(57)【要約】【課題】高沸点有機化合物を含む有機物の除去が可能で、低露点の清浄乾燥気体が得られるとともに、３００℃を越えるような高温の気体に対しても十分耐え得る耐熱性を有しており、高性能で長寿命の減湿装置、並びに前記減湿装置を用いた減湿方法を提供する。【解決手段】目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、保持ケースに回転可能に支持され、吸着剤を担持して構成されるとともに、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンの吸着剤に吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンで脱離させることを特徴とする減湿装置。【選択図】　　　図１
2004000824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、
保持ケースに回転可能に支持され、吸着剤を担持して構成されるとともに、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンの吸着剤に吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンで脱離させることを特徴とする減湿装置。
【請求項２】
前記減湿装置を２台備え、一方の減湿装置の吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入するように接続し、他方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１記載の減湿装置。
【請求項３】
一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入する経路に、気体冷却手段を挿入したことを特徴とする請求項２記載の減湿装置。
【請求項４】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項５】
再生用気体が２５０〜４００℃に加熱された高温気体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項６】
前記減湿装置は、ロータが仕切り板により吸着ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに画成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項７】
ロータが、内部に多数の小透孔を備えるハニカム構造体に吸着剤を担持して構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項８】
吸着剤が、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換したアルミノシリケートであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項９】
ロータが、ハニカム構造体に吸着剤を担持させた円弧状セクタをスポークで連結して構成され、各連結部において、スポークの端面に、該端面及び該端面の両側に位置する２つの円弧状セクタの接合部を覆う遮熱シールが該端面と平行に取着されていることを特徴とする請求項７または８記載の減湿装置。
【請求項１０】
遮熱シールが、窒化珪素板、膨張黒鉛シートまたは膨張黒鉛シート上に金属板を重ねた積層体であることを特徴とする請求項９に記載の減湿装置。
【請求項１１】
吸着剤が、構造式　ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏ（Ｍ：希土類元素）で表され、かつａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１から選ばれた一種または複数種類のものを含み、ｂＮａ２ＯとしてＮａ２Ｏを５重量％以下の割合で含み、ｃＡｌ２Ｏ３としてＡｌ２Ｏ３を１０〜３５重量％の割合で含み、ｄＳｉＯ２としてＳｉＯ２を２０〜８０重量％の割合で含む希土類元素置換アルミノシリケートであることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１２】
処理される気体が、２００℃以上の融点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１３】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、
保持ケースに回転可能に支持され、吸着剤を担持して構成されるとともに、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに再生用気体を供給して該吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法。
【請求項１４】
前記ロータを２台用い、一方のロータの吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を他方のロータの吸着ゾーンに導入するとともに、他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１３に記載の減湿方法。
【請求項１５】
他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体の一部を目的空間に供給するとともに、残部を加熱して一方のロータの再生ゾーンに供給することを特徴とする請求項１３または１４に記載の減湿方法。
【請求項１６】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項に記載の減湿方法。
【請求項１７】
再生用気体が２５０〜４００℃に加熱された高温気体であることを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項に記載の減湿方法。
【請求項１８】
処理される気体が、２００℃以上の融点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１３〜１７の何れか１項に記載の減湿方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理気体をガス吸着素子に通過させて該処理気体を浄化するとともに水分を除去し、低露点の清浄乾燥気体を生成する減湿装置、並びに前記減湿装置を用いた減湿方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスでは、集積度の高まりとともに、ガス状の不純物を含まず、乾燥し、かつ露点温度が−５０℃以下の気体を使用することが要求されてきている。このような低露点の清浄乾燥気体を得るための装置として、吸着剤を備える回転式のロータを用いた乾式減湿装置が広く使用されている。
【０００３】
例えば、特公昭６３−５００４７号公報には、低露点の乾燥空気を得るための乾式除湿装置が示されている。この装置は活性炭とセラミックを主成分とした特殊紙を片段ボール状に加工し、回転軸に平行な方向に揃えて巻回した多数の平行なガス通路を有する円柱状もしくは円筒状の構造を持つハニカムロータを、回転軸の周りに被処理ガス通路と再生ガス通路とパージガス通路とに領域を分割し、ハニカムロータを回転させつつ被処理ガスを通過させることで湿分を吸収、さらに吸収した湿分を再生ガスにより除去するものである。この装置では、湿分吸収させるため、活性炭の細孔内に塩化リチウムを固定させた吸着剤を使用している。
【０００４】
また、特開平１１−１８８２２４号公報には、同じく低露点の乾燥空気を得るための乾式減湿システムが示されており、このシステムの場合には吸着剤として塩化リチウム、シリカゲル、ゼオライトなどが例として示されている。
【０００５】
これらの乾式減湿装置に使用されるロータを次に説明する。ロータはそのロータを回転可能に保持するケースに入れられている。このロータとケースについて特開２００１−２７６５５２号公報に開示された記載を一つの例として説明する。即ち、図１１（装置全体）及び図１２（ロータのみ）に示すように、乾式減湿装置１００は、放射状に設けられた仕切り板１１１を備える保持ケース１１０にロータ１０１を回転可能に収容し、回転とともに仕切り板１１１によりロータ１０１を一時的に吸着ゾーンＳ、冷却ゾーンＴ及び再生ゾーンＵに画成するとともに、吸着ゾーンＳに処理空気を一方の端面側（例えば、紙面側）から導入する構成となっている。
【０００６】
ロータ１０１は、ハニカム構造の基材１０４に吸着剤を担持させた略円弧状のセクタ１０２を複数個（ここでは８個）接合して全体として円筒状に一体化したものであり、金属製スポーク１０３で補強し、さらには一体化した全外周面を包囲するように金属製の外周リム１０７が付設された構造となっている。また、図１３に拡大して示すように、各セクタ１０２と金属スポーク１０３、並びに外周リム１０７は、耐熱性のシリコーン製のコーキング材１２０により接合あるいは接着されている。
【０００７】
吸着ゾーンＳでは、処理空気中の水分をロータ１０１に担持させた吸着剤に吸着させ、他方の端面（紙面裏面側）から清浄乾燥気体として排出する。一方、再生ゾーンＵでは、清浄乾燥気体が排出される側の端面側から、１８０〜２００℃程度に加熱された高温空気を導入し、ロータ１０１の内部を通過させることにより、吸着ゾーンＳで吸着した水分を蒸発させて除去する。また、再生ゾーンＵではロータ１０１が高温に晒されるため、高温のまま吸着ゾーンＳに移行すると、処理空気が減湿されないままロータ１０１を通過して露点を上昇させる。そのため、吸着ゾーンＳと再生ゾーンＵとの間に、冷却ゾーンＴが設けられている。
【０００８】
また、吸着ゾーンＳや再生ゾーンＵ、冷却ゾーンＴを仕切る仕切り板１１１には、例えばフッ素系ゴムにＰＴＦＥ膜を張りつけたシール等をロータ１０１の端面に摺動可能に押圧するように設けて処理空気の漏洩及び混合を防止する工夫が施されているものもある。
【０００９】
上記のような減湿装置１００では、一段、即ち単独では露点温度を下げるのには限界があり、通常は特公昭６３−５００４７号公報に示されるように２段式、即ち減湿装置を２台用い、一方の減湿装置の吸着ゾーンから排出された処理空気を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入するように接続した減湿装置として使用されている。また、より露点温度を下げるために、特開平１１−１８８２２４号公報に示されるように３台の減湿装置を同様に接続した減湿装置も出願されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
半導体デバイスの製造プロセスでは種々の薬品が使用されており、分子径の大きなものから小さいもの、あるいは沸点の低いものから高いものと幅広い種類の有機化合物が発生する。
【００１１】
しかしながら、従来の乾式減湿装置では水分の吸着は十分であるが、有機化合物に対しての吸着が不十分であった。そのためそれらの有機化合物は十分に吸着されずに放出されていた。
【００１２】
そこで、本発明は従来の乾式減湿装置に吸湿と併せて有機化合物をも同時に除去できるような機能を付加することを第１の目的とする。
【００１３】
加えて、半導体デバイスの製造プロセスでは例えばＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ＭＥＡ（モノエタノールアミン）、ＨＭＤＳ（ヘキサメチレンジシラザン）等の高沸点有機化合物のガス状物も多く発生する。しかし、これらの高沸点有機化合物は従来の乾式減湿装置では例え吸着されていても再生することができなかった。その理由は、これらの高沸点有機化合物を吸着剤より除去し再生するためには、吸着剤に３００℃程度の温度を加える必要があるからである。ところが、吸着剤には耐熱温度があり、この温度に耐えられない。例えば、活性炭は耐熱温度が１４０℃程度であるため、３００℃を超えるような高温の空気に晒させると発火してしまうため使用することができない。シリカゲルも３００℃を超えるような高温の空気に晒されると、性能が劣化してしまうため使用することができない。しかしながら、これらの高沸点有機化合物を再生ゾーンＵで除去するには、３００℃以上の極めて高温の空気を導入しなければならない。
【００１４】
しかし、前記シリコーン製のコーキング材１２０は２００℃を越えるような高温に耐えられない。例えば、３００℃以上の高温の空気を導入すると金属スポーク１０３とセクタ１０２との間の接合性或いは接着性が低下し、結果としてセクタ１０２が脱落して使用不能に陥ることもある。また、高温空気を導入できないことにより、高沸点有機化合物が継続的に蓄積され、吸着剤の吸着能力もそれに伴って低下していく。
【００１５】
このように、再生ゾーンＵを通過させる空気の温度には制限があるため、蓄積された高沸点有機化合物を十分に除去することができず、浄化性能や減湿性能が低下してロータの交換が余儀なくされる。また、この性能の低下したロータを水洗いして再生する方法も採用されているが、有機物特に高沸点有機物の除去が充分でなく、ロータの持つ性能を初期の状態にまで回復できるものではなかった。更に、水洗後の排水処理も必要であり、膨大な処理費用もかかっていた。
【００１６】
そこで、本発明は高沸点有機化合物が付着したような吸着剤に対して、３００℃程度の高温においても再生することが可能なシステムを得ることを第２の目的とする。
【００１７】
即ち、本発明は、高沸点有機化合物を含む有機物の除去が可能で、低露点の清浄乾燥気体が得られるとともに、３００℃を越えるような高温の気体に対しても十分耐え得る耐熱性を有しており、高性能で長寿命の減湿装置、並びに前記減湿装置を用いた減湿方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、保持ケースに回転可能に支持され、吸着剤を担持して構成されるとともに、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンの吸着剤に吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンで脱離させることを特徴とする減湿装置を提供する。
【００１９】
また、同様の目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、保持ケースに回転可能に支持され、吸着剤を担持して構成されるとともに、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに再生用気体を供給して該吸着ゾーンの吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法を提供する。
【００２０】
本発明の減湿装置及び減湿方法においては、吸着剤として親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換したアルミノシリケートを用いることにより、水分とともに有機物を効率良く吸着でき、減湿性能と浄化性能とが向上する。また、２台の減湿装置を一方（以下、「前段」という）の減湿装置の吸着ゾーンから排出された処理気体を他方（以下、「後段」という）の減湿装置の吸着ゾーンに導入させるように接続した２段式としたことにより、より低露点の清浄乾燥気体が得られる。更に、セクタの接合部を遮熱シールによる断熱構造としたことにより、再生ゾーンにおいて３００℃を越えるような高温気体を導入できるため、高沸点有機化合物が蓄積せず、吸着剤ロータの交換間隔を長くすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の減湿装置に係る第１の実施形態を模式的に示す概略図であり、図２〜図８は減湿装置の細部の構成、特に断熱構造を示す図である。図１に示すように、ロータ１は、吸着剤を担持して構成されており、さらにこのロータ１は従来技術で説明したように回転可能にケースに保持されており、図１１に示すような放射状の仕切り板１１１を用いて各ゾーンに区画されている。図１に示すように、吸着ゾーンＳの一方の端面（図面左側：以下「前面」という）には処理気体Ｆの導入管２０が配置され、他方の端面（図面右側：以下「裏面」という）には、ファン２１を備える排気管２３が配置されている。処理気体Ｆとしては、空気の他、酸素や不活性ガスが可能であり、導入管２０を通じて吸着ゾーンＳに導入され、吸着剤により含有する水分や有機物が除去された後、清浄乾燥気体Ｐとなって排気管２３を通じてクリーンルーム等の目的空間（図示せず）に供給される。
【００２３】
また、再生ゾーンＵの裏面には、再生用気体Ｒを導入するための導入管２５が配置され、前面にはファン２６を備える排気管２７が配置されている。導入管２５はヒータ２４を備えており、再生用気体Ｒを１３０〜２００℃に加熱した後に再生ゾーンＵに導入する。この高温気体により、再生ゾーンＵにおいてロータ１の吸着剤に吸着している水分やガス状不純物（有機物）を脱離させ、吸着剤から除去する。再生ゾーンＵを通過した再生用気体Ｒは、再生ゾーンＵの表面に配置された排気管２７を通じてファン２６により排気（Ｒ´）される。
【００２４】
通常の減湿装置を作動させている間は、上記のような１３０〜２００℃程度の再生用気体の温度で吸着剤に吸着している水分やガス状不純物（有機物）を脱離させるが、本発明で使用する吸着剤に吸着している高沸点有機化合物はこの程度の温度では脱離できない。本発明は、以下で詳述するように、ロータを断熱構造としてあるため、高沸点有機化合物が吸着剤から脱離する温度に再生用気体を加熱できる。高沸点有機化合物を吸着剤から脱離するには、減湿装置の運転状況にもよるが、吸着剤に吸着されて高沸点有機化合物が蓄積された時期（６ヶ月〜２年程度）を間隔として、再生用気体の温度を２５０℃〜４００℃程度の温度にして再生気体を１ｍ／ｓ以上の通過風速で供給することが好ましく、処理時間は６〜１５時間程度が適当である。
【００２５】
ロータ１は、図２に示すように、内部を放射状に延びるスポーク３により断面円弧状に仕切られた円筒形のリム７内に、ハニカム状の基材４に吸着剤を担持させた円弧状セクタ２を複数（ここでは８個）配置して全体として円筒状となるように構成されている。
【００２６】
吸着剤は、水分とともに有機物を効率よく吸着できることから、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換した希土類元素置換アルミノシリケートを用いることが好ましい。アルミノシリケートは、ｘＭ２／ｎＡｌ２Ｏ３ｙＳｉＯ２で表される結晶アルミノケイ酸（Ｍ：ｎ価の金属）のｘ，ｙの違いによって、結晶構造中のトンネル構造（細孔径）が異なり、多くの種類があるが、本発明では特にＡ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４．５Ｈ２Ｏ）、Ｘ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２．５ＳｉＯ２・６Ｈ２Ｏ）、Ｙ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４．８ＳｉＯ２・８．９Ｈ２Ｏ）の各ゼオライト中のＮａの一部を希土類元素で置換した構造のアルミノシリケートを用いることが好ましい。
【００２７】
この希土類元素置換アルミノシリケートは、構造式「ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏ（Ｍ：希土類元素）」表されるものである。尚、希土類元素は、一種または複数種を使用できる。上記構造式において、ａＭｘＯｙとしてはＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１が好ましく、また希土類置換アルミノシリケートにおける含有量は１重量％以上であることが好ましい。中でもａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３を用いることが最も好ましく、より高い吸着効果を望むなら含有量を４〜１０重量％とすることが望ましい。尚、Ｌａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１の含有量の上限としては、Ｌａ２Ｏ３では１０重量％、Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１では５重量％程度である。勿論、それ以上の割合で含有させてもよい。
【００２８】
また、その他の成分については、ｂＮａ２ＯとしてＮａ２Ｏを５重量％以下の割合で含み、ｃＡｌ２Ｏ３としてＡｌ２Ｏ３を１０〜３５重量％の割合で含み、ｄＳｉＯ２としてＳｉＯ２を２０〜８０重量％の割合で含むことが好ましい。特に、Ｌａ２Ｏ３６重量％、Ｎａ２Ｏ３重量％、Ｎｄ２Ｏ３２重量％、ＣｅＯ３２重量％、Ｐｒ６Ｏ１１２重量％、Ａｌ２Ｏ３２７重量％、ＳｉＯ２５８重量％からなる希土類元素置換アルミノシリケートが好ましい。
【００２９】
一方、基材４としては、耐熱性、耐摩耗性等に優れることから、無機繊維紙をハニカム状に成形したものが好ましい。また、希土類元素置換アルミノシリケートを担持させる方法としては、例えば、希土類元素置換アルミノシリケートと無機バインダー（例えばシリカゾル）とを含有するスラリーを、スプレーや刷毛塗り等により基材４（無機繊維紙からなるハニカム成形体）に含浸させ、乾燥する方法が可能である。
【００３０】
隣接するセクタ２とスポーク３並びにリム７との接触面は、図３に示すように、シリコーン製コーキング材、好ましくはフッ素系ゴムからなるコーキング材８で接合されて一体化され、更に各接合面が不燃材料からなる遮熱シール１０，１１で被覆される。この遮熱シール１０，１１は、耐熱性、断熱性、耐磨耗性、耐溶剤性という性質が備わったものである必要がある。即ち、図４、図５に示すように、セクタ２ａ，２ｂの接合面が高温になると、セクタ２ａ，２ｂを支えているスポーク３とセクタ２との間のコーキング材８が高熱で変形を起こすため、それを防止するためである。耐熱性は高沸点化合物を蒸発させるのに必要な３００℃以上の高温の気体に遮熱シール自身が耐えねばならないからであり、断熱性は３００℃以上の高温の気体からコーキング材８を保護する必要があるからである。また、耐磨耗性は後に記載するシール材との間で摩擦が生じるために要求されるものであり、加えて耐溶剤性は処理気体中の有機成分に対する耐久性から要求されるものである。
【００３１】
これらの性質を満たす不燃材料として窒化珪素、グラファイト、セラミックペーパー、フエルト等の無機材料からなるものが使用可能である。また、遮熱シール１０，１１は不燃材料からなるもので、板、シートの形態で用いられる。
【００３２】
以下、図３〜図８を参照して、ロータ１の断熱構造の好ましい実施形態についてより具体的に説明する。
【００３３】
図４に示すように、金属製スポーク３は、隣接する２つのセクタ２ａ，２ｂとコーキング材８により接合若しくは接着されている。スポーク３には金属製の取付板９が直角に、即ち、セクタ２ａ，２ｂの端面Ｍと平行に位置付けられるように溶接してあり、遮熱シール１０である窒化珪素板が取付板９の上にネジ１３で固定されている。このような構成によれば、窒化珪素板をスポーク３に直接取り付けるための複雑な成形加工が避けられ、またその交換も容易になる。
【００３４】
この窒化珪素板はその幅をロータ端面に表れる取付板９の幅より広くしてあり、スポーク３を挟んで隣接する２つのセクタ２ａ、２ｂの接合部分に穿設された軸方向に伸びる矩形断面凹所１４内に嵌合するような横幅を備えている。この事により、セクタ２ａ，２ｂの端面から窒化珪素板が突出しなくなる。窒化珪素板がセクタ２ａ，２ｂの端面から突出しないことは、図１０に示す保持ケース１１０に取り付けられているシール装置との関係において有効である。即ち、図２に示すロータ１は保持ケース１１０に収められているが、この保持ケース１１０には図５（図４の遮蔽シール１０及びシール装置５２の周辺部の拡大斜視図）に示すように、ロータ１を各ゾーンに区画する仕切り板１１１（図１０参照）が取り付けられている。また、保持ケース１１０の仕切り板１１１には、図４にその断面図を示すように、シール装置５２が取り付けてあり、このシール装置５２により再生ゾーンＵ、吸着ゾーンＳ等の各領域を区画し各ゾーン間での気体の漏洩を防止している。仕切り板１１１にはシール材５５のための取付板５３がナット５４で固定してある。ロータ１に摺動させるシール材５５は、取付板５３から直角に折れ曲がって上記したナット５４により仕切り板１１１に固定された連結部５６に、ロッド部材５７を介してナット５４で固定されると共に、ロッド部材を取囲むように置かれたコイルばねで構成されたスプリング５８が、この連結部５６とシール材５５との間に介在され、このような構成により、スプリング５８の緩衝力及び復元力を使用してシール材５５をロータ端面Ｍに向けて弾性的にしかも摺動可能としている。シール材５５は内部にシリンダ孔が設けられており、これらシリンダ孔内にロッド部材の先端部分に形成された係止部５９が嵌合されている。またこの係止部５９は、実質的にシリンダ孔内に摺動可能に嵌合するピストン形状を備えている。ここで使用されるシール材５５には、耐熱性、耐摩耗性、化学的安定性が要求される。このようなシール材５５に適した材料として、膨張黒鉛、グラファイトが好ましい。またスプリングの材質としてはステンレス一般、或いは、商品名「インコネル」等が好ましい。
【００３５】
以上のように仕切り板１１１にはシール装置５２が取り付けてあるため、ロータ端面Ｍをシール材５５が摺動するが、図４のように窒化珪素板がロータ端面Ｍから突出していないため、シール材５５との衝突を起こすことがない。このため、窒化珪素板がロータ端面Ｍ側に設けられていても、ロータ１は窒化珪素板とシール材５５との衝突なく滑らかに移動することができる
【００３６】
また、窒化珪素板の代わりに図６に示すように、遮熱シールとして膨張黒鉛シート１５を用いることができ、この膨張黒鉛シート１５で被覆することによりスポーク３及びその隣接したセクタ間のコーキング材８の劣化を防止することができる。更に、膨張黒鉛１５シート上に金属板１６を重ねて設ける構造としてもよい。黒鉛シート１５は優れた耐熱性を有しており、金属板１６と積層することにより、高い堅牢性並びに耐久性を付加して長期間に亘り優れた断熱効果を維持することができる。また、この積層構造は、ロータの周縁部に設けられる遮熱シール１１に対しても実施可能である。
【００３７】
また、図７に示すように、スポーク３の取付板９と窒化珪素板１０との間に珪酸カルシウム板等の断熱材１７を配置すると断熱性を一層向上させることが可能となる。
【００３８】
更に、図８に示すように、セクタ２の周縁部にも断熱構造が採られ、金属製の外周リム７の周縁部分に遮熱シール１１である窒化珪素板を取り付ける。このような構造にすることで、図面上方から加熱気体がロータのセクタ２に導入されても、コーキング材８が遮熱シール１１により保護されることで接合部分は熱から保護される。尚、図示されるように、遮熱シール１１の下に金属製のアングル部材１２をセクタ２の外周縁部に埋設する形で設けることが好ましいが、遮熱シール１１のみでもよい。
【００３９】
上記のような断熱構造により、処理気体並びに高温の再生用気体が各セクタ２とスポーク３との接合部に直接吹き付けられることが回避され、コーキング材８に加わる温度上昇も避けられるので、コーキング材８の劣化による密封性或いは接着力の低下が避けられる。
【００４０】
尚、減湿装置は図１１に示したように吸着ゾーンＳ、再生ゾーンＵの他に冷却ゾーンＴを備える構成とすることもでき、図９にその一例として保持ケース１１０に収容した全体構成を模式的に示す。尚、図中、前述と同一部位については同一の符号を付してある。
【００４１】
（第２の実施形態）
図１０は本発明に係る減湿装置の第２の実施形態を示す概略図であるが、図示されるように、前段の減湿装置Ａと後段の減湿装置Ｂ（但し、ロータのみを示す）とが、前段の減湿装置Ａの吸着ゾーンＳと、後段の減湿装置Ｂの吸着ゾーンＳとを直列に接続した２段式に構成されている。この第２の実施形態の減湿装置によれば、より低露点の清浄乾燥気体が得られる。
【００４２】
前段の減湿装置Ａは、第１の実施形態に示した減湿装置と同様に構成されており、吸着ゾーンＳと再生ゾーンＵとに画成されるロータ１ａを備える。このロータ１ａの吸着ゾーンＳの前面には処理気体Ｆの導入管２０が配置され、裏面には排気管２３が配置されているが、排気管２３は後段の減湿装置Ｂの吸着ゾーンＳに接続しており、その途中にはクーラ２２が挿入されている。また、再生ゾーンＵの裏面には、後段の減湿装置Ｂの再生ゾーンＵの排気管３３に通ずる導入管２５が接続されており、その直前にヒータ２４が配置されている。更に、再生ゾーンＵの前面には、ファン２６を備える排気管２７が配置されている。
【００４３】
後段の減湿装置Ｂは、前段の減湿装置Ａと同様に第１の実施形態で示した減湿装置と同様でもかまわないが、ここでは図示されるように、保持ケースの仕切り板により吸着ゾーンＳ及び再生ゾーンＵに加え、冷却ゾーンＴが画成された構成のロータ１ｂを備える。このロータ１ｂの吸着ゾーンＳの裏面には前段の減湿装置Ａからの連結管２３が配置され、前面には排気管２８が配置されている。この排気管２８は分岐しており、その一方から目的とする低露点の清浄乾燥気体Ｐを取り出し、他方を分岐管２９として冷却ゾーンＴの裏面に臨ませている。また、冷却ゾーンＴの前面には、再生ゾーンＵの前面に向かい、ヒータ３０を備える再生用加熱気体供給管３１が配置されている。更に、再生ゾーンＵの裏面には、ファン３２を備え、前段の減湿装置Ａの再生ゾーンＵに通ずる排気管３３が配置されている。
【００４４】
尚、ロータ１ａは、第１の実施形態と同様の吸着剤を有する円弧状セクタを複数接合して構成されており、また各接合部には第１の実施形態と同様の断熱構造が施されている。ロータ１ａで高沸点有機化合物を吸着するため、ロータ１ｂは、吸着剤としては希土類元素置換アルミノシリケートであっても良いが、特に希土類元素置換アルミノシリケートである必要はなく、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト等のゼオライト、あるいは活性炭、シリカゲル等の吸湿性のある吸着剤の使用も可能である。
【００４５】
このような構成において、処理気体Ｆは導入管２０を通じて前段の減湿装置Ａの吸着ゾーンＳに導入され、ロータ１ａに担持された吸着剤により減湿及び浄化される。この時点で、この清浄乾燥気体の露点温度は−３５℃程度となる。次いで、清浄乾燥気体はクーラ２２で冷却された後、後段の減湿装置Ｂの吸着ゾーンＳに導入され、更なる減湿及び浄化がなされ、排気管２８から露点温度が−８０℃程度の低露点の清浄乾燥気体Ｐとして取り出される。
【００４６】
また、後段の減湿装置Ｂでは、低露点の清浄乾燥気体Ｐの一部が分岐管２９を通じて冷却ゾーンＴに送られて冷却用気体として使用されるとともに、その後ヒータ３０により１３０〜２００℃程度に加熱されて再生用の加熱気体として再生ゾーンＵに送られ、ロータ１ｂの吸着剤に吸着した水分やガス状不純物を蒸発させて除去する。再生ゾーンＵから排出された再生用気体は、その後、ファン３２により排気管３３を通じて前段の減湿装置Ａの再生ゾーンＵに送出される。この後段の減湿装置Ｂの再生ゾーンＵからの再生用気体は、ヒータ２４により１３０〜２００℃程度に加熱され、前段の減湿装置Ａの再生ゾーンＵに導入される。そして、前段の減湿装置Ａの再生ゾーンＵでは、この高温気体によりロータ１ａの吸着剤に吸着した水分やガス状不純物を蒸発させて除去し、その排ガスＲ´が排気管２７から排気される。
【００４７】
尚、上記第２の実施形態で記載したように、前段のロータ１ａは通常の減湿装置を作動させている間は上記のような１３０〜２００℃程度の再生用気体の温度で吸着剤に吸着している水分やガス状不純物（有機物）を脱離させるが、本発明で使用する吸着剤に吸着している高沸点有機化合物はこの程度の温度では脱離できない。本発明はロータを断熱構造としてあるため、高沸点有機化合物が吸着剤から脱離する温度に再生用気体を加熱できる。高沸点有機化合物を吸着剤から脱離するには、減湿装置の運転状況にもよるが、吸着剤に吸着されて高沸点有機化合物が蓄積された時期（６ヶ月〜２年程度）を間隔として、再生用気体の温度を２５０℃〜４００℃程度の温度にして再生気体を１ｍ／ｓ以上の通過風速で供給することが好ましく、処理時間は６〜１５時間程度が適当である。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４９】
（実施例１：減湿装置▲１▼）
アルミナシリカ繊維に少量の有機質合成繊維を加えたものを原料にして、厚さ０．２ｍｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ３の紙を抄造する。得られた原紙を波長３．３ｍｍ、波高１．９ｍｍのハニカム状にコルゲート加工し、図２に示したような円弧状のハニカム構造体を成形する。次いで、この円弧状ハニカム構造体に、Ｌａ含有アルミノシリケート（組成比：Ｌａ２Ｏ３が６％、Ｎａ２Ｏが３％、Ｎｄ２Ｏ３が２％、ＣｅＯ３が２％、Ｐｒ６Ｏ１１が２％、Ａｌ２Ｏ３が２７％、ＳｉＯ２が５８％）からなる吸着剤に無機バインダー（シリカゲル）を加えたスラリーを含浸させて乾燥し、焼成により有機物を除去して円弧状のセクタ２を得た。
【００５０】
次いで、セクタ２を８個接合し、図２に示すように全体として円筒状のロータ１を作製した。その際、接合部において、図４に示すように、セクタ２ａ，２ｂとスポーク３及びリム７との接合面間にコーキング材８を介在させ、更にスポーク３の端面に窒化珪素板からなる遮熱シール１０をネジ止めした。また、リム７についても、図８に示すように、窒化珪素板からなる遮熱シール１１を取り付けた。
【００５１】
そして、図１に示すように、上記のロータ１を吸着ゾーンＳと再生ゾーンＵとに画成する保持ケース（図示せず）に装着し、１段構成の減湿装置▲１▼を作製した。
【００５２】
（比較例１：減湿装置▲２▼）
吸着剤としてＬａ含有アルミノシリケートに代えてＡ型ゼオライトを用い、実施例１と同様にして円弧状のセクタ２を作製し、更にこのセクタ２を８個接合して円筒状のロータ１を作製した。尚、接合に際して、セクタ２とスポーク３及びリム７との接合面間にコーキング材８を介在させたが、遮蔽シール１１は用いなかった。そして、同様にして吸着ゾーンＳ及び再生ゾーンＵに画成された１段構成の減湿装置▲２▼を作製した。
【００５３】
（性能評価−１）
上記の減湿装置▲１▼及び減湿装置▲２▼を用い、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を１０００ｐｐｂ含有する空気を毎分２０ｍ３の割合で導入し、連続して処理した。尚、半導体製造過程で使用される溶剤から発生する代表的な高沸点有機化合物物として、ＭＥＡ、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）等が挙げられるが、中でもＮＭＰは沸点が２０４℃と最も高いものである。そして、処理後の清浄乾燥気体をガスクロマトグラフィーで分析してＮＭＰの除去率を求めたところ、減湿装置▲１▼では９９．９％と略完全にＮＭＰが除去されていたのに対し、減湿装置▲２▼では８０％と低い値であった。このことから、本発明に従うＬａ含有アルミノシリケートが高沸点有機化合物に対する高い吸着性能を有することがわかる。
【００５４】
（実施例２：減湿装置▲３▼）
減湿装置▲１▼のロータ１を前段のロータ１ａとし、図１０に示す２段構成の減湿装置▲３▼を作製した。後段のロータ１ｂには、Ｘ型ゼオライトからなる吸着剤を使用して円弧状セクタ２とし、これを８個接合したものを用い、図１０に示すような保持ケース１１０に装着して吸着ゾーンＳ、再生ゾーンＵ及び冷却ゾーンＴに画成した。また、後段のロータ１ｂには、断熱構造を施さなかった。
【００５５】
（比較例２：減湿装置▲４▼）
減湿装置▲２▼のロータ１を前段のロータ１ａとし、他は実施例２と同様にして２段構成の減湿装置▲４▼を作製した。
【００５６】
（性能評価−２）
減湿装置▲３▼のロータ１ａの吸着ゾーンＳに、ＭＥＡ、ＤＭＳＯ、ＨＭＤＳ、ＰＧＭＥＡ、ＮＭＰ等の高沸点有機物を１〜２ｐｐｍ含む空気を風速１〜２ｍ／ｓで導入し、浄化を行った。得られた清浄乾燥気体中の高沸点有機物の除去率は、上記の減湿装置▲１▼とほぼ同等であった。また、露点温度は−８０℃であった。
【００５７】
また、同様の処理を減湿装置▲４▼においても行ったところ、清浄乾燥気体中の高沸点有機物の除去率は上記の減湿装置▲２▼とほぼ同等であり、露点温度は−７５℃であった。
【００５８】
このことから、本発明に従う減湿装置によれば、有機物が高度に除去されるとともに低露点の清浄乾燥気体が得られることがわかる。
【００５９】
また、減湿装置▲３▼及び減湿装置▲４▼を用い、同様の浄化を６ヶ月間連続（ロータを２４時間連続回転）して行った。６ヶ月経過後、両減湿装置の前段のロータ１ａに対して３００℃の高温空気を１２時間供給して再生した。そして、再生前後のロータ１ａについて、有機物量、細孔容積、比表面積を測定した。尚、有機物量は、ロータ１ａから１０ｃｍ角の試料を切り出して粉砕し、その３０ｍｇを採取して熱示差重量測定装置にて測定した。また、細孔容積は単位重量（ここでは１ｋｇ）当たりの吸着剤に存在する空孔の容積であり、ロータ１ａから試料（２ｍｍ×１０ｍｍの短冊状）を切り出し、その１ｇを採取して窒素ガスを用いたＢＪＨ（Ｂａｒｒｅｔｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ）法にて測定し、これを１ｋｇ当たりの値に換算した。また、比表面積は単位重量（ここでは１ｇ）当たりの吸着剤の表面積であり、ロータ１ａから試料（２ｍｍ×１０ｍｍの短冊状）を切り出し、その１ｇを採取して窒素ガスを用いたＢＥＴ法にて測定した。
【００６０】
比較のために、同様に６ヶ月間使用したロータ１ａを水洗（ロータをシステムから取り出し、素子の体積の１５倍の水に５分間浸漬）し、同様に有機物量、細孔容積、比表面積を測定した。同じく比較のために、未使用のロータ１ａについても同様に有機物量、細孔容積、比表面積を測定した。
【００６１】
測定結果を下記の表１に示すが、水洗による再生では有機物が充分に除去されていないのに対し、高温空気による再生では除去率が向上している。また、細孔容積については、高温空気による再生では未使用のロータ１ａに比べて約８５％まで回復しているのに対し、水洗による再生では約３４％までしか回復していない。また、比表面積については、高温空気による再生では未使用のロータ１ａに比べて約９５％まで回復しているのに対し、水洗による再生では約３６％までしか回復していない。このことから、本発明の高温空気による再生が有効であることがわかる。
【００６２】
【表１】
2004000824.tif 000003
【００６３】
また、処理終了後、減湿装置▲３▼を分解して前段のロータ１ａを観察したところ、減湿装置▲３▼ではセクタ接合部のコーキング材の劣化が認められず、本発明による断熱構造の有意性が確認された。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、高沸点有機化合物を含む有機物の除去が可能で、低露点の清浄乾燥気体が得られるとともに、３００℃を越えるような高温の気体に対しても十分耐え得る耐熱性を有し、吸着部に付着した水分及び高沸点有機物を除去し再生可能な構造を備え、高性能で長寿命の減湿装置及び減湿方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減湿装置の第１の実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の減湿装置に使用される減湿装置のロータを示す斜視図である。
【図３】遮熱シールを備えた外周リムによる断熱構造を示す部分分解斜視図である。
【図４】図２のＸＸ断面部分矢視図であり、セクタ接合部の断熱構造を示す図である。
【図５】図４の遮蔽シール及びシール装置の周辺部を示す拡大斜視図である。
【図６】セクタ接合部の断熱構造の他の例を示す、図３と同様の矢視図である。
【図７】セクタ接合部の断熱構造の他の例を示す、図３と同様の矢視図である。
【図８】外周リム周辺の断熱構造を示す、図２におけるＹＹ断面矢視図である。
【図９】第１の実施形態における減湿装置の他の例（吸着ゾーンＳ、再生ゾーンＵ及び冷却ゾーンＴを備える構成）の全体構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の減湿装置の第２の実施形態を示す概略図である。
【図１１】従来の減湿装置の保持ケースを含めた全体構造を示す斜視図である。
【図１２】従来の減湿装置のロータのみを示す斜視図である。
【図１３】従来の減湿装置のセクタ、スポーク及び外周リムの接合様式を説明するための図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　ロータ
２　セクタ
３　スポーク
４　基材
５　ハブ
７　外周リム
８　コーキング材
９　取付板
１０，１１　遮熱シール
１２　アングル部材
１３　ネジ
１５　黒鉛シート
１７　断熱材（珪酸カルシウム板）
【図１】
2004000824.tif 000004
【図２】
2004000824.tif 000005
【図３】
2004000824.tif 000006
【図４】
2004000824.tif 000007
【図５】
2004000824.tif 000008
【図６】
2004000824.tif 000009
【図７】
2004000824.tif 000010
【図８】
2004000824.tif 000011
【図９】
2004000824.tif 000012
【図１０】
2004000824.tif 000013
【図１１】
2004000824.tif 000014
【図１２】
2004000824.tif 000015
【図１３】
2004000824.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月10日(2003.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、
親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されるロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンで吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンに高温気体を供給して脱離させることを特徴とする減湿装置。
【請求項２】
前記減湿装置を２台備え、一方の減湿装置の吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入するように接続し、他方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１記載の減湿装置。
【請求項３】
一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入する経路に、気体冷却手段を挿入したことを特徴とする請求項２記載の減湿装置。
【請求項４】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項５】
再生用気体が２５０〜４００℃に加熱された高温気体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項６】
前記減湿装置は、ロータが仕切り板により吸着ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに画成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項７】
ロータが、内部に多数の小透孔を備えるハニカム構造体に吸着剤を担持して構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項８】
ロータが、ハニカム構造体に吸着剤を担持させた円弧状セクタをスポークで連結して構成され、各連結部において、スポークの端面に、該端面及び該端面の両側に位置する２つの円弧状セクタの接合部を覆う遮熱シールが該端面と平行に取着されていることを特徴とする請求項７記載の減湿装置。
【請求項９】
遮熱シールが、窒化珪素板、膨張黒鉛シートまたは膨張黒鉛シート上に金属板を重ねた積層体であることを特徴とする請求項８記載の減湿装置。
【請求項１０】
吸着剤が、構造式　ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏ（Ｍ：希土類元素）で表され、かつａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１から選ばれた一種または複数種類のものを含み、ｂＮａ２ＯとしてＮａ２Ｏを５重量％以下の割合で含み、ｃＡｌ２Ｏ３としてＡｌ２Ｏ３を１０〜３５重量％の割合で含み、ｄＳｉＯ２としてＳｉＯ２を２０〜８０重量％の割合で含む希土類元素置換アルミノシリケートであることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１１】
処理される気体が、２００℃以上の融点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１２】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、
親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに高温の再生用気体を供給して吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法。
【請求項１３】
前記ロータを２台用い、一方のロータの吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を他方のロータの吸着ゾーンに導入するとともに、他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１２に記載の減湿方法。
【請求項１４】
他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体の一部を目的空間に供給するとともに、残部を加熱して一方のロータの再生ゾーンに供給することを特徴とする請求項１２または１３に記載の減湿方法。
【請求項１５】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の減湿方法。
【請求項１６】
再生用気体が２５０〜４００℃に加熱された高温気体であることを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の減湿方法。
【請求項１７】
処理される気体が、２００℃以上の融点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１２〜１６の何れか１項に記載の減湿方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されるロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンに吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンに高温気体を供給して脱離させることを特徴とする減湿装置を提供する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、同様の目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに高温の再生用気体を供給して吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法を提供する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
吸着剤は、水分とともに有機物を効率よく吸着できることから、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部を希土類元素で置換した希土類元素置換アルミノシリケートを用いる。アルミノシリケートは、ｘＭ２／ｎＡｌ２Ｏ３ｙＳｉＯ２で表される結晶アルミノケイ酸（Ｍ：ｎ価の金属）のｘ，ｙの違いによって、結晶構造中のトンネル構造（細孔径）が異なり、多くの種類があるが、本発明では特にＡ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４．５Ｈ２Ｏ）、Ｘ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２．５ＳｉＯ２・６Ｈ２Ｏ）、Ｙ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４．８ＳｉＯ２・８．９Ｈ２Ｏ）の各ゼオライト中のＮａの一部を希土類元素で置換した構造のアルミノシリケートを用いることが好ましい。




【手続補正書】
【提出日】平成15年4月17日(2003.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、
親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をランタンまたはランタノイドで置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されるロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンで吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温気体を供給して脱離させることを特徴とする減湿装置。
【請求項２】
前記減湿装置を２台備え、一方の減湿装置の吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入するように接続し、他方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１記載の減湿装置。
【請求項３】
一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入する経路に、気体冷却手段を挿入したことを特徴とする請求項２記載の減湿装置。
【請求項４】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項５】
前記減湿装置は、ロータが仕切り板により吸着ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに画成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項６】
ロータが、内部に多数の小透孔を備えるハニカム構造体に吸着剤を担持して構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項７】
ロータが、ハニカム構造体に吸着剤を担持させた円弧状セクタをスポークで連結して構成され、各連結部において、スポークの端面に、該端面及び該端面の両側に位置する２つの円弧状セクタの接合部を覆う遮熱シールが該端面と平行に取着されていることを特徴とする請求項６記載の減湿装置。
【請求項８】
遮熱シールが、窒化珪素板、膨張黒鉛シートまたは膨張黒鉛シート上に金属板を重ねた積層体であることを特徴とする請求項７記載の減湿装置。
【請求項９】
吸着剤が、構造式　ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏで表され、かつａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１から選ばれた一種または複数種類のものを含み、ｂＮａ２ＯとしてＮａ２Ｏを５重量％以下の割合で含み、ｃＡｌ２Ｏ３としてＡｌ２Ｏ３を１０〜３５重量％の割合で含み、ｄＳｉＯ２としてＳｉＯ２を２０〜８０重量％の割合で含むアルミノシリケートであることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１０】
処理される気体が、２００℃以上の沸点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１１】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、
親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をランタンまたはランタノイドで置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温の再生用気体を供給して吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法。
【請求項１２】
前記ロータを２台用い、一方のロータの吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を他方のロータの吸着ゾーンに導入するとともに、他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１１に記載の減湿方法。
【請求項１３】
他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体の一部を目的空間に供給するとともに、残部を加熱して一方のロータの再生ゾーンに供給することを特徴とする請求項１１または１２に記載の減湿方法。
【請求項１４】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の減湿方法。
【請求項１５】
処理される気体が、２００℃以上の沸点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１１〜１４の何れか１項に記載の減湿方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をランタンまたはランタノイドで置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されるロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンに吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温気体を供給して脱離させることを特徴とする減湿装置を提供する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、同様の目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をランタンまたはランタノイドで置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温の再生用気体を供給して吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法を提供する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
吸着剤は、水分とともに有機物を効率よく吸着できることから、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をランタンまたはランタノイドで置換したアルミノシリケート（以下、「希土類元素置換アルミノシリケート」という）を用いる。アルミノシリケートは、ｘＭｅ２／ｎＡｌ２Ｏ３ｙＳｉＯ２で表される結晶アルミノケイ酸（Ｍｅ：ｎ価の金属）のｘ，ｙの違いによって、結晶構造中のトンネル構造（細孔径）が異なり、多くの種類があるが、本発明では特にＡ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４．５Ｈ２Ｏ）、Ｘ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２．５ＳｉＯ２・６Ｈ２Ｏ）、Ｙ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４．８ＳｉＯ２・８．９Ｈ２Ｏ）の各ゼオライト中のＮａの一部をランタンまたはランタノイドで置換した構造のアルミノシリケートを用いることが好ましい。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
この希土類元素置換アルミノシリケートは、構造式「ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏ（Ｍ：ランタンまたはランタノイド）」で表されるものである。尚、希土類元素（ランタンまたはランタノイド）は、一種または複数種を使用できる。上記構造式において、ａＭｘＯｙとしてはＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１が好ましく、また希土類元素置換アルミノシリケートにおける含有量は１重量％以上であることが好ましい。中でもａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３を用いることが最も好ましく、より高い吸着効果を望むなら含有量を４〜１０重量％とすることが望ましい。尚、Ｌａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１の含有量の上限としては、Ｌａ２Ｏ３では１０重量％、Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１では５重量％程度である。勿論、それ以上の割合で含有させてもよい。




【手続補正書】
【提出日】平成15年8月28日(2003.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、
親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をＬａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒから選ばれた一種または複数種の元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されるロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンで吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温気体を供給して脱離させることを特徴とする減湿装置。
【請求項２】
前記減湿装置を２台備え、一方の減湿装置の吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入するように接続し、他方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１記載の減湿装置。
【請求項３】
一方の減湿装置の吸着ゾーンを通過した気体を他方の減湿装置の吸着ゾーンに導入する経路に、気体冷却手段を挿入したことを特徴とする請求項２記載の減湿装置。
【請求項４】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項５】
前記減湿装置は、ロータが仕切り板により吸着ゾーン、再生ゾーン及び冷却ゾーンに画成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項６】
ロータが、内部に多数の小透孔を備えるハニカム構造体に吸着剤を担持して構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項７】
ロータが、ハニカム構造体に吸着剤を担持させた円弧状セクタをスポークで連結して構成され、各連結部において、スポークの端面に、該端面及び該端面の両側に位置する２つの円弧状セクタの接合部を覆う遮熱シールが該端面と平行に取着されていることを特徴とする請求項６記載の減湿装置。
【請求項８】
遮熱シールが、窒化珪素板、膨張黒鉛シートまたは膨張黒鉛シート上に金属板を重ねた積層体であることを特徴とする請求項７記載の減湿装置。
【請求項９】
吸着剤が、構造式ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏで表され、かつａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１から選ばれた一種または複数種類のものを含み、ｂＮａ２ＯとしてＮａ２Ｏを５重量％以下の割合で含み、ｃＡｌ２Ｏ３としてＡｌ２Ｏ３を１０〜３５重量％の割合で含み、ｄＳｉＯ２としてＳｉＯ２を２０〜８０重量％の割合で含むアルミノシリケートであることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１０】
処理される気体が、２００℃以上の沸点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の減湿装置。
【請求項１１】
目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、
親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をＬａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒから選ばれた一種または複数種の元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温の再生用気体を供給して吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法。
【請求項１２】
前記ロータを２台用い、一方のロータの吸着ゾーンに処理される気体を導入し、該一方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を他方のロータの吸着ゾーンに導入するとともに、他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体を目的空間に供給することを特徴とする請求項１１に記載の減湿方法。
【請求項１３】
他方のロータの吸着ゾーンを通過した気体の一部を目的空間に供給するとともに、残部を加熱して一方のロータの再生ゾーンに供給することを特徴とする請求項１１または１２に記載の減湿方法。
【請求項１４】
処理される気体が、空気、酸素または不活性ガスであることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の減湿方法。
【請求項１５】
処理される気体が、２００℃以上の沸点を有する有機物を含むことを特徴とする請求項１１〜１４の何れか１項に記載の減湿方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿装置であって、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をＬａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒから選ばれた一種または複数種の元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されるロータと、処理される気体を前記吸着ゾーンに供給する経路と、前記吸着ゾーンで処理された気体を目的空間に供給する経路と、前記再生ゾーンに再生用気体を供給する経路とを備え、前記吸着ゾーンに吸着された水分及び有機物を前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温気体を供給して脱離させることを特徴とする減湿装置を提供する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、同様の目的を達成するために、本発明は、目的空間に、低露点で有機物を除去した気体を供給するための減湿方法であって、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をＬａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒから選ばれた一種または複数種の元素で置換したアルミノシリケートからなる吸着剤を担持させた複数の円弧状セクタを保持ケースに回転可能に支持し、該保持ケースに取り付けられた仕切り板により回転域を少なくとも吸着ゾーン及び再生ゾーンに画成されたロータの前記吸着ゾーンに処理される気体を供給し、前記吸着ゾーンで処理された気体を前記目的空間に供給するとともに、前記再生ゾーンに２５０〜４００℃の高温の再生用気体を供給して吸着剤に吸着された水分及び有機物を脱離させることを特徴とする減湿方法を提供する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
吸着剤は、水分とともに有機物を効率よく吸着できることから、親水性ゼオライト中のナトリウムの一部をＬａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒから選ばれた一種または複数種の元素で置換したアルミノシリケート（以下、「希土類元素置換アルミノシリケート」という）を用いる。アルミノシリケートは、ｘＭｅ２／ｎＡｌ２Ｏ３ｙＳｉＯ２で表される結晶アルミノケイ酸（Ｍｅ：ｎ価の金属）のｘ，ｙの違いによって、結晶構造中のトンネル構造（細孔径）が異なり、多くの種類があるが、本発明では特にＡ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４．５Ｈ２Ｏ）、Ｘ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・２．５ＳｉＯ２・６Ｈ２Ｏ）、Ｙ型ゼオライト（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４．８ＳｉＯ２・８．９Ｈ２Ｏ）の各ゼオライト中のＮａの一部をＬａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒから選ばれた一種または複数種の元素で置換した構造のアルミノシリケートを用いることが好ましい。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
この希土類元素置換アルミノシリケートは、構造式「ａＭｘＯｙ・ｂＮａ２Ｏ・ｃＡｌ２Ｏ３・ｄＳｉＯ２・ｅＨ２Ｏ（Ｍ：Ｌａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒ）」で表されるものである。尚、Ｌａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒは、一種または複数種を使用できる。上記構造式において、ａＭｘＯｙとしてはＬａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１であり、また希土類元素置換アルミノシリケートにおける含有量は１重量％以上であることが好ましい。中でもａＭｘＯｙとしてＬａ２Ｏ３を用いることが最も好ましく、より高い吸着効果を望むなら含有量を４〜１０重量％とすることが望ましい。尚、Ｌａ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１の含有量の上限としては、Ｌａ２Ｏ３では１０重量％、Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ３，Ｐｒ６Ｏ１１では５重量％程度である。勿論、それ以上の割合で含有させてもよい。