製品紹介

気化式加湿＋ケミカル物質除去装置
TOMBO No.8805-HW「ハニカムウォッシャー 」
TM®

工業製品事業本部

1．はじめに環境製品技術開発部

2．クリーンルームの湿度調整

半導体，FPD 製造工場では空気中の浮遊粉じん

半導体製造工場などのクリーンルームは浄化やケミカル成分（分子状汚染物質）の管理のほか，された空気を循環させて使用しますが，外部か生産設備機器の維持のために年間を通じて恒温ら室内への汚染流入を防ぐために室内を陽圧に恒湿にしたクリーンルームが用いられています。

保つ必要があります。陽圧を保つためには，外TOMBO No.8805-HW「ハニカムウォッシャー 」

気を処理した空気を循環空気と混合して使用し（以下「ハニカムウォッシャー 」）
は，クリーンルーます。一方，室内の空気は，生産設備機器や作ムの外調機内でケミカル成分（SO ，NH ）の除業環境を最適に保つために温湿度が厳密にコン去と加湿を同時に行う装置です。弊社独自の斜トロールされています。特に冬季は導入する外気

行ハニカム構造の加湿エレメントを使用した気が乾燥しているため加湿する必要があり，混合す化式加湿方式を採用したことで，従来の水噴霧る外気は外調機で外気中の粉じんを除去したあ式と比べ，高性能，低圧損，省スペース，省電と，エアワッシャなどで加湿（調湿）を行います。

力で加湿とケミカル成分の除去を行うことがで加湿の方式は表 1 に示すように蒸気式，水噴霧きる理想的なシステムです。本稿では製品の概式，気化式の 3 種類の方式に分けられます。蒸気要ならびに特長についてご紹介します。

式は大きな加湿量とクリーンな加湿が可能であTM®

®

2−4+4る長所を持ちますが，加熱にエネルギーを必要とするため CO2 排出量が増加するほか，結露が生じる欠点があります。水噴霧式は機構の簡便さとランニングコストの安さが長所ですが，水中の不純物が飛散する欠点があります。気化式は，加湿材に浸透させた水に空気を通気し，気液接触により水を気化・蒸発させて加湿する方法です。
加湿にエネルギーをほとんど必要としないほか，装置の構造が簡単であり，飽和蒸気圧になると気化しなくなるため結露が生じにくいといった多図１

TOMBOTM No.8805-HW「ハニカムウォッシャー ®」くの利点があり，近年外調機への導入が進んでいます。

ニチアス技術時報

2017 No. 3

1

〈製品紹介〉気化式加湿＋ケミカル物質除去装置「ハニカムウォッシャー ®」表1①吸水性，保水性が非常に優れた多孔質セラミッ

加湿方式の分類

クで構成されており，小水量でも表面に均一蒸気式

水を電気ヒーターやボイラーなどで加熱し，発生した水蒸気で加湿

水噴霧式

水をスプレーや超音波振動子などで霧化して加湿②気液接触面積（550m2/m3）が大きいため，少気化式

水分を含ませた加湿材に通風させ，気液接触による気化で加湿の除去性能と十分な加湿性能を発揮します。

な水膜が得られます。
水量でも安定したケミカル成分（SO42−，NH4+）③熱処理を施しているため，溶出成分およびアウトガスが極めて少ない。
④水滴飛散がほとんどありません。したがって

3．製品概要と特長
3.1

水噴霧式において必要な余剰ミストを除去す

製品概要

るエリミネーターが不要なため，装置の小型化「ハニカムウォッシャー 」は，クリーンルームのが可能であるとともに圧力損失も低く抑える

外調機内でケミカル成分（SO ，NH ）の除去とことができます。

®

2−
4+4

加湿を同時に行う装置です。弊社独自の加湿エ⑤加湿に必要なエネルギーは循環ポンプのみでレメントである斜行ハニカムの上部より純水を滴あるため，蒸気加湿方式と比較してランニング下し，ハニカム表面に水膜を形成させ，純水でコストを大幅に抑えることが可能です。

濡れた状態となった斜行ハニカムに外気を通過することでケミカル成分の除去と共に加湿をおこないます。
従来の水噴霧式と比べ低圧損，省スペース，省電力で加湿とケミカル成分の除去が可能なシステム（図 2）となっています。

図3

外気

斜行ハニカム
循環ポンプ

ドレンパン

図 2 「ハニカムウォッシャー ®」の概略図

斜行ハニカム斜行ハニカムは，図 3 に示すようにフィルターの厚み方向に対し一定角度を持たせた波板を互い違いに配置することで，隣接したセル同士がつながったハニカム構造体です。次のような特長があります。

2ニチアス技術時報

3.3

水噴霧式エアワッシャとの比較

表 2 に「ハニカムウォッシャー 」と水噴霧式®

加湿空気＋清浄空気

給水タンク

3.2

斜行ハニカムの構造

散水ノズル

エアワッシャとの性能比較を示します。

表 2 「ハニカムウォッシャー ®」と水噴霧式エアワッシャの比較

ハニカム
水噴霧式
ウォッシャー エアワッシャ
純水使用量

循環水量：L/G

0.04

1.0

＊L/G= 水 /空気重量比

補給水量：L/G

0.008 〜

0.02

NH4 ＋

80％以上

80％以上

SO42 −

80％以上

75％以上装置圧力損失［Pa］

70250

装置幅寸法［mm］（空気流れ方向）

700

2000

送風機搬送動力［kw］

2330

循環水ポンプ動力［kw］

0.5

18.5

ランニングコスト（従来型を 100 とした場合）

48100

ケミカル除去性能（代表成分）

処理風量 : 30,000m3/h 想定

2017 No. 3

〈製品紹介〉気化式加湿＋ケミカル物質除去装置「ハニカムウォッシャー ®」「ハニカムウォッシャー ®」は水噴霧式と比較ることで気液接触し，ケミカル成分（SO42−，して純水使用量，圧力損失，使用電力が少なく，NH4+）を除去するとともに，加湿します。

この例では総合的なランニングコストが半分以下であることがわかります。

⑥再熱コイル⑤「ハニカムウォッシャー ®」を通過した空気

このような優れた特長から半導体製造工場や液晶製造工場などの外調機に 500 台以上の納入実は降温するため，再熱コイルで暖めて供給空気の温度と相対湿度を調整します。
⑦ブロワ

績があります。

外調機内に外気を引き込み，空気を供給します。

4．外調機の基本システムと調湿
4.1

外調機の基本システム「ハニカムウォッシャー 」を使用したクリーン®

⑧ケミカルフィルター
供給空気中に含まれるケミカル成分を極低濃度まで除去します。
⑨ HEPA（ULPA）フィルター

ルーム外調機システムを図 4 に示します。導入す供給 空 気に含まれる極めて微 細な粉じんやる外気は次の手順を経て供給空気としてクリーン

コンタミ成分を HEPA（ULPA）フィルターでルームに供給されます。

除去し供給空気となります。

①プレフィルター

4.2②中性能フィルター
④冷却コイル

外調機による調湿

外調機の湿度コントロールは，外気を③④およ③加熱コイル⑤ハニカムウォッシャー

び⑥の行程で温度をコントロールして行います。
気化式加湿の加湿原理は，加湿しようとする空気の持つ熱エネルギー（顕熱）が気液接触した水に伝わり，気化・蒸発することで絶対湿度⑥再熱コイル⑦ブロワ⑧ケミカルフィルター⑨HEPA フィルター

図 4 「ハニカムウォッシャー ®」を使用した
クリーンルーム外調機システムが高まることによります。
このときの変化について，空気線図＊を用いて説明します（図５）。

①プレフィルター②中性能フィルター

1

エンタルピー線に沿って加湿される

X2

さらに細かい粉じんを除去します。

.H.
30％R

③加熱コイルX1

冬場は外気温が低いため，外気温を昇温しま

T2す（夏は停止）。
④冷却コイル
夏場は外気温が高く，空気中に含有する水分量が多いため，外気を冷却して余分な水分を除去します（冬場は停止）。
⑤「ハニカムウォッシャー ®」

.

R.H
50％

絶対湿度［g/kg DA］

外気に含まれる粉じんを粗取りします。

.

H

R.
％
00

T1

乾球温度 DB［℃］

図5

気化式加湿の空気線図の変化＊空気線図とは，乾球 / 湿球温度，露点温度，絶対 / 相対湿度，エンタルピーなどを記入し，その中から 2 つの値を求めることにより，空気の状態がわかるようにした線図のこと。

③④で温調された空気は純水で濡れた「ハニカムウォッシャー ®」の斜行ハニカムを通過す

ニチアス技術時報

2017 No. 33

〈製品紹介〉気化式加湿＋ケミカル物質除去装置「ハニカムウォッシャー ®」図6

外調機の冬場と夏場の空気線図

乾球温度 T1，絶対湿度 X1 の空気を絶対湿度 X2ii）気温が高く湿度の高い夏場の外気に加湿すると，空気は水との熱伝達および水の蒸・夏場（温度 31℃，湿度 70%RH）の外気は④冷発潜熱によって冷やされ T2 になります。すなわ

却コイルで 12℃付近まで冷却し，結露によってち潜熱が増えて顕熱が減少します。この潜熱と顕大気中の余剰湿分を除去します。

熱の授受は等しい（エンタルピーの増減が無い断・除湿した空気を⑤「ハニカムウォッシャー ®」に熱変化）となり空気線図上のエンタルピー線（湿通過させますが，空気の相対湿度が 100%RH で球温度一定の線）上を飽和曲線（100%RH）に向かっあるため，水は気化せずケミカル成分（SO42−，て移動しながら加湿していくことになります。

NH4+）だけが除去されます。

外調機の湿度コントロールの一例として，一般・この空気を冬場と同様に⑥再熱コイルで加熱的なクリーンルームの温湿度である 23℃，50%RHし，23℃にすることで相対湿度 50%RH の空気をの空気を冬場と夏場で得ようとする場合を想定得ることができます。

します。図 6 に外調機の冬場と夏場の空気線図を示します。

５．おi）気温が低く湿度の低い冬場の外気

TOMBOTM No.8805-HW「ハニカムウォッシャー ®」わりに・冬場（温度 5℃，湿度 30%RH）の外気は，③加はクリーンで省エネルギーな加湿が可能な製品

熱コイルで 31℃まで加熱してから⑤「ハニカムです。本製品に関するご質問，お問合せなどはウォッシャー 」で相対湿度約 90%RH 辺りまで工業製品事業本部加湿します。

願いいたします。

®

・加湿により温度が 13℃まで低下した湿った空気を，⑥再熱コイルで加熱し，23℃にすることで相対湿度 50%RH の空気を得ることができます。

4

ニチアス技術時報

2017 No. 3

環境製品技術開発部までお＊「TOMBO」はニチアス㈱の登録商標または商標です。
＊「ハニカムウォッシャー」はニチアス㈱の登録商標です。
＊本稿の測定値は参考値であり保証値ではありません。