JP2004223477A

JP2004223477A - クリーンルーム設備のガス除去装置

Info

Publication number: JP2004223477A
Application number: JP2003017113A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Hanabuchi; 温子花渕; Junta Hirata; 順太平田
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】外気中に含まれる有害ガス及びクリーンルームで発生した有害ガスを確実に除去できるクリーンルーム設備のガス除去装置を提供する。
【解決手段】本発明の有害ガス除去装置５０は、外調機１４から供給される空調エアも、クリーンルーム建屋１６内で循環する循環エアも通過するクリーンルーム１２の床下空間部４２に配置されている。この有害ガス除去装置５０によれば、床下空間部４２に吸引された空気が水接触エレメント６０を通過することによって、その空気中に含まれる有害ガスが加湿され、更に水との気液接触によって有害ガスが除去される。そして、加湿された空気が冷却コイル６２によって冷却されることにより水分に凝縮され、この凝縮水中に有害ガス成分を取り込むことにより空気から有害ガスを完全に除去する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルーム設備のガス除去装置に係り、特に半導体工場などのクリーンルームにおいて、デバイスに悪影響を与える水溶性のガス状化学物質を除去するクリーンルーム設備のガス除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工場などのクリーンルーム設備では、クリーンルーム内の清浄度を保持するために、クリーンルームに供給する空調エア中の塵などの粒子を、ファンフィルタユニットに内蔵されたＨＥＰＡフィルタなどのフィルタによって除去している。
【０００３】
また、クリーンルーム内に供給される空調エア中に有害ガスが含まれていたり、クリーンルーム内で有害ガスが発生したりした場合には、製品の品質管理などの問題から、これらの有害ガスを除去する必要がある。有害ガスとしては、火山帯などに多く含有されるＳＯ_Ｘ、Ｈ_２Ｓや海塩粒子中のＮａ、薬品蒸発時に発生するＨＦ、ＨＣｌ、ＮＨ_３、工場排気に含まれるＳＯ_Ｘなどがある。
【０００４】
従来、有害ガス含有気体の有害ガス成分（水溶性のガス状化学物質）を水分中に溶解させ、有害ガスを気体中から除去する有害ガス除去装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
この有害ガス除去装置は、取り込んだ外気をクリーンルームに要求される温湿度に調整する空調機に内蔵されており、水接触エレメント及び冷却装置から構成される。この有害ガス除去装置によれば、取り込んだ外気を水接触エレメントに通過させることによって、外気中に含まれる有害ガスを加湿し、更に水との気液接触によって有害ガスを除去する。そして、加湿された気体を冷却装置によって冷却することにより水分を凝縮させ、凝縮水中に有害ガス成分を取り込むことにより外気から有害ガスを完全に除去し、クリーンルーム内への有害ガスの流入を阻止している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８７６１８号公報（３頁−４頁図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の有害ガス除去装置は、外気の空調機に内蔵されているので、外気に含有する有害ガスは除去できるが、クリーンルームで発生した有害ガスやクリーンルームの躯体から揮発したＮＨ_３などの有害ガスは除去できないという問題があった。
【０００８】
特に、垂直一方向流方式と称されるエア循環方式のクリーンルーム設備は、ファンフィルタユニットからクリーンルームに供給された空調エアを、グレーチング床を介して床下空間部に吸引し、この後、空調エアの一部をリターン空間部及び天井空間部を通過させ、前記ファンフィルタユニットによって前記クリーンルームに再び供給するように構成されている。したがって、このようなクリーンルーム設備は、外気に含まれる有害ガスとともに循環する空調エア中に含まれる有害ガスをも除去する必要があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外気中に含まれる有害ガス及びクリーンルームで発生した有害ガスを確実に除去することができるクリーンルーム設備のガス除去装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ファンフィルタユニットによって除塵された空気をクリーンルームに供給し、該空気をクリーンルームの多孔床を介して床下空間部に吸引するとともに、該吸引した空気を前記ファンフィルタユニットを介して再びクリーンルームに供給するクリーンルーム設備において、前記床下空間部の空気流路上流側に、有害ガス含有の前記気体を加湿する水接触エレメントが設置されるとともに、前記空気流路の下流側に、前記水接触エレメントによって加湿された気体を冷却することにより水分を凝縮させる凝縮手段が設置されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、外気も循環エアも通過するクリーンルームの床下空間部に、水接触エレメントと凝縮手段とから構成される有害ガス除去装置を配置している。この有害ガス除去装置によれば、床下空間部に吸引された空気（外気及び循環エア）が水接触エレメントを通過することによって、空気中に含まれる有害ガスが加湿され、更に水との気液接触によって有害ガスが除去される。そして、加湿された空気が凝縮手段によって冷却されることにより水分に凝縮され、この凝縮水中に有害ガス成分を取り込むことにより空気から有害ガスを完全に除去する。これによって、本発明は、外気中に含まれる有害ガス及びクリーンルームで発生した有害ガスを確実に除去できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るクリーンルーム設備のガス除去装置の好ましい実施の形態を詳説する。
【００１３】
図１に示す実施の形態のクリーンルーム設備１０は、クリーンルーム１２と空調機である外調機１４とから構成される。外調機１４は、取り込んだ外気をクリーンルーム１２が要求する温湿度に調整し、この調整した空調エアをクリーンルーム建屋１６の天井空間部１８にダクト２０を介して供給する機能を有している。この外調機１４は、その筐体２２内にプレフィルタ２４、中性能フィルタ２６、予熱コイル２８、冷却コイル３０、ファン３２、再熱コイル３４、及びＨＥＰＡフィルタ３６が所定の位置に内蔵されている。
【００１４】
天井空間部１８に供給された空調エアは、クリーンルーム１２の天井面に敷設されたファンフィルタユニット３８に吸引され、ファンフィルタユニット３８に内蔵されたＨＥＰＡフィルタなどの高性能フィルタを通過することにより、微粒子が更に除去されてクリーンルーム１２の作業空間１３に天井面から真下に向けて供給される。
【００１５】
作業空間１３に供給された空調エアは、作業空間１３に設置された洗浄装置やエッチング装置などの化学薬品取扱装置、及び他の機器から発生したガスや熱などを取り込み、グレーチング床（多孔床に相当）４０を介して床下空間部４２に吸引される。床下空間部４２に吸引された空調エアは、後述する有害ガス除去装置５０を通過してリターン空間部５２に流れ、このリターン空間部５２を通過して天井空間部１８に導かれた後、ファンフィルタユニット３８によって作業空間１３に再度供給される。なお、有害ガス除去装置５０を通過した空調エアの一部は、排気口５４からクリーンルーム建屋１６の外部に排気される。すなわち、実施の形態のクリーンルーム設備１０は、空調エアの一部を排気しながら残りの空調エアを循環使用するとともに、排気分に相当する空調エアを外調機１４から得るようにした、垂直一方向流方式と称されるエア循環方式のクリーンルーム設備である。
【００１６】
有害ガス除去装置５０は、水接触エレメント６０及び冷却コイル（凝縮手段に相当）６２から構成され、水接触エレメント６０は、床下空間部４２の図１上で矢印で示す空気流路の上流側に設置され、冷却コイル６２は、前記空気流路の下流側に設置されている。
【００１７】
水接触エレメント６０は図２に示す如く、矩形状に形成された本体フレーム６４内にグラスファイバー製の加湿モジュール６６、６６…を上下方向に複数個配置することにより構成されている。加湿モジュール６６の上部には、散水装置６８が設置される。この散水装置６８は、不図示のタンクに貯留された水を、供給ポンプ７０によって吸水し、これをノズル７２を介して加湿モジュール６６の上部に滴下供給する。このように、加湿モジュール６６に水を滴下供給することによって、水接触エレメント６０を通過する気体が加湿される。
【００１８】
すなわち、空気３ａが水接触エレメント６０を通過するとき、空気３ａ中の水溶性ガス（有害ガス）が水接触エレメント６０の表面の水膜に溶解し除去される。またその時、水接触エレメント６０を通過した空気３ｂの露点温度は、空気３ａよりも上昇し、その後、冷却コイル６２にて、クリーンルームの設定露点温度まで冷却され空気３ｃとなる。その際、空気３ｂ中の水分が冷却コイル１の表面で凝縮するが、その凝縮水中に水接触エレメント２で除去できなかったガス成分が溶解し除去される。なお、冷却コイル６２には、冷却コイル６２に冷媒を供給する冷水往管７４が接続されるとともに、熱交換に寄与した冷媒を冷却装置（不図示）に戻す冷水戻管７６が接続されている。また、水接触エレメント６０及び冷却コイル６２から出るドレンは、ドレンパン７８、８０からドレン配管８２を介して排水される。水接触エレメント６０及び冷却コイル６２の供給水はその種類を問わない。
【００１９】
図３は、有害ガス除去装置５０による空気の状態変化を示した空気線図である。図２において、状態１（空気３ａ）の空気が水接触エレメント６０を通過する際、断熱加湿により状態２（空気３ｂ）となって露点温度が上昇する（例えば図３においてＤ．Ｐ：約１０．５℃→約１２．５℃）。その後、冷却コイル６２を通過しクリーンルーム内管理露点温度（例えば図３においてＤ．Ｐ：約１０．５℃）まで冷却されて状態３（図２の空気３ｃ）となる。この時、冷却コイル６２におけるエアの入り出の温度差Δｔは、１０．５℃程度になる。
【００２０】
このように構成された有害ガス除去装置５０によれば、外調機１４から供給される空調エア（外気）も、クリーンルーム建屋１６内で循環する循環エアも通過するクリーンルーム１２の床下空間部４２に配置されている。この有害ガス除去装置５０によれば、床下空間部４２に吸引された空気（外気及び循環エア）が水接触エレメント６０を通過することによって、その空気中に含まれる有害ガスが加湿され、更に水との気液接触によって有害ガスが除去される。そして、加湿された空気が冷却コイル６２によって冷却されることにより水分に凝縮され、この凝縮水中に有害ガス成分を取り込むことにより空気から有害ガスを完全に除去する。
【００２１】
このように、実施の形態の有害ガス除去装置５０によれば、外気中に含まれる有害ガス及びクリーンルームで発生した有害ガスを確実に除去できるとともに、除塵空気中の水溶性ガス成分を、除去率を低下させることなく除去することができる。
【００２２】
また、有害ガス除去装置５０の冷却コイル６２においては、供給する冷水温度を０〜７℃と低温化し、潜熱処理機能を持たせているため、エアの入り出の温度差Δｔは、従来の顕熱処理用の冷却コイルに比べ大幅に上昇する。その結果、通過風量を低減することができる。
【００２３】
なお、水接触エレメント６０への供給水量は、水接触エレメント６０での理論蒸発量の１．３倍であり、水膜を形成する最小水量である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るクリーンルーム設備のガス除去装置によれば、外気も循環エアも通過するクリーンルームの床下空間部に、水接触エレメントと凝縮手段とから構成される有害ガス除去装置を配置したので、外気中に含まれる有害ガス及びクリーンルームで発生した有害ガスを確実に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のクリーンルーム設備を示す構造図
【図２】実施の形態の有害ガス除去装置の構成及び作用を示した説明図
【図３】実施の形態の有害ガス除去装置による空気状態を示した空気線図
【符号の説明】
１０…クリーンルーム設備、１２…クリーンルーム、１４…外調機、１６…クリーンルーム建屋、１８…天井空間部、２４…プレフィルタ、２６…中性能フィルタ、２８…予熱コイル、３０…冷却コイル、３２…ファン、３４…再熱コイル、３６…ＨＥＰＡフィルタ、３８…ファンフィルタユニット、４０…グレーチング床、４２…床下空間部、５０…有害ガス除去装置、５２…リターン空間部、６０…水接触エレメント、６２…冷却コイル、６４…本体フレーム、６６…加湿モジュール、６８…散水装置、７０…供給ポンプ

Claims

ファンフィルタユニットによって除塵された空気をクリーンルームに供給し、該空気をクリーンルームの多孔床を介して床下空間部に吸引するとともに、該吸引した空気を前記ファンフィルタユニットを介して再びクリーンルームに供給するクリーンルーム設備において、
前記床下空間部の空気流路上流側に、有害ガス含有の前記気体を加湿する水接触エレメントが設置されるとともに、前記空気流路の下流側に、前記水接触エレメントによって加湿された気体を冷却することにより水分を凝縮させる凝縮手段が設置されたことを特徴とするクリーンルーム設備のガス除去装置。