(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となるエア中に含まれる所定の揮発性有機化合物をオイルに吸着させることにより除去する吸着部と、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させる放出部と、
前記放出部によりオイルから放出された揮発性有機化合物を回収する回収部と、を備え、
前記吸着部と放出部との間で、前記オイルが循環するように構成し、
前記吸着部を構成する吸着用チャンバの内部に前記オイルが流下することによって濡れ壁が形成されるように構成された濡れ壁塔を接地して配設すると共に、吸着用チャンバの上下方向の、前記オイルによる濡れ壁と対向する位置に放電線を配設し、該放電線の端部は前記吸着用チャンバの上面及び底面に固定され、
前記吸着用チャンバ内を加圧状態にして、前記処理対象となるエアを、前記オイルによる濡れ壁と接触することができるように該チャンバ内部を底面から上面へ流れるように供給すると共に、前記放電線に高電圧を印加することにより、前記接地された濡れ壁塔との間で低温プラズマを発生させるように構成し、
前記吸着部において揮発性有機化合物を吸着したオイルを前記放出部に導入し、前記放出部を構成する放出用チャンバ内を減圧状態にして、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させるように構成し、
前記放出部から放出された揮発性有機化合物を含む空気を前記回収部に導入し、前記回収部を構成する回収用チャンバ内を加圧状態にして前記空気から揮発性有機化合物を液化して回収し、前記空気を前記放出部に導入することにより、揮発性有機化合物を含む空気を前記放出部と前記回収部との間で循環させるように構成したことを特徴とする低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【請求項２】
前記放電線に銀によるコーティングが施されていることを特徴とする請求項１に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【請求項３】
前記吸着部と放出部との間に形成されたオイルの循環系において、
前記放出部の上流側でオイルを加熱するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【請求項４】
前記吸着用チャンバの内部に配設する濡れ壁塔を複数個とし、それぞれの濡れ壁塔の内部に放電線を設置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【請求項５】
前記オイルが、該オイルの周囲の気圧が高い場合に前記揮発性有機化合物を吸着し、該オイルの周囲の気圧が低い場合に前記揮発性有機化合物を放出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【請求項６】
前記オイルが、シリコーンオイル又は変性シリコーンオイルであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【請求項７】
前記放電線に印加する高電圧が、交流高電圧であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物の除去システムに係り、特に、反応を伴わないで揮発性有機化合物を物理吸着する性質を持つオイルの表面近傍で低温プラズマ（コロナ放電）を発生させることにより、化学反応によらず、揮発性有機化合物を除去することができるようにした低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造のクリーンルームでは、微量のケミカル物質による汚染がデバイスの歩留まりを低下させることが問題になっている。このような汚染物質の１つとしては、揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと記す）が挙げられる。このＶＯＣは、クリーンルームのエア中、プロセス装置内、ウェハボックス内等、至る所に存在し、これがウェハ搬送過程でシリコン表面に微量吸着することにより、多くの問題を引き起こす原因となっている。
【０００３】
例えば、ＶＯＣは、デバイス製造工程の熱酸化膜形成前後に吸着して、熱酸化膜の信頼性を低下させる、また、ウェハを前処理後に長期保管してから化学気相成長（膜生成）を行うと、ＶＯＣの吸着により膜成長開始の遅延が生じ、膜厚のバラツキの原因となるといった問題が生じていた。
【０００４】
さらに、ＶＯＣは、印刷工場、金属加工工場、自動車工場等、至るところで排出され、光化学スモッグや喘息を引き起こす原因となっている。例えば、大気中に放出されたＶＯＣは、光化学反応によってオキシダント浮遊状微粒子の発生源として関与するとされている。また、ＶＯＣそのものの影響として、頭痛や吐き気、疲労感を引き起こす原因となっている。さらに、化学物質過敏症の原因ともなっている。
【０００５】
このようなケミカル物質による汚染対策として、近年、ワッシャー等を用いて水に微量のケミカル物質を溶解し、除去する方法が採用されているが、ＶＯＣは水に不溶性のため、この方法は適用できなかった。そこで、従来から、ＶＯＣを除去する方法として、活性炭フィルタやケミカルフィルタを用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０１２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような活性炭フィルタやケミカルフィルタを用いる方法は、頻繁にフィルタの交換が必要となるため、ランニングコストが非常に高くなるという問題点があった。
【０００７】
また、ＶＯＣは、上述したように浮遊粒子状物質や光化学オキシダントの生成の原因となる物質の一つであるため、大気汚染防止の観点から、ＶＯＣを多量に使用する印刷工場等に対してＶＯＣの排出規制が行われている。そのため、印刷工場等においては、ＶＯＣの排出抑制対策が重要な課題となってきている。
【０００８】
このようなＶＯＣの排出抑制に対して、大手の印刷工場等では高価且つ大規模な燃焼式ＶＯＣ除去装置等が導入されているが、中小の印刷工場等では、それを購入することは困難である。しかしながら、ＶＯＣを効率良く分離・濃縮して除去するための安価且つ小規模なＶＯＣ除去装置の開発が進んでいないのが実情である。
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、フィルタの交換を不要とした、長期間にわたって使用することができる、有用性及び経済性に優れた低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、反応を伴わないでＶＯＣを取り込む（物理吸着する）性質を持つオイルの表面近傍で低温プラズマ（コロナ放電）を発生させることにより、ＶＯＣのオイルへの吸着を促進し、高効率でＶＯＣを吸着除去することができる揮発性有機化合物の除去システムを完成するに至ったものである。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムは、処理対象となるエア中に含まれる所定の揮発性有機化合物をオイルに吸着させることにより除去する吸着部と、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させる放出部と、前記放出部によりオイルから放出された揮発性有機化合物を回収する回収部と、を備え、前記吸着部と放出部との間で、前記オイルが循環するように構成し、前記吸着部を構成する吸着用チャンバの内部に前記オイルが流下することによって濡れ壁が形成されるように構成された濡れ壁塔を接地して配設すると共に、吸着用チャンバの上下方向の、前記オイルによる濡れ壁と対向する位置に放電線を配設し、該放電線の端部は前記吸着用チャンバの上面及び底面に固定され、前記吸着用チャンバ内を加圧状態にして、前記処理対象となるエアを、前記オイルによる濡れ壁と接触することができるように該チャンバ内部を底面から上面へ流れるように供給すると共に、前記放電線に高電圧を印加することにより、前記接地された濡れ壁塔との間で低温プラズマを発生させるように構成し、前記吸着部において揮発性有機化合物を吸着したオイルを前記放出部に導入し、前記放出部を構成する放出用チャンバ内を減圧状態にして、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させるように構成し、前記放出部から放出された揮発性有機化合物を含む空気を前記回収部に導入し、前記回収部を構成する回収用チャンバ内を加圧状態にして前記空気から揮発性有機化合物を液化して回収し、前記空気を前記放出部に導入することにより、揮発性有機化合物を含む空気を前記放出部と前記回収部との間で循環させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、オイルが化学反応を伴わずにＶＯＣを取り込む（物理吸着する）性質を利用すると共に、オイルの表面近傍で低温プラズマ（コロナ放電）を発生させることにより、イオン風によりオイル表面を撹拌すると同時にオイル内部も撹拌して気液接触効率を向上させて、ＶＯＣのオイルへの吸着をさらに促進することができる。これにより、簡単な構成でＶＯＣを高効率で除去することができ、長期間にわたって使用できる、極めて有用性の高い揮発性有機化合物の除去システムを提供することができる。
【００１４】
さらに、吸着用チャンバ内を加圧状態にして、処理対象となるエアを該チャンバ内に導入する際に、コロナ放電の接地電極となる濡れ壁塔の内壁にオイルを伝わせることで、オイルが化学反応を伴わずに揮発性有機化合物を取り込む（物理吸着する）性質を利用すると共に、オイルの表面近傍で低温プラズマ（コロナ放電）を発生させることにより、イオン風によりオイル表面を撹拌すると同時にオイル内部も撹拌して気液接触効率を向上させて、揮発性有機化合物のオイルへの吸着をさらに促進することができる。
【００１５】
また、吸着部において揮発性有機化合物を吸着したオイルを放出部に導入し、放出部を構成する放出用チャンバ内を減圧状態にして、前記オイルに吸着された揮発性有機化合物を放出させるように構成することにより、再度オイルを吸着部に循環供給することができるので、簡単な構成でＶＯＣを高効率で除去することができ、長期間にわたって使用できる、極めて有用性の高い揮発性有機化合物の除去システムを提供することができる。
【００１７】
さらに、放出部によりオイルから放出された揮発性有機化合物を回収する回収部を設けることによって、低温プラズマとオイルによって処理対象エア中に含まれる揮発性有機化合物を効率良く除去するだけでなく、オイルから放出された揮発性有機化合物を回収して再利用することができるので、揮発性有機化合物を大気中に排気することなく、環境への悪影響がなく経済的である。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、前記放電線に銀によるコーティングが施されていることを特徴とするものである。
【００１９】
上記のような構成を有する請求項２に記載の発明によれば、銀が持つオゾンを分解する触媒作用により、低温プラズマ発生時に発生するオゾン濃度を低減することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、前記吸着部と放出部との間に形成されたオイルの循環系において、前記放出部の上流側でオイルを加熱するように構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、放出部の上流側でオイルを加熱することにより、オイルからの揮発性有機化合物の揮発量（放出量）を大幅に上昇させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、前記吸着用チャンバの内部に配設する濡れ壁塔を複数個とし、それぞれの濡れ壁塔の内部に放電線を設置したことを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明によれば、吸着用チャンバ内に複数個の濡れ壁塔を設置することにより、多量のＶＯＣを含んだエアを効率良く処理することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、前記オイルが、該オイルの周囲の気圧が高い場合に前記揮発性有機化合物を吸着し、該オイルの周囲の気圧が低い場合に前記揮発性有機化合物を放出するものであることを特徴とするものである。
【００２４】
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、揮発性有機物吸着用オイルが、該オイルの周囲の気圧が高い場合には揮発性有機化合物を吸着し、該オイルの周囲の気圧が低い場合に揮発性有機化合物を放出するという作用を有するため、化学反応を伴わず、揮発性有機化合物の搬送媒体としてのみ機能し、さらに、吸着部と放出部の間を循環して用いられるため、消耗したり劣化することもない。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、前記オイルが、シリコーンオイル又は変性シリコーンオイルであることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、本発明に用いられるオイルのなかでも、特にシリコーンオイル又は変性シリコーンオイルが適していることを規定したものである。シリコーンオイル又は変性シリコーンオイルは、常温大気中ではほとんど酸化されないため、半永久的に使用することができるので、経済性にも優れている。さらに、シリコーンオイル又は変性シリコーンオイルは、化学的に非常に安定な物質であるため、触れた場合でも健康被害がなく安全性にも優れている。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムにおいて、前記放電線に印加する高電圧が交流高電圧であることを特徴とするものである。
【００２８】
上記のような構成を有する請求項７に記載の発明によれば、濡れ壁塔の直径が小さくても、放電線と接地された濡れ壁塔内壁との間でスパーク放電に至る危険性が低いので、ＶＯＣ吸着部をよりコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、フィルタの交換を不要とした、長期間にわたって使用することができる、有用性及び経済性に優れた低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システム（以下、揮発性有機化合物の除去システムという）の具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照して説明する。
【００３１】
なお、本発明に係る揮発性有機化合物の除去システムの概要は、反応を伴わないでＶＯＣを取り込む（物理吸着する）性質を持つオイルの表面近傍で低温プラズマ（コロナ放電）を発生させることにより、ＶＯＣのオイルへの吸着を促進し、高効率でＶＯＣを吸着除去することができる、小規模で安価な揮発性有機化合物の除去システムである。
【００３２】
（１）構成
本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムは、図１に示したように、大別してＶＯＣ吸着部、ＶＯＣ放出部、ＶＯＣ回収部から構成されている。以下、各部について詳述する。
【００３３】
（ＶＯＣ吸着部）
ＶＯＣ吸着部においては、図１及び図２に示すように、円筒状のＶＯＣ吸着用チャンバ１の内部に、円筒状の濡れ壁塔２が該チャンバ１と二重円筒を構成するように配置され、濡れ壁塔２の上端と該チャンバ１の上面との間に所定の間隔をあけて、該チャンバ１の底面に固定されている。なお、この濡れ壁塔２はステンレスから構成され、接地されている。
【００３４】
また、前記ＶＯＣ吸着用チャンバ１の中央には、低温プラズマ発生用の放電線３が上下方向に張られ、碍子１８及び放電線用留め具１９によって該チャンバ１の上下面に固定されている。また、この放電線３には正の高圧電源４が接続されている。なお、低温プラズマ発生時に発生するオゾン濃度を低減するために、前記放電線３の表面には、銀によるコーティングが施されている。銀はオゾンを分解する触媒作用を持つからである。
【００３５】
また、前記ＶＯＣ吸着用チャンバ１の底面には、印刷工場等で汚染されたＶＯＣを含むエアを該チャンバ１内に導入するための処理対象エア供給管５が設けられ、この処理対象エア供給管５には処理対象エア供給配管６が接続されている。そして、処理対象エア供給配管６に配設された加圧用ファン７によって、ＶＯＣ吸着用チャンバ１内を所定の加圧状態にできるように構成されている。
【００３６】
一方、前記ＶＯＣ吸着用チャンバ１の上面には、ＶＯＣが除去された処理後エアを再度印刷工場等へ戻すための処理後エア排出管８が設けられ、この処理後エア排出管８には処理後エア供給配管９が接続されている。そして、処理後エア供給配管９に配設された第１の流量調節弁１０によって、再度印刷工場等へ戻す処理後エア量を調節できるように構成されている。
【００３７】
また、前記処理後エア供給配管９と処理対象エア供給配管６の間には第１のバイパス配管１１が形成され、ＶＯＣ吸着用チャンバ１内でＶＯＣが除去された処理後エアの一部を該チャンバ１内に戻して、再度ＶＯＣの吸着処理を行えるように構成されている。
【００３８】
また、前記ＶＯＣ吸着用チャンバ１の側壁と前記濡れ壁塔２の間には、ＶＯＣ吸着用のオイルを該チャンバ１内に供給するオイル供給管１２が配設されている。なお、このオイル供給管１２の先端部は該チャンバ１の底面近傍に配置され、チャンバ１の側壁と濡れ壁塔２の間に供給されたオイルは、濡れ壁塔２の上端まで達した後、濡れ壁塔２の内壁に沿って流下し、これによって濡れ壁塔２の内壁に濡れ壁が形成されるように構成されている。なお、図２においては、オイルの流れを点線の矢印で示した。
【００３９】
また、前記ＶＯＣ吸着用チャンバ１の底面には、該チャンバ１の下部に貯留されたＶＯＣを吸着したオイルを、第１のオイル循環用配管１３を介して、後述するＶＯＣ放出部へ送るための第１のオイル排出管１４が設けられている。
【００４０】
（ＶＯＣ放出部）
ＶＯＣ放出部においては、図１に示すように、減圧容器であるＶＯＣ放出用チャンバ２０の上部に、前記第１のオイル循環用配管１３を介して、ＶＯＣを吸着したオイルを該チャンバ２０内に供給する処理対象オイル供給管２１が配設されると共に、このＶＯＣ放出部で分離されたＶＯＣを含むエアを、後述するＶＯＣ回収部へ送るための第１のエア回収管２２が配設されている。
【００４１】
また、ＶＯＣ放出用チャンバ２０の下部には、該チャンバ２０内でＶＯＣが放出された処理後オイルを、再度ＶＯＣ吸着部へ送るための第２のオイル排出管２３が配設され、この第２のオイル排出管２３には、第２のオイル循環用配管２４が接続されている。
【００４２】
なお、前記第１のオイル循環用配管１３には、上流側から、第２の流量調節弁１５、オイルフィルタ１６及びヒーター１７が順次配設され、オイルフィルタ１６によってＶＯＣ吸着部から排出されたＶＯＣを含むオイル中の固形物を除去した後、ＶＯＣを含むオイルを所定の温度に加熱して、前記処理対象オイル供給管２１を介して、ＶＯＣ放出用チャンバ２０内に供給するように構成されている。
【００４３】
一方、前記第２のオイル循環用配管２４には、上流側から、冷却器２５、ポンプ２６及び第３の流量調節弁２７が順次配設され、冷却器２５によってＶＯＣが除去されたオイルを所定の温度に冷却した後、前記ＶＯＣ吸着用チャンバ１に設けられたオイル供給管１２を介して、該チャンバ１内に供給するように構成されている。
【００４４】
なお、前記第２のオイル循環用配管２４と第１のオイル循環用配管１３の間には第２のバイパス配管２８が形成され、この第２のバイパス配管２８には第４の流量調節弁２９が配設され、ＶＯＣ吸着用チャンバ１に供給されるオイルの一部を再度ＶＯＣ放出用チャンバ２０に戻して、オイルに吸着されたＶＯＣをより高精度に除去することができるように構成されている。
【００４５】
（ＶＯＣ回収部）
ＶＯＣ回収部においては、図１に示すように、加圧容器であるＶＯＣ回収用チャンバ３０の上部にＶＯＣ回収管３１が配設されると共に、該チャンバ３０の下部にはＶＯＣ排出管３２が配設され、このＶＯＣ排出管３２には第５の流量調節弁３３を備えたＶＯＣ排出用配管３４が接続されている。
【００４６】
また、前記ＶＯＣ回収管３１と前記ＶＯＣ放出用チャンバ２０の第１のエア回収管２２の間には第１のエア循環用配管３５が設けられ、この第１のエア循環用配管３５には、上流側から、ファン３６、第６の流量調節弁３７及び熱交換器３８が順次配設されている。そして、この熱交換器３８によって、前記ＶＯＣ放出部で分離されたＶＯＣを含むエアを冷却することにより、エア中のＶＯＣを液化し、高効率に回収することができるように構成されている。
【００４７】
さらに、ＶＯＣ回収用チャンバ３０の上部には第２のエア回収管３９が配設され、この第２のエア回収管３９に接続された第２のエア循環用配管４０によって、該チャンバ３０内のＶＯＣを含むエアを、再度、前記ＶＯＣ放出用チャンバ２０に戻すことができるように構成されている。このようにしてＶＯＣを含むエアをＶＯＣ回収部に何度も循環させることにより、ＶＯＣを含むエア中からＶＯＣを高効率で回収することができるように構成されている。
【００４８】
なお、前記第１のエア循環用配管３５に設けられたファン３６によって、前記ＶＯＣ放出用チャンバ２０内が減圧状態とされると共に、前記ＶＯＣ回収用チャンバ３０内が加圧状態とされるように構成されている。
【００４９】
（オイル）
オイルとしては、シリコーンオイルや高真空ポンプオイル（アルキルジフェニールエーテル）等の変性シリコーンオイルが用いられる。これらのオイルは、加圧するとＶＯＣを吸着し、減圧するとＶＯＣを放出するだけで、化学反応を伴わず、搬送媒体としてしか機能しないため、オイルの劣化がなく、半永久的に使用できるので非常に経済的である。また、オイルは、無臭で、毒性がないので触れた場合でも健康被害がなく、安全性にも優れている。
【００５０】
なお、オイルとしてジメチルシリコーンオイルを用いた場合には、主として、トルエン、ベンゼン、キシレン、シクロヘキサン等のＶＯＣを吸着（溶解）することができる。
【００５１】
（低温プラズマ）
ＶＯＣ吸着部で発生する低温プラズマは、イオン風によりオイル表面を撹拌すると同時にオイル内部も撹拌するので、気液（ＶＯＣを含むエアとオイル）接触効率が向上し、オイルへのＶＯＣの吸着効率が大幅に向上する。
【００５２】
また、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムは、イオン風、クーロン力の発生により集塵装置としても機能するので、ＶＯＣガスの吸着の他、ＶＯＣのミスト、微細なインクや塗料等の微粒子の捕集も可能である。
【００５３】
（２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムは、以下のように作用する。
【００５４】
（ＶＯＣ吸着部における作用）
ＶＯＣ吸着部においては、図１に示すように、まず、前記第２のオイル循環用配管２４及びオイル供給管１２を介して、ＶＯＣ吸着用チャンバ１の側壁と濡れ壁塔２の間にオイルを供給する。そして、このオイルが濡れ壁塔２の上端まで達した後、濡れ壁塔２の内側に溢れ出し、濡れ壁塔２の内壁に沿って流下することにより、濡れ壁塔２の内壁に濡れ壁を形成する。これと同時に、高圧電源４により低温プラズマ発生用の放電線３に正の高電圧を印加して、低温プラズマ（コロナ放電）を発生させる。
【００５５】
続いて、加圧用ファン７を作動させることによりＶＯＣ吸着用チャンバ１内を所定の加圧状態にすると共に、処理対象エア供給配管６及び処理対象エア供給管５を介して、ＶＯＣを含むエアをＶＯＣ吸着用チャンバ１内に供給する。
【００５６】
このように、濡れ壁塔２の内面を流下するオイルと対向するようにＶＯＣを含むエアを加圧用ファン７により加圧供給することにより、エア中のＶＯＣのオイルへの吸着を促進することができると共に、低温プラズマ（コロナ放電）により生じるイオン風と電界により、オイルへのＶＯＣの吸着をさらに促進し、且つ、ＶＯＣのミスト、微細なインクや塗料等の微粒子を吸着させることができる。
【００５７】
このようにしてＶＯＣが除去されたエアは、ＶＯＣ吸着用チャンバ１の上面に設けられた処理後エア排出管８及び処理後エア供給配管９を介して、再度印刷工場等へ戻される。なお、処理後エアの一部は、第１のバイパス配管１１を介してＶＯＣ吸着用チャンバ１内に戻され、再度ＶＯＣの吸着処理が行われる。
【００５８】
一方、ＶＯＣを吸着したオイルは、ＶＯＣ吸着用チャンバ１の底面に設けられた第１のオイル排出管１４及び第１のオイル循環用配管１３を介して、ＶＯＣ放出用チャンバ２０に搬送される。
【００５９】
なお、放電線３の表面には銀コーティングが施されているため、銀が持つオゾンを分解する触媒作用により、低温プラズマ発生時に発生するオゾン濃度を低減することができる。また、放電線３に正の高電圧を印加する理由は、一般に正極性のコロナ放電に伴うオゾン発生量は、負極性のコロナ放電の場合の１／１０だからである。
【００６０】
（ＶＯＣ放出部における作用）
上記のようにしてＶＯＣ吸着用チャンバ１から排出されたＶＯＣを吸着したオイルは、第１のオイル循環用配管１３に配設されたオイルフィルタ１６によって固形物が除去された後、ヒーター１７によって所定の温度に加熱され、処理対象オイル供給管２１を介して、ＶＯＣ放出用チャンバ２０内に供給される。
【００６１】
この時、ＶＯＣ放出用チャンバ２０内は、ファン３６によって減圧状態とされているため、オイルへのＶＯＣの吸着率（吸着できる量）が低くなる。ＶＯＣの吸着率が低くなると、オイル表面に吸着されていたＶＯＣがＶＯＣ放出用チャンバ２０内のエア中に放出される。なお、オイルは、加熱・減圧されると短時間に高効率でＶＯＣを放出する。そして、放出されたＶＯＣを含むエアは、第１のエア回収管２２及び第１のエア循環用配管３５を介してＶＯＣ回収部に送られる。
【００６２】
一方、ＶＯＣ放出用チャンバ２０内でＶＯＣが放出された処理後オイルは、第２のオイル排出管２３及び第２のオイル循環用配管２４を介して、再度ＶＯＣ吸着部へ送られる。なお、この場合、第２のオイル循環用配管２４に設けられた冷却器２５によってＶＯＣが除去されたオイルは所定の温度に冷却され、その後、ＶＯＣ吸着用チャンバ１に設けられたオイル供給管１２を介して、ＶＯＣ吸着用チャンバ１内に供給される。
【００６３】
なお、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムにおいては、処理後オイルの一部は第２のバイパス配管２８を介してＶＯＣ放出用チャンバ２０内に戻され、再度ＶＯＣの放出処理が行われるように構成されているため、より高精度にＶＯＣを除去することができる。このように、オイルは、ＶＯＣ吸着部とＶＯＣ放出部の間を循環し、ＶＯＣを濃縮・分離してＶＯＣ吸着部から汲み出す働きをしている。
【００６４】
（ＶＯＣ回収部における作用）
上記のようにしてＶＯＣ放出用チャンバ２０から排出されたＶＯＣを含むエアは、第１のエア循環用配管３５に設けられたファン３６によって熱交換器３８に導入され、この熱交換器３８によってＶＯＣを含むエアを冷却することにより、エア中のＶＯＣを液化する。なお、ＶＯＣ回収用チャンバ３０内は、ファン３６によって加圧状態にされているため、ＶＯＣはさらに液化しやすくなる。
【００６５】
このようにして液化されたＶＯＣは、ＶＯＣ回収用チャンバ３０内に貯留され、ＶＯＣ排出管３２及びＶＯＣ排出用配管３４を介して回収される。一方、液化しなかったＶＯＣを含むエアは、第２のエア回収管３９、第２のエア循環用配管４０及びエア供給管４１を介して、再度、減圧容器であるＶＯＣ放出用チャンバ２０に戻される。このように、ＶＯＣを含むエアをＶＯＣ回収部とＶＯＣ放出部の間で何度も循環させることにより、ＶＯＣを含むエア中からＶＯＣを高効率で回収することができる。
【００６６】
（３）性能評価
（３−１）ＶＯＣ吸着部の性能評価
本発明に係る揮発性有機化合物の除去システムのＶＯＣ吸着部の性能を評価した結果を以下に示す。なお、本性能評価試験に用いた円筒状の濡れ壁型吸着塔（ＶＯＣ吸着部に相当）の構成の概要を図３に、その濡れ壁型吸着塔を用いた実験装置（実験系）を図４に示した。
【００６７】
すなわち、本性能評価試験に用いた濡れ壁型吸着塔は、図３に示すように、円筒状のチャンバ５０の内部に、内径が１４ｍｍ、外径が１６ｍｍの接地されたステンレス管（濡れ壁塔）５１が配設され、このステンレス管５１には、処理対象エア供給管５２及び処理後エア排出管５３が接続され、これらの間には、低温プラズマを発生できるように長さ４３ｍｍの銀線５４が張られている。
【００６８】
また、前記チャンバ５０にはオイル供給管５５が設けられ、ステンレス管５１の内壁に沿ってシリコーンオイル（粘度３０ｃＳｔ）が流下し、ステンレス管５１の下部に溜まったオイルをオイル排出管５６から排出するように構成されている。
【００６９】
また、図３に示したような濡れ壁型吸着塔を用いた実験装置においては、図４に示すように、ガスボンベ６０から供給されたトルエン（ＶＯＣの一例）を、パーミエータ６１により、８３ｐｐｍの濃度で流量２００ｍＬ／ｍｉｎで図３に示した濡れ壁型吸着塔６２に供給し、この濡れ壁型吸着塔６２の前後に設けられたガスバック６３、６４で処理前のガスと処理後のガスをサンプリング（１０分間隔）し、トルエン検知管でトルエン濃度を測定した。なお、パーミエータ６１は、一定濃度のガスを供給する装置であり、６５は図３に示した銀線５４に高電圧を印加するための高電圧直流電源である。
【００７０】
上記の実験装置を用いてＶＯＣ吸着部の性能評価を行ったところ、図５に示すような結果が得られた。すなわち、低温プラズマ（コロナ放電）を発生させない場合でも４０％程度トルエンが吸着除去されることが分った。一方、低温プラズマを発生させた場合には、トルエンの除去率は更に４０％程度増すことが分った。これにより、低温プラズマを用いることによってトルエンの除去率が大幅に向上することが実証できた。
【００７１】
（３−２）ＶＯＣ放出部の性能評価
次に、本発明に係る揮発性有機化合物の除去システムのＶＯＣ放出部の性能を評価した結果を以下に示す。なお、本性能評価試験に用いたトルエン（ＶＯＣの一例）の放出（揮発脱離）実験用容器の概要を図６に示した。
【００７２】
すなわち、本性能評価試験に用いたＶＯＣ放出部は、図６に示すように、直径５１ｍｍの円筒状のステンレス容器７０の上部にシリコン栓７１が配設され、該シリコン栓７１の容器内露出面にはアルミ箔７２が取り付けられている。また、前記シリコン栓７１には管７３が貫通配置されている。
【００７３】
上記の実験装置を用いて、ステンレス容器７０を大気圧下に開放した場合と、減圧（１／１００気圧）した場合のそれぞれについて、ＶＯＣ放出部の性能評価を行ったところ、図７に示すような結果が得られた。すなわち、ステンレス容器７０を大気圧下に開放した場合と、減圧（１／１００気圧）した場合のそれぞれについて、ステンレス容器７０内にロータリーポンプ用オイル（変性シリコーンオイル）１０ｍＬとトルエン１ｍＬを入れ、ウォーターバスで温度を７０℃（一定）にして、５分毎にトルエンの揮発量（放出量）を測定した。
【００７４】
図７から明らかなように、ステンレス容器７０を１／１００気圧に減圧した場合は、大気圧下に開放した場合に比べてトルエンの揮発脱離（放出）が著しく促進され、揮発速度が速いことが分った。
【００７５】
また、上記の実験装置を用いて、ステンレス容器７０内に供給するロータリーポンプ用オイル（変性シリコーンオイル）１０ｍＬとトルエン１ｍＬの温度を７０℃と３０℃にした場合のそれぞれについて、ＶＯＣ放出部の性能評価を行ったところ、図８に示すような結果が得られた。
【００７６】
図８から明らかなように、試料の温度が７０℃と高い場合には、３０℃とした場合に比べてトルエンの揮発量（放出量）は大幅に上昇し、次第に１００％に近づいていくことが分かった。このように、本実験により、オイルを加熱すると共に、容器内を減圧状態にすることにより、短時間に高効率でＶＯＣを放出できることを実証できた。
【００７７】
（４）効果
上述したように、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムによれば、オイルが化学反応を伴わずにＶＯＣを取り込む（物理吸着する）性質を利用すると共に、オイルの表面近傍で低温プラズマ（コロナ放電）を発生させることにより、イオン風によりオイル表面を撹拌すると同時にオイル内部も撹拌して気液接触効率を向上させて、ＶＯＣのオイルへの吸着をさらに促進することができる。これにより、簡単な構成でＶＯＣを高効率で除去することができ、長期間にわたって使用できる、極めて有用性の高い揮発性有機化合物の除去システムを提供することができる。
【００７８】
また、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムで用いられるシリコーンオイルは、オイル周囲の気圧（全圧）が高いとＶＯＣを吸着し、低いと放出するという作用を有し、化学反応を伴わず、ＶＯＣの搬送媒体としてのみ機能するため、劣化することがない。
【００７９】
また、オイルとして不活性なシリコーンオイル、アルキルジフェニールエーテルを用いているので、オイルが劣化しないため半永久的に使用できるので経済性にも優れている。その上、不活性なシリコーンオイル、アルキルジフェニールエーテルは化学的に非常に安定な物質であるため、触れた場合でも健康被害がなく安全性にも優れている。
【００８０】
また、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムにおいては、ＶＯＣを大気中に排気することなく、ＶＯＣ（液）として回収し再利用できるので、環境への悪影響がなく経済的である。さらに、本実施形態の揮発性有機化合物の除去システムは、イオン風、クーロン力の発生により集塵装置としても機能するので、ＶＯＣガスの吸着の他、ＶＯＣのミスト、微細なインクや塗料等の微粒子の捕集も可能である。
【００８１】
（５）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部材の形状、あるいは取付け位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、図１に示した揮発性有機化合物の除去システムでは、円筒状の濡れ壁塔を用いたが、濡れ壁塔の形状はこれに限定されず、平板状でも良い。
【００８２】
また、図１に示した揮発性有機化合物の除去システムでは、低温プラズマを発生させるために、正極性の直流高圧電源（Ｈ．Ｖ．）を用いているが、交流高圧電源を用いることもできる。直流高電圧を印加した場合は、濡れ壁塔の直径が大きくないと、低い電圧で、放電線と接地された濡れ壁塔内壁との間でスパーク放電に至る危険性が高いが、交流高電圧を印加した場合は、濡れ壁塔の直径が小さくても、スパーク放電に至る危険性が低いので、ＶＯＣ吸着部をよりコンパクトにすることができるという利点がある。
【００８３】
また、図１に示した揮発性有機化合物の除去システムでは、ＶＯＣ吸着用チャンバ１内に設置される濡れ壁塔（円筒状）は１つであるが、該チャンバ内に複数個の濡れ壁塔（円筒状）を設置しても良い。
【００８４】
すなわち、図９に示すように、ＶＯＣ吸着用チャンバ１内の上部及び下部に、ステンレス製の濡れ壁塔支持板５０、５１が設置され、複数個の濡れ壁塔５２がこの濡れ壁塔支持板５０、５１を貫通して配設されている。また、各濡れ壁塔５２内には低温プラズマ発生用の放電線５３が上下方向に張られ、正の高圧電源４に接続されている。
【００８５】
また、前記濡れ壁塔支持板５０によって形成されたＶＯＣ吸着用チャンバ１の上部空間には、オイル供給口５４及び処理後エア排出口５５が設けられると共に、前記濡れ壁塔支持板５１によって形成されたＶＯＣ吸着用チャンバ１の下部空間には、処理対象エア供給口５６及びオイル排出口５７が設けられている。なお、濡れ壁塔支持板５１は接地されている。また、図９においては、オイルの流れを点線の矢印で示した。
【００８６】
このような構成を有する揮発性有機化合物の除去システムにおいては、ＶＯＣ吸着用チャンバ１内に複数個の濡れ壁塔５２を設置することにより、多量のＶＯＣを含んだエアを効率良く処理することができる。
【００８７】
また、図１に示した揮発性有機化合物の除去システムでは、ＶＯＣ吸着部として、円筒状のＶＯＣ吸着用チャンバ１内に、二重円筒を形成するように濡れ壁塔２を配置し、該チャンバ１の中央に放電線３を設置する構成としたが、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、箱型のＶＯＣ吸着用チャンバ６０の上面に針状放電電極６１を複数本設置する構成としても良い。
【００８８】
すなわち、箱型のＶＯＣ吸着用チャンバ６０の上面に複数個の針状放電電極６１が設置され、これらの針状放電電極６１には正の高圧電源４が接続されている。また、箱型のＶＯＣ吸着用チャンバ６０の底面は金属から構成され、接地電極６２とされている。また、該チャンバ６０の一側面には処理対象エア供給口６３が設置され、これと対向する側面には処理後エア排出口６４が設置されている。さらに、該チャンバ６０内にはＶＯＣ吸着用のオイルが収納されている。
【００８９】
このような構成を有する揮発性有機化合物の除去システムにおいては、針状放電電極６１の配置を工夫することで、該チャンバ６０内に収納されたオイルを効果的に撹拌することができるので、簡単な構成で、オイルへのＶＯＣの吸着効率の良い、揮発性有機化合物の除去システムを得ることができる。
【００９０】
また、ＶＯＣの吸着・放出に用いるオイルとしては、ポーラスな空隙を持つ構造のオイルであって、化学反応を伴わずにその空隙内にＶＯＣを取り込む（物理吸着する）性質を有するものであれば良く、上記の実施形態に示したシリコーンオイルの他に、パラフィンオイル、植物油等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る低温プラズマとオイルによる揮発性有機化合物の除去システムのＶＯＣ吸着部の構成を示す断面図である。
【図３】ＶＯＣ吸着部の性能評価実験に用いた濡れ壁型吸着塔の構成を示す図である。
【図４】図３に示した濡れ壁型吸着塔を用いた実験装置の構成を示す図である。
【図５】図４に示した実験装置を用いて行ったＶＯＣ吸着部の性能評価の結果を示す図である。
【図６】ＶＯＣ放出部の性能評価実験に用いたトルエンの放出実験用容器の構成を示す図である。
【図７】図６に示した実験装置を用い、容器内の圧力を変えて行ったＶＯＣ放出部の性能評価の結果を示す図である。
【図８】図６に示した実験装置を用い、試料の温度を変えて行ったＶＯＣ放出部の性能評価の結果を示す図である。
【図９】ＶＯＣ吸着部の他の実施形態の構成を示す断面図である。
【図１０】ＶＯＣ吸着部の他の実施形態の構成を示す図であって、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…ＶＯＣ吸着用チャンバ
２…濡れ壁塔
３…放電線
４…高圧電源
５…処理対象エア供給管
６…処理対象エア供給配管
７…加圧用ファン
８…処理後エア排出管
９…処理後エア供給配管
１０…第１の流量調節弁
１１…第１のバイパス配管
１２…オイル供給管
１３…第１のオイル循環用配管
１４…第１のオイル排出管
１５…第２の流量調節弁
１６…オイルフィルタ
１７…ヒーター
１８…碍子
１９…放電線用留め具
２０…ＶＯＣ放出用チャンバ
２１…処理対象オイル供給管
２２…第１のエア回収管
２３…第２のオイル排出管
２４…第２のオイル循環用配管
２５…冷却器
２６…ポンプ
２７…第３の流量調節弁
２８…第２のバイパス配管
２９…第４の流量調節弁
３０…ＶＯＣ回収用チャンバ
３１…ＶＯＣ回収管
３２…ＶＯＣ排出管
３３…第５の流量調節弁
３４…ＶＯＣ排出用配管
３５…第１のエア循環用配管
３６…ファン
３７…第６の流量調節弁
３８…熱交換器
３９…第２のエア回収管
４０…第２のエア循環用配管
４１…エア供給管
５０、５１…濡れ壁塔支持板
５２…濡れ壁塔
５３…放電線
５４…オイル供給口
５５…処理後エア排出口
５６…処理対象エア供給口
５７…オイル排出口
６０…箱型のＶＯＣ吸着用チャンバ
６１…針状放電電極
６２…接地電極
６３…処理対象エア供給口
６４…処理後エア排出口
【図１】
0004955589.tif 000002
【図２】
0004955589.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004955589.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004955589.tif 000007
【図７】
0004955589.tif 000008
【図８】
0004955589.tif 000009
【図９】
0004955589.tif 000010
【図１０】
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