空気浄化装置
【課題】空気中の汚染物質をより効果的に除去し、空気浄化性能を向上させる。
【解決手段】第一エレメント１２０に吸着した汚染物質は光触媒の光分解作用により分解される。第一エレメント１２０を通過する際に吸着されなかった空気に含まれる汚染物質は、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の微細ミスト噴霧空間１１８に充満する霧状の水Ｈに気液接触により溶解する。汚染物質が含まれる霧状の水Ｈの一部は重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。汚染物資が溶解した霧状の水Ｈは、第二エレメント１３０を通過する際に、第二エレメント１３０に付着し捕獲される。第二エレメント１３０に捕獲された汚染物質が溶解した水は、重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。このようにして、汚染された空気が、第一エレメント１２０、微細ミスト噴霧空間１１８、第二エレメント１３０と通過することで浄化される。
【解決手段】第一エレメント１２０に吸着した汚染物質は光触媒の光分解作用により分解される。第一エレメント１２０を通過する際に吸着されなかった空気に含まれる汚染物質は、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の微細ミスト噴霧空間１１８に充満する霧状の水Ｈに気液接触により溶解する。汚染物質が含まれる霧状の水Ｈの一部は重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。汚染物資が溶解した霧状の水Ｈは、第二エレメント１３０を通過する際に、第二エレメント１３０に付着し捕獲される。第二エレメント１３０に捕獲された汚染物質が溶解した水は、重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。このようにして、汚染された空気が、第一エレメント１２０、微細ミスト噴霧空間１１８、第二エレメント１３０と通過することで浄化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶パネル等の電子デバイスの製造は、クリーンルームにて行なわれている。半導体や液晶パネル等の電子デバイスの製造工程においては、ガス状の汚染物質が製造工程の製品と化学反応したり物理的に吸着したりすることにより、製品不良の原因となる虞がある。特に、露光工程においては、アンモニアや硫酸などの無機成分と有機成分が光学系のレンズやマスク（回路の原板）の表面に吸着して解像度を劣化させ、配線不良をもたらす虞がある。このため、クリーンルームのガス状の汚染物質を除去し、空気を浄化する必要がある。
【０００３】
空気を浄化する方法として、活性炭や酸・アルカリの薬剤を担持した化学フィルターやイオン交換フィルターなどを用いることがある。しかし、フィルターはガス状汚染物質を物理的又は化学的に吸着させることによって除去するため、徐々に性能が低下し、その容量を越えると交換する必要がある。なお、発生する汚染物質の量にもよるが、一般的には１年〜２年に一度、フィルターを交換する必要があるとされている。
【０００４】
そこで、フィルターを用いないで空気を浄化する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１及び特許文献２には、霧状に水を噴霧し、空気中に含まれる可溶性ガスを気液接触により除去する除去装置が提案されている。
【０００６】
また、例えば、特許文献３には、噴霧装置によって噴霧された水と空気とを気液接触させる洗浄室内に紫外線発生装置と光触媒層とを設置した空気浄化装置が提案されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献４には、空気に含まれたガス成分を循環する水に溶解させて除去する空気浄化装置において、水が循環する水循環系の途中に水タンクを設けると共に、水タンクの上方に紫外線照射手段を配置し且つ水タンクの水に光触媒を浸漬配置したことを特徴とする空気浄化装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１０４７３９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４４１６号公報
【特許文献３】特開２００２−９５９２４号公報
【特許文献４】特開２００５−３１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、空気浄化性能を向上させることが求められている。
本発明は、空気浄化性能を向上させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が排出される排出口と、を備えた空気流路と、前記空気流路に水を霧状に噴霧する噴霧手段と、前記噴霧手段によって噴霧された水を排出する排出手段と、前記流入口と前記噴霧手段との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、前記噴霧手段によって付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成され、光触媒を担持した第一エレメントと、前記第一エレメントに光を照射する第一光照射手段と、前記噴霧手段と前記排出口との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、通過する空気中の霧状の水が付着し、且つ付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成された第二エレメントと、を備えている。
【００１１】
請求項１の発明では、上流側の第一エレメントを空気が通過する際に、空気中に含まれる汚染物質は第一エレメントに吸着し、第一エレメントに付着している水に溶解する。第一エレメントに付着している汚染物質が溶解した水は、排出手段によって排出される。
【００１２】
第一エレメントに吸着しなかった汚染物質に含まれる可溶性の無機イオン成分は、第一エレメントと第二エレメントとの間に噴霧されている霧状の水に気液接触により溶解する。
【００１３】
汚染物質が溶解した霧状の水は第二エレメントに付着し捕獲される。第二エレメントに付着し捕獲された汚染物質が溶解した水は、排出手段によって排出される。
【００１４】
このように浄化対象の空気が第一エレメント及び第二エレメントを通過することによって、汚染物質が除去されて浄化される。
【００１５】
ここで、第一エレメントに吸着した汚染物質に含まれる高沸点の有機成分は、光触媒の分解作用により分解され、汚染影響の少ない低沸点化合物に変質する。
【００１６】
このように、光触媒を担持する第一エレメントによって、汚染物質中の有機成分が低沸点化合物に変質され除去されるので、光触媒を担持する第一エレメントを設けない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００１７】
請求項２の発明は、前記第二エレメントが光触媒を担持し、前記第二エレメントに光を照射する第二光照射手段を備えている。
【００１８】
請求項２の発明では、第二エレメントによって捕獲された水に溶解した汚染物質の有機成分が、光触媒によって分解される。よって、第二エレメントが光触媒を担持していない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００１９】
請求項３の発明は、前記排出手段から排出された水を前記噴霧手段に送る循環経路と、前記循環経路に設けられ、前記循環経路を流れる水を一時的に貯留する貯留槽と、前記貯留槽に設けられた排水口と、前記貯留槽に水を補給する補給手段と、を備えている。
【００２０】
請求項３の発明では、貯留槽に貯留された汚染物質を含む水は、補給手段によって補給された水により希釈される。また、貯留槽の水の一部は再度噴霧手段に送られて噴霧され、一部は排水口から排水される。
【００２１】
このように、排出手段から排出された汚染物質を含む水を希釈して、再度噴霧手段で噴霧するので、安定して空気中の汚染物質が水に溶解し除去される。よって、更に空気浄化性能が向上する。
【００２２】
また、貯留槽から排出される水は希釈されているので、排出された水から汚染物質を除去して廃棄する必要がない（環境への負荷が少ない）。或いは、汚染物質を除去して廃棄する場合であっても、除去が容易である。
【００２３】
請求項４の発明は、前記貯留槽内に設けられ、光触媒を担持した第三エレメントと、前記第三エレメントに光を照射する第三光照射手段と、を備えている。
【００２４】
請求項４の発明では、貯留槽の水に含まる汚染物質の有機成分を光触媒で分解することで、貯留槽から排出される水の汚染濃度が更に低下する。また、再度噴霧手段で噴霧する水の汚染物質の溶解度が向上する。よって、更に空気浄化性能が向上する。
【００２５】
請求項５の発明は、前記第一エレメント及び前記第二エレメントとの少なくとも一方は、多孔質金属で構成されている。
【００２６】
請求項５の発明では、多孔質金属は高気孔率かつ三次元網目状構造とされているので、空気抵抗を抑えつつ、霧状の水がより多く付着する。よって、空気浄化性能が更に向上する。
【００２７】
請求項６の発明は、前記第一光照射手段は、前記空気流路における前記流入口と前記第一エレメントとの間に配置されている。
【００２８】
請求項６の発明では、第一光照射手段は、空気流路における流入口と第一エレメントとの間に配置されているので、噴霧手段によって噴霧された霧状の水によって光が遮られない。よって、第一光照射手段が第一エレメントと第二エレメントとの間に配置されている構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に記載の発明によれば、光触媒を担持する第一エレメントを設けない構成と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、第二エレメントが光触媒を担持していない構成と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、安定して空気中の汚染物質が水に溶解し除去されるので、空気浄化性能が更に向上させることができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、貯留槽の水に含まる汚染物質の有機成分を光触媒で分解することで、貯留槽から排出される水の汚染濃度が更に低下するので、空気浄化性能を更に向上させることができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、第一エレメントと第二エレメントとの両方共が多孔質金属以外で構成されている場合と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、第一光照射手段が第一エレメントと第二エレメントとの間に配置されている構成と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一実施形態の空気浄化装置を模式的に示す構成図である。
【図２】図１に示す本発明の第一実施形態に係る空気浄化装置とクリーンルームとを有するクリーンルーム装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図３】第一変形例のクリーンルーム装置の構成を模式的に示す図２に対応する構成図である。
【図４】第二変形例のクリーンルーム装置の構成を模式的に示す図２に対応する構成図である。
【図５】第三変形例のクリーンルーム装置の構成を模式的に示す図２に対応する構成図である。
【図６】本発明の第二実施形態の空気浄化装置を模式的に示す構成図である。
【図７】本発明の第三実施形態の空気浄化装置を構成するチャンバーを模式的に示す構成図である。
【図８】（Ａ）は多孔質金属を説明する説明図であり、（Ｂ）は多孔質金属に光触媒が担持された状態を説明する説明図である。
【図９】光触媒による光分解作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態に係る空気浄化装置１００とクリーンルーム５０とを備えるクリーンルーム装置１０について、図１と図２とを用いて説明する。
【００３７】
まず、図２を用いてクリーンルーム装置１０の全体構成について説明する。
なお、本実施形態では、クリーンルーム５０の中で、半導体や液晶パネルの製造が行なわれる。
【００３８】
図２に示すように、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気（浄化対象の空気）は、空気経路６２を介して、空気浄化装置１００に送られる。空気浄化装置１００に送られた汚染された空気は、空気浄化装置１００で浄化され排出される。空気浄化装置１００によって浄化され排出された空気は、空気経路６４を介してクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される。
【００３９】
なお、本実施形態においては、空気経路６４には図示が省略されている空調装置が設けられており、浄化された空気は空調装置によって温度と湿度とが調整されたのち、クリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される。
【００４０】
つぎに、空気浄化装置１００について、図１を用いて説明する。
【００４１】
空気浄化装置１００はチャンバー１１０を備えている。チャンバー１１０には、クリーンルーム５０（図２参照）から排出された汚染された浄化対象の空気が流入する流入口１１２と、流入口１１２から流入した空気が浄化されたのち排出される排出口１１４を有している。そして、流入口１１２と排出口１１４との間が空気流路１１６とされている。
【００４２】
チャンバー１１０の空気流路１１６の中を流入口１１２から排出口１１４へと空気が流れるように構成されている。そして、このように流入口１１２から排出口１１４へと空気が流れるようにする空気流発生手段は、どのような構成であってもよい。
【００４３】
例えば、流入口１１２又は排出口１１４の近傍にファンなどの送風装置を設けてもよい。或いは、空気経路６２又は空気経路６４（図２参照）にポンプを設けてもよい。或いは、クリーンルーム５０の排気口５２や吹出口５４の近傍にファンなどの送風装置を設けてもよい。要は。チャンバー１１０の空気流路１１６の中を流入口１１２から排出口１１４へと空気が流れるように構成されていればよい。
【００４４】
空気流路１１６における流入口１１２側には、第一エレメント１２０が設けられている。また、空気流路１１６における排出口１１４側には、第二エレメント１３０が設けられている。第一エレメント１２０及び第二エレメント１３０は、図８（Ａ）に示す板状の多孔質金属（発泡金属）５００で構成されている。
【００４５】
図８（Ａ）に模式的に示すように多孔質金属（発泡金属）５００は、小さい気孔５０２が無数にあいた高気孔率かつ三次元網目状の構造を有する金属材料とされている。
【００４６】
本実施形態においては、多孔質金属５００は、ニッケルやアルミニウム等の金属をスポンジ状に成型されることによって構成されている。なお、本実施形態においては、空隙率は８０％程度とされ、通風する空気抵抗が小さくなるように構成されている。
【００４７】
図８（Ｂ）に示すように、第一エレメント１２０には、可視光で触媒作用（光分解作用）を発揮する光触媒Ｓが担持されている。なお、光触媒Ｓについての詳細は後述する。
また、本実施形態においては、多孔質金属５００に光触媒Ｓを焼結させることによって、第一エレメント１２０に光触媒Ｓを担持させている。
【００４８】
図１に示すように、空気流路１１６における第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間に、水を霧状に噴霧する噴霧装置１４０が設けられている。噴霧装置１４０は、チャンバー１１０の天井部１１０Ａから下方に延びるパイプ１４２と、パイプ１４２に設けられた複数のスプレーノズル１４４と、を有している。
【００４９】
よって、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の空間は、噴霧装置１４０によって噴霧された微細な霧状の水（ミスト）Ｈが充満した状態となる。なお、この第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の霧状の水Ｈが充満した空間を「微細ミスト噴霧空間１１８」とする。
【００５０】
また、噴霧装置１４０から噴霧された霧状の水Ｈが第一エレメント１２０に付着し、第一エレメント１２０が常に湿潤された状態となるように、噴霧装置１４０は第一エレメント１２０の近傍に配置されている。
【００５１】
なお、噴霧装置１４０から噴霧される水Ｈには、種々の物質が溶解や分散された水も含まれる。例えば、酸やアルカリなどが添加された水やオゾン水なども含まれる。
【００５２】
チャンバー１１０の微細ミスト噴霧空間１１８の下方には貯水部（ドレンパン）１５０が設けられている。第一エレメント１２０に付着している霧状の水Ｈは、重力により落下し、貯水部１５０に溜まるように構成されている。また、微細ミスト噴霧空間１１８の霧状の水Ｈの一部は重力により落下し、貯水部１５０に溜まるように構成されている。更に第二エレメント１３０を通過する際に、霧状の水Ｈが第二エレメント１３０に捕獲される（詳細は後述する）。そして、捕獲された水Ｈは、第一エレメント１２０と同様に、重力により落下し、貯水部１５０に溜まるように構成されている。つまり、噴霧装置１４０から噴霧された水Ｈは、最終的に、この貯水部１５０に溜まるように構成されている。
【００５３】
貯水部１５０の底部１５０Ａには、貯水部１５０に溜まった水が排水される排水口１５２が設けられている。
排水口１５２から排水された水は、貯留槽１６０に貯留される。貯留槽１６０と噴霧装置１４０とは、循環経路１７０で連結されている。
【００５４】
貯留槽１６０には、貯留した水を循環経路１７０に送る送水口１６２と、貯留した水を排水する排水口１６４と、が設けられている。また、貯留槽１６０に補給水を補給する補給部１６６が設けられている。
また、送水口１６２と噴霧装置１４０との間の循環経路１７０には、噴霧装置１４０に水を送るポンプ１７２が設けられている。
【００５５】
よって、チャンバー１１０の貯水部１５０から排水された貯留槽１６０に貯留された水の一部が排水口１６４から排水され、一部が送水口１６２から送水され循環経路１７０を介して噴霧装置１４０に送られ噴霧装置１４０によって噴霧される。また、補給部１６６から補給水が補給されることによって、貯留槽１６０に貯留された水が希釈される。
【００５６】
空気流路１１６における流入口１１２と第一エレメント１２０との間に光照射装置１８０が配置されている。光照射装置１８０は、第一エレメント１２０に向けて光を照射する。光照射装置１８０から照射される光の波長は、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）を参照）が触媒作用（光分解作用）を効果的に行なうことに適した波長が望ましい。
【００５７】
ここで、光触媒Ｓと光照射装置１８０とについて説明する。
【００５８】
光触媒Ｓは、光が照射されることにより触媒作用（光分解作用）を示す物質の総称とされている。
【００５９】
図９に示すように、光触媒Ｓに光が当たると、光伝導によって電子と正孔とが発生する。電子は酸素と反応して活性酸素（スーパーオキシドラジカル）をつくり、正孔は水と反応して水酸化ラジカル（ヒドロキシル）をつくる。活性酸素及び水酸化ラジカルは強力な酸化力を持つので、汚染物質（有機物）を分解する。汚染物質（有機物）が分解されることによって、低沸点化合物、二酸化炭素、及び水等に変質する。
【００６０】
光触媒Ｓとしては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化銅等の酸化金属が知られている。一般的には、光触媒が吸収する光の波長のピークは３８０ｎｍ以下の紫外領域にあるとされている。しかし、紫外線だけでなく、４００ｎｍ〜６００ｎｍの可視光で作用する光触媒が開発されている。
【００６１】
そして、本実施形態では、このような可視光で触媒作用を発揮する光触媒Ｓが、第一エレメント１２０に担持されている（図８（Ｂ）を参照）。また、本実施形態においては、光照射装置１８０の光源として、ＬＥＤを用いている。なお、ＬＥＤ以外の光源、例えば、通常の白熱球、蛍光灯等を用いてもよい。
【００６２】
また、紫外線で触媒作用を発揮する光触媒を用いてもよい。この場合は、光源として紫外線を多く含む紫外線ランプを用いる。なお、同時にオゾンが発生するので、下流側でオゾン分解用の触媒やフィルターが必要とされる。
なお、前述した可視光で触媒作用を発揮する光触媒であっても、光源として紫外線ランプを用いてもよい。
【００６３】
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００６４】
クリーンルーム５０内での、半導体や液晶パネル等の電子デバイスの製造は、ガス状の汚染物質が製造工程の製品と化学反応したり物理的に吸着したりすることにより、製品不良の原因となる虞がある。特に、露光工程においては、アンモニアや硫酸などの無機成分と有機成分が光学系のレンズやマスク（回路の原板）の表面に吸着して解像度を劣化させ、配線不良をもたらす虞がある。このため、クリーンルーム５０内のガス状の汚染物質を除去し、空気を浄化する必要がある。
【００６５】
なお、本実施形態で浄化する具体的な汚染物質（ケミカル物質）は、無機イオン成分（アンモニア、ＳＯｘ）、有機物、アンモニア、ＳＯｘ、ＰＧＭＥＡ、ＮＭＰ（溶剤）、ＨＭＤＳ（密着性向上剤）、フタル酸エステル、シロキサン等があげられる。
【００６６】
そして、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気（浄化対象の空気）は、空気経路６２を介して、空気浄化装置１００のチャンバー１１０の流入口１１２から流入する。流入口１１２から流入した浄化対象の空気は、第一エレメント１２０、微細ミスト噴霧空間１１８、第二エレメント１３０と通過することで浄化され、排出口１１４から排出される。空気浄化装置１００によって浄化された空気はクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される。
【００６７】
噴霧装置１４０から噴霧された霧状の水Ｈによって第一エレメント１２０は、常に湿潤された状態となっている。よって、第一エレメント１２０を汚染された空気が通過する際に（図２の矢印Ｌ１参照）、空気中に含まれる汚染物質は第一エレメント１２０に吸着し、第一エレメントに付着している水に溶解する。第一エレメント１２０に付着している汚染物質が溶解した水は、重力によって落下し貯水部１５０に溜まる。
【００６８】
第一エレメント１２０に吸着した汚染物質に含まれる高沸点の有機成分は、前述したように光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）の光分解作用により分解され、汚染影響の少ない低沸点化合物、水、二酸化炭素等に変質する。
【００６９】
よって、光触媒Ｓを担持する第一エレメント１２０がない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００７０】
第一エレメント１２０を通過する際に吸着されなかった空気に含まれる汚染物質は、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の微細ミスト噴霧空間１１８に充満する霧状の水Ｈに、気液接触により溶解する。汚染物質が含まれる霧状の水Ｈの一部は重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。
【００７１】
汚染物資が溶解した霧状の水Ｈは、第二エレメント１３０を通過する際に（図１の矢印Ｌ２参照）、第二エレメント１３０に付着し捕獲される。第二エレメント１３０に捕獲された汚染物質が溶解した水は、重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。
【００７２】
このようにして、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気（浄化対象の空気）が、第一エレメント１２０、微細ミスト噴霧空間１１８、第二エレメント１３０と通過することで浄化される。
【００７３】
なお、図８（Ａ）に示すように、第一エレメント１２０及び第二エレメント１３０は、高気孔率かつ三次元網目状構造とされた多孔質金属５００で構成さている。よって、空気抵抗を抑えつつ、霧状の水Ｈがより多く付着する。したがって、多孔質金属５００以外でエレメントが構成されている場合と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００７４】
また、第二エレメント１３０は、下流側に汚染物質が溶解した霧状の水Ｈが流出し、排出口１１４から排出されないようにするエリミネータの役割を果たす。多孔質金属５００以外の、例えば大きなミストを慣性力でトラップする波型のエリミネータは、微細な霧状の水（ミスト）が捕獲されないで下流側へ飛散する虞がある。よって、本実施形態のように複雑な３次元構造の空隙間を有する多孔質金属５００で第二エレメント１３０を構成することによって、微細な霧状の水（ミスト）Ｈの回収率（捕獲率）が向上するので、空気浄化性能が向上する。
【００７５】
また、貯水部１５０に溜まった汚染物質を含む水は、排水口１５２から排水され貯留槽１６０に一時的に貯留される。貯留槽１６０に貯留された汚染物質を含む水は、補給部１６６から補給された補給水により希釈される。そして、貯留槽１６０の希釈された水の一部は噴霧装置１４０に送られて噴霧され、一部は排水口１６４から排水される。
【００７６】
このように、貯水部１５０から排水された汚染物質を含む水を補給水で希釈して、噴霧装置１４０で噴霧するので、安定して空気中の汚染物質が水に溶解し除去される。よって、空気浄化性能が向上する。
【００７７】
なお、貯留槽１６０において、補給部１６６から補給される補給水の補給量や排水口１６４から排水される排水量などの制御はどのように行なってもよい。
【００７８】
例えば、貯留槽１６０の水の導電率を計測し、導電率（汚染物質の濃度）が閾値以下となるように補給量と排水量とを調整するようにしてもよい。或いは、定期的に或いは連続的に所定量の補給と排水とを行なってもよい。また、定期的に貯留槽１６０の水を入れ替えてもよい。
【００７９】
また、光照射装置１８０は、空気流路１１６における流入口１１２と第一エレメント１２０との間に配置されている。よって、噴霧装置１４０によって噴霧された霧状の水Ｈによって光が遮られない。したがって、光照射装置１８０が、例えば第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の微細ミスト噴霧空間１１８に配置されている構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００８０】
なお、光照射装置１８０をチャンバー１１０の外側に配置し、チャンバー１１０の壁面の一部を透明として、この透明の部位から光を照射するようにしてもよい。
【００８１】
「変形例」
つぎに、本実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態では、クリーンルーム５０の排気口５２から排出された汚染された空気を空気浄化装置１００に送り、空気浄化装置１００によって浄化された空気がクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出されている。つまり、空気が循環する構成であったがこれに限定されない。
【００８２】
「第一変形例」
例えば、図３に示す第一変形例のクリーンルーム装置１１のように、空気浄化装置１００によって浄化された空気を外気に排出する構成であってもよい。この場合、クリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出す空気は、本発明が適用されていない浄化装置８０２やフィルター（図示略）を介して取り込まれる。
【００８３】
「第二変形例」
また、図４に示す第二変形例のクリーンルーム装置１２のように、空気浄化装置１００は外気を取り込んで浄化し、浄化された空気がクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される構成であってもよい。この場合、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気は、本発明が適用されていない浄化装置８０４やフィルター（図示略）などを介して外気に排出される。
【００８４】
「第三変形例」
また、図５に示す第三変形例のクリーンルーム装置１３のように、クリーンルーム５１の中に空気浄化装置１００を設置してもよい。
【００８５】
＜第二実施形態＞
つぎに、本発明の第二実施形態の空気浄化装置２００について、図６を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
また、本実施形態の空気浄化装置２００においても、変形例を含む第一実施形態で説明したクリーンルーム５０、５１内の空気を浄化する目的で用いている。
【００８６】
図６に示すように、第二実施形態の空気浄化装置２００は、第二エレメント１３０にも光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）が担持されている。また、空気流路１１６における排出口１１４と第二エレメント１３０との間にも光照射装置１８２が配置されている。光照射装置１８２は、第二エレメント１３０に向けて光を照射する。
【００８７】
また、貯留槽１６０の中に、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）を担持した第三エレメント２２０と光照射装置１８４とが設けられている。光照射装置１８４は、第三エレメント２２０に向けて光を照射する。
【００８８】
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
第二エレメント１３０によって捕獲された水に溶解した汚染物質の有機成分が、第一エレメント１２０と同様に光触媒Ｓによって分解される。よって、第二エレメント１３０が光触媒Ｓを担持していない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００８９】
また、貯留槽１６０の水に含まる汚染物質の有機成分を第三エレメント２２０が担持する光触媒Ｓが分解することで、貯留槽１６０から排出される水の汚染濃度が更に低下する。これにより、噴霧装置１４０で噴霧する水の汚染物質の溶解度が向上する。よって、更に空気浄化性能が向上する。
【００９０】
なお、第三エレメント２２０に通過する水を増やし、光触媒Ｓによる分解作用を促進さるために（空気浄化性能を向上させるために）、図中の矢印Ｌ３で示すような水流を発生させるようにしてもよい。
【００９１】
＜第三実施形態＞
つぎに、本発明の第三実施形態の空気浄化装置３００について、図７を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図７は、第三実施形態の空気浄化装置３００のチャンバー３１０を上から平面視した模式図である。
また、本実施形態の空気浄化装置３００においても、変形例を含む第一実施形態で説明したクリーンルーム５０、５１内の空気を浄化する目的で用いている。
【００９２】
図７に示すように、空気浄化装置３００は、チャンバー３１０の壁面３１０Ｂに流入口１１２と排出口１１４とが設けられている。壁面３１０Ｂにおける流入口１１２と排出口１１４との間の部位３１０Ｅから、対向する壁面３１０Ｃに向かって延出する壁３１５が形成されている。このように、チャンバー３１０内の一部が壁３１５によって仕切られることによって、平面視略Ｕ字状の空気流路３１６が形成されている。この平面視略Ｕ字状の空気流路３１６を、矢印Ｌ４で示すように、空気が流れていく。
【００９３】
空気流路３１６における流入口１１２側には、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）を担持した第一エレメント１２０が設けられ、排出口１１４側には、第二エレメント１３０が設けられている。
【００９４】
図１に示すように、空気流路３１６における第一エレメント１２０の近傍には、水を霧状に噴霧する噴霧装置１４０が設けられている。よって、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間が空間は、霧状の水（ミスト）Ｈが充満した微細ミスト噴霧空間３１８が形成される。
【００９５】
また、流入口１１２と第一エレメント１２０との間に光照射装置１８０が配置されている。
【００９６】
なお、図示は省略されているが、チャンバー３１０の微細ミスト噴霧空間３１８の下方には貯水部（ドレンパン）が設けられている。そして、噴霧装置１４０から噴霧された水Ｈは、最終的にこの貯水部に溜まるように構成されている。
【００９７】
また、第一実施形態と同様に貯留槽や循環経路などが設けられており、チャンバー３１０の貯水部から排水された水が一時的に貯留槽に貯留されるとともに、貯留された水の一部が排水口から排水され一部が送水口から送水され循環経路を介して噴霧装置１４０に送られ噴霧装置１４０によって噴霧される。また、補給部から水が補給されることによって、貯留槽に貯留された水が希釈される。
【００９８】
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
空気流路３１６を平面視略Ｕ字状とすることで、チャンバーの全長が長くなることを抑えつつ、霧状の水Ｈが充満した微細ミスト噴霧空間３１８の全長を長くすることができる。そして、微細ミスト噴霧空間３１８の全長を長くすることで空気浄化性能が向上する。
【００９９】
なお、本実施形態においても、図７に示す第二実施形態のように、第二エレメント１３０にも光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）が担持されていてもよい。また、貯留槽１６０の中に、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）を担持する第三エレメント２２０と光照射装置１８４とが設けられていてもよい。
【０１００】
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、空気浄化装置は、クリーンルームに適用したがこれに限定されない。クリーンルーム以外の適用例としては、例えば、工場や実験施設から汚染された空気を浄化して排出する目的で使用することがきる。また、排気ガスの浄化にも使用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 空気浄化装置
１１２ 流入口
１１４ 排出口
１１６ 空気流路
１２０ 第一エレメント
１３０ 第二エレメント
１４０ 噴霧装置（噴霧手段）
１５０ 貯水部（排出手段）
１６０ 貯留槽
１６４ 排水口
１６６ 補給部（補給手段）
１７０ 循環経路
１８０ 光照射装置（第一光照射手段）
１８２ 光照射装置（第二光照射手段）
１８４ 光照射装置（第三光照射手段）
２００ 空気浄化装置
２２０ 第三エレメント
３００ 空気浄化装置
５００ 多孔質金属
Ｓ 光触媒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶パネル等の電子デバイスの製造は、クリーンルームにて行なわれている。半導体や液晶パネル等の電子デバイスの製造工程においては、ガス状の汚染物質が製造工程の製品と化学反応したり物理的に吸着したりすることにより、製品不良の原因となる虞がある。特に、露光工程においては、アンモニアや硫酸などの無機成分と有機成分が光学系のレンズやマスク（回路の原板）の表面に吸着して解像度を劣化させ、配線不良をもたらす虞がある。このため、クリーンルームのガス状の汚染物質を除去し、空気を浄化する必要がある。
【０００３】
空気を浄化する方法として、活性炭や酸・アルカリの薬剤を担持した化学フィルターやイオン交換フィルターなどを用いることがある。しかし、フィルターはガス状汚染物質を物理的又は化学的に吸着させることによって除去するため、徐々に性能が低下し、その容量を越えると交換する必要がある。なお、発生する汚染物質の量にもよるが、一般的には１年〜２年に一度、フィルターを交換する必要があるとされている。
【０００４】
そこで、フィルターを用いないで空気を浄化する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１及び特許文献２には、霧状に水を噴霧し、空気中に含まれる可溶性ガスを気液接触により除去する除去装置が提案されている。
【０００６】
また、例えば、特許文献３には、噴霧装置によって噴霧された水と空気とを気液接触させる洗浄室内に紫外線発生装置と光触媒層とを設置した空気浄化装置が提案されている。
【０００７】
また、例えば、特許文献４には、空気に含まれたガス成分を循環する水に溶解させて除去する空気浄化装置において、水が循環する水循環系の途中に水タンクを設けると共に、水タンクの上方に紫外線照射手段を配置し且つ水タンクの水に光触媒を浸漬配置したことを特徴とする空気浄化装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１０４７３９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４４１６号公報
【特許文献３】特開２００２−９５９２４号公報
【特許文献４】特開２００５−３１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、空気浄化性能を向上させることが求められている。
本発明は、空気浄化性能を向上させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が排出される排出口と、を備えた空気流路と、前記空気流路に水を霧状に噴霧する噴霧手段と、前記噴霧手段によって噴霧された水を排出する排出手段と、前記流入口と前記噴霧手段との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、前記噴霧手段によって付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成され、光触媒を担持した第一エレメントと、前記第一エレメントに光を照射する第一光照射手段と、前記噴霧手段と前記排出口との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、通過する空気中の霧状の水が付着し、且つ付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成された第二エレメントと、を備えている。
【００１１】
請求項１の発明では、上流側の第一エレメントを空気が通過する際に、空気中に含まれる汚染物質は第一エレメントに吸着し、第一エレメントに付着している水に溶解する。第一エレメントに付着している汚染物質が溶解した水は、排出手段によって排出される。
【００１２】
第一エレメントに吸着しなかった汚染物質に含まれる可溶性の無機イオン成分は、第一エレメントと第二エレメントとの間に噴霧されている霧状の水に気液接触により溶解する。
【００１３】
汚染物質が溶解した霧状の水は第二エレメントに付着し捕獲される。第二エレメントに付着し捕獲された汚染物質が溶解した水は、排出手段によって排出される。
【００１４】
このように浄化対象の空気が第一エレメント及び第二エレメントを通過することによって、汚染物質が除去されて浄化される。
【００１５】
ここで、第一エレメントに吸着した汚染物質に含まれる高沸点の有機成分は、光触媒の分解作用により分解され、汚染影響の少ない低沸点化合物に変質する。
【００１６】
このように、光触媒を担持する第一エレメントによって、汚染物質中の有機成分が低沸点化合物に変質され除去されるので、光触媒を担持する第一エレメントを設けない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００１７】
請求項２の発明は、前記第二エレメントが光触媒を担持し、前記第二エレメントに光を照射する第二光照射手段を備えている。
【００１８】
請求項２の発明では、第二エレメントによって捕獲された水に溶解した汚染物質の有機成分が、光触媒によって分解される。よって、第二エレメントが光触媒を担持していない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００１９】
請求項３の発明は、前記排出手段から排出された水を前記噴霧手段に送る循環経路と、前記循環経路に設けられ、前記循環経路を流れる水を一時的に貯留する貯留槽と、前記貯留槽に設けられた排水口と、前記貯留槽に水を補給する補給手段と、を備えている。
【００２０】
請求項３の発明では、貯留槽に貯留された汚染物質を含む水は、補給手段によって補給された水により希釈される。また、貯留槽の水の一部は再度噴霧手段に送られて噴霧され、一部は排水口から排水される。
【００２１】
このように、排出手段から排出された汚染物質を含む水を希釈して、再度噴霧手段で噴霧するので、安定して空気中の汚染物質が水に溶解し除去される。よって、更に空気浄化性能が向上する。
【００２２】
また、貯留槽から排出される水は希釈されているので、排出された水から汚染物質を除去して廃棄する必要がない（環境への負荷が少ない）。或いは、汚染物質を除去して廃棄する場合であっても、除去が容易である。
【００２３】
請求項４の発明は、前記貯留槽内に設けられ、光触媒を担持した第三エレメントと、前記第三エレメントに光を照射する第三光照射手段と、を備えている。
【００２４】
請求項４の発明では、貯留槽の水に含まる汚染物質の有機成分を光触媒で分解することで、貯留槽から排出される水の汚染濃度が更に低下する。また、再度噴霧手段で噴霧する水の汚染物質の溶解度が向上する。よって、更に空気浄化性能が向上する。
【００２５】
請求項５の発明は、前記第一エレメント及び前記第二エレメントとの少なくとも一方は、多孔質金属で構成されている。
【００２６】
請求項５の発明では、多孔質金属は高気孔率かつ三次元網目状構造とされているので、空気抵抗を抑えつつ、霧状の水がより多く付着する。よって、空気浄化性能が更に向上する。
【００２７】
請求項６の発明は、前記第一光照射手段は、前記空気流路における前記流入口と前記第一エレメントとの間に配置されている。
【００２８】
請求項６の発明では、第一光照射手段は、空気流路における流入口と第一エレメントとの間に配置されているので、噴霧手段によって噴霧された霧状の水によって光が遮られない。よって、第一光照射手段が第一エレメントと第二エレメントとの間に配置されている構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に記載の発明によれば、光触媒を担持する第一エレメントを設けない構成と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、第二エレメントが光触媒を担持していない構成と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、安定して空気中の汚染物質が水に溶解し除去されるので、空気浄化性能が更に向上させることができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、貯留槽の水に含まる汚染物質の有機成分を光触媒で分解することで、貯留槽から排出される水の汚染濃度が更に低下するので、空気浄化性能を更に向上させることができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、第一エレメントと第二エレメントとの両方共が多孔質金属以外で構成されている場合と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、第一光照射手段が第一エレメントと第二エレメントとの間に配置されている構成と比較し、空気浄化性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一実施形態の空気浄化装置を模式的に示す構成図である。
【図２】図１に示す本発明の第一実施形態に係る空気浄化装置とクリーンルームとを有するクリーンルーム装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図３】第一変形例のクリーンルーム装置の構成を模式的に示す図２に対応する構成図である。
【図４】第二変形例のクリーンルーム装置の構成を模式的に示す図２に対応する構成図である。
【図５】第三変形例のクリーンルーム装置の構成を模式的に示す図２に対応する構成図である。
【図６】本発明の第二実施形態の空気浄化装置を模式的に示す構成図である。
【図７】本発明の第三実施形態の空気浄化装置を構成するチャンバーを模式的に示す構成図である。
【図８】（Ａ）は多孔質金属を説明する説明図であり、（Ｂ）は多孔質金属に光触媒が担持された状態を説明する説明図である。
【図９】光触媒による光分解作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態に係る空気浄化装置１００とクリーンルーム５０とを備えるクリーンルーム装置１０について、図１と図２とを用いて説明する。
【００３７】
まず、図２を用いてクリーンルーム装置１０の全体構成について説明する。
なお、本実施形態では、クリーンルーム５０の中で、半導体や液晶パネルの製造が行なわれる。
【００３８】
図２に示すように、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気（浄化対象の空気）は、空気経路６２を介して、空気浄化装置１００に送られる。空気浄化装置１００に送られた汚染された空気は、空気浄化装置１００で浄化され排出される。空気浄化装置１００によって浄化され排出された空気は、空気経路６４を介してクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される。
【００３９】
なお、本実施形態においては、空気経路６４には図示が省略されている空調装置が設けられており、浄化された空気は空調装置によって温度と湿度とが調整されたのち、クリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される。
【００４０】
つぎに、空気浄化装置１００について、図１を用いて説明する。
【００４１】
空気浄化装置１００はチャンバー１１０を備えている。チャンバー１１０には、クリーンルーム５０（図２参照）から排出された汚染された浄化対象の空気が流入する流入口１１２と、流入口１１２から流入した空気が浄化されたのち排出される排出口１１４を有している。そして、流入口１１２と排出口１１４との間が空気流路１１６とされている。
【００４２】
チャンバー１１０の空気流路１１６の中を流入口１１２から排出口１１４へと空気が流れるように構成されている。そして、このように流入口１１２から排出口１１４へと空気が流れるようにする空気流発生手段は、どのような構成であってもよい。
【００４３】
例えば、流入口１１２又は排出口１１４の近傍にファンなどの送風装置を設けてもよい。或いは、空気経路６２又は空気経路６４（図２参照）にポンプを設けてもよい。或いは、クリーンルーム５０の排気口５２や吹出口５４の近傍にファンなどの送風装置を設けてもよい。要は。チャンバー１１０の空気流路１１６の中を流入口１１２から排出口１１４へと空気が流れるように構成されていればよい。
【００４４】
空気流路１１６における流入口１１２側には、第一エレメント１２０が設けられている。また、空気流路１１６における排出口１１４側には、第二エレメント１３０が設けられている。第一エレメント１２０及び第二エレメント１３０は、図８（Ａ）に示す板状の多孔質金属（発泡金属）５００で構成されている。
【００４５】
図８（Ａ）に模式的に示すように多孔質金属（発泡金属）５００は、小さい気孔５０２が無数にあいた高気孔率かつ三次元網目状の構造を有する金属材料とされている。
【００４６】
本実施形態においては、多孔質金属５００は、ニッケルやアルミニウム等の金属をスポンジ状に成型されることによって構成されている。なお、本実施形態においては、空隙率は８０％程度とされ、通風する空気抵抗が小さくなるように構成されている。
【００４７】
図８（Ｂ）に示すように、第一エレメント１２０には、可視光で触媒作用（光分解作用）を発揮する光触媒Ｓが担持されている。なお、光触媒Ｓについての詳細は後述する。
また、本実施形態においては、多孔質金属５００に光触媒Ｓを焼結させることによって、第一エレメント１２０に光触媒Ｓを担持させている。
【００４８】
図１に示すように、空気流路１１６における第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間に、水を霧状に噴霧する噴霧装置１４０が設けられている。噴霧装置１４０は、チャンバー１１０の天井部１１０Ａから下方に延びるパイプ１４２と、パイプ１４２に設けられた複数のスプレーノズル１４４と、を有している。
【００４９】
よって、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の空間は、噴霧装置１４０によって噴霧された微細な霧状の水（ミスト）Ｈが充満した状態となる。なお、この第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の霧状の水Ｈが充満した空間を「微細ミスト噴霧空間１１８」とする。
【００５０】
また、噴霧装置１４０から噴霧された霧状の水Ｈが第一エレメント１２０に付着し、第一エレメント１２０が常に湿潤された状態となるように、噴霧装置１４０は第一エレメント１２０の近傍に配置されている。
【００５１】
なお、噴霧装置１４０から噴霧される水Ｈには、種々の物質が溶解や分散された水も含まれる。例えば、酸やアルカリなどが添加された水やオゾン水なども含まれる。
【００５２】
チャンバー１１０の微細ミスト噴霧空間１１８の下方には貯水部（ドレンパン）１５０が設けられている。第一エレメント１２０に付着している霧状の水Ｈは、重力により落下し、貯水部１５０に溜まるように構成されている。また、微細ミスト噴霧空間１１８の霧状の水Ｈの一部は重力により落下し、貯水部１５０に溜まるように構成されている。更に第二エレメント１３０を通過する際に、霧状の水Ｈが第二エレメント１３０に捕獲される（詳細は後述する）。そして、捕獲された水Ｈは、第一エレメント１２０と同様に、重力により落下し、貯水部１５０に溜まるように構成されている。つまり、噴霧装置１４０から噴霧された水Ｈは、最終的に、この貯水部１５０に溜まるように構成されている。
【００５３】
貯水部１５０の底部１５０Ａには、貯水部１５０に溜まった水が排水される排水口１５２が設けられている。
排水口１５２から排水された水は、貯留槽１６０に貯留される。貯留槽１６０と噴霧装置１４０とは、循環経路１７０で連結されている。
【００５４】
貯留槽１６０には、貯留した水を循環経路１７０に送る送水口１６２と、貯留した水を排水する排水口１６４と、が設けられている。また、貯留槽１６０に補給水を補給する補給部１６６が設けられている。
また、送水口１６２と噴霧装置１４０との間の循環経路１７０には、噴霧装置１４０に水を送るポンプ１７２が設けられている。
【００５５】
よって、チャンバー１１０の貯水部１５０から排水された貯留槽１６０に貯留された水の一部が排水口１６４から排水され、一部が送水口１６２から送水され循環経路１７０を介して噴霧装置１４０に送られ噴霧装置１４０によって噴霧される。また、補給部１６６から補給水が補給されることによって、貯留槽１６０に貯留された水が希釈される。
【００５６】
空気流路１１６における流入口１１２と第一エレメント１２０との間に光照射装置１８０が配置されている。光照射装置１８０は、第一エレメント１２０に向けて光を照射する。光照射装置１８０から照射される光の波長は、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）を参照）が触媒作用（光分解作用）を効果的に行なうことに適した波長が望ましい。
【００５７】
ここで、光触媒Ｓと光照射装置１８０とについて説明する。
【００５８】
光触媒Ｓは、光が照射されることにより触媒作用（光分解作用）を示す物質の総称とされている。
【００５９】
図９に示すように、光触媒Ｓに光が当たると、光伝導によって電子と正孔とが発生する。電子は酸素と反応して活性酸素（スーパーオキシドラジカル）をつくり、正孔は水と反応して水酸化ラジカル（ヒドロキシル）をつくる。活性酸素及び水酸化ラジカルは強力な酸化力を持つので、汚染物質（有機物）を分解する。汚染物質（有機物）が分解されることによって、低沸点化合物、二酸化炭素、及び水等に変質する。
【００６０】
光触媒Ｓとしては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化銅等の酸化金属が知られている。一般的には、光触媒が吸収する光の波長のピークは３８０ｎｍ以下の紫外領域にあるとされている。しかし、紫外線だけでなく、４００ｎｍ〜６００ｎｍの可視光で作用する光触媒が開発されている。
【００６１】
そして、本実施形態では、このような可視光で触媒作用を発揮する光触媒Ｓが、第一エレメント１２０に担持されている（図８（Ｂ）を参照）。また、本実施形態においては、光照射装置１８０の光源として、ＬＥＤを用いている。なお、ＬＥＤ以外の光源、例えば、通常の白熱球、蛍光灯等を用いてもよい。
【００６２】
また、紫外線で触媒作用を発揮する光触媒を用いてもよい。この場合は、光源として紫外線を多く含む紫外線ランプを用いる。なお、同時にオゾンが発生するので、下流側でオゾン分解用の触媒やフィルターが必要とされる。
なお、前述した可視光で触媒作用を発揮する光触媒であっても、光源として紫外線ランプを用いてもよい。
【００６３】
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００６４】
クリーンルーム５０内での、半導体や液晶パネル等の電子デバイスの製造は、ガス状の汚染物質が製造工程の製品と化学反応したり物理的に吸着したりすることにより、製品不良の原因となる虞がある。特に、露光工程においては、アンモニアや硫酸などの無機成分と有機成分が光学系のレンズやマスク（回路の原板）の表面に吸着して解像度を劣化させ、配線不良をもたらす虞がある。このため、クリーンルーム５０内のガス状の汚染物質を除去し、空気を浄化する必要がある。
【００６５】
なお、本実施形態で浄化する具体的な汚染物質（ケミカル物質）は、無機イオン成分（アンモニア、ＳＯｘ）、有機物、アンモニア、ＳＯｘ、ＰＧＭＥＡ、ＮＭＰ（溶剤）、ＨＭＤＳ（密着性向上剤）、フタル酸エステル、シロキサン等があげられる。
【００６６】
そして、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気（浄化対象の空気）は、空気経路６２を介して、空気浄化装置１００のチャンバー１１０の流入口１１２から流入する。流入口１１２から流入した浄化対象の空気は、第一エレメント１２０、微細ミスト噴霧空間１１８、第二エレメント１３０と通過することで浄化され、排出口１１４から排出される。空気浄化装置１００によって浄化された空気はクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される。
【００６７】
噴霧装置１４０から噴霧された霧状の水Ｈによって第一エレメント１２０は、常に湿潤された状態となっている。よって、第一エレメント１２０を汚染された空気が通過する際に（図２の矢印Ｌ１参照）、空気中に含まれる汚染物質は第一エレメント１２０に吸着し、第一エレメントに付着している水に溶解する。第一エレメント１２０に付着している汚染物質が溶解した水は、重力によって落下し貯水部１５０に溜まる。
【００６８】
第一エレメント１２０に吸着した汚染物質に含まれる高沸点の有機成分は、前述したように光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）の光分解作用により分解され、汚染影響の少ない低沸点化合物、水、二酸化炭素等に変質する。
【００６９】
よって、光触媒Ｓを担持する第一エレメント１２０がない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００７０】
第一エレメント１２０を通過する際に吸着されなかった空気に含まれる汚染物質は、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の微細ミスト噴霧空間１１８に充満する霧状の水Ｈに、気液接触により溶解する。汚染物質が含まれる霧状の水Ｈの一部は重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。
【００７１】
汚染物資が溶解した霧状の水Ｈは、第二エレメント１３０を通過する際に（図１の矢印Ｌ２参照）、第二エレメント１３０に付着し捕獲される。第二エレメント１３０に捕獲された汚染物質が溶解した水は、重力により落下し、貯水部１５０に溜まる。
【００７２】
このようにして、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気（浄化対象の空気）が、第一エレメント１２０、微細ミスト噴霧空間１１８、第二エレメント１３０と通過することで浄化される。
【００７３】
なお、図８（Ａ）に示すように、第一エレメント１２０及び第二エレメント１３０は、高気孔率かつ三次元網目状構造とされた多孔質金属５００で構成さている。よって、空気抵抗を抑えつつ、霧状の水Ｈがより多く付着する。したがって、多孔質金属５００以外でエレメントが構成されている場合と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００７４】
また、第二エレメント１３０は、下流側に汚染物質が溶解した霧状の水Ｈが流出し、排出口１１４から排出されないようにするエリミネータの役割を果たす。多孔質金属５００以外の、例えば大きなミストを慣性力でトラップする波型のエリミネータは、微細な霧状の水（ミスト）が捕獲されないで下流側へ飛散する虞がある。よって、本実施形態のように複雑な３次元構造の空隙間を有する多孔質金属５００で第二エレメント１３０を構成することによって、微細な霧状の水（ミスト）Ｈの回収率（捕獲率）が向上するので、空気浄化性能が向上する。
【００７５】
また、貯水部１５０に溜まった汚染物質を含む水は、排水口１５２から排水され貯留槽１６０に一時的に貯留される。貯留槽１６０に貯留された汚染物質を含む水は、補給部１６６から補給された補給水により希釈される。そして、貯留槽１６０の希釈された水の一部は噴霧装置１４０に送られて噴霧され、一部は排水口１６４から排水される。
【００７６】
このように、貯水部１５０から排水された汚染物質を含む水を補給水で希釈して、噴霧装置１４０で噴霧するので、安定して空気中の汚染物質が水に溶解し除去される。よって、空気浄化性能が向上する。
【００７７】
なお、貯留槽１６０において、補給部１６６から補給される補給水の補給量や排水口１６４から排水される排水量などの制御はどのように行なってもよい。
【００７８】
例えば、貯留槽１６０の水の導電率を計測し、導電率（汚染物質の濃度）が閾値以下となるように補給量と排水量とを調整するようにしてもよい。或いは、定期的に或いは連続的に所定量の補給と排水とを行なってもよい。また、定期的に貯留槽１６０の水を入れ替えてもよい。
【００７９】
また、光照射装置１８０は、空気流路１１６における流入口１１２と第一エレメント１２０との間に配置されている。よって、噴霧装置１４０によって噴霧された霧状の水Ｈによって光が遮られない。したがって、光照射装置１８０が、例えば第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間の微細ミスト噴霧空間１１８に配置されている構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００８０】
なお、光照射装置１８０をチャンバー１１０の外側に配置し、チャンバー１１０の壁面の一部を透明として、この透明の部位から光を照射するようにしてもよい。
【００８１】
「変形例」
つぎに、本実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態では、クリーンルーム５０の排気口５２から排出された汚染された空気を空気浄化装置１００に送り、空気浄化装置１００によって浄化された空気がクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出されている。つまり、空気が循環する構成であったがこれに限定されない。
【００８２】
「第一変形例」
例えば、図３に示す第一変形例のクリーンルーム装置１１のように、空気浄化装置１００によって浄化された空気を外気に排出する構成であってもよい。この場合、クリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出す空気は、本発明が適用されていない浄化装置８０２やフィルター（図示略）を介して取り込まれる。
【００８３】
「第二変形例」
また、図４に示す第二変形例のクリーンルーム装置１２のように、空気浄化装置１００は外気を取り込んで浄化し、浄化された空気がクリーンルーム５０の吹出口５４から吹き出される構成であってもよい。この場合、クリーンルーム５０の排気口５２から排気された汚染された空気は、本発明が適用されていない浄化装置８０４やフィルター（図示略）などを介して外気に排出される。
【００８４】
「第三変形例」
また、図５に示す第三変形例のクリーンルーム装置１３のように、クリーンルーム５１の中に空気浄化装置１００を設置してもよい。
【００８５】
＜第二実施形態＞
つぎに、本発明の第二実施形態の空気浄化装置２００について、図６を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
また、本実施形態の空気浄化装置２００においても、変形例を含む第一実施形態で説明したクリーンルーム５０、５１内の空気を浄化する目的で用いている。
【００８６】
図６に示すように、第二実施形態の空気浄化装置２００は、第二エレメント１３０にも光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）が担持されている。また、空気流路１１６における排出口１１４と第二エレメント１３０との間にも光照射装置１８２が配置されている。光照射装置１８２は、第二エレメント１３０に向けて光を照射する。
【００８７】
また、貯留槽１６０の中に、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）を担持した第三エレメント２２０と光照射装置１８４とが設けられている。光照射装置１８４は、第三エレメント２２０に向けて光を照射する。
【００８８】
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
第二エレメント１３０によって捕獲された水に溶解した汚染物質の有機成分が、第一エレメント１２０と同様に光触媒Ｓによって分解される。よって、第二エレメント１３０が光触媒Ｓを担持していない構成と比較し、空気浄化性能が向上する。
【００８９】
また、貯留槽１６０の水に含まる汚染物質の有機成分を第三エレメント２２０が担持する光触媒Ｓが分解することで、貯留槽１６０から排出される水の汚染濃度が更に低下する。これにより、噴霧装置１４０で噴霧する水の汚染物質の溶解度が向上する。よって、更に空気浄化性能が向上する。
【００９０】
なお、第三エレメント２２０に通過する水を増やし、光触媒Ｓによる分解作用を促進さるために（空気浄化性能を向上させるために）、図中の矢印Ｌ３で示すような水流を発生させるようにしてもよい。
【００９１】
＜第三実施形態＞
つぎに、本発明の第三実施形態の空気浄化装置３００について、図７を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、図７は、第三実施形態の空気浄化装置３００のチャンバー３１０を上から平面視した模式図である。
また、本実施形態の空気浄化装置３００においても、変形例を含む第一実施形態で説明したクリーンルーム５０、５１内の空気を浄化する目的で用いている。
【００９２】
図７に示すように、空気浄化装置３００は、チャンバー３１０の壁面３１０Ｂに流入口１１２と排出口１１４とが設けられている。壁面３１０Ｂにおける流入口１１２と排出口１１４との間の部位３１０Ｅから、対向する壁面３１０Ｃに向かって延出する壁３１５が形成されている。このように、チャンバー３１０内の一部が壁３１５によって仕切られることによって、平面視略Ｕ字状の空気流路３１６が形成されている。この平面視略Ｕ字状の空気流路３１６を、矢印Ｌ４で示すように、空気が流れていく。
【００９３】
空気流路３１６における流入口１１２側には、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）を担持した第一エレメント１２０が設けられ、排出口１１４側には、第二エレメント１３０が設けられている。
【００９４】
図１に示すように、空気流路３１６における第一エレメント１２０の近傍には、水を霧状に噴霧する噴霧装置１４０が設けられている。よって、第一エレメント１２０と第二エレメント１３０との間が空間は、霧状の水（ミスト）Ｈが充満した微細ミスト噴霧空間３１８が形成される。
【００９５】
また、流入口１１２と第一エレメント１２０との間に光照射装置１８０が配置されている。
【００９６】
なお、図示は省略されているが、チャンバー３１０の微細ミスト噴霧空間３１８の下方には貯水部（ドレンパン）が設けられている。そして、噴霧装置１４０から噴霧された水Ｈは、最終的にこの貯水部に溜まるように構成されている。
【００９７】
また、第一実施形態と同様に貯留槽や循環経路などが設けられており、チャンバー３１０の貯水部から排水された水が一時的に貯留槽に貯留されるとともに、貯留された水の一部が排水口から排水され一部が送水口から送水され循環経路を介して噴霧装置１４０に送られ噴霧装置１４０によって噴霧される。また、補給部から水が補給されることによって、貯留槽に貯留された水が希釈される。
【００９８】
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。
空気流路３１６を平面視略Ｕ字状とすることで、チャンバーの全長が長くなることを抑えつつ、霧状の水Ｈが充満した微細ミスト噴霧空間３１８の全長を長くすることができる。そして、微細ミスト噴霧空間３１８の全長を長くすることで空気浄化性能が向上する。
【００９９】
なお、本実施形態においても、図７に示す第二実施形態のように、第二エレメント１３０にも光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）が担持されていてもよい。また、貯留槽１６０の中に、光触媒Ｓ（図８（Ｂ）参照）を担持する第三エレメント２２０と光照射装置１８４とが設けられていてもよい。
【０１００】
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、空気浄化装置は、クリーンルームに適用したがこれに限定されない。クリーンルーム以外の適用例としては、例えば、工場や実験施設から汚染された空気を浄化して排出する目的で使用することがきる。また、排気ガスの浄化にも使用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１００ 空気浄化装置
１１２ 流入口
１１４ 排出口
１１６ 空気流路
１２０ 第一エレメント
１３０ 第二エレメント
１４０ 噴霧装置（噴霧手段）
１５０ 貯水部（排出手段）
１６０ 貯留槽
１６４ 排水口
１６６ 補給部（補給手段）
１７０ 循環経路
１８０ 光照射装置（第一光照射手段）
１８２ 光照射装置（第二光照射手段）
１８４ 光照射装置（第三光照射手段）
２００ 空気浄化装置
２２０ 第三エレメント
３００ 空気浄化装置
５００ 多孔質金属
Ｓ 光触媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が排出される排出口と、を備えた空気流路と、
前記空気流路に水を霧状に噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧手段によって噴霧された水を排出する排出手段と、
前記流入口と前記噴霧手段との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、前記噴霧手段によって付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成され、光触媒を担持した第一エレメントと、
前記第一エレメントに光を照射する第一光照射手段と、
前記噴霧手段と前記排出口との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、通過する空気中の霧状の水が付着し、且つ付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成された第二エレメントと、
を備える空気浄化装置。
【請求項２】
前記第二エレメントが光触媒を担持し、
前記第二エレメントに光を照射する第二光照射手段を備える、
請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】
前記排出手段から排出された水を前記噴霧手段に送る循環経路と、
前記循環経路に設けられ、前記循環経路を流れる水を一時的に貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に設けられた排水口と、
前記貯留槽に水を補給する補給手段と、
を備える、
請求項１又は請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記貯留槽内に設けられ、光触媒を担持した第三エレメントと、
前記第三エレメントに光を照射する第三光照射手段と、
を備える、
請求項３に記載の空気浄化装置。
【請求項５】
前記第一エレメント及び前記第二エレメントとの少なくとも一方は、多孔質金属で構成されている、
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項６】
前記第一光照射手段は、前記空気流路における前記流入口と前記第一エレメントとの間に配置されている、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項１】
空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が排出される排出口と、を備えた空気流路と、
前記空気流路に水を霧状に噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧手段によって噴霧された水を排出する排出手段と、
前記流入口と前記噴霧手段との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、前記噴霧手段によって付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成され、光触媒を担持した第一エレメントと、
前記第一エレメントに光を照射する第一光照射手段と、
前記噴霧手段と前記排出口との間の前記空気流路に設けられ、空気が通過し、通過する空気中の霧状の水が付着し、且つ付着した水が前記排出手段によって排出されるように構成された第二エレメントと、
を備える空気浄化装置。
【請求項２】
前記第二エレメントが光触媒を担持し、
前記第二エレメントに光を照射する第二光照射手段を備える、
請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】
前記排出手段から排出された水を前記噴霧手段に送る循環経路と、
前記循環経路に設けられ、前記循環経路を流れる水を一時的に貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に設けられた排水口と、
前記貯留槽に水を補給する補給手段と、
を備える、
請求項１又は請求項２に記載の空気浄化装置。
【請求項４】
前記貯留槽内に設けられ、光触媒を担持した第三エレメントと、
前記第三エレメントに光を照射する第三光照射手段と、
を備える、
請求項３に記載の空気浄化装置。
【請求項５】
前記第一エレメント及び前記第二エレメントとの少なくとも一方は、多孔質金属で構成されている、
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【請求項６】
前記第一光照射手段は、前記空気流路における前記流入口と前記第一エレメントとの間に配置されている、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７７６９１（Ｐ２０１１−１７７６９１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７０４４（Ｐ２０１０−４７０４４）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]