JP4651417B2 - 水膜を備えた空気調和装置及び水膜への純水供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、温湿度調節及び処理空気中に含まれる不純物の除去を同時に行うことができる水膜を備えた空気調和装置に係り、特に、前記水膜への純水の供給方法に改良を施した水膜を備えた空気調和装置及び水膜への純水供給方法に関するものである。

近年、超微細化が進む半導体デバイス等の製造工程においては、空気中に含まれるガス不純物が問題となっており、温湿度調節及び処理空気中に含まれる不純物の除去を同時に行うことができる水膜を備えた空気調和装置が用いられている。このような水膜を備えた空気調和装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載された発明は、ガス不純物の除去システムとして記載されたものであり、図２に示すように構成されている。なお、図２は、特許文献１の発明をより簡略化して表したものである。

すなわち、処理空気の取入口及び供給口を有するチャンバ（図示せず）の内部に、プレフィルタ１、中性能フィルタ２、加熱コイル３、冷却コイル４、ガス不純物の除去装置１０、送風機５が順次設けられている。また、冷却コイル４の下部には、排水管１９を備えたドレンパン２０が設けられ、冷却コイル４から排出されるドレン水を外部に排出するように構成されている。

また、前記ガス不純物の除去装置１０は、送風方向に沿って複数段（ここでは、４段）に設けられた第１の水膜１１〜第４の水膜１４を備えており、各段の水膜には上方から液体（純水）が滴下されるように構成されている。また、各段の水膜に液体を滴下する手段としては、第１〜第４の水膜１１〜１４の内、最下流に配設された第４の水膜１４に、流量調整バルブ２１を備えた純水供給ライン２２を介して純水を滴下し、その滴下水を第１〜第４の水膜１１〜１４の下部に配設された水膜水槽２３に貯留し、ポンプ１５〜１７によって、前記水膜水槽２３から順次上流側の水膜１３、１２、１１の上部に供給するように構成されている。そして、第１の水膜１１まで供給した後、その排水を排水管１８を介してオーバーフロー方式により外部に排出するように構成されている。

一方、取入口からチャンバの内部に導入された処理対象となる空気は、プレフィルタ１、中性能フィルタ２、加熱コイル３及び冷却コイル４を介して、上記ガス不純物の除去装置１０に供給される。そして、処理対象となる空気は、このガス不純物の除去装置１０において、第１〜第４の水膜１１〜１４と接触し、ガスの拡散運動によりその空気中に含まれるガス不純物が除去される。

なお、ガス不純物の除去装置１０に供給された処理対象となる空気は、まず、第１の水膜１１と接触し、ここである程度ガス不純物が除去される。そして、最後に、清浄な純水が供給される第４の水膜１４と接触するため、水溶性のガス不純物が非常に効率良く除去されるというものである。
特開２００４−２１６２９６号公報

上記のような従来の水膜を備えた空気調和装置においては、通常、水膜への純水供給量を夏期と冬期で切り替えるように構成されている。例えば、夏期においては、純水流量をＬ／Ｇ＝０．０１とし、冬期においては、これに加湿水分量としてＬ／Ｇ＝０．０１を加えて、Ｌ／Ｇ＝０．０２の純水を供給するように構成されている。

しかしながら、上記の例において、冬期において増量されるＬ／Ｇ＝０．０１の加湿分は、０℃、５０％ＲＨの条件の場合に適した量であって、エンタルピーがこれより高い場合には、加湿量としては多すぎるという問題点があった。

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、水膜へ供給する純水量を、処理空気の条件に合わせて可変させることにより、純水使用量の削減を可能とした水膜を備えた空気調和装置及び水膜への純水供給方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも冷却コイルと１又は２以上の水膜を備え、前記水膜に純水を滴下するように構成された空気調和装置であって、前記冷却コイルと１又は２以上の水膜の下部に、両者から排出される水を共に貯留する水槽が配設され、この水槽には、該水槽内の水位を検出する水位センサが設けられると共に、該水槽内の水を予め設定された液ガス比で排水するように排水管が設けられ、前記水膜に純水を供給する純水供給ラインが２系統とされ、一方の純水供給ラインによって、常時、前記排水管の前記液ガス比と同じ又は小さくなるように、予め設定された液ガス比で純水を供給するように構成されると共に、他方の純水供給ラインには純水供給量の調節手段が設けられ、前記水位センサの検出値によって、水槽内の水位が常に一定となるように前記調節手段の開度又は開放時間を調節することにより純水供給量を変えるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、少なくとも冷却コイルと１又は２以上の水膜を備え、前記水膜に純水を滴下するように構成された空気調和装置における水膜への純水供給方法において、前記冷却コイルと１又は２以上の水膜の下部に配設された共通水槽に、該水槽内の水位を検出する水位センサを設置し、前記水膜に純水を供給する２系統の純水供給ラインを設け、一方の純水供給ラインによって、常時、予め設定された所定量の純水を供給するように構成すると共に、他方の純水供給ラインに純水供給量の調節手段を設け、前記水位センサの検出値によって、水槽内の水位が常に一定となるように前記調節手段の開度又は開放時間を調節することにより純水供給量を変える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１あるいは請求項２に記載の発明によれば、水膜へ供給する純水量が、処理空気の条件に合わせて適宜調整されるので、特に夏期などの除湿時期においては、純水使用量の削減が可能となる。また、従来は、水膜への純水供給量を夏期と冬期で切り替えなければならなかったが、そのような操作も不要となる。

本発明によれば、水膜へ供給する純水量を、処理空気の条件に合わせて可変させることにより、純水使用量の削減を可能とした水膜を備えた空気調和装置及び水膜への純水供給方法を提供することができる。

以下、本発明に係る水膜を備えた空気調和装置の実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図２に示した従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明を方法の観点から捉えたものであって、少なくとも冷却コイルと１又は２以上の水膜を備え、前記水膜に純水を滴下するように構成された空気調和装置における水膜への純水供給方法において、前記冷却コイルと１又は２以上の水膜の下部に配設された共通水槽に、該水槽内の水位を検出する水位センサを設置すると共に、該水槽内の水を予め設定された液ガス比で排水するように排水管を設置し、前記水膜に純水を供給する２系統の純水供給ラインを設け、一方の純水供給ラインによって、常時、前記排水管の前記液ガス比と同じ又は小さくなるように、予め設定された液ガス比で純水を供給するように構成すると共に、他方の純水供給ラインに純水供給量の調節手段を設け、前記水位センサの検出値によって、水槽内の水位が常に一定となるように前記調節手段の開度又は開放時間を調節することにより純水供給量を変えることを特徴とするものである。

また、第１〜第４の水膜１１〜１４の内、最下流に配設された第４の水膜１４に純水を滴下する純水供給ラインを２系統とし、第１の純水供給ライン４０には、流量調整バルブ４１が設けられ、例えば、Ｌ／Ｇ＝０．００５となるように常時純水を供給するように構成されている。一方、第２の純水供給ライン４２には、純水供給量を調節する電磁弁や電動弁等の調節弁４３が設けられ、前記水位センサ３１の検出値によって、水槽３０内の水位が常に一定となるように調節弁４３を調節して、純水供給量を制御するように構成されている。

なお、前記電磁弁は、水位センサ３１より送られる検出信号により、バルブを「開」又は「閉」に切り替えるものであり、また、前記電動弁は、水位センサ３１より送られる検出信号により、バルブの開度を変えるものである。

（２）作用
以上のような構成を有する本実施形態の空気調和装置は、以下のように作用する。すなわち、夏期など、導入する空気を除湿する必要がある場合には、冷却コイル４で結露した水分（ドレン水）は、下部の水槽３０に溜まり、第１の水膜１１〜第４の水膜１４へ滴下された純水と混合される。一方、排水管３３によって水槽３０から排出される排水量は、液ガス比一定（例えば、Ｌ／Ｇ＝０．０１）で排水するように構成されているため、水槽３０内の水位は高くなる。

そして、水位センサ３１によって水槽３０内の水位の上昇が検出されると、その検出信号が調節弁４３に送られ、調節弁４３の開度又は開放時間を調節することにより純水供給量が調節される。その結果、ドレン水の分だけ純水供給量を減らすことができる。

一方、冬期など、空気が乾燥している場合には、水膜に供給される純水は、空気と接触することで蒸発するので、水槽３０内に貯留される水量は減少する。一方、排水管３３によって水槽３０から排出される排水量は、液ガス比一定（例えば、Ｌ／Ｇ＝０．０１）で排水するように構成されているため、水槽３０内の水位は低くなる。そして、水位センサ３１によって水槽３０内の水位の低下が検出されると、その検出信号が調節弁４３に送られ、調節弁４３の開度が調節され、純水供給量を増やすことができる。

また、第４の水膜１４には、第１の純水供給ライン４０を介して、例えば、Ｌ／Ｇ＝０．００５となるように常時純水が供給されるように構成されているため、水槽３０内の水が除去したガスによって濃縮されることを防止することができる。

（３）効果
このように、本実施形態の水膜を備えた空気調和装置によれば、水膜へ供給する純水量が、処理空気の条件に合わせて適宜調整されるので、特に夏期などの除湿時期においては、純水使用量の削減が可能となる。また、従来は、水膜への純水供給量を夏期と冬期で切り替えなければならなかったが、そのような操作も不要となる。

（４）他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、水位センサとしては、ボールタップ、フロートスイッチ、超音波水位計等を用いることができる。また、水位センサとしてボールタップを用いた場合には、第２の純水供給ラインに配設する純水供給量の調節手段として、タップ部を設ける。

本発明に係る水膜を備えた空気調和装置の実施形態の構成を示す模式図である。 従来の水膜を備えた空気調和装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１…プレフィルタ
２…中性能フィルタ
３…加熱コイル
４…冷却コイル
５…送風機
１０…ガス不純物の除去装置
１１〜１４…第１〜第４の水膜
１５〜１７…ポンプ
１８…排水管
１９…排水管
２０…ドレンパン
２１…流量調整バルブ
２２…純水供給ライン
２３…水膜水槽
３０…水槽
３１…水位センサ
３２…排水ポンプ
３３…排水管
４０…第１の純水供給ライン
４１…流量調整バルブ
４２…第２の純水供給ライン
４３…調節弁

Claims (2)

1. 少なくとも冷却コイルと１又は２以上の水膜を備え、前記水膜に純水を滴下するように構成された空気調和装置であって、
   前記冷却コイルと１又は２以上の水膜の下部に、両者から排出される水を共に貯留する水槽が配設され、この水槽には、該水槽内の水位を検出する水位センサが設けられると共に、該水槽内の水を予め設定された液ガス比で排水するように排水管が設けられ、
   前記水膜に純水を供給する純水供給ラインが２系統とされ、
   一方の純水供給ラインによって、常時、前記排水管の前記液ガス比と同じ又は小さくなるように、予め設定された液ガス比で純水を供給するように構成されると共に、
   他方の純水供給ラインには純水供給量の調節手段が設けられ、前記水位センサの検出値によって、水槽内の水位が常に一定となるように前記調節手段の開度又は開放時間を調節することにより純水供給量を変えるように構成されていることを特徴とする水膜を備えた空気調和装置。
2. 少なくとも冷却コイルと１又は２以上の水膜を備え、前記水膜に純水を滴下するように構成された空気調和装置における水膜への純水供給方法において、
   前記冷却コイルと１又は２以上の水膜の下部に配設された共通水槽に、該水槽内の水位を検出する水位センサを設置すると共に、該水槽内の水を予め設定された液ガス比で排水するように排水管を設置し、
   前記水膜に純水を供給する２系統の純水供給ラインを設け、
   一方の純水供給ラインによって、常時、前記排水管の前記液ガス比と同じ又は小さくなるように、予め設定された液ガス比で純水を供給するように構成すると共に、
   他方の純水供給ラインに純水供給量の調節手段を設け、前記水位センサの検出値によって、水槽内の水位が常に一定となるように前記調節手段の開度又は開放時間を調節することにより純水供給量を変えることを特徴とする水膜への純水供給方法。

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