JP2008249311A - 乾燥空気供給装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】クリーンルーム内に設置することができ、且つ−３０〜−１０℃の露点の乾燥空気を、目的空間に供給することができる乾燥空気供給装置を提供すること。
【解決手段】除湿剤が担持されている除湿ロータと、該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーン及び再生ゾーンに分割する第一分割部材と、該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第二分割部材と、該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、を有することを特徴とする乾燥空気供給装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリーンルーム内に設置され、該クリーンルーム内の空気を除湿して、目的空間に乾燥空気を供給することができる、小型簡便な乾燥空気供給装置に関する。

半導体や液晶の製造においては、半導体ウエハ等の酸化、拡散、ＣＶＤ等の各種の処理を施す工程があり、これらの工程を行なうために各種の処理装置（例えば熱処理装置等）が使用されている。

これらの処理装置は、クリーンルーム内に設置されており、化学汚染物質を低減した環境の中で使用されている。しかしながら、ウエハの製造においては、極めて汚染物質が少ないことが必要であるため、クリーンルーム内のクリーン度では汚染対策が十分でない場合が多い。そのため、クリーンルーム内の空気との接触を遮断するために、ウエハをＦＯＵＰ等の搬送容器に入れて搬送、保管し、できるだけクリーンルーム内の空気に触れないようにする方法が取られている。

ところが、このようにしても、ＦＯＵＰから処理装置に移す際には、ＦＯＵＰの扉の開閉時、処理装置のウエハの搬入、搬出口の開閉時に、ウエハがクリーンルーム内の空気に触れることになるので、これを防ぐため、処理装置のウエハ搬入、搬出を行なう開口部近辺に、クリーンブースを設置し、より清浄な空気（例えば、有機物を除去した空気）の中で、ウエハの出し入れができる様にしている場合がある。

一方、クリーンルーム内及びクリーンブース内は、静電気対策等のため、湿度が例えば５０％ＲＨ程度に保たれており、空気中の湿度が多い環境である。また、処理装置の中で酸性物質を使用すると、搬入、搬出口の開閉に伴って、気化した微量の酸性物質がクリーンブース内に漏れ出す。そうすると、気化した酸性物質が、クリーンブース内の湿分に溶け込んで、クリーンブースや装置を構成する金属等に錆を発生させる原因となる。また、酸性物質を含んだ湿分が処理装置の内部やＦＯＵＰの中に存在すると、ウエハの自然酸化膜が成長し、ウエハの品質低下の原因となる。

このような問題を解決するために、目的空間に不活性ガス、例えば窒素ガスを大量に供給して、酸素濃度を例えば３０ｐｐｍ以下の雰囲気にする方法がある。しかし、この方法は、湿分を減らすのには有効ではあるが、酸欠の危険性や、ランニングコストの上昇の問題があり、実用的ではない。

そこで、目的空間に不活性ガスの代わりに、乾燥空気を供給すれば、酸性物質が漏れ出したとしても、溶け込む湿分がないため、酸性物質を含む湿分によるウエハの自然酸化膜の成長、処理装置の錆の発生等を低減することができる。また、酸欠の危険性を回避することができると共にパーティクルの発生を防止することができるので、上記問題を解決する技術として、目的空間に低露点の乾燥気体を供給する発明（例えば、特開平６−２６７９３３号公報参照）や、低露点の乾燥気体を得る乾式減湿装置の発明（例えば、特開２０００−２９６３０９号公報、特開昭６３−５００４７号公報等参照）がある。
特開平６−２６７９３３号公報 特開２０００−２９６３０９号公報 特開昭６３−５００４７号公報

しかし、これらの従来の乾燥空気供給装置では、被処理空気は、クリーンルーム外からダクトを通して吸気され、除湿されて、目的空間に供給され、また、再生ゾーンからの排出空気又はパージゾーンからの排出空気は、ダクトを通じてクリーンルーム外に排出されているため、クリーンルームと乾燥空気供給装置とが、ダクトを通じて固定されており、簡単に設置、撤去ができるものではない。

また、該従来の乾燥空気供給装置は、いずれも−６０℃といった極低露点の空気を得ることが目的であり、また、該従来の乾燥空気供給装置では、除湿ロータの体積が非常に大きいか、あるいは、除湿ロータが複数個直列に配置されているので、乾燥空気供給装置の体積が大きく、処理量も大きく、クリーンブースのように狭い空間に乾燥空気を供給する装置としては適していない。また、クリーンブースの要求露点としては、０℃以下、好ましくは−３０〜−１０℃程度であるため、該従来の乾燥空気供給装置のように、極低露点にすることまでは要求されていない。これは、クリーンブース内の気密性が低いことから、極端な低露点の空気を供給してもクリーンブース内が極低露点になることはないので、クリーンブース内の露点を−６０℃程度と極低露点にすることは無駄であるためである。

更に、従来の乾燥空気供給装置では、クリーンルーム内の湿分をクリーンルーム外に排出するため、排出された水分を補給するために空調機で加湿する必要があり、エネルギーロスが生じるという問題もあった。

従って、本発明の課題は、クリーンルーム内に設置することができ、且つ目的空間に要求される露点の乾燥空気を、目的空間に供給することができる乾燥空気供給装置を提供することにある。

本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）除湿剤として非晶質金属酸化物多孔質体又は吸水性樹脂を用い、且つ除湿ゾーンに対する再生ゾーンの面積比を１００／３６０〜２００／３６０と大きくすることにより、再生空気の温度を低くしても、あるいは、加熱部材の温度を低くしても、除湿剤が十分に再生されるので、再生効率が高くなり、除湿性能が高くなること、（２）そして、乾燥空気の温度及び再生ゾーン排出空気の温度が、高くなり過ぎないこと、（３）そのため、再生ゾーンからの排出空気を、直接クリーンルームに排出できること等を見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明（１）は、除湿剤が担持されている除湿ロータと、
該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第一分割部材と、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第二分割部材と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、
該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、
再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、
該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、
を有することを特徴とする乾燥空気供給装置を提供するものである。

また、本発明（２）は、除湿剤が担持されている除湿ロータと、
該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割する第一分割部材と、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割する第二分割部材と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、
該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、
再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、
該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する加熱部材と、
パージ空気を該パージゾーンに供給し、パージゾーン排出空気を排出するパージ空気供給手段と、
該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、
を有することを特徴とする乾燥空気供給装置を提供するものである。

本発明によれば、クリーンルーム内に設置することができ、且つ目的空間に要求される露点の除湿空気を供給することができる乾燥空気供給装置を提供することができる。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置は、除湿剤が担持されている除湿ロータと、
該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第一分割部材と、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第二分割部材と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、
該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、
再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、
該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、
を有する乾燥空気供給装置である。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置内に設置されている除湿ロータを示す模式図であり、図２は、図１中の除湿ロータ１の開口面２ａのＡ部分の拡大図であり、図３は、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置の模式的な斜視図であり、図４は、図３の乾燥空気供給装置における空気の通気経路を示す模式的な斜視図である。なお、図１〜図４に示す乾燥空気供給装置は、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置の形態例であり、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置は、これに限定されるものではない。また、図面の記載の簡略化のため、図４では、除湿ロータの通気空洞の記載を省略した（図６、図７、図１２、図１３、図１４及び図１６についても同様である。）。

図１中、除湿ロータ１は、内部に、ロータ軸１３に対して平行に、被処理空気及び再生空気を通気するための通気空洞４が形成されている。該除湿ロータ１は、両端に、開口面２ａ、２ｂを有する。該開口面２ａ、２ｂは、被処理空気及び再生空気の出入り口である。該ロータ軸１３は、該除湿ロータ１の中心に付設されており、回転方向１４に回転するための回転軸である。図２に示すように、該通気空洞４は、平坦部５及びコルゲート状部６が、交互に積層されることにより形成されている。また、該除湿ロータ１は、該除湿ロータ１の形状の繊維質担体７に、除湿剤が担持されたロータである。

該除湿ロータ１の一方の開口面２ａは、第一分割部材３ａにより、除湿ゾーン８と再生ゾーン９に分割されている。また、該除湿ロータ１の他方の開口面２ｂは、図示しない第二分割部材により、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割されている。

そして、該除湿ロータ１は、図３に示す乾燥空気供給装置２０のロータケース２１内に、該ロータ軸１３を介して設置される。該ロータ軸１３には、該除湿ロータ１を回転駆動するために、図示しない駆動手段が取り付けられている。該第一分割部材３ａは、該ロータケース２１と該除湿ロータ１の開口面２ａとの間の隙間に配置されるように、該ロータケース２１に固定され、また、該第二分割部材は、該ロータケース２１と該除湿ロータ１の開口面２ｂとの間の隙間に配置されるように、該ロータケース２１に固定される。なお、図３では、該第一分割部材３ａが固定されている位置を、点線で示す。また、該ロータケース２１には、被処理空気Ａを該開口面２ｂ側の該除湿ゾーンに供給する際の吸入口である被処理空気吸入ダクト２２、該乾燥空気Ｂを該開口面２ａ側の除湿ゾーン８から排出する際の排出口である乾燥空気排出ダクト２３、再生空気Ｃを該開口面２ａ側の再生ゾーン９に供給する際の吸入口である再生空気吸入ダクト２４、及び再生ゾーン排出空気Ｄを該開口面２ｂ側の再生ゾーンから排出する際の排出口である再生ゾーン排出空気排出ダクト２５が設置されている。また、該乾燥空気排出ダクト２３には、該開口面２ａ側の該除湿ゾーン８から排出された乾燥空気Ｂを、目的空間に供給するための乾燥空気供給経路２６が連結している。

図４に示すように、該被処理空気Ａを、該開口面２ｂ側の該除湿ゾーンに供給し、該乾燥空気Ｂを、該開口面２ａ側の該除湿ゾーン８から排出し、該乾燥空気供給経路２６を経て、目的空間に供給するための被処理空気供給手段２７が、該乾燥空気排出ダクト２３内に設置されている。また、該再生空気Ｃを、該開口面２ａ側の該再生ゾーン９に供給し、該再生ゾーン排出空気Ｄを、該開口面２ｂ側の該再生ゾーンから排出するための再生空気供給手段２８、及び該再生空気Ｃを加熱するための電熱ヒータ２９が、該再生空気吸入ダクト２４内に設置されている。

なお、図３では、該被処理空気吸入ダクト２２、該乾燥空気排出ダクト２３、該再生空気吸入ダクト２４及び該再生ゾーン排出空気排出ダクト２５が設置されている形態例を示したが、これらのダクトの設置は任意であり、該被処理空気供給手段２７、該再生空気供給手段２８及び該電熱ヒータ２９を、該ロータケース２１に直接設置することや、設置位置を変更すること等により、これらのダクトの設置を省略することができる。

また、図３では、該除湿ロータを縦置きにした形態例を示しているが、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、図５及び図６に示すように、該除湿ロータを横置きにすることもできる。図５は、除湿ロータを横置きにした形態例の乾燥空気供給装置の模式的な端面図であり、図６は、図５の乾燥空気供給装置における空気の通気経路を示す模式的な斜視図である。乾燥空気供給装置２０１では、除湿ロータ１は横置きにされロータ軸１３を介して、ロータケース２１１に設置され、このとき、該ロータケース２１１と除湿ロータ１との隙間が大きく取られており、この隙間が、分割部材（第一分割部材又は第二分割部材）で、除湿ゾーン側の隙間２１２と再生ゾーン側の隙間２１３とに分割されている。該除湿ゾーン側の隙間２１２には、被処理空気供給手段２７が設置され、該再生ゾーン側の隙間２１３には、再生空気供給手段２８及び電熱ヒータ２９が設置されている。該ロータケース２１１には、該除湿ロータ１に対して平行方向から、該再生ゾーン側の隙間２１３に再生空気Ｃを供給するための再生空気供給経路２１４が付設されている。そして、図６に示すように、該乾燥空気供給装置２０１の側面から被処理空気Ａが供給され、下方に乾燥空気Ｂが排出され、また、側面から再生空気Ｃが供給され、側面から再生ゾーン排出空気Ｄが排出される。なお、該乾燥空気供給装置２０１では、ロータケース２１１のうち、該除湿ゾーン側の隙間２１２に相当する部分が、該乾燥空気供給経路となる。

該繊維質担体７は、図２に示すように、ハニカム構造を有している。該ハニカム構造の該繊維質担体７は、例えば、多孔質の平坦状繊維質担体及び該平坦状繊維質担体をコルゲート加工して得られるコルゲート状繊維質担体を、無機接着剤又は有機接着剤を用いて、該コルゲート状繊維質担体の山部で接着し、積層して製造される。この時、該平坦状繊維質担体及び該コルゲート状繊維質担体の間に形成される略半円柱形状の空洞が、空気の流路となるので、両者は、該空洞が該ロータ軸１３と平行方向に形成されるように積層される。該積層を行う方法としては、例えば、一対の該平坦状繊維質担体及び該コルゲート状繊維質担体を重ね、ロール状に巻き上げ、積層する方法が挙げられる。なお、図１及び図２では、ハニカム構造の該繊維質担体７を示したが、該繊維質担体７の構造は、それに限定されるものではなく、ロータ軸に対して平行方向に通気空洞が形成されていればよい。

該繊維質担体７は、繊維から形成される織布又は不織布である。該繊維としては、特に制限されず、Ｅガラス繊維、ＮＣＲガラス繊維、ＡＲＧ繊維、ＥＣＧ繊維、Ｓガラス繊維、Ａガラス繊維などのガラス繊維やそのチョップドストランド、セラミック繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、ロックウール繊維、炭素繊維等の無機繊維及び有機繊維が挙げられる。有機繊維としては、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維等を用いることができる。該繊維質担体の繊維として、無機繊維を用いることが、除湿ロータの強度を高めることができる点で好ましい。

また、該繊維質担体を形成する該繊維としては、生体溶解性無機繊維が挙げられる。該生体溶解性無機繊維とは、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上である無機繊維を指す。更に詳細に説明すると、該生体溶解性無機繊維としては、例えば、特開２０００−２２００３７号公報、特開２００２−６８７７７号公報、特開２００３−７３９２６号公報、あるいは特開２００３−２１２５９６号公報に記載されている無機繊維、すなわち、ＳｉＯ_２及びＣａＯの合計含有量が８５質量％以上であり、０．５〜３．０質量％のＭｇＯ及び２．０〜８．０質量％のＰ_２Ｏ_５を含有し、かつドイツ危険物質規制による発癌性指数（ＫＩ値）が４０以上である無機繊維、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ及びＴｉＯ_２を必須成分とする無機繊維、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ及び酸化マンガンを必須成分とする無機繊維、ＳｉＯ_２ ５２〜７２質量％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３質量％未満、ＭｇＯ ０〜７質量％、ＣａＯ ７．５〜９．５質量％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１２質量％、ＢａＯ ０〜４質量％、ＳｒＯ ０〜３．５質量％、Ｎａ_２Ｏ １０〜２０．５質量％、Ｋ_２Ｏ ０．５〜４．０質量％及びＰ_２Ｏ_５ ０〜５質量％を含む無機繊維、ＳｉＯ_２ ７５〜８０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３ １．０〜３．０質量％、ＭｇＯ １６〜２０質量％、ＣａＯ ３．０〜５．０質量％、Ｋ_２Ｏ及び/又はＦｅ_２Ｏ_３ ０〜２．０質量％を含む無機繊維が挙げられる。また、該生体溶解性無機繊維は、１種又は２種以上の組合わせのいずれでもよい。

該生理食塩水溶解率の測定方法について説明する。先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕した試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍｌを三角フラスコ（３００ｍｌ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、該三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振盪を５０時間継続して与える。振盪後、ろ過し、得られたろ液中に含有されているケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムについて、各元素の濃度（ｍｇ／Ｌ）を、ＩＣＰ発光分析にて測定する。そして、該ろ液中の各元素の濃度及び溶解前の無機繊維中の各元素の含有量（質量％）から、下記式（１）により、生理食塩水溶解率Ｂ（％）を算出する。なお、ＩＣＰ発光分析により得られる各元素の濃度を、ケイ素元素の濃度：ｃ１（ｍｇ／Ｌ）、マグネシウム元素の濃度：ｃ２（ｍｇ／Ｌ）、カルシウム元素の濃度：ｃ３（ｍｇ／Ｌ）及びアルミニウム元素の濃度ｃ４（ｍｇ／Ｌ）とし、溶解前の無機繊維中の各元素の含有量を、ケイ素元素の含有量：ｄ１（質量％）、マグネシウム元素の含有量：ｄ２（質量％）、カルシウム元素の含有量：ｄ３（質量％）及びアルミニウム元素の含有量：ｄ４（質量％）とする。

Ｂ（％）＝｛ろ液量（Ｌ）×（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３＋ｃ４）×１００｝／｛溶解前の無機繊維の量（ｍｇ）×（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／１００｝ （１）
また、該繊維質担体は、該繊維質担体の繊維間に、多数の空隙を有している多孔質体である。該繊維質担体の繊維間空隙率は、通常８０〜９５％であり、該繊維質担体の厚さは、通常０．１〜１ｍｍである。該繊維間空隙率とは、繊維質担体の見かけの体積から、該繊維質担体中の繊維の体積を引いた部分が、該繊維質担体の見かけ体積中に占める割合をいう。

なお、該除湿ロータ１の説明においては、該繊維質担体７は、平坦状の繊維質担体を、ハニカム構造に成形し、次いで、得られた成形物に該除湿剤を担持して得られたものである旨記載したが、先に、該除湿剤が担持された平坦状の繊維質担体を作製し、次いで、該除湿剤が担持された平坦状の繊維質担体をハニカム構造に成形して得られたものであってもよい。

該除湿ロータ１に担持されている該除湿剤は、非晶質金属酸化物多孔質体又は吸水性樹脂である。

２５℃、９０％ＲＨの環境に静置した時の該非晶質金属酸化物多孔質体の飽和吸湿量は、１０〜６０質量％、好ましくは２０〜５０質量％である。２５℃、９０％ＲＨの環境に静置した時の該非晶質金属酸化物多孔質体の飽和吸湿量が、上記範囲未満だと、乾燥空気供給装置の除湿性能が低くなり、また、６０質量％を超えるものを製造することは、実質上困難である。また、２５℃、９０％ＲＨの環境に静置した時の該吸水性樹脂の飽和吸湿量は、１０〜１２０質量％、好ましくは２０〜９０質量％である。２５℃、９０％ＲＨの環境に静置した時の該吸水性樹脂の飽和吸湿量が、上記範囲未満だと、乾燥空気供給装置の除湿性能が低くなり、また、上記範囲より多いと、樹脂の膨張が大きくなり除湿ロータが大きく変形してしまうか、あるいは、吸水性樹脂が液状化してしまうため、除湿ロータの使用が困難となる。

なお、本発明においては、次の手順で、２５℃、９０％ＲＨの環境に静置した時の飽和吸湿量の測定を行う。
（ｉ）測定試料を、２００℃で２時間乾燥し、２時間乾燥後の質量Ｅ（ｇ）を測定する。
（ｉｉ）乾燥した測定試料を、２５℃、９０％ＲＨに調節された容器内に、４８時間静置する。
（ｉｉｉ）４８時間静置後の測定試料の質量Ｆ（ｇ）を測定する。
（ｉｖ）飽和吸湿量を、次式：
飽和吸湿量（％）＝｛（Ｆ−Ｅ）／Ｅ｝×１００
により算出する。

該非晶質金属酸化物多孔質体の脱湿ピーク温度は、５０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃である。該非晶質金属酸化物多孔質体の脱湿ピーク温度が、上記範囲内であることにより、除湿剤の再生効率が高くなるので、乾燥空気供給装置の除湿性能が高くなる。

なお、本発明において、該脱湿ピーク温度とは、次のようにして求められる値である。先ず、測定試料を２５℃、５０％ＲＨ中で、飽和に達するまで静置して、水分を吸着させる。次いで、水分を吸着した測定試料２０ｍｇを採取し、示差走査熱量計で、室温から６００℃まで、１０℃／分で昇温し、脱湿エネルギーを測定する。そして、得られる脱湿エネルギー曲線のピークトップの温度を、該脱湿ピーク温度とする。該脱湿ピーク温度は、温度を低くした時の脱湿のし易さを示す指標であり、例えば、除湿剤ａの脱湿ピーク温度が１００℃であり、除湿剤ｂの脱湿ピーク温度が８０℃であるとした場合、該除湿剤ｂの脱湿が可能な温度の下限が、該除湿剤ａの脱湿が可能な温度の下限よりも低いことを示す。なお、該脱湿ピーク温度は、該除湿剤が完全に脱湿される温度を直接示すわけではない。

該非晶質金属酸化物多孔質体としては、吸湿量及び脱湿ピーク温度が上記範囲内であれば、特に制限されず、例えば、シリカゲル、シリカアルミナ非晶質多孔質体、メソポーラスシリカ等が挙げられる。また、該吸水性樹脂としては、吸湿量が上記範囲内であれば、特に制限されず、例えば、イオン交換樹脂、ポリアクリル酸塩樹脂、アルキレンオキサイド樹脂等が挙げられる。該除湿剤は、１種単独であっても、２種以上の組み合わせであってもよく、該非晶質金属酸化物多孔質体と該吸水性樹脂との組み合わせであってもよい。そして、該除湿剤が、シリカゲル、シリカアルミナ非晶質多孔質体、メソポーラスシリカ、イオン交換樹脂、ポリアクリル酸塩樹脂及びアルキレンオキサイド樹脂から選ばれる１種又は２種以上であることが、乾燥空気供給装置の除湿性能が高くなる点で好ましい。

なお、該シリカアルミナ非晶質多孔質体とは、シリカとアルミナからなるゲルであり、例えば、特開昭６３−２５２９０９号公報に記載されている。また、該メソポーラスシリカとは、シリカ質のメソ孔を持つ多孔質体であり、例えば、特表平５−５０３４９９号公報に記載されている。

該イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂又は弱塩基性陰イオン交換樹脂のいずれであってもよい。

該ポリアクリル酸塩樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸塩架橋物、自己架橋ポリアクリル酸塩、デンプン−アクリル酸塩グラフト共重合体架橋物、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体、アクリルアミド共重合体架橋物の加水分解物等が挙げられる。

該アルキレンオキサイド樹脂は、ポリアルキレンオキサイドの重合体であり、例えば、ポリエチレンオキサイド重合体、ポリプロピレンオキサイド重合体、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド重合体等が挙げられる。

該繊維質担体７に、該除湿剤を担持する方法としては、特に制限されず、例えば、該繊維質担体７を、該除湿剤及びバインダーを含有するスラリーで浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥する方法が挙げられる。該浸漬処理は、例えば、該除湿剤及びバインダーを含有するスラリー中に、該繊維質担体７を静置することにより行われる。また、該塗布処理は、例えば、該繊維質担体７に、該除湿剤及びバインダーを含有するスラリーを、スプレー等を用いて塗布することにより行われる。

該バインダーとしては、特に制限されず、例えば、シリカゾル、ケイ酸アルカリ、アルミナゾル、チタニアゾル等の無機バインダー；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂のようなポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のようなポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の有機樹脂のエマルジョンである有機バインダーが挙げられる。

図７に、該除湿ロータ１を該開口面２ａ側から見たときの図（７−１）及び該除湿ロータ１を該開口面２ｂ側から見たときの図（７−２）を示す。該第一分割部材と該第二分割部材とは、該除湿ロータ１を挟んで対象となる位置及び形状に配置されているので、該開口面２ａ側から見たときの該第一分割部材３ａの位置及び形状（７−１）と、該開口面２ｂ側から見たときの該第二分割部材３ｂの位置及び形状（７−２）は、左右対称となる。また、図７では、該第一分割部材３ａは、該再生ゾーン９の形状が略扇形となるように、該開口面２ａを分割しているが、該第一分割部材により分割される該再生ゾーン９の形状は、特に制限されず、他には、長方形、円形等が挙げられる。また、同様に、該第二分割部材により分割される該開口面２ｂ側の該再生ゾーンの形状は、特に制限されず、扇形、長方形、円形等が挙げられる。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、該除湿ロータを開口面側から見たときに、該除湿ロータの開口面２ａの面積に対する該再生ゾーン９の面積の比（再生ゾーン９／除湿ロータの開口面２ａ）は、１００／３６０〜２００／３６０、好ましくは１１０／３６０〜１９０／３６０、特に好ましくは１２０／３６０〜１８０／３６０である。該除湿ロータの開口面の面積に対する該再生ゾーンの面積の比が、上記範囲内であることにより、乾燥空気供給装置の除湿性能が高くなる。

なお、本発明において、除湿ゾーンの面積とは、除湿ロータの開口面２ａ中の除湿ゾーンの面積を指し、また、再生ゾーンの面積とは、除湿ロータの開口面２ａ中の再生ゾーンの面積を指し、また、パージゾーンの面積とは、除湿ロータの開口面２ａ中のパージゾーンの面積を指す。

該第一分割部材及び該第二分割部材により分割される該再生ゾーンの形状が、扇形の場合、該除湿ロータの開口面の面積に対する該再生ゾーンの面積の比は、該第一分割部材の設置角度及び該第二分割部材の設置角度（図７中、符号３０）により調節することができ、この場合、該第一分割部材の設置角度及び該第二分割部材の設置角度は、１００〜２００度、好ましくは１１０〜１９０度、特に好ましくは１２０〜１８０度である。

該被処理空気供給手段２７は、特に制限されず、例えば、ファン、ブロア、圧縮空気供給装置等が挙げられる。図３及び図４には、該被処理空気供給手段が、該除湿ロータ１の後段に設置されている形態例を示しており、このような形態例では、該被処理空気供給手段が、空気を吸引することにより、該被処理空気Ａが該除湿ロータ１に供給される。また、該被処理空気供給手段は、該除湿ロータの前段に設置されていてもよく、この場合、該被処理空気供給手段が、空気を送風することにより、該被処理空気Ａが該除湿ロータ１に供給される。また、該被処理空気供給手段は、該除湿ロータの前段と後段の両方に設置されていてもよい。

該再生空気供給手段２８は、特に制限されず、例えば、ファン、ブロア、圧縮空気供給装置等が挙げられる。該再生空気供給手段２８は、該再生空気Ｃを該再生ゾーンに供給し、該除湿ロータ内を通過させ、該再生ゾーン排出空気Ｄを該再生ゾーンから、直接クリーンルームに排出するための部材である。なお、該再生ゾーン排出空気Ｄを該再生ゾーンから、直接クリーンルームに排出するとは、該再生ゾーン排出空気Ｄを該クリーンルーム外に排出するためのダクトや、該再生ゾーン排出空気Ｄ中の湿分を凝縮するための凝縮器が設置されていないという意味である。図３及び図４には、該再生空気供給手段が、該除湿ロータ１の前段に設置されている形態例を示しており、このような形態例では、該再生空気供給手段が、空気を送風することにより、該再生空気Ｃが該除湿ロータ１に供給される。また、該再生空気供給手段は、該除湿ロータの後段に設置されていてもよく、この場合、該再生空気供給手段が、空気を吸引することにより、該再生空気Ｃが該除湿ロータ１に供給される。また、該再生空気供給手段は、該除湿ロータの前段と後段の両方に設置されていてもよい。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、該再生ゾーン９に供給される該再生空気Ｃは、加熱された空気である。そして、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置の形態例には、該乾燥空気供給装置２０のように、該電熱ヒータを有する形態例と、電熱ヒータ等の加熱部材を有さない形態例とがある。本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置が、該電熱ヒータを有する形態例である場合は、該再生空気Ｃの加熱は、該電熱ヒータにより行なわれる。また、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置が、電熱ヒータ等の加熱部材を有さない形態例である場合は、該再生空気Ｃは、乾燥空気供給装置に供給される前に予め加熱され、該再生ゾーンに供給される。該再生空気Ｃを予め加熱する熱源は、半導体製造装置の排熱やクリーンルーム内外の温水を熱交換することによっても得られる。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置のうち、該電熱ヒータを有する形態例は、該再生空気Ｃの温度が高くなり、且つ該電熱ヒータの輻射熱により該除湿ロータも加熱されるので、該除湿ロータの温度が高くなる。一方、該電熱ヒータ等の加熱部材を有さない形態例は、該再生空気Ｃの温度を調整し易く、且つ輻射熱により該除湿ロータが加熱されることがないので、該電熱ヒータを有する形態例に比べ、該除湿ロータの温度を低くすることができる。そのため、パージゾーンを有していない本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、該電熱ヒータ等の加熱部材を設置せず、予め加熱された該再生空気Ｃを供給することが好ましい。

該駆動手段としては、該除湿ロータを回転駆動させるものであれば、特に制限されず、例えば、モーター等が挙げられる。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置は、更に、該乾燥空気Ｂを冷却するための冷却コイル又は熱交換器を有することができる。クリーンルーム内には、各種の装置において冷却を行なうために使用される冷却水の配管が設置されていることがあり、この場合、該冷却水の配管から、該冷却水を抜き出し、該冷却コイル又は該熱交換器に流すことにより、簡便な方法で、該乾燥空気Ｂを冷却することができる。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置は、クリーンルーム内に設置され、該クリーンルーム内の空気を被処理空気として用い、目的空間に乾燥空気を連続的に供給するために用いられる。例えば、図８に示すように、該乾燥空気供給装置２０は、クリーンルーム３１内に設置され、該クリーンルーム３１内の該被処理空気Ａを除湿して得られる該乾燥空気Ｂを、該乾燥空気供給経路２６を経て、目的空間３２へと供給する。該目的空間３２の壁面は、例えば、空気を透過しない透明な樹脂製の布で形成されている。なお、本発明において、目的空間とは、クリーンルーム内に設けられたクリーンブースやクリーンベンチ等の局所クリーン空間のうち、乾燥空気を必要とするものを指し、例えば、ウエハを収容した運搬容器と、ウエハを収容して所定の処理を施す処理容器との間に設置されたクリーンブース等が挙げられる。なお、図８では、該乾燥空気供給装置の部材のうち、該除湿ロータ１のみを点線で示した（図９及び図１５についても同様である。）。

また、図９に示すように、該除湿ロータを横置きにした形態例である該乾燥空気供給装置２０１は、目的空間３２の上に設置される。

該乾燥空気供給装置２０又は該乾燥空気供給装置２０１の運転は、次のようにして行われる。先ず、該被処理空気供給手段２７により、該被処理空気Ａが、該開口面２ｂ側の該除湿ゾーン８に供給され、該除湿ロータ１内を通過し、該乾燥空気Ｂが、該開口面２ａ側の該除湿ゾーン８から、該除湿ロータ１の外へと排出される。このとき、該被処理空気Ａが、該除湿ロータ１内を通過する際に該除湿剤と接触することにより、該被処理空気Ａ中の水分が該除湿剤に移動するので、該被処理空気Ａが除湿される。そして、水分が除湿された該乾燥空気Ｂは、該目的空間３２へと供給される。

次に、該除湿ロータ１が回転することにより、該除湿ゾーン８で水分を吸湿した該除湿剤は、該再生ゾーン９へと移動する。そして、該再生空気供給手段２８により、該電熱ヒータ２９を通過させて加熱された再生空気Ｃが、該開口面２ａ側の該再生ゾーン９に供給され、該除湿ロータ１内を通過し、該再生ゾーン排出空気Ｄが、該開口面２ｂ側の該再生ゾーン９から、該除湿ロータ１の外へと排出される。このとき、該再生空気Ｃが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤中の水分が該再生空気Ｃに移動するので、該除湿剤は脱湿される。

次に、該再生ゾーン９で脱湿された該除湿剤は、該除湿ロータ１が回転することにより、該除湿ゾーン８へと移動し、再び該被処理空気Ａの除湿に使用される。

そして、該除湿ロータ１が、連続的に又は間欠的に回転しながら、該被処理空気Ａ及び該再生空気Ｃが、該除湿ロータ１に連続的に供給されることにより、該乾燥空気供給装置２０又は該乾燥空気供給装置２０１の運転が行われ、該目的空間３２に、該乾燥空気Ｂが連続的に供給される。

該目的空間３２には、該乾燥空気Ｂが連続的に供給されるので、供給される該乾燥空気Ｂの分だけ、該目的空間３２内の空気が、該クリーンルーム３１へ排出され、該目的空間３２内は陽圧になっている。このことにより、該目的空間３２内の空気の露点は、常に低い状態に保たれる。

該乾燥空気供給装置２０又は該乾燥空気供給装置２０１により該被処理空気Ａを処理して得られる該乾燥空気Ｂの露点は、０℃以下、好ましくは−３０〜−１０℃である。また、該乾燥空気Ｂの温度は、クリーンルーム内の温度より１〜１０℃高い。

該除湿ロータ１の回転は、連続的であっても、間欠的であってもよい。連続的に該除湿ロータ１が回転する場合、回転速度としては、特に制限されないが、概ね１０〜１２０回転／時間、好ましくは２０〜８０回転／時間である。また、間欠的に該除湿ロータ１が回転する場合、１回当りの該除湿ロータ１の回転量は、１／１２〜１／３回転であり、回転間隔は、定期又は不定期のいずれでもよい。該除湿ロータ１を連続的に回転させることが、常に、一定量の再生された除湿剤が、除湿ゾーンに供給されるので、除湿効率が高く且つ除湿性能が安定する点で、好ましい。

また、図８及び図９では、該被処理空気は、全量が該クリーンルーム内の空気であるが、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、該クリーンルーム内の空気に、該目的空間から抜き出した該目的空間内の空気を混合し、該被処理空気の一部を該クリーンルーム内の空気、他部を該目的空間内の空気とすることもでき、あるいは、該被処理空気の全量を、該目的空間から抜き出した該目的空間内の空気とすることもできる。

従来の乾燥空気供給装置は、除湿剤としては、フォージャサイト型のゼオライトが用いられており、除湿効率を高めるために、除湿ゾーンが広く設定されていた。また、ゼオライトは、露点−６０℃程度と、乾燥空気の露点を極めて低くすることができるものの、高温でないと脱湿されないため、該従来の乾燥空気供給装置では、再生空気を加熱するための加熱部材の温度が、高く設定されていた。なお、該フォージャサイト型のゼオライトの脱湿ピーク温度は、１２０℃以上であるのが通常である。

仮に、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置に係る除湿剤を、ゼオライトに置き換えたとすると、そのようなゼオライトが除湿剤として用いられている乾燥空気供給装置を、クリーンルーム内に設置し、該クリーンルーム内の空気を除湿して、乾燥空気を目的空間に供給した場合、ゼオライトの再生のために、加熱部材の温度を高くしなければならず、その影響で、該目的空間に供給される乾燥空気の温度及び該クリーンルームに排出される再生ゾーン排出空気の温度が高くなり過ぎる。そのため、該目的空間及び該クリーンルームの温度が高くなり過ぎるので、該クリーンルームの空調への負荷が大きくなる。また、該クリーンルームの空調への負荷を下げるために、乾燥空気及び再生ゾーン排出空気を、冷却装置を用いて冷却することはできるが、その場合、加熱部材で高温に加熱し、排出される空気を冷却することになるので、エネルギー効率が悪く、また、専用の冷却装置が必要となる。

一方、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置は、除湿剤として、ゼオライトに比べ、低温で脱湿される該非晶質金属酸化物多孔質体又は該吸水性樹脂を用いているため、該加熱部材及び該再生空気の温度を、ゼオライトを除湿剤として用いる場合に比べ、低くすることができる。また、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、除湿ロータの開口面の面積に対する再生ゾーンの面積の比を、該従来の乾燥空気供給装置に比べ大きくすることにより、該除湿剤の再生効率を高くし、除湿性能を高めている。

そのため、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、目的空間の空気として要求される露点を有する乾燥空気を供給することができ、且つ該乾燥空気の温度及び該再生ゾーン排出空気の温度を、高くなり過ぎないようにすることができる。このことにより、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、被処理空気としてクリーンルーム内の空気を使用でき、且つ再生ゾーン排出空気を、直接クリーンルームに排出できる。

被処理空気としてクリーンルーム内の空気を使用でき、且つ再生ゾーン排出空気を、直接クリーンルームに排出できると、被処理空気をクリーンルーム外から取り込むためのダクト及び再生ゾーン排出ガスをクリーンルーム外に排出するためのダクトを設ける必要がなくなるので、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置では、乾燥空気供給経路と目的空間とを繋ぐだけよい。そのため、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置の設置及び撤去が極めて簡便である。

従って、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置は、クリーンルーム内に設置され、該クリーンルーム内の空気を除湿して、目的空間に乾燥空気を供給するための乾燥空気供給装置として、好適に用いられる。

また、本発明では、再生ゾーンと除湿ゾーンの間に、パージゾーンを設けることができる。

すなわち、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、除湿剤が担持されている除湿ロータと、
該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割する第一分割部材と、
該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割する第二分割部材と、
該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、
該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、
再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、
該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する加熱部材と、
パージ空気を該パージゾーンに供給し、パージゾーン排出空気を排出するパージ空気供給手段と、
該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、
を有する乾燥空気供給装置である。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、再生ゾーンと除湿ゾーンの間にパージゾーンが設けられている点で、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置と主に異なっているが、他には同様な点も多く、以下では、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置と異なる点を説明する。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置について、図１０〜図１３を参照して説明する。図１０は、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置内に設置されている除湿ロータを示す模式図であり、図１１は、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置の模式的な斜視図であり、図１２は、図１１の乾燥空気供給装置における空気の通気経路を示す模式的な斜視図であり、図１３は、除湿ロータ１を開口面２ａ側から見た図（１３−１）及び除湿ロータ１を開口面２ｂ側から見た図（１３−２）である。なお、図１０〜図１３に示す乾燥空気供給装置は、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置の形態例であり、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、これに限定されるものではない。また、図１０〜図１３中、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置と同様な点については、同一の符号を付した。

図１０中、除湿ロータ１の一方の開口面２ａは、第一分割部材４３ａにより、除湿ゾーン８と再生ゾーン９とパージゾーン４０に分割されている。また、該除湿ロータ１の他方の開口面２ｂは、図示しない第二分割部材により、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割されている。

該パージゾーン４０は、該パージゾーン４０にパージ空気を通気することにより、該再生ゾーン９で加熱された該除湿剤を冷却するために設けられる。よって、該パージゾーン４０は、該除湿ロータ１の回転方向において、該再生ゾーン９の後段に設けられる。

そして、該除湿ロータ１は、図１１に示す乾燥空気供給装置４２のロータケース２１内に、該ロータ軸１３を介して設置される。該ロータ軸１３には、該除湿ロータ１を回転駆動するために、図示しない駆動手段が取り付けられている。該第一分割部材４３ａは、該ロータケース２１と該除湿ロータ１の開口面２ａとの間の隙間に配置されるように、該ロータケース２１に固定され、また、該第二分割部材は、該ロータケース２１と該除湿ロータ１の開口面２ｂとの間の隙間に配置されるように、該ロータケース２１に固定される。なお、図１１では、該第一分割部材３ａが固定されている位置を、点線で示す。また、該ロータケース２１には、被処理空気Ａを該開口面２ｂ側の該除湿ゾーンに供給する際の吸入口である被処理空気吸入ダクト２２、該乾燥空気Ｂを該開口面２ａ側の除湿ゾーン８から排出する際の排出口である乾燥空気排出ダクト２３、再生空気Ｃを該開口面２ａ側の再生ゾーン９に供給する際の吸入口である再生空気供給ダクト２４、再生ゾーン排出空気Ｄを該開口面２ｂ側の再生ゾーンから排出する際の排出口である再生ゾーン排出空気排出ダクト２５、パージ空気Ｅを供給する際の吸入口であるパージ空気吸入ダクト４４、及びパージゾーン排出空気Ｆを排出する際の排出口であるパージゾーン排出空気排出ダクト４５が設置されている。また、該乾燥空気排出ダクト２３には、該開口面２ａ側の該除湿ゾーン８から排出された乾燥空気Ｂを、目的空間に供給するための乾燥空気供給経路２６が連結している。

図１２に示すように、該被処理空気Ａを、該開口面２ｂ側の該除湿ゾーンに供給し、該乾燥空気Ｂを、該開口面２ａ側の該除湿ゾーン８から排出し、該乾燥空気供給経路２６を経て、目的空間に供給するための被処理空気供給手段２７１が、該乾燥空気排出ダクト２３内に設置されている。また、該再生空気Ｃを、該開口面２ａ側の該再生ゾーン９に供給し、該再生ゾーン排出空気Ｄを、該開口面２ｂ側の該再生ゾーンから排出するための再生空気供給手段２８１、及び該再生空気Ｃを加熱するための電熱ヒータ２９１が、該再生空気吸入ダクト２４内に設置されている。また、該パージ空気Ｅを、該開口面２ｂ側の該パージゾーン４０に供給し、該パージゾーン排出空気Ｆを、該開口面２ａ側の該パージゾーンから排出するためのパージ空気供給手段４５１が、該パージ空気吸入ダクト４４に設置されている。

なお、図１１及び図１２では、該被処理空気供給ダクト２２、該乾燥空気排出ダクト２３、該再生空気吸入ダクト２４、該再生ゾーン排出空気排出ダクト２５、該パージ空気吸入ダクト４４及び該パージゾーン排出空気排出ダクト４５が設置されている形態例を示したが、これらのダクトの設置は任意であり、該被処理空気供給手段、該再生空気供給手段、該加熱部材及び該パージ空気供給手段を、該ロータケース２１に直接設置することや、設置位置を変更すること等により、これらのダクトの設置を省略することができる。

また、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置には、図１４に示すように、該再生空気Ｃとして、該パージゾーン排出空気Ｆを用いる形態例も含まれる。この形態例では、該再生空気供給手段に、該パージ空気供給手段を兼ねさせることもでき、この場合、該再生空気供給手段は、該パージ空気供給手段でもある。また、この形態例では、該パージ空気供給手段に、該再生空気供給手段を兼ねさせることもでき、この場合、該パージ空気供給手段は、該再生空気供給手段でもある。

また、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置には、該パージ空気吸入ダクト４４を、該乾燥空気排出ダクト２３、該乾燥空気供給経路２６又は該乾燥空気Ｂの排出側の該ロータケース２１から分岐させることにより、該乾燥空気Ｂの一部を、該パージ空気Ｅとして用いる形態例も含まれる。このような形態例の場合、該被処理空気供給手段に、該パージ空気供給手段を兼ねさせることもでき、該被処理空気供給手段に、該パージ空気供給手段を兼ねさせる場合は、該被処理空気供給手段は、該パージ空気供給手段でもある。

図１３中、該第一分割部材と該第二分割部材とは、該除湿ロータ１を挟んで対象となる位置及び形状に配置されているので、該開口面２ａ側から見たときの該第一分割部材４３ａの位置及び形状（１３−１）と、該開口面２ｂ側から見たときの該第二分割部材４３ｂの位置及び形状（１３−２）は、左右対称となる。また、図１３では、該第一分割部材４３ａは、該再生ゾーン８及び該パージゾーン４０の形状が略扇形となるように、該開口面２ａを分割しているが、該第一分割部材により分割される該再生ゾーン９及び該パージゾーン４０の形状は、特に制限されず、他には、長方形、円形等が挙げられる。また、同様に、該第二分割部材により分割される該開口面２ｂ側の該再生ゾーン９及び該パージゾーン４０の形状は、特に制限されず、扇形、長方形、円形等が挙げられる。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置では、該除湿ロータを開口面側から見たときに、該除湿ロータの開口面２ａの面積に対する該再生ゾーン及び該パージゾーンの合計面積の比（（再生ゾーン＋パージゾーン）／除湿ロータの開口面）は、１００／３６０〜２００／３６０、好ましくは１１０／３６０〜１９０／３６０、特に好ましくは１２０／３６０〜１８０／３６０である。該除湿ロータの開口面の面積に対する該再生ゾーン及び該パージゾーンの合計面積の比が、上記範囲内であることにより、除湿剤の再生効率が高くなるので、乾燥空気供給装置の除湿性能が高くなる。また、該除湿ロータを開口面側から見たときに、該パージゾーンの面積に対する該再生ゾーンの面積の比（再生ゾーン／パージゾーン）は、１以上、好ましくは１〜５である。該パージゾーンの面積に対する該再生ゾーンの面積の比が、上記範囲内であることにより、除湿剤の除湿性能が高くなるので、乾燥空気供給装置の除湿性能が高くなる。

該第一分割部材及び該第二分割部材により分割される該再生ゾーンの形状が、扇形の場合、該除湿ロータの開口面の面積に対する該再生ゾーン及び該パージゾーンの合計面積の比と、該パージゾーンの面積に対する該再生ゾーンの面積の比は、該第一分割部材の設置角度及び該第二分割部材の設置角度（図１３中、符号３０及び４６）により調節することができ、この場合、該再生ゾーン及び該パージゾーンの合計の角度（符号３０の角度＋符号４６の角度）は、１００〜２００度、好ましくは１１０〜１９０度、特に好ましくは１２０〜１８０度である。また、該パージゾーンの角度に対する該再生ゾーンの角度の比（符号３０の角度／符号４６の角度）は、１以上、好ましくは１〜５である。

該パージ空気供給手段は、特に制限されず、例えば、ファン、ブロア、圧縮空気供給装置等が挙げられる。図１１及び図１２の説明では、該パージ空気供給手段が、該除湿ロータ１の前段に設置されている形態例である旨説明したが、このような形態例では、該パージ空気供給手段が、空気を送風することにより、該パージ空気Ｅが該除湿ロータ１に供給される。また、該パージ空気供給手段は、該除湿ロータの後段に設置されていてもよく、この場合、該パージ空気供給手段が、空気を吸引することにより、該パージ空気Ｅが該除湿ロータ１に供給される。また、該パージ空気供給手段は、該除湿ロータの前段と後段の両方に設置されていてもよい。

図１１及び図１２に示す該乾燥空気供給装置４２では、該パージ空気Ｅが、該開口面２ｂ側、すなわち、該被処理空気Ａの供給方向と同じ方向から、供給されているが、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置では、該パージ空気Ｅは、該開口面２ａ側、すなわち、該被処理空気Ａの供給方向とは反対の方向から、供給されてもよい。

該パージ空気Ｅは、該乾燥空気供給装置４２の周辺の空気であってもよいし、該乾燥空気Ｂであってもよい。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置に係る除湿剤、除湿ロータ、被処理空気供給手段、乾燥空気供給経路、再生空気供給手段、及び駆動手段は、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置に係る除湿剤、除湿ロータ、被処理空気供給手段、乾燥空気供給経路、再生空気供給手段、及び駆動手段と同様である。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置に係る該加熱部材は、電熱ヒータである。該電熱ヒータが乾燥空気供給装置に設置されている場合は、該再生空気Ｃ及び該除湿ロータの温度が高くなるので、パージゾーンを有する本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、該電熱ヒータを有する乾燥空気供給装置として適している。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、更に、該乾燥空気Ｂを冷却するための冷却コイル又は熱交換器を有することができる。クリーンルーム内には、各種の装置において冷却を行なうために使用される冷却水の配管が設置されていることがあり、この場合、該冷却水の配管から、該冷却水を抜き出し、該冷却コイル又は熱交換器に流すことにより、簡便な方法で、該乾燥空気Ｂを冷却することができる。

該乾燥空気供給装置４２の運転は、次のようにして行われる。先ず、該被処理空気供給手段により、該被処理空気Ａが、該開口面２ｂ側の該除湿ゾーン８に供給され、該除湿ロータ１内を通過し、該乾燥空気Ｂが、該開口面３ａ側の該除湿ゾーン８から、該除湿ロータ１の外へと排出される。このとき、該被処理空気Ａが、該除湿ロータ１内を通過する際に該除湿剤と接触することにより、該被処理空気Ａ中の水分が該除湿剤に移動するので、該被処理空気Ａが除湿される。そして、水分が除湿された該乾燥空気Ｂは、該乾燥空気供給経路２６を経て、目的空間へと供給される。

次に、該除湿ロータ１が回転することにより、該除湿ゾーン８で水分を吸湿した該除湿剤は、該再生ゾーン９へと移動する。そして、該再生空気供給手段により、該電熱ヒータ２９１を通過させて加熱された再生空気Ｃが、該開口面２ａ側の該再生ゾーン９に供給され、該除湿ロータ１内を通過し、該再生ゾーン排出空気Ｄが、該開口面２ｂ側の該再生ゾーン９から、該除湿ロータ１の外へと排出される。このとき、該再生空気Ｃが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤中の水分が該再生空気Ｃに移動するので、該除湿剤は脱湿される。

次に、該除湿ロータ１が回転することにより、該除湿ゾーン９で水分を脱湿した該除湿剤は、該パージゾーン４０へと移動する。そして、該パージ空気供給手段により、該パージ空気Ｅが、該開口面２ｂ側の該パージゾーン４０に供給され、該除湿ロータ１内を通過し、該パージゾーン排出空気Ｆが、該開口面２ａ側の該パージゾーン４０から、該除湿ロータ１の外へと排出される。このとき、該パージ空気Ｅが、該除湿剤と接触することにより、該除湿剤が冷却される。なお、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置では、該パージゾーン排出空気Ｆは、該クリーンルームに直接排出されるか、又は該再生空気Ｃとして用いられる。

次に、該再生ゾーン４０で冷却された該除湿剤は、該除湿ロータ１が回転することにより、該除湿ゾーン８へと移動し、再び該被処理空気Ａの除湿に使用される。

そして、該除湿ロータ１が、連続的に又は間欠的に回転しながら、該被処理空気Ａ、該再生空気Ｃ及び該パージ空気Ｅが、該除湿ロータ１に連続的に供給されることにより、該乾燥空気供給装置４２の運転が行われ、該目的空間に、該乾燥空気Ｂが連続的に供給される。

該乾燥空気供給装置４２により該被処理空気Ａを処理して得られる該乾燥空気Ｂの露点は、０℃以下、好ましくは−３０〜−１０℃である。また、該乾燥空気Ｂの温度は、クリーンルーム内の温度より１〜１０℃高い。

また、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、図５に示す該乾燥空気供給装置２０１と同様に、該除湿ロータを横置きにする形態例とすることもできる。このような横置きの形態例の乾燥空気共供給装置では、該乾燥空気供給装置２０１の該再生ゾーンと該除湿ゾーンとの間に該パージゾーンが設けられる。また、このような横置きの形態例の乾燥空気共供給装置では、例えば、該パージゾーン排出空気が排出される側の開口面を、該パージゾーンと該再生ゾーンに分割するための分割部材を設けないことにより、あるいは、分割部材に通気穴を設けることにより、該パージゾーンから排出される該パージゾーン排出空気を、ロータケース内で、該再生ゾーンに供給することができる。

また、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置では、該被処理空気は、全量が該クリーンルーム内の空気であってもよいし、該クリーンルーム内の空気に、該目的空間から抜き出した該目的空間内の空気を混合して得られる、該クリーンルーム内の空気及び該目的空間内の空気の混合空気であってもよいし、全量が該目的空間から抜き出した該目的空間内の空気であってもよい。

図１５には、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置のうち、該除湿ロータを横置きにする形態例であり、且つ該クリーンルーム内の空気に、該目的空間から抜き出した該目的空間内の空気を混合して得られる混合空気を、該被処理空気として用いる形態例を示す。図１５中、乾燥空気供給装置２０２では、除湿ロータ１が横置きに設置されており、ロータケース２１５と該除湿ロータ１との隙間には、該パージ空気Ｅを該パージゾーンに供給するための経路５１と、該パージゾーン排出空気を該再生ゾーンに供給するための経路５２（例えば、分割部材中に設けれらた通気穴）と、該再生ゾーン排出空気を排出するための経路５３と、被処理空気Ａ１（クリーンルーム３１内の空気）を該除湿ゾーンに供給するための経路５４と、目的空間３２内の空気Ａ２を抜き出して、該被処理空気Ａ１に混合するための経路５５と、該乾燥空気Ｂを排出するための経路５６と、が形成されている。

本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置と同様に、ゼオライトに比べて低温で脱湿される該非晶質金属酸化物多孔質体又は該吸水性樹脂を、除湿剤として用いているため、ゼオライトを除湿剤として用いる場合に比べ、該加熱部材の温度を低くすることができる。また、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置では、除湿ロータの開口面の面積に対する再生ゾーンの面積の比を、該従来の乾燥空気供給装置に比べ大きくすることにより、該除湿剤の再生効率を高くし、除湿性能を高めている。

そのため、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置では、目的空間の空気として要求される露点を有する乾燥空気を供給することができ、且つ該乾燥空気の温度、該再生ゾーン排出空気の温度及び該パージゾーン排出空気の温度を、高くなり過ぎないようにすることができる。

よって、本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置は、クリーンルーム内に設置され、該クリーンルーム内の空気を除湿して、目的空間に乾燥空気を供給するための乾燥空気供給装置として、好適に用いられる。

また、本発明に係る乾燥空気供給装置のうち、該再生ゾーンと該除湿ゾーンとの間に、該パージゾーンを設け、且つ該再生空気Ｃとして、該パージゾーン排出空気Ｆを用いる形態例が、熱効率が高くなる点で、特に好ましい。

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。

（実施例１）
（除湿ロータの作製）
セラミック繊維からなる平坦状繊維質担体を、ピッチ３．３ｍｍ、山高さ１．９ｍｍのコルゲート形状に加工し、コルゲート状繊維質担体を得た。そして、該平坦状繊維質担体と該コルゲート状繊維質担体を重ね合わせ、ハニカム構造の繊維質担体を得た。このハニカム構造の繊維質担体を、直径５００ｍｍ、厚さ２００ｍｍに切り出し、ロータ形状の繊維質担体ａを得た。

次いで、シリカアルミナ非晶質多孔質体、コロイダルシリカ（固形分濃度２０質量％）及び水を、シリカアルミナ非晶質多孔質体２５．５質量％、コロイダルシリカ２２．５質量％及び水５２．０質量％の割合で混合し、スラリーｂを得た。次いで、該スラリーｂに、該ロータ形状の繊維質担体ａを浸漬して、除湿ロータｃを得た。該除湿ロータｃのシリカアルミナ非晶質多孔質体の担持量は、９７ｇ／Ｌであった。
・シリカアルミナ非晶質多孔質体：脱湿ピーク温度９０℃、比表面積４１０ｍ^２／ｇ、細孔容積０．５ｃｃ／ｇ

（乾燥空気供給装置の製造）
図１５に示す乾燥空気供給装置２０２に、図１６に示す配置で各部材が配置された乾燥空気供給装置ｄを製造した。該乾燥空気供給装置ｄには、図１５に示すように、ロータケース２１５内に、該パージ空気Ｅを該パージゾーンに供給するための経路５１と、該パージゾーン排出空気を該再生ゾーンに供給するための経路５２と、該再生ゾーン排出空気を排出するための経路５３と、被処理空気Ａ１（クリーンルーム３１内の空気）を該除湿ゾーンに供給するための経路５４と、目的空間３２内の空気Ａ２を抜き出して、該被処理空気Ａ１に混合するための経路５５と、該乾燥空気Ｂを排出するための経路５６と、を設け、該除湿ロータ１として、上記のようにして得た該除湿ロータｃを用い、被処理空気供給手段２７２及び再生空気供給手段２８２として、送気ファンを用い、加熱部材２９２として、電力５８０Ｗの電熱ヒータを用い、除湿ゾーンの角度が１８０度、再生ゾーンの角度が９０度、パージゾーンの角度が９０度となるように、第一分割部材及び第二分割部材を設置した。該乾燥空気供給装置ｄの外形寸法は、幅０．７ｍ、奥行き０．７ｍ、高さ０．３ｍであり、重量は、１９ｋｇであった。また、除湿ロータの開口面の面積に対する再生ゾーン及びパージゾーンの合計面積の比は、１８０／３６０であり、パージゾーンの面積に対する再生ゾーンの面積の比は、１であった。

（乾燥空気供給装置の運転）
該乾燥空気供給装置ｄを、クリーンルーム内に設置した４．３ｍ^３クリーンベンチ（目的空間）の上に取り付け、運転した。このとき、除湿ロータの回転数は１５回転／時間、被処理空気Ａの供給風量は、クリーンベンチ内から５．２ｍ^３／ｍｉｎ．、クリーンルームから５．２ｍ^３／ｍｉｎ．の合計１０．４ｍ^３／ｍｉｎ．、パージ空気Ｅ（再生空気Ｃ）の供給風量は５．２ｍ^３／ｍｉｎ．であった。

運転開始前のクリーンベンチ内の温度は２５℃、湿度は４５％ＲＨ、露点は１０℃であったのに対し、運転開始１時間後のクリーンベンチ内に供給される乾燥空気の温度は３０℃、湿度は５％ＲＨ、露点は−１３℃であった。このとき、再生ゾーン排出空気Ｄの温度は２９℃、湿度は１００％ＲＨ、露点は２９℃であった。

（比較例１）
（除湿ロータの作製）
ゼオライト、コロイダルシリカ（固形分濃度２０質量％）及び水を、ゼオライト２５．５質量％、コロイダルシリカ２２．５質量％及び水５２．０質量％の割合で混合し、スラリーｅを得た。次いで、該スラリーｅに、実施例１と同様の方法で得たロータ形状の繊維質担体ａを浸漬し、除湿ロータｆを得た。該除湿ロータｆのゼオライトの担持量は、１４７ｇ／Ｌであった。
・ゼオライト：Ｙ型ゼオライト、シリカアルミナ比５、脱湿ピーク温度１５３℃

（乾燥空気供給装置の製造）
該除湿ロータ１として、該除湿ロータｃを用いる代わりに、該除湿ロータｆを用いる以外は、実施例１と同様の方法で行ない、乾燥空気供給装置ｇを製造した。

（乾燥空気供給装置の運転）
該乾燥空気供給装置ｄに代えて、該乾燥空気供給装置ｇとする以外は、実施例１と同様の方法で行なった。その結果、運転開始前のクリーンベンチ内の温度は２５℃、湿度は４５％ＲＨ、露点は１０℃であったのに対し、運転開始１時間後のクリーンベンチ内に供給される乾燥空気の温度は２９℃、湿度は１５％ＲＨ、露点は０℃であった。このとき、再生ゾーン排出空気Ｄの温度は２９℃、湿度は１００％ＲＨ、露点は２９℃であった。

（比較例２）
（除湿ロータの作製）
実施例１と同様の方法で、除湿ロータｃを得た。

（乾燥空気供給装置の製造）
除湿ゾーンの角度が１８０度、再生ゾーンの角度が９０度、パージゾーンの角度が９０度となるように、第一分割部材及び第二分割部材を設置することに代えて、除湿ゾーンの角度が２７０度、再生ゾーンの角度が４５度、パージゾーンの角度が４５度となるように、第一分割部材及び第二分割部材を設置すること以外は、実施例１と同様の方法で行い、乾燥空気供給装置ｈを製造した。このとき除湿ロータの開口面の面積に対する再生ゾーン及びパージゾーンの合計面積の比は、９０／３６０であり、パージゾーンの面積に対する再生ゾーンの面積の比は、１であった。

（乾燥空気供給装置の運転）
該乾燥空気供給装置ｄに代えて、該乾燥空気供給装置ｈとする以外は、実施例１と同様の方法で行なった。その結果、運転開始前のクリーンベンチ内の温度は２５℃、湿度は４５％ＲＨ、露点は１０℃であったのに対し、運転開始１時間後のクリーンベンチ内に供給される乾燥空気の温度は２９℃、湿度は１８％ＲＨ、露点は２℃であった。このとき、再生ゾーン排出空気Ｄの温度は２９℃、湿度は１００％ＲＨ、露点は２９℃であった。

本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置内に設置されている除湿ロータを示す模式図である。 図１中の除湿ロータ１の開口面２ａのＡ部分の拡大図である。 本発明の第一の形態の乾燥空気供給装置の模式的な斜視図である。 図３の乾燥空気供給装置における空気の通気経路を示す模式的な斜視図である。 除湿ロータを横置きにした形態例の乾燥空気供給装置の模式的な端面図である。 図５の乾燥空気供給装置における空気の通気経路を示す模式的な斜視図である。 除湿ロータ１を開口面２ａ側から見た図及び除湿ロータ１を開口面２ｂ側から見た図である。 図３の乾燥空気供給装置の使用状態を示す図である。 図５の乾燥空気供給装置の使用状態を示す図である。 本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置内に設置されている除湿ロータを示す模式図である。 本発明の第二の形態の乾燥空気供給装置の模式的な斜視図である。 図１１の乾燥空気供給装置における空気の通気経路を示す模式的な斜視図である。 除湿ロータ１を開口面２ａ側から見た図及び除湿ロータ１を開口面２ｂ側から見た図である。 該再生空気Ｃとして、該パージゾーン排出空気Ｆを用いる形態例の模式図である。 該除湿ロータが横置き且つ該クリーンルーム内の空気に、該目的空間から抜き出した該目的空間内の空気を混合する形態例の模式図である。 実施例１の乾燥空気供給装置ｄのロータケース内の各部材の配置を示す模式図である。

符号の説明

１、 除湿ロータ
２ａ、２ｂ 開口面
３ａ、４３ａ 第一分割部材
３ｂ、４３ｂ 第二分割部材
４ 通気空洞
５ 平坦部
６ コルゲート状部
７ 繊維質担体
８ 除湿ゾーン
９ 再生ゾーン
１０ 除湿ロータの厚み
１１ 除湿ロータの直径
１３ ロータ軸
１４ 回転方向
２０、４２、２０１、２０２ 乾燥空気供給装置
２１、２１１、２１５ ロータケース
２２ 被処理空気吸入ダクト
２３ 乾燥空気排出ダクト
２４ 再生空気吸入ダクト
２５ 再生ゾーン排出空気排出ダクト
２６ 乾燥空気供給経路
２７、２７１、２７２ 被処理空気供給手段
２８、２８１、２８２ 再生空気供給手段
２９、２９１、２９２ 電熱ヒータ
３０、４６ 第一分割部材の設置角度及び第二分割部材の設置角度
３１ クリーンルーム
３２ 目的空間
４０ パージゾーン
４４ パージ空気吸入ダクト
４５ パージゾーン排出空気排出ダクト
５１、５２、５３、５４、５５、５６ 経路
２１２、２１３ 隙間
２１４ 再生空気供給経路
４５１ パージ空気供給手段
Ａ 被処理空気
Ａ１ クリーンルーム内の空気
Ａ２ 目的空間内の空気
Ｂ 乾燥空気
Ｃ 再生空気
Ｄ 再生ゾーン排出空気
Ｅ パージ空気
Ｆ パージゾーン排出空気

Claims (7)

1. 除湿剤が担持されている除湿ロータと、
   該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第一分割部材と、
   該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する第二分割部材と、
   該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、
   該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、
   再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、
   該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、
   を有することを特徴とする乾燥空気供給装置。
2. 除湿剤が担持されている除湿ロータと、
   該除湿ロータの一方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割する第一分割部材と、
   該除湿ロータの他方の開口面を、除湿ゾーンと再生ゾーンとパージゾーンに分割する第二分割部材と、
   該除湿ゾーンに被処理空気を供給する被処理空気供給手段と、
   該除湿ゾーンから排出される乾燥空気を、クリーンルーム内に設けられた目的空間に供給するための、乾燥空気供給経路と、
   再生空気を該再生ゾーンに供給し、再生ゾーン排出空気を直接該クリーンルームに排出するための、再生空気供給手段と、
   該再生ゾーンに供給される該再生空気を加熱する加熱部材と、
   パージ空気を該パージゾーンに供給し、パージゾーン排出空気を排出するパージ空気供給手段と、
   該除湿ロータを回転駆動させる駆動手段と、
   を有することを特徴とする乾燥空気供給装置。
3. 前記除湿ロータの開口面の面積に対する前記再生ゾーンの面積の比（再生ゾーン／除湿ロータの開口面）が、１００／３６０〜２００／３６０であることを特徴とする請求項１記載の乾燥空気供給装置。
4. 前記除湿ロータの開口面の面積に対する前記再生ゾーン及び前記パージゾーンの合計面積の比（（再生ゾーン＋パージゾーン）／除湿ロータの開口面）が、１００／３６０〜２００／３６０であることを特徴とする請求項２記載の乾燥空気供給装置。
5. 前記除湿剤が、非晶質金属酸化物多孔質体又は吸水性樹脂であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の乾燥空気供給装置。
6. 前記除湿剤が、シリカゲル、シリカアルミナ非晶質多孔質体、メソポーラスシリカ、イオン交換樹脂、ポリアクリル酸塩樹脂及びアルキレンオキサイド樹脂から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の乾燥空気供給装置。
7. 更に、前記乾燥空気を冷却するための冷却コイル又は熱交換器を有することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の乾燥空気供給装置。

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