１１０と、同流入／出ポート（２）Ｌ４は、第２系列ダクト１１７と、同流出ポートＬ３は排出空気ダクト１１３と、それぞれ接続している。
【０１７０】
また、第２バルブ１１１の流入ポートＬ１は、再生空気ダクト１２０と、同流入／出ポート（１）は第１系列ダクト１１０と同流入／出ポート（２）Ｌ４は第２系列ダクト１１７と、同流出ポートＬ３は、供給空気ダクト１１５と、それぞれ接続している。
なお、図１３のドライエア供給装置１８０には可動板とその駆動体を備えた４ポート自動切換えバルブを２基用いた。いずれもα型である。
【０１７１】
さらに、処理空気ダクト１０６には、処理空気口１０１、処理空気フィルタ１０２、処理空気ブロワ１０３、処理空気流量センサ１０４、処理空気ダンパ１０５が配設されている。
【０１７２】
また、第１系列ダクト１１０には、第１系列No.１除湿ユニット１６３a、同No.２除湿ユニット１６４a、第１系列加熱器１６５a、同冷却器１６６a、第１系列分配器１６７aが配設されており、第２系列ダクト１１７には、第１系列と同じ機器が配設されている。
【０１７３】
各除湿ユニットは空気中の水分を吸着除去する性能を持つハニカム状、プリーツ状、コルゲート状、の吸着材を収納した容器である。かかる吸着材としては、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等が使用できる。
【０１７４】
再生空気は、第１系列ダクト１１３と第２系列ダクト１１７の両ダクトから分岐して取り入れられるようダクトを配置する。すなわち、第１系列No.２除湿ユニット１６４aの下流に設置されている第１系列分配器（分岐点）１６７aで第１系列ダクト１１０と第１系列再生空気ダクト１２０aを分岐する。第１系列再生空気ダクト１２０aには、第１開閉弁１６８を設置する。
【０１７５】
同様に、第２系列No.２除湿ユニット１６４bの下流に設置されている第２系列分配器（分岐点）１６７bで第２系列ダクト１１７と第２系列再生空気ダクト１２０bを分岐する。第２系列再生空気ダクト１２０bには第２開閉弁１６９を設置する。
【０１７６】
次いで、第１系列再生空気ダクト１２０aと第２系列再生空気ダクト１２０bを集合して再生空気ダクト１２０とする。再生空気ダクト１２０には、再生空気冷却器１２５、再生空気ブロワ１２２、再生空気予熱器１２６、再生空気加熱器１２７、を配設する。
【０１７７】
供給空気ダクト１１５には、供給空気フィルタ１２８と供給空気ブロワ１７５、供給空気口１１６が配設され、排出空気ダクト１１３には排出空気口１１４が配設されている。
さらに、本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を備えるドライエア供給装置１８０においては、通気モード切換えを自動的に行い、圧力と流量に加えて差圧の変動を許容精度内に抑制するために、切換え制御器１２９を備えている。
【０１７８】
（処理空気）
図１３に示すように、処理空気は、これを処理空気口１０１からドライエア供給装置１８０に流入させて、第１バルブ１０８から、第１系列ダクト１１０に流し、第１系列No.１除湿ユニット１６３a、第１系列冷却器１６６a、第１系列No.２除湿ユニット１６４aを経て、第１系列分配器１６７aで２分して第１系列ダクト１１０と第１系列再生空気ダクト１２０aに等流量ずつ流す。処理空気は、両除湿ユニット１６３a、１６４aを通過する間で所定露点、例えば−１００℃の湿度まで水分が除去され、さらに、第１系列ダクト１１０を流れて第２バルブ１１１を経て、供給空気となる。当該供給空気は、供給空気口１１６から次の装置に供給される。なお、供給空気ブロワ１７５は、必要に応じて取付けるものである。これを取付ける場合は、機外から外気を吸引しない高機密性の機種を選定することが好ましい。
【０１７９】
（再生空気）
図１３においては、第１系列で吸着操作が行われ、第２系列で再生操作が行われている状態を示す。
【０１８０】
図１３に示すように、再生空気は、第１系列分配器１６７aから第１系列再生空気ダクト１２０aに流入して開状態にある第１開閉弁１６８を流下して第２系列再生空気ダクト１２０bとの合流点から再生空気ダクト１２０に流入し、再生空気冷却器１２５、再生空気ブロワ１２２、再生空気予熱器１２６、再生空気加熱器１２７を経て、第２バルブ１１１から第２系列ダクト１１７に流入する。
【０１８１】
図１３において、再生空気は第２系列分配器１６７bを経て、第２系列No.２除湿ユニット１６４b、第２系列冷却器１６６b、第２系列加熱器１６５b、第２系列No.１除湿ユニット１６３bの順に流下して、第１バルブ１０８に流入する。第１バルブ１０８から排出空気ダクト１１３に流入し、再生空気予熱器１２６を経て排出空気口１１４から系外に排出される。この際、第２開閉弁１６９は閉状態にあるから、第２系列再生空気ダクト１２０b内に再生空気は流れない。この状況を図１３では破線で示した。
【０１８２】
図１３においては、第１系列で吸着操作が行われ、第２系列で再生操作が行われている通気モードの状態であるから、第１系列加熱器１６５aにおける加熱は休止しており、第１系列冷却器１６６aにおける冷却は作動している。また、第２系列で行われている再生操作が脱離操作の場合は、再生空気加熱器１２７は作動しており、第２系列冷却器１６６bにおける冷却は休止しており、第２系列加熱器１６５bにおける加熱は作動している。
【０１８３】
さらに、第２系列で行われている再生操作が冷却操作の場合は、再生空気冷却器１２５と第２系列冷却器１６６bは作動しているが、再生空気加熱器１２７、第２系列加熱器１６５bは休止している。
【０１８４】
なお、図１３においても、第１バルブ１０８及び第２バルブ１１１に流入する処理空気（供給空気）と再生空気との温度はかなり相異しているから、通常は熱の移動が発生しうる。しかしながら、本発明の４ポート自動切換えバルブにおいては、そのバルブの側板、天板、底板、枠形仕切板、回転軸、板状回動弁体は、好ましくは断熱機能を備える構成とされているため、実質的に処理空気（供給空気）と再生空気との間の熱の移動は抑制される。
【０１８５】
（通気モードの切換え）
通気モードの切換え操作は、図１３の装置において、処理空気を第１系列から第２系列へ、再生空気を第２系列から第１系列へ切換えて通気させる操作であって、第１バルブ１０８と第２バルブ１１１とを切換え制御器からの出力信号によって、設定時刻において、同時に、かつ、短期時間作動させて自動的に行う操作である。
【０１８６】
他方、第１系列で吸着操作を行い、第２系列で再生操作を行う通気モードを、第１系列で再生操作を行い、第２系列で吸着操作を行う通気モードに切換える場合は、切換え操作に先立って、処理空気流量センサ１０４、第１バルブ圧力センサ１０７、第２バルブ圧力センサ１１２、処理空気ブロワ１０３、処理空気ダンパ１０５、の計測・調整手段と切換え制御器１２９とによって、処理空気の流量と圧力、及び再生空気の流量と圧力は以下の様に自動的に調整される。
【０１８７】
すなわち、処理空気の流量と圧力及び再生空気の流量と圧力の調整に際しては、切換え制御器１２９に処理空気流量センサ１０４による流量の計測値Ｆ１と再生空気流量センサ１２３（図示せず）による流量の計測値Ｆ２（図示せず）が、又、第１バルブ圧力センサ１０７による圧力の計測値Ｐ１と第２バルブ圧力センサ１１２による圧力の計測値Ｐ２が入力される。
【０１８８】
それらの計測値をもとにして演算処理が行われて、処理空気ブロワ１０３には制御信号Ｇ３が、処理空気ダンパ１０５には制御信号Ｇ８が、それぞれ切換え制御器１２９から出力される。
【０１８９】
次に、第１バルブの流入ポートＬ１と同バルブの流出ポートＬ３間の差圧は、板状回動弁体１３４がｎポジションにある第１バルブの圧力調整用可動板１５０bと１５０dを切換え制御器１２９からの出力信号Ｇ７によって所定位置まで移動させて調整される。また、第２バルブの流入ポートＬ１と同バルブの流出ポートＬ３間の差圧は、板状回動弁体１３４がｓポジションにある第２バルブの可動板１５０a′と１５０c′を切換え制御器１２９からの出力信号Ｇ１０によって所定位置まで移動させて調整される。その後、切換え制御器１２９によって第１バルブ１０８と第２バルブ１１１とを同時に、かつ、短時間作動させて処理空気を第１系列から第２系列へ、再生空気を第２系列から第１系列へ切換えるから、供給空気の流量変動及び圧力変動及び差圧変動を５％以内に抑制できる。５％以内の変動とは、通常の操業における変動精度であって、供給空気のこれらの変動が次工程の操業に支障を生じることはないと想定される値である。
【０１９０】
なお、処理空気を第２系列から第１系列へ、再生空気を第１系列から第２系列へ切換える通気モード切換え操作も上記と同様に行われる。
【０１９１】
（作用及び効果）
第２系列No.2除湿ユニット１６４b及び第２系列No.1除湿ユニット１６３bの吸着材を脱離再生に用いて第１バルブ１０８に流入した再生空気の温度は通常５０℃以上であるため、排出空気ダクト１１３に流入した後、再生空気予熱器１２６に通して、再生空気ダクト１２０から空気予熱器１２６に流入させた常温の再生空気と熱交換させて、再生空気を昇温させる予熱が可能となる。一方で排出空気となる再生空気を降温させる熱回収が行われる。したがって、これを設置することにより、再生空気加熱器１２７における加熱量が節減でき、省エネとなる。
【０１９２】
一方、本発明の４ポート自動切換えバルブを２基備える回分式温度スイング吸着によるドライエア供給装置１８０においては、第１系列No.２除湿ユニット１６４aを通過した空気を２分しているから、第１系列ダクト１１０から第２バルブ１１１へ流入して供給空気となる空気中の水分濃度（絶対温度）と切換え時に第２バルブ１１１へ流入する再生空気中の水分濃度（絶対湿度）とは同一であるため、通気モード切換え操作によって水分濃度の変動は全く発生しない。また、図１３の第２系列再生空気ダクト１２０ｂ内に滞留している空気も供給空気の水分濃度（絶対湿度）と同一であるため、通気モード切換え操作によって水分濃度の変動は発生しない。
【０１９３】
また、第１系列No.２除湿ユニット１６４aを通過した空気を、再生空気として加熱してから第２系列No.２除湿ユニット１６４b及びNo.１除湿ユニット１６３bに通気して脱離に用いているから、徹底した脱離・再生が実施でき、供給空気であるドライ空気中の水分濃度は安定しており、常に−８０℃以下の露点の空気が供給できる。  
【０１９４】
〔適用例３〕（回分式温度スィング吸着によるクリーン調湿・調温エア供給装置への適用）
図１４は、本発明の４ポート自動切換えバルブを、第１系列及び第２系列からなる回分式温度スイング吸着によるクリーン調温・調湿エア供給装置１９０に適用した例であって、当該第１系列のバルブ（「第１バルブ」１０８という。）と第２系列のバルブ（「第２バルブ」１１１という。）として適用したものである。
【０１９５】
第１バルブ流入ポートＬ１は、処理空気ダクト１０６と、同流入／出ポート（１）Ｌ２は第１系列ダクト１１０と接続し、同流入／出ポート（２）Ｌ４は、第２系列ダクト１１７と同流出ポートＬ３は排出空気ダクト１１３と、それぞれ接続している。
【０１９６】
また、第２バルブ流入ポートＬ１は、再生空気ダクト１２０と、同流入／出ポート（１）Ｌ２は、第１系列ダクト１１１と、同流入／出ポート（２）Ｌ４は、第２系列ダクト１１７と、同流出ポートＬ３は供給空気ダクト１１５と、それぞれ接続している。
【０１９７】
なお、図１４のクリーン調温・調湿エア供給装置１９０の第１バルブ１０８と第２バルブ１１１には可動板とその駆動体を備えた４ポート自動切換えバルブを用いた。これらはいずれもα型とした。
【０１９８】
（再生空気、供給空気、処理空気、再生空気）
また、第１系列ダクト１１０には、第１系列清浄化ユニット１７０a、同第１系列No.１除湿ユニット１６３a、第１系列加熱器１６５a、が配設されている。
【０１９９】
再生空気ダクト１２０には、再生空気口１１９、再生空気フィルタ１２１、再生空気ブロワ１２２、再生空気流量センサ１２３、再生空気ダンパ１２４、再生空気冷却器１２５、再生空気加熱器１２７、再生空気予熱器１２６が配設され、再生手段が構成されている。
【０２００】
供給空気ダクト１１５には供給空気冷却器１７３、供給空気加湿器１７４、供給空気ブロワ１７５、供給空気口１１６、が配設され、排出空気ダクト１１３には再生空気予熱器１２６と排出空気口１１４が配設されている。
【０２０１】
さらに、本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を備えるクリーン調温・調湿エア供給装置１９０においては、通気モード切換えを自動的に行い、圧力と流量に加えて、差圧の変動を許容精度内に抑制するために、切換え制御器１２９を備えている。
【０２０２】
図１４において、処理空気を処理空気口１０１からクリーン調温・調湿エア供給装置１９０に流入させて、第１バルブ１０８から第１系列ダクト１１０に流下させ、第１系列清浄化ユニット１７０a、第１系列加熱器１６５aを経て、第１系列No.１除湿ユニット１６３aに流す。処理空気は、当該清浄化ユニット１７０aを通過する間で所定濃度まで分子状汚染物質は除去され、さらに当該除湿ユニット１６３を通過する間で水分も所定露点の湿度を下まわる程度まで除去されて、第２バルブ１１１を経て供給空気冷却器１７３で調温され、供給空気加湿器１７４で湿度調整され、供給空気ブロワ１７５で昇圧された後、供給空気となって供給空気口１１６から供給される。
【０２０３】
図１４のクリーン調湿・調温エア供給装置１９０で用いる清浄化ユニット１７０ａ、１７０ｂは、図６及び図９で用いた清浄化ユニット１０９、１１８と同様のハニカム状吸着材を収納した容器である。又、除湿ユニット１６３は、図１３のドライ空気供給装置１８０で用いたNo.1除湿ユニット１６３ａ、１６３ｂと同様にハニカム状の除湿用吸着材を収納した容器である。
【０２０４】
再生空気は再生空気口１１９からクリーン調温・調湿エア供給装置１９０に流入して所定の流量、温度に調整して第２バルブ１１１から第２系列ダクト１１７を流れ、第１バルブ１０８を経て排出空気口１１４から排出する。
【０２０５】
図１４においては、第１系列で吸着操作が行われ、第２系列で再生操作が行われているから、第１系列加熱器１６５aにおける加熱は休止しており、第２系列の再生操作が脱離操作の場合は、再生空気加熱器１２７と第２系列加熱器１６５bにおける加熱は作動している。また、第２系列で行われている再生操作が冷却操作の場合は、再生空気冷却器１２５は作動しているが、再生空気加熱器１２７と第２系列加熱器１６５bは休止している。
【０２０６】
さらにまた、すでに述べた装置に適用する場合と同様にして、図１４の装置においても、第１バルブ１０８、第２バルブ１１１に流入、流出する処理空気（供給空気）と再生空気（排出空気）との温度はかなり相異しているから、熱移動が発生しうる。
【０２０７】
しかしながら、本発明の４ポート自動切換えバルブにおいては、そのバルブの筐体部を構成する側板、天板、底板、枠形仕切板、回転軸、板状回動弁体は、好ましくは、断熱機能を備えるように構成されているため、処理空気（供給空気）と再生空気（排出空気）との間の熱移動は、実質的に抑制される。
【０２０８】
また、第１バルブ１０８及び第２バルブ１１１の板状回動弁体１３４（図３参照）と枠形弁座１３３（図３参照）は枠形弁座１３３に設置した２條のガスケット溝１５４に嵌め込んだガスケットを介して密接しているから、処理空気（供給空気）と再生空気（排出空気）は圧力が相異していても圧力が高い側から低い側への漏入は発生しない。さらにまた、板状回動弁体１３４と枠形仕切板１３２との間の熱移動は僅かである。
【０２０９】
（通気モード切換え）
通気モードの切換え操作は、図１４において、処理空気を第１系列から第２系列へ、再生空気を第２系列から第１系列へ切換えて通気させる操作であって、第１バルブ１０８と第２バルブ１１１とを切換え制御器１２９からの出力信号によって、設定時刻において同時に、かつ、短時間作動させて自動的に行う操作である。
【０２１０】
他方、切換え操作に先立って、処理空気流量センサ１０４、再生空気流量センサ１２３、第１バルブ圧力センサ１０７、第２バルブ圧力センサ１１２、処理空気ブロワ１０３、処理空気ダンパ１０５、処理空気冷却器１７１、再生空気ブロワ１２２、再生空気ダンパ１２４、再生空気冷却器１２５、流量と圧力の計測・調整手段と切換え制御器１２９とによって、処理空気の流量と圧力、及び再生空気の流量と圧力は自動的に調整される。
切換制御器１２９への計測信号の入力、制御信号の出力は、適用例１及び適用例２について詳述したものと同様である。
【０２１１】
さらに、第１バルブの板状回動弁体１３４は、ｎポジション（図７参照）にあるから、第１バルブの可動板１５０bによって、一方、第２バルブの板状回動弁体１３４はｓポジション（図７参照）にあるから、第２バルブの可動板１５０c′によって、第１バルブの流入ポートＬ１と流出ポートＬ３間の差圧及び第２バルブの流入ポートＬ１と流出ポートＬ３間の差圧も自動的に調整される。図１４には記載していないが、大気圧、相対湿度、温度等の計測信号も、切換え制御器１２９に入力される。
【０２１２】
（作用及び効果）
本発明の４ポート自動切換えバルブを備えた装置においては、この様に、処理空気の流量と圧力、及び再生空気の流量と圧力を調整して、さらに、第１バルブの流入ポートＬ１と流出ポートＬ３間の差圧及び第２バルブの流入ポートＬ１と流出ポートＬ３間の差圧を調整して、切換え制御器１２９によって第１バルブ１０８と第２バルブ１１１とを同時に、かつ、短時間動作させて処理空気を第１系列から第２系列へ、再生空気を第２系列から第１系列へ切換えるから、供給空気の圧力変動は、適用例１及び適用例２と同様に、数％以内に抑制できる。また、供給空気の温度変動も±１℃以内に抑制できる。さらに、図１４に示すクリーン調温・調湿エア供給装置１９０には、淀み箇所がないから、分子状汚染物の濃度変動も許容精度内である。
【０２１３】
（実測データ）
図１５は、本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を備えた図１４に示すクリーン調温・調湿エア供給装置における実際のデータであって、第２バルブ１１１の流入ポートＬ１及び流出ポートＬ３に高速サンプリング機能をもつ圧力センサを取付けて通気モード切換え操作を開始して終了するまでの間で計測・記録した圧力変動状況を示すグラフである。
【０２１４】
同図において、Pwは第２バルブＬ１における静圧、Pyは第２バルブＬ３における静圧である。このグラフにおいて、明瞭に示されているように、本発明のバルブにおいては、切換え時間０.７７５秒、回動角度９２°の切換え操作を実行しても、再生空気の静圧（＝供給空気の静圧）の変動をわずか５％以内に、また、差圧：Pw−Pyの変動も５％以内に抑制できることを示している。
【０２１５】
さらにまた、切換え操作に先立って流量の計測・調整を行ったから、流動変動は許容精度内である。このように、差圧：Pw−Pyが切換え時間内でほぼ一定であることは、流量が一定に保持されていることを示している。
【０２１６】
図１５のデータを精査すれば、本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を組み合わせて使用する回分式温度スイング吸着によるクリーン調温・調湿エア供給装置等のシステムに、前述した通気モード切換え方法を適用すれば、従来回分式温度スイング吸着による各種システムの実用化上最大の難題とされて来た切換え時の流量変動、圧力変動、及び差圧変動のすべて許容精度以内とすることができる画期的な技術であると結論せざるを得ない。
【０２１７】
なお、本発明においては、クリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・ベンチ、半導体製造装置、液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置を含む電子部品の製造に係わる装置、クリーン・トンネル、クリーン・オーブン、プロセス基板保護用保管庫、ストッカ、製造装置に付随する移載装置、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及び装置補機の少なくとも一つを含んで構成されるクリーン電子部品製造・施設又はクリーン半導体製造施設・設備に、清浄化空気、ドライ空気、クリーン調温・調湿エア、清浄化窒素ガス、ドライ窒素ガス、又はクリーン調温・調湿窒素ガスを供給する方法が好適に適用される。
【０２１８】
また、本発明においては、空気清浄化装置、ドライ空気供給装置、クリーン調温・調湿エア供給装置、清浄化窒素ガス供給装置、ドライ窒素ガス供給装置、及びクリーン調温・調湿窒素ガス供給装置の少なくとも一つを備える、クリーン・ルーム、クリーン・ブース、クリーン・ベンチ、半導体製造装置、液晶製造装置、有機ＥＬ製造装置を含む電子部品の製造に係わる装置、クリーン・トンネル、クリーン・オーブン、プロセス基板保護用保管庫、ストッカ、製造装置に付随する移載装置、ローダ／アンローダ、エンクロージャ、検査装置、及び装置補機の少なくとも一つを含んで構成されるクリーン電子部品製造・施設又はクリーン半導体製造施設・設備が好適対象となる。
【産業上の利用可能性】
【０２１９】
本発明の４ポート自動切換えバルブによれば、当該バルブは２基のみによって、同等の吸着材ユニットを２系列備える回分式温度スイング吸着（ＴＳＡ）システムを構築することができる。
【０２２０】
本発明の４ポート自動切換えバルブは、その筐体部を構成する天板、底板、側板、枠形仕切板、回転軸、板状回動弁体は断熱機能を備えることができるから、当該バルブ内高温の再生気体と低温の処理気体や供給気体が同時に隣接して流れても高温気体から低温気体への熱の移動は抑制されており、吸着除去、脱離・再生は影響されることはなく、同時に実施できる。
【０２２１】
加えて、通気モード切換えに先立っては切換え制御器の出力信号によって、処理気体と再生気体の流量、圧力（静圧）、差圧はいずれも同流量、同静圧、同差圧に制御されており、さらに、２基の切換えバルブの駆動モータは同時に起動し、同時に停止するよう、しかも０.１〜２０秒の短時間で動作するから、切換え時の流量と静圧と差圧の変動は許容精度内である。
【０２２２】
本発明の４ポート自動切換えバルブを用いれば、クリーン・ルーム、クリーン・チャンバ、ミニエンバイロメントに供給する分子状汚染物質をppbレベルまで除去した空気や窒素ガスの清浄化装置、分子状汚染物質を除去してさらに調温・調湿したクリーン調温・調湿エア供給装置、クリーン調温・調湿窒素ガス供給装置や、露点−８０℃以下まで水分を除去したドライ空気やドライ窒素ガスを供給する装置などにおいて、切換え時の流量、静圧、差圧の変動を許容精度内に抑制して供給する回分式温度スイング吸着による装置を提供することが可能となる。
【０２２３】
以上のごとく本発明の４ポート自動切換えバルブの産業上の利用可能性はきわめて大きいといわざるをえない。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【図１】本発明の４ポート自動切換えバルブの一実施形態を示す側面一部を縦断面図とした説明図である。
【図２】本発明の４ポート自動切換えバルブの一実施形態を示す横断面図である。
【図３】図１及び２に示した枠形仕切板、板状回動弁体、枠形弁座を、さらに具体的に斜視図及び部分拡大図により示す説明図である。
【図４】本発明の４ポート自動切換えバルブで、断面が円形である構成のものを示す側面図である。
【図５】図４に示したバルブの横断面図である。
【図６】従来の回分式温度スイング吸着による空気清浄化装置の説明図である
【図７】本発明の４ポート自動切換えバルブの二つのタイプ（α型及びβ型）の横断面図である。
【図８】本発明の４ポート自動切換えバルブ内における系列切換え（吸着・再生系列の切換え）時の処理気体の流れの状況を示す説明図であり、（Ａ）は一部切開斜視図、（Ｂ）は横断面図である。
【図９】本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を備える第１系列及び第２系列からなる空気清浄化装置の説明図である。
【図１０】通気モード切換え時における空気（処理空気及び再生空気）の流れ方向を示す説明図である。
【図１１】通気モード切換え時における空気（処理空気及び再生空気）の流れ方向を示す説明図である。
【図１２】通気モード切換え時における空気（処理空気及び再生空気）の流れ方向を示す説明図である。
【図１３】本発明の４ポート自動切換えバルブ２基を備える回分式温度スイング吸着によるドライ空気供給装置を示す説明図である。
【図１４】本発明の４ポート自動切換えバルブを２基備える回分式温度スイング吸着によるクリーン調温・調湿エア供給装置を示す説明図である。
【図１５】本発明の４ポート自動切換えバルブを備えたクリーン調温・調湿エア供給装置における吸着・再生系切換え時の供給空気の圧力変動状況を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２２５】
１０１：    処理空気口
１０２：    処理空気フィルタ
１０３：    処理空気ブロワ
１０４：    処理空気流量センサ
１０５：    処理空気ダンパ
１０６：    処理空気ダクト
１０７：    第１バルブ圧力センサ
１０８：    第１バルブ（第１系列バルブ）
１０９：    第１系列吸着材ユニット
１１０：    第１系列ダクト
１１１：    第２バルブ（第２系列バルブ）
１１２：    第２バルブ圧力センサ
１１３：    排出空気ダクト
１１４：    排出空気口
１１５：    供給空気ダクト
１１６：    供給空気口
１１７：    第２系列ダクト
１１８：    第２系列吸着材ユニット
１１９：    再生空気口
１２０：    再生空気ダクト
１２１：    再生空気フィルタ
１２２：    再生空気ブロワ
１２３：    再生空気流量センサ
１２４：    再生空気ダンパ
１２５：    再生空気冷却器
１２６：    再生空気予熱器
１２７：    再生空気加熱器
１２８：    供給空気フィルタ
１２９：    切換え制御器
１３０：    空気清浄化装置（図９）
１３１：    駆動部（駆動手段）
１３２a〜１３２d：    枠形仕切板
１３３a〜１３３d：    枠形弁座
１３４a、１３４b：    板状回動弁体
１３５：    筐体部
１３６：    天板
１３７：    底板
１３８：    回転軸
１３９a〜１３９d：    開口部
１４０：    電動モータ
１４１：    側板
１５０a〜１５０d：      第１バルブ（圧力調整用又は開口率変更用）可動板
１５０a′〜１５０d′：  第２バルブ（圧力調整用又は開口率変更用）可動板
１５１a〜１５１d：      第１バルブ駆動体
１５１a′〜１５１d′：  第２バルブ駆動体
１５４：    ガスケット溝
１５５：    処理空気ダクト流出空気
１５６：    第１系列ダクト流入空気
１５７：    第２系列ダクト流出空気
１５８：    排出ダクト流入空気
１５９：    第１系列ダクト流出空気
１６０：    供給空気ダクト流入空気
１６１：    再生空気ダクト流出空気
１６２：    第２系列ダクト流入空気
１６３a：   第１系列No.１除湿ユニット
１６３b：   第２系列No.１除湿ユニット
１６４a：   第１系列No.２除湿ユニット
１６４b：   第２系列No.２除湿ユニット
１６５a：   第１系列加熱器
１６５b：   第２系列加熱器
１６６a：   第１系列冷却器
１６６b：   第２系列冷却器
１６７a：   第１系列分配器
１６７b：   第２系列分配器
１６８：    第１開閉弁
１６９：    第２開閉弁
１７０a：   第１系列清浄化ユニット
１７０b：   第２系列清浄化ユニット
１７１：    処理空気冷却器
１７３：    供給空気冷却器
１７４：    供給空気加湿器
１７５：    供給空気ブロワ
１８０：    ドライエア供給装置（図１３）
１９０：    クリーン調温・調湿エア供給装置（図１４）
２００：    従来技術による空気清浄化装置（図６）
Ｆ１、Ｆ２：    流量の計測値
Ｇ１〜Ｇ１３：  制御信号
Ｌ１：    流入ポート（流入専用ポート）
Ｌ２：    流入／出ポート（１）（流入／流出両用ポート）
Ｌ３：    流出ポート（流出専用ポート）
Ｌ４：    流入／出ポート（２）（流入／流出両用ポート）
Ｐ１、Ｐ２：    静圧の計測値
Ｐｗ：    流入ポートにおける圧力
Ｐｘ：    流入／出ポート（１）における圧力
Ｐｙ：    流出ポートにおける圧力
Ｐｚ：    流入／出ポート（２）における圧力
Ｒ１〜Ｒ４：    小室      
Ｔ１〜Ｔ８：    分岐／合流点
Ｖ１〜Ｖ８：    開閉弁
【図１】
2006300394.tif 000003
【図２】
2006300394.tif 000004
【図３】
2006300394.tif 000005
【図４】
2006300394.tif 000006
【図５】
2006300394.tif 000007
【図６】
2006300394.tif 000008
【図７】
2006300394.tif 000009
【図８】
2006300394.tif 000010
【図９】
2006300394.tif 000011
【図１０】
2006300394.tif 000012
【図１１】
2006300394.tif 000013
【図１２】
2006300394.tif 000014
【図１３】
2006300394.tif 000015
【図１４】
2006300394.tif 000016
【図１５】
2006300394.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月1日(2005.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006300394.tif 000018
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006300394.tif 000019
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006300394.tif 000020
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006300394.tif 000021
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006300394.tif 000022
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2006300394.tif 000023
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006300394.tif 000024
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2006300394.tif 000025
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2006300394.tif 000026
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2006300394.tif 000027
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2006300394.tif 000028
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2006300394.tif 000029
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2006300394.tif 000030
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2006300394.tif 000031