(57)【要約】      （修正有）【課題】従来に比べて、低露点空気を発生する際のエネルギ消費量を大幅に削減でき、また、稼動後、短時間で所望低露点空気の供給が可能となる低露点空気発生装置を提供する。【解決手段】低露点空気発生装置１０は、水分凝縮ユニット１２と、温度スイング吸着ユニット１４と、低露点空気供給ユニット１６を備える。水分凝縮ユニット１２は水分凝縮除去機構を備え、処理空気を除湿し、温度スイング吸着ユニット１４は、２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂを有し、除湿された処理空気中の水分を吸着して低露点空気を生成し、低露点空気供給ユニット１６は、温度調整機構を備え、温度スイング吸着後の空気の温度を調整して供給先に供給する。接続される各ユニット間を流通する空気の流路を切り替える第一及び第二の４ポート自動切換えバルブ２２ａ、２２ｂを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理空気中の水分を凝縮除去する水分凝縮ユニットと、水分を凝縮除去された空気を温度スイング吸着する温度スイング吸着ユニットと、温度スイング吸着後の空気の温度を調整して供給先に供給する低露点空気供給ユニットを備え、
該温度スイング吸着ユニットは、処理空気の流入流路を切り替え可能に設けられる水分吸着工程用及び水分脱着工程用の２系列の吸着剤部を有するとともに、水分吸着工程用に供する吸着剤部から流出する温度スイング吸着後の空気の一部を水分脱着工程用に供する吸着剤部に供給する再生用空気供給部を有することを特徴とする低露点空気発生装置。
【請求項２】
前記水分凝縮ユニット、前記２系列の吸着剤部、前記再生用空気供給部及び前記低露点空気供給ユニットの間の流路を切り替える２つの４ポート自動切換えバルブを有することを特徴とする請求項１記載の低露点空気発生装置。
【請求項３】
前記水分凝縮ユニットが、処理空気中の水分を凝縮除去する凝縮器と、環境の全圧を計測するセンサと高分解能を保有する温度センサ乃至温湿度センサ、処理空気の圧力と流量を制御する回転数制御式送風機を有することを特徴とする請求項１又は２記載の低露点空気発生装置。
【請求項４】
前記水分凝縮ユニットが、前記凝縮器の上流に設けられ、圧縮空気と加湿水を噴出する２流体ノズルをさらに有することを特徴とする請求項３記載の低露点空気発生装置。
【請求項５】
前記低露点空気供給ユニットが、撥水性のものを用いて成る除塵フィルタと温度スイング吸着後の空気の温度を調整する加熱機構を有することを特徴とする請求項１記載の低露点空気発生装置。
【請求項６】
前記温度スイング吸着ユニットが、前記２系列の吸着剤部をそれぞれ直列に複数段有することを特徴とする請求項１記載の低露点空気発生装置。
【請求項７】
前記温度スイング吸着ユニットの前記吸着剤部が、合成ゼオライト、天然ゼオライト、シリカゲル又はアルミナを主成分として含む吸着剤を装填したものであることを特徴とする請求項１記載の低露点空気発生装置。
【請求項８】
前記吸着剤部が、固体酸性物質及び又は疎水性ゼオライト及び又は活性炭を主成分として含む吸着剤をさらに装填したものであることを特徴とする請求項７記載の低露点空気発生装置。
【請求項９】
前記水分凝縮ユニットで処理される処理空気の状態量の情報に基づいて処理空気の水分凝縮除去後の温度を制御する温度制御機構を有することを特徴とする請求項１記載の低露点空気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低露点空気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
−３０〜−８０℃程度の低露点の空気や−８０〜−１２０℃程度の超低露点の空気が、リチウムイオン電池製造、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ及び有機薄膜型太陽電池製造、並びにＶＬＳＩの製造等において使用されている。
【０００３】
低露点空気の製造装置・供給方式としては深冷分離・調合方式、ＰＳＡ（圧力スイング吸着）装置及び吸着ロータ式装置が知られている。一方、超低露点空気の製造装置としては、これらの各装置のうち、製造コストの観点から吸着ロータ式装置が好適に用いられている。
【０００４】
深冷分離・調合方式は、例えば、大気を除塵した後、３．５〜５．１ＭＰａに圧縮して、断熱膨張操作によって−１９１℃まで深冷して液体空気を得、これを精分留して液体窒素と液体酸素にした後、さらに、それぞれを気化させてから、窒素ガス対酸素ガスの体積比で約４対1の割合に調合して、１５．２ＭＰａ（Ｇ）に再圧縮して高圧容器に充填して、超低露点で且つクリーンな擬似空気を得る方式である。
しかしながら、深冷分離・調合方式は、高価な高圧ガス製造設備を必要とするとともに二度に亘る圧縮仕事に多大なエネルギを必要とする。このため、深冷分離・調合方式は、空気の消費量が例えば５Ｌ／ｍｉｎ未満程度の少量で済む、例えば、半導体分野においてはマスク製作工程や露光工程の製造装置等の極めて限定された場所で使用される。
【０００５】
ＰＳＡ装置は、吸着剤を収容した吸着容器内に処理空気を通す処理工程と、再生空気を通す再生工程とを交互に行い、圧力スイング吸着により低露点空気を得る装置である。この場合、実際には処理空気は前処理である圧縮除湿及び冷却除湿を行った後にＰＳＡ装置に流入させている。
しかしながら、ＰＳＡ装置は、耐圧性能を必要とする設備であるため、設備投資額が大きいのみならず法規制により処理空気量の大きい装置の設置場所は制約を受ける。又、大気圧下の空気を圧縮するため、エネルギ消費量が莫大である。また、空気の臨界圧力３．５ＭＰａ以下で操作されるＰＳＡ装置で製造された減湿空気は液化空気の状態を経由していないため、水分が液化空気を経由したものより多く残留すると想定され、超低露点の空気とならない。このため、ＰＳＡ装置は、深冷分離・調合方式の場合と同様に、空気の消費が少量で済む、極めて限定された場所で使用される。
【０００６】
ところで、低露点乃至超低露点空気の供給先が、ドライルーム、ドライブース、ドライクリーンルーム、ドライクリーンブース、ドライクリーンミニエンバイロメント及びリチウムイオン電池等の製造装置内の作業空間の場合、１〜１００ｍ３／min程度の空気が必要とされる。この規模になると、圧縮機を用いる深冷分離・調合方式、ＰＳＡ装置は明らかに実用的でない。なお、低露点のクリーンルームの場合、通常、空気の露点温度が−１０℃以下に維持され、空気中の水分は数ｐｐｍ以下しか存在しない。
【０００７】
これに対して、吸着ロータ式装置は、低露点や超低露点の空気を発生することができる実用装置である。吸着ロータ式装置は、常圧下で空気を処理するため、深冷分離・調合方式やＰＳＡ（圧力スイング吸着）装置に比べて大量の空気を得ることができ、また、エネルギ消費量も比較的少なく、設備費用も安価である。
吸着ロータ式装置は、回転自在なロータ内に処理空気を通過させて、処理空気を減湿させる装置である。ロータは、吸着剤をハニカム状に形成したものが用いられる。
【０００８】
例えば、連続的に減湿された空気が製造できるようにロータを３段設けた減湿装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００９】
この減湿装置において、各段ロータは減湿区域、再生区域、パージ区域に区分されており、各区域は、それぞれ、仕切り両端面チャンバを介して、減湿用通気路、再生用通気路及びパージ用通気路に接続される。各段ロータの上流側減湿用通気路には冷却器が配置され、又、必要に応じてパージ用通気路にも冷却器が配置される。再生用通気路には加熱器が配置される。各段ロータの前後に送風機（ファン）が減湿用通気路及び再生用通気路に計6基設置される。
【００１０】
減湿用通気路、再生用通気路及びパージ用通気路の各通気路への空気の配分は、各通気路に設置された多数のダンパ式自動弁の開度によって調整される。減湿用空気の流れ方向と、再生用空気及びパージ用空気の流れ方向は向流となっている。したがって、減湿区域、再生区域及びパージ区域の各区域を通過する空気には各ロータの両端面と両端面チャンバの接続箇所において圧力差や流量差による他の区域からの混入が構造上避けられない。それゆえ、ロータの端面と両端面チャンバの圧力調整及び流量調整をダンパ式自動弁によって精緻に行うだけでなく、除湿用通気路とパージ用通気路の分岐点、パージ用通気路と再生用通気路の合流点を多くの箇所に設ける必要がある。
【００１１】
加えて、所定流量の所望低露点の空気を安定確実に発生させるには、多くのエネルギ損失を生じる。
まず、ダンパ式自動弁によって各通気路に送気する空気の圧力及び又は流量の調整を行うと、必然的に圧力損失を発生させることになり、それに見合うエネルギ損失は回避できない。
また、減湿区域、再生区域、パージ区域の各々断面積と断面形状が異なる各段ロータの両端面チャンバと接続する減湿用通気路、再生用通気路及びパージ用通気路は断面積拡大と断面積縮小が存在するため、発生する圧力損失に見合うエネルギ損失も避けられない。
また、各通気路と各区域に通気される空気の流量は、それぞれ相異しているだけでなく、大略、減湿区域＜再生区域＜パージ区域の順に増加しており、逆に区域の面積は、減湿区域＞再生区域＞パージ区域の順に減少しているため、各区域と各段ロータとその両端面チャンバの各通気路全体の損失は、減湿区域＜再生区域＜パージ区域の順に増大することになる。すなわち、減湿区域に比べて、再生区域及びパージ区域で大きな圧力損失を生じる。
【００１２】
特許文献１の発明の詳細な説明欄の段落番号〔００３３〕〜〔００３７〕の記載内容を解析すると、２段目ロータの再生用通気路とパージ用通気路には変動を伴う大きな圧損が発生しており、特許文献１、図１に示されているように、処理ファン、再生ファンの設置は不可避である。さらに３段目ロータの再生用通気路、パージ用通気路にも圧損が発生している。つまり、ロータ式減湿装置のこれらの箇所で発生している圧力損失に伴うエネルギ損失を軽減した省エネを達成するシステム乃至装置の開発が第１の課題である。
さらに、上記した圧損が何故発生するか考究したところ、吸着ロータ式減湿装置を採用する限り回避できない課題であることを見出した。各段ロータは０．５〜１５ｒｐｈで回転しており、ロータ端面側の空気の通過域の割合（面積割合）のうち、減湿区域は吸着材への水分吸着時間、再生区域は吸着材からの水分の加熱脱離時間、パージ区域は、吸着材の冷却時間を表している。例えば、特許文献１の段落番号〔００３４〕に記載されているように、２段目ロータ端面各区域の割合は中心角で表されており、減湿区域は２７０度、再生区域は６０度、パージ区域は３０度となっているから、２段目ロータが２ｒｐｈで回転する場合は、吸着時間は２２．５分、加熱脱離時間は５分、冷却時間は２．５分である。
【００１３】
つまり、２２．５分間で吸着材ロータに処理空気温度５℃に調整して流入させて所定の水分量を吸着させ、５分間で吸着材を再生温度１２０℃に加熱昇温した後、さらに吸着材から脱離するに必要な熱量、即ち脱離熱を与えて脱離再生させ、２．５分間で、加熱脱離のために加熱昇温した吸着材を処理温度５℃までに冷却するよう設定されている。
【００１４】
ところが、特許文献１の図１で示されるシステム構成では、２２．５分間で吸着した水分を５分間で加熱脱離しようとすると、再生区域では減湿区域を通過させた空気流量以上の加熱空気流量を必要とする。同文献〔００３３〕〜〔００３５〕の説明内容から１段目、２段目、３段目のいずれのロータも再生区域には減湿区域を通過させた流量の１．４倍を用いている。この増量された上に加熱された空気流を減湿用通気路より小さい通過断面積の再生用通気路に送気するため、吸着ロータ式減湿装置においては、必然的に減湿用通気路よりも大きな圧力損失を発生させる。
【００１５】
一方、パージ用通気路では、同文献〔００３４〕、〔００３５〕の説明内容から２段目及び３段目のロータのパージ区域には減湿区域を通過させたのと同量を用いている。  しかし、このパージ空気を減湿用通気路の通過断面積より小さい通過断面積のパージ用通気路に送気するため、吸着ロータ式減湿装置においては、必然的に減湿用通気路よりも大きな圧力損失を発生させざるを得ないという再生用通気路も含めた課題である。
【００１６】
また特許文献１及び後述する非特許文献１のいずれの技術においても温度は所定値に調整されているものの、第１段ロータに流入する処理空気中の水分量を所定の絶対湿度に調整しようとしても各通気路の圧力損失が変動しているから処理空気流量及び循環空気量を所定の一定流量に調整できていない。そのため、第１段ロータに流入する処理空気及び循環空気からなる混合空気の比エンタルピは安定確実に所定低露点を得るための所定値に設定できていない。つまり、ロータ式減湿装置は安定・確実に所定流量の低露点空気を製造する装置として適切であるとはいえないという課題がある。
【００１７】
さらに、吸着ロータ式装置は、多数の操作変数を調節する必要がある。このため、定常状態になるまで長時間を要する。
すなわち、例えば3段吸着ロータ式減湿装置の場合、スタートアップして所望の超低露点の空気を得ようとすると、各段のロータは３区域に区分されているから、それら区域の通気量、圧力、温度、水分とロータ回転数から成る少なくとも２０点の操作変数を調節する必要がある。そのため、スタートアップ直後の条件から定常条件に到達させて、安定して所望の超低露点の空気が得られるようになるまでの所要立ち上り時間は長時間を要すると想定される。
所要立ち上り時間として例えば約３００時間を要するとの報告もある（非特許文献１参照）。この場合、供給先が必要とする時刻の約３００時間以前に３段式減湿装置をスタートさせておく必要がある。また、この約３００時間の間に発生する空気は所望露点に到達しない空気であるため、利用できずに放出することになる。
これにより、装置のスタートアップ時に大量のエネルギを浪費することになる。また、このように、装置が安定した状態になるまでに長時間を要するため、装置稼動中に、低露点空気の供給条件を供給先の要望に即応して修正することが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１１−１８８２２４号公報
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】化学工学論文集第２６巻、第３号、３３２頁、２０００年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
解決しようとする問題点は、上記した各点であり、特に、従来の低露点空気発生装置は低露点空気を発生する際のエネルギ消費量が大きく、また、稼動後、所望低露点空気の供給が可能となるまでに長時間を必要とする点である。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る低露点空気発生装置は、処理空気中の水分を凝縮除去する水分凝縮ユニットと、水分を凝縮除去された空気を温度スイング吸着する温度スイング吸着ユニットと、温度スイング吸着後の空気の温度を調整して供給先に供給する低露点空気供給ユニットを備え、
該温度スイング吸着ユニットは、処理空気の流入流路を切り替え可能に設けられる水分吸着工程用及び水分脱着工程用の２系列の吸着剤部を有するとともに、水分吸着工程用に供する吸着剤部から流出する温度スイング吸着後の空気の一部を水分脱着工程用に供する吸着剤部に供給する再生用空気供給部を有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記水分凝縮ユニット、前記２系列の吸着剤部、前記再生用空気供給部及び前記低露点空気供給ユニットの間の流路を切り替える２つの４ポート自動切換えバルブを有することを特徴とする請求項１記載の低露点空気発生装置。
【００２３】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記水分凝縮ユニットが、処理空気中の水分を凝縮除去する凝縮器と、環境の全圧を計測するセンサ（全圧センサ）と高分解能を保有する温度センサ乃至温湿度センサ、処理空気の圧力と流量を制御する回転数制御式送風機を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記水分凝縮ユニットが、前記凝縮器の上流に設けられ、圧縮空気と加湿水を噴出する２流体ノズルをさらに有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記低露点空気供給ユニットが、撥水性のものを用いて成る除塵フィルタと温度スイング吸着後の空気の温度を調整する加熱機構を有することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記温度スイング吸着ユニットが、前記２系列の吸着剤部をそれぞれ直列に複数段有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記温度スイング吸着ユニットの前記吸着剤部が、合成ゼオライト、天然ゼオライト、シリカゲル又はアルミナを主成分として含む吸着剤を装填したものであることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記吸着剤部が、固体酸性物質及び又は疎水性ゼオライト及び又は活性炭を主成分として含む吸着剤をさらに装填したものであることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る低露点空気発生装置は、好ましくは、前記水分凝縮ユニットで処理される処理空気の状態量の情報に基づいて処理空気の水分凝縮除去後の温度を制御する温度制御機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る低露点空気発生装置により、常温大気圧下の空気から−３０〜−１２０℃の低露点空気を発生させることができる。
【００３１】
また本発明に係る低露点空気発生装置は、流路を切り替える２基の４ポート自動切換えバルブを用いたから、ダンパ式自動弁を設置する吸着ロータ式減湿装置において発生していたエネルギ損失を全く無用にできる。
【００３２】
さらに、本発明に係る低露点空気発生装置は、温度スイング吸着後の空気の一部を水分脱着工程用に供するからロータ式減湿装置の再生用通気路、パージ用通気路において発生していた大きなエネルギ損失を大幅に減少させることができる。
【００３３】
また、本発明に係る低露点空気発生装置の水分凝縮ユニットは、特に環境の全圧を計測するセンサと高分解能を保有する温度センサ乃至温度センサ及び回転数制御式送風機を備えており、温度スイング吸着ユニットに流入させる水分を凝縮除去した処理空気のエンタルピは所定の値に調整されているから、安定・確実に所定低露点空気を所定量発生させることができる。
【００３４】
加えて、水分凝縮ユニットの凝縮器の上流側に２流体ノズルを設けたから処理空気中の吸着活性妨害物質を凝縮器において凝縮除去したから、安定・確実に低露点空気を発生させることができる。
【００３５】
さらにまた、処理空気流量、温度、絶対湿度は所定値に調整されているから、従来の吸着ロータ式減湿装置の所要立ち上がり時間より短縮できるに加えて、本発明に係る低露点空気供給ユニットには撥水性の除塵ユニットを備えているから所要立ち上がり時間がさらに短縮できる。
【００３６】
さらに吸着剤部に水分を吸着除去する吸着剤に分子状汚染物質を吸着除去する吸着材を追加装填すれば、高純度低露点空気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本実施の形態例に係る低露点空気発生装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は吸着ロータ式装置の場合の脱湿挙動を説明するための湿度図である。
【図３（Ａ）】図３（Ａ）は、本実施の形態例に係る低露点空気発生装置の好適な態様である低露点空気発生装置の構成を示す図である。
【図３（Ｂ）】図３（Ｂ）は、図３の低露点空気発生装置の変形例の低露点空気発生装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、図３の低露点空気発生装置の他の変形例の低露点空気発生装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、図３の低露点空気発生装置のさらに他の変形例の低露点空気発生装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、図３の低露点空気発生装置のさらに他の変形例の低露点空気発生装置の水分凝縮ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００３９】
まず、本実施の形態例に係る低露点空気発生装置について、図１を参照して説明する。図１中、各機器間をつなぐ各線は空気ダクト及びその中の空気の流れを示し、そのうち、実線は処理空気又は低露点空気の流れを、破線は再生用空気の流れを、それぞれ示す。ただし、図３（Ａ）以下の各図においては、便宜的にこの表示と異なる表示を行ったものもある。
図１に示す本実施の形態例に係る低露点空気発生装置１０は、水分凝縮ユニット１２と、温度スイング吸着ユニット１４と、低露点空気供給ユニット１６を備える。
【００４０】
水分凝縮ユニット１２は水分凝縮除去機構を備え、処理空気を除湿する。水分凝縮除去機構は、冷却によって空気中の水分を凝縮し、除去する機構を用いることが好ましいが、これに限らず、例えば圧縮によって空気中の水分を凝縮し、除去する等の他の機構を排除するものではない。処理空気（図１中、矢印Ａで示す。）は、常温・常圧の外気を好適に用いることができる。ただし、これに限定するものではなく、例えば、供給先で使用した後の低露点空気を回収、リサイクルする循環空気であってもよい。
温度スイング吸着ユニット１４は、２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂを有する。吸着剤部１８ａ、１８ｂには適宜の水分吸着剤が装填される。２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂは、一つの系列が水分吸着工程用の吸着剤部（図１では吸着剤部１８ａ）であり、他の一つの水分脱着工程用の吸着剤部（図１では吸着剤部１８ｂ）である。２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂは、水分吸着工程用と水分脱着工程用を切り替え可能に設けられる。
また、温度スイング吸着ユニット１４は、再生用空気供給部２０を有する。再生用空気供給部２０は、水分吸着工程用に供する吸着剤部から流出する温度スイング吸着後の空気（図１中、矢印Ｂで示す。）の一部を水分脱着工程用に供する吸着剤部に供給する。これにより、吸着剤部に吸着された水分を脱着し、再生された吸着剤部が水分吸着工程用に供される。さらに、これに限定するものではなく、例えば、供給先で使用した後の低露点空気を回収、リサイクルする循環空気であってもよい。
低露点空気供給ユニット１６は、温度調整機構を備え、温度スイング吸着後の空気の温度を調整して供給先に供給する。温度調整機構は、空気を加熱する加熱機構を好適に用いることができるが、これに限らず冷却機構を用いてもよく、また、加熱及び冷却双方を必要に応じて行う加熱・冷却機構を用いてもよい。
【００４１】
本実施の形態例に係る低露点空気発生装置１０は、好ましくは、接続される各ユニット間を流通する空気の流路を切り替える第一及び第二の４ポート自動切換えバルブ２２ａ、２２ｂを有する。
第一の４ポート自動切換えバルブ２２ａは、冷却除湿ユニット１２、水分吸着工程用及び水分脱着工程用の２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂ並びに再生用空気供給部２０の間の流路を切り替える。第二の４ポート自動切換えバルブ２２ｂは、水分吸着工程用及び水分脱着工程用の２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂ、再生用空気供給部２０並びに低露点空気供給ユニット１６の間の流路を切り替える。
なお、各ユニット間の接続条件によっては、自動切換えバルブは４ポート以外の多ポートであってもよい。また、多ポート自動切換えバルブに代えて、複数のバルブと、配管あるいはダクトを組み合わせて用いることを排除するものではない。
【００４２】
本実施の形態例に係る低露点空気発生装置１０を用いた低露点空気の供給方法は、以下のとおりである。
適宜の吸引・送風機構によって処理空気が水分凝縮ユニット１２に導入される。水分凝縮ユニット１２に導入された処理空気は、水分凝縮除去機構として例えば適宜の冷却機構を用い、温度５℃に冷却され、例えば温度５℃の飽和水分まで除湿される。
水分を凝縮除去された空気は例えば第一の４ポート自動切換えバルブ２２ａを介して温度スイング吸着ユニット１４の吸着剤部１８ａに導入される。吸着剤部１８ａに導入された、水分を凝縮除去された空気はさらに水分を吸着・除去され、低露点又は超低露点（以下、超低露点の場合を含めて単に低露点ということがある。）となる。
低露点空気は第二の４ポート自動切換えバルブ２２ｂを介して低露点空気供給ユニット１６に導入される。低露点空気供給ユニット１６に導入された低露点空気は供給先が求める温度条件に一致するように温度調整され、供給先に供給される。
再生用空気供給部２０により、吸着剤部１８ａから流出する温度スイング吸着後の空気の一部は、第一及び第二の４ポート自動切換えバルブ２２ａ、２２ｂによって空気の流入が遮断された吸着剤部１８ｂに供給される。先に水分吸着工程用に供されて水分吸着能力が低下した吸着剤部１８ｂは、低露点となった空気の流入によって水分が脱着され、水分吸着能力を回復（再生）する。吸着剤部１８ａの水分吸着能力の低下と吸着剤部１８ｂの水分吸着能力の回復をバランスよく進行させ、所定時間経過後、第一及び第二の４ポート自動切換えバルブ２２ａ、２２ｂが切り替えられて、吸着剤部１８ｂが水分吸着工程用に供され、吸着剤部１８ａが水分脱着工程用に供される。
【００４３】
以上説明した本実施の形態例に係る低露点空気発生装置１０は、低露点空気を温度スイング吸着ユニット１４によって得るため、処理空気を過度に昇圧する必要がなく、低露点空気を発生する際のエネルギ消費量が少ない。また、水分凝縮ユニット１２及び低露点空気供給ユニット１６を備えるため、温度スイング吸着ユニット１４の水分吸着負荷が軽減され、さらには、温度スイング吸着ユニット１４とは独立して水分凝縮ユニット１２及び低露点空気供給ユニット１６によって空気の水分量や温度が調節されるため、容易かつ確実に所望の低露点空気を得ることができる。
また、吸着ロータ式装置の場合、図２に示すように、処理空気は理想的には等エンタルピ過程で推移し、例えば、比エンタルピがｉ1である流入口の点ａから等エンタルピ線上を点ｂに向かって実線で表した曲線上を変化し、目標露点である絶対湿度ｘ１となるはずである。しかし、実際には、吸着ロータの再生区域から減湿区域への顕熱移動が発生するため、流出口の比エンタルピがｉ2である点ｃに向かって破線で表した曲線上を変化し、絶対湿度はｘ2（＞ｘ１）となる。すなわち、処理後の空気の目標露点が上昇し、露点の制御が煩雑となる不具合がある。これに対して、本実施の形態例に係る低露点空気発生装置は、減湿区域及び再生区域に相当する２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂの間に顕熱移動は生じないため、処理空気を等エンタルピ過程で推移させることができ、低露点空気の露点の制御が容易である。
また、低露点空気発生装置は、２つの４ポート自動切換えバルブ２２ａ、２２ｂを用いる場合、迅速、確実に流体の流路を切り替えることができるため、装置の立ち上り調整や供給空気の条件変更操作に長時間を要することがない。また、これにより、エネルギ損失も軽減される。
【００４４】
ここで、本実施の形態例に係る低露点空気発生装置１０の好適な態様について、図３（Ａ）を参照して装置の構成及び作用を説明する。
【００４５】
図３（Ａ）に示す低露点空気発生装置１０ａは、水分凝縮ユニット１２ａと、温度スイング吸着ユニット１４ａと、低露点空気供給ユニット１６ａを備える。なお、図３（Ａ）中、矢印１は処理空気取り入れ口を、矢印２は供給先（ユースポイント）へ供給する低露点空気供給口を、矢印３は後述する温度の高い空気の排出口を、それぞれ示す。
【００４６】
水分凝縮ユニット１２ａは、処理空気の上流側から順に、除塵フィルタ２４、送風機２６、凝縮器２８及び加熱器３０を備え、これらの機器は空気ダクトによって接続される。
【００４７】
除塵フィルタ２４は、例えばＨＥＰＡフィルタであり、処理空気中の塵埃を除去する。
送風機２６は、回転数制御方式の例えばターボ型送風機であり、処理空気を吸引し、例えば２〜５ｋＰａ程度の必要流動圧に昇圧するとともに例えば１００〜１５０ｍ３／ｍｉｎ程度の範囲内の所定流量に調整する。
凝縮器２８は、冷凍機ユニットの冷媒蒸発器である。図示しない電子膨張弁によって冷媒蒸発圧力を操作して、処理空気を処理空気の露点と４．０℃の間の所定の温度に制御する。例えば、温度２１℃、関係湿度５０％の処理空気を凝縮器２８に流入させた場合、露点は１０．４℃であるから、処理空気を１０．４℃と４．０℃の間の温度、例えば５．０℃に制御する。処理空気の温度を４．０℃以下にすると、処理空気が凝縮器２８の伝熱管群中を貫流する間に、処理空気の水分が霜乃至氷となり、伝熱管に着霜乃至結氷して伝熱管群を閉塞して凝縮器２８の連続安定稼動を妨げるため、４．０℃が水分凝縮温度下限となる。
なお、吸着剤１８ａ、１８ｂに流入させる処理空気の比エンタルピは、例えば、目標露点−７０℃の空気を得ようとする場合、高分解能（高感度、高精度）温度センサであるＳ１０からの電気信号で５．００±０．１０〜０．０１℃に、又、高分解能（高感度、高精度）センサであるＳ１２からの電気信号で後述する７．００±０．１０〜０．０１℃に温度調整する。さらに高分解能（高感度、高精度）温度センサＳ１４によって目標露点の空気となっていることを検知する。
加熱器３０は、例えばフィン付タイプの加熱器である。凝縮器１３を流下した処理空気中には不可避的にミストが含まれるため、加熱器１５を通過する処理空気を例えば７．００±０．１０〜０．０１℃に加熱することでミストを消滅することができる。
水分凝縮ユニット１２ａは、さらに、凝縮器２８の後に温湿度センサＳ１０を及び加熱器３０の後に温度センサＳ１２を備える。例えば温湿度センサＳ１０からの電気信号で冷凍機ユニットの作動を制御して、凝縮後の処理空気の温度及び湿度を調節する。また、例えば温度センサＳ１２からの電気信号で加熱器１５の作動を制御して、加熱後の処理空気の温度を調節する。なお、温度センサＳ１２に代えて温湿度センサを用いると、空気中のミストの挙動を把握することができて好適である。
【００４８】
水分凝縮ユニット１２ａと温度スイング吸着ユニット１４ａを接続する空気ダクトの分岐点に第一の４ポート自動切換えバルブ２２ａを備え、運転条件にしたがって、空気の流路が切り替えられる。図３（Ａ）では、第一の４ポート自動切換えバルブ２２ａによって水分凝縮ユニット１２ａから温度スイング吸着ユニット１４ａの後述する吸着剤部１８ａへの流路が開とされ、後述する吸着剤部１８ｂへの流路は閉とされる。
【００４９】
温度スイング吸着ユニット１４ａは、２系列の吸着剤部１８ａ、１８ｂと、再生用空気供給部２０ａを備え、これらの機器は空気ダクトによって接続される。
【００５０】
吸着剤部１８ａ、１８ｂは、合成ゼオライト、天然ゼオライト、シリカゲル又はアルミナ等を主成分として含む吸着剤を装着したものである。吸着剤は、ハニカム状、コルゲート状又はプリーツ状に加工したものが好ましい。
水分が凝縮除去された処理空気は、水分吸着工程用に供される吸着剤部１８ａに導入され、処理空気中の水分が吸着剤によって吸着、除去される。これにより、低露点空気が得られる。なお、水分吸着工程用に供される吸着剤部１８ａでは、実質的に断熱操作され、等エンタルピ過程が生起する。
【００５１】
吸着剤部１８ａから流出する低露点空気は吸着剤部１８ａと低露点空気供給ユニット１６ａを接続する空気ダクトに設けられる第二の４ポート自動切換えバルブ２２ｂを介して低露点空気供給ユニット１６ａに導入される。また、吸着剤部１８a、１８ｂの流出口には図示しないガラスファイバ、金属ファイバ等の無機質ファイバを用いて作成される耐熱除塵フィルタを適宜設置することができる。なお、空気ダクトに設けられる分岐部３８ａについては、詳細を後述する。
【００５２】
低露点空気供給ユニット１６ａは、低露点空気の上流側から順に、除塵フィルタ４２、送風機４４及び加熱器４６を備え、これらの機器は空気ダクトによって接続される。また、加熱器４６の出口側に温度センサＳ１８及び露点センサＳ２０が設けられる。
【００５３】
低露点空気供給ユニット１６ａの、除塵フィルタ４２は布状フィルタ材、繊維状フィルタ材、袋状フイルタ材に撥水処理を施した除塵フィルタ２４と同様構造のフィルタが適用でき、除塵フィルタ２４で除去しきれなかった塵埃や、除塵フィルタ２４以降の工程で発生しうる異物を除去する。  
なお、除塵フィルタ２４を構成するフィルタ材は通常水分を吸着保有する材質であるため、所定の低露点の空気が供給可能となるまでに長時間を要することになる。それゆえ、低露点吸着材ユニット１６ａに設置される除塵フィルタ４２のフィルタ材は撥水性のものを用い、短時間で所定低露点空気の供給を可能とする。
塵埃を除去された低露点空気は送風機４４によって供給先に供給するのに必要な圧力まで昇圧される。なお、送風機４４は所定の昇圧能力を有する限り適宜の方式のものを用いることができる。
昇圧された低露点空気は例えば加熱器３６と同様の構造の加熱器４６に導入され、供給先の要求する温度に調整される。
なお、除塵フィルタ４２の設置位置は送風機４４の上流側に限定されるものではなく、加熱器４６の上流側もしくは下流側又は温度センサＳ１８ないし露点センサＳ２０の下流側に設置することができる。
温度調整された低露点空気は矢印２で示す供給先、例えばドライルームに供給される。
なお、温度センサＳ１８及び露点センサＳ２０によって供給先に供給される低露点空気の温度及び露点を把握するとともに、好ましくは、温度センサＳ１８からの電気信号により加熱器４６を制御し、低露点空気の温度を調節する。
【００５４】
一方、再生用空気供給部２０ａは、再生用空気が導入される上流側から順に、送風機３２、予熱器３４及び加熱器３６を備え、これらの機器は空気ダクトによって接続される。また、送風機３２の吸引側の空気ダクト及び加熱器３６の出口側の空気ダクト、それぞれに温度センサＳ１４、Ｓ１６が設けられる。
吸着剤部１８ａ、１８ｂの出口側の空気ダクトのそれぞれの分岐部３８ａ、３８ｂに分岐空気ダクトが設けられ、３ポート自動切換えバルブ４０に接続される、３ポート自動切換えバルブ４０の切り替え操作により、吸着剤部１８ａ又は吸着剤部１８ｂから流出する温度スイング吸着後の空気の一部が再生用空気供給部２０ａに供給される。図３（Ａ）は吸着剤部１８ａから空気が再生用空気供給部２０ａに供給される状態を示す。吸着剤部１８ａから流出する低露点空気は、例えば低露点空気供給ユニット１６ａへの供給分１に対して再生用空気供給部２０ａへの供給分０．２５〜１．５の割合で分配される。
【００５５】
温度スイング吸着後の空気の一部（以下、これを再生用空気ということがある。）は送風機３２によって昇圧され、予熱器３４に導入される。
予熱器３４には、吸着剤部１８ｂから排出される例えば１２０〜２００℃程度の温度の高い空気が第一の４ポート自動切換えバルブ２２ａを介して導入され、この温度の高い空気によって、例えば常温の再生用空気が、間接的に、例えば１００〜１５０℃の温度まで予熱される。なお、図３（Ａ）中矢印３は、先に説明したように、温度の高い空気の排出口を示す。
予熱器３４は、例えば多管式熱交換器や積層型熱交換器で構成される。予熱された再生用空気は加熱器３６に導入され、例えばオイルヒータ等の適宜の加熱源によって例えば１７０〜２５０℃の温度に加熱される。
加熱器３６を流出する、加熱された再生用空気は、第二の４ポート自動切換えバルブ２２ｂを介して吸着剤部１８ｂに導入される。吸着剤部１８ｂの水分を吸着した吸着剤は再生用空気によって脱着され、再生される。
再生用空気はｐｐｂオーダ以下の濃度の微量の分子状汚染物質を含むが、再生用空気は高温に加熱して水分の脱離に用いるから、分子状汚染物質の吸着平衡分圧は常温時の吸着平衡分圧より格段に低く、このため、分子状汚染物質が吸着剤部１８ｂを汚染するおそれは小さい。又、例えば供給空気と再生空気の流量比が１：１のとき、２００〜２５０℃に加熱することによって熱膨張する再生用空気の体積流量は常温の供給空気のそれの１．６〜１．８倍となり、吸着した分子状汚染物質及び水分の脱離に必要な熱エネルギが再生用空気に与えられ、また、吸着剤中を流れる再生用空気は充分な流速をもつことができる。
なお、温度センサＳ１４、Ｓ１６によって再生用空気の温度を把握するとともに、好ましくは、温度センサＳ１４からの電気信号で加熱器３６を制御し、加熱器３６を流出する再生用空気の温度を調節する。
【００５６】
温度スイング吸着ユニット１４ａ及び低露点空気供給ユニット１６ａを構成する空気ダクト及び各機器は、低露点空気が接触する金属表面を水分が付着し難い表面加工、例えばフッ素樹脂コーティング加工しておくと、機器内面、各ダクトの内面に吸着する水分を格段に減少させることができて好ましい。
【００５７】
以上説明した低露点空気発生装置１０ａによれば、低露点空気発生装置１０の作用効果をより好適に得ることができる。
【００５８】
つぎに、低露点空気発生装置１０ａの変形例について、装置の構成及び作用効果を、図３（Ｂ）を参照して説明する。
図３（Ｂ）に示す低露点空気発生装置１０ｂは、低露点空気発生装置１０ａとは、一部の機器の構成が異なるとともに、低露点空気発生装置１０ｂの制御システムが異なるが、その他は低露点空気発生装置１０ａと同様であり、水分凝縮ユニット１２ｂと、温度スイング吸着ユニット１４ｂと、低露点空気供給ユニット１６ｂを備える。
したがって、低露点空気発生装置１０ｂの低露点空気発生装置１０ａと同様の構成については、機器等に同一の参照符号を付すとともに重複する説明を省略する。
なお、図３（Ｂ）中、参照符号４８は図３（Ａ）において図示されなかった回転数制御機能を備える冷媒圧縮機を、参照符号５０は図３（Ａ）において図示されなかった電子膨張弁を、それぞれ示す。
【００５９】
低露点空気発生装置１０ｂは、各センサ及び各機器と電気信号が授受される演算・制御機構１００を備え、各機器の動作を制御する。
水分凝縮ユニット１２ｂは、大気圧センサ（全圧センサ）Ｓ２２、流速センサＳ２４、温度センサＳ２６及び関係湿度センサＳ２８をさらに備える。
演算・制御機構１００によって、処理空気の露点、処理空気の必要な冷却温度、処理空気の必要な冷却熱量、処理空気の比エンタルピのうちのいずれか１又は２以上あるいは全てを算定して、制御電気信号に変換して供給空気の湿度が確実に所望の低露点となるよう処理空気の凝縮温度を制御する。また、演算・制御機構１００によって、水分凝縮ユニット１２ｂを流出する処理空気の比エンタルピを所定値に調整する。また、好ましくは、さらに吸着剤部１８ａにおける処理空気の等エンタルピ変化を考慮して低露点空気の露点センサＳ２０からの電気信号と高分解能（高感度、高精度）温度センサＳ１０からの電気信号に基づいて処理空気の凝縮温度を例えば５．００±０．１０〜０．０１℃制御する。
さらに、高分解能（高感度、高精度）温度センサＳ１２からの電気信号で例えば７．００±０．１０〜０．０１℃に制御して温度スイング吸着ユニット１４ｂに流入させる処理空気の比エンタルピを目標露点の空気が得られるよう調整する。そして高分解能（高感度、高精度）温度センサＳ１４によって目標露点の空気となっていることを検知する。
これにより、処理空気が導入される温度スイング吸着ユニット１４ｂの吸着剤部１８において、確実にかつ効率的に低露点空気を得ることができる。
【００６０】
図３（Ｂ）に示す温度スイング吸着ユニット１４ｂにおいて、再生用空気供給部２０ｂは、予熱器３４の上流に冷却器５２をさらに備える。加熱された再生用空気で吸着剤を再生した吸着剤部１８ｂは、冷却された後に吸着処理工程用に供される。すなわち、予熱器３４及び加熱器３６による再生用空気の加熱を停止するとともに、冷却器５２によって例えば−３０〜１０℃の温度に冷却した再生用空気を吸着剤部１８ｂに導入することにより、吸着剤部１８ｂは短時間で効率的に冷却され、吸着処理工程用に供される。また、吸着材部１８ａ、１８ｂの流出口には前述した図示しない耐熱除塵フィルタを適宜設置することができる。
【００６１】
図３（Ｂ）に示す低露点空気供給ユニット１６ｂにおいて、温度センサＳ１８から得られる電気信号は演算・制御機構１００へ送られ、矢印２で示す供給先、例えばドライルームで要求される温度に調整する加熱器４６の制御信号に変換される。
なお、季節間や日間において１０〜５０ｈＰａ変動する大気圧は、処理空気の質量流量及び比エンタルピ、吸着剤の再生熱量及び再生時間（吸着剤加熱時間、脱着時間、吸着剤冷却時間）に影響を及ぼすから、大気圧センサＳ２２による計測値は演算・制御機構１００に入力される。なお、撥水性フィルタ材を用いて作成される除塵フィルタ４２の設置位置は送風機４４の上流側に限定されるものではなく、加熱器４６の上流側もしくは下流側又は温度センサＳ１８ないし露点センサＳ２０の下流側に設置することができる。
【００６２】
以上説明した低露点空気発生装置１０ａの変形例の低露点空気発生装置１０ｂによれば、低露点空気発生装置１０ａの作用効果をより好適に得ることができる。
【００６３】
つぎに、低露点空気発生装置１０ａの他の変形例について、装置の構成及び作用効果を図４を参照して説明する。
図４に示す低露点空気発生装置１０ｃは、低露点空気発生装置１０ｂとほぼ同様の装置構成及び制御システムを有し、水分凝縮ユニット１２ｃと、温度スイング吸着ユニット１４ｃと、低露点空気供給ユニット１６ｃを備える。したがって、低露点空気発生装置１０ｃの低露点空気発生装置１０ｂと同様の構成については、機器等に同一の参照符号を付すとともに重複する説明を省略する。又、１８ａ-2、１８ｂ-2の流出口に適宜設置できる図示しない耐熱除塵フィルタの説明も省略する。
なお、低露点空気発生装置１０ｃは、低露点空気発生装置１０ａと同様の制御システムの構成としてもよい。
【００６４】
低露点空気発生装置１０ｃは、温度スイング吸着ユニット１４ｃの吸着剤部１８ａ−２、１８ｂ−２の構成が低露点空気発生装置１０ｂの吸着剤部１８ａ、１８ｂと異なる。
吸着剤部１８ａ−２、１８ｂ−２は、吸着剤が多層に設けられる。すなわち、吸着剤部１８ａ−２、１８ｂ−２は、それぞれ、吸着剤部１８ａ、１８ｂに用いられる合成ゼオライト、天然ゼオライト等の吸着剤が装填されるとともに、さらに、チタン、ケイ素及び又はジルコニウム又はバナジウムからなる二元系乃至三元系複合酸化物である固体酸性物質及び疎水性ゼオライト又は活性炭からなる吸着剤が積層、装填される。
処理空気として取入れる空気中には、環境大気や人体や産業活動に伴って生起する薬剤使用に由来する塩基性、有機性、酸性の極めて多種類の分子状汚染物質がｐｐｍ〜ｐｐｂのオーダで混在している。したがって、ドライクリーンルーム、ドライクリーンブース、ドライクリーンミニエンバイロメントあるいはドライであってクリーンな雰囲気を必要とする製造装置内の作業空間には、分子状汚染物質が除去されており、且つ所定の低露点まで減湿された空気の大量供給が要請される。例えばリチウムイオン電池、有機薄膜型太陽電池等の製造ラインにおいては、ドライな雰囲気において塩基性の有機性溶媒を使用する精密塗布工程が存在するから、低露点且つ高純度に調整した大量の空気を供給する必要がある。
合成ゼオライト、天然ゼオライト等からなる吸着剤によって、処理空気中に含まれる、大きな分圧を有する水分が吸着、除去される。また、さらに、処理空気中に含まれる分子状汚染物質のうち、塩基性成分が固体酸性物質からなる吸着剤によって、及び有機性又は酸性成分が疎水性ゼオライト又は活性炭からなる吸着剤によって吸着、除去される。なお、分子状汚染物質のうちの塩基性成分としてはアンモニア、アミン類等が、有機性成分としてはトルエン、シンナ類等が、酸性成分としてはＮＯＸ、ＳＯＸ、有機酸類等が、それぞれ挙げられる。
【００６５】
従来、処理空気のこれら分子状汚染物質の捕集・除去はケミカルフィルタ（化学吸着フィルタ）によってなされている。ケミカルフィルタは布状フィルタ材に酸性薬剤、塩基性薬剤を含浸させたものや繊維状フィルタ材にイオン交換基を付加したものや布状フィルタ材にプリーツをつけて袋状に縫製してその袋の中にイオン交換樹脂あるいは活性炭を充填したものである。しかしながら、ケミカルフィルタには使用時間に限界があり、新品との交換作業が不可避であるため、ケミカルフィルタを交換するために、低露点空気発生装置の稼動を停止することが必要であり、また、このとき、％オーダに近い水分を含有する周囲環境の空気が低露点空気発生装置の内部に進入する可能性がある。さらにまた、ケミカルフィルタは本来付着水分を大量に保有していることに加えて、使用段階で酸と塩基の中和反応で水分が生成し水分発生源になる。
吸着剤部１８ａ−２、１８ｂ−２によれば、ケミカルフィルタを用いることにより生じうる上記の問題を生じるおそれがない。
【００６６】
以上説明した低露点空気発生装置１０ａの変形例の低露点空気発生装置１０ｃによれば、低露点空気発生装置１０ａの作用効果をより好適に得ることができるとともに、さらに処理空気中に含まれる分子状汚染物質を効率的に除去することができる。
【００６７】
つぎに、低露点空気発生装置１０ａのさらに他の変形例について、装置の構成及び作用効果を、図５を参照して説明する。
図５に示す低露点空気発生装置１０ｄは、低露点空気発生装置１０ｂとほぼ同様の装置構成及び制御システムを有し、水分凝縮ユニット１２ｄと、温度スイング吸着ユニット１４ｄと、低露点空気供給ユニット１６ｄを備える。したがって、低露点空気発生装置１０ｄの低露点空気発生装置１０ｂと同様の構成については、機器等に同一の参照符号を付すとともに重複する説明を省略する。又、吸着材部１８ａ-ｉｉ、１８ｂ-ｉｉの流出口に適宜設置できる図示しない耐熱除塵フィルタの説明も省略する。
なお、低露点空気発生装置１０ｄは、低露点空気発生装置１０ａと同様の制御システムの構成としてもよい。
【００６８】
低露点空気発生装置１０ｄは、温度スイング吸着ユニット１４ｄの構成が低露点空気発生装置１０ｂの温度スイング吸着ユニット１４ｂと異なる。
低露点空気発生装置１０ｄの温度スイング吸着ユニット１４ｄは、切り替え可能に設けられる２系列の吸着剤部をそれぞれ直列に複数段（図６では２段）有する。すなわち、吸着剤部１８ａ-ｉの後段に吸着剤部１８ａ-ｉｉが、吸着剤部１８ｂ-ｉの後段に吸着剤部１８ｂ-ｉｉが、それぞれ設けられ、水分を吸着する吸着剤が装填される。
【００６９】
吸着剤部１８ａ-ｉと吸着剤部１８ａ-ｉｉを接続する空気ダクト及び吸着剤部１８ａ-ｉｉと吸着剤部１８ｂ-ｉを接続する空気ダクトには、それぞれ４ポート自動切換えバルブ２２ｃ、２２ｄが設けられる。
４ポート自動切換えバルブ２２ｃ、２２ｄのそれぞれ一方の流出ポートは分岐空気ダクトを介して４ポート自動切換えバルブ２２ｅの２つの流入ポートと接続している。また、４ポート自動切換えバルブ２２ｃ、２２ｄの他方の流出ポートはそれぞれ異なる分岐空気ダクトを介して３ポート自動切換えバルブ５４ａの流入ポートと接続している。３ポート自動切換えバルブ５４ａの流出ポートは空気ダクトを介して４ポート自動切換えバルブ２２ｃ、２２ｄの流入ポートに接続され、４ポート自動切換えバルブ２２ｃ、２２ｄの流出ポートは空気ダクトを介して吸着剤部１８ａ-ｉｉ、１８ｂ-ｉｉに接続される。
４ポート自動切換えバルブ２２ｅと３ポート自動切換えバルブ５４ａの間に空気ダクトを介して冷却部５６が設けられる。
冷却部５６は、送風機５８及び冷却器６０を備え、各機器は空気ダクトで接続される。また、冷却部５６には、露点センサＳ３０及び温度センサＳ３２が設けられる。
【００７０】
水分凝縮ユニット１２を流出する処理空気は、吸着剤部１８ａ-ｉを通過して、水分を吸着・除去される。吸着熱によって温度が例えば２０．５℃まで上昇した低露点空気は、４ポート自動切換えバルブ２２ｃ及び４ポート自動切換えバルブ２２ｅを介して送風機５８に吸引される。送風機５８によって昇圧される低露点空気は冷却器６０によって、例えば１０〜−３０℃の温度に冷却される。なお、このとき、露点センサＳ３０及び温度センサＳ３２の電気信号によって冷却器６０を流出する低露点空気の温度が調節される。
例えば吸着剤部１８ａ-ｉ、１８ａ-ｉｉが吸着処理工程用に供されている場合、冷却器６０を流出する低露点空気は、３ポート自動切換えバルブ５４ａ及び４ポート自動切換えバルブ２２ｃを介して吸着剤部１８ａ-ｉｉに導入される。
なお、４ポート自動切換えバルブ２２ｅと隣接して設けられる３ポート自動切換えバルブ５４ｂを介して吸着剤部１８ｂ-ｉｉの脱着処理工程に供した高温の再生空気の流路が設けられ、これにより、低温の冷却空気と高温の再生空気との相互の混入が防止される。
【００７１】
吸着剤部１８ａ-ｉｉに導入される冷却された低露点空気は吸着剤部１８ａ-ｉｉを通過してさらに低露点となる。
吸着剤部１８ａ-ｉｉ、１８ｂ-ｉｉの間に再生用空気供給部２０ｄが設けられる。再生用空気供給部２０ｄを流出する加熱された再生用空気は吸着剤部１８ｂ-ｉｉ、１８ｂ-ｉを直列に通過して、吸着剤部１８ｂ-ｉｉ、１８ｂ-ｉの吸着剤を再生する。
【００７２】
以上説明した低露点空気発生装置１０ａの変形例の低露点空気発生装置１０ｄによれば、低露点空気発生装置１０ａの作用効果をより好適に得ることができる。
【００７３】
つぎに、低露点空気発生装置１０ａのさらに他の変形例について、装置の構成及び作用効果を説明する。
図示を省く変形例の低露点空気発生装置は、低露点空気発生装置１０ｄとほぼ同様の装置構成及び制御システムを有する。
変形例の低露点空気発生装置は、低露点空気発生装置１０ｄの吸着剤部１８ａ-ｉｉ、１８ｂ-ｉｉとして低露点空気発生装置１０ｃの吸着剤部１８a−２、１８ｂ−２が用いられている点が低露点空気発生装置１０ｄと異なる。
【００７４】
上記変形例の低露点空気発生装置によれば、低露点空気発生装置１０ａの作用効果を得ることができるとともに、さらにまた低露点空気発生装置１０ｃの作用効果を併せて得ることができる。
【００７５】
つぎに、低露点空気発生装置１０ａのさらに他の変形例について、図６を参照して装置の構成及び作用効果を説明する。
図６に示す変形例の低露点空気発生装置は、水分凝縮ユニットが他の例と異なる。変形例の低露点空気発生装置は、温度スイング吸着ユニット及び低露点空気供給ユニットとして、低露点空気発生装置１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうちの適宜のものを用いることができる。
【００７６】
図６に示す変形例の低露点空気発生装置の水分凝縮ユニット１２ｅは、凝縮器２８の上流に２流体ノズル部６２をさらに有する。
２流体ノズル部６２は、送風機２６と凝縮器２８を接続する空気ダクトに設けられる２流体ノズル６４と、２流体ノズル６４に接続される加湿（加湿用）水ポンプ６６及び小型空気圧縮機６８を備える。なお、図６中、参照符号７０は除塵フィルタを、参照符号７２は加湿（加湿用）水タンクを、それぞれ示す。
加湿水タンク７２に貯留される加湿水（加湿用水）は、最低限純水を用いるが、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等半導体製造の分野では超純水が必要とされ、不純物含有量がｐｐｂオーダ又はそれ以下が必要となることもある。水質もその分野に要求される水質を選ぶことになる。半導体製造では、集積度に応じて抵抗率に直接関係する電解質以外に微粒子、生菌、有機物、シリカなどを充分除去した純度の高い超純水を使用する。
【００７７】
加湿水タンク７２の加湿水（加湿用水）は、加湿水ポンプ６６によって吸引され、２流体ノズル６４に送入される。一方、小型空気圧縮機６８を用いて圧縮空気が２流体ノズル６４に送入される。圧縮空気と加湿水は多数の霧滴（フォグ）となって２流体ノズル６４から噴出する。すなわち、処理空気は加湿した途端に確実に断熱冷却され、水分過飽和状態となり、生成する霧滴は消滅しないで処理空気に随伴して凝縮器２８に送られる。
加湿断熱冷却により処理空気を水分で飽和させるに必要な断熱冷却水量の１．０〜１．２倍を用いて霧滴を発生させると、不飽和条件の水量による霧滴数よりは、はるかに多数の霧滴を発生させ、しかも、霧滴発生時点の不飽和から飽和するまでに霧滴から水が蒸発するから霧滴径は減少する。したがって、個々の霧滴は、不飽和条件のときよりも大きな比表面積を保有することになり、霧滴全数の表面積は莫大となる。このため、多数の霧滴は、２流体ノズル６４と凝縮器２８の間で、処理空気中の汚染物質の分子と衝突して、それを霧滴の中へ取り込み、汚染物質を効率よく捕集できる。特に、ＨＦ、ＨＣｌ、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｆ２、Ｃｌ２、Ｈ２Ｓ並びにシリル化剤やシランカップリング剤等の有機珪素化合物で代表される吸着活性妨害物質は水に対する溶解性が大きいため、衝突と共に霧滴中に溶解し、霧滴に溶解した状態で凝縮器２８に到達し、霧滴は凝縮器２８で除去される。
このとき、大気圧センサＳ２２、流速センサＳ２４、温度センサＳ２６、関係湿度センサＳ２８からなる計測機構によって得られる計測値を用いて、処理空気を加湿断熱冷却によって飽和させるに必要な断熱冷却水量の１．０〜１．２倍量の加湿水を演算・制御機構１００によって求める。その演算値を変換した制御信号によって、作動させる加湿水ポンプ６６を用いて、加湿水を自動的に２流体ノズル６４に送水する。
【００７８】
以上説明した変形例の低露点空気発生装置の水分凝縮ユニット１２ｅによれば、吸着活性妨害物質を含む処理空気を好適に処理することができる。また、これにより、温度スイング吸着ユニットの吸着剤部の吸着剤は長期に亘り、安定に活性が維持できる。
【符号の説明】
【００７９】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  低露点空気発生装置
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ  水分凝縮ユニット
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  温度スイング吸着ユニット
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  低露点空気供給ユニット
１８ａ、１８ｂ、１８ａ−１、１８ｂ−２、１８ａ-ｉ、１８ａ-ｉｉ、１８ｂ-ｉ、１８ｂ-ｉｉ  吸着剤部
２０  再生用空気供給部
２２ａ  第一の４ポート自動切換えバルブ
２２ｂ  第二の４ポート自動切換えバルブ
２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ  ４ポート自動切換えバルブ
２４、４２、７０  除塵フィルタ
２６、３２、４４、５８  送風機
２８  凝縮器
３０、３６、４６  加熱器
３４  予熱器
３８ａ、３８ｂ  分岐部
４０、５４ａ、５４ｂ  ３ポート自動切換えバルブ
４８  冷媒圧縮機
５０  電子膨張弁
５２、６０  冷却器
５６  冷却部
６２  ２流体ノズル部
６４  ２流体ノズル
６６  加湿用水ポンプ
６８  空気圧縮機
７２  加湿用水タンク
１００  演算・制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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