(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を清浄化し、空調設備を通じてクリーンルームに給気するための外気処理装置であって、
上流側から、粗塵フィルタ、純水を洗浄水としたエアスクラバ、及び１又は２以上のケミカルフィルタの各エアフィルタを直列に接続すると共に、粗塵フィルタを除く各エアフィルタをそれぞれ迂回するバイパス流路を備え、
さらに、粗塵フィルタを除く各エアフィルタへの気体の流れの全部又は一部を上記バイパス流路側に切り換える流路切換え手段と、上記粗塵フィルタの出側で当該粗塵フィルタを通過した外気中に存在する各エアフィルタの除去対象物質をそれぞれ連続的に検出するモニタと、上記モニタによる検出に基づき各エアフィルタの除去対象物質の気中濃度を判定し、各除去対象物質の気中濃度に応じて対応するエアフィルタへの気体の流れの全部又は一部を、上記流路切換え手段を通じて上記バイパス流路側に迂回させるコントローラと、
を備えることを特徴とするクリーンルーム用外気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体工場などのクリーンルームに清浄な外気を導入するために設けられて、外気中の塵埃や特定の不要ガス成分を除去するクリーンルーム用外気処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造関連の工場やバイオケミカル系の研究所等で使用されるクリーンルームにあっては、空気中に含まれる微量物質や特定のガス成分を高レベルで除去して給気するために、例えば図３に示すような設備で、導入した外気を、外気処理装置５０で清浄化処理をした後に、空気調和機５１及び室内の天井面等に設けた高性能フィルタ５２を介してクリーンルーム５３内に給気する。
【０００３】
そして、従来の上記外気処理装置５０では、目標とする外気の清浄化レベルや処理内容に応じて、エアフィルタ５０ａとして、ケミカルフィルタが設置されたり、エアスクラバが設置される。また、高度の清浄化を要する場合などでは、上記ケミカルフィルタとエアスクラバの両方が使用される場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の外気処理装置５０にあっては、導入した外気の成分内容や清浄度に関係なく、導入した外気が、常に設置した全てのエアフィルタ５０ａを通過するように構成されている。
【０００５】
この結果、必要以上にエアフィルタ５０ａで外気処理を行うこととなり、その結果、フィルタの交換期間や保守間隔が短くなるなど、ランニングコストが掛かるという問題がある。
【０００６】
また、上記エアスクラバの洗浄水として、従来にあっては、飲料水と同程度の水質の工業用水や井水などが使用されるが、この洗浄水中には、ケミカルフィルタで除去すべき有機物等の成分が含有している場合があり、当該ケミカルフィルタでの処理負荷が増えて寿命がその分だけ短くなる。また、洗浄水内にケミカルフィルタでの除去対象成分が含有していない場合であっても、他の有機成分等が気中に取り込まれてケミカルフィルタに不必要な負担を掛ける一因ともなる。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、高度に清浄化を行う処理能力を有しつつランニングコストの低減を図ることができるクリーンルーム用外気処理装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、外気を清浄化し、空調設備を通じてクリーンルームに給気するための外気処理装置であって、
上流側から、粗塵フィルタ、純水を洗浄水としたエアスクラバ、及び１又は２以上のケミカルフィルタの各エアフィルタを直列に接続すると共に、粗塵フィルタを除く各エアフィルタをそれぞれ迂回するバイパス流路を備え、
さらに、粗塵フィルタを除く各エアフィルタへの気体の流れの全部又は一部を上記バイパス流路側に切り換える流路切換え手段と、上記粗塵フィルタの出側で当該粗塵フィルタを通過した外気中に存在する各エアフィルタの除去対象物質をそれぞれ連続的に検出するモニタと、上記モニタによる検出に基づき各エアフィルタの除去対象物質の気中濃度を判定し、各除去対象物質の気中濃度に応じて対応するエアフィルタへの気体の流れの全部又は一部を、上記流路切換え手段を通じて上記バイパス流路側に迂回させるコントローラと、
を備えることを特徴とするクリーンルーム用外気処理装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、エアフィルタとしてエアスクラバと各種のケミカルフィルタとを備えることで高度の清浄化処理を行う能力を有すると共に、導入した外気中の除去対象物質の気中濃度レベルに応じて必要以上にエアフィルタでの処理を行わないか、その処理量を減少させる。
【００１０】
また、エアスクラバの洗浄水として純水を使用することで、洗浄水によってエアフィルタで除去すべき除去対象物質その他の物質が気中に取り込まれることが防止される。この結果、ケミカルフィルタの処理を中断しても、そのケミカルフィルタの除去対象物質が、エアスクラバの洗浄水を原因としてクリーンルーム内に侵入することが回避される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る外気処理装置の構成を説明するための図である。
【００１２】
外気処理装置は、粗塵フィルタ１、エアスクラバ２、第１ケミカルフィルタ３、及び第２ケミカルフィルタ４の順に、第１〜３接続ダクト６〜８を通じて直列に接続されて構成され、第２ケミカルフィルタ４の出口は、第４接続ダクト９を通じて空調設備５に接続する。
【００１３】
ここで、図１中、符号１０はＯＡダクトを示す。また、上記空調設備５を通過した空気は、高性能フィルタ３１を通じてクリーンルーム３０に給気され、クリーンルーム３０から排気された空気は、還気ダクト３２を通じて空調設備５に戻される。
【００１４】
また、本実施形態にあっては、上記エアスクラバ２の洗浄水として純水が使用されて、洗浄水による処理によって不要な成分を処理中の気体に取り込まないようにしている。
【００１５】
また、上記第１接続ダクト６の途中から、第１バイパスダクト１１が分岐し、その第１バイパスダクト１１の他端部は、上記第４接続ダクト９に合流している。その第１バイパスダクト１１の途中から第２バイパスダクト１２が分岐し、その第２バイパスダクト１２の他端部は、上記第２接続ダクト７に合流している。さらに、上記第２バイパスダクト１２の分岐点Ｐ５よりも下流側で、上記第１バイパスダクト１１から第３バイパスダクト１３が分岐し、その第３バイパスダクト１３の他端部は、第３接続ダクト８に合流している。
【００１６】
この第１〜第３バイパスダクト１１〜１３によって、各エアフィルタ２，３，４を迂回する各バイパス流路が形成される。
また、第１接続ダクト６における第１バイパスダクト１１の分岐点Ｐ１よりも下流側に第１電磁開閉弁１４が介装される。第２接続ダクト７における第２バイパスダクト１２の合流点Ｐ２の前後に第２電磁開閉弁１５及び第３電磁開閉弁１６が介装される。第３接続ダクト８における第３バイパスダクト１３の合流点Ｐ３の前後に第４電磁開閉弁１７及び第５電磁開閉弁１８が介装される。第４接続ダクト９における第１バイパスダクト１１の合流点Ｐ４の上流側に第６電磁開閉弁１９が介装される。
【００１７】
また、第１バイパスダクト１１における、第１接続ダクト６からの分岐点Ｐ１と第２バイパスダクト１２の分岐点Ｐ５との間、及び第３バイパスダクト１３の分岐点Ｐ６と第４接続ダクト９への合流点Ｐ４との間に、それぞれ第７電磁開閉弁２０、及び第８電磁開閉弁２１が介装されている。
【００１８】
また、第２バイパスダクト１２の途中に第９電磁開閉弁２２が、第３バイパスダクト１３の途中に第１０電磁開閉弁２３が介装されている。
ここで、上記各電磁開閉弁１４〜２３は、初期状態では、第７電磁開閉弁２０、第８電磁開閉弁２１、第９電磁開閉弁２２、及び第１０電磁開閉弁２３は、閉状態に設定されており、その他の電磁開閉弁１４〜１９は開状態に設定されている。そして、上記各電磁開閉弁１４〜２３によって、流路切換え手段が構成される。
【００１９】
また、上記粗塵フィルタ１の出側に第１モニタ２５が介装されている。第１モニタ２５は、独立した３つのモニタ本体Ａ，Ｂ，Ｃから構成され、各モニタ本体Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ上記エアスクラバ２、第１ケミカルフィルタ３、及び第２ケミカルフィルタ４に対応して、導入した外気内における、対応するエアフィルタ２，３，４で除去すべき各除去対象物質の気中濃度をそれぞれ連続的に検出している。
【００２０】
同様に、クリーンルーム３０内における上記各除去対象物質の気中濃度を連続的に検出する第２モニタ２６を備える。第２モニタ２６は、上記３種類の除去対象物質に応じて３つのモニタ本体Ａ′，Ｂ′，Ｃ′から構成される。なお、図１では、高性能フィルタ３１を通過する前の調和空気をモニタしているが、高性能フィルタ３１を通過した後の調和空気をモニタするようにしてもよい。
【００２１】
そして、コントローラ２７は、上記第１モニタ２５からの検出信号に基づいて、各除去対象物質の気中濃度が閾値以下かどうか判定を行い、上述の各電磁開閉弁１４〜２３を次のように操作して外気処理の制御を行う。次に、各弁１４〜２３の操作を図２を参照しつつ説明する。
【００２２】
まず、エアスクラバ２、第１ケミカルフィルタ３、及び第２ケミカルフィルタ４での各除去対象物質の気中濃度がそれぞれ所定閾値以下かどうか判定して、全てのエアフィルタ２，３，４での各除去対象物質の気中濃度が全て所定閾値以下と判定した場合には（図２中▲１▼の場合）、第１電磁開閉弁１４、第９電磁開閉弁２２、及び第１０電磁開閉弁２３に閉指令を供給すると共に、第７電磁開閉弁２０、及び第８電磁開閉弁２１に開指令を供給する。
【００２３】
また、エアスクラバ２及び第１ケミカルフィルタ３での各除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定し、第２ケミカルフィルタ４での除去対象物質の気中濃度が所定閾値よりも高いと判定した場合には（図２中▲２▼の場合）、第１電磁開閉弁１４、第４電磁開閉弁１７、第９電磁開閉弁２２、及び第８電磁開閉弁２１に閉指令を供給すると共に、第７電磁開閉弁２０、第１０電磁開閉弁２３、第５電磁開閉弁１８、及び第６電磁開閉弁１９に開指令を供給する。
【００２４】
また、エアスクラバ２での除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定し、第１ケミカルフィルタ３及び第２ケミカルフィルタ４での各除去対象物質の気中濃度が所定閾値よりも高いと判定した場合には（図２中▲３▼の場合）、第１電磁開閉弁１４、第２電磁開閉弁１５、第１０電磁開閉弁２３、及び第８電磁開閉弁２１に閉指令を供給すると共に、第７電磁開閉弁２０、第９電磁開閉弁２２、第３電磁開閉弁１６、第４電磁開閉弁１７、第５電磁開閉弁１８、及び第６電磁開閉弁１９に開指令を供給する。
【００２５】
また、エアスクラバ２及び第２ケミカルフィルタ４での各除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定し、第１ケミカルフィルタ３での除去対象物質の気中濃度が所定閾値よりも高いと判定した場合には（図２中▲４▼の場合）、第１電磁開閉弁１４、第２電磁開閉弁１５、第５電磁開閉弁１８、及び第６電磁開閉弁１９に閉指令を供給すると共に、第７電磁開閉弁２０、第９電磁開閉弁２２、第３電磁開閉弁１６、第４電磁開閉弁１７、第１０電磁開閉弁２３、及び第８電磁開閉弁２１に開指令を供給する。
【００２６】
また、全てのエアフィルタ２，３，４での各除去対象物質の気中濃度が全て，所定閾値より高いと判定した場合には（図２中▲５▼の場合）、各電磁開閉弁１４〜２３を上述の初期状態に復帰させる。
【００２７】
また、エアスクラバ２及び第１ケミカルフィルタ３での各除去対象物質の気中濃度が所定閾値よりも高いと判定し、第２ケミカルフィルタ４での除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定した場合には（図２中▲６▼の場合）、第７電磁開閉弁２０、第９電磁開閉弁２２、第５電磁開閉弁１８、及び第６電磁開閉弁１９に閉指令を供給すると共に、第１電磁開閉弁１４、第２電磁開閉弁１５、第３電磁開閉弁１６、第４電磁開閉弁１７、第１０電磁開閉弁２３、及び第８電磁開閉弁２１に開指令を供給する。
【００２８】
また、エアスクラバ２及び第２ケミカルフィルタ４での各除去対象物質の気中濃度が所定閾値よりも高いと判定し、第１ケミカルフィルタ３での除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定した場合には（図２中▲７▼の場合）、第７電磁開閉弁２０、第８電磁開閉弁２１、第３電磁開閉弁１６、及び第４電磁開閉弁１７に閉指令を供給すると共に、第１電磁開閉弁１４、第２電磁開閉弁１５、第９電磁開閉弁２２、第１０電磁開閉弁２３、第５電磁開閉弁１８、及び第６電磁開閉弁１９に開指令を供給する。
【００２９】
また、エアスクラバ２での除去対象物質の気中濃度が所定閾値よりも高いと判定し、第１ケミカルフィルタ３及び第２ケミカルフィルタ４での各除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定した場合には（図２中▲８▼の場合）、第７電磁開閉弁２０、第１０電磁開閉弁２３、第３電磁開閉弁１６、及び第６電磁開閉弁１９に閉指令を供給すると共に、第１電磁開閉弁１４、第２電磁開閉弁１５、第９電磁開閉弁２２、及び第８電磁開閉弁２１に開指令を供給する。
【００３０】
ここで、各除去対象物質の所定閾値は、それぞれ第１の閾値と、その第１の閾値よりも大きい第２の閾値とからなり、上述の所定閾値以下かどうかの判定は、第１の閾値で判定し、所定閾値より高いかどうかの判定は第２の閾値で判定する。また、上記判定は、所定サンプリング時間単位に行われ、前回の判定結果と異なる場合に、上記各弁操作が行われる。
【００３１】
さらに、上記コントローラ２７では、上記第１モニタ２５及び第２モニタ２６からの信号に基づき、各除去対象物質についての処理前（粗塵フィルタ１での処理後）の気中濃度とクリーンルーム３０での処理後の気中濃度に基づき、各エアフィルタ２，３，４での現実の除去能力を評価して、各除去対象物質についての閾値の補正を行うと共に、除去能力が所定以上に低下していると判定した場合には、その旨の警告信号を出力する。
【００３２】
上記構成の外気処理装置では、各エアフィルタ２，３，４で処理を行う前に対応する除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下かどうか判定し、その結果、それぞれ除去対象物質の気中濃度が所定閾値以下と判定した場合には対応するエアフィルタ２，３，４での処理を一時的に中断するので、各エアフィルタ２，３，４で必要以上に処理をすることがなくなる。この結果、各エアフィルタ２，３，４の寿命が向上し、フィルタ交換期間や保守間隔が長くなることで、外気処理装置のランニングコストの低減を図ることができる。
【００３３】
このとき、エアスクラバ２の洗浄水として純水を使用することで、エアスクラバ２で処理をした際に、気中に不必要な成分を侵入させることが回避される。この結果、洗浄水に起因する下流のケミカルフィルタ３，４での処理負荷の増加が防止されると共に、そのケミカルフィルタ３，４での除去対象物質が所定閾値以下と判定して当該ケミカルフィルタ３，４での処理を中断しても問題がない。
【００３４】
また、本実施形態の外気処理装置では、エアスクラバ２と各種のケミカルフィルタ３，４とを併用することで、高度の清浄化処理能力を持たせることができる。
【００３５】
さらに、モニタ２５，２６を通じて各エアフィルタ２，３，４の寿命を判定可能であるので、不必要なエアフィルタ２，３，４の交換を防止することもできる。
【００３６】
ここで、第２電磁開閉弁１５、第４電磁開閉弁１７、及び第６電磁開閉弁１９については逆止め弁を使用してもよい。
また、上記実施形態では、各エアフィルタ２，３，４を迂回するバイパスダクトが独立していないが、各エアフィルタ２，３，４毎に独立してバイパスダクトを設けてもよい。
【００３７】
また、上記各開閉弁の代わりに流量制御弁を採用し、対応する除去対象物質の気中濃度に基づき、上述のコントローラ２７による制御と同様な操作により、各流量制御弁の弁開度を制御してもよい。例えばエアスクラバ２での除去対象物質の気中濃度に対する閾値を多段階に有して、除去対象物の気中濃度に応じて第１電磁開閉弁１４の開度を絞り且つ第７電磁開閉弁２０を所定量だけ開くことで、一部の気流を第１バイパスダクト１１側に流して、エアスクラバ２での処理量を減らす。
【００３８】
また、上記実施形態では、ケミカルフィルタを２種類，接続した場合を例に説明しているが、ケミカルフィルタは１種類でもよいし、３種類以上であっても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の外気処理装置では、高度の清浄化処理能力を有しつつランニングコストを低減することができるという効果がある。
【００４０】
しかも、エアスクラバの洗浄水として純水を使用することで、洗浄水として井水等を使用する場合に比べて各ケミカルフィルタでの負荷を軽減できると共に、当該ケミカルフィルタでの外気処理を一時中断した場合であっても、該洗浄水を原因として、除去対象物質がクリーンルームに侵入することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る外気処理のシステム構成例を示す図である。
【図２】コントローラでの弁制御を説明するための図である。
【図３】従来の外気処理のシステム構成例を示す図である。
【符号の説明】
１      粗塵フィルタ
２      エアスクラバ
３      第１ケミカルフィルタ
４      第２ケミカルフィルタ
５      空調設備
６      第１接続ダクト
７      第２接続ダクト
８      第３接続ダクト
９      第４接続ダクト
１１    第１バイパスダクト（バイパス流路）
１２    第２バイパスダクト（バイパス流路）
１３    第３バイパスダクト（バイパス流路）
１４    第１電磁開閉弁（流路切換え手段）
１５    第２電磁開閉弁（流路切換え手段）
１６    第３電磁開閉弁（流路切換え手段）
１７    第４電磁開閉弁（流路切換え手段）
１８    第５電磁開閉弁（流路切換え手段）
１９    第６電磁開閉弁（流路切換え手段）
２０    第７電磁開閉弁（流路切換え手段）
２１    第８電磁開閉弁（流路切換え手段）
２２    第９電磁開閉弁（流路切換え手段）
２３    第１０電磁開閉弁（流路切換え手段）
２５    第１モニタ
Ａ，Ｂ，Ｃ
各除去対象物質対応のモニタ本体
２６    第２モニタ
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′
各除去対象物質対応のモニタ本体
３０    クリーンルーム
３１    高性能フィルタ
【図１】
0003978630.tif 000002
【図２】
0003978630.tif 000003
【図３】
0003978630.tif 000004